KR940016390A - 정전척을 가지는 재치대 및 이것을 사용한 플라즈마 처리장치 - Google Patents

정전척을 가지는 재치대 및 이것을 사용한 플라즈마 처리장치 Download PDF

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Abstract

반도체 웨이퍼의 플라즈마 에칭장치는, 진공처리실 내에 배설된 서셉터를 구비한다. 서셉터에는 웨이퍼를 흡착유지하기 위한 정전척이 배설된다. 정전척은 서셉터상에 절연층을 통하여 배설된 척전극을 구비한다. 척전극은 스위치를 통하여 직류전원의 정극에 접속된다. 척전극은 저항측에 의하여 피복되며, 웨이퍼는 이위에 직접 재치된다. 저항층은, 에칭시의 온도범위에서 1×1010Ω·cm ·1×1012Ω·cm의 비저항을 가진다. 또, 저항층은, 중심선 평균 거칠기가 0.1~1.5㎛의 범위로 되는 표면 거칠기를 가지도록 설정된다. 척전극에 직류전원의 정극의 전위가 부여되며, 또 웨이퍼가 플라즈마를 통하여 접지되면, 저항층의 표면과 웨이퍼의 이면과의 사이에 접촉전위차가 생기고, 이 정전인력에 의하여 웨이퍼가 저항층에 흡착유지된다.

Description

정전척을 가지는 재치대 및 이것을 사용한 플라즈마 처리장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 플라즈마 에칭장치를 나타내는 단면도, 제 2 도는 본 발명의 정전척의 저항층과 웨이퍼와의 계면을 나타내는 확대단면도, 제 3 도는 종래의 정전척의 저항층과 웨이퍼와의 계면을 나타내는 확대단면도, 제 4 도는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 에칭장치를 나타내는 단면부분도, 제 5 도는 본 발명의 제 3 실시에에 관한 플라즈마 에칭장치를 나타내는 단면도, 제 6 도는 제 5 도에 나타낸 장치의 정전척의 평면도, 제 7 도는 저항층의 중심선 평행 거칠기 및 비저항(比抵抗)의 사용 가능한 범위를 나타내는 도면, 제 8 도는 제 5 도에 나타낸 장치의 스위치(s)의 변환 타이밍챠트, 제 9 도는 정전척의 변경예를 나타내는 평면도, 제10도는 정전척의 다른 변경예를 나타내는 평면도.

Claims (20)

