KR20100090560A - Johnsen-rahbek type electrostatic chuck having current suppressing structure and fabrication method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A johnsen-rahbek type electrostatic chuck and a method for manufacturing the same are provided to protect a wafer from electrical damages by forming a high resistance on the upper side of an electrostatic plate. CONSTITUTION: A johnsen-rahbek type electrostatic chuck absorbs a wafer using electrostatic force. A dielectric plate(100) includes a volume resistance in which johnsen-rahbek force is capable of being generated. A high resistance thin film(102) is formed on the upper side of the dielectric plate. The volume resistance of the high resistance thin film is higher than that of the dielectric plate. An electrode(101) is installed on inside or on one side of the dielectric plate.

Description

전류 억제구조를 구비한 존슨 라벡형 정전척 및 그 제조방법{JOHNSEN-RAHBEK TYPE ELECTROSTATIC CHUCK HAVING CURRENT SUPPRESSING STRUCTURE AND FABRICATION METHOD THEREOF}JOHNSEN-RAHBEK TYPE ELECTROSTATIC CHUCK HAVING CURRENT SUPPRESSING STRUCTURE AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 존슨 라벡형 정전척(Electrostatic chuck)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 존슨 라벡력(Johnsen-Rahbek force)을 이용하여 피흡착물을 흡착하는 정전 플레이트(Electrostatic plate)의 구조를 개선하여 피흡착물로 과도한 전류가 흐르는 것을 억제하는 구조를 가진 존슨 라벡형 정전척 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Johnson-Lack electrostatic chuck, and more particularly, to improve the structure of the electrostatic plate (Adlective static plate) that adsorbs the adsorbate by using the Johnson-Rahbek force The present invention relates to a Johnson Lavec type electrostatic chuck having a structure for suppressing excessive current flow and a manufacturing method thereof.

정전척은 정전기력을 이용하여 피흡착물을 흡착하는 기구로서 반도체 웨이퍼나 디스플레이용 글라스 기판을 척킹(Chucking)하여 고정하거나 이동시키기 위한 용도로 널리 사용된다. 또한, 정전척은 플라즈마 가스를 이용하여 박막을 형성하거나 식각하는 플라즈마 처리장치에 적용되어 웨이퍼 온도 제어와 척킹 기능을 제공한다.An electrostatic chuck is a mechanism for adsorbing an adsorbed substance using electrostatic force and is widely used for fixing or moving a semiconductor wafer or a glass substrate for display by chucking. In addition, the electrostatic chuck is applied to a plasma processing apparatus for forming or etching a thin film using plasma gas to provide wafer temperature control and chucking functions.

도 1은 일반적인 세라믹 정전척의 주요 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 정전척은 세라믹과 같은 유전체 물질로 이루어진 정전 플레이트(Electrostatic plate)(10)와, 정전 플레이트(10) 내부에 마련된 박판 형태의 금속 전극(11)과, 정전 플레이트(10)의 하부에 접합된 금속재질의 하부 지지대(12)를 포함한다.1 is a main configuration diagram of a general ceramic electrostatic chuck. As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck includes an electrostatic plate 10 made of a dielectric material such as ceramic, a metal electrode 11 in the form of a plate provided inside the electrostatic plate 10, and an electrostatic plate ( 10) includes a lower support 12 made of a metal bonded to the lower portion.

정전척이 플라즈마 처리장치에 적용되는 경우, 정전 플레이트(10) 내부의 전극(11)과 하부 지지대(12)에는 각각 직류전원장치(20)와 플라즈마 발생용 고주파전원장치(30)가 연결된다. 이 경우 정전척은 피흡착물을 긴밀히 고정하기 위한 정전기적 흡착력을 제공하고, 플라즈마의 발생을 위한 전극에 대향되는 바이어스 전극의 역할을 겸할 수 있다.When the electrostatic chuck is applied to the plasma processing apparatus, the DC power supply device 20 and the high frequency power supply device 30 for generating plasma are connected to the electrode 11 and the lower supporter 12 in the electrostatic plate 10, respectively. In this case, the electrostatic chuck may provide an electrostatic adsorption force for tightly fixing the adsorbate, and may serve as a bias electrode opposite to the electrode for generating plasma.

