KR20110027785A - 쌍극형 정전 척 - Google Patents

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KR20110027785A
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bipolar electrostatic
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히로시 후지사와
요시아키 타츠미
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가부시키가이샤 크리에이티브 테크놀러지
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Abstract

전압 인가시의 기판 흡착 유지성이 뛰어난 동시에 전압 인가 정지시의 잔류 전하의 저감성이 뛰어난 쌍극형 정전 척을 제공한다.
제1 및 제2의 전극을 가지는 전극층과, 기판을 흡착시키는 전극 흡착면을 형성하는 상부 절연층을 적어도 구비한 쌍극형의 정전 척이며, 전극층의 표면을 xy방향에 대하여 소정의 폭(L)을 가진 복수의 가상 셀로 분할하여 판단했을 경우에, 제1의 전극을 형성하는 제1전극부와 제2의 전극을 형성하는 제2전극부가, x방향의 가상 셀에 대하여 교대로 나열되도록 배치되는 동시에, y방향의 가상 셀에 대하여 교대로 나열되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 쌍극형 정전 척이다.

Description

쌍극형 정전 척{BIPOLAR ELECTROSTATIC CHUCK}
이 발명은, 쌍극형 정전 척에 관한 것으로서, 상세하게는, 전압 인가시의 기판 흡착 유지성이 뛰어난 동시에, 전압 인가 정지와 함께 잔류 전하를 재빠르게 소멸시킬 수 있는 쌍극형 정전 척에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에 따른 이온주입장치, 이온도핑장치, 플라즈마 이머젼(plasma immersion) 장치를 비롯해, 전자 빔이나 극자외선(EUV) 리소그래피 등을 사용한 노광장치, 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼 검사장치 등, 다양한 장치 등에 있어서 반도체 기판을 흡착·유지하기 위해 정전 척이 사용되고 있다. 또한 액정 제조 분야에서는, 유리 기판 등에 액정의 압입을 행할 때에 사용하는 기판 맞붙임 장치(substrate combining apparatus)나 이온도핑장치 등으로 절연성 기판을 흡착·유지하기 위해 정전 척이 사용되고 있다.
이들 정전 척은, 통상 폴리이미드 필름이나 세라믹스 등의 높은 전기적 절연성의 재료로 이루어지는 상부 절연층을 통해 기판을 흡착하기 때문에, 또한 정전 척은 습도를 거의 가지지 않는 진공 챔버 등의 내부에서 사용되기 때문에, 정전 척 자신이 매우 대전하기 쉽다. 그 때문에, 기판의 처리에 사용되는 이온이나 전자 등의 하전 입자가 상부 절연층에 들어가게 되어 잔류 전하를 발생시켜, 전원을 끄고 나서 장시간 경과해도 기판이 흡착된 채가 되는 문제를 발생시킨다. 또한 정전 척의 주위에 대전하여 부유하는 파티클 등을 끌어당겨 버린다는 문제도 생긴다.
정전 척의 잔류 전하를 소멸시키기 위해서는, 어스(접지)에 전하를 놓아주는 등 하여 쌓인 전하를 흐르기 쉽게 하는 경로를 마련하거나, 혹은 전하가 존재하는 개소에 반대 극성을 가진 전하를 흘려 보내는 것 등이 필요해진다. 그러나 최근 정전 척의 흡착력을 보다 한층 향상시키거나, 대형화가 진행되는 기판을 처리할 필요성 등으로부터, 정전 척의 구조가 복잡화하는 경향이 있어, 전하를 어스에 놓아주거나, 반대 극성의 전하를 흘려 보내도 잔류 전하를 완전히 제거하는 것이 곤란해져 오고 있다.
