KR20150092846A - 캡형 정전척 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조공정 중 고온처리를 줄일 수 있는 캡형 정전척 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 캡형 정전척은 기판 처리 장치의 내부에 구비되어 기판이 안치되는 정전척으로서, 하면의 중심영역에 하부방향으로 개구되는 포켓홈부를 형성하도록 하면의 가장자리에서 하부방향으로 돌출되는 차단링부가 형성되고, 상기 하면의 포켓홈부에 전극이 인쇄된 상부 유전체와; 상기 상부 유전체의 포켓홈부에 형성되어 상기 전극을 덮어서 절연시키는 절연피막층과; 400℃이하에서 경화되는 유전재료로 형성되고, 상면이 상기 절연피막층의 하면에 접합되도록 상기 상부 유전체의 포켓홈부에 형성되는 하부 유전층과; 상면이 본딩층을 매개로 상기 하부 유전층의 하면 및 상기 차단링부의 하면에 접합되는 베이스 바디를 포함한다.

Description

캡형 정전척 및 그 제조방법{CAP TYPE ELECTROSTATIC CHUCK AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 캡형 정전척 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조공정 중 고온처리를 줄일 수 있는 캡형 정전척 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판 처리 장치는 웨이퍼 상에 막을 증착하거나, 반도체 기판상에 증착된 막을 식각하는 장치들을 지칭한다. 이와 같은 기판 처리 장치를 통해 막을 형성하고 식각하여 반도체 소자, 평판 표시 패널, 광학 소자, 솔라셀 등을 생산한다.
기판 처리 장치를 통해 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 경우에는, 웨이퍼가 처리되는 공간을 제공하는 챔버의 내부에 웨이퍼를 안치시킨 다음 화학기상증착, 스퍼터링, 포토리소그라피, 에칭, 이온주입 등 수많은 단위 공정들을 순차적 또는 반복적으로 수행하고 가공하는 방법을 통해 웨이퍼 표면에 소정의 막을 형성한다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 보여주는 구성도로서, 기판 처리 장치는 웨이퍼(W)가 처리되는 공간을 제공하는 챔버(10)와, 상기 챔버(10)의 하부에 구비되어 웨이퍼(W)가 안치되는 기판 안치유닛(20)과, 상기 기판 안치유닛(20)의 상부에 구비되어 박막의 증착 또는 식각을 위한 공정가스가 분사되는 가스 분사유닛(30)이 구비된다. 이때 상기 기판 안치유닛(20)은 정전기력을 사용해 웨이퍼(W)를 척킹(chucking) 또는 디척킹(dechucking)시키는 정전척이 일반적으로 사용된다.
기판 처리 장치에서 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 진행하기 위해서는 웨이퍼(W)를 챔버(10) 내부의 기판 안치유닛(이하, 예를 들어 "정전척"이라 함)(20)에 척킹시켜서 웨이퍼(W)를 가공한 후, 다음 단계의 가공을 위해 디척킹하는 과정을 여러번 반복하게 된다.
정전척(ESC; 20)은 젠센-라벡효과(A. Jehnson & K. Rahbek's Force)에 의한 정전기력을 이용하여 웨이퍼(W)를 고정시키는 웨이퍼 지지대로서, 건식가공 공정이 일반화되어가는 최근의 반도체소자 제조기술의 추세에 부응하여 진공척이나 기계식 척을 대체하여 반도체소자 제조공정 전반에 걸쳐 사용되고 있는 장치이다. 특히 플라즈마를 이용하는 드라이 에칭공정에서는, 챔버 상부에 설치되는 RF 상부전극에 대한 하부전극의 역할을 하며, 고온(약 150∼200℃)가공되는 웨이퍼의 배면 측에 불활성 가스를 공급하거나 별도의 수냉부재가 설치되어 웨이퍼의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 기능도 함께 수행한다.
정전척(20)의 사용에 대하여 부연하자면, 챔버(10)의 내부로 웨이퍼(W)를 로딩시킨 후 정전척(20)에 내장된 전극(22a)에 전원을 인가하면, 상기 정전척(20)의 표면에 정전기가 발생되어 웨이퍼(W)를 견고히 고정되는 척킹 작업이 수행되는 것이다. 이 상태에서 상기 챔버(10)의 내부에서 웨이퍼(W)의 표면을 가공하고, 가공이 완료된 후 전극(22a)에 공급된 전원을 차단하고 상기 웨이퍼(W)를 정전척(20)에서 분리하는 디척킹 작업을 수행하게 된다.
