KR20120043589A - 정전 흡착 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치, 및 정전 흡착 장치의 제조 방법 - Google Patents

정전 흡착 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치, 및 정전 흡착 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 척킹 전극에 접속된 접속부와 척킹 전극에 직류 전원을 공급하는 커넥터 간의 조립시 발생되는 척킹 전극의 손상 및 단락을 방지할 수 있도록 한 정전 흡착 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치, 및 정전 흡착 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 정전 흡착 장치는 소정 영역에 형성된 포트부를 가지는 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에 형성된 제 1 절연 부재; 전원에 의해 정전기력을 발생하도록 상기 제 1 절연 부재에 형성된 척킹 전극; 상기 포트부에 삽입되어 상기 척킹 전극에 전기적으로 접속된 전극 접속부; 상기 베이스 부재의 하면으로 돌출되지 않도록 상기 포트부에 삽입되어 직류 전원이 공급되는 외부의 커넥터와 상기 전극 접속부를 전기적으로 접속시키는 커넥터 접속부; 및 상기 전극 접속부와 베이스 부재 사이와 상기 커넥터 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 제 2 절연 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

정전 흡착 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치, 및 정전 흡착 장치의 제조 방법{ELECTROSTATIC CHUCKING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS COMPIRSING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING OF ELECTROSTATIC CHUCKING APPARATUS}
본 발명은 정전 흡착 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 척킹 전극에 접속된 접속부와 척킹 전극에 직류 전원을 공급하는 커넥터 간의 조립시 발생되는 척킹 전극의 손상 및 단락을 방지할 수 있도록 한 정전 흡착 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치, 및 정전 흡착 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자와 평판 표시소자 또는 태양전지 각각의 제조공정은 산화 공정, 증착 공정 및 식각 공정 등을 포함하며, 이러한 공정들은 챔버 내에 기판이 고정된 상태에서 수행된다. 이때, 종래에는 기판을 고정하기 위하여 메카니컬 방식 및 진공 흡착 방식이 사용되었으나, 최근에는 정전기력을 이용한 정전 흡착 장치가 주로 사용되고 있다.
이러한, 정전 흡착 장치의 사용 범위는 화학 기상 증착, 에칭, 스퍼터링, 이온 주입 공정 등과 같이 전반적인 반도체 제조공정에서 널리 사용되고 있다.
정전 흡착 장치는 전극과 기판 사이에 위치하는 절연층에서 발생되는 쿨롱힘(Coulombic Force)과 존슨 라벡 힘(Johnsen-Rahbeck Force)을 이용하여 기판을 흡착한다.
도 1은 종래의 정전 흡착 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 정전 흡착 장치는 베이스 부재(10), 절연체(20), 척킹 전극(30), 전극 접속부(40), 커넥터(50), 및 제 2 절연체(60)를 구비한다.
베이스 부재(10)는 알루미늄 재질로 형성된다. 이러한, 베이스 부재(10)는 제 1 절연체(20)가 형성되는 돌출부(12), 및 베이스 부재(10)의 중앙 영역을 관통하도록 형성된 포트부(14)를 구비한다.
제 1 절연체(20)는 베이스 부재(10)의 돌출부(12) 상에 형성되어 베이스 부재(10)와 척킹 전극(30)을 전기적으로 절연한다.
척킹 전극(30)은 제 1 절연체(20) 내부에 형성되어 전극 접속부(40)에 전기적으로 접속된다. 이러한, 척킹 전극(30)은 커넥터(50)와 전극 접속부(40)를 통해 공급되는 직류 전원에 따라 기판(미도시)을 제 1 절연체(20) 상에 정전 흡착시키기 위한 정전기력을 발생한다.
전극 접속부(40)는 접속핀(42), 접속단자(44), 및 커넥터 접속홀(46)을 구비한다.
접속핀(42)은 제 1 절연체(20)에 형성된 비아홀(Via Hole; 22)을 통해 척킹 전극(30)의 하면에 전기적으로 접속된다.
접속단자(44)는 접속핀(42)에 전기적으로 접속되도록 베이스 부재(10)에 형성된 포트부(14) 내에 삽입된다.
커넥터 접속홀(46)은 접속단자(44)의 하부에 암나사산 형태로 형성된다.
커넥터(50)는 전극 접속부(40)의 커넥터 접속홀(46)에 체결되는 수나사산을 구비한다. 이러한, 커넥터(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 작업자의 수작업에 의한 회전력에 의해 포트부(14)에 설치된 접속단자(44)에 체결됨으로써 접속단자(44)에 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 커넥터(50)는 전극 접속부(40)를 통해 척킹 전극(30)에 전기적으로 접속되어 외부의 직류 전원 공급장치(미도시)로부터 공급되는 직류 전원을 척킹 전극(30)에 공급한다.