정전척과 피흡착물 사이의 접촉면적은 정전력 및 디척킹(Dechucking) 시간에 영향을 주고 정척척과 피흡착물 사이에 흐르는 냉각 가스의 흐름에도 영향을 미치므로 정전척의 상면은 적절한 표면가공이 요구된다. 통상적으로 정전척의 상면은 엠보싱(Embossing) 타입의 패턴을 갖도록 표면처리된다.Since the contact area between the electrostatic chuck and the adsorbate affects the electrostatic force and dechucking time, and also affects the flow of cooling gas between the chuck and the adsorbate, the upper surface of the electrostatic chuck requires proper surface treatment. Typically the top surface of the electrostatic chuck is surface treated to have an embossing type pattern.

상기와 같은 구성에 의하면, 피흡착물을 정전 플레이트(10)의 상면에 올려 놓고 고전압의 직류전원을 공급했을 때 정전 플레이트(10) 내에서 분극이 일어나고, 이 과정에서 정전 플레이트(10)의 표면과 피흡착물의 표면에 정전하가 유도되어 쿨롱력(Coulomb force)이나 존슨 라벡력(Johnsen-Rahbek force)에 의해 피흡착물이 정전 플레이트(10)의 상면에 긴밀하게 흡착되어 고정된다.According to the above configuration, when the adsorbed substance is placed on the upper surface of the electrostatic plate 10 and a high voltage DC power is supplied, polarization occurs in the electrostatic plate 10, and in this process, the surface of the electrostatic plate 10 Electrostatic charges are induced on the surface of the object to be adsorbed so that the adsorbate is tightly adsorbed onto the upper surface of the electrostatic plate 10 by the Coulomb force or the Johnsonsen-Rahbek force.

특히 존슨 라벡력을 이용하는 존슨-라벡형 정전척은 정전 플레이트의 체적저항을 109~1013Ωㆍcm 정도로 설계하여 상대적으로 낮은 전압으로도 에어갭(Air gap) 원리에 의해 피흡착물을 척킹하기에 충분한 흡착력을 제공할 수 있다. 공지의 에어 갭 원리에 의하면, 저저항의 정전 플레이트와 피흡착물이 접촉하는 접촉점 부분에서는 전류가 흘러 전위차가 0이 되고 접촉점들 사이에 형성된 공간에서는 전하의 이동이 차단되어 강한 정전기적 인력이 발생하므로 이 인력을 이용하여 흡착력을 얻을 수 있다. 존슨-라벡형 정전척에서는 정전 플레이트 자체의 커패시턴스보다는 에어갭의 커패시턴스에 의존하여 흡착력이 제공된다.In particular, Johnson-Label type electrostatic chuck using Johnson Lavec force design the volume resistance of electrostatic plate as 10 9 ~ 10 13 Ω · cm to chuck the adsorbed material by air gap principle even at relatively low voltage. Sufficient adsorption force can be provided. According to the known air gap principle, since the electric current flows at the contact point portion where the low-resistance electrostatic plate and the adsorbed material contact each other, the potential difference becomes zero, and the movement of charge is blocked in the space formed between the contact points, thereby generating strong electrostatic attraction. The attraction force can be obtained by using this attraction force. In the Johnson-Lavec type electrostatic chuck, the attraction force is provided depending on the capacitance of the air gap rather than the capacitance of the electrostatic plate itself.