도 2는 종래의 정전척을 보여주는 단면도로서, 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 정전척(20)은, 챔버(10) 내에서 하부전극의 역할을 하며 원판형상으로 형성된 알루미늄 재질의 베이스 바디(21)와, 본딩층(23)에 의해 베이스 바디(21)의 상면에 부착되며 내부에는 전극(22a)이 내장된 정전척 본체(22)로 구성된다.
이때 상기 정전척 본체(22)는 전기절연성, 내식성, 내플라즈마 부식성이 우수한 세라믹 등의 재질로 제작되는데, 내부에 전극(22a)을 내장하기 위하여 하부 유전체(22b)와 상부 유전체(22c)를 별개로 제작한 다음 서로를 접합시켜 제작된다.
부연하자면, 상기 하부 유전체(22b) 및 상부 유전체(22c)는 각각 그린시트를 적층(라미네이팅)하여 고온로에서 소결하여 제조하는 방식 또는 파우더를 핫프레스에서 압축하여 플레이트로 제조하는 방식으로 제조된다. 이렇게 제조된 하부 유전체(22b)의 상면에 접착제(22d)를 도포하고, 상부 유전체(22c)의 하면에 전극(22a)을 인쇄한 다음, 하부 유전체(22b)의 상면과 상부 유전체(22c)의 하면을 서로 맞대고 접합하여 제작한다. 이때 상부 유전체(22c)에 형성되는 전극은 금속 페이스트를 사용하여 스크린 프린팅 공정으로 인쇄된 다음, 건조 및 소성 공정을 통해 완성된다.
종래 상부 유전체와 하부 유전체를 접합하여 정전척을 제조하는 방법에 대해서는 "글래스 접합방식을 이용한 고순도 세라믹 정전척의 제조방법 및 그에 따른 정전척(등록특허 10-1103821; 특허문헌 1)에서 구체적으로 공지되어 있다.
전술된 방식을 이용하여 정전척을 제조하는 경우, 상부 유전체와 하부 유전체를 접합시키는 접합소성온도 범위는 1000 ~ 1250℃ 수준으로서, 이렇게 고온에서 작업이 반복하여 진행되기 때문에 상부 유전체와 하부 유전체를 구성하는 세라믹 소재가 열변형되는 단점과 더불어 내부전극의 산화 및 평탄도에 대한 문제를 지속적으로 해결하여야 하는 단점이 있었다.
한편, 종래의 정전척은 베이스 바디와 정전척 본체를 견고히 고정시키기 위한 본딩층이 외부로 노출되어 있으므로 웨이퍼를 가공시 챔버의 내부로 공급되는 고온의 가스에 의해서 본딩층이 손상 및 연소되어 접착력이 저하되거나 챔버 내부가 오염되는 문제점이 있었다. 이에 따라 본 출원인은 본딩층을 보호할 수 있는 "캡 형 정전척(등록특허 10-0783569; 특허문헌 2)를 제안하였다.
하지만, 특허문헌 2도 특허문헌 1과 마찬가지로 플레이트를 생산하기 위하여 고온에서의 작업이 반복적으로 진행되기 때문에 플레이트가 열변형되는 단점과 극복하지는 못하였다.
등록특허 10-1103821 (2012. 01. 02) 등록특허 10-0783569 (2007. 12. 03)
본 발명은 정전척을 제조하는 공정 중 고온처리 공정을 줄여서 소재가 공정 중 열변형 되는 것을 방지할 수 있는 캡형 정전척 및 그 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 절연피막층을 형성하여 가혹한 사용환경으로부터 전극을 보호할 수 있는 캡형 정전척 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 캡형 정전척은 기판 처리 장치의 내부에 구비되어 기판이 안치되는 정전척으로서, 하면의 중심영역에 하부방향으로 개구되는 포켓홈부를 형성하도록 하면의 가장자리에서 하부방향으로 돌출되는 차단링부가 형성되고, 상기 하면의 포켓홈부에 전극이 인쇄된 상부 유전체와; 상기 상부 유전체의 포켓홈부에 형성되어 상기 전극을 덮어서 절연시키는 절연피막층과; 400℃이하에서 경화되는 유전재료로 형성되고, 상면이 상기 절연피막층의 하면에 접합되도록 상기 상부 유전체의 포켓홈부에 형성되는 하부 유전층과; 상면이 본딩층을 매개로 상기 하부 유전층의 하면 및 상기 차단링부의 하면에 접합되는 베이스 바디를 포함한다.
