KR20110099974A

KR20110099974A - Electro static chuck and method of manufacturing the same

Info

Publication number: KR20110099974A
Application number: KR1020100019014A
Authority: KR
Inventors: 최진식; 조미나
Original assignee: 주식회사 코미코
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-09-09

Abstract

정전척은 기판의 온도 조절을 위한 가스가 공급되는 제1 가스 유로가 형성된 베이스 기재와, 베이스 기재 상에 접합되고 제1 가스 유로와 연결되는 제2 가스 유로가 형성된 세라믹 플레이트와, 베이스 기재와 세라믹 플레이트의 접합을 위해 사이에 개재되는 접착 물질층과, 제2 가스 유로에 대응하도록 베이스 기재의 상부면에 부착되고 제1 및 제2 가스 유로 내부로 접착 물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 유로 패치와, 세라믹 플레이트 상에 형성되며 정전기력을 발생시키기 위한 전극층과, 세라믹 플레이트 및 전극층 상에 형성되며 제2 가스 유로와 연결되는 토출홀이 형성되어 상부면으로 가스를 토출하는 용사 코팅층을 포함한다. 따라서, 베이스 기재와 전극층 사이의 절연성이 향상되어 아킹을 억제하고, 유로 패치에 의해 제1 및 제2 가스 유로 내부로 접착 물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.The electrostatic chuck includes a base substrate on which a first gas flow path to which gas for controlling temperature of the substrate is supplied is formed, a ceramic plate on which a second gas flow path joined to and connected to the first gas flow path is formed, and the base substrate and ceramics. An adhesive material layer interposed therebetween for bonding the plate, a flow path patch attached to an upper surface of the base substrate so as to correspond to the second gas flow path, and preventing the adhesive material from flowing into the first and second gas flow paths; The electrode layer is formed on the ceramic plate and generates an electrostatic force, and a spray coating layer is formed on the ceramic plate and the electrode layer and is connected to the second gas flow path to discharge the gas to the upper surface. Therefore, the insulation between the base substrate and the electrode layer is improved to prevent arcing and prevent the adhesive material from flowing into the first and second gas flow paths by the flow path patch.

Description

Electrostatic chuck and method of manufacturing the same

본 발명은 정전척 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치에서 기판의 지지를 위해 사용되는 정전척 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic chuck and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an electrostatic chuck and a method for manufacturing the same used for supporting a substrate in a semiconductor manufacturing apparatus using a plasma.

반도체 제조 장치 중에서 플라즈마 처리 장치는 챔버 내에 위치한 기판 지지대 상에 반도체 기판을 고정시킨 상태에서 공정 가스를 플라즈마 상태로 변환하여 반도체 기판을 가공한다. 상기 기판 지지대의 일 예로 정전기력을 이용하여 반도체 기판을 정전 흡착하는 정전척을 들 수 있다.Among the semiconductor manufacturing apparatuses, a plasma processing apparatus processes a semiconductor substrate by converting a process gas into a plasma state while fixing the semiconductor substrate on a substrate support positioned in the chamber. An example of the substrate support may be an electrostatic chuck that electrostatically adsorbs a semiconductor substrate using electrostatic force.

상기 정전척은 플라즈마 생성을 위한 고주파 전력이 제공되는 금속 재질의 베이스 기재 상에 유전층이 형성되고 상기 유전층 사이에 전극층이 매설되도록 구비되며, 상기 전극층으로 DC 전압을 인가하여 유전층의 상부면 상에 형성되는 정전기력으로 반도체 기판을 흡착하여 고정하게 된다. 여기서, 플라즈마 처리 장치에서 사용되는 정전척의 경우 플라즈마 상태의 공정 가스에 의해 정전척이 식각되는 것을 방지하기 위해 용사 코팅층을 이용하여 상기 유전층을 형성한다. 상기 용사 코팅층은 세라믹 분말을 이용하여 용사 코팅 공정에 의해 형성된다.The electrostatic chuck is provided such that a dielectric layer is formed on a metal base substrate provided with high frequency power for plasma generation, and an electrode layer is buried between the dielectric layers, and is formed on an upper surface of the dielectric layer by applying a DC voltage to the electrode layer. The semiconductor substrate is absorbed and fixed by the electrostatic force. In the case of the electrostatic chuck used in the plasma processing apparatus, the dielectric layer is formed using a thermal spray coating layer to prevent the electrostatic chuck from being etched by the process gas in the plasma state. The thermal spray coating layer is formed by a thermal spray coating process using a ceramic powder.

상기 정전척에서 상기 전극층 상부의 유전층 부위는 정전기력을 형성하기 위한 유전체 역할을 하게 되고, 상기 전극층 하부의 유전층 부위는 상기 베이스 기재와 상기 전극층 사이를 절연시키는 절연체 역할을 하게 된다. 상기 용사 코팅층으로 형성된 유전층은 상대적으로 유전율이 우수하여 상기 전극층을 통해 정전기력을 형성하는 점에서는 유리하다.The dielectric layer portion of the upper electrode layer in the electrostatic chuck serves as a dielectric for forming an electrostatic force, and the dielectric layer portion below the electrode layer serves as an insulator to insulate between the base substrate and the electrode layer. The dielectric layer formed of the thermal spray coating layer has a relatively high dielectric constant and is advantageous in that an electrostatic force is formed through the electrode layer.

하지만 상기 용사 코팅층으로 형성된 유전층은 체적 저항이 낮기 때문에 상기 베이스 기재와 상기 전극층 사이에서 누설 전류가 발생하게 되고, 상기 누설 전류에 기인한 아킹(arcing)이 발생되는 문제점이 있다. 이러한 아킹은 정전기력 형성을 저하시키는 요인이 되어 상기 기판에 대한 정전흡착 강도를 저하시키는 문제점이 된다.However, since the dielectric layer formed of the thermal spray coating layer has low volume resistance, leakage current is generated between the base substrate and the electrode layer, and arcing due to the leakage current is generated. Such arcing is a factor that reduces the formation of the electrostatic force, which is a problem of lowering the electrostatic adsorption strength for the substrate.

따라서 본 발명을 통해 해결하려는 과제는 아킹 억제를 통해 안정적인 정전기력 형성이 가능한 정전척을 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an electrostatic chuck capable of forming a stable electrostatic force through the arcing suppression.

해결하려는 다른 과제는 아킹 억제를 통해서 안정적인 정전기력 형성이 가능한 정전척을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.Another challenge to be solved is to provide a method for manufacturing an electrostatic chuck that can form a stable electrostatic force through arcing suppression.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 정전척은 기판의 온도 조절을 위한 가스가 공급되는 제1 가스 유로가 형성된 베이스 기재와, 상기 베이스 기재 상에 접합되고 상기 제1 가스 유로와 연결되는 제2 가스 유로가 형성된 세라믹 플레이트와, 상기 베이스 기재와 상기 세라믹 플레이트의 접합을 위해 사이에 개재되는 접착 물질층과, 상기 제2 가스 유로에 대응하도록 상기 베이스 기재의 상부면에 부착되고 상기 제1 및 제2 가스 유로 내부로 접착 물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 유로 패치와, 상기 세라믹 플레이트 상에 형성되며 정전기력을 발생시키기 위한 전극층, 그리고 상기 세라믹 플레이트 및 상기 전극층 상에 형성되며 상기 제2 가스 유로와 연결되는 토출홀이 형성되어 상부면으로 상기 가스를 토출하는 용사 코팅층을 포함하다.In order to achieve the above object, the electrostatic chuck according to the embodiments of the present invention is provided with a base substrate on which a first gas flow path for supplying a gas for controlling a temperature of a substrate is bonded to the base substrate, and the first gas flow path and A ceramic plate having a second gas passage connected thereto, an adhesive material layer interposed between the base substrate and the ceramic plate, and attached to an upper surface of the base substrate so as to correspond to the second gas passage; A flow path patch for preventing an adhesive material from flowing into the first and second gas flow paths, an electrode layer formed on the ceramic plate and generating an electrostatic force, and formed on the ceramic plate and the electrode layer, A spray coating layer for discharging the gas to the upper surface is formed by the discharge hole is connected to the gas flow path It should.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 유로 패치는 상기 세라믹 플레이트의 하부면에 형성된 제2 가스 유로의 개구의 넓이와 같거나 넓게 형성되며 상기 제1 가스 유로에 대응하여 관통홀이 구비된다.According to embodiments of the present invention, the flow path patch is formed to be equal to or wider than the width of the opening of the second gas flow path formed on the lower surface of the ceramic plate, and has a through hole corresponding to the first gas flow path.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 유로 패치가 상기 세라믹 플레이트의 하부면과 접촉하는 접촉면의 폭은 5㎜ 이하일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the width of the contact surface that the flow path patch contacts the lower surface of the ceramic plate may be 5 mm or less.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 유로 패치는 폴리머(polymer)를 포함하며 일면에 접착 물질이 도포된다.According to embodiments of the present invention, the flow path patch includes a polymer and an adhesive material is coated on one surface.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 베이스 기재의 상부면에는 상기 유로 패치에 대응하여 양극 산화막이 형성된다.According to embodiments of the present invention, an anodization film is formed on the top surface of the base substrate to correspond to the flow path patch.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 세라믹 플레이트는 체적 저항이 10¹⁰내지 10¹⁸[

]인 것을 특징으로 할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the ceramic plate has a volume resistance of 10 ¹⁰ to 10 ¹⁸ [

] Can be characterized.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 세라믹 플레이트의 두께는 0.5㎜ 내지 5㎜일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the thickness of the ceramic plate may be 0.5 mm to 5 mm.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 용사 코팅층의 두께는 0.2㎜ 내지 0.8㎜일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the spray coating layer may have a thickness of 0.2 mm to 0.8 mm.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 베이스 기재의 측면 상에 형성된 제2 용사 코팅층을 포함하며 상기 제2 용사 코팅층은 세라믹을 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the second thermal spray coating layer formed on the side of the base substrate and the second thermal spray coating layer may include a ceramic.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 용사 코팅층의 두께는 600㎛ 내지 1000㎛일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the thickness of the second thermal spray coating layer may be 600㎛ to 1000㎛.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 베이스 기재는 내부에 냉매가 공급되어 순환되는 냉매 유로가 형성될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the base substrate may be formed with a refrigerant passage through which the refrigerant is supplied and circulated.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 전극층의 두께는 10㎛ 내지 200㎛일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the thickness of the electrode layer may be 10㎛ to 200㎛.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 베이스 기재 및 상기 세라믹 플레이트를 관통하여 상기 전극층에 연결되며 상기 전극층에 정전기력용 DC 전압을 제공하기 위한 커넥터를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the connector may further include a connector connected to the electrode layer through the base substrate and the ceramic plate and providing a DC voltage for electrostatic force to the electrode layer.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 커넥터는 상기 DC 전압을 제공하는 단자와, 상기 단자를 절연시키기 위하여 상기 단자를 피복하는 세라믹 소결체, 그리고 상기 단자를 절연시키기 위하여 상기 세라믹 소결체를 피복하는 제3 용사 코팅층을 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the connector includes a terminal providing the DC voltage, a ceramic sintered body covering the terminal to insulate the terminal, and a third covering the ceramic sintered body to insulate the terminal. It may include a spray coating layer.

