KR20100085907A

KR20100085907A - 정전 척 장치에서의 가스공급구조의 제조방법 및 정전 척 장치 가스공급구조 및 정전 척 장치

Info

Publication number: KR20100085907A
Application number: KR1020107007261A
Authority: KR
Inventors: 킨야 미야시타; 요시히로 와타나베
Original assignee: 가부시키가이샤 크리에이티브 테크놀러지
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-07-29
Also published as: HK1142992A1; TWI389246B; JP5186504B2; US20100254064A1; TW200919624A; CN101796626B; US8051548B2; JPWO2009031566A1; CN101796626A; KR101384585B1; WO2009031566A1

Abstract

금속기반(1)의 상면측에 정전 척을 구비한 정전 척 장치에 있어서, 냉각 가스 분출량의 불균일화나 용사 재료 등의 퇴적에 의한 오염화를 막을 수 있는 가스공급구조의 제조방법을 제공한다. 금속기반(1)의 하면측으로부터 공급된 냉각 가스를, 금속기반(1)이 구비하는 가스공급경로(3)를 통해 상부 절연층(6)측에 흡착시킨 기판(W)의 이면에 공급하기 위한 가스공급구조의 제조방법으로서, 금속기반(1)의 상면측에 세라믹스 분말을 용사하여 하부 절연층(4)을 형성하는 공정, 흡착전극(5)을 형성하는 공정, 및 상부 절연층(6)을 형성하는 공정에 앞서, 하부 절연층(4)의 형성에 사용하는 세라믹스 분말과 같은 재료로 이루어지는 충전재를 포함한 접착제(8)로 금속기반(1)의 상면측의 가스공급경로 출구(3a)를 막고, 상부 절연층(6)의 형성 후에 금속기반(1)의 가스공급경로 출구(3a)를 향해 구멍을 뚫어, 가스공급경로(3)에 통하는 관통구멍(9)을 형성하는 가스공급구조의 제조방법이다.

Description

정전 척 장치에서의 가스공급구조의 제조방법 및 정전 척 장치 가스공급구조 및 정전 척 장치{METHOD FOR MANUFACTURING GAS SUPPLY STRUCTURE IN ELECTROSTATIC CHUCK APPARATUS, GAS SUPPLY STRUCTURE IN ELECTROSTATIC CHUCK APPARATUS, AND ELECTROSTATIC CHUCK APPARATUS}

본 발명은, 정전 척 장치에서의 가스공급구조의 제조방법 및 정전 척 장치에서의 가스공급구조, 및 정전 척 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 정전 척에 흡착시킨 기판을 냉각 가스에 의해 냉각하기 위한 정전 척 장치에서의 가스공급구조에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 프로세스에서 사용되는 플라즈마 처리장치, 전자노광장치, 이온주입장치 등을 비롯하여, 액정 패널의 제조에 사용되는 이온도핑장치 등에서는, 피처리물인 반도체 웨이퍼나 유리기판 등에 손상을 주지 않고 이들 기판을 확실하게 유지하는 것이 요망되고 있다. 특히 최근에는, 처리하는 대상인 반도체 웨이퍼나 유리기판 등에의 오염이 엄격하게 관리되기 때문에, 종래에 있어서 사용되고 있던 기계적으로 기판을 클램핑하는 방식은, 그 대부분이 전기적인 흡착력을 이용하는 정전 척 방식으로 전환되고 있다. 이것은, 클램프 자체의 재질(대부분의 경우는 알루미늄재임)이 처리 플라즈마 중에 노출됨으로써 유리(遊離)되거나, 이온주입처리에서의 이온 조사에 의해 클램프가 스퍼터되어 부유물이 생기기 때문이며, 이들 부유물이 유지된 기판에 떨어지는 것 등에 의해, 예를 들면 반도체 소자나 액정 패널의 특성, 수율 등에 현저하게 영향을 미치기 때문이다.

