KR20060081562A - 정전척의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 및 액정패널제조설비의 정전척에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식각공정시 웨이퍼 또는 유리기판을 안정적으로 고정시키는 정전척의 제조방법의 개선에 관한 것으로서, 모재를 평판형으로 가공하는 제 1공정, 모재의 상면에 매스킹을 부착하는 제 2공정, 매스킹처리된 모재를 부식액 속에 소정시간 침지하여 매스킹을 제외한 부분을 부식시키는 제 3공정, 모재를 꺼내어 매스킹을 제거하여 돌기를 완성하는 제 4공정으로 이루어진 정전척 제조방법을 제공하여, 모재의 접촉면에 매스킹을 이용한 부분식각을 실시토록 함으로써 돌기의 형성이 용이하며, 오염의 원인인 칩이 발생하지 않으므로 오염 및 크랙으로 인한 표면결함이 최소화되며, 특히, 표면조도의 조절이 용이하여 보다 정밀도 높은 정전척을 제조할 수 있는 진일보한 효과를 갖는다.

반도체, 액정패널, 정전척, 매스킹, 식각

Description

정전척의 제조방법{Method for manufacturing of electro-Static chuck}

도 1a 내지 도 1e는 본 발명에 따른 정전척 제조방법의 제 1실시예를 보인 공정도

도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 정전척 제조방법의 제 1실시예를 보인 공정도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10: 모재 12: 매스킹

14: 관통공 16: 수조

18: 식각액 20: 돌기

30: 알루미나층 32: 이트리아층

34: 돌기

본 발명은 반도체 및 액정패널제조설비의 정전척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식각공정시 웨이퍼 또는 유리기판을 안정적으로 고정시키는 정전척의 제조방법의 개선에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 및 액정패널의 제조설비에 있어서 웨이퍼 또는 유리기판(이하, '피처리물'로 통칭함)은 사진, 식각, 확산, 이온주입, 금속증착 및 화학기상증착 등의 제조공정을 반복 수행하게 됨으로써 요구되는 반도체장치 또는 액정패널로 제작되고, 이렇게 반도체장치 또는 액정패널로 제작되기까지의 피처리물은 캐리어에 복수개 수용되어 각각의 공정간을 이동하게 된다.

한편, 식각 공정은, 밀폐되어 진공압 상태를 이루는 챔버 내부에 피처리물을 위치시키고, 이 피처리물에 대향하여 요구되는 공정 가스를 투입함과 동시에 RF(radio frequency) 파워를 인가함으로써 플라즈마 상태의 공정 가스로 하여금 피처리물 상의 불필요한 부위를 식각 제거하도록 하는 공정이다.

여기서, 상술한 공정 가스에 의한 식각은 특정 방향성을 갖고 있으며, 이에 대응하는 피처리물은 정확한 위치에서 유동됨이 없이 고정될 필요가 있다. 따라서 이러한 견고한 고정 상태를 유지시키기 위한 수단이 요구된다.

본 발명의 이러한 피처리물을 고정하는 정전척에 관한 것으로서, 이러한 정 전척은 피처리물과의 접촉면의 형태에 따라 몇가지로 구분된다. 즉, 접촉면에 인위적인 형상이 제공되지 않고 단순히 접촉면의 표면거칠기에 의해서만 피처리물과의 접촉면적이 조절되는 플랜타입(plane type), 접촉면에 일정간격을 두고 산과 골을 반복 구성하는 트렌치타입(trench type) 및 접촉면에 복수의 미세 돌기를 형성하는 엠보싱타입(emboss type)이 있다. 엠보싱타입은 돌기의 극히 일부분만이 피처리물에 접촉하므로 접촉면적을 최소화 할 수 있다.

상기와 같은 엠보싱타입의 정전척에 있어 지금가지 실시되고 있는 엠보싱돌기를 제조하는 방법을 살펴보면, 모재를 평판상으로 가공하고, 그 상면에 3 내지 5개의 용사코팅층을 형성한다. 이어서 최상층의 용사코팅층을 기계적 가공에 의해 돌기를 형성하는 것에 의해 정전척을 제조하게 된다.

그러나 이러한 정전척의 제조방법은 이하 열거하는 몇가지 문제점들을 포함하고 있었다.

첫째, 기계적 가공에 의해 돌기를 형성하므로 인해 정전척 코팅막의 오염의 우려가 높아지는 문제를 갖고 있었다. 즉, 기계적 가공은 필수적으로 칩의 발생을 수반하게 되는 바, 칩제거 작업이 번거로우며 가공과 동시에 칩을 제거하더라도 미세칩은 접촉면상에 잔류하게 되므로 차후 피처리물의 척킹시에 오염원으로 작용하여 불량률을 높이는 문제를 갖고 있는 것이다.

