KR101071248B1 - ElectroStatic Chuck and manufacturing process for ElectroStatic Chuck - Google Patents

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Abstract

본 실시예에 따른 정전척의 제조방법은 기저부의 일 면에 니켈-알루미늄 층을 형성하는 단계; 상기 니켈-알루미늄 층 위에 에어로졸 증착에 의한 제 1 세라믹 층을 형성하는 단계; 상기 제 1 세라믹 층 위에 대기상태의 용사법에 의한 제 2 세라믹 층을 형성하는 단계; 상기 제 2 세라믹 층 위에 텅스텐 층을 형성하는 단계; 및 상기 텅스텐 층 위에 대기상태의 용사법에 의한 제 3 세라믹 층을 형성하는 단계를 포함한다. 본 실시예에 따른 정전척에 의하면, 내구성이 뛰어나면서도 누설전류의 발생을 방지할 수 있다.Method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present embodiment comprises the steps of forming a nickel-aluminum layer on one surface of the base; Forming a first ceramic layer by aerosol deposition on the nickel-aluminum layer; Forming a second ceramic layer on the first ceramic layer by an air spray method; Forming a tungsten layer over the second ceramic layer; And forming a third ceramic layer on the tungsten layer by thermal spraying. According to the electrostatic chuck according to the present embodiment, the durability can be prevented while the leakage current can be prevented.

Description

정전척 및 정전척의 제조방법{ElectroStatic Chuck and manufacturing process for ElectroStatic Chuck}Electrostatic Chuck and manufacturing process for ElectroStatic Chuck

본 발명은 정전척 및 정전척의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 코팅층을 포함하는 정전척 및 상기 정전척의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic chuck and a method of manufacturing the electrostatic chuck, and more particularly, to an electrostatic chuck and a method of manufacturing the electrostatic chuck comprising a plurality of coating layers.

정전척(ElectroStatic Chuck, ESC)는 반도체 또는 LCD 기판 제조 공정장치 등에 사용되는 것으로, 정전력을 이용해 웨이퍼 또는 기판을 고정시키는 부품이다. 이러한 정전척은 화학기상증착, 식각, 스퍼터링, 이온 주입 공정 등과 같은 다양한 공정에 널리 사용된다. Electrostatic Chuck (ESC) is used in semiconductor or LCD substrate manufacturing process equipment, and is a component that fixes a wafer or a substrate using electrostatic power. Such electrostatic chucks are widely used in various processes such as chemical vapor deposition, etching, sputtering and ion implantation processes.

종래, 기계적 클램프(Mechanical Clamp), 진공 척(Vacuum Chuck) 등은 기판의 단순한 고정만을 위한 것이었으나 최근에는 기판을 밀착한 상태에서 균일한 열처리도 가능하고 불순물 파티클(Particle)의 발생도 최소화할 수 있는 정전력을 이용한 정전척의 사용이 확대되고 있다. Conventionally, mechanical clamps and vacuum chucks have been used only for simple fixing of substrates, but recently, uniform heat treatment is possible while the substrates are in close contact with each other, and the generation of impurity particles can be minimized. The use of electrostatic chucks using electrostatic force is expanding.

상기 정전척의 구조를 살펴보면, 몸체를 형성하는 기저부 위에 절연층, 도 전층, 유전층이 차례로 구성되고 상기 도전층과 외부 전원을 연결하는 전원선이 구비된다. 기판은 상기 유전층의 상부에 안착하게 되며, 상기 전원선을 통해 상기 도전층에 전압이 인가되면, 기판과 도전층 사이에 위치한 유전층에 유전분극 현상에 의해 한쪽에는 음전하, 다른 한쪽에는 양전하가 발생한다. 그리고, 기판에도 상기 유전층과 접하는 면에 음전하가 발생하게 되며, 이들 사이의 전기적 힘에 의해 기판이 정전척에 부착되게 되는 것이다.  Looking at the structure of the electrostatic chuck, an insulating layer, a conductive layer, a dielectric layer are sequentially formed on the base forming the body, and a power line connecting the conductive layer and an external power source is provided. The substrate is placed on top of the dielectric layer, and when voltage is applied to the conductive layer through the power line, negative charge is generated on one side and positive charge is generated on the other side by the dielectric polarization phenomenon between the dielectric layer positioned between the substrate and the conductive layer. . In addition, negative charges are generated on a surface of the substrate in contact with the dielectric layer, and the substrate is attached to the electrostatic chuck by an electric force therebetween.

