KR970008470A - 유체 흐름 조절기를 가지는 정전기 척 - Google Patents

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에프. 카메론 존
샤물리언 샤모일
비랑그 마노쳐
마크 알프레드
더블유. 탐 시몬
이. 리얀 로베르트
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제임스 조셉 드롱
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Abstract

본 발명의 정전기 척(20)은 기판(30)을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지할 수 있다. 척(20)은 (i) 전극(40)을 커버하는 절연체(45), (ⅱ) 기판(30)에 적합할 수 있는 실질적으로 평면인 적합할 수 있는 접촉 표면(50), 및 (ⅲ) 열 전단 유체를 접촉 표면(50)에 제공하기 위하여 접촉 표면(50)에서 끝나는 도관(105)을 포함하는 정전기 부재(35)를 포함한다. 정전기 부재(35)의 전극(40)에 전압의 인가는 (1) 열 전달 유체가 누설 하는 누설 부분(115), 및 (2) 열 전달 유체가 실질적으로 누설하지 않는 밀봉 부분(130)을 가지는 외부 주변(11)을 한정하기 위하여 적합한 접촉 표면(50) 상에 기판(30)을 정전기적으로 고정한다. 유체 흐름 조절기(135)는 (ⅰ) 정전기 부재(35)의 외부주변(110)의 밀봉 부분(130)에 인접한 도관(105)을 통하여 열 전달 유체의 제1흐름 비율, 및 (ⅱ) 누설 부분(115)에 인접한 도관(105)을 통하여 열 전달 유체의 제2흐름 비율을 제공하기 위하여 정전기 부재(35)의 도관(105)을 통하여 다른 흐름 비율에서 열 전달 유체를 흘리기 위하여 제공되고, 제2흐름 비율은 척(20) 상에 고정된 기판(30)을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위하여 제1흐름 비율 보다 높다.

Description

유체 흐름 조절기를 가지는 정전기 척
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2a도는 본 발명 단극 정전기 척의 동작을 도시하는 처리 챔버의 부분 단측면 개략도, 제2b도는 본 발명의 이극 정전기 척의 동작을 도시하는 처리 챔버의 부분 단측면 개략도.

Claims (42)

  1. 처리 챔버에서 기판을 고정하고, 실질적으로 균일한 온도에서 기판을 유지하기 위한 정전기 척에 있어서, (a) 정전기 부재를 포함하는데, 상기 정전기 부재는, ⅰ) 전극을 커버하는 절연체와, ⅱ) 기판에 적합할 수 있는 실질적으로 평면이고 적합할 수 있는 접촉 표면과, ⅲ) 열 전달 유체를 접촉 표면에 제공하기 위한 접촉 표면에서 끝나는 도관을 포함하고, 상기 정전기 부재의 전극에 전압의 인가는 (1) 열 전달 유체가 누설하고 누설 부분, 및 (2) 열 전달 유체가 실질적으로 누설하지 않는 밀봉 부분을 가지는 외주 주변을 한정하기 위한 적합 접촉 표면상에 기판을 정전기적으로 고정하고; (b) 실질적으로 균일한 온도에서 척상에 고정된 기판을 유지하기 위하여, (ⅰ) 정전기 부재의 외부 주변의 밀봉 부분에 인접한 도관을 통한 열전달 유체의 제1흐름 비율, 및 (ⅱ) 누설 부분에 인접하여 도관을 통하고, 제1흐름 비율보다 큰 열 전달 유체의 제2흐름 비율을 제공하도록 정전기 부재에서 도관을 통하여 다른 흐름 비율로 열 전달 유체를 흘리기 위한 유체 흐름 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유체 흐름 조절기는, ⒜ 저장소는 정전기 부재에 인접하게 배치되고, ⒝ 상기 저장소는 전체 도관을 가로질러 연장하고, ⒞ 상기 저장소는 정전기 부재의 외부 주변의 누설 부분에 인접한 도관에 열 전달 유체의 보다 높은 제2흐름 비율을 제공하기 위하여, 처리 챔버에서 압력에 비례하여 충분히 상승된 압력에서 열 전달 유체의 충분한 체적을 고정하기 위한 크기로 구성되는 특징 중 적어도 하나를 가지는 열 전달 유체 저장소를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열 전달 유체는 약 PL내지 PH범위의 압력(P)에서 열 전달 유체를 고정하기 위한 크기로 구성되고, ⒜ 상기 보다 높은 압력(PH)은 도관을 통한 열 전달 유체의 흐름이 정전기적으로 고정된 기판을 이동시키지 않도록 선택되고, ⒝ 보다 낮은 압력(PL)은 밀봉된 부분에 인접한 도관에 열 전달 유체의 보다 낮은 흐름 비율을 실질적으로 감소시키지 않고 외부 주변의 누설부분에 인접한 도관에 열 전달 유체의 보다 높은 제2흐름 비율을 제공하기 위하여 선택되는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  4. 제3항에 있어서, 상기 압력(PL)은 약 1Torr이고 상기 압력(PH)은 약 70Torr인 것을 특징으로 하는 정전기 척
