KR101016582B1 - 용사 돌기 형성용 마스크, 상기 마스크를 이용한 용사 돌기형성 방법 및 상기 마스크를 이용한 기판 지지대 제조방법 - Google Patents

용사 돌기 형성용 마스크, 상기 마스크를 이용한 용사 돌기형성 방법 및 상기 마스크를 이용한 기판 지지대 제조방법 Download PDF

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Abstract

용사 돌기 형성을 위한 마스크는 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함한다. 제1 플레이트는 대상물과 접촉하는 제1 면과 제1 면에 반대되는 제2 면을 가지며, 제1 면에서의 지름이 제2 면에서의 지름보다 작은 다수의 제1 관통홀들을 포함한다. 제2 플레이트는 제1 플레이트의 열변형을 방지하기 위해 제2 면에 구비되며, 제1 관통홀들과 연통되는 다수의 제2 관통홀들을 갖는다. 용사 돌기 형성 방법은 대상물 상에 마스크를 배치하고 제1 관통홀들을 통해 유전 물질을 대상물 상으로 제공한 후, 마스크를 제거하여 용사 돌기를 형성한다.

Description

용사 돌기 형성용 마스크, 상기 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법 및 상기 마스크를 이용한 기판 지지대 제조 방법{Mask for forming a thermal sprayed protrusion, method for forming a thermal sprayed protrusion using the mask and method for manufacturing a substrate supporting apparatus using the mask}
본 발명은 용사 돌기 형성용 마스크, 상기 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법 및 상기 마스크를 이용한 기판 지지대 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용사 돌기 형성을 위한 다수의 관통홀을 갖는 용사 돌기 형성용 마스크, 상기 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법 및 상기 마스크를 이용한 기판 지지대 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 또는 평판 표시 소자는 진공 챔버 내의 기판 지지대에 기판을 지지한 상태에서 다양한 공정들을 반복적으로 수행하여 형성된다. 상기 기판 지지대의 예로는 정전기력으로 기판을 고정하는 정전척, 상기 기판을 지지하면서 상기 기판을 가열하는 히터 등을 들 수 있다.
상기 기판 지지대는 상부면에 다수의 용사 돌기들을 포함할 수 있다. 상기 용사 돌기들은 상기 기판 지지대의 상부면과 상기 기판 사이를 이격시킨다. 상기 상부면과 상기 기판 사이의 공간을 통해 상기 기판의 온도 조절하기 위한 냉각 가스가 제공된다.
종래 기술에 따르면, 상기 용사 돌기들은 상기 기판 지지대의 상부면에 스페이서(spacer) 및 상기 스페이서 상에 다수의 관통홀을 갖는 플레이트를 배치한 후, 유전 물질을 용사 코팅하여 형성한다.
높은 온도의 용융된 유전 물질이 상기 플레이트에 직접 부착되므로 상기 플레이트가 변형될 수 있다. 상기 스페이서 사이의 간격이 상기 관통홀의 지름보다 크므로, 상기 용사 돌기의 크기가 상기 관통홀의 지름보다 크게 형성될 수 있다. 상기 관통홀이 일정한 지름을 가지므로, 상기 용융된 유전 물질이 와류 등에 의해 상기 관통홀로 용이하게 침투하기 어렵다. 또한, 상기 관통홀이 일정한 지름을 가지므로 상기 관통홀이 상기 용융된 유전 물질에 의해 막히는 경우 상기 플레이트의 세정이 어렵다.
본 발명의 실시예들은 정전척의 유전층 상에 다수의 용사 돌기를 형성하기 위한 용사 돌기 형성용 마스크를 제공한다.
본 발명의 실시예들은 상기 용사 돌기 형성용 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 상기 용사 돌기 형성용 마스크를 이용한 기판 지지대 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 용사 돌기 형성용 마스크는 대상물과 접촉하는 제1 면과 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 가지며, 다수의 제1 관통홀들을 포함하는 제1 플레이트 및 고온의 유전 물질에 의한 상기 제1 플레이트의 열변형을 방지하기 위해 상기 제2 면에 면접하도록 구비되고, 상기 제1 관통홀들과 연통되는 다수의 제2 관통홀들을 갖는 제2 플레이트를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 관통홀들은 상기 제1 면에서의 지름이 상기 제2 면에서의 지름보다 작을 수 있다.
