KR102635169B1 - Coating type high temperature electrostatic chuck - Google Patents

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Abstract

본 개시는 코팅 타입 고온 정전척에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 고온 환경에서도 휘지 않고 평탄도가 우수한 대면적 코팅 타입 고온 정전척을 제공하는데 있다. 이를 위해 본 개시는 베이스 부재; 및 상기 베이스 부재 상에 본딩층없이 직접 코팅된 제1유전층과, 상기 제1유전층 상에 형성된 전극층과, 상기 제1유전층 및 상기 전극층 상에 코팅된 제2유전층으로 이루어진 지지 부재를 포함하고, 상기 베이스 부재는 열 차단 영역 또는 열 확산 영역을 더 포함하는, 코팅 타입 고온 정전척을 제공한다.This disclosure relates to a coating-type high-temperature electrostatic chuck, and the technical problem to be solved is to provide a large-area coating-type high-temperature electrostatic chuck that does not bend even in a high-temperature environment and has excellent flatness. For this purpose, the present disclosure provides a base member; and a support member consisting of a first dielectric layer coated directly on the base member without a bonding layer, an electrode layer formed on the first dielectric layer, and a second dielectric layer coated on the first dielectric layer and the electrode layer, Provided is a coating type high temperature electrostatic chuck, wherein the base member further includes a heat blocking area or a heat spreading area.

Description

코팅 타입 고온 정전척{Coating type high temperature electrostatic chuck}Coating type high temperature electrostatic chuck}

본 개시(disclosure)는 코팅 타입 고온 정전척에 관한 것이다.This disclosure relates to a coating type high temperature electrostatic chuck.

최근 반도체 장치와 LCD, OLED, FPD 산업 등 디스플레이 산업이 급격한 발전을 거듭하고 있다. 이러한 발전 속도는 반도체 메모리의 고집적화, 디스플레이 장치의 대면적화를 의미하고 있기 때문에 이들을 제조하는 장비 역시 고기능, 대면적화가 요구되고 있다.Recently, the display industry, including semiconductor devices, LCD, OLED, and FPD industries, is experiencing rapid development. Because this pace of development means higher integration of semiconductor memories and larger areas of display devices, the equipment that manufactures them is also required to be highly functional and large-area.

일반적으로, 정전척(electrostatic chuck)은 반도체 및 디스플레이 제조 장비의 진공 챔버 내부에서 웨이퍼나 글래스 패널을 일정한 위치에 고정시키기 위해 사용되는 것으로, 종래에는 기판을 고정하기 위하여 진공 흡착 방식 등이 사용되었으나, 최근 들어서는 대부분 정전척에 의해 그 내부에서 발생되는 정전기력에 의해 웨이퍼나 글래스 패널을 흡착하여 잡아주는 역할을 한다. 즉, 정전척은 전극층에서 정전기를 발생시켜 기판을 수평 상태로 고정시킬 수 있도록 구성되며, 이는 반도체 웨이퍼나 디스플레이용 글래스 패널의 사이즈가 증가할수록 정전척의 크기나 면적 역시 증가할 수밖에 없다.In general, an electrostatic chuck is used to fix a wafer or glass panel in a certain position inside the vacuum chamber of semiconductor and display manufacturing equipment. In the past, a vacuum adsorption method was used to fix the substrate. Recently, most electrostatic chucks play the role of adsorbing and holding wafers or glass panels by the electrostatic force generated inside them. In other words, the electrostatic chuck is configured to generate static electricity in the electrode layer to fix the substrate in a horizontal state. As the size of the semiconductor wafer or display glass panel increases, the size and area of the electrostatic chuck inevitably increase.

위와 같이, 웨이퍼나 디스플레이 기판이 대형화되어 가는 추세에 따라 이를 가공하기 위한 대면적 정전척에 대한 필요성이 요구되고 있고, 또한 설정된 수치 이내의 평탄도도 요구되고 있다. 예를 들면, 금속재 베이스 부재 위에 전극층과 세라믹층이 제공되어 있는 정전척은 그 면적이 커질수록 고온 환경 하에서 야기되는 열응력이나 열팽창 계수 차이와 같은 요인으로 인하여 정전척이 구조적으로 변형되어 그 위에 장착되는 기판에 대한 평탄도가 저하될 가능성이 높으며, 그러한 평탄도의 저하로 인하여 기판을 잡는 힘, 즉 척력(chucking force)이 약해진다는 문제점이 있다.As above, as wafers and display substrates become larger, the need for large-area electrostatic chucks for processing them is required, and flatness within a set value is also required. For example, as the area of an electrostatic chuck provided with an electrode layer and a ceramic layer on a metal base member increases, the electrostatic chuck is structurally deformed due to factors such as thermal stress or difference in thermal expansion coefficient caused by a high-temperature environment and is mounted on it. There is a high possibility that the flatness of the substrate being used will decrease, and there is a problem that the force to hold the substrate, that is, the chucking force, becomes weak due to the decrease in flatness.

위와 같은 이유로, 각각의 정전척은 전체적으로 평탄도가 상이하여 이러한 변형을 제어하여 전 평면에 걸쳐 평탄도를 균일하게 하는데 많은 어려움이 있으며, 실제로 대면적의 정전척일수록 기판을 지지하게 되는 힘이 불균일하게 되는 문제점이 많이 발생한다. 다시 말해 정전척의 구조가 불균일하게 되면 정전척의 표면은 설정된 수치 이내의 평탄도를 가지지 않게 되므로, 기판을 강하게 잡아주질 못하게 된다.For the above reasons, the overall flatness of each electrostatic chuck is different, making it difficult to control this deformation and make the flatness uniform across the entire plane. In fact, the larger the area of the electrostatic chuck, the more uneven the force supporting the substrate is. There are many problems that arise. In other words, if the structure of the electrostatic chuck is non-uniform, the surface of the electrostatic chuck will not have a flatness within the set value, and therefore will not be able to hold the substrate strongly.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The above-described information disclosed in the background technology of this invention is only for improving understanding of the background of the present invention, and therefore may include information that does not constitute prior art.

본 개시에 따른 해결하고자 하는 과제는 고온 환경에서도 휘지 않고 평탄도가 우수한 대면적 코팅 타입 고온 정전척을 제공하는데 있다.The problem to be solved according to the present disclosure is to provide a large-area coated type high-temperature electrostatic chuck that does not bend even in a high-temperature environment and has excellent flatness.

