KR20190119666A - 정전 척 및 플라즈마 가공 장비 - Google Patents

정전 척 및 플라즈마 가공 장비 Download PDF

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KR20190119666A
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지안 리우
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베이징 나우라 마이크로일렉트로닉스 이큅먼트 씨오., 엘티디.
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Abstract

정전 척은 받침대(5), 받침대 상에 배치되는 가열층(6) 및 가열층 상에 배치되는 절연층(7)을 포함하는 정전 척에 있어서, 받침대와 절연층 사이에 가열층의 외주벽을 둘러싸는 환형 보호 부재(8)가 배치되며, 상기 환형 보호 부재는 플라즈마에 내식성을 가지는 탄성 재료로 제조되며, 상기 환형 보호 부재는 받침대와 절연층 사이에서 압축 변형 상태에 있어 가열층과 플라즈마가 서로 격리되는 것을 구현할 수 있다. 이로써 가열층에 대한 보호 작용을 강화시킬 수 있으며, 상기 환형 보호 부재는 정기적인 교체를 구현할 수 있으며, 가열층을 손상시키지 않으므로 정전 척의 사용 수명을 연장시킨다.

Description

정전 척 및 플라즈마 가공 장비
본 발명은 반도체 제조 기술 분야에 관한 것이며, 구체적으로 정전 척 및 플라즈마 가공 장비에 관한 것이다.
집적 회로(IC)의 제조 공정 과정, 특히 플라즈마 식각(ETCH) 공정에서 웨이퍼(wafer)를 고정, 지지하고 웨이퍼가 공정 과정에서 이동 또는 변위 현상이 생성되는 것을 방지하는 동시에 웨이퍼의 온도 제어를 구현하기 위해, 정전 척(Electro Static Chuck，ESC)을 자주 사용한다.
도 1은 종래의 정전 척의 구조도이다. 도 1에서 도시한 바와 같이, 정전 척은 받침대(1), 받침대(1)상에 배치되는 가열층(2) 및 가열층(2)상에 배치되는 절연층(3)을 포함하며, 그리고 가열층(2)의 외주벽에는 실리카 젤 재료(4)가 코팅되어 있으며, 상기 실리카 젤 재료(4)는 받침대(1)와 절연층(3) 사이에 위치하여 가열층(2)을 플라즈마 식각으로부터 보호하도록 사용된다.
상기 정전 척은 실제 응용에서 불가피하게 아래와 같은 문제점을 가지고 있다.
실리카 젤 재료(4)는 플라즈마에 의해 식각된 후 얇아지며 심지어 완전히 사라져 가열층(2)을 보호하는 작용을 상실하므로, 가열층(2)이 플라즈마 환경에 직접적으로 노출되며 매우 쉽게 부식되고 입자가 생성되어 웨이퍼에 입자 오염을 미치게 되므로, 웨이퍼의 품질을 저하시킨다. 실리카 젤 재료(4)는 코팅 방식을 사용하여 가열층(2)의 외주벽에 부착되므로, 젤을 다시 코팅하게 되면 반드시 먼저 잔류한 실리카 젤 재료를 제거한 후 새로운 실리카 젤 재료를 다시 코팅해야 하는데, 이는 가공이 어려울뿐더러 가열층(2)을 쉽게 손상시켜 정전 척이 손상되도록 한다. 따라서, 통상의 방법으로는 실리카 젤 재료(4)가 플라즈마 식각에 의해 일정 정도로 얇아진 후에는 상기 정전 척을 다시 사용하지 않고 새로운 정전 척으로 교체하므로, 큰 낭비의 원인이 된다.
본 발명은 적어도 종래 기술에 존재하는 기술 문제 중의 하나를 해결하기 위한 것으로, 사용 수명이 길고 수리 및 교체 비용이 낮은 특징들을 가지는 정전 척 및 플라즈마 가공 장비를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 받침대, 상기 받침대 상에 배치되는 가열층 및 상기 가열층 상에 배치되는 절연층을 포함하며, 상기 가열층의 외경은 상기 받침대의 외경 및 상기 절연층의 외경보다 모두 작은 정전 척에 있어서, 환형 보호 부재를 더 포함하며, 상기 환형 보호 부재는 상기 가열층의 외주벽의 외측에 착탈가능하게 둘러싸면서 배치되는 정전 척을 제공한다.