  5. 제2항에 있어서, 열 전달 유체 저장소의 체적은 약 50 내지 약 150㎤ 범위인 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  6. 제2항에 있어서, 상기 도관은 상기 접촉 표면에서 끝나는 제1단 및 상기 열 전달 유체 저장소에서 끝나는 제2단을 가지며, 상기 제1단은 제2단보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  7. 제6항에 있어서, 상기 도관의 제1단은 약 1㎜ 보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  8. 제6항에 있어서, 상기 도관의 제2단은 적어도 약 1.5㎜의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  9. 제1항에 있어서, 열 전달 유체의 제2흐름 비율은 열 전달 유체의 제1흐름 비율보다 큰 적어도 약 2sccm인 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유체 흐름 조절기는 기판을 가로지르는 온도 차가 약 10℃ 보다 작도록 도관을 통하여 충분히 다른 흐름 비율에서 열 전달 유체를 흘리는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  11. 제1항에 있어서, 상기 접촉 표면은 정전기 부재에 의해 생선된 정전기력의 적용하에서 기판에 적합할 수 있는 탄성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  12. 제11항에 있어서, 상기 접촉 표면은 폴리마이드인 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  13. 제2항에 있어서, 정전기 부재를 지지하기 위한 지지기를 더 포함하고, 상기 열 전달 유체 저장소는 지지기내에 형성되고, 상기 도관은 저장소로부터 정전기 부재의 접촉 표면으로 연장하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  14. 제2항에 있어서, 상기 열 전달 유체 저장소는 정전기 부재내에 형성되고, 상기 도관은 상기 저장소로부터 정전기 부재의 접촉 표면으로 연장하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  15. 기판을 고정하고, 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위한 정전기 부재에 있어서, ⒜ 전극과, ⒝ 전극을 커버하고, 기판에 적합할수 있는 실질적으로 평면이고 적합할 수 있는 접촉 표면을 가지는 절연체와, ⒞ 열 전달 유체를 접촉 표면에 제공하기 위한 절연체의 접촉 표면에서 끝나는 도관과, ⒟ (ⅰ) 열 전달 유체가 누설하는 누설 부분, 및 (ⅱ) 열 전달 유체가 실질적으로 누설하지 않는 밀봉 부분을 포함하는 외부 주변을 한정하도록 접촉 표면상에 기판을 정전기적으로 고정하기 위하여 전극에 전압을 전도하기 위한 전기 접속기와, ⒠ 열 전달 유체를 도관에 제공하기 위한 절연체의 접촉 표면 아래 열 전달 유체 저장소를 포함하는데, 상기 열 전달 유체는, ⅰ) 저장소가 정전기 부재에 인접하여 배치되고, ⅱ) 상기 저장소가 모든 도관을 가로질러 연장하고, ⅲ) 상기 저장소가 척상에 고정된 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위하여, (1) 밀봉 부분에 인접한 도관을 통한 열 전달 유체의 보다 낮은 제1흐름 비율, 및 (2) 누설 부분에 인접한 도관을 통한 열 전달 유체의 보다 높은 제2흐름 비율을 제공하도록 충분히 상승된 압력에서 열 전달 유체의 충분한 체적을 고정하기 위한 크기로 구성되는 특징중 적어도 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  16. 제15항에 있어서, 상기 열 전달 유체 저장소는 약 PL내지 PH범위의 압력(P)에서 열 전달 유체를 고정하기 위한 크기로 구성되고, ⒜ 보다 높은 압력(PH)은 도관을 통한 열 전달 유체가 정전기적으로 고정된 기판을 이동시키지 않도록 선택되고, ⒝ 보다 낮은 압력(PL)은 열 전달 유체의 보다 높은 제2흐름 비율을 외부 주변의 누설 부분에 인접한 도관에 제공하기 위하여 선택되는 것을 특징으로 하는 정전기 부재.
