KR950002187B1 - 유지장치 및 그것을 사용한 반도체제조장치 - Google Patents

유지장치 및 그것을 사용한 반도체제조장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

유지장치 및 그것을 사용한 반도체제조장치
제 1 도는 본 발명에 의한 핸들링장치의 사시도.
제 2 도는 본 발명에 의한 반도체제조장치의 평면도.
제 3 도는 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 핸드본체의 평면도.
제 4 도는 제 3 도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제 5 도는 발명의 효과를 설명하는 도면.
제 6 도는 핸드본체의 주요부 종단면도.
제 7 도는 핸드본체의 변형예를 도시한 평면도.
제 8 도는 제 7 도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제 9 도는 핸드본체의 다른 변형예를 도시한 평면도.
제10도는 제 9 도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제11도는 본 발명의 핸드본체의 또다른 변형예의 평면도.
제12도는 제11도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제13도는 본 발명의 핸드본체의 변형예의 평면도.
제14도는 제13도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제15도는 본 발명의 핸드본체의 다른 변형예의 종단면도.
제16도는 제15도의 A-A 선의 단면도.
제17도는 본 발명의 핸드본체의 또다른 변형예의 평면도.
제18도는 제17도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제19도 및 제20도는 각각 본 발명의 핸드본체의 변형예를 도시한 종단면도.
제21도 내지 제24도는 각각 소결 세라믹스 표면의 성막상태를 설명하는 종단면도.
제25도 및 제26도는 본 발명의 핸드본체의 다른 변형예의 종단면도.
제27도는 본 발명에 의한 핸들링장치의 사시도.
제28도 및 제29도는 본 발명의 핸드본체의 또다른 변형예의 종단면도.
제30도는 본 발명에 의한 에칭장치의 종단면도.
제31도는 제30도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제32도는 본 발명의 핸드본체의 변형예의 평면도.
제33도는 제32도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제34도는 본 발명에 핸드본체의 다른 변형예의 평면도.
제35도는 제34도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제36도는 본 발명의 핸드본체의 또다른 변형예의 평면도.
제37도는 제36도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제38도는 제39도 및 제40도는 각각 본 발명의 핸드본체의 변형예의 종단면도.
제41도는 제40도에 도시한 핸드본체의 사시도.
제42도는 본 발명에 의한 전자선묘화장치의 사시도.
제43도는 제42도에 도시한 팔레트의 사시도.
제44도는 본 발명의 핸드본체의 변형예의 평면도.
제45도는 제44도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제46도는 본 발명의 핸드본체의 다른 변형예의 종단면도.
제47도는 본 발명의 핸드본체의 또다른 변형예의 평면도.
제48도는 제47도에 도시한 핸드본체의 종단면도.
제49도 및 제50도는 각각 본 발명의 다른 변형예를 도시한 핸드본체의 종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(1) : 물체 (2) : 핸드본체
(3) : 전극 (4) : 도통부
(6) : 전압발생장치 (7) : 전환스위치
(13) : 돌기 (15) : 도전커버
(30) : 발열체 (35) : 막
(36) : 콘덴서 (51) : 상하축
(52), (54), (56) : 회전축 (53), (55) : 암
(57) : 카세트 케이스 (58) : 로더실
(59) : 언로더실 (60) : 처리실
본 발명은 웨이퍼등과 같은 반도체 또는 도체의 유지장치에 관한 것으로, 특히 정전흡착력에 의해서 반도체웨이퍼등을 진공 또는 감압분위기중에서 유지하는 유지장치 및 그것을 사용한 반도체제조장치에 관한 것이다.
반도체웨이퍼를 정전흡착력에 의해서 유지하는 장치로서는, 예를들면 일본국 특허공개공보 소화 63-95644호, 응용기계공학 1989년 5월호, p.129~p.131에 기재되어 있다. 이들의 종래기술에서는 전극의 적어도 표면에 절연막을 갖고 이 절연막은 체적고유저항이 높은 절연재료에 도체, 반도체 또는 저저항체 재료를 혼합해서 형성하고 있다.
최근, 반도체소자의 회로패턴의 미세화에 따라 진공 또는 감압분위기중의 제조공정에서 가열, 냉각을 위해 웨이퍼를 보다 평탄하게 유지하는 츄지장치 및 웨이퍼의 이면을 유지할 수 있는 깨끗한 핸들링장치가 요구되고 있다.
이것에 대해서 상기 종래 기술은 사용한 것으로는 유지력이 작다. 또, 유지한 웨이퍼를 해방할때 절연막중에 잔류대전된 전하를 제거하기 위해서 가령 반대극성의 전압인가를 실행해도 3~5초간을 요하였다. 또, 얇은 절연막을 전극상에 형성하고 있으므로, 환경온도의 변화에 의한 열응력발생에 기인한 절연막의 파손이 발생하거나 또는 절연막표면에 다른 물체가 접촉하는 것에 의해서 절연막이 파손하거나 절연막의 단락이 발생하기 쉬운 것이었다.
또, 구조상 얇은 절연막을 지지하는 강성이 높은 전극과 이 전극을 지지하는 절연체의 장치틀이 필요하므로 장치의 소형화가 곤란하였다.
또한, 고전압이 걸린 웨이퍼 및 흡착장치 주위에 발생하는 전계에 의해서 주위의 먼지가 장치측으로 끌리어 웨이퍼에 부착해서 웨이퍼를 오염시키기 쉬운 것이었다.
