KR20200133465A - Electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electrostatic chuck capable of suppressing an arc phenomenon by improving a flow path through which cooling gas is supplied and a manufacturing method thereof. According to an embodiment of the present invention, the electrostatic chuck is provided in a substrate processing apparatus to chuck or dechuck a wafer. The electrostatic chuck comprises: a base body made of a metallic material; and a dielectric substance joined to the upper surface of the base box. A first gas supply hole through which cooling gas supplied to the lower surface of the wafer flows is formed on the base body, and the base body has an arcing suppression means surrounding the first gas supply hole to block the flowing cooling gas from being directly exposed to the base body. A second gas supply hole communicating with the first gas supply hole is formed on the dielectric substance.

Description

정전척 및 그 제조방법{ELECTROSTATIC CHUCK HAVING HEATER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Electrostatic chuck and its manufacturing method {ELECTROSTATIC CHUCK HAVING HEATER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 정전척 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각가스가 공급되는 유로를 개선하여 아크현상이 발생하는 것을 억제할 수 있는 정전척 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic chuck and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an electrostatic chuck capable of suppressing occurrence of an arc phenomenon by improving a flow path through which a cooling gas is supplied, and a method of manufacturing the same.

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 및 솔라셀 등을 생산한다. In general, substrate processing apparatuses refer to apparatuses that deposit a film on a wafer or etch a film deposited on a semiconductor substrate. A film is formed and etched through such a substrate processing apparatus to produce semiconductor devices, flat panel display panels, optical devices and solar cells.

기판 처리 장치를 통해 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 경우에는, 웨이퍼가 처리되는 공간을 제공하는 챔버의 내부에 웨이퍼를 안착시킨 다음 화학기상증착, 스퍼터링, 포토리소그라피, 에칭, 이온주입 등 수많은 단위 공정들을 순차적 또는 반복적으로 수행하고 가공하는 방법을 통해 웨이퍼 표면에 소정의 막을 형성한다.In the case of depositing a thin film on a wafer through a substrate processing apparatus, a number of unit processes such as chemical vapor deposition, sputtering, photolithography, etching, and ion implantation are performed after placing the wafer in a chamber that provides a space for processing the wafer. A predetermined film is formed on the wafer surface through a method of performing and processing sequentially or repeatedly.

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 안착되는 기판 안착유닛(20)과, 상기 기판 안착유닛(20)의 상부에 구비되어 박막의 증착 또는 식각을 위한 공정가스가 분사되는 가스 분사유닛(30)이 구비된다. 이때 상기 기판 안착유닛(20)은 정전기력을 사용해 웨이퍼를 척킹(chucking) 또는 디척킹(dechucking)시키는 정전척이 일반적으로 사용된다.1 is a block diagram showing a general substrate processing apparatus. The substrate processing apparatus includes a chamber 10 providing a space for processing a wafer W, and a wafer W is mounted under the chamber 10 A substrate mounting unit 20 is provided, and a gas injection unit 30 is provided on the substrate mounting unit 20 to spray process gas for deposition or etching of a thin film. In this case, as the substrate mounting unit 20, an electrostatic chuck for chucking or dechucking a wafer using electrostatic force is generally used.

기판 처리 장치에서 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 진행하기 위해서는 웨이퍼(W)를 챔버(10) 내부의 기판 안착유닛(이하, 예를 들어 이하 "정전척"이라 함)(20)에 척킹시켜서 웨이퍼(W)를 가공한 후, 다음 단계의 가공을 위해 디척킹하는 과정을 여러번 반복하게 된다.In order to proceed with the process of processing the wafer W in the substrate processing apparatus, the wafer W is chucked to the substrate mounting unit (hereinafter, referred to as “electrostatic chuck”) 20 inside the chamber 10. After processing the wafer W, the process of dechucking is repeated several times for processing in the next step.

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 장치이며, 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 기능을 수행한다.The electrostatic chuck (ESC; 20) is a wafer support that fixes the wafer (W) by using electrostatic force caused by the Jensen-Rahbek effect (A. Jehnson & K. Rahbek's Force), and is a recent semiconductor device in which the dry processing process is becoming more common. In response to the trend of manufacturing technology, it is a device used throughout the semiconductor device manufacturing process by replacing a vacuum chuck or a mechanical chuck. In particular, in the dry etching process using plasma, the role of the lower electrode for the RF upper electrode installed on the upper chamber In addition, an inert gas is supplied to the rear side of the wafer to be processed at high temperature (about 150 to 200°C) or a separate water cooling member is installed so that the temperature of the wafer can be kept constant.

정전척(20)의 사용에 대하여 부연하자면, 챔버(10)의 내부로 웨이퍼(W)를 로딩시킨 후 정전척(20)에 내장된 전극(21)에 전원을 인가하면, 상기 정전척(20)의 표면에 정전기가 발생되어 웨이퍼(W)가 견고히 고정되는 척킹 작업이 수행되는 것이다. 이 상태에서 상기 챔버(10)의 내부에서 웨이퍼(W)의 표면을 가공하고, 가공이 완료된 후 전극(21)에 공급된 전원을 차단하고 상기 웨이퍼(W)를 정전척(20)에서 분리하는 디척킹 작업을 수행하게 된다.To be more specific about the use of the electrostatic chuck 20, when a wafer W is loaded into the chamber 10 and power is applied to the electrode 21 embedded in the electrostatic chuck 20, the electrostatic chuck 20 ) Is generated on the surface of the chucking operation in which the wafer W is firmly fixed. In this state, the surface of the wafer W is processed inside the chamber 10, the power supplied to the electrode 21 is cut off after the processing is completed, and the wafer W is separated from the electrostatic chuck 20. Dechucking is performed.

한편, 웨이퍼(W)에 막을 증착하거나, 증착된 막을 식각하는 경우에 웨이퍼(W) 효과적인 온도제어는 매우 중요하다. 그래서, 웨이퍼(W)의 효과적인 냉각을 위하여 정전척의 내부에는 온도 제어수단으로서 웨이퍼의 배면 쪽의 정전척에 헬륨가스 등의 냉각가스를 냉각가스 공급원으로부터 공급한다.On the other hand, in the case of depositing a film on the wafer W or etching the deposited film, effective temperature control of the wafer W is very important. Therefore, for effective cooling of the wafer W, cooling gas such as helium gas is supplied from the cooling gas supply source to the electrostatic chuck on the back side of the wafer as a temperature control means inside the electrostatic chuck.

도 2는 일반적인 정전척을 보여주는 도면으로서, 도면에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 정전척은 알루미늄 소재로 이루어지는 베이스 바디(20a)와, 본딩층(20c)을 매개로 상기 베이스 바디(20a)의 상면에 접합되는 유전체(20b)를 포함한다. 이때 유전체(20b)에는 전극(21) 및 히터(22)가 내장되고, 베이스 바디(20a)에는 냉각수 유동홀(23 형성된다. 그리고, 헬륨(He)과 같은 냉각가스를 웨이퍼(W)의 배면으로 공급하기 위하여 가스공급홀(24)이 형성된다. 예를 들어 가스공급홀(24)로는 베이스 바디(20a)에는 제 1 가스공급홀(24a)이 형성되고, 유전체(20b)에는 상기 제 1 가스공급홀(24a)에 연통되는 제 2 가스공급홀(24b)이 형성된다.2 is a view showing a general electrostatic chuck. As shown in the drawing, a conventional electrostatic chuck is a base body 20a made of an aluminum material and a top surface of the base body 20a via a bonding layer 20c. It includes a dielectric (20b) bonded to. At this time, the electrode 21 and the heater 22 are embedded in the dielectric 20b, and a cooling water flow hole 23 is formed in the base body 20a. In addition, a cooling gas such as helium (He) is supplied to the rear surface of the wafer (W). A gas supply hole 24 is formed for supply to the gas supply hole 24. For example, a first gas supply hole 24a is formed in the base body 20a as the gas supply hole 24, and the first gas supply hole 24a is formed in the dielectric 20b. A second gas supply hole 24b communicating with the gas supply hole 24a is formed.

