KR102615529B1 - 이층 히터 패턴이 구비된 정전척 - Google Patents

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Abstract

개시되는 이층 히터 패턴이 구비된 정전척이 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서, 베이스 부재와, 유전층과, 제 1 히터 패턴과, 제 2 히터 패턴과, 유전층 접착층을 포함하고, 상기 유전층의 저면부에서 서로 다른 높이로 배치된 상기 제 1 히터 패턴 및 상기 제 2 히터 패턴으로부터 상기 유전층의 상면으로 각각 열이 전달됨에 따라, 상기 제 1 히터 패턴의 패턴 간격 및 상기 제 2 히터 패턴의 패턴 간격이 각각 유지되면서도 상기 유전층의 상면의 온도 분포가 균일하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

Description

이층 히터 패턴이 구비된 정전척{An electrostatic chuck with a two-layer heater pattern}
본 발명은 이층 히터 패턴이 구비된 정전척에 관한 것이다.
정전척은 웨이퍼, 디스플레이용 글래스 기판 등의 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것이다.
상기 정전척의 내부에는 상기 정전척 상에 놓여지는 상기 고정 대상물을 가열시키기 위한 수단으로 복수 개의 히터가 소정 간격 이격되어 나열되는 히터 패턴이 설치되고, 이러한 히터 패턴이 구비된 정전척의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것들이다.
그러나, 종래의 히터 패턴이 구비된 정전척에 의하면, 절연성이 확보되도록 서로 이웃하는 상기 히터 패턴 사이에 소정 간격이 형성되어야 하는데, 그로 인해 상기 정전척의 표면 중 상기 히터 패턴의 상측부는 상대적으로 온도가 높은 반면, 상기 정전척의 표면 중 상기 히터 패턴이 설치되지 아니한 곳의 상측부는 상기 히터 패턴의 열이 간접적으로 전달됨에 따라 상기 정전척 상면에서의 온도 분포가 불균일한 문제가 있었다.
등록특허 제 10-0890414호, 등록일자: 2009.03.18., 발명의 명칭: 히터 부착 정전척 등록특허 제 10-2156365호, 등록일자: 2020.09.09., 발명의 명칭: 히터가 구비된 정전척 및 그 제조방법
본 발명은 서로 이웃하는 히터 패턴 사이의 간격이 유지되면서도 그 상면에서의 온도 분포를 균일화할 수 있는 이층 히터 패턴이 구비된 정전척을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척은 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서, 설치면에 놓이는 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에 배치되는 유전체이고, 그 저면부에 요철 형태의 유전층 요철부가 형성되는 유전층; 상기 유전층 요철부 중 돌출된 부분에 배치되는 제 1 히터 패턴; 상기 유전층 요철부 중 함몰된 부분에 삽입되는 형태로 배치되는 제 2 히터 패턴; 및 상기 유전층에 상기 제 1 히터 패턴 및 상기 제 2 히터 패턴이 결합된 상태에서 상기 유전층의 하부와 상기 베이스 부재의 상부 사이에 배치되어, 상기 베이스 부재에 상기 유전층을 접착시키는 유전층 접착층;을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척은 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서, 설치면에 놓이는 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에 배치되는 유전체이고, 그 내부에 전극판이 내삽되는 유전층; 상기 유전층의 하부에 배칭되고, 그 저면부에 요철 형태의 플레이트 요철부가 형성되는 히터 플레이트; 상기 플레이트 요철부 중 돌출된 부분에 결합되는 제 1 히터 패턴; 상기 플레이트 요철부 중 함몰된 부분에 삽입되는 형태로 결합되는 제 2 히터 패턴; 상기 유전층의 하부와 상기 히터 플레이트의 상부 사이에 배치되어 상기 유전층과 상기 히터 플레이트를 접착시키는 플레이트 접착층; 및 상기 히터 플레이트에 상기 제 1 히터 패턴 및 상기 제 2 히터 패턴이 결합된 상태에서 상기 히터 플레이트의 하부와 상기 베이스 부재의 상부 사이에 배치되어 상기 베이스 부재에 상기 히터 플레이트를 접착시키는 유전층 접착층;을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척에 의하면, 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서, 베이스 부재와, 유전층과, 제 1 히터 패턴과, 제 2 히터 패턴과, 유전층 접착층을 포함하고, 상기 유전층의 저면부에서 서로 다른 높이로 배치된 상기 제 1 히터 패턴 및 상기 제 2 히터 패턴으로부터 상기 유전층의 상면으로 각각 열이 전달됨에 따라, 상기 제 1 히터 패턴의 패턴 간격 및 상기 제 2 히터 패턴의 패턴 간격이 각각 유지되면서도 상기 유전층의 상면의 온도 분포가 균일하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척의 구조를 개략적으로 보이는 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척의 일부를 확대한 확대도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척의 구조를 개략적으로 보이는 단면도.
