KR20150135071A - 정전척 및 반도체·액정 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 정전척에 있어서, 급전 단자와 재치대 전극과의 접속 신뢰성을 향상시키는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 관통 구멍(12)을 구비한 베이스 플레이트(10)와, 베이스 플레이트(10) 위에 배치되고, 관통 구멍(12)에 대응하는 위치에 전극(E)을 구비한 재치대(30)와, 베이스 플레이트(10)의 관통 구멍 내의 상방에 배치된 제 1 통형상 절연 부품(40)과, 제 1 통형상 절연 부품(40) 위에 배치된 제 2 통형상 절연 부품(50)과, 제 1 통형상 절연 부품(40) 아래에 배치되고, 제 1 통형상 절연 부품(40)의 내경보다 작은 내경을 갖는 제 3 통형상 절연 부품(60)과, 관통 구멍(12)에 배치된 커넥터(70)와, 커넥터(70)에 구비되고, 내부에 탄성체(76a)를 갖는 통형상 부재(76)와, 커넥터(70)에 구비되고, 탄성체(76a)에 접속된 급전 단자(T)를 갖고, 커넥터(70)의 통형상 부재(76)가 제 3 통형상 절연 부품(60)으로 고정된 상태에서, 급전 단자(T)가 재치대(30)의 전극(E)에 맞닿아 있는 것을 포함한다.

Description

정전척 및 반도체·액정 제조장치{ELECTROSTATIC CHUCK AND SEMICONDUCTOR-LIQUID CRYSTAL MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 웨이퍼 등을 흡착하는 기구에 사용되는 정전척 및 그것을 구비한 반도체·액정 제조장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼 프로세스 등에서 사용되는 드라이 에칭 장치 등의 반도체 제조장치에는, 웨이퍼 처리 시의 웨이퍼 온도를 제어하기 위해서 웨이퍼를 정전 흡착하여 재치하는 정전척이 마련되어 있다.
정전척에는, 히터로 가열한 상태에서 사용하는 고온 타입의 세라믹스 척이 있다.
일본국 특표2002-517093호 공보 일본국 특개2013-229464호 공보
후술하는 예비적 사항란에서 설명하는 바와 같이, 정전척이 가열되면, 재치대가 볼록 형상으로 휘어지기 때문에, 급전 단자와 재치대의 접속 전극 사이에 극간(隙間)이 생겨서 전압을 인가할 수 없게 되는 경우가 있다.
정전척 및 그것을 구비한 반도체·액정 제조장치에 있어서, 급전 단자와 재치대의 전극과의 접속 신뢰성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
이하의 개시의 일관점에 따르면, 관통 구멍을 구비한 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 위에 배치되고, 상기 관통 구멍에 대응하는 위치에 전극을 구비한 재치대와, 상기 베이스 플레이트의 관통 구멍 내의 상방(上方)에 배치된 제 1 통(筒)형상 절연 부품과, 상기 제 1 통형상 절연 부품 위에 배치된 제 2 통형상 절연 부품과, 상기 제 1 통형상 절연 부품 아래에 배치되고, 제 1 통형상 절연 부품의 내경보다 작은 내경을 갖는 제 3 통형상 절연 부품과, 상기 관통 구멍에 배치된 커넥터와, 상기 커넥터에 구비되고, 내부에 탄성체를 갖는 통형상 부재와, 상기 커넥터에 구비되고, 상기 탄성체에 접속된 급전 단자를 갖고, 상기 커넥터의 통형상 부재가 상기 제 3 통형상 절연 부품으로 고정된 상태에서, 상기 급전 단자가 상기 재치대의 전극에 맞닿아 있는 정전척이 제공된다.
또한, 그 개시의 다른 관점에 의하면, 챔버와, 상기 챔버에 장착된 정전척을 구비하고, 상기 정전척은, 관통 구멍을 구비한 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 위에 배치되고, 상기 관통 구멍에 대응하는 위치에 전극을 구비한 재치대와, 상기 베이스 플레이트의 관통 구멍 내의 상방에 배치된 제 1 통형상 절연 부품과, 상기 제 1 통형상 절연 부품 위에 배치된 제 2 통형상 절연 부품과, 상기 제 1 통형상 절연 부품 아래에 배치되고, 제 1 통형상 절연 부품의 내경보다 작은 내경을 갖는 제 3 통형상 절연 부품과, 상기 관통 구멍에 배치된 커넥터와, 상기 커넥터에 구비되고, 내부에 탄성체를 갖는 통형상 부재와, 상기 커넥터에 구비되고, 상기 탄성체에 접속된 급전 단자를 갖고, 상기 커넥터의 통형상 부재가 상기 제 3 통형상 절연 부품으로 고정된 상태에서, 상기 급전 단자가 상기 재치대의 전극에 맞닿아 있는 반도체·액정 제조장치가 제공된다.
