KR20080107473A

KR20080107473A - 정전 척 장치

Info

Publication number: KR20080107473A
Application number: KR1020087026054A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 후지이
Original assignee: 가부시키가이샤 알박
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2008-12-10
Also published as: TW200618249A; US20110013338A1; JP5323317B2; TWI390698B; US20070297118A1; CN101278385B; JPWO2006049085A1; KR20070072571A; US7821767B2; CN101278385A; WO2006049085A1

Abstract

피처리기판의 제전을 적정하고도 신속하게 행할 수 있는 정전 척 장치를 제공한다.

지지대(12) 표면에서 피처리기판(W)을 정전적으로 흡착하는 정전 척 장치(11)에 있어서, 지지대(12) 표면에 위치하는 제전용 전극(16)과, 제전용 그라운드 전위(19)와, 이들 제전용 전극(16)과 그라운드 전위(19)와의 사이에 접속된 제전용 저항(27)과를 포함하는 제전회로를 구성한다. 제전용 저항(27)은, 지지대(12) 표면의 절연층(13) 보다도 저저항으로 하고, 정전 척 동작시는 피처리기판(W) 전위를 유지하고, 정전 척 해제시는 피처리기판(W) 전위를 그라운드 전위(19)로 흘리는 것이 가능한 저항값으로 설정된다. 이 구성에 따라 피처리기판(W) 제전을 적정하고도 신속하게 행하는 것이 가능하게 된다.

Description

정전 척 장치{ELECTROSTATIC CHUCK APPARATUS}

본 발명은 예컨대 반도체 제조 프로세스에 사용되는 정전 척 장치에 관한 것이다.

종래로부터, 예컨대, 반도체 웨이퍼 등의 피처리 기판을 진공처리할 때에는, 당해 기판을 진공조 내에 고정하는데 정전 척이 사용되고 있다. 이 종류의 정전 척은, 기판을 지지하는 지지대 위에 절연층(유전층)이 설치되어 있고, 이 절연층을 끼우고 지지대와 기판과의 사이에 전압이 인가되는 것에 의해 발생하는 정전력에 의해서 기판을 흡착하는 기구를 구비하고 있다.

정전 척 기구는, 주로 단극형과 쌍극형이 있다. 도 10에 쌍극형의 정전 척 기구를 구비한 종래의 정전 척 장치(1)의 구성을 개략적으로 도시한다.

도 10을 참조하여, 지지대(2)의 상면에는, 반도체 기판(W)이 재치되는 절연층(3)이 형성되어 있다. 지지대(2)의 내부에는 절연층(3) 위에 재치되는 반도체 기판(W)의 이면과 대향하도록 복수 매의 척용 전극(4A, 4A, 4B, 4B)이 각각 배치되어 있다.

지지대(2)의 상면에 반도체 기판(W)이 재치되고, 각 척용 전극(4A, 4B)에 각 각 소정의 정전위 전원(5A) 및 부전위 전원(5B)이 접속되면, 반도체 기판(W)의 이면은, 도 10에 도시한 극성으로 대전된다. 그 결과, 절연층(3)을 통해 각 척용 전극(4A, 4B)과의 사이에서 정전력이 발생하는 것에 의해, 반도체 기판(W)은 지지대(2)의 상면에 흡착 유지된다.

한편, 지지대(2)로부터 반도체 기판(W)을 이탈할 때는, 도 11에 도시한 바와 같이, 각 척용 전극(4A, 4B)을 각각 그라운드 전위에 접속하여 제전(除電)하고, 반도체 기판(W)과 척용 전극(4A, 4B)과의 사이에 정전력을 소실시킨다. 그 후, 리프트 핀 (도시생략)으로 반도체 기판(W)의 이면을 밀어 올리고, 반송 로봇(도시생략)을 통해당 반도체 기판(W)을 다음 공정으로 반송하도록 하고 있다.

여기에서, 척용 전극(4A, 4B)은 일반적으로 저저항 물질(카본, 알루미늄, 동 등)로 구성되어 있으므로, 이들 척용 전극(4A, 4B)으로의 전압 공급을 차단한 후 그라운드 전위에 접속하면, 척용 전극(4A, 4B)의 제전은 찰나에 완료한다. 이에 대하여, 대전된 반도체 기판(W)은, 고저항 절연층(3)이 개재하고 있기 때문에, 적극적으로 전하를 흘리는 것이 가능하지 않고, 절연층(3)의 저항값으로 의해 제전에 시간이 걸린다.