도 4은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척을 구성하는 열평형 부재를 확대한 확대도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척의 일부를 확대한 확대도이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(100)은 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서, 베이스 부재(110)와, 유전층(130)과, 제 1 히터 패턴(120)과, 제 2 히터 패턴(125) 및 유전층 접착층(115)을 포함한다.
여기서, 히터 패턴은 소정 길이의 히터가 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(100)의 내부에서 지그 재그 형태로 형성된 것을 말하고, 지그재그 형태로 형성될 때 서로 이웃하는 것 사이에 피치(pitch), 소정 거리의 간격이 형성된다.
상기 베이스 부재(110)는 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(100)의 하부를 이루는 것으로, 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(100)이 설치되는 설치면에 놓이는 것이다.
상기 베이스 부재(110)는 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어진다.
상기 유전층(130)은 상기 베이스 부재(110) 상에 배치되는 유전체이고, 그 저면부에 요철 형태의 유전층 요철부(131)가 형성되는 것이다.
상기 유전층(130)은 산화 알루미늄(Al2O3), 알루미늄 나이트라이드(AIN), 이트륨 옥사이드(Y2O3) 등으로 이루어진다.
상기 유전층(130)의 내부에는 전극판(140)이 형성된다.
상기 전극판(140)은 동박 등의 전극을 인쇄하는 방법 등에 의해 형성될 수 있다.
도면 번호 141은 상기 전극판(140)에 전원이 인가되도록 외부 전원(미도시)과 상기 전극판(140)을 연결시키는 전원 인가체이다.
상기 전원 인가체(141)에 전원이 인가되면, 상기 외부 전원과 상기 전극판(140) 사이의 전기적인 연결이 이루어지게 된다.
상기 제 1 히터 패턴(120)은 상기 유전층(130)의 저면부에서 요철 형태로 형성되는 상기 유전층 요철부(131) 중 상대적으로 돌출된 부분에 배치되어 상기 유전층(130) 상에 놓이는 상기 고정 대상물의 온도가 상대적으로 상승되도록 상기 유전층(130)의 상면부로 열을 전달하는 것이다.
상기 제 2 히터 패턴(125)은 상기 유전층 요철부(131) 중 상대적으로 함몰된 부분에 배치되어 상기 유전층(130) 상에 놓이는 상기 고정 대상물의 온도가 상대적으로 상승되도록 상기 유전층(130)의 상면부로 열을 전달하는 것이다.
상기 제 1 히터 패턴(120)은 상기 유전층 요철부(131) 중 상대적으로 돌출된 부분에 배치되고, 상기 제 2 히터 패턴(125)이 상기 유전층 요철부(131) 중 상대적으로 함몰된 부분에 배치됨으로써 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)은 서로 다른 높이를 가진 두 개의 층을 이루게 된다.