그리하여, 예를 들면 전극층에 있어서 전극이 존재하지 않는 개소에 대응시켜 기판측의 상부 절연층의 일부를 도려내어(단부(段部)를 마련하여), 전극이 존재하지 않는 개소에서는 상부 절연층이 직접 기판과 접촉하지 않도록 하는 수단이 제안되어 있다(특허문헌 1의 도 1(c)를 참조). 전극이 존재하지 않는 개소에 대응하는 상부 절연층에는, 바로 가까이에 존재하는 전극의 단부와 흡착시키는 기판을 연결한 횡단 방향을 따라 유전 분극이 형성되고, 이러한 방향에 쌓인 전하는 전압 인가 정지 후의 전기 제어로는 소멸되기 어렵다. 그 때문에, 상기의 제안은, 전극이 존재하지 않는 개소에 대응하는 상부 절연층을 도려냄으로써, 전기 제어로는 소멸시키기 어려운 전하를 없애는 방법에 관한 것이다.
그러나 상술한 바와 같이, 최근에는, 흡착력을 향상시키기 위해 빗형 전극 등과 같은 복잡한 형상을 가지는 전극이 검토되고 있고, 이들 전극에 대응하여 상기와 같은 방법을 채용하는 것은 현실적으로는 어렵다. 또한 가령 상기와 같은 방법을 채용할 수 있었다고 해도, 정전 척에 일단 쌓인 전하를 전기 제어 등에 의해 완전히 제거하기 위해서는, 잔류 전하가 존재하는 개소에 적절하면서 적량의 반대 극성의 전하를 공급하지 않으면 안되며, 그 제어 등은 매우 어렵다.
일본국 공개특허공보 평6-314735호
이러한 상황하에, 본 발명자 등은, 정전 척의 잔류 전하를 사후적으로 소멸시키는 것이 아니라, 잔류 전하가 형성되기 어려운 전극 형상에 대하여 최적화를 도모하였다. 여기서, 도 6은 2개의 반달상 전극(8 및 9)을 가진 쌍극형 정전 척의 종래예로서, (a)는 기판(4)을 흡착시키는 흡착면측에서 본 전극(8,9)의 평면 모식도를 나타내고, (b)는 그 I-I 단면 모식도를 나타낸다. 우선, 도시 외의 전원의 플러스극측에 전극(8)을 접속하고, 마이너스극측에 전극(9)을 접속하여 전압을 인가한 경우, 상부 절연층(1)의 유전 분극에 의해 기판 흡착면(5)측에는 (b)에 나타내는 바와 같은 전기력선(E)이 형성된다. 그리고, 이 전기력선(E)이 분포하는 영역에 이온이나 전자 등의 하전 입자가 존재하면, 양의 하전 입자는 전기력선(E)을 따라 마이너스극측으로 이동하고, 음의 하전 입자는 전기력선(E)을 따라 플러스극측으로 이동하는데, 이들 하전 입자는, 도중에 있는 전기 저항이 현저하게 높은 상부 절연층(1)의 기판 흡착면(5) 부근에 쌓이는 것으로 생각된다.
다음으로, 전압의 인가를 정지하면 전기력선(E)은 소멸하고, 상부 절연층에 쌓인 전하의 일부는 전극을 통해 접지측으로 흐르거나, 혹은 이극(異極)의 전하와 함께 소멸하는 것으로 생각된다. 여기서, 예를 들면 도면 중에 표시한 A점은, B점에 비해 플러스측의 전극(2)까지의 거리가 가깝기 때문에, A점에 쌓인 전하는 가까이 있는 이극의 전하끼리와 비교적 용이하게 소멸하는 것으로 생각된다. 한편, B점과 같이 이극까지 비교적 거리가 있으면, A점에 쌓인 전하에 비해 소멸까지 시간을 요하고, 접지측에 이동하여 소멸하지 않는 한은 잔류 전하로서 남아 버릴 가능성이 있다.