도 5는 일반적인 정전 척 장치의 단면 모식도로서, 알루미늄, 동, 스테인리스 등으로 이루어지는 금속기반(1)의 상면측(기판(w)측)에, 하부 절연층(4), 흡착전극(5), 및 상부 절연층(6)을 구비한 정전 척(7)이 적층되어 형성된 정전 척 장치의 종래예를 나타낸다. 이 정전 척 장치의 사용예로서, 예를 들면 플라즈마 장치로 반도체 웨이퍼 등의 기판(w)을 에칭 처리하면, 기판(w)의 온도는 200℃~400℃정도까지 상승해 버린다. 그 때문에, 처리 중의 기판 온도를 적정 온도로 냉각할 필요가 있기 때문에, 금속기반(1)의 내부에는, 통상 순수 등의 액체 냉매를 흘려보내기 위한 액체관로(2)가 마련되어 있으며, 도시하지 않는 열교환기 등을 경유시키면서, 외부로부터 공급된 액체 냉매를 금속기반 내부에서 순회시켜 기판(w)의 냉각을 행한다. 또한 이와 같이 금속기반(1)을 냉각함으로써 기판(w)을 간접적으로 냉각하는 수단 외에, 금속기반(1)의 하면측으로부터 공급된 헬륨 등의 냉각 가스를, 금속기반(1)이 구비한 가스공급경로(3)를 통해 기판(w)의 이면측에 공급하여 기판(w)을 직접 냉각하는 수단이 채용되어 있다.

후자의 냉각수단을 위해, 즉, 금속기반(1)의 하면측으로부터 공급된 냉각 가스를 정전 척(7)에 흡착시킨 기판(w)의 이면측으로 보내어 냉각하기 위해, 일반적으로 금속기반(1)의 상면측에는 지름 1㎜정도의 가스공급경로 출구(가스분출구멍)(3a)가 형성되어 있고, 금속기반(1)의 상면측에 정전 척(7)을 적층시킨 후, 정전 척(7)의 상부 절연층(6)측으로부터 가스공급경로 출구(3a)를 향해 관통구멍을 형성하여 기판(w)의 이면에 냉각 가스를 공급할 수 있도록 한다. 여기서, 금속기반(1)의 상면측의 가스공급경로 출구(3a)는, 기판(w)에 대하여 균일하게 냉각 가스를 공급할 필요가 있기 때문에, 예를 들면 지름 300㎜의 반도체 웨이퍼를 흡착시키는 금속기반(1)의 경우에, 많을 때는 200개 정도가 되는 경우도 있다.

그런데, 가스공급경로 출구(3a)를 가진 금속기반(1)의 상면측에 정전 척(7)을 적층할 때, 예를 들면 세라믹스 분말을 용사(溶射)하여 하부 절연층(4)을 형성하면, 용사한 세라믹스 분말의 일부가 가스공급 출구(3a)를 통해 가스공급경로(3)에 퇴적되어 버리는 경우가 있다. 이와 같이 가스공급경로(3) 내에 쌓인 퇴적물(10)은, 정전 척 장치의 사용시에 냉각 가스의 분출을 저해하여 가스의 분출량을 불균일하게 할 뿐 아니라, 냉각 가스와 함께 기판(w)측에 분출되어 오염원이 될 우려가 있다. 그리하여, 본 발명자 등은 하부 절연층(4)의 형성 전에 금속기반(1)의 각 가스공급경로 출구(3a)에 절연성의 판을 붙이는 방법을 제안하고 있다(특허문헌 1의 단락 0010 참조). 그러나 가스공급경로 출구(3a)의 모두에 판을 접합시키는 작업이 예상보다 노동력을 수반하기 때문에 한층 더한 기술의 개량이 필요하다.