제 2 절연체(60)는 포트부(14)의 내벽과 전극 접속부(40) 사이에 형성되어 베이스 부재(10)와 전극 접속부(40)를 전기적으로 절연시킨다.
이러한, 종래의 정전 흡착 장치는 커넥터(50) 및 전극 접속부(40)를 통해 척킹 전극(30)에 직류 전원을 공급하여 제 1 절연체(20)에 정전기력을 발생함으로써 제 1 절연체(20) 상에 기판(미도시)을 정전 흡착한다.
그러나, 종래의 정전 흡착 장치에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 작업자의 수작업에 의한 회전력을 이용하여 커넥터(50)를 전극 접속부(40)에 체결하기 때문에 커넥터(50)와 전극 접속부(40)의 체결시 척킹 전극(30)에 크랙(Crack)이 발생되거나 전극 접속부(40)와 척킹 전극(30) 간에 전기적인 단락이 발생된다. 즉, 작업자가 커넥터(50)를 접속단자(44)에 과도한 힘으로 체결할 경우, 커넥터(50)의 회전력이 접속단자(144)에 전달되므로 커넥터(50)의 회전과 함께 접속단자(144)가 회전하게 된다. 이에 따라 척킹 전극(30)에 전기적으로 접속된 접속핀(42)이 접속단자(144)의 회전과 함께 회전됨으로써 접속핀(42)에 접속된 척킹 전극(30)에 크랙(Crack)이 발생되어 척킹 전극(30)이 손상되거나 접속핀(42)과 척킹 전극(30)이 전기적으로 단락되게 된다.
따라서, 종래의 정전 흡착 장치는 커넥터(50)와 전극 접속부(40)의 조립시 척킹 전극(30)에 발생되는 크랙 또는 척킹 전극(30)과 접속핀(42)간의 전기적인 단락 등으로 인하여 직류 전원을 정상적으로 척킹 전극(30)에 공급할 수 없다는 문제점이 있으며, 이로 인한 정전 흡착 장치의 유지 보수 비용이 발생되고, 유지 보수 시간이 증가한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 척킹 전극에 접속된 접속부와 척킹 전극에 직류 전원을 공급하는 커넥터 간의 조립시 발생되는 척킹 전극의 손상 및 단락을 방지할 수 있도록 한 정전 흡착 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치, 및 정전 흡착 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전 흡착 장치는 소정 영역에 형성된 포트부를 가지는 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에 형성된 제 1 절연 부재; 전원에 의해 정전기력을 발생하도록 상기 제 1 절연 부재에 형성된 척킹 전극; 상기 포트부에 삽입되어 상기 척킹 전극에 전기적으로 접속된 전극 접속부; 상기 베이스 부재의 하면으로 돌출되지 않도록 상기 포트부에 삽입되어 직류 전원이 공급되는 외부의 커넥터와 상기 전극 접속부를 전기적으로 접속시키는 커넥터 접속부; 및 상기 전극 접속부와 베이스 부재 사이와 상기 커넥터 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 제 2 절연 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전극 접속부는 상기 포트부에 삽입된 접속 단자; 상기 접속 단자로부터 돌출되어 상기 척킹 전극에 전기적으로 접속된 접속핀; 및 상기 접속단자의 하면에 오목하게 형성되어 상기 커넥터 접속부가 삽입되는 접속홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 커넥터 접속부는 상기 접속 단자에 전기적으로 접속되도록 상기 포트부에 삽입된 몸체; 상기 몸체의 상면으로부터 돌출되어 상기 접속홈에 삽입된 접속 돌기; 및 상기 몸체의 하면에 오목하게 형성되어 상기 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 커넥터 접속부는 상기 커넥터 삽입홈의 내벽에 형성된 탄성 부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 커넥터 삽입홈의 높이는 상기 커넥터의 높이보다 높은 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 절연 부재는 상기 접속 단자의 측면과 베이스 부재 사이를 절연하는 제 1 절연체; 및 상기 몸체의 측면과 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 제 2 절연체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 절연체는 상기 커넥터 삽입홈을 제외한 상기 몸체의 측면과 하면을 감싸는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 절연체는 상기 몸체의 상면 가장자리에 접촉되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 절연체는 일체화된 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치된 척 지지 부재; 상기 척 지지 부재에 소정 높이로 돌출되어 직류 전원이 공급되는 커넥터; 상기 커넥터에 전기적으로 접속되도록 상기 척 지지 부재에 안착되어 상기 직류 전원에 따라 기판을 정전 흡착하는 상기 정전 흡착 장치; 및 상기 기판 쪽으로 가스를 분사하는 가스 분사부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전 흡착 장치의 제조 방법은 전원을 이용하여 정전기력을 발생하는 척킹 전극과 상기 척킹 전극의 일부를 노출시키는 비아홀을 포함하는 제 1 절연 부재를 마련하는 공정; 접속핀과 접속홈을 가지는 전극 접속부를 마련하는 공정; 직류 전원이 공급되는 외부의 