여기서, 상기 환형 보호 부재는 탄성을 가지고, 수직 방향에서의 자유 높이가 상기 받침대와 상기 절연층 사이의 간극보다 작지 않으며, 상기 받침대와 상기 절연층 사이에 조립될 경우 상기 가열층과 플라즈마가 서로 격리되도록 한다.
여기서, 상기 환형 보호 부재는 수직 방향에서의 자유 높이가 상기 받침대와 상기 절연층 사이의 간극보다 크며, 상기 받침대와 상기 절연층 사이에 조립될 경우 압축 변형 상태에 있어 상기 가열층과 플라즈마가 서로 격리되도록 한다.
여기서, 상기 환형 보호 부재는 자유 상태에 있을 경우, 상기 정전 척의 중심축이 있는 평면으로부터 절단되어 얻은 단면 형상이 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 원형 또는 타원형이다.
여기서, 상기 단면 형상이 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴일 경우, 상기 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴의 인접한 두 개의 변 사이가 원형 모따기를 사용하여 이어진다.
여기서, 상기 원형 모따기의 반경의 수치 범위는 1~3mm이다.
상기 단면 형상은 원형이며; 상기 가열층의 외주벽, 상기 받침대의 상표면 및 상기 절연층의 하표면 사이에 형성되는 환형 공간의, 상기 정전 척의 축 방향에서의 높이는 상기 단면 형상의 직경의 90%보다 작다.
여기서, 상기 단면 형상은 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴이며; 상기 환형 보호 부재의 외주면은 오목면이다.
여기서, 상기 환형 보호 부재의 직경 방향에서의 최소 두께는 상기 환형 보호 부재의 직경 방향에서의 최대 두께의 80%보다 크거나 같다.
여기서, 상기 환형 보호 부재가 상기 정전 척의 중심축이 있는 평면에 의해 절단되어 얻은 단면에서, 상기 오목면의 형상은 아크선, 사선 또는 절곡선으로 표현되며, 상기 절곡선은 수직 방향을 따라 연장되며 적어도 두 개의 선을 포함하며, 상기 적어도 두 개의 선은 둘씩 서로 연결되며, 인접한 두 개의 선 사이에 형성되는 끼인각은 예각, 직각 또는 둔각이다.
여기서, 상기 환형 보호 부재는 환형 본체를 포함하며, 상기 환형 본체는 상기 받침대와 상기 절연층 사이에 배치되며 상기 가열층의 외주벽의 외측을 둘러싸며, 상기 환형 본체의 수직 방향에서의 자유 높이는 상기 받침대와 상기 절연층 사이의 간극보다 작지 않으며; 및 상기 환형 본체의 외주벽에는 적어도 하나의 환형 연장부가 형성되며, 그리고 상기 환형 연장부의 개수가 한 개일 경우, 상기 환형 연장부는 상기 환형 본체의 외주벽으로부터 상방향으로 연장되어 상기 절연층의 외주벽을 커버하며 상기 환형 연장부의 상단은 상기 절연층의 상표면보다 높지 않거나, 상기 환형 연장부는 상기 환형 본체의 외주벽으로부터 하방향으로 연장되어 상기 받침대의 외주벽을 커버하며; 상기 환형 연장부의 개수가 두 개일 경우, 상기 환형 연장의 상반 부분은 상기 환형 본체의 외주벽으로부터 상방향으로 연장되어 상기 절연층의 외주벽을 커버하며 그 상단은 상기 절연층의 상표면보다 높지 않으며, 상기 환형 연장부의 하반 부분은 상기 환형 본체의 외주벽으로부터 하방향으로 연장되어 상기 받침대의 외주벽을 커버한다.
여기서, 상기 환형 보호 부재의 재료는 퍼플루오로 고무를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 처리 챔버를 포함하는 플라즈마 가공 장비를 제공하며, 상기 처리 챔저의 내부에는 본 발명의 상기 어느 하나의 방안에서 제공하는 정전 척이 배치된다.
본 발명은 아래와 같은 유익한 효과들을 가진다.