일본국 공개특허공보 2004-349664호

이러한 상황하에서, 본 발명자 등은 정전 척 장치에서의 가스공급구조에 대하여 한층 더 검토한 결과, 하부 절연층의 형성 전에, 하부 절연층의 형성에 사용하는 세라믹스 분말과 같은 재료로 이루어지는 충전재를 포함한 접착제로 가스공급경로 출구를 막고, 상부 절연층의 형성 후에, 상부 절연층측으로부터 가스공급경로 출구를 향해 관통구멍을 형성함으로써, 가스공급구조의 생산성이 비약적으로 향상하는 동시에 가스공급경로 출구에서의 금속기반과 하부 절연층의 계면에 생기는 금의 발생 등이 개선되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 냉각 가스 분출량의 불균일화나 용사 재료 등의 퇴적에 의한 오염화를 막을 수 있는 정전 척 장치의 가스공급구조를 간편하게 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 냉각 가스 분출량의 불균일화나 용사 재료 등의 퇴적에 의한 오염화를 막는 동시에 가스공급경로 출구에 있어서 금속기반과 하부 절연층이 양호한 접합 계면을 가진 정전 척 장치의 가스공급구조를 제공하는 것에 있다.

즉, 본 발명은, 금속기반의 상면측에 하부 절연층, 흡착전극, 및 상부 절연층을 구비한 정전 척이 적층되어 형성된 정전 척 장치에 있어서, 금속기반의 하면측으로부터 공급된 냉각 가스를, 금속기반이 구비하는 가스공급경로를 통해 상부 절연층측에 흡착시킨 기판의 이면에 공급하기 위한 가스공급구조의 제조방법으로서, 금속기반의 상면측에 세라믹스 분말을 용사하여 하부 절연층을 형성하는 공정, 흡착전극을 형성하는 공정, 및 상부 절연층을 형성하는 공정에 앞서, 하부 절연층의 형성에 사용하는 세라믹스 분말과 같은 재료로 이루어지는 충전재를 포함한 접착제로 금속기반의 상면측의 가스공급경로 출구를 막고, 상부 절연층의 형성 후에는, 상부 절연층측으로부터 금속기반의 가스공급경로 출구를 향해 구멍을 뚫어 가스공급경로에 통하는 관통구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전 척 장치에서의 가스공급구조의 제조방법이다.

또한 본 발명은, 금속기반의 상면측에 하부 절연층, 흡착전극, 및 상부 절연층을 구비한 정전 척이 적층되어 형성된 정전 척 장치에 있어서, 금속기반의 하면측으로부터 공급된 냉각 가스를, 금속기반이 구비하는 가스공급경로를 통해 상부 절연층측에 흡착시킨 기판의 이면에 공급하기 위한 가스공급구조로서, 금속기반의 상면측에 세라믹스 분말을 용사하여 하부 절연층을 형성하는 공정, 흡착전극을 형성하는 공정, 및 상부 절연층을 형성하는 공정에 앞서, 하부 절연층의 형성에 사용하는 세라믹스 분말과 같은 재료로 이루어지는 충전재를 포함한 접착제로 금속기반의 상면측의 가스공급경로 출구를 막고, 상부 절연층의 형성 후에는, 상부 절연층측으로부터 금속기반의 가스공급경로 출구를 향해 구멍을 뚫어 가스공급경로에 통하는 관통구멍을 형성하여 얻어진 것을 특징으로 하는 정전 척 장치에서의 가스공급구조이다.

또한 본 발명은 상기 가스공급구조를 구비한 것을 특징으로 하는 정전 척 장치이다.

이하, 정전 척 장치에서의 가스공급구조의 제조방법에 관한 순서를 기술하면서 본 발명의 내용을 설명한다. 또한 본 발명에 있어서는, 특별히 언급이 없는 한, 상면이란 흡착·유지하는 기판측의 면을 나타내고, 하면이란 흡착·유지하는 기판과는 반대측의 면을 나타낸다.

우선, 도 4a에 나타내는 바와 같이 금속기반(1)의 상면측에 있는 가스공급경로 출구(3a)를 도 4b에 나타내는 바와 같이 접착제(8)로 막는다. 여기서 사용하는 접착제에 대해서는, 하부 절연층을 용사에 의해 형성할 때에 사용하는 세라믹스 분말과 같은 재료로 이루어지는 충전재를 포함한 것을 사용한다. 즉, 예를 들면 금속기반의 상면측에 알루미나(Al₂O₃) 분말을 용사하여 하부 절연층을 형성하는 경우에는 접착제에 알루미나를 함유시키도록 한다. 하부 절연층의 형성에 사용하는 세라믹스 분말과 같은 재료로 이루어지는 충전재를 포함하는 이유는, 열 팽창계수 등의 특성을 하부 절연층과 가깝게 하여, 열 부하에 대하여 하부 절연층과의 계면에서 생기는 응력을 최소한으로 하기 위함이다.