그리하여, 본 발명자 등은, 전압의 인가에 의해 기판 흡착면에 발생하는 전하를, 전압 인가를 정지했을 때에 신속하게 소멸시킬 수 있는 쌍극형의 정전 척에 대하여 예의 검토한 결과, 다른 극성의 전압을 인가한 경우에, 한쪽의 극성을 가지는 전극의 주위에 다른 쪽의 극성을 가지는 전극이 배치되는 전극 형상을 채용함으로써, 이극의 전하끼리가 효율적으로 소멸하여 잔류 전하가 형성되기 어려우면서, 게다가 흡착력이 뛰어난 정전 척이 얻어지는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전압 인가시의 기판 흡착 유지성이 뛰어난 동시에, 전압 인가 정지와 함께 잔류 전하가 재빠르게 소멸하는 쌍극형 정전 척을 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명은, 제1 및 제2의 전극을 가지는 전극층과, 기판을 흡착시키는 기판 흡착면을 형성하는 상부 절연층을 적어도 구비한 쌍극형의 정전 척이며, 전극층의 표면을 xy방향에 대하여 소정의 폭(L)을 가진 복수의 가상 셀로 분할하여 판단했을 경우에, 제1의 전극을 형성하는 제1전극부와 제2의 전극을 형성하는 제2전극부가, x방향의 가상 셀에 대하여 교대로 나열되도록 배치되는 동시에, y방향의 가상 셀에 대하여 교대로 나열되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 쌍극형 정전 척이다.
본 발명에서는, 제1 및 제2의 전극을 가지는 전극층은, 기판 흡착면에 대응하는 표면에 있어서, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, xy방향에 각각 소정의 폭(L)을 가진 복수의 가상 셀로 분할하여 판단했을 경우에, 이하와 같은 전극 형상 조건을 만족할 필요가 있다. 즉, x방향의 가상 셀(xn,ym), (xn +1,ym), (xn +2,ym), …에 대하여, 제1의 전극을 형성하는 제1전극부(2a)와 제2의 전극을 형성하는 제2전극부(3a)가 교대로 나열되도록 배치되는 동시에, y방향의 가상 셀(xn,ym), (xn,ym +1), (xn,ym+2), …에 대하여, 제1전극부(2a)와 제2전극부(3a)가 교대로 나열되도록 배치될 필요가 있다(n, m은 모두 0 이상의 정수). 여기서, 각 전극부의 평면 형상에 대해서는, 각각 특별히 제한은 없고, 도 1 및 2에 나타내는 바와 같이 사각형 외에 원형, 타원형, 삼각형 이상의 다각형 등으로 해도 된다. 또한 다각형의 경우에는 인접하는 전극간에서의 방전의 우려를 배제하기 위해, 각부(角部)를 소정의 곡률 반경으로 둥글게 하도록 해도 된다. 또한 한번 발생한 전하가 이극의 전하에 의해 효과적으로 소멸하도록 하기 위해, 제1전극부(2a) 및 제2전극부(3a)가 모두 같은 형상으로 이루어지도록 하면서, 또한 각 가상 셀의 중심에 이들 전극부의 중심이 겹치도록 하여 방향을 맞추어 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
도 2에 있어서 나타난 바와 같이, 상기 가상 셀 내에 배치된 제1전극부와 제2전극부 사이에 마련되는 틈(d)에 대해서는, 인가하는 전압 등에 따라서도 다르지만, 즉 흡착 대상의 기판의 종류나 크기 등에 따라 요구되는 흡착력이 다르기 때문에 적당히 설계하면 되는데, 예를 들면 직경 300mm의 실리콘 웨이퍼를 흡착 처리하는 정전 척의 경우, 인가 전압(통상 ±500~±1500V정도) 등을 고려하여, 틈(d)이 0.5~2mm의 범위가 되도록 하는 것이 좋다. 또한 상기의 조건의 전제가 되는 셀 폭(L)에 대해서는, 흡착 대상의 기판의 종류나 크기 등에 따라 적당히 설정하면 되고, 예를 들면 직경 300mm의 실리콘 웨이퍼를 흡착 처리하는 경우에는, 1~20mm의 범위가 되도록 하여 제1전극부 및 제2전극부가 배치되도록 하는 것이 좋다.