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입홈과 상기 접속홈에 삽입되는 돌기를 포함하는 커넥터 접속부를 마련하는 공정; 소정 영역에 형성된 포트부를 가지는 베이스 부재를 마련하는 공정; 상기 접속핀을 상기 비아홀에 삽입한 후, 상기 척킹 전극과 상기 접속핀을 전기적으로 접속시켜 상기 제 1 절연 부재의 하면에 상기 전극 접속부를 형성하는 공정; 상기 전극 접속부가 형성된 제 1 절연 부재를 상기 베이스 부재 상에 안착시켜 상기 전극 접속부를 상기 포트부 내부에 위치시키는 공정; 제 1 절연체를 이용하여 상기 전극 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 공정; 상기 베이스 부재의 하면으로 돌출되지 않도록 상기 커넥터 접속부를 상기 포트부에 삽입시켜 상기 전극 접속부와 상기 커넥터 접속부를 전기적으로 접속시키는 공정; 및 제 2 절연체를 이용하여 상기 커넥터 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 절연체는 상기 커넥터 삽입홈을 제외한 상기 커넥터 접속부의 측면과 하면을 감싸는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전 흡착 장치의 제조 방법은 전원을 이용하여 정전기력을 발생하는 척킹 전극과 상기 척킹 전극의 일부를 노출시키는 비아홀을 포함하는 제 1 절연 부재를 마련하는 공정; 접속핀과 접속홈을 가지는 전극 접속부를 마련하는 공정; 직류 전원이 공급되는 외부의 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입홈과 상기 접속홈에 삽입되는 돌기를 포함하는 커넥터 접속부를 마련하는 공정; 소정 영역에 형성된 포트부를 가지는 베이스 부재를 마련하는 공정; 상기 접속핀을 상기 비아홀에 삽입한 후, 상기 척킹 전극과 상기 접속핀을 전기적으로 접속시켜 상기 제 1 절연 부재의 하면에 상기 전극 접속부를 형성하는 공정; 상기 전극 접속부가 형성된 제 1 절연 부재를 상기 베이스 부재 상에 안착시켜 상기 전극 접속부를 상기 포트부 내부에 위치시키는 공정; 상기 베이스 부재의 하면으로 돌출되지 않도록 상기 커넥터 접속부를 상기 포트부에 삽입시켜 상기 전극 접속부와 상기 커넥터 접속부를 전기적으로 접속시키는 공정; 및 제 2 절연 부재를 이용하여 상기 전극 접속부와 베이스 부재 사이와 상기 커넥터 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 절연 부재는 상기 전극 접속부의 측면, 및 상기 커넥터 삽입홈을 제외한 상기 커넥터 접속부의 측면과 하면을 감싸는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 정전 흡착 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치, 및 정전 흡착 장치의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 척킹 전극에 접속된 전극 접속부에 전기적으로 접속되는 커넥터 접속부에 커넥터 삽입홈을 형성하고, 커넥터 삽입홈을 직류 전원 공급장치에 접속된 커넥터에 끼움으로써 커넥터의 접속시 발생되는 척킹 전극의 손상 및/또는 단락을 방지할 수 있다.
둘째, 척킹 전극의 손상 및/또는 단락을 방지하므로 정전 흡착 장치의 유지 보수 비용 및 시간을 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 정전 흡착 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극 접속부에 커넥터를 체결하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 정전 흡착 장치에 있어서, 커넥터의 체결시 발생되는 척킹 전극의 손상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 정전 흡착 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 제 2 절연 부재의 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 정전 흡착 장치와 커넥터의 전기적인 접속 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 정전 흡착 장치의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도89f는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 정전 흡착 장치의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 A 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 정전 흡착 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 정전 흡착 장치는 베이스 부재(110), 제 1 절연 부재(120), 척킹 전극(130), 전극 접속부(140), 커넥터 접속부(150), 및 제 2 절연 부재(160)를 포함하여 구성된다.
베이스 부재(110)는 알루미늄 재질로 형성된다. 이러한, 베이스 부재(110)는 제 1 절연 부재(120)가 형성되는 돌출부(112); 및 베이스 부재(110)의 중앙 영역을 관통하도록 형성된 포트부(114)를 포함하여 구성된다.
한편, 베이스 부재(110)에는 제 1 절연 부재(120)에 정전 흡착되는 기판(미도시)을 소정의 온도로 가열하기 위하여 고온의 유체(미도시)가 순환되는 유로(미도시)가 형성될 수 있다.
