KR20170078890A - 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척 - Google Patents

온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척은 웨이퍼를 지지하기 위한 정전척으로서, 웨이퍼에 정전기력을 작용하기 위한 정전기발생부와, 상기 정전기발생부를 지지하면서 내부에 냉각매체 유로가 형성되는 몸체부를 포함하며, 상기 몸체부에는 한 쌍의 냉각매체 유로가 인접하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 정전척 내부를 대향 유동하는 냉각 매체에 의해 정전척의 전체 표면 온도가 균일하게 유지될 수 있다.

Description

온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척{ELECTROSTATIC CHUCK CONSTRUCTED TO IMPROVED TEMPERATURE UNIFORMITY}
본 발명은 정전척에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전척 내부를 유동하는 냉각 매체에 의해 정전척의 전체 영역 온도 편차가 작아지도록 구성되는 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척에 관한 발명이다.
일반적으로 반도체 칩은 애초 원판 형상의 웨이퍼를 소정의 치수로 절단하여 패키징함으로써 형성된다.
상기 웨이퍼는 두께가 얇은 원판 형상으로 제공된 상태에서 성막 처리 또는 에칭 공정 등이 수행되며, 웨이퍼에 대한 공정이 진행되는 동안 정확한 위치에 웨이퍼를 안착시키기 위해 정전척이 이용된다.
상기 웨이퍼는 정전척 위에 배치된 상태에서 정전기력에 의해 위치가 고정되어, 플라즈마 이온을 통한 성막 처리 또는 에칭 공정이 수행된다.
상기 정전척은 도 1 에 도시된 바와 같이, 통상 알루미늄 또는 이의 합금 재질로 이루어진 본체부(120)와, 상기 본체부(120)의 상부에 장착되는 정전기발생부(110)를 포함한다.
상기 정전기발생부(110)는 전력을 공급함으로써 정전기를 발생시키는 도전체(112)와 상기 도전체(112)를 감싸주는 유전체층을 포함하여 구성된다.
그리하여, 상기 정전기발생부(110)의 표면에 웨이퍼(100)가 안착된 상태에서, 전력 공급에 의해 상기 정전기발생부(110)에 정전기를 발생시켜 웨이퍼를 척킹시킨다.
한편, 상기 본체부(120) 내부에는 냉각매체를 순환시키기 위한 냉각매체순환부(122)가 형성되고, 상기 냉각매체순환부(122)에는 냉각매체를 순환시키기 위한 관(132)과 함께 냉각매체 공급장치(130, 칠러)가 연결 설치된다.
그리하여, 상기 냉각매체 공급장치(130)를 통해 공급되는 냉각매체를 상기 본체부(120) 내부로 유동시킴으로써, 공정 처리 도중의 웨이퍼가 소정의 온도로 냉각 유지되도록 구성된다.
상기와 같은 종래 정전척 구성에서는 냉각매체를 이용한 열교환 방식으로 정전척의 냉각이 이루어지는데, 최초 저온의 상태로 정전척 내부로 유입되는 냉각매체가 정전척으로부터 열을 흡수하여 배출되며, 이러한 과정에서 최초 유입되는 냉각매체의 온도와 배출되는 냉각매체의 온도 차이가 크다.
따라서, 냉각매체가 유입되는 영역과 배출되는 영역의 냉각매체 온도에는 편차가 크며, 이러한 점은 상기 정전척 내부의 온도를 균일하게 유지하는 데 한계로 작용된다.
더욱이, 근래 웨이퍼 크기가 대형화되면서 이를 척킹시키는 정전척의 크기 역시 대형화되는데, 이로 인해 정전척의 표면적이 증가하게 되어 웨이퍼 표면에서 발생되는 온도 구배가 더욱 커지게 된다.
결국 이러한 점은 전체 웨이퍼 영역에 대한 고른 공정 처리에 방해가 되며, 때로는 웨이퍼 내의 열적 불균형으로 인해 정밀한 가공을 어렵게 하는 요인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정전척 내부를 유동하는 냉각 매체에 의해 정전척의 전체 영역 온도 편차가 작아지도록 구성되는 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척은 웨이퍼를 지지하기 위한 정전척으로서, 웨이퍼에 정전기력을 작용하기 위한 정전기발생부와, 상기 정전기발생부를 지지하면서 내부에 냉각매체 유로가 형성되는 몸체부를 포함하며, 상기 몸체부에는 한 쌍의 냉각매체 유로가 인접하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 냉각매체 유로는 동심원적인 나선형으로 형성된다.
여기서, 상기 냉각매체 유로의 단부에 냉각매체 공급부와 냉각매체 배출부가 나란히 형성된다.
또한, 상기 냉각매체 유로의 타단부에 냉각매체 배출부와 냉각매체 공급부가 나란히 형성된다.
본 발명에 의해, 정전척 내부를 유동하는 냉각 매체에 의해 정전척의 전체 영역 온도 편차가 작아지므로, 정전척 상에 지지되는 웨이퍼의 전체 영역 온도 편차 역시 작아진다.
첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 정전척의 구성도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 정전척과 냉각장치의 구성도이며,
도 3 은 상기 정전척에 포함되는 몸체부와 냉각장치의 사시도이며,
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 몸체부의 사시도이며,
