KR102027110B1

KR102027110B1 - Wafer chuck including heater pattern and method of fabricating the same

Info

Publication number: KR102027110B1
Application number: KR1020170140250A
Authority: KR
Inventors: 이상우; 김남헌
Original assignee: 에이피티씨 주식회사
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2019-10-01
Anticipated expiration: 2037-10-26
Also published as: KR20190046439A

Abstract

베이스 바디(base body)로부터 돌출된 메사(mesa)부를 가지는 베이스 플레이트(base plate)와, 메사부의 상측 표면에 결합되고 히터 패턴(heater pattern)을 내장한 금속 플레이트(metal plate), 및 금속 플레이트에 결합되고 직류 전원이 인가될 내부 전극을 내장한 세라믹 플레이트(ceramic plate);를 포함하는 웨이퍼 척(wafer chuck) 구조 및 이를 제조하는 방법을 제시한다.A base plate having a mesa portion protruding from the base body, a metal plate coupled to the upper surface of the mesa portion and having a heater pattern embedded therein, and a metal plate. A wafer chuck structure including a ceramic plate having a combined internal electrode to be coupled and applied with a direct current power source, and a method of manufacturing the same.

Description

Wafer chuck including heater pattern and method of fabricating the same}

본 출원은 반도체 공정에서 웨이퍼(wafer)를 지지하고 히터 패턴(heater pattern)을 내장한 웨이퍼 척(wafer chuck) 및 제조 방법에 관한 것이다. The present application relates to a wafer chuck and a manufacturing method for supporting a wafer in a semiconductor process and having a heater pattern embedded therein.

반도체 공정이 미세화 되고 고도화 되면서 공정 결과의 균일성(Uniformity)을 확보하는 것이 큰 이슈(issue)로 대두되고 있다. 반도체 공정의 어느 한 공정 단계(step)의 균일한 결과뿐만 아니라, 전체 공정 단계들의 전체적인 균일한 결과가 중요하지만, 모든 공정 단계들에서 만족할만한 수준의 공정 결과의 균일성을 확보하기는 어렵다. As semiconductor processes become finer and more advanced, securing uniformity of process results is a big issue. The overall uniform result of the entire process steps, as well as the uniform result of any one process step of the semiconductor process, is important, but it is difficult to ensure a satisfactory level of uniformity of the process result in all the process steps.

반도체 전체 공정들 중 주요 공정일 수 있는 식각(etch) 공정에서 이전 공정 단계의 결과를 보완하여, 결과적으로 균일성을 확보하거나 조절(control)할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 여러 공정 변수(parameter)들 중 공정 결과일 수 있는 식각율의 균일성(Etch Rate Uniformity) 또는 임계선폭의 균일성(CD Uniformity)에 큰 영향을 주는 웨이퍼의 온도 분포를 조절하고자 하는 시도되고 있다. In the etching process, which may be a major process among the entire semiconductor processes, a method of compensating or controlling the uniformity of the previous process step is required. Among various process parameters, there are attempts to adjust the temperature distribution of the wafer which has a great influence on the etching rate uniformity or the CD uniformity which may be a process result.

반도체 공정에서 웨이퍼는 정전척(ESC: Electro Static Chuck)과 같은 웨이퍼 척에 의해 지지될 수 있다. 정전척 구조는 웨이퍼 척킹(wafer chucking) 기능, 히팅(heating) 기능, 냉각(cooling) 기능, 알에프(RF) 방사 기능, 웨이퍼 바닥면(wafer bottom side)에 헬륨(He)을 제공하는 기능 또는/ 및 웨이퍼 리프트 업 다운(wafer lift up down) 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 정전척 구조는 정전척 하부와 상부에 각각 대기압 상태 및 진공 상태가 유지되도록 분리시키는 진공 실링 (vacuum sealing) 기능도 구비하도록 구성될 수 있다. In a semiconductor process, the wafer may be supported by a wafer chuck such as an electro static chuck (ESC). The electrostatic chuck structure may include wafer chucking, heating, cooling, RF radiation, helium (He) at the wafer bottom side, or / And a wafer lift up down function. The electrostatic chuck structure may also be configured to have a vacuum sealing function to separate the lower and upper portions of the electrostatic chuck so that the atmospheric pressure and the vacuum state are maintained, respectively.

정전척은 웨이퍼 지지 수단(wafer supporting assembly)으로 반도체 공정 챔버(chamber) 장비에 구비되고 있다. 웨이퍼의 온도 또는 웨이퍼 온도 균일성을 조절하기 위해서, 히터 패턴(heater pattern)을 정전척에 내장하고자 하는 기술이 제시되고 있다. The electrostatic chuck is provided in semiconductor process chamber equipment as a wafer supporting assembly. In order to control wafer temperature or wafer temperature uniformity, a technique for embedding a heater pattern in an electrostatic chuck has been proposed.

본 출원은 정전척 구조에 히터 패턴을 내장한 웨이퍼 척 구조 및 이러한 구조를 제조하는 방법을 제시하고자 한다. The present application proposes a wafer chuck structure in which a heater pattern is embedded in an electrostatic chuck structure and a method of manufacturing the structure.

본 출원의 일 관점은, 베이스 바디(base body)로부터 돌출된 메사(mesa)부를 가지는 베이스 플레이트(base plate); 상기 메사부의 상측 표면에 결합되고 히터 패턴(heater pattern)을 내장한 금속 플레이트(metal plate); 및 상기 금속 플레이트에 결합되고 직류 전원이 인가될 내부 전극을 내장한 세라믹 플레이트(ceramic plate);를 포함하는 웨이퍼 척(wafer chuck)을 제시한다. One aspect of the present application is a base plate having a mesa portion protruding from a base body; A metal plate coupled to an upper surface of the mesa portion and including a heater pattern; And a ceramic plate coupled to the metal plate and having an internal electrode to which a direct current power is to be applied.

본 출원의 일 관점은, 히터 패턴(heater pattern)을 내장한 금속 플레이트(metal plate)를 제작하는 단계; 직류 전원이 인가될 내부 전극을 내장한 세라믹 플레이트(ceramic plate)를 제작하는 단계; 베이스 바디(base body)로부터 돌출된 메사(mesa)부를 가지는 베이스 플레이트(base plate)의 상기 메사부의 상측 표면에 상기 금속 플레이트를 결합하는 단계; 및 상기 금속 플레이트에 상기 세라믹 플레이트를 결합하는 단계;를 포함하는 웨이퍼 척(wafer chuck) 제조 방법을 제시한다. One aspect of the present application, to produce a metal plate (metal plate) containing a heater pattern (heater pattern); Manufacturing a ceramic plate having an internal electrode to which DC power is to be applied; Coupling the metal plate to an upper surface of the mesa portion of a base plate having a mesa portion protruding from a base body; And it provides a wafer chuck manufacturing method comprising a; bonding the ceramic plate to the metal plate.

본 출원의 일 관점은, 베이스 바디(base body)로부터 돌출된 제1메사(mesa)부 및 상기 제1메사부로부터 돌출된 제2메사부를 가지는 베이스 플레이트(base plate); 상기 제2메사부의 상측 표면에 결합된 히터 패턴(heater pattern); 상기 히터 패턴을 덮도록 상기 제2메사부에 결합된 커버 플레이트(cover plate); 및 상기 커버 플레이트에 결합되고 직류 전원이 인가될 내부 전극을 내장한 세라믹 플레이트(ceramic plate);를 포함하는 웨이퍼 척(wafer chuck)을 제시한다. According to an aspect of the present application, a base plate having a first mesa portion protruding from a base body and a second mesa portion protruding from the first mesa portion; A heater pattern coupled to an upper surface of the second mesa portion; A cover plate coupled to the second mesa portion to cover the heater pattern; And a ceramic plate coupled to the cover plate and having an internal electrode to which DC power is applied.