상기 각 제1 관통홀들은 상기 제1 면에서부터 순차적으로 일정한 지름을 갖는 제1 부분 및 지름이 점차 커지는 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 각 제1 관통홀들은 상기 제1 면에서부터 순차적으로 일정한 지름을 갖는 제1 부분, 지름이 점차 커지는 제2 부분 및 일정한 지름을 갖는 제3 부분을 포 함할 수 있다.
상기 각 제1 관통홀들은 상기 제1 면에서 상기 제2 면으로 갈수록 지름이 점차 커질 수 있다.
상기 각 제1 관통홀들은 상기 제1 면에서부터 순차적으로 지름이 점차 커지는 제1 부분 및 일정한 지름을 갖는 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 제2 관통홀의 지름은 상기 제2 면에서의 상기 제1 관통홀들의 지름과 같거나 클 수 있다.
상기 제2 관통홀의 지름은 상기 제1 면에서의 상기 제1 관통홀들의 지름보다 크고 상기 제2 면에서의 상기 제1 관통홀들의 지름보다 작을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열에 의한 상기 제1 플레이트의 변형을 방지하기 위해 상기 제2 플레이트는 금속 또는 세라믹을 포함할 수 있다.
본 발명의 용사 돌기 형성용 마스크는 대상물과 접촉하는 제1 면과 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 가지며 다수의 관통홀들을 통해 상기 대상물로 용융 물질을 통과시켜 용사 돌기를 형성하기 위한 용사 돌기 형성용 마스크에 있어서, 상기 각 관통홀들은 상기 제1 면에서의 지름이 상기 제2 면에서의 지름보다 작다.
본 발명의 용사 돌기 형성 방법은 대상물의 상부면에 상기 상부면과 마주보는 제1 면에서의 지름이 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에서의 지름보다 작은 제1 관통홀들을 갖는 제1 플레이트를 배치한다. 상기 제1 관통홀들을 통해 용융 물질을 상기 대상물의 상부면으로 제공한다. 상기 제1 플레이트를 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용융 물질을 상기 대상물의 상부면으로 제공하기 전에 상기 제1 플레이트 상에 제2 관통홀들이 상기 제1 관통홀들과 연결되도록 제2 플레이트를 배치할 수 있다.
상기 용융 물질을 상기 제1 관통홀들의 높이와 같거나 낮은 높이를 갖도록 상기 대상물의 상부면으로 제공할 수 있다.
상기 용융 물질을 분사하여 상기 대상물의 상부면으로 제공할 수 있다.
본 발명의 기판 지지대 제조 방법은 기판을 지지하기 위한 구조물을 형성한다. 상기 구조물의 상기 상부면에 상기 상부면과 마주보는 제1 면에서의 지름이 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에서의 지름보다 작은 제1 관통홀들을 갖는 제1 플레이트를 배치한다. 상기 제1 관통홀들을 통해 유전 물질을 상기 구조물의 상부면으로 제공한다. 상기 제1 플레이트를 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구조물은 몸체, 상기 몸체 상부면에 형성된 제1 유전층, 상기 제1 유전층 상부면의 일부에 형성되며 상기 기판을 흡착하기 위한 정전기력을 발생하는 전원이 인가되는 전극 및 상기 제1 유전층 상부면의 나머지 및 상기 전극 상부면에 형성된 제2 유전층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 구조물은 상기 기판을 지지하기 위한 몸체 및 상기 몸체 내부에 구비되며 상기 기판을 가열하기 위한 열을 발생하는 발열체를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유전 물질을 상기 구조물의 상부면으로 제공하기 전에 상기 제1 플레이트 상에 제2 관통홀들이 상기 제1 관통홀들과 연결되도록 제2 플레이트를 배치할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유전 물질을 상기 제1 관통홀들의 높이와 같거나 낮은 높이를 갖도록 상기 구조물의 상부면으로 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유전 물질을 용융 분사하여 상기 구조물의 상부면으로 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유전 물질은 세라믹을 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명들에 따르면, 제1 플레이트의 제1 관통홀들은 유전층과 접촉하는 제1 면에서의 지름이 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에서의 지름보다 작다. 용융된 유전 물질의 분사시 와류의 발생을 방지하여 상기 용융된 유전 물질이 상기 제1 관통홀들로 용이하게 침투할 수 있다. 또한, 상기 제1 면과 인접한 상기 제1 관통홀들 부위가 상기 용융된 유전 물질에 의해 막히더라도 상기 제2 면과 인접한 상기 제1 관통홀들 부위를 통해 상기 제1 관통홀들을 용이하게 세정할 수 있다. 그리고, 상기 제1 플레이트가 상기 유전층과 직접 접촉하므로, 상기 제1 면에서의 제1 관통홀들의 지름과 동일한 지름을 갖는 용사 돌기를 형성할 수 있다.
