KR20020095087A - 정전 흡착 장치 - Google Patents

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KR20020095087A
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Abstract

본 발명은 부식성 물질에 대해 내식성이 있고, 전극 패턴의 간극에 있어서의 절연성을 높게 유지하는 것이 가능하며, 이것에 의해 전극 패턴의 미세화에 대응할 수 있는 구조의 정전 흡착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
정전 흡착 장치(1B)는 유전체층(2), 전극(4A, 4B), 냉각 부재(5) 및 절연성 접착제(3)를 구비하고 있다. 유전체층(2)은 세라믹 유전체로 이루어지고, 그 층에는 흡착면(2a)과 배면(2b)이 있다. 전극(4A, 4B)은 유전체층(2)의 배면(2b)측에 마련되어 있고, 간극(10)이 형성되어 있다. 냉각 부재(5)는 유전체층(2)의 배면(2b)과 대향하도록 마련되어 있다. 절연성 접착제(3)는 유전체층(2)의 배면(2b)과 냉각 부재(5) 사이에 제공되어 있다. 절연성 접착제(3)는 전극(4A, 4B) 및 배면(2b)을 피복하고, 전극의 간극(10)에 개재되어 있다.

Description

정전 흡착 장치{AN ELECTROSTATIC ADSORPTION DEVICE}
본 발명은 정전 흡착 장치에 관한 것이다.
정전 척을 수냉식 금속 냉각판에 대하여 금속 본딩에 의해 결합하는 기술은 제안되어 있다(일본 특허 공개 공보 평성 제3-3249호). 이 기술에 있어서는, 알루미나로 이루어진 정전 척과 알루미늄제의 수냉 냉각판을 인듐으로 결합하고 있다.
또한, 세라믹 절연판의 표면에 금속막을 형성하고, 세라믹 절연판의 금속막측의 표면을, 세라믹 지지 기판의 표면에 대하여 접착제를 이용하여 접착시켜 정전 척을 제작하는 것이 제안되어 있다(일본 특허 공개 공보 제2000-183143호). 이 공보에서는, 쌍극형 정전 척의 양극과 음극을 세라믹 절연판에 마련하고 있다. 또한, 정전 척 내의 전극을 플라즈마 발생용 전극으로서 사용하는 것이 예컨대 일본특허 공개 공보 평성 제9-17849호에 기재되어 있다.
최근에는 정전 척의 흡착면 위에 생성되는 플라즈마의 밀도가 한층 더 고밀도화되고 있다. 이 때문에, 세라믹 정전 척 내에 매설되는 전극 패턴을 미세화함으로써, 정전 척 위에 생성되는 플라즈마의 고밀도화에 대응하는 것이 필요로 되게 되었다. 그러나, 세라믹 소결체 내에 미세한 전극 패턴을 매설한 경우, 전극 패턴이 더욱 미세화될수록 전극 패턴의 간극의 절연을 확보하는 것은 곤란하다. 왜냐하면, 세라믹 성형체를 소결하는 단계에서, 전극 패턴의 간극이 좁으면 세라믹 분말이 들어가기 어렵고, 분말의 소결이 불충분해지며, 전극 패턴의 간극에 있어서의 절연이 불충분해지기 쉽기 때문이다.
본 발명의 과제는 플라즈마 등의 부식성 물질에 대한 내식성이 있고, 전극 패턴의 간극에 있어서의 절연성을 높게 유지하는 것이 가능하며, 이것에 의해 전극 패턴의 미세화에 대응할 수 있는 구조의 정전 흡착 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 정전 흡착 장치(1A)를 개략적으로 도시한 횡단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 정전 흡착 장치(1B)를 개략적으로 도시한 횡단면도.
도 3은 도 2에 있어서, 오목부(6) 및 그 주변을 확대하여 도시한 단면도.