상기 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 정전척 제조 방법은 제1 가스 유로가 형성된 베이스 기재를 준비하는 단계와, 제2 가스 유로가 형성된 세라믹 플레이트를 준비하는 단계와, 상기 베이스 기재 상에 상기 제2 가스 유로에 대응하여 유로 패치를 부착하는 단계와, 상기 유로 패치를 제외한 상기 베이스 기재의 상부면에 접착 물질층을 형성하는 단계와, 상기 접착 물질층을 매개로 하여 상기 베이스 기재 상에 상기 세라믹 플레이트를 접합하는 단계와, 상기 세라믹 플레이트 상에 전극층을 형성하는 단계와, 상기 세라믹 플레이트 및 상기 전극층 상에 상기 제2 가스 유로와 연결되는 토출홀을 갖는 용사 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the electrostatic chuck manufacturing method according to the embodiments of the present invention comprises the steps of preparing a base substrate on which a first gas flow path is formed, preparing a ceramic plate on which a second gas flow path is formed, and the base Attaching a flow path patch corresponding to the second gas flow path on a substrate, forming an adhesive material layer on an upper surface of the base substrate except for the flow path patch, and forming the base through the adhesive material layer Bonding the ceramic plate on a substrate, forming an electrode layer on the ceramic plate, and forming a spray coating layer having discharge holes connected to the second gas flow path on the ceramic plate and the electrode layer. It includes.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 유로 패치를 부착하는 단계 이전에 상기 베이스 기재의 상부면에 상기 유로 패치에 대응하는 양극 산화막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present disclosure, the method may further include forming an anodization layer corresponding to the flow path patch on an upper surface of the base substrate before attaching the flow path patch.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 베이스 기재의 측면에 제2 용사 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하고 상기 제2 용사 코팅층은 세라믹을 포함할 수 있다.According to embodiments of the present disclosure, the method may further include forming a second sprayed coating layer on the side of the base substrate, and the second sprayed coating layer may include a ceramic.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 정전척에 따르면, 세라믹 플레이트가 절연체로서 베이스 기재 상에 접합 물질을 매개로 하여 접합되고 상기 세라믹 플레이트 상에 전극층이 형성되며 상기 전극층 상에 용사 코팅층이 형성되어 상기 전극층이 매설된다. 따라서, 절연성이 우수한 세라믹 플레이트에 의해 베이스 기재와 전극층 사이가 절연되므로 아킹 발생을 억제할 수 있다.According to the electrostatic chuck according to the embodiment of the present invention configured as described above, the ceramic plate is bonded to the base substrate as an insulator through a bonding material, an electrode layer is formed on the ceramic plate, and a spray coating layer is formed on the electrode layer. And the electrode layer is embedded. Therefore, since a ceramic plate excellent in insulation is insulated between a base base material and an electrode layer, arcing generation can be suppressed.

또한 상기 정전척에 따르면, 기판의 온도 조절용 가스를 공급하기 위한 가스 유로가 상기 베이스 기재, 세라믹 플레이트 및 용사 코팅층을 관통하여 형성되며 상기 베이스 기재의 상부면에 상기 세라믹 플레이트에 형성된 가스 유로에 대응하여 유로 패치가 부착된다. 따라서, 상기 유로 패치에 의해 상기 세라믹 플레이트 및 베이스 기재에 형성된 가스 유로의 개구가 커버되므로 상기 접착 물질이 가스 유로 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the electrostatic chuck, a gas flow path for supplying a gas for controlling the temperature of the substrate is formed through the base substrate, the ceramic plate and the thermal spray coating layer and corresponding to the gas flow path formed on the ceramic plate on the upper surface of the base substrate A flow path patch is attached. Therefore, since the opening of the gas flow path formed in the ceramic plate and the base substrate is covered by the flow path patch, the adhesive material may be prevented from flowing into the gas flow path.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 세라믹 플레이트를 설명하기 위한 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 A 부분 나타내는 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 is a schematic diagram illustrating an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view illustrating the ceramic plate illustrated in FIG. 1.
3 is an enlarged view illustrating a portion A of FIG. 1.
4 is a process chart for explaining a method for manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
5A to 5G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electrostatic chuck in accordance with an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 정전척 및 이의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, an electrostatic chuck and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

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 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 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.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the invention, and are actually shown in a smaller scale than the actual dimensions in order to explain the schematic configuration. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

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 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 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.On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 세라믹 플레이트를 설명하기 위한 저면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 A 부분 나타내는 확대도이다.1 is a schematic view for explaining an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a bottom view for explaining the ceramic plate shown in Figure 1, Figure 3 is a portion A shown in Figure 1 It is an enlarged view indicating.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척(100)은 플라즈마 처리 장치에서 정전기력을 이용해 기판을 지지 고정하기 위하여 사용될 수 있다. 여기서, 상기 기판은 반도체 소자 또는 평판표시 소자를 제조하기 위한 기판일 수 있다.1 to 3, an electrostatic chuck 100 according to an embodiment of the present invention may be used to support and fix a substrate using electrostatic force in a plasma processing apparatus. Here, the substrate may be a substrate for manufacturing a semiconductor device or a flat panel display device.

상기 정전척(100)은 베이스 기재(110), 세라믹 플레이트(120), 접착 물질층(130), 유로 패치(140), 전극층(150) 및 제1 용사 코팅층(160)을 포함할 수 있다. 상기 정전척(100)은 DC 전압을 공급하기 위해 상기 베이스 기재(110) 및 세라믹 플레이트(120)를 관통하여 상기 전극층(150)에 연결되는 커넥터(170)를 더 포함할 수 있다.The electrostatic chuck 100 may include a base substrate 110, a ceramic plate 120, an adhesive material layer 130, a flow path patch 140, an electrode layer 150, and a first spray coating layer 160. The electrostatic chuck 100 may further include a connector 170 connected to the electrode layer 150 through the base substrate 110 and the ceramic plate 120 to supply a DC voltage.

상기 베이스 기재(110)는 평판 형태 또는 실린더 형태를 가지며, 상단부가 단차 형성된 구조를 가질 수 있다. 상기 베이스 기재(110)의 크기는 흡착 대상물에 대응하는 크기를 갖는다. 즉, 상기 베이스 기재(110)는 반도체 소자 또는 평판표시 소자를 제조하기 위한 기판의 크기와 같거나 상기 기판의 크기보다 클 수 있다. 상기 베이스 기재(110)는 금속 재질로 이루어지며, 상기 금속은 예를 들어 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 SUS(Steel Use Satinless) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 베이스 기재(110)는 고주파 전원부(111)와 연결된다. 이를 통해, 상기 베이스 기재(110)는 상기 고주파 전원부(111)로부터 플라즈마 생성을 위한 고주파 전력을 제공받는다.The base substrate 110 may have a flat plate shape or a cylinder shape, and may have a structure in which an upper end is formed with a step. The size of the base substrate 110 has a size corresponding to the object to be adsorbed. That is, the base substrate 110 may be equal to or larger than the size of the substrate for manufacturing the semiconductor device or the flat panel display device. The base substrate 110 is made of a metal material, and the metal may include, for example, any one of aluminum (Al), nickel (Ni), and stainless steel (SUS). The base substrate 110 is connected to the high frequency power supply 111. Through this, the base substrate 110 receives high frequency power for plasma generation from the high frequency power supply 111.

상기 베이스 기재(110)는 상기 기판의 온도 조절을 위한 가스가 공급되는 제1 가스 유로(112)를 갖는다. 상기 가스는 상기 기판의 하부면 상으로 공급되어 상기 기판의 온도를 조절하게 되며, 상기 가스의 일 예로는 헬륨(He) 가스를 들 수 있다. 상기 제1 가스 유로(112)는 외부에 위치한 가스 공급원(미도시)과 연결되어 상기 가스를 제공받으며, 상기 베이스 기재(110)를 상하 관통하도록 형성된다. 즉, 상기 제1 가스 유로(112)는 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 개구를 갖는다. 상기 제1 가스 유로(112)는 하나 이상 형성될 수 있으며, 상기 가스를 기판의 전면에 대하여 균일하게 제공하기 위하여 복수개가 형성되는 것이 바람직하다.The base substrate 110 has a first gas flow path 112 through which a gas for controlling temperature of the substrate is supplied. The gas is supplied onto the lower surface of the substrate to control the temperature of the substrate, and an example of the gas may be helium (He) gas. The first gas flow path 112 is connected to a gas supply source (not shown) located outside to receive the gas and is formed to penetrate the base substrate 110 up and down. That is, the first gas flow path 112 has an opening in an upper surface of the base substrate 110. One or more first gas passages 112 may be formed, and a plurality of first gas passages 112 may be formed to uniformly provide the gas with respect to the entire surface of the substrate.