제2 플레이트의 제2 관통홀들의 지름이 상기 제2 면에서의 각 제1 관통홀들의 지름과 같거나 큰 경우, 분사된 용융 유전 물질을 용이하게 통과시킨다. 또한, 제2 플레이트의 제2 관통홀들의 지름이 상기 제1 면에서의 상기 제1 관통홀들의 지름보다 크고 상기 제2 면에서의 각 제1 관통홀들의 지름보다 작은 경우, 상기 용융된 유전 물질에 노출되는 상기 제1 플레이트의 면적을 최소화할 수 있다. 따라서, 상기 고온의 용융된 유전 물질에 의한 상기 제1 플레이트의 변형을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 용사 돌기 형성용 마스크, 상기 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법 및 상기 마스크를 이용한 기판 지지대 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지 다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용사 돌기 형성용 마스크(100)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 마스크(100)는 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120)를 포함한다.
상기 제1 플레이트(110)는 평판 형태를 가지며, 다수의 제1 관통홀들(112)을 포함한다. 상기 제1 플레이트(110)는 가공이 용이한 재질을 포함할 수 있다. 상기 재질의 예로는 알루미늄, 세라믹 등을 들 수 있다.
상기 제1 관통홀들(112)은 대상물(10)과 접촉하는 상기 제1 플레이트(110)의 제1 면(110a)과 상기 제1 면(110a)과 반대되는 제2 면(110b)을 관통한다. 상기 제1 관통홀들(112)은 서로 일정 간격 이격된다.
상기 제1 관통홀들(112)은 각각 제1 부분(112a)과 제2 부분(112b)을 포함한다.
상기 제1 부분(112a)은 상기 제1 면(110a)에서부터 내부까지 연장되며, 지름이 일정하다. 상기 제2 부분(112b)은 상기 제1 부분(112a)에서부터 상기 제2 면(110b)까지 연장되며, 지름이 점차 증가한다. 상기 제2 부분(112b)의 측벽은 경사면을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 경사면은 평탄한 형태일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 경사면은 오목한 형태일 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 경사면은 볼록한 형태일 수 있다.
도 2는 도 1의 제1 플레이트(110)의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 관통홀들(112)은 각각 제1 부분(112a), 제2 부분(112b) 및 제3 부분(112c)을 포함한다.
상기 제1 부분(112a)은 상기 제1 면(110a)에서부터 내부까지 연장되며, 지름이 일정하다. 상기 제2 부분(112b)은 상기 제1 부분(112a)에서부터 상기 제2 면(110b)을 향해 연장되며, 지름이 점차 증가한다. 상기 제2 부분(112b)의 측벽은 경사면을 갖는다. 상기 경사면은 평탄한 형태, 오목한 형태 또는 볼록한 형태일 수 있다. 상기 제3 부분(112c)은 상기 제2 부분(112b)에서부터 상기 제2 면(110b)까지 연장되며, 지름이 일정하다. 상기 제3 부분(112c)의 지름은 상기 제1 부분(112a)의 지름보다 크다.
도 3은 도 1의 제1 플레이트(110)의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도이 다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 관통홀들(112)은 상기 제1 면(110a)에서부터 상기 제2 면(110b)으로 갈수록 지름이 점차 증가한다. 상기 제1 관통홀(112)의 측벽은 경사면을 갖는다. 상기 경사면은 평탄한 형태, 오목한 형태 또는 볼록한 형태일 수 있다.
도 4는 도 1의 제1 플레이트(110)의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 관통홀들(112)은 각각 제1 부분(112a)과 제2 부분(112b)을 포함한다.
