KR20170113560A - 정전 척 장치 및 반도체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

냉각 베이스부와 플라즈마가 도통하기 어렵고, 또한 정전 척부와 냉각 베이스부 사이의 열전달률을 보다 균일하게 제어할 수 있는 정전 척 장치 및 반도체 제조 장치를 제공하는 것에 있다. 정전 척 장치(1)의 정전 척부(20)는, 척부 관통 구멍(32)의 개구의 주위를 둘러싸는 정전 척부 내측 주위면(26)과, 정전 척부 내측 주위면(26)을 둘러싸는 정전 척부 외측 주위면(28)을 갖는다. 절연 애자(70)는, 정전 척부(20)측에 개구를 갖는 애자 관통 구멍(71)이 형성된 절연 애자 본체(79)와, 절연 애자 내측 단면(72)과, 정전 척부 외측 주위면(28)에 대향하도록, 절연 애자 외측 단면(74)을 갖는다. 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26)이 접촉하거나, 또는 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26) 사이의 간극에 접착층(50) 또는 내플라즈마성 접착제층(90)이 연장된다. 내플라즈마성 접착제층(90)은, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이에 형성되어 있다.

Description

정전 척 장치 및 반도체 제조 장치
본 발명은 정전 척 장치 및 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
플라즈마 에칭 장치, 플라즈마 CVD 장치 등의 플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치는, 웨이퍼와 같은 판 형상 시료를 고정하는 정전 척 장치와, 고정된 판 형상 시료에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 조사 기구를 구비한다.
정전 척 장치는, 판 형상 시료가 재치(載置)되는 재치면을 갖는 정전 척부와 정전 척부를 냉각하는 냉각 베이스부가 접착하도록, 정전 척부와 냉각 베이스부 사이에 접착층이 형성되어 있다. 또, 정전 척 장치는, 정전 척부, 접착층, 및 냉각 베이스부를 관통하는 복수의 관통 구멍을 갖고 있다.
또, 판 형상 시료를 정전 척부에 재치하고 있지 않은 상태에서, 플라즈마 조사 기구를 작동시키는 경우가 있고, 이와 같은 경우에도, 플라즈마 조사 기구로부터의 플라즈마(라디칼)가 관통 구멍에 침입해 오는 경우가 있다.
관통 구멍에 있어서의 정전 척부와 냉각 베이스부 사이의 접착층은, 관통 구멍에 침입한 플라즈마에 노출되게 되어, 접착층의 조성 성분이 손상 등을 받으므로, 접착층의 소모나 접착 고도의 열화를 발생시킬 우려가 있다. 접착층이 열화되면, 정전 척부와 냉각 베이스부 사이의 열전달률을 균일하게 제어하는 것이 어려워진다. 또, 플라즈마와 냉각 베이스부가 도통하여 절연 파괴를 일으키는 경우가 있다.
특허문헌 1에는, 이와 같은 열화를 방지하는 방법으로서, 관통 구멍에 통 형상의 슬리브를 배치하여, 정전 척부와 냉각 베이스부 사이의 접착층이 직접 노출되는 것을 방지하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 고품질의 판 형상 시료를 제조하기 위하여, 정전 척부와 냉각 베이스부 사이의 열전달률을 보다 균일하게 제어할 수 있는 정전 척 장치가 요구되고 있다.
WO2013/118781호
본 발명의 과제는, 상기 사정에 대처하여 이루어진 것이며, 플라즈마와 냉각 베이스부가 도통하기 어렵고, 또한 정전 척부와 냉각 베이스부 사이의 열전달률을 보다 균일하게 제어할 수 있는 정전 척 장치 및 반도체 제조 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 행한 결과, 이하의 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명에 관한 제1 정전 척 장치는, 판 형상 시료가 재치되는 재치면을 갖는 정전 척부와, 상기 정전 척부를 냉각하는 냉각 베이스부와, 상기 정전 척부와 상기 냉각 베이스부가 접착하도록, 상기 정전 척부와 상기 냉각 베이스부 사이에 형성된 접착층과, 상기 정전 척부를 관통하는 척부 관통 구멍과 상기 척부 관통 구멍에 연통하도록 상기 냉각 베이스부를 관통하는 상기 척부 관통 구멍보다 직경이 큰 베이스부 관통 구멍을 갖는 관통 구멍과, 상기 베이스부 관통 구멍 내에 마련된 절연 애자를 구비한다.
상기 정전 척부는, 상기 정전 척부의 상기 냉각 베이스부측에 있어서의 상기 척부 관통 구멍의 개구의 주위를 둘러싸는 정전 척부 내측 주위면과, 상기 정전 척부의 상기 냉각 베이스부측에 있어서의 상기 정전 척부 내측 주위면을 둘러싸는 정전 척부 외측 주위면을 갖는다. 상기 냉각 베이스부의 상기 베이스부 관통 구멍의 상기 정전 척부측에는, 냉각 베이스 오목부가 형성되어 있다. 상기 절연 애자는, 상기 정전 척부측에 개구를 갖는 애자 관통 구멍이 형성된 내측 절연 애자와, 상기 내측 절연 애자를 둘러싸는 외측 절연 애자를 갖는다. 상기 관통 구멍으로부터 들어간 플라즈마의 침입을 저지하도록, 상기 내측 절연 애자와 상기 정전 척부 내측 주위면을 접촉시키거나 또는 상기 내측 절연 애자와 상기 정전 척부 내측 주위면 사이의 간극에 상기 접착층을 연장시켜, 상기 절연 애자의 상기 정전 척부측에 형성된 절연 애자 내측 단면(端面)과, 상기 정전 척부 외측 주위면에 대향하도록, 상기 절연 애자의 상기 정전 척부측에 형성된 절연 애자 외측 단면을 갖는다. 상기 외측 절연 애자의 상기 정전 척부와는 반대측은, 상기 냉각 베이스 오목부 내에 있다.
제1 정전 척 장치는, 상기 정전 척부 외측 주위면과 상기 절연 애자 외측 단면 사이에 배치된 내플라즈마성 접착제층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 제2 정전 척 장치는, 판 형상 시료가 재치되는 재치면을 갖는 정전 척부와, 상기 정전 척부를 냉각하는 냉각 베이스부와, 상기 정전 척부와 상기 냉각 베이스부가 접착하도록, 상기 정전 척부와 상기 냉각 베이스부 사이에 형성된 접착층과, 상기 정전 척부를 관통하는 척부 관통 구멍과 상기 척부 관통 구멍에 연통하도록 상기 냉각 베이스부를 관통하는 상기 척부 관통 구멍보다 직경이 큰 베이스부 관통 구멍을 갖는 관통 구멍과, 상기 베이스부 관통 구멍 내에 마련된 절연 애자와, 상기 절연 애자와 상기 정전 척부 사이에 배치된 내플라즈마성 접착제층을 구비한다. 상기 정전 척부는, 상기 정전 척부의 상기 냉각 베이스부측에 있어서의 상기 척부 관통 구멍의 개구의 주위를 둘러싸는 정전 척부 내측 주위면과, 상기 정전 척부의 상기 냉각 베이스부측에 있어서의 상기 정전 척부 내측 주위면을 둘러싸는 정전 척부 외측 주위면을 갖는다. 상기 절연 애자는, 상기 정전 척부측에 개구를 갖는 애자 관통 구멍이 형성된 절연 애자 본체와, 상기 절연 애자 본체의 상기 정전 척부측에 형성된 절연 애자 내측 단면과, 상기 정전 척부 외측 주위면에 대향하도록, 상기 절연 애자 본체의 상기 정전 척부측에 형성된 절연 애자 외측 단면을 갖는다. 상기 관통 구멍으로부터 들어간 플라즈마의 침입을 저지하도록, 상기 절연 애자 내측 단면과 상기 정전 척부 내측 주위면이 접촉하거나, 또는 상기 절연 애자 내측 단면과 상기 정전 척부 내측 주위면 사이의 간극에 상기 접착층 또는 상기 내플라즈마성 접착제층이 연장된다. 상기 내플라즈마성 접착제층은, 상기 정전 척부 외측 주위면과 상기 절연 애자 외측 단면 사이에 형성되어 있다.