본 발명의 목적은 진공 또는 감압분위기중에서도 유지력이 큰 유지장치 및 그것을 사용한 반도체제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼등의 유지물체를 유지상태에서 해방할 때 짧은 시간으로 유지물체를 이탈시킬 수 있는 유지장치 및 그것을 사용한 반도체제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 정전집진에 의한 웨이퍼로의 먼지 부착방지가 가능한 반도체 웨이퍼의 유지장치 및 그것을 사용한 반도체제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 핸드본체의 내구성을 향상시킨 유지장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 핸드본체의 온도제어를 할 수 있는 유지장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 물체가 흡착유지되는 유지면을 갖는 장치본체를 유전체로 형성하고, 이 유전체론 형성된 장치본체의 유지면과 반대측의 면에 전극을 마련하여 이 전극과 물체 사이에 전위차를 발생시키는 전압발생장치를 마련하는 것에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 특징은 웨이퍼를 주위환경의 접지전위에 접지하는 수단과 유지웨이퍼의 해방시에 전압발생장치에서의 급전을 정지함과 동시에 전극을 주위환경의 접지전위에 접지하는 전환스위치를 마련한 것에 있다. 본 발명의 또다른 특징은 웨이퍼를 유지하는 면에 돌기 또는 볼록부를 마련한 것에 있다.
또, 웨이퍼 유지면의 바깥둘레쪽에 절연체를 거쳐서 핸드본체를 바깥면을 덮는 도체 또는 반도체로 이루어지는 도전커버를 마련하고, 이 도전커버를 접지전위에 접지한 것에 있다.
또한, 유지면 표면의 페인곳을 같은 종류의 재료로 성막하고, 표면을 경면마무리한 것에 있다.
본 발명의 또다른 특징은 유도체막을 저항율이 1010Ω㎝이하의 예를들면 SiC로 형성하고, 유전체막을 5㎜이상으로 형성한 것에 있다.
또, 유전체막과 전극을 열팽창율이 거의 같은 재료로 형성한 것에 있다.
본 발명의 또다른 특징은 유지면에 유체가 흐르는 홈형상의 통로를 마련하고, 냉각기에서 냉각유체를 유지면에 공급하는 것에 있다.
또, 유지장치의 내부에 가열장치를 마련한 것에 있다.
이한 본 발명의 구성에 대해서 실시예와 함께 설명한다.
또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고 그 반복적인 설명은 생략한다.
제 1 도 내지 제 6 도는 본 발명의 제 1 의 실시예를 도시하고 있다. 이들 도면에서, 흡착유지해야할 도체 또는 예를 들면 반도체웨이퍼와 같은 반도체의 물체(1)은 핸들링장치의 핸드본체(2)에 흡착유지되기 위해서 이 핸드본체(2)에는 물체(1)을 흡착유지하는 유지면(2A)가 마련되어 있다.
핸들링장치는 제 1 도에 도시한 바와같이 고정대(50a)위에 탑재된 기저부(50) 기저부(50)내에 수납된 구동장치 (도시하지 않음)에 의해 상하로 운동하는 상하축(51), 선회운동하는 제 1 선회축(52), 제 2 선회축(54), 제 3 선회축(56), 제 1 선회축(52)와 제 2 선회축(54) 사이에 마련된 제 1 암(53), 제 2 선회축(54)와 제 2 선회축(56) 사이에 마련된 제 2 암(55), 제 3 선회축(56) 선단에 마련된 핸드본체(2)로 구성된다.
또, 제 2 도에 도시한 진공에 유지된 멀티체임버형식의 반도체제조장치에서 로더실(58)의 카세트케이스(57)내에 수납된 웨이퍼(1')는 핸들링장치의 핸드본체(2)에 의해서 유지되고, 핸드링장치의 상하축(51) 및 회전축(52), (54), (56)의 운동에 의해서 그 위치가 이동하여 처리실(60)으로 반입된다. 모든 처리실에서의 처리가 종료한 웨이퍼(1')는 핸들링장치에 의해 언로더실(59)의 카세트케이스(57)로 되돌려진다.
제 3 도 및 제 4 도에 핸드본체(2)를 확대해서 도시한다. 핸드본체(2)는 저항율 1010Ω㎝ 이하의, 예를들면 SiC등의 유전체로 형성되어 있다. 이 유전체로 형성된 핸드본체(2)의 유지면(2A)와는 반대측의 면에 전극(3)을 마련하고 있다. 이 전극(3)은, 예를 들면 크롬(Cr)등의 도전성박막을 증착하는 것으로 형성된다. 또, 핸드본체(2)에는 구멍(2a)가 마련되어 있고, 이 구멍(2a)에는 스프링(5)를 거쳐서 핸드본체(2)에 부착된 도통부(4)가 삽입되어 있다. 이 도통부(4)는 도선(8)을 거쳐서 주위환경의 접지전위에 접지되어 있다. 또, 전극(3)은 도통부(4)에 도선(8), (9), 전환스위치(7) 및 전압발생장치(6)을 거쳐서 접속되어 있다. 전환스위치(7)의 스위칭소자(7a)는 물체(1)을 핸드본체(2)에 유지하는 경우에는 전극(3)과 도통부(4) 사이에 전압이 인가되도록 전압발생장치측의 접점(7b)에 접속된다.
또, 물체(1)을 핸드본체에서 이탈하는 경우에는 전극(3)이 주위환경의 접지전위와 같은 전위로 되도록 접치측(10)의 접점(7c)에 접속된다.