그래서, 냉각가스, 예를 들어 헬륨(He)을 공급하는 공급원으로부터 소정의 압력으로 헬륨(He)이 공급되어 베이스 바디(20a)의 제 1 가스공급홀(24a) 및 유전체(20b)의 제 2 가스공급홀(24b)을 따라 유동되고, 결국 유전체(20b)에 안착된 웨이퍼(W)에 헬륨이 직접 접촉되도록 하여 고온상태의 유전체(20b)와 웨이퍼(W)에 대한 냉각 작용이 이루어지게 한다.Therefore, helium (He) is supplied at a predetermined pressure from a supply source that supplies cooling gas, for example, helium (He), and the first gas supply hole 24a of the base body 20a and the second of the dielectric 20b It flows along the gas supply hole 24b, and as a result, helium is brought into direct contact with the wafer W seated on the dielectric 20b, so that the high temperature dielectric 20b and the wafer W are cooled. .

그러나 냉각을 목적으로 공급되는 헬륨이 공정 중에 계속해서 공급되더라도 유전체(20b)의 온도가 어느 정도 상승하게 되는데, 그러면 그 저항치가 낮아져 고전압에 의한 아킹 현상(arching, 불꽃 튐 현상)이 발생하고, 이러한 아킹 현상으로 인해 유전체(20b)가 깨지는 등 손상을 입게 되는 문제점이 있었다.However, even if the helium supplied for cooling purposes is continuously supplied during the process, the temperature of the dielectric 20b rises to some extent, and then the resistance value is lowered, resulting in arcing due to high voltage. There is a problem in that the dielectric 20b is damaged due to the arcing phenomenon.

도 3은 일반적인 정전척에서 발생되는 아킹(arcing) 현상을 보여주는 도면이다.3 is a diagram showing an arcing phenomenon occurring in a general electrostatic chuck.

도면에 도시된 바와 같은 아크(Arc)는 제 1 가스공급홀(24a) 및 제 2 가스공급홀(24b)에 미세한 균열이 있거나 도전체인 베이스 바디(20a)의 재질이 노출될 경우에 주로 발생하며, 냉각가스의 유동이 전기선 역할을 하여 플라즈마가 제 2 가스공급홀(24b)을 통해 유입되면 베이스 바디(20a)와의 절연상태가 깨지면서 아크가 발생한다. Arc as shown in the drawing mainly occurs when there is a minute crack in the first gas supply hole 24a and the second gas supply hole 24b or the material of the base body 20a, which is a conductor, is exposed. , When the flow of the cooling gas serves as an electric wire and the plasma flows through the second gas supply hole 24b, the insulating state with the base body 20a is broken and an arc is generated.

특히 제 1 가스공급홀(24a) 및 제 2 가스공급홀(24b)을 통해 유입되는 플라즈마가 유로 내벽에 부딪쳐 베이스 바디(20a)에 직접 접촉하게 되면 아크가 발생한다. Particularly, when plasma introduced through the first gas supply hole 24a and the second gas supply hole 24b hits the inner wall of the flow path and directly contacts the base body 20a, an arc is generated.

이렇게 발생되는 아크에 의해 유전체가 손상되면서 정전척의 기능 상실을 초래하거나 수명이 단축되는 문제가 발생되고, 정전척이 본 기능을 수행하지 못하면서 웨이퍼의 손상이 발생하는 것은 물론 웨이퍼의 위치가 틀어지는 등 웨이퍼 공정 중 웨이퍼의 위치가 틀어지는 등 심각한 문제가 발생할 수 있다.As the dielectric is damaged by the arc generated in this way, the function of the electrostatic chuck may be lost or the lifespan may be shortened, and the electrostatic chuck may not perform this function, causing damage to the wafer as well as displacing the wafer. Serious problems, such as dislocation of the wafer during processing, may occur.

등록특허 제10-0816256호 (2008.03.18)Registered Patent No. 10-0816256 (2008.03.18)

본 발명은 웨이퍼의 배면으로 공급되는 냉각가스가 유동 중 알루미뉴 소재인 베이스 바디에 노출되는 것을 차단하여 냉각가스가 공급되는 유로 상에서 아크가 발생하는 것을 억제할 수 있는 정전척 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention provides an electrostatic chuck capable of suppressing the occurrence of an arc in the flow path through which the cooling gas is supplied by blocking the cooling gas supplied to the rear surface of the wafer from being exposed to the base body, which is an aluminum material during flow, and a manufacturing method thereof. do.

본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척은 기판 처리 장치의 내부에 구비되어 웨이퍼가 척킹(chucking) 또는 디척킹(dechucking) 되는 정전척으로서, 금속 소재로 이루어지는 베이스 바디와; 상기 베이스 바디의 상면에 접합되는 유전체를 포함하고, 상기 베이스 바디에는 상기 웨이퍼의 하면으로 공급되는 냉각가스가 유동되는 제 1 가스공급홀이 형성되고, 상기 제 1 가스공급홀을 둘러싸서 유동되는 냉각가스가 베이스 바디에 직접 노출되는 것을 차단하는 아킹억제수단이 구비되고, 상기 유전체에는 상기 제 1 가스공급홀에 연통되는 제 2 가스공급홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.An electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention is an electrostatic chuck provided inside a substrate processing apparatus to chuck or dechuck a wafer, comprising: a base body made of a metal material; It includes a dielectric bonded to the upper surface of the base body, the base body has a first gas supply hole through which the cooling gas supplied to the lower surface of the wafer flows, and the cooling flowing around the first gas supply hole An arcing inhibiting means for blocking gas from being directly exposed to the base body is provided, and a second gas supply hole communicating with the first gas supply hole is formed in the dielectric.

상기 베이스 바디에는 상기 아킹억제수단이 설치되도록 상하방향으로 장착홀이 형성되고, 상기 아킹억제수단은, 상하단이 연통되는 중공형상이고, 상기 장착홀의 내주면에 밀착되도록 삽입되는 제 1 절연체와; 상기 제 1 절연체의 내부에 삽입되되, 상기 유전체의 하면에 밀착되는 포러스 필터(Porous Filter)와; 상기 제 1 절연체의 내부에 삽입되되, 상기 제 1 가스공급홀이 형성되어 상기 포러스 필터의 하면에 밀착되면서 상기 포러스 필터를 매개로 상기 제 1 가스공급홀과 제 2 가스공급홀을 연통시키되록 배치되는 제 2 절연체를 포함한다.The base body has a mounting hole formed in the vertical direction so that the arcing inhibiting means is installed, the arcing inhibiting means, a first insulator having a hollow shape in which upper and lower ends are communicated, and inserted in close contact with the inner circumferential surface of the mounting hole; A porous filter inserted into the first insulator and in close contact with the lower surface of the dielectric material; It is inserted into the inside of the first insulator, and the first gas supply hole is formed to be in close contact with the lower surface of the porous filter, and arranged to communicate the first gas supply hole and the second gas supply hole through the porous filter. And a second insulator to be used.