  17. 제15항에 있어서, 상기 척은 정전기 부재를 지지하기 위한 지지기를 더 포함하고 상기 열 전달 유체 저장소는 지지기내에 배치되는 것을 특징으로 하는 정전기 부재.
  18. 제15항에 있어서, 상기 전극은 전극 구획을 포함하고, 열 전달 유체 저장소는 전극 구획 사이에 배치된 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 부재.
  19. 제15항에 있어서, 상기 절연체의 접촉 표면은 정전기 부재에 의해 생성된 정전기력의 적용하에서 기판에 적합할 수 있는 재료의 하나이고, 연속적인 탄성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 부재.
  20. 제19항에 있어서, 상기 접촉 표면은 폴리마이드인 것을 특징으로 하는 정전기 부재.
  21. 기판을 고정하고, 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위한 정전기 척에 있어서, (a) 기판을 고정하기 위한 정전기 부재를 포함하는데, 상기 정전기 부재는,ⅰ) 전극을 커버하는 절연체와, ⅱ) 기판과 적합할 수 있고, 외부 주변을 가지는 실질적으로 평면이고 연속적인 접촉 표면과, ⅲ) 기판 아래에 열 전달 유체를 고정하고, 접촉 표면의 외부 주변에 팁을 가지는 홈을 포함하고; (b) 정전기 부재를 지기하고, (ⅰ) 열전달 유체를 유지하기 위한 열 전달 유체 저장소, 및 (ⅱ) 열 전달 유체를 접촉 표면의 외부 주변에 제공하기 위하여 저장소로부터 팁으로 연장하는 도관을 포함하는 지지기를 포함하고, 상기 접촉 표면의 외부 주변은 열 전달 유체가 누설하는 누설 부분, 및 열 전달 유체가 실질적으로 누설하지 않는 밀봉 부분을 포함하고, 상기 열 전달 유체 저장소는 척상에 고정된 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위하여, (ⅰ) 밀봉 부분에 인접한 도관을 통한 열 전달 유체의 보다 낮은 제1흐름 비율, 및 (ⅱ) 누설 부분에 인접한 도관을 통한 열 전달 유체의 보다 높은 제2흐름 비율을 제공하도록 충분히 상승된 온도에서 열 전달 유체의 충분한 체적으로 유지하기 위한 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  22. 제21항에 있어서, 정전기 부재의 상기 홈은 둘러싸고 방사적인 패턴의 상호 접속된 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  23. 기판을 고정하고, 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위한 정전기 척에 있어서, (a) 전극을 커버하고, 기판에 적합할 수 있는 실질적으로 평면이고 적합할 수 있는 접촉 표면을 가지는 절연체와 b) (ⅰ) 열 전달 유체를 고정하기 위한 열 전달 유체 저장소, 및 (ⅱ) 열 전달 유체를 접촉 표면에 제공하기 위하여 저장소로부터 접촉 표면으로 연장하는 가늘어진 도관을 포함하는 정전기 부재를 지지하기 위한 지지기를 포함하는데, 상기 도관은 접촉 표면에 있고 제2단보다 작은 직경을 가지는 제1단 및 열 전달 유체 저장소에 있는 제2단을 가지며, 상기 전극에 전압의 인가는 (ⅰ) 열 전달 유체가 누설하는 누설 부분, 및 (ⅱ) 열 전달 유체가 실질적으로 누설하지 않는 밀봉 부분을 포함하는 외부 주변을 한정하기 위한 절연체의 적합 접촉 표면상에 기판을 정전기적으로 고정하고, 상기 열 전달 유체 저장소 및 가늘어진 도관은 척상에 고정된 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지히기 위하여, (ⅰ) 밀봉 부분에 인접한 도관에 대한 낮은 제1흐름 비율, 및 (ⅱ) 누설 부분에 인접한 도관에 대한 높은 제2비율에서 열 전달 유체를 제공하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  24. 