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KR20210045827A - Electrostatic chuck for substrates - Google Patents

Electrostatic chuck for substrates Download PDF

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Publication number
KR20210045827A
KR20210045827A KR1020190129314A KR20190129314A KR20210045827A KR 20210045827 A KR20210045827 A KR 20210045827A KR 1020190129314 A KR1020190129314 A KR 1020190129314A KR 20190129314 A KR20190129314 A KR 20190129314A KR 20210045827 A KR20210045827 A KR 20210045827A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
electrostatic chuck
substrate
cooling passage
communicating
Prior art date
Application number
KR1020190129314A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
문태식
임대철
장철종
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020190129314A priority Critical patent/KR20210045827A/en
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Abstract

The present invention relates to an electrostatic chuck for a substrate which can reduce the control time required to control the cooling temperature. The electrostatic chuck for a substrate comprises: an adsorption unit which is a ceramic dielectric layer on which a substrate is mounted; a main body unit coupled to a lower side of the adsorption unit and provided with at least two cooling passages in which a fluid for cooling the adsorption unit flows side by side; a bottom unit coupled to the lower side of a cooling unit and provided with at least two inlets/outlets communicating with the cooling passages; and a control unit separately controlling the flow of the fluid circulating along the cooling passages.

Description

기판용 정전 척 {Electrostatic chuck for substrates}Electrostatic chuck for substrates

본 발명은 냉각 온도를 균일하게 구현하고 냉각 온도를 제어하는데 걸리는 제어 시간을 단축할 수 있는 기판용 정전 척에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic chuck for a substrate capable of uniformly implementing a cooling temperature and shortening a control time required to control the cooling temperature.

일반적으로 반도체 소자는 통상적으로 포토리소그래피 등을 이용하여 기판의 표면에 도전층과 절연층의 패터닝 공정에 의해 전자회로소자를 구현하여 만들어지고, 기판 표면에 도전층과 절연층은 식각 또는 증착에 의해서 패터닝된다.In general, semiconductor devices are made by implementing an electronic circuit device by patterning a conductive layer and an insulating layer on the surface of a substrate using photolithography, etc., and the conductive layer and the insulating layer on the surface of the substrate are formed by etching or evaporation. It is patterned.

기판을 정전 척(E S Chuck : ESC)에 정전력으로 고정시킨 후, 기판을 공정 챔버 내에 투입하고, 공정 챔버 내에서 플라즈마 분위기를 유지하여 기판 표면을 식각 또는 증착시키도록 기판 패터닝 공정을 진행할 수 있다.After fixing the substrate to an electrostatic chuck (ESC) with an electrostatic force, the substrate is put into the process chamber, and the substrate patterning process can be performed to etch or deposit the substrate surface by maintaining a plasma atmosphere in the process chamber. .

플라즈마 공정 중 정전 척을 플라즈마 발생용 전극으로도 사용하기 때문에 플라즈마 히팅에 의해 정전 척의 온도가 상승하게 된다.During the plasma process, since the electrostatic chuck is also used as an electrode for generating plasma, the temperature of the electrostatic chuck is increased by plasma heating.

정전 척의 온도가 상승하면, 정전 척의 상면에 고정된 기판에 열적 영향을 주거나, 공정 중 기판의 온도에 영향을 줌으로서, 기판의 품질에 영향을 미치게 된다. When the temperature of the electrostatic chuck rises, it affects the substrate fixed on the top surface of the electrostatic chuck thermally or affects the temperature of the substrate during the process, thereby affecting the quality of the substrate.

따라서, 기판의 온도 불균형을 방지하기 위하여 통상적으로 정전 척은 냉각 시스템을 갖도록 구성되며, 이러한 냉각 시스템으로는 기판의 표면온도를 조절하기 위해 기판이 놓여지는 정전 척의 내부에 마련되는 냉각유로가 구비된다.Therefore, in order to prevent the temperature imbalance of the substrate, the electrostatic chuck is typically configured to have a cooling system, and as such a cooling system, a cooling flow path provided inside the electrostatic chuck on which the substrate is placed is provided in order to control the surface temperature of the substrate. .

도 1은 종래 기술에 따른 기판용 정전 척의 냉각 유로가 도시된 평단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 기판용 정전 척이 도시된 배면도이다.1 is a cross-sectional plan view illustrating a cooling flow path of an electrostatic chuck for a substrate according to the prior art, and FIG. 2 is a rear view illustrating an electrostatic chuck for a substrate according to the prior art.

종래의 기판용 정전 척은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 나선형의 냉각 유로(10)가 내장되는데, 냉각 유로(10)와 연통되는 입구(I)와 출구(O)가 중심부 하측에 나란히 위치될 수 있다.The conventional electrostatic chuck for a substrate has a spiral cooling passage 10 as shown in FIGS. 1 to 2, and the inlet (I) and outlet (O) communicating with the cooling passage 10 are located parallel to the lower side of the center. Can be.