상기 제 1 절연체는 상측 단부가 상기 장착홀의 가장자리를 덮도록 상기 베이스바디의 상면을 따라 외곽방향으로 절곡되어 연장되는 연장날개부를 형성하는 것을 특징으로 한다.The first insulator is characterized in that it forms an extension blade that is bent and extended in an outward direction along an upper surface of the base body so that an upper end of the first insulator covers an edge of the mounting hole.

상기 베이스 바디의 상면 중 상기 제 1 절연체의 연장날개부가 형성된 영역을 제외한 영역에는 절연층의 형성되고, 상기 절연층의 상면과 연장날개부의 상면이 본딩층을 매개로 상기 유전체에 접합되는 것을 특징으로 한다.An insulating layer is formed in a region of the upper surface of the base body other than the region where the extension blades of the first insulator are formed, and the upper surface of the insulating layer and the upper surface of the extension blades are bonded to the dielectric through a bonding layer. do.

상기 포러스 필터는 절연소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.The porous filter is characterized in that it is formed of an insulating material.

상기 유전체에 형성되는 제 2 가스공급홀은 드릴링(drilling)에 의해 가공되어 형성되는 것을 특징으로 한다.The second gas supply hole formed in the dielectric is characterized in that it is formed by processing by drilling.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전척의 제조방법은 기판 처리 장치의 내부에 구비되어 웨이퍼가 척킹(chucking) 또는 디척킹(dechucking) 되는 정전척을 제조하는 방법으로서, 알루미늄을 사용하여 베이스 바디를 준비하는 제 1 준비단계와; 베이스 바디에 상면과 하면을 관통하는 장착홀을 가공하는 제 1 가공단계와; 세라믹 재료를 사용하여 내부에 전극이 내장된 유전체를 준비하는 제 2 준비단계와; 상기 베이스 바디의 장착홀에 제 1 가스공급홀이 형성된 아킹억제수단을 장착하는 장착단계와; 접착제를 이용하여 준비된 유전체를 상기 베이스 바디의 상면에 접합시키는 접합단계와; 상기 유전체에 상기 제 1 가스공급홀에 연통되는 제 2 가스공급홀을 가공하는 제 2 가공단계를 포함한다.Meanwhile, a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing an electrostatic chuck in which a wafer is chucked or dechucked by being provided inside a substrate processing apparatus. A first preparation step of preparing; A first processing step of processing a mounting hole penetrating the upper and lower surfaces of the base body; A second preparation step of preparing a dielectric having an electrode embedded therein using a ceramic material; A mounting step of mounting an arcing inhibiting means having a first gas supply hole formed in the mounting hole of the base body; A bonding step of bonding the prepared dielectric material to the upper surface of the base body using an adhesive; And a second processing step of processing a second gas supply hole communicating with the first gas supply hole in the dielectric.

상기 장착단계는, 상하단이 연통되는 중공형상이고, 상측 단부가 상기 장착홀의 가장자리를 덮도록 외곽방향으로 절곡되어 연장되는 연장날개부가 형성되는 제 1 절연체를 준비하고, 상기 장착홀의 내주면에 밀착되도록 준비된 제 1 절연체를 삽입하는 제 1 삽입과정과; 상기 제 1 절연체의 내부에 포러스 필터(Porous Filter)를 삽입하는 제 2 삽입과정과; 상기 제 1 가스공급홀이 형성된 제 2 절연체를 준비하고, 상기 포러스 필터의 하면에 밀착되도록 상기 제 1 절연체의 내부에 준비된 제 2 절연체를 삽입하는 제 3 삽입과정을 포함하고, 상기 접합단계는 상기 제 1 삽입과정과 제 2 삽입과정 사이에 실시되는 것을 특징으로 한다.The mounting step is to prepare a first insulator having a hollow shape in which the upper and lower ends are in communication, and having an extension blade extending outwardly so that the upper end covers the edge of the mounting hole, and prepared to be in close contact with the inner circumferential surface of the mounting hole. A first insertion process of inserting a first insulator; A second insertion process of inserting a porous filter into the first insulator; A third inserting process of preparing a second insulator having the first gas supply hole formed therein, and inserting a second insulator prepared inside the first insulator so as to be in close contact with the lower surface of the porous filter, and the bonding step It is characterized in that it is carried out between the first insertion process and the second insertion process.

상기 제 1 삽입과정 이후에 상기 베이스 바디의 상면에 절연층을 형성하는 코팅단계를 더 포함한다.A coating step of forming an insulating layer on an upper surface of the base body after the first insertion process is further included.

상기 접합단계는 상기 절연층 및 제 1 절연체의 상면에만 접착제를 도포하여, 상기 유전체와 상기 포러스 필터(Porous Filter) 사이에는 본딩층이 형성되지 않는 것을 특징으로 한다.In the bonding step, an adhesive is applied only to the upper surfaces of the insulating layer and the first insulator, so that a bonding layer is not formed between the dielectric and the porous filter.

상기 제 2 가공단계는 유전체와 베이스 바디가 접착된 상태에서 드릴링(drilling)으로 제 2 가스공급홀을 가공하는 것을 특징으로 한다.The second processing step is characterized in that the second gas supply hole is processed by drilling while the dielectric and the base body are bonded together.

상기 제 2 가스공급홀의 직경은 0.05 ~ 0.3mm인 것을 특징으로 한다.The diameter of the second gas supply hole is characterized in that 0.05 ~ 0.3mm.

본 발명의 실시예에 따르면, 웨이퍼의 냉각을 위하여 웨이퍼 처리 공정 중 웨이퍼의 배면으로 공급되는 냉각가스가 전도체인 베이스 바디에 노출되는 것을 차단하여 웨이퍼 처리 공정 중 냉각가스의 공급되는 유로 상에서 아킹 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, for cooling the wafer, the cooling gas supplied to the rear surface of the wafer during the wafer processing process is blocked from being exposed to the base body as a conductor. What happens can be suppressed.

또한, 유전체에 냉각가스가 공급되는 제 2 가스공급홀을 직접 드릴링(drilling)하여 가공함으로써, 정전척의 제조공정을 개선할 수 있다.In addition, by directly drilling and processing the second gas supply hole through which the cooling gas is supplied to the dielectric, the manufacturing process of the electrostatic chuck can be improved.

또한, 제 2 가스공급홀을 미세한 직경으로 가공할 수 있기 때문에 제 2 가스공급홀 상에 아킹 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.In addition, since the second gas supply hole can be processed into a fine diameter, it is possible to suppress the occurrence of arcing on the second gas supply hole.

