KR20200138982A - Transparent electro static chuck including ito and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체/디스플레이의 양산 제조용 전공정 장비에 이용가능한 정전척 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic chuck that can be used in pre-process equipment for mass production of semiconductors/displays and a method of manufacturing the same.
정전척(Electro Static Chuck, ESC)은 반도체/디스플레이 양산 제조용 전공정 장비에 사용하는 핵심부품으로서, 디스플레이의 Glass의 플라즈마 에칭 및 증착공정에서 정전력을 이용하여 웨이퍼 및 Glass를 흡착 또는 이탈시키는 기능으로 대면적화, 고해상도 공정이 요구되면서, 그 중요성이 대두되고 있는 핵심 부품 중 하나이다.Electro Static Chuck (ESC) is a core component used in the pre-process equipment for mass production of semiconductors/displays, and is a function of adsorbing or removing wafers and glass by using static power in the plasma etching and deposition process of glass of a display. As a large area and high resolution process are required, it is one of the key parts that is gaining importance.
정전척(ESC)은 기본적으로 축전지(Capacitor) 원리를 이용한 것이다. 두 개의 판 사이에 전극을 가하게 되면 쿨롱의 법칙에 의해서 전하에 의한 정전기적 힘이 생겨난다. 이를 정전력(Electrostatic force)이라 하며, 정전척은 이러한 현상을 이용한 것이다.The electrostatic chuck (ESC) basically uses the principle of a capacitor. When an electrode is applied between the two plates, an electrostatic force is generated by electric charges according to Coulomb's law. This is called electrostatic force, and the electrostatic chuck uses this phenomenon.
일반적으로, 정전척은 도체판(하부 전극, 절연층(전극 위에 입혀 진 것), 그리고 또 다른 도체판(웨이퍼)을 갖는 커패시터와 같이 생각할 수 있다.In general, an electrostatic chuck can be thought of as a capacitor having a conductor plate (lower electrode, an insulating layer (one coated on the electrode)), and another conductor plate (wafer).
기존에 이용되던 정전척은, 반도체 및 디스플레이 공정에서 증착 및/또는 식각장비 내에서 주로 이용되었다. 정전척은 기판으로 사용되고 있는 Si wafer 또는 Glass등의 부품을, 장비 내에서 정전기력을 통해 지지하고 잡아주는 역할을 수행하게 된다. 이 때, 정전척은 냉각 또는 가열을 통해 기판의 온도를 일정하게 유지 또는 가열하여 공정 효율을 증대시키는 역할도 수행하였다. The electrostatic chuck used in the past has been mainly used in deposition and/or etching equipment in semiconductor and display processes. The electrostatic chuck plays a role of supporting and holding parts such as Si wafer or glass used as a substrate through electrostatic force in the equipment. In this case, the electrostatic chuck also played a role of increasing process efficiency by maintaining or heating the temperature of the substrate through cooling or heating.
이러한 정전척의 구성과 관련하여, 종래에는 세라믹으로 이루어진 본체부 사이에 전극층을 형성하고, 이러한 전극층에 DC포트를 통해 전압을 인가할 수 있도록 구성하였다. 상기 정전척은 알루미나(Al2O3) 와 같은 낮은 비저항을 갖는 유전체를 코팅하여 왔으며, 전극에 직류전원을 인가하게 되면, 유전막 사이에 정전기력(인력)이 발생되어 기판을 잡아주는 방식으로 구동하고 있었다.Regarding the configuration of such an electrostatic chuck, in the related art, an electrode layer is formed between the body parts made of ceramic, and a voltage is applied to the electrode layer through a DC port. The electrostatic chuck has been coated with a dielectric having a low specific resistance such as alumina (Al 2 O 3 ), and when DC power is applied to the electrode, electrostatic force (manpower) is generated between the dielectric layers and is driven in a manner that holds the substrate. there was.
도 1은, 종래의 방식에 따라 제조된 정전척에 대한 것으로서, 알루미늄 본체부 상에 복수 층의 코팅층이 용사 코팅법을 통하여 형성된 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure in which a plurality of coating layers are formed on an aluminum body part through a thermal spray coating method for an electrostatic chuck manufactured according to a conventional method.