상기 내플라즈마성 접착제층은, 상기 정전 척부 외측 주위면과 상기 절연 애자 외측 단면 사이로부터 상기 절연 애자의 외주 측면과 상기 냉각 베이스부 사이에 연장되어 있어도 된다.
상기 정전 척부에는, 상기 냉각 베이스부측에 정전 척부 오목부가 형성되고, 상기 정전 척부 내측 주위면 및 상기 정전 척부 외측 주위면은, 상기 정전 척부 오목부의 바닥면으로 되어 있어도 된다.
상기 냉각 베이스부측의 상기 정전 척부에는, 정전 척부 오목부가 형성되고, 상기 정전 척부 내측 주위면은, 상기 정전 척부 오목부의 바닥면이 되며, 상기 정전 척부 외측 주위면은, 상기 정전 척부 오목부의 개구의 주위로 되어 있어도 된다.
상기 냉각 베이스부는, 상기 정전 척부측에 냉각 베이스 오목부를 갖고, 상기 절연 애자의 상기 정전 척부와는 반대측의 절연 애자 단부에는, 절연 애자 오목부를 가지며, 상기 절연 애자의 상기 정전 척부와는 반대측은, 상기 냉각 베이스 오목부 내에 있고, 당해 정전 척 장치는, 상기 절연 애자의 상기 정전 척부와는 반대측에 배치된 하측 절연 애자와, 상기 절연 애자와 상기 하측 절연 애자 사이에 형성된 하측 내플라즈마성 접착제층을 더 구비하며, 상기 하측 절연 애자는, 상기 애자 관통 구멍에 연통하여 상기 애자 관통 구멍의 개구의 주위를 둘러싸는 하측 애자 관통 구멍을 갖는 하측 절연 애자 본체와, 상기 절연 애자 오목부의 바닥면에 접촉하도록, 상기 하측 절연 애자 본체의 상기 정전 척부측에 형성된 하측 절연 애자 내측 단면과, 상기 절연 애자 단부의 단면에 대향하도록, 상기 하측 절연 애자 본체의 상기 정전 척부측에 형성된 하측 절연 애자 외측 단면을 갖고, 상기 하측 내플라즈마성 접착제층은, 상기 절연 애자 단부의 단면과 상기 하측 절연 애자 외측 단면 사이에 형성되어 있어도 된다.
상기 절연 애자는, 상기 애자 관통 구멍이 형성된 내측 절연 애자와, 상기 내측 절연 애자를 둘러싸는 외측 절연 애자를 갖고, 상기 절연 애자 내측 단면은, 상기 내측 절연 애자의 상기 정전 척부측의 단면과, 상기 외측 절연 애자의 상기 정전 척부측의 단면으로 형성되며, 상기 내플라즈마성 접착제층은, 상기 정전 척부 외측 주위면과 상기 절연 애자 외측 단면 사이로부터, 상기 외측 절연 애자의 상기 정전 척부측의 단면을 통하여, 상기 내측 절연 애자와 상기 외측 절연 애자 사이에 연장되어 있어도 된다.
상술한 제1 정전 척 장치 또는 제2 정전 척 장치를 구비한 반도체 제조 장치.
본 발명에 의하면, 관통 구멍으로부터 들어간 플라즈마의 침입을 저지하기 위하여, 내측 절연 애자와 정전 척부 내측 주위면을 접촉시키거나 또는 내측 절연 애자와 정전 척부 내측 주위면 사이의 간극에 접착층을 연장시켜, 절연 애자 본체의 정전 척부측에 형성된 절연 애자 내측 단면과, 정전 척부 외측 주위면에 대향하도록, 절연 애자 본체의 정전 척부측에 형성된 절연 애자 외측 단면을 갖는다. 이로 인하여, 플라즈마에 의한 접착층의 열화를 억제할 수 있으므로, 정전 척부와 냉각 베이스부 사이의 열전달률을 보다 균일하게 제어할 수 있는 정전 척 장치 및 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 관통 구멍 내, 특히 척부 관통 구멍으로부터 들어간 플라즈마의 침입을 저지하도록, 절연 애자 내측 단면과 정전 척부 내측 주위면이 접촉하거나, 또는 절연 애자 내측 단면과 정전 척부 내측 주위면 사이의 간극에 접착층 또는 내플라즈마성 접착제층이 연장되며, 내플라즈마성 접착제층은, 정전 척부 외측 주위면과 절연 애자 외측 단면 사이에 형성되어 있으므로, 관통 구멍으로부터 침입한 플라즈마는, 먼저, 절연 애자 내측 단면과 정전 척부 내측 주위면 사이의 좁은 간극에서 침입이 저지되고, 이어서 정전 척부 외측 주위면과 절연 애자 외측 단면 사이에 형성되어 있는 내플라즈마성 접착제층에서 저지된다. 이로 인하여, 플라즈마에 의한 접착층의 열화를 억제할 수 있으므로, 정전 척부와 냉각 베이스부 사이의 열전달률을 보다 균일하게 제어할 수 있음과 함께, 플라즈마와 냉각 베이스부가 단락(短絡)하는 것에 의한 절연 파괴를 저지할 수 있는 정전 척 장치 및 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시형태의 정전 척 장치의 부분 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 정전 척 장치의 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명에 관한 제2 실시형태의 정전 척 장치의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 제3 실시형태의 정전 척 장치의 부분 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 정전 척 장치의 단면 사시도이다.
도 6은 본 발명에 관한 제4 실시형태의 정전 척 장치의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명에 관한 제5 실시형태의 정전 척 장치의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명에 관한 제6 실시형태의 정전 척 장치의 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명에 관한 제7 실시형태의 정전 척 장치의 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명에 관한 제8 실시형태의 정전 척 장치의 부분 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 제1 본 발명에 관한 정전 척 장치(10, 11)를 설명한다. 또, 공지의 기술을 조합하면, 정전 척 장치(10, 11)를 구비한 반도체 제조 장치를 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
먼저 제1 발명에 관하여, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 관한 제1 실시형태의 정전 척 장치(10)를 설명한다.
정전 척 장치(10)는, 정전 척부(20)와, 냉각 베이스부(60)와, 접착층(50)과, 관통 구멍(30)과, 절연 애자(700)를 구비한다.
정전 척부(20)는, 판 형상 시료가 재치되는 면을 일주면(一主面)(22)으로 하고, 일주면(22)과는 반대측의 면을 타주면(他主面)(24)으로 하는 판 형상 부재이다.
