KR20120025464A - 중합체 돌기들을 가지는 정전 척 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 정전 척이 제공된다. 정전 척은 기판을 정전 척에 정전 클램핑 하기 위한 전하를 형성하기 위해 전극의 전압에 의해 활성화되는 표면층을 포함한다. 표면층은 다수의 중합체 돌기들 및 이들이 부착되는 전하 제어층을 포함하고, 다수의 돌기들은 기판의 정전 클램핑 동안 기판을 돌기들 상에 지지하는 다수의 돌기들을 둘러싸는 전하 제어층의 일부분들 위의 높이까지 연장된다.

Description

중합체 돌기들을 가지는 정전 척{ELECTROSTATIC CHUCK WITH POLYMER PROTRUSIONS}
본 출원은 2009년 5월 15일자로 출원된 미국가출원번호 제61/216,305호의 이익을 주장한다. 상기 출원의 전 개시가 본원에 참고로 포함된다.
정전 척은 제조 공정 과정에서 기판을 고정 및 지지하고, 또한 기판을 기계적으로 클램핑하지 않고 기판에서 열을 제거한다. 정전 척을 사용하는 동안, 반도체 웨이퍼 같은 기판의 후면이 정전력으로 정전 척 정면에 고정된다. 기판은 전극을 덮는 물질 표면층에 의해 정전 척 정면에서 하나 이상의 전극으로부터 분리된다. 표면층은 쿨롱 척에서 전기 절연성이지만 존슨-라벡 척에서는 약한 전도성이다. 정전 척의 표면층은 편평하거나 덮여있는 전극으로부터 기판의 후면을 추가로 분리하는 하나 이상의 돌기, 돌출부, 또는 그 밖의 표면 특징부들을 구비할 수 있다. 가공 과정에서 기판에 가해진 열은 돌기들과의 접촉 열 전도 및/또는 냉각 기체를 이용한 기체 열 전도에 의해 기판에서 정전 척으로 전달될 수 있다. 기판에서 열을 제거할 때 접촉 열 전도가 기체 열 전도보다 대체로 더 효율적이다. 그러나, 기판과 돌기들 사이의 접촉 정도를 제어하는 것이 어려울 수 있다.
미세전자 제조에서, 반도체 및 메모리 소자의 형상이 점차 작아지고 웨이퍼, 평면 스크린 디스플레이, 레티클, 및 그 밖의 가공 기판의 크기가 점점 커짐에 따라, 허용 가능한 미립자 오염 공정 사양이 더욱 제한되고 있다. 웨이퍼가 척 클램핑 표면에 물리적으로 접촉 또는 장착되기 때문에, 정전 척 상의 입자의 영향이 특히 문제가 된다. 정전 척 장착 표면으로 인하여 임의의 미립자가 장착 표면과 기판 사이에 갇히게 되면, 갇혀있는 입자에 의해 기판이 변형될 수 있다. 예를들면, 웨이퍼의 후면이 편평한 기준 표면에 정전 클램핑 되면, 갇혀있는 입자들이 웨이퍼의 전면의 변형을 초래할 수 있고, 따라서 평면에 놓이지 않게 될 것이다. 미국특허 제6,835,415호에 따르면, 연구들은 편평한 정전 척 상의 10미크론의 입자가 1인치 이상의 반경 거리에 대하여 레티클 (즉, 테스트 웨이퍼) 표면을 변위시킬 수 있음을 보여준다. 입자에 의해 유발된 변위의 실제 높이와 직경은 입자 크기, 입자 경도, 클램핑력, 레티클 두께 같은 수많은 매개변수들에 의해 좌우된다.