본 개시에 따른 코팅 타입 고온 정전척은 베이스 부재; 및 상기 베이스 부재 상에 본딩층없이 직접 코팅된 제1유전층과, 상기 제1유전층 상에 형성된 전극층과, 상기 제1유전층 및 상기 전극층 상에 코팅된 제2유전층으로 이루어진 지지 부재를 포함하고, 상기 베이스 부재는 하부 영역에 형성된 쿨링 라인; 상부 영역에 형성된 히팅 라인; 및 상기 하부 영역과 상기 상부 영역의 사이에 캐비티가 제공되고 상기 캐비티의 내측에 단열재가 충진되어 이루어진 열 차단 영역을 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 코팅 타입 고온 정전척은 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에 본딩층없이 직접 코팅된 제1유전층과, 상기 제1유전층 상에 형성된 전극층과, 상기 제1유전층 및 상기 전극층 상에 코팅된 제2유전층으로 이루어진 지지 부재; 및 상기 베이스 부재와 상기 지지 부재의 사이에 개재된 열 확산 영역을 포함하고, 상기 베이스 부재는 하부 영역에 형성된 쿨링 라인; 상부 영역에 형성된 히팅 라인; 및 상기 하부 영역과 상기 상부 영역의 사이에 캐비티가 제공되어 이루어진 열 차단 영역을 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 코팅 타입 고온 정전척은 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에 본딩층없이 직접 코팅된 제1유전층과, 상기 제1유전층 상에 형성된 전극층과, 상기 제1유전층 및 상기 전극층 상에 코팅된 제2유전층으로 이루어진 지지 부재; 및 상기 베이스 부재와 상기 지지 부재의 사이에 개재된 열 확산 영역을 포함하고, 상기 베이스 부재는 하부 영역에 형성된 쿨링 라인; 상부 영역에 형성된 히팅 라인; 및 상기 하부 영역과 상기 상부 영역의 사이에 캐비티가 제공되고 상기 캐비티의 내측에 단열재가 충진되어 이루어진 열 차단 영역을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 상기 코팅 타입 고온 정전척은 200℃ 내지 800℃의 범위에서 사용될 수 있다.
일부 예들에서, 상기 베이스 부재 및 상기 지지 부재는 상부에서 보았을 때 사각형 또는 원형일 수 있다.
일부 예들에서, 상기 지지 부재중 한변의 길이는 400mm 내지 3500mm이거나, 또는 상기 지지 부재의 직경은 100mm 내지 400mm일 수 있다.
일부 예들에서, 상기 제1유전층은 베이스 부재 상에 상압 플라즈마 스프레이 방식으로 직접 코팅될 수 있다.
일부 예들에서, 상기 제2유전층은 상기 전극층 및 상기 제1유전층 상에 상압 플라즈마 스프레이 방식으로 직접 코팅될 수 있다.
일부 예들에서, 상기 하부 영역과 상기 상부 영역은 상기 열 차단 영역의 사이에 제공되는 연결 영역을 통해 연결될 수 있다.
일부 예들에서, 상기 열 확산 영역은 실리콘카바이드, 알루미늄질화물, 금속-세라믹 복합체, 실리콘카바이드-알루미늄 또는 실리콘카바이드-실리콘을 포함할 수 있다.
A coating-type high-temperature electrostatic chuck according to the present disclosure includes a base member; and a support member consisting of a first dielectric layer coated directly on the base member without a bonding layer, an electrode layer formed on the first dielectric layer, and a second dielectric layer coated on the first dielectric layer and the electrode layer, The base member includes a cooling line formed in a lower area; Heating line formed in the upper area; And a cavity may be provided between the lower area and the upper area, and the inside of the cavity may be filled with a heat insulating material.
A coating-type high-temperature electrostatic chuck according to the present disclosure includes a base member; A support member consisting of a first dielectric layer coated directly on the base member without a bonding layer, an electrode layer formed on the first dielectric layer, and a second dielectric layer coated on the first dielectric layer and the electrode layer; and a heat diffusion region interposed between the base member and the support member, wherein the base member includes a cooling line formed in a lower region. Heating line formed in the upper area; and a heat shielding area provided with a cavity between the lower area and the upper area.
A coating-type high-temperature electrostatic chuck according to the present disclosure includes a base member; A support member consisting of a first dielectric layer coated directly on the base member without a bonding layer, an electrode layer formed on the first dielectric layer, and a second dielectric layer coated on the first dielectric layer and the electrode layer; and a heat diffusion region interposed between the base member and the support member, wherein the base member includes a cooling line formed in a lower region. Heating line formed in the upper area; And a cavity may be provided between the lower area and the upper area, and the inside of the cavity may be filled with a heat insulating material.
In some examples, the coating type high temperature electrostatic chuck can be used in the range of 200°C to 800°C.
In some examples, the base member and the support member may be square or circular when viewed from the top.
In some examples, the length of one side of the support member may be 400 mm to 3500 mm, or the diameter of the support member may be 100 mm to 400 mm.
In some examples, the first dielectric layer may be coated directly on the base member using an atmospheric pressure plasma spray method.
In some examples, the second dielectric layer may be coated directly on the electrode layer and the first dielectric layer using an atmospheric pressure plasma spray method.
In some examples, the lower region and the upper region may be connected through a connection region provided between the heat shield regions.
In some examples, the heat spreading region may include silicon carbide, aluminum nitride, metal-ceramic composite, silicon carbide-aluminum, or silicon carbide-silicon.

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본 개시는 고온 환경에서도 휘지 않고 평탄도가 우수한 대면적 코팅 타입 고온 정전척을 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 본 개시는 베이스 부재와 지지 부재 사이의 열팽창 계수에 대한 표준편차가 대략 0.01% 내지 대략 10%의 범위를 갖도록 베이스 부재와 지지 부재의 구조 및/또는 재료가 제공됨으로써, 대략 200℃ 내지 대략 800℃의 고온 환경에서, 베이스 부재와 지지 부재가 바이메탈과 유사하게 휘지 않게 되고, 이에 따라 평탄도가 우수한 대면적 코팅 타입 고온 정전척을 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a large-area coated type high-temperature electrostatic chuck that does not bend even in a high-temperature environment and has excellent flatness. In some examples, the present disclosure provides structures and/or materials for the base member and the support member such that the standard deviation for the coefficient of thermal expansion between the base member and the support member ranges from approximately 0.01% to approximately 10%, thereby providing a temperature range of approximately 200°C. In a high temperature environment of about 800°C, the base member and the support member do not bend similarly to a bimetal, and thus a large-area coating type high-temperature electrostatic chuck with excellent flatness can be provided.

또한, 본 개시는 베이스 부재 중에서 쿨링 라인을 갖는 하부 영역과 히팅 라인을 갖는 상부 영역의 사이에 열 차단 영역이 더 개재됨으로서, 하부 영역과 상부 영역의 설정 온도를 유지하는데 소비되는 에너지를 절감할 수 있는 고온 정전척을 제공할 수 있다. In addition, the present disclosure further provides a heat blocking area between the lower area with the cooling line and the upper area with the heating line in the base member, thereby reducing the energy consumed in maintaining the set temperature of the lower area and the upper area. A high temperature electrostatic chuck can be provided.