도 4(a)는 유전체층(2)의 배면(2b) 위에 금속막(8)을 형성한 상태를 도시한 단면도이고, 도 4(b)는 금속막(8) 위에 마스크(10)를 설치하고, 마스크(10) 윈도우(10a)의 하측을 제거하는 공정을 도시한 단면도이며, 도 4(c)는 전극 패턴(4A, 4B) 및 오목부(6)가 형성된 후의 상태를 도시한 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1A, 1B : 정전 흡착 장치
2 : 유전체층
2a : 유전체층(2)의 흡착면
2b : 정전 흡착 장치의 배면
3a : 간극(10)에 충전된 절연성 접착제
3b : 정전 흡착 장치의 측둘레면(외주면)과 전극 사이에 충전된 절연성 접착제
3c : 오목부(6) 내에 충전된 절연성 접착제
4A : 양극(전극)
4B : 음극(전극)
5 : 냉각 부재
5a : 냉각 부재(5)의 접착면
6 : 오목부
10 : 전극의 간극
본 발명은 세라믹 유전체로 이루어지고 흡착면과 배면(背面)이 있는 유전체층과, 이 유전체층의 배면측에 제공되고 간극이 마련되어 있는 전극과, 유전체층의 배면과 대향하도록 마련되어 있는 냉각 부재 및 유전체층의 배면과 냉각 부재 사이에 마련되어 있는 절연성 접착제를 구비하고 있고, 절연성 접착제가 전극 및 유전체층의 배면을 피복하며, 전극의 간극에 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치를 제공한다.
이와 같이, 세라믹 유전체의 배면측에 전극 패턴을 마련하고, 유전체층을 냉각 부재에 대하여 절연성 접착제에 의해 접착하며, 이 때, 절연성 접착제에 의해 전극 및 유전체층 배면을 피복하는 동시에 전극의 간극을 충전하도록 하였다. 이 결과, 세라믹 유전체에 의해 부식성 물질에 대한 내식성을 확보하면서, 전극 패턴의 간극에 있어서의 절연성을 높게 유지할 수 있고, 전극 패턴의 미세화에 대응할 수 있는 구조의 정전 흡착 장치를 제공하는 것에 성공하였다.
이하, 적절하게 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 정전 흡착 장치(1A)를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 다른 실시 형태에 따른 정전 흡착 장치(1B)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1의 정전 흡착 장치(1A)에 대해서 설명한다. 평판 형상의 세라믹 유전체층(2)은 2개의 주요면을 갖고 있다. 한쪽 주요면은 물품을 흡착하기 위한 흡착면(2a)이고, 다른 쪽 주요면은 평탄한 배면(2b)이다. 유전체층(2)의 배면(2b)에는 양극(4A)과 음극(4B)이 형성되어 있다. 본 예에서는, 양극(4A), 음극(4B)은 함께 가늘고 긴 전극 패턴을 이루고 있다. 그리고, 도 1에 있어서, 양극(4A)과 음극(4B)은 교대로 형성되어 있고, 양극(4A)과 음극(4B) 사이에 간극(10)이 마련되어 있다.
유전체층(2)의 배면(2b)은 절연성 접착제(3)에 의해 냉각 부재(5)의 표면(5a)에 대하여 접착되어 있다. 절연성 접착제(3)는 유전체층(2)의 배면(2b)을 피복하고, 각 전극(4A, 4B)을 피복하는 동시에, 인접하는 양극(4A)과 음극(4B)과의간극(10)에 개재하여 충전하고 있다. 이것에 의해, 인접하는 양극과 음극 사이의 절연이 확보된다.
냉각 부재(5) 내에는 배면(5b)측으로 개방되는 냉각 매체 통로(5c)가 형성되어 있다. 통로(5c) 내에 화살표 A와 같이 냉각 매체를 공급하여 통로(5c) 내를 순환시킨다. 냉각 매체는 화살표 B와 같이 통로(5c)에서 배출된다.
도 2의 정전 흡착 장치(1B)는 도 1의 장치(1A)와 유사하기 때문에, 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 정전 흡착 장치(1B)에 있어서는, 유전체층(2)의 배면(2b)측에 있어서, 인접하는 전극(4A)과 전극(4B) 사이의 간극(10)에 오목부(6)가 형성되어 있다. 도 3에 이 오목부 주변을 확대하여 도시한다. 인접하는 양극(4A)과 음극(4B)과의 간극(10)에 있어서, 배면(2b)으로부터 유전체층(2)의 내부를 향해 오목부(6)가 형성되어 있다. 절연성 접착제(3)는 양극(4A)과 음극(4B)과의 간극(10)에 충전되어 있을 뿐만 아니라, 오목부(6) 내에도 충전되어 있다.