이와같이 구성된 본 발명의 장치에서 물체(1)을 핸드본체(2)에 흡착유지할 때는 전환스위치(7)의 스위칭소자(7a)를 접점(7b)측에 접속한다. 이때 전극(3)과 도통부(4) 사이에 전압이 인가된다. 물체(1)은 도체 또는 반도체재료이므로 물체(1)의 전위는 도통부(4)와 같은 전위, 즉 접지전위와 같게 된다. 그리고 물체(1)과 전극(3) 사이에 전위차가 발생하고, 물체(1)과 전극(3) 사이에 평행평판콘덴서의 전극간에 작용하는 흡인력과 같은 (1)식에 나타낸 흡착력 F가 작용한다.
여기서 0: 진공의 유도율
1: 핸드본체(2)를 구성하는 유전체의 유전율
V : 물체(1)과 전극(3) 사이의 전위차
d : 핸드본체(2)를 구성하는 유전체의 두께
S : 유지면의 면적(전극(3)의 면적에 해당)
이 흡착력 F에 의해 물체(1)은 핸드본체(2)에 흡착유지된다.
이 제 1 의 실시예에서 핸드본체(2)는 유전체이므로, 종래기술에서 필요했던 강성이 높은 전극과 이 전극을 지지하는 절연체의 장치틀이 불필요하게 되어 유지장치를 소형화할 수 있다. 또, 핸드본체(2)를 구성하는 유전체를 저항율 1010Ω㎝ 이하의 예를 들면형 SiC로 형성하면 그 비유전율( 1/ 0)은 수백~수천에 이르고, 비유전률이 수십정도의 절연막을 사용한 종래의 장치와 비교해서 10배 이상의 차이가 발생한다. 이 결과 유전체의 두께 d를 예를들면 10배로 해도 아직 종래의 10배 정도이상의 흡착력을 발생할 수가 있다.
종래의 장치와 본 발명의 장치를 사용해서 발생흡착력을 실험한 결과를 제 5 도에 도시한다. 종래의 장치를 사용하여 유전체의 두께 d=0.15㎜의 산화티탄함유알류미나막을 사용한 경우와 비교해서 본 발명의 장치에서는 유전체의 두께 d=5㎜의 SiC막을 사용해도 종래장치의 5.2배의 흡착력을 발생할 수 있었다.
이상 기술한 바와같이 유전체의 두께를 5㎜로 두껍게 구성할 수 있으므로, 유전체 그 자체를 강도부재로 하는 핸드본체를 형성할 수 있다. 또, 유전체가 두꺼우므로, 환경온도의 변화에 의해 발생하는 열응력이나 다른 물체와의 접촉등에 의해서 유전체가 파손되는 일이나 물체(1)과 전극(3) 사이에 전기적단락이 발생하는 일이 없다.
또, 주위환경인 접지전위에 접지된 도통부(4)는 물체(1)에 직접 접촉하므로, 물체(1)의 전위는 접지전위와 같은 전위로 된다. 그래서 반도체웨이퍼등의 물체를 유지하는 경우라도 웨이퍼상에 형성된 회로소자는 정전기의 방전에 의해서 절연파괴되는 일이 없다.
시료를 흡착장치에서 이탈시킬 때는 제 3 도 및 제 4 도에서 전환스위치(7)의 스위치소자(7a)를 접점(7c)측에 접속한다. 이때 도통부(4)와 전극(3) 사이에 인가되어 있던 전압은 차단되고, 전극(3)의 전위는 주위환경의 접지전위와 같은 전위로 된다. 핸드본체(2)를 형성하는 유전체의 저항율은 1010Ω㎝ 이하로 작으므로, 유전체로 형성되고 핸드본체(2) 내에 잔류하는 유전분극에 의한 대전은 전극(3)을 통해서 접지로 신속하게 확산한다. 이 결과 핸드본체(2)의 전위로 접지전위로 되어 흡착력 F가 소멸하고, 물체(1)은 핸드본체(2)의 유지면(2A)에서 신속하게 개방(이탈)된다.
유지웨이퍼를 해방하는 경우 산화티탄함유 알루미나막을 사용한 종래의 장치에서는 전극(3)과 도통부(4) 사이에 유지시와 반대극성의 전압을 인가해도 해방하는데 3~5초간의 시간을 요한다. 이것에 대하여 본 발명의 장치에서는 자중에 의해 매우 단시간으로 이탈이 실행된다.
이상 기술한 바와같이 이 제 1 의 실시예에서는 유지장치의 핸드본체를 저항률 1010Ω㎝ 이하의, 예를들면 SiC 등으로 형성하고 있으므로 진공중 또는 감압분위기중에서 큰 유지력으로 웨이퍼등의 물체를 유지할 수 있다. 또, 유지물체를 해방할 때는 유지물체를 매우 단시간으로 이탈시킬 수가 있다. 또, 구조를 소형으로 할 수 있어 유지면을 형성하는 유전체표면의 내구성향상이 가능하게 된다.
또한, 제 6 도에 도시한 바와같이 핸드본체(2)의 바깥둘레쪽에 절연체(11)을 거쳐서 도통부(4)를 마련하고, 전극(3)은 도전성박막의 증착등에 의해 형성할 수도 있다.
본 발명의 제 2 의 실시예를 제 7 도 내지 제10도에 따라 설명한다.