이하의 개시에 의하면, 정전척에서는, 탄성체를 갖는 통형상 부재에 연결된 급전 단자를 구비한 커넥터를 베이스 플레이트의 관통 구멍으로부터 삽통(揷通)시켜서, 급전 단자를 재치대의 전극에 접속하고 있다. 이때, 급전 단자가 연결된 통형상 부재가 통형상 절연 부품에 의해 고정된다.
이에 따라, 급전 단자가 횡방향으로 기울어져서 절연 부품의 내벽에 접촉하여 걸리는 것이 방지된다. 따라서, 정전척이 가열되어서 재치대가 볼록 형상으로 휜다고 해도, 급전 단자를 신뢰성 좋게 재치대의 전극에 맞닿게 할 수 있다.
도 1은 예비적 사항에 따른 정전척의 급전부의 모양을 나타낸 부분 단면도.
도 2는 도 1의 정전척의 문제점을 설명하기 위한 부분 단면도(그 1).
도 3은 도 1의 정전척의 문제점을 설명하기 위한 부분 단면도(그 2).
도 4는 실시형태의 정전척을 나타낸 단면도.
도 5는 실시형태의 정전척을 가열하여 사용하는 모양을 나타낸 단면도.
도 6은 실시형태의 정전척의 각 부품의 치수의 일례를 설명하기 위한 부분 단면도.
도 7은 실시형태의 변형예의 정전척을 나타낸 단면도.
도 8은 실시형태의 정전척을 구비한 반도체·액정 제조장치의 일례를 나타낸 단면도.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 첨부의 도면을 참조하여 설명한다.
실시형태를 설명하기 전에, 기초가 되는 예비적 사항에 대해서 설명한다. 예비적 사항에 기재된 정전척은, 본 발명의 정전척의 기초가 되는 것이며, 공지 기술이 아니다.
정전척에는, 히터로 가열한 상태에서 사용하는 고온 타입의 것이 있다. 도 1에는 고온 타입의 정전척의 급전부의 모양이 부분적으로 나타나 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 정전척은, 베이스 플레이트(100)를 구비하고, 베이스 플레이트(100)에는 관통 구멍(120)이 형성되어 있다. 베이스 플레이트(100) 위에는 제 1 접착층(200)에 의해 히터(300)가 접착되어 있다.
제 1 접착층(200)에는, 베이스 플레이트(100)의 관통 구멍(120)에 대응하는 위치에 개구부(200a)가 마련되어 있다. 또한, 히터(300)에는, 제 1 접착층(200)의 개구부(200a) 위에 개구부(300a)가 마련되어 있다.
또한, 히터(300) 위에 제 2 접착층(220)에 의해 재치대(400)가 접착되어 있다.
재치대(400)에는, 히터(300)의 개구부(300a)에 대응하는 위치에 오목부(420)가 형성되어 있다. 재치대(400)는 오목부(420)의 바닥면에 접속 전극(E)을 구비하고 있으며, 접속 전극(E)은 재치대(400)의 내부에 형성된 정전 전극(도시 생략)에 접속되어 있다.
또한, 히터(300)의 개구부(300a)로부터 베이스 플레이트(100)의 관통 구멍(120)의 내벽에, 제 1 통형상 절연 부품(500)이 배치되어 있다. 제 1 통형상 절연 부품(500)은, 내측으로 돌출하는 링 형상의 돌출부(520)를 구비하고 있다.
또한, 제 1 통형상 절연 부품(500)의 돌출부(520) 위에 제 2 통형상 절연 부품(600)이 배치되어 있다. 제 2 통형상 절연 부품(600)의 내경은, 제 1 통형상 절연 부품(500)의 돌출부(520)의 내경과 거의 동일하게 설정되어 있다.