상기의 각 셀 내에 배치된 제1전극부 및 제2전극부에 대해서는, 각각 연결부를 통해 동일 전위를 형성할 수 있도록 하면 된다. 즉, 도 1 및 2에 나타내는 바와 같이, 제1전극(2)은, 복수의 셀 내에 배치된 제1전극부(2a)끼리를 연결하는 제1연결부(2b)를 가지고 이루어지고, 또한 제2전극(3)은, 복수의 셀 내에 배치된 제2전극부(3a)끼리를 연결하는 제2연결부(3b)를 가지고 이루어지도록 하면 된다. 각각의 연결부의 평면 형상에 대해서는 가장 단순하게는 띠상이며, 그 경우의 폭에 대해서는 0.2~2mm정도인 것이 좋지만, 특별히 형상 등에 대해서는 제한되지 않는다. 단, 제1전극(2) 및 제2전극(3)이 동일 평면에 형성될 경우에는 제1연결부(2b)와 제2연결부(3b)가 교차하지 않도록 한다.
상기와 같은 전극 형상 조건에 따라 얻어진 전극층은, 도 3에 나타낸 단면 모식도로부터도 알 수 있듯이, 전압을 인가하여 전위 차가 생기는 제1전극과 제2전극이, x방향 및 y방향의 어느 것에도 서로 인접하여 존재하기 때문에(도 1의 II-II 단면 및 II'-II' 단면은 모두 도 3과 같이 됨), 전압 인가 정지 후에는, 상부 절연층의 기판 흡착면 부근에 형성된 전하가 효율적으로 근린의 극성이 다른 전하와 서로 부정하여 소멸할 수 있고, 결과적으로 잔류 전하의 형성을 가급적으로 방지할 수 있다. 또한 이러한 전극층을 구비한 정전 척에 의하면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 전기력선(E)은 그 대다수가 기판 흡착면 부근에 빽빽한 상태로 발생한다. 이것은, 예를 들면 도 6(b)에 나타낸 바와 같은 종래의 정전 척에 비해, 짧은 거리의 범위 내에서 전기력선(E)이 형성되게 되어, 부유하는 대전 파티클 등의 이물을 정전 척에 끌어당길 확률을 줄이게 된다.
또한 제1전극 및/또는 제2전극이, 가상 셀 내에 있어서 전극부가 존재하지 않는 전극 결락부를 가지도록 하고, 후술하는 바와 같이, 전극 결락부에 대응하는 위치에 상부 절연층이 기판측에 돌출되는 절연층 정부(頂部)를 가지도록 해도 된다. 즉, 전극층의 표면에서의 가상 셀의 어느 것에는 전극부가 존재하지 않는 전극 결락부를 형성하면서, 또한 상부 절연층은, 전극 결락부에 대응하는 위치에 절연층 정부를 가지도록 하여, 이 절연층 정부만이 기판과 접하여 기판 흡착면을 형성하도록 한다. 이 전극 결락부는, 본 발명에서의 전극 형상 조건을 따르면 본래 있어야 할 전극부의 몇 개를 결락시켜 이루어지는 것이다. 예를 들면 도 4에 나타낸 예에서는, (x1,y1), (x4,y1), (x1,y4) 및 (x4,y4)의 셀의 개소가 전극 결락부(2c,3c)이고, 이들은 앞서 설명한 전극 형상 조건에 따르면, 순서대로 제1전극부(2a), 제2전극부(3a), 제2전극부(3a) 및 제1전극부(2a)가 배치되는 개소이다. 이러한 전극 결락부를 어느 정도의 양이나 수로 형성할지에 대해서는, 흡착 대상의 기판의 종류나 형상 등에 따라 적당히 설정하면 되는데, 기판 흡착면에 균일한 흡착력이 형성되도록 하기 위해서는, 제1전극에서의 전극 결락부(2c)와 제2전극에서의 전극 결락부(3c)의 수가 같은 수가 되도록 하면서, 또한 전극 결락부에 대응하여 마련하는 절연층 정부에 균일하게 기판의 무게가 가해지도록 하는 것이 좋다.