냉각 유로(10)는 입구(I)와 연결된 나선형의 공급로(11)와, 출구(O)와 연결된 나선형의 회수로(12)와, 공급로(11)와 회수로(12)를 외주부에서 연결하는 연결로(13)로 구성될 수 있다.The cooling passage 10 includes a spiral supply path 11 connected to the inlet I, a spiral recovery path 12 connected to the outlet O, and the supply path 11 and the recovery path 12 at the outer periphery. It may be composed of a connecting path 13 to connect.

공급로(11)와 회수로(12)는 소정 간격 이격되도록 나란히 구비될 수 있고, 연결로(13)는 다소 급격하게 꺽인 원호 형상으로 구성될 수 있다. The supply path 11 and the recovery path 12 may be provided side by side so as to be spaced apart by a predetermined interval, and the connection path 13 may be configured in a somewhat sharply curved arc shape.

저온으로 냉각된 유체가 입구(I)로 투입되면, 공급로(11)를 따라 반시계 방향으로 흐르고, 연결로(13)에서 흐르는 방향이 바뀐 다음, 회수로(12)를 따라 시계 방향으로 흐르고, 출구(O)를 통하여 빠져나가게 된다. When the low-temperature cooled fluid is introduced into the inlet (I), it flows in a counterclockwise direction along the supply path 11, the direction of flow in the connection path 13 changes, and then flows in a clockwise direction along the recovery path 12. , It will exit through the exit (O).

입구(I)와 출구(O)가 중심부에 근접하게 위치되고, 공급로(11)와 회수로(12)가 나란히 구비됨으로서, 입구(I)에서 출구(O)로 갈수록 유체의 온도가 높아지지만, 전체적으로 중심부와 외주부에서 편차 없이 정전 척을 균일하게 냉각시킬 수 있다. Since the inlet (I) and outlet (O) are located close to the center, and the supply path 11 and the recovery path 12 are provided side by side, the temperature of the fluid increases from the inlet (I) to the outlet (O). As a whole, it is possible to cool the electrostatic chuck evenly at the center and the outer circumference without any deviation.

그러나, 종래 기술에 따르면, 하나의 냉각 유로에 유체의 흐름이 바뀌는 환류 부분이 구비되고, 환류 부분에서 유속 저하로 인하여 냉각 효과가 떨어지게 되고, 고온 스팟이 형성될 수 있다.However, according to the prior art, a reflux portion in which the flow of a fluid is changed is provided in one cooling passage, the cooling effect is degraded due to a decrease in flow velocity in the reflux portion, and a high-temperature spot may be formed.

또한, 하나의 냉각 유로를 구성함으로서, 입구로 공급된 유체가 냉각 유로를 따라 흘러 출구로 배출되는데 걸리는 시간이 길어지게 되고, 냉각 온도를 제어하는데 걸리는 제어 시간이 늘어날 수 있다.In addition, by configuring one cooling channel, the time taken for the fluid supplied to the inlet to flow along the cooling channel and discharged to the outlet becomes longer, and the control time required to control the cooling temperature can be increased.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉각 온도를 균일하게 구현하고 냉각 온도를 제어하는데 걸리는 제어 시간을 단축할 수 있는 기판용 정전 척을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electrostatic chuck for a substrate capable of uniformly implementing a cooling temperature and shortening the control time required to control the cooling temperature.

본 실시예는 기판이 안착되는 세라믹 유전층인 흡착부; 상기 흡착부 하측에 결합되고, 상기 흡착부를 냉각하는 유체가 흐르는 적어도 두 개 이상의 냉각 유로가 나란히 구비되는 본체부; 상기 냉각부 하측에 결합되고, 상기 냉각 유로들과 연통되는 적어도 두 개 이상의 입/출구가 구비된 바닥부; 및 상기 냉각 유로들을 따라 순환하는 유체의 흐름을 별도로 제어하는 제어부;를 포함하는 기판용 정전 척을 제공한다.The present embodiment is a ceramic dielectric layer on which the substrate is mounted, the adsorption unit; A body portion coupled to a lower side of the adsorption unit and having at least two or more cooling passages in parallel through which a fluid cooling the adsorption unit flows; A bottom portion coupled to a lower side of the cooling unit and having at least two inlets/outlets communicating with the cooling passages; And a control unit for separately controlling the flow of the fluid circulating along the cooling passages.

상기 본체부와 바닥부는, 알루미늄 재질로 구성될 수 있다.The body portion and the bottom portion may be made of an aluminum material.

상기 본체부는, 기판 보다 직경이 큰 원판 형상으로 구성될 수 있다.The body portion may be configured in a disk shape having a diameter larger than that of the substrate.

상기 본체부는, 중심부에서 외주부까지 나선형으로 연결된 제1 냉각 유로와, 상기 제1냉각 유로와 나란히 구비된 제2 냉각 유로를 포함할 수 있다.The body portion may include a first cooling passage spirally connected from the center to the outer circumferential portion, and a second cooling passage provided in parallel with the first cooling passage.