도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 보여주는 구성도이고,
도 2는 일반적인 정전척을 보여주는 도면이며,
도 3은 일반적인 정전척에서 발생되는 아킹(arcing) 현상을 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 보여주는 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 요부를 보여주는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 제조하는 방법을 보여주는 도면이다.1 is a configuration diagram showing a general substrate processing apparatus,
2 is a view showing a general electrostatic chuck,
3 is a diagram showing an arcing phenomenon occurring in a general electrostatic chuck,
4 is a view showing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention,
5 is a view showing a main part of an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention,
6 is a view showing a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms. It is provided to inform you. In the drawings, the same reference numerals refer to the same elements.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 요부를 보여주는 도면이다.4 is a view showing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing a main part of an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척은 금속 소재로 이루어지는 베이스 바디(100)와; 상기 베이스 바디(100)의 상면에 본딩층(400)에 의해 접합되는 유전체(200)를 포함한다.As shown in the drawings, an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention includes a base body 100 made of a metal material; It includes a dielectric 200 bonded to an upper surface of the base body 100 by a bonding layer 400.

베이스 바디(100)는 챔버(10)의 내부에 상기 유전체(200)를 설치하기 위한 지지대로서, 필요에 따라 챔버(10) 내에서 하부전극의 역할을 하면서, 상기 유전체(200)에 안착되는 웨이퍼(W)를 냉각시키기 위한 냉각수홀이 형성될 수 있다.The base body 100 is a support for installing the dielectric 200 in the chamber 10, and serves as a lower electrode in the chamber 10 if necessary, while a wafer seated on the dielectric 200 A cooling water hole for cooling (W) may be formed.

상기 베이스 바디(100)는 상면이 평평하게 형성되는 원판형상으로 형성되고, 금속 소재, 예를 들어 알루미늄 재질로 형성된다. 그래서 접착제를 사용하여 베이스 바디(100)의 상면에 유전체(200)의 하면을 접합시킨다. 이때 사용되는 접착제에 의해 상기 베이스 바디(100)와 유전체(200) 사이에는 본딩층(400)이 형성된다.The base body 100 is formed in a disk shape with a flat top surface, and is formed of a metal material, for example, an aluminum material. So, the lower surface of the dielectric 200 is bonded to the upper surface of the base body 100 using an adhesive. A bonding layer 400 is formed between the base body 100 and the dielectric 200 by the adhesive used at this time.

한편, 상기 베이스 바디(100)와 유전체(200)에는 웨이퍼(W)의 배면으로 헬륨과 같은 냉각가스를 공급하여 웨이퍼를 냉각시키는 냉각가스 공급유로가 형성된다.Meanwhile, a cooling gas supply passage for cooling the wafer by supplying a cooling gas such as helium to the rear surface of the wafer W is formed in the base body 100 and the dielectric 200.

부연하자면, 베이스 바디(100)에는 웨이퍼(W)의 하면으로 공급되는 냉각가스가 유동되는 제 1 가스공급홀(131)이 형성되고, 상기 유전체(200)에는 상기 제 1 가스공급홀(131)에 연통되는 제 2 가스공급홀(201)이 형성된다.Incidentally, a first gas supply hole 131 through which cooling gas supplied to the lower surface of the wafer W flows is formed in the base body 100, and the first gas supply hole 131 is formed in the dielectric 200. A second gas supply hole 201 communicating with is formed.

본 발명은 베이스 바디(100)에 형성되는 제 1 가스공급홀(131)을 따라 유동되는 냉각가스가 도전성 소재인 베이스 바디(100)에 직접 노출되는 것을 차단하여 아크(Arc)가 발생되는 것을 억제하기 위하여 베이스 바디(100)에는 아킹억제수단(110, 120, 130)이 구비된다.The present invention suppresses the occurrence of an arc by blocking the cooling gas flowing along the first gas supply hole 131 formed in the base body 100 from being directly exposed to the base body 100, which is a conductive material. In order to do so, the base body 100 is provided with arcing inhibiting means 110, 120, 130.

이를 위하여 베이스 바디(100)에는 아킹억제수단이 설치되도록 상하방향으로 장착홀(101)이 형성된다.To this end, the base body 100 is formed with a mounting hole 101 in the vertical direction so that the arcing inhibiting means is installed.

장착홀(101)은 후술되는 아킹억제수단의 제 1 절연체(110) 및 제 2 절연체(130)가 밀착되면서 삽입될 수 있도록 제 1 절연체(110) 및 제 2 절연체(130)의 형상에 대응되는 형상으로 형성된다.The mounting hole 101 corresponds to the shape of the first insulator 110 and the second insulator 130 so that the first insulator 110 and the second insulator 130 of the arcing suppressing means to be described later can be inserted in close contact. Is formed into a shape.

아킹억제수단은 상하단이 연통되는 중공형상이고, 상기 장착홀(101)의 내주면에 밀착되도록 삽입되는 제 1 절연체(110)와; 상기 제 1 절연체(110)의 내부에 삽입되되, 상기 유전체(200)의 하면에 밀착되는 포러스 필터(Porous Filter, 120)와; 상기 제 1 절연체(110)의 내부에 삽입되되, 상기 제 1 가스공급홀(131)이 형성되어 상기 포러스 필터(120)의 하면에 밀착되면서 상기 포러스 필터(120)를 매개로 상기 제 1 가스공급홀(131)과 제 2 가스공급홀(201)을 연통시키되록 배치되는 제 2 절연체(130)를 포함한다.The arcing inhibiting means includes a first insulator 110 having a hollow shape in which upper and lower ends are communicated, and inserted in close contact with the inner circumferential surface of the mounting hole 101; A porous filter 120 inserted into the first insulator 110 and in close contact with the lower surface of the dielectric 200; It is inserted into the inside of the first insulator 110, the first gas supply hole 131 is formed and is in close contact with the lower surface of the porous filter 120 to supply the first gas through the porous filter 120 And a second insulator 130 disposed to communicate the hole 131 and the second gas supply hole 201.

제 1 절연체(110)는 상하단이 연통되는 중공형상으로서, 부쉬(Bush) 형태로 제작되어 사용된다. 이때 제 1 절연체(110)는 비도전성 소재인 세라믹 소재를 사용하여 제작된다. 예를 들어 제 1 절연체(110)는 Al2O3 소재 또는 Al2O3-TiC, Al2O3-SiC 등의 Al2O3계 복합소재가 선택적으로 사용될 수 있을 것이다.The first insulator 110 is a hollow shape in which upper and lower ends are communicated, and is manufactured and used in a bush shape. At this time, the first insulator 110 is manufactured using a ceramic material that is a non-conductive material. For example, the first insulator 110 is an Al 2 O 3 material or Al 2 O 3 Al 2 O 3 based composite materials, such as -TiC, Al 2 O 3 -SiC may be optionally used.

한편, 제 1 절연체(110)는 베이스 바디(100)와 유전체(200)의 계면을 통하여 냉각가스가 베이스 바디(100)에 노출되는 것을 차단하기 위하여 그 상측 단부가 장착홀(101)의 가장자리를 덮도록 베이스 바디(100)의 상면을 따라 외곽방향으로 절곡되어 연장되는 연장날개부(111)가 형성된다. 그래서 연장날개부(111)에 의해 냉각가스가 베이스 바디(100)와 유전체(200)의 계면에서 베이스 바디(100)가 노출될 수 있는 경로를 차단함으로써 아크가 발생되는 것을 억제할 수 있다.Meanwhile, in order to block the cooling gas from being exposed to the base body 100 through the interface between the base body 100 and the dielectric 200, the first insulator 110 has an upper end thereof at the edge of the mounting hole 101. Extension blades 111 extending outwardly bent along the upper surface of the base body 100 are formed to cover. Therefore, the generation of arc can be suppressed by blocking the path through which the cooling gas can be exposed at the interface between the base body 100 and the dielectric 200 by the extension blades 111.