정전 척부(20)는 세라믹스로 형성되어 있다. 정전 척부(20)는, 도시는 하지 않지만, 재치판과, 지지판과, 정전 흡착용 내부 전극과, 절연재층을 갖는다.
일주면(22)은 판 형상 시료가 재치되는 재치면이다.
타주면(24)에는, 후술하는 정전 척부 내측 주위면(26) 및 정전 척부 외측 주위면(28)이 있다. 후술하는 바와 같이, 정전 척부(20)에는, 일주면(22) 및 타주면(24)의 각각에 개구하도록, 정전 척부(20)를 관통하는 척부 관통 구멍(32)이 형성되어 있다. 척부 관통 구멍(32)의 양 단은, 각각 일주면(22) 및 타주면(24)에 개구하고 있다.
정전 척부(20)는, 정전 척부 내측 주위면(26)과, 정전 척부 외측 주위면(28)과, 정전 척부 최외측 주위면(29)을 갖는다.
정전 척부 내측 주위면(26)은, 정전 척부(20)의 냉각 베이스부(60)측에 있어서의 척부 관통 구멍(32)의 개구의 주위를 둘러싸고 있다.
정전 척부 외측 주위면(28)은, 정전 척부(20)의 냉각 베이스부(60)측에 있어서의 정전 척부 내측 주위면(26)을 둘러싸고 있다.
정전 척부 최외측 주위면(29)은, 정전 척부(20)의 냉각 베이스부(60)측에 있어서의 정전 척부 외측 주위면(28)을 둘러싸고 있다.
정전 척부 내측 주위면(26), 정전 척부 외측 주위면(28) 및 정전 척부 최외측 주위면(29)은, 모두 타주면(24)의 일부이다.
냉각 베이스부(60)는 정전 척부(20)를 냉각하는 부재이다. 냉각 베이스부(60)는, 상면(62) 및 하면(64)을 갖는 두께가 있는 원판 형상의 부재이다. 냉각 베이스부(60)에는 후술하는 베이스부 관통 구멍(34)이 형성되어 있다. 냉각 베이스부(60)는, 도시하지 않은 냉각용 관통 구멍과 냉각용 유로를 갖는다. 물 또는 불소계 냉매 등의 냉각 매체가 냉각용 유로를 순환하도록, 냉각용 유로는 냉각용 관통 구멍의 내부에 형성되어 있다.
소정의 온도 및 유량의 냉각 매체가 냉각용 유로를 흐름으로써, 냉각 베이스부(60)의 온도가 조정되고, 나아가서는 정전 척부(20)의 온도가 원하는 온도로 조정된다. 냉각 베이스부(60)를 구성하는 재료는, 열전도성, 도전성 및 가공성이 우수한 금속, 또는 이들 금속을 포함하는 복합재인 것이 바람직하고, 알루미늄 또는 타이타늄으로 형성되어 있는 것이 더 바람직하다.
냉각 베이스부(60)는, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 있어서, 냉각 베이스 오목부(65)를 더 갖는다. 냉각 베이스 오목부(65)는, 베이스부 관통 구멍(34)의 정전 척부(20)측의 개구가 넓어지도록, 냉각 베이스부(60)의 정전 척부(20)측에 형성되어 있다.
접착층(50)은, 정전 척부(20)의 타주면(24)과 냉각 베이스부(60)의 상면(62)사이에 형성되어, 정전 척부(20)와 냉각 베이스부(60)를 접착시키고 있다. 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 있어서, 접착층(50)은, 후술하는 외측 절연 애자(700b)를 넘어, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이의 간극까지 연장되어 있다.
접착층(50)은 탄성 재료를 조성물로 하고 있으므로, 접착층(50)은 온도 변화에 따른 정전 척부(20)의 온도 변위와 냉각 베이스부(60)의 온도 변위의 차에 의한 열응력을 완화시키는 작용을 갖는다.
접착층(50)은, 예를 들면 실리콘계 수지 조성물을 가열 경화한 경화체 또는 아크릴 수지로 형성되고, 열전도성 등의 특성을 향상시키기 위하여 세라믹스 등의 필러를 첨가하고 있는 것을 사용해도 된다. 또한, 필러가 접착층(50)에 첨가되면, 접착층(50)의 열전달률은 변화한다.
관통 구멍(30)은, 척부 관통 구멍(32)과 베이스부 관통 구멍(34)을 갖는다.
척부 관통 구멍(32)은 정전 척부(20)를 관통하는 관통 구멍이다. 척부 관통 구멍(32)의 양 단은, 각각 일주면(22) 및 타주면(24)에 개구하고 있다.
베이스부 관통 구멍(34)은 냉각 베이스부(60)를 관통하는 관통 구멍이다. 베이스부 관통 구멍(34)의 양 단은, 각각 상면(62) 및 하면(64)에 개구하고 있다. 베이스부 관통 구멍(34)은, 척부 관통 구멍(32)에 연통하고 있다. 베이스부 관통 구멍(34)은 원기둥 측면 형상을 갖는다. 타주면(24)에 있어서의 척부 관통 구멍(32)의 개구의 주위면이 베이스부 관통 구멍(34)으로부터 노출되도록, 베이스부 관통 구멍(34)은 척부 관통 구멍(32)보다 직경이 큰 것으로 한다.
절연 애자(700)는, 내측 절연 애자(700a)와, 내측 절연 애자(700a)를 둘러싸는 외측 절연 애자(700b)를 갖는다. 내측 절연 애자(700a)는, 원기둥 측면 형상의 절연 애자 본체(79)와, 외주 측면(78)과, 애자 관통 구멍(71)과, 애자 관통 구멍(71)을 둘러싸는 절연 애자 내측 단면(72)과, 절연 애자 내측 단면(72)을 둘러싸는 절연 애자 외측 단면(74)을 갖는다. 내측 절연 애자(700a)는, 전기 절연성, 내후성, 기계적인 강도 등이 높은 재료로 형성된다.
외주 측면(78)은 절연 애자 본체(79)의 측면이다. 외주 측면(78)이 베이스부 관통 구멍(34)에 밀접하도록, 외주 측면(78)은 외주 측면(78)의 원기둥 측면 형상과 동일한 형상을 갖는다. 외주 측면(78)이 베이스부 관통 구멍(34)에 밀접하도록, 절연 애자(700)는 베이스부 관통 구멍(34) 내에 마련되어 있다.
내측 절연 애자(700a)는, 절연 애자 내측 단면(72)과, 절연 애자 외측 단면(74)을 갖는다. 절연 애자 내측 단면(72)은, 정전 척부 내측 주위면(26)에 접촉하거나 또는 내측 절연 애자(700a)와 정전 척부(20) 사이의 간극에 접착층(50)이 연장되도록, 또한 정전 척부 내측 주위면(26)과 대향하도록, 절연 애자 본체(79)의 정전 척부(20)측에 형성되어 있다. 절연 애자 외측 단면(74)은, 정전 척부 외측 주위면(28)에 대향하도록, 절연 애자 본체(79)의 정전 척부(20)측에 형성되어 있다.