또한, 상기 베이스 기재(110)는 냉매가 순환되는 냉매 유로(114)를 갖는다. 상기 냉매 유로(114)는 상기 베이스 기재(110)의 내부에 형성된다. 상기 냉매 유로(114)를 흐르는 냉매에 의해서 상기 베이스 기재(110)의 온도가 조절되며, 상기 베이스 기재(110)의 온도 조절을 통해서 상기 베이스 기재(110)의 상층에 형성될 상기 세라믹 플레이트(120) 및 제1 용사 코팅층(160)의 온도를 조절(예컨대 냉각)하여 최종적으로 공정 중 상기 기판의 온도를 조절하는 역할을 한다. 따라서, 상기 냉매 유로(114)는 상기 베이스 기재(110)의 내부에 형성된다. 예를 들면, 상기 냉매 유로(114)는 동심원 형태로 형성된 다수의 유로들을 포함할 수 있으며, 상기 냉매의 순환이 가능하도록 상기 다수의 유로들은 상호 연결되도록 형성된다. 상기 냉매 유로(114)에는 외부로부터 상기 냉매를 공급하기 위한 공급 배관(114a)과 상기 냉매 유로(114)로부터 냉매를 배출하기 위한 배출 배관(114b)이 연결된다. 상기 냉매 유로(114)는 상기 냉매의 접촉 면적이 보다 증가될 수 있게 공실 형태의 넓은 공간 구조로 형성될 수 있다.In addition, the base substrate 110 has a refrigerant passage 114 through which the refrigerant is circulated. The coolant passage 114 is formed in the base substrate 110. The temperature of the base substrate 110 is controlled by the refrigerant flowing through the refrigerant passage 114, and the ceramic plate 120 to be formed on the base substrate 110 through temperature control of the base substrate 110. ) And the temperature of the first sprayed coating layer 160 is controlled (eg, cooled) to finally control the temperature of the substrate during the process. Thus, the coolant passage 114 is formed in the base substrate 110. For example, the coolant flow path 114 may include a plurality of flow paths formed in concentric circles, and the plurality of flow paths are formed to be connected to each other to allow circulation of the coolant. A supply pipe 114a for supplying the coolant from the outside and a discharge pipe 114b for discharging the coolant from the coolant flow path 114 are connected to the coolant flow path 114. The refrigerant passage 114 may be formed in a wide space structure of a vacancy so that the contact area of the refrigerant may be further increased.

상기 베이스 기재(110)의 측면 상에는 제2 용사 코팅층(116)이 형성된다. 상기 제2 용사 코팅층(116)은 상기 기판에 대한 플라즈마 공정 중에 플라즈마 가스에 의한 상기 베이스 기재(110)의 측면 손상(예컨대 식각)을 방지하기 위하여 구비된다. 상기 제2 용사 코팅층(116)은 세라믹을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 용사 코팅층(116)은 세라믹 분말을 이용한 용사 코팅 공정에 의해 형성된다. 상기 제2 용사 코팅층(116)을 형성하는 세라믹으로는 예를 들어 산화 알루미늄(알루미나;Al₂O₃)을 포함할 수 있다. 상기 제2 용사 코팅층(116)은 600㎛ 내지 1000㎛의 두께를 가지며, 보다 바람직하게는 약 700㎛ 이상의 두께를 갖는다. 상기 제2 용사 코팅층(116)의 두께가 600㎛ 미만인 경우에는 플라즈마 가스에 의한 손상을 억제하는 효과가 적어 바람직하지 못하며, 1000㎛ 초과하는 두께로 형성하는 것은 공정 상의 어려움이 있어 바람직하지 못하다. 이처럼, 상기 베이스 기재(110)의 측면 상에 상기 제2 용사 코팅층(116)을 형성함으로써, 플라즈마 공정 중에 상기 베이스 기재(110)의 측면이 손상(예컨대 식각)되는 것을 예방할 수 있다.The second thermal spray coating layer 116 is formed on the side of the base substrate 110. The second thermal spray coating layer 116 is provided to prevent side damage (eg, etching) of the base substrate 110 by the plasma gas during the plasma process on the substrate. The second thermal spray coating layer 116 may include a ceramic. That is, the second thermal spray coating layer 116 is formed by a thermal spray coating process using ceramic powder. The ceramic for forming the second thermal spray coating layer 116 may include, for example, aluminum oxide (alumina; Al ₂ O ₃ ). The second thermal spray coating layer 116 has a thickness of 600㎛ to 1000㎛, more preferably has a thickness of about 700㎛ or more. When the thickness of the second thermal spray coating layer 116 is less than 600㎛, it is not preferable because the effect of suppressing damage by the plasma gas is small, it is not preferable to form a thickness of more than 1000㎛ because of the difficulty in the process. As such, by forming the second thermal spray coating layer 116 on the side surface of the base substrate 110, it is possible to prevent the side surface of the base substrate 110 from being damaged (eg, etched) during the plasma process.

상기 세라믹 플레이트(120)는 상기 베이스 기재(110) 상에 접합된다. 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)의 접합은 상기 접착 물질층(130)을 매개로 하여 이루어진다. 상기 세라믹 플레이트(120)는 세라믹 분말을 가압 성형하여 수득될 수 있다. 예를 들면, 상기 세라믹 플레이트(120)를 형성하기 위한 세라믹 분말은 산화 알루미늄(알루미나;Al₂O₃), 질화 알루미늄(AlN), 산화 이트륨(Y₂O₃) 및 탄화 실리콘(실리콘 카바이드;SiC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 상기 세라믹 플레이트(120)는 산화 알루미늄(알루미나;Al₂O₃), 질화 알루미늄(AlN), 산화 이트륨(Y₂O₃)및 탄화 실리콘(실리콘 카바이드;SiC) 중 어느 하나를 포함하거나, 이들의 혼합물을 모재로 하여 가압 성형하여 수득될 수 있다.The ceramic plate 120 is bonded on the base substrate 110. The base substrate 110 and the ceramic plate 120 are bonded to each other by the adhesive material layer 130. The ceramic plate 120 may be obtained by pressing the ceramic powder. For example, the ceramic powder for forming the ceramic plate 120 may include aluminum oxide (alumina; Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride (AlN), yttrium oxide (Y ₂ O ₃ ), and silicon carbide (silicon carbide; SiC It may include at least one of). That is, the ceramic plate 120 is made of aluminum oxide (alumina; Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride (AlN), yttrium oxide (Y ₂ O ₃ ) And silicon carbide (silicon carbide; SiC), or a mixture thereof can be obtained by press molding.

상기 세라믹 플레이트(120)는 상기 베이스 기재(110)와 상기 전극층(150) 사이를 절연시키는 절연층 역할을 한다. 이를 위해 상기 세라믹 플레이트(120)는 소정의 체적 저항을 갖도록 구성된다. 예를 들면, 상기 세라믹 플레이트(120)는 10¹⁰내지 10¹⁸[

]의 체적 저항을 갖는다. 상기 세라믹 플레이트(120)의 체적 저항이 10¹⁰[

] 미만이면 절연 효과가 저하되어 바람직하지 못하다. 상기 세라믹 플레이트(120)는 0.5㎜ 내지 5㎜의 두께를 갖는다. 기 설명한 바와 같이 상기 세라믹 플레이트(120)는 상기 베이스 기재(110)와 상기 전극층(150) 사이를 절연시키는 역할을 하는데, 상기 세라믹 플레이트(120)의 두께가 0.5㎜ 미만이면 절연을 위한 체적 저항 값을 갖더라도 내전압 특성이 나빠져 절연성이 저하되므로 바람직하지 못하다.The ceramic plate 120 serves as an insulating layer to insulate the base substrate 110 from the electrode layer 150. To this end, the ceramic plate 120 is configured to have a predetermined volume resistance. For example, the ceramic plate 120 is 10 ¹⁰ to 10 ¹⁸ [

] Has a volume resistance of. The volume resistance of the ceramic plate 120 is 10 ¹⁰ [

], It is unpreferable since insulation effect falls. The ceramic plate 120 has a thickness of 0.5 mm to 5 mm. As described above, the ceramic plate 120 serves to insulate between the base substrate 110 and the electrode layer 150. If the thickness of the ceramic plate 120 is less than 0.5 mm, a volume resistance value for insulation is provided. Even if it has a resistance voltage characteristic is bad and insulation is degraded, it is not preferable.

상기 세라믹 플레이트(120)는 상기 베이스 기재(110)의 제1 가스 유로(112)와 연결되는 제2 가스 유로(122)를 갖는다. 상기 제1 가스 유로(112)의 가스(예컨대 헬륨 가스)는 상기 제2 가스 유로(122)에 공급된다. 상기 제2 가스 유로(122)는 상기 세라믹 플레이트(120)의 상하를 관통하도록 형성된다. 즉, 상기 제2 가스 유로(122)는 상기 세라믹 플레이트(120)의 하부면 및 상부면에 각각 개구를 갖는다. 상기 제2 가스 유로(122)는 가스를 상기 기판의 하부면 전체에 균일하게 공급할 수 있도록 가스를 분배시킬 수 있는 구조를 갖는다. 예를 들면, 상기 제2 가스 유로(122)는 복수의 수평로(122a)들과 상기 수평로(122a)들에 연결되는 복수의 수직로(122b)들을 포함할 수 있다. 상기 수평로(122a)들은 일 예로 상기 세라믹 플레이트(120)의 하부면에 동심원 형태로 형성되며, 공실 형태의 넓은 공간 구조로 형성될 수 있다. 상기 수평로(122a)들은 서로 다른 직경의 동심원 형태로 형성되며, 서로 분리되어 채널 구분이 가능하게 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 수평로(122a)들은 상호 연결될 수 있다. 상기 수평로(122a)들 각각에는 상기 제1 가스 유로(112)가 연결되어 온도 조절용 가스가 공급된다. 즉, 상기 제1 가스 유로(112)에서 공급된 가스는 상기 수평로(122a)를 따라서 동심원 방향으로 분배된다. 상기 수직로(122b)들은 상기 수평로(122a)로부터 연장하여 상기 세라믹 플레이트(120)의 상부면까지 이어지며 상기 상부면에 개구를 형성한다. 상기 수직로(122b)들은 상기 수평로(122a) 각각에 복수개씩 연결되며, 상기 수평로(122a)의 동심원을 따라 배열된다. 따라서 상기 수평로(122a)에 의해 동심원 방향으로 분배된 가스는 상기 수직로(122b)들을 통해서 상부층으로 공급된다. 한편, 상기 수평로(122a)가 공실 형태로 넓은 공간을 가지므로 상기 가스(헬륨 가스)와의 접촉 면적이 증가되므로 상기 가스에 의해 상기 세라믹 플레이트(120)의 온도가 조절되는 효과를 얻을 수 있다.The ceramic plate 120 has a second gas passage 122 connected to the first gas passage 112 of the base substrate 110. Gas (eg, helium gas) of the first gas flow path 112 is supplied to the second gas flow path 122. The second gas flow passage 122 is formed to penetrate the top and bottom of the ceramic plate 120. That is, the second gas flow passage 122 has openings in the lower and upper surfaces of the ceramic plate 120, respectively. The second gas flow path 122 has a structure in which the gas can be distributed so that the gas can be uniformly supplied to the entire lower surface of the substrate. For example, the second gas flow passage 122 may include a plurality of horizontal passages 122a and a plurality of vertical passages 122b connected to the horizontal passages 122a. For example, the horizontal paths 122a may be formed in the form of concentric circles on the lower surface of the ceramic plate 120, and may be formed in a wide space structure having a vacancy shape. The horizontal paths 122a may be formed in the shape of concentric circles having different diameters, and may be separated from each other to form a channel. Alternatively, the horizontal paths 122a may be interconnected. The first gas passage 112 is connected to each of the horizontal paths 122a to supply a gas for temperature control. That is, the gas supplied from the first gas flow path 112 is distributed in the concentric direction along the horizontal path 122a. The vertical passages 122b extend from the horizontal passage 122a to the upper surface of the ceramic plate 120 and form an opening in the upper surface. The plurality of vertical paths 122b are connected to each of the horizontal paths 122a, and are arranged along concentric circles of the horizontal paths 122a. Therefore, the gas distributed in the concentric direction by the horizontal path 122a is supplied to the upper layer through the vertical paths 122b. On the other hand, since the horizontal path 122a has a large space in a vacant form, the contact area with the gas (helium gas) is increased, thereby controlling the temperature of the ceramic plate 120 by the gas.

