CN110444503A - 包括保护涂层的静电卡盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括保护涂层的静电卡盘，该保护涂层能够防止损坏绝缘层并且由于在上绝缘层上设置有机/无机复合材料的保护涂层而能够容易修复。具有保护涂层的静电卡盘包括基层、形成在基层上的下绝缘层、形成在下绝缘层上的图案形式的电极层、形成在电极层上的上绝缘层、和形成在上绝缘层的整个前表面上的保护涂层。

Description

包括保护涂层的静电卡盘
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0051988号的权益，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
1.技术领域
本发明涉及一种静电卡盘(electrostatic chuck)，更具体地说，涉及一种具有保护涂层的静电卡盘，其可以防止损坏绝缘层并且能够容易修复，原因在于在上绝缘层上提供有机/无机复合材料保护涂层。
2.相关技术的描述
近来，在下一代半导体和显示面板处理设备中，使用静电力的静电卡盘被用作固定晶圆或玻璃基板的核心部分。如图1所示，普通静电卡盘1具有这样的结构，其中在基础材料10中形成两个或更多个电介质层20和30，并且电极40插入在电介质层20和30之间。
在静电卡盘中，当对具有导电性的电极40施加直流电压时，由于电介质层20和30的极化现象，在晶圆或玻璃基板即待处理目标中出现相反的极性。因此，通过在晶圆或玻璃基板与电介质层之间发生的静电力来固定晶圆或玻璃基板，即待处理目标。
根据电介质层的类型，静电卡盘可以基本上分成使用陶瓷层作为电介质层的陶瓷静电卡盘和使用诸如聚酰亚胺的膜材料作为电介质层的PI卡盘。
陶瓷静电卡盘具有以下问题：当发生外部强烈冲击时，由于陶瓷层独有的高硬度和脆性，陶瓷材料产生裂纹。
PI卡盘包括具有优异电特性的膜层，但是具有这样的问题：在工艺过程中对于异物或直接接触的耐久性非常低，原因在于机械特性即作为固有物理性质的硬度和强度都非常低。具体而言，根据近年来基板大型化的趋势，为了增加夹持力，上电介质层的厚度趋向于最小化。因此，脆性的这种机械特性成为一个严重的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供具有保护涂层的静电卡盘，其能够防止损坏绝缘层并且能够容易修复，原因在于在上绝缘层上提供有机/无机复合材料的保护涂层。
一方面，具有保护涂层的静电卡盘包括基层，形成在基层上的下绝缘层，形成在下绝缘层上的图案形式的电极层，形成在电极层上的上绝缘层，以及形成在上绝缘层的整个前表面上的保护涂层。
此外，在本发明的一个实施方案中，保护涂层可以包括树脂、固化剂和无机化合物。
此外，在本发明的一个实施方案中，无机化合物可以包括选自SiC、B4C、AlC、TiC、Si3N4、AION、TiN、AlN、TiB2、Al2O3、MgO、SiO2、Y2O3、ZrO2、CeO2、TiO2、BxCy、BN、YAG、和AlF3中一种或它们中两种或更多种的混合物。
此外，在本发明的一个实施方案中，树脂可以包括环氧树脂。
此外，在本发明的一个实施方案中，固化剂可以包括低温热固化剂。
此外，在本发明的一个实施方案中，上电介质层和下电介质层可以由陶瓷或绝缘膜制成。
在本发明的一个实施方案中，上电介质层和下电介质层可以由聚酰亚胺制成。
附图说明
图1是表示常规静电卡盘的结构的截面图。
图2是表示根据本发明实施方案的静电卡盘的结构的截面图。
图3至图6是表示根据本发明实施方案的静电卡盘的修复过程的图。
<附图标记的说明>
100：静电卡盘 110：基层
120：下绝缘层 130：上绝缘层
140：电极层 150：保护涂层
具体实施方式
在下文中，参照附图详细描述本发明的实施方案。
如图2所示，根据本实施方案的具有保护涂层的静电卡盘100可以被配置为包括基层110、下绝缘层120、电极层140、上绝缘层130和保护涂层150。在这种情况下，基层110、下绝缘层120、电极层140和上绝缘层130与现有结构的基本相同，因此将简要地进行描述。