본 발명에서 제공하는 정전 척은 그의 환형 보호 부재와 가열층이 서로 독립적인 두 개의 구조이며, 환형 보호 부재는 가열층의 외주부를 둘러싸며 가열층의 외측에 탈착가능하게 배치됨으로써 공정 과정에서 가열층을 보호할 수 있을 뿐만아니라 환형 보호 부재가 손상될 경우 그를 별도로 교체할 수 있으며, 가열층이 상기 교체 과정에서 손상되지 않도록 함으로써 정전 척의 사용 수명을 연장시키고 장비의 비용을 절약할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 플라스마 가공 장비는 본 발명에서 제공하는 상기 정전 척을 사용하여 환형 보호 부재와 가열층이 서로 독립적인 두 개의 구조가 되도록 하며, 환형 보호 부재는 가열층의 외주부를 둘러싸며 가열층의 외측에 탈착가능하게 배치됨으로써 공정 과정에서 가열층을 보호할 수 있을 뿐만아니라 환형 보호 부재가 손상될 경우 그를 별도로 교체할 수 있으며, 상기 교체 과정에서 가열층을 손상시키지 않음으로써 정전 척의 사용 수명을 연장시키고 장비의 비용을 절약할 수 있다.
도 1은 종래의 정전 척의 구조도이며;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이며;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 정전 척의 평면 단면도이며;
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 첫 번째 변형실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이며;
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 두 번째 변형실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이며;
도 6은 본 발명의 제1 실시예의 세 번째 변형실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이며;
도 7은 본 발명의 제1 실시예의 네 번째 변형실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이며;
도 8은 본 발명의 제1 실시예의 다서번째 변형실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이며;
도 9는 본 발명의 제2 실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이며;
도 10은 본 발명의 제2 실시예의 첫번째 변형실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이며;
도 11은 본 발명의 제2 실시예의 두번째 변형실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이다.
당업자가 본 발명의 기술 방안을 더 명확하게 이해하도록 하기 위해, 아래에서는 도면들을 결합하여 본 발명에서 제공하는 정전 척 및 플라즈마 가공 철비에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 정전 척은 받침대(5), 상기 받침대(5) 상에 배치되는 가열층(6) 및 상기 가열층(6) 상에 배치되는 절연층(7)을 포함하며, 여기서 가열층(6)에는 가열 소자가 배치되어 열을 제공하며, 열은 절연층(7)을 통해 상기 정전 척에 적재된 웨이퍼에 전달된다. 절연층(7)은 Al2O3, AlN 등과 같은 세라믹 또는 기타 절연 재료를 사용하여 제조된다. 또한, 절연층(7)에는 직류 전극층이 배치되며, 상기 직류 전극층과 절연층(7) 상에 배치된 웨이퍼 사이에는 정전기 인력이 발생되어 웨이퍼를 고정하는 목적을 달성한다.
그리고, 정전 척은 환형 보호 부재(8)를 더 포함하며, 상기 환형 보호 부재(8)는 가열층(6)의 외주부의 외측에 착탈가능하게 둘러싸면서 배치된다. 즉, 가열층(6)은 환형 보호 부재(8)의 환형 홀 내에 위치하며, 양자 사이의 접촉 여부(즉, 양자 사이에 간극 존재 여부)는 한정하지 않을 수 있으며, 가열층(6)을 손상하지 않는 경우에서 상기 환형 보호 부재(8)는 가열층(6)과 서로 분리된다. "착탈가능하게"란 환형 보호 부재(8)와 가열층(6)이 서로 독립적인 두 개의 구조임을 의미하며, 환형 보호 부재(8)가 손상될 경우 그를 별도로 교체할 수 있으며, 교체 과정에서 가열층(6)을 손상하지 않으므로, 정전 척의 사용 수명을 연장시키고 공정 및 장비 비용을 절약한다.