본 출원의 일 관점은, 베이스 바디(base body)로부터 돌출된 제1메사(mesa)부 및 상기 제1메사부로부터 돌출된 제2메사부를 가지는 베이스 플레이트(base plate)의 상기 제1메사부의 상측 표면에 히터 패턴(heater pattern)을 결합하는 단계; 상기 히터 패턴을 덮도록 상기 제2메사부에 커버 플레이트(cover plate)를 결합하는 단계; 및 상기 커버 플레이트에 직류 전원이 인가될 내부 전극을 내장한 세라믹 플레이트(ceramic plate)를 결합하는 단계;를 포함하는 웨이퍼 척(wafer chuck) 제조 방법을 제시한다. An aspect of the present application is an upper side of the first mesa portion of a base plate having a first mesa portion protruding from a base body and a second mesa portion protruding from the first mesa portion. Coupling a heater pattern to the surface; Coupling a cover plate to the second mesa portion to cover the heater pattern; And a ceramic plate having a built-in internal electrode to be supplied with a DC power to the cover plate, thereby providing a method of manufacturing a wafer chuck.

본 출원의 실시예들에 따르면, 정전척 구조에 히터 패턴을 내장한 웨이퍼 척 구조 및 이를 제조하는 방법을 제시할 수 있다. According to embodiments of the present application, a wafer chuck structure having a heater pattern embedded in an electrostatic chuck structure and a method of manufacturing the same may be provided.

도 1은 일 예에 따른 웨이퍼 공정 챔버(process chamber) 장비를 보여주는 도면이다.
도 2는 일 예에 따른 웨이퍼 척(wafer chuck)을 보여주는 단면도이다.
도 3는 일 예에 따른 웨이퍼 척의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 4는 일 예에 따른 웨이퍼 척의 히터 패턴의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 일 예에 따른 웨이퍼 척을 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 8 내지 도 10은 일 예에 따른 웨이퍼 척의 구조를 보여주는 도면들이다.
도 11 및 도 12은 일 에에 따른 웨이퍼 척을 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다. 1 illustrates a wafer process chamber apparatus according to an example.
2 is a cross-sectional view illustrating a wafer chuck according to an example.
3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a wafer chuck according to an example.
4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a heater pattern of a wafer chuck according to an example.
5 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a wafer chuck according to an example.
8 to 10 are views illustrating a structure of a wafer chuck according to an example.
11 and 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a wafer chuck according to one embodiment.

본 출원의 예의 기재에서 사용하는 용어들은 제시된 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 기술 분야에서의 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 사용된 용어의 의미는 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우 정의된 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석될 수 있다. 본 출원의 예의 기재에서 "제1" 및 "제2", "상부(top)"및 "하부(bottom or lower)"와 같은 기재는 부재를 구분하기 위한 것이며, 부재 자체를 한정하거나 특정한 순서를 의미하는 것으로 사용된 것은 아니다.Terms used in the description of the examples of the present application are terms selected in consideration of functions in the exemplary embodiments, and the meaning of the terms may vary according to the intention or custom of the user or operator in the technical field. Meaning of the terms used are defined according to the definition defined when specifically defined herein, and may be interpreted as meaning generally recognized by those skilled in the art in the absence of a specific definition. In the description of the examples of the present application, descriptions such as "first" and "second", "top" and "bottom or lower" are intended to distinguish the members, and define the members themselves or in a specific order. It is not meant to be used.

명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. The same or similar reference numerals may be described with reference to other drawings even if they are not mentioned or described in the corresponding drawings. Also, although reference numerals are not indicated, they may be described with reference to other drawings.

도 1은 일 예에 따른 웨이퍼 공정 챔버(chamber) 장비(1)를 보여주는 도면이다. 1 is a view illustrating a wafer process chamber equipment 1 according to an example.

도 1을 참조하면, 일 예에 따른 공정 챔버 장비(1)는 웨이퍼(10)에 반도체 공정을 수행하도록 구성될 수 있다. 공정 챔버 장비(10)는 예컨대 식각 공정을 웨이퍼(10)에 수행하도록 구성될 수 있다. 공정 챔버 장비(1)는 챔버 하우징(chamber housing: 20) 내에 웨이퍼 척(30)과 같은 지지 어셈블리를 구비할 수 있다. 웨이퍼 척(30)은 정전척(ESC) 구조를 포함할 수 있다. 웨이퍼 척(30)은 그 상에 장착되는 웨이퍼(10)를 지지하고, 공정 중에 웨이퍼(10)를 핸들링(handling)하는 서셉터(susceptor)일 수 있다. 웨이퍼 척(30)은 웨이퍼(10)를 직접적으로 지지하는 수단으로서 웨이퍼 지지 플레이트(plate: 31)를 구비하고, 웨이퍼 지지 플레이트(31)가 설치되는 베이스 플레이트(base plate: 33)를 구비할 수 있다. 웨이퍼 척(30)은 챔버 하우징(20)의 바닥 부분에 구비될 수 있다.Referring to FIG. 1, the process chamber equipment 1 according to an example may be configured to perform a semiconductor process on the wafer 10. Process chamber equipment 10 may, for example, be configured to perform an etching process on wafer 10. Process chamber equipment 1 may have a support assembly, such as wafer chuck 30, in a chamber housing 20. Wafer chuck 30 may include an electrostatic chuck (ESC) structure. The wafer chuck 30 may be a susceptor that supports the wafer 10 mounted thereon and handles the wafer 10 during processing. The wafer chuck 30 may include a wafer support plate 31 as a means for directly supporting the wafer 10, and may include a base plate 33 on which the wafer support plate 31 is installed. have. The wafer chuck 30 may be provided at the bottom portion of the chamber housing 20.

챔버 하우징(20)을 닫아 밀폐하는 하우징 리드(lid: 40)가 챔버 하우징(20)의 입구를 차단하여 가리게 구비될 수 있다. 하우징 리드(40)에는 챔버 하우징(20) 내부 공간에 플라즈마(plasma: 21)와 같은 공정 매개물을 제공하기 위한 플라스마 소스 코일(plasma source coil: 50)이 구비될 수 있다. 플라즈마 소스 코일(50)에 알에프파워(Radio Frequency Power)가 인가되고, 플라즈마 소스 코일(50)에 의해 여기되는 전자기장의 변화에 의해 플라즈마(21)가 챔버 하우징(20) 내에 여기될 수 있다. 챔버 하우징(20)의 내부 공간과 하우징 리드(40) 사이에는 유전 물질의 플레이트(plate) 형태의 윈도(window: 60)가 구비되어, 전자기장의 변화가 챔버 하우징(20) 내부 공간으로 전파되도록 유도할 수 있다. 윈도(60)는 챔버 하우징(20) 내부 공간을 진공 실링(vacuum sealing)하고, 또한, 내부 공간으로 알에프 파워를 전달하는 역할을 할 수 있다. A housing lid 40 that closes and seals the chamber housing 20 may be provided to block and block an inlet of the chamber housing 20. The housing lid 40 may be provided with a plasma source coil 50 for providing a process medium such as plasma 21 in the space inside the chamber housing 20. RF frequency is applied to the plasma source coil 50, and the plasma 21 may be excited in the chamber housing 20 due to a change in the electromagnetic field excited by the plasma source coil 50. A window 60 in the form of a plate of dielectric material is provided between the interior space of the chamber housing 20 and the housing lid 40 to induce changes in the electromagnetic field to propagate into the interior space of the chamber housing 20. can do. The window 60 may vacuum seal the interior space of the chamber housing 20 and also deliver RF power to the interior space.

플라즈마(21)는 웨이퍼(10)에 식각 공정을 수행하는 매개물로 사용될 수 있다. 플라즈마 소스 코일(50)은 플라즈마 여기 수단으로 구비될 수 있다. 플라즈마 소스 코일(50)은 본 출원인과 동일한 출원인에 의해 출원된 한국 등록특허 10-1308687 호(2013년 9월 9일자 등록/ 균일한 플라즈마 밀도를 위한 플라즈마 소스 및 이를 이용한 플라즈마 챔버)에서 제시된 바와 같은 코일 형태로 구성될 수 있다. 베이스 플레이트(33)에는 바이어스(bias)를 인가할 바이어스 알에프 소스(bias RF source: 70)가 결합되어, 식각 공정 중에 플라즈마(21)에 바이어스를 인가할 수 있다. The plasma 21 may be used as a medium for performing an etching process on the wafer 10. The plasma source coil 50 may be provided as plasma excitation means. Plasma source coil 50 is as described in Korean Patent No. 10-1308687 filed by the same applicant as the applicant of September 9, 2013 (plasma source for uniform plasma density and plasma chamber using the same). It may be configured in the form of a coil. A bias RF source 70 for applying a bias is coupled to the base plate 33 to apply a bias to the plasma 21 during the etching process.