전극층을 형성하는 전극이 전극 결락부를 가지면서, 상부 절연층이 전극 결락부에 대응한 위치에 절연층 정부를 가지도록 한 정전 척에 의하면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판과 접촉하는 절연층 정부(1a)에는 전기력선(E)이 빠져나가지 못하게 된다(도 4의 III-III 단면 및 III'-III' 단면은 모두 도 5와 같이 된다). 그 때문에, 상부 절연층에는, 적어도 기판이 접촉하는 부분(절연층 정부)에 있어서, 전압 인가에 의해 발생하는 전하나, 유인되는 이온이나 전자 등의 하전 입자의 수가 적어져, 전압 인가 정지시의 잔류 흡착력을 보다 한층 저감시킬 수 있다.
본 발명에서의 정전 척의 전극층은, 상술한 바와 같은 제1전극 및 제2전극을 구비하면 되고, 제1전극 및 제2전극은, 전극층 내에 있어서 동일면에 형성하도록 해도 되며, 절연성 필름이나 절연성의 접착제 등으로 이루어지는 전극간 절연층을 통해 그 상하면에 제1전극 및 제2전극을 형성하도록 해도 되지만, 잔류 전하가 보다 형성되기 어려워지는 관점에서, 바람직하게는 제1전극 및 제2전극은 동일면에 형성하는 것이 좋다. 또한 동일면에 제1전극 및 제2전극을 형성할 경우나, 전극간 절연층을 통해 제1전극 및 제2전극을 형성할 경우의 어느 것이어도, 전극간의 틈을 에폭시수지, 실리콘수지 등의 절연성 접착제나 열가소성 폴리이미드계 접착 시트의 일부 등으로 막도록 해도 된다.
제1전극 및 제2전극을 형성하는 수단에 대해서는 특별히 제한은 없고, 예를 들면 구리, 알루미늄, 니켈, 텅스텐 등의 금속을 소정의 전극 형상이 되도록 마스크하면서 용사하거나, 증착시켜 형성해도 되고, 혹은 금속박을 사용하거나, 도금 처리나 이온 플레이팅(ion plating) 등에 의해 금속층을 형성하고, 에칭에 의해 소정의 전극 형상을 얻도록 해도 된다. 이들 전극의 두께에 대해서는, 전극을 형성하는 수단에 따라서도 다르지만, 모두 일반적으로 채용되는 범위이면 되고, 예를 들면 금속박으로 형성할 경우는 주로 5~30㎛의 범위이며, 이온 플레이팅법에 의해 형성할 경우는 주로 0.1㎛~2㎛의 범위이고, 금속 용사로 형성하는 경우는 주로 30~50㎛의 범위이다.
또한 본 발명에서의 상부 절연층에 대해서는, 기판을 흡착시키기 위한 기판 흡착면을 구비한 것이면 되고, 그 재질 등에 대해서는 특별히 제한되지 않으며, 폴리이미드 필름, 실리콘 필름, 폴리아미드 필름 등의 절연성 필름으로 형성해도 되고, 알루미나, 질화알루미늄 등의 세라믹스 재료로 이루어지는 것이어도 된다. 상부 절연층의 두께에 대해서는, 절연층을 형성하는 재질 등에 따라서도 다르지만, 모두 일반적으로 채용되는 범위이면 되고, 예를 들면 폴리이미드 필름 등으로 이루어질 경우는 주로 25~200㎛의 범위이며, 세라믹스 재료를 용사하여 형성할 경우는 주로 100~500㎛의 범위이다.