외측 절연 애자(700b)는, 정전 척부 최외측 주위면(29)에 대향하도록, 절연 애자 본체(79)의 정전 척부(20)측에 형성된 상면(709a)을 갖는다. 외측 절연 애자(700b)는, 링 형상을 갖고, 내측 절연 애자(700a)를 둘러싼다. 외측 절연 애자(700b)의 상면(709a)은, 절연 애자 외측 단면(74)과 대략 동일한 위치에 있다. 외측 절연 애자(700b)의 정전 척부(20)와는 반대측은, 냉각 베이스 오목부(65) 내에 있다.
애자 관통 구멍(71)은, 절연 애자 본체(79)의 원기둥의 축방향으로 뻗어 있고, 척부 관통 구멍(32)에 연통하도록, 한쪽이 정전 척부(20)측에 개구를 갖는 관통 구멍이다.
절연 애자 내측 단면(72)은, 절연 애자 본체(79)의 정전 척부(20)측의 단면 중, 애자 관통 구멍(71)을 둘러싸는 링 형상의 단면이다.
절연 애자 외측 단면(74)은, 절연 애자 내측 단면(72)을 둘러싸는 링 형상의 단면이다.
절연 애자 외측 단면(74)은, 절연 애자 본체(79)의 원기둥의 축방향에 있어서, 정전 척부(20)로부터 절연 애자 내측 단면(72)보다 떨어져 있다. 즉, 절연 애자(700)의 정전 척부(20)측의 단부는, 애자 관통 구멍(71)의 주위가 그 주위보다 높은 볼록 형상을 갖는다.
척부 관통 구멍(32)으로부터 침입한 플라즈마가 접착층(50)을 침식하지 않도록, 정전 척부 내측 주위면(26)과, 절연 애자 내측 단면(72)은, 서로 접촉하도록 대향하고 있다.
또한, 정전 척부 내측 주위면(26)과 절연 애자 내측 단면(72) 사이에는, 척부 관통 구멍(32)으로부터 침입한 플라즈마가 접착층(50)에 침식하지 않을 정도의 간극은 있어도 되고, 접착층(80)이 마련되어 있어도 된다. 접착층(80)은, 접착층(50)과 동일해도 되고, 내플라즈마성 접착제층(90)과 동일해도 된다.
정전 척부 외측 주위면(28)과, 절연 애자 본체(79)의 정전 척부(20)측에 형성된 절연 애자 외측 단면(74)은, 소정의 간격을 두고 대향하고 있다.
정전 척 장치(10)에 의하면, 관통 구멍(30)으로부터 들어간 플라즈마의 침입을 저지하도록, 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26)이 접촉하고 있다. 이로 인하여, 척부 관통 구멍(32)으로부터 침입한 플라즈마는, 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26) 사이의 좁은 간극에서 침입이 저지된다.
또, 정전 척부 내측 주위면(26)과 절연 애자 내측 단면(72) 사이로부터 냉각 베이스부(60)의 상면(62)까지의 거리를 길게 할 수 있으므로, 침입해 오는 플라즈마가 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26) 사이의 좁은 간극을 통과하여 베이스부(60)의 상면(62)으로의 도달은 어려워, 절연 파괴를 저지할 수 있다.
또, 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26) 사이의 간극이 좁으므로, 척부 관통 구멍(32)으로부터 침입해 오는 플라즈마에 의한 접착층(50)의 열화를 억제할 수 있으므로, 정전 척부(20)와 냉각 베이스부(60) 사이의 열전달률을 보다 균일하게 제어할 수 있다.
또, 내측 절연 애자(700a)의 외측을 둘러싸는 외측 절연 애자(700b)를 구비하고 있으므로, 연면 거리를 길게 할 수 있다. 또한, 척부 관통 구멍(32)으로부터 정전 척부(20)의 타주면(24)이나 냉각 베이스부(60)의 상면(62)이 확산하는 방향(도 1의 지면(紙面)에 있어서 좌우, 전후 방향)에 있어서의, 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26)이 대향하고 있는 범위의 거리를, 정전 척부 최외측 주위면(29)과 절연 애자 본체(79)의 상면(709a)이 대향하고 있는 범위의 거리와는 별도로 설정할 수 있다.
다음으로, 제2 발명에 관하여, 도 3을 참조하여, 본 발명에 관한 제2 실시형태의 정전 척 장치(11)를 설명한다.
정전 척 장치(11)는, 내플라즈마성 접착제층(90)을 더 구비하는 것 이외에는, 정전 척 장치(10)와 동일하다.
내플라즈마성 접착제층(90)은, 링 형상 접착제부(92)를 갖는다. 링 형상 접착제부(92)는, 척부 관통 구멍(32)으로부터 침입한 플라즈마가 접착층(50)에 침식하지 않도록, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이에 형성되어 있다.
내플라즈마성 접착제층(90)은, 예를 들면 아크릴계, 불소계의 접착제이다.
정전 척 장치(11)에 의하면, 내플라즈마성 접착제층(90)은, 링 형상 접착제부(92)를 가지므로, 내플라즈마성 접착제층(90)이 관통 구멍(30)으로부터의 플라즈마의 침입을 저지하므로, 접착층(50)의 열화를 보다 억제할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 제2 본 발명에 관한 정전 척 장치(1~6)(제3~8 실시형태)를 설명한다. 또, 공지의 기술을 조합하면, 정전 척 장치(1~6)를 구비한 반도체 제조 장치를 얻을 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명에 관한 제3 실시형태의 정전 척 장치(1)를 설명한다.
정전 척 장치(1)는, 정전 척부(20)와, 냉각 베이스부(60)와, 접착층(50)과, 관통 구멍(30)과, 절연 애자(70)와, 내플라즈마성 접착제층(90)을 구비한다.
접착층(50)은, 정전 척부(20)의 타주면(24)과 냉각 베이스부(60)의 상면(62) 사이에 형성되어, 정전 척부(20)와 냉각 베이스부(60)를 접착시키고 있다.
베이스부 관통 구멍(34)은, 정전 척부 내측 주위면(26) 및 정전 척부 외측 주위면(28)이 베이스부 관통 구멍(34)으로부터 노출되도록, 척부 관통 구멍(32)보다 직경이 크다.
절연 애자(70)는, 제1 및 제2 실시형태에 있어서의 절연 애자(70) 중, 내측 절연 애자(700a)이며, 외측 절연 애자(700b)는 갖지 않는다. 따라서, 제3 실시형태에서 제8 실시형태에 있어서의 절연 애자(70)는, 제1 및 제2 실시형태에 있어서의 내측 절연 애자(700a)와 동일하다.
절연 애자 내측 단면(72)은, 절연 애자 본체(79)의 정전 척부(20)측의 단면 중, 애자 관통 구멍(71)의 주위를 둘러싸는 링 형상의 단면이다.
절연 애자 외측 단면(74)은, 절연 애자 내측 단면(72)을 둘러싸는 링 형상의 단면이다.
절연 애자 외측 단면(74)은, 절연 애자 본체(79)의 원기둥의 축방향에 있어서, 정전 척부(20)로부터 절연 애자 내측 단면(72)보다 떨어져 있다. 즉, 절연 애자(70)의 정전 척부(20)측의 단부는, 애자 관통 구멍(71)의 주위가 그 주위보다 높은 볼록 형상을 갖는다.