웨이퍼(10)에 균일한 온도 분포를 인가하거나 또는 웨이퍼(10)의 국부적 영역 별로 서로 다른 온도의 존(zone)들을 유도하기 위해서, 웨이퍼 척(30)은 다수의 히팅 존(muti heating zone)을 제공할 수 있는 히터 패턴 (heater pattern)을 구비할 수 있다. 이후에 다시 설명하지만, 히터 패턴은 적어도 2 이상의 히팅 존들을 제공하도록 적어도 2 이상의 히팅 세그먼트(heating segment)들의 조합을 포함할 수 있다. 히터 패턴은 웨이퍼 척(30)의 지지 플레이트(31)에 결합될 수 있다. 각각의 히팅 세그먼트들을 상호 독립적으로 히팅 동작을 수행하도록 구비될 수 있어, 웨이퍼(10)의 국부적 영역들에 각각 서로 다른 온도 존들을 유도할 수 있다. In order to apply a uniform temperature distribution to the wafer 10 or to induce zones of different temperatures for each local region of the wafer 10, the wafer chuck 30 is configured with a plurality of heating zones. A heater pattern may be provided. As described again later, the heater pattern may comprise a combination of at least two heating segments to provide at least two heating zones. The heater pattern may be coupled to the support plate 31 of the wafer chuck 30. Each heating segment may be provided to perform a heating operation independently of each other, thereby inducing different temperature zones in each of the local regions of the wafer 10.

웨이퍼(10)의 서로 다른 국부 영역들 각각에 서로 다른 온도들이 각각 인가되도록 유도할 경우, 각각의 국부 영역들에 서로 다른 공정 환경이 인가되도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(10)의 국부 영역들에서 서로 다른 공정 결과, 예컨대, 임계선폭(CD)들이 분포되도록 유도할 있다. 또한, 웨이퍼(10)의 국부 영역들에서 서로 다른 공정 결과를 유도하여, 이전 공정 단계에서 국부 영역별로 차이가 나는 공정 결과들을 보상하도록 유도할 수 있다. 또한, 웨이퍼(10)의 국부 영역들이 히팅되는 정도를 상호 독립적으로 달리하여, 웨이퍼(10)의 전체 영역에 인가되는 온도 분포가 보다 균일하게 유도할 수도 있다. 웨이퍼(10)의 각각의 국부 영역들에 인가되는 온도 분포를 임의로 조절할 수 있으므로, 웨이퍼(10)의 국부 영역들마다 서로 다른 공정 환경을 유도하는 것이 가능하다. When different temperatures are applied to each of the different local regions of the wafer 10, different process environments may be applied to the respective local regions. Accordingly, different process results, for example, critical line widths (CDs), may be induced in the local regions of the wafer 10. In addition, different process results may be derived in the local regions of the wafer 10 to compensate for the process results that differ by the local regions in the previous process step. In addition, by varying the degree of heating of the local regions of the wafer 10 independently from each other, the temperature distribution applied to the entire region of the wafer 10 may be induced more uniformly. Since the temperature distribution applied to the respective local regions of the wafer 10 can be arbitrarily adjusted, it is possible to induce a different process environment for each local region of the wafer 10.

도 2는 일 예에 따른 웨이퍼 척(30)의 구조를 보여주는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a wafer chuck 30 according to an example.

도 2를 참조하면, 공정 챔버 장비(도 1의 1)에 설치되는 웨이퍼 척(30)은 기본적으로 정전척(ESC) 구조를 적용하여 구성될 수 있다. 웨이퍼 척(30)은 베이스 플레이트(base plate: 33) 상에 ESC 척킹을 수행하는 웨이퍼 지지 플레이트(31)가 적층된 구조를 구비할 수 있다. 베이스 플레이트(33)는 금속 재질, 예컨대, 알루미늄(Al) 재질로 이루어진 베이스 바디(base body: 331) 및 돌출된 메사부(mesa portion: 335)을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the wafer chuck 30 installed in the process chamber equipment (1 of FIG. 1) may basically be configured by applying an electrostatic chuck (ESC) structure. The wafer chuck 30 may have a structure in which a wafer support plate 31 for performing ESC chucking is stacked on a base plate 33. The base plate 33 may include a base body 331 made of a metal material, for example, aluminum (Al), and a protruding mesa portion 335.

베이스 바디(331)로부터 메사부(335)가 상대적으로 좁은 폭을 가지며 돌출된 구조로 베이스 플레이트(33)가 구비될 수 있다. 베이스 바디(331)와 메사부(335) 측면에는 계단 형상(336)이 이루어질 수 있다. 메사부(335)는 실질적으로 웨이퍼 지지 플레이트(31)를 지지하는 부분일 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(31)는 메사부(335)의 상측 표면(335T)에 결합(bonding)될 수 있다. 베이스 플레이트(33)의 메사부(335)는 평면에서 볼 때 원형 평판 형상으로 상측 표면(335T)을 제공하도록 구성될 수 있다. The mesa portion 335 has a relatively narrow width and protrudes from the base body 331. The base plate 33 may be provided. A step shape 336 may be formed at the side of the base body 331 and the mesa portion 335. The mesa portion 335 may be a portion that substantially supports the wafer support plate 31. The wafer support plate 31 may be bonded to the upper surface 335T of the mesa portion 335. The mesa portion 335 of the base plate 33 may be configured to provide the upper surface 335T in a circular flat plate shape when viewed in plan.

베이스 바디(331) 내에 웨이퍼 척(30)을 냉각하기 위한 냉각 유로(coolant path: 333)가 구비될 수 있다. 베이스 바디(331)는 냉각 유로(333)를 내장한 냉각 블록(cooling block) 부분으로 구비될 수 있다. 베이스 바디(331)로부터 일체로 연장된 형상으로 구비되는 메사부(335)에는 냉각 유로(333)가 연장되지 않을 수 있다. A coolant path 333 may be provided in the base body 331 to cool the wafer chuck 30. The base body 331 may be provided as a cooling block part in which the cooling flow path 333 is embedded. The cooling passage 333 may not extend in the mesa portion 335 which is provided in a shape extending integrally from the base body 331.

베이스 플레이트(33)에는 바이어스 알에프 소스(도 1의 70)가 결합되어 바이어스 RF가 인가될 수 있다. 바이어스 알에프 소스(70)는 RF 발생기 및 임피던스 매칭 시스템(RF generator & impedance matching system)을 포함하여 구비될 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(31)의 주위에는 도시되지는 않았으나 석영(quartz) 또는 세라믹, 실리콘카바이드(SiC) 물질로 이루어진 에지 링(edge ring)이 구비될 수 있다. 베이스 플레이트(33)는 캐소드(cathode)로 구성될 수 있다. 베이스 플레이트(33)과 챔버 하우징(도 1의 20) 내부와의 절연을 위해서, 캐소드(cathode)로 구비된 베이스 플레이트(33) 주위에는, 도시되지는 않았으나, 캐소드 절연부(cathode insulator)가 구비될 수 있다. A bias RF source (70 in FIG. 1) may be coupled to the base plate 33 to apply a bias RF. The bias RF source 70 may be provided including an RF generator and an impedance matching system. Although not shown, an edge ring made of quartz, ceramic, or silicon carbide (SiC) material may be provided around the wafer support plate 31. Base plate 33 may be composed of a cathode (cathode). Although not shown, a cathode insulator is provided around the base plate 33 provided as a cathode to insulate the base plate 33 from the inside of the chamber housing 20 of FIG. 1. Can be.