상기 하부 유전층은 상기 유전재료가 단독으로 경화되어 형성되는 경화 유전체인 것을 특징으로 한다.
상기 유전재료는 저항값이 107 ~ 1015 Ω·㎝이고, 열전도도가 0.1 ~ 3.0 W/m·K인 것을 특징을 한다.
상기 유전재료는 엘라스토머(Elastomer), 폴리이미드(Polyimide) 및 에폭시(Epoxy)계 접착제 중 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징을 한다.
상기 절연피막층은 Y2O3, Al2O3및 테프론(Teflone) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 캡형 정전척의 제조방법은 기판 처리 장치의 내부에 구비되어 기판이 안치되는 정전척을 제조하는 방법으로서, 세라믹 재료를 이용하여 상부 유전체를 준비하는 단계와; 상기 상부 유전체의 하면 중심영역에 하부방향으로 개구되는 포켓홈부를 형성하는 단계와; 상기 상부 유전체의 하면 중 상기 포켓홈부에 전극을 형성하는 단계와; 상기 상부 유전체의 하면 중 상기 포켓홈부에 상기 전극을 덮는 절연피막층을 형성하는 단계와; 상기 상부 유전체의 포켓홈부에 유전재료를 충진하는 단계와; 상기 유전재료가 충진된 상부 유전체를 400℃ 이하의 온도에서 열처리하여 상기 유전재료를 경화시킨 하부 유전층을 형성하는 단계와; 상기 하부 유전층을 가공하는 단계를 포함한다.
상기 유전재료를 충진하는 단계는 상기 유전재료를 상기 상부 유전체의 포켓홈부에 단독으로 충진하는 것을 특징으로 한다.
상기 유전재료를 충진하는 단계 이후에 충진된 유전재료 내부의 기포를 제거하는 단계를 더 포함한다.
상기 유전재료는 저항값이 107 ~ 1015 Ω·㎝이고, 열전도도가 0.1 ~ 3.0 W/m·K인 소재를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 유전재료는 엘라스토머(Elastomer), 폴리이미드(Polyimide) 및 에폭시(Epoxy)계 접착제 중 어느 하나 또는 그 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 절연피막층을 형성하는 단계에서, 상기 절연피막층은 Y2O3, Al2O3및 테프론(Teflone) 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 세라믹 재료와 400℃이하에서 경화되는 유전재료를 사용하여 전극이 형성되는 유전체를 형성하기 때문에 유전체를 제조하는 공정 중에 고온공정을 진행하지 않아 세라믹이 열변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 유전체를 제조하는 공정 중 고온공정을 진행하지 않아 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 전극을 덮는 절연피막층을 형성하여 가혹한 사용환경에서도 측면 접합부를 통한 가스의 침투 및 고전압의 방전으로부터 전극을 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 보여주는 구성도이고,
도 2는 종래의 정전척을 보여주는 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 캡형 정전척을 보여주는 단면도이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 캡형 정전척 제조공정을 보여주는 도면이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캡형 정전척을 보여주는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 캡형 정전척을 보여주는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 정전척(100)은 내부에 전극(112)이 내장된 캡형의 정전척 본체(110)와; 상기 정전척 본체(110)의 하면에 본딩층(120)에 의해 결합되는 베이스 바디(130)를 포함한다.
정전척 본체(110)는 캡형으로 구성되어 그 상면에 안치되는 웨이퍼를 정전기력으로 척킹 또는 디척킹시키는 수단으로서, 하면에 전극(112)이 인쇄된 상부 유전체(111)와; 상면이 상기 상부 유전체(111)의 하면에 접합되는 하부 유전층(113)으로 이루어진다.