상기 접착 물질층(130)은 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120) 사이에 형성된다. 상기 접착 물질층(130)은 이종 재질간 접착을 위한 구성으로 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)를 접합시키는 역할을 한다. 상기 접착 물질층(130)은 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 접착 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 접착 물질층(130)은 상기 유로 패치(140)에 의해서 상기 베이스 기재(110)의 상부면 일부에 형성된다. 즉, 상기 접착 물질층(130)은 상기 유로 패치(140)가 부착된 영역을 제외한 나머지 영역에 대하여 형성될 수 있다. 상기 접착 물질층(130)을 매개로 한 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)의 접합은 일정 조건으로 가압하여 이루어질 수 있다.The adhesive material layer 130 is formed between the base substrate 110 and the ceramic plate 120. The adhesive material layer 130 serves to bond the base substrate 110 and the ceramic plate 120 in a structure for bonding between different materials. The adhesive material layer 130 may be formed by applying an adhesive material to an upper surface of the base substrate 110. In this case, the adhesive material layer 130 is formed on a portion of the upper surface of the base substrate 110 by the flow path patch 140. That is, the adhesive material layer 130 may be formed for the remaining regions except for the region to which the flow path patch 140 is attached. Bonding of the base substrate 110 and the ceramic plate 120 via the adhesive material layer 130 may be performed by pressing under a predetermined condition.

상기 유로 패치(140)는 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 부착되며, 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)의 접합에 의해 그 사이에 개재된다. 상기 유로 패치(140)는 일 예로 폴리머(polymer)로 이루어진 필름일 수 있으며, 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 부착하기 위하여 그 일면에 접착 물질이 도포된 구성일 수 있다. 상기 유로 패치(140)는 상기 접착 물질이 상기 제1 및 제2 가스 유로(112, 122) 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 유로 패치(140)는 상기 제2 가스 유로(122)에 대응하여 부착된다. 구체적으로 상기 유로 패치(140)는 상기 세라믹 플레이트(120)의 하부면에 형성된 상기 제2 가스 유로(122)의 개구에 대응하는 형태로 형성되고, 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)의 접합에 의해 상기 제2 가스 유로(122)의 개구를 커버할 수 있게 형성된다. 즉, 상기 유로 패치(140)는 상기 제2 가스 유로(122)의 개구 넓이와 같거나 넓게 형성되며, 상기 유로 패치(140)가 상기 제2 가스 유로(122)의 개구보다 넓게 형성되는 것이 보다 바람직하다. 상기 유로 패치(140)가 상기 제2 가스 유로(122)의 개부 넓이보다 좁게 형성되면 상기 제2 가스 유로(122) 내부로 상기 접착 물질이 유입되는 것을 억제하지 못하므로 바람직하지 못하다. 상기 유로 패치(140)가 상기 제2 가스 유로(122)의 개구 보다 넓게 형성될 때, 상기 유로 패치(140)가 상기 세라믹 플레이트(120)의 하부면과 접촉하는 접촉면의 폭은 최대 5㎜ 이하의 범위를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 유로 패치(140)와 상기 세라믹 플레이트(120) 하부면 사이의 접촉면의 폭은 0 내지 5㎜를 가지며, 보다 바람직하게는 1㎜ 내지 5㎜의 범위를 갖는다. 상기 유로 패치(140)가 과도하게 넓게 형성되어 상기 유로 패치(140)와 상기 세라믹 플레이트(120) 하부면의 접촉면 폭이 5㎜ 초과하면 상기 베이스 기재(110)에 의한 상기 세라믹 플레이트(120)의 냉각 효율이 저하되어 바람직하지 못하다. 다시 말해서, 상기 유로 패치(140)는 폴리머 재질로 이루어질 수 있는데 상기 폴리머 필름은 열전도율이 낮은 특성을 가지므로 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120) 사이의 열전도율을 떨어뜨리는 요소가 된다. 상기 냉매 유로(114)에 의해 냉각된 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120) 사이의 열전도를 통해서 상기 세라믹 플레이트(120)가 냉각되는데 상기 유로 패치(140)에 의해 열전도율이 저하되어 상기 세라믹 플레이트(120)의 냉각 효율이 저하되는 현상을 초래하게 된다. 따라서, 상기 유로 패치(140)와 상기 세라믹 플레이트(120) 하부면의 접촉면은 그 폭이 5㎜이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 유로 패치(140)가 상기 제2 가스 유로(122)에 대응하여 형성되며, 이는 상기 제1 및 제2 가스 유로(112, 122)의 개구가 서로 마주하면서 상기 제2 가스 유로(122)의 개구가 상기 제1 가스 유로(112)의 보다 큰 넓이로 형성되기 때문이다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 가스 유로(112, 122)의 개구가 서로 마주하면서 상기 제1 가스 유로(112)의 개구가 보다 큰 넓이로 형성된 경우 상기 유로 패치(140)는 상기 제1 가스 유로(112)의 개구에 대응하여 형성되는 것이 타당할 것이다.The flow path patch 140 is attached to an upper surface of the base substrate 110, and interposed therebetween by bonding of the base substrate 110 and the ceramic plate 120. The flow path patch 140 may be, for example, a film made of a polymer, and may have a structure in which an adhesive material is coated on one surface thereof to attach to the upper surface of the base substrate 110. The flow path patch 140 prevents the adhesive material from flowing into the first and second gas flow paths 112 and 122. To this end, the flow path patch 140 is attached corresponding to the second gas flow path 122. Specifically, the flow path patch 140 is formed in a shape corresponding to the opening of the second gas flow path 122 formed on the bottom surface of the ceramic plate 120, the base substrate 110 and the ceramic plate 120. ) Is formed to cover the opening of the second gas flow path 122. That is, the flow path patch 140 is formed to be the same as or wider than the opening width of the second gas flow path 122, and the flow path patch 140 is wider than the opening of the second gas flow path 122. desirable. When the flow path patch 140 is formed to be narrower than the opening area of the second gas flow path 122, the flow path patch 140 may not be prevented from flowing into the second gas flow path 122. When the flow path patch 140 is formed to be wider than the opening of the second gas flow path 122, a width of a contact surface of the flow path patch 140 contacting the bottom surface of the ceramic plate 120 may be 5 mm or less at most. It may be formed to have a range. That is, the width of the contact surface between the flow path patch 140 and the lower surface of the ceramic plate 120 has a width of 0 to 5mm, more preferably in the range of 1mm to 5mm. When the flow path patch 140 is excessively wide and the contact surface width of the flow path patch 140 and the lower surface of the ceramic plate 120 exceeds 5 mm, the ceramic plate 120 by the base substrate 110 is formed. The cooling efficiency is lowered, which is not preferable. In other words, the flow path patch 140 may be made of a polymer material, and the polymer film may have a low thermal conductivity, thereby reducing the thermal conductivity between the base substrate 110 and the ceramic plate 120. The ceramic plate 120 is cooled through the heat conduction between the base substrate 110 and the ceramic plate 120 cooled by the refrigerant passage 114. The heat conductivity is lowered by the passage patch 140 so that the ceramic This results in a phenomenon that the cooling efficiency of the plate 120 is lowered. Therefore, the contact surface of the flow path patch 140 and the lower surface of the ceramic plate 120 is preferably formed so that the width is 5mm or less. Here, the flow path patch 140 is formed corresponding to the second gas flow path 122, which is formed while the openings of the first and second gas flow paths 112 and 122 face each other. This is because the opening of the c) is formed in a larger area of the first gas flow path 112. For example, when the openings of the first and second gas flow paths 112 and 122 face each other and the openings of the first gas flow path 112 are formed to have a larger width, the flow path patch 140 may be formed in the first path. It would be reasonable to be formed corresponding to the opening of the gas flow path 112.

설명한 바와 같이 상기 유로 패치(140)는 상기 제1 가스 유로(112)와 상기 제2 가스 유로(122) 사이에 배치된다. 따라서, 상기 유로 패치(140)는 상기 제1 가스 유로(112)와 상기 제2 가스 유로(122)를 상호 연결(예컨대 연통)시키기 위하여 관통홀(142)을 갖는다. 여기서, 상기 제2 가스 유로(122)의 개구가 상기 제1 가스 유로(112)의 개구보다 큰 넓이로 형성되므로 상기 관통홀(142)은 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 형성된 상기 제1 가스 유로(112)의 개구에 대응하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 관통홀(142)은 상기 제1 가스 유로(112)의 개구와 같거나 작은 넓이를 가질 수 있다.As described above, the flow path patch 140 is disposed between the first gas flow path 112 and the second gas flow path 122. Accordingly, the flow path patch 140 has a through hole 142 to interconnect (eg, communicate with) the first gas flow path 112 and the second gas flow path 122. Here, since the opening of the second gas flow path 122 is formed to be larger than the opening of the first gas flow path 112, the through hole 142 is formed on the upper surface of the base substrate 110. It may be formed corresponding to the opening of the gas flow path 112. For example, the through hole 142 may have an area equal to or smaller than an opening of the first gas flow path 112.