또한, 베이스 플레이트(100)의 관통 구멍(120)으로부터 재치대(400)의 오목부(420)에 급전 단자(T)를 구비한 커넥터(700)가 삽통되고, 재치대(400)의 접속 전극(E)에 급전 단자(T)가 맞닿아 있다. 급전 단자(T)는 커넥터(700) 내의 스프링(도시 생략)에 연결되어 있으며, 스프링의 탄성력에 의해 접속 전극(E)을 가압하고 있다.
이와 같이 하여, 커넥터(700)의 급전 단자(T)가 재치대(400)의 접속 전극(E)에 맞닿음으로써, 급전 단자(T)로부터 접속 전극(E)에 접속된 정전 전극(도시 생략)에 전압이 인가된다.
도 1에서는 커넥터(700)의 급전 단자(T)는, 제 2 통형상 절연 부품(600)의 내벽에 접촉하지 않고, 제 2 통형상 절연 부품(600) 내의 중앙에 배치되어 있다.
그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이 경우에 따라서는, 커넥터(700)의 급전 단자(T)가 제 2 통형상 절연 부품(600)의 내벽에 접촉한 상태에서, 재치대(400)의 접속 전극(E)에 맞닿는 경우가 있다.
커넥터(700)의 하단 측은 베이스 플레이트(100)의 관통 구멍(120)에 나사로 고정되지만, 급전 단자(T)는 제 2 통형상 절연 부품(600)의 내부에서 프리한 상태로 되어서 삽통된다. 이 때문에, 각 부재의 제조 공차에 의해 급전 단자(T)가 제 2 통형상 절연 부품(600)의 내벽에 접촉하는 경우가 있다.
도 3에는, 도 2의 상태의 정전척에 있어서, 히터(300)를 ON으로 하여 재치대(400)를 120℃ 정도의 온도에서 가열한 상태가 나타나 있다. 이때, 세라믹스로 이루어지는 재치대(400)는 가열에 의해 볼록 형상으로 휘어지기 때문에, 재치대(400)의 접속 전극(E)도 상측으로 이동한다.
또한 이때, 원래적으로는, 커넥터(700)의 급전 단자(T)는 스프링에 연결되어 있기 때문에, 급전 단자(T)는 탄성력에 의해 접속 전극(E)의 이동에 추종하여 접속 전극(E)에 맞닿은 채의 상태가 된다.
그러나, 커넥터(700)의 급전 단자(T)가 제 2 통형상 절연 부품(600)의 내벽에 접촉하면, 급전 단자(T)가 제 2 통형상 절연 부품(600)의 내벽에 걸린 상태가 되기 쉽다. 제 2 통형상 절연 부품(600)은 수지가 성형되어서 형성되고, 내벽이 평활면이 아닌 거칠한 요철면으로 되어 있기 때문이다.
이 때문에, 커넥터(700)의 급전 단자(T)는 접속 전극(E)의 이동에 추종할 수 없고, 제 2 통형상 절연 부품(600)의 내벽에 머문 상태가 되어서, 급전 단자(T)의 선단면과 접속 전극(E) 사이에 극간이 생기게 된다.
이러한 상태에서 커넥터(700)의 급전 단자(T)에 전압을 인가하면, 급전 단자(T)와 접속 전극(E) 사이에서 방전이 발생하고, 접속 전극(E)에 정상적으로 전압을 인가할 수 없게 되므로, 정전척으로서 기능하지 않게 된다.
이하에 설명하는 실시형태의 정전척은, 상술한 문제를 해소할 수 있다.
(실시형태)
도 4는 실시형태의 정전척을 나타낸 단면도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이 실시형태의 정전척(1)은, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 베이스 플레이트(10)를 구비하고 있다. 베이스 플레이트(10)는 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(12)을 구비하고 있다.
베이스 플레이트(10) 위에는 제 1 접착층(14)에 의해 히터(20)가 접착되어서 배치되어 있다. 제 1 접착층(14)에는, 베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12)에 대응하는 위치에 개구부(14a)가 마련되어 있다. 또한, 히터(20)에는, 제 1 접착층(14)의 개구부(14a) 위에 그것보다 작은 직경의 개구부(20a)가 마련되어 있다.