그리고, 본 발명은 베이스 바디(100)와 유전체(200)의 계면을 통하여 냉각가스가 베이스 바디(100)에 노출되는 것을 차단하기 위하여 베이스 바디(100)의 상면 중 제 1 절연체(110)의 연장날개부(111)가 형성된 영역을 제외한 영역에 절연층(300)을 형성할 수 있다.In addition, the present invention extends the first insulator 110 of the top surface of the base body 100 to block the cooling gas from being exposed to the base body 100 through the interface between the base body 100 and the dielectric 200 The insulating layer 300 may be formed in a region other than the region in which the wing portions 111 are formed.

절연층(300)은 Al2O3 소재 또는 Al2O3-TiC, Al2O3-SiC 등의 Al2O3계 복합소재를 대기 플라즈마 용사(Atmospherically Plasma Spraying, APS) 방법으로 코팅하여 형성할 수 있다.Insulating layer 300 is formed by coating with Al 2 O 3 material or Al 2 O 3 -TiC, Al 2 O 3 -SiC , such as Al 2 O 3 based composites atmospheric plasma spraying method (Atmospherically Plasma Spraying, APS) can do.

포러스 필터(120)는 절연소재인 세라믹 소재로 형성되면서 미세한 기공이 많이 형성된 미세 다공체로서, 제 1 가스공급홀(131)로 유입된 냉각가스가 포러스 필터(120)의 미세한 기공을 통과한 다음 제 2 가스공급홀(201)로 유동되도록 한다. 이에 따라 냉각가스가 비도전성 소재인 포러스 필터(120)를 통과하도록 함에 따라 냉각가스가 도전성 소재인 베이스 바디(100)에 노출되는 것을 차단할 수 있다. 특히 포러스 필터(120)는 냉각가스의 유동 형태를 비정형적으로 형성하고 매우 냉각가스가 유동되는 유로가 매우 미세하게 형성됨에 따라 냉각가스는 유동시키지만 아크가 발생하지 않도록 한다. 특히, 냉각가스의 유동길이를 증가시켜 아크가 발생되는 E-Field를 감소시켜주는 역할도 한다.The porous filter 120 is a microporous body formed of a ceramic material, which is an insulating material, and has many fine pores. The cooling gas introduced into the first gas supply hole 131 passes through the fine pores of the porous filter 120 and then 2 Make it flow through the gas supply hole 201. Accordingly, as the cooling gas passes through the porous filter 120, which is a non-conductive material, it is possible to block the cooling gas from being exposed to the base body 100, which is a conductive material. In particular, the porous filter 120 atypically forms the flow form of the cooling gas, and the flow path through which the cooling gas flows is very finely formed, so that the cooling gas flows but does not cause an arc. In particular, it also plays a role of reducing the E-Field where arcs are generated by increasing the flow length of the cooling gas.

이러한 포러스 필터(120)는 제 1 절연체(110)의 내부로 삽입되되, 유전체(200)의 하면에 밀착되도록 하여 아크가 발생되는 E-Field를 감소시킨다.The porous filter 120 is inserted into the inside of the first insulator 110 and is in close contact with the lower surface of the dielectric 200 to reduce the E-Field in which an arc is generated.

제 2 절연체(130)는 내부에 제 1 가스공급홀(131)이 형성되는 파이프 형상으로서, 그 외경은 제 1 절연체(110)의 내경에 대응되는 크기로 형성되어 제 1 절연체(110)의 내부에 삽입되어 고정된다. 이때 제 2 절연체(130)는 포러스 필터(120)의 하면에 밀착되면서 포러스 필터(120)를 매개로 제 1 가스공급홀(131)과 제 2 가스공급홀(201)을 연통시키되록 배치된다.The second insulator 130 is shaped like a pipe in which the first gas supply hole 131 is formed, and the outer diameter thereof is formed to have a size corresponding to the inner diameter of the first insulator 110 so that the inside of the first insulator 110 It is inserted into and fixed. At this time, the second insulator 130 is disposed to be in close contact with the lower surface of the porous filter 120 and communicate the first gas supply hole 131 and the second gas supply hole 201 through the porous filter 120.

제 2 절연체(130)도 제 1 절연체(110)와 마찬가지로 비도전성 소재인 세라믹 소재를 사용하여 제작된다. 예를 들어 제 1 절연체(110)는 Al2O3 소재 또는 Al2O3-TiC, Al2O3-SiC 등의 Al2O3계 복합소재가 선택적으로 사용될 수 있을 것이다.Like the first insulator 110, the second insulator 130 is made of a non-conductive ceramic material. For example, the first insulator 110 is an Al 2 O 3 material or Al 2 O 3 Al 2 O 3 based composite materials, such as -TiC, Al 2 O 3 -SiC may be optionally used.

전술된 절연층(300), 제 1 절연체(110) 및 제 2 절연체(130)는 베이스 바디(100)의 전계가 가장 집중되어 E-Field가 형성되는 공간에 형성 및 삽입되어 E-Field를 감소시키는 역할을 한다.The above-described insulating layer 300, the first insulator 110, and the second insulator 130 are formed and inserted in the space where the electric field of the base body 100 is most concentrated and the E-Field is formed to reduce the E-Field. It plays a role to let.

한편, 유전체(200)는 그 상면에 웨이퍼(W)가 직접 안착되는 수단으로서, 그 상면은 웨이퍼(W)가 안착되도록 평평하게 형성되어 상기 베이스 바디(100)의 상면에 접합된다.Meanwhile, the dielectric 200 is a means for directly seating the wafer W on the upper surface thereof, and the upper surface thereof is formed flat so that the wafer W is seated and bonded to the upper surface of the base body 100.

이때 상기 유전체(200)의 내부에는 웨이퍼(W)를 척킹 또는 디척킹 하기 위하여 정전기력을 발생시키는 전극(210)이 마련된다.In this case, an electrode 210 that generates an electrostatic force is provided inside the dielectric 200 to chuck or dechuck the wafer W.

상기 유전체(200)는 전극(210)의 내장을 위하여 복수의 플레이트 또는 시트 형태의 유전재료를 적층하고, 소정 위치의 유전재료 사이에 상기 전극(210)을 형성하여 구현할 수 있다. 이때 유전체(200)를 형성하는 유전재료는 상기 전극(210)에서 생성되는 정전기력이 원활하게 통과할 수 있도록 세라믹 소재를 선택적으로 사용할 수 있다. 예를 들어 상기 유전체(200)는 Al2O3 소재 또는 Al2O3-TiC, Al2O3-SiC 등의 Al2O3계 복합소재가 선택적으로 사용될 수 있을 것이다.The dielectric 200 may be implemented by stacking a plurality of plate or sheet-type dielectric materials for embedding the electrode 210 and forming the electrode 210 between dielectric materials at a predetermined position. In this case, as the dielectric material forming the dielectric 200, a ceramic material may be selectively used so that the electrostatic force generated by the electrode 210 can pass smoothly. For example, there will be the dielectric 200 may be an Al 2 O 3 Al 2 O 3 material or a composite material such as Al 2 O 3 -TiC, Al 2 O 3 -SiC be used optionally.