따라서, 척용 전극(4A, 4B)을 그라운드 전위에 접속한 후에 있어서도, 반도체 기판(W)의 이면과 절연층(3)과의 사이에 정전적인 흡착 작용이 존재하는 경우가 있고, 이것이 원인으로 상기 리프트 핀의 밀어 올림에 의한 기판(W)의 파손이나 반송 실수가 발생할 우려가 있다.

또한, 리프트 핀을 금속제로 하고, 이것을 그라운드 전위에 접속하여, 기 판(W) 이면의 밀어 올림시에 잔류하는 기판 전하를 흘리는 구성도 채용 가능하지만, 기판(W)에 잔류하는 전하의 크기에 따라서는, 리프트 핀의 접촉시에 아－크가 발생하고, 이것이 원인으로 기판 이면에 방전 흔적이 나거나, 기판상의 소자에 손상을 주는 경우가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 종래의 기판제전방법으로써, 역전압에 의한 제전, 프라즈마에 의한 제전, 절연층(3)의 온도 상승에 의한 제전 등이 제안되고 있다.

역전압에 의한 제전은 척용 전극(4A, 4B)에 역전위를 주고, 반도체 기판(W)에 잔류하는 전하를 소실시키는 수법이다.

프라즈마에 의한 제전은 도 12에 모식적으로 나타난 바와 같이, 척용 전극(4A, 4B)을 그라운드 전위에 접속한 후, 프로세스 실내에 프라즈마를 발생시키고, 이 프라즈마를 통해 기판(W)의 제전을 행하는 방법이다(예컨대 하기 특허문헌 1 참조).

그리고, 절연층(3)의 온도 상승에 의한 제전은 절연층(3)을 승온하여 그 비저항값을 저하시켜, 반도체 기판(W)의 제전을 촉진하는 수법이다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 2004-14868호 공보

그렇지만, 역전압에 의한 제전에서는 유전층(절연층; 3)의 제전을 가속하는 효과는 있으나, 기판의 대전을 제거할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 프라즈마에 의한 제전에서는, 프라즈마를 사용할 수 없는 프로세스에는 적용할 수 없는 것, 기판 이면 중앙부의 제전 효과가 적은 것, 제전용의 전극(earth)이 항상 프로세스실에 임하고 있기 때문에 막형성재료가 부착되거나 스펫터에 의한 전극의 열화가 발생하고, 빈번하게 재생 정비를 행할 필요가 있는 등 많은 문제를 가지고 있다.

더욱이, 절연층(3)의 온도 상승에 의한 제전에서는 절연층(3)의 승온 조작에 동반해 기판 온도도 상승하기 때문에, 기판(W) 종류에 따라서는 소자 열화를 부를 우려가 있다. 또, 절연층(3)의 승온에 시간이 걸린다고 하는 문제도 있다.

본 발명은 상술한 문제를 감안해서, 프로세스 종류에 관계없이 피처리 기판의 제전처리를 적정하고도 신속하게 행할 수 있는 정전 척 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

이상의 과제를 해결함에 있어서, 본 발명의 정전 척 장치는, 지지대 표면에 위치하는 제전용 전극과, 제전용 전위와, 이들 제전용 전극과 제전용 전위와의 사이에 접속된 제전용 저항을 포함하는 제전회로를 구비하고, 상기 제전용 전극은 지지대 표면에 재치되는 피처리기판의 이면에 항상 접촉하는 위치에 설치되어 있고, 상기 제전용 저항은 가변저항인 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 제전회로에 있어서, 제전용 전극은 지지대 위에 재치된 피처리기판 이면에 항상 접촉한다. 제전용 전극은 제전용 저항을 개재하여 제전용 전위(예컨대 그라운드 전위)에 접속되고 있다. 제전용 저항은 지지대 표면의 절연층보다도 저저항으로 함과 동시에, 정전 척 동작시는 피처리기판의 전위를 유지하고, 정전 척 해제시는 피처리기판 전위를 제전용 전위로 흘릴 수 있는 저항값으로 설정되어 있다. 이 저항값은 정전 척에서의 인가전압과 프로세스 조건 등에 응해 적당히 설정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 제전용 전극이 항상 피처리기판에 접촉한 상태에 있고, 또, 제전용 전극과 제전용 전위와의 사이에 적절한 제전용 저항을 개재시키고 있으므로, 피처리기판 제전시에 아-크 등의 이상 방전을 일으키는 일 없이, 적절하게 기판 제전처리를 행할 수 있다. 또, 척용 전극을 그라운드 전위에 접속한 시점에서 기판 제전작용이 얻어지고, 제전효율도 높이므로 제전처리를 신속하게 행하는 것이 가능하게 된다.

