KR100546808B1 - Improvement in chuck device for treating semiconductor wafer utilizing ceamic thermal spray coating - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정 중 웨이퍼 식각 공정에 사용되는 웨이퍼 고정용 정전척의 개선에 관한 것으로, 세라믹 용사코팅으로 정전척에 상부 유전층(6)을 형성하되 이 상부 유전층(6)의 상면을 엠보싱 처리하여 일정한 배열의 돌기(7)들을 형성한 것을 특징으로 하는 세라믹 용사코팅을 이용한 반도체 공정용 정전척에 관한 것이다.The present invention relates to the improvement of the wafer fixing electrostatic chuck used in the wafer etching process of the semiconductor manufacturing process, by forming the upper dielectric layer 6 on the electrostatic chuck with a thermal spraying coating ceramic embossing the upper surface of the upper dielectric layer (6) It relates to an electrostatic chuck for semiconductor processing using a ceramic thermal spray coating, characterized in that the protrusions 7 are formed in a constant array.

이러한 본 발명의 정전척은 웨이퍼 식각 공정시 웨이퍼의 균일한 온도유지는 물론 웨이퍼의 흡, 탈착도 용이하게 이루어지도록 하여 주고, 이로써 웨이퍼의 불량률을 줄여 공정수율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.The electrostatic chuck of the present invention allows to maintain the uniform temperature of the wafer during the wafer etching process as well as to easily absorb and desorb the wafer, thereby providing an effect of reducing the defect rate of the wafer and improving the process yield.

Description

세라믹 용사 코팅을 이용한 반도체 공정용 정전척{IMPROVEMENT IN CHUCK DEVICE FOR TREATING SEMICONDUCTOR WAFER UTILIZING CEAMIC THERMAL SPRAY COATING}Electrostatic chuck for semiconductor process using ceramic thermal spray coating {IMPROVEMENT IN CHUCK DEVICE FOR TREATING SEMICONDUCTOR WAFER UTILIZING CEAMIC THERMAL SPRAY COATING}

도1의 a는 종래의 반도체 공정용 웨이퍼 식각 장비에 설치사용되는 정전척의 종단면도, b는 평면도,Figure 1 a is a longitudinal cross-sectional view of the electrostatic chuck used in the wafer etching equipment for a conventional semiconductor process, b is a plan view,

도2의 a는 본 발명에 따른 정전척의 종단면도, b는 평면도, c는 상기 정전척의 상부 유전층 상면을 엠보싱처리하기 위한 평판의 평면도.Figure 2a is a longitudinal cross-sectional view of the electrostatic chuck according to the present invention, b is a plan view, c is a plan view of a plate for embossing the upper dielectric layer upper surface of the electrostatic chuck.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 종래 정전척의 상부 유전층 2 : 전극1: upper dielectric layer of conventional electrostatic chuck 2: electrode

3 : 하부 유전층 4 : 알루미늄 몸체3: lower dielectric layer 4: aluminum body

5 : 상부 유전층 상면5: top dielectric layer

6 : 본 발명의 정전척에서 엠보싱 처리된 상부 유전층6: top dielectric layer embossed in electrostatic chuck of the present invention

7 : 돌기 8 : 평판7: protrusion 8: reputation

8a : 홀8a: hole

본 발명은 반도체 제조공정 중 웨이퍼 식각 제조공정에 있어서 웨이퍼를 고정하는 정전척에 관한 것으로, 정전척에 고정되는 웨이퍼의 균일한 온도유지와 웨이퍼의 흡, 탈착을 용이하게 하기 위해 정전척의 상부 유전층 구조를 개선한 세라믹 코팅공정을 이용한 반도체 공정용 정전척에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck for fixing a wafer in a wafer etching manufacturing process of a semiconductor manufacturing process. It relates to an electrostatic chuck for a semiconductor process using a ceramic coating process improved.