상기 유전층 요철부(131) 중 상대적으로 함몰된 부분의 함몰 깊이는 상기 제 2 히터 패턴(125)의 높이에 비해 상대적으로 더 크게 형성되고, 상기 제 2 히터 패턴(125)은 상기 유전층 요철부(131) 중 상대적으로 함몰된 부분의 천장에 접하도록 배치된다.
그러면, 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)은 서로 비접촉되도록 소정 높이 이격되는 형태로 배치될 수 있다.
상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)은 박막 필름(미도시)이 하측을 덮는 형태로 상기 유전층(130)의 저면부에 결합된다.
상세히, 상기 유전층 요철부(131) 중 상대적으로 함몰된 부분에 상기 제 2 히터 패턴(125)이 삽입된 상태에서 그 상부에 상기 제 1 히터 패턴(120)이 부착된 상기 박막 필름이 상기 유전층 요철부(131)를 덮게 되고, 그에 따라 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)이 상기 유전층(130)의 저면부에 결합될 수 있게 된다.
본 실시예에서 상기 유전층 요철부(131) 중 상대적으로 함몰된 부분은 블라스트 가공 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)은 상기 유전층(130)의 저면의 전체 면적에 고루 형성된다.
즉, 하방에서 상기 유전층(130)의 저면을 올려다볼 때, 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125) 사이의 공백(gap)이 미형성되거나, 최소화되도록 상기 제 2 히터 패턴(125)은 상기 유전층(130) 저면부 중 상기 제 1 히터 패턴(120)이 배치된 부분을 제외한 나머지 부분에 배치된다.
이를 더 상세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제 1 히터 패턴(120) 중 어느 하나는 상기 제 2 히터 패턴(125) 중 서로 이웃하는 두 개의 사이에 배치되되, 상기 제 2 히터 패턴(125) 중 서로 이웃하는 두 개에서 상기 제 1 히터 패턴(120) 중 어느 하나의 좌측에 배치된 것의 타측면은 상기 제 1 히터 패턴(120) 중 어느 하나의 일측면을 지나는 가상의 연장면 상에 형성된다.
여기서, 일측면은 좌측을 말하는 것이고, 타측면을 우측을 말하는 것이고, 이러한 부분은 이하 설명에서도 동일하게 적용된다.
또한, 상기 제 2 히터 패턴(125) 중 서로 이웃하는 두 개에서 상기 제 1 히터 패턴(120) 중 어느 하나의 우측에 배치된 것의 일측면은 상기 제 1 히터 패턴(120) 중 어느 하나의 타측면을 지나는 가상의 연장면 상에 형성된다.
또한, 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)은 상기 유전층(130) 저면부의 전체 면적에 고루 형성된다.
그러면, 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)에서 상기 유전층(130)의 상면으로 전달되는 열전달값이 동일하여 상기 유전층(130)의 상면의 온도 분포가 균일하게 이루어질 수 있게 된다.
도면 번호 121은 상기 제 1 히터 패턴(120)에 전원을 인가하는 제 1 히터측 전원 인가체이고, 도면 번호 126은 상기 제 2 히터 패턴(125)에 전원을 인가하는 제 2 히터측 전원 인가체이다.
상기 유전층 접착층(115)은 상기 유전층(130), 더 정확하게는 상기 유전층(130)의 저면부에 형성된 상기 유전층 요철부(131)에 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)이 결합된 상태에서 상기 유전층(130)의 하부와 상기 베이스 부재(110)의 상부 사이에 배치되어, 상기 베이스 부재(110)에 상기 유전층(130)을 접착시키는 것이다.
상기 유전층 접착층(115)은 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나로 이루어진다.
상기와 같이 형성되면, 상기 베이스 부재(110) 상에 상기 유전층 접착층(115), 상기 제 2 히터 패턴(125), 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 유전층(130)이 순차적으로 배치하게 된다.