제전용 전극의 형성위치는 특히 한정되지 않지만, 지지대 표면 주연과, 척용 전극 사이를 매개로 하고 지지대 표면에 임하게 하는 구성이 적합하다. 또, 제전용 전극형태는, 지지대 표면에 박막 프로세스로서 형성한 도체막과, 금속 돌기 등, 소기의 정전 척 기능을 손상하지 않는 범위에서 선정 가능하다.

제전용 전위는 그라운드 전위 외에, 피처리기판에 대전하고 있는 전하와 이극성(異極性) 전하를 공급할 수 있는 소정의 전원 전위이라도 좋다.

제전용 저항은 제전용 전극에서 제전용 전위에 이르는 저항성분으로, 저항소자의 개장만으로 한하지 않고, 배선 재료가 가지는 배선저항 성분에서 당해 제전용 저항을 구성하도록 하여도 좋다.

제전용 저항을 가변저항으로 구성한다. 이 경우, 정전 척때에는 피처리기판 전위의 누전(leak)을 억제하기 위해 고저항측으로 설정하고, 제전시에는 신속하게 기판 전위를 제거하기 위해 저저항측으로 설정한다. 역시, 본 발명의 제전회로로써, 제전용 전극과 제전용 전위와의 사이를 전기적으로 접속/차단하는 스위치 수단을 포함하여도 좋고, 이 경우, 정전 척때에는 스위치를 오프로 하여 기판 전위의 누전을 막고, 스위치 온에 의해 기판 제전을 신속하게 행하는 것이 가능하게 된다.

이상에서 말한 바와 같이, 본 발명의 장전 척 장치에 의하면, 피처리기판의 제전처리를 적정하고도 신속하게 행할 수 있다. 따라서, 피처리기판의 잔류 전하를 원인으로 하는 이탈시의 반송 실수와 파손을 방지할 수 있고, 처리능력 및 생산성의 향상을 꾀할 수 있다.

이하, 본 발명의 각 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 역시, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 기해 여러 가지의 변형이 가능하다.

(제1 실시형태)

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 정전 척 장치(11)의 구성을 도시하는 개략도이다. 본 실시형태의 정전 척 장치(11)는 주로, 반도체 기판(W)을 지지하는 지지대(12)와, 지지대(12) 상면에 형성된 절연층{(유전층) 13}과, 절연층(13)을 통해 반도체 기판(W) 표면과 대향하도록 지지대(12) 내부에 배치된 복수의 척용 전극(14A, 14B)과, 지지대(12) 표면에 위치하는 반도체 기판(W) 이면에 접촉하는 제전용 전극(16)을 구비하고 있다.

지지대(12)는 세라믹 등의 절연성 재료로 되고, 도시하지 않는 진공챔버 등의 프로세스실 내부에 설치되어 있다. 절연층(13)은 본 실시형태에서는 PBN(파일로리텍보론나이트라이드), AIN(아루미나이트라이드) 등으로 형성되어 있지만, 물론 이 이외의 절연재료로 구성하는 것도 가능하다. 또, 절연층(13)은 지지대(13) 상면의 일부 영역에 한하지 않고, 지지대(12) 상면 전역에 형성되어 있어도 좋다.

척용 전극(14A, 14B)은 카본, 알루미늄, 동등의 저저항 재료로 구성되어 있고, 한쪽의 척용 전극(14A)측에은 정전위 전원(15A)에 접속되고, 다른 쪽의 척용 전극(14B)은 부전위 전원(15B)에 접속. 이들 척용 전극(14A, 14B)과 전위 전원(15A, 15B)과의 사이에는 각각 스위치(되어 있다18A, 18B)가 설치되어 있고, 반도체 기판(W) 제전시는 이들 스위치(18A, 18B)가 그라운드 전위측으로 교체하도록 구성되어 있다.

제전용 전극(16)은 지지대(12) 표면에 재치되는 반도체 기판(W) 이면에 항상 접촉하는 위치에 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 제전용 전극(16) 형성 부위는, 지지대(12) 주연 전역이어도 좋고, 지지대(12) 주연에 연하여 복수, 등각도위 치 혹은 부등각도위치에 설치되어도 좋다.