  1. 피처리면으로 되는 주면과 반대측의 이면을 가지는 피처리 기판을 정전인력으로 흡착유지하는 정전척(靜電 Chuck)을 가지는 재치대로서, 상기 기판을 그 상기 이면을 통하여 지지하기 위한 지지면을 가지는 재치대 본체와, 상기 지지면에 배설된 척전극(32)과, 상기 척전극에 제 1 전위를 선택적으로 부여하는 전원수단과, 상기척전극(32)을 피복하는 저항층(3)과, 상기 저항층(3)은, 상기 기판이 상기 지지면상에 지지된때, 상기 기판의 상기 이면과 대면하는(접촉도 포함하는 개념) 표면을 가지는 것과, 상기 저항층(3)은, 상기 기판을 흡착 유지할 때의 온도범위에서 1×1010Ω·cm~1×1012Ω·cm의 비저항을 가지는 것과, 여기에서, 상기 척전극(32)에 상기 제 1 전위가 부여됨과 동시에 상기 기판에 상기 제 1 전위와는 다른 제 2 전위가 부여된 상태에서, 상기 저항층(3)의 상기 표면과 상기 기판의 상기 이면과의 사이에 접촉전위차가 발생하고, 이것에 의하여 상기 기판이 상기 저항층(3)에 흡착유지되는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전척을 가지는 재치대.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 저항층(3)의 상기 표면이, 중심선 평균 거칠기가, 0.1~1.5㎛로 되는 표면거칠기를 가지도록 설정되며, 또 상기 기판의 상기 이면과 직접 접촉하는 정전척을 가지는 재치대.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 저항층(3)의 상기 표면이, 절연물로 구성되는 코팅으로 피복되고, 상기 코팅의 두께는 1㎛ 이하인 정전척을 가지는 재치대.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 온도범위가 -50~120℃이고, 상기 저항층(3)이 SiC, 도전성 불순물의 함유량이 조정된 Al2O3로 구성하는 군(群)에서 선택된 재료로 이루어지는 정진척을 가지는 재치대.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 온도범위가 300~600℃이고, 상기 저항층(3)이 pyrolytic boron nitride, Si3N4, 도전성 불순물의 함유량이 조정된 AI2O3로 구성되는 군(群)에서 선택된 재료로 이루어지는 정전척을 가지는 재치대.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 지지면이 반도체 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 면을 구비하는 정전척을 가지는 재치대.
  7. 피처리면으로 되는 주면과 반대측의 이면을 가지는 피처리기판을 정전인력으로 흡착유지하는 정전척을 가지는 재치대; 상기 기판을 그 상기 이면을 통하여 지지하기 위한 지지면을 가지는 재치대 본체와, 상기 지지면에 배설된 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)과, 상기 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)은 서로 절연되는 것과, 상기 제 1 전극(32a)에 제 1 전위를 선택적으로 부여하는 제 1 전원수단과, 상기 제 2 전극(32b)에 상기 제 1 전위와는 다른 제 2 전위를 선택적으로 부여하는 제 2 전원수단과, 상기 제1 및 제 2 전원수단보다도 상기 제1 및 제 2 전극(32a), (32b)에 가까운 위치에서, 상기 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)을 선택적으로 접속 및 분리하는 스위치 수단과, 상기 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)을 각각 피복하는 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)과, 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)은 서로 절연되는 것과, 상기 제1 및 제 2 저항층 (3a),(3b)은 상기 기판이 상기 지지면상에 지지된 때, 상기 기판의 상기 이면과 접촉하는 표면을 각각 가지는 것과 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)의 각각은, 상기 기판을 흡착 유지하는 때의 온도범위에서 1×1010Ω·cm~1×1012Ω·cm의 비저항을 가지는 것과, 여기에서, 상기 제1 및 제 2 전극(32a)(32b)에 각각 상기 제1 및 제 2 전위가 부여된 상태에서 상기 제 1 전원수단으로부터 상기 기판을 통하여 상기 제 2 전원수단에 이르는 폐(閉)루우프가 형성되며, 또 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)의 상기 표면과 상기 기판이 상기 이면과의 사이에 접촉 전위가 생기며, 이것에 의하여 상기 기판이 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)에 흡착하는 것과, 또, 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)에 함께 상기 제 1 전위가 부여되며, 또 상기 기판에 상기 제 1 전위와는 다른 제 3 전위가 부여된 상태에서 상기 제1 및 제 2 저항층(3a)(3b)의 상기 표면과 상기 기판의 상기 이면과의 사이에 접촉전위차가 생기며, 이것에 의하여 상기 기판이 상기 제1 및 제 2 저항증(3a),(3b)에 흡착유지되는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전척을 가지는 재치대.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 저항층의 상기 표면에, 중심선 평균 거칠기가 0.1~1.5㎛로 되는 표면 거칠기를 가지도록 설정되는 정전척을 가지는 재치대.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 온도범위가 -50~120℃이고, 상기 저항층이 SiC, 도전성 불순물의 함유량이 조정된 Al2O3로 구성하는 군에서 선택된 재료로 이루어지는 정전척을 가지는 재치대.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 지지면이 반도체 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 면을 구비하는 정전척을 가지는 재치대.