또, 일본 특허 공개 공보 제2000-183143호에서는, 쌍극형 정전 척의 양극과 음극을 세라믹 절연판에 마련하고 있다. 그리고, 양극과 음극 사이에 스페이서를 삽입하여 절연을 도모하고 있다. 그러나, 이 발명은 세라믹 절연판(양극과 음극을 마련한 절연판)에 대하여, 이 세라믹 절연판과 동종의 재질로 이루어진 세라믹 지지 기판이 접착하고 있고, 이것에 의해 세라믹 절연판(흡착측)이 휘는 것을 방지하고 있다. 따라서, 세라믹 절연판을 금속 냉각판에 대하여 접착한다고 하는 사상과는 근본적으로 다르다. 또한, 이 공보에서는, 양극과 음극 사이에 접착제와는 별개의 부재인 스페이서를 별도 개재시키고 있고, 접착제 자체에 의해 양극과 음극과의 절연을 도모하고 있는 것은 아니다.
절연성 접착제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 유기 접착제, 무기 접착제를 이용할 수 있다. 그러나, 정전 흡착을 담당하는 유전체층측에는 플라즈마 등으로부터 입열(入熱)이 있고, 그 열을 절연성 접착제를 통해 냉각 부재로 방출하도록 되어 있다. 이 때문에, 냉각 부재와 유전체층의 열팽창 차를 줄인다는 의미에서, 유기 접착제가 바람직하다.
유기 접착제는 한정되지 않지만, 냉각 부재로의 열전도성을 높여 유전체층으로의 입열을 냉각 부재로 방출한다고 하는 관점에서, 열전도율이 높은 재질이 바람직하다. 이러한 관점에서, 폴리이미드 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지가 특히 바람직하다. 절연성 접착제(3)의 두께는 유전체층에서 냉각 부재로의 열전도를 촉진한다고 하는 관점에서는, 0.3 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 유전체층으로부터 냉각 부재로의 열전도를 촉진한다고 하는 관점에서는 유기 접착제의 열전도율이 높은 것이 바람직하고, 이 목적으로 접착제 속에 필러를 혼입할 수 있다. 이러한 필러로서는, 알루미나, AlN, SiC, 질화규소 등 절연성의 세라믹스를 예로 들 수 있다. 필러로서 바람직하게는 열전도도가 크고 체적 저항이 큰 재료가 좋으며, AlN의 분말 등이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 전극 패턴의 형태는 특별히 한정되지 않고, 또한 전극의 간극 형태도 한정되지 않는다. 또한, 배면 위에 있어서 전극이 전체적으로 일체로 연결되어도 좋다. 그러나, 배면 위에 있어서, 전극에 어떠한 형태로든 간극 부분이 형성되어 있지 않으면 안된다.
간극의 형태는 전극에 끼워져 있는 영역이라면 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 간극이 가늘고 길게 연장되어 있는 경우가 특히 적합하다. 여기서, 간극이 가늘고 길게 연장되어 있다고 하는 것은 일반적으로 간극이 세장형(細長形)인 것을 의미하고, 바람직하게는 간극의 종횡비가 1:3배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1:5배 이상이다.
적합한 실시 형태에 있어서는, 전극이 가늘고 긴 전극 패턴을 이루고 있다. 이러한 형태의 전극을 채용하면, 플라즈마의 고밀도화에 대한 대응에 한층 더 적합하다. 여기서, 전극이 가늘고 긴 전극 패턴을 이루고 있다고 하는 것은 일반적으로 평면적으로 보아 전극이 가늘고 긴 형태인 것을 의미하고 있고, 바람직하게는 전극의 종횡비가 1:3배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1:5배 이상이다.
적합한 실시 형태에 있어서는, 유전체층의 배면측에 있어서 간극에 오목부가 형성되어 있다. 이것에 의해, 인접하는 전극 간의 연면 거리(creeping distance)를 크게 하여 전극 간의 절연성을 한층 더 높일 수 있다. 또한, 인접하는 전극 간의 간극(폭)을 작게 하여도, 오목부에 의해 연면 거리를 크게 하는 효과에 의해 소정의 절연성을 확보할 수 있다. 따라서, 전극 패턴의 미세화에 유리하다.