상기 상부 유전체(111)는 그 상면에 웨이퍼가 직접 안치되는 수단으로서, 그 상면은 웨이퍼가 안치되도록 평평하게 형성된다.
이때 상기 상부 유전체(111)의 하면에는 웨이퍼(W)를 척킹 또는 디척킹 하기 위하여 정전기력을 발생시키는 전극(112)이 형성된다. 이때 상기 상부 유전체(111)에는 웨이퍼의 가공시 챔버의 내부로 공급되는 고온의 가스와 같은 챔버 내부의 여러 요인으로부터 상기 전극(112)을 보호하기 위하여 상기 전극(112)을 둘러싸는 차단링부(111a)가 형성된다. 부연하자면, 상기 상부 유전체(111)의 하면에는 중심영역에서 하부방향으로 개구되어 전극(112)이 형성되는 영역을 형성하는 포켓홈부(도 4a의 111b)를 형성하도록 상기 상부 유전체(111) 하면의 가장자리에서 하부방향으로 둘출되는 차단링부(111a)가 형성된다. 이렇게 차단링부(111a)를 형성함에 따라 그 내부로 포켓홈부(111b)가 형성된다. 그래서 상기 상부 유전체(111)의 하면 중 포켓홈부(111b)가 형성된 영역에 상기 전극(112)이 형성된다.
상기 전극(112)은 니켈(Ni), 텅스텐(W) 등을 스크린인쇄 방식, 박막 인쇄, 무전해도금 방식 또는 스퍼터링 방식 등 전극을 형성할 수 있는 다양한 방식 중 어느 하나의 방식을 사용하여 형성시킨다. 그래서 상기 상부 유전체(111)는 상기 전극(112)에서 생성되는 정전기력이 원활하게 통과할 수 있도록 세라믹 소재를 선택적으로 사용하여 제조된다.
한편, 상기 상부 유전체(111)의 포켓홈부()에는 상기 전극(112)을 보호하면서 절연시키는 절연피막층(140)이 형성된다.
상기 절연피막층(140)은 스크린인쇄 방식 및 박막 인쇄 방식과 같이 박막을 형성할 수 있는 다양한 기술을 이용하여 상기 상부 유전체(111)의 포켓홈부()에 상기 전극()을 덮도록 형성된다.
이때 상기 절연피막층(114)은 절연성이 있는 재료를 사용하는 것이 바람직하면, 예를 들어 Y2O3, Al2O3, 테프론(Teflone) 등을 사용하여 형성시킬 수 있다.
상기 하부 유전층(113)은 상기 절연피막층()의 하면에 접합되어 상기 절연피막층()을 보호하면서 정전척 본체()의 형상을 유지하는 동시에 정전척 본체(110)를 상기 베이스 바디(130)에 접합시키는 수단으로서, 상기 상부 유전체(111)의 차단링부(111a)에 의해 형성되는 포켓홈부(111b)에 대응되는 형상으로 형성된다.
특히, 본 발명에서는 정전척 본체(110)를 제조함에 있어서 고온공정(700℃이상)을 진행하지 않기 위하여 하부 유전층(113)을 개선하는 것에 중점을 두었다.
이에 따라, 상기 하부 유전층(113)은 400℃이하에서 경화되는 유전재료를 포함하여 형성된다. 특히, 상기 하부 유전층(113)은 유전재료가 단독으로 경화되어 형성된다. 이때 유전재료가 경화되어 형성되는 부분을 경화 유전체(113)라고 지칭한다. 따라서 본 실시예에서 하부 유전층(113)은 경화 유전체(113) 단독으로 구성된다.
상기 하부 유전층(113)은 상기 베이스 바디(130)와의 절연특성을 가지면서 우수한 열전도성이 요구되기 때문에 상기 유전재료는 저항값이 107 ~ 1015 Ω·㎝이고, 열전도도가 0.1 ~ 3.0 W/m·K인 고저항 재료를 사용한다. 예를 들어 상기 유전재료는 엘라스토머(Elastomer), 폴리이미드(Polyimide) 및 에폭시(Epoxy)계 접착제 중 어느 하나 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다.