또한, 본 개시는 베이스 부재 상에 열 확산 영역이 더 제공됨으로서, 히팅 라인에 의한 열이 균일하게 확산되고, 이에 따라 지지 부재의 전체 영역이 균일한 온도를 갖는 고온 정전척을 제공할 수 있다.In addition, the present disclosure provides a high-temperature electrostatic chuck by further providing a heat diffusion area on the base member, so that heat by the heating line is spread uniformly, and thus the entire area of the support member has a uniform temperature.

도 1은 본 개시에 따른 예시적 코팅 타입 고온 정전척을 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 개시에 따른 예시적 코팅 타입 고온 정전척의 제조 방법을 도시한 개략도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 개시에 따른 다른 예시적 코팅 타입 고온 정전척을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 개시에 따른 다른 예시적 코팅 타입 고온 정전척을 도시한 단면도이다.
1 is a cross-sectional view showing an exemplary coating-type high-temperature electrostatic chuck according to the present disclosure.
2A to 2D are schematic diagrams showing a method of manufacturing an exemplary coating-type high-temperature electrostatic chuck according to the present disclosure.
3A to 3C are cross-sectional views showing another exemplary coating type high temperature electrostatic chuck according to the present disclosure.
4 is a cross-sectional view showing another exemplary coating type high temperature electrostatic chuck according to the present disclosure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 개시들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The present disclosure is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the following examples. It is not limited. Rather, these embodiments are provided to make the disclosure more faithful and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In addition, in the drawings below, the thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of explanation, and the same symbols refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term “and/or” includes any one and all combinations of one or more of the listed items. In addition, the meaning of "connected" in this specification refers not only to the case where member A and member B are directly connected, but also to the case where member C is interposed between member A and member B to indirectly connect member A and member B. do.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terms used herein are used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. Additionally, when used herein, “comprise, include,” and/or “comprising, including” refer to mentioned features, numbers, steps, operations, members, elements, and/or groups thereof. It specifies the presence and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, movements, members, elements and/or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms. It is obvious that this cannot be done. These terms are used only to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Accordingly, a first member, component, region, layer or portion described below may refer to a second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.Space-related terms such as “beneath,” “below,” “lower,” “above,” and “upper” are used to refer to an element or feature shown in a drawing. It can be used to facilitate understanding of other elements or features. These space-related terms are for easy understanding of the present invention according to various process states or usage states of the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a drawing is turned over, an element or feature described as “bottom” or “below” becomes “top” or “above.” Therefore, “below” is a concept encompassing “top” or “below.”

도 1에 도시된 예에서, 본 개시에 따른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(100)은 베이스 부재(110) 및 지지 부재(120)를 포함할 수 있다.In the example shown in FIG. 1 , an exemplary coating type high temperature electrostatic chuck 100 according to the present disclosure may include a base member 110 and a support member 120 .

베이스 부재(110)는 폭이 상대적으로 큰 하부 영역(112)과, 하부 영역(112) 상에 폭이 상대적으로 작은 상부 영역(114)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 하부 영역(112)에는 다수의 쿨링 라인(111)이 소정 피치를 가지며 제공될 수 있고, 상부 영역(114)에는 히팅 라인(113)이 소정 피치를 가지며 제공될 수 있다. 쿨링 라인(111)에는 쿨링 매체가 흘러 베이스 부재(110)의 하부 영역(112)을 소정 온도까지 쿨링시킬 수 있고, 히팅 라인(113)에는 전류가 흘러 베이스 부재(110)의 상부 영역(114)을 소정 온도까지 히팅시킬 수 있다. 일부 예들에서, 히팅 라인(113)은 니켈-크롬 열선과, 이를 감싸는 절연체로 이루어질 수 있다.The base member 110 may include a lower region 112 with a relatively large width, and an upper region 114 with a relatively small width on the lower region 112. In some examples, a plurality of cooling lines 111 may be provided in the lower area 112 with a predetermined pitch, and heating lines 113 may be provided in the upper area 114 with a predetermined pitch. A cooling medium flows through the cooling line 111 to cool the lower region 112 of the base member 110 to a predetermined temperature, and current flows through the heating line 113 to cool the upper region 114 of the base member 110. Can be heated to a predetermined temperature. In some examples, the heating line 113 may be made of a nickel-chromium heating wire and an insulator surrounding it.

일부 예들에서, 베이스 부재(110)는 순수 티타늄 또는 티타늄 합금으로 제공될 수 있다. 순수 티타늄의 경우 열팽창 계수(Thermal Exapansion Coefficient, 단위는 m/m℃)는 대략 8.6 x 10-6일 수 있고, 티타늄 합금의 경우 열팽창 계수는 대략 9.4 x 10-6일 수 있다.In some examples, base member 110 may be provided from pure titanium or titanium alloy. In the case of pure titanium, the thermal expansion coefficient (unit: m/m℃) may be approximately 8.6 x 10 -6 , and in the case of titanium alloy, the thermal expansion coefficient may be approximately 9.4 x 10 -6 .

지지 부재(120)는 베이스 상에 본딩층없이 직접 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 지지 부재(120)는 제1유전층(121), 전극층(123) 및 제2유전층(122)을 포함할 수 있다. 제1유전층(121)은 베이스 부재(110) 상에 본딩층없이 직접 코팅되어 제공될 수 있다. 전극층(123)은 제1유전층(121) 상에 제공될 수 있다. 제2유전층(122)은 제1유전층(121) 및 전극층(123) 상에 코팅되어 제공될 수 있다.The support member 120 may be provided directly without a bonding layer on the base. In some examples, support member 120 may include a first dielectric layer 121, an electrode layer 123, and a second dielectric layer 122. The first dielectric layer 121 may be provided by coating directly on the base member 110 without a bonding layer. The electrode layer 123 may be provided on the first dielectric layer 121. The second dielectric layer 122 may be provided by being coated on the first dielectric layer 121 and the electrode layer 123.

일부 예들에서, 제1유전층(121)은 베이스 부재(110) 상에 상압 플라즈마 스프레이 방식으로 직접 코팅되어 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 제2유전층(122)은 전극층(123) 및 제1유전층(121) 상에 상압 플라즈마 스프레이 방식으로 직접 코팅될 수 있다. 일부 예들에서, 상압 플라즈마 스프레이 방식 외에 에어로졸 데포지션, 아크 스프레이, 고속 산소연료 스프레이, 콜드 스프레이 또는 플레임 스프레이의 방식이 이용될 수 있다.In some examples, the first dielectric layer 121 may be provided by being directly coated on the base member 110 using an atmospheric pressure plasma spray method. In some examples, the second dielectric layer 122 may be coated directly on the electrode layer 123 and the first dielectric layer 121 using an atmospheric pressure plasma spray method. In some examples, in addition to the atmospheric pressure plasma spray method, aerosol deposition, arc spray, high-velocity oxyfuel spray, cold spray, or flame spray may be used.