둘째, 기계적 가공에 의해 접촉면상에 미세 크랙(crack)이 형성되는 문제를 갖고 있었다. 즉, 돌기는 매우 미세한 크기를 갖는 것으로서 가공공구가 접촉면과 근접한 상태에서 이동하게 되므로 칩과의 간섭등에 의해 가공면에 크랙이 형성될 우려를 갖고 있는 것이다.

셋째, 기계적 가공이 가지는 특징에 의해 표면거칠기가 Ra 1.2 이하로 밖에 제조가 가능하지 못하다는 문제를 갖고 있었다. 즉, 기계적 가공은 그 특성상 공구를 사용하게 되므로 미세한 작업에 한계가 뒤따르므로 보다 미세한 가공이 불가능 하다는 문제를 갖고 있는 것이다.

넷째, 기계적 가공은 가공시간을 많이 필요로 하는 것은 물론 공구손실등 제조원가가 많이 소요되는 문제를 갖고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 가공시 칩의 발생이 없도록 하여 접촉면의 오염을 방지하며, 접촉면상에 크랙이 발생하지 않도록 할 수 있는 정전척의 제조방법을 제공함에 있다

본 발명의 다른 목적은 보다 미세한 크기의 돌기를 형성할 수 있도록 하여 정전척의 접촉면적을 줄일 수 있는 정전척의 제조방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 모재를 평판형으로 가공하는 제 1공정, 모재의 상면에 매스킹을 부착하는 제 2공정, 매스킹처리된 모재를 부식액 속에 소정시간 침지하여 매스킹을 제외한 부분을 부식시키는 제 3공정, 모재를 꺼내어 매스킹을 제거하여 돌기를 완성하는 제 4공정으로 이루어진 정전척 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 모재를 평판형으로 가공하는 제 1공정, 모재에 알루미나 코팅을 실시하는 제 2공정, 알루미나 코팅층 위에 이트리아 코팅을 실시하는 제3공정, 모재의 상면에 매스킹을 부착하는 제 4공정, 매스킹처리된 모재를 부식액 속에 소정시간 침지하여 매스킹을 제외한 부분을 부식시키는 제 5공정, 모재를 꺼내어 매스킹을 제거하여 돌기를 완성하는 제 6공정으로 이루어진 정전척 제조방법에 의해서도 달성 가능하다.

상기 매스킹은 돌기의 형성부분에 스폿형태로 형성되는 것이 바람직하다. 매스킹은 다수의 관통공을 갖는 필름형태로 제작되는 것도 예상될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1a 내지 도 1e에는 본 발명에 따른 정전척 제조방법의 바람직한 1실시예의 공정도가 도시되어 있다. 이에 따르면, 도 1a에는 모재(10)를 평판형으로 가공하는 제 1공정이 도시되어 있다. 모재는 주로 알루미늄으로 구성되는 것으로서, 기계가공에 의해 평판형으로 구성된다. 도 1b에는 모재(10)의 상면에 매스킹(12)(masking)을 부착하는 제 2공정이 도시되어 있다. 매스킹(12)은 내산성이 우수한 재질로 구성되는 것으로서, 도시된 바와 같은 필름형태로 제공되어 면상에 다수의 관통공(14)이 형성된다. 도 1c에는 접촉면에 매스킹(12)이 부착된 모재(10)를 수조(16)의 식각액(18) 속에 소정시간 담가 접촉면을 부분적으로 부식시키는 제 3 공정이 도시되어 있다. 식각액은 주로 황산등의 용액이 이용된다.

도 1d에는 수조(16)로부터 꺼내어진 모재(10)를 도시하고 있는 것으로서, 매스킹(12)의 관통공(14)에 대응하는 부분에 식각액이 접촉하여 식각되어 반구형의 돌기(20)가 형성되어 있다. 그리고, 도1e에는 상기 식각된 모재(10)로부터 매스킹(12)을 제거하여 돌기(20)가 외부로 노출되어 정전척으로 완성하는 제 4공정이 도시되어 있다. 이때 돌기(20)는 반구형에 가깝게 형성된다. 즉, 관통공(14)을 통해 칩입하는 식각액은 관통공과 대응하는 부분 이외에도 하면 및 측면으로 식각이 진행되므로 반구형으로 형성되어 진다.

도 2a 내지 도 2g에는 본 발명에 다른 정전척 제조방법의 제 2실시예의 공정도가 도시되어 있다.