웨이퍼 지지 플레이트(31)는 히터 패턴(520)을 내장한 금속 플레이트(metal plate: 320)와 금속 플레이트(320) 상에 위치하는 세라믹 플레이트(ceramic plate: 310)를 포함하여 구성될 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(31)는 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 금속 플레이트(320)와 세라믹 플레이트(310) 또한 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 금속 플레이트(320)는 세라믹 플레이트(310)와 실질적으로 동일한 직경 또는 폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 금속 플레이트(320)의 측면(320S)는 세라믹 플레이트(310)의 측면(310S)에 정렬될 수 있다. 금속 플레이트(320)는 베이스 플레이트(33)의 메사부(335)의 상측 표면(335T)에 블레이징(blazing) 용접에 의해서 결합될 수 있다. 금속 플레이트(320)에 세라믹 플레이트(310)가 블레이징 용접에 의해서 결합될 수 있다. The wafer support plate 31 may include a metal plate 320 having a heater pattern 520 and a ceramic plate 310 positioned on the metal plate 320. The wafer support plate 31 may have a circular plate shape. The metal plate 320 and the ceramic plate 310 may also have a circular plate shape. The metal plate 320 may have substantially the same diameter or width as the ceramic plate 310. Accordingly, the side surface 320S of the metal plate 320 may be aligned with the side surface 310S of the ceramic plate 310. The metal plate 320 may be coupled to the upper surface 335T of the mesa portion 335 of the base plate 33 by blazing welding. The ceramic plate 310 may be coupled to the metal plate 320 by blazing welding.

세라믹 플레이트(310)는 ESC 척킹을 위한 내부 전극(410)을 내장할 수 있다. 내부 전극(410)에 직류 전원(DC)이 인가되어, 세라믹 플레이트(310)의 상측 표면(310T)에 웨이퍼(10)를 척킹(chucking)하는 정전기력이 세라믹 플레이트(310) 상측 표면(310T) 상에 유도될 수 있다. 세라믹 플레이트(310)는 다양한 세라믹 재질 또는 유전 물질의 층을 포함하여 구성될 수 있다. 금속 플레이트(320)에 히터 패턴(520)이 내장될 수 있다. 금속 플레이트(320)는 다양한 금속 재질, 예컨대, 알루미늄(Al) 재질의 층을 포함할 수 있다. 금속 플레이트(320)를 이루는 금속 재질은 세라믹 재질에 비해 열전도도가 높아, 히터 패턴(520)에서 발열된 열을 보다 신속하게 세라믹 플레이트(310) 및 웨이퍼(10)로 전달하는 데 유효하게 기여할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(10)의 온도 또는 온도 분포를 조절하는 데 유효할 수 있다. 웨이퍼(10)를 가열하여 온도를 높여주는 요소로 히터 패턴(520)이 금속 플레이트(320) 내에 내장될 수 있다. 히터 패턴(520)은 다양한 패턴 형상을 가지도록 형성될 수 있다. The ceramic plate 310 may have an internal electrode 410 for ESC chucking. DC power (DC) is applied to the internal electrode 410, so that the electrostatic force that chucks the wafer 10 to the upper surface 310T of the ceramic plate 310 is on the upper surface 310T of the ceramic plate 310. Can be induced. The ceramic plate 310 may be configured to include layers of various ceramic materials or dielectric materials. The heater pattern 520 may be embedded in the metal plate 320. The metal plate 320 may include layers of various metal materials, for example, aluminum (Al). The metal material constituting the metal plate 320 has a higher thermal conductivity than that of the ceramic material, thereby effectively contributing heat to the heat generated from the heater pattern 520 to the ceramic plate 310 and the wafer 10 more quickly. have. Accordingly, it may be effective to adjust the temperature or temperature distribution of the wafer 10. The heater pattern 520 may be embedded in the metal plate 320 as an element that increases the temperature by heating the wafer 10. The heater pattern 520 may be formed to have various pattern shapes.

히터 패턴(520)을 내장한 금속 플레이트(320)를 제작하고, 이에 별도로 세라믹 플레이트(310)를 제작한 후, 금속 플레이트(320)에 세라믹 플레이트(310)를 블레이징 용접함으로써 웨이퍼 지지 플레이트(31)를 형성할 수 있다. 금속 플레이트(320)와 세라믹 플레이트(310)를 서로 분리하여 제작할 수 있으므로, 웨이퍼 지지 플레이트(31)를 구성하는 데 보다 용이할 수 있다. 금속 플레이트(320)는 웨이퍼(10)의 온도 및 웨이퍼(10)의 온도 균일성의 효율적인 제어를 위해서, 또한, 제작 상의 효율을 위해서 많아야 10㎜ 이하의 두께를 가지는 것이 유효하다. 금속 플레이트(320)는 대략 1㎜ 내지 10㎜의 두께를 가질 수 있다. 금속 플레이트(320)의 두께가 이 보다 더 두꺼울 경우, 열 전달에 상대적으로 불리하여 온도 조절이 어려워질 수 있다. 세라믹 플레이트(310)는 웨이퍼(10)의 온도 및 웨이퍼(10)의 온도 균일성의 효율적인 제어를 위해서, 0.3㎜ 내지 1㎜ 이하의 두께를 가지는 것이 유효하다. After fabricating the metal plate 320 having the heater pattern 520 therein, and separately manufacturing the ceramic plate 310, the wafer support plate 31 is formed by blazing welding the ceramic plate 310 to the metal plate 320. ) Can be formed. Since the metal plate 320 and the ceramic plate 310 may be manufactured separately from each other, it may be easier to configure the wafer support plate 31. It is effective that the metal plate 320 has a thickness of at most 10 mm for efficient control of the temperature of the wafer 10 and the temperature uniformity of the wafer 10 and also for production efficiency. The metal plate 320 may have a thickness of about 1 mm to 10 mm. If the thickness of the metal plate 320 is even thicker than this, it may be relatively disadvantageous to heat transfer, making temperature control difficult. The ceramic plate 310 is effective to have a thickness of 0.3 mm to 1 mm or less for efficient control of the temperature of the wafer 10 and the temperature uniformity of the wafer 10.

도 3는 일 예에 따른 웨이퍼 척(30-1)의 구조를 보여주는 단면도이다. 도 3에서 도 2에서와 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 의미할 수 있다. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a wafer chuck 30-1 according to an example. In FIG. 3, the same reference numerals as used in FIG. 2 may mean the same member.

도 3을 참조하면, 웨이퍼 척(30-1)의 온도를 센싱(sensing)하기 위한 온도 감지 센서(sensor: 611)가 웨이퍼 척(30-1)에 결합될 수 있다. 온도 감지 센서(611)는 열전대(thermocouple)을 포함하여 구비될 수 있다. 온도 감지 센서(611)는 히터 패턴(520)에 결합되도록 도입될 수 있다. 온도 감지 센서(611)가 삽입될 제1삽입홀(619)이 베이스 플레이트(33)을 관통하도록 구비될 수 있다. 제1삽입홀(619)은 히터 패턴(520)의 일부 영역을 노출하도록 연장될 수 있다. 히터 패턴(520)에 히팅 전원(heating power)를 인가하는 히팅 전원 연결선(621)이 웨이퍼 척(30-1)에 삽입될 수 있다. 히팅 전원 연결선(621)이 히터 패턴(520)에 연결되도록, 히팅 전원 연결선(621)이 삽입될 제2삽입홀(629)이 베이스 플레이트(33)을 관통하도록 구비될 수 있다. 제2삽입홀(629)은 히터 패턴(520)의 일부 영역을 노출하도록 연장될 수 있다. 내부 전극(410)에 직류 전원을 인가하는 직류 전원 연결선(631)이 웨이퍼 척(30-1)에 삽입될 수 있다. 직류 전원 연결선(631)이 내부 전극(410)에 연결되도록, 직류 전원 연결선(631)이 삽입될 제3삽입홀(639)이 베이스 플레이트(33)을 관통하도록 구비될 수 있다. 제3삽입홀(639)은 내부 전극(410)의 일부 영역을 노출하도록 연장될 수 있다.Referring to FIG. 3, a temperature sensor 611 for sensing the temperature of the wafer chuck 30-1 may be coupled to the wafer chuck 30-1. The temperature sensor 611 may include a thermocouple. The temperature sensor 611 may be introduced to be coupled to the heater pattern 520. The first insertion hole 619 into which the temperature sensor 611 is to be inserted may be provided to penetrate the base plate 33. The first insertion hole 619 may extend to expose a portion of the heater pattern 520. A heating power connection line 621 for applying heating power to the heater pattern 520 may be inserted into the wafer chuck 30-1. The second insertion hole 629 into which the heating power connection line 621 is to be inserted may pass through the base plate 33 so that the heating power connection line 621 is connected to the heater pattern 520. The second insertion hole 629 may extend to expose a portion of the heater pattern 520. A DC power connecting line 631 for applying DC power to the internal electrode 410 may be inserted into the wafer chuck 30-1. The third insertion hole 639 into which the DC power connection line 631 is to be inserted may pass through the base plate 33 so that the DC power connection line 631 is connected to the internal electrode 410. The third insertion hole 639 may extend to expose a portion of the internal electrode 410.