존슨-라벡형 정전척은 쿨롱형 정전척에 비해 상대적으로 동작 전압이 낮으므로 플라즈마 장치에서 고주파 전원에 의해 발생되는 바이어스 전압과 상호 교란작용이 적고 아킹(Arcking) 등이 발생할 가능성이 낮은 장점이 있다. 하지만, 존슨-라벡형 정전척은 정전 플레이트의 체적저항이 낮아 많은 전류가 피흡착물인 웨이퍼 쪽으로 흐르게 되어 웨이퍼에 전기적 데미지를 줄 우려가 있으며, 직류 전압이 제거된 후에도 정전 플레이트에 잔류하는 전하가 쉽게 제거되지 않아 탈착이 원활히 이루어지지 않는 취약점이 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 존슨-라벡형 정전척은 사용시간이 경과함에 따라 정전력에 의한 척킹 압력이 점차 커지다가 포화상태에 이르고, 포화상태 이후에 전원을 제거했을 때 잔류 전하에 의해 척킹 압력이 완만하게 낮아지는 경향이 있다.Johnson-Labeck type electrostatic chuck has lower operating voltage than Coulomb type electrostatic chuck, so it has less advantage of interfering with bias voltage generated by high frequency power in plasma device and less likely arcing. . However, the Johnson-Lavec type electrostatic chuck has a low volumetric resistance of the electrostatic plate, causing a large amount of current to flow toward the wafer to be adsorbed, which may cause electrical damage to the wafer. There is a vulnerability that cannot be removed because it is not removed . As shown in FIG. 2, the Johnson-Labeck type electrostatic chuck gradually increases its chucking pressure due to electrostatic power as time passes and reaches saturation, and the chucking pressure due to residual charge when the power is removed after saturation. This tends to be gently lowered.

반도체 웨이퍼의 경우, 12인치, 18인치 등으로 웨이퍼 면적이 넓어짐에 따라 플라즈마 처리공정에서 더욱 높은 주파수의 고주파 전원을 사용하게 되고, 정전척과 웨이퍼 간에 보다 높은 전위차를 발생시키게 되어 보다 많은 전류가 정전척의 정전 플레이트로부터 웨이퍼 쪽으로 흐르게 된다. 도 3에 나타난 바와 같이, 정전 플레이트의 전극에 인가하는 전압에 의해 정전척과 웨이퍼 간의 전위차가 크면 클 수록 실질적으로 체적저항은 작아져서 점차 많은 전류가 정전 플레이트로부터 웨이퍼 쪽으로 흐르게 된다.In the case of semiconductor wafers, the wafer area is increased to 12 inches, 18 inches, etc., and thus a higher frequency high frequency power source is used in the plasma processing process, and a higher potential difference is generated between the electrostatic chuck and the wafer, so that more current is applied to the electrostatic chuck. It flows from the electrostatic plate toward the wafer. As shown in FIG. 3, the larger the potential difference between the electrostatic chuck and the wafer due to the voltage applied to the electrode of the electrostatic plate, the smaller the volume resistance is, and more current flows from the electrostatic plate toward the wafer.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 정전 플레이트 상면에 고저항체를 형성하여 피흡착물 쪽으로 흐르는 전류를 억제하는 구조를 가진 존슨 라벡형 정전척 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a Johnson Lavec type electrostatic chuck and a method of manufacturing the same, forming a high resistance on an upper surface of an electrostatic plate to suppress a current flowing toward an adsorbed material. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 존슨 라벡력의 발생이 가능한 체적저항을 갖는 유전체 플레이트; 상기 유전체 플레이트의 상면에 형성되고, 상기 유전체 플레이트에 비해 높은 체적저항을 갖는 고저항 박막; 및 상기 유전체 플레이트의 내부 또는 일측에 설치된 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척을 개시한다.The present invention to achieve the above object, the dielectric plate having a volume resistance capable of generating Johnson Lavec force; A high resistance thin film formed on an upper surface of the dielectric plate and having a higher volume resistance than the dielectric plate; And an electrode installed inside or on one side of the dielectric plate.