제 7 도 및 제 8 도에 도시한 핸드본체(2)는 제 3 도 및 제 4 도에 도시한 핸드본체(2)와 유지면(2A) 물체(1)을 지지하기 위한 돌기(13)을 3점지지할 수 있도록 적어도 3장소 마련한 것이 다르다. 이 돌기의 높이는 충분한 흡착력이 작용할 정도의 높이로 설정해 있고, 이 예에서는 반구형상으로 형성되어 있다. 이와같이 구성하면 물체(1)과 핸드본체(2)의 접촉면적이 감소하여 유지물체의 전면을 접촉시킨 경우에 비하여 핸드본체(2)와의 접촉에 의한 물체(1)로의 이물질의 부착이 감소된다.
제 9 도 및 제10도에 도시한 핸드본체(2)는 그 유지면(2A)에 여러개의 오목부(27)과 볼록부(2B)로 이루어지는 단차를 마련하고, 이 약간 높은 볼록부로 유지해야할 물체(1)을 접촉시키고 있다. 이 제 2 의 실시예에서는 핸드본체(2)을 원형상으로 형성하고, 핸드본체(2)의 바깥둘레쪽에 절연체(11)을 거쳐서 도통부(4)를 마련하고 있다. 이와같이 구성하면 웨이퍼(1')와 핸드본체(2)의 접촉면적이 감소하여 웨이퍼(1')의 이면으로의 이물질의 부착이 감소된다.
본 발명의 제 3 의 실시예를 제11도 및 제12도에 도시한다. 이 예에서는 제 3 도 및 제 4 도에 도시한 제 1의 실시예와 마찬가지의 구성이지만, 핸드본체(2)에 구멍(2a)를 마련하여 도통부를 설치하는 대신에 핸드본체(2)의 유지면(2A)와 반대쪽면에 2개의 전극(3)을 마련하고, 이 2개의 전극(3) 사이에 전압을 인가하는 점에서 제 1의 실시예와 다르다. 즉, 2개의 전극(3a)의 한쪽에는 도선(9)를 거쳐서 전환스위치(7)의 스위칭소자(7a)가 마련되어 있고, 다른쪽의 전극(3b)에는 도선(8)을 거쳐서 접점(7c)가 마련되어 있다. 또, 전환스위치(7)의 접점(7b)와 도선(8) 사이에 전압발생장치(6)이 마련되어 있다.
제 3 의 실시예에 도시한 장치를 사용해서 정전흡착을 실행하는 경우 전환스위치(7)의 스위칭소자(7a)를 단자(7b)와 접속하여 한쪽의 전극(3a)에 전압을 인가한다. 이때 전극(3b)의 전압이 AV, 전압발생장치(6)이 발생하는 전압이 BV이라고 하면 웨이퍼(1')의 전압은로 되고, 각각의 전극(3a), (3b)와 웨이퍼의 전위차에 의해 웨이퍼는 핸드본체(2)에 부착된다. 또, 이탈하는 경우 전환스위치(7)의 스위칭소자(7a)를 단자(7c)에 접속한다. 이때 전극(3a)와 전극(3b)는 같은 전위로 되어 웨이퍼(1')와의 사이의 전위차가 없어지므로, 웨이퍼(1')는 핸드본체(2)에서 신속하게 이탈한다. 또한, 웨이퍼의 전위가 OV로 되도록 조절하는 것은 웨이퍼에 먼지가 흡착하는 것을 방지하기 위함이다. 이와같이 구성하면 도통부(4)가 필요없게 되고, 자연산화에 의해 형성된 절연막인 SiO2에 덮인 Si 웨이퍼와 도통시킬 필요도 없다. 이것에 의해 웨이퍼와 도통하기 위해서 도체의 바늘에 의해 웨이퍼를 상하게할 염려도 방지할 수도 있다.
본 발명의 제 4 의 실시예를 제13도 내지 제18도에 도시한다. 제13도 및 제14도에 도시한 유지장치는 제 1 의 실시예와 같은 구성이지만, 핸드본체(2)의 유지면(2A)를 제외한 장치바깥면을 도체 또는 반도체로 이루어지는 도전커버(15)로 거의 덮고, 이 도전커버(15)를 주위환경의 접지전위에 접지하고 있는 점에서 제 1 의 실시예와 다르다. 이와같은 구성으로 하면 주이환경의 접지전위로 유지된 도전커버(15) 및 웨이퍼(1')는 접지전위와 비교해서 고전위 또는 저전위가 인가되는 전극(3)을 거의 완전하게 밀폐하도록 둘러싼다. 이것에 의해 웨이퍼(1')를 포함하는 흡착장치 정체의 바깥면은 주위환경의 접지전위와 같은 전위로 유지된다. 그리고 전계에 의해서 장치쪽으로 끌리는 주위의 먼지가 웨이퍼(1')에 부착하는 것을 적게 한다는 효과가 있다.
제15도 및 제16도에 유지장치의 변형예를 도시한다. 이 예에서는 경면부(15a)로 도전커버(15)를 웨이퍼(1')와 접촉시켜 그 도전커버를 주위환경의 접지전위(10)에 접지하는 것에 의해 웨이퍼와 도통하는 도통부(4)를 겸하는 구성으로 하고 있다. 이 경우 구조가 간단하게 되며, 먼지가 웨이퍼에 부착하는 것을 방지할 수가 있다.