상기 바닥부는, 상기 제1 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제1 입구 및 상기 제1 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제1 출구와, 상기 제2 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제2 입구 및 상기 제2 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제2 출구를 포함할 수 있다.The bottom portion includes a first inlet communicating with a center portion of the first cooling passage, a first outlet communicating with an outer peripheral portion of the first cooling passage, a second inlet communicating with an outer peripheral portion of the second cooling passage, and the second It may include a second outlet communicating with the central portion of the cooling passage.

상기 바닥부는, 상기 제1 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제1 입구 및 상기 제1 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제1 출구와, 상기 제2 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제2 입구 및 상기 제2 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제2 출구를 포함할 수 있다.The bottom portion includes a first inlet communicating with an outer circumference of the first cooling passage, a first outlet communicating with a central portion of the first cooling passage, a second inlet communicating with a central portion of the second cooling passage, and the second It may include a second outlet communicating with the outer peripheral portion of the cooling passage.

상기 바닥부는, 상기 제1 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제1 입구 및 상기 제1 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제1 출구와, 상기 제2 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제2 입구 및 상기 제2 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제2 출구를 포함할 수 있다.The bottom portion may include a first inlet communicating with a central portion of the first cooling passage, a first outlet communicating with an outer peripheral portion of the first cooling passage, a second inlet communicating with a central portion of the second cooling passage, and the second It may include a second outlet communicating with the outer peripheral portion of the cooling passage.

상기 본체부는, RF 바이어스 전압이 인가됨에 따라 전자기력을 발생시키는 RF 바이어스 로드(RF biass load)를 더 포함하고, 상기 바닥부는, 상기 RF 바이어스 로드에 RF 바이어스 전압을 공급하는 RF 바이어스 포트(RF biass port)를 더 포함할 수 있다.The main body further includes an RF bias load for generating an electromagnetic force when an RF bias voltage is applied, and the bottom portion is an RF bias port for supplying an RF bias voltage to the RF bias load. ) May be further included.

상기 본체부는, 상기 흡착부를 냉각시키는 가스가 순환되는 가스 유로를 더 포함하고, 상기 바닥부는, 상기 가스 유로에 가스를 공급하는 가스 포트를 더 포함할 수 있다.The body portion may further include a gas flow path through which gas for cooling the adsorption portion is circulated, and the bottom portion may further include a gas port for supplying gas to the gas flow path.

상기 본체부는, 적어도 25개 이상의 히터를 더 포함할 수 있다.The main body may further include at least 25 heaters.

본 발명에 따른 기판용 정전 척은 적어도 두 개 이상의 냉각 유로를 나란히 구성하고, 각 냉각 유로를 따라 흐르는 냉각 유체의 흐름이 급격하게 바뀌는 환류 부분을 제거함으로서, 각 냉각 유로를 따라 흐르는 냉각 유체의 유속을 빠르게 유지할 수 있어 전체적으로 냉각 온도 분포를 균일하게 유지할 수 있다.The electrostatic chuck for a substrate according to the present invention constitutes at least two or more cooling passages side by side, and removes a reflux portion in which the flow of the cooling fluid flowing along each cooling passage changes abruptly, so that the flow velocity of the cooling fluid flowing along each cooling passage The cooling temperature distribution as a whole can be maintained evenly because it can be quickly maintained.

또한, 각 냉각 유로의 길이를 상대적으로 짧게 구성함으로서, 냉각 유체가 각 냉각 유로를 통과하는데 걸리는 시간이 짧아질 수 있고, 냉각 온도를 제어하는데 걸리는 제어 시간을 단축할 수 있다.In addition, by configuring the length of each cooling channel relatively short, the time taken for the cooling fluid to pass through each cooling channel can be shortened, and the control time required to control the cooling temperature can be shortened.

따라서, 정전 척에 흡착된 웨이퍼 전반에 걸쳐 균일한 온도 분포를 유지할 수 있으므로, 웨이퍼 수율을 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to maintain a uniform temperature distribution over the entire wafer adsorbed by the electrostatic chuck, thereby improving the wafer yield.

도 1은 종래 기술에 따른 기판용 정전 척의 냉각 유로가 도시된 평단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 기판용 정전 척이 도시된 배면도.
도 3 내지 도 4는 본 실시예에 따른 기판용 정전 척이 도시된 측면도 및 측단면도.
도 5는 본 실시예에 따른 기판용 정전 척의 냉각 유로 일예가 도시된 평단면도.
도 6은 본 실시예에 따른 기판용 정전 척이 도시된 배면도.
도 7 내지 도 8은 본 실시예에 따른 기판용 정전 척의 냉각 유로 다른 일예가 각각 도시된 평단면도.
도 9는 종래 기술과 본 실시예에 따른 기판용 정전 척의 온도 분포가 도시된 그래프.1 is a plan cross-sectional view showing a cooling flow path of an electrostatic chuck for a substrate according to the prior art.
Figure 2 is a rear view showing an electrostatic chuck for a substrate according to the prior art.
3 to 4 are side views and side cross-sectional views illustrating an electrostatic chuck for a substrate according to the present embodiment.
5 is a plan cross-sectional view showing an example of a cooling channel of the electrostatic chuck for a substrate according to the present embodiment.
6 is a rear view showing an electrostatic chuck for a substrate according to the present embodiment.
7 to 8 are cross-sectional plan views each showing another example of the cooling passage of the electrostatic chuck for a substrate according to the present embodiment.
9 is a graph showing a temperature distribution of an electrostatic chuck for a substrate according to the prior art and the present embodiment.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with respect to the present embodiment will be described in detail.