기판 가공 과정에서, 기판의 온도 제어, 기판의 최대 온도 상승 제한, 기판 표면의 균일 온도 유지, 또는 이들의 임의의 조합을 수행할 수 있다는 것이 중요하다. 불량하고/하거나 불균일한 열 전달로 인해 기판 표면 전체에 과도한 온도 변화가 있으면, 기판이 변형될 수 있고 공정 화학 반응이 영향받을 수 있다. 정전 척과의 직접 접촉 면적이 더 클수록, 접촉 열 전도에 의해 전달되는 열이 더 많아진다. 직접 접촉 면적의 크기는 기판과 정전 척의 접촉 표면들의 거칠기, 편평도, 경도의 함수일 뿐만 아니라, 접촉 표면들 사이에 인가된 압력의 함수이다. 접촉 표면의 특성이 기판마다 다르고 접촉 표면의 특성이 시간에 따라 달라질 수 있기 때문에, 정전 척과 기판 사이의 접촉 열 전도도를 정확하게 제어하는 것이 어렵다.
미세전자 장치, 레티클 마스크, 및 기타 이러한 구조들에 대한 손상을 줄이거나 제거하고 제조 수율의 손실을 줄이거나 최소화하기 위해, 기판의 온도 및 기판 후면에 있는 입자들의 수를 제어하는 것이 중요하다. 정전 척 돌기들의 마모 특성, 거칠어진 돌기들의 높은 접촉 면적, 정전 척의 제조 과정에서의 래핑 및 연마 조작의 영향은 모두 정전 척을 이용하는 동안 기판의 후면에 바람직하지 않은 입자가 추가되는 것 (particle adders)에 기여할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 정전 척이 제공된다. 정전 척은 기판을 정전 척에 정전 클램핑 하기 위한 전하를 형성하기 위해 전극의 전압에 의해 활성화되는 표면층을 포함한다. 표면층은 다수의 중합체 돌기들 및 이들이 부착되는 전하 제어층을 포함하고, 다수의 돌기들은 기판의 정전 클램핑 동안 기판을 돌기들 상에 지지하는 다수의 돌기들을 둘러싸는 전하 제어층의 일부분들 위의 높이까지 연장된다.
또한, 관련 실시예들에서, 다수의 중합체 돌기들을 형성하는 중합체는 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 포함한다. 전하제어층은 예를들면 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)과 같은 중합체로 형성될 수 있다. 전하 제어층 아래 놓이는 접착층은 폴리에테르이미드 (PEI)를 포함할 수 있다. 정전 척은 부착 코팅층을 포함할 수 있다. 부착 코팅층은 최소한 하나의 규소 함유 질화물, 산화물, 탄화물 및 이들의 비-화학양론적 물질, 예를들면 SiOxNy, 질화규소, 산화규소 또는 탄화규소를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 또한 부착 코팅층은 탄소 또는 탄소 질화물; 및 다이아몬드-유사 탄소를 포함할 수 있다. 부착 코팅층은 정전 척 모서리의 최소한 일부를 둘러싸는 금속 환원층 (reduction layer)을 포함할 수 있다. 정전 척은 정전 척의 유전체층을 정전 척의 절연층으로 결합하는 세라믹 대 세라믹 결합층을 포함하며, 세라믹 대 세라믹 결합층은 중합체, 예를들면 최소한 하나의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 및 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 및/또는 최소한 하나의 퍼플루오로알콕시 (PFA), 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP) 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 포함한다. 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)은 최소한 하나의 퍼플루오로알콕시 (PFA) 및 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP)을 포함할 수 있다. 인접 중합체 돌기 쌍들 사이의 중심 대 중심 거리로 측정될 때, 다수의 중합체 돌기들은 표면층 전체에 실질적으로 균등하게 이격된다. 중합체 돌기들은 삼각 패턴으로 배열될 수 있다. 중합체 돌기들은 중심 대 중심 거리가 약 6 mm 내지 약 8 mm; 높이가 약 3 미크론 내지 약 12 미크론; 및 직경이 약 900 미크론일 수 있다. 전하 제어층 표면 비저항은 약 108 Ω/sq 내지 약 1011 Ω/sq 일 수 있다. 또한 정전 척은 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)과 같은 중합체로 구성되는 기체 밀봉 링을 포함할 수 있다. 다수의 중합체 돌기들의 표면 거칠기는 약 0.02 μm 내지 약 0.05μm일 수 있다.