여기에서 도 2A에 도시한 바와 같이, 제전용 전극(16) 선단(16A)은 지지대(12) 주연 상면부의 소정 범위에 걸쳐 형성되어 있다. 이에 따라, 반도체 기판(W) 이면과의 접촉면적을 크게 할 수 있다. 또, 도 2B, C에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(W) 사이즈(지름)가 지지대(12) 상면 사이즈보다도 큰 경우와 작은 경우 어느 것에 있어서도, 전극 선단(16A)이 기판(W) 이면에 적절하게 접촉하도록 된다.

제전용 전극(16) 형성위치는 지지대(12) 주연에 한하지 않고, 예컨대 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 척용 전극(14A, 14B) 사이에 제전용 전극(16)이 위치하도록 해도 좋다. 이 경우, 제전용 전극(16)은 지지대(12) 내부의 척용 전극(14A, 14B) 사이를 통해 절연층(13) 표면에 위치하도록 형성된다. 또, 제전용 전극(16) 선단의 형태로써는, 도 3에 도시하는 점상과, 도 4에 도시하는 선상등, 어느 것의 형태도 적용 가능하다. 또, 척용 전극(14A, 14B)은 도 3에서는 빗(櫛) 모양 구조로 하고, 도 4에서는 부채꼴 형상으로 했다.

제전용 전극(16) 구성 재료는 특히 한정되지 않지만, 금속 등의 저저항 재료가 바람직하다. 또, 제전용 전극(16) 형성형태로써는, 지지대(12) 주연(및 그 상면 일부)에 박막 프로세스로서 형성한 도체막과, 벌크(bulk) 부품 등이 적용 가능하다. 본 실시형태에서는, 동박막으로 제전용 전극(16)을 형성하고 있다.

그리고 이 제전용 전극(16)은 제전용 저항(27)을 통해, 제전용 전위로써의 그라운드 전위(19)에 접속되어 있다. 제전용 저항(27)은 가변저항으로 되고, 정전 척에 있어서도 반도체 기판(W)에 대전된 전하의 누전을 억제하고, 반도체 기판(W)의 제전시에 있어서는 반도체 기판(W)에 대전된 전하를 그라운드 전위로 흘릴 수 있는 저항값으로 설정되어 있다.

구체적으로 제전용 저항(27)은 정전 척일 시에는 반도체 기판(W) 전위의 누전을 억제하기 위해 고저항값측에 설정되고, 제전시는 신속하게 기판전위를 제거하기 위해 저저항측에 설정되도록 되어 있다.

이 제전용 저항(17)의 저항값은, 척 전위{전위 전원(15A, 15B)으로의 공급 전위}, 기판(W)과 척용 전극(14A, 14B)과의 사이의 이격거리, 척용 전극(14A, 14B)의 전극면적, 배치수, 반도체 기판(W)에 대한 프로세스 조건 등에 응하여 적당히 설정되지만, 어느 경우에도, 절연막(13)보다도 저저항으로 할 필요가 있다. 일예를 들면, 척 전위가 3600V인 경우, 척시에 있어 제전용 저항(27)의 저항값은 1kΩ 이상, 보다 바람직하게는 0.5MΩ 정도로 설정되고, 제전시에 있어 제전용 저항(27)의 저항값은 이보다도 낮은 값으로 설정된다.

또, 이들 제전용 전극(16), 제전용 저항(27) 및 그라운드 전위(19)에 의해, 본 발명의 「제전회로」가 구성된다.

이상과 같이 구성되는 본 실시형태의 정전 척 장치(11)에 있어서는, 지지대(12) 상면에 재치된 반도체 기판(W)을 흡착유지하는 경우, 스위치(18A, 18B)를 정전위 전원(15A), 부전위 전원(15B)으로 각각 교체하고, 척용 전극(14A, 14B)에 소정의 정전위 및 부전위를 각각 인가한다. 이에 따라, 절연층(13)을 통해 각 척용 전극(14A, 14B)과 대향하는 반도체 기판(W) 이면의 각 영역에는, 정전 유도에 의해 각각 부전하 및 정전하가 분극하여 대전된다. 그 결과, 반도체 기판(W)과 지지대(12)와의 사이에 정전적인 흡착력이 발생하고, 반도체 기판(W)이 지지대(12) 위에 지지된다.

이때, 제전용 전극(16)이 반도체 기판(W) 이면에 접촉하고 있으므로, 기판 전위가 그라운드 전위(19)측으로 누전할 염려가 있지만, 제전용 저항(27)을 상술한 바와 같이 고저항값으로 설정하는 것에 의해 당해 누전을 억제할 수 있다.