상기 유전체 플레이트의 체적저항은 109~1013Ωㆍ㎝이며, 상기 고저항 박막의 체적저항은 상기 유전체 플레이트의 체적저항에 비해 10배 이상 높은 것이 바람직하다.The volume resistance of the dielectric plate is 10 9 to 10 13 Ω · cm, and the volume resistance of the high resistance thin film is preferably 10 times or more higher than the volume resistance of the dielectric plate.

상기 유전체 플레이트는 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN) 및 이트리아(Y2O3) 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.The dielectric plate may be made of any one selected from alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), and yttria (Y 2 O 3 ).

상기 유전체 플레이트의 두께는 0.5~3㎜인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the said dielectric plate is 0.5-3 mm.

상기 고저항 박막은 폴리이미드계 필름인 것이 바람직하다.It is preferable that the high resistance thin film is a polyimide film.

상기 고저항 박막의 두께는 5~100㎛인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the said high resistance thin film is 5-100 micrometers.

상기 고저항 박막은 200V/㎛ 이상에서 내전압성을 가지며, 체적저항이 1016Ωㆍ㎝ 이상인 것이 바람직하다.The high resistance thin film has a voltage resistance at 200 V / µm or more, and preferably has a volume resistance of 10 16 Ω · cm or more.

본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 세라믹을 소결하여 유전체 플레이트를 성형하는 단계; 및 (b) 상기 유전체 플레이트의 상면에 상기 유전체 플레이트에 비해 체적저항이 높은 고저항 박막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the invention, (a) sintering the ceramic to form a dielectric plate; And (b) forming a high-resistance thin film having a higher volume resistivity than the dielectric plate on the top surface of the dielectric plate.

상기 단계 (a)에서는 질화 알루미늄(AlN) 파우더에 이트리아(Y2O3)를 첨가한 후 소결 처리하여 109~1013Ωㆍ㎝의 체적저항을 갖는 유전체 플레이트를 성형할 수 있다.In step (a), yttria (Y 2 O 3 ) may be added to the aluminum nitride (AlN) powder, followed by sintering to form a dielectric plate having a volume resistance of 10 9 to 10 13 Ω · cm.

대안으로, 상기 단계 (a)에서는 알루미나(Al2O3) 파우더에 산화티타늄(TiO2)를 첨가한 후 소결 처리하여 109~1013Ωㆍ㎝의 체적저항을 갖는 유전체 플레이트를 성형할 수 있다.Alternatively, in step (a), titanium oxide (TiO 2 ) may be added to the alumina (Al 2 O 3 ) powder and then sintered to form a dielectric plate having a volume resistance of 10 9 to 10 13 Ω · cm. have.

상기 단계 (b)에서는 폴리이미드계 필름을 상기 유전체 플레이트의 상면에 접합하여 상기 고저항 박막을 형성할 수 있다.In the step (b), the polyimide film may be bonded to the upper surface of the dielectric plate to form the high resistance thin film.

대안으로, 상기 단계 (b)에서는 세라믹 파우더를 플라즈마 또는 제트 방식으로 코팅하여 상기 고저항 박막을 형성할 수 있다.Alternatively, in step (b), the ceramic powder may be coated by plasma or jet method to form the high resistance thin film.

본 발명에 의하면 존슨 라벡력을 이용하여 피흡착물을 흡착함에 있어서 유전체 플레이트로부터 피흡착물로 많은 전류가 흐르는 현상을 억제할 수 있으므로 전기적 데미지로부터 웨이퍼 등의 피흡착물을 보호할 수 있다.According to the present invention, a phenomenon in which a large amount of current flows from the dielectric plate to the adsorbed material can be suppressed in adsorbing the adsorbed material using the Johnson Lavec force, thereby protecting the adsorbed material such as a wafer from electrical damage.

본 발명은 에어갭에 의한 잔류 전하 문제가 발생하지 않으며, 디척킹 동작을 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있다.The present invention does not cause a residual charge problem due to the air gap, there is an advantage that can perform a dechucking operation quickly.