본 발명에 의한 추가 실시예에서, 정전 척 제조방법이 제공된다. 본 방법은, 최소한 하나의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 퍼플루오로알콕시 (PFA), 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP) 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 구성되는 결합 중합체를 이용하여 정전 척의 유전체층을 정전 척의 절연층으로 결합하는 단계; 최소한 하나의 규소 함유 질화물, 규소 함유 산화물, 규소 함유 탄화물, 비-화학양론적 규소 함유 질화물, 비-화학양론적 규소 함유 산화물, 비-화학양론적 규소 함유 탄화물 및 탄소의 질화물을 포함하는 부착 코팅층으로 정전 척의 유전체층을 코팅하는 단계; 최소한 하나의 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 구성되는 전하 제어층 중합체로 구성되는 전하 제어층을 정전 척 표면으로 결합하는 단계; 전하 제어층에 포토레지스트를 적층하는 단계; 전하 제어층에 형성되는 다수의 중합체 돌기들을 둘러싸는 전하 제어층 일부분을 제거하기 위하여 전하 제어층을 반응성 이온 식각하는 단계 ; 및 전하 제어층과 동일한 전하 제어층 중합체로 형성되는 다수의 중합체 돌기들이 노출되도록 정전 척에서 포토레지스트를 박리하는 단계로 구성된다.
전술한 설명은 상이한 도면들에서 유사한 도면 번호가 동일한 구성 요소를 가리키는 첨부 도면에 도시된 바와 같이 후술하는 본 발명의 예시적인 실시예들의 보다 상세한 설명에 의해 명백해질 것이다. 도면들은 반드시 정확한 축척을 나타내는 것이 아니라 본 발명의 실시예들의 설명에 중점을 둔 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 정전 척 상부 층들의 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 정전 척 추가 층들을 보이는 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 정전 척 표면 돌기들 패턴을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 정전 척 표면을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 정전 척의 돌기 프로파일을 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 장착을 위한 돌기들을 표면에 포함하는 정전 척이 제공된다. 돌기들은 중합체 물질, 예를들면 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 형성된다. 또한, 정전 척은 중합체 돌기들이 부착되는 전하 제어 표면층에 특징이 있다. 전하 제어 표면층은 돌기들과 동일한 중합체 물질, 예를들면 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 형성될 수 있다. 이러한 돌기들 및 전하 제어 표면층은 정전 척 및 기판을 접촉시켜 접촉 냉각을 촉진시키고, 또한 바람직하지 않은 입자들 생성을 감소시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정전 척 상부 층들의 횡단면도이다. 정전 척은 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)와 같은 중합체로 형성된 돌기들 (101)에 특징부를 가진다. 정전 척의 기체 밀봉 링들 (미도시)은 돌기들 (101)과 동일한 중합체와 같은 중합체로 형성될 수 있다. 돌기들 (101)은 역시 중합체로 형성된 전하 제어층 (102)에 부착된다. 전하 제어층 (102)의 목적은 표면 전하를 제거하기 위한 전도층을 제공하는 것이다. 