척부 관통 구멍(32)으로부터 침입한 플라즈마가 접착층(50)에 침식하지 않도록, 정전 척부 내측 주위면(26)과 절연 애자 내측 단면(72)은, 접촉하도록 서로 대향하고 있다.
또한, 정전 척부 내측 주위면(26)과 절연 애자 내측 단면(72) 사이에는, 척부 관통 구멍(32)으로부터 침입한 플라즈마가 접착층(50)에 도달하지 않을 정도의 간극을 마련해도 되고, 척부 관통 구멍(32)으로부터 침입한 플라즈마가 접착층(50)에 침식하지 않도록, 접착층(80)을 마련해도 된다. 접착층(80)은, 접착층(50)과 동일해도 되고, 내플라즈마성 접착제층(90)과 동일해도 된다.
정전 척부 외측 주위면(28)과, 절연 애자 본체(79)의 정전 척부(20)측에 형성된 절연 애자 외측 단면(74)은, 소정의 간격을 두고 대향하고 있다.
내플라즈마성 접착제층(90)은, 링 형상 접착제부(92)를 갖는다. 링 형상 접착제부(92)는, 척부 관통 구멍(32)으로부터 침입한 플라즈마가 접착층(50)을 침식하지 않도록, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이에 형성되어 있다.
내플라즈마성 접착제층(90)은, 예를 들면 아크릴계, 불소계의 접착제이다.
정전 척 장치(1)에 의하면, 관통 구멍(30) 내, 특히 척부 관통 구멍(32)으로부터 들어간 플라즈마의 침입을 저지하도록, 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26)이 접촉하거나, 또는 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26) 사이의 간극에 접착층(80)이 형성되고, 또 내플라즈마성 접착제층(90)은, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이에 형성되어 있다. 이로 인하여, 관통 구멍(30)으로부터 침입한 플라즈마는, 먼저, 절연 애자 내측 단면(72)과 정전 척부 내측 주위면(26) 사이의 좁은 간극에서 침입이 저지되고, 이어서 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이에 형성되어 있는 내플라즈마성 접착제층(90)에서 저지된다. 따라서, 플라즈마에 의한 접착층(50)의 열화를 억제할 수 있으므로, 접착층(50)의 절연 파괴를 저지할 수 있고 또한 정전 척부(20)와 냉각 베이스부(60) 사이의 열전달률을 보다 균일하게 제어할 수 있음과 함께, 플라즈마와 냉각 베이스부가 단락하는 것에 의한 절연 파괴를 저지할 수 있다.
도 6을 참조하여, 본 발명에 관한 제4 실시형태의 정전 척 장치(2)를 설명한다.
정전 척 장치(2)는, 내플라즈마성 접착제층(90)의 형상이 다른 것, 절연 애자(70)는, 냉각 베이스부(60)의 베이스부 관통 구멍(34)보다 약간 소경의 외주 측면(78)을 갖는 것 이외에는, 정전 척 장치(1)와 동일하다.
내플라즈마성 접착제층(90)은, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이에 있는 링 형상 접착제부(92)와, 절연 애자(70)의 외주 측면(78)과 냉각 베이스부(60)의 베이스부 관통 구멍(34) 사이에 형성된 통 형상 접착제부(94)를 갖는다. 즉, 내플라즈마성 접착제층(90)은, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이로부터 절연 애자(70)의 외주 측면(78)과 냉각 베이스부(60)의 베이스부 관통 구멍(34) 사이에 연장되어 있다.
정전 척 장치(2)에 의하면, 내플라즈마성 접착제층(90)은, 통 형상 접착제부(94)를 가지므로, 내플라즈마성 접착제층(90)이 관통 구멍(30) 내, 특히 척부 관통 구멍(32)으로부터의 플라즈마의 침입을 저지하는 거리는, 통 형상 접착제부(94)의 두께만큼 길어지므로, 접착층(50)의 열화를 보다 억제할 수 있다.
또, 애자 관통 구멍(71)에 침입한 플라즈마(라디칼)가 절연 애자 본체(79)의 하면으로부터 외주 측면(78)과 절연 애자 본체(79) 사이를 통과하여 상면(62)을 향하여 침입하려고 해도, 절연 애자(70)의 외주 측면(78)과 베이스부 관통 구멍(34) 사이에 있는 통 형상 접착제부(94)가 그 침입을 저지할 수 있으므로, 플라즈마와 냉각 베이스부 사이의 단락에 의한 절연 파괴를 저지할 수 있다.
또, 절연 애자(70)의 외주 측면(78)과 베이스부 관통 구멍(34) 사이에 통 형상 접착제부(94)가 있으므로, 절연 애자(70)의 외주 측면(78)과 베이스부 관통 구멍(34) 사이의 치수 허용값을 크게 할 수 있다.
도 7을 참조하여, 본 발명에 관한 제5 실시형태의 정전 척 장치(3)를 설명한다.
정전 척 장치(3)는, 정전 척부(20)에는, 냉각 베이스부(60)측에 정전 척부 오목부(23)가 형성되고, 정전 척부 내측 주위면(26) 및 정전 척부 외측 주위면(28)은, 정전 척부 오목부(23)의 바닥면으로 되어 있는 것 이외에는, 정전 척 장치(1)와 동일하다. 정전 척부 오목부(23)의 바닥면, 정전 척부 내측 주위면(26) 및 정전 척부 외측 주위면(28)은, 모두 정전 척부(20)의 냉각 베이스부(60)측에 있다.
정전 척 장치(3)에 의하면, 관통 구멍(30), 특히 척부 관통 구멍(32)으로부터의 플라즈마가 침입해 오는 정전 척부 내측 주위면(26)과 절연 애자 내측 단면(72)의 간극은, 정전 척부 오목부(23)의 바닥면이 되고, 정전 척 장치(1)보다, 정전 척부 내측 주위면(26)과 절연 애자 내측 단면(72)의 간극으로부터 접착층(50)까지의 거리가 길어지므로, 접착층(50)의 열화를 보다 억제할 수 있다.
또, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74)의 거리가 가까우면, 내플라즈마성 접착제층(90)의 링 형상 접착제부(92)는, 정전 척부 오목부(23)와 절연 애자 외측 단면(74)으로 둘러싸인 단면이 중공 직사각형인 링 내에 형성된 것이 된다. 이로 인하여, 정전 척부 오목부(23)의 측면의 절연 애자(70)측의 일부와 외주 측면(78)의 정전 척부(20)측의 일부가 접촉하도록 겹쳐지고, 그 겹쳐진 부분에는 약간의 간극이 형성된다. 그리고, 그 간극에 의하여 플라즈마의 침입을 억제할 수 있으므로, 접착층(50)의 열화를 보다 억제할 수 있다.
도 8을 참조하여, 본 발명에 관한 제6 실시형태의 정전 척 장치(4)를 설명한다.
정전 척 장치(4)는, 이하의 점을 제외하고 정전 척 장치(1)와 동일하다.
냉각 베이스부(60)측의 정전 척부(20)에는, 정전 척부 오목부(23a)가 형성되어 있다. 정전 척부 내측 주위면(26)은, 정전 척부 오목부(23a)의 바닥면으로 된다. 정전 척부 외측 주위면(28)은, 정전 척부 오목부(23a)의 개구의 주위로 된다. 또한, 정전 척부 오목부(23a)의 바닥면, 정전 척부 내측 주위면(26) 및 정전 척부 외측 주위면(28)은, 모두 정전 척부(20)의 냉각 베이스부(60)측에 있다.