적합한 실시 형태에 있어서는, 오목부가 가늘고 길게 연장되어 있다. 이에 따라, 오목부에 의한 절연 효과가 한층 더 높아진다. 오목부가 가늘고 길다고 하는 것은 일반적으로 평면적으로 보아 오목부가 가늘고 긴 형태인 것을 의미한다. 바람직하게는 평면적으로 보았을 때의(배면을 따라 보았을 때의) 오목부의 종횡비가 1:3배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1:5배 이상이다.
본 발명에 있어서는, 유전체층의 배면 위에 마련된 전극은 양극이어도 좋고, 음극이어도 좋다. 이 경우에는 정전 흡착 장치는 소위 단극형이 된다. 이 경우에 있어서도, 인접하는 전극 부분에 단락이 생기면, 플라즈마의 분포나 흡착 특성이 설계 성능과 맞지 않게 될 우려가 있다.
특히 적합한 실시 형태에 있어서는, 유전체층의 배면 위의 전극이 양극과 음극을 포함하고 있다. 이 경우에는 양극과 음극이 단락되면 정전 흡착 장치로서 기능을 하지 않는다.
바람직하게는, 전술한 오목부의 적어도 일부에 절연성 접착제를 충전함으로써 전술한 연면 거리의 증대와 함께 전극의 절연성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
적합한 실시 형태에 있어서는, 정전 흡착 장치가 플라즈마에 노출되는 장치로서, 냉각 부재의 표면 중 플라즈마에 노출되는 영역에 절연 처리가 행해지고 있다. 당연히, 냉각 부재의 모든 면에 절연 처리를 행해도 좋다.
또한, 적합한 실시 형태에 있어서는, 전극에 대하여, 유전체층의 흡착면측에 플라즈마를 생성시키기 위한 고주파 전력을 공급한다. 이것에 의해, 본 정전 흡착 장치는 플라즈마 발생용 전극 장치로서도 기능할 수 있다.
본 발명의 장치의 용도는 한정되지 않지만, 반도체 소자, 액정 패널, 실리콘 단결정 웨이퍼의 반도체 제조, 처리에 적합하게 사용할 수 있다.
전극, 절연성 접착제, 오목부의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 소정의 평면적 패턴을 갖는 전극을 형성하기 위해서는 다음 방법이 바람직하다.
<1> 유전체층(2)의 배면(2b)을 마스크로 피복한다. 이 마스크의 윈도우(개구부)는 원하는 전극 패턴과 동일한 형상을 가지고 있다. 이 상태에서 윈도우 내에 목적 패턴의 전극막을 형성한다. 전극막의 형성 방법은 한정되지 않고, 예컨대 무전계 도금법, 전해 도금법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 물리적 기상 성장법, 화학적 기상 성장법, 유기 금속 기상 성장법, 진공 증착법, 승화법을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
<2> 도 4a에 도시된 바와 같이, 유전체층(2)의 배면(2b) 위에 금속막(8)을 형성한다. 금속막(8) 내에는 특별히 간극을 마련해 둘 필요는 없다. 계속해서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 금속막(8)을 피복하도록 마스크(10)를 설치한다. 이 마스크(10)에는 소정 패턴의 윈도우(1Oa)가 형성되어 있다. 윈도우(10a)의 평면적 형태는 목적으로 하는 전극의 평면적 패턴에 대한 네가티브로 되어 있다. 화살표 C와 같이 하여 윈도우(10a)의 내부 영역[마스크(10)에 의해 피복되어 있지 않은 영역]을 삭제하는 처리를 행한다. 이것에 의해, 도 4c에 도시된 바와 같이, 소정의 평면적 패턴을 갖는 전극(4A, 4B)을 형성한다. 이 때, 동시에 유전체층(2)의 배면까지 절삭하여 오목부(6)를 형성할 수 있다.
윈도우(10a)의 내측(하측)을 삭제하는 처리 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 샌드 블라스트, 쇼트 블라스트, 머시닝 센터 등에 의한 연삭 가공 등을 예시할 수 있다.
전극의 간극의 크기(폭: d, 도 3 참조)는 전극 간의 절연성을 향상시킨다고 하는 관점에서는 0.2 ㎜ 이상이 바람직하고, 0.5 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 전극 패턴의 미세화를 진행시킨다고 하는 관점에서는 1 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5 ㎜ 이하로 하는 것이 한층 더 바람직하다.