통상적으로 사용되는 정전척의 구조는 도 1과 같다. 도 1과 같이, 기본적으로 정전척은 유전 물질로서 알루미나와 동일하거나 유사한 재질의 알루미나 소결체 또는, 알루미늄 재질의 본체를 사용하여 열을 통한 접합 특성을 가지도록 구성되었다.The structure of a commonly used electrostatic chuck is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck is basically configured to have a bonding property through heat using an alumina sintered body made of the same or similar material as alumina as a dielectric material, or a body made of aluminum.
특히, 디스플레이 장치의 제조 공정 등에 주로 쓰이는 세라믹 정전척의 제조방법은 아래와 같았다.In particular, a method of manufacturing a ceramic electrostatic chuck, which is mainly used in the manufacturing process of a display device, is as follows.
알루미나 소결체 또는 알루미늄 재질을 포함하는 본체 상에, 전체적으로 알루미나를 포함하는 제1 코팅층을 형성하였다. 그 과정에서 상기 본체 표면은, 샌드 블러스트 방식을 이용하여 표면 조도를 형성하고 그 상부에 상기 제1 코팅층을 형성하기도 하였다. 그 다음, 상기 제1 코팅층 상에 전극물질(텅스텐, W)을 포함하는 제2 코팅층을 형성하였고, 그 다음으로 제2 코팅층 상부에 다시 알루미나를 포함하는 제3 코팅층을 형성하였다. 상기 제1 코팅층 내지 제3 코팅층을 형성하는 과정에서는 용사 코팅(일 예로서, 플라즈마 스프레이 코팅) 방법이 사용되었다.A first coating layer including alumina as a whole was formed on a sintered alumina body or a body including an aluminum material. In the process, the surface of the body was roughened using a sand blast method, and the first coating layer was formed on the surface of the body. Then, a second coating layer containing an electrode material (tungsten, W) was formed on the first coating layer, and then a third coating layer containing alumina was formed on the second coating layer again. In the process of forming the first to third coating layers, a thermal spray coating (eg, plasma spray coating) method was used.
이 후 제3 코팅층의 평탄도 확보를 위해, 기계적 연마 공정이 수반되기도 하였다. 또한, Shadow mask를 사용하여 알루미나를 재차 용사코팅함으로써, 기판을 정전척 상에 놓기 위한 양각(Emboss) 형태의 표면 구조를 제작하기도 하였다.After that, in order to secure the flatness of the third coating layer, a mechanical polishing process was also involved. In addition, by respray coating alumina using a shadow mask, an embossed surface structure for placing the substrate on the electrostatic chuck was fabricated.
이와 같이 존의 세라믹 정전척을 제조하는 기술은 대부분이 용사코팅 방식을 사용하여 제작되고 있었는데, 이러한 용사코팅 방식은 고가의 용사 장비를 필요로 하게 되어 제품의 생산 비용을 증가하게 하는 원인이 되었다. 또한, 수~수십마이크론 두께를 증착하기 까지 대단히 긴 공정 시간을 필요로 하는 문제도 있었다. 그리고, 복수 개의 층을 형성하고 다양한 금속 소재를 계속적으로 코팅하는 과정에서 공정 단계가 많아지고 효율이 떨어지는 문제도 존재하였다.As described above, most of John's ceramic electrostatic chuck manufacturing technology was manufactured using a thermal spray coating method, and this thermal spray coating method requires expensive thermal spray equipment, which increases the production cost of the product. In addition, there was a problem that a very long process time was required to deposit a thickness of several to several tens of microns. In addition, in the process of forming a plurality of layers and continuously coating various metal materials, there is a problem that the process steps are increased and the efficiency is lowered.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하고, 새로운 소재를 이용하여 훨씬 간편하고 저렴한 방식으로 정전척을 제조하기 위한 방법 및 그를 이용하여 제조한 정전척을 제공하기 위함이다.It is an object of the present invention to solve the above-described problem, to provide a method for manufacturing an electrostatic chuck in a much simpler and inexpensive manner using a new material, and an electrostatic chuck manufactured using the same.