전극층을 형성하는 전극의 적어도 어느 하나가 전극 결락부를 가지는 경우에는, 상부 절연층에는, 전극 결락부에 대응하는 위치에서 기판측에 돌출된 절연층 정부(1a)를 마련하고, 이 절연층 정부(1a)에서 기판과 접하여 기판 흡착면(5)을 형성하도록 하면, 적어도 기판과 접촉하는 부분에 쌓이는 전하의 수를 가급적으로 저감시킬 수 있다. 이 정부 절연층(1a)은, 기판의 흡착 유지성이나 쌓이는 전하의 저감성 등을 고려하여, 평면 형상이 전극 결락부에 대응하는 가상 셀의 범위 내에 들어가도록 하는 것이 바람직한데, 만일 셀의 사이즈를 넘어 인접하는 셀의 일부에 겹치도록 형성되었다고 해도 상관없다. 또한 절연층 정부(1a)의 높이에 대해서는(즉 절연층 오목부(1b)의 깊이), 기판의 흡착력을 유지하거나, 기판을 흡착시켰을 때의 기판 이면의 요철이나 구불거림을 억제하는 것 외에, 가공성 등의 관점에서 5~20㎛의 범위인 것이 좋다. 상부 절연층에 절연층 정부(1a)를 형성하는 수단으로서는, 예를 들면 소정의 마스크를 통해 세라믹스 재료를 용사하도록 해도 되고, 폴리이미드 필름 등으로 상부 절연층을 형성한 후에, 에칭 처리에 의해 절연층 오목부(1b)를 형성하도록 해도 된다.
또한 본 발명에서의 쌍극형 정전 척은, 전극층과 상부 절연층 사이에 접착제나 접착 필름 등을 통해 적층하도록 해도 되고, 전극층의 표면에 상부 절연층을 직접 형성하도록 해도 된다. 또한 전극층의 하측(기판 흡착면과는 반대측)에, 상부 절연층과 마찬가지로 절연성 필름이나 세라믹스 재료 등으로 이루어지는 하부 절연층을 마련하고, 알루미늄 등으로 이루어지는 금속 기반상에 접착제 등을 사용해 점착하여 정전 척을 얻도록 해도 된다. 즉, 본 발명에서의 효과에 영향을 미치지 않는 한, 일반적인 정전 척에서 사용되는 구조나 제조방법 등의 기술을 채용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전극에 전압을 인가하여 기판 흡착면에 발생하는 전하가, 서로 주변에 존재하는 이극의 전하와 효율적으로 서로 부정할 수 있기 때문에, 전압 인가 정지와 함께 잔류 전하를 재빠르게 소멸시킬 수 있다. 또한 본 발명과 같은 전극 형상에 의하면, 전압 인가에 의해 생기는 전기력선을 기판 흡착면 부근에 쌓이게 할 수 있기 때문에, 이온이나 전자 등의 하전 입자의 흡입량을 억제할 수 있어, 기판 흡착면에 쌓이는 전하의 수를 최소한으로 할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 쌍극형 정전 척은, 전압의 인가를 정지한 후에 잔류 전하를 즉시 줄일 수 있는 동시에, 전압 인가시의 기판 흡착 유지성도 뛰어난 쌍극형 정전 척이다. 더불어, 전기력선의 형성을 기판 흡착면 부근으로 억제할 수 있는 점에서, 정전 척의 주위에 대전하여 부유하는 파티클 등의 흡입량을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 전극층을 형성하는 제1전극 및 제2전극의 평면 설명도이다.
도 2는 도 1의 일부 확대도이다.
도 3은 도 1의 II-II 방향(II'-II' 방향)으로부터 본 본 발명의 쌍극형 정전 척의 단면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 전극층을 형성하는 제1전극 및 제2전극이 전극 결락부를 가지는 경우의 평면 설명도이다.
도 5는 도 4의 III-III 방향(III'-III' 방향)으로부터 본 본 발명의 쌍극형 정전 척의 단면 모식도이다.
도 6은 쌍극형 정전 척의 종래예를 나타내는 설명도이고, (a)는 평면 모식도를 나타내며, (b)는 I-I 단면 모식도를 나타낸다.