한편, 본 실시예에서는 미도시되었으나, 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(100)은 상기 유전층(130)의 하부와 상기 유전층 접착층(115) 사이에 절연을 위한 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층은 상기 제 1 히터 패턴(120)과 상기 제 2 히터 패턴(125)을 덮는 형태로 형성되고, 산화 알루미늄(Al2O3) 및 이트륨 옥사이드(Y2O3) 중 적어도 하나로 이루어지면서 용사코팅 방식을 통해 형성될 수도 있고, 폴리이미드(PI) 수지 등의 절연수지로 이루어질 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(100)의 제작 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 유전층(130)의 하부에 상기 유전층 요철부(131)를 형성한다.
상기 유전층 요철부(131) 중 함몰된 부분은 상기 블라스트 가공에 의해 형성된다.
상기 유전층 요철부(131) 중 함몰된 부분에 상기 제 2 히터 패턴(125)을 삽입한다.
상기 유전층 요철부(131)의 저면에 상기 제 1 히터 패턴(120)이 부착된 상기 박막 필름을 덮는다.
그런 다음, 상기 유전층(130)의 내부에 상기 전극판(140)을 내삽한다.
이 때, 상기 상기 유전층(130)에 대한 상기 전극판(140)의 삽입, 상기 제 1 히터 패턴(120)과 상기 제 2 히터 패턴(125)의 결합 순서는 변경 가능하다.
그런 다음, 상기 베이스 부재(110) 상에 상기 유전층 접착층(115)을 이루는 물질을 도포한 후 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)이 결합된 상기 유전층(130)을 상기 베이스 부재(110)에 접착한다.
상기와 같이, 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(100)이 상기 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서, 상기 베이스 부재(110)와, 상기 유전층(130)과, 상기 제 1 히터 패턴(120)과, 상기 제 2 히터 패턴(125)과, 상기 유전층 접착층(115)을 포함하고, 상기 유전층(130)의 저면부에서 서로 다른 높이로 배치된 상기 제 1 히터 패턴(120) 및 상기 제 2 히터 패턴(125)으로부터 상기 유전층(130)의 상면으로 각각 열이 전달됨에 따라 상기 제 1 히터 패턴(120)의 패턴 간격 및 상기 제 2 히터 패턴(125)의 패턴 간격이 각각 유지되면서도 상기 유전층(130)의 상면의 온도 분포가 균일하게 이루어질 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척에 대하여 설명한다.
이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(200)은 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서, 베이스 부재(210)와, 유전층(230)과, 히터 플레이트(250)와, 제 1 히터 패턴(220)과, 제 2 히터 패턴(225)과, 유전층 접착층(256) 및 플레이트 접착층(216)을 포함한다.
상기 베이스 부재(210)는 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(200)의 하부를 이루는 것으로, 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(200)이 설치되는 설치면에 놓이는 것이다.
상기 유전층(230)은 상기 베이스 부재(210) 상에 배치되는 유전체이고, 그 내부에 전극판(240)이 내삽되는 것이다.
상기 히터 플레이트(250)는 상기 유전층(230)의 하부에 배칭되고, 그 저면부에 요철 형태의 플레이트 요철부(251)가 형성되는 것이다.
상기 히터 플레이트(250)는 소정 면적의 판 형태로 형성되고, 알루미늄 재질로 이루어진다.
상기 제 1 히터 패턴(220)은 상기 히터 플레이트(250)의 저면부에서 요철 형태로 형성되는 상기 플레이트 요철부(251) 중 상대적으로 돌출된 부분에 결합되는 것이다.
상기 제 2 히터 패턴(225)은 상기 히터 플레이트(250)의 저면부에서 요철 형태로 형성되는 상기 플레이트 요철부(251) 중 상대적으로 함몰된 부분에 삽입되는 것이다.
상기와 같이 형성됨에 따라, 상기 제 1 히터 패턴(220) 및 상기 제 2 히터 패턴(225)은 서로 다른 높이를 가진 두 개의 층을 이루게 된다.
상기 유전층 접착층(256)은 실리콘 재질로 이루어지고, 상기 유전층(230)의 하부와 상기 히터 플레이트(250)의 상부 사이에 배치되어 상기 유전층(230)과 상기 히터 플레이트(250)를 접착시키는 것이다.