본 발명의 목적은, ITO를 포함하는 소재를 이용하여, 고가의 장비와 장시간이 필요로 되는 용사 코팅 방법을 거치지 않고 제조된 정전척을 개발하기 위한 것이다.An object of the present invention is to develop an electrostatic chuck manufactured by using a material containing ITO without going through a thermal spray coating method requiring expensive equipment and a long time.
본 발명은, 새로운 소재와 공정 방식을 적용함으로써 간단한 구조를 가짐에도 동일한 기능을 수행할 수 있는 정전척을 저비용, 단시간을 안에 제공할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a method capable of providing an electrostatic chuck capable of performing the same function even though it has a simple structure by applying a new material and process method at low cost and in a short time.
본 발명의 일 측에 따르는 ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법은, ITO를 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 일 면 상에 상기 기판을 향해 열린 패턴이 형성된 마스크층을 도입하는 단계; 상기 마스크층의 패턴에 보호층을 도입하는 단계; 상기 마스크층을 식각하는 단계; 상기 보호층을 제거하는 단계; 및 상기 기판 상에 투명세라믹스를 포함하는 상부 유전층을 형성하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a transparent electrostatic chuck including ITO according to an aspect of the present invention includes: preparing a substrate including ITO; Introducing a mask layer having a pattern open toward the substrate on one surface of the substrate; Introducing a protective layer into the pattern of the mask layer; Etching the mask layer; Removing the protective layer; And forming an upper dielectric layer including a transparent ceramic on the substrate.
일 실시예에 따르면, 상기 투명 정전척의 제조방법은, 용사 코팅 공정 및 기계적 방식을 이용한 표면 가공 공정을 포함하지 않는 것일 수 있다.According to an embodiment, the method of manufacturing the transparent electrostatic chuck may not include a thermal spray coating process and a surface processing process using a mechanical method.
일 실시예에 따르면, 상기 마스크층을 식각하는 단계는, 기판의 일 면 상에 양각으로 패턴화된 전극부를 형성하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the etching of the mask layer may include forming an electrode portion patterned in a relief on one surface of the substrate.
일 실시예에 따르면, 상기 마스크층을 식각하는 단계는, 산을 이용한 습식 식각 방식으로 수행되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the etching of the mask layer may be performed by a wet etching method using an acid.
일 실시예에 따르면, 상기 보호층은, 유기물, 감광성 수지(Photo Resist) 또는 둘 다를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the protective layer may include an organic material, a photoresist, or both.
일 실시예에 따르면, 상기 보호층을 제거하는 단계는, 유기 용매를 이용한 용해 방식을 이용하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the step of removing the protective layer may be using a dissolution method using an organic solvent.
본 발명의 다른 일 측에 따르는 ITO를 포함하는 투명 정전척은, 기판의 일 면 상에 형성된 양각 전극부를 포함하고, ITO를 포함하는 본체부(body); 및 상기 본체부의 상기 양각 전극부를 덮도록 형성되고, 투명 세라믹스를 포함하는 상부 유전층;을 포함하는 것이다.A transparent electrostatic chuck including ITO according to another aspect of the present invention includes: a body including an embossed electrode portion formed on one surface of a substrate, and including ITO; And an upper dielectric layer formed to cover the embossed electrode portion of the body portion and including transparent ceramics.
일 실시예에 따르면, 상기 정전척은 본 발명의 일 실시예에 따르는 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.According to an embodiment, the electrostatic chuck may be manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따르면, 상기 기판에서 상기 양각 전극부를 포함하지 않는 영역에 형성된 상기 상부 유전층의 두께는, 상기 양각 전극부의 높이 이상인 것이고, 상기 투명 정전척은, 상기 기판의 일 면의 반대 쪽 면 상에 형성되는 하부 유전층을 포함하지 않는 것일 수 있다.According to an embodiment, the thickness of the upper dielectric layer formed in a region not including the embossed electrode portion of the substrate is equal to or greater than the height of the embossed electrode portion, and the transparent electrostatic chuck is formed on the opposite side of the substrate. It may not include a lower dielectric layer formed in the.
본 발명의 실시예들에 따르면 ITO를 포함하는 투명한 정전척 및 그 제조방법이 제공된다. According to embodiments of the present invention, a transparent electrostatic chuck including ITO and a manufacturing method thereof are provided.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본체부가 하부 유전층 및 전극층의 기능까지도 수행하는 투명한 정전척을 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to implement a transparent electrostatic chuck in which the body portion also functions as a lower dielectric layer and an electrode layer.
