KR20120029047A - 알루니늄 산화막을 이용한 정전척 - Google Patents

알루니늄 산화막을 이용한 정전척 Download PDF

Info

Publication number
KR20120029047A
KR20120029047A KR1020100090853A KR20100090853A KR20120029047A KR 20120029047 A KR20120029047 A KR 20120029047A KR 1020100090853 A KR1020100090853 A KR 1020100090853A KR 20100090853 A KR20100090853 A KR 20100090853A KR 20120029047 A KR20120029047 A KR 20120029047A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
anodizing
power
esc
plasma
Prior art date
Application number
KR1020100090853A
Other languages
English (en)
Inventor
김명화
Original Assignee
김명화
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김명화 filed Critical 김명화
Priority to KR1020100090853A priority Critical patent/KR20120029047A/ko
Publication of KR20120029047A publication Critical patent/KR20120029047A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

100번은 알루미늄 금속이며 ESC의 모재가 된다. 300은 100번의 모재를 가공후 형성시킨 Anodizing 피막층이다. 본 특허에서 이 층을 1차 Anodizing 피막 층으로 칭한다. 그림에서 보듯이 1차 피막층을 형성 시킬 때 701 번과 같은 Gas 가 이동되는 통로를 가공해서 1차피막층이현성되 때 가스의 통로부도 Anodizing이 형성 된다. 502번은 DC-Power가공급 되어 지는 금속이며 이 금속은 본 특허에서 DC로드라고 명명한다 . DC로드는 주변의 ESC의모재가 되는 Al와 501번의 절연재로 전기적으로 절연 되어 있다. 그림의 500번 DC-Power 공급 유닛으로 부터 502의 DC로드를 통해서 400번인 DC-Power 전극층에 필요에 따라서 양의 전하를 또는 음의 전하를 공급하게 된다.
다음으로 DC-Power 전극층을 형성 시키는 방법은 물리적으로는 용사법, 화학적으로는 전기 도금을 통해서 만들 수있으나 가장 효과적인 방법은 용사법으로 형성 시키는 것이 가장 경제적이며 Al-Anodizing의 성능을 최적화 하는 데 현재로서는 가장 확실한 방법이다. 본 특허에서는 내용기술의 간략화를 위해서 플라즈마 용사를 통해서 DC-Power 전극을 형성 시킨 것으로만 설명한다.
1차 Anodizing 면에 용사로 금속층을 형성 시킬 때 1차 Anodizing 면의 절연이 파괴되지 않도록 주의를 해야한다. 용사를 통해서형성 시킨 DC-Power 전극층에 일정 두께의 Anodizing을 실시 한다. 본 특허에서 용사를 통해서 형성 시킨 DC-Power 전극층에 형성 시킨 Anodizing을 2차 Anodizing이라고 명명한다. 결과적으로 위와 같이 해서 작업을 진행하면 1차 및 2차 Anodizing면에 금속층이 절연 물질인 Anodizng에 둘러싸인 구조를 갖게되고 DC-Power 전극층에 DC-Power 공급장치를 통해서 일정한 전하를 충전시킬 수 있는 구조가 형성되어 ESC (Electrostatic Chuck)의 기능을 할 수있게된다.
본 특허의 핵심은 1차 Anodizing 과 2차 Anodizing사이에 금속막을 형성 시킨 ESC의 구조이다. 또한 Anodizing ESC을 구조를 형성 시키는 방법에 대한 모든 것을 포함하고 있다.
지금 부터 설명하고 있는 사항은 현재 범용적을 사용되고있는 ESC구조에서 사용되는 내용이나 본 특허에서는형성시키는 방법이 기존의 ESC와는 전혀 다르다. 본 특허에서 600번인 ESC위에서 공정을 진행하고자 하는 모재를 ESC 면과 일정한 거리만큰 이격시키 그 사이에 공정 중에 모재로 부터 열을 빼앗기위한 Gas가 일정한 압력으로 유지되어지는 공간을 만들기 위한 원형 또는 원기둥 형태의 돌기가 필요한다.
통상적으로 이것을 엠보스라고 칭한다. 본 특허에서도 이것을 엠보스라고 칭한다.
엠보스를 만드는 방법은 기존의 ESC의 경우 마스킹과 용사 방법으로 형성 시키지만 본 특허에서는 용사로 만들어진 DC-Power 전극면에 일정 높이의 엠보스를가공하는 단순한 방법으로 형성 시키기 때문에 매우 경쟁력이 있는 ESC를 만들 수있다.