상기 제1 부분(112a)은 상기 제1 면(110a)에서부터 내부까지 연장되며, 지름이 점차 증가한다. 상기 제2 부분(112b)은 상기 제1 부분(112a)에서부터 상기 제2 면(110b)까지 연장되며, 지름이 일정하다. 상기 제1 부분(112b)의 측벽은 경사면을 갖는다. 상기 경사면은 평탄한 형태, 오목한 형태 또는 볼록한 형태일 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 제1 플레이트(110)의 상기 제1 면(110a)이 상기 대상물(10)의 상부면과 직접 접촉할 수 있으므로, 상기 제1 면(110a)에서의 상기 제1 관통홀들(112)의 지름과 동일한 지름을 갖는 용사 돌기를 형성할 수 있다.
상기 제1 면(110a)보다 상기 제2 면(110b)에서 상기 제1 관통홀들(112)의 지름이 더 크므로, 상기 용사 돌기 형성을 위한 물질이 상기 제1 플레이트(110)로 분사될 때 와류의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 물질이 상기 제1 관통홀들(112)로 용이하게 침투할 수 있다.
또한, 상기 제1 면(110a)보다 상기 제2 면(110b)에서 상기 제1 관통홀들(112)의 지름이 더 크므로, 상기 제1 관통홀들(112)에서 상기 제1 면(110a)과 인접한 부분이 상기 물질에 의해 막히더라도 상기 제1 관통홀들(112)에서 상기 제2 면(110b)과 인접한 부분은 상기 물질에 의해 잘 막히지 않는다. 따라서, 상기 제1 관통홀들(112)에서 상기 제2 면(110b)과 인접한 부분을 통해 상기 제1 플레이트(110)를 용이하게 세정할 수 있다.
상기 제2 플레이트(120)는 상기 제1 플레이트(110)의 상기 제2 면(110b)에 구비된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 플레이트(120)는 상기 제1 플레이트(110)의 제2 면(110b)에 고정될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 플레이트(120)와 상기 제1 플레이트(110)는 나사에 의해 체결되거나, 접착제에 의해 부착될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 플레이트(120)는 상기 제1 플레이트(110)의 제2 면(110b)에 놓여질 수 있다.
상기 제2 플레이트(120)는 평판 형태를 가지며, 다수의 제2 관통홀들(122)을 포함한다. 상기 제2 플레이트(120)는 고온의 상기 물질이 상기 제1 플레이트(110)와 접촉하는 것을 차단하여 상기 제1 플레이트(110)의 변형을 방지한다. 상기 제2 플레이트(120)는 내열성이 우수한 재질을 포함할 수 있다. 상기 재질의 예로는 금속 또는 세라믹을 들 수 있다. 상기 금속의 예로는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄을 들 수 있다.
상기 제2 관통홀들(122)은 상기 제1 관통홀들(112)과 동일한 간격만큼 이격된다. 따라서, 상기 제2 관통홀들(122)과 상기 제1 관통홀들(112)은 서로 연통된 다.
각각의 제2 관통홀들(122)은 일정한 지름을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 각 제2 관통홀들(122)의 지름은 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름과 같거나 클 수 있다. 상기 제2 관통홀들(122)이 상기 제1 관통홀들(112)을 완전히 노출시키므로, 상기 물질이 상기 제2 관통홀들(122)에 의해 차단되지 않고 상기 제1 관통홀들(112)로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 각 제2 관통홀들(122)의 지름은 상기 제1 면(110a)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 크고 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 작을 수 있다. 상기 제2 관통홀들(122)에 의한 상기 제1 플레이트(110)의 노출을 최소화할 수 있다. 상기 고온의 물질과 상기 제1 플레이트(110)의 접촉 면적을 줄일 수 있으므로, 상기 제1 플레이트(110)의 변형을 방지할 수 있다.
상기에서는 용사 돌기 형성용 마스크(100)가 상기 제1 플레이트(110) 및 상기 제2 플레이트(120)를 포함하는 것으로 설명되었지만, 상기 용사 돌기 형성용 마스크(100)는 상기 제1 플레이트(110)만을 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 마스크(100)를 이용한 용사 돌기 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 대상물(10) 상부면에 도 1에 도시된 마스크(100)를 배치한다. 상기 마스크(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 제1 관통홀(112)을 갖는 제1 플레이트(110)를 포함할 수 있다.