상기 정전척의 절연층이 너무 두꺼운 것은 적층의 곤란성이 있고, 공정시간도 길어지므로 바람직하지 않다. 그리고 정전척의 유전층 역시 두께가 두꺼운 것은 정전척의 흡착력을 약화시키게 되고 따라서 요구되는 흡착력을 내기 위해서는 더 큰 전압을 도전층에 가해야 하기 때문에 바람직하지 않다.It is not preferable that the insulating layer of the electrostatic chuck is too thick because of the difficulty of lamination and the long process time. The thicker dielectric layer of the electrostatic chuck is also undesirable because it weakens the adsorption force of the electrostatic chuck and therefore requires a larger voltage to be applied to the conductive layer in order to achieve the required adsorption force.

그런데, 상기 절연층 및 유전층을 너무 얇게 하면 정전척에 가해지는 전압이 고전압인 경우, 상기 절연층 및 유전층을 통해 누설전류가 발생할 수 있다. 이러한 누설전류는 정전척의 성능을 저해하고 내구성을 약화시키는 요인이 된다. However, when the insulating layer and the dielectric layer are made too thin, a leakage current may occur through the insulating layer and the dielectric layer when the voltage applied to the electrostatic chuck is a high voltage. This leakage current is a factor that impairs the performance of the electrostatic chuck and weakens the durability.

따라서, 상기 절연층 및 유전층을 적절한 두께를 유지하면서도 누설 전류가 발생하지 않게 하는 것이 요구된다.Therefore, it is required to keep the insulating layer and the dielectric layer without causing leakage current while maintaining an appropriate thickness.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 누설 전류의 발생을 방지할 수 있는 다층 코팅 구조의 정전척 및 상기 정전척의 제 조방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an electrostatic chuck and a method of manufacturing the electrostatic chuck of a multi-layer coating structure that can prevent the generation of leakage current.

본 실시예에 따른 정전척의 제조방법은 기저부의 일 면에 니켈-알루미늄 층을 형성하는 단계; 상기 니켈-알루미늄 층 위에 에어로졸 증착에 의한 제 1 세라믹 층을 형성하는 단계; 상기 제 1 세라믹 층 위에 대기상태의 용사법에 의한 제 2 세라믹 층을 형성하는 단계; 상기 제 2 세라믹 층 위에 텅스텐 층을 형성하는 단계; 및 상기 텅스텐 층 위에 대기상태의 용사법에 의한 제 3 세라믹 층을 형성하는 단계를 포함한다.Method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present embodiment comprises the steps of forming a nickel-aluminum layer on one surface of the base; Forming a first ceramic layer by aerosol deposition on the nickel-aluminum layer; Forming a second ceramic layer on the first ceramic layer by an air spray method; Forming a tungsten layer over the second ceramic layer; And forming a third ceramic layer on the tungsten layer by thermal spraying.

또한, 상기 제 3 세라믹 층 형성단계 이후에 상기 제 3 세라믹 층을 고분자 물질로 실링(sealing)하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the forming of the third ceramic layer, the method may further include sealing the third ceramic layer with a polymer material.

상기 정전척의 제조방법은 상기 텅스텐 층 형성단계 및 상기 제 3 세라믹 층 형성단계 사이에 에어로졸 증착에 의한 제 4 세라믹 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing the electrostatic chuck may further include forming a fourth ceramic layer by aerosol deposition between the tungsten layer forming step and the third ceramic layer forming step.