상기 플레이트 접착층(216)은 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나의 재질로 이루어지고, 상기 히터 플레이트(250)에 상기 제 1 히터 패턴(220) 및 상기 제 2 히터 패턴(225)이 결합된 상태에서 상기 히터 플레이트(250)의 하부와 상기 베이스 부재(210)의 상부 사이에 배치되어 상기 베이스 부재(210)에 상기 히터 플레이트(250)를 접착시키는 것이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 유전층(230)의 저면부에 별도의 가공을 할 필요가 없어서 상기 유전층(230)의 제작 단가가 낮아지고, 상기 제 1 히터 패턴(220) 및 상기 제 2 히터 패턴(225)을 상기 히터 플레이트(250)에 결합시킴에 따라, 상기 유전층(230)의 저면부에 결합시키는 것에 비해 결합이 간단하게 이루어짐으로써 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(200)의 제작 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
본 실시예에서는 미도시되었지만, 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척(200)은 상기 히터 플레이트(250)의 저면부와 상기 플레이트 접착층(216) 사이에 절연을 위한 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층은 상기 제 1 히터 패턴(220)과 상기 제 2 히터 패턴(225)을 덮는 형태로 형성된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척에 대하여 설명한다.
이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 4은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척을 구성하는 열평형 부재를 확대한 확대도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 이층 히터 패턴이 구비된 정전척이 베이스 부재(310)와, 유전층(330)과, 제 1 히터 패턴(320)과, 제 2 히터 패턴(325)과, 유전층 접착층(315) 및 열평형 부재(360)를 포함한다.
상기 베이스 부재(310)는 상기 이층 히터 패턴이 구비되는 정전척이 설치되는 설치면에 놓이는 것이다.
상기 유전층(330)은 상기 베이스 부재(310) 상에 배치되는 유전체이고, 그 저면부에 요철 형태의 유전층 요철부가 형성되는 것이다.
상기 제 1 히터 패턴(320)은 상기 유전층(330) 요철부 중 돌출된 부분에 배치되는 것이다.
상기 제 2 히터 패턴(325)은 상기 유전층(330) 요철부 중 함몰된 부분에 삽입되는 형태로 배치되는 것이다.
상기 유전층 접착층(315)은 상기 유전층(330)에 상기 제 1 히터 패턴(320) 및 상기 제 2 히터 패턴(325)이 결합된 상태에서 상기 유전층(330)의 하부와 상기 베이스 부재(310)의 상부 사이에 배치되어, 상기 베이스 부재(310)에 상기 유전층(330)을 접착시키는 것이다.
상기 열평형 부재(360)는 금속 재질로 이루어지면서 상기 제 1 히터 패턴(320) 상에 배치되고, 상기 유전층(330)의 상면 중 상기 제 1 히터 패턴(320) 상의 부분과 상기 제 2 히터 패턴(325) 상의 부분에 대한 온도 분포가 균일해지도록 하는 것이다.
상세히, 상기 열평형 부재(360)는 열평형 몸체(361)와, 하부측 열 수집부(362)와, 측부측 열 수집부(363)와, 유전층 열 전달부(365) 및 열방출 방지홈(364)을 포함한다.
상기 열평형 몸체(361)는 상기 제 1 히터 패턴(320)의 상면에 접하도록 배치되어 상기 제 1 히터 패턴(320)의 열이 전달되는 것이다.
상기 열평형 몸체(361)는 상기 제 1 히터 패턴(320)의 상면과 대응되는 길이를 가진 사각 단면 형태로 형성된다.
상기 하부측 열 수집부(362)는 상기 열평형 몸체(361)의 양측 말단부에서 상기 제 2 히터 패턴(325) 중 상기 제 1 히터 패턴(320)과 서로 이웃하는 것의 하부 쪽으로 각각 확장되어 상기 제 2 히터 패턴(325) 중 상기 제 1 히터 패턴(320)과 서로 이웃하는 것의 하부에서 방출되는 열을 수집하게 되는 것이다.