상기 유로 패치(140)의 두께는 상기 접착 물질층(130)의 두께에 대응하게 형성될 수 있으며, 상기 접착 물질층(130)의 두께가 상대적으로 소정 수치만큼 클 수 있다. 상기 유로 패치(140)가 상기 접착 물질층(130)보다 두껍게 형성되는 경우 즉, 상기 접착 물질층(130)이 상기 유로 패치(140)보다 낮게 형성되는 경우 접합력이 낮아질 수 있으며 심한 경우 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)의 접합이 안될 수 있어 바람직하지 못하다. 따라서, 상기 유로 패치(140)는 상기 접착 물질층(130)의 두께와 같거나 다소 낮게 형성되는 것이 바람직하다.The thickness of the flow path patch 140 may be formed to correspond to the thickness of the adhesive material layer 130, and the thickness of the adhesive material layer 130 may be relatively large by a predetermined value. When the flow path patch 140 is formed to be thicker than the adhesive material layer 130, that is, when the adhesive material layer 130 is formed to be lower than the flow path patch 140, the bonding force may be lowered. It is not preferable that the 110 and the ceramic plate 120 are not bonded. Therefore, the flow path patch 140 is preferably formed to be equal to or less than the thickness of the adhesive material layer 130.

한편, 상기 유로 패치(140)가 부착된 부위에서는 상기 가스(예컨대 헬륨 가스)의 이온화에 의해 아킹이 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 양극 산화막(118)이 형성된다. 예를 들면, 상기 베이스 기재(110)에 비교적 낮은 주파수의 전력이 제공되는 경우에 상기 가스의 이온화가 발생할 수 있으며, 이와 같은 상기 가스의 이온화는 주로 재질이 서로 다른 부위에서 일어난다. 즉, 상기 가스의 이온화는 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120) 사이에서 주로 일어나게 되므로 상기 유로 패치(140)가 부착된 부위에서 상기 가스의 이온화가 주로 발생하게 되며, 상기 가스의 이온화에 의해 아킹이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 양극 산화막(118)은 아킹 억제를 위하여 구비되며 적어도 상기 유로 패치(140)에 대응하여 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 형성된다. 여기서, 상기 양극 산화막(118)은 상기 제1 가스 유로(112)가 형성된 상기 베이스 기재(110)에 대하여 형성되므로 상기 양극 산화막(118)에는 상기 제1 및 제2 가스 유로(112, 122) 사이의 연결을 위한 홀이 형성됨은 자명하다. 또한, 상기 양극 산화막(118)은 상기 유로 패치(140)에 대응하여 형성되는 것으로 설명하였으나 이와 다르게 상기 베이스 기재(110)의 상부면 전면에 대하여 상기 양극 산화막(118)이 형성될 수도 있다.On the other hand, since the arcing may occur due to the ionization of the gas (for example, helium gas) at the portion where the flow path patch 140 is attached, an anodization layer 118 is formed to prevent this. For example, when the base substrate 110 is provided with a relatively low frequency of power, ionization of the gas may occur. Such ionization of the gas mainly occurs at different materials. That is, since ionization of the gas mainly occurs between the base substrate 110 and the ceramic plate 120, ionization of the gas mainly occurs at a portion where the flow path patch 140 is attached, and ionization of the gas. Arcing may occur. Accordingly, the anodic oxide film 118 is provided to suppress arcing and is formed on the upper surface of the base substrate 110 at least corresponding to the flow path patch 140. Here, since the anodic oxide film 118 is formed with respect to the base substrate 110 on which the first gas flow path 112 is formed, the anodic oxide film 118 is disposed between the first and second gas flow paths 112 and 122. It is obvious that the hole for the connection of is formed. In addition, the anodization layer 118 is described as being formed corresponding to the flow path patch 140. Alternatively, the anodization layer 118 may be formed on the entire upper surface of the base substrate 110.

상기 전극층(150)은 상기 세라믹 플레이트(120) 상에 형성된다. 예를 들면, 상기 전극층(150)은 상기 세라믹 플레이트(120)의 상부면에서 상기 제2 가스 유로(122)의 개구 주위를 제외한 나머지 영역에 형성된다. 즉, 상기 전극층(150)은 상기 제2 가스 유로(122)의 개구 주위를 노출하게 된다. 상기 전극층(150)은 정전기력 발생을 위하여 구비된다. 상기 전극층(150)은 상기 제1 용사 코팅층(160)을 유전체로 하여 상기 제1 용사 코팅층(160) 상에 정전기력을 발생시킨다. 이렇게 발생시킨 정전기력은 상기 제1 용사 코팅층(160)상에 안착되는 기판을 정전 흡착하여 고정하게 된다. 상기 전극층(150)은 도전성 금속으로 이루어지며, 상기 도전성 금속은 낮은 저항, 저열팽창 특성을 갖는 금속일 수 있다. 예를 들면, 상기 도전성 금속은 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 은(Ag) 및 금(Au) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 전극층(150)은 10㎛ 내지 200㎛의 두께로 형성된다. 상기 전극층(150)의 두께가 10㎛ 미만이면 기공률 및 기타 결합으로 인해 저항 값이 증가하게 되고 저항 값 증가에 따라 정전기력이 저하되는 현상이 발생할 수 있어 바람직하지 못하다. 또한, 상기 전극층(150)의 두께가 200㎛를 초과하면 과전류가 발생하여 아킹이 발생할 수 있으므로 바람직하지 못하다. 따라서, 상기 전극층(150)은 약 10㎛ 내지 200㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.The electrode layer 150 is formed on the ceramic plate 120. For example, the electrode layer 150 is formed in the remaining area of the upper surface of the ceramic plate 120 except for the periphery of the opening of the second gas flow path 122. That is, the electrode layer 150 exposes the periphery of the opening of the second gas flow path 122. The electrode layer 150 is provided for generating an electrostatic force. The electrode layer 150 generates the electrostatic force on the first thermal spray coating layer 160 using the first thermal spray coating layer 160 as a dielectric. The generated electrostatic force is fixed by electrostatic adsorption on the substrate seated on the first sprayed coating layer 160. The electrode layer 150 may be made of a conductive metal, and the conductive metal may be a metal having low resistance and low thermal expansion characteristics. For example, the conductive metal may include any one of titanium (Ti), nickel (Ni), tungsten (W), molybdenum (Mo), silver (Ag), and gold (Au). The electrode layer 150 is formed to a thickness of 10㎛ to 200㎛. When the thickness of the electrode layer 150 is less than 10 μm, the resistance value may increase due to porosity and other coupling, and the electrostatic force may decrease as the resistance value increases. In addition, when the thickness of the electrode layer 150 exceeds 200㎛ it is not preferable because the overcurrent may occur and arcing may occur. Therefore, the electrode layer 150 preferably has a thickness of about 10㎛ 200㎛.

상기 전극층(150)은 정전기력을 생성하기 위하여 외부의 DC 전원부(151)로부터 DC 전압을 제공받는다. 상기 DC 전압은 상기 베이스 기재(110) 및 상기 세라믹 플레이트(120)를 관통하여 구비되는 상기 커넥터(170)를 통해서 제공되며, 상기 커넥터(170)는 외부의 DC 전원부(151)와 연결되어 상기 전극층(150)으로 DC 전원을 제공하는 역할을 한다. 상기 커넥터(170)의 설치를 위해 상기 베이스 기재(110) 및 상기 세라믹 플레이트(120)에는 상기 커넥터(170)를 관통시키는 제1 및 제2 삽입홀(115, 125)이 각각 마련된다. 상기 제1 및 제2 삽입홀(115, 125)은 각각 상기 베이스 기재(110) 및 상기 세라믹 플레이트(120)의 중앙부를 관통하여 형성될 수 있으며 일직선상에 위치한다.The electrode layer 150 receives a DC voltage from an external DC power supply unit 151 to generate an electrostatic force. The DC voltage is provided through the connector 170 provided through the base substrate 110 and the ceramic plate 120, and the connector 170 is connected to an external DC power supply unit 151 to form the electrode layer. 150 serves to provide a DC power supply. In order to install the connector 170, the base substrate 110 and the ceramic plate 120 are provided with first and second insertion holes 115 and 125 penetrating the connector 170, respectively. The first and second insertion holes 115 and 125 may be formed through the central portions of the base substrate 110 and the ceramic plate 120, respectively, and are disposed in a straight line.

예를 들면, 상기 커넥터(170)는 단자(172), 세라믹 소결체(174) 및 제3 용사 코팅층(176)을 포함한다.For example, the connector 170 includes a terminal 172, a ceramic sintered body 174, and a third sprayed coating layer 176.

상기 단자(172)는 상기 베이스 기재(110) 및 상기 세라믹 플레이트(120)를 관통하여 상기 전극층(150)에 전기적으로 연결되며, 실질적으로 외부의 DC 전원부(151)로부터 제공되는 DC 전압을 상기 전극층(150)으로 전달하는 역할을 한다. 상기 단자(172)는 DC 전압을 제공하기 위해 도전성 재질로 이루어진다. 예를 들면, 상기 단자(172)는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등 도전성 금속으로 이루어질 수 있다.The terminal 172 is electrically connected to the electrode layer 150 through the base substrate 110 and the ceramic plate 120. The electrode layer substantially receives a DC voltage provided from an external DC power supply unit 151. It serves to deliver to 150. The terminal 172 is made of a conductive material to provide a DC voltage. For example, the terminal 172 may be made of a conductive metal such as tungsten (W), molybdenum (Mo), or titanium (Ti).