이때 상기 유전재료로 사용되는 재료는 접착성이 있기 때문에 하부 유전층(113)과 상부 유전체(111)를 접합하기 위한 별도의 접착제는 사용하지 않는다.
한편, 상기 베이스 바디(130)는 챔버의 내부에 상기 정전척 본체(110)를 설치하기 위한 지지대로서, 필요에 따라 챔버 내에서 하부전극의 역할을 하면서, 상기 정전척 본체(110)에 안치되는 웨이퍼를 가열 또는 냉각시키기 위한 가열수단 및 냉각수단이 구비될 수 있다.
상기 베이스 바디(130)는 상면이 평평하게 형성되는 원판형상으로 형성되고, 예를 들어 알루미늄 재질로 형성된다. 그래서 접착제를 사용하여 상기 베이스 바디(130)의 상면에 상기 정전척 본체(110), 정확하게는 하부 유전층(113)의 하면 및 상기 차단링부의 하면을 접합시킨다. 이때 사용되는 접착제에 의해 상기 정전척 본체(110)와 베이스 바디(130) 사이에는 본딩층(120)이 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 캡형 정전척의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 정전척 제조공정을 보여주는 도면이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 캡형 정전척 제조방법은 먼저 세라믹 재료를 이용하여 상부 유전체(111)를 준비한다. 이때 상부 유전체(111)는 원기둥 형상으로 준비한다.
그리고, 준비된 상부 유전체(111)의 하면에 차단링부(111a) 및 포켓홈부(111b)를 형성한다. 부연하자면, 상부 유전체(111)의 하면 중심영역에 하부방향으로 개구되는 포켓홈부(111b)를 가공한다. 이렇게 포켓홈부(111b)를 가공함에 따라 상부 유전체(111)의 하면 가장자리에는 하부 방향으로 돌출되면서 상기 포켓홈부(111b)를 둘러싸는 차단링부(111a)가 형성된다.
또한, 베이스 바디(130)를 준비한다. 이때 상기 베이스 바디(130)는 알루미늄을 상면이 평평하게 형성되는 원판형상으로 가공하여 준비한다.
이렇게 포켓홈부(111b)가 형성된 상부 유전체(111)가 준비되면 상부 유전체(111)의 하면, 정확하게는 상부 유전체(111)의 하면 중 포켓홈부(111b)가 형성된 영역에 전극(112)을 형성시킨다. 전극(112)의 형성은 니켈(Ni), 텅스텐(W) 등의 재료를 사용하여 다양한 방식으로 형성시킬 수 있다. 전극(112)을 형성시키는 방식은 스크린인쇄 방식, 박막 인쇄, 무전해도금 방식 또는 스퍼터링 방식 등 전극(112)을 형성할 수 있는 다양한 방식 중 어느 하나의 방식을 사용하여 형성시킨다.
상부 유전체(111)에 전극(112)이 형성되면 상부 유전체의 포켓홈부에 전극을 덮는 절연피막층을 형성시킨다. 이때 절연피막층(140)은 Y2O3, Al2O3, 테프론(Teflone) 등을 사용하여 형성시킬 수 있다. 또한 절연피막층(140)의 형성 방식은 절연피막층(140)을 형성하는 재료의 종류에 따라 적합한 박막형성 기술을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
이렇게 상부 유전체의 하면에 전극을 덮는 절연피막층이 형성되면 상부 유전체(111)의 하면에 하부 유전층(113)을 형성하기 위하여 상부 유전체(111)의 포켓홈부(111b)에 유전재료(113a)를 충진한다. 이때 유전재료(113a)의 충진은 상기 상부 유전체(111)의 차단링부(111a)와 동일한 높이로 충진하는 것이 바람직하다. 이때 설명을 용이하게 하기 위하여 도 4a 및 도 4b에는 상부 유전체(111)의 포켓홈부(111b)가 하부 방향으로 개구된 상태로 유전재료(113a)가 충진되는 것으로 도시하였지만, 실제 공정에서는 액상 또는 겔상인 유전재료(113a)의 특성을 고려하여 상부 유전체(111)를 뒤집어 포켓홈부(111b)가 상부 방향으로 개구된 상태에서 유전재료(113a)를 충진하는 것이 바람직할 것이다. 이때 상기 유전재료(113a)가 포켓홈부(111b)에서 유출되는 것을 방지하기 위하여 상부 유전체(111)를 둘러싸는 별도의 몰드(미도시)를 상부 유전체(111)에 체결하여 사용할 수 있을 것이다.