제 1 절연 부재(120)는 베이스 부재(110)의 돌출부(112) 상에 형성되어 베이스 부재(110)와 척킹 전극(130)을 전기적으로 절연한다. 이때, 제 1 절연 부재(120)는 세라믹 재질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 질화 알루미늄(AlN) 또는 산화 알루미늄(Al2O3) 재질로 이루어질 수 있다.
척킹 전극(130)은 제 1 절연 부재(120) 내부에 형성되어 전극 접속부(140)에 전기적으로 접속된다. 이러한, 척킹 전극(130)은 전극 접속부(140)와 커넥터 접속부(150)를 통해 공급되는 직류 전원에 따라 기판(미도시)을 제 1 절연 부재(120) 상에 정전 흡착시키기 위한 정전기력을 발생한다.
한편, 척킹 전극(130)의 하부에 대응되는 제 1 절연 부재(120) 내부에는 제 1 절연 부재(120)에 정전 흡착되는 기판(미도시)을 소정의 온도로 가열하기 위한 히터(미도시)가 형성될 수 있다. 이때, 히터는 제 1 절연층(120)의 중심 영역에 동심원 형태로 형성되는 내부 히터(미도시), 및 제 1 절연층(120)의 가장자리 영역에 동심원 형태로 형성되는 외부 히터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 절연 부재(120)에 히터가 설치되는 경우 베이스 부재(110)에 형성되는 유로는 생략될 수 있다.
전극 접속부(140)는 접속핀(142), 접속단자(144), 및 접속홈(146)을 구비한다.
접속핀(142)은 제 1 절연 부재(120)에 형성된 비아홀(Via Hole; 122)을 통해 척킹 전극(130)의 하면에 전기적으로 접속된다.
접속단자(144)는 접속핀(142)에 전기적으로 접속되어 베이스 부재(110)에 형성된 포트부(114) 내에 삽입된다. 이때, 접속핀(142)과 접속단자(144)는 일체형으로 형성될 수 있다.
접속홈(146)은 접속단자(144)의 하부에 오목하게 형성된다. 이러한, 접속홈(146)에는 커넥터 접속부(150)가 전기적으로 접속되도록 삽입된다.
커넥터 접속부(150)는 베이스 부재(110)에 형성된 포트부(114) 내에 삽입됨과 아울러 상기 접속홈(146)에 삽입되어 일체화됨으로써 전극 접속부(140)에 전기적으로 접속된다. 이러한, 커넥터 접속부(150)에는 외부의 직류 전원 공급장치(미도시)에 접속된 커넥터(미도시)에 삽입됨으로써 직류 전원 공급장치(미도시)로부터 커넥터(미도시)를 통해 공급되는 직류 전원을 전극 접속부(140)에 공급한다. 이를 위해, 커넥터 접속부(150)는 몸체(152), 접속 돌기(154), 및 커넥터 삽입홈(156)을 포함하여 구성된다.
몸체(152)는 전극 접속부(140)의 접속단자(144)에 전기적으로 접속되도록 베이스 부재(110)에 형성된 포트부(114) 내에 삽입된다. 이때, 몸체(152)의 높이는 하면이 베이스 부재(110)의 하면으로 돌출되지 않는 범위 내에서 설정된다.
접속 돌기(154)는 몸체(152)의 상면으로부터 소정 높이를 가지도록 돌출되어 상기 접속홈(146)에 삽입된다. 이때, 접속 돌기(154)는 사각 단면 또는 곡선 단면을 가지도록 돌출된다. 또한, 접속 돌기(154)의 높이는 접속홈(146)의 높이(또는 깊이)와 동일하거나 접속홈(146)의 높이보다 짧게 형성될 수 있다. 여기서, 접속 돌기(154)와 접속홈(146)의 높이가 동일할 경우 접속 돌기(154)가 삽입된 접속홈(146) 내부에 공간이 존재하지 않으므로 접속 돌기(154)와 접속홈(146)의 높이는 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
커넥터 삽입홈(156)은 몸체(152)의 하면으로부터 소정 높이(또는 깊이)를 가지도록 오목하게 형성된다. 이러한, 커넥터 삽입홈(156)은 외부의 직류 전원 공급장치(미도시)에 접속된 커넥터(미도시)에 삽입됨으로써 커넥터 접속부(150)가 커넥터에 전기적으로 접속되도록 한다.
한편, 커넥터 접속부(150)는 탄성 부재(158)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
탄성 부재(158)는 소정의 탄성력을 가지도록 커넥터 삽입홈(156)의 내벽에 설치되어 커넥터 삽입홈(156)에 삽입된 커넥터의 이탈을 방지함과 아울러 몸체(152)와 커넥터를 전기적으로 접속시킨다.