본 발명의 일 실시예에서 제공되는 제조방법에 따르면, 고가의 용사코팅 장비를 사용하지 않아도 되며, 종래의 정전척 제조방법에 비해 획기적으로 시간 및 비용을 절감할 수 있다.According to the manufacturing method provided in an embodiment of the present invention, it is not necessary to use expensive thermal spray coating equipment, and it is possible to significantly save time and cost compared to the conventional electrostatic chuck manufacturing method.
또한, 본 발명의 실시예에서 제공되는 ITO를 포함하는 정전척 본체부는, 기존의 세라믹 본체 및 전극층을 대체할 수 있고, 투명한 소재로서 제조됨으로써 투명한 부품을 필요로 하는 장비에 이용할 수 있다.In addition, the electrostatic chuck body portion including ITO provided in the embodiment of the present invention can replace the existing ceramic body and electrode layer, and can be used in equipment requiring a transparent component by being manufactured as a transparent material.
종전에 이용되던 전기분무방사 방식을 이용한 기판 코팅 방법, 나아가 에너지 저장 소자용 전극 제조 방법의 낮은 생산성 문제를 극복하고, 전기 전도도가 낮은 소재를 이용하여 형성된 기판을 이용하더라도, 빠른 속도로 얇고 균질한 코팅이 가능하게 되는 효과가 있다. It overcomes the low productivity problem of the previously used electrospraying method, and furthermore, the electrode manufacturing method for energy storage devices, and even if a substrate formed using a material with low electrical conductivity is used, it is thin and homogeneous at a high speed. There is an effect that coating becomes possible.
본 발명에서 제공하는 전기분무방사 방식을 이용할 경우, 고가습 환경에서도 높은 생산성을 확보 가능한 전기분무방사 방식을 이용한 기판 코팅 방법이 제공되는 효과가 있다. When using the electrospray method provided by the present invention, there is an effect of providing a substrate coating method using the electrospray method capable of securing high productivity even in a high humidity environment.
본 발명의 일 실시예에 따르는 제조방법을 이용하여 제조한 전극의 경우, 균질하고 얇은 두께를 가지는 전기분무방사 방식으로 형성된 코팅층을 포함하는 전극이 제조될 수 있고, 이를 이용하면 높은 생산성과 고효율을 가지는 에너지 저장 소자의 확보가 가능해지는 효과가 있다.In the case of an electrode manufactured using the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, an electrode including a coating layer formed by electrospraying having a homogeneous and thin thickness can be manufactured, and using this, high productivity and high efficiency can be achieved. The branch has the effect of making it possible to secure an energy storage element.
도 1은, 종래의 방식에 따라 제조된 정전척에 대한 것으로서, 알루미늄 본체부 상에 복수 층의 코팅층이 용사 코팅법을 통하여 형성된 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 정전척의 제조방법의 각 단계를 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 정전척의 제조방법에서, 정전척의 각 층이 형성되는 과정을 정전척의 단면을 통하여 개략적으로 도시한 공정 흐름도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 정전척을 개략적으로 도시한 평면도(좌) 및 단면도(우)이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a structure in which a plurality of coating layers are formed on an aluminum body portion through a thermal spray coating method for an electrostatic chuck manufactured according to a conventional method.