바람직하게는, 환형 보호 부재(8) 내측의 가열층(6)이 플라즈마에 의해 식각되는 것으로부터 보호되는 작용을 더 잘 수행하기 위해, 환형 보호 부재(8)는 탄성을 가지며, 받침대(5)와 절연층(7) 사이에서 압축 변형 상태에 있다. 즉, 받침대(5)와 절연층(7) 사이의 간극은 환형 보호 부재(8)의 수직 방향(즉, 그의 축 방향)에서의 자유 높이보다 크지 않아 받침대(5)와 절연층(7) 양자의 수직 방향에서의 간극을 봉쇄하므로, 플라즈마가 이 간극을 통해 가열층(6)의 표면에 도달하지 못하도록 함으로써, 가열층(6)과 플라즈마가 서로 격리되도록 한다. 조립할 때, 먼저 수직 방향으로 상기 환형 보호 부재(8)를 압박하여 수직 방향에서의 압축 후의 높이가 받침대(5)와 절연층(7) 양자의 수직 방향에서의 간극보다 작도록 한 후, 상기 환형 보호 부재(8)를 가열층(6)의 외주벽에 씌우고 받침대(5)와 절연층(7) 양자 사이의 간극에 삽입하여 상기 환형 보호 부재(8)가 여전히 압축 변형 상태를 유지하도록 함으로써, 상기 환형 보호 부재(8)가 받침대(5) 및 절연층(7)과 밀접하게 접촉되며, 상기 간극에 대해 밀봉 작용을 수행할 수 있다. 환형 보호 부재(8)의 탄성을 이용하여 착탈가능을 구현하는 동시에, 상기 환형 보호 부재(8)가 받침대(5)와 절연층(7) 양자 사이의 간극을 봉쇄함으로써 가열층(6)과 플라즈마와의 격리를 구현할 수 있으며, 가열층(6)이 플라즈마 환경에 직접적으로 노출되어 부식되고 입자가 생성되는 것을 방지함으로써, 웨이퍼의 가공 품질을 향상시킨다.
바람직하게는, 상기 환형 보호 부재(8)의 재료는 퍼플루오로 고무를 포함하며, 상기 퍼플루오로 고무는 탄성을 가질 뿐만아니라, 고무에 불소 원자를 인입함으로써 퍼플루오로 고무가 우수한 내열성, 항산화성, 내식성 및 노화 방지성 등 특징들을 가지도록 한다.
본 실시예에서, 도 2에서 도시한 바와 같이, 환형 보호 부재(8)가 자유 상태(비 압축 변형 상태)에 있을 경우, 정전 척의 중심축이 위치하는 평면을 절단하여 얻은 단면 형상(이하, 단면 형상)은 직사각형이다. 바람직하게는, 상기 환형 보호 부재(8)의 인접한 두 개의 면 사이는 원형 각(81)을 사용하여 이어진다. 즉, 상기 직사각형의 인접한 두 개의 변 사이는 원형 모따기를 사용하여 이어지므로, 장착이 편리하며 장착 및 탈착 과정에서 쉽게 손상되지 않도록 한다. 더 바람직하게는, 장착을 더 편리하게 할 수 있도록, 상기 원형 각(81)의 반경의 수치 범위는 1~3mm이다. 물론 실제 응용에서 상기 단면 형상은 정사각형 또는 사다리꼴 등일 수도 있으며, 사실상 받침대(5)와 절연층(7) 양자 사이의 간극을 봉쇄하고 가열층(6)을 플라즈마에 의해 식각되는 것로부터 보호할 수 있는 형상이라면 모두 사용할 수 있다.
바람직하게는, 환형 보호 부재(8)의 외주면은 오목면일 수도 있으며, 이는 환형 보호 부재(8)가 주변의 부품과 접촉하는 것을 방지하는데 유리하다. 예를 들어 단면 형상이 직사각형 또는 정사각형인 환형 보호 부재(8)의 외주면을 오목면 형상으로 배치한다. 구체적으로, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 오목면 형상의 상기 단면에서의 형상은 아크선(82)으로 표현된다. 또는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 오목면 형상의 상기 단면에서의 형상은 사선(83)으로 표현된다. 즉, 환형 보호 부재(8)의 단면 형상은 직각 사다리꼴이며, 본 실시예에서 사선(83)은 아래로 경사지며, 즉, 사다리꼴의 윗변은 밑변보다 길다. 물론 실제 응용에서 사선(83)은 위로 경사질수도 있으며, 즉, 사다리꼴의 밑변은 윗변보다 길다. 또한, 사다리꼴은 직각 사다리꼴에 한정되지 않을 수 있다.