상술한 커넥터 접속부(150)는 통상적으로 알려진 스프링 커넥터(Spring Connector)가 될 수 있다.
제 2 절연 부재(160)는 전극 접속부(140)와 커넥터 접속부(150) 각각의 측면과 포트부(114)의 내벽 사이에 형성되어 포트부(114)에 삽입된 전극 접속부(140)와 커넥터 접속부(150) 각각을 전기적으로 절연한다.
제 2 절연 부재(160)는 제 1 절연체(162), 및 제 2 절연체(164)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 절연체(162)는 전극 접속부(140)의 측면을 감싸도록 포트부(114) 내부에 형성되어 전극 접속부(140)와 베이스 부재(110) 사이를 전기적으로 절연한다. 여기서, 제 1 절연체(162)는 전극 접속부(140)의 측면을 감싸는 형태를 가지도록 형성되어 포트부(114) 내부에 삽입되거나, 전극 접속부(140)와 포트부(114) 사이의 공간에 주입되어 형성된다. 그리고, 제 1 절연체(162)의 하단부는 커넥터 접속부(150)의 몸체(152) 가장자리 부분에 접촉됨으로써 커넥터 접속부(150)를 전극 접속부(140)의 접속홈(146)에 삽입시 전극 접속부(140)의 밀림을 방지할 수도 있다.
제 2 절연체(164)는 커넥터 접속부(150)의 커넥터 삽입홈(156)을 제외한 커넥터 접속부(150)의 측면과 하면을 감싸도록 포트부(114)에 형성되어 커넥터 접속부(150)와 베이스 부재(110) 사이를 전기적으로 절연한다. 여기서, 제 2 절연체(164)는 커넥터 삽입홈(156)을 제외한 커넥터 접속부(150)의 측면과 하면을 감싸는 형태를 가지도록 형성되어 커넥터 접속부(150)와 포트부(114) 사이의 공간에 삽입되거나, 커넥터 접속부(150)와 포트부(114) 사이의 공간에 주입되어 형성될 수도 있다.
한편, 제 2 절연체(164)는 커넥터 삽입홈(156)이 형성된 커넥터 접속부(150)의 몸체(152) 하면에는 형성되지 않을 수도 있다.
상기의 제 1 및 제 2 절연체(162, 164)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 일체화되어 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 절연체(162, 164)가 일체화된 제 2 절연 부재(160)는 전극 접속부(140)와 커넥터 접속부(150) 각각의 측면을 감싸는 형태를 가지도록 형성되어 포트부(114) 내부에 삽입되거나, 전극 접속부(140)와 커넥터 접속부(150) 각각의 측면과 포트부(114)의 내벽 사이의 공간에 주입되어 형성될 수도 있다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 정전 흡착 장치는, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 커넥터 접속부(150)에 형성된 커넥터 삽입홈(156)을 커넥터(200)에 끼워져 커넥터(200)에 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 정전 흡착 장치는 커넥터(200)로부터 전극 접속부(140)와 커넥터 접속부(150)를 통해 공급되는 직류 전원을 척킹 전극(130)에 공급하여 제 1 절연 부재(120)에 정전기력을 발생함으로써 제 1 절연 부재(120) 상에 기판(미도시)을 정전 흡착한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 정전 흡착 장치는 척킹 전극(130)에 접속된 전극 접속부(140)에 전기적으로 접속되는 커넥터 접속부(150)에 커넥터 삽입홈(156)을 형성하고, 커넥터 삽입홈(156)을 직류 전원 공급장치(미도시)에 접속된 커넥터(200)에 끼움으로써 커넥터(200)의 접속시 발생되는 척킹 전극(130)의 손상 및/또는 단락을 방지할 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 정전 흡착 장치의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7f를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 정전 흡착 장치의 제조방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상술한 척킹 전극(130)과 비아홀(122)을 가지는 상술한 제 1 절연 부재(120)를 마련한다. 여기서, 제 1 절연 부재(120)는 세라믹 재질의 제 1 절연 시트 상에 스크린 인쇄 방식을 이용하여 척킹 전극 패턴을 형성하는 공정, 상기 비아홀(122)이 형성된 제 2 절연 시트를 형성하는 공정, 제 1 절연 시트 상에 제 2 절연 시트를 배치하는 공정, 및 비아홀(122)에 전극 물질(예를 들어, 텅스텐(W))을 채워 넣은 후 제 1 및 제 2 절연 시트를 압착 프레스 방식으로 소성하는 공정에 의해 마련될 수 있다. 나아가, 제 1 절연 부재(120)는 소성 공정 이후에, 스크린 인쇄 방식을 이용하여 제 2 절연 시트 상에 상술한 히트 패턴을 형성하는 공정, 및 비아홀(122)에 중첩되는 홀이 형성된 제 3 절연 시트를 상기 제 2 절연 시트 상에 배치한 후 압착 프레스 방식으로 소성하는 공정의 추가 공정을 통해 마련될 수 있다.