상기 단자(172)에는 DC 전압이 제공되므로 플라즈마 생성을 위하여 고주파 전력이 제공되는 상기 베이스 기재(110)와 절연되어야 한다.Since the terminal 172 is provided with a DC voltage, the terminal 172 must be insulated from the base substrate 110 to which high frequency power is provided to generate plasma.

이처럼, 상기 단자(172)를 절연시키기 위하여 상기 세라믹 소결체(174) 및 상기 제3 용사 코팅층(176)이 구비된다.As such, the ceramic sintered body 174 and the third thermal spray coating layer 176 are provided to insulate the terminal 172.

상기 세라믹 소결체(174)는 상기 단자(172)를 피복 하도록 형성된다. 상기 세라믹 소결체(174)는 상기 단자(172)를 1차 절연시키는 역할을 한다. 상기 세라믹 소결체(174)는 세라믹 분말을 이용하여 가압 성형에 의해 형성될 수 있다.The ceramic sintered body 174 is formed to cover the terminal 172. The ceramic sintered body 174 serves to primary insulate the terminal 172. The ceramic sintered body 174 may be formed by pressure molding using ceramic powder.

상기 제3 용사 코팅층(176)은 상기 세라믹 소결체(174)의 외주면을 피복 하도록 형성된다. 상기 제3 용사 코팅층(176)은 상기 단자(174)를 피복하는 상기 세라믹 소결체(174)를 감싸도록 형성됨으로써, 상기 단자(172)를 2차 절연시키는 역할을 한다. 상기 제3 용사 코팅층(176)은 용사 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다.The third spray coating layer 176 is formed to cover the outer circumferential surface of the ceramic sintered body 174. The third thermal spray coating layer 176 is formed to surround the ceramic sintered body 174 covering the terminal 174 to serve to insulate the terminal 172 secondary. The third spray coating layer 176 may be formed by a spray coating process.

이와 같이 상기 단자(172)의 절연을 위하여 상기 세라믹 소결체(174) 및 제3 용사 코팅층(176)의 2중 절연층을 구비하여 상기 단자(172)를 안정적으로 절연시킴으로써, 상기 단자(172)와 상기 베이스 기재(110) 사이의 아킹 발생을 억제할 수 있다.In this way, a double insulating layer of the ceramic sintered body 174 and the third thermal spray coating layer 176 is provided to insulate the terminal 172 and the terminal 172 is stably insulated to thereby insulate the terminal 172. The occurrence of arcing between the base substrate 110 can be suppressed.

한편, 상기 커넥터(170)는 제조상의 이유로 상기 전극층(150)에 직접 연결되지 않고 커넥터 링크(180)를 통해서 연결될 수 있다. 즉, 상기 전극층(150)과 상기 커넥터(170) 사이에 상기 커넥터 링크(180)가 구비된다. 예를 들면, 상기 제2 관통홀(125)에는 단턱이 형성되고 상기 커넥터 링크(180)는 상기 단턱을 이용하여 삽입 안착될 수 있다. 이와 달리, 상기 커넥터 링크(180)는 상기 제2 관통홀(125)의 상단부에 억지 끼움 방식으로 삽입될 수 있다. 상기 커넥터 링크(180)는 DC 전압의 전달을 위해 도전성 금속으로 이루어지며, 상기 도전성 금속은 예를 들어 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 니켈(Ni) 등 을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 커넥터(170)의 단자(172) 및 상기 커넥터 링크(180)는 상기 전극층(150)에 적용 가능한 금속 중 어느 하나일 수 있다. 다시 말해서, 상기 전극층(150), 상기 단자(172) 및 상기 커넥터 링크(180)는 도전성 금속 중에서 선택된 어느 하나 일 수 있으며 서로 동일한 재질일 수 있다.Meanwhile, the connector 170 may be connected through the connector link 180 rather than directly connected to the electrode layer 150 for manufacturing reasons. That is, the connector link 180 is provided between the electrode layer 150 and the connector 170. For example, a stepped portion may be formed in the second through hole 125 and the connector link 180 may be inserted and seated using the stepped portion. In contrast, the connector link 180 may be inserted into an upper end portion of the second through hole 125 by a force fitting method. The connector link 180 is made of a conductive metal to transfer DC voltage, and the conductive metal may include, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), titanium (Ti), nickel (Ni), or the like. have. For example, the terminal 172 and the connector link 180 of the connector 170 may be any one of metals applicable to the electrode layer 150. In other words, the electrode layer 150, the terminal 172, and the connector link 180 may be any one selected from a conductive metal and may be made of the same material.

상기 제1 용사 코팅층(160)은 상기 세라믹 플레이트(120) 및 전극층(150) 상에 형성된다. 즉, 상기 제1 용사 코팅층(160)은 상부면 일부에 상기 전극층(150)이 형성된 상기 세라믹 플레이트(120)의 상부면에 대하여 용사 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 용사 코팅층(160)은 상기 전극층(150)을 감싸도록 형성되어 상기 전극층(150)이 상기 세라믹 플레이트(120)와 상기 제1 용사 코팅층(160) 사이에 매설되도록 한다. 상기 제1 용사 코팅층(160)은 일 예로 산화 알루미늄(알루미나;Al₂O₃) 및 산화 이트륨(Y₂O₃) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The first sprayed coating layer 160 is formed on the ceramic plate 120 and the electrode layer 150. That is, the first thermal spray coating layer 160 may be formed by a thermal spray coating process on the upper surface of the ceramic plate 120 in which the electrode layer 150 is formed on a portion of the upper surface. The first spray coating layer 160 is formed to surround the electrode layer 150 so that the electrode layer 150 is buried between the ceramic plate 120 and the first spray coating layer 160. The first sprayed coating layer 160 may include, for example, any one of aluminum oxide (alumina; Al ₂ O ₃ ) and yttrium oxide (Y ₂ O ₃ ).

상기 제1 용사 코팅층(160)은 0.2㎜ 내지 0.8㎜의 두께를 갖는다. 상기 제1 용사 코팅층(160)의 두께가 0.2㎜ 미만이면 정전기력 형성에 필요한 유전율을 확보하는 것이 어려워 바람직하지 못하며, 두께가 0.8㎜ 초과하면 상기 전극층(150)과 기판(예컨대 흡착 대상물)과의 거리가 멀어져 정전기력이 감소할 수 있어 바람직하지 못하다. 따라서, 상기 제1 용사 코팅층(160)의 두께는 0.2㎜ 내지 0.8㎜의 범위를 갖는 것이 바람직하다.The first spray coating layer 160 has a thickness of 0.2 mm to 0.8 mm. If the thickness of the first thermal spray coating layer 160 is less than 0.2 mm, it is not preferable to secure a dielectric constant necessary for forming an electrostatic force. It is not preferable because the electrostatic force can be reduced so far. Therefore, the first spray coating layer 160 preferably has a thickness in the range of 0.2 mm to 0.8 mm.

또한, 상기 제1 용사 코팅층(160)에는 기판의 온도 조절을 위한 가스(예컨대 헬륨 가스)가 토출되는 토출홀(162)들이 구비된다. 상기 토출홀(162)들은 상기 세라믹 플레이트(120)에 형성된 제2 가스 유로(122)에 연결된다. 따라서, 상기 제2 가스 유로(122)의 가스가 상기 토출홀(162)을 통해서 기판의 하부면 상으로 토출되어 공정 중 기판의 온도를 조절하게 된다.In addition, the first thermal spray coating layer 160 is provided with discharge holes 162 through which gas (eg, helium gas) for controlling temperature of the substrate is discharged. The discharge holes 162 are connected to the second gas flow path 122 formed in the ceramic plate 120. Therefore, the gas of the second gas flow path 122 is discharged onto the lower surface of the substrate through the discharge hole 162 to control the temperature of the substrate during the process.

이하, 본 발명에 따른 정전척 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the electrostatic chuck manufacturing method according to the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.4 is a process chart for explaining a method for manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention, Figures 5a to 5g are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5a를 참조하면, 본 발명에 따른 정전척 제조 방법은 제1 가스 유로(112)가 형성된 베이스 기재(110)를 준비한다.(S110) 상기 베이스 기재(110)는 평판 형태 또는 실린더 형태를 가질 수 있다. 상기 베이스 기재(110)는 금속 재질로 이루어지며, 상기 금속은 예를 들어 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 SUS(Steel Use Satinless) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 베이스 기재(110)의 내부에는 상기 베이스 기재(110) 자체의 온도 조절을 위한 냉매가 공급되어 순환되는 냉매 유로(114)가 형성된다. 또한, 상기 베이스 기재(110)에는 상기 커넥터(170)의 설치를 위해 제1 삽입홀(115)이 마련된다. 상기 제1 삽입홀(115)은 상기 베이스 기재(110)의 중앙부에 형성될 수 있으며, 상기 베이스 기재(110)를 관통하도록 형성된다.4 and 5A, the electrostatic chuck manufacturing method according to the present invention prepares a base substrate 110 having a first gas flow path 112 formed therein (S110). It may have a form. The base substrate 110 is made of a metal material, and the metal may include, for example, any one of aluminum (Al), nickel (Ni), and stainless steel (SUS). In addition, a coolant flow path 114 through which a coolant for temperature control of the base substrate 110 itself is supplied and circulated is formed in the base substrate 110. In addition, the base base 110 is provided with a first insertion hole 115 for installation of the connector 170. The first insertion hole 115 may be formed in a central portion of the base substrate 110 and is formed to penetrate the base substrate 110.

상기 베이스 기재(110)의 측면에 대해서는 용사 코팅 공정이 진행될 수 있다. 즉, 상기 용사 코팅 공적을 통해서 상기 베이스 기재(110)의 측면에 제2 용사 코팅층(116)을 형성한다. 상기 제2 용사 코팅층(116)은 플라즈마 공정 중에 상기 플라즈마 가스에 의해 상기 베이스 기재(110)의 측면부가 손상(예컨대 식각)되는 것을 방지하기 위하여 형성된다.A spray coating process may be performed on the side surface of the base substrate 110. That is, the second thermal spray coating layer 116 is formed on the side surface of the base substrate 110 through the thermal spray coating achievement. The second thermal spray coating layer 116 is formed to prevent the side surface portion of the base substrate 110 from being damaged (eg, etched) by the plasma gas during the plasma process.