온도 감지 센서(610)에서 연결되어 감지된 온도 데이터(data)를 수집하고, 수집된 온도 데이터를 이용하여 히터 패턴(520)에 인가되는 히팅 파워를 제어하는 히팅 제어부(610)가 구비될 수 있다. 히티 제어부(610)는 히팅 전원 연결선(621)에 연결된 히터 전원부(620)를 제어하여 히터 패턴(520)의 동작을 제어할 수 있다. 내부 전극(410)에 직류 전원을 제공하는 ESC 전원부(630)가 직류 전원으로 직류 전원 연결선(631)에 연결될 수 있다. A heating control unit 610 may be provided that collects the sensed temperature data connected to the temperature sensor 610 and controls the heating power applied to the heater pattern 520 using the collected temperature data. . The heater control unit 610 may control an operation of the heater pattern 520 by controlling the heater power unit 620 connected to the heating power connection line 621. An ESC power supply unit 630 which provides a DC power to the internal electrode 410 may be connected to the DC power connection line 631 as a DC power.

도 4는 도 2 및 도 3의 웨이퍼 척(30, 30-1)의 히터 패턴(520)의 구조를 보여주는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a heater pattern 520 of the wafer chucks 30 and 30-1 of FIGS. 2 and 3.

도 4를 참조하면, 금속 플레이트(도 3의 520)에 내장되는 히터 패턴(520)은 웨이퍼 척(도 2의 30 또는 도 3의 30-1)에 둘 이상의 멀티 존(multi zone)으로 온도 존을 형성하기 위해서 멀티 존 히터 패턴으로 구성될 수 있다. 예컨대, 히터 패턴(520)은 다수의 상호 독립적인 히팅 세그먼트(heating segment: 521, 523, 525)들을 포함하여 구비될 수 있다. 금속 플레이트(520)의 중심부에 위치하는 제1히팅 세그먼트(521)와 가장 자리 부분들에 각각 위치하는 제2 및 제3히팅 세그먼트(523, 525)들은 상호 간에 독립적으로 히팅 동작을 하도록 분리된 패턴으로 형성될 수 있다. 히팅 세그먼트들(521, 523, 525)에는 각각 서로 다른 히팅 파워가 인가되어, 서로 다른 온도 존들을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 4, the heater pattern 520 embedded in the metal plate 520 of FIG. 3 is a temperature zone having two or more multi zones in a wafer chuck 30 or 30-1 of FIG. 3. It may be configured as a multi-zone heater pattern to form a. For example, the heater pattern 520 may include a plurality of mutually independent heating segments 521, 523, and 525. The first heating segment 521 positioned in the center of the metal plate 520 and the second and third heating segments 523 and 525 positioned in the edge portions, respectively, are separated from each other to perform a heating operation independently of each other. It can be formed as. Different heating powers may be applied to the heating segments 521, 523, and 525 to provide different temperature zones.

도 5 내지 도 7은 도 2의 웨이퍼 척(30)을 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다. 5 through 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the wafer chuck 30 of FIG. 2.

도 5를 참조하면, 금속 플레이트(320)를 별도로 제조하기 위해서, 베이스 금속 플레이트(base metal plate: 321)에 히터 패턴(520)를 결합(bonding)한다. 이때, 히터 패턴(520)과 베이스 금속 플레이트(321) 사이에 열전도 물질(TIM: Thermal Interface Material)이 도입될 수도 있다. 베이스 금속 플레이트(321)에 커버 금속 플레이트(cover metal plate: 323)를 결합시켜, 커버 금속 플레이트(323)과 베이스 금속 플레이트(321) 상에 히터 패턴(520)이 결합된 금속 플레이트(320)를 형성한다. 커버 금속 플레이트(321)는 베이스 금속 플레이트(321)에 블레이징 용접될 수 있다. 이에 따라, 금속 플레이트(320)가 도 6에 제시된 것과 같이 제조될 수 있다. 베이스 금속 플레이트(321)은 세라믹 플레이트(310)와 실질적으로 동일한 원형 형태의 플레이트로 도입될 수 있다. 커버 금속 플레이트(323)는 세라믹 플레이트(310)와 실질적으로 동일한 원형 형태의 플레이트로 도입될 수 있다. Referring to FIG. 5, in order to separately manufacture the metal plate 320, the heater pattern 520 is bonded to a base metal plate 321. In this case, a thermal interface material (TIM) may be introduced between the heater pattern 520 and the base metal plate 321. The cover metal plate 323 is coupled to the base metal plate 321 to form the metal plate 320 having the heater pattern 520 coupled to the cover metal plate 323 and the base metal plate 321. Form. The cover metal plate 321 may be blazed welded to the base metal plate 321. Accordingly, the metal plate 320 can be manufactured as shown in FIG. 6. The base metal plate 321 may be introduced into a plate having substantially the same circular shape as the ceramic plate 310. The cover metal plate 323 may be introduced into a plate having substantially the same circular shape as the ceramic plate 310.

도 7을 참조하면, 베이스 플레이트(33)의 상측 표면(335T)에 금속 플레이트(320)를 결합시킨다. 금속 플레이트(320)와 베이스 플레이트(33)는 블레이징 용접으로 체결될 수 있다. 내부 전극(410)이 내장된 세라믹 플레이트(310)를 별도로 제작한 후, 세라믹 플레이트(310)를 금속 플레이트(320)에 결합시킨다. 이에 따라, 웨이퍼 척(30)이 구성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the metal plate 320 is coupled to the upper surface 335T of the base plate 33. The metal plate 320 and the base plate 33 may be fastened by blazing welding. After the ceramic plate 310 having the internal electrode 410 is manufactured separately, the ceramic plate 310 is coupled to the metal plate 320. Accordingly, the wafer chuck 30 can be configured.

도 8은 일 예에 따른 웨이퍼 척(1030)의 구조를 보여주는 단면도이다. 도 9 및 도 10을 도 8의 "A" 부분을 확대 도시한 도면이다. 8 is a cross-sectional view illustrating a structure of a wafer chuck 1030 according to an example. 9 and 10 are enlarged views of part “A” of FIG. 8.

도 8 및 도 9를 함께 참조하면, 공정 챔버 장비(도 1의 1)에 설치되는 웨이퍼 척(1030)은 기본적으로 정전척(ESC) 구조를 적용하여 구성될 수 있다. 웨이퍼 척(1030)은 베이스 플레이트(1033) 상에 ESC 척킹을 수행하는 웨이퍼 지지 플레이트(1031)가 적층된 구조를 구비할 수 있다. 베이스 플레이트(1033)는 금속 재질, 예컨대, 알루미늄(Al) 재질로 이루어진 베이스 바디(1331) 및 돌출된 제1메사부(1335), 제2메사부(1337)을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIGS. 8 and 9, the wafer chuck 1030 installed in the process chamber equipment (1 of FIG. 1) may basically be configured by applying an electrostatic chuck (ESC) structure. The wafer chuck 1030 may have a structure in which a wafer support plate 1031 for performing ESC chucking is stacked on the base plate 1033. The base plate 1033 may include a base body 1331 made of a metal material, for example, aluminum (Al), a protruding first mesa part 1335, and a second mesa part 1335.