또한, 제전용 전극(16)이 반도체 기판(W) 이면에 접촉하고 있으므로, 제전용 저항(27)을 통해 그라운드 전위(19)에서 반도체 기판(W)으로 부전하의 공급이 행해지고, 반도체 기판(W)의 흡착력 증대에 기여한다. 이러한 효과는, 척용 전극을 단극으로 하여 반도체 기판을 마이너스로 대전시키는 경우에, 특히 현저하게 된다.

한편, 반도체 기판(W)에 대한 소정의 프로세스(예컨대 막 형성 혹은 에칭)가 완료하고, 반도체 기판(W)을 지지대(12)에서 이탈시키는 때는, 반도체 기판(W)을 제전하여 지지대(12)와의 사이의 흡착력을 해제할 필요가 있다.

그래서 본 실시형태에서는, 스위치(18A, 18B)를 각각 그라운드 전위측으로 교체함과 함께 제전용 저항(27)을 저저항값으로 교체하여 척용 전극(14A, 14B)을 제전한 후, 반도체 기판(W)을 주로 제전용 전극(16)을 통해 제전한다. 즉, 스위치(18A, 18B) 및 제전용 저항(27)의 저항값을 교체하는 것만으로, 반도체 기판(W)의 제전이 신속하게 행해진다. 그 후, 리프트 핀(도시생략)을 통해 반도체 기판(W)을 위쪽으로 리프트하고, 소정의 반송 로봇(도시생략)에 의해 다음 공정으로 반송된다.

따라서 본 실시형태에 의하면, 반도체 기판(W)의 제전을 적절하게 행하는 것이 가능하므로, 반도체 기판(W) 이탈시에 있어 반송 실수와 파손을 방지할 수 있다. 또한, 제전회로 자체를 굉장히 간소하게 구성할 수 있으므로, 정전 척 장치(11)를 저비용으로 제조할 수 있다. 또, 제전을 위해 특별한 처리 조작을 필요로 하지 않아서 프로세스의 처리능력(through-put) 혹은 생산성을 저하시키지 않고, 반도체 기판(W) 이탈 조작을 행할 수 있다.

더욱이, 제전용 전극(16)이 반도체 기판(W) 이면에 항상 접촉하는 형태이고, 또, 제전용 전극(16)과 그라운드 전위와의 사이에 제전용 저항(27)을 개재시키고 있으므로, 반도체 기판(W) 제전시에 아－크 등의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다. 이에 따라 반도체 기판(W) 보호를 꾀할 수 있다.

더욱이, 제전용 저항(27)을 가변저항으로 구성한 것에 의해, 반도체 기판(W)의 흡착력을 보다 높이는 것이 가능함과 동시에, 제전효율을 높여, 제전시간의 대폭적인 단축을 꾀할 수 있도록 된다. 또, 반도체 기판(W)에 대한 프로세스 조건에 응하여, 제전용 저항(27)을 적당히 조정할 수 있으므로, 프로세스마다 다른 적합한 척전위를 반도체 기판(W)에 대해서 공급할 수 있도록 된다.

(제2 실시형태)

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 정전 척 장치(21)의 개략구성도이다. 또, 도면에 있어서 상술의 제1 실시형태와 대응하는 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

본 실시형태의 정전 척 장치(21)는 지지대(12) 이면에 위치하는 제전용 전극(16)이, 지지대(12) 주연뿐 아니라, 지지대(12) 상면의 내중앙부에도 배치되어 있다. 이 지지대(12) 상면의 내중앙부에 배치되는 제전용 전극(16)은 지지대(12) 내부에 배치된 복수의 척용 전극(14A, 14B) 사이를 통해 형성되어 있고, 그 선단이 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 전극(14A, 14B) 사이에 점상 또는 선상의 형태로, 절연막(13) 상면에 노출되고 있다.

이 구성에 따라, 반도체 기판(W) 제전시, 기판(W) 거의 전면에 있어서 균일한 제전의 효과를 얻을 수 있어, 제전효율 향상과 제전시간 단축화를 꾀하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태의 정전 척 장치(21)는, 제전회로를 구성하는 제전용 저항(27)이 가변저항으로 구성되어 있다. 이 제전용 저항(27)은 정전 척시는 반도체 기판(W) 전위의 누전을 억제하기 위해 고저항측으로 설정되고, 제전시는 신속하게 기판전위를 제거하기 위해 저저항측으로 설정되도록 되어 있다.