제17도 및 제18도는 유지장치의 다른 변형예를 도시한다. 이 예에서는 핸드본체(2)의 바깥둘레쪽에 절연층(23)을 거쳐서 도통부(4)로 마련하고, 도통부(4)의 웨이퍼(1')쪽의 면을 경면 마무리하여 웨이퍼(1')에 접촉시켜서 도통하도록 형성하고 있다. 이와 같이 웨이퍼(1')에 접촉하는 면을 경면마무리로 하는 것에 의해 웨이퍼(1')에 홈이나 먼지가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 5 의 실시예를 제19도 내지 제24도에 도시한다. 제19도에 도시한 유지장치에서는 전극이 도전성세라믹스(20)으로 형성되어 있다. 전극은 도전성세라믹스(20)과 유전체막세라믹스(2')는 일체적으로 형성된다. 그 제조방법은 소결전의 성형체의 상태에서 유전체막세라믹스(2')와 전극을 이루는 도전성 세라믹스(20)을 접합하여 일체로 한후에 소결하는 것이다. 이와같이 유지장치를 구성한 경우는 유전체막세라믹스(2')가 얇은 경우라도 유전체막세라믹스(①)와 전극(20)은 열팽창율이 거의 같으므로 열응력등에 의해서 유전체막세라믹스(2')가 파손하는 일이 없다.
제20도에 도시한 유지장치의 변형예에서는 도전성세라믹스(20)을 사이에 끼워서 웨이퍼(1') 고정용의 유전체막(2')와 팔레트 고정용 유전체막(71)을 마련하고 있다. 그리고, 이들은 접지된 받침부(16)상에 배치되어 있다. 이 경우 유전체막과 전극의 열팽창율이 거의 같으므로 유전체막세라믹스(2')가 얇아도 열응력등에 의해서 유전체막세라믹스(2')가 파손되는 일이 없다. 제19도, 제20도에 도시한 바와같이 유지장치를 세라믹스로 형성하는 경우 소결세라믹스는 제21도에 도시한 바와같이 공극률 수%의 보이드를 포함하고, 연마한 세라믹스표면에 이 보이드가 오목부(34)로서 나타난다. SiC의 경우 그 오목부(34)의 직경, 깊이는 수 미크론이며, 이 오목부(34)속에 수미크론 크기의 이물질이 존재하는 것은 피할 수 없다. 현제 반도체제조공정에서는 0.1㎛ 이하정도까지의 먼지의 부착이 문제로 되어 오고 있으며, 오목부가 있는 SiC 표면을 웨이퍼접촉부재로서 사용할 수는 없다. 그래서 유지면 표면에 제22도에 도시한 바와같이 CVD법을 사용해서 같은 종류의 제료로 만든 막(35)을 붙이는 것에 의해 이 오목부를 메우는 것이 가장 적합하다. 제23도는 성막후 다시 경면을 얻기 위해 연마하는 경우를 도시하고, 제24도는 막(35)의 저항율 또는 유전률이 유전체막세라믹스(2')의 특성과 다른 경우에 성막전의 면이 대략 나타나도록 연마하는 경우를 도시하고 있다. 성막면에 유전체막 세라믹스(2')를 노출시키는 것에 의해 유지 물체로의 부착이물질을 저감할 수가 있다.
본 발명의 제 6 의 실시예를 제25도 내지 제28도에 도시한다. 제25도는 전압발생장치(6)과 병렬로 콘덴서(36)을 마련한 경우이다. 콘덴서(36)을 전압발생장치(6)에 병렬로 마련하는 것에 의해 전압발생장치(6)을 단자(37a)~(37d)로 분리해도 콘덴서에서의 급전에 의해 물체(1)의 흡차기유지가 가능하게 된다. 그래서 장치내를 이동하는 팔레트에 사용하면 급전기구를 간단하게 할 수 있다. 또, 핸들링장치등에 사용한 경우 정전이 발생해도 유지물체를 떨어뜨리는 일이 없다.
제26도에 도시한 유지장치에서는 전압발생장치(6)으로 전지(38)을 사용하고 있다. 전압발생장치(6)을 전지로 구성하는 것에 의해 외부에서의 급전기구가 불필요하게 되어 유지장치를 용이하게 이동할 수가 있다. 이 제26도에 도시한 유지장치를 조립한 핸드링장치의 예를 제27도에 도시한다. 이 핸들링장치는 잡은 부분(39)의 선단부에 마련된 유지면(2A)와 잡는 부분(39)에 마련된 스위치부(7) 을 구비하고 있다. 웨이퍼의 핸드링을 사람의 손에 의해 실행할 때는 진공흡착작용에 의해 웨이퍼를 흡인유지하는 진공핀세트가 사용되고 있다. 그 경우 진공핀세트에는 진공원이 부설되어 있으므로, 핸들링장치를 자유롭게 운반하는 일은 곤란하다. 이것에 대하여 이 예의 핸들링장치에서는 핀세트를 전지구동의 정전흡착장치로 형성하고 있으므로 운반이 자유로운 웨이퍼용 핀세트를 얻을 수가 있다.
제28도에 도시한 유지장치의 예에서는 도선(9)의 도중에 유전체인 핸드본체(2)을 흐르는 전류값을 모니터하는 전류모니터(70)을 구비하고 있다. 이 경우 전류모니터(70)에 검출한 전류값에 의해 물체(1)의 유지상태를 알 수가 있다. 흡착유지가 충분하지 않으면 충분하게 흡착유지된 경우와 비교해서 전류값에 작게 된다. 그래서 전류값을 증가하도록 전압발생장치(6)을 제어하는 것에 의해 충분한 흡착유지를 달성할 수 있다.