반도체 공정용 웨이퍼 식각 장비에 사용되는 기존 정전척의 구성도를 도1에 도시하였다. 도1에 있어서 도면부호 1은 상부 유전층이며, 2는 전극, 3은 하부 유전층, 4는 알루미늄 몸체, 5는 상부 유전층 상면이다.1 is a block diagram of a conventional electrostatic chuck used in a semiconductor wafer processing equipment. In Fig. 1, reference numeral 1 is an upper dielectric layer, 2 is an electrode, 3 is a lower dielectric layer, 4 is an aluminum body, and 5 is an upper dielectric layer upper surface.

상기와 같은 정전척에 전원을 인가하면 상부 유전층(1)에서 유전분극 현상이 발생하여 웨이퍼를 고정하게 된다. 하지만 이와 같이 평평한 형태의 상면(5)을 가지는 상부 유전층(1) 위에 웨이퍼를 고정할 경우 웨이퍼와 정전척간의 접촉 면적이 넓어져 웨이퍼의 냉각효과가 떨어지고, 정전척으로부터 웨이퍼의 흡, 탈착이 원활히 이루어지지 않는 단점이 있다. 이는 웨이퍼의 온도 불균일을 초래하여 제품불량의 원인이 됨은 물론이고, 웨이퍼의 흡, 탈착불량으로 인한 생산성 저하에 중요한 원인이 된다. 따라서, 웨이퍼의 균일한 온도유지와 웨이퍼의 원활한 흡, 탈착을 위해 보다 개선된 유전층 구조를 가지는 정전척이 요구된다.When power is applied to the electrostatic chuck as described above, a dielectric polarization phenomenon occurs in the upper dielectric layer 1 to fix the wafer. However, when the wafer is fixed on the upper dielectric layer 1 having the flat top surface 5 as described above, the contact area between the wafer and the electrostatic chuck is widened, thereby decreasing the cooling effect of the wafer and smoothly absorbing and detaching the wafer from the electrostatic chuck. There is a disadvantage that is not made. This not only causes the temperature unevenness of the wafer to cause product defects, but also to reduce productivity due to the absorption and desorption defects of the wafer. Therefore, there is a need for an electrostatic chuck having an improved dielectric layer structure for maintaining a uniform temperature of the wafer and for smooth suction and desorption of the wafer.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래의 정전척이 갖는 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 웨이퍼 식각 공정용 정전척의 상부 유전층을 보다 효과적으로 구조변경하고, 이를 이용해 웨이퍼의 균일한 온도유지 및 웨이퍼의 흡, 탈착을 용이하게 하여 웨이퍼의 품질과 생산성 향상에 기여하고자 하는 것을 그 목적으로 하 는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the conventional electrostatic chuck in view of the above situation, and the structure of the upper dielectric layer of the electrostatic chuck for the wafer etching process is more effectively restructured, thereby maintaining the uniform temperature of the wafer and absorbing the wafer. In order to improve the quality and productivity of the wafer by facilitating the desorption, the object is to achieve the purpose.