제2메사부(1337)는 제1메사부(1335)의 폭보다 좁은 폭을 가지며, 가장자리 부분에 계단 형상의 단차(1337G)을 이루도록 제1메사부(1335)로부터 돌출될 수 있다. 제2메사부(1337)의 측면(1337S)은 제1메사부(1335)의 측면(1335S) 보다 중심쪽으로 리세스(recession)되도록 위치할 수 있다. 베이스 바디(1331)로부터 제1메사부(335)가 상대적으로 좁은 폭을 가지며 상측 방향으로 돌출된 구조로 베이스 플레이트(1033)가 구비될 수 있다. 베이스 바디(1331)와 제1메사부(1335) 측면에는 또 다른 계단 형상(1336)이 이루어질 수 있다. 제2메사부(1337)는 실질적으로 웨이퍼 지지 플레이트(1031)를 지지하는 부분일 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(1031)는 제2메사부(1337)의 상측 표면(1337T)에 결합(bonding)될 수 있다. 베이스 플레이트(1033)의 제2메사부(1337)는 평면에서 볼 때 원형 평판 형상으로 상측 표면(1337T)을 제공하도록 구성될 수 있다. The second mesa portion 1335 may have a width narrower than the width of the first mesa portion 1335, and may protrude from the first mesa portion 1335 to form a step-shaped step 1335G at an edge portion thereof. The side surface 1357S of the second mesa portion 1335 may be positioned to be recessed toward the center of the side surface 1335S of the first mesa portion 1335. The base plate 1033 may have a structure in which the first mesa part 335 has a relatively narrow width and protrudes upward from the base body 1331. Another step shape 1336 may be formed on the side of the base body 1331 and the first mesa portion 1335. The second mesa portion 1335 may be a portion that substantially supports the wafer support plate 1031. The wafer support plate 1031 may be bonded to the upper surface 1335T of the second mesa portion 1335. The second mesa portion 1335 of the base plate 1033 may be configured to provide the upper surface 1335T in a circular flat plate shape when viewed in plan.

베이스 바디(1331) 내에 웨이퍼 척(1030)을 냉각하기 위한 냉각 유로(1333)가 구비될 수 있다. 베이스 플레이트(1033)에는 바이어스 알에프 소스(도 1의 70)가 결합되어 바이어스 RF가 인가될 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(1031)는 히터 패턴(1520)를 덮는 커버 플레이트(cover plate: 1320)와 커버 플레이트(1320) 상에 위치하는 세라믹 플레이트(1310)를 포함하여 구성될 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(1031)는 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 커버 플레이트(1320)와 세라믹 플레이트(1310) 또한 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 히터 패턴(1520)은 도 4를 참조하여 설명한 것과 같이, 멀티 존 히터 패턴으로 구성될 수도 있다. A cooling passage 1333 for cooling the wafer chuck 1030 may be provided in the base body 1331. A bias RF source (70 in FIG. 1) may be coupled to the base plate 1033 to apply a bias RF. The wafer support plate 1031 may include a cover plate 1320 covering the heater pattern 1520 and a ceramic plate 1310 positioned on the cover plate 1320. The wafer support plate 1031 may have a circular plate shape. The cover plate 1320 and the ceramic plate 1310 may also have a circular plate shape. The heater pattern 1520 may be configured as a multi-zone heater pattern, as described with reference to FIG. 4.

커버 플레이트(1320)는 세라믹 플레이트(1310)와 보다 더 큰 직경 또는 폭을 가질 수 있다. 커버 플레이트(1320)는 세라믹 플레이트(1310) 보다 대략 0.5㎜ 내지 5.0㎜ 큰 직경 또는 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는 웨이퍼(10)가 300㎜ 직경을 가질 때, 세라믹 플레이트(1310)는 웨이퍼(10) 직경보다 작은 대략 298㎜를 가질 수 있다. 커버 플레이트(1320)은 대략 300㎜ 직경을 가질 수 있다. 즉, 세라믹 플레이트(1310)는 커버 플레이트(1320)의 가장 자리 일부 부분(D1)을 노출하도록 설치될 수 있다. 커버 플레이트(1320)와 제2메사부(1337)의 상측 표면(1337T) 사이에 히터 패턴(1520)이 위치할 수 있다. 이때, 히터 패턴(1520)이 중첩(covering)되는 영역의 직경 또는 폭은 실질적으로 세라믹 플레이트(1310)의 폭 또는 직경 보다 작을 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 히터 패턴(1520)이 중첩(covering)되는 영역의 직경 또는 폭은 실질적으로 세라믹 플레이트(1310)의 폭 또는 직경과 동일하도록 설정할 수 있다. 히터 패턴(1520)은 이에 따라, 히터 패턴(1520)의 성능의 실질적인 극대화와 진공 실링(vacuum sealing) 기능의 안정화를 동시에 추구할 수 있다. The cover plate 1320 may have a larger diameter or width than the ceramic plate 1310. The cover plate 1320 may have a diameter or width that is approximately 0.5 mm to 5.0 mm larger than the ceramic plate 1310. Preferably, when the wafer 10 has a 300 mm diameter, the ceramic plate 1310 may have approximately 298 mm smaller than the diameter of the wafer 10. The cover plate 1320 may have a diameter of approximately 300 mm. That is, the ceramic plate 1310 may be installed to expose the edge portion D1 of the cover plate 1320. The heater pattern 1520 may be positioned between the cover plate 1320 and the upper surface 1335T of the second mesa portion 1335. In this case, the diameter or width of the region where the heater pattern 1520 overlaps may be substantially smaller than the width or diameter of the ceramic plate 1310. Nevertheless, the diameter or width of the region where the heater pattern 1520 overlaps may be set to be substantially the same as the width or diameter of the ceramic plate 1310. Accordingly, the heater pattern 1520 may simultaneously pursue substantial maximization of the performance of the heater pattern 1520 and stabilization of a vacuum sealing function.

커버 플레이트(1320)는 히터 패턴(1520) 및 제2메사부(1337)를 상측에서 덮는 플레이트 형상의 평판 부분(1320P)과 가장자리의 단차 부분(1320R)을 포함하는 형태를 가질 수 있다. 단차 부분(1320R)은 제2메사부(1337)의 측면(1337S)를 덮도록 제1메사부(1335)를 향해 돌출된 형상으로 구비될 수 있다. 커버 플레이트(1320)의 단차 부분(1320R)의 끝단은 제2메사부(1337) 바깥으로 노출된 제1메사부(1335) 부분에 결합될 수 있다. 이에 따라, 커버 플레이트(1320)의 측면(1320S)에 제1메사부(1335)의 측면(1335S)은 평탄한 측면으로 이어지도록 정렬될 수 있다. The cover plate 1320 may have a shape including a plate-shaped plate portion 1320P and an edge step portion 1320R covering the heater pattern 1520 and the second mesa portion 1335 on the upper side. The stepped portion 1320R may be provided in a shape protruding toward the first mesa portion 1335 to cover the side surface 1357S of the second mesa portion 1335. An end of the stepped portion 1320R of the cover plate 1320 may be coupled to a portion of the first mesa portion 1335 exposed outside the second mesa portion 1335. Accordingly, the side surface 1335S of the first mesa portion 1335 may be aligned with the side surface 1320S of the cover plate 1320 to lead to the flat side surface.

단차 부분(1320R)의 두께는 웨이퍼(도 1의 10)의 온도 및 온도 균일성을 효율적으로 제어하고, 제작 상의 효율성을 개선하기 위해서, 단차 부분(1320R)의 두께 D3는 평판 부분(1320P) 보다 두꺼운 두께를 가지도록 설정될 수 있다. 단차 부분(1320R)의 두께는 두꺼워야 15㎜ 이하로 설정될 수 있다. In order to efficiently control the temperature and temperature uniformity of the wafer (10 in FIG. 1) and to improve the manufacturing efficiency, the thickness D3 of the stepped portion 1320R is greater than that of the flat plate portion 1320P. It can be set to have a thick thickness. The thickness of the stepped portion 1320R must be thick to set it to 15 mm or less.