또한, 히터(20) 위에 제 2 접착층(16)에 의해 재치대(30)가 접착되어서 배치되어 있다. 재치대(30)는, 예를 들면, 산화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹스로 형성된다. 재치대(30)는, 히터(20)의 개구부(20a)에 대응하는 위치에 오목부(32)를 구비하고 있다. 제 2 접착층(16)은 재치대(30)의 하면(下面)으로부터 오목부(32)의 측면에까지 형성되어 있다.
제 1 접착층(14) 및 제 2 접착층(16)의 적합한 일례로서는, 실리콘 수지계의 접착제가 사용된다.
또한, 재치대(30)는, 오목부(32)의 바닥면에 접속 전극(E)을 구비하고 있으며, 접속 전극(E)은 재치대(30)의 내부에 형성된 정전 전극(34)에 비어 도체(VC)를 개재하여 접속되어 있다. 이와 같이, 재치대(30)는, 베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12)에 대응하는 위치에 접속 전극(E)을 구비하고 있다.
재치대(30)를 작성하는 방법으로서는, 그린 시트의 표면이나 관통 구멍에 접속 전극(E), 비어 도체(VC) 및 정전 전극(34)이 되는 텅스텐 페이스트를 형성해 두고, 복수의 그린 시트를 적층하여, 소성함으로써 형성된다.
또, 도 4의 예에서는, 히터(20)와 재치대(30)를 별도 부재로서 배치하고 있지만, 재치대(30) 중에 히터(20)가 내장되도록 해도 된다.
베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12)의 내벽의 상단 측으로부터 히터(20)의 개구부(20a)의 내벽에 제 1 통형상 절연 부품(40)이 배치되어 있다. 제 1 통형상 절연 부품(40)은, 위에서부터 순서대로, 상측 통형상부(42), 내측으로 돌출하는 링 형상의 제 1 돌출부(44) 및 하측 통형상부(46)를 갖는다. 상측 통형상부(42)는 그 외면이 히터(20)의 개구부(20a)의 내벽에 접촉하여 배치되어 있다.
또한, 제 1 돌출부(44) 및 하측 통형상부(46)는 그들의 외면이 제 1 접착층(14)의 개구부(14a)의 내벽으로부터 베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12)의 내벽에 접촉하여 배치되어 있다.
제 1 돌출부(44)의 내경은 상측 통형상부(42)의 내경보다 작게 설정되어 있다. 또한, 하측 통형상부(46)의 내경은, 상측 통형상부(42)의 내경보다 크게 설정되어 있다.
제 1 통형상 절연 부품(40)은, 예를 들면, PEEK(폴리에테르에테르케톤) 수지로 형성된다.
제 1 통형상 절연 부품(40)의 제 1 돌출부(44)의 상면(上面)에 제 2 통형상 절연 부품(50)이 배치되어 있다. 제 2 통형상 절연 부품(50)은 높이 방향의 전체에 걸쳐 같은 내경을 갖는다. 또한, 제 2 통형상 절연 부품(50)의 내경은 제 1 통형상 절연 부품(40)의 제 1 돌출부(44)의 내경과 거의 동일하게 설정되어 있다.
제 2 통형상 절연 부품(50)은, 예를 들면, 폴리에테르이미드 수지(울템 수지)로 형성된다.
또한, 제 1 통형상 절연 부품(40) 아래에 제 3 통형상 절연 부품(60)이 배치되어 있다. 제 3 통형상 절연 부품(60)은, 내측으로 돌출하는 링 형상의 제 2 돌출부(62)를 상단 측에 구비하고, 그 하측에 하측 통형상부(64)를 구비하고 있다.
그리고, 제 3 통형상 절연 부품(60)의 제 2 돌출부(62)의 상면이 제 1 통형상 절연 부품(40)의 제 1 돌출부(44)의 하면에 접촉하여 배치되어 있다. 또한, 제 3 통형상 절연 부품(60)의 제 2 돌출부(62)의 외면이 제 1 통형상 절연 부품(40)의 하측 통형상부(46)의 내벽에 접촉하여 배치되어 있다.
또한, 제 3 통형상 절연 부품(60)의 하측 통형상부(64)의 외면이 베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12)의 내벽에 접촉하여 배치되어 있다.