도 6에서 도시한 바와 같이, 환형 보호 부재(8)의 외주면의 오목면 형상의 상기 단면에서의 형상은 절곡선(84)으로 표현되며, 상기 절곡선(84)은 수직 방향을 따라 연결되는 두 개의 선(841, 842)으로 구성되며, 두 개의 선(841, 842) 사이에는 끼인각이 형성되며, 상기 끼인각은 예각, 직각 또는 둔각일 수 있다. 또는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 오목면 형상이 상기 단면에서 표현되는 형상은 절곡선(85)이며, 상기 절곡선(85)는 둘씩 서로 연결되는 세 개의 선(851, 852, 853)으로 구성될 수 있으며, 인접한 두 개의 선 사이에는 끼인각이 형성되며, 상기 끼인각은 예각, 직각 또는 둔각일 수 있다. 물론, 실제 응용에서 상기 절곡선은 네 개 또는 다섯 개 이상의 선으로 구성될 수도 있다. 다시 말하면, 상기 절곡선은 수직 방향을 따라 연장되며 적어도 두 개의 선을 포함하며, 상기 적어도 두 개의 선은 둘씩 서로 연결되며, 인접한 두 개의 선 사이에 형성된 끼인각은 예각, 직각 또는 둔각일 수 있다.
환형 보호 부재(8)의 외주면이 오목면인 기초상에서, 바람직하게는 환형 보호 부재(8)의 직경 방향에서의 최소 두께는 환형 보호 부재(8)의 직경 방향에서의 최대 두께의 80%보다 크거나 같으므로, 환형 보호 부재(8)의 사용 수명을 향상시키고 밀봉 효과를 확보할 수 있다.
설명해야 할 점은, 본 실시예에서 환형 보호 부재(8)가 비 압축 변형 상태일 경우, 정전 척의 중심축이 위치하는 평면을 절단하여 얻은 단면 형상은 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴이지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 실제 응용에서 상기 단면 형상은 원형일 수도 있다.
상기 단면 형상이 원형일 경우, 바람직하게는 가열층(6)의 외주벽, 받침대(5)의 상표면 및 절연층(7)의 하표면 사이에 형성되는 환형 공간의, 정전 척의 축 방향에서의 높이는 상기 단면 형상의 직경의 90%보다 작으며, 이로써 밀봉 효과를 확보할 수 있다. 또한, 실제 응용에서 상기 환형 공간의 직경 방향에서의 길이는 적당하게 환형 보호 부재(8)가 비 압축 변형 상태일 경우의 직경보다 커야 하며, 이로써 환형 보호 부재(8)가 압축 변형이 발생할 경우 절연층(7) 또는 받침대(5)의 외곽을 초과하지 않도록 확보함으로써 환형 보호 부재(8)가 주변의 부품과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에서 제공하는 정전 척의 부분 단면도이다. 도 9를 참조하면, 본 실시예에서 제공하는 정전 척은 상기 제1 실시예에 비해 환형 연장부를 추가 배치하여 환형 보호 부재의 밀봉 효과를 더욱 향상시키는 점에 있어서 구별된다.
구체적으로, 본 실시예에서 환형 보호 부재는 환형 본체(10)를 포함하며, 상기 환형 본체(10)는 가열층(6)의 외주벽을 둘러싸며 받침대(5)와 절연층(7) 사이에 위치하며, 상기 환형 본체(10)는 받침대(5)와 절연층(7) 사이에서 압축 변형 상태에 있으며, 사실상 적어도 환형 본체(10)가 수직 방향에서 압축 변형 상태에 있다. 즉, 상기 환형 본체(10)의 수직 방향에서의 자유 높이는 받침대(5)와 절연층(7) 사이의 간극보다 크므로 받침대(5)와 절연층(7) 사이의 간극을 밀봉시키는 작용을 하여 가열층(6)과 플라즈마의 상호 격리를 구현할 수 있으므로 가열층(6)이 플라즈마 환경에 직접적으로 노출되어 부식되고 입자가 생성되는 것을 방지함으로써 웨이퍼의 가공 품질을 향상시킨다. 상기 환형 본체(10)의 직경 방향에서의 두께는 가열층(6)의 외주벽에서 절연층(7)의 외주벽까지 사이의 거리보다 크며, 상기 환형 본체(10)가 직경 방향에서 압축 변형 상태에 있는 경우에도 상기 환형 본체(10)의 직경 방향에서의 두께가 가열층(6)의 외주벽에서 절연층(7)의 외주벽까지 사이의 거리보다 크도록 확보할 수 있다. 즉, 상기 환형 본체(10)의 외주벽이 절연층(7)의 외주벽의 외측에 연장된다.