일부 예들에서, 제1,2유전층(121,122)중 적어도 하나는 세라믹으로 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 제1,2유전층(121,122)중 적어도 하나는 지르코니아(ZrO2), 산화베릴륨(BeO), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 실리콘카바이드(SiC), 질화실리콘(Si3N4) 또는 티탄산알루미늄(Al2TiO5)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제1,2유전층(121,122)중 적어도 하나는 산화이트륨(Y2O3) 또는 산불화이트륨(YOF)을 포함할 수 있다.In some examples, at least one of the first and second dielectric layers 121 and 122 may be made of ceramic. In some examples, at least one of the first and second dielectric layers 121 and 122 is zirconia (ZrO2), beryllium oxide (BeO), aluminum oxide (Al2O3), aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC), or silicon nitride (Si3N4). Alternatively, it may include aluminum titanate (Al2TiO5). In some examples, at least one of the first and second dielectric layers 121 and 122 may include yttrium oxide (Y2O3) or yttrium oxide (YOF).

일부 예들에서, 지르코니아의 열팽창 계수는 대략 11 x 10-6이다. 일부 예들에서, 산화베릴륨의 열팽창 계수는 대략 8 x 10-6이다. 일부 예들에서, 산화알루미늄의 열팽창 계수는 대략 7.3 x 10-6이다. 일부 예들에서, 질화알루미늄의 열팽창 계수는 대략 4.4 x 10-6이다. 일부 예들에서, 실리콘카바이드의 열팽창 계수는 대략 3.7 x 10-6이다. 일부 예들에서, 질화알루미늄의 열팽창 계수는 대략 3.4 x 10-6이다. 일부 예들에서, 티탄산알루미늄의 열팽창 계수는 대략 1 x 10-6이다. 일부 예들에서, 산화이트륨 및 산불화이트륨의 열팽창 계수는 대략 10 내지 대략 10.5 x 10-6이다.In some examples, the coefficient of thermal expansion of zirconia is approximately 11 x 10 -6 . In some examples, the coefficient of thermal expansion of beryllium oxide is approximately 8 x 10 -6 . In some examples, the coefficient of thermal expansion of aluminum oxide is approximately 7.3 x 10 -6 . In some examples, the coefficient of thermal expansion of aluminum nitride is approximately 4.4 x 10 -6 . In some examples, the coefficient of thermal expansion of silicon carbide is approximately 3.7 x 10 -6 . In some examples, the coefficient of thermal expansion of aluminum nitride is approximately 3.4 x 10 -6 . In some examples, the coefficient of thermal expansion of aluminum titanate is approximately 1 x 10 -6 . In some examples, the coefficient of thermal expansion of yttrium oxide and yttrium bicarbonate is from approximately 10 to approximately 10.5 x 10 -6 .

일부 예들에서, 베이스 부재(110) 및/또는 지지 부재(120)는 디스플레이용 글래스를 위한 것일 경우 상부에서 보았을 때 대략 사각 형태로 제공될 수 있고 반도체용 웨이퍼를 위한 것일 경우 상부에서 보았을 때 대략 원 형태로 제공될 수 있다.In some examples, the base member 110 and/or support member 120 may be provided in a substantially square shape when viewed from the top when used for display glass or approximately circular when viewed from the top when used as a semiconductor wafer. It can be provided in the form

일부 예들에서, 정전척이 디스플레이 제조용으로 이용될 경우, 지지 부재(120)중 한변의 길이는 대략 400mm 내지 대략 3500mm일 수 있다. 일부 예들에서, 정전척이 반도체 제조용으로 이용될 경우, 지지 부재(120)의 직경은 대략 100mm 내지 대략 400mm일 수 있다.In some examples, when an electrostatic chuck is used for display manufacturing, the length of one side of the support member 120 may be approximately 400 mm to approximately 3500 mm. In some examples, when the electrostatic chuck is used for semiconductor manufacturing, the diameter of support member 120 may be approximately 100 mm to approximately 400 mm.

일부 예들에서, 정전척은 대략 200℃ 내지 대략 800℃의 온도 범위에서 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 베이스 부재(110)와 지지 부재(120) 사이의 열팽창 계수의 표준편차(standard deviation)는 대략 0.01% 내지 대략 10%일 수 있다. 따라서, 정전척의 사용 온도인 대략 200℃ 내지 대략 800℃의 범위에서, 베이스 부재(110)와 지지 부재(120) 사이의 열팽창 계수 차이로 인한 휨 현상이 최소화될 수 있고, 이에 따라 고온 환경에서 정전척의 평평도가 우수하게 유지될 수 있다.In some examples, electrostatic chucks may be used in a temperature range of approximately 200°C to approximately 800°C. In some examples, the standard deviation of the coefficient of thermal expansion between base member 110 and support member 120 may be approximately 0.01% to approximately 10%. Therefore, in the range of approximately 200°C to approximately 800°C, which is the operating temperature of the electrostatic chuck, the warping phenomenon due to the difference in thermal expansion coefficient between the base member 110 and the support member 120 can be minimized, and thus electrostatic discharge in a high temperature environment. Excellent flatness of the chuck can be maintained.

일부 예들에서, 베이스 부재(110)가 순수 티타늄(CTE: 8.6)으로 제공되고, 지지 부재(120)를 구성하는 제1,2유전층(121,122)이 산화베릴륨(CTE: 8)으로 제공될 경우, CTE의 표준편차는 대략 0.4%일 수 있다. 일부 예들에서, 베이스 부재(110)가 순수 티타늄(CTE: 8.6)으로 제공되고, 지지 부재(120)를 구성하는 제1,2유전층(121,122)이 산화알루미늄(CTE: 7.3)으로 제공될 경우, CTE의 표준편차는 대략 0.9%일 수 있다. In some examples, when the base member 110 is provided as pure titanium (CTE: 8.6) and the first and second dielectric layers 121 and 122 constituting the support member 120 are provided as beryllium oxide (CTE: 8), The standard deviation of CTE may be approximately 0.4%. In some examples, when the base member 110 is provided as pure titanium (CTE: 8.6) and the first and second dielectric layers 121 and 122 constituting the support member 120 are provided as aluminum oxide (CTE: 7.3), The standard deviation of CTE may be approximately 0.9%.

일부 예들에서, 베이스 부재(110)가 티타늄 합금(CTE: 9.4)으로 제공되고, 지지 부재(120)를 구성하는 제1,2유전층(121,122)이 산화베릴륨(CTE: 8)으로 제공될 경우, CTE의 표준편차는 대략 1%일 수 있다. 일부 예들에서, 베이스 부재(110)가 티타늄 합금(CTE: 9.4)으로 제공되고, 지지 부재(120)를 구성하는 제1,2유전층(121,122)이 산화알루미늄(CTE: 7.3)으로 제공될 경우, CTE의 표준편차는 대략 1.5%일 수 있다. In some examples, when the base member 110 is provided as a titanium alloy (CTE: 9.4) and the first and second dielectric layers 121 and 122 constituting the support member 120 are provided as beryllium oxide (CTE: 8), The standard deviation of CTE may be approximately 1%. In some examples, when the base member 110 is provided as titanium alloy (CTE: 9.4) and the first and second dielectric layers 121 and 122 constituting the support member 120 are provided as aluminum oxide (CTE: 7.3), The standard deviation of CTE may be approximately 1.5%.