상기 하부측 열 수집부(362)는 상기 제 2 히터 패턴(325)의 길이에 대응되는 길이로 형성되고 상기 제 2 히터 패턴(325)에서 전도 열전달은 방지하고 복사 열전달이 이루어질 수 있도록 상기 제 2 히터 패턴(325)에서 하부 쪽으로 소정 간격 이격되어 배치된다.
상기 측부측 열 수집부(363)는 상기 열평형 몸체(361)의 상측으로 돌출되되, 상기 제 2 히터 패턴(325) 중 상기 제 1 히터 패턴(320)과 서로 이웃하는 것과 이격되어 형성되고, 상기 제 2 히터 패턴(325) 중 상기 제 1 히터 패턴(320)과 서로 이웃하는 것의 측부에서 방출되는 열을 수집하게 되는 것이다.
상기 유전층 열 전달부(365)는 사각 단면 형태를 가지면서 상기 측부측 열 수집부(363)에서 상측으로 돌출되어 상기 열평형 몸체(361), 상기 하부측 열 수집부(362) 및 상기 측부측 열 수집부(363)에서 수집된 열을 상기 유전층(330)의 상면 쪽으로 전달시키는 것이다.
상기 열방출 방지홈(364)은 상기 유전층 열 전달부(365)의 양 측면에서 소정 깊이로 함몰되어 상기 유전층 열 전달부(365)의 열이 상기 유전층 열 전달부(365)에서 상기 유전층(330) 쪽으로 방출되는 것이 방지되도록 하는 것이다.
상기 열방출 방지홈(364)은 상기 유전층 열 전달부(365)에서 상기 유전층(330) 쪽으로의 열전달이 최소화되도록 소정 곡률을 가진 곡면 형태로 형성된다.
상기 측부측 열 수집부(363) 및 상기 유전층 열 전달부(365)의 전체 높이는 상기 제 1 히터 패턴(320) 및 상기 제 2 히터 패턴(325)의 열 전달량과 상기 유전층(330)의 열저항 크기에 의해 결정된다.
예를 들어, 상기 유전층(330)의 열저항 크기가 커서 상기 유전층(330)의 상면 중 상기 제 1 히터 패턴(320) 상의 부분과 상기 제 2 히터 패턴(325) 상의 부분의 열분포 차가 크면, 상기 측부측 열 수집부(363) 및 상기 유전층 열 전달부(365)의 전체 높이는 높아지게 되고, 상기 유전층(330)의 열저항 크기가 작아서 상기 유전층(330)의 상면 중 상기 제 1 히터 패턴(320) 상의 부분과 상기 제 2 히터 패턴(325) 상의 부분의 열분포 차가 작으면, 상기 측부측 열 수집부(363) 및 상기 유전층 열 전달부(365)의 전체 높이는 낮아지게 된다.
이러한 상기 측부측 열 수집부(363) 및 상기 유전층 열 전달부(365)의 전체 높이는 상기 제 1 히터 패턴(320) 및 상기 제 2 히터 패턴(325)의 열 전달량과 상기 유전층(330)의 열저항 크기를 측정하여 결정되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 히터 패턴(320)이 상기 제 2 히터 패턴(325)에 비해 더 낮게 배치된 상태에서, 상기 제 1 히터 패턴(320)에서 상기 유전층(330) 상면까지의 높이는 상기 제 2 히터 패턴(325)에서 상기 유전층(330) 상면까지의 높이에 비해 상대적으로 높아지게 되므로 상기 제 1 히터 패턴(320)의 상측 부분과 상기 유전층(330) 상면 사이의 열저항은 상기 제 2 히터 패턴(325)의 상측 부분과 상기 유전층(330) 상면 사이의 열저항에 비해 상대적으로 더 크게 되므로, 상기 유전층(330)의 상면은 온도 분포가 불균일하게 된다.