이하, 실시예에 근거하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
하부 절연층(6)으로서 직경 298mm의 폴리이미드 시트(토레이·듀폰사 제조 상품명 캅톤 H: 두께 125㎛)를 준비하고, 이 표면을 고르게 할 목적으로 미리 이온 플레이팅법에 의해 처리하여 0.1㎛의 크롬층을 형성하였다. 이어서, 이 폴리이미드 시트의 크롬층상에 이온 플레이팅법에 의해 직경 296mm, 막 두께 0.5㎛의 구리로 이루어지는 전극층을 형성하고, 질산계 에칭액을 사용한 에칭에 의해, 도 1 및 2에 나타내는 바와 같은 제1전극(2) 및 제2전극(3)을 얻었다. 여기서, 가상 셀 폭(L)=5mm로 하고, 각각 4.5mm×4.5mm의 크기를 가진 제1전극부(2a)와 제2전극부(3a)가, x방향 및 y방향의 셀에 교대로 나열되도록 하면서, 또한 x방향 및 y방향 모두 인접하는 전극부간의 틈(d)을 1mm로 하여 배치하였다(직경 방향에는 최대 59개의 전극부를 배치). 또한 가상 셀 내에 배치된 제1전극부(2) 및 제2전극부(3)는 서로 등전위가 되도록, 모두 폭 0.5mm의 띠상의 제1연결부(2b) 및 제2연결부(3b)에 의해 연결되도록 하였다.
이어서, 상기와 같이 하여 제1전극(2) 및 제2전극(3)을 형성한 전극층의 표면에, 두께 30㎛의 열가소성 폴리이미드계 접착 시트를 통해 직경 296mm의 폴리이미드 시트(토레이·듀폰사 제조 상품명 캅톤 H: 두께 75㎛)를 맞붙여서 상부 절연층(1)으로 하였다. 이어서, 상부 절연층(1)과 하부 절연층(6)의 표면에 각각 쿠션재를 포개고, 이들을 합쳐 가열 프레스기에 세팅하여 두께방향 압력 2MPa, 가열 온도 150℃, 및 유지 시간 5분의 조건으로 가열 가압 처리하여, 상부 절연층(1), 전극층(제1전극(2), 제2전극(3)), 및 하부 절연층(6)으로 이루어지는 전극 시트를 얻었다. 그리고, 얻어진 전극 시트를 두께 30㎛의 열가소성 폴리이미드계 접착 시트를 통해 직경 298mm의 재치(載置)면을 가지는 알루미늄제 금속 기반에 고착하여, 실시예 1에 따른 쌍극형 정전 척을 완성시켰다.
상기에서 얻어진 쌍극형 정전 척에 대하여, 상부 절연층(1)의 표면을 기판 흡착면으로 하여 직경 300mm의 실리콘 웨이퍼를 재치하고, 제1전극(2)을 직류 전원의 플러스극측에, 제2전극(3)을 마이너스극측에 각각 접속하여, ±750V의 전압을 인가하여 1분간 실리콘 웨이퍼를 흡착 유지시켰다. 그 후, 전원을 끄고 전압 인가를 정지하여, 1초 후에 실리콘 웨이퍼를 기판 흡착면으로부터 밀어올림 핀으로 떼어낸 바, 특별히 힘을 필요로 하지 않고 실리콘 웨이퍼를 벗길 수 있었다.
[실시예 2]
전극층을 형성하는 제1전극(2) 및 제2전극(3)에 대하여, 도 4에 나타내는 바와 같이, 4×4의 가상 셀의 정점 부분의 전극부를 결락시키고, 전극층의 표면에 있어서 제1전극부(2a)가 결락한 전극 결락부(2c)와 제2전극부(3a)가 결락한 전극 결락부(3c)의 수가 같은 수가 되도록 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전극 시트를 얻었다. 이어서, 상부 절연층(1)의 표면에 마스크를 씌우고, 폴리이미드 전용 알칼리계 에칭액(미츠비시 세이시 가부시키가이샤 제조 상품명 폴리이미드 에칭액)을 사용하여 에칭을 행하고, 전극 결락부(2c,3c)의 가상 셀에 대응하는 개소 이외의 폴리이미드 시트를 깊이 10㎛ 제거하여(절연층 오목부(1c)에 상당), 5mm×5mm×높이 10㎛의 절연층 정부(1a)를 형성하였다. 이어서, 절연층 정부(1a)를 형성한 전극 시트를 실시예 1과 동일하게 하여 알루미늄제 금속 기반에 고착하고, 실시예 2에 따른 쌍극형 정전 척을 완성시켰다.