일부 예들에서, 베이스 부재(110)가 티타늄 합금(CTE: 9.4)으로 제공되고, 지지 부재(120)를 구성하는 제1,2유전층(121,122)이 산화이트륨(CTE: 10)으로 제공될 경우, CTE의 표준편차는 대략 1.9%일 수 있다.In some examples, when the base member 110 is provided as titanium alloy (CTE: 9.4) and the first and second dielectric layers 121 and 122 constituting the support member 120 are provided as yttrium oxide (CTE: 10), The standard deviation of CTE may be approximately 1.9%.

이와 같이 하여, 본 개시에 따른 정전척은 대략 200℃ 내지 대략 800℃의 고온 환경에서 사용되어도, 베이스 부재(110)와 지지 부재(120) 사이의 열팽창 계수의 표준편차가 대략 2%보다 작기 때문에, 휨 현상이 거의 일어나지 않고 우수한 평탄도를 유지할 수 있다.In this way, even if the electrostatic chuck according to the present disclosure is used in a high temperature environment of approximately 200°C to approximately 800°C, the standard deviation of the thermal expansion coefficient between the base member 110 and the support member 120 is less than approximately 2%. , bending phenomenon rarely occurs and excellent flatness can be maintained.

한편, 종래와 같이 베이스 부재(110)가 알루미늄(CTE: 23)으로 제공되고, 지지 부재(120)를 구성하는 제1,2유전층(121,122)이 산화알루미늄(CTE: 7.3)으로 제공될 경우, CTE의 표준편차는 대략 11%이다. 이 경우, 정전척이 상술한 고온 환경에서 사용될 경우, 베이스 부재(110)와 지지 부재(120) 사이의 CTE 차이로 인해 휨 현상이 크게 발생하고, 따라서 평탄도가 나빠져 디스플레이용 글래스 또는 반도체용 웨이퍼를 정전척이 강한 힘으로 고정할 수 없게 된다.Meanwhile, as in the related art, when the base member 110 is provided as aluminum (CTE: 23) and the first and second dielectric layers (121, 122) constituting the support member 120 are provided as aluminum oxide (CTE: 7.3), The standard deviation of CTE is approximately 11%. In this case, when the electrostatic chuck is used in the above-described high-temperature environment, a large bending phenomenon occurs due to the difference in CTE between the base member 110 and the support member 120, and thus the flatness deteriorates, resulting in glass for displays or wafers for semiconductors. The electrostatic chuck cannot be fixed with strong force.

도 2a 내지 도 2d는 본 개시에 따른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(100)의 제조 방법을 도시한 개략도이다. 2A to 2D are schematic diagrams showing a method of manufacturing an exemplary coating-type high-temperature electrostatic chuck 100 according to the present disclosure.

도 2a는 본 개시에 따른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(100)의 제조 초기 단계를 도시한 것이다. 하부 영역(112)에 다수의 쿨링 라인(111)이 구비되고, 상부 영역(114)에 다수의 히팅 라인(113)이 구비된 베이스 부재(110)가 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 베이스 부재(110)는 순수 티타늄 또는 티타늄 합금으로 제공될 수 있다.FIG. 2A illustrates the initial stages of manufacturing an exemplary coating-type high-temperature electrostatic chuck 100 according to the present disclosure. A base member 110 may be provided with a plurality of cooling lines 111 in the lower area 112 and a plurality of heating lines 113 in the upper area 114. In some examples, base member 110 may be provided from pure titanium or titanium alloy.

도 2b는 본 개시에 따른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(100)의 제조 후기 단계를 도시한 것이다. 베이스 부재(110) 상에 제1유전층(121)이 직접 코팅될 수 있다. 일부 예들에서, 산화알루미늄 파우더를 상압 플라즈마 스프레이 방식으로 베이스 부재(110) 상에 코팅할 수 있다. 이에 따라, 베이스 부재(110)와 제1유전층(121)의 사이에 본딩층이 존재하지 않고, 베이스 부재(110) 상에 직접 제1유전층(121)이 제공될 수 있다. 도면중 미설명 부호 150은 파우더 스프레이 노즐이다.FIG. 2B illustrates a later stage of manufacturing an exemplary coated type high temperature electrostatic chuck 100 according to the present disclosure. The first dielectric layer 121 may be directly coated on the base member 110. In some examples, aluminum oxide powder may be coated on the base member 110 using an atmospheric pressure plasma spray method. Accordingly, there is no bonding layer between the base member 110 and the first dielectric layer 121, and the first dielectric layer 121 can be provided directly on the base member 110. In the drawing, an unexplained reference numeral 150 is a powder spray nozzle.

도 2c는 본 개시에 따른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(100)의 제조 후기 단계를 도시한 것이다. 제1유전층(121) 상에 전극층(123)이 제공될 수 있다. 전극층(123) 역시 도금 방식 또는 상술한 다양한 스프레이 방식으로 제공될 수 있다. 전극층(123)은 텅스텐(W) 및/또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다.FIG. 2C illustrates a later stage of manufacturing an exemplary coated type high temperature electrostatic chuck 100 according to the present disclosure. An electrode layer 123 may be provided on the first dielectric layer 121. The electrode layer 123 may also be provided by a plating method or the various spray methods described above. The electrode layer 123 may include tungsten (W) and/or titanium (Ti).

도 2d는 본 개시에 따른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(100)의 제조 후기 단계를 도시한 것이다. 제1유전층(121) 및 전극층(123) 상에 제2유전층(122)이 직접 코팅될 수 있다. 일부 예들에서, 산화알루미늄 파우더를 상압 플라즈마 스프레이 방식으로 제1유전층(121) 및 전극층(123) 상에 코팅할 수 있다. 여기서, 제1유전층(121), 전극층(123) 및 제2유전층(122)이 지지 부재(120)로 정의 또는 지칭될 수 있다.FIG. 2D illustrates a later stage of manufacturing an exemplary coated type high temperature electrostatic chuck 100 according to the present disclosure. The second dielectric layer 122 may be directly coated on the first dielectric layer 121 and the electrode layer 123. In some examples, aluminum oxide powder may be coated on the first dielectric layer 121 and the electrode layer 123 using an atmospheric pressure plasma spray method. Here, the first dielectric layer 121, the electrode layer 123, and the second dielectric layer 122 may be defined or referred to as the support member 120.