또, 상기 제 6 의 실시예의 변형예로서 제29도에 도시한 바와같이 핸드본체(2)를 다른 물체에 부착하기 위한 볼트나사구멍(41)이나 플랜지(40)등을 핸드본체(2)에 마련하여, 핸드본체의 설치를 용이하게 할 수도 있다.
본 발명의 제 7 의 실시예를 제30도 내지 제37도에 도시한다.
제30도는 본 발명의 제 7 의 실시예인 마이크로파 플라즈마에칭장치의 전체구성도의 예이다. 이 마이크로파 플라즈마에칭 장치는 바깥틀(64)의 바깥쪽에 마련된 솔레노이드(63), 마이크로파(62)를 조사하기 위한 장치(도시하지 않음), 진공실(65)등으로 구성되어 있고, 진공실(65) 내에는 웨이퍼(1')을 유지하는 핸들링장치가 배치되어 있다. 마이크로파 플라즈마 에칭장치에서는 마이크로파(62)에 의해서 웨이퍼(1')상에 플라즈마(14)을 형성하고, 이 플라즈마(14)에서 튀어나오는 이온에 의해서 웨이퍼(1')의 표면을 에칭한다. 이때 웨이퍼(1')는 가열되므로 그것을 냉각할 필요가 있어 웨이퍼(1')를 고정하는 핸드본체(2)에는 냉각기(22)가 마련되어 있다. 냉각기(22)의 내부에는 냉매순환실(200)이 마련되고, 이 냉매순환실(200)에는 냉매공급원(61)에서의 냉매공급로(25)와 냉매배출로(26)이 접속되어 있다. 그리고, 냉매를 순환시키는 것에 의해 핸드본체(2), 웨이퍼(1')를 냉각한다. 또, 진공중에서 핸드본체(2)와 웨이퍼(1') 사이의 열전달을 향상시키기 위해서 핸드본체(2)와 웨이퍼(1') 사이의 간극에는 열전달을 향상시키기 위해 유체, 예를들면 헬륨가스(24)가 공급되는 유체공급구멍(21)이 마련되어 있다. 진공실(25)는 도선(8)에 의해 접지되어 있고, 전극(3)에는 도선(9)가 결선되어 있다. 그리고 전환스위치(7)의 스위칭소자(7a)에 의해서 전압발생장치(6)과 도선 (8)의 접지측으로의 접속으로 전환된다. 또, 핸드본체(2)의 전극(3)에 마련되는 도선의 결선방법은 제 3 도에 도시한 것과 같은 방법으로 플라즈마(14)중에 도선(8)을 통해서 해도 좋다. 그리고 웨이퍼(1')와 전극(3) 사이에 전압발생장치(6)에서 발생하는 전압을 인가하도록 해도 좋다. 이와같이 하면 도통부(4)가 불필요하게 되어 장치의 구조가 간단하게 된다.
제 7 의 실시예에 사용하는 유지장치의 변형예를 제32도 내지 제37도에 도시한다
제32도 및 제33도에 도시한 유지장치는 제30도에 도시한 핸들링장치와 마찬가지이다. 단, 제 2 의 실시예와 마찬가지로 웨이퍼(1')의 유지면(2A)에 여러개의 볼록부를 마련하고 있고, 중앙부에 유체공급구멍(21)을 마련해서 열전도를 위한 유체를 유지면(2A)에 공급하는 점에서 제30도에 도시한 핸들링장치와 다르다. 또, 바깥둘레부에는 실면(2c)를 형성하고 있다. 이 구성에 의해 웨이퍼(1')가 핸드본체(2)에 밀착해도 냉각이 가능하다. 또, 실면(2c)를 마련하는 것에 의해 열전도를 위한 유체가 핸드본체(2)와 웨이퍼(1')의 간극에 형성되는 오목부에서 장치 외부로 누설되는 것을 방지하고 있다. 이 때문에 유지장치 외부로의 유체의 유출이 없고, 진공을 오염하지 않고, 또 냉각용의 유체(24)의 소비량이 적게 된다.
제34도 및 제35도는 제 7 의 실시예의 유지장치의 변형예이다. 이 예에서는 유지면에 단면이 반원형의 홈(28)이, 핸드본체(2)의 중앙부에는 유체공급구멍(21)이 마련되어 있고, 홈(28)내를 유체가 흐른다. 그리고, 전극(3)의 내부에는 냉매가 순환하는 순환실(200)이 마련되어 있다. 이와같이 구성하면 전극과 냉각기가 분리되어 있는 것과 비교해서 양자 사이에 접촉열저항이 없으므로 냉각효율이 향상된다. 또, 장치의 구조가 간단하게 된다.
제36도 및 제37도에 제 7 의 실시예의 유지장치의 변형예를 도시한다. 이 예에서는 핸드본체(2) 내부에 냉매가 순환하는 순환실(23)이 마련되어 있다. 이 경우도 핸드본체(2)를 직접냉각할 수 있으므로 냉각효율이 향상된다.
다음에 본 발명의 제 8 의 실시예인 웨이퍼를 밀착했을 때 일정한 온도로 가열할 수 있는 유지장치에 대해서 제38도 내지 제41도에 도시한다. 제38도에 도시한 유지장치의 예에서는 발열체(30)을 내부에 갖는 절연물로 이루어지는 가열기(29)를 전극(3)을 거쳐서 핸드본체(2)에 설치하고 있다. 이 경우 가열기(29)에 의해 핸드본체(2)가 일정하게 가열되므로 웨이퍼의 밀착시에 일정한 가열이 가능하게 된다.