상기 제 1 세라믹 층 및 제 4 세라믹 층은 알루미나(Al2O3)를 재료로 하여 형성될 수 있고, 상기 제 1 세라믹 층의 두께는 15 내지 100 마이크로 미터(㎛)일 수 있다.The first ceramic layer and the fourth ceramic layer may be formed of alumina (Al 2 O 3 ) as a material, and the thickness of the first ceramic layer may be 15 to 100 micrometers (μm).

상기 제 2 세라믹 층 및 제 3 세라믹 층의 재료는 알루미나일 수 있으며, 상기 제 2 세라믹 층의 두께는 300 내지 400 마이크로 미터(㎛)이고, 상기 제 3 세라 믹 층의 두께는 400 내지 450 마이크로 미터(㎛)일 수 있다. 또한, 상기 텅스텐 층의 두께는 10 내지 50 마이크로 미터(㎛)일 수 있다.The material of the second ceramic layer and the third ceramic layer may be alumina, the thickness of the second ceramic layer is 300 to 400 micrometers (μm), and the thickness of the third ceramic layer is 400 to 450 micrometers. (Μm). In addition, the thickness of the tungsten layer may be 10 to 50 micrometers (μm).

상기 제 1 세라믹 층 또는 제 4 세라믹 층은 상기 정전척의 일 면에 균일하게 배치된 다수개의 노즐을 이용한 에어로졸 증착법에 의해 형성될 수 있다.The first ceramic layer or the fourth ceramic layer may be formed by an aerosol deposition method using a plurality of nozzles uniformly disposed on one surface of the electrostatic chuck.

본 발명에 따른 정전척은 기저부의 일 표면에 니켈-알루미늄 층, 상기 니켈-알루미늄 층 위에 에어로졸 증착에 의한 제 1 세라믹 층, 상기 제 1 세라믹 층 위에 대기상태의 용사법에 의한 제 2 세라믹 층, 상기 제 2 세라믹 층 위에 텅스텐 층, 상기 텅스텐 층 위에 대기상태의 용사법에 의한 제 3 세라믹 층을 포함한다.The electrostatic chuck according to the present invention includes a nickel-aluminum layer on one surface of a base, a first ceramic layer by aerosol deposition on the nickel-aluminum layer, a second ceramic layer by a thermal spraying method on the first ceramic layer, and And a tungsten layer on the second ceramic layer, and a third ceramic layer by the thermal spraying method on the tungsten layer.

본 실시예에 따른 정전척에 의하면, 내구성이 뛰어나면서도 누설전류의 발생을 방지할 수 있다.According to the electrostatic chuck according to the present embodiment, the durability can be prevented while the leakage current can be prevented.

이하에서는 본 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 각 도면에 도시된 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일부재를 가리킨다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Like reference numerals in the drawings indicate the same members having the same function.

도 1은 본 실시예에 따른 각 공정에 따른 정전척의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 2는 본 실시예에 따른 정전척의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of an electrostatic chuck according to each process according to the present embodiment. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 정전척은 기판을 지지하는 기저부(110) 위에 다수개의 코팅층(120 내지 160)을 포함하여 구성된다. 상기 기저 부(110)는 정전척의 몸체를 구성하는 부분으로 기판을 지지하는 역할을 하며, 알루미늄으로 구성될 수 있다(도 1 (a)참조).1 and 2, the electrostatic chuck according to the present embodiment includes a plurality of coating layers 120 to 160 on the base 110 supporting the substrate. The base portion 110 serves to support the substrate as a part constituting the body of the electrostatic chuck, and may be made of aluminum (see FIG. 1 (a)).