오목부(6)의 폭(도 3에 있어서는 d)은 전극 간의 절연성을 향상시킨다고 하는 관점에서는 0.2 ㎜ 이상이 바람직하고, 0.5 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 전극 패턴의 미세화를 진행시킨다고 하는 관점에서는 1 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5 ㎜ 이하로 하는 것이 한층 더 바람직하다.
오목부(6)의 깊이(g)는 전극 간의 절연성을 향상시킨다고 하는 관점에서는 10 ㎛ 이상이 바람직하고, 20 ㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 유전체층을 구성하는 유전성 세라믹스 내에 크랙이 발생하는 것을 억제한다고 하는 관점에서는 100 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
유전체층의 재질은 한정되지 않는다. 질화알루미늄, 알루미나, 사이알론(sialon)과 같은 알루미늄계 세라믹스, 질화알루미늄, 질화규소, 사이알론과 같은 질화물계 세라믹스, 탄화규소와 같은 탄화물계 세라믹스가 특히 바람직하지만, 지르코니아, 알루미나 등의 산화물계 세라믹스라도 좋다. 또한, 질화알루미늄을 포함하는 복합 재료, 알루미나를 포함하는 복합 재료, 알루미나와 질화알루미늄과의 복합 세라믹스도 바람직하다.
질화알루미늄계 세라믹스의 경우에는 고순도라도 좋지만, 내식성이나 소결성의 관점에서 희토류계 원소를 5% 이하 포함하고 있어도 좋다.
유전체층을 구성하는 재질의 실온에 있어서의 체적 저항율은 존슨-라벡형의정전 흡착 장치에서는 1×109∼5×1011Ω·㎝인 것이 바람직하고, 쿨롱형 정전 흡착 장치에서는 5×1014Ω·㎝ 이상인 것이 바람직하다.
전극의 재질도 한정되지 않고, 도전성 세라믹스나 금속이어도 좋다. 단, 고주파 플라즈마에의 영향을 최소한으로 한다고 하는 관점에서는 비자성체, 특히 비자성 금속인 것이 바람직하고, 구리, 알루미늄, 금이 특히 바람직하다.
전극의 두께(도 3의 치수 f)는 1 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 정전 흡착 장치의 외주면(측둘레면)에서 전극까지의 거리[도 1, 도 2에 있어서의 치수(h)]는 절연성 접착제(특히 유기 접착제)의 부식 가스에 의한 부식을 고려하면, 내구성의 관점에서 1 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 2 ㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
냉각 부재를 구성하는 금속은 특별히 제한은 없다. 그러나, 냉각 부재가 할로겐계 부식성 가스에 대하여 노출되는 경우에는, 알루미늄, 구리, 스테인리스강, 니켈을 사용하는 것이 바람직하다.
냉각 부재의 표면의 절연 처리의 종류는 한정되지 않지만, 다음과 같은 것을 예시할 수 있다.
(1) 냉각 부재를 구성하는 금속의 표면을 산화처리, 질화처리, 산-질화처리한다.
(2) 냉각 부재를 구성하는 금속의 표면에 절연성 세라믹스막을 형성한다. 이러한 막의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 질화알루미늄계 세라믹스, 질화알루미늄을 포함하는 복합 재료, 알루미나계 세라믹스, 알루미나를 포함하는 복합 재료, 알루미나와 질화알루미늄의 복합 세라믹스가 바람직하다.
냉각 부재에 있어서 사용되는 냉매로서는, 물, 실리콘 오일 등의 액체라도 좋고, 또한 공기, 불활성 가스 등의 기체라도 좋다.
기본적으로 도 3을 참조하면서 설명한 순서에 기초하여 도 2에 도시된 바와 같은 정전 흡착 장치(1B)를 제조하였다.
구체적으로는, 질화알루미늄 분말을 성형하여 원판을 얻어, 이것을 질소 분위기 중에서 소결함으로써 원판형 유전체층(2)을 얻었다(두께 1 ㎜, 직경 200 ㎜). 유전체층(2)의 배면(2b) 위에 구리막(8)을 무전해 도금법에 의해 형성하였다. 구리막(8) 위에 수지 마스크(10)를 형성하고, 화살표 C와 같이 블라스트법에 의해 에칭하여 전극 패턴(4A, 4B)을 형성하였다. 전극의 폭은 10 ㎜로 하고, 두께는 5 ㎛로 하였다. 전극의 간극(6) 폭은 0. 5 ㎜로 하고, 오목부(6)의 깊이는 약 10 ㎛로 하였다. 각 전극(4A, 4B)에 대하여 외부 단자를 인듐에 의해 접합하였다.