그리고, 환형 보호 부재는 제1 환형 연장부(11)를 더 포함하며, 상기 제1 환형 연장부(11)는 환형 본체(10)의 플랜지로부터 상방향으로 연장되며, 절연층(7)의 외주벽을 둘러싸며 절연층(7)의 외주벽을 접합 커버하여 환형 본체(10)와 절연층(7) 사이의 간격을 밀봉하는 작용을 강화시키며, 동시에 접합 커버되는 절연층(7)이 플라즈마에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 제1 환형 연장부(11)의 상단은 절연층(7)의 상표면보다 높지 않으므로 공정을 수행할 때 절연층(7) 상의 웨이퍼에 영향을 미치지 않도록 한다. 바람직하게는, 제1 환형 연장부(11)의 상단을 절연층(7)의 상표면보다 낮게 한다. 제1 환형 연장부(11)가 절연층(7)의 외주벽에서의 접합 커버 높이는 1~10mm일 수 있다. 지적해야 할 점은, "접합 커버"란 양자 사이에 플라즈마를 가지지 않고 통과할 수 있는 간극을 의미하며, 아래에서는 "커버"로 약칭한다. "환형 본체(10)의 플랜지"란 조립을 완료한 후 환형 본체(10)가 직경 방향을 따라 절연층(7)의 외주벽을 초과하는 부분을 의미하며, 이 때 환형 본체(10)가 직경 방향에서 압축 상태에 있는지 여부를 고려하지 않는다.
또는, 도 10에서 도시한 바와 같이, 환형 본체(10)의 외주벽에는 제2 환형 연장부(12)가 더 형성되며, 상기 제2 환형 연장부(12)에서 상반 부분은 환형 본체(10)의 플랜지의 상표면으로부터 상방향으로 연장되며, 절연층(7)의 외주벽을 둘러싸며 절연층(7)의 외주벽을 커버하여 환형 본체(10)와 절연층(7) 사이의 간격을 밀봉하는 작용을 강화시키며, 커버되는 절연층(7)이 플라즈마에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 상기 제2 환형 연장부(12)에서 하반 부분은 환형 본체(10)의 플랜지의 하표면으로부터 하방향으로 연장되며, 받침대(5)의 외주벽을 둘러싸며 받침대(5)의 외주벽을 커버하여 환형 본체(10)와 받침대(5) 사이의 간격을 밀봉하는 작용을 강화시키며, 커버되는 받침대(5)가 플라즈마에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2 환형 연장부(12)의 상반 부분이 절연층(7)의 외주벽에서의 커버 높이는 1~10mm일 수 있으며, 상기 제2 환형 연장부(12)의 하반 부분이 받침대(5)의 외주벽에서의 커버 높이는 1~10mm일 수 있다. 본 실시예에서 절연층(7)의 외주벽과 받침대(5)의 외주벽이 정전 척의 중심축에 수직되는 평면에서의 투영은 서로 중첩된다. 즉, 절연층(7)의 외주벽과 받침대(5)의 외주벽의 직경은 동일하며, 제2 환형 연장부(12)에서의 상반 부분과 하반 부분 양자의 두께는 동일하다. 즉, 제2 환형 연장부(12)의 상반 부분의 내주벽과 외주벽이 정전 척의 중심축에 수직되는 평면에서의 투영은 각각 제2 환형 연장부(12)의 상반 부분의 내주벽과 외주벽이 상기 평면에서의 투영에 대등되게 겹쳐진다. 하지만, 실제 응용에서 절연층(7)의 외주벽과 받침대(5)의 외주벽의 직경은 상이할 수 있으며, 이런 경우 절연층(7)과 받침대(5) 양자에서 직경이 보다 짧은 자의 외주벽을 환형 본체(10)의 플랜지를 정의하는 비교 대상으로 한다. 즉, "환형 본체(10)의 플랜지""란 환형 본체(10)가 상기 직경이 보다 짧은 자에 대하여 직경 방향에서 초과하는 부분을 의미하며, 이로써 제2 환형 연장부(12)에서의 상반 부분과 하반 부분이 각각 절연층(7)과 받침대(5)의 외주벽에 접합 커버되도록 하기 위해, 제2 환형 연장부(12)에서의 상반 부분의 내주벽과 하반 부분의 내주벽이 정전 척의 중심축에 수직되는 평면에서의 투명이 서로 중첩되지 않도록 할 수 있으며, 제2 환형 연장부(12)에서의 상반 부분의 외주벽과 하반 부분의 외주벽이 상기 정전 척의 중심축에 수직되는 평면에서의 투영이 겹쳐지는지 여부에 대해서는 한정하지 않을 수 있다. 지적해야 할 점은, 환형 보호 부재가 도 10에서 도시한 제2 환형 연장부(12)를 구비할 경우, 환형 본체(10)의 자유 높이를 반드시 절연층(7)과 받침대(5) 양자 사이의 간극보다 낮지 않게 설정할 필요는 없다.