상기에서 얻어진 쌍극형 정전 척에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로, 절연층 정부(1a)로 이루어지는 기판 흡착면에 실리콘 웨이퍼를 흡착 유지시킨 후, 전원을 끄고 전압 인가를 정지하여, 1초 후에 실리콘 웨이퍼를 기판 흡착면으로부터 밀어올림 핀으로 떼어낸 바, 특별히 힘을 필요로 하지 않고 실리콘 웨이퍼를 떼어낼 수 있었다.
본 발명에서의 쌍극형 정전 척은 실리콘, 갈륨비소, 실리콘 카바이트(SiC) 등의 반도체 웨이퍼나, 유리 기판, 유기 EL 등에 사용하는 수지 시트 등의 절연성 기판을 흡착 유지하는데 적합하고, 특히 전압 인가시의 기판 흡착 유지성이 뛰어난 동시에 전압 인가 정지시의 잔류 전하의 저감성이 뛰어난 쌍극형 정전 척인 점에서, 반도체 제조 프로세스 등에서의 연속 공정에서 사용하기에 적합하다. 물론, 본 발명의 정전 척은, 이들에 한정되지 않고 대상물을 흡착시키는 다양한 용도에 적용할 수 있다.
1: 상부 절연층 2: 제1전극
2a: 제1전극부 2b: 제1연결부
2c: 전극 결락부 3: 제2전극
3a: 제2전극부 3b: 제2연결부
3c: 전극 결락부 4: 기판
5: 기판 흡착면 6: 하부 절연층
7: 금속 기반 8, 9: 전극

Claims (6)

  1. 제1 및 제2의 전극을 가지는 전극층과, 기판을 흡착시키는 기판 흡착면을 형성하는 상부 절연층을 적어도 구비한 쌍극형의 정전 척으로서, 전극층의 표면을 xy방향에 대하여 소정의 폭(L)을 가진 복수의 가상 셀로 분할하여 판단했을 경우에, 제1의 전극을 형성하는 제1전극부와 제2의 전극을 형성하는 제2전극부가, x방향의 가상 셀에 대하여 교대로 나열되게 배치되는 동시에, y방향의 가상 셀에 대하여 교대로 나열되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 쌍극형 정전 척.
  2. 제1항에 있어서,
    제1전극이 복수의 가상 셀 내에 배치된 제1전극부끼리를 연결하는 제1연결부를 가지면서, 제2전극이 복수의 가상 셀 내에 배치된 제2전극부끼리를 연결하는 제2연결부를 가지는 것을 특징으로 하는 쌍극형 정전 척.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1전극 및 제2전극이 전극층 내에 있어서 동일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 쌍극형 정전 척.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    기판이 직경 300mm의 실리콘 웨이퍼인 경우에 셀 폭(L)이 1~20mm의 범위인 것을 특징으로 하는 쌍극형 정전 척.
  5. 제4항에 있어서,
    x방향 또는 y방향에 인접하는 셀간에 있어서 제1전극부와 제2전극부 사이의 틈(d)이 0.5~2mm의 범위인 것을 특징으로 하는 쌍극형 정전 척.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1전극 및/또는 제2전극이 가상 셀 내에 전극부가 존재하지 않는 전극 결락부를 가지면서, 상부 절연층이 전극 결락부에 대응하는 위치에 기판측에 돌출된 절연층 정부(頂部)를 가지고, 절연층 정부가 기판과 접하여 기판 흡착면을 형성하는 것을 특징으로 하는 쌍극형 정전 척.
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