도 3 내지 도 4는 본 실시예에 따른 기판용 정전 척이 도시된 측면도 및 측단면도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 기판용 정전 척의 냉각 유로 일예가 도시된 평단면도이며, 도 6은 본 실시예에 따른 기판용 정전 척이 도시된 배면도이고, 도 7 내지 도 8은 본 실시예에 따른 기판용 정전 척의 냉각 유로 다른 일예가 각각 도시된 평단면도이다.3 to 4 are a side view and a side cross-sectional view showing an electrostatic chuck for a substrate according to the present embodiment, FIG. 5 is a plan cross-sectional view showing an example of a cooling channel of the electrostatic chuck for a substrate according to the present embodiment, and FIG. It is a rear view showing an electrostatic chuck for a substrate according to the embodiment, and FIGS. 7 to 8 are plan cross-sectional views respectively showing another example of a cooling channel of the electrostatic chuck for a substrate according to the present embodiment.

본 실시예의 웨에퍼용 정전 척은 기판(W)을 정전기력에 의해 흡착시키는 흡착부(110)와, 흡착부(110) 하측에 위치하여 온도 조절이 가능한 본체부(120)와, 본체부(120) 하측에 위치하는 바닥부(130)를 포함할 수 있다. The electrostatic chuck for wafers according to the present embodiment includes an adsorption unit 110 for adsorbing the substrate W by electrostatic force, a body 120 located below the adsorption unit 110 and capable of controlling temperature, and a body 120 ) It may include a bottom portion 130 located on the lower side.

흡착부(110)는 세라믹 유전층으로 구성되고, 정전기력에 의해 그 상면에 기판이 안착될 수 있다.The adsorption unit 110 is composed of a ceramic dielectric layer, and the substrate may be seated on the upper surface thereof by electrostatic force.

흡착부(110)는 반도체나 디스플레이 제품에 적용되는 기판(W)을 잡아주기 위한 것으로서, 실리콘 기판, 글래스 기판 등을 모두 잡아줄 수 있으며, 원형으로 형성될 수 있으나, 한정되지 아니한다.The adsorption unit 110 is for holding the substrate W applied to a semiconductor or display product, and can hold all of a silicon substrate, a glass substrate, and the like, and may be formed in a circular shape, but is not limited thereto.

본체부(120)는 알루미늄 재질의 소정 두께를 가진 원판 형상으로서, 기판(W) 보다 큰 직경을 가지도록 구성되며, 흡착부(110)의 하측에 접착제 등에 의해 결합될 수 있다. 본체부(120)는 전자기력을 발생시키기 위한 RF 바이어스 로드(123)를 비롯하여 온도 조절이 가능한 히터(미도시), 가스 유로(미도시) 및 냉각 유로(121,122)를 구비할 수 있으며, 한정되지 아니한다. The main body 120 is a disk shape having a predetermined thickness of an aluminum material, is configured to have a larger diameter than the substrate W, and may be coupled to the lower side of the adsorption unit 110 by an adhesive or the like. The main body 120 may include an RF bias rod 123 for generating an electromagnetic force, a heater (not shown) capable of controlling a temperature, a gas flow path (not shown), and a cooling flow path 121 and 122, but is not limited thereto. .

바닥부(130)는 알루미늄 재질의 얇은 원판 형상으로서, 본체부(120)의 하측에 결합될 수 있다. 바닥부(130)에는 각종 포트(P1~P3)가 구비될 수 있다.The bottom portion 130 has a shape of a thin disk made of aluminum, and may be coupled to the lower side of the body portion 120. Various ports P1 to P3 may be provided on the bottom 130.

RF 바이어스 로드(RF biass load : 123)는 RF 바이어스 전압이 인가됨에 따라 전자기력을 발생시키는 부분으로서, 본체부(120)의 중심부에 내장될 수 있다. The RF bias load 123 is a part that generates an electromagnetic force when an RF bias voltage is applied, and may be embedded in the center of the main body 120.

RF 바이어스 로드(123)로 RF 바이어스 전압을 인가하기 위한 RF 바이어스 포트(RF biass port : P1)가 바닥부(130)의 중심부에 구비될 수 있다.An RF bias port (P1) for applying an RF bias voltage to the RF bias load 123 may be provided in the center of the bottom portion 130.