이때 상기 유전재료(113a)는 전술된 바와 같이 저항값이 107 ~ 1015 Ω·㎝이고, 열전도도가 0.1 ~ 3.0 W/m·K인 고저항 재료를 사용한다. 이러한 유전재료(113a)로 엘라스토머(Elastomer), 폴리이미드(Polyimide) 및 에폭시(Epoxy)계 접착제 중 어느 하나 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다.
상부 유전체(111)의 포켓홈부(111b)에 유전재료(113a)가 충진되면 충진된 유전재료(113a)의 내부에 존재하는 기포를 제거한다. 기포의 제거는 상부 유전체(111)를 진동시키는 방식으로 진행된다. 물론 기포의 제거는 상부 유전체(111)를 진동시키는 방식에 한정되지 않고 유전재료(113a) 내부에 존재하는 기포를 제거할 수 있는 다양한 방식이 적용될 수 있을 것이다.
상부 유전체(111)의 포켓홈부(111b)에 충진된 유전재료(113a)를 충분히 진동시켜 내부에 존재하는 기포를 제거하였다면 유전재료(113a)의 경화를 위하여 유전재료(113a)가 충진된 상태로 상부 유전체(111)를 오븐(O)에 장입시킨다. 그리고 오븐(O)의 온도를 상승시켜 유전재료(113a)를 경화시키는 열처리를 실시한다. 이때 오븐(O)의 온도는 유전재료(113a)가 충분히 경화될 수 있는 수준까지만 상승시키면 되는데, 본 실시예에서는 400℃이하에서 경화되는 유전재료(113a)를 사용하였기 때문에 오븐(O)의 온도를 최대 400℃까지만 상승시켜도 충분히 하부 유전층(경화 유전체, 113)을 형성시킬 수 있다.
유전재료(113a)의 경화가 완료되어 하부 유전층(경화 유전체, 113)이 형성되었다면 하부 유전층(113)이 형성된 상부 유전체(111)를 오븐(O)에서 꺼낸다.
그리고, 정전척 본체(110)를 베이스 바디(130)에 접합하기 전에 하부 유전층(113)의 하면 및 상부 유전체(111)의 차단링부(111a) 하단을 원하는 수준의 두께 및 거칠기로 가공한다.
이렇게 정전척 본체(110)의 하면 가공이 완료되면 접착제를 사용하여 정전척 본체(110)를 베이스 바디(130)의 상면에 접합시킨다. 부연하자면 베이스 바디(130)의 상면에 접착제에 의한 본딩층(120)을 매개로 정전척 본체(110)의 하부 유전층(113) 하면 및 상부 유전체(111)의 차단링부(111a) 하면을 접합시킨다.
한편, 상부 유전체는 챔버에 설치시 다른 구성품과의 연결을 위하여 그 외주면을 다양한 형상으로 가공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전척을 보여주는 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전척(200)은 전술된 실시예와 마찬가지로 내부에 전극(212)이 내장된 정전척 본체(210)와; 상기 정전척 본체(210)의 하면에 본딩층(220)에 의해 결합되는 베이스 바디(230)를 포함한다. 또한, 상기 정전척 본체(210)는 하면으로 차단링부(211a) 및 포켓홈부(211b)가 형성되고, 포켓홈부(211b)에 전극(212)이 인쇄된 상부 유전체(211)와; 상기 상부 유전체(211)의 포켓홈부(211b)에 충진된 형태로 형성되는 하부 유전층(213)으로 이루어진다.
본 실시예에서 정전척 본체(210)의 하부 유전층(213)와 베이스 바디(230)는 전술된 실시예의 정전척(100)과 동일한 구성을 가지므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 실시예의 상기 상부 유전체(211)는 챔버 내부의 다른 구성품과의 연결을 위하여 그 외주면에 연결홈부(211c)를 형성한다. 본 실시예에서는 상기 연결홈부(211c)를 상기 상부 유전체(211)의 외주면 상부영역에서 상부방향 및 측부방향으로 개구되는 단차형상으로 형성하였다.