또한, 장시간 사용에 따라 유전체 플레이트가 열화된 경우에는 상부의 고저항 박막만을 교체해 주면 되므로 재활용에 따른 비용절감 효과를 얻을 수 있다.In addition, when the dielectric plate is degraded due to long time use, only the high-resistance thin film of the upper part needs to be replaced, thereby reducing the cost of recycling.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전척의 주요 구성을 도시한 단면도이다.4 and 5 are cross-sectional views showing the main configuration of the electrostatic chuck in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 정전척은 상면에 피흡착물이 올려지는 유전체 플레이트(100)와, 유전체 플레이트(100)의 상면에 형성된 고저항 박막(102)과, 유전체 플레이트(100)에 설치된 전극(101)과, 유전체 플레이트(100)의 하부에 접합된 금속재질의 하부 지지대(104)를 포함한다.4 and 5, the electrostatic chuck includes a dielectric plate 100 on which an adsorbate is placed on an upper surface, a high resistance thin film 102 formed on an upper surface of the dielectric plate 100, and a dielectric plate 100. An electrode 101 and a lower support 104 made of a metal bonded to the lower portion of the dielectric plate 100 are included.

유전체 플레이트(100)는 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 이트리아(Y2O3) 등과 같이 유전특성이 우수한 세라믹 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 존슨 라벡력(Johnsen-Rahbek force)의 발생이 가능하도록 유전체 플레이트(100)는 109~1013Ωㆍ㎝의 낮은 체적저항과, 0.5~3㎜의 두께를 갖는 것이 바람직하다.The dielectric plate 100 is preferably formed of a ceramic material having excellent dielectric properties such as alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), yttria (Y 2 O 3 ), and the like. The dielectric plate 100 preferably has a low volume resistance of 10 9 to 10 13 Ω · cm and a thickness of 0.5 to 3 mm to enable generation of the Johnson-Rahbek force.

고저항 박막(102)은 유전체 플레이트(100)의 체적저항에 비해 10배 이상 높은 체적저항을 갖도록 구성되어 유전체 플레이트(100)로부터 피흡착물로 흐르는 전류의 흐름을 효과적으로 억제한다. 여기서, 고저항 박막(102)의 두께는 체적저항값과 정전기력 등을 고려할 때 5~100㎛로 설계되는 것이 바람직하다.The high resistance thin film 102 is configured to have a volume resistance of 10 times higher than the volume resistance of the dielectric plate 100 to effectively suppress the flow of current flowing from the dielectric plate 100 to the object to be adsorbed. Here, the thickness of the high resistance thin film 102 is preferably designed to 5 ~ 100㎛ in consideration of the volume resistance value and electrostatic force.

고저항 박막(102)으로는 내전압성이 우수한 폴리이미드(Polyimide)계 필름이 채용되는 것이 바람직하다. 고저항 박막(102)으로 폴리이미드(Polyimide)계 필름이 채용되는 경우 폴리이미드계 필름은 200V/㎛ 이상에서 내전압성을 가지며, 체적저항이 1016Ωㆍ㎝ 이상인 것이 바람직하다.As the high resistance thin film 102, a polyimide film having excellent withstand voltage resistance is preferably used. When a polyimide film is employed as the high resistance thin film 102, the polyimide film has a voltage resistance at 200 V / µm or more, and preferably has a volume resistance of 10 16 Ω · cm or more.

고저항 박막(102)은 박판 형태로 제작되어 실리콘 계열이나 아크릴 계열의 접착제로 이루어진 접착제층(103)에 의해 유전체 플레이트(100)의 상면에 접합된다. 대안으로, 고저항 박막(102)으로는 유전체 플레이트(100)의 체적저항에 비해 10배 이상 높은 체적저항이 부여된 이트리아(Y2O3) 등의 세라믹 코팅막이 채용될 수도 있다.The high resistance thin film 102 is manufactured in a thin plate shape and bonded to the upper surface of the dielectric plate 100 by an adhesive layer 103 made of a silicone-based or acrylic-based adhesive. Alternatively, as the high resistance thin film 102, a ceramic coating film such as yttria (Y 2 O 3 ), which has a volume resistance of 10 times higher than the volume resistance of the dielectric plate 100, may be employed.