따라서, 이 구성에 따라 반도체 기판(W)의 흡착력을 보다 높이는 것이 가능함과 동시에, 제전효율을 높이고, 제전시간이 대폭적인 단축을 꾀하는 것이 가능하도록 된다. 또, 반도체 기판(W)에 대한 프로세스 조건에 응하여, 제전용 저항(27)을 적당히 조정할 수 있으므로, 프로세스마다 다른 적합한 척전위를 반도체 기판(W)에 대해서 공급할 수 있도록 된다.

(제3 실시형태)

도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 의한 정전 척 장치(31)의 개략구성도이다.또, 도면에 있어서 상술의 제1 실시형태과 대응하는 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

본 실시형태의 정전 척 장치(31)는 제전용 저항(27)과 그라운드 전위(19)와의 사이에 스위치(38)를 개장하여, 반도체 기판(W)용의 제전회로를 구성하고 있다. 이 스위치(38)는, 본 발명의 「스위치 수단」에 대응하고, 기계식의 스위치 부재나 트랜지스터 등의 전자회로로 구성할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 제전용 전극(16)과 제전용 전위{그라운드 전위(19)}와의 사이를 전기적으로 접속/차단하는 스위치(38)를 설치하는 것에 의해, 정전 척시는 스위치(38)를 오프로 하여 기판전위의 누전을 막고, 스위치(38) 온에 의해 기판(W) 제전을 신속하게 행하는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 제전용 저항(27)의 저저항화를 꾀할 수 있음과 동시에, 예컨대 RF 프라즈마 처리 등 반도체 기판(W)의 대전전위가 중요하게 되는 프로세스에 대해서 악영향을 미치게 할 가능성을 배제할 수 있다. 또, 제전용 저항(27)의 설치에 따라, 제전용 전극(16)과 반도체 기판(W)과의 사이에 있어 아－크의 발생을 억제할 수 있다.

(제4 실시형태)

도 7은 본 발명의 제4 실시형태에 의한 정전 척 장치(41)의 개략구성도이다.또, 도면에 있어서 상술의 제1 실시형태와 대응하는 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

본 실시형태의 정전 전 장치(41)는 지지대(12) 내부에 배치된 척용 전극(14)에 대해서 스위치(18)를 통해 정전위 전원(15)이 접속되는 예에 있어서, 반도체 기판(W)에 대전되는 전하와 다른 부호의 전위를 공급하는 정전위 전원(49)을 제전용 전위로써 제전회로를 구성한 예를 도시하고 있다.

이 구성에 의하면, 반도체 기판(W) 제전시, 정전위 전원(49)에 의하여 반도체 기판(W) 제전을 적극적으로 행하는 것이 가능하게 되므로, 반도체 기판(W)의 제전효율 향상을 꾀하는 것이 가능함과 동시에, 상술의 제1 실시형태과 같은 효과를 얻는 것이 가능하다.

제전용 정전위 전원(49)은 반도체 기판(W) 대전 전위에 응하여 설정할 수 있다. 또한, 이 정전위 전원(49)을 가변전위 전원으로 구성하면, 반도체 기판(W)의 종류에 응해 최적한 제전전위를 부여할 수 있다. 역시 물론, 척용 전극(14)에 대한 공급전위 전원이 부전원의 경우는 제전용 전위 전원(49)은 부전위 전원으로 구성된다.

(제5 실시형태)

도 8은 본 발명의 제5 실시형태에 의한 정전 척 장치(51)의 개략구성도이다.또, 도면에 있어서 상술의 제1, 제3 실시형태과 대응하는 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

본 실시형태의 정전 척 장치(51)에 있어서는, 지지대(12) 면내 복수 개소에 형성된 관통공(54)에, 지지대(12) 표면에 재치된 반도체 기판(W) 이면에 접촉하는 제전용 전극(52)이 각각 수용되고 있다. 이들 제전용 전극(52)은 각각 코일 스프링상의 탄성부재(53)를 매개로 하여, 관통공(54) 하단측으로 취부된 접속단자(55)에 접속되고 있다. 이들 제전용 전극(52), 탄성부재(53) 및 접속단자(55)는 각각 금속 등의 도전성 부재로서 된다.

본 실시형태에서는, 상술의 제3 실시형태와 같이, 제전용 저항(27)과 그라운드 전위(19)와의 사이에 스위치(38)를 개장하여 반도체 기판(W)용 제전회로를 구성하고 있다. 제전용 저항(27)은 상술한 제전용 전극(52)에 연결하는 각각의 접속단자(55)에 접속되고 있다.