냉각 부재(5)는 금속 알루미늄에 의해 형성하였다. 냉각 부재의 표면 중 챔버에 노출되는 영역을 아노다이징 처리하여 절연막을 형성하였다. 이 냉각 부재(5)를 배면(2b)에 대하여 내식성이 우수한 폴리이미드 수지를 사용하여 접착하였다. 접착층(3)의 두께는 200 ㎛이다.
얻어진 정전 흡착 장치에 대해서, 전극(4A)과 전극(4B) 사이의 절연 저항을 측정한 결과, 30 MΩ 이상이었다. 또한 절연 내압은 10 kV 이상이었다.
실리콘 웨이퍼의 정전 흡착력을 압력(Torr 단위)으로 하여 측정하였다. 이 측정은 다음과 같이 실시하였다. 즉, 정전 흡착 장치 위에 열전대쌍이 구비된 실리콘 웨이퍼를 설치하였다. 실리콘 웨이퍼의 상측 공간에 웨이퍼와 직접 접촉하지 않도록 히터를 설치하였다. 전극(4A, 4B)에 ±250 볼트의 직류 전압을 인가하고, 실리콘 웨이퍼를 흡착면에 흡착시켰다. 실리콘 웨이퍼와 유전체층(2) 사이에 형성된 공간에 아르곤 가스를 공급하였다.
이 결과, 실리콘 웨이퍼의 흡착력은 실온에서 100 Torr 이상이었다. 이것은 13 kPa 이상에 해당한다. 또한, 탈착 응답성은 1초 이내이며, 양호한 흡탈착 특성을 얻을 수 있었다.
유전체층의 절연 내압은 2 kV 이상이었다. 또, 누설 전류의 증가에 따른 전원의 한계로 인하여 2 kV 이상의 전압을 인가할 수 없었다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부식성 물질에 대한 내식성이 있고, 전극 패턴의 간극에 있어서의 절연성을 높게 유지하는 것이 가능하며, 이것에 의해 전극 패턴의 미세화에 대응할 수 있는 구조의 정전 흡착 장치를 제공할 수 있다.

Claims (28)

  1. 세라믹 유전체로 이루어지고 흡착면과 배면이 있는 유전체층과, 이 유전체층의 상기 배면측에 제공되고 간극이 마련되어 있는 전극과, 상기 유전체층의 배면과 대향하도록 마련되어 있는 냉각 부재 및 상기 유전체층의 상기 배면과 상기 냉각 부재 사이에 마련되어 있는 절연성 접착제를 구비하며, 상기 절연성 접착제는 상기 전극 및 상기 배면을 피복하며, 상기 전극의 상기 간극에 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연성 접착제는 유기 접착제인 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기 접착제는 폴리이미드 수지, 실리콘 수지 및 아크릴 수지로 이루어진 군에서 선택하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 간극은 가늘고 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체층의 상기 배면측에 있어서 상기 간극에 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 유전체층의 상기 배면측에 있어서 상기 간극에 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 오목부는 가늘고 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 오목부는 가늘고 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은 양극과 음극을 포함하고 있고, 상기 양극과 상기 음극과의 간극에 상기 절연성 접착제가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 간극은 가늘고 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 유전체층의 상기 배면측에 있어서 상기 간극에 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 오목부는 가늘고 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극이 가늘고 긴 형상을 하고 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 전극은 가늘고 긴 형상을 하고 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 전극은 가늘고 긴 형상을 하고 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 전극은 가늘고 긴 형상을 하고 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전 흡착 장치는 플라즈마에 노출되는 장치이고, 상기 냉각 부재의 표면 중 상기 플라즈마에 노출되는 영역에 절연 처리가 행해져 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  18. 제8항에 있어서, 상기 정전 흡착 장치는 플라즈마에 노출되는 장치이고, 상기 냉각 부재의 표면 중 상기 플라즈마에 노출되는 영역에 절연 처리가 행해져 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  19. 제10항에 있어서, 상기 정전 흡착 장치는 플라즈마에 노출되는 장치이고, 상기 냉각 부재의 표면 중 상기 플라즈마에 노출되는 영역에 절연 처리가 행해져 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 정전 흡착 장치는 플라즈마에 노출되는 장치이고, 상기 냉각 부재의 표면 중 상기 플라즈마에 노출되는 영역에 절연 처리가 행해져 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  21. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극에 대하여, 상기 유전체층의 상기 흡착면측에 플라즈마를 생성시키기 위한 고주파 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  22. 제8항에 있어서, 상기 전극에 대하여, 상기 유전체층의 상기 흡착면측에 플라즈마를 생성시키기 위한 고주파 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  23. 