상기 전극(210)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.The electrode 210 is formed of nickel (Ni), tungsten (W), etc. using any one of various methods capable of forming an electrode such as a screen printing method, a thin film printing method, an electroless plating method, or a sputtering method. .

한편, 상기 유전체(200)에는 전극과 함께 히터 패턴(220)이 형성될 수 있다. 상기 히터 패턴(220)도 전극(210)과 마찬가지로 소정 위치의 유전재료 사이에 히터 패턴(220)을 형성하여 구현할 수 있다. 이때 히터 패턴(220)을 형성하는 재료는 전원의 인가에 의해 열을 발생시키는 소재를 사용하고, 예를 들어 스테인리스(SUS), Ag-Pt합금, Ni-Cr합금, 텅스텐(W) 및 인코넬(inconel) 중 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있을 것이다.Meanwhile, a heater pattern 220 together with an electrode may be formed on the dielectric 200. Like the electrode 210, the heater pattern 220 may be implemented by forming a heater pattern 220 between dielectric materials at a predetermined position. At this time, the material forming the heater pattern 220 is a material that generates heat by application of power, and, for example, stainless steel (SUS), Ag-Pt alloy, Ni-Cr alloy, tungsten (W), and Inconel ( inconel) may optionally be used.

그리고, 유전체(200)에 형성되는 제 2 가스공급홀(201)은 유전체(200)와 베이스 바디(100)가 접착된 상태에서 0.05 ~ 0.3mm 수준으로 드릴링(drilling)에 의해 가공되어 형성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 제 2 가스공급홀(201)를 0.24 mm로 가공하는 것이 바람직하다.In addition, the second gas supply hole 201 formed in the dielectric 200 is formed by drilling at a level of 0.05 to 0.3 mm in a state in which the dielectric 200 and the base body 100 are bonded. desirable. More preferably, it is preferable to process the second gas supply hole 201 to 0.24 mm.

한편, 본딩층(400)은 베이스 바디(100)와 유전체(200)를 접합시시키는 요소로서, 본딩층(400)에 의해서 냉각가스의 유동이 방해되지 않도록 한다. 예를 들어 본딩층(400)은 절연층(300)의 상면과 연장날개부(111)의 상면으로만 형성되어 포러스 필터(120)와 유전체(200)에 형성된 제 2 가스공급홀(201) 사이를 연통시킨다.Meanwhile, the bonding layer 400 is an element that bonds the base body 100 and the dielectric 200 and prevents the flow of the cooling gas from being disturbed by the bonding layer 400. For example, the bonding layer 400 is formed only on the upper surface of the insulating layer 300 and the upper surface of the extension blade 111 to be formed between the porous filter 120 and the second gas supply hole 201 formed in the dielectric 200. Communicate.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 제조하는 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.A method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 제조하는 방법을 보여주는 도면이다.6 is a diagram showing a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 제조방법은 먼저, 알루미늄을 사용하여 베이스 바디(100)를 준비한다.(제 1 준비단계)As shown in Fig. 6, in the method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention, first, a base body 100 is prepared using aluminum. (First preparation step)

이때 베이스 바디(100)는 알루미늄을 상면이 평평하게 형성되는 원판형상으로 가공하여 준비한다.At this time, the base body 100 is prepared by processing aluminum into a disk shape having a flat top surface.

그리고, 베이스 바디(100)에 냉각수가 유동되는 냉각수홀 및 장착홀(101)을 가공한다.(제 1 가공단계)Then, the cooling water hole and the mounting hole 101 through which the cooling water flows through the base body 100 are processed. (First processing step)

특히 장착홀(101)은 베이스 바디(100)의 상면과 하면을 관통하도록 가공한다. 특히 장착홀(101)은 제 1 절연체(110) 및 제 2 절연체(130)의 형상에 대응되는 형상으로 가공한다. In particular, the mounting hole 101 is processed to penetrate the upper and lower surfaces of the base body 100. In particular, the mounting hole 101 is processed into a shape corresponding to the shape of the first insulator 110 and the second insulator 130.

그리고, 유전체(200)를 준비한다.(제 2 준비단계)Then, the dielectric 200 is prepared (second preparation step).

유전체(200)는 세라믹 재료를 사용하여 준비한다. 이때 유전체(200)는 복수의 플레이트 또는 시트 형태의 세라믹 소재인 유전재료를 적층하고, 소정 위치의 유전재료 사이에 전극(210) 및 히터 패턴(220)을 형성하여 구현한다.The dielectric 200 is prepared using a ceramic material. In this case, the dielectric 200 is implemented by stacking dielectric materials, which are ceramic materials in the form of a plurality of plates or sheets, and forming electrodes 210 and heater patterns 220 between dielectric materials at predetermined positions.

그리고, 베이스 바디(100)의 장착홀(101)에 아킹억제수단을 장착한다.(장착단계)Then, the arcing inhibiting means is mounted in the mounting hole 101 of the base body 100 (mounting step).

아킹억제수단은 제 1 절연체(110), 포러스 필터(120) 및 제 2 절연체(130)로 이루어지는데, 장착단계에서는 제 1 절연체(110), 포러스 필터(120) 및 제 2 절연체(130)를 장착하는 과정을 구분하여 실시한다.The arcing inhibiting means is composed of a first insulator 110, a porous filter 120, and a second insulator 130. In the mounting step, the first insulator 110, the porous filter 120, and the second insulator 130 are Separately perform the installation process.

특히 제 1 절연체(110)를 장착한 다음 베이스 바디(100)와 유전체(200)를 접합한다.(접합단계)In particular, after mounting the first insulator 110, the base body 100 and the dielectric 200 are bonded (joining step).

장착단계와 접합단계에 대하여 상세하게 설명한다.The mounting step and the bonding step will be described in detail.

먼저, 베이스 바디(100)의 장착홀(101)에 제 1 절연체(110)를 삽입하여 고정한다.(제 1 삽입과정)First, the first insulator 110 is inserted and fixed into the mounting hole 101 of the base body 100 (first insertion process).

제 1 절연체(110)는 절연소재인 세라믹 재료를 사용하여 상하단이 연통되는 중공형상인 부쉬로 구현한다. 이때 제 1 절연체(110)는 상측 단부가 장착홀(101)의 가장자리를 덮도록 외곽방향으로 절곡되어 연장되는 연장날개부(111)가 형성되도록 준비한다.The first insulator 110 is implemented as a hollow bush in which upper and lower ends are communicated using a ceramic material, which is an insulating material. At this time, the first insulator 110 is prepared to form an extension blade portion 111 that is bent and extended in the outer direction so that the upper end covers the edge of the mounting hole 101.

이렇게 준비된 제 1 절연체(110)를 장착홀(101)의 내주면에 밀착되도록 삽입하여 고정시킨다.The prepared first insulator 110 is inserted and fixed in close contact with the inner peripheral surface of the mounting hole 101.

이 상태에서 접착제를 이용하여 베이스 바디(100)와 유전체(200)를 접합시킨다.In this state, the base body 100 and the dielectric 200 are bonded using an adhesive.