제23항에 있어서, 상기 열 전달 유체 저장소는 정전기 부재에 인접하여 배치되고 모든 도관을 가로질러 연장하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  25. 제24항에 있어서, 상기 도관의 상기 제1단은 약 1㎜ 보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  26. 제24항에 있어서, 상기 도관의 상기 제2단은 적어도 약 1.5㎜의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  27. 정전기 부재상에 기판을 고정하고, 정전기 부재의 도관을 통하여 공급된 열 전달 유체를 사용하여 기판을 기로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하는 방법에 있어서, (a) (ⅰ) 내부에 갭을 가지는 누설 부분, 및 (ⅱ) 내부에 실질적으로 갭이 없는 밀봉 부분을 포함하는 외부 주변을 한정하기 위한 정전기 부재상에 기판을 정전기적으로 고정하는 단계와, (b) (ⅰ) 외부 주변의 밀봉 부분에 인접한 도관을 통한 제1흐름 비율, 및 (ⅱ) 외부 주변의 누설 부분에 인접한 도관을 통하고, 척상에 고정된 기간을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위하여 누설 부분을 통하여 열 전달 유체의 누설량을 오프셋하기 위한 제1흐름 비율보다 높은 제2흐름 비율을 제공하도록 도관을 통하여 다름 흐름 비율에서 열 전달 유체를 흘리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 열 전달 유체는 상승된 열 전도성을 가지는 비반응 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 비반응 가스는 헬륨, 아르곤, 또는 질소로 구성된 그룹으로 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 제2흐름 비율은 제1흐름 비율보다 높은 적어도 약 2sccm인 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제27항에 있어서, 상기 제1흐름 비율은 약 0sccm 내지 약 1sccm의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제27항에 있어서, 상기 제2흐름 비율은 약 2sccm 내지 약 10sccm의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제27항에 있어서, 상기 열 전달 유체를 흘리는 단계는 정전기 부재의 외부 주변의 누설 부분에 인접한 도관에 열 전달 유체의 보다 높은 제2흐름 비율을 제공하기 위하여, 정전기 부재에 인접한 열 전달 유체 저장소의 충분히 상승된 압력(P)에서 열 전달 유체의 충분한 체적을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 저장소에서 열 전달 유체의 압력(P)은 약 PL내지 약 PH의 범위이고, (ⅰ) 보다 높은 압력(PH)은 기판 아래 열 전달 유체의 흐름이 정전기적으로 고정된 기판을 이동시키지 않도록 선택되고, (ⅱ) 보다 낮은 압력(PL)은 밀봉 부분에 인접한 도관에 열 전달 유체의 보다 낮은 제1흐름 비율을 실질적으로 감소시키지 않고, 누설 부분에 인접한 도관에 열 전달 유체의 보다 높은 제2흐름 비율을 제공하기 위하여 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 압력(PL)은 약 1Torr이고, 상기 압력(PH)은 약 50Torr인 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제27항에 있어서, 상기 기판을 가로지르는 온도가 실질적으로 같은 충분한 흐름 비율에서 정전기 부재의 중심 부분에서 도관을 통하여 열 전달 유체를 흘리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제27항에 있어서, 