기저부(110)의 표면 중에서 기판과 접촉하게 되는 방향으로는 다수개의 코팅층이 구비되는데, 상기 다수개의 코팅층은 기저부(110)의 표면에 접촉하여 형성되는 니켈-알루미늄 층(120), 상기 니켈-알루미늄 층(120) 위에 형성된 에어로졸 증착법에 의한 제 1 세라믹 층(130), 상기 제 1 세라믹 층(130) 위에 형성된 대기상태의 용사법에 의한 제 2 세라믹 층(140), 상기 제 2 세라믹 층(140) 위에 형성된 텅스텐 층(150), 상기 텅스텐 층(150) 위에 형성된 대기상태의 용사법에 의한 제 3 세라믹 층(160)을 포함한다. A plurality of coating layers are provided in a direction of contacting the substrate among the surfaces of the base 110, and the plurality of coating layers are nickel-aluminum layer 120 formed in contact with the surface of the base 110 and the nickel-aluminum. The first ceramic layer 130 by the aerosol deposition method formed on the layer 120, the second ceramic layer 140 by the thermal spraying method formed on the first ceramic layer 130, the second ceramic layer 140 The tungsten layer 150 formed thereon and the third ceramic layer 160 formed by the thermal spraying method formed on the tungsten layer 150 are included.

본 실시예에 따른 정전척의 제조방법에 있어서, 먼저 정전척의 기저부에 니켈-알루미늄 층(120)을 형성한다(S21). 상기 니켈-알루미늄 층(120)은 금속결합에 의해 상기 기저부(110)와 강하게 결합되므로, 니켈-알루미늄 층(120) 위에 형성되는 코팅층의 접착력을 보증하는 기능을 하는 층이다(도 1 (b)참조). In the manufacturing method of the electrostatic chuck according to the present embodiment, first, a nickel-aluminum layer 120 is formed at the base of the electrostatic chuck (S21). Since the nickel-aluminum layer 120 is strongly bonded to the base 110 by metal bonding, the nickel-aluminum layer 120 functions to guarantee the adhesion of the coating layer formed on the nickel-aluminum layer 120 (FIG. 1B). Reference).

상기 니켈-알루미늄 층(120) 위에는 에어로졸 증착법에 의한 제 1 세라믹 층(130)을 형성한다(S22). 상기 제 1 세라믹 층(130)의 재료는 알루미나(Al2O3)가 사용될 수 있다. 제 1 세라믹 층(130)은 15 내지 100 마이크로 미터(㎛)의 두께를 가지도록 형성된다(도 1 (c)참조). On the nickel-aluminum layer 120, a first ceramic layer 130 is formed by aerosol deposition (S22). Alumina (Al 2 O 3 ) may be used as the material of the first ceramic layer 130. The first ceramic layer 130 is formed to have a thickness of 15 to 100 micrometers (μm) (see FIG. 1 (c)).

여기서, 에어로졸 증착법(Aerosol Deposition)이란, 세라믹 원료분말을 에어로졸 상태로 만든 후에 이를 피처리물에 고속 충돌시켜 막을 형성하는 방법으로, 다양한 피처리물 상에 원하는 종류의 세라믹 막을 상온에서 형성할 수 있는 방법이다. Here, the aerosol deposition method is a method of forming a film by making a ceramic raw powder into an aerosol state and then colliding it with a workpiece at a high speed to form a desired kind of ceramic film on a variety of workpieces at room temperature. Way.

에어로졸 증착법에 의해 형성되는 세라믹 막은 별도의 소결 과정을 거치지 않고도 고밀도를 가지게 되는데, 이것은 에어로졸 상태의 분말이 피처리물에 고속으로 충돌하면서 분쇄되고 성장하는 과정을 통해 상기 세라믹 막이 형성되기 때문에 가능한 것이다.The ceramic film formed by the aerosol deposition method has a high density without undergoing a separate sintering process, which is possible because the ceramic film is formed through a process in which the aerosol powder is crushed and grown while colliding with the workpiece at high speed.