이어서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 1 절연 부재(120)의 비아홀(122) 내부에 접합재(124)를 형성한다.
이어서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 접합재(124)가 형성된 비아홀(122)에 상술한 전극 접속부(140)를 삽입한다. 이때, 전극 접속부(140)의 접속핀(142)은 비아홀(122)에 삽입되고, 전극 접속부(140)의 접속단자(144)는 제 1 절연 부재(120)의 하면에 접촉된다. 여기서, 전극 접속부(140)는 비아홀(122)에 삽입되기 이전에 별도의 제조 공정을 통해 제조된다.
이어서, 경납땜(Brazing) 방법을 이용하여 접합재(124)를 용융시켜 척킹 전극(130)과 전극 접속부(140)의 접속핀(142)을 접합하여 전기적으로 접속시킨다.
이어서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 전극 접속부(140)가 접속된 제 1 절연 부재(120)를 베이스 부재(110)에 형성된 포트부(114)에 삽입한다. 이때, 제 1 절연 부재(120)는 베이스 부재(110)의 돌출부(112)에 형성된 접착 물질(미도시)에 의해 돌출부(112)에 접착될 수 있다.
이어서, 도 7e에 도시된 바와 같이, 포트부(114)의 내벽과 전극 접속부(140) 사이에 제 1 절연체(162)를 형성하여 베이스 부재(110)와 전극 접속부(140)를 전기적으로 절연한다.
이어서, 도 7f에 도시된 바와 같이, 커넥터 접속부(150)를 포트부(114)에 삽입하여 전극 접속부(140)와 커넥터 접속부(150)를 전기적으로 접속시킨다. 그런 다음, 포트부(114)의 내벽과 커넥터 접속부(150) 사이의 공간에 제 2 절연체(164)를 형성하여 베이스 부재(110)와 커넥터 접속부(150)를 전기적으로 절연함으로써 정전 흡착 장치의 제조 공정을 완료한다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 정전 흡착 장치의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8f를 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 정전 흡착 장치의 제조방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 상술한 척킹 전극(130)과 비아홀(122)을 가지는 상술한 제 1 절연 부재(120)를 마련한다. 여기서, 제 1 절연 부재(120)의 제조 방법은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 정전 흡착 장치의 제조방법과 동일하다.
이어서, 도 8b에 도시된 바와 같이, 제 1 절연 부재(120)의 비아홀(122) 내부에 접합재(124)를 형성한다.
이어서, 도 8c에 도시된 바와 같이, 접합재(124)가 형성된 비아홀(122)에 상술한 전극 접속부(140)를 삽입한다. 이때, 전극 접속부(140)의 접속핀(142)은 비아홀(122)에 삽입되고, 전극 접속부(140)의 접속단자(144)는 제 1 절연 부재(120)의 하면에 접촉된다. 여기서, 전극 접속부(140)는 비아홀(122)에 삽입되기 이전에 별도의 제조 공정을 통해 제조된다.
이어서, 경납땜(Brazing) 방법을 이용하여 접합재(124)를 용융시켜 척킹 전극(130)과 전극 접속부(140)의 접속핀(142)을 접합하여 전기적으로 접속시킨다.
이어서, 도 8d에 도시된 바와 같이, 전극 접속부(140)가 접속된 제 1 절연 부재(120)를 베이스 부재(110)에 형성된 포트부(114)에 삽입한다. 이때, 제 1 절연 부재(120)는 베이스 부재(110)의 돌출부(112)에 형성된 접착 물질(미도시)에 의해 돌출부(112)에 접착될 수 있다.
이어서, 도 8e에 도시된 바와 같이, 커넥터 접속부(150)를 포트부(114)에 삽입하여 전극 접속부(140)와 커넥터 접속부(150)를 전기적으로 접속시킨다.
이어서, 포트부(114)의 내벽과 전극 접속부(140)의 사이 공간 및 포트부(114)의 내벽과 커넥터 접속부(150) 사이의 공간에 제 2 절연 부재(160)를 형성하여 전극 접속부(140)와 베이스 부재(110), 및 커넥터 접속부(150)와 베이스 부재(110)를 전기적으로 절연함으로써 정전 흡착 장치의 제조 공정을 완료한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 10은 도 9에 도시된 A 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(510), 척 지지 부재(520), 커넥터(200), 정전 흡착 장치(100), 및 가스 분사 부재(530)를 포함하여 구성된다.