이상과 같이 구성되는 본 실시형태의 정전 척 장치(51)에 있어서, 제전용 전극(52)은 탄성부재(53)의 탄성력을 받아, 지지대(12) 표면에 재치된 반도체 기판(W)의 이면에 통상적으로 접촉하고 있다. 탄성부재(53)의 탄성력은 반도체 기판(W)의 자중보다도 충분히 낮은 탄성력으로 설정되어 있다. 따라서, 척용 전극(14A, 14B)에 의한 반도체 기판(W)의 척력에 영향을 주지 않는다.

본 실시형태의 정전 척 장치에 있어서도 동일하게, 반도체 기판(W)에 대한 정전 척력의 해제시는, 스위치(18A, 18B)를 그라운드 전위측으로 교체하고 척용 전극(14A, 14B)을 제전함과 동시에, 제전용 스위치(38)를 닫는다. 이 제전용 스위치(38)를 닫는 것으로, 반도체 기판(W)에 대전된 전하는, 제전용 전극(52), 탄성부재(53), 접속단자(55), 제전용 저항(27) 및 스위치(38)를 통해 그라운드 전위(19)로 흐르고, 이에 따라 반도체 기판(W)이 제전된다.

따라서, 본 실시형태의 정전 척 장치(51)에 의해서도 상술의 각 실시형태와 같은 효과를 얻는 것이 가능하다. 특히 본 실시형태에 의하면, 접지용 전극(52)이 반도체 기판(W) 이면에 소정의 접촉압으로 항상 접촉하고 있기 때문에, 반도체 기판(W)과의 접촉저항이 작게 되고, 반도체 기판(W)의 제전을 신속하게 행할 수 있다. 또, 반도체 기판(W)에 휘어짐과 울렁거림 등이 생기는 경우에도 제전용 전극(52)과 반도체 기판(W)과의 사이의 적절한 접촉상태를 확보할 수 있다. 또한, 제전용 저항(27)의 설치에 따라, 제전용 전극(52)과 반도체 기판(W)과의 사이에 대한 아－크의 발생을 억제할 수 있다.

(제6 실시형태)

도 9는 본 발명의 제6 실시형태에 의한 정전 척 장치(61)의 개략구성도이다. 또, 도면에 있어서 상술의 제1, 제3 실시형태과 대응하는 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

본 실시형태의 정전 척 장치(61)에 있어서는, 지지대(12) 하방에 반도체 기판(W)을 지지대(12) 위로 승강시키는 리프트 기구가 설치되어 있다. 이 리프트 기구는 리프트 핀(62)과, 이 리프트 핀(62)을 지지대(12) 표면에 대하여 수직방향으로 승강시키는 승강 유니트(63)를 구비하고 있다.

리프트 핀(62)은 본 발명에 관한 제전용 전극으로써 구성되고 있다. 리프트 핀(62)은 지지대(12)에 형성된 관통공(64)에 수용되고 있고, 도시하는 정전 척시에 있어서는, 리프트 핀(62) 선단이 반도체 기판(W) 이면에 접촉하고 있다. 또, 도면에서는 리프트 핀(62)을 하나만 도시하고 있지만, 물론 이에 한하지 않고 복수 배 치되어 있어도 좋다.

리프트 핀(62)은 금속 등의 도전성 재료로 구성되고, 승강 유니트(63)의 구동부재(63a)에 고정되어 있다. 승강 유니트(63)는, 반복하는 위치 정밀도가 높은 전동 혹은 압축공기 실린더 등으로 구성되어 있고, 구동부재(63a)를 도면중 화살표로 도시한 바와 같이 상하방향으로 이동시킨다. 리프트 핀(62)은 구동부재(63)의 상하이동에 의해, 리프트 핀(62) 선단이 지지대(12) 표면에서 돌출하는 위치와 관통공(64) 내에 틀어박히는 위치와의 사이로 승강된다. 구동부재(63a)는 지지대(12)에 대해서 환상의 절연부재(66) 및 벨로우즈(65)를 통해 취부되어 있다.

승강 유니트(63)의 구동부재(63a)는 금속 등의 도전성 부재로 구성되어 있다. 리프트 핀(62)은 이 구동부재(63a)를 통해, 제전용 저항(27)에 접속되고 있다. 이 제전용 저항(27)은 스위치(38)를 통해 그라운드 전위에 접속되고 있다.