본 실시예에서 상기 제 1 세라믹 층(130)은 알루미나(Al2O3)를 재료 물질로 하여 형성되는데, 알루미나는 고온에서의 전기절연성, 화학적 안정성 및 내마모성이 뛰어난 물질이다. 본 실시예에서는 알루미나를 대략 0.5 마이크로미터 내외의 분말 형태로 구성한 후, 포함된 불순물을 열처리를 통해 제거하고 사용한다. In the present embodiment, the first ceramic layer 130 is formed of alumina (Al 2 O 3 ) as a material material, and the alumina is a material having excellent electrical insulation, chemical stability, and abrasion resistance at high temperature. In this embodiment, after the alumina is formed into a powder form of about 0.5 micrometers, the contained impurities are removed and used by heat treatment.

제 1 세라믹 층(130)은 에어로졸 증착장치에서 형성될 수 있는데, 이러한 에어로졸 증착장치는 예컨대, 2개의 챔버로 구분하여 구성될 수 있다. 상기 2개의 챔버 중 하나는 원료분말의 에어로졸 생성을 담당하는 에어로졸 챔버이고, 나머지 하나는 에어로졸 상태의 분말을 다수개의 노즐을 통해 분사하여 제 1 세라믹 층(130)을 형성하는 증착 챔버로 구성될 수 있다. 상기 에어로졸 챔버와 증착 챔버는 진공펌프 등을 이용하여 진공 상태를 유지하게 되며, 이 때 에어로졸 챔버로 헬륨(He)과 산소(O2)가스를 투입시켜 두 챔버간의 압력차를 형성하게 된다. 압력차에 의해 가속된 에어로졸 입자는 증착 챔버 내부의 다수개의 노즐을 통해 피처리물에 고속 분사가 이루어지게 된다. 정전척의 니켈-알루미늄 층(120) 위에서 형성되는 제 1 세라믹 층(130)은 에어로졸 입자가 충돌에 의해 분쇄되고, 성장하는 과정이 반복되면서 매우 치밀한 구조를 가지게 된다. 그 결과 고밀도의 세라믹 층이 형성되게 된다. The first ceramic layer 130 may be formed in an aerosol deposition apparatus, such an aerosol deposition apparatus may be divided into two chambers, for example. One of the two chambers is an aerosol chamber that is responsible for the aerosol generation of the raw material powder, the other one may be composed of a deposition chamber for forming a first ceramic layer 130 by spraying aerosol powder through a plurality of nozzles have. The aerosol chamber and the deposition chamber are maintained in a vacuum state using a vacuum pump, etc. At this time, helium (He) and oxygen (O 2 ) gas is introduced into the aerosol chamber to form a pressure difference between the two chambers. The aerosol particles accelerated by the pressure difference are sprayed to the workpiece through a plurality of nozzles in the deposition chamber. The first ceramic layer 130 formed on the nickel-aluminum layer 120 of the electrostatic chuck has a very dense structure as the aerosol particles are crushed by the collision and the growth process is repeated. As a result, a high density ceramic layer is formed.

상기 증착 챔버에서 제 1 세라믹 층(130)을 형성할 때는 상기 제 1 세라믹층이 형성되는 정전척의 일 면에 균일하게 배치된 다수개의 노즐(31)을 이용하여 형성한다. 도 3은 본 실시예에 따른 제 1 세라믹 층(130)을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 세라믹 층(130)은 하나의 노즐(31)이 아니라 다수개의 노즐(31)을 이용하여 형성되며, 상기 다수개의 노즐(31)은 하나의 노즐(31)이 커버하는 영역을 고려하여 균일한 간격으로 배치되어 구성된다. 이러한 방법에 의해 상기 제 1 세라믹 층(130)은 좀 더 빠른 공정시간 내에 형성할 수 있는 장점이 있다.When the first ceramic layer 130 is formed in the deposition chamber, the first ceramic layer 130 is formed using a plurality of nozzles 31 uniformly disposed on one surface of the electrostatic chuck on which the first ceramic layer is formed. 3 is a diagram illustrating a method of forming the first ceramic layer 130 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the first ceramic layer 130 is formed using a plurality of nozzles 31 instead of one nozzle 31, and the plurality of nozzles 31 may include one nozzle 31. In consideration of the area to be covered are arranged and arranged at uniform intervals. In this manner, the first ceramic layer 130 may be formed within a faster process time.