본 실시예에서는 베이스 바디(100)와 유전체(200)의 계면을 통하여 냉각가스가 베이스 바디(100)에 노출되는 것을 차단하기 위하여 베이스 바디(100)의 상면에 절연층(300)을 형성할 수 있다.(코팅단계)In this embodiment, an insulating layer 300 may be formed on the upper surface of the base body 100 in order to block the cooling gas from being exposed to the base body 100 through the interface between the base body 100 and the dielectric 200. Yes (coating step)

절연층(300)은 베이스 바디(100)의 상면, 바람직하게는 베이스 바디(100)의 상면 중 제 1 절연체(110)의 연장날개부(111)가 형성된 영역을 제외한 영역에 Al2O3 소재 또는 Al2O3-TiC, Al2O3-SiC 등의 Al2O3계 복합소재를 대기 플라즈마 용사(Atmospherically Plasma Spraying, APS) 방법으로 형성한다.The insulating layer 300 is formed of an Al 2 O 3 material on the upper surface of the base body 100, preferably in a region of the upper surface of the base body 100 except for the region where the extension blades 111 of the first insulator 110 are formed. or to form the Al 2 O 3 -TiC, Al 2 O 3 -SiC , such as Al 2 O 3 based composites atmospheric plasma spraying method (Atmospherically plasma spraying, APS).

그래서 접합단계에서는 절연층(300) 및 제 1 절연체(110)의 상면에만 접착제를 도포하여 베이스 바디(100)와 유전체(200)를 접합한다. 그래서 유전체(200)와 포러스 필터(120) 사이에는 본딩층(400)이 형성되지 않도록 함으로써, 냉각가스의 유동이 원활하도록 한다.Therefore, in the bonding step, the base body 100 and the dielectric 200 are bonded by applying an adhesive only to the upper surfaces of the insulating layer 300 and the first insulator 110. Therefore, the bonding layer 400 is not formed between the dielectric 200 and the porous filter 120, so that the cooling gas flows smoothly.

이렇게 베이스 바디(100)의 장착홀(101)에 제 1 절연체(110)가 삽입된 상태에서 베이스 바디(100)의 상면에 유전체(200)가 접합되었다면, 제 1 절연체(110)의 내부에 포러스 필터(120)를 삽입한다.(제 2 삽입과정)If the dielectric 200 is bonded to the upper surface of the base body 100 while the first insulator 110 is inserted into the mounting hole 101 of the base body 100 in this way, the inside of the first insulator 110 Insert the filter 120 (second insertion process)

이때 포러스 필터(120)는 제 1 절연체(110)의 하부에서 상부 방향을 삽입되어 그 상면에 유전체(200)에 밀착되도록 한다.At this time, the porous filter 120 is inserted in the upper direction from the lower portion of the first insulator 110 so as to be in close contact with the dielectric 200 on the upper surface thereof.

그리고, 제 1 가스공급홀(131)이 형성된 제 2 절연체(130)를 준비하고, 상기 포러스 필터(120)의 하면에 밀착되도록 제 1 절연체(110)의 내부로 준비된 제 2 절연체(130)를 삽입한다.(제 3 삽입과정)In addition, a second insulator 130 having a first gas supply hole 131 is prepared, and a second insulator 130 prepared inside the first insulator 110 so as to be in close contact with the lower surface of the porous filter 120 is provided. Insert (3rd insertion process)

이렇게 유전체(200)의 접합 및 아킹억제수단의 장착이 완료되면, 유전체(200)에 제 2 가스공급홀(201)을 가공한다.(제 2 가공단계)When the bonding of the dielectric 200 and the mounting of the arcing inhibiting means are completed, the second gas supply hole 201 is processed in the dielectric 200 (second processing step).

이때 제 2 가스공급홀(201)은 유전체(200)와 베이스 바디(100)가 접착된 상태에서 0.05 ~ 0.3mm 수준으로 제 1 가스공급홀(131)과 일직선 상으로 직접 드릴링(drilling)하여 형성한다.At this time, the second gas supply hole 201 is formed by directly drilling in a straight line with the first gas supply hole 131 at a level of 0.05 to 0.3 mm in a state in which the dielectric 200 and the base body 100 are bonded. do.

그래서, 냉각가스가 제 1 가스공급홀(131), 포러스 필터(120) 및 제 2 가스공급홀(201)을 순차적으로 통과하여 웨이퍼(W)의 배면으로 공급되도록 한다.Thus, the cooling gas is sequentially passed through the first gas supply hole 131, the porous filter 120, and the second gas supply hole 201 to be supplied to the rear surface of the wafer W.

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.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the above-described preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, but is limited by the claims to be described later. Therefore, those of ordinary skill in the art can variously modify and modify the present invention within the scope of the technical spirit of the claims to be described later.

W: 웨이퍼 10: 챔버
20: 기판 안착유닛 20a: 베이스 바디
20b: 유전체 20c: 본딩층
21: 전극 22: 히터
23: 냉각수홀 24: 가스공급홀
24a: 제 1 가스공급홀 24b: 제 2 가스공급홀
30: 가스 분사유닛
100: 베이스 바디 101: 장착홀
110: 제 1 절연체 111: 연장날개부
120: 포러스 필터 130: 제 2 절연체
131: 제 1 가스공급홀 200: 유전체
201: 제 2 가스공급홀 210: 전극
220: 히터 패턴 300: 절연층
400: 본딩층W: wafer 10: chamber
20: substrate mounting unit 20a: base body
20b: dielectric 20c: bonding layer
21: electrode 22: heater
23: cooling water hole 24: gas supply hole
24a: first gas supply hole 24b: second gas supply hole
30: gas injection unit
100: base body 101: mounting hole
110: first insulator 111: extension blade
120: porous filter 130: second insulator
131: first gas supply hole 200: dielectric
201: second gas supply hole 210: electrode
220: heater pattern 300: insulating layer
400: bonding layer

Claims (12)