따라서, 상기와 같이 상기 열평형 부재(360)가 형성되면, 상기 유전층(330)의 저면부에서 상기 제 1 히터 패턴(320)이 상기 제 2 히터 패턴(325)에 비해 상대적으로 더 낮게 배치된 상태에서, 상기 유전층(330)의 상면 중 상기 제 1 히터 패턴(320)의 상측 부분에는 상기 제 1 히터 패턴(320)의 열과 상기 제 2 히터 패턴(325)에서 수집된 열이 함께 상기 열평형 부재(360)를 통해 전달되고, 상기 유전층(330)의 상면 중 상기 제 2 히터 패턴(325)의 상측 부분에는 상기 제 2 히터 패턴(325)의 열이 전달됨으로써 상기 유전층(330)의 상면의 온도 분포가 균일하게 이루어질 수 있게 된다.
상기 열평형 부재(360)는 상기 제 1 히터 패턴(320) 상에 각각 적용될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 미도시되었으나 상기 제 1 히터 패턴(320)의 하부에는 상기 제 1 히터 패턴(320)에서 상기 베이스 부재(310) 쪽으로 상기 제 1 히터 패턴(320)의 열전달이 방지되도록 하는 단열재가 추가로 형성될 수 있다.
그러면, 상기 제 1 히터 패턴(320)에서 발생되는 열이 상이 유전층(330) 쪽으로만 열전달되어 상기 유전층(330)의 상면의 온도 분포가 더 균일하게 이루어질 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이층 히터 패턴이 구비된 정전척에 의하면, 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척을 구성하는 제 1 히터 패턴과 제 2 히터 패턴으로부터 상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척의 상면으로 각각 열이 전달됨에 따라, 상기 제 1 히터 패턴의 패턴 간격 및 상기 제 2 히터 패턴의 패턴 간격이 각각 유지되면서도 상기 유전층의 상면의 온도 분포가 균일하게 이루어질 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 이층 히터 패턴이 구비된 정전척
110 : 베이스 부재
115 : 유전층 접착층
120 : 제 1 히터 패턴
125 : 제 2 히터 패턴
130 : 유전층
140 : 전극판

Claims (5)

  1. 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서,
    설치면에 놓이는 베이스 부재;
    상기 베이스 부재 상에 배치되는 유전체이고, 그 저면부에 요철 형태의 유전층 요철부가 형성되는 유전층;
    상기 유전층 요철부 중 돌출된 부분에 배치되는 제 1 히터 패턴;
    상기 유전층 요철부 중 함몰된 부분에 삽입되는 형태로 배치되는 제 2 히터 패턴; 및
    상기 유전층에 상기 제 1 히터 패턴 및 상기 제 2 히터 패턴이 결합된 상태에서 상기 유전층의 하부와 상기 베이스 부재의 상부 사이에 배치되어, 상기 베이스 부재에 상기 유전층을 접착시키는 유전층 접착층;을 포함하는 이층 히터 패턴이 구비된 정전척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 패턴 중 어느 하나는 상기 제 2 히터 패턴 중 서로 이웃하는 두 개의 사이에 배치되되,
    상기 제 2 히터 패턴 중 서로 이웃하는 두 개에서 상기 제 1 히터 패턴 중 어느 하나의 좌측에 배치된 것의 타측면은 상기 제 1 히터 패턴 중 어느 하나의 일측면을 지나는 가상의 연장면 상에 형성되고,
    상기 제 2 히터 패턴 중 서로 이웃하는 두 개에서 상기 제 1 히터 패턴 중 어느 하나의 우측에 배치된 것의 일측면은 상기 제 1 히터 패턴 중 어느 하나의 타측면을 지나는 가상의 연장면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이층 히터 패턴이 구비된 정전척.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 히터 패턴은 상기 유전층 저면부 중 상기 제 1 히터 패턴이 배치된 부분을 제외한 나머지 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 이층 히터 패턴이 구비된 정전척.