정전 척 장치(4)에 의하면, 관통 구멍(30), 특히 척부 관통 구멍(32)으로부터의 플라즈마가 침입해 오는 정전 척부 내측 주위면(26)과 절연 애자 내측 단면(72)의 간극은, 정전 척부 오목부(23a)의 바닥면이 되고, 정전 척 장치(1)보다, 정전 척부 내측 주위면(26)과 절연 애자 내측 단면(72)의 간극으로부터 접착층(50)까지의 거리가 길어지므로, 접착층(50)의 열화를 보다 억제할 수 있다.
도 9를 참조하여, 본 발명에 관한 제7 실시형태의 정전 척 장치(5)를 설명한다.
정전 척 장치(5)는, 이하의 점을 제외하고, 정전 척 장치(1) 또는 정전 척 장치(4)와 동일하다.
냉각 베이스부(60)는, 정전 척부(20)측에 냉각 베이스 오목부(61)를 갖는다.
냉각 베이스 오목부(61)는, 베이스부 관통 구멍(34)의 정전 척부(20)측의 개구를 넓히도록, 냉각 베이스부(60)의 정전 척부(20)측에 형성되어 있다. 베이스부 관통 구멍(34)은 냉각 베이스 오목부(61)의 측면(34a)과 하측 베이스부 관통 구멍(34b)으로 구성된다.
절연 애자(70)의 정전 척부(20)와는 반대측의 절연 애자 단부(75)에는, 절연 애자 오목부(75a)가 형성되어 있다. 절연 애자 단부(75)의 단면 중 절연 애자 오목부(75a)의 개구의 주위를 둘러싸고 있는 단면은, 절연 애자 하측 단면(75c)으로 된다.
애자 관통 구멍(71)의 정전 척부(20)와는 반대측은, 절연 애자 오목부(75a)의 바닥면(75b)에 개구하고 있다.
절연 애자(70)의 정전 척부(20)와는 반대측의 절연 애자 단부(75)는, 냉각 베이스 오목부(61) 내에 있다.
정전 척 장치(5)는, 하측 절연 애자(70a)와, 하측 내플라즈마성 접착제층(95)을 더 구비한다.
하측 절연 애자(70a)는, 절연 애자(70)의 정전 척부(20)와는 반대측에 배치되어 있다. 절연 애자(70)가 냉각 베이스 오목부(61) 내에 있으므로, 하측 절연 애자(70a)는, 하측 베이스부 관통 구멍(34b) 내에 배치된다.
하측 절연 애자(70a)는, 하측 절연 애자 본체(79a)와, 하측 절연 애자 내측 단면(72a)과, 하측 절연 애자 외측 단면(74a)을 갖는다.
하측 절연 애자 본체(79a)는, 애자 관통 구멍(71)에 연통하여 애자 관통 구멍(71)의 개구의 주위를 둘러싸는 하측 애자 관통 구멍(71a)을 갖는다.
하측 절연 애자 내측 단면(72a)은, 절연 애자 오목부(75a)의 바닥면(75b)에 접촉하도록, 하측 절연 애자 본체(79a)의 절연 애자(70)측에 형성되어 있다.
하측 절연 애자 외측 단면(74a)은, 절연 애자 하측 단면(75c)에 대향하도록, 하측 절연 애자 본체(79a)의 정전 척부(20)측에 형성되어 있다. 하측 절연 애자 외측 단면(74a)은, 하측 절연 애자 본체(79a)의 원기둥의 축방향에 있어서, 절연 애자(70)로부터 하측 절연 애자 내측 단면(72a)보다 떨어져 있다. 즉, 하측 절연 애자(70a)의 절연 애자(70)측의 단부는, 하측 애자 관통 구멍(71a)의 주위가 그 주위보다 높은 볼록 형상을 갖는다.
하측 절연 애자 내측 단면(72a)과 하측 절연 애자 외측 단면(74a) 사이에는, 볼록 형상부 측면(74c)이 형성되어 있다. 볼록 형상부 측면(74c)은, 절연 애자 오목부(75a)의 측면과 대향하고 있다.
하측 내플라즈마성 접착제층(95)은, 절연 애자(70)와 하측 절연 애자(70a) 사이에 형성되어 있다. 구체적으로는, 하측 내플라즈마성 접착제층(95)은, 절연 애자 단부(75)의 절연 애자 하측 단면(75c)과 하측 절연 애자 외측 단면(74a) 사이에 형성되어 있다. 또, 하측 내플라즈마성 접착제층(95)은, 절연 애자 단부(75)의 절연 애자 하측 단면(75c)과 하측 절연 애자 외측 단면(74a) 사이로부터 절연 애자 오목부(75a)의 측면과 하측 절연 애자(70a)의 볼록 형상부 측면(74c) 사이에 연장되어도 된다.
정전 척 장치(5)에 의하면, 절연 애자(70)와 하측 절연 애자(70a)를 구비하고 있으므로, 절연 애자(70)를 정전 척부(20)에 접착시키고, 이어서 절연 애자(70)가 냉각 베이스 오목부(61)에 들어가도록, 냉각 베이스부(60)를 정전 척부(20)에 접착시키며, 그 후, 하측 내플라즈마성 접착제층(95)을 형성한 하측 절연 애자(70a)를 하측 베이스부 관통 구멍(34b)에 넣는 것만으로, 정전 척 장치(5)를 간단하게 조립할 수 있다.
도 10을 참조하여, 본 발명에 관한 제8 실시형태의 정전 척 장치(6)를 설명한다.
정전 척 장치(6)는, 이하의 점을 제외하고, 정전 척 장치(1~3)와 동일하다.
절연 애자(70)는, 애자 관통 구멍(71b)이 형성된 내측 절연 애자(70b)와, 내측 절연 애자(70b)를 둘러싸는 외측 절연 애자(70c)를 갖는다. 절연 애자 내측 단면(72)은, 내측 절연 애자(70b)의 정전 척부(20)측의 단면(72b)과, 외측 절연 애자(70c)의 정전 척부(20)측의 단면(74b)으로 형성되어 있다.
내플라즈마성 접착제층(90)은, 링 형상 접착제부(92)와, 원통 측면 형상 접착부(96)를 갖는다. 원통 측면 형상 접착부(96)는, 내측 절연 애자(70b)의 측면(78b)과 외측 절연 애자(70c)의 내측면(79b) 사이에 있는 원통 측면 형상의 공간에 형성되고, 외측 절연 애자(70c)의 정전 척부(20)측의 단면(74b)과 타주면(24) 사이의 간극을 통하여, 링 형상 접착제부(92)에 연장되어 있다. 즉, 내플라즈마성 접착제층(90)은, 정전 척부 외측 주위면(28)과 절연 애자 외측 단면(74) 사이로부터, 외측 절연 애자(70c)의 단면(74b)과 타주면(24) 사이의 간극을 통하여, 내측 절연 애자(70b)와 외측 절연 애자(70c) 사이에 연장되어 있다.