전하 제어층 (102)은 척 전력이 제거된 후 웨이퍼 또는 그 밖의 기판이 척 표면에 정전 부착될 때 일어나는 "웨이퍼 부착(wafer sticking)" 가능성을 줄인다. 예를 들어 약 1×108 Ω/sq 내지 약 1×1011Ω/sq의 범위 같은 적절한 범위의 표면 비저항을 가지는 전하 제어층 (102)은 바람직하지 않은 정전력 및 궁극적으로 웨이퍼 부착을 초래할 수 있는 표면 전하 보유를 줄이는 것으로 보인다. 약한 전도성 표면층은 정전 척과 기판 사이의 정전 흡인과 간섭하지 않으면서 전하를 그라운드(미도시)로 빼낸다. 일 실시예에서, 돌기들 (101) 및 전하 제어층 (102) 모두는 단일 중합체, 예를들면 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 형성된다. 접착층 (103)은 전하 제어층 (102) 아래에 놓이고, 전하 제어층과는 상이한 중합체를 포함할 수 있다. 특히, 전하 제어층이 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 형성될 때, 접착층 (103)은 폴리에테르이미드 (PEI)를 포함할 수 있다. 대안으로, 접착층 (103)이 존재할 필요가 없다. 접착층 (103) 하부 (또는 전하 제어층 (102) 바로 아래)에, 정전 척은 상부의 중합체 층들을 유전체층 (105)으로 부착시키는 부착 코팅층 (104)을 포함한다. 부착 코팅층 (104)은 상부 중합체 층들 아래에 놓이며, 중합체들 외관 결함을 은폐시킨다. 부착 코팅층 (104)은 예를들면 규소 함유 질화물, 산화물, 탄화물 및 이들의 비-화학양론적 물질, 예를들면 SiOxNy, 질화규소, 산화규소 또는 탄화규소를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 또한 부착 코팅층은 탄소 또는 탄소 질화물; 및 다이아몬드-유사 탄소; 및/또는 이들의 임의 조합을 포함할 수 있다. 부착 코팅층 (104) 아래에 알루미나 유전체와 같은 유전체층 (105)이 놓인다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 정전 척 추가 층들의 횡단면도이다. 돌기들 (201), 전하 제어층 (202), 접착층 (203), 부착 코팅층 (204) 및 유전체층 (205)에 추가하여, 정전 척은 전극들 (206)을 포함한다. 금속 전극들 (206)은 전도성 에폭시 본드 (208)에 의해 전극 핀들 (207)과 연결된다. 유전체층 (205)은 알루미나 절연체와 같은 절연층 (209)과 세라믹 대 세라믹 결합층 (201)으로 결합된다. 세라믹 대 세라믹 결합층 (210)은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 또는 개질 PTFE (PTFE에 추가하여 PFA 및/또는 FEP을 포함)와 같은 중합체로 형성된다. 또한, 세라믹 대 세라믹 결합층 (210)은 퍼플루오로알콕시 (PFA), 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP) 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)와 같은 중합체로 형성될 수 있다. 절연층 (209) 하부에 열 전도 결합층 (211) (예를들면, 미국, 메사추세츠, 베드포드의 TRA-CON, Inc. 시판 TRA-CON 열 전도성 에폭시를 이용하여 형성) 및 수 냉각 베이스 (212)가 존재한다. 부착 코팅층 (204)은 정전 척 모서리 아래 (기체 밀봉 링들 모서리 아래 포함)로 연장되어 금속 환원층 (213)을 형성하여, 정전 척 모서리에 대한 빔 충격을 방지하여 알루미늄 입자들이 기판에 충격을 유발시키는 것을 억제한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 돌기들 (201), 전하 제어층 (202) 또는 기타 정전 척 요소들에 사용되는 폴리에테르이미드 (PEI)는 두께 약 12 미크론 내지 약 25 미크론의 무충전 비결정성 폴리에테르이미드 (PEI)로 형성될 수 있다. 