2 is a process diagram schematically showing each step of a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
3 is a process flow diagram schematically illustrating a process of forming each layer of the electrostatic chuck through a cross section of the electrostatic chuck in a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view (left) and a cross-sectional view (right) schematically showing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various changes may be made to the embodiments described below. The embodiments described below are not intended to be limited to the embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes thereto.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the embodiments. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 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.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 to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 정전척의 제조방법의 각 단계를 개략적으로 도시한 공정도이다.2 is a process diagram schematically showing each step of a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
도 2에서는 (i) ITO 기판을 준비한 후(S1), (ii) 스크린 프린팅 기법을 위하여 패터닝 된 마스크층을 도입하고(S2), (iii) 마스크층의 패턴에 보호층을 주입하며(S3), (iv) 마스크층을 산을 통해 에칭하고(S4), (v) 보호층을 제거한 후(S5), (vi)유전체를 도포하는 공정(S6)이 순차적으로 도시되어 있다.In FIG. 2, after (i) preparing an ITO substrate (S1), (ii) introducing a patterned mask layer for screen printing (S2), (iii) injecting a protective layer into the pattern of the mask layer (S3). , (iv) etching the mask layer through an acid (S4), (v) removing the protective layer (S5), and (vi) applying the dielectric (S6) sequentially.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 정전척의 제조방법에서, 정전척의 각 층이 형성되는 과정을 정전척의 단면을 통하여 개략적으로 도시한 공정 흐름도이다.3 is a process flow diagram schematically illustrating a process of forming each layer of the electrostatic chuck through a cross section of the electrostatic chuck in a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
도 2의 각 단계 S1-S6가 수행된 후의 정전척의 단면 구조를 확인할 수 있다.The cross-sectional structure of the electrostatic chuck after each of the steps S1-S6 of FIG. 2 is performed can be confirmed.
하기에서는 도 2 및 도 3를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 정전척의 제조방법의 각 단계를 상세히 설명한다.Hereinafter, each step of a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
본 발명의 일 측에서는 ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법을 제공한다.One aspect of the present invention provides a method of manufacturing a transparent electrostatic chuck including ITO.
본 발명의 일 측에 따르는 ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법은, ITO를 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 일 면 상에 상기 기판을 향해 열린 패턴이 형성된 마스크층을 도입하는 단계; 상기 마스크층의 패턴에 보호층을 도입하는 단계; 상기 마스크층을 식각하는 단계; 상기 보호층을 제거하는 단계; 및 상기 기판 상에 투명 세라믹스를 포함하는 상부 유전층을 형성하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a transparent electrostatic chuck including ITO according to an aspect of the present invention includes: preparing a substrate including ITO; Introducing a mask layer having a pattern open toward the substrate on one surface of the substrate; Introducing a protective layer into the pattern of the mask layer; Etching the mask layer; Removing the protective layer; And forming an upper dielectric layer including transparent ceramics on the substrate.
상기 투명 세라믹스는 일 예로서, SOG(Spin On Glass)를 포함하는 것일 수 있다. 상기 SOG는 Si계열의 용액형 투명 유전체로서, 보통 반도체 공정에서 Spin 코팅공정으로 사용하는 물질을 포함하는 것일 수 있다.As an example, the transparent ceramics may include SOG (Spin On Glass). The SOG is a Si-based solution-type transparent dielectric, and may include a material used as a spin coating process in a typical semiconductor process.
상기 정전척을 형성하는 기판은 ITO 소재를 포함하도록 제조되는 것이며, 따라서 종래의 금속 또는금속 산화물 소재를 이용하여 정전척과는 달리 투명한 형태로 제조될 수 있다. 일 예로서, 상기 기판은 시판되고 있는 ITO Glass 기판을 이용할 수도 있다.The substrate forming the electrostatic chuck is manufactured to include an ITO material, and thus, may be manufactured in a transparent form unlike the electrostatic chuck using a conventional metal or metal oxide material. As an example, the substrate may be a commercially available ITO Glass substrate.
상기 정전척은, 기판 상에 마스크층을 도입하여 일 예로서, 스크린 프린팅(Screen printing) 방식을 이용하여 상기 기판상에 전극부 층을 형성할 수 있다.The electrostatic chuck may introduce a mask layer on the substrate to form an electrode layer on the substrate using, for example, a screen printing method.