전극(101)은 텅스텐(W)이나 몰리브덴(Mo)과 같은 고융점의 금속에 의해 제작되어 유전체 플레이트(100)에 내설된다. 대안으로, 전극(101)은 소정의 절연체의 의해 지지된 상태로 유전체 플레이트(100)의 하면에 설치될 수도 있다.The electrode 101 is made of a high melting point metal such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) and embedded in the dielectric plate 100. Alternatively, the electrode 101 may be installed on the bottom surface of the dielectric plate 100 in a state of being supported by a predetermined insulator.

정전척이 플라즈마 처리장치에 적용되는 경우, 유전체 플레이트(100) 내부의 전극(101)과 하부 지지대(104)에는 각각 직류전원장치(200)와 플라즈마 발생용 고주파전원장치(300)가 연결된다.When the electrostatic chuck is applied to the plasma processing apparatus, the DC power supply 200 and the plasma generating high frequency power supply 300 are connected to the electrode 101 and the lower support 104 in the dielectric plate 100, respectively.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 존슨 라벡형 정전척의 제조과정은 세라믹을 소결하여 유전체 플레이트(100)를 준비하는 공정과, 유전체 플레이트(100)의 상면에 고저항 박막(102)을 형성하는 공정을 포함한다.The manufacturing process of the Johnson Lavec type electrostatic chuck according to the preferred embodiment of the present invention includes the steps of preparing the dielectric plate 100 by sintering ceramic and forming the high resistance thin film 102 on the top surface of the dielectric plate 100. Include.

유전체 플레이트(100)의 준비 공정에서는 통상의 프레스 소결장치를 이용하여 세라믹 파우더를 가압 소결하여 109~1013Ωㆍ㎝의 저체적저항을 갖는 유전체 플레이트를 성형한다. 구체적으로, 유전체 플레이트(100)는 질화 알루미늄(AlN) 파우더에 소결조제로서 이트리아(Y2O3)를 첨가한 후 가열하여 입자를 크게 성장시킴으로써 성형될 수 있다. 대안으로, 유전체 플레이트(100)는 알루미나(Al2O3) 파우더에 소결조제로서 산화티타늄(TiO2)를 첨가한 후 환원분위기하에서 소결 처리함으로써 성형될 수 있다. 이 경우 산화티타늄(TiO2)이 알루미나(Al2O3)에 고용되면서 전자(Electron)가 생성되어 저저항화에 기여하게 된다.In the preparation process of the dielectric plate 100, by pressing and sintering ceramic powder using a conventional press sintering apparatus, a dielectric plate having a low volume resistance of 10 9 to 10 13 Ω · cm is formed. Specifically, the dielectric plate 100 may be molded by adding yttria (Y 2 O 3 ) to the aluminum nitride (AlN) powder as a sintering aid and then heating it to grow the particles. Alternatively, the dielectric plate 100 may be molded by adding titanium oxide (TiO 2 ) as a sintering aid to an alumina (Al 2 O 3 ) powder and then sintering in a reducing atmosphere. In this case, as titanium oxide (TiO 2 ) is dissolved in alumina (Al 2 O 3 ), electrons are generated to contribute to lowering resistance.

고저항 박막(102)의 형성 공정에서는 유전체 플레이트(100)에 비해 체적저항이 10배 이상 높은 고저항체 박막을 유전체 플레이트(100) 위에 형성한다. 구체적으로, 실리콘 계열이나 아크릴 계열의 접착제를 사용하여 폴리이미드계 필름을 유전체 플레이트(100)의 상면에 접합하는 처리를 수행한다. 이때 폴리이미드계 필름은 체적저항이 1016Ωㆍ㎝ 이상인 것이 바람직하다. 대안으로, 고저항 박막(102)은 이트리아(Y2O3) 등의 세라믹 파우더를 플라즈마 또는 제트 방식으로 코팅함으로써 형성할 수도 있다.In the process of forming the high resistance thin film 102, a high resistance thin film having a volume resistance of 10 times higher than the dielectric plate 100 is formed on the dielectric plate 100. Specifically, a process of bonding the polyimide film to the upper surface of the dielectric plate 100 using a silicone-based or acrylic-based adhesive is performed. In this case, the polyimide film preferably has a volume resistivity of 10 16 Ω · cm or more. Alternatively, the high resistance thin film 102 may be formed by coating ceramic powder such as yttria (Y 2 O 3 ) in a plasma or jet manner.