예를들면, 사빅 이노베이티브 플라스틱스 홀딩스 BV에서 ULTEM 1000 상표로 시판하는 PEI가 사용될 있다. 돌기들 (201) 및/또는 전하 제어층 (202) 또는 기타 요소들이 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 형성되면, 이들은 두께 약 12 미크론 내지 약 25 미크론의 무충전 PEEK로부터 제조될 수 있다. 예를들면, 미국 펜실베니아 웨스트 콘쇼호켄의 비트렉스 U.S.A에서 Victrex？ APTIV PEEK™ FILM, 2000-006 (무충전 비결정성 등급) 상표로 시판하는 PEEK가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 중합체 돌기들 및 중합체 전하 제어층에 특징이 있는 정전 척은 본원에 교시 전체가 참조로 포함되는 2009년 5월 15일 출원된 미국특허출원 번호 제12/454,336호 (미국특허출원공개번호 제2009/0284894호)의 정전 척 특징부를 포함할 수 있다. 특히, 균등하게 이격된 돌기들, 삼각 패턴 돌기들 및 낮은 입자 생성과 관련된 특징부들이 포함되며, 기타 특징부들도 포함된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정전 척의 표면의 돌기들 (314) 패턴 예시도로서, 돌기 패턴은 기판과 돌기들 (314) 사이의 힘을 감소시키기 위해 사용된다. 이러한 힘을 균등하게 분배하는 돌기 패턴들, 예를들면, 삼각 또는 대략 육각의 돌기 패턴이 사용될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "삼각" 패턴은 돌기들이 실질적으로 균등하게 이격되도록 규칙적으로 반복되는 돌기들의 등변 삼각형 패턴을 의미하기 위한 것임을 이해하여야 한다. (이러한 패턴은 또한 정육각형의 꼭지점들을 형성하는 여섯 개의 돌기들 배열의 중앙부에 중앙 돌기가 위치하는 대략 육각형 형상으로 보일 수 있다). 또한, 돌기들의 직경 (315)을 늘리거나 돌기들 (314)의 중심 대 중심 간격을 줄여서 힘을 감소시킬 수 있다. 도 3의 실시예에 도시된 바와 같이, 돌기들은 균등하게 이격된 배열로 배치되되, 각각의 돌기가 인접한 돌기들로부터 중심 대 중심 간격 치수 (316)만큼 실질적으로 균등하게 이격된다. 이러한 간격에 의해, 기판의 후면의 상당 부분이 돌기들의 상부와 접촉하고, 후면 냉각을 위한 헬륨 또는 그 밖의 기체를 위해 돌기들 사이에 갭이 형성된다. 대조적으로, 이러한 돌기 간격이 없으면, 돌기들의 10% 이하의 작은 부분만이 기판에 접촉할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기판은 돌기의 상면 면적의 25%를 초과하는 면적에 접촉할 수 있다.
일 실시예에서, 정전 척은 300 mm 구성(configuration)일 수 있고, 알루미늄 베이스, 두께 약 0.120 인치의 알루미나 절연층 (209), 두께 약 0.004 인치의 알루미나 유전체층 (205)을 포함하고, 회전 평압식 설계로 정전 척에 장착된 기판을 회전 및 경사시킬 수 있다. 정전 척 직경은, 예를들면, 300mm, 200mm 또는 450mm일 수 있다. 돌기들 (314)은 삼각 패턴일 수 있고, 중심 대 중심 간격 치수 (316)는 예를들면 약 6 mm 내지 약 8 mm일 수 있다. 돌기들의 직경 (315)은, 예를들면, 약 900 미크론일 수 있다. 돌기들 (314) 높이는, 예를들면, 약 3 미크론 내지 약 12 미크론, 예를들면 약 6 미크론일 수 있다. 돌기들 (314)은 전하 제어층 (202)과 같이 전적으로 중합체 형성될 수 있다 (도 2 참고).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 정전 척 표면 외관을 도시한 것이다. 