공정 챔버(510)는 정전 흡착 장치(100)에 정전 흡착된 기판(미도시)에 대한 박막 증착 공정 또는 건식 식각 공정을 수행하기 위한 공정 공간을 제공한다. 이를 위해, 공정 챔버(510)는 하부 챔버(512), 및 상부 챔버(514)를 포함하여 구성된다.
하부 챔버(512)는 상부가 개구된 "U"자 형태로 형성된다. 이러한, 하부 챔버(512)의 일측에는 기판이 출입하는 기판 출입구(미도시)가 형성되고, 바닥면의 일측에는 공정 공간의 가스를 배기하기 위한 배기구가 형성된다.
상부 챔버(514)는 하부 챔버(512)의 상부를 덮도록 설치된다.
척 지지 부재(520)는 공정 챔버(510), 즉 하부 챔버(512)의 바닥면을 관통하는 승강축(522)에 의해 승강 가능하도록 지지되어 정전 흡착 장치(100)의 하면을 지지한다. 이때, 승강축(522)은 벨로우즈(524)에 의해 밀봉되어 승강 장치(미도시)의 구동에 따라 승강된다.
커넥터(200)는 척 지지 부재(520)로부터 소정 높이를 가지도록 돌출되어 직류 전원 공급 장치로부터 직류 전원이 공급된다.
정전 흡착 장치(100)는 커넥터(200)에 전기적으로 접속되도록 척 지지 부재(520)에 안착되어 커넥터(200)로부터 공급되는 직류 전원을 이용하여 기판을 정전 흡착한다. 이를 위해, 정전 흡착 장치(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 정전 흡착 장치와 동일한 구성을 가지기 때문에 이에 대한 상세한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
한편, 상기의 정전 흡착 장치(100)와 커넥터(200)의 전기적인 접속은 커넥터(200)에 정전 흡착 장치(100)의 커넥터 접속부(150)에 마련된 커넥터 삽입홈(156)을 삽입시키는 것에 의해 이루어진다. 이때, 커넥터(200)의 높이가 커넥터 삽입홈(156)보다 짧음과 아울러, 커넥터 접속부(150)가 정전 흡착 장치(100)로부터 돌출되지 않는다. 이에 따라, 정전 흡착 장치(100)와 커넥터(200)의 전기적인 접속이 보다 용이하며, 정전 흡착 장치(100)와 커넥터(200)의 전기적인 접속시 척킹 전극(130)의 손상 및/또는 단락이 원천적으로 발생되지 않는다.
가스 분사 부재(530)는 상부 챔버(514)를 관통하는 가스 공급관(532)에 연통되도록 공정 챔버(510)의 상부 챔버(514)에 설치된다. 이러한, 가스 분사 부재(530)는 가스 공급관(152)으로부터 기판 상에 소정의 박막을 형성하기 위한 박막 소스 가스 또는 기판 상에 형성된 박막을 선택적으로 제거하기 위한 식각 가스를 공급받아 이를 균일하게 확산시켜 기판 상에 분사한다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 직류 전원이 공급되는 커넥터(200)에 정전 흡착 장치(100)의 커넥터 삽입홈(156)을 삽입시켜 정전 흡착 장치를 척 지지 부재(520)에 안착시킨 후, 커넥터(200)를 통해 척킹 전극(130)에 공급되는 직류 전원을 이용해 기판을 정전 흡착 장치(100)에 안착시킨 다음, 박막 소스 가스 또는 식각 가스를 공정 챔버(510)에 분사하여 기판 상에 박막 증착 공정 또는 식각 공정을 수행한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 베이스 부재 112: 돌출부
114: 포트부 120: 제 1 절연 부재
122: 바아홀 130: 척킹 전극
140: 전극 접속부 142: 접속핀
144: 접속 단자 146: 접속홈
150: 커넥터 접속부 152: 몸체
154: 돌기 156: 커넥터 삽입홈
160: 제 2 절연 부재 200: 커넥터
510: 공정 챔버 520: 척 지지 부재

Claims (14)

  1. 소정 영역에 형성된 포트부를 가지는 베이스 부재;
    상기 베이스 부재 상에 형성된 제 1 절연부재;
    전원에 의해 정전기력을 발생하도록 상기 제 1 절연부재에 형성된 척킹 전극;
    상기 포트부에 삽입되어 상기 척킹 전극에 전기적으로 접속된 전극 접속부;
    상기 베이스 부재의 하면으로 돌출되지 않도록 상기 포트부에 삽입되어 직류 전원이 공급되는 외부의 커넥터와 상기 전극 접속부를 전기적으로 접속시키는 커넥터 접속부; 및
    상기 전극 접속부와 베이스 부재 사이와 상기 커넥터 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 제 2 절연부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 접속부는,
    상기 포트부에 삽입된 접속 단자;
    상기 접속 단자로부터 돌출되어 상기 척킹 전극에 전기적으로 접속된 접속핀; 및
    상기 접속단자의 하면에 오목하게 형성되어 상기 커넥터 접속부가 삽입되는 접속홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커넥터 접속부는,
    상기 접속 단자에 전기적으로 접속되도록 상기 포트부에 삽입된 몸체;
    상기 몸체의 상면으로부터 돌출되어 상기 접속홈에 삽입된 접속 돌기; 및