상기 제1 플레이트(110)의 제1 면(110a)이 상기 대상물(10)의 상부면과 접촉한다. 상기 제1 플레이트(110)의 제1 관통홀들(112)은 상기 제1 면(110a)에서 상기 제1 면(110a)과 반대되는 제2 면(110b)으로 갈수록 지름이 커진다. 제2 플레이트(120)의 제2 관통홀들(122)의 지름은 상기 제2 면(110b)에서의 제1 관통홀들(112)의 지름과 같거나 클 수 있다. 상기 제2 관통홀들(122)의 지름은 상기 제1 면(110a)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 크며, 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 작을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 대상물(10)의 상부면에 상기 마스크(100)의 제1 플레이트(110)만을 배치할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 마스크(100)를 향해 용사 돌기 형성을 위한 물질을 분사한다. 상기 물질로는 용융된 비금속 무기질 고체 또는 용융된 금속일 수 있다. 상기 분사된 물질은 상기 제2 플레이트(120)의 제2 관통홀들(122) 및 상기 제1 플레이트(110)의 제1 관통홀들(112)을 통해 상기 대상물(10)의 상부면으로 제공된다. 예를 들면, 상기 대상물의 상부면으로 제공된 물질은 상기 제1 관통홀들(112)의 높이와 같거나 낮은 높이를 가질 수 있다.
상기 제2 면(110b)에서의 상기 제1 관통홀들(112) 지름이 상기 제1 면(110a)에서의 지름보다 크므로, 상기 물질이 분사될 때 와류의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 분사된 물질이 상기 제1 관통홀들(112)로 용이하게 침투할 수 있다.
상기 각 제2 관통홀들(122)의 지름이 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름과 같거나 큰 경우, 상기 제2 관통홀들(122)이 상기 제1 관통홀 들(112)을 완전히 노출시킨다. 그러므로, 상기 물질이 상기 제2 관통홀들(122)에 의해 차단되지 않고 상기 제1 관통홀들(112)로 제공될 수 있다.
상기 각 제2 관통홀들(122)의 지름이 상기 제1 면(110a)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 크고 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 작은 경우, 상기 제2 관통홀들(122)에 의한 상기 제1 플레이트(110)의 노출을 최소화할 수 있다. 상기 고온의 물질과 상기 제1 플레이트(110)의 접촉 면적을 줄일 수 있으므로, 상기 제1 플레이트(110)의 변형을 방지할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 상기 물질을 상기 대상물(10)의 상부면으로 제공한 상태에서 상기 마스크(100)를 상기 대상물(10)로부터 제거하여 상기 용사 돌기들(12)을 형성한다.
상기 제1 플레이트(110)의 상기 제1 면(110a)이 상기 대상물(10)의 상부면과 직접 접촉하므로, 상기 제1 면(110a)에서의 제1 관통홀들(112)의 지름과 동일한 지름을 갖는 용사 돌기들(12)을 형성할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 마스크(100)를 이용한 기판 지지대 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 몸체(22), 제1 유전층(24), 전극(26) 및 제2 유전층(28)을 포함하는 구조물(20)을 형성한다.
구체적으로, 몸체(22)를 마련한다. 일 예로, 상기 몸체(22)는 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속의 예로는 알루미늄을 들 수 있다. 다른 예로, 상기 몸체(22)는 표면에 금속 코팅층을 포함할 수 있다.유전 물질인 세라믹 분말을 용융하고 상기 몸체(22)의 상부면으로 분사하여 제1 유전층(24)을 형성한다. 상기 제1 유전층(24)의 상부면 일부 영역에 전극(26)을 형성한다. 상기 전극(26)은 금속 물질을 증착 또는 코팅하거나, 금속 플레이트를 부착하여 형성할 수 있다. 유전 물질인 세라믹 분말을 용융하고 상기 제1 유전층(24)의 상부면 나머지 영역 및 상기 전극(26)의 상부면으로 분사하여 제2 유전층을 형성한다.
도 6b를 참조하면, 상기 구조물(20)의 제2 유전층(28) 상부면에 도 1에 도시된 마스크(100)를 배치한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 제1 관통홀(112)을 갖는 제1 플레이트(110)를 포함하는 마스크(100)가 배치될 수 있다.