일 에에 따르면, 기판 상에 마스크층을 도입하고, 마스크층의 패턴에 보호층을 도입한 후 마스크층을 식각할 수 있다. 이 때, 마스크층이 식각되면서, 상기 마스크층의 패턴이 형성되지 않은 부분의 하부에 위치한 상기 ITO를 포함하는 기판의 일부 두께가 함께 식각될 수 있다. 따라서, 상기 마스크층을 식각하는 단계에서는 식각되지 마스크층의 패턴이 형성된 영역의 하부의 기판과, 마스크층의 패턴이 형성되지 않은 영역의 하부의 기판 간에 높이가 상이하게 되는 것일 수 있다. 이러한 과정을 통하여 상이하게 된 상기 기판의 표면의 양각부(돌출부-마스크층의 패턴이 형성된 영역의 하부의 기판 부분)는 본 발명에서 정전척의 전극부로 이용될 수 있다.According to one embodiment, a mask layer may be introduced on a substrate, a protective layer may be introduced into a pattern of the mask layer, and then the mask layer may be etched. In this case, while the mask layer is etched, a partial thickness of the substrate including the ITO located under the portion where the pattern of the mask layer is not formed may be etched together. Accordingly, in the step of etching the mask layer, the height may be different between the substrate under the region where the pattern of the unetched mask layer is formed and the substrate under the region where the pattern of the mask layer is not formed. The embossed portion of the surface of the substrate (a protrusion-a portion of the substrate below the region where the pattern of the mask layer is formed) that has become different through this process may be used as an electrode portion of the electrostatic chuck in the present invention.
상기 보호층은 마스크층이 식각될 때, 마스크층의 패턴이 형성된 부분을 보호하는 역할을 수행하는 것일 수 있다. 상기 보호층은 마스크층을 식각하는 단계 후에 별도의 공정을 통하여 손쉽게 제거할 수 있다.When the mask layer is etched, the protective layer may serve to protect a portion of the mask layer on which the pattern is formed. The protective layer can be easily removed through a separate process after etching the mask layer.
상기 상부 유전층을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에서 전극 패드가 형성될 부분을 제외하고, 상기 기판 상에 상기 상부 유전층의 소재를 전면 도포하는 것일 수 있다.The forming of the upper dielectric layer may include applying a material of the upper dielectric layer on the substrate, excluding a portion where the electrode pad is to be formed on the substrate.
일 실시예에 따르면, 상기 투명 정전척의 제조방법은, 용사 코팅 공정 및 기계적 방식을 이용한 표면 가공 공정을 포함하지 않는 것일 수 있다.According to an embodiment, the method of manufacturing the transparent electrostatic chuck may not include a thermal spray coating process and a surface processing process using a mechanical method.
상기 용사 코팅 공정은 일 예로서, 플라즈마 스프레이 코팅 공정인 것일 수 있다. 즉, 본 발명에서 제안하는 방식에 따르면 종래의 비용 및 시간 상의 단점을 야기하던 용사 코팅 공정을 수행함 없이 정전척을 제조할 수 있다.The thermal spray coating process may be, for example, a plasma spray coating process. That is, according to the method proposed in the present invention, it is possible to manufacture an electrostatic chuck without performing the thermal spray coating process that caused disadvantages in the conventional cost and time.
또한, 일 예에 따르면, 용사코팅 후 수행되던 기계적인 표면 가공, 일 예로서 MCT 가공과 같은 공정 통하여 패터닝을 형성하는 과정을 포함하지 않고도 정전척을 제조할 수 있다.Further, according to an example, the electrostatic chuck can be manufactured without including a process of forming patterning through a process such as mechanical surface processing performed after thermal spray coating, for example, MCT processing.
일 실시예에 따르면, 상기 마스크층을 식각하는 단계는, 기판의 일 면 상에 양각으로 패턴화된 전극부를 형성하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the etching of the mask layer may include forming an electrode portion patterned in a relief on one surface of the substrate.
상기 마스크층을 제거하는 단계를 통해 마스크층이 식각되면서, 마스크층의 패턴이 형성되지 않은 영역 하부의 기판 또한 일정 두께가 식각될 수 있다. 그로 인하여 마스크층의 패턴이 형성된 영역 하부의 기판은 돌출된 양각부를 형성하게 되며, 이 구조는 그 자체로서 전극부를 형성하게 된다.As the mask layer is etched through the removing of the mask layer, a predetermined thickness may also be etched on a substrate under a region where a pattern of the mask layer is not formed. Accordingly, the substrate under the region where the pattern of the mask layer is formed forms a protruding embossed portion, and this structure itself forms an electrode portion.
일 실시예에 따르면, 상기 마스크층을 식각하는 단계는, 산을 이용한 습식 식각 방식으로 수행되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the etching of the mask layer may be performed by a wet etching method using an acid.