커버 플레이트(1320)의 단차 부분(1320R)이 제2메사부(1337)의 측면(1337S)을 덮도록, 커버 플레이트(1320)가 베이스 플레이트(1033)에 결합될 수 있다. 커버 플레이트(1320)의 평판 부분(1320P)에는 단차 부분(1320R)에 의해서 음각된 형상을 가질 수 있고, 이러한 음각된 형상 부분에 히터 패턴(1520)이 삽입되도록 커버 플레이트(1320)가 제2메사부(1337)에 블레이징 용접될 수 있다. 이에 따라, 안정적으로 커버 플레이트(1320)가 제2메사부(1337)에 결합되면서, 히터 패턴(1520)에 중첩되는 평판 부분(1320)의 두께 D2를 보다 얇게 유도하는 것이 가능하다. 이에 따라, 히터 패턴(1520)으로부터 웨이퍼(10)로의 열전달 효율을 개선하면서, 커버 플레이트(1320)와 제2메사부(1337)의 체결 구조를 안정적으로 구현할 수 있다. 커버 플레이트(1320)와 제2메사부(1337)의 체결 구조를 안정적으로 구현할 수 있어, 진공 실링 기능 또한 충실하게 구현할 수 있다. The cover plate 1320 may be coupled to the base plate 1033 such that the stepped portion 1320R of the cover plate 1320 covers the side surface 1357S of the second mesa portion 1335. The flat plate portion 1320P of the cover plate 1320 may have a shape engraved by the stepped portion 1320R, and the cover plate 1320 may be formed to have a second shape so that the heater pattern 1520 is inserted into the engraved portion. It may be blazed on the dead portion 1335. Accordingly, while the cover plate 1320 is stably coupled to the second mesa portion 1335, it is possible to induce a thinner thickness D2 of the flat portion 1320 overlapping the heater pattern 1520. Accordingly, the fastening structure of the cover plate 1320 and the second mesa portion 1335 may be stably implemented while improving the heat transfer efficiency from the heater pattern 1520 to the wafer 10. Since the fastening structure of the cover plate 1320 and the second mesa portion 1335 can be stably implemented, the vacuum sealing function can also be faithfully implemented.

세라믹 플레이트(1310)는 ESC 척킹을 위한 내부 전극(1410)을 내장할 수 있다. 내부 전극(1410)에 직류 전원(DC)이 인가되어, 세라믹 플레이트(1310)의 상측 표면(1310T)에 웨이퍼(10)를 척킹하는 정전기력이 세라믹 플레이트(1310) 상측 표면(1310T) 상에 유도될 수 있다. The ceramic plate 1310 may contain an internal electrode 1410 for ESC chucking. DC power supply DC is applied to the internal electrode 1410 so that an electrostatic force that chucks the wafer 10 to the upper surface 1310T of the ceramic plate 1310 can be induced on the upper surface 1310T of the ceramic plate 1310. Can be.

도 10을 참조하면, 세라믹 플레이트(1310)에 의해서 노출된 커버 플레이트(1320)의 노출 부분(1320E), 커버 플레이트(1320)의 노출된 측면(1320S) 그리고, 베이스 플레이트(1033)의 노출된 측면, 즉, 제1메사부(1335)의 노출된 측면(1335S) 및 베이스 바디(1331)의 노출된 측면(1331S)를 덮는 세라믹 코팅층(ceramic coating layer: 1380)을 웨이퍼 척(1030)은 구비할 수 있다. 세라믹 코팅층(1380)을 노출된 부분이 플라즈마(plasma)에 의해 손상(damage)되는 것을 막아주는 보호층으로 도입될 수 있다. Referring to FIG. 10, the exposed portion 1320E of the cover plate 1320, the exposed side 1320S of the cover plate 1320, and the exposed side of the base plate 1033 are exposed by the ceramic plate 1310. That is, the wafer chuck 1030 may include a ceramic coating layer 1380 covering the exposed side surface 1335S of the first mesa portion 1335 and the exposed side surface 1331S of the base body 1331. Can be. The exposed portion of the ceramic coating layer 1380 may be introduced as a protective layer that prevents the exposed portion from being damaged by plasma.

세라믹 플레이트(1310)의 폭을 웨이퍼(10)의 폭보다 대략 2㎜ 정도 작게 하여, 웨이퍼(10)와 에지 링(1600)에 의해서, 세라믹 플레이트(1310)에 의해서 노출된 커버 플레이트(1320)의 노출 부분(1320E)이 플라즈마로부터 가려지도록 할 수도 있다. 바람직하게는 웨이퍼(10)가 300㎜ 직경을 가질 때, 세라믹 플레이트(1310)는 웨이퍼(10) 직경보다 작은 대략 298㎜를 가질 수 있다. 커버 플레이트(1320)은 대략 300㎜ 직경을 가질 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(10)의 가장 자리 부분이 커버 플레이트(1320)를 가려, 커버 플레이트(1320)에 대한 ESC 손상을 유효하게 최소화할 수 있다. 에지 링(1600)은 제1 및 제2메사부(1335, 1336), 세라믹 플레이트(1310), 커버 플레이트(1320)의 외측에 위치하도록 도입될 수 있다. The width of the ceramic plate 1310 is approximately 2 mm smaller than the width of the wafer 10, and the cover plate 1320 of the cover plate 1320 exposed by the ceramic plate 1310 is exposed by the wafer 10 and the edge ring 1600. The exposed portion 1320E may also be hidden from the plasma. Preferably, when the wafer 10 has a 300 mm diameter, the ceramic plate 1310 may have approximately 298 mm smaller than the diameter of the wafer 10. The cover plate 1320 may have a diameter of approximately 300 mm. Accordingly, the edge portion of the wafer 10 may cover the cover plate 1320, thereby effectively minimizing ESC damage to the cover plate 1320. The edge ring 1600 may be introduced to be positioned outside the first and second mesa portions 1335 and 1336, the ceramic plate 1310, and the cover plate 1320.

도 8을 다시 참조하면, 웨이퍼 척(1030)의 온도를 센싱하기 위한 온도 감지 센서(1611)가 웨이퍼 척(1030)에 결합될 수 있다. 온도 감지 센서(1611)가 삽입될 제1삽입홀(1619)이 베이스 플레이트(1033)을 관통하도록 구비될 수 있다. 제1삽입홀(1619)은 히터 패턴(1520)의 일부 영역을 노출하도록 연장될 수 있다. 히터 패턴(1520)에 히팅 전원(heating power)를 인가하는 히팅 전원 연결선(1621)이 웨이퍼 척(1030)에 삽입될 수 있다. 히팅 전원 연결선(1621)이 히터 패턴(1520)에 연결되도록, 히팅 전원 연결선(1621)이 삽입될 제2삽입홀(1629)이 베이스 플레이트(1033)을 관통하도록 구비될 수 있다. 제2삽입홀(1629)은 히터 패턴(1520)의 일부 영역을 노출하도록 연장될 수 있다. 내부 전극(1410)에 직류 전원을 인가하는 직류 전원 연결선(1631)이 웨이퍼 척(1030)에 삽입될 수 있다. 직류 전원 연결선(1631)이 내부 전극(1410)에 연결되도록, 직류 전원 연결선(1631)이 삽입될 제3삽입홀(1639)이 베이스 플레이트(1033)을 관통하도록 구비될 수 있다. 제3삽입홀(1639)은 내부 전극(1410)의 일부 영역을 노출하도록 연장될 수 있다.Referring back to FIG. 8, a temperature sensor 1611 for sensing the temperature of the wafer chuck 1030 may be coupled to the wafer chuck 1030. The first insertion hole 1619 into which the temperature sensor 1611 is to be inserted may be provided to penetrate the base plate 1033. The first insertion hole 1619 may extend to expose a portion of the heater pattern 1520. A heating power connection line 1621 for applying heating power to the heater pattern 1520 may be inserted into the wafer chuck 1030. The second insertion hole 1629 into which the heating power connection line 1621 is to be inserted may pass through the base plate 1033 so that the heating power connection line 1621 is connected to the heater pattern 1520. The second insertion hole 1629 may extend to expose a portion of the heater pattern 1520. A DC power supply line 1631, which applies DC power to the internal electrode 1410, may be inserted into the wafer chuck 1030. The third insertion hole 1639 into which the DC power connection line 1631 is to be inserted may pass through the base plate 1033 so that the DC power connection line 1631 is connected to the internal electrode 1410. The third insertion hole 1639 may extend to expose a portion of the internal electrode 1410.