또한 본 발명에서 사용하는 접착제는, 바람직하게는 충전재와 알콕시드로 이루어지는 것을 사용하는 것이 좋다. 정전 척 장치의 사용예에 따라서는 300℃를 넘는 고온 환경하에 노출되는 경우가 있어, 가령 가스공급경로 출구를 에폭시계의 접착제로 막았다고 하면, 이러한 고온 환경에 의해 접착제가 승화하거나, 탄화해 버린다. 그 경우에는, 분해된 접착제의 일부가 냉각 가스와 함께 분출되어 오염을 일으킬 우려가 있다. 상술한 바와 같은 충전재와 알콕시드로 이루어지는 접착제이면 300℃를 넘는 고온 환경이어도 이러한 문제들을 일으킬 우려가 없다. 더욱 바람직하게는, 알콕시드가 나트륨분을 포함하지 않는 것인 것이 좋다. 나트륨분을 포함하면 그 분자가 고온하에서 유리하여 오염을 일으킬 우려가 있고, 특히 나트륨은 반도체 소자의 접합 부분에서의 포텐셜을 어지럽히며, 경우에 따라서는 설계값대로의 트랜지스터를 형성할 수 없게된다. 본 발명에서 사용하는 접착제의 구체예로서는, 예를 들면 세라마본드(Ceramabond)(미국 아렘코(Aremco)사 제조 상품명)의 1군의 상품을 예시할 수 있다. 나트륨분을 포함하지 않는 것으로서는 세라마본드 569(미국 아렘코사 제조 상품명)를 들 수 있다. 또한 알콕시드가 나트륨분을 포함하지 않는다는 것은, 알콕시드를 형성하는 금속이 나트륨 이외의 것임을 의미하고, 상술한 바와 같은 문제가 생기지 않을 정도로 불가피하게 혼입되는 것을 배제하는 것은 아니다.

가스공급경로 출구(3a)를 접착제(8)로 막고, 접착제(8)가 경화한 것을 확인한 후, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 금속기반(1)의 상면측으로부터 가까운 순서로 하부 절연층(4), 흡착전극(5) 및 상부 절연층(6)을 형성한다. 여기서, 하부 절연층(4), 흡착전극(5) 및 상부 절연층(6)에 대해서는, 공지의 정전 척 장치에서의 경우와 동일한 형상, 막두께, 재료, 제조 조건 등을 채용할 수 있다. 예를 들면 상부, 하부의 각 절연층(6,4)에 대해서는, 폴리이미드 등의 절연성 필름이나 세라믹스판 외에, 세라믹스 분말을 용사하여 소정의 형상 및 막두께를 가진 것을 사용할 수 있다. 흡착전극(5)에 대해서는, 금속박이나 스퍼터법, 이온 플레이팅법 등에 의해 막 형성한 금속을 소정의 형상으로 에칭하여 흡착전극을 형성하거나, 도전성 금속의 용사나 페이스트상의 도전성 금속의 인쇄 등에 의해 소정의 형상의 흡착전극을 얻도록 해도 된다. 그러나 본 발명에서의 효과를 가장 잘 발휘하는 것은, 적어도 하부 절연층(4)이 금속기반(1)의 상면측에 세라믹스 분말을 용사하여 형성하는 경우이다. 하부 절연층(4)이 절연성 필름으로 이루어지는 경우나, 하부 절연층, 흡착전극 및 상부 절연층을 구비한 정전 척을 별도 제작하고, 이것을 금속기반(1)의 상면측에 점착하는 경우에는, 금속기반(1)의 가스공급경로(3)에 용사 재료가 퇴적되는 등의 문제가 일어나기 어렵기 때문에 본 발명에서의 효과를 충분히 확인할 수 없다.