상기 산은 일 예로서, 질산, 염산 또는 둘 다를 이용할 수 있으며, 본 발명에서 상기 산의 종류를 특별히 한정하지 아니하나, 일 예로서 pH 5 이하의 강산을 이용할 수 있다. 충분히 강하지 않은 산을 이용할 경우 마스크층의 잔재가 기판 표층에 남아있게 되거나, 마스크층 하부의 ITO를 포함하는 기판이 충분히 식각되지 않는 문제가 생길 수 있다.As an example, nitric acid, hydrochloric acid, or both may be used. As an example, the type of the acid is not particularly limited, but a strong acid having a pH of 5 or less may be used as an example. If an acid that is not strong enough is used, the residual of the mask layer may remain on the surface of the substrate, or the substrate including ITO under the mask layer may not be sufficiently etched.
일 실시예에 따르면, 상기 보호층은, 유기물, 감광성 수지(Photo Resist) 또는 둘 다를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the protective layer may include an organic material, a photoresist, or both.
상기 보호층은 아세톤 등의 유기 용매를 이용하여 쉽게 제거할 수 있고, 산에 녹지 않는 소재로 형성되는 것일 수 있다.The protective layer may be easily removed using an organic solvent such as acetone, and may be formed of a material insoluble in acid.
일 예로서, 상기 유기물은 PR(노광x, 열경화x) 소재 또는 유기물(PDMS 또는 PVP등)을 포함할 수 있다. 상기 유기물을 이용하여 보호층을 형성할 때에는 붓 또는 스퀴지등을 이용하여 마스크층의 열린 패턴이 형성된 영역들을 코팅할 수 있다.As an example, the organic material may include a PR (exposure x, heat curing x) material or an organic material (such as PDMS or PVP). When the protective layer is formed using the organic material, areas in which the open pattern of the mask layer is formed may be coated using a brush or a squeegee.
일 실시예에 따르면, 상기 보호층을 제거하는 단계는, 유기 용매를 이용한 용해 방식을 이용하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the step of removing the protective layer may be using a dissolution method using an organic solvent.
상기 유기 용매는 일 예로서, 아세톤일 수 있다. 본 발명에서는 상기 유기 용매를 한정하지는 아니하나, 상기 보호층 소재와 상호작용하여 화학적으로 상기 보호층을 용해할 수 있는 용매를 이용하는 것일 수 있다.The organic solvent may be, for example, acetone. In the present invention, the organic solvent is not limited, but a solvent capable of chemically dissolving the protective layer by interacting with the protective layer material may be used.
본 발명의 다른 일 측에서는 ITO를 포함하는 투명 정전척을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a transparent electrostatic chuck including ITO.
본 발명의 다른 일 측에 따르는 ITO를 포함하는 투명 정전척은, 기판의 일 면 상에 형성된 양각 전극부를 포함하고, ITO를 포함하는 본체부(body); 및 상기 본체부의 상기 양각 전극부를 덮도록 형성되고, 투명 세라믹스를 포함하는 상부 유전층;을 포함하는 것이다.A transparent electrostatic chuck including ITO according to another aspect of the present invention includes: a body including an embossed electrode portion formed on one surface of a substrate, and including ITO; And an upper dielectric layer formed to cover the embossed electrode portion of the body portion and including transparent ceramics.
최근 디스플레이 산업에서 고해상도로 가면서 패턴 사이즈가 작아져, 투명한 특성을 갖게 되면, Align이 가능해지는 이점이 있다. 상기 투명 정전척의 본체부은 90 % 이상의 투명도를 가지는 것일 수 있다. 상기 정전척의 본체부를 투명한 ITO 재질로 형성함으로써, 반도체 및 디스플레이의 검사장비에도 정밀 Align이 가능해짐에 따라 본 발명의 실시예에 따르는 정전척은 다양한 분야에 적용처가 증가할 수 있다.In the recent display industry, if the pattern size decreases as it goes to high resolution and has a transparent characteristic, there is an advantage that alignment becomes possible. The body portion of the transparent electrostatic chuck may have a transparency of 90% or more. By forming the body portion of the electrostatic chuck with a transparent ITO material, precision alignment is also possible in inspection equipment for semiconductors and displays, so that the electrostatic chuck according to the exemplary embodiment of the present invention can be applied to various fields.