Description

알루니늄 산화막을 이용한 정전척 {Al-Anodizing ESC}
본 기술의 분야는 주로 반도체나 LCD등 반도체 소자가 만들어지는 기판(基板)에서 공정 중에 발생되어지는 열을 기판이 빼앗기 위한 구조의 하나로 사용되는 ESC에 대한 기술이다.
본 발명의 배경기술은 크게 알루미늄 또는 알루미늄 합금소재의 표면에 특정 두께의 Anodizing 막을 형성 시켜 주는 기술 , 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 일정 두께만큼 용사시키는 기술 , 정밀 가공 기술등이 본 발명을 완성 시키기 위한 배경 기술이다.
본 발명을 통해서 해결하고자 하는 과제는 기존에 사용되어 지고있는 Al-Body에 텅스텐층을 플라즈마 용사 방법으로 세라믹 용사층 사이에 형성시켜서 텅스텐층을 DC-Power 전극층으로 사용하는 ESC가 넓게 사용되고 있다. 본 발명을 통해서 위에서 설명한 기존의 방법의 ESC보다 제작 공정을 단순화 시켜면서내구성과 ESC의 Chuching 성능을 향상 ESC를 제작 할 수있다.
세라믹 용사층으로 DC-Power 전극층을 전열 시킬 경우에 있어서 세라믹이 갖는다공성 때문에 실링처리를 하지 않으면 DC-Power 전극층의 전하가 빠져 나가게 되서 ESC의 기능이 현저히 떨어진다. 하지만 본 특허의 경우 조직이 매우 치밀한 Al-Anodizing으로 DC-Power 전극층 절연 시키고 있기 때문에 누설전류가 극히 적으며 Plasma 내식성이 매우 뛰어난 특성을 갖고 있어 기존전극 대비 수명이 길어질 것으로 예상된다.
본 발명을 통한 중요한 해결과제는 도1에서 설명하고 있는 Dry Etcher Plasma 장비에서 사용되는공정Gas을 균일하게 플라즈마 공간으로 유도하는 역할을 하는 Shower head의 수명을 증가 시켜주는 것이 가능해 진다. 공정 Gas는 Shower Head에 가공되어진 홀을 통과해서 플라즈마가 발생하는 영역으로 유입된다. RF-Power로 유도 되는 플라즈마는 그 특성상 상하부 전극에 쉬스 (Plasma Sheath )가 형성되어 진다. 이 쉬스 영역에 모여 있는 음의 전하들에 의하여 양전하 입자들이 가속되어 지는 영역이다. Dry Etcher 장비의 경우에 공정 Gas 예를 들면 Cl 또는 SF6가 플라즈마 속에서 Cl 1가 양이온 또는 2가 양이온 등 으로 활성화 되어서 반도체 소자에서 부식을 시키고자 하는 곳을 부식 시킨다. 공정을 필요로 하는모재가 놓여진 하부전극위에 형성되어진 쉬스는 활성화된 양이온에 전기장의 에너지를 추가하여 모재의 식각률을 증가 시키 준다. 하지만 Shower head 면에 발생된 쉬스에 의해서 Shower Head로 유도되어진 양이온은 Shower head의 표면에 형성 시켜준 Anodizing 면의 식각을 증가 시켜서 Shower Head의 수명을 단축 시킨다. 도 2는 전하와 양전하의 질량차에 의해서 발생된 쉬스에 대해서 Shower head에 DC성분의 양극을 통해서 양 전하를 공급하면 플라즈마와 접촉하는 절연 물질인 Anodizing 막에 분극 형상이 발생하여 Anodizing의 표면에 대해서 식각을 유도시키는 활성화된 양전하가 접근하지못하고 튕겨 나가게 된다. 이런 개념으로 Shower head의 수명이 기존 대비하여 상당히 늘어날 것으로 본 특허를 통해서 기대 되어진다.
기존의 문제점을 해결 하기 위해서 ESC에서 DC-Power전극을 형성 시키는 방법을 기존의 방법에서 완전히 탈피 하여 Al-Anodizing 을 통해서 형성 시킨다.
본 발명을 통해서 기존의 텅스텐 전극과 세라믹 용사를 통해 제작된 고가의 ESC ( 정전 척,Electrostatic Chuck)을 본 발명을 통한 Al-전극과 Al-Anodizing면을 갖는 ESC (정전 척,Electrostatic Chuck)으로 대체 할 수 있다.
또한 기존의 ESC가 갖고 있는 중요 문제점인 전극의 소재 Al 과 DC-Power가 인가되지는 전극의 소재(텅스텐) 및 용사되어진 세라믹의 열팽창 계수의 차이에 의해서 고온의 경우 Al-Body의 전극을 사용 하지 못했으나 본 발명을 통해서 공정 Power가 인가 되어지는 전극의 소재와 DC-Power가 인가되어 지는 전극 소재 및 산화막의 형태이나 동일 금속을 산화시켜서 만든 Anodizing 막으로 구성되어 있어 고온의 조건에서도 기존 ESC보다 전극의 안정성이 확보될 것으로 기대 되어 진다.
도1은 RF-Power를 이용한 Plasma장치의 개략도로 도면은 하부에 RF-Power를 인가하는 것을 개략화 하고 있다. 도1과 같이 평행 평판을 사용하는 Plasma 장치를 CCP (Capacitively - Coupled Plasma)라고 통칭 한다. 이때 공정 Gas는 플라즈마가 유도되는 영역으로 균일하게 보내주기 위한 것이 상부전극의 Shower Head라고 하는 부재이다.
도2는 DC-Power 전극에 양극이 인가 되었을 때 DC-Power 전극을 둘러 싸고있는 절연층의 분극 현상을보여 주고 있다.
본 발명을 통해서 기존 ESC 대비 플라즈마 환경에서 장기간 사용 가능한 ESC의 제작이 가능하며 또는 위에서 설명한 Shower head의 수명을 연장하여 장비 효율성을 증가 시킬 수 있다.
100번은 ESC의 Body가되는 알루미늄금속 또는 알루미늄합금 이다.
300 번은 Anodizing 면 , 400 번은 물리적 또는 전기화학적으로 형성 시킨 알루미늄 또는 알루미늄합금 금속막, 200번은 400번에 형성 시킨 Anodizng 면 , 800 번은 물리적 방법 또는 전기 화학적 방법으로 형성 시킨 금속층에 가공을 통해서 형성 시킨 엠보스, 502번는 DC-Power가 인가되는 전극봉 , 501은 DC-Power가 인가되는 전극봉을 주변으로 부터 전기적으로 절연 시켜 주는 절연체,600 번은 공정을 진행 시키는 모재이다.