도 4 및 도 5b를 참조하면, 상기 제2 가스 유로(122)가 형성된 세라믹 플레이트(120)를 준비한다.(S120) 상기 제2 가스 유로(122)는 상기 세라믹 플레이트(120)를 관통하도록 형성된다. 상기 세라믹 플레이트(120)는 세라믹 분말을 가압 성형하여 수득될 수 있다. 예를 들면, 상기 세라믹 플레이트(120)는 산화 알루미늄(알루미나;Al₂O₃), 질화 알루미늄(AlN), 산화 이트륨(Y₂O₃)및 탄화 실리콘(실리콘 카바이드;SiC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 가스 유로(122)는 수평로(122a)와 수직로(122b)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 수평로(122a)는 상기 세라믹 플레이트(120)의 하부면에 동심원 형태로 형성될 수 있고, 상기 수직로(122b)는 상기 수평로(122a)로부터 연장하여 상기 세라믹 플레이트(120)의 상부면까지 연장될 수 있다. 또한, 상기 세라믹 플레이트(120)에는 상기 커넥터(120)의 설치를 위한 제2 삽입홀(125)이 마련된다.4 and 5B, a ceramic plate 120 having the second gas flow passage 122 is prepared. (S120) The second gas flow passage 122 is formed to penetrate the ceramic plate 120. do. The ceramic plate 120 may be obtained by pressing the ceramic powder. For example, the ceramic plate 120 may include aluminum oxide (alumina; Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride (AlN), yttrium oxide (Y ₂ O ₃ ). And silicon carbide (silicon carbide; SiC). The second gas flow path 122 may include a horizontal path 122a and a vertical path 122b. For example, the horizontal path 122a may be formed concentrically on the lower surface of the ceramic plate 120, and the vertical path 122b may extend from the horizontal path 122a to extend the ceramic plate 120. It may extend to the top surface of the). In addition, the ceramic plate 120 is provided with a second insertion hole 125 for installation of the connector 120.

상기 세라믹 플레이트(120)는 상기 베이스 기재(110)와 상기 전극층(150) 사이의 절연을 위하여 구비된다. 따라서, 상기 세라믹 플레이트(120)는 10¹⁰내지 10¹⁸[

]의 체적 저항을 갖도록 구성되고, 0.5㎜ 내지 5㎜의 두께를 갖도록 구성된다.The ceramic plate 120 is provided for insulation between the base substrate 110 and the electrode layer 150. Therefore, the ceramic plate 120 is 10 ¹⁰ to 10 ¹⁸ [

It is configured to have a volume resistance of], and has a thickness of 0.5mm to 5mm.

상기 베이스 기재(110)의 준비와 상기 세라믹 플레이트(120)의 준비는 개별적으로 준비될 수 있다.Preparation of the base substrate 110 and preparation of the ceramic plate 120 may be prepared separately.

도 4 및 도 5c를 참조하면, 상기 베이스 기재(110) 상에 상기 제2 가스 유로(122)에 대응하여 유로 패치(140)를 부착한다.(S130) 상기 유로 패치(140)는 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)의 접합된 후에 상기 제1 및 제2 가스 유로(112, 122)의 개구부를 커버하기 위하여 구비된다. 따라서, 상기 유로 패치(140)는 상기 제2 가스 유로(122)에 대응하는 형상을 갖는다. 상기 유로 패치(140)는 폴리머로 이루어진 필름일 수 있으며, 일면에 부착을 위한 접착 물질이 도포되어 구성된다.4 and 5C, a flow path patch 140 is attached to the base substrate 110 in correspondence with the second gas flow path 122 (S130). It is provided to cover the openings of the first and second gas flow paths 112 and 122 after the 110 and the ceramic plate 120 are bonded. Therefore, the flow path patch 140 has a shape corresponding to the second gas flow path 122. The flow path patch 140 may be a film made of a polymer, and is formed by applying an adhesive material for attachment to one surface.

여기서, 상기 유로 패치(140)의 부착하기 전에 상기 베이스 기재(110)의 상부면에서 상기 유로 패치(140)가 부착될 영역에 대하여 양극 산화 공정이 진행된다. 이를 통해, 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 상기 유로 패치(140)에 대응하여 양극 산화막(118)을 형성한다. 상기 양극 산화막(118)은 기판의 온도 조절용 가스 예컨대 헬륨 가스의 이온화에 의해 발생되는 아킹을 억제하기 위하여 구비된다.Here, before attaching the flow path patch 140, an anodizing process is performed on a region to which the flow path patch 140 is attached on the upper surface of the base substrate 110. Through this, an anodization layer 118 is formed on the top surface of the base substrate 110 in correspondence with the flow path patch 140. The anodic oxide film 118 is provided to suppress arcing generated by ionization of a gas for controlling temperature of the substrate, for example, helium gas.

도 4 및 도 5d를 참조하면, 상기 유로 패치(140)의 부착 후에 상기 유로 패치(140)를 제외한 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 접착 물질층(130)을 형성한다.(S140) 상기 접착 물질층(130)은 상기 베이스 기재(110)의 상부면에 접착 물질을 도포하여 형성할 수 있다. 상기 접착 물질층(130)은 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)를 접합시키는 역할을 한다.4 and 5D, an adhesive material layer 130 is formed on the upper surface of the base substrate 110 except for the flow path patch 140 after the flow path patch 140 is attached (S140). The adhesive material layer 130 may be formed by applying an adhesive material to the upper surface of the base substrate 110. The adhesive material layer 130 serves to bond the base substrate 110 and the ceramic plate 120.

도 4 및 도 5e를 참조하면, 상기 접착 물질층(130)을 매개로 하여 상기 베이스 기재(110) 상에 상기 세라믹 플레이트(120)를 접합한다.(S150) 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)의 접합은 가압에 의해 이루어질 수 있다.4 and 5E, the ceramic plate 120 is bonded to the base substrate 110 through the adhesive material layer 130. (S150) The base substrate 110 and the ceramic are bonded. Bonding of the plate 120 may be made by pressing.

다음으로, 상기 세라믹 플레이트(120)에 형성된 제2 삽입홀(125)에 커넥터 링크(180)를 삽입한다. 상기 커넥터 링크(180)는 상기 세라믹 플레이트(120)의 상부면에 대응하도록 구성될 수 있다. 상기 커넥터 링크(180)는 상기 커넥터(170)의 설치가 진행되지 않은 상태에서 상기 제2 삽입홀(125) 상에 상기 전극층(150)을 형성하기 위하여 구비된다. 예를 들면, 상기 제2 삽입홀(125)에는 상기 커넥터 링크(180)의 설치를 위해 단턱이 마련될 수 있다. 이와 달리, 상기 커넥터 링크(180)는 상기 제2 삽입홀(125)에 억지 끼움 방식으로 삽입되어 고정될 수 있다. 여기서, 상기 커넥터 링크(180)의 삽입이 상기 베이스 기재(110)와 상기 세라믹 플레이트(120)의 접합 단계 이후에 수행되는 것으로 설명하였으나, 상기의 설명과 달리 상기 접합 단계 이전에 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 커넥터 링크(180)의 삽입은 상기 세라믹 플레이트(120)의 준비 단계에서 이루어질 수 있다.Next, the connector link 180 is inserted into the second insertion hole 125 formed in the ceramic plate 120. The connector link 180 may be configured to correspond to an upper surface of the ceramic plate 120. The connector link 180 is provided to form the electrode layer 150 on the second insertion hole 125 in a state where the installation of the connector 170 is not in progress. For example, a stepped portion may be provided in the second insertion hole 125 to install the connector link 180. In contrast, the connector link 180 may be inserted into and fixed to the second insertion hole 125 by an interference fit method. Here, although the insertion of the connector link 180 is described as being performed after the bonding step of the base substrate 110 and the ceramic plate 120, it can be performed before the bonding step, unlike the above description. For example, insertion of the connector link 180 may be performed in the preparation step of the ceramic plate 120.

도 4 및 도 5f를 참조하면, 상기 세라믹 플레이트(120) 상에 전극층(150)을 형성한다.(S160) 상기 전극층(150)은 상기 세라믹 플레이트(120)의 상부면 일부에 형성된다. 예를 들면, 상기 전극층(150)은 상기 세라믹 플레이트(120)의 상부면에 형성된 상기 제2 가스 유로(122)의 개구 주위를 제외한 나머지 영역에 대하여 형성한다. 상기 전극층(150)은 도전성 금속으로 이루어지며, 상기 도전성 금속의 예로는 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 은(Ag) 및 금(Au) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 전극층(150)은 10㎛ 내지 200㎛의 두께로 형성된다.4 and 5F, an electrode layer 150 is formed on the ceramic plate 120. (S160) The electrode layer 150 is formed on a portion of an upper surface of the ceramic plate 120. For example, the electrode layer 150 is formed in the remaining regions except for the periphery of the opening of the second gas flow passage 122 formed on the upper surface of the ceramic plate 120. The electrode layer 150 is made of a conductive metal, and examples of the conductive metal include any one of titanium (Ti), nickel (Ni), tungsten (W), molybdenum (Mo), silver (Ag), and gold (Au). It may include. The electrode layer 150 is formed to a thickness of 10㎛ to 200㎛.

도 4 및 도 5g를 참조하면, 상기 전극층(150)이 형성된 상기 세라믹 플레이트(120)에 대하여 용사 코팅 공정을 진행하여 상기 세라믹 플레이트(120) 및 전극층(150) 상에 제1 용사 코팅층(160)을 형성한다.(S170) 상기 제1 용사 코팅층(160)은 일 예로 산화 알루미늄(알루미나;Al₂O₃) 및 산화 이트륨(Y₂O₃) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 용사 코팅층(160)은 0.2㎜ 내지 0.8㎜의 두께를 가질 수 있다.4 and 5G, a thermal spray coating process may be performed on the ceramic plate 120 on which the electrode layer 150 is formed to form a first thermal spray coating layer 160 on the ceramic plate 120 and the electrode layer 150. (S170) For example, the first sprayed coating layer 160 may include any one of aluminum oxide (alumina; Al ₂ O ₃ ) and yttrium oxide (Y ₂ O ₃ ). The first spray coating layer 160 may have a thickness of 0.2 mm to 0.8 mm.