도 2a에는 모재(10)를 평판형으로 가공하는 제 1공정이 도시되어 있다. 모재는 주로 알루미늄으로 구성되는 것으로서, 기계가공에 의해 평판형으로 구성된다. 도 2b에는 모재(10)의 표면에 알루미나(Al₂O₃)층(30)를 코팅하는 제 2공정이 도시되어 있다. 알루미나는 특성상 황산 등의 용액에 대해 내식성이 우수하다. 도 2c에는 알루미나층(30)의 위에 이트리아(Y₂O₃)층(32)을 코팅하는 제 3공정이 도시되어 있다. 이트리아는 황산 등의 용액에 식각반응이 잘 일어나는 특성을 갖는다. 도 2d에는 모재(10)의 상면에 매스킹(12)(masking)을 부착하는 제 4공정이 도시되어 있다. 매스킹(12)은 내산성이 우수한 재질로 구성되는 것으로서, 도시된 바와 같이 필름형태로 제공되어 면상에 다수의 관통공(14)이 형성된다. 도 2e에는 접촉면에 매스 킹(12)이 부착된 모재(10)를 수조(16)의 식각액(18) 속에 소정시간 담가 접촉면을 부분적으로 부식시키는 제 5공정이 도시되어 있다. 식각액은 주로 황산등의 용액이 이용된다.

따라서 본 발명은 매스킹에 의한 부분적인 식각을 통해 돌기를 형성함으로써 돌기의 형성이 가능하게 되고, 특히 반구형으로 형성이 가능하게 되므로 피처리물과 정전척의 접촉면과의 접촉면적을 최소화할 수 있게 된다.

도 2f에는 수조(16)로부터 꺼내어진 식각완료된 모재(10)를 도시하고 있는 것으로서, 매스킹(12)의 관통공(14)에 대응하는 부분에 식각액이 접촉하여 식각되어 반구형의 돌기(34)가 형성되어 있다. 그리고 도 2g에는 상기 식각된 모재(10)로부터 매스킹(12)을 제거하여 돌기(34)가 외부로 노출되어 정전척으로 완성하는 제 6공정이 도시되어 있다. 이때 돌기(34)는 반구형에 가깝게 형성된다. 즉, 관통공(14)을 통해 칩입하는 식각액은 관통공과 대응하는 부분 이외에도 하면 및 측면으로 식각이 진행되므로 반구형으로 형성되어 진다. 이때 식각액이 알루미나층에 도달하면 식각작용이 현저하게 저하되므로 돌기(34)는 이트리아층(32)으로만 형성되어진다.

제 2실시예에 따르면, 식각작용이 활발한 이트리아층(32)을 코팅하고 이를 식각함으로써 돌기(34)의 형성이 원활하게 이루어지고, 더욱 미세한 돌기를 형성하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 기술적 사상의 범위는 이상에서 설명된 실시예들에 한정되지 않는 다. 즉, 이상의 실시예들 사이의 호환 가능한 구성요소들의 적절한 조합에 의해 구성되는 것도 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되어야 하며, 단순한 구성요소의 부가, 변경 및 치환에 의한 것도 포함되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 정전척 제조방법은 모재의 접촉면에 매스킹을 이용한 부분식각을 실시토록 함으로써 돌기의 형성이 용이하다. 또한, 오염의 원인인이 칩이 발생하지 않으므로 오염 및 크랙으로 인한 표면결함이 최소화되며, 특히, 표면조도의 조절이 용이하여 보다 정밀도 높은 정전척을 제조할 수 있다. 그리고 본 발명은 식각에 의해 돌기의 일괄적인 가공이 수행되므로 가공시간이 현저하게 단축되는 것은 물론 공구 등의 사용을 필요로하지 않으므로 제조원가를 절감할 수 있는 진일보한 효과를 갖는 것이다.

Claims (4)

1. 모재를 평판형으로 가공하는 제 1공정,

   모재의 상면에 매스킹을 부착하는 제 2공정,

   매스킹처리된 모재를 부식액 속에 소정시간 침지하여 매스킹을 제외한 부분을 부식시키는 제 3공정,

   모재를 꺼내어 매스킹을 제거하여 돌기를 완성하는 제 4공정으로 이루어진 정전척 제조방법.
2. 모재를 평판형으로 가공하는 제 1공정,

   모재에 알루미나 코팅을 실시하는 제 2공정,

   알루미나 코팅층 위에 이트리아 코팅을 실시하는 제3공정,

   모재의 상면에 매스킹을 부착하는 제 4공정,

   매스킹처리된 모재를 부식액 속에 소정시간 침지하여 매스킹을 제외한 부분을 부식시키는 제 5공정,

   모재를 꺼내어 매스킹을 제거하여 돌기를 완성하는 제 6공정으로 이루어진 정전척 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 매스킹은 접촉면의 표면에 각각의 돌기에 해당하는 부분에 스폿 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 정전척 제조방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 매스킹은 돌기와 돌기사이의 공간에 배치되는 다수의 관통공을 갖는 필름재로 구성된 것을 특징으로 하는 정전척 제조방법.

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