  11. 피처리면으로 되는 주면과 반대측의 이면을 가지는 피처리 기판을, 정전인력으로 흡착유지하는 정전척을 가지는 재치대로 지지하면서 처리가스의 플라즈마를 사용하여 상기 피처리면을 처리하는 플라즈마 처리장치로서, 상기 기판을 수납하기 위한 처리실(1)과, 상기 처리실(1)에 상기 처리가스를 공급하기 위한 수단과, 상기 처리실(1)을 배기함과 동시에, 진공상태로 설정하기 위한 수단과, 상기 처리실(1)내에서 상기 처리가스를 플라즈마하기 위한 수단과, 상기 처리실(1)내에 배설된 상기 재치대와, 상기 재치대가, 상기기판을 그 상기 이면을 통하여 지지하기 위한 지지면을 가지는 재치대 본체와, 상기 지지면에 배설된 척전극(32)과 상기 척전극(32)에 제 1 전위를 선택적으로 부여하는 전원수단과, 상기 척전극(32)을 피복하는 저향층(3)과, 상기 저항층(3)은, 상기 기판이 상기 지지면상에 지지된 때, 상기 기판의 상기 이면과 대면하는(접촉도 포함하는 개념) 표면을 가지는 것과, 상기 저항층(3)은, 상기 기판을 흡착 유지할 때의 온도범위에서 1×1010Ω·cm~1×1012Ω·cm의 비저항을 가지는 것과, 여기에서, 상기 척전극(32)에 상기 제 1 전위가 부여됨과 동시에, 상기 플라즈마를 통하여 상기 기판에 상기 제 1 전위와는 다른 제 2 전위가 부여된 상태에서, 상기 저항층(3)의 상기 표면과 상기 기판의 상기 이면과의 사이에 접촉전위차가 발생하고, 이것에 의하여 상기 기판이 상기 저항층(3)에 흡착유지되는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 저항층(3)의 상기 표면이, 중심선 평균 거칠기가, 0.1~1.5㎛로 되는 표면 거칠기를 가지도록 설정되며, 또 상기 기판의 상기 이면과 직접 접촉하는 플라즈마 처리장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 저항층(3)의 상기 표면이, 절연물로 구성되는 코팅으로 피복되고, 상기 코팅의 두께는 1㎛ 이하인 플라즈마 처리장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 온도범위가 -50~120℃이고, 상기 저항층(3)이 SiC, 도전성 불순물의 함유량이 조정된 Al2O3로 구성하는 군(群)에서 선택된 재료로 이루어지는 플라즈마 처리장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 온도범위가 300~600℃이고, 상기 저항층(3)이 pyrolytic boron nitride, Si3, N4, 도전성 불순물의 함유량이 조정된 Al2O3로 구성하는 군에서 선택된 재료로 이루어지는 플라즈마 처리장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 지지면이 반도체 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 면을 구비하는 정전척을 가지는 플라즈마 처리장치.
  17. 피처리면으로 되는 주면과 반대측의 이면을 가지는 피처리 기판을, 정전인력으로 흡착유지하는 정전척을 가지는 재치대로 지지하면서, 처리가스의 플라즈마를 사용하여 상기 피처리면을 처리하는 플라즈마 처리장치로서, 상기 기판을 수납하기 위한 처리실(1)과, 상기 처리실(1)에 상기 처리가스를 공급하기 위한 수단과, 상기 처리실(1)을 배기함과 동시에, 진공상태로 설정하기 위한 수단과, 상기 처리실(1)내에서 상기 처리가스를 플라즈마화하기 위한 수단과, 상기 처리실(1)내에 배설된 상기 재치대가, 상기 기판을 그 상기이면을 통하여 지지하기 위한 지지면을 가지는 재치대 본체와, 상기 지지면에 배설된 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)은 서로 절연되는 것과, 상기 제 1 전극(32a)에 제 1 전위를 선택적으로 부여하는 제 1 전원수단과, 상기 제 2 전극(32b)에 상기 제 1 전위와는 다른 제 2 전위를 선택적으로 부여하는 제 2 전원수단과, 상기 제1 및 제 2 전원수단보다도 상기 제1 및 제 2 전극 (32a)(32b)에 가까운 위치에서, 상기 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)을 선택적으로 접속 및 분리하는 스위치 수단과, 상기 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)을 각각 피복하는 제1 및 제 2 저항층(3a)(3b)과, 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)과 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)은, 상기 기판이 상기 지지면상에서 지지된때, 상기기판의 상기 이면과 접촉하는 표면을 각각 가지는 것과, 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b) 각각은, 상기 기판을 흡착 유지할 때의 온도범위에서 1×1010Ω·cm~1×1012Ω·cm의 비저항을 가지는 것과, 여기에서, 상기 제1 및 제 2 전극(32a),(32b) 에 각각 상기 제1 및 제 2 전위가 부여된 상태에서, 상기 제 1 전원수단으로부터 상기 기판을 통하여 상기 제 2 전원수단에 이르는 폐(閉)루으프가 형성되고, 또 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)의 상기 표면과 상기 기판의 상기 이면과의 사이에 접촉전위차가 생기며, 이것에 의하여 상기 기판이 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)에 흡착유지되는 것과, 또, 제1 및 제 2 전극(32a),(32b)에 함께 상기 제 1 전위가 부여되며, 또 상기 플라즈마를 통하여 상기기판에 상기 제 1 전위와는 다른 제 3 전위가 부여된 상태에서 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)의 상기 표면과 상기 기판의 상기 이면과의 사이에 접촉전위차가 생기며, 이것에 의하여 상기 기판이 상기 제1 및 제 2 저항층(3a),(3b)에 흡착유지되는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 저항층(3a),(3b)의 상기 표면이, 중심선 평균 거칠기가, 0.1~1.5㎛로 되는 표면 거칠기를 가지도록 설정되는 플라즈마 처리장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 온도범위가 -50~120℃이고, 상기 저항층(3a),(3b)이 SiC, 도전성 불순물의 함유량이 조정된 Al2O3로 구성하는 군에서 선택된 재료로 이루어지는 플라즈마 처리장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 지지면이 반도체 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 면을 구비하는 정전척을 가지는 플라즈마 처리장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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