또는, 도 11에서 도시한 바와 같이, 환형 본체(10)의 외주벽에는 제3 환형 연장부(13)가 형성되며, 상기 제3 환형 연장부(13)는 환형 본체(10)의 플랜지의 하표면으로부터 하방향으로 연장되며, 받침대(5)의 외주벽을 둘러싸며 받침대(5)의 외주벽을 커버하여 환형 본체(10)와 받침대(5) 사이의 간극을 밀봉하는 작용을 강화시키며, 커버되는 받침대(5)가 플라즈마에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 제3 환형 연장부(13)의 받침대(5)의 외주벽에서의 커버 높이는 1~10mm일 수 있다.
상기와 같이, 환형 본체(10)의 외주벽에 적어도 하나의 환형 연장부를 형성할 수 있으며, 상기 환형 연장부는 별도로 절연층(7)의 외주벽을 커버하거나, 별도로 받침대(5)의 외주벽을 커버하거나, 동시에 절연층(7)의 외주벽과 받침대(5)의 외주벽을 커버할 수 있다. 그리고, 환형 보호 부재가 환형 본체(10)와 환형 연장부를 포함할 경우, 환형 본체(10)의 자유 높이는 환형 보호 부재의 자유 높이로 간주된다.
종합해보면, 본 발명의 상기 각 실시예에서 제공하는 정전 척에서, 환형 보호 부재와 가열층이 서로 독립적인 두 개의 구조이며, 환형 보호 부재는 가열층의 외주벽을 둘러싸며 가열층의 외측에 착탈가능하게 배치됨으로써 공정 과정에서 가열층을 보호할 수 있을 뿐만아니라 환형 보호 부재가 손상될 경우 별도로 교체할 수 있으며, 상기 교체 과정에서 가열층을 손상시키지 않으므로, 정전 척의 사용 수명을 연장시키며 장비 비용을 절약할 수 있다. 따라서, 본 발명의 각 실시예에서 제공하는 정전 척은 사용 수명이 길고 수리 및 교체 비용이 낮은 특징들을 가진다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 처리 챔버를 포함하는 플라즈마 가공 장비를 더 제공하며, 처리 챔버의 내부에는 본 발명의 상기 어느 한 실시예에서 제공하는 정전 척이 배치된다.
본 발명에서 제공하는 플라즈마 가공 장비는 정전 척의 환형 보호 부재와 가열층이 서로 독립적인 두 개의 구조이며, 환형 보호 부재는 가열층의 외주벽을 둘러싸며 가열층의 외측에 착탈가능하게 배치됨으로써 공정 과정에서 가열층을 보호할 수 있을 뿐만아니라 환형 보호 부재가 손상될 경우 별도로 교체할 수 있으며, 상기 교체 과정에서 가열층을 손상시키지 않으므로 정전 척의 사용 수명을 연장시키며 장비 비용을 절약할 수 있다.