기판 처리 장치의 내부에 구비되어 웨이퍼가 척킹(chucking) 또는 디척킹(dechucking) 되는 정전척으로서,
금속 소재로 이루어지는 베이스 바디와;
상기 베이스 바디의 상면에 접합되는 유전체를 포함하고,
상기 베이스 바디에는 상기 웨이퍼의 하면으로 공급되는 냉각가스가 유동되는 제 1 가스공급홀이 형성되고, 상기 제 1 가스공급홀을 둘러싸서 유동되는 냉각가스가 베이스 바디에 직접 노출되는 것을 차단하는 아킹억제수단이 구비되고,
상기 유전체에는 상기 제 1 가스공급홀에 연통되는 제 2 가스공급홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
As an electrostatic chuck provided inside a substrate processing apparatus to chuck or dechuck a wafer,
A base body made of a metal material;
Including a dielectric bonded to the upper surface of the base body,
In the base body, a first gas supply hole through which the cooling gas supplied to the lower surface of the wafer flows is formed, and an arcing suppression prevents direct exposure of the cooling gas flowing around the first gas supply hole to the base body. Means are provided,
And a second gas supply hole communicating with the first gas supply hole is formed in the dielectric.
 청구항 1에 있어서,
상기 베이스 바디에는 상기 아킹억제수단이 설치되도록 상하방향으로 장착홀이 형성되고,
상기 아킹억제수단은,
상하단이 연통되는 중공형상이고, 상기 장착홀의 내주면에 밀착되도록 삽입되는 제 1 절연체와;
상기 제 1 절연체의 내부에 삽입되되, 상기 유전체의 하면에 밀착되는 포러스 필터(Porous Filter)와;
상기 제 1 절연체의 내부에 삽입되되, 상기 제 1 가스공급홀이 형성되어 상기 포러스 필터의 하면에 밀착되면서 상기 포러스 필터를 매개로 상기 제 1 가스공급홀과 제 2 가스공급홀을 연통시키되록 배치되는 제 2 절연체를 포함하는 정전척.
The method according to claim 1,
Mounting holes are formed in the base body in the vertical direction so that the arcing inhibiting means is installed,
The arcing inhibiting means,
A first insulator having a hollow shape in which upper and lower ends are communicated and inserted to be in close contact with the inner circumferential surface of the mounting hole;
A porous filter inserted into the first insulator and in close contact with the lower surface of the dielectric material;
It is inserted into the inside of the first insulator, and the first gas supply hole is formed to be in close contact with the lower surface of the porous filter, and arranged to communicate the first gas supply hole and the second gas supply hole through the porous filter. Electrostatic chuck comprising a second insulator to be.
 청구항 2에 있어서,
상기 제 1 절연체는 상측 단부가 상기 장착홀의 가장자리를 덮도록 상기 베이스바디의 상면을 따라 외곽방향으로 절곡되어 연장되는 연장날개부를 형성하는 것을 특징으로 하는 정전척.
The method according to claim 2,
The first insulator is an electrostatic chuck, wherein the first insulator forms an extension blade that is bent and extended in an outer direction along an upper surface of the base body so that an upper end thereof covers an edge of the mounting hole.
 청구항 3에 있어서,
상기 베이스 바디의 상면 중 상기 제 1 절연체의 연장날개부가 형성된 영역을 제외한 영역에는 절연층의 형성되고, 상기 절연층의 상면과 연장날개부의 상면이 본딩층을 매개로 상기 유전체에 접합되는 것을 특징으로 하는 정전척.
The method of claim 3,
An insulating layer is formed in a region of the upper surface of the base body other than the region where the extension blades of the first insulator are formed, and the upper surface of the insulating layer and the upper surface of the extension blades are bonded to the dielectric through a bonding layer. Electrostatic chuck.
 청구항 2에 있어서,
상기 포러스 필터는 절연소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
The method according to claim 2,
The porous filter is electrostatic chuck, characterized in that formed of an insulating material.
 청구항 1에 있어서,
상기 유전체에 형성되는 제 2 가스공급홀은 드릴링(drilling)에 의해 가공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
The method according to claim 1,
The electrostatic chuck, characterized in that the second gas supply hole formed in the dielectric is formed by processing by drilling.
 기판 처리 장치의 내부에 구비되어 웨이퍼가 척킹(chucking) 또는 디척킹(dechucking) 되는 정전척을 제조하는 방법으로서,
알루미늄을 사용하여 베이스 바디를 준비하는 제 1 준비단계와;
베이스 바디에 상면과 하면을 관통하는 장착홀을 가공하는 제 1 가공단계와;
세라믹 재료를 사용하여 내부에 전극이 내장된 유전체를 준비하는 제 2 준비단계와;
상기 베이스 바디의 장착홀에 제 1 가스공급홀이 형성된 아킹억제수단을 장착하는 장착단계와;
접착제를 이용하여 준비된 유전체를 상기 베이스 바디의 상면에 접합시키는 접합단계와;
상기 유전체에 상기 제 1 가스공급홀에 연통되는 제 2 가스공급홀을 가공하는 제 2 가공단계를 포함하는 정전척의 제조방법.
As a method of manufacturing an electrostatic chuck provided inside a substrate processing apparatus and in which a wafer is chucked or dechucked,
A first preparation step of preparing a base body using aluminum;
A first processing step of processing a mounting hole penetrating the upper and lower surfaces of the base body;
A second preparation step of preparing a dielectric having an electrode embedded therein using a ceramic material;
A mounting step of mounting an arcing inhibiting means having a first gas supply hole formed in the mounting hole of the base body;
A bonding step of bonding the prepared dielectric material to the upper surface of the base body using an adhesive;
And a second processing step of processing a second gas supply hole communicating with the first gas supply hole in the dielectric.
 청구항 7에 있어서,
상기 장착단계는,
상하단이 연통되는 중공형상이고, 상측 단부가 상기 장착홀의 가장자리를 덮도록 외곽방향으로 절곡되어 연장되는 연장날개부가 형성되는 제 1 절연체를 준비하고, 상기 장착홀의 내주면에 밀착되도록 준비된 제 1 절연체를 삽입하는 제 1 삽입과정과;
상기 제 1 절연체의 내부에 포러스 필터(Porous Filter)를 삽입하는 제 2 삽입과정과;
상기 제 1 가스공급홀이 형성된 제 2 절연체를 준비하고, 상기 포러스 필터의 하면에 밀착되도록 상기 제 1 절연체의 내부에 준비된 제 2 절연체를 삽입하는 제 3 삽입과정을 포함하고,
상기 접합단계는 상기 제 1 삽입과정과 제 2 삽입과정 사이에 실시되는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.
The method of claim 7,
The mounting step,
Prepare a first insulator in which the upper and lower ends are in communication with each other, and the upper end is bent in the outer direction to cover the edge of the mounting hole to form an extension blade, and a first insulator prepared to be in close contact with the inner peripheral surface of the mounting hole is inserted. A first insertion process;
A second insertion process of inserting a porous filter into the first insulator;
A third inserting process of preparing a second insulator having the first gas supply hole formed therein, and inserting the prepared second insulator into the first insulator so as to be in close contact with the lower surface of the porous filter,
The bonding step is a method of manufacturing an electrostatic chuck, characterized in that performed between the first insertion process and the second insertion process.
 청구항 8에 있어서,
상기 제 1 삽입과정 이후에 상기 베이스 바디의 상면에 절연층을 형성하는 코팅단계를 더 포함하는 정전척의 제조방법.
The method of claim 8,
The method of manufacturing an electrostatic chuck further comprising a coating step of forming an insulating layer on an upper surface of the base body after the first insertion process.
 청구항 9에 있어서,
상기 접합단계는 상기 절연층 및 제 1 절연체의 상면에만 접착제를 도포하여, 상기 유전체와 상기 포러스 필터(Porous Filter) 사이에는 본딩층이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.
The method of claim 9,
The bonding step is a method of manufacturing an electrostatic chuck, wherein the bonding layer is not formed between the dielectric and the porous filter by applying an adhesive only to the upper surface of the insulating layer and the first insulator.
 청구항 7에 있어서,
상기 제 2 가공단계는 유전체와 베이스 바디가 접착된 상태에서 드릴링(drilling)으로 제 2 가스공급홀을 가공하는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.
The method of claim 7,
The second processing step is a method of manufacturing an electrostatic chuck, characterized in that drilling the second gas supply hole while the dielectric and the base body are bonded to each other.
 청구항 11에 있어서,
상기 제 2 가스공급홀의 직경은 0.05 ~ 0.3mm인 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.
The method of claim 11,
The method of manufacturing an electrostatic chuck, characterized in that the diameter of the second gas supply hole is 0.05 ~ 0.3mm.
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