이와 같이, 베이스 부재(110)는 티타늄을 포함하고, 지지 부재(120)는 산화알루미늄을 포함함으로써, 베이스 부재(110)와 지지 부재(120)의 열팽창 계수의 표준편차가 대략 2%보다 작게 되고, 따라서 대략 200℃ 내지 대략 800℃의 고온 환경에서 정전척이 사용되어도, 베이스 부재(110)와 지지 부재(120)의 휨 현상이 거의 일어나지 않고 우수한 평탄도를 유지하게 된다. 따라서, 정전척에 의한 글래스 또는 웨이퍼의 고정력이 우수하게 유지될 수 있다.In this way, the base member 110 includes titanium and the support member 120 includes aluminum oxide, so that the standard deviation of the thermal expansion coefficient of the base member 110 and the support member 120 is less than approximately 2%. Accordingly, even when the electrostatic chuck is used in a high temperature environment of approximately 200°C to approximately 800°C, bending of the base member 110 and the support member 120 rarely occurs and excellent flatness is maintained. Therefore, the fixing force of the glass or wafer by the electrostatic chuck can be maintained excellently.

도 3a 내지 도 3c는 본 개시에 따른 다른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(200A,200B,200C)을 도시한 단면도이다.3A to 3C are cross-sectional views showing other exemplary coating-type high-temperature electrostatic chucks (200A, 200B, and 200C) according to the present disclosure.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 다른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(200A,200B,200C)은, 특히, 베이스 부재(110)는 쿨링 라인(111)(하부 영역 또는 쿨링 영역(112))과 히팅 라인(113)(상부 영역 또는 히팅 영역(114))의 사이에 개재된 열 차단 영역(230A,230B,230C)을 더 포함할 수 있다. As shown in FIGS. 3A to 3C, other exemplary coating type high temperature electrostatic chucks (200A, 200B, and 200C) according to the present disclosure, in particular, the base member 110 has a cooling line 111 (lower region or cooling It may further include heat blocking areas 230A, 230B, and 230C interposed between the area 112) and the heating line 113 (upper area or heating area 114).

일부 예들에서, 하부 영역(112)은 쿨링 라인(111)으로 인해 대략 60℃의 온도로 유지될 수 있고, 상부 영역(114)은 히팅 라인(113)으로 인해 대략 600℃의 온도로 유지될수 있다. 그런데, 하부 영역(112)과 상부 영역(114)이 직접 연결되어 있으면, 상호간 열 에너지가 교환됨으로서, 하부 영역(112) 및 상부 영역(114)의 설정 온도를 각각 유지하기 위해 더 많은 에너지가 투입할 필요가 있다.In some examples, lower region 112 may be maintained at a temperature of approximately 60°C due to cooling lines 111 and upper region 114 may be maintained at a temperature of approximately 600°C due to heating lines 113. . However, if the lower region 112 and the upper region 114 are directly connected, heat energy is exchanged between them, so more energy is input to maintain the set temperature of the lower region 112 and the upper region 114, respectively. Needs to be.

그러나, 상술한 바와 같이 쿨링 라인(111)과 히팅 라인(113) 사이에 열 차단 영역(230A,230B,230C)이 개재되면, 쿨링 라인(111)과 히팅 라인(113)의 사이에서 열 에너지의 흐름이 차단되어, 하부 영역(112) 및 상부 영역(114)의 설정 온도를 각각 유지하기 위한 에너지를 더 투입할 수 있다.However, as described above, when the heat blocking areas 230A, 230B, and 230C are interposed between the cooling line 111 and the heating line 113, the heat energy is transferred between the cooling line 111 and the heating line 113. Since the flow is blocked, more energy can be input to maintain the set temperatures of the lower region 112 and the upper region 114, respectively.

일부 예들에서, 열 차단 영역(230A,230B,230C)은 캐비티(cavity)를 포함하거나, 캐비티 및 여기에 충진된 단열재(예를 들면, 에어로겔, 펄라이트, 발포 유리, 미네랄울, 글래스울 등)를 포함할 수 있다. In some examples, the thermal barrier regions 230A, 230B, and 230C include a cavity or a cavity and an insulating material filled therein (e.g., airgel, perlite, foamed glass, mineral wool, glass wool, etc.). It can be included.

도 3a에 도시된 정전척(200A)에서, 열 차단 영역(230A)은 쿨링 라인(111)과 히팅 라인(113) 사이에 수평 방향으로 길게 하나가 제공될 수 있다. 도 3b에 도시된 정전척(200B)에서, 열 차단 영역(230B)은 쿨링 라인(111)과 히팅 라인(113) 사이에 수평 방향으로 다수가 제공될 수 있다. 도 3c에 도시된 정전척(200C)에서, 열 차단 영역(230C)은 쿨링 라인(111)과 히팅 라인(113) 사이에 수평 방향으로 다수가 제공되되, 하부 영역(112)과 상부 영역(114)은 열 차단 영역(230C) 사이의 연결 영역(115)을 통해 서로 연결될 수 있다.In the electrostatic chuck 200A shown in FIG. 3A, one heat blocking area 230A may be provided horizontally between the cooling line 111 and the heating line 113. In the electrostatic chuck 200B shown in FIG. 3B, a plurality of heat blocking areas 230B may be provided in a horizontal direction between the cooling line 111 and the heating line 113. In the electrostatic chuck 200C shown in FIG. 3C, a plurality of heat blocking areas 230C are provided in the horizontal direction between the cooling line 111 and the heating line 113, and the lower area 112 and the upper area 114 ) may be connected to each other through the connection area 115 between the heat blocking areas 230C.

이와 같이 하여 본 개시는 쿨링 라인(111)과 히팅 라인(113)의 사이에 열 차단 영역(230A,230B,230C)이 더 개재됨으로써, 쿨링 라인(111)에 의한 하부 영역(112)의 설정 온도 유지와 히팅 라인(113)에 의한 상부 영역(114)의 설정 온도 유지에 상대적으로 적은 에너지(예를 들면, 전기 에너지)를 필요로 한다.In this way, the present disclosure further provides heat blocking areas 230A, 230B, and 230C between the cooling line 111 and the heating line 113, thereby increasing the set temperature of the lower area 112 by the cooling line 111. Relatively little energy (eg, electrical energy) is required to maintain the set temperature of the upper region 114 by the maintenance and heating line 113.

도 4는 본 개시에 따른 다른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(300)을 도시한 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing another exemplary coating type high temperature electrostatic chuck 300 according to the present disclosure.

도 4에 도시된 예에서, 본 개시에 따른 다른 예시적 코팅 타입 고온 정전척(300)은 베이스 부재(110)와 지지 부재(120) 사이에 개재된 열 확산 영역(340)을 더 포함할 수 있다. In the example shown in FIG. 4 , another exemplary coating type high temperature electrostatic chuck 300 according to the present disclosure may further include a heat diffusion region 340 interposed between the base member 110 and the support member 120. there is.