도 5 는 또 다른 실시예에 따른 몸체부의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 정전척과 냉각장치의 구성도이며, 도 3 은 상기 정전척에 포함되는 몸체부와 냉각장치의 사시도이며, 도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 몸체부의 사시도이며, 도 5 는 또 다른 실시예에 따른 몸체부의 사시도이다.
도 2 와 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척은 웨이퍼를 지지하기 위한 정전척으로서, 웨이퍼에 정전기력을 작용하기 위한 정전기발생부(10)와, 상기 정전기발생부(10)를 지지하면서 내부에 냉각매체 유로(22, 24)가 형성되는 몸체부(20)를 포함하며, 상기 몸체부(20)에는 한 쌍의 냉각매체 유로(22, 24)가 인접하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 정전기발생부(10)는 그 상부 표면에 공정처리 대상인 웨이퍼(100)가 안착되며, 상기 정전기발생부(10)에 의해 작용되는 정전기력에 의해 웨이퍼(100)의 위치가 고정된다.
상기 정전기발생부(10)는 전력을 공급함으로써 정전기를 발생시키는 도전체(12)와 상기 도전체(12)를 감싸주는 유전체층을 포함하여 구성된다.
상기 몸체부(20)는 알루미늄, 스테인레스 강 또는 이들의 합금 재질로 이루어지며, 상기 몸체부(20) 내부에는 냉각매체가 유동될 수 있는 유로(22, 24)가 형성된다.
상기 몸체부(20) 내부의 유로(22, 24)에는 냉각매체 순환관(32, 34, 36, 38)들이 연결 설치되고, 냉각매체 공급장치(40, 칠러: Chiller)를 통해 상기 몸체부(20)로 냉각매체를 순환 공급한다.
그리하여, 상기 냉각매체와 몸체부(20) 간의 열교환에 의해 정전척의 냉각이 이루어진다.
여기서, 상기 몸체부(20) 내에 형성되는 유로(22, 24)는 제 1 유로(22)와 제 2 유로(24)가 한 쌍 나란히 형성된다.
비록, 도 3 에서는 상기 유로(22, 24)가 동심원적인 나선형으로 형성되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4 및 5 에서와 같이 지그재그 형태 또는 동심원적 사각형상 등으로 형성될 수 있다.
도 3 에서, 상기 제 1 유로(22)와 제 2 유로(24)의 단부에는 냉각매체 공급부(21, 23)와 냉각매체 배출부(25, 27)가 인접하여 나란히 설치된다.
그리하여, 제 1 유로(22)의 냉각매체 공급부(21)에 냉각매체 공급관(32)이 연결되어, 상기 냉각매체 공급장치(40)로부터 냉각매체를 공급하도록 구성된다.
상기 제 1 유로(22)의 냉각매체 공급부(21)로 공급된 냉각매체는 상기 제 1 유로(22)를 유동하여 타단부의 냉각매체 배출부(27)로 배출된다.
상기 냉각매체 배출부(27)로 배출된 냉각매체는 냉각매체 순환관(38)을 통해 상기 냉각매체 공급장치(40)로 회수된다.
또한, 상기 제 1 유로(22)의 냉각매체 배출부(27)에 인접하여 제 2 유로(24)의 냉각매체 공급부(23)가 형성되며, 상기 제 2 유로의 냉각매체 공급부(23)에는 냉각매체 순환관(36)이 연결되어 상기 냉각매체 공급장치(40)로부터 냉각매체를 공급한다.
상기 제 2 유로의 냉각매체 공급부(23)로 공급된 냉각매체는 제 2 유로(24)를 통해 유동되어 냉각매체 배출부(25)를 통해 배출된다.
상기 제 2 유로의 냉각매체 배출부(25)로 배출된 냉각매체는 냉각매체 순환관(34)을 통해 상기 냉각매체 공급장치(40)로 회수된다.
상기와 같이, 제 1 유로(22)와 제 2 유로(24)가 나란히 형성된 상태에서, 냉각매체가 서로 반대 방향으로 대향 유동되도록 구성됨으로써, 정전척의 전체 영역온도 편차가 최소화될 수 있다.
즉, 상기 냉각매체 공급장치(40)로부터 공급되는 냉각매체는 최초 저온의 상태로 상기 정전척으로 유입되며, 상기 정전척과의 접촉에 의한 열교환 방식으로 정전척을 냉각한다.
상기 정전척으로부터 열을 전달받아 온도가 상승된 냉각매체는 상기 정전척으로부터 배출되는데, 상기와 같은 열전달에 의해 최초 정전척으로 유입되는 냉각매체와 정전척으로부터 최종 배출되는 냉각매체의 온도는 서로 다르게 되며, 냉각매체가 정전척 내부를 유동하는 과정에서 온도가 상승된다.
그런데, 본 발명에서와 같이 제 1 유로(22)를 유동하는 냉각매체와 제 2 유로(24)를 유동하는 냉각매체가 서로 반대 방향으로 대향 유동되도록 함으로써, 상기 제 1 유로(22)로 유입되는 냉각매체와 제 2 유로(24)로부터 배출되는 냉각매체가 인접한 위치에서 유동된다.
또한, 제 1 유로(22)로부터 배출되는 냉각매체와 제 2 유로(24)로 유입되는 냉각매체 역시 인접한 위치에서 유동된다.
따라서, 상기와 같이 나란히 형성되는 제 1 유로(22)와 제 2 유로(24)를 통해 냉각매체를 반대 방향으로 대향 유동시킴으로써, 상기 제 1 유로(22) 유동 중에 전달되는 열의 양과 제 2 유로(24) 유동 중에 전달되는 열의 양이 서로 오프셋되도록 함으로써, 유입부(21, 23)와 유출부(23, 25)를 포함하여 상기 두 유로(22, 24) 전체 영역을 통해 보다 균일한 온도 분포가 될 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
10: 정전기발생부
20: 몸체부
32, 34, 36, 38: 유입관, 배출관
40: 냉각매체 공급장치