정전 척 표면은 기체 유입구 (417), 그라운드 핀 통로 (418), 기체 밀봉 링 (419), 자체 기체 밀봉 링 (도 4에서 리프트 핀 경로 (420)의 밝은 색 외부 구조)을 포함하는 리프트 핀 경로 (420) 및 척의 중앙부의 작은 기체 유입구(421) (도 4에서 보이지 않는 유입구)를 포함한다. 그라운드 핀 경로 (418)은 자체 기체 밀봉 링 (도 4에서 그라운드 핀 경로의 외부 링 (419))을 포함한다. 상세도(도 4의 삽입도(442))는 돌기들(414)을 도시한다. 기체 밀봉 링 (419) (및 리프트 핀 경로 (420) 및 그라운드 핀 경로 (418)의 기체 밀봉 링들)은 폭이 약 0.1 인치이고 돌기들 (414)과 동일한 높이, 예를들면 약 3 미크론 내지 약 12 미크론, 예를들면 약 6 미크론일 수 있으나, 기타 폭 및 높이 역시 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 정전 척은 먼저 세라믹 대 세라믹 결합을 이용하여 세라믹 조립체를 제조하는 공정에 의해 제조될 수 있다. 예를들면, 유전체층 (205)은 도 2의 실시예와 관련하여 상기된 결합 물질을 이용하여 절연층 (209)과 결합될 수 있다. 다음, 세라믹 조립체는 도 1의 실시예와 관련하여 상기된 물질과 같은 부착 코팅층 (204)으로 약 1 또는 2 미크론 두께로 코팅될 수 있다. 다음, 전하 제어층 (202) 및 돌기들 (201)를 이루는 중합체 물질이 부착 코팅층 (204) 표면에 결합된다. 이후 중합체 물질 상부는 플라즈마 처리되어 (다음에 적용될) 포토레지스트가 부착되도록 한다. 다음, 포토레지스트는 중합체 물질에 적층되고, 노출되고 현상된다. 다음, 중합체 물질 두께 (예를들면 약 2 미크론 내지 약 12 미크론, 특히 약 6 미크론)를 제거하기 위하여 반응성 이온 식각 공정이 사용되어 돌기들 (201) 사이 영역을 생성한다. (돌기들 높이로 나타나는) 식각 정도는 정전 척과 함께 사용될 후면 기체 압력에 대하여 최적화될 수 있다. 바람직하게는 돌기들 높이는 후면 냉각에 사용되는 기체의 평균자유행로와 거의 동일하거나, 실질적으로 같다. 식각 후, 포토레지스트는 박리되고, 최종 정전 척 조립체가 완성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 정전 척 상의 돌기 프로파일을 도시한 것이다. 폭 및 높이는 마이크로미터 단위이다. 돌기는 높이가 약 6 미크론이고, 아주 매끄러운 웨이퍼 접촉면 (523)을 가진다. 예를들면, 돌기는 웨이퍼 접촉면 (523)에서 약 0.02 내지 약 0.05μm의 표면 거칠기를 가질 수 있다. 유사하게, 기체 밀봉 링들도 비슷하게 매끄러운 표면을 가질 수 있고, 이에 따라 기판과의 양호한 밀봉이 가능하다. 아래 표 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기체 누출률 실험 결과를 보인다. 왼쪽 칼럼은 후면 기체 인가 압력이고, 오른쪽 칼럼은 정전 척 모서리 아래에서 나가는 기체 누출로 인한 후면 기체 유동률, 중앙 칼럼은 정전 척 모서리에서 더 많은 기체가 누출될 때 상승하는 챔버 압력을 보인다. 후면 기체 유동률 1 sccm 이하는 (여기에서) 바람직한 것으로 고려된다.
Figure pct00001
본 발명의 일 실시예에 의하면, 정전 척의 기체 밀봉 링들은 약 8 마이로크인치 미만, 또는 약 4 마이로크인치 미만, 또는 약 4 마이로크인치 미만, 또는 약 1 마이로크인치 미만의 표면 거칠기를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 정전 척은 쿨롱 척이다. 유전체는 알루미늄, 예를들면 알루미나 또는 질화알루미늄을 포함할 수 있다. 본 발명에 의한 추가 실시예에서, 정전 척은 존슨-라벡 정전 척이다. 대안으로, 정전 척은 존슨-라벡 정전 척이 아닐 수 있고, 유전체는 존슨-라벡 (JR) 힘 또는 부분 하이브리드 존슨-라벡 힘이 웨이퍼 또는 기판에 작용하지 않도록 선택될 수 있다.