제39도에 도시한 유지장치의 변형예에서는 전극(3) 내부에 절연물(11)을 거쳐서 발열체(30)을 마련하고 있지만, 전극과 가열기가 분리하고 있는 것과 비교해서 양자 사이에 접촉열저항이 없으므로 가열효율이 향상된다. 또, 장치구조가 간단하게 된다.
제40도에 도시한 유지장치의 변형예에서는 핸드본체(2) 내부에 발열체(30)이 마련되어 있고, 핸드본체(2)를 직접 가열할 수 있으므로 가열효율이 향상된다.
제41도에 도시한 유지장치의 변형예에서는 전극(3)의 양단부에 가열전류용단자(31)을 마련하여, 가열전류용단자(31)에 각각 도선(9), (34)를 접속하고, 히터스위치(33a), (33b) 및 가열전류발행장치(32)를 이 도선(9), (34)에 접속하고 있다. 이 예에서는 가열전류용단자(31)을 거쳐서 전극(3)에 통전하는 것에 의해서 전극(3)을 발열시키므로 구조가 간단하게 된다.
다음에 본 발명의 제 9 의 실시예를 제42도 내지 제50도에 따라 설명한다.
제42도 및 제43도는 본 발명에 의한 전자선묘화장치의 구성과 그 장치에 사용하는 팔레트를 도시한 사시도이다. 웨이퍼(1')는 팔레트본체(70)에 탑재되고, 팔레트본체는 XY 스테이지(64) 상에 고정된다. XY 스테이지(64)에 의해 웨이퍼(1')의 위치결정을 하면서 전자총칼럼(67)에서 발생한 전자총에 의해서 웨이퍼(1')상에 회로패턴이 묘화된다.
제44도 및 제45도는 제43도에 도시한 팔레트본체(70)을 확대한 도면으로서, 그 구조는 제 3 도 및 제 4 도에 도시한 제 1 의 실시예의 장치와 같은 것이지만, 팔레트를 받침대부(16)에 고정하기 위한 기저부(18) 및 고정기구(17)이 팔레트본체(70)에 마련되어 있는 점이 다르다. 그리고, 이것에 의해 웨이퍼(1')를 팔레트본체(70)상에 평탄유지, 또는 밀착유지할 수가 있다.
제46도는 팔레트본체의 변형예로서, 팔레트본체(70)의 이면은 전극(3), 절연체(11)을 거쳐서 도체 또는 반도체(19)로 형성되어 있다. 또, 받침대부(126)에 정전흡착기구를 마련하고, 받침대부(16) 상에 팔레트본체(70)을 정전기력으로 흡착유지하도록 구성하고 있다. 이렇게 하는 것에 의해 진공중에서의 가동부가 불필요하게 되므로 장치의 신뢰성이 향상된다.
제47도 및 제48도는 팔레트본체의 다른 변형예로서, 전극(3)을 사이에 끼워서 팔레트본체(2)을 형성하는 유전체와 팔레트고정용유전체(71)을 마련한 것에 특징이 있다. 웨이퍼(1')와 받침대부(16)은 주위환경의 접지전위에 접지되어 있고, 웨이퍼(1') 및 받침대부(16)과 전극(3) 사이에 전압을 인가하는 것에 의해 웨이퍼(1')가 팔레트본체(2)의 유지면(2A)에 흡착유지됨과 동시에 팔레트가 받침대부(16)에 흡착유지된다. 이 예에서는 구조가 간단하게 된다.
제49도에 도시한 팔레트본체의 또다른 변형예에서는 팔레트를 받침대부(16)에 고정하기 위한 팔레트고정용유전체(71)과 팔레트 고정용 전극(72)를 마련하고 있다. 이것에 의해 웨이퍼(1')의 팔레트로의 흡착유지와 팔레트의 받침대부로의 고정유지를 독립으로 실행할 수 있어 팔레트반송시에 웨이퍼가 팔레트상에서 움직이는 일이 없다.
또, 제50도에 도시한 팔레트본체의 다른 변형예의 경우에는 받침대부(16)을 전극으로서 사용할 수 있어 구조가 간단하게 된다.

Claims (25)

  1. 물체를 흡착유지해서 핸들링 또는 고정하는 유지장치에 있어서, 상기 물체가 흡착유지되는 유지면을 갖는 핸드본체를 유전체로 형성하고, 상기 핸드본체의 유지면과 반대쪽의 면에 전극을 마련하여 이 전국과 상기 물체 사이에 전위차를 발생시키는 전압발생장치를 구비한 유지장치.
  2. 특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 상기 핸드본체를 형성하는 유전체가 SiC인 유지장치.
  3. 특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 상기 핸드본체의 바깥둘레쪽에 절연체를 거쳐서 핸드본체의 바깥면을 덮은 도전커버를 마련하고, 이 도전커버를 접지에 접지한 유지장치.
  4. 특허청구의 범위 제 2 항에 있어서, 상기 핸드본체를 형성하는 유전체의 저항율이 1010 ㎝ 이하인 유지장치.
  5. 특허청구의 범위 제 2 항에 있어서, 상기 유전체가 6방결정계의 결정구조이며, 또한형인 유지장치.