상기 제1 플레이트(110)의 제1 면(110a)이 상기 제2 유전층(28)의 상부면과 접촉한다. 상기 제1 플레이트(110)의 제1 관통홀들(112)은 상기 제1 면(110a)에서 상기 제1 면(110a)과 반대되는 제2 면(110b)으로 갈수록 지름이 커진다. 상기 각 제2 관통홀들(122)의 지름은 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름과 같거나 클 수 있다. 또한, 상기 각 제2 관통홀들(122)의 지름은 상기 제1 면(110a)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 크고 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 작을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 유전층(28)의 상부면에 상기 마스크(100)의 제1 플레이트(110)만을 배치할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 유전 물질을 용융하여 상기 마스크(100)를 향해 분사한다. 상기 유전 물질의 용융 및 용융된 유전 물질의 분사는 플라즈마 건(미도시)에 의해 이루어진다. 분사된 용융 유전 물질은 상기 제2 플레이트(120)의 제2 관통홀 들(122) 및 상기 제1 플레이트(110)의 제1 관통홀들(112)을 통해 상기 제1 유전층(28)의 상부면으로 제공된다. 예를 들면, 상기 제1 유전층(28)의 상부면으로 제공된 용융 유전 물질은 상기 제1 관통홀들(112)의 높이와 같거나 낮은 높이를 가질 수 있다. 상기 유전 물질의 예로는 세라믹을 들 수 있다.
상기 각 제2 관통홀들(122)의 지름이 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름과 같거나 큰 경우, 상기 제2 관통홀들(122)이 상기 제1 관통홀들(112)을 완전히 노출시킨다. 상기 용융된 유전 물질이 분사될 때 와류의 발생을 방지하여 상기 용융된 유전 물질이 상기 제2 관통홀들(122)에 의해 차단되지 않고 상기 제1 관통홀들(112)로 제공될 수 있다.
상기 각 제2 관통홀들(122)의 지름이 상기 제1 면(110a)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 크고 상기 제2 면(110b)에서의 각 제1 관통홀들(112)의 지름보다 작은 경우, 상기 제2 관통홀들(122)에 의한 상기 제1 플레이트(110)의 노출을 최소화할 수 있다. 상기 고온의 물질과 상기 제1 플레이트(110)의 접촉 면적을 줄일 수 있으므로, 상기 제1 플레이트(110)의 변형을 방지할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 상기 유전 물질을 상기 제1 유전층(28)의 상부면으로 제공한 상태에서 상기 마스크(100)를 상기 제1 유전층(28)으로부터 제거하여 상기 구조물(20)상에 상기 유전 물질로 이루어진 용사 돌기들(30)을 형성한다. 상기 제1 플레이트(110)의 상기 제1 면(110a)이 상기 제1 유전층(28)의 상부면과 직접 접촉하므로, 상기 제1 면(110a)에서의 제1 관통홀들(112)의 지름과 동일한 지름을 갖는 용사 돌기들(30)을 형성할 수 있다.
상기 구조물(20)에 용사 돌기들(30)을 형성하여 정전척(40)을 제조한다.
상기와 달리 상기 구조물(20)은 기판을 지지하기 위한 몸체 및 상기 몸체 내부에 구비되며 상기 기판을 가열하기 위한 열을 발생하는 발열체를 포함할 수 있으며, 상기 구조물(20)에 용사 돌기들을 형성하여 히터를 제조할 수 있다. 상기 구조물(20)에 상기 용사 돌기들을 형성하는 공정은 상기 정전척(40) 제조시의 용사 돌기들(30)을 형성하는 공정과 실질적으로 동일하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 플레이트의 제1 관통홀들은 유전층과 접촉하는 제1 면에서의 지름이 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에서의 지름보다 작다. 용융된 유전 물질의 분사시 와류의 발생을 방지하여 상기 용융된 유전 물질이 상기 제1 관통홀들로 용이하게 침투할 수 있다. 또한, 상기 제1 면과 인접한 상기 제1 관통홀들 부위가 상기 용융된 유전 물질에 의해 막히더라도 상기 제2 면과 인접한 상기 제1 관통홀들 부위를 통해 상기 제1 관통홀들을 용이하게 세정할 수 있다. 그리고, 상기 제1 플레이트가 상기 유전층과 직접 접촉하므로, 상기 제1 면에서의 제1 관통홀들의 지름과 동일한 지름을 갖는 용사 돌기를 형성할 수 있다.