하부 절연층(4)을 형성하는 세라믹스 분말에 대해서는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 알루미나(Al₂O₃) 분말, 질화알루미늄(AlN) 분말, 지르코니아(ZrO₂) 분말, 실리카(SiO₂) 분말 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 사용해도 되고 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.

그리고, 상부 절연층(6)을 형성한 후에는, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 상부 절연층측으로부터 금속기반(1)의 가스공급경로 출구(3a)를 향해 구멍을 뚫고, 가스공급경로 출구(3a)를 막은 접착제(8)를 관통시켜 가스공급경로(3)에 통하는 관통구멍(9)을 형성한다. 관통구멍(9)을 형성하는 수단에 대해서는 특별히 제한은 없고, 일반적인 기계 가공에 의하면 되는데, 바람직하게는 다이아몬드 드릴 등을 사용하는 것이 좋다. 다이아몬드 드릴은 절삭력이나 내구성이 매우 뛰어나기 때문에, 하부 절연층 뿐 아니라 상부 절연층에 대해서도 용사에 의해 형성한 경우나, 다수의 관통구멍을 형성할 필요가 있는 경우 등에는 특히 효과적이다. 또한 다이아몬드 드릴을 사용하여, 가스공급경로 출구(3a)를 향해 압축 공기를 뿜어내면서 관통구멍을 형성하는 것이 보다 바람직하다. 압축 공기를 뿜어내면서 구멍을 뚫음으로써, 쌓인 부스러기를 그대로 가스공급경로(3)에 낙하시키는 것을 막을 수 있다. 압축 공기의 압력에 대해서는 작업성 등을 고려하여 2~5㎏/㎠의 범위가 적당하다.

관통구멍(9)의 크기에 대해서는, 금속기반(1)이 구비하는 가스공급경로 출구(3a)의 형상에 맞추어 적절히 설계하면 된다. 일반적인 가스공급경로 출구(3a)의 개구지름(직경)은 1~5㎜정도이고, 예를 들면 가스공급경로 출구(3a)의 개구지름이 1.4㎜인 경우에는 관통구멍(9)의 지름은 0.2~1㎜정도로 하는 것이 좋다. 가스공급경로 출구(3a)의 개구지름을 관통구멍(9)의 지름보다도 크게 함으로써, 가스공급경로 출구(3a)를 막은 접착제(8)의 일부가 가스공급경로 출구(3a)의 내측면을 따라 잔존한다. 그리고, 도 4d에 있어서 파선의 원으로 둘러싼 부분과 같이, 가스공급경로 출구(3a)의 일부에 있어서 접착제(8)와 하부 절연층(4)의 접합 계면이 형성되고, 본 발명에 있어서는 하부 절연층(4)을 형성하는 세라믹스 분말과 같은 재료로 이루어지는 충전재를 포함한 접착제(8)를 사용하기 때문에 양호한 접합 계면이 얻어지고, 열 응력 등에 대해서도 강고하게 접착성을 유지할 수 있어, 금이나 틈 등이 생길 우려를 한층 더 배제할 수 있다. 또한 도 2에 나타내는 바와 같이, 가스공급경로 출구(3a)가 금속기반(1)의 상면측을 향해 점차 지름을 크게 하거나, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가스공급경로 출구가 카운터성크부(countersunk portion)(3b)를 가지도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 관통구멍(9)과 가스공급경로 출구(3a)의 내측면 사이에 보다 많은 접착제(8)가 잔존하여, 하부 절연층(4)과의 접합 계면이 보다 신뢰성 있는 것이 된다.