Claims (4)

  1. Al-Anodizing 절연막 사이에 금속막을 포함 하고 금속막에 DC-Power를 인가하는 구조를 갖는 ESC
  2. Al-Anodizing 절연막 사이에 금속막을 포함 하고 금속막에 DC-Power를 인가하는 구조를 갖는 ESC를 구비한 진공처리 장치.
  3. Al-Anodizing 절연막 사이에 금속막을 포함 하고,금속막에 DC-Power를 인가하는 구조를 갖는 샤워헤드.
  4. Al-Anodizing 절연막 사이에 금속막을 포함 하고,금속막에 DC-Power를 인가하는 구조를 갖는 샤워헤드 구비한 진공처리 장치.





KR1020100090853A 2010-09-16 2010-09-16 알루니늄 산화막을 이용한 정전척 KR20120029047A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100090853A KR20120029047A (ko) 2010-09-16 2010-09-16 알루니늄 산화막을 이용한 정전척

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100090853A KR20120029047A (ko) 2010-09-16 2010-09-16 알루니늄 산화막을 이용한 정전척

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120029047A true KR20120029047A (ko) 2012-03-26

Family

ID=46133608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100090853A KR20120029047A (ko) 2010-09-16 2010-09-16 알루니늄 산화막을 이용한 정전척

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120029047A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4364667B2 (ja) 溶射部材、電極、およびプラズマ処理装置
KR100856592B1 (ko) 냉각 블록 및 플라즈마 처리 장치
TWI412076B (zh) 用於在介電質蝕刻中之減少的微粒污染的密封彈性體結合矽電極及其相同物
JP4628900B2 (ja) プラズマ処理装置
JP4082924B2 (ja) 静電吸着ホルダー及び基板処理装置
JP2015517225A5 (ko)
KR102059692B1 (ko) 알루미늄 플라즈마 챔버 부분들의 세정 방법
CN206877967U (zh) 处理套件和等离子体腔室
US9805963B2 (en) Electrostatic chuck with thermal choke
US10497597B2 (en) Electrostatic chuck assembly and substrate processing apparatus including the same
TWI794211B (zh) 基板夾具及基板固定裝置
CN112585302A (zh) 阳极氧化钛材及其制造方法
JP2011205000A (ja) 載置台
KR101957661B1 (ko) 내플라즈마성 코팅부품의 아킹 평가장치 및 평가방법
KR100984177B1 (ko) 정전척 및 이를 이용한 플라즈마 이온주입장치
KR20120029047A (ko) 알루니늄 산화막을 이용한 정전척
US10269544B2 (en) Gas ring for plasma system and method of manufacturing the same
WO2013027584A1 (ja) 真空処理装置及び真空処理方法
JP4355159B2 (ja) 静電吸着ホルダー及び基板処理装置
RU2570429C1 (ru) Термоэлектрический модуль
KR200420693Y1 (ko) 무선주파수 접지 장치
JP2009088558A (ja) 静電チャック装置
CN113594014B (zh) 零部件、等离子体反应装置及零部件加工方法
KR100677169B1 (ko) 평판 패널용 대면적 정전척
JP2007142456A (ja) 静電チャック

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application