일 예로서, 상기 기판과 상기 기판의 일 면 상에 형성되는 상기 양각 전극부는 동일한 소재로 형성될 수 있다. 종래의 방식에 따르면 상기 기판 상에 양각 전극부를 별도의 소재를 이용하여 용사 코팅 등의 방식으로 형성한 바 있다. 그러나 본 발명의 상기 전극부는 원래의 기판에서 존재하던 부분으로서, 기판의 일부 영역이 식각됨으로써 식각되지 않은 부분이 형성된 구조이다.As an example, the substrate and the embossed electrode portion formed on one surface of the substrate may be formed of the same material. According to a conventional method, the embossed electrode portion is formed on the substrate by a method such as thermal spray coating using a separate material. However, the electrode part of the present invention is a part existing in the original substrate, and has a structure in which a portion of the substrate is etched to form an unetched part.
상기 양각 전극부는 스크린 프린팅 방식을 통하여 형성된 것일 수 있다.The embossed electrode portion may be formed through a screen printing method.
일 실시예에 따르면, 상기 정전척은 본 발명의 일 실시예에 따르는 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.According to an embodiment, the electrostatic chuck may be manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따르면, 상기 기판에서 상기 양각 전극부를 포함하지 않는 영역에 형성된 상기 상부 유전층의 두께는, 상기 양각 전극부의 높이 이상인 것일 수 있다.According to an embodiment, a thickness of the upper dielectric layer formed in a region of the substrate that does not include the embossed electrode may be greater than or equal to the height of the embossed electrode.
즉, 상기 상부 유전층은 기판에 있어서 양각 전극부가 형성된 영역과 양각 전극부가 형성되지 않은 영역을 모두 덮도록 형성될 수 있으며, 이 때 그 최대 두께는 양각 전극부의 높이보다 더 두껍도록 형성될 수 있다. 따라서 단면으로 볼 때에, 상기 양각 전극부는 상기 상부 유전층 밖으로 돌출되지 않도록 형성되는 것일 수 있다.That is, the upper dielectric layer may be formed to cover both a region in which the embossed electrode part is formed and the region in which the embossed electrode part is not formed in the substrate, and the maximum thickness may be formed to be thicker than the height of the embossed electrode part. Accordingly, when viewed in cross section, the embossed electrode portion may be formed so as not to protrude outside the upper dielectric layer.
일 예로서, 상기 투명 정전척은, 상기 기판의 일 면의 반대 쪽 면 상에 형성되는 하부 유전층을 포함하지 않는 것일 수 있다.As an example, the transparent electrostatic chuck may not include a lower dielectric layer formed on a surface opposite to one surface of the substrate.
종래의 구조에 따르면, 기판을 기준으로 상부 유전층이 형성되는 반대 쪽 면 상에, 하부 유전층이 별도로 구비되곤 하였다. 본 발명에 따르면 기판의 소재, 전극부의 소재가 모두 ITO 소재를 포함하도록 형성됨으로써 별도의 하부 유전층의 구조를 필요로 하지 않는 것일 수 있다. According to the conventional structure, a lower dielectric layer has been separately provided on the opposite side of the substrate on which the upper dielectric layer is formed. According to the present invention, since the material of the substrate and the material of the electrode are both formed to include an ITO material, a separate lower dielectric layer structure may not be required.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.
Claims (9)
상기 기판의 일 면 상에 상기 기판을 향해 열린 패턴이 형성된 마스크층을 도입하는 단계;
상기 마스크층의 패턴에 보호층을 도입하는 단계;
상기 마스크층을 식각하는 단계;
상기 보호층을 제거하는 단계; 및
상기 기판 상에 투명 세라믹스를 포함하는 상부 유전층을 형성하는 단계;를 포함하는,
ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법.
Preparing a substrate containing ITO;
Introducing a mask layer having a pattern open toward the substrate on one surface of the substrate;
Introducing a protective layer into the pattern of the mask layer;
Etching the mask layer;
Removing the protective layer; And
Including, forming an upper dielectric layer including transparent ceramics on the substrate;
A method of manufacturing a transparent electrostatic chuck containing ITO.
상기 투명 정전척의 제조방법은, 용사 코팅