온도 감지 센서(1610)에서 연결되어 감지된 온도 데이터(data)를 수집하고, 수집된 온도 데이터를 이용하여 히터 패턴(1520)에 인가되는 히팅 파워를 제어하는 히팅 제어부(1610)가 구비될 수 있다. 히티 제어부(1610)는 히팅 전원 연결선(1621)에 연결된 히터 전원부(1620)를 제어하여 히터 패턴(1520)의 동작을 제어할 수 있다. 내부 전극(1410)에 직류 전원을 제공하는 ESC 전원부(1630)가 직류 전원으로 직류 전원 연결선(1631)에 연결될 수 있다. A heating control unit 1610 may be provided to collect temperature data that is detected and connected to the temperature sensor 1610 and to control heating power applied to the heater pattern 1520 using the collected temperature data. . The hitty controller 1610 may control an operation of the heater pattern 1520 by controlling the heater power supply 1620 connected to the heating power connection line 1621. An ESC power supply 1630 providing a DC power to the internal electrode 1410 may be connected to the DC power connection line 1631 as a DC power.

도 11 및 도 12은 도 8의 웨이퍼 척(1030)을 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다. 11 and 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the wafer chuck 1030 of FIG. 8.

도 11을 참조하면, 베이스 플레이트(1033)의 제2메사부(1337) 상에 히터 패턴(1520)을 결합한다. 이때, 히터 패턴(1520)은 제2메사부(1337)에 블레이징 용접으로 체결되거나 또는 블레이지 용접되지 않을 수도 있다. 히터 패턴(1520)과 제2메사부(1337) 사에 열전도 물질(TIM)이 도입될 수도 있다. 히터 패턴(1520)을 덮도록 제2메사부(1337)에 결합될 커버 플레이트(1320)을 금속 재질, 예컨대, 알루미늄 재질로 별도로 제작한다. 커버 플레이트(1320)는 히터 패턴(1520)이 결합된 제2메사부(1377)가 삽입될 삽입홈(1320G)이 평판 부분(1320)에 음각되고, 단차 부분(1320R)이 돌출된 플레이트 형태로 제작될 수 있다. Referring to FIG. 11, the heater pattern 1520 may be coupled onto the second mesa portion 1335 of the base plate 1033. In this case, the heater pattern 1520 may be fastened to the second mesa portion 1335 by blazing welding or may not be blazed. A thermal conductive material TIM may be introduced between the heater pattern 1520 and the second mesa portion 1335. The cover plate 1320 to be coupled to the second mesa portion 1335 to cover the heater pattern 1520 is separately manufactured from a metal material, for example, aluminum. The cover plate 1320 is in the form of a plate in which the insertion groove 1320G into which the second mesa portion 1137 to which the heater pattern 1520 is coupled is inserted is engraved in the flat portion 1320, and the step portion 1320R protrudes. Can be made.

도 12를 참조하면, 커버 플레이트(1320)의 단차 부분(1320R)이 제2메사부(1337)의 측면(1337S)을 가리고, 제2메사부(1337)의 계단 형상의 단차(1337G)에 삽입되도록, 커버 플레이트(1320)를 베이스 플레이트(1033)의 제2메사부(1337)에 결합시킨다. 이때, 블레이징 용접이 사용될 수 있다. Referring to FIG. 12, the stepped portion 1320R of the cover plate 1320 covers the side surface 1357S of the second mesa portion 1335, and is inserted into the stepped step 1357G of the second mesa portion 1335. The cover plate 1320 is coupled to the second mesa portion 1335 of the base plate 1033, if possible. At this time, blazing welding may be used.

내부 전극(1410)이 내장된 세라믹 플레이트(1310)를 별도로 제작한 후, 세라믹 플레이트(1310)를 커버 플레이트(1320)에 결합시킨다. 이에 따라, 웨이퍼 척(1030)이 구성될 수 있다. After the ceramic plate 1310 having the internal electrode 1410 is manufactured separately, the ceramic plate 1310 is coupled to the cover plate 1320. Accordingly, the wafer chuck 1030 may be configured.

상술한 바와 같이 본 출원의 실시 형태들을 도면들을 예시하며 설명하지만, 이는 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 설명하기 위한 것이며, 세밀하게 제시된 형상으로 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 한정하고자 한 것은 아니다. 본 출원에서 제시한 기술적 사상이 반영되는 한 다양한 다른 변형예들이 가능할 것이다.As described above, embodiments of the present application are illustrated and illustrated in the drawings, but this is for explaining what is intended to be presented in the present application and is not intended to limit what is intended to be presented in the present application in a detailed form. Various other modifications will be possible so long as the technical spirit suggested in the present application is reflected.

310: 내부 전극이 내장된 세라믹 플레이트,
320; 히터 패턴이 내장된 금속 플레이트,
33; 베이스 플레이트. 310: ceramic plate with internal electrodes,
320; Metal plate with heater pattern,
33; Base plate.

Claims

delete

A base plate having a first mesa portion protruding from a base body and a second mesa portion protruding from the first mesa portion;
A heater pattern coupled to an upper surface of the second mesa portion;
A cover plate coupled to the second mesa portion to cover the heater pattern; And
And a ceramic plate coupled to the cover plate and having an internal electrode to which DC power is to be applied.
The cover plate has a circular plate shape having a larger diameter than the ceramic plate,
A wafer chuck having a diameter of a region where the heater pattern overlaps the cover plate is smaller than or equal to the diameter of the ceramic plate.

delete

The method of claim 18,
The cover plate is
A wafer chuck having a circular plate shape having a diameter equal to the diameter of the wafer mounted on the ceramic plate.

The method of claim 18,
The cover plate is
Wafer chuck comprising aluminum (Al) material.

The method of claim 18,
The cover plate is
A wafer chuck comprising a stepped portion extending to cover the side of the second mesa portion.

The method of claim 22,
The end of the stepped portion of the cover plate
A wafer chuck coupled to the portion of the first mesa portion exposed out of the second mesa portion.

The method of claim 18,
The side of the cover plate
A wafer chuck aligned to form a flat side surface on the side of the first mesa portion.

The method of claim 18,
A wafer chuck further comprising a ceramic coating layer covering the cover plate portion exposed to the outside of the ceramic plate and the side surface of the cover plate and extending to cover the side surface of the first mesa portion.

The method of claim 18,
The base plate is
A first insertion hole extending through the base body and the first and second mesas to expose a portion of the heater pattern;
A wafer chuck in which a temperature sensor for sensing the temperature of the heater pattern is inserted into the first insertion hole.

The method of claim 26,
The base plate is
A second insertion hole extending through the base body and the first and second mesa parts to expose another partial region of the heater pattern;
A wafer chuck in which a heating power connection line for connecting heating power to the heater pattern is inserted into the second insertion hole.

The method of claim 26,
The base plate is
A third insertion hole extending through the base body and the first and second mesas to expose a portion of the internal electrode;
A wafer chuck in which a DC power supply line connecting the DC power source to the internal electrode is inserted into the third insertion hole.

The method of claim 18,
The heater pattern is
In order to induce a temperature multi zone,
Wafer chuck comprising a plurality of mutually independent heating segments.

The method of claim 18,
The base body is
Wafer chuck with coolant path.

delete