Claims (4)

  1. 웨이퍼를 지지하기 위한 정전척으로서,
    웨이퍼에 정전기력을 작용하기 위한 정전기발생부와;
    상기 정전기발생부를 지지하면서 내부에 냉각매체 유로가 형성되는 몸체부를 포함하며,
    상기 몸체부에는 한 쌍의 냉각매체 유로가 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 냉각매체 유로는 동심원적인 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각매체 유로의 단부에 냉각매체 공급부와 냉각매체 배출부가 나란히 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각매체 유로의 타단부에 냉각매체 배출부와 냉각매체 공급부가 나란히 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 균일도가 향상되도록 구성되는 정전척.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200115193A (ko) * 2019-03-26 2020-10-07 엔지케이 인슐레이터 엘티디 웨이퍼 배치 장치
US11404293B2 (en) 2019-07-18 2022-08-02 Semes Co., Ltd. Cooling unit and substrate treating apparatus including the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200115193A (ko) * 2019-03-26 2020-10-07 엔지케이 인슐레이터 엘티디 웨이퍼 배치 장치
CN111755375A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 日本碍子株式会社 晶片载置装置
US11887873B2 (en) 2019-03-26 2024-01-30 Ngk Insulators, Ltd. Wafer placement apparatus
US11404293B2 (en) 2019-07-18 2022-08-02 Semes Co., Ltd. Cooling unit and substrate treating apparatus including the same

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