상기 제1 용사 코팅층(160)에는 상기 제2 가스 유로(122)와 연결되는 토출홀(162)이 구비된다. 상기 토출홀(162)은 상기 제2 가스 유로(122)를 통해서 제공되는 가스(예컨대 기판 온도 조절용 가스)를 상부면 상으로 공급하기 위하여 구비된다. 즉, 상기 토출홀(162)은 상기 제1 용사 코팅층(160) 상에 놓여지는 기판의 하부면 상으로 상기 가스를 공급하기 위하여 마련된다.The first spray coating layer 160 is provided with a discharge hole 162 connected to the second gas flow path 122. The discharge hole 162 is provided to supply a gas (for example, a substrate temperature control gas) provided through the second gas flow path 122 onto an upper surface. That is, the discharge hole 162 is provided to supply the gas onto the lower surface of the substrate placed on the first thermal spray coating layer 160.

다음으로 상기 전극층(150)에 DC 전압을 제공하기 위한 상기 커넥터(170)를 연결한다.(S180;도 1을 참조) 상기 커넥터(170)의 연결은 상기 베이스 기재(110) 및 상기 세라믹 플레이트(120)에 형성된 제1 및 제2 삽입홀(115, 125)을 통해서 이루어진다. 즉, 상기 커넥터(170)를 상기 제1 및 제2 삽입홀(115, 125)에 삽입하여 상기 커넥터 링크(180)에 연결함으로써, 상기 커넥터(170)는 상기 커넥터 링크(180)를 통해 상기 전극층(150)과 전기적으로 연결된다. 상기 커넥터(170)는 실질적으로 DC 전압을 제공하기 위한 단자(172)와, 상기 단자(172)를 절연시키기 위한 세라믹 소결체(174) 및 제3 용사 코팅층(176)을 포함한다.Next, the connector 170 for providing a DC voltage to the electrode layer 150 is connected. (S180; see FIG. 1) The connection of the connector 170 is performed by the base substrate 110 and the ceramic plate. It is made through the first and second insertion holes 115 and 125 formed in the 120. That is, the connector 170 is connected to the connector link 180 by inserting the connector 170 into the first and second insertion holes 115 and 125 so that the connector 170 is connected to the electrode layer through the connector link 180. Is electrically connected to 150. The connector 170 may include a terminal 172 for substantially providing a DC voltage, a ceramic sintered body 174, and a third spray coating layer 176 for insulating the terminal 172.

설명한 바와 같이 제조된 상기 정전척(100)에서 상기 베이스 기재(110)에는 고주파 전원부(111)가 연결되어 플라즈마 생성을 위한 고주파 전력이 제공되고, 상기 커넥터(170)에는 DC 전원부(151)가 연결되어 정전기력 생성을 위한 DC 전압이 제공된다.In the electrostatic chuck 100 manufactured as described above, the base substrate 110 is connected to a high frequency power supply 111 to provide high frequency power for plasma generation, and the connector 170 is connected to a DC power supply 151. This provides a DC voltage for generating electrostatic force.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면 베이스 기재 상에 세라믹 플레이트가 접착 물질층을 매개로 하여 접합되고 전극층은 상기 세라믹 플레이트 상에 형성되며 상기 세라믹 플레이트 및 전극층 상에 용사 코팅층이 형성됨으로써 상기 전극층이 매설된다. 따라서, 절연성이 우수한 세라믹 플레이트가 상기 베이스 기재와 상기 전극층 사이를 절연시키는 절연체 역할을 하므로 베이스 기재와 전극층 사이의 아킹을 억제할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the ceramic plate is bonded to the base substrate via an adhesive material layer, the electrode layer is formed on the ceramic plate, and the thermal spray coating layer is formed on the ceramic plate and the electrode layer. The electrode layer is embedded. Therefore, since the ceramic plate having excellent insulation functions as an insulator for insulating between the base substrate and the electrode layer, arcing between the base substrate and the electrode layer can be suppressed.

또한, 기판의 온도 조절용 가스를 공급하기 위한 가스 유로가 상기 베이스 기재, 상기 세라믹 플레이트 및 용사 코팅층을 관통하여 형성되며 상기 베이스 기재의 상부면에 상기 세라믹 플레이트에 형성된 가스 유로에 대응하여 유로 패치가 부착된다. 따라서, 상기 유로 패치에 의해 상기 세라믹 플레이트 및 베이스 기재에 형성된 가스 유로의 개구들이 커버되므로 상기 접착 물질이 가스 유로 내부로 유입되는 것을 방지한다.In addition, a gas flow path for supplying a gas for controlling temperature of the substrate is formed through the base substrate, the ceramic plate and the thermal spray coating layer, and a flow path patch is attached to an upper surface of the base substrate corresponding to the gas flow path formed on the ceramic plate. do. Thus, the openings of the gas flow paths formed in the ceramic plate and the base substrate are covered by the flow path patch, thereby preventing the adhesive material from flowing into the gas flow path.

또한, 상기 커넥터는 세라믹 소결체 및 용사 코팅층을 통한 2중 절연층 구조로 형성되므로 커넥터 부위에서의 아킹을 억제할 수 있다.In addition, since the connector is formed in a double insulating layer structure through the ceramic sintered body and the thermal spray coating layer, arcing at the connector portion can be suppressed.

따라서, 아킹의 발생이 억제되어 전기적 특성이 안정되고, 안정적으로 정전기력을 형성하여 기판을 지지할 수 있는 정전척이 요구되는 플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치에서 바람직하게 사용될 수 있다.Therefore, the occurrence of arcing can be suppressed, the electrical characteristics can be stabilized, and can be preferably used in a semiconductor manufacturing apparatus using a plasma that requires an electrostatic chuck capable of stably forming an electrostatic force to support a substrate.

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.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

100: 정전척 110: 베이스 기재
111: 고주파 전원부 112: 제1 가스 유로
114: 냉매 유로 114a: 공급 배관
114b: 배출 배관 115: 제1 삽입홀
116: 제2 용사 코팅층 118: 양극 산화막
120: 세라믹 플레이트 122: 제2 가스 유로
122a: 수평로 122b: 수직로
125: 제2 삽입홀 130: 접착 물질층
140: 유로 패치 142: 관통홀
150: 전극층 151: DC 전원부
160: 제1 용사 코팅층 170: 커넥터
172: 단자 174: 세라믹 소결체
176: 제3 용사 코팅층 180: 커넥터 링크100: electrostatic chuck 110: base substrate
111: high frequency power supply 112: first gas flow path
114: refrigerant path 114a: supply piping
114b: discharge pipe 115: first insertion hole
116: second sprayed coating layer 118: anodized film
120: ceramic plate 122: second gas flow path
122a: horizontally 122b: vertically
125: second insertion hole 130: adhesive material layer
140: Euro patch 142: through hole
150: electrode layer 151: DC power supply
160: first spray coating layer 170: connector
172: terminal 174: ceramic sintered body
176: third sprayed coating layer 180: connector link

Claims

A base substrate having a first gas flow path through which a gas for controlling temperature of the substrate is supplied;
A ceramic plate formed on the base substrate and having a second gas passage connected to the first gas passage;
An adhesive material layer interposed between the base substrate and the ceramic plate for bonding;
A flow path patch attached to an upper surface of the base substrate so as to correspond to the second gas flow path, and for preventing an adhesive material from flowing into the first and second gas flow paths;
An electrode layer formed on the ceramic plate to generate an electrostatic force; And
And a spray coating layer formed on the ceramic plate and the electrode layer and having a discharge hole connected to the second gas flow path to discharge the gas to an upper surface thereof.

The electrostatic chuck of claim 1, wherein the flow path patch is formed to have a width equal to or wider than an opening of the second gas flow path formed on the lower surface of the ceramic plate, and a through hole is formed corresponding to the first gas flow path. .

3. The electrostatic chuck of claim 2, wherein a width of a contact surface in which the flow path patch contacts the lower surface of the ceramic plate is 5 mm or less.

The electrostatic chuck of claim 1, wherein the flow path patch comprises a polymer and an adhesive material is coated on one surface.

The electrostatic chuck of claim 1, wherein an anode oxide film is formed on an upper surface of the base substrate to correspond to the flow path patch.

The method of claim 1, wherein the ceramic plate has a volume resistance of 10 ¹⁰ to 10 ¹⁸ [

The electrostatic chuck characterized in that.

The electrostatic chuck of claim 1, wherein the ceramic plate has a thickness of 0.5 mm to 5 mm.

The electrostatic chuck of claim 1, wherein the thermal spray coating layer has a thickness of 0.2 mm to 0.8 mm.

The electrostatic chuck of claim 1, comprising a second thermal spray coating layer formed on a side of the base substrate, wherein the second thermal spray coating layer comprises a ceramic.

The electrostatic chuck of claim 9, wherein the second thermal spray coating layer has a thickness of 600 μm to 1000 μm.

The electrostatic chuck of claim 1, wherein the base substrate has a coolant flow path through which coolant is supplied and circulated.

The electrostatic chuck of claim 1, wherein the electrode layer has a thickness of 10 μm to 200 μm.

The electrostatic chuck of claim 1, further comprising a connector penetrating the base substrate and the ceramic plate to the electrode layer and providing a DC voltage for electrostatic force to the electrode layer.

The method of claim 13, wherein the connector
A terminal providing the DC voltage;
A ceramic sintered body covering the terminal to insulate the terminal; And
And a third thermal spray coating layer covering the ceramic sintered body to insulate the terminal.

Preparing a base substrate on which a first gas flow path is formed;
Preparing a ceramic plate on which a second gas flow path is formed;
Attaching a flow path patch corresponding to the second gas flow path on the base substrate;
Forming an adhesive material layer on an upper surface of the base substrate except for the channel patch;
Bonding the ceramic plate onto the base substrate via the adhesive material layer;
Forming an electrode layer on the ceramic plate;
Forming a spray coating layer having a discharge hole connected to the second gas flow path on the ceramic plate and the electrode layer.

16. The method of claim 15, further comprising forming an anodization film corresponding to the flow path patch on the top surface of the base substrate prior to attaching the flow path patch.

The method of claim 15, further comprising forming a second thermal spray coating layer on a side of the base substrate, wherein the second thermal spray coating layer comprises a ceramic.