상기 열 전달 유체를 흘리는 단계를 기판 표면을 가로지르는 온도차가 약 10℃ 보다 작은 실질적으로 다른 제1 및 제2흐름 비율에서 열 전달 유체를 흘리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. (ⅰ) 적합 접촉 표면, 및 (ⅱ) 상기 적합 접촉 표면을 가로지르는 다중 위치에서 열 전달 유체를 공급하기 위한 다수의 도관을 가지는 정전기 부재를 포함하는 전극 척상에 고정된 기판을 가로질러 균일한 온도를 유지하기 위한 방법에 있어서, (a) (ⅰ) 내부에 갭을 가지는 누설 부분, 및 (ⅱ) 실질적으로 내부에 갭이 없는 밀봉 부분을 포함하는 외부 주변을 한정하기 위하여 정전기 부재의 적합 접촉 표면상에 기판을 정전기적으로 고정하는 단계와, (b) (ⅰ) 외부 주변의 밀봉 부분에 인접한 도관을 통한 제1흐름 비율, 및 (ⅱ) 외부 주변의 누설 부분에 인접한 도관을 통하고, 척상에 고정된 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위하여 누설 부분을 통한 열 전달 유체의 누설량을 오프셋하기 위한 제1흐름 비율보다 큰 제2흐름 비율을 제공하도록 도관을 통하여 다른 흐름 비율에서 열 전달 유체를 흘리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 고정하고 유지하기 위한 정전기 척에 있어서, (a) 지지기와, (b) 지지기상에서, (ⅰ) 전극에 전압의 인가중에 기판을 고정할 수 있는 절연된 전극 적층물을 포함하고, (ⅱ) 외부 주변을 가지는 정전기 부재와, (c) 기판을 가로질러 실질적으로 균일한 온도를 유지하기 위한 기판 아래 열 전달 유체를 제공하기 위하여 지지기 및 정전기 부재를 통하여 연장하고, 몇몇의 도관이 정전기 부재의 외부 주변 근처에서 끝나는 다수의 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 척.
  40. 부식 처리 환경에서 기판을 고정하기 위한 부식 저항 정전기 척에 있어서, (a) 지지기와, (b) 지지기상에 있고, (ⅰ) 제1절연층, (ⅱ) 전극에 걸쳐있고 전극을 전기적으로 절연하기 위하여 전극의 주변에 제1절연층과 융합하는 제2절연층을 포함하는 적층물을 구비한 정전기 부재를 포함하고, 상기 적층물은 상기 기판이 전극의 전압 인가에 의해 접촉 표면상에 정전기적으로 고정될 때, 평면의 접촉 표면이 부식 처리 환경으로부터 전극을 넓게 분리하기 위하여 기판과 연속적인 접촉을 제공하도록 정전기 부재의 전체 폭에 걸쳐 실질적으로 평면인 것을 특징으로 하는 부식 저항 정전기 척.
  41. 제40항에 있어서, 상기 지지기는 내부에 리세스를 가지는 상부 표면을 포함하고, 상기 제1절연층상에 전극은 적층물이 실질적으로 평면의 접촉 표면을 형성하도록 리세스를 실질적으로 충전하기 위한 크기인 것을 특징으로 하는 부식 저항 정전기 척.
  42. 기판을 고정하고, (ⅰ) 지지기, 및 (ⅱ) 지지기상에 절연된 전극을 포함하는 부식 저항 정전기 척을 형성하는 방법에 있어서, (a) 절연된 전극의 두께와 실질적으로 같은 깊이를 가지는 리세스를 구비한 표면을 포함하는 기판을 형성하는 단계와, (b) 지지기의 표면의 리세스에 적합하는 제1절연층을 형성하는 단계와, (c) 제1절연층상에 있고, 리세스내에 적합한 크기인 외부 직경을 가지는 전극을 형성하는 단계와, (d) 전극의 외부 직경이 비교적 긴 절연체 경로에 의해 절연되도록 제2절연층이 척상에 고정된 기판과 접촉하기 위한 실질적으로 평면의 접촉 표면을 가지기 위하여, 전극상에 제2절연층을 형성하고, 척을 위하여 향상된 부식 저항을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부식 저항 정전기 척을 형성하는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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