제2 플레이트의 제2 관통홀들의 지름이 상기 제2 면에서의 각 제1 관통홀들의 지름과 같거나 큰 경우, 분사된 용융 유전 물질을 용이하게 통과시킨다. 또한, 제2 플레이트의 제2 관통홀들의 지름이 상기 제1 면에서의 상기 제1 관통홀들의 지름보다 크고 상기 제2 면에서의 각 제1 관통홀들의 지름보다 작은 경우, 상기 용융 된 유전 물질에 노출되는 상기 제1 플레이트의 면적을 최소화할 수 있다. 따라서, 상기 고온의 용융된 유전 물질에 의한 상기 제1 플레이트의 변형을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용사 돌기 형성을 위한 마스크를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 제1 플레이트의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1의 제1 플레이트의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1의 제1 플레이트의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 마스크를 이용한 기판 지지대 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 대상물 20 : 구조물
30 : 용사 돌기들 40 : 정전척
100 : 마스크 110 : 제1 플레이트
110a : 제1 면 110b : 제2 면
112 : 제1 관통홀 112a : 제1 부분
112b : 제2 부분 112c : 제3 부분
120 : 제2 플레이트 122 : 제2 관통홀

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  11. 대상물의 상부면에 상기 상부면과 마주보는 제1 면에서의 지름이 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에서의 지름보다 작고, 상기 제1 면에서부터 순차적으로 일정한 지름을 갖는 제1 부분 및 지름이 점차 커지는 제2 부분을 포함하는 제1 관통홀들을 갖는 제1 플레이트를 배치하는 단계;
    상기 제1 관통홀들을 통해 용융 물질을 상기 대상물의 상부면으로 제공하는 단계; 및
    상기 제1 플레이트를 제거하는 단계를 포함하는 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 용융 물질을 상기 대상물의 상부면으로 제공하기 전에 상기 제1 플레이트 상에 제2 관통홀들이 상기 제1 관통홀들과 연결되도록 제2 플레이트를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 용융 물질을 상기 제1 관통홀들의 높이와 같거나 낮은 높이를 갖도록 상기 대상물의 상부면으로 제공하는 것을 특징으로 하는 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 용융 물질을 분사하여 상기 대상물의 상부면으로 제공하는 것을 특징으로 하는 마스크를 이용한 용사 돌기 형성 방법.
  15. 기판을 지지하기 위한 구조물을 형성하는 단계;
    상기 구조물의 상부면에 상기 상부면과 마주보는 제1 면에서의 지름이 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에서의 지름보다 작고, 상기 제1 면에서부터 순차적으로 일정한 지름을 갖는 제1 부분 및 지름이 점차 커지는 제2 부분을 포함하는 제1 관통홀들을 갖는 제1 플레이트를 배치하는 단계;
    상기 제1 관통홀들을 통해 유전 물질을 상기 구조물의 상부면으로 제공하는 단계; 및
    상기 제1 플레이트를 제거하는 단계를 포함하는 마스크를 이용한 기판 지지대의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 구조물은 몸체, 상기 몸체 상부면에 형성된 제1 유전층, 상기 제1 유전층 상부면의 일부에 형성되며 상기 기판을 흡착하기 위한 정전기력을 발생하는 전원이 인가되는 전극 및 상기 제1 유전층 상부면의 나머지 및 상기 전극 상부면에 형성된 제2 유전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 구조물은 상기 기판을 지지하기 위한 몸체 및 상기 몸체 내부에 구비되며 상기 기판을 가열하기 위한 열을 발생하는 발열체를 포함하 는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 유전 물질을 상기 구조물의 상부면으로 제공하기 전에 상기 제1 플레이트 상에 제2 관통홀들이 상기 제1 관통홀들과 연결되도록 제2 플레이트를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 제조 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 유전 물질을 상기 제1 관통홀들의 높이와 같거나 낮은 높이를 갖도록 상기 구조물의 상부면으로 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 제조 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 유전 물질을 용융 분사하여 상기 구조물의 상부면으로 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 제조 방법.
  21. 제15항에 있어서, 상기 유전 물질은 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 제조 방법.
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