정전 척 장치(6)에 의하면, 내플라즈마성 접착제층(90)은, 링 형상 접착제부(92)로부터, 그것보다 척부 관통 구멍(32)측인 외측 절연 애자(70c)의 정전 척부(20)측의 단면(74b)에 연장되어 있다. 이로 인하여, 척부 관통 구멍(32)으로부터 침입하는 플라즈마는, 단면(74b)에 연장되어 있는 내플라즈마성 접착제층(90)의 거리만큼 길어지므로, 접착층(50)의 열화를 보다 억제할 수 있다.
또, 애자 관통 구멍(71b)에 진입한 플라즈마(라디칼)가, 냉각 베이스부(60)의 하면(64)으로부터 내측 절연 애자(70b)의 측면(78b)과 외측 절연 애자(70c)의 내측면(79b) 사이에 침입하려고 해도, 내측 절연 애자(70b)의 측면(78b)과 외측 절연 애자(70c)의 내측면(79b) 사이에는 원통 측면 형상 접착부(96)가 있으므로, 그 침입을 저지할 수 있어, 플라즈마와 냉각 베이스부가 단락하는 것에 의한 절연 파괴를 저지할 수 있다.
1~6, 10, 11 정전 척 장치
20 정전 척부
22 정전 척부의 일주면
23, 23a 정전 척부 오목부
24 정전 척부의 타주면
26 정전 척부 내측 주위면
28 정전 척부 외측 주위면
29 정전 척부 최외측 주위면
30 관통 구멍
32 척부 관통 구멍
34 베이스부 관통 구멍
34a 냉각 베이스 오목부의 측면
34b 하측 베이스부 관통 구멍
50 접착층
60 냉각 베이스부
61 냉각 베이스 오목부
62 냉각 베이스부의 상면
64 냉각 베이스부의 하면
65 냉각 베이스 오목부
70, 700 절연 애자
700a 내측 절연 애자
700b 외측 절연 애자
70a 하측 절연 애자
70b 내측 절연 애자
70c 외측 절연 애자
71 애자 관통 구멍
71a 하측 애자 관통 구멍
71b 애자 관통 구멍
72 절연 애자 내측 단면
72a 하측 절연 애자 내측 단면
72b 절연 애자 내측 단면의 단면(절연 애자 내측 단면의 일부)
74 절연 애자 외측 단면
74a 하측 절연 애자 외측 단면
74b 외측 절연 애자의 단면(절연 애자 내측 단면의 일부)
74c 볼록 형상부 측면
75 절연 애자 단부
75a 절연 애자 오목부
75b 절연 애자 오목부의 바닥면
75c 절연 애자 하측 단면
78 절연 애자의 외주 측면
78b 내측 절연 애자의 측면
79 절연 애자 본체
79a 하측 절연 애자 본체
79b 외측 절연 애자의 내측면
80 접착층
90 내플라즈마성 접착제층
92 링 형상 접착제부
94 통 형상 접착제부
95 하측 내플라즈마성 접착제층
96 원통 측면 형상 접착부

Claims (9)

  1. 판 형상 시료가 재치되는 재치면을 갖는 정전 척부와,
    상기 정전 척부를 냉각하는 냉각 베이스부와,
    상기 정전 척부와 상기 냉각 베이스부가 접착하도록, 상기 정전 척부와 상기 냉각 베이스부 사이에 형성된 접착층과,
    상기 정전 척부를 관통하는 척부 관통 구멍과 상기 척부 관통 구멍에 연통하도록 상기 냉각 베이스부를 관통하는 상기 척부 관통 구멍보다 직경이 큰 베이스부 관통 구멍을 갖는 관통 구멍과,
    상기 베이스부 관통 구멍 내에 마련된 절연 애자를 구비하고,
    상기 정전 척부는, 상기 정전 척부의 상기 냉각 베이스부측에 있어서의 상기 척부 관통 구멍의 개구의 주위를 둘러싸는 정전 척부 내측 주위면과, 상기 정전 척부의 상기 냉각 베이스부측에 있어서의 상기 정전 척부 내측 주위면을 둘러싸는 정전 척부 외측 주위면을 가지며,
    상기 냉각 베이스부의 상기 베이스부 관통 구멍의 상기 정전 척부측에는, 냉각 베이스 오목부가 형성되어 있고,
    상기 절연 애자는, 상기 정전 척부측에 개구를 갖는 애자 관통 구멍이 형성된 내측 절연 애자와, 상기 내측 절연 애자를 둘러싸는 외측 절연 애자를 가지며,
    상기 관통 구멍으로부터 들어간 플라즈마의 침입을 저지하도록, 상기 내측 절연 애자와 상기 정전 척부 내측 주위면을 접촉시키거나 또는 상기 내측 절연 애자와 상기 정전 척부 내측 주위면 사이의 간극에 상기 접착층을 연장시켜, 상기 절연 애자의 상기 정전 척부측에 형성된 절연 애자 내측 단면과, 상기 정전 척부 외측 주위면에 대향하도록, 상기 절연 애자의 상기 정전 척부측에 형성된 절연 애자 외측 단면을 가지며,
    상기 외측 절연 애자의 상기 정전 척부와는 반대측은, 상기 냉각 베이스 오목부 내에 있는, 정전 척 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전 척부 외측 주위면과 상기 절연 애자 외측 단면 사이에 배치된 내플라즈마성 접착제층을 더 구비하는, 정전 척 장치.
  3. 판 형상 시료가 재치되는 재치면을 갖는 정전 척부와,
    상기 정전 척부를 냉각하는 냉각 베이스부와,
    상기 정전 척부와 상기 냉각 베이스부가 접착하도록, 상기 정전 척부와 상기 냉각 베이스부 사이에 형성된 접착층과,
    상기 정전 척부를 관통하는 척부 관통 구멍과 상기 척부 관통 구멍에 연통하도록 상기 냉각 베이스부를 관통하는 상기 척부 관통 구멍보다 직경이 큰 베이스부 관통 구멍을 갖는 관통 구멍과,
    상기 베이스부 관통 구멍 내에 마련된 절연 애자와,
    상기 절연 애자와 상기 정전 척부 사이에 배치된 내플라즈마성 접착제층을 구비하고,
    상기 정전 척부는, 상기 정전 척부의 상기 냉각 베이스부측에 있어서의 상기 척부 관통 구멍의 개구의 주위를 둘러싸는 정전 척부 내측 주위면과, 상기 정전 척부의 상기 냉각 베이스부측에 있어서의 상기 정전 척부 내측 주위면을 둘러싸는 정전 척부 외측 주위면을 가지며,
    상기 절연 애자는, 상기 정전 척부측에 개구를 갖는 애자 관통 구멍이 형성된 절연 애자 본체와, 상기 절연 애자 본체의 상기 정전 척부측에 형성된 절연 애자 내측 단면과, 상기 정전 척부 외측 주위면에 대향하도록, 상기 절연 애자 본체의 상기 정전 척부측에 형성된 절연 애자 외측 단면을 갖고,
    상기 관통 구멍으로부터 들어간 플라즈마의 침입을 저지하도록, 상기 절연 애자 내측 단면과 상기 정전 척부 내측 주위면이 접촉하거나, 또는 상기 절연 애자 내측 단면과 상기 정전 척부 내측 주위면 사이의 간극에 상기 접착층 또는 상기 내플라즈마성 접착제층이 연장되며,
    상기 내플라즈마성 접착제층은, 상기 정전 척부 외측 주위면과 상기 절연 애자 외측 단면 사이에 형성되어 있는, 정전 척 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 내플라즈마성 접착제층은, 상기 정전 척부 외측 주위면과 상기 절연 애자 외측 단면 사이로부터 상기 절연 애자의 외주 측면과 상기 냉각 베이스부 사이에 연장되어 있는, 정전 척 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 정전 척부에는, 상기 냉각 베이스부측에 정전 척부 오목부가 형성되고,
    상기 정전 척부 내측 주위면 및 상기 정전 척부 외측 주위면은, 상기 정전 척부 오목부의 바닥면이 되는, 정전 척 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각 베이스부측의 상기 정전 척부에는, 정전 척부 오목부가 형성되고,
    상기 정전 척부 내측 주위면은, 상기 정전 척부 오목부의 바닥면이 되며,
    상기 정전 척부 외측 주위면은, 상기 정전 척부 오목부의 개구의 주위로 되는, 정전 척 장치.