히터는 정전 척을 고온으로 가열하기 위하여 전기 히터가 적용될 수 있는데, 정밀한 온도 제어를 위하여 25개 이상의 히터가 적용될 수 있고, 본체부(120)에 내장될 수 있다. As the heater, an electric heater may be applied to heat the electrostatic chuck to a high temperature, and 25 or more heaters may be applied for precise temperature control, and may be embedded in the main body 120.

정전 척으로 고전압을 인가하기 위한 DC 파워 포트(P2)가 바닥부(130)에 구비될 수 있으며, 각 히터의 온도를 제어하기 위한 각종 장치가 복잡하게 바닥부(130)에 구비될 수 있다.A DC power port P2 for applying a high voltage to the electrostatic chuck may be provided on the bottom 130, and various devices for controlling the temperature of each heater may be provided on the bottom 130 in a complex manner.

가스 유로는 정전 척을 냉각시키기 위하여 냉각 가스가 순환될 수 있는데, 본체부(120)에 내장되고, 흡착부(110)까지 연장될 수 있다.The gas flow path may circulate a cooling gas to cool the electrostatic chuck, and may be embedded in the main body 120 and extend to the adsorption unit 110.

He 가스가 냉각 가스로 사용될 수 있는데, He 가스는 안정성이 담보된 가장 가벼운 기체로서, 가스 유로의 누설을 손쉽게 감지할 수 있다. He gas may be used as a cooling gas. He gas is the lightest gas with guaranteed stability, and leakage of the gas flow path can be easily detected.

He 가스는 RF 바이어스 전압과 사이에 방전을 발생시킬 수 있는데, 방전이 일어나면, 전력 에너지를 확보하기 어려워 공정 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 인가 바이어스 전압의 주파수가 동일한 경우에 He 가스와 바이어스 전압 사이의 방전은 He 가스가 유동하는 공간이 클수록 잘 일어난다. The He gas may generate a discharge between the RF bias voltage and when the discharge occurs, it is difficult to secure power energy and thus process efficiency may be degraded. When the frequency of the applied bias voltage is the same, the discharge between the He gas and the bias voltage occurs more easily as the space in which the He gas flows increases.

따라서, 가스 유로에 He 가스를 공급하기 위한 He 포트(P3)가 바닥부(130)에 구비되는데, He 포트(P3)는 비교적 작은 직경으로 복수개가 구비되는 것이 바람직하다. Therefore, the He port (P3) for supplying He gas to the gas flow path is provided in the bottom portion 130, it is preferable that a plurality of He ports (P3) are provided with a relatively small diameter.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각 유로(121,122)는 히터에 의해 가열된 정전 척을 신속하게 냉각시키기 위하여 냉각 유체가 순환될 수 있는데, 적어도 두 개 이상의 냉각 유로(121,122)로 구성되고, 본체부(120)에 내장될 수 있다.5 to 6, the cooling flow paths 121 and 122 may circulate a cooling fluid in order to quickly cool the electrostatic chuck heated by the heater, and consist of at least two or more cooling flow paths 121 and 122. , It may be built into the main body 120.

각 냉각 유로(121,122)에 냉각 유체를 공급 또는 회수하기 위한 복수개의 입/출구(I1,I2,O1,O2)가 바닥부(130)에 구비될 수 있고, 냉각 유체의 종류는 한정되지 아니한다. A plurality of inlet/outlets (I 1 , I 2 , O 1 , O 2 ) for supplying or recovering cooling fluid to each of the cooling channels 121 and 122 may be provided in the bottom 130, and the type of cooling fluid is Not limited.

각 냉각 유로(121,122)는 본체부(120)의 하부에 가공된 다음, 바닥부(130)가 본체부(120)의 하측에 접합되는 형태로 구성될 수 있으나, 한정되지 아니한다. Each of the cooling passages 121 and 122 may be formed in a form in which the bottom portion 130 is bonded to the lower side of the body portion 120 after being processed under the body portion 120, but is not limited thereto.

실시예에 따르면, 제1,2 냉각 유로(121,122)는 본체부(120)의 중심부에서 외주부까지 나선형으로 배열된 형태로 구성되고, 제1,2 냉각 유로(121,122)는 반경 방향으로 소정 간격을 두고 나란히 구비될 수 있으며, 동일 평면 상에 구비될 수 있으나, 한정되지 아니한다. According to the embodiment, the first and second cooling passages 121 and 122 are arranged in a spiral form from the center of the main body 120 to the outer circumferential portion, and the first and second cooling passages 121 and 122 are spaced at predetermined intervals in the radial direction. It may be provided side by side and may be provided on the same plane, but is not limited thereto.

다만, 제1,2 냉각 유로(121,122)는 별도로 급격하게 꺽인 부분이나 연결 부분을 포함하지 않으므로, 냉각 유체의 흐름 방향이 급격하게 바뀌는 환류 부분이 형성되지 않는다.However, since the first and second cooling passages 121 and 122 do not separately include a sharply bent portion or a connection portion, a reflux portion in which the flow direction of the cooling fluid rapidly changes is not formed.