또한, 상기 다수개의 노즐과 상기 정전척의 사이에는 마스크(mask, 32)가 구비될 수 있다. 상기 마스크(32)에는 다수개의 홀(hole,41) 또는 슬릿(42)이 구비된다. 상기 다수개의 홀(41) 또는 슬릿(42)을 통해 상기 다수개의 노즐(31)에서 분사되는 물질이 서로 중첩되지 않고 균일한 두께를 가지는 제 1 세라믹 층(130)을 형성할 수 있다. 도 4에는 상기 마스크(32)의 형태가 예시적으로 도시되어 있다. In addition, a mask 32 may be provided between the plurality of nozzles and the electrostatic chuck. The mask 32 is provided with a plurality of holes 41 or slits 42. Through the plurality of holes 41 or slits 42, the materials sprayed from the plurality of nozzles 31 may form the first ceramic layer 130 having a uniform thickness without overlapping each other. 4 exemplarily shows the form of the mask 32.

상술한 바와 같이 에어로졸 증착법에 의해 형성된 제 1 세라믹 층(130)은 전기적인 절연성이 뛰어난 특성을 가지므로, 정전척에 발생하는 누설 전류(leakage current)를 방지하는 역할을 한다. 또한, 내구성이 뛰어나므로 정전척의 사용가능기간을 연장시키는 효과도 있다.As described above, since the first ceramic layer 130 formed by the aerosol deposition method has excellent electrical insulation property, the first ceramic layer 130 serves to prevent leakage current generated in the electrostatic chuck. In addition, since the durability is excellent, there is an effect of extending the useful life of the electrostatic chuck.

상기 제 1 세라믹 층(130) 위에 대기 상태의 용사법(APS : Atmospheric Plasma Spraying)에 의한 제 2 세라믹 층(140)을 형성한다(S23). 상기 제 2 세라믹 층(140)은 300 내지 400 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다(도 1 (d)참조). 이러한 제 2 세라믹 층(140)은 제 1 세라믹 층(130)이 열팽창에 의하여 두께가 균일하지 않게 형성되는 것을 방지하는 역할을 한다. A second ceramic layer 140 is formed on the first ceramic layer 130 by Atmospheric Plasma Spraying (APS) (S23). The second ceramic layer 140 may be formed to a thickness of 300 to 400 micrometers (see FIG. 1 (d)). The second ceramic layer 140 serves to prevent the first ceramic layer 130 from being formed in a non-uniform thickness by thermal expansion.

상기 제 2 세라믹 층(140) 위에는 텅스텐 층(150)을 형성하며(S24), 상기 텅스텐 층(150)은 10 내지 50 마이크로미터의 두께로 형성한다(도 1 (e)참조). 상기 텅스텐 층(150)은 정전척의 도전층의 역할을 하게 된다. 상기 텅스텐 층(150)은 정전척에 전압을 공급하는 외부의 전원과 전기적으로 연결된다.A tungsten layer 150 is formed on the second ceramic layer 140 (S24), and the tungsten layer 150 is formed to a thickness of 10 to 50 micrometers (see FIG. 1 (e)). The tungsten layer 150 serves as a conductive layer of the electrostatic chuck. The tungsten layer 150 is electrically connected to an external power source for supplying a voltage to the electrostatic chuck.

상기 텅스텐 층(150) 위에는 대기 상태의 용사법에 의한 제 3 세라믹 층(160)을 형성한다(S25). 상기 제 3 세라믹 층(160)은 400 내지 450 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 제 3 세라믹 층(160)은 흡착할 기판과 직접 접촉하게 되는 코팅층이다(도 1 (f)참조). 상기 제 3 세라믹 층(160)은 정전척의 유전층의 역할을 하게 된다.The third ceramic layer 160 is formed on the tungsten layer 150 by the thermal spraying method in the air state (S25). The third ceramic layer 160 may be formed to a thickness of 400 to 450 micrometers, the third ceramic layer 160 is a coating layer in direct contact with the substrate to be adsorbed (see Fig. 1 (f)). The third ceramic layer 160 serves as a dielectric layer of the electrostatic chuck.