본 발명에 있어서는, 금속기반(1)의 상면측의 가스공급경로 출구(3a)를 접착제(8)로 막고, 경화시킨 후에 금속기반(1)의 상면을 연마하거나, 관통구멍(9)을 형성한 후에 기판(w)을 흡착시키는 상부 절연층(6)의 표면을 연마하는 평탄화 공정을 적절히 행하도록 해도 된다. 또한 기판(w)의 이면에 냉각 가스가 균일하게 공급되도록, 관통구멍(9)을 형성한 후에 상부 절연층(6)에 소정의 형상의 가스 홈을 형성하도록 해도 된다. 본 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위라면, 일반적인 정전 척 장치에서의 구조나 제조 공정 등을 채용할 수 있는 것은 물론이다. 그리고, 본 발명에 의해 얻어진 가스공급구조는, 일반적인 정전 척 장치에서 사용되는 냉각 가스와 같은 것을 사용할 수 있어, 가스 냉각에서의 가스량이나 가스압 등을 특별히 변경할 필요도 없다.

본 발명의 가스공급구조의 제조방법에 의하면, 하부 절연층을 용사에 의해 형성할 때에 금속기반의 가스공급경로에 용사 재료의 일부가 퇴적하여, 고착해 버릴 우려를 배제할 수 있기 때문에, 종래와 같이 퇴적물의 일부가 냉각 가스와 함께 가스공급경로 내를 떠돌아 기판측에 공급되는 가스량을 불균일하게 하거나, 기판측에 분출되어 오염을 일으키는 문제는 해소된다. 본 발명에서의 방법은, 신규의 정전 척 장치를 제조할 때에 채용할 수 있을 뿐 아니라, 한 번 제품 수명에 달한 사용한 정전 척 장치를 재이용하여 가스공급구조를 재생할 때에도 채용할 수 있다.

또한 본 발명에 의해 얻어진 가스공급구조는, 냉각 가스 분출량의 불균일화나 용사 재료 등의 퇴적에 의한 오염화를 막을 수 있는 동시에, 가스공급경로 출구에 있어서 금속기반과 하부 절연층이 양호한 접합 계면을 가지기 때문에 장기에 걸쳐 내구성이 뛰어나다.

도 1은 본 발명에 따른 가스공급구조를 가진 정전 척 장치의 단면 설명도이다.
도 2는 가스공급구조의 일부를 확대한 단면 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스공급구조의 변형예로서, 그 일부를 확대한 단면 설명도이다.
도 4는 가스공급구조의 제조 순서를 나타내는 단면 설명도이다.
도 5는 정전 척 장치의 종래예를 나타내는 단면 설명도이다.

이하, 첨부한 도면에 근거하여 본 발명의 적합한 실시의 형태를 구체적으로 설명한다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명에 따른 가스공급구조를 구비한 정전 척 장치의 단면 설명도이고, 도 2는 이 중 가스공급구조의 일부를 확대한 단면 설명도이다. 여기서는, 주로 지름 300㎜의 실리콘 웨이퍼의 흡착에 적합한 알루미늄제의 금속기반(1)의 예를 나타내고, 이 금속기반(1)의 상면측에는 지름 196㎜의 재치대(載置臺)(1a)를 가진다. 또한 이 금속기반(1)의 내부에는, 하면측으로부터 공급된 냉각수를 순회시키고, 다시 하면측으로 흘려보내기 위한 액체관로(2)가 형성되고 있으며, 또한 금속기반(1)의 하면측으로부터 공급된 냉각 가스(도면 중의 파선 화살표)를 그 후에 형성하는 정전 척(7)에 흡착한 기판(w)에 공급하기 위한 가스공급경로(3)를 구비한다. 이 가스공급경로(3)에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 가스공급경로(3)의 일부는 금속기반(1)의 내부로부터 금속기반(1)의 재치대(1a)측을 향해 지름(d₂) 2.5㎜로 형성되고, 재치대(1a)의 표면 부근에서는 모따기(chamfered)가 행해진다(일반적으로는 c면이라 불리우며, C 0.2~2㎜의 범위에서 모따기를 행함). 구체적으로는 재치대(1a)의 깊이 5㎜ 부근으로부터 재치대(1a)의 표면에 이르기까지 점차 지름을 크게 하여, 재치대(1a)의 표면에 지름(d₁) 3.5㎜의 개구를 가진 가스공급경로 출구(3a)를 구비한다. 이러한 가스공급경로 출구(3a)는 재치대(1a)의 표면에 합계 150개 형성되어 있고, 그들은 서로 균일한 거리에서 분포한다.