제1 냉각 유로(121)에 냉각 유체를 공급하는 제1 입구(I1)는 제1 냉각 유로(121)의 중심부와 연통하도록 즉, 바닥부(130)의 중심부에 구비되고, 제1 냉각 유로(121)를 순환한 냉각 유체를 회수하는 제1 출구(O1)는 제1 냉각 유로(121)의 외주부 즉, 바닥부(130)의 외주부에 구비될 수 있다. 제2 냉각 유로(122)에 냉각 유체를 공급하는 제2 입구(I2)는 제2 냉각 유로(122)의 외주부와 연통하도록 즉, 바닥부(130)의 외주부에 구비되고, 제2 냉각 유로(122)를 순환한 냉각 유체를 회수하는 제2 출구(O2)는 제2 냉각 유로(122)의 중심부와 연통하도록 즉, 본체부(130)의 중심부에 구비될 수 있다. The first inlet (I 1 ) for supplying the cooling fluid to the first cooling passage 121 is provided in the central portion of the bottom portion 130 so as to communicate with the central portion of the first cooling passage 121, and the first cooling passage The first outlet (O 1 ) for recovering the cooling fluid circulated through 121 may be provided at an outer peripheral portion of the first cooling passage 121, that is, an outer peripheral portion of the bottom portion 130. The second inlet (I 2 ) for supplying the cooling fluid to the second cooling passage 122 is provided in the outer peripheral portion of the bottom portion 130 so as to communicate with the outer peripheral portion of the second cooling passage 122, and the second cooling passage The second outlet O 2 for recovering the cooling fluid circulating through 122 may be provided in the central portion of the main body 130 so as to communicate with the central portion of the second cooling passage 122.

즉, 제1 입구(I1)와 제2 출구(O2)가 바닥부(130)의 중심부에 나란히 위치되고, 제1 출구(O1)와 제2 입구(I2)가 바닥부(130)의 외주부에 나란히 위치될 수 있다. That is, the first inlet (I 1 ) and the second outlet (O 2 ) are positioned side by side in the center of the bottom part 130, and the first outlet (O 1 ) and the second inlet (I 2 ) are located in the bottom part 130 ) Can be placed side-by-side on the outer periphery.

따라서, 제1 냉각 유로(121)의 냉각 유체는 반시계 방향으로 나선형을 따라 순환하고, 제2 냉각 유로(122)의 냉각 유체는 시계 방향으로 나선형을 따라 순환하면, 냉각 유체의 유속이 제1,2 냉각 유로(121,122)를 따라 전체적으로 균일하게 유지되도록 하고, 정전 척을 균일하게 냉각시킬 수 있다. Therefore, when the cooling fluid of the first cooling passage 121 circulates in a spiral in a counterclockwise direction, and the cooling fluid in the second cooling passage 122 circulates in a spiral in a clockwise direction, the flow velocity of the cooling fluid is first ,2 It is possible to uniformly maintain the whole along the cooling passages 121 and 122, and to cool the electrostatic chuck evenly.

물론, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 입구(I1)가 제1 냉각 유로(121)의 외주부와 연통되고, 제1 출구(O1)가 제1 냉각 유로(121)의 중심부와 연통되며, 제2 입구(I2)가 제2 냉각 유로(122)의 중심부와 연통되고, 제2 출구(O2)가 제2 냉각 유로(122)의 외주부와 연통되도록 구성될 수 있으며, 동일하게 정전 척을 균일하게 냉각시킬 수 있다.Of course, as shown in FIG. 7, the first inlet (I 1 ) communicates with the outer periphery of the first cooling passage 121, and the first outlet (O 1 ) communicates with the center of the first cooling passage 121, , The second inlet (I 2 ) may be configured to communicate with the center of the second cooling passage 122, and the second outlet (O 2 ) may be configured to communicate with the outer circumference of the second cooling passage 122, and the same power failure The chuck can be cooled evenly.

한편, 정전 척의 구조상 정전 척의 중심부가 외주부 보다 상대적으로 높게 유지될 수 있으므로, 정전 척의 중심부를 상대적으로 낮은 온도로 냉각시키는 것이 필요하다. On the other hand, because of the structure of the electrostatic chuck, the central portion of the electrostatic chuck may be maintained relatively higher than the outer peripheral portion, and thus it is necessary to cool the central portion of the electrostatic chuck to a relatively low temperature.

다른 실시예에 따른면, 도 8에 도시된 바와 같이 냉각 유체가 공급되는 제1,2 입구(I1,I2)는 제1,2 냉각 유로(121,122)의 중심부와 연통하도록 즉, 바닥부의 중심부에 나란히 구비되고, 냉각 유체가 회수되는 제1,2 출구(O1,O2))는 제1,2 냉각 유로(121,122)의 외주부와 연통되도록 즉, 바닥부의 외주부에 나란히 구비될 수 있다. According to another embodiment, as shown in FIG. 8, the first and second inlets (I 1, I 2 ) to which the cooling fluid is supplied are in communication with the centers of the first and second cooling passages 121 and 122, that is, the bottom portion. The first and second outlets (O 1, O 2 ) that are provided side by side in the center and from which the cooling fluid is recovered) may be provided in parallel with the outer peripheral portions of the first and second cooling passages 121 and 122, that is, parallel to the outer peripheral portion of the bottom portion. .