그리고, 상기 제 3 세라믹 층(160)을 고분자 물질로 실링(sealing)한다(S26). 상기한 실링 단계(S26)는 진공상태의 오븐에서 고분자 물질을 제 3 세라믹 층 위에 형성하여 실링을 하는 단계이다. Then, the third ceramic layer 160 is sealed with a polymer material (S26). The sealing step (S26) is a step of sealing by forming a polymer material on the third ceramic layer in a vacuum oven.

다른 실시예에 따른 정전척의 제조방법에 의하면, 상기 텅스텐 층(150)을 형성하는 단계(S24)와 상기 제 3 세라믹 층(160)을 형성하는 단계(S25) 사이에 에어로졸 증착법에 의한 제 4 세라믹 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 제 4 세라믹 층 역시 알루미나를 재료로 하여 형성될 수 있다. 제 4 세라믹 층을 형성하는 단계에서 사용되는 에어로졸 증착법에 대해서는 이미 제 1 세라믹 층을 형성하는 단계에서 설명한 바 있으므로 생략한다.According to a method of manufacturing an electrostatic chuck according to another embodiment, a fourth ceramic by aerosol deposition is formed between forming the tungsten layer 150 (S24) and forming the third ceramic layer 160 (S25). The method may further include forming a layer. This fourth ceramic layer may also be formed using alumina as a material. Since the aerosol deposition method used in the step of forming the fourth ceramic layer has already been described in the step of forming the first ceramic layer, it is omitted.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. Although described in detail with respect to the preferred embodiment of the present invention as described above, those skilled in the art to which the present invention pertains, without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims Various modifications may be made to the invention.

도 1은 본 실시예에 따른 각 공정에 따른 정전척의 단면을 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of an electrostatic chuck according to each process according to the present embodiment.

도 2는 본 실시예에 따른 정전척의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present embodiment.

도 3은 본 실시예에 따른 제 1 세라믹 층을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a method of forming a first ceramic layer according to the present embodiment.

도 4는 본 실시예에 따른 제 1 세라믹 층을 형성하는 과정에 사용되는 마스크의 형태를 예시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating the shape of a mask used in the process of forming the first ceramic layer according to the present embodiment.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

110 : 정전척의 기저부110: base of the electrostatic chuck

120 : 니켈-알루미늄 층120: nickel-aluminum layer

130 : 제 1 세라믹 층130: first ceramic layer

140 : 제 2 세라믹 층140: second ceramic layer

150 : 텅스텐 층150: tungsten layer

160 : 제 3 세라믹 층160: third ceramic layer

Claims (13)