  7. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각 베이스부는, 상기 정전 척부측에 냉각 베이스 오목부를 갖고,
    상기 절연 애자의 상기 정전 척부와는 반대측의 절연 애자 단부에는, 절연 애자 오목부를 가지며,
    상기 절연 애자의 상기 정전 척부와는 반대측은, 상기 냉각 베이스 오목부 내에 있고,
    당해 정전 척 장치는, 상기 절연 애자의 상기 정전 척부와는 반대측에 배치된 하측 절연 애자와,
    상기 절연 애자와 상기 하측 절연 애자 사이에 형성된 하측 내플라즈마성 접착제층을 더 구비하며,
    상기 하측 절연 애자는, 상기 애자 관통 구멍에 연통하여 상기 애자 관통 구멍의 개구의 주위를 둘러싸는 하측 애자 관통 구멍을 갖는 하측 절연 애자 본체와, 상기 절연 애자 오목부의 바닥면에 접촉하도록, 상기 하측 절연 애자 본체의 상기 정전 척부측에 형성된 하측 절연 애자 내측 단면과, 상기 절연 애자 단부의 단면에 대향하도록, 상기 하측 절연 애자 본체의 상기 정전 척부측에 형성된 하측 절연 애자 외측 단면을 갖고,
    상기 하측 내플라즈마성 접착제층은, 상기 절연 애자 단부의 단면과 상기 하측 절연 애자 외측 단면 사이에 형성되어 있는, 정전 척 장치.
  8. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 애자는, 상기 애자 관통 구멍이 형성된 내측 절연 애자와, 상기 내측 절연 애자를 둘러싸는 외측 절연 애자를 갖고,
    상기 절연 애자 내측 단면은, 상기 내측 절연 애자의 상기 정전 척부측의 단면과, 상기 외측 절연 애자의 상기 정전 척부측의 단면으로 형성되며,
    상기 내플라즈마성 접착제층은, 상기 정전 척부 외측 주위면과 상기 절연 애자 외측 단면 사이로부터, 상기 외측 절연 애자의 상기 정전 척부측의 단면을 통하여, 상기 내측 절연 애자와 상기 외측 절연 애자 사이에 연장되어 있는, 정전 척 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 정전 척 장치를 구비한 반도체 제조 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200133465A (ko) * 2019-05-20 2020-11-30 주식회사 케이에스티이 정전척 및 그 제조방법
KR20210095176A (ko) * 2019-01-24 2021-07-30 교세라 가부시키가이샤 정전 척
KR102485430B1 (ko) * 2021-09-07 2023-01-06 주식회사 동탄이엔지 코팅 취약부 개선을 위한 정전척 및 정전척의 제조 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6658509B2 (ja) * 2015-02-18 2020-03-04 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置及び半導体製造装置
CN110770877A (zh) 2017-06-13 2020-02-07 日本碍子株式会社 半导体制造装置用部件
JP2019040998A (ja) * 2017-08-25 2019-03-14 京セラ株式会社 試料保持具
US10688750B2 (en) 2017-10-03 2020-06-23 Applied Materials, Inc. Bonding structure of E chuck to aluminum base configuration
JP7020238B2 (ja) * 2018-03-29 2022-02-16 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
US10847402B2 (en) * 2018-04-02 2020-11-24 Applied Materials, Inc. Bond protection around porous plugs
US11456161B2 (en) * 2018-06-04 2022-09-27 Applied Materials, Inc. Substrate support pedestal
US11367597B2 (en) * 2018-07-05 2022-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrostatic chuck and plasma processing apparatus including the same
JP2020072176A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 京セラ株式会社 試料保持具
US20220028719A1 (en) * 2018-11-30 2022-01-27 Kyocera Corporation Sample holder
WO2020242661A1 (en) 2019-05-24 2020-12-03 Applied Materials, Inc. Substrate support carrier with improved bond layer protection
JP7349855B2 (ja) * 2019-09-09 2023-09-25 日本特殊陶業株式会社 保持装置
JP7458195B2 (ja) * 2020-02-10 2024-03-29 東京エレクトロン株式会社 載置台、プラズマ処理装置及びクリーニング処理方法
JP2023105892A (ja) 2022-01-20 2023-08-01 新光電気工業株式会社 基板固定装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009302346A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Shinko Electric Ind Co Ltd 基板温調固定装置
JP2013131541A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Tokyo Electron Ltd 載置台及びプラズマ処理装置
WO2013118781A1 (ja) 2012-02-08 2013-08-15 東京エレクトロン株式会社 静電チャック装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6001529B2 (ja) * 2011-03-29 2016-10-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法
JP5984504B2 (ja) * 2012-05-21 2016-09-06 新光電気工業株式会社 静電チャック、静電チャックの製造方法
JP3182120U (ja) 2012-12-26 2013-03-07 日本碍子株式会社 セラミックヒーター
US20140271097A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Processing systems and methods for halide scavenging
JP5633766B2 (ja) 2013-03-29 2014-12-03 Toto株式会社 静電チャック
US9744730B2 (en) * 2013-11-22 2017-08-29 Stratasys, Inc. Magnetic platen assembly for additive manufacturing system
JP6658509B2 (ja) * 2015-02-18 2020-03-04 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置及び半導体製造装置
KR102526558B1 (ko) * 2015-03-31 2023-04-28 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 정전 척 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009302346A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Shinko Electric Ind Co Ltd 基板温調固定装置
JP2013131541A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Tokyo Electron Ltd 載置台及びプラズマ処理装置
WO2013118781A1 (ja) 2012-02-08 2013-08-15 東京エレクトロン株式会社 静電チャック装置
KR20140128955A (ko) * 2012-02-08 2014-11-06 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 정전 척 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210095176A (ko) * 2019-01-24 2021-07-30 교세라 가부시키가이샤 정전 척
CN113228496A (zh) * 2019-01-24 2021-08-06 京瓷株式会社 静电卡盘
US11842915B2 (en) 2019-01-24 2023-12-12 Kyocera Corporation Electrostatic chuck
KR20200133465A (ko) * 2019-05-20 2020-11-30 주식회사 케이에스티이 정전척 및 그 제조방법
KR102485430B1 (ko) * 2021-09-07 2023-01-06 주식회사 동탄이엔지 코팅 취약부 개선을 위한 정전척 및 정전척의 제조 방법

Also Published As

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