상기 연결홈부(211c)는 상기 상부 유전체(211)의 외주면 중 일부영역을 가공한 것으로서, 상기 연결홈부(211c)의 형상, 위치, 깊이 및 폭은 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100, 200: 정전척 110, 210: 정전척 본체
111, 211: 상부 유전체 111a, 211a: 차단링부
111b, 211b: 포켓홈부 211c: 연결홈부
112: 212: 전극 113: 하부 유전층(경화 유전체)
113a: 유전재료 120, 220: 본딩층
130, 230: 베이스 바디 O: 오븐

Claims (11)

  1. 기판 처리 장치의 내부에 구비되어 기판이 안치되는 정전척으로서,
    하면의 중심영역에 하부방향으로 개구되는 포켓홈부를 형성하도록 하면의 가장자리에서 하부방향으로 돌출되는 차단링부가 형성되고, 상기 하면의 포켓홈부에 전극이 인쇄된 상부 유전체와;
    상기 상부 유전체의 포켓홈부에 형성되어 상기 전극을 덮어서 절연시키는 절연피막층과;
    400℃이하에서 경화되는 유전재료로 형성되고, 상면이 상기 절연피막층의 하면에 접합되도록 상기 상부 유전체의 포켓홈부에 형성되는 하부 유전층과;
    상면이 본딩층을 매개로 상기 하부 유전층의 하면 및 상기 차단링부의 하면에 접합되는 베이스 바디를 포함하는 캡형 정전척.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 유전층은 상기 유전재료가 단독으로 경화되어 형성되는 경화 유전체인 캡형 정전척.
  3. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전재료는 저항값이 107 ~ 1015 Ω·㎝이고, 열전도도가 0.1 ~ 3.0 W/m·K인 캡형 정전척.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유전재료는 엘라스토머(Elastomer), 폴리이미드(Polyimide) 및 에폭시(Epoxy)계 접착제 중 어느 하나 또는 그 혼합물인 캡형 정전척.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 절연피막층은 Y2O3, Al2O3및 테프론(Teflone) 중 어느 하나로 형성되는 캡형 정전척.
  6. 기판 처리 장치의 내부에 구비되어 기판이 안치되는 정전척을 제조하는 방법으로서,
    세라믹 재료를 이용하여 상부 유전체를 준비하는 단계와;
    상기 상부 유전체의 하면 중심영역에 하부방향으로 개구되는 포켓홈부를 형성하는 단계와;
    상기 상부 유전체의 하면 중 상기 포켓홈부에 전극을 형성하는 단계와;
    상기 상부 유전체의 하면 중 상기 포켓홈부에 상기 전극을 덮는 절연피막층을 형성하는 단계와;
    상기 상부 유전체의 포켓홈부에 유전재료를 충진하는 단계와;
    상기 유전재료가 충진된 상부 유전체를 400℃ 이하의 온도에서 열처리하여 상기 유전재료를 경화시킨 하부 유전층을 형성하는 단계와;
    상기 하부 유전층을 가공하는 단계를 포함하는 캡형 정전척의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 유전재료를 충진하는 단계는
    상기 유전재료를 상기 상부 유전체의 포켓홈부에 단독으로 충진하는 캡형 정전척의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 유전재료를 충진하는 단계 이후에 충진된 유전재료 내부의 기포를 제거하는 단계를 더 포함하는 캡형 정전척의 제조방법.

  9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전재료는 저항값이 107 ~ 1015 Ω·㎝이고, 열전도도가 0.1 ~ 3.0 W/m·K인 소재를 사용하는 캡형 정전척의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유전재료는 엘라스토머(Elastomer), 폴리이미드(Polyimide) 및 에폭시(Epoxy)계 접착제 중 어느 하나 또는 그 혼합물을 사용하는 캡형 정전척의 제조방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 절연피막층을 형성하는 단계에서, 상기 절연피막층은 Y2O3, Al2O3및 테프론(Teflone) 중 어느 하나로 형성하는 캡형 정전척의 제조방법.
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