  4. 고정 대상물을 정전기력을 이용하여 고정시켜 주는 것으로서,
    설치면에 놓이는 베이스 부재;
    상기 베이스 부재 상에 배치되는 유전체이고, 그 내부에 전극판이 내삽되는 유전층;
    상기 유전층의 하부에 배치되고, 그 저면부에 요철 형태의 플레이트 요철부가 형성되는 히터 플레이트;
    상기 플레이트 요철부 중 돌출된 부분에 결합되는 제 1 히터 패턴;
    상기 플레이트 요철부 중 함몰된 부분에 삽입되는 형태로 결합되는 제 2 히터 패턴;
    상기 유전층의 하부와 상기 히터 플레이트의 상부 사이에 배치되어 상기 유전층과 상기 히터 플레이트를 접착시키는 유전층 접착층; 및
    상기 히터 플레이트에 상기 제 1 히터 패턴 및 상기 제 2 히터 패턴이 결합된 상태에서 상기 히터 플레이트의 하부와 상기 베이스 부재의 상부 사이에 배치되어 상기 베이스 부재에 상기 히터 플레이트를 접착시키는 플레이트 접착층;을 포함하는 이층 히터 패턴이 구비된 정전척.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 이층 히터 패턴이 구비된 정전척은
    상기 제 1 히터 패턴 상에 배치되고, 상기 유전층의 상면 중 상기 제 1 히터 패턴의 상측 부분과 상기 제 2 히터 패턴의 상측 부분에 대한 온도 분포가 균일해지도록 하는 열평형 부재;를 포함하고,
    상기 열평형 부재는
    상기 제 1 히터 패턴의 상면에 접하도록 배치되어 상기 제 1 히터 패턴의 열이 전달되는 열평형 몸체와,
    상기 열평형 몸체의 양측 말단부에서 상기 제 2 히터 패턴 중 상기 제 1 히터 패턴과 서로 이웃하는 것의 하부 쪽으로 각각 확장되어 상기 제 2 히터 패턴 중 상기 제 1 히터 패턴과 서로 이웃하는 것의 하부에서 방출되는 열을 수집하게 되는 하부측 열 수집부와,
    상기 열평형 몸체의 상측으로 돌출되되, 상기 제 2 히터 패턴 중 상기 제 1 히터 패턴과 서로 이웃하는 것과 이격되어 형성되고, 상기 제 2 히터 패턴 중 상기 제 1 히터 패턴과 서로 이웃하는 것의 측부에서 방출되는 열을 수집하게 되는 측부측 열 수집부와,
    상기 측부측 열 수집부에서 상측으로 돌출되어 상기 열평형 몸체, 상기 하부측 열 수집부 및 상기 측부측 열 수집부에서 수집된 열을 상기 유전층 쪽으로 전달시키는 유전층 열 전달부 및
    상기 유전층 열 전달부의 양 측면에서 소정 깊이로 함몰되어 상기 유전층 열 전달부의 열이 상기 유전층 열 전달부에서 상기 유전층 쪽으로 방출되는 것이 방지되도록 하는 열방출 방지홈을 포함하고,
    상기 유전층의 저면부에서 상기 제 1 히터 패턴이 상기 제 2 히터 패턴에 비해 상대적으로 더 낮게 배치된 상태에서, 상기 유전층의 상면 중 상기 제 1 히터 패턴의 상측 부분에는 상기 제 1 히터 패턴의 열과 함께 상기 제 2 히터 패턴에서 수집된 열이 상기 열평형 부재를 통해 전달되고, 상기 유전층의 상면 중 상기 제 2 히터 패턴의 상측 부분에는 상기 제 2 히터 패턴의 열이 전달됨으로써 상기 유전층의 상면의 온도 분포가 균일하게 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 이층 히터 패턴이 구비된 정전척.
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