이상과 같이 구성되는 본 실시형태의 정전 척 장치(61)에 있어서는, 반도체 기판(W)의 정전 척시, 리프트 핀(62) 선단부가 승강 유니트(63)에 의해 항상 반도체 기판(W) 이면에 접촉하는 위치의 높이에 위치제어되고 있다. 이때, 승강 유니트(63)는 상승 토크를 제어하는 등, 정전 척 작용에 영향을 주지 않는 범위에서 리프트 핀(62)을 일정한 압력을 가지고 반도체 기판(W) 이면에 압압시켜도 좋다.

본 실시형태의 정전 척 장치(61)에 의해서도 상술과 같은 효과를 얻는 것이 가능하고, 정전 척 동작의 해제시에 반도체 기판(W)의 제전을 신속하게 행할 수 있다. 또, 과전류에 의한 반도체 기판(W) 이면과 리프트 핀(62) 선단과의 사이에 아-크를 발생시키는 것도 없다.

또한, 상술한 각 실시형태에서는, 피처리기판으로써 반도체 기판(W)을 예로 들어 설명했지만, 이에 한하지 않고, 예컨대 유리 기판이나 반도체 기판 등도 본 발명은 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 정전 척 장치(11)의 개략구성도이다.

도 2는 제전용 전극(16) 선단(16A)의 구성예를 도시하는 요부확대도이다.

도 3은 척용 전극(14A, 14B)간에 배치되는 제전용 전극(16)의 일 형태를 도시하는 도이다.

도 4는 척용 전극(14A, 14B)간에 배치되는 제전용 전극(16)의 다른 형태를 도시하는 도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 정전 척 장치(21)의 개략구성도이다.

도 6는 본 발명의 제3 실시형태에 의한 정전 척 장치(31)의 개략구성도이다.

도 7는 본 발명의 제4 실시형태에 의한 정전 척 장치(41)의 개략구성도이다.

도 8는 본 발명의 제5 실시형태에 의한 정전 척 장치(51)의 개략구성도이다.

도 9는 본 발명의 제6 실시형태에 의한 정전 척 장치(61)의 개략구성도이다.

도 10은 종래의 정전 척 장치의 개략구성도이다.

도 11은 종래의 정전 척 장치에 있어 기판제전방법을 설명하는 도이다.

도 12는 종래의 정전 척 장치에 있어 다른 기판제전방법을 설명하는 도이다.

*부호의 설명*

11, 21, 31, 41, 51, 61: 정전 척 장치

12: 지지대

13: 절연층

14, 14A, 14B: 척용 전극

15, 15A, 15B: 척용 전위 전원

16, 52: 제전용 전극

27: 제전용 저항

19, 49: 제전용 전위

38: 스위치

53: 탄성부재

62: 리프트 핀(제전용 전극)

63: 승강 유니트

Claims

피처리기판을 정전적으로 흡착하는 정전 척 장치로서,

척용 전극을 내부에 가지는 지지대와,

상기 지지대 표면에 위치하는 제전용 전극과,

제전용 전위와,

상기 제전용 전극과 상기 제전용 전위와의 사이에 접속된 제전용 저항과,

상기 제전용 저항과 상기 제전용 전위와의 사이에 설치되고, 정전(靜電) 척때에는 상기 제전용 전극과 상기 제전용 전위와의 사이를 전기적으로 차단하고, 상기 피처리기판의 제전(除電)시에는 상기 제전용 전극과 상기 제전용 전위와의 사이를 전기적으로 접속하는 스위치를 구비한 것을 특징으로 하는 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 전극은 상기 지지대 표면 주연에 형성되어 있는 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 전극은 상기 척용 전극 사이를 통해 형성되어 있는 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 전위는 그라운드 전위인 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 전위는 소정의 전원전위인 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 저항은 가변용 저항인 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 전극은 상기 지지대 표면에 재치되는 피처리기판의 표면에 항상 접촉하는 위치에 설치되어 있는 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 전극에는 당해 제전용 전극을 상기 지지대 표면 위쪽으로 탄지하는 탄성부재가 설치되어 있는 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 탄성부재의 탄지력은 상기 피처리기판의 무게보다 낮게 설정되어 있는 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 전극은 상기 지지대 표면에 복수 배치되어 있는 정전 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전용 전극은 당해 제전용 전극을 상기 지지대 표면에 대해서 수직방향으로 승강시키는 승강 유니트에 접속되어 있는 정전 척 장치.