제10항에 있어서, 상기 전극에 대하여, 상기 유전체층의 상기 흡착면측에 플라즈마를 생성시키기 위한 고주파 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  24. 제12항에 있어서, 상기 전극에 대하여, 상기 유전체층의 상기 흡착면측에 플라즈마를 생성시키기 위한 고주파 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  25. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체층은 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹스로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  26. 제8항에 있어서, 상기 유전체층은 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹스로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  27. 제10항에 있어서, 상기 유전체층은 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹스로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
  28. 제12항에 있어서, 상기 유전체층은 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹스로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101004635B1 (ko) * 2003-08-30 2011-01-04 한라공조주식회사 히트펌프 시스템
KR101319765B1 (ko) * 2013-04-04 2013-10-17 주식회사 야스 미세전극 구조의 정전 척

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003242008A1 (en) * 2002-07-18 2004-02-09 Hitachi Chemical Co., Ltd. Multilayer wiring board, method for producing the same, semiconductor device and radio electronic device
JP4107643B2 (ja) * 2002-07-23 2008-06-25 日本碍子株式会社 接合体の製造方法
JP4082985B2 (ja) * 2002-11-01 2008-04-30 信越化学工業株式会社 静電吸着機能を有する加熱装置及びその製造方法
JP2004241598A (ja) * 2003-02-06 2004-08-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体製造装置用ウェハ保持体およびそれを搭載した半導体製造装置
JP4564927B2 (ja) * 2006-02-09 2010-10-20 太平洋セメント株式会社 双極型静電チャック
JP2008244149A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Taiheiyo Cement Corp 静電チャック及びその製造方法
JP5269335B2 (ja) * 2007-03-30 2013-08-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP4683026B2 (ja) * 2007-09-07 2011-05-11 Tdk株式会社 コモンモードチョークコイル及びその製造方法
WO2010065070A2 (en) * 2008-11-25 2010-06-10 M Cubed Technologies, Inc. Electrostatic chuck
KR101385950B1 (ko) * 2013-09-16 2014-04-16 주식회사 펨빅스 정전척 및 정전척 제조 방법
US9558981B2 (en) * 2013-11-19 2017-01-31 Applied Materials, Inc. Control systems employing deflection sensors to control clamping forces applied by electrostatic chucks, and related methods
JP6133813B2 (ja) * 2014-04-17 2017-05-24 日本特殊陶業株式会社 ウェハ加熱装置用の接着剤及びこれを用いたウェハ加熱装置
JP7083262B2 (ja) * 2018-03-26 2022-06-10 日本特殊陶業株式会社 加熱装置
JP7162658B2 (ja) * 2018-04-27 2022-10-28 京セラ株式会社 静電チャック

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2694668B2 (ja) * 1989-05-30 1997-12-24 日本真空技術株式会社 基板保持装置
JPH0434953A (ja) * 1990-05-30 1992-02-05 Denki Kagaku Kogyo Kk 静電チャック板
JP3208029B2 (ja) * 1994-11-22 2001-09-10 株式会社巴川製紙所 静電チャック装置およびその作製方法
JP2987085B2 (ja) * 1995-06-28 1999-12-06 日本碍子株式会社 半導体ウエハー保持装置、その製造方法およびその使用方法
JP2000183143A (ja) * 1998-12-21 2000-06-30 Taiheiyo Cement Corp 静電チャック

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101004635B1 (ko) * 2003-08-30 2011-01-04 한라공조주식회사 히트펌프 시스템
KR101319765B1 (ko) * 2013-04-04 2013-10-17 주식회사 야스 미세전극 구조의 정전 척

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JP2002368069A (ja) 2002-12-20
TW540129B (en) 2003-07-01

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