이하 첨부도면을 참조하여 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 공정용 정전척에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an electrostatic chuck for a semiconductor process of the present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2의 a, b는 본 발명에 따른 정전척을 나타낸 종단면도와 평면도로서, 웨이퍼 식각 공정시 웨이퍼의 냉각효과를 우수하게 하고 웨이퍼의 흡, 탈착이 용이하게 이루어지도록 하기 위해 정전척의 상부 유전층(6)을 세라믹 용사코팅공정을 이용하여 형성하되 이 상부 유전층(6)의 상면을 엠보싱 처리하여 일정배열로 돌기(7)들을 형성하였다. 이러한 본 발명의 정전척에 있어서 상부 유전층(6)의 엠보싱 형성과정은 먼저 전극(2)위에 유전체를 일정한 두께로 용사코팅 형성하고, 그 위에 바람직하게는 도2 c의 예와 같이 직경 1mm의 홀을 10mm 간격으로 가공한 평판(8)을 적당한 간격을 두어 배치한 후 이 평판(8)위로 유전체 용사를 실시하여 상부 유전층(6)의 상면에 돌기(7)들을 형성하도록 하는 것이다. 2A and 2B are vertical cross-sectional views and plan views showing the electrostatic chuck according to the present invention, in which the upper dielectric layer 6 of the electrostatic chuck 6 is used to improve the cooling effect of the wafer during the wafer etching process and to easily absorb and desorb the wafer. ) Was formed using a ceramic spray coating process, and the protrusions 7 were formed in a predetermined arrangement by embossing the upper surface of the upper dielectric layer 6. In the electrostatic chuck of the present invention, the embossing forming process of the upper dielectric layer 6 is first formed by spray coating a dielectric material on the electrode 2 to a predetermined thickness, and preferably a hole having a diameter of 1 mm as shown in the example of FIG. After placing the plate 8 processed at intervals of 10 mm at appropriate intervals, the dielectric is sprayed on the plate 8 so as to form the projections 7 on the upper surface of the upper dielectric layer 6.

상기와 같이 구성된 본 발명의 정전척을 웨이퍼 식각 공정에 적용할 시, 정전척에 접촉되는 웨이퍼의 냉각은 정전척 상부 유전층(6)에 형성된 엠보싱 돌기(7)들 사이의 간격을 통해 냉각가스가 이동함으로써 웨이퍼 전체 부분에 균일한 냉각이 이루어지게 된다. 그리고 웨이퍼의 흡, 탈착이 엠보싱 돌기(7)들 위에서 이루어져 웨이퍼와 정전척 간의 접촉 면적이 줄어들기 때문에 웨이퍼의 흡착에 필요한 전력도 줄어 들게 되고, 그만큼 탈착도 용이하게 이루어진다.When the electrostatic chuck of the present invention configured as described above is applied to a wafer etching process, cooling of the wafer in contact with the electrostatic chuck is performed by cooling gas through the gap between the embossing protrusions 7 formed in the upper dielectric layer 6 of the electrostatic chuck. By moving, uniform cooling is achieved over the entire wafer. In addition, since the adsorption and desorption of the wafer is performed on the embossing protrusions 7, the contact area between the wafer and the electrostatic chuck is reduced, so that the power required for the adsorption of the wafer is reduced, and thus the desorption is easily performed.

따라서, 본 발명의 정전척은 상기한 바와 같은 구성, 작용에 의해 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 식각 공정시 웨이퍼의 균일한 온도유지는 물론 웨이퍼의 흡, 탈착도 용이하게 이루어지도록 할 수 있고, 이에 따라 웨이퍼의 불량률을 줄이고 궁극적으로는 공정수율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하는 것이다. Therefore, the electrostatic chuck of the present invention can be made to maintain the uniform temperature of the wafer during the wafer etching process in the semiconductor manufacturing process, as well as the suction and desorption of the wafer by the configuration and operation as described above, and thus the wafer To reduce the defective rate and ultimately improve the process yield.

Claims (1)

반도체 제조 공정 중 웨이퍼 식각 공정에 사용되는 웨이퍼 고정용 정전척에 있어서, 세라믹 용사코팅으로 정전척에 상부 유전층(6)을 형성하되 이 상부 유전층(6)의 상면을 엠보싱 처리하여 일정한 배열의 돌기(7)들을 형성한 것을 특징으로 하는 세라믹 용사코팅을 이용한 반도체 공정용 정전척.In the wafer holding electrostatic chuck used in the wafer etching process of the semiconductor manufacturing process, an upper dielectric layer 6 is formed on the electrostatic chuck by ceramic thermal spray coating, and the upper surface of the upper dielectric layer 6 is embossed so that a uniform array of protrusions ( 7) Electrostatic chuck for semiconductor process using a ceramic thermal spray coating, characterized in that formed.

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