상기와 같은 과정을 통해 제조된 정전척은 반도체 기판이나 글라스 기판에 해당하는 피흡착물을 유전체 플레이트(100)의 상면에 올려 놓고 전극(101)에 고전압의 직류전원을 공급했을 때 존슨 라벡력에 의해 흡착력이 발생하고, 유전체 플레이트(100)와 피흡착물 사이에 구비된 고저항 박막(102)에 의해 유전체 플레이트(100)로부터 피흡착물로 과도하게 흐르는 전류가 억제될 수 있으며 잔류 전하가 제거될 수 있다.The electrostatic chuck manufactured by the above process is placed on the upper surface of the dielectric plate 100 by placing the adsorbed material corresponding to the semiconductor substrate or the glass substrate by the Johnson Lavec force when the high voltage DC power is supplied to the electrode 101. Adsorption force is generated, and the current flowing excessively from the dielectric plate 100 to the object to be adsorbed by the high resistance thin film 102 provided between the dielectric plate 100 and the object to be adsorbed can be suppressed and residual charge can be removed. .

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내 에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention includes matters described in such drawings. It should not be construed as limited to.

도 1은 종래기술에 따른 세라믹 정전척의 주요 구성을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the main configuration of a ceramic electrostatic chuck according to the prior art.

도 2는 일반적인 존슨 라벡형 정전척에서 나타나는 척킹 압력의 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the change in chucking pressure appearing in a typical Johnson Lavec type electrostatic chuck.

도 3은 일반적인 존슨 라벡형 정전척에 인가하는 전위차에 의한 체적저항의 변화를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a change in volume resistance due to a potential difference applied to a general Johnson Lavec type electrostatic chuck.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전척의 주요 구성을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the main configuration of the electrostatic chuck in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에서 고저항 박막의 접합구조를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a junction structure of a high resistance thin film in FIG. 4.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명><Description of Major Reference Marks in Drawings>

100: 유전체 플레이트 101: 전극100 dielectric plate 101 electrode

102: 고저항 박막 103: 접착제층102: high resistance thin film 103: adhesive layer

104: 하부 지지대 200: 직류전원장치104: lower support 200: DC power supply

300: 고주파전원장치300: high frequency power supply

Claims (13)