제 3 통형상 절연 부품(60)의 제 2 돌출부(62)의 내경은, 제 1 통형상 절연 부품(40)의 제 1 돌출부(44)의 내경보다 작게 설정되어 있다. 또한, 제 3 통형상 절연 부품(60)의 하측 통형상부(64)의 내경은, 제 1 통형상 절연 부품(40)의 상측 통형상부(42)의 내경과 거의 동일하게 설정되어 있다. 제 3 통형상 절연 부품(60)은, 제 1 통형상 절연 부품(40)과 같은 수지 재료로 형성된다.
그리고, 베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12)으로부터 재치대(30)의 오목부(32)에 커넥터(70)가 삽통되어서 배치되어 있다. 커넥터(70)에서는, 절연 통체(72) 중에 홀더(74)가 삽입되어 있다.
홀더(74)는, 내부에 스프링 등의 탄성체(76a)를 갖는 통형상 부재(76)를 구비하고 있다. 그리고, 홀더(74)의 통형상 부재(76) 내의 탄성체(76a)에 급전 단자(T)가 접속되어 있다. 급전 단자(T)는 탄성체(76a)의 작용에 의해 상하 방향으로 탄성력을 갖는다. 급전 단자(T)의 외경은 통형상 부재(76)의 외경보다 작게 설정되어 있다.
베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12)의 하단부의 측면에는 나사산(S)이 깎여있다. 또한, 커넥터(70)의 하단부의 외면에도 나사산(S)이 깎여있다. 그리고, 베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12)의 하단부에 커넥터(70)의 하단부가 나사 고정되어 있다.
커넥터(70)의 통형상 부재(76)의 선단부가 제 3 통형상 절연 부품(60)의 제 2 돌출부(62)의 내벽에 고정되어 있다. 이 상태에서, 커넥터(70)의 급전 단자(T)가 제 1 통형상 절연 부품(40)의 제 1 돌출부(44) 및 제 2 통형상 절연 부품(50)의 내부에 삽통되고, 급전 단자(T)의 선단면이 재치대(30)의 접속 전극(E)에 맞닿아 있다.
이와 같이 하여, 커넥터(70)의 급전 단자(T)로부터 재치대(30)의 접속 전극(E)에 전압이 공급되고, 비어 도체(VC)를 개재하여 정전 전극(34)에 전압이 인가된다.
이상에 의해, 실시형태의 정전척(1)이 구축되어 있다. 실시형태의 정전척(1)에서는, 예비적 사항에서 설명한 정전척과 비교하여, 제 1 통형상 절연 부품(40) 아래에 제 3 통형상 절연 부품(60)을 더 마련하고 있다.
이에 따라, 제 3 통형상 절연 부품(60)의 제 2 돌출부(62)에 의해 커넥터(70)의 통형상 부재(76)의 선단부가 고정된다. 이때, 통형상 부재(76)의 선단에 연결된 급전 단자(T)의 외경은 제 2 통형상 절연 부품(50)의 내경보다 작기 때문에, 급전 단자(T)와 제 2 통형상 절연 부품(50)의 내벽과의 사이에 충분한 극간이 존재한다.
이와 같이, 커넥터(70)의 급전 단자(T)를 제 1 통형상 절연 부품(40) 및 제 2 통형상 절연 부품(50)의 내부에 삽통시킬 때에, 커넥터(70)의 통형상 부재(76)의 선단부를 제 3 통형상 절연 부품(60)의 제 2 돌출부(62)에 끼워서 고정하도록 하고 있다.
이 때문에, 커넥터(70)의 통형상 부재(76)의 선단에 연결된 급전 단자(T)는 경사 방향으로 어긋나지 않고, 상측의 수직 방향을 향해서 삽통된다. 따라서, 커넥터(70)의 급전 단자(T)가 제 2 통형상 절연 부품(50)의 내벽에 접촉할 우려가 없어진다.
도 5에는 도 4의 본 실시형태의 정전척에 있어서, 히터(20)를 ON으로 하여 재치대(30)를 120℃ 정도의 온도에서 가열한 상태가 나타나 있다. 이때, 세라믹스로 이루어지는 재치대(30)는 가열에 의해 볼록 형상으로 휘어지기 때문에, 재치대(30)의 접속 전극(E)도 상측으로 이동한다.