따라서, 제1 냉각 유로(121)의 냉각 유체와 제2 냉각 유로(122)의 냉각 유체는 반시계 방향으로 나선형을 따라 순환하면, 정전 척을 중심 측에서 냉각 효과를 보다 높일 수 있고, 마찬가지로 냉각 유체의 유속이 제1,2 냉각 유로(121,122)를 따라 전체적으로 균일하게 유지되도록 하고, 정전 척을 균일하게 냉각시킬 수 있다. Therefore, when the cooling fluid of the first cooling flow path 121 and the cooling fluid of the second cooling flow path 122 circulate in a spiral in a counterclockwise direction, the cooling effect of the electrostatic chuck can be further increased from the center side, and similarly cool The flow velocity of the fluid may be maintained uniformly throughout the first and second cooling passages 121 and 122, and the electrostatic chuck may be uniformly cooled.

도 9는 종래 기술과 본 실시예에 따른 기판용 정전 척의 온도 분포가 도시된 그래프이다.9 is a graph showing a temperature distribution of an electrostatic chuck for a substrate according to the prior art and the present embodiment.

종래의 기판용 정전 척과 본 실시예의 기판용 정전 척이 가열된 다음, 냉각된 결과를 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이 종래의 기판용 정전 척은 외주부에서 고온 상태가 그대로 유지되고, 전체적으로 불균일한 운도 분포를 나타나는 반면, 본 발명의 기판용 정전 측은 전체적으로 균일한 온도 분포를 나타내는 것을 볼 수 있다.Looking at the result of cooling after the conventional electrostatic chuck for a substrate and the electrostatic chuck for a substrate of this embodiment are heated and then cooled, as shown in FIG. 9, the conventional electrostatic chuck for a substrate maintains a high temperature state at the outer periphery as is, It can be seen that the luck distribution is shown, whereas the electrostatic side for the substrate of the present invention shows a uniform temperature distribution as a whole.

종래의 기판용 정전 척은 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 냉각 유로로 구성되는데, 냉각 유로를 따라 흐르는 냉각 유체의 흐름 방향이 외주부의 연결로에서 급격하게 변화되고, 해당 부분에서 냉각 유체의 속도가 느려지면서 해당 부분에서 냉각 효과가 떨어진 것을 알 수 있다. The conventional electrostatic chuck for a substrate is composed of one cooling channel as shown in FIG. 1, and the flow direction of the cooling fluid flowing along the cooling channel changes rapidly in the connection path of the outer circumference, and the speed of the cooling fluid in the corresponding part is changed. As it slows down, it can be seen that the cooling effect declines in that area.

또한, 냉각 유로가 상대적으로 길게 형성되고, 냉각 유체가 냉각 유로를 따라 순환하는 시간이 길어짐으로, 냉각 온도를 제어하는데 걸리는 제어 시간이 늘어날 수 밖에 없다.In addition, since the cooling flow path is formed relatively long and the time for the cooling fluid to circulate along the cooling flow path becomes longer, the control time required to control the cooling temperature is inevitably increased.

반면, 본 실시예의 기판용 정전 척은 도 5에 도시된 바와 같이 두 개의 냉각 유로로 됨으로서, 각 냉각 유로를 따라 흐르는 냉각 유체의 흐름 방향이 급격하게 변화되지 않고, 냉각 유체의 속도를 전체적으로 빠르게 유지할 수 있어 전체적으로 냉각 효과가 균일하게 유지되는 것을 수 있다. On the other hand, the electrostatic chuck for a substrate of this embodiment has two cooling channels as shown in FIG. 5, so that the flow direction of the cooling fluid flowing along each cooling channel does not change rapidly, and the speed of the cooling fluid is maintained rapidly as a whole. As a result, the overall cooling effect can be maintained uniformly.

또한, 각 냉각 유로가 상대적으로 짧게 형성되고, 냉각 유체가 각 냉각 유로를 따라 순환하는 시간이 짧아짐으로서, 냉각 온도를 제어하는데 걸리는 제어 시간을 단축시킬 수 있다.In addition, since each cooling flow path is formed relatively short and the time for the cooling fluid to circulate along each cooling flow path is shortened, the control time required to control the cooling temperature can be shortened.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

110 : 흡착부 120 : 본체부
121 : 제1 냉각 유로 122 : 제2 냉각 유로
123 : RF 바이어스 로드 130 : 바닥부
P1 : RF 바이어스 포트 P2 : DC 파워 포트
P3 : He 포트110: adsorption unit 120: main body
121: first cooling passage 122: second cooling passage
123: RF bias rod 130: bottom
P1: RF bias port P2: DC power port
P3: He port

Claims (10)