피흡착물을 정전기력을 이용하여 흡착하기 위한 존슨 라벡형 정전척에 있어서,In the Johnson Lavec type electrostatic chuck for adsorbing an adsorbate using electrostatic force, 존슨 라벡력의 발생이 가능한 체적저항을 갖는 유전체 플레이트;A dielectric plate having a volume resistance capable of generating Johnson Lavec force; 상기 유전체 플레이트의 상면에 형성되고, 상기 유전체 플레이트에 비해 높은 체적저항을 갖는 고저항 박막; 및A high resistance thin film formed on an upper surface of the dielectric plate and having a higher volume resistance than the dielectric plate; And 상기 유전체 플레이트의 내부 또는 일측에 설치된 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척.Johnson Lavec type electrostatic chuck comprising an electrode installed on the inside or one side of the dielectric plate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체 플레이트의 체적저항은 109~1013Ωㆍ㎝이며,The volume resistance of the dielectric plate is 10 9 to 10 13 Ω · cm, 상기 고저항 박막의 체적저항은 상기 유전체 플레이트의 체적저항에 비해 10배 이상 높은 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척.And the volume resistance of the high resistance thin film is 10 times higher than the volume resistance of the dielectric plate. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 유전체 플레이트는 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN) 및 이트리아(Y2O3) 중 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척.The dielectric plate is Johnson Lavec type electrostatic chuck, characterized in that made of any one selected from alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN) and yttria (Y 2 O 3 ). 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 유전체 플레이트의 두께가 0.5~3㎜인 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척.Johnson Lavec type electrostatic chuck characterized in that the thickness of the dielectric plate is 0.5 ~ 3mm. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고저항 박막은 폴리이미드계 필름인 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척.Johnson Lavec type electrostatic chuck, characterized in that the high resistance thin film is a polyimide film. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 고저항 박막의 두께는 5~100㎛인 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척.Johnson Lavec type electrostatic chuck characterized in that the thickness of the high resistance thin film is 5 ~ 100㎛. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 고저항 박막은 200V/㎛ 이상에서 내전압성을 가지며, 체적저항이 1016Ωㆍ㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척.The high-resistance thin film has a voltage resistance at 200 V / µm or more, and a Johnson Lavec type electrostatic chuck, which has a volume resistance of 10 16 Ω · cm or more. 피흡착물을 정전기력을 이용하여 흡착하기 위한 존슨 라벡형 정전척의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the Johnson Lavec type electrostatic chuck for adsorbing the adsorbed material using electrostatic force, (a) 세라믹을 소결하여 유전체 플레이트를 성형하는 단계; 및(a) sintering the ceramic to form a dielectric plate; And (b) 상기 유전체 플레이트의 상면에 상기 유전체 플레이트에 비해 체적저항이 높은 고저항 박막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척의 제조방법.(b) forming a high-resistance thin film having a higher volume resistance than the dielectric plate on an upper surface of the dielectric plate. 제8항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,The method of claim 8, wherein in step (a), 질화 알루미늄(AlN) 파우더에 이트리아(Y2O3)를 첨가한 후 소결 처리하여 109~1013Ωㆍ㎝의 체적저항을 갖는 유전체 플레이트를 성형하는 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척의 제조방법.Preparation of Johnson Lavec type electrostatic chuck characterized in that a dielectric plate having a volume resistivity of 10 9 to 10 13 Ω · cm is formed by adding yttria (Y 2 O 3 ) to aluminum nitride (AlN) powder and then sintering it. Way. 제8항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,The method of claim 8, wherein in step (a), 알루미나(Al2O3) 파우더에 산화티타늄(TiO2)를 첨가한 후 소결 처리하여 109~1013Ωㆍ㎝의 체적저항을 갖는 유전체 플레이트를 성형하는 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척의 제조방법.Preparation of Johnson Lavec type electrostatic chuck, characterized in that to form a dielectric plate having a volume resistivity of 10 9 ~ 10 13 Ω · cm by adding titanium oxide (TiO 2 ) to alumina (Al 2 O 3 ) powder and sintering. Way. 제8항에 있어서, 상기 단계 (b)에서,The method of claim 8, wherein in step (b), 폴리이미드계 필름을 상기 유전체 플레이트의 상면에 접합하여 상기 고저항 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척의 제조방법.A method of manufacturing a Johnson Lavec electrostatic chuck, comprising: bonding a polyimide film to an upper surface of the dielectric plate to form the high resistance thin film. 제8항에 있어서, 상기 단계 (b)에서,The method of claim 8, wherein in step (b), 세라믹 파우더를 플라즈마 또는 제트 방식으로 코팅하여 상기 고저항 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 존슨 라벡형 정전척의 제조방법.Johnson Lavec type electrostatic chuck manufacturing method characterized in that to form a high-resistance thin film by coating a ceramic powder in a plasma or jet method. 제8항 내지 제12항 중 선택된 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 존슨 라벡형 정전척.Johnson Lavec type electrostatic chuck manufactured by the manufacturing method of any one of claims 8 to 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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