    상기 몸체의 하면에 오목하게 형성되어 상기 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥터 접속부는 상기 커넥터 삽입홈의 내벽에 형성된 탄성 부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥터 삽입홈의 높이는 상기 커넥터의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 절연부재는,
    상기 접속 단자의 측면과 베이스 부재 사이를 절연하는 제 1 절연체; 및
    상기 몸체의 측면과 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 제 2 절연체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 절연체는 상기 커넥터 삽입홈을 제외한 상기 몸체의 측면과 하면을 감싸는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 절연체는 상기 몸체의 상면 가장자리에 접촉되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 절연체는 일체화된 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  10. 공정 공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버에 설치된 척 지지 부재;
    상기 척 지지 부재에 소정 높이로 돌출되어 직류 전원이 공급되는 커넥터;
    상기 커넥터에 전기적으로 접속되도록 상기 척 지지 부재에 안착되어 상기 직류 전원에 따라 기판을 정전 흡착하는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 정전 흡착 장치; 및
    상기 기판 쪽으로 가스를 분사하는 가스 분사부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 전원을 이용하여 정전기력을 발생하는 척킹 전극과 상기 척킹 전극의 일부를 노출시키는 비아홀을 포함하는 제 1 절연부재를 마련하는 공정;
    접속핀과 접속홈을 가지는 전극 접속부를 마련하는 공정;
    직류 전원이 공급되는 외부의 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입홈과 상기 접속홈에 삽입되는 돌기를 포함하는 커넥터 접속부를 마련하는 공정;
    소정 영역에 형성된 포트부를 가지는 베이스 부재를 마련하는 공정;
    상기 접속핀을 상기 비아홀에 삽입한 후, 상기 척킹 전극과 상기 접속핀을 전기적으로 접속시켜 상기 제 1 절연부재의 하면에 상기 전극 접속부를 형성하는 공정;
    상기 전극 접속부가 형성된 제 1 절연부재를 상기 베이스 부재 상에 안착시켜 상기 전극 접속부를 상기 포트부 내부에 위치시키는 공정;
    제 1 절연체를 이용하여 상기 전극 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 공정;
    상기 베이스 부재의 하면으로 돌출되지 않도록 상기 커넥터 접속부를 상기 포트부에 삽입시켜 상기 전극 접속부와 상기 커넥터 접속부를 전기적으로 접속시키는 공정; 및
    제 2 절연체를 이용하여 상기 커넥터 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 절연체는 상기 커넥터 삽입홈을 제외한 상기 커넥터 접속부의 측면과 하면을 감싸는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치의 제조 방법.
  13. 전원을 이용하여 정전기력을 발생하는 척킹 전극과 상기 척킹 전극의 일부를 노출시키는 비아홀을 포함하는 제 1 절연부재를 마련하는 공정;
    접속핀과 접속홈을 가지는 전극 접속부를 마련하는 공정;
    직류 전원이 공급되는 외부의 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입홈과 상기 접속홈에 삽입되는 돌기를 포함하는 커넥터 접속부를 마련하는 공정;
    소정 영역에 형성된 포트부를 가지는 베이스 부재를 마련하는 공정;
    상기 접속핀을 상기 비아홀에 삽입한 후, 상기 척킹 전극과 상기 접속핀을 전기적으로 접속시켜 상기 제 1 절연부재의 하면에 상기 전극 접속부를 형성하는 공정;
    상기 전극 접속부가 형성된 제 1 절연부재를 상기 베이스 부재 상에 안착시켜 상기 전극 접속부를 상기 포트부 내부에 위치시키는 공정;
    상기 베이스 부재의 하면으로 돌출되지 않도록 상기 커넥터 접속부를 상기 포트부에 삽입시켜 상기 전극 접속부와 상기 커넥터 접속부를 전기적으로 접속시키는 공정; 및
    제 2 절연부재를 이용하여 상기 전극 접속부와 베이스 부재 사이와 상기 커넥터 접속부와 상기 베이스 부재 사이를 절연하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 절연부재는 상기 전극 접속부의 측면, 및 상기 커넥터 삽입홈을 제외한 상기 커넥터 접속부의 측면과 하면을 감싸는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치의 제조 방법.
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