기저부의 일 면에 니켈-알루미늄 층을 형성하는 단계;Forming a nickel-aluminum layer on one side of the base; 상기 니켈-알루미늄 층 위에 에어로졸 증착에 의해 15 내지 100 마이크로미터(㎛) 두께의 제 1 세라믹 층을 형성하는 단계;Forming a first ceramic layer of 15 to 100 micrometers (μm) thickness by aerosol deposition on the nickel-aluminum layer; 상기 제 1 세라믹 층 위에 대기상태의 용사법에 의해 300 내지 400 마이크로미터(㎛) 두께의 제 2 세라믹 층을 형성하는 단계;Forming a second ceramic layer having a thickness of 300 to 400 micrometers (μm) on the first ceramic layer by an air spray method; 상기 제 2 세라믹 층 위에 도전층을 형성하는 단계;Forming a conductive layer over the second ceramic layer; 상기 도전층 위에 대기상태의 용사법에 의해 400 내지 450 마이크로미터(㎛) 제 3 세라믹 층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.Forming a third ceramic layer of 400 to 450 micrometers (㎛) by the thermal spraying method on the conductive layer, characterized in that the manufacturing method of the electrostatic chuck. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 도전층 형성단계 및 상기 제 3 세라믹 층 형성단계 사이에 에어로졸 증착에 의한 제 4 세라믹 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.And forming a fourth ceramic layer by aerosol deposition between the conductive layer forming step and the third ceramic layer forming step. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제 1 세라믹 층 및 제 4 세라믹 층은 알루미나(Al2O3)를 재료로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.Wherein the first ceramic layer and the fourth ceramic layer are formed of alumina (Al 2 O 3 ) as a material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전층은 텅스텐 층인 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.The conductive layer is a manufacturing method of the electrostatic chuck, characterized in that the tungsten layer. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 3 세라믹 층 형성단계 이후에 상기 제 3 세라믹 층을 고분자 물질로 실링(sealing)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.And sealing the third ceramic layer with a polymer material after the forming of the third ceramic layer. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 2 세라믹 층 및 제 3 세라믹 층의 재료는 알루미나인 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.And wherein the material of the second ceramic layer and the third ceramic layer is alumina. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 도전층의 두께는 10 내지 50 마이크로미터(㎛)인 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.The thickness of the conductive layer is a manufacturing method of the electrostatic chuck, characterized in that 10 to 50 micrometers (㎛). 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제 1 세라믹 층 또는 제 4 세라믹 층은 상기 정전척의 일 면에 균일하게 배치된 다수개의 노즐을 이용한 에어로졸 증착법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.Wherein the first ceramic layer or the fourth ceramic layer is formed by an aerosol deposition method using a plurality of nozzles uniformly disposed on one surface of the electrostatic chuck. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 다수개의 노즐에 의해 분사되는 물질이 중첩되지 않도록 하는 마스크를 통해 상기 제 1 세라믹 층 또는 제 4 세라믹 층이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척의 제조방법.And the first ceramic layer or the fourth ceramic layer is formed through a mask to prevent the materials sprayed by the plurality of nozzles from overlapping. 기저부의 일 표면에 니켈-알루미늄 층, 상기 니켈-알루미늄 층 위에 에어로졸 증착에 의해 15 내지 100 마이크로미터(㎛)의 두께를 갖는 제 1 세라믹 층, 상기 제 1 세라믹 층 위에 대기상태의 용사법에 의해 300 내지 400 마이크로미터(㎛)의 두께를 갖는 제 2 세라믹 층, 상기 제 2 세라믹 층 위에 도전층, 상기 도전층 위에 대기상태의 용사법에 의해 400 내지 450 마이크로미터(㎛)의 두께를 갖는 제 3 세라믹 층을 포함하는 정전척.A nickel-aluminum layer on one surface of the base, a first ceramic layer having a thickness of 15 to 100 micrometers (μm) by aerosol deposition on the nickel-aluminum layer, and 300 by atmospheric spraying on the first ceramic layer A second ceramic layer having a thickness of about 400 micrometers (μm), a conductive layer on the second ceramic layer, and a third ceramic having a thickness of 400 to 450 micrometers (μm) by the thermal spraying method on the conductive layer Electrostatic chuck including layers. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 1 세라믹 층은 알루미나(Al2O3)를 재료로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.The first ceramic layer is formed of alumina (Al 2 O 3 ) material, characterized in that the electrostatic chuck. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 도전층은 텅스텐 층인 것을 특징으로 하는 정전척. And said conductive layer is a tungsten layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005109234A (en) 2003-09-30 2005-04-21 Toto Ltd Electrostatic chuck and method for manufacturing the same
JP2005223185A (en) * 2004-02-06 2005-08-18 Toto Ltd Electrostatic chuck and its manufacturing method
US20080276865A1 (en) 2006-11-29 2008-11-13 Toto Ltd. Electrostatic Chuck, Manufacturing method thereof and substrate treating apparatus

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