기판이 안착되는 세라믹 유전층인 흡착부;
상기 흡착부 하측에 결합되고, 상기 흡착부를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 적어도 두 개 이상의 냉각 유로가 나란히 구비되는 본체부;
상기 냉각부 하측에 결합되고, 상기 냉각 유로들과 연통되는 적어도 두 개 이상의 입/출구가 구비된 바닥부; 및
상기 냉각 유로들을 따라 순환하는 유체의 흐름을 별도로 제어하는 제어부;를 포함하는 기판용 정전 척.An adsorption unit that is a ceramic dielectric layer on which the substrate is mounted;
A main body coupled to a lower side of the adsorption unit and having at least two cooling passages in parallel through which a cooling fluid for cooling the adsorption unit flows;
A bottom portion coupled to a lower side of the cooling unit and having at least two inlets/outlets communicating with the cooling passages; And
Electrostatic chuck for a substrate comprising a; a control unit for separately controlling the flow of the fluid circulating along the cooling passages. 제1항에 있어서,
상기 본체부와 바닥부는,
알루미늄 재질로 구성되는 기판용 정전 척.The method of claim 1,
The body portion and the bottom portion,
Electrostatic chuck for substrates made of aluminum. 제1항에 있어서,
상기 본체부는,
기판 보다 직경이 큰 원판 형상으로 구성되는 기판용 정전 척.The method of claim 1,
The body part,
An electrostatic chuck for a substrate that is formed in a disk shape with a diameter larger than that of the substrate. 제3항에 있어서,
상기 본체부는,
중심부에서 외주부까지 나선형으로 연결된 제1 냉각 유로와,
상기 제1냉각 유로와 나란히 구비된 제2 냉각 유로를 포함하는 기판용 정전 척.The method of claim 3,
The body part,
A first cooling passage spirally connected from the center to the outer periphery,
An electrostatic chuck for a substrate comprising a second cooling passage provided parallel to the first cooling passage. 제4항에 있어서,
상기 바닥부는,
상기 제1 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제1 입구 및 상기 제1 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제1 출구와,
상기 제2 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제2 입구 및 상기 제2 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제2 출구를 포함하는 기판용 정전 척.The method of claim 4,
The bottom part,
A first inlet communicating with a center portion of the first cooling passage and a first outlet communicating with an outer peripheral portion of the first cooling passage;
An electrostatic chuck for a substrate comprising a second inlet communicating with an outer circumference of the second cooling passage and a second outlet communicating with a central portion of the second cooling passage. 제4항에 있어서,
상기 바닥부는,
상기 제1 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제1 입구 및 상기 제1 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제1 출구와,
상기 제2 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제2 입구 및 상기 제2 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제2 출구를 포함하는 기판용 정전 척.The method of claim 4,
The bottom part,
A first inlet communicating with an outer periphery of the first cooling passage and a first outlet communicating with a central portion of the first cooling passage,
An electrostatic chuck for a substrate comprising a second inlet communicating with a central portion of the second cooling passage and a second outlet communicating with an outer peripheral portion of the second cooling passage. 제4항에 있어서,
상기 바닥부는,
상기 제1 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제1 입구 및 상기 제1 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제1 출구와,
상기 제2 냉각 유로의 중심부와 연통되는 제2 입구 및 상기 제2 냉각 유로의 외주부와 연통되는 제2 출구를 포함하는 기판용 정전 척.The method of claim 4,
The bottom part,
A first inlet communicating with a center portion of the first cooling passage and a first outlet communicating with an outer peripheral portion of the first cooling passage;
An electrostatic chuck for a substrate comprising a second inlet communicating with a central portion of the second cooling passage and a second outlet communicating with an outer peripheral portion of the second cooling passage. 제1항에 있어서,
상기 본체부는,
RF 바이어스 전압이 인가됨에 따라 전자기력을 발생시키는 RF 바이어스 로드(RF biass load)를 더 포함하고,
상기 바닥부는,
상기 RF 바이어스 로드에 RF 바이어스 전압을 공급하는 RF 바이어스 포트(RF biass port)를 더 포함하는 기판용 정전 척.The method of claim 1,
The body part,
Further comprising an RF bias load (RF biass load) for generating an electromagnetic force as the RF bias voltage is applied,
The bottom part,
An electrostatic chuck for a substrate further comprising an RF bias port for supplying an RF bias voltage to the RF bias load. 제1항에 있어서,
상기 본체부는,
상기 흡착부를 냉각시키는 가스가 순환되는 가스 유로를 더 포함하고,
상기 바닥부는,
상기 가스 유로에 가스를 공급하는 가스 포트를 더 포함하는 기판용 정전 척.The method of claim 1,
The body part,
Further comprising a gas flow path through which a gas for cooling the adsorption unit is circulated,
The bottom part,
Electrostatic chuck for a substrate further comprising a gas port for supplying gas to the gas flow path. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체부는,
적어도 25개 이상의 히터를 더 포함하는 기판용 정전 척.The method according to any one of claims 1 to 9,
The body part,
Electrostatic chuck for a substrate further comprising at least 25 or more heaters.
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