본 실시형태에서는 상술한 바와 같이, 커넥터(70)의 급전 단자(T)는 제 2 통형상 절연 부품(50)의 내벽에 접촉하지 않고, 프리한 상태로 되어 있다. 이 때문에, 재치대(30)의 휨에 의해 접속 전극(E)이 상측으로 이동한다고 해도, 커넥터(70)의 급전 단자(T)는 탄성체(76a)에 연결되어 있기 때문에, 그 탄성력에 의해 접속 전극(E)의 이동에 추종하여 접속 전극(E)에 맞닿은 채의 상태가 된다.
이에 따라, 정전척(1)을 가열하여 사용할 때에, 커넥터(70)의 급전 단자(T)와 재치대(30)의 접속 전극(E) 사이에 극간이 발생하는 것이 방지된다. 따라서, 급전 단자(T)로부터 재치대(30)의 접속 전극(E)을 개재하여 내부의 정전 전극(34)에 안정하게 전압을 인가할 수 있다.
재치대(30)의 정전 전극(34)에 플러스(+) 전압이 인가되면, 정전 전극(34)이 플러스(+) 전하로 대전되고, 실리콘 웨이퍼 등의 피흡착체에 마이너스(-) 전하가 유도된다. 이에 따라, 피흡착체가 쿨롬력에 의해 재치대(30)에 흡착된다.
이하에, 도 6을 참조하면서, 커넥터(70), 및 제 1∼제 3 통형상 절연 부품(40, 50, 60)의 각 부위의 치수의 적합한 일례를 든다.
제 3 통형상 절연 부품(60)의 제 2 돌출부(62)의 내경(A) : 1.85㎜±0.02㎜
커넥터(70)의 통형상 부재(76)의 외경(B) : 1.8㎜±0.02㎜
커넥터(70)의 급전 단자(T)의 외경 : 0.759㎜
제 1 통형상 절연 부품(40)의 상측 통부(42)의 내경(C) : 1.965㎜±0.05㎜
제 2 통형상 절연부(50)의 외경(D) : 1.9㎜
제 2 통형상 절연부(50)의 내경(E) : 0.92㎜
커넥터(70), 및 제 1∼제 3 통형상 절연 부품(40, 50, 60)의 각 부위를 이상과 같은 치수로 설정함으로써, 각 부재의 제조 공차를 고려해도 커넥터(70)의 급전 단자(T)가 제 2 통형상 절연 부품(50)의 내벽에 접촉하지 않는 구조로 할 수 있다.
도 7에는, 실시형태의 변형예의 정전척(1a)이 나타나 있다. 도 7의 변형예의 정전척(1a)과 같이, 도 4의 정전척(1)에 있어서, 제 1 통형상 절연 부품(40)과 제 3 통형상 절연 부품(60)을 수지 성형에 의해 일체적으로 형성하여 일체형의 제 1 통형상 절연 부품(40a)으로 해도 된다.
일체형의 제 1 통형상 절연 부품(40a)은, 두께 방향의 중앙부에, 제 1 돌출부(44a)와 그 아래에 배치된 제 2 돌출부(62a)를 구비한다. 그리고, 도 4와 같이, 제 2 돌출부(62a)의 내경은 제 1 돌출부(44a)의 내경보다 작게 설정된다.
도 7의 변형예의 정전척(1a)은, 도 4의 정전척(1)과 같은 효과를 나타낸다.
또, 상술한 형태에서는, 적합한 예로서, 히터(20)를 구비한 정전척(1, 1a)에 대해서 설명했지만, 히터를 구비하고 있지 않은 정전척을 채용해도 된다. 이 형태에 있어서도, 마찬가지로, 제 1 통형상 절연 부품(40)은 베이스 플레이트(10)의 관통 구멍(12) 내의 상방에 배치된다.
또한, 제 1 통형상 절연 부품(40)과 제 3 통형상 절연 부재(60)의 형상은 각종의 통형상을 채용할 수 있다. 제 3 통형상 절연 부재(60)의 최소 내경을 제 1 통형상 절연 부품(40)의 최소 내경보다 작게 설정하면 된다.
히터를 구비하고 있지 않은 경우여도, 각종의 플라즈마 프로세스에 있어서, 정전척의 온도가 상승하기 때문에 같은 효과를 나타낸다.