본원에서 인용된 모든 특허, 공개출원 및 참조문헌들의 교시는 전체가 참조로 포함된다.
본 발명이 특히 예시적인 실시예들을 참조하여 도시되고 설명되었지만, 첨부된 청구범위에서 포함하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 형태와 상세에 있어 다양한 변형이 가능하다는 것을 본 기술 분야의 숙련가는 이해할 것이다.

Claims (34)

  1. 정전 척에 있어서, 기판을 정전 척에 정전 클램핑 하기 위한 전하를 형성하기 위해 전극의 전압에 의해 활성화되는 표면층을 포함하고, 표면층은 다수의 중합체 돌기들 및 이들이 부착되는 전하제어층을 포함하고, 다수의 중합체 돌기들은 기판의 정전 클램핑 동안 기판을 돌기들 상에 지지하는 다수의 돌기들을 둘러싸는 전하제어층의 일부분들 위의 높이까지 연장되는, 정전 척.
  2. 제1항에 있어서, 다수의 중합체 돌기들을 형성하는 중합체는 폴리에테르이미드 (PEI)를 포함하는, 정전 척.
  3. 제2항에 있어서, 전하 제어층은 폴리에테르이미드 (PEI)로 형성되는, 정전 척.
  4. 제1항에 있어서, 다수의 중합체 돌기들을 형성하는 중합체는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 포함하는, 정전 척.
  5. 제1항에 있어서, 다수의 중합체 돌기들을 형성하는 중합체는 폴리이미드를 포함하는, 정전 척.
  6. 제1항에 있어서, 전하 제어층은 제2 중합체로 형성되는, 정전 척.
  7. 제6항에 있어서, 전하 제어층은 폴리에테르이미드 (PEI)로 형성되는, 정전 척.
  8. 제6항에 있어서, 전하 제어층은 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 형성되는, 정전 척.
  9. 제8항에 있어서, 다수의 중합체 돌기들을 형성하는 중합체는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 포함하는, 정전 척.
  10. 제6항에 있어서, 전하 제어층은 폴리이미드로 형성되는, 정전 척.
  11. 제10항에 있어서, 다수의 중합체 돌기들을 형성하는 중합체는 폴리이미드를 포함하는, 정전 척.
  12. 제1항에 있어서, 전하 제어층 아래 접착층을 더욱 포함하는, 정전 척.
  13. 제12항에 있어서, 접착층은 폴리에테르이미드 (PEI)를 포함하는, 정전 척.
  14. 제1항에 있어서, 부착 코팅층을 더욱 포함하는, 정전 척.
  15. 제14항에 있어서, 부착 코팅층은 최소한 하나의 규소 함유 질화물, 규소 함유 산화물, 규소 함유 탄화물, 비-화학양론적 규소 함유 질화물, 비-화학양론적 규소 함유 산화물, 비-화학양론적 규소 함유 탄화물, 탄소 및 탄소의 질화물을 포함하는, 정전 척.
  16. 제15항에 있어서, 부착 코팅층은 최소한 하나의 SiOxNy, 질화규소, 산화규소 또는 탄화규소, 및 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는, 정전 척.
  17. 제14항에 있어서, 부착 코팅층은 정전 척 모서리의 최소한 일부를 둘러싸는 금속 환원층 (reduction layer)을 포함하도록 연장되는, 정전 척.
  18. 제1항에 있어서, 정전 척의 유전체층을 정전 척의 절연층으로 결합하는 제3 중합체를 포함하는 세라믹 대 세라믹 결합층을 더욱 포함하는, 정전 척.
  19. 제18항에 있어서, 제3 중합체는 최소한 하나의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 및 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)을 포함하는, 정전 척.