상기 실시 형태는 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용되는 예시적인 실시 형태에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 당해 분야에서의 통상적인 지식을 가지는 자라면 본 발명의 사상 및 본질을 벗어나지 않는 기초상에서 다양한 변형 및 수정을 할 수 있는 것은 자명한 것이며, 이 변형 및 수정들은 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (13)

  1. 받침대, 상기 받침대 상에 배치되는 가열층 및 상기 가열층 상에 배치되는 절연층을 포함하며, 상기 가열층의 외경은 상기 받침대의 외경 및 상기 절연층의 외경보다 모두 작은 정전 척에 있어서,
    환형 보호 부재를 더 포함하며, 상기 환형 보호 부재는 상기 가열층의 외주벽의 외측에 착탈가능하게 둘러싸면서 배치되는 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 보호 부재는 탄성을 가지며, 수직 방향에서의 자유 높이는 상기 받침대와 상기 절연층 사이의 간극보다 작지 않으며, 상기 받침대와 상기 절연층 사이에 조립될 경우 상기 가열층과 플라즈마가 서로 격리되도록 하는 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 환형 보호 부재는 수직 방향에서의 자유 높이는 상기 받침대와 상기 절연층 사이의 간극보다 크며, 상기 받침대와 상기 절연층 사이에 조립될 경우 압축 변형 상태에 있어 상기 가열층과 플라즈마가 서로 격리되도록 하는 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호 부재는 자유 상태에 있을 경우, 상기 정전 척의 중심축이 있는 평면으로부터 절단되어 얻은 단면 형상이 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단면 형상이 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴일 경우, 상기 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴의 인접한 두 개의 변 사이는 원형 모따기를 사용하여 이어지는 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 원형 모따기의 반경의 수치 범위는 1~3mm인 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 단면 형상은 원형이며;
    상기 가열층의 외주벽, 상기 받침대의 상표면 및 상기 절연층의 하표면 사이에 형성되는 환형 공간의, 상기 정전 척의 축 방향에서의 높이는 상기 단면 형상의 직경의 90%보다 작은 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 단면 형상은 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴이며;
    상기 환형 보호 부재의 외주면은 오목면인 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 환형 보호 부재의 직경 방향에서의 최소 두께는 상기 환형 보호 부재의 직경 방향에서의 최대 두께의 80%보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 환형 보호 부재가 상기 정전 척의 중심축이 있는 평면에 의해 절단되어 얻은 단면에서, 상기 오목면의 형상은 아크선, 사선 또는 절곡선으로 표현되며,
    상기 절곡선은 수직 방향을 따라 연장되며 적어도 두 개의 선을 포함하며, 상기 적어도 두 개의 선은 둘씩 서로 연결되며, 인접한 두 개의 선 사이에 형성되는 끼인각은 예각, 직각 또는 둔각인 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 보호 부재는 환형 본체를 포함하며, 상기 환형 본체는 상기 받침대와 상기 절연층 사이에 배치되며 상기 가열층의 외주벽의 외측을 둘러싸며, 상기 환형 본체의 수직 방향에서의 자유 높이는 상기 받침대와 상기 절연층 사이의 간극보다 작지 않으며; 및
    상기 환형 본체의 외주벽에는 적어도 하나의 환형 연장부가 형성되며, 그리고
    상기 환형 연장부의 개수가 한 개일 경우, 상기 환형 연장부는 상기 환형 본체의 외주벽으로부터 상방향으로 연장되어 상기 절연층의 외주벽을 커버하며 상기 환형 연장부의 상단은 상기 절연층의 상표면보다 높지 않거나, 상기 환형 연장부는 상기 환형 본체의 외주벽으로부터 하방향으로 연장되어 상기 받침대의 외주벽을 커버하며;
    상기 환형 연장부의 개수가 두 개일 경우, 상기 환형 연장의 상반 부분은 상기 환형 본체의 외주벽으로부터 상방향으로 연장되어 상기 절연층의 외주벽을 커버하며 그 상단은 상기 절연층의 상표면보다 높지 않으며, 상기 환형 연장부의 하반 부분은 상기 환형 본체의 외주벽으로부터 하방향으로 연장되어 상기 받침대의 외주벽을 커버하는 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 보호 부재의 재료는 퍼플루오로 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전 척.
  13. 처리 챔버를 포함하는 플라즈마 가공 장비에 있어서,
    상기 처리 챔버의 내부에는 청구항 제 1 항 내지 제 12 항의 어느 한 항에 따른 정전 척이 배치되는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 가공 장비.
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