일부 예들에서, 히팅 라인(113)은 소정 피치를 가지며 배열되어 있으므로, 베이스 부재(110)의 상부 영역(114)은 영역마다 온도에 차이가 있을 수 있다. 예를 들면, 히팅 라인(113)과 가까운 영역의 온도는 상대적으로 높고, 히팅 라인(113)과 먼 영역의 온도는 상대적으로 낮을 수 있다.In some examples, since the heating lines 113 are arranged at a predetermined pitch, the upper region 114 of the base member 110 may have a temperature difference for each region. For example, the temperature of an area close to the heating line 113 may be relatively high, and the temperature of an area far from the heating line 113 may be relatively low.

열 확산 영역(340)은 베이스 부재(110) 상에 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 열 확산 영역(340)은 히팅 라인(113)이 구비된 상부 영역(114)과 지지 부재(120)의 사이에 개재됨으로서, 영역별 온도 차이를 감소시킬 수 있다. 일부 예들에서, 열 확산 영역(340)은 베이스 부재(110)의 열전도율보다 높은 열전도율을 갖는 재료로 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 열 확산 영역(340)은 실리콘카바이드, 알루미늄질화물, 금속-세라믹 복합체(MMC), 실리콘카바이드-알루미늄, 또는 실리콘카바이드-실리콘로 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 열 확산 영역(340)의 열전도율(단위: W/mK)은 대략 100보다 높을 수 있다. 일례로, 실리콘카바이드의 열전도율은 대략 190이고, 알루미늄질화물의 열전도율은 대략 275이다. 여기서, 베이스 부재(110)가 순수 티타늄 또는 티타늄 합금으로 제공될 경우, 열전도율은 대략 17이다. A heat diffusion area 340 may be provided on the base member 110 . In some examples, the heat diffusion region 340 is interposed between the upper region 114 where the heating line 113 is provided and the support member 120, thereby reducing the temperature difference between regions. In some examples, heat diffusion area 340 may be provided from a material that has a higher thermal conductivity than that of base member 110 . In some examples, heat spreading region 340 may be provided from silicon carbide, aluminum nitride, metal-ceramic composite (MMC), silicon carbide-aluminum, or silicon carbide-silicon. In some examples, the thermal conductivity (in W/mK) of heat spreading region 340 may be higher than approximately 100. For example, the thermal conductivity of silicon carbide is approximately 190, and the thermal conductivity of aluminum nitride is approximately 275. Here, when the base member 110 is provided with pure titanium or titanium alloy, the thermal conductivity is approximately 17.

따라서, 열전도율이 낮는 베이스 부재(110) 상에 열전도율이 높은 열 확산 영역(340)이 제공됨으로서, 히팅 라인(113)에 의한 베이스 부재(110)의 상부 영역(114)에 대한 온도 편차가 감소되고, 베이스 부재(110)에 구비된 상부 영역(114)의 전체에 대하여 균일한 온도 유지가 가능하다. 즉, 글래스 또는 웨이퍼를 고정하는 지지 부재(120)의 온도가 영역별 편차없이 균일하게 이루어짐으로써, 제조 공정 상의 온도 편차로 인한 다양한 문제(온도에 따른 증착율 또는 식각율의 차이)가 발생하지 않게 된다.Accordingly, by providing the heat diffusion region 340 with high thermal conductivity on the base member 110 with low thermal conductivity, the temperature deviation with respect to the upper region 114 of the base member 110 due to the heating line 113 is reduced. , it is possible to maintain a uniform temperature throughout the upper region 114 provided on the base member 110. In other words, the temperature of the support member 120 that secures the glass or wafer is made uniform without region-by-region variation, so various problems (differences in deposition or etch rates depending on temperature) due to temperature variation in the manufacturing process do not occur. .

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 코팅 타입 고온 정전척을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one example for carrying out the coating-type high-temperature electrostatic chuck according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following patent claims, the present invention Without departing from the gist, anyone with ordinary knowledge in the field to which the invention pertains will say that the technical spirit of the present invention exists to the extent that various modifications can be made.

100.200,300; 코팅 타입 고온 정전척
110; 베이스 부재 111; 쿨링 라인
112; 하부 영역 113; 히팅 라인
114; 상부 영역 120; 지지 부재
121; 제1유전층 122; 제2유전층
123; 전극층 150; 스프레이 노즐
230; 열 차단 영역 340; 열 확산 영역
100.200,300; Coated type high temperature electrostatic chuck
110; base member 111; cooling line
112; subarea 113; heating line
114; upper area 120; support member
121; first dielectric layer 122; second dielectric layer
123; electrode layer 150; spray nozzle
230; thermal break area 340; heat diffusion area

Claims (10)