  20. 제19항에 있어서, 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)은 최소한 하나의 퍼플루오로알콕시 (PFA) 및 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP)을 포함하는, 정전 척.
  21. 제18항에 있어서, 제3 중합체는 최소한 하나의 퍼플루오로알콕시 (PFA), 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP) 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 포함하는, 정전 척.
  22. 제1항에 있어서, 다수의 중합체 돌기들은 인접 중합체 돌기 쌍들 사이의 중심 대 중심 거리로 측정될 때, 표면층 전체에 실질적으로 균등하게 이격되는, 정전 척.
  23. 제22항에 있어서, 돌기들은 삼각 패턴으로 배열되는, 정전 척.
  24. 제23항에 있어서, 중합체 돌기들은 중심 대 중심 거리가 약 6 mm 내지 약 8 mm인, 정전 척.
  25. 제23항에 있어서, 중합체 돌기들은 높이가 약 6 미크론 내지 약 12 미크론인, 정전 척.
  26. 제23항에 있어서, 중합체 돌기들은 직경이 약 900 미크론인, 정전 척.
  27. 제1항에 있어서, 전하 제어층의 표면 비저항은 약 108 Ω/sq 내지 약 1011 Ω/sq 인, 정전 척.
  28. 제1항에 있어서, 중합체를 포함하는 기체 밀봉 링을 더욱 포함하는, 정전 척.
  29. 제28항에 있어서, 기체 밀봉 링은 최소한 하나의 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)을 포함하는, 정전 척.
  30. 제1항에 있어서, 다수의 중합체 돌기들의 표면 거칠기는 약 0.02 μm 내지 약 0.05μm인, 정전 척.
  31. 제1항에 있어서, 다수의 중합체 돌기들이 형성되는 중합체는 폴리에테르이미드 (PEI)를 포함하고, 전하 제어층은 폴리에테르이미드 (PEI)를 포함하고, 정전 척은 최소한 하나의 규소 함유 질화물, 규소 함유 산화물, 규소 함유 탄화물, 비-화학양론적 규소 함유 질화물, 비-화학양론적 규소 함유 산화물, 비-화학양론적 규소 함유 탄화물, 탄소 및 탄소의 질화물을 포함하는 부착 코팅층을 포함하는, 정전 척.
  32. 제31항에 있어서, 정전 척의 유전체층을 정전 척의 절연층으로 결합하고, 최소한 하나의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 및 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)을 포함하는 세라믹 대 세라믹 결합층을 더욱 포함하는, 정전 척.
  33. 제31항에 있어서, 전하 제어층의 표면 비저항은 약 108 Ω/sq 내지 약 1011 Ω/sq 인, 정전 척.
  34. 정전 척 제조방법에 있어서, 최소한 하나의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 개질 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 퍼플루오로알콕시 (PFA), 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP) 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 구성되는 결합 중합체를 이용하여 정전 척의 유전체층을 정전 척의 절연층으로 결합하는 단계; 최소한 하나의 규소 함유 질화물, 규소 함유 산화물, 규소 함유 탄화물, 비-화학양론적 규소 함유 질화물, 비-화학양론적 규소 함유 산화물, 비-화학양론적 규소 함유 탄화물, 탄소 및 탄소의 질화물을 포함하는 부착 코팅층으로 정전 척의 유전체층을 코팅하는 단계; 최소한 하나의 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 구성되는 전하 제어층 중합체로 구성되는 전하 제어층을 정전 척 표면으로 결합하는 단계; 전하 제어층에 포토레지스트를 적층하는 단계; 전하 제어층에 형성되는 다수의 중합체 돌기들을 둘러싸는 전하 제어층 일부분을 제거하기 위하여 전하 제어층을 반응성 이온 식각하는 단계 ; 및 전하 제어층과 동일한 전하 제어층 중합체로 형성되는 다수의 중합체 돌기들이 노출되도록 정전 척에서 포토레지스트를 박리하는 단계로 구성되는, 정전 척 제조방법.
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