상기 금속기반(1)을 거친 부분(burrs)의 제거나 유기 용제에 의한 세정을 행한 후, 디스펜서를 사용하여 재치대(1a)의 표면으로부터 가스공급경로 출구(3a)에 접착제(8)를 적량 주입하였다. 여기서 사용한 접착제(8)는 충전재로서 알루미나를 함유하면서, 나트륨분을 포함하지 않는 세라마본드 569(미국 아렘코사 제조 상품명)이다. 재치대(1a)의 깊이방향에 접착제(8)가 약 2㎜ 충전되도록 하고, 또한 가스공급경로 출구(3a)의 모따기한 부분에 대해서도 접착제를 충전하여, 여분의 접착제를 제거해 모든 가스공급경로 출구(3a)를 접착제(8)로 막았다. 그리고, 상온에서 12시간 자연 건조하여 접착제(8)를 고화(固化)시킨 후, 금속기반(1)의 재치대(1a)에 용융한 순도 99.99%의 알루미나 분말을 용사하여 두께 200㎛의 하부 절연층(4)을 형성하였다. 이어서, 얻어진 하부 절연층(4)의 표면에 소정의 마스크를 씌우고, 순도 99.99%의 텅스텐 분말을 용사하여 막두께 50㎛의 흡착전극(5)을 형성하였다. 또한 이 흡착전극(5)상으로부터 순도 99.99%의 알루미나 분말을 용사하여 두께 300㎛의 상부 절연층(6)을 형성하였다.

상기와 같이 하여 금속기반(1)의 상면측에 하부 절연층(4), 흡착전극(5), 및 상부 절연층(6)을 구비한 정전 척(7)을 형성한 후, 상부 절연층측으로부터 금속기반(1)의 가스공급경로 출구(3a)에 대응하는 위치를 향해 수직방향에 구멍을 뚫어, 고화한 접착제(8)를 관통시켜 가스공급경로(3)에 통하는 관통구멍을 형성하였다. 이때, 다이아몬드 드릴을 사용하여 약 3㎏/㎠의 압축 공기를 내보내면서, 금속기반(1)의 모든 가스공급경로 출구(3a)에 대응시켜 지름(d₃) 1㎜의 관통구멍을 형성하였다. 마지막으로, 유기 용제를 사용한 초음파 세정에 의해 절삭 부스러기나 유분을 제거하여 본 발명에 따른 가스공급구조를 구비한 정전 척 장치를 완성시켰다.

<실시예 2>

다음으로, 사용한 정전 척 장치의 가스공급구조를 재생하는 경우의 실시예를 설명한다.

우선, 사용한 정전 척 장치로부터 일부 수작업을 병행하면서 기계적 연마에 의해 상부 절연층(6), 흡착전극(5), 및 하부 절연층(4)을 제거하였다. 이때, 표층에 하부 절연층(4)이 일부 남도록 하고, 또한 샌드 블라스트 처리를 행하여 0.05~0.5㎜의 범위로 금속기반(1)의 두께분이 제거되도록 하여 금속기반면을 노출시켜, 금속기반(1)의 재치대(1a)의 평탄성이 30㎛이하가 되도록 하였다. 이어서, 금속기반(1)이 구비한 가스공급경로 출구(3a)를 C O.2~2㎜의 범위로 모따기를 행하여 재생용의 금속기반(1)을 준비하였다.

상기 금속기반(1)을 거친 부분의 제거나 유기 용제에 의한 세정을 행한 후, 실시예 1과 동일하게 하여 모든 가스공급경로 출구(3a)를 접착제(8)로 막았다. 그리고, 접착제(8)를 고화시킨 후, 금속기반(1)의 재치대(1a)에 용융한 순도 99.99%의 알루미나 분말을 용사하여 하부 절연층(4)을 형성하였다. 여기서, 하부 절연층(4)의 막두께는 200㎛+α(α는 금속기반(1)의 두께가 제거된 분에 상당)로 하였다. 이어서, 실시예 1과 동일하게 하여 흡착전극(5) 및 상부 절연층(6)을 형성하였다.