코팅 타입 고온 정전척에 있어서,
베이스 부재; 및
상기 베이스 부재 상에 본딩층없이 직접 코팅된 제1유전층과, 상기 제1유전층 상에 형성된 전극층과, 상기 제1유전층 및 상기 전극층 상에 코팅된 제2유전층으로 이루어진 지지 부재를 포함하고,
상기 베이스 부재는
하부 영역에 형성된 쿨링 라인;
상부 영역에 형성된 히팅 라인; 및
상기 하부 영역과 상기 상부 영역의 사이에 캐비티가 제공되고 상기 캐비티의 내측에 단열재가 충진되어 이루어진 열 차단 영역을 포함하고,
상기 코팅 타입 고온 정전척은 200℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 사용되고, 상기 코팅 타입 고온 정전척의 전체 사용 공정 동안 상기 열 차단 영역의 열전도율이 변하지 않고 일정하여 상기 하부 영역의 쿨링 라인 온도 및 상기 상부 영역의 히팅 라인 온도가 변하지 않고 일정하게 유지되는, 코팅 타입 고온 정전척.
In the coating type high temperature electrostatic chuck,
base member; and
A support member consisting of a first dielectric layer coated directly on the base member without a bonding layer, an electrode layer formed on the first dielectric layer, and a second dielectric layer coated on the first dielectric layer and the electrode layer,
The base member is
Cooling line formed in the lower area;
Heating line formed in the upper area; and
A cavity is provided between the lower region and the upper region, and a heat shield region is formed by filling the inside of the cavity with an insulating material,
The coating-type high-temperature electrostatic chuck is used in a temperature range of 200°C to 800°C, and the thermal conductivity of the heat shield area is constant and does not change during the entire use process of the coating-type high-temperature electrostatic chuck, so that the cooling line temperature of the lower area and the upper area are constant. A coated type high-temperature electrostatic chuck whose heating line temperature remains constant and does not change.
코팅 타입 고온 정전척에 있어서,
베이스 부재;
상기 베이스 부재 상에 본딩층없이 직접 코팅된 제1유전층과, 상기 제1유전층 상에 형성된 전극층과, 상기 제1유전층 및 상기 전극층 상에 코팅된 제2유전층으로 이루어진 지지 부재; 및
상기 베이스 부재와 상기 지지 부재의 사이에 개재된 열 확산 영역을 포함하고,
상기 베이스 부재는
하부 영역에 형성된 쿨링 라인;
상부 영역에 형성된 히팅 라인; 및
상기 하부 영역과 상기 상부 영역의 사이에 캐비티가 제공되어 이루어진 열 차단 영역을 포함하고,
상기 코팅 타입 고온 정전척은 200℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 사용되고, 상기 코팅 타입 고온 정전척의 전체 사용 공정 동안 상기 열 차단 영역의 열전도율이 변하지 않고 일정하여 상기 하부 영역의 쿨링 라인 온도 및 상기 상부 영역의 히팅 라인 온도가 변하지 않고 일정하게 유지되는, 코팅 타입 고온 정전척.
In the coating type high temperature electrostatic chuck,
base member;
A support member consisting of a first dielectric layer coated directly on the base member without a bonding layer, an electrode layer formed on the first dielectric layer, and a second dielectric layer coated on the first dielectric layer and the electrode layer; and
Comprising a heat diffusion area interposed between the base member and the support member,
The base member is
Cooling line formed in the lower area;
Heating line formed in the upper area; and
It includes a heat shielding area provided with a cavity between the lower area and the upper area,
The coating-type high-temperature electrostatic chuck is used in a temperature range of 200°C to 800°C, and the thermal conductivity of the heat shield area is constant and does not change during the entire use process of the coating-type high-temperature electrostatic chuck, so that the cooling line temperature of the lower area and the upper area are constant. A coated type high-temperature electrostatic chuck whose heating line temperature does not change and remains constant.
코팅 타입 고온 정전척에 있어서,
베이스 부재;
상기 베이스 부재 상에 본딩층없이 직접 코팅된 제1유전층과, 상기 제1유전층 상에 형성된 전극층과, 상기 제1유전층 및 상기 전극층 상에 코팅된 제2유전층으로 이루어진 지지 부재; 및
상기 베이스 부재와 상기 지지 부재의 사이에 개재된 열 확산 영역을 포함하고,
상기 베이스 부재는
하부 영역에 형성된 쿨링 라인;
상부 영역에 형성된 히팅 라인; 및
상기 하부 영역과 상기 상부 영역의 사이에 캐비티가 제공되고 상기 캐비티의 내측에 단열재가 충진되어 이루어진 열 차단 영역을 포함하고,
상기 코팅 타입 고온 정전척은 200℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 사용되고, 상기 코팅 타입 고온 정전척의 전체 사용 공정 동안 상기 열 차단 영역의 열전도율이 변하지 않고 일정하여 상기 하부 영역의 쿨링 라인 온도 및 상기 상부 영역의 히팅 라인 온도가 변하지 않고 일정하게 유지되는, 코팅 타입 고온 정전척.
In the coating type high temperature electrostatic chuck,
base member;
A support member consisting of a first dielectric layer coated directly on the base member without a bonding layer, an electrode layer formed on the first dielectric layer, and a second dielectric layer coated on the first dielectric layer and the electrode layer; and
Comprising a heat diffusion area interposed between the base member and the support member,
The base member is
Cooling line formed in the lower area;
Heating line formed in the upper area; and
A cavity is provided between the lower region and the upper region, and a heat shield region is formed by filling the inside of the cavity with an insulating material,
The coating type high temperature electrostatic chuck is used in a temperature range of 200°C to 800°C, and the thermal conductivity of the heat shield area is constant and does not change during the entire use process of the coating type high temperature electrostatic chuck, so that the cooling line temperature of the lower area and the upper area are constant. A coated type high-temperature electrostatic chuck whose heating line temperature remains constant and does not change.
삭제delete 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 부재 및 상기 지지 부재는 상부에서 보았을 때 사각형 또는 원형인, 코팅 타입 고온 정전척.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A coating type high temperature electrostatic chuck, wherein the base member and the support member are square or circular when viewed from the top.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재중 한변의 길이는 400mm 내지 3500mm이거나, 또는 상기 지지 부재의 직경은 100mm 내지 400mm인, 코팅 타입 고온 정전척.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A coated type high temperature electrostatic chuck, wherein the length of one side of the support member is 400 mm to 3500 mm, or the diameter of the support member is 100 mm to 400 mm.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1유전층은 베이스 부재 상에 상압 플라즈마 스프레이 방식으로 직접 코팅된, 코팅 타입 고온 정전척.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A coating-type high-temperature electrostatic chuck in which the first dielectric layer is directly coated on the base member using an atmospheric pressure plasma spray method.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2유전층은 상기 전극층 및 상기 제1유전층 상에 상압 플라즈마 스프레이 방식으로 직접 코팅된, 코팅 타입 고온 정전척.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A coating-type high-temperature electrostatic chuck, wherein the second dielectric layer is directly coated on the electrode layer and the first dielectric layer using an atmospheric pressure plasma spray method.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 영역과 상기 상부 영역은 상기 열 차단 영역의 사이에 제공되는 연결 영역을 통해 연결된, 코팅 타입 고온 정전척.
According to claim 1,
A coating type high temperature electrostatic chuck, wherein the lower region and the upper region are connected through a connection region provided between the heat shield regions.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 열 확산 영역은 실리콘카바이드, 알루미늄질화물, 금속-세라믹 복합체, 실리콘카바이드-알루미늄 또는 실리콘카바이드-실리콘을 포함하는, 코팅 타입 고온 정전척.


According to claim 2 or 3,
A coating type high temperature electrostatic chuck, wherein the heat diffusion area includes silicon carbide, aluminum nitride, metal-ceramic composite, silicon carbide-aluminum, or silicon carbide-silicon.


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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110885A (en) * 1999-10-14 2001-04-20 Hitachi Ltd Method and device for processing semiconductor
JP2003249541A (en) * 2002-02-26 2003-09-05 Hitachi High-Technologies Corp Wafer stage
JP4994121B2 (en) * 2006-08-10 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 Electrostatic chucking electrode, substrate processing apparatus, and method of manufacturing electrostatic chucking electrode
JP2017084523A (en) * 2015-10-26 2017-05-18 日本発條株式会社 Heater unit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102918629A (en) * 2010-05-28 2013-02-06 艾克塞利斯科技公司 Matched coefficient of thermal expansion for an electrostatic chuck

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110885A (en) * 1999-10-14 2001-04-20 Hitachi Ltd Method and device for processing semiconductor
JP2003249541A (en) * 2002-02-26 2003-09-05 Hitachi High-Technologies Corp Wafer stage
JP4994121B2 (en) * 2006-08-10 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 Electrostatic chucking electrode, substrate processing apparatus, and method of manufacturing electrostatic chucking electrode
JP2017084523A (en) * 2015-10-26 2017-05-18 日本発條株式会社 Heater unit

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