  6. 물체를 흡착해서 유지하는 유지장치에 있어서, 상기 물체가 흡착유지되는 유지면을 갖는 핸드본체를 유전체로 형성하고, 이 유전체로 형성된 핸드본체의 유지면과 반대쪽의 면에 전극을 마련하여 이 전극과 상기 물체 사이에 전위차를 발생시키는 전압발생장치를 구비함과 동시에 상기 유지하는 물체를 접지전위로 유지하는 도통부를 마련하고, 상기 물체의 이탈시에 상기 전극과 접지를 도통시키기 위한 전환스위치를 마련한 유지장치.
  7. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 유전체의 저항율은 1019 ㎝ 이하인 유지장치.
  8. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 유전체는 6방결정계의형 SiC로 형성되어 있는 유지장치.
  9. 특허청구의 범위 제 7 항에 있어서, 상기 유전체는 6방결정계의형 SiC인 유지장치.
  10. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 유지면에 돌기를 마련한 유지장치.
  11. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 유지면에 오목부와 볼록부로 이루어지는 단차를 마련한 유지장치.
  12. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 핸드본체의 끝부에 잡는 부분을 마련한 유지장치.
  13. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 핸드본체에 냉매가 흐르는 순활실을 마련하고, 이 순환실로 냉각기에서 냉각한 냉매를 순환시키는 유로를 마련한 유지장치.
  14. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 핸드본체에 발열체를 마련한 유지장치.
  15. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 핸드본체는 유전체세라믹스로 형성하며, 상기 전극은 도전성 세라믹스로 형성하고, 상기 유전체세라믹스의 성형체와 상기 도전성세라믹스는 일체로 소결한 소결체인 유지장치.
  16. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 유지면 표면에 장치본체를 형성하는 도전체와 같은 종류의 재료로 막을 형성한 유지장치.
  17. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 전압발생장치와 병렬로 콘덴서를 마련한 유지장치.
  18. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 전압발생장치와 직렬로 전류센서를 마련한 유지장치.
  19. 특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 상기 물체를 흡착한 상태에서 상기 물체와 접촉하는 도통부를 마련하고, 이 도통부를 접지전위로한 유지장치.
  20. 물체를 흡착해서 유지하는 유지장치에 있어서, 유지하는 물체가 흡착유지되는 유지면을 갖는 핸드본체를 유전체로 형성하고, 이 유전체로 형성된 핸드본체의 유지면과 반대쪽의 면에 제 1 의 전극 및 제 2 의 전극을 마련하고, 상기 제 1 의 전극과 상기 제 2 의 전극 사이에 전위차를 발생시키는 전압발생장치를 구비함과 동시에 낮은 전위측의 전극에 바이어스 전위를 발생시키는 제 2 의 전압발생장치를 마련하여, 상기 유지물체의 전위를 OV로 되도록 상기 제 2 의 전압발생장치의 전위를 조절하는 수단을 마련한 유지장치.
  21. 특허청구의 범위 제20항에 있어서, 상기 유지하는 물체를 이탈시킬 때는 상기 제1 및 제 2 전극을 단락시키는 전환스위치를 마련하고 있는 유지장치.
  22. 반도체웨이퍼를 수납한 카세트케이스를 수납하는 로더실, 상기 반도체웨이퍼에 열처리등의 처리를 실행하는 처리실, 처리후의 반도체웨이퍼를 수납하는 언로더실, 상기 반도체웨이퍼를 흡착유지해서 이동하는 핸들링장치, 상기 핸들링장치에 의해 상하로 움직이는 상하축과 회전운동하는 회전축과 암 및 상기 암의 선단에 마련되고, 반도체웨이퍼가 흡착유지되는 유지면을 갖는 유지부를 유전체로 형성하고, 이 유전체로 형성한 유지부의 유지면과 반대쪽의 면에 전극을 마련하여 이 전극과 물체 사이에 전위차를 발생시키는 전압 발생장치를 구비한 유지장치를 포함하는 반도체제조장치.
  23. 마이크로파의 조사장치와 진공실내에 웨이퍼를 흡착 유지하기 위한 유지장치를 구비하고, 마이크로파의 조사에 의해서 플라즈마 에칭을 실행하는 반도체제조장치에 있어서, 상기 유지장치는 상기 웨이퍼를 흡착유지하기 위한 유지면을 갖는 핸드본체를 SiC로 형성하고, 상기 핸드본체의 유지면과 반대쪽의 면에 전극을 마련하여 이 전극과 상기 웨이퍼 사이에 전위차를 발생시키는 전압발생장치를 구비한 반도체제조장치.
  24. 전자총칼럼과 XY스테이지상에 탑재되어 웨이퍼를 흡착 유지하는 유지장치를 구비하고, 상기 전자총칼럼에서의 전자선에 의해 상기 웨이퍼상에 회로패턴을 묘화하는 반도체제조장치에 있어서, 상기 유지장치는 유지부를 갖고, 이 유지부에 웨이퍼를 흡착 유지하는 유지면을 마련하여, 또한, 상기 유지부를 유전체로 형성하고, 상기 유지부의 유지면과 반대쪽의 면에 전극을 마련하여 이 전극과 물체 사이에 전위차를 발생시키는 전압발생장치를 구비한 반도체제조장치.
  25. 특허청구의 범위 제24항에 있어서, 상기 유지장치의 유지면과 대항하는 면에 마련되고, 상기 유지장치를 고정하기 위한 제 2 의 물체흡착기구를 구비한 반도체 제조장치.
KR1019910018970A 1990-11-30 1991-10-28 유지장치 및 그것을 사용한 반도체제조장치 KR950002187B1 (ko)

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