상기와 같이 하여 금속기반(1)의 상면측에 하부 절연층(4), 흡착전극(5), 및 상부 절연층(6)을 구비한 정전 척(7)을 형성한 후, 실시예 1과 동일하게 하여 금속기반(1)의 모든 가스공급경로 출구(3a)에 대응시켜 관통구멍을 형성하였다. 마지막으로, 유기 용제를 사용한 초음파 세정에 의해 절삭 부스러기나 유분을 제거하여, 본 발명에 따른 가스공급구조를 구비한 정전 척 장치를 재생하였다.

본 발명에 따른 가스공급구조는, 반도체 소자의 제조 프로세스에서 사용되는 플라즈마 처리장치, 전자노광장치, 이온주입장치 등을 비롯하여 액정 패널의 제조에 사용되는 이온도핑장치 등 다양한 정전 척 장치에 적용할 수 있다. 또한 신규의 정전 척 장치 뿐 아니라, 이미 제품 수명이 지난 사용한 정전 척 장치를 재이용하는 경우에도 본 발명에 따른 가스공급구조를 적용할 수 있다.

1: 금속기반 1a: 재치대
2: 액체관로 3: 가스공급경로
3a: 가스공급경로 출구 3b: 카운터성크부
4: 하부 절연층 5: 흡착전극
6: 상부 절연층 7: 정전 척
8: 접착제 9: 관통구멍
10: 퇴적물

Claims

금속기반의 상면측에 하부 절연층, 흡착전극, 및 상부 절연층을 구비한 정전 척이 적층되어 형성된 정전 척 장치에 있어서, 금속기반의 하면측으로부터 공급된 냉각 가스를, 금속기반이 구비하는 가스공급경로를 통해 상부 절연층측에 흡착시킨 기판의 이면에 공급하기 위한 가스공급구조의 제조방법으로서, 금속기반의 상면측에 세라믹스 분말을 용사하여 하부 절연층을 형성하는 공정, 흡착전극을 형성하는 공정, 및 상부 절연층을 형성하는 공정에 앞서, 하부 절연층의 형성에 사용하는 세라믹스 분말과 같은 재료로 이루어지는 충전재를 포함한 접착제로 금속기반의 상면측의 가스공급경로 출구를 막고, 상부 절연층의 형성 후에는, 상부 절연층측으로부터 금속기반의 가스공급경로 출구를 향해 구멍을 뚫어 가스공급경로에 통하는 관통구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전 척 장치에서의 가스공급구조의 제조방법.
제1항에 있어서,
금속기반의 상면측에서의 가스공급경로 출구의 개구지름이 관통구멍의 지름보다도 크고, 가스공급경로 출구를 막은 접착제의 일부가 가스공급경로 출구의 내측면을 따라 잔존하며, 가스공급경로 출구의 일부에 있어서 접착제와 하부 절연층의 접합 계면을 가지는 것을 특징으로 하는 가스공급구조의 제조방법.
제2항에 있어서,
가스공급경로 출구가 금속기반의 상면측을 향해 점차 지름을 크게 하고 있는 것을 특징으로 하는 가스공급구조의 제조방법.
제2항에 있어서,
가스공급경로 출구가 카운터성크부(countersunk portion)를 가지는 것을 특징으로 하는 가스공급구조의 제조방법.
제1항에 있어서,
접착제가 충전재와 알콕시드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스공급구조의 제조방법.
제5항에 있어서,
알콕시드가 나트륨분을 포함하지 않는 것임을 특징으로 하는 가스공급구조의 제조방법.
제1항에 있어서,
다이아몬드 드릴을 사용하여, 가스공급경로 출구를 향해 압축 공기를 뿜어내면서 관통구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스공급구조의 제조방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 정전 척 장치에서의 가스공급구조.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 가스공급구조를 구비한 것을 특징으로 하는 정전 척 장치.