다음으로, 상술한 실시형태의 정전척(1, 1a)을 구비한 반도체·액정 제조장치에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 정전척(1)은, 반도체 디바이스나 액정 디스플레이의 제조 프로세스에서 사용되는 각종의 반도체·액정 제조장치에 적용할 수 있다.
이하의 설명에서는, 실시형태의 정전척(1)을 구비한 드라이 에칭 장치를 예로 들어서 설명한다. 도 8은 실시형태의 드라이 에칭 장치를 나타낸 단면도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 드라이 에칭 장치(2)로서 평행 평판형 RIE 장치가 예시되어 있다.
드라이 에칭 장치(2)는 챔버(80)를 구비하고, 챔버(80)의 하측에 하부 전극(90)이 배치되어 있다. 하부 전극(90)의 표면 측에는 상술한 실시형태의 정전척(1)이 장착되어 있으며, 정전척(1) 위에 반도체 웨이퍼(5)가 재치된다. 정전척(1)의 주위에는 보호용의 석영 링(82)이 배치되어 있다.
하부 전극(90) 및 정전척(1)에는 RF 전력을 인가하기 위한 고주파 전원(84)이 접속되어 있다. 고주파 전원(84)에는 RF 전력의 출력의 매칭을 하기 위한 RF 매처(도시 생략)가 접속되어 있다.
챔버(80)의 상측에는 하부 전극(90)의 대향 전극이 되는 상부 전극(92)이 배치되어 있으며, 상부 전극(92)은 접지되어 있다. 상부 전극(92)에는 가스 도입관(94)이 연결되어 있으며, 소정의 에칭 가스가 챔버(80) 내에 도입된다.
챔버(80)의 하부에는 배기관(96)이 접속되고, 배기관(96)의 말단에는 진공 펌프가 장착되어 있다. 이에 따라, 에칭에 의해 생성한 반응 생성물 등이 배기관(96)을 통하여 외부의 배기 가스 처리 장치에 배기되도록 되어 있다.
챔버(80)의 근방의 배기관(96)에는 APC 밸브(98)(자동 압력 컨트롤 밸브)가 마련되어 있으며, 챔버(80) 내가 설정 압력이 되도록 APC 밸브(98)의 개방도가 자동 조정된다.
본 실시형태의 드라이 에칭 장치(2)에서는, 정전척(1)은 히터(20)(도 4)에 의해 120℃ 정도로 가열되어 있으며, 그 위에 반도체 웨이퍼(5)가 반송되어서 재치된다.
그리고, 정전척(1)의 정전 전극(34)(도 4)에 소정의 전압을 인가함으로써, 반도체 웨이퍼(5)를 정전척(1)에 흡착시킨다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(5)가 120℃ 정도의 온도에서 가열된 상태가 된다.
그 후에, 가스 도입관(94)으로부터 염소계나 불소계 등의 할로겐 가스가 챔버(80)에 도입되고, 챔버(80) 내가 APC 밸브(98)의 기능에 의해 소정의 압력으로 설정된다. 그리고, 고주파 전원(84)으로부터 하부 전극(90) 및 정전척(1)에 RF 전력이 인가됨으로써, 챔버(80) 내에 플라즈마가 생성된다.
정전척(1)에 RF 전력을 인가함으로써 정전척(1) 측에 음의 셀프 바이어스가 형성되고, 그 결과 플라즈마 중의 양이온이 정전척(1) 측으로 가속된다. 이것에 의거하여, 반도체 웨이퍼(5)에 형성된 피에칭층이 120℃ 이상의 고온 분위기에서 이방성 에칭되어서 패턴화된다.
고온 에칭이 적용되는 피에칭층으로서는, 구리(Cu)층 등이 있다. 구리의 염화물은 휘발성이 낮기 때문에, 고온으로 함으로써 휘발되기 쉬워져, 에칭이 용이하게 진행되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태의 정전척(1)에서는, 120℃ 정도로 가열되어서 세라믹스로 형성되는 재치대(30)가 볼록 형상으로 휘어진다고 해도, 급전 단자(T)는 재치대(30)의 접속 전극(E)에 추종하여 맞닿은 상태를 확보할 수 있다.