也就是说，下绝缘层120和上绝缘层130可以由陶瓷或绝缘膜制成。如果下绝缘层120和上绝缘层130由陶瓷制成，则它们通过诸如烧结的工艺形成，并且具有硬度高的优点，但是存在当发生强冲击时出现裂缝的问题。
如果下绝缘层120和上绝缘层130由诸如聚酰亚胺的绝缘膜制成，则它们具有非常优异的电绝缘特性，但是由于硬度或强度低而具有耐久性差的问题。具体地说，使用绝缘膜的静电卡盘需要较大的夹持力，因为它用于如显示器制造领域的大面积器件制造。为此，绝缘膜即电介质层的厚度必须更薄。
回头参考图2，保护涂层150形成在上绝缘层130的整个前表面上，并且薄地形成为约100～500μm的厚度以保护上绝缘层130。在本实施方案中，如果上绝缘层130和下绝缘层120由陶瓷或绝缘膜制成，则保护涂层150可以包括树脂、固化剂和无机化合物，从而它可以适当地执行保护作用。
具有根据本实施方案的这种组合物的保护涂层150具有有机和无机杂化性质。因此，保护涂层150具有能够利用有机特性保护陶瓷绝缘层即无机物，并利用无机特性保护绝缘膜绝缘层即有机物的优点。也就是说，当在陶瓷绝缘层中发生外部冲击时，保护涂层可以通过吸收和减少直接传递到陶瓷绝缘层的冲击而防止陶瓷绝缘层中出现裂纹。
此外，保护涂层可以改善由于对绝缘膜静电卡盘的外部影响而出现的对电介质层的损害的耐久性。因此，由于可以使上绝缘层的厚度最小化，所以具有可以确保很大的夹持力的优点。
在本实施方案中，无机化合物可以包括选自SiC、B4C、AlC、TiC、Si3N4、AION、TiN、AlN、TiB2、Al2O3、MgO、SiO2、Y2O3、ZrO2、CeO2、TiO2、BxCy、BN、YAG、和AlF3中的一种或它们中两种或更多种的混合物。
此外，树脂可以包括环氧树脂。固化剂可以是在200℃或更低的低温环境下固化并且在固化过程中不影响上绝缘层和下绝缘层即薄膜材料的低温热固化剂。
在根据本实施方案的具有保护涂层100的静电卡盘100中，当在保护涂层150中发生损坏时，与常规静电卡盘1相比，修复损坏的过程非常简单并且容易。在下面具体描述。
当使用静电卡盘时在保护涂层150中发生损伤152时，如图3所示，首先，在发生损伤152的部分填充与保护涂层150具有相同组成的修复组合物物质154，如图4所示。此后，如图5所示，当填充的并加热到固化温度的修复组合物物质154固化时，固化的修复组合物物质154与保护涂层150一体化，因为它具有与原始保护涂层150相同的物质。
如图6所示，属于固化的修复组合物质154并且比保护涂层150的顶部更高的突出的部分154a被处理并移除以具有约5～30μm的平坦度，由此完成修复过程。
修复的静电卡盘100不需要单独的上电介质层去除工艺，并且修复的部分与原始保护涂层完全结合，因为它具有与原始保护涂层相同的物质。因此，具有不会发生修复非部分在使用过程中与保护涂层分离的问题的优点。
根据本发明的具有保护涂层的静电卡盘，其优点在于可以防止对绝缘层的损坏并且可以容易地修复，原因在于有机/无机复合材料的保护涂层设置在上绝缘层上。

Claims (5)

1.一种具有保护涂层的静电卡盘，包括：
基层；
形成在基层上的下绝缘层；
在下绝缘层上以图案形式形成的电极层；
形成在电极层上的上绝缘层；和
形成在上绝缘层的整个前表面上的保护涂层。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘，其中所述保护涂层包含树脂、固化剂和无机化合物。
3.根据权利要求2所述的静电卡盘，其中所述无机化合物包括选自SiC、B4C、AlC、TiC、Si3N4、AION、TiN、AlN、TiB2、Al2O3、MgO、SiO2、Y2O3、ZrO2、CeO2、TiO2、BxCy、BN、YAG和AlF3中的一种或它们中两种或更多种的混合物。
4.如权利要求2所述的静电卡盘，其中所述树脂包括环氧树脂。
5.如权利要求2所述的静电卡盘，其中所述固化剂包括低温热固化剂。
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