이에 따라, 정전척(1)을 가열하여 사용하는 경우여도, 재치대(30)의 정전 전극(34)에 전압을 안정하게 인가시킬 수 있기 때문에, 반도체 웨이퍼(5)를 신뢰성 좋게 흡착시킬 수 있다.
도 8에서는, 본 실시형태의 정전척(1)을 드라이 에칭 장치에 적용했지만, 플라즈마 CVD 장치 또는 스퍼터 장치 등의 반도체 디바이스 및 액정 모니터의 제조 프로세스에서 사용되는 각종의 반도체·액정 제조장치에 적용해도 된다.
1, 1a…정전척, 2…드라이 에칭 장치, 5…반도체 웨이퍼, 10…베이스 플레이트, 12…관통 구멍, 14…제 1 접착층, 14a, 16a, 20a…개구부, 16…제 2 접착층, 20…히터, 30…재치대, 32…오목부, 34…정전 전극, 40, 40a…제 1 통형상 절연 부품, 42…상측 통형상부, 44, 44a…제 1 돌출부, 46, 64…하측 통형상부, 50…제 2 통형상 절연 부품, 60…제 3 통형상 절연 부품, 62, 62a…제 2 돌출부, 70…커넥터, 72…절연 통체, 74…홀더, 76a…탄성체, 76…통형상 부재, 80…챔버, 82…석영 링, 84…고주파 전원, 90…하부 전극, 92…상부 전극, 94…가스 도입관, 96…배기관, 98…APC 밸브, E…접속 전극, T…급전 단자, VC…비어 도체

Claims (6)

  1. 관통 구멍을 구비한 베이스 플레이트와,
    상기 베이스 플레이트 위에 배치되고, 상기 관통 구멍에 대응하는 위치에 전극을 구비한 재치대와,
    상기 베이스 플레이트의 관통 구멍 내의 상방(上方)에 배치된 제 1 통(筒)형상 절연 부품과,
    상기 제 1 통형상 절연 부품 위에 배치된 제 2 통형상 절연 부품과,
    상기 제 1 통형상 절연 부품 아래에 배치되고, 제 1 통형상 절연 부품의 내경(內徑)보다 작은 내경을 갖는 제 3 통형상 절연 부품과,
    상기 관통 구멍에 배치된 커넥터와,
    상기 커넥터에 구비되고, 내부에 탄성체를 갖는 통형상 부재와,
    상기 커넥터에 구비되고, 상기 탄성체에 접속된 급전 단자를 갖고,
    상기 커넥터의 통형상 부재가 상기 제 3 통형상 절연 부품으로 고정된 상태에서, 상기 급전 단자가 상기 재치대의 전극에 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 정전척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전척은, 히터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 정전척.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 재치대의 전극은, 상기 재치대의 오목부의 바닥면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전척.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통형상 절연 부품과 상기 제 3 통형상 절연 부품은, 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전척.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전 단자의 외경(外徑)은 상기 통형상 부재의 외경보다 작게 설정되고, 상기 급전 단자와 상기 제 2 통형상 절연 부품의 내벽 사이에 극간(隙間)이 존재하는 것을 특징으로 하는 정전척.
  6. 챔버와,
    상기 챔버에 장착된 정전척을 구비하고,
    상기 정전척은,
    관통 구멍을 구비한 베이스 플레이트와,
    상기 베이스 플레이트 위에 배치되고, 상기 관통 구멍에 대응하는 위치에 전극을 구비한 재치대와,
    상기 베이스 플레이트의 관통 구멍 내의 상방에 배치된 제 1 통형상 절연 부품과,
    상기 제 1 통형상 절연 부품 위에 배치된 제 2 통형상 절연 부품과,
    상기 제 1 통형상 절연 부품 아래에 배치되고, 제 1 통형상 절연 부품의 내경보다 작은 내경을 갖는 제 3 통형상 절연 부품과,
    상기 관통 구멍에 배치된 커넥터와,
    상기 커넥터에 구비되고, 내부에 탄성체를 갖는 통형상 부재와,
    상기 커넥터에 구비되고, 상기 탄성체에 접속된 급전 단자를 갖고,
    상기 커넥터의 통형상 부재가 상기 제 3 통형상 절연 부품으로 고정된 상태에서, 상기 급전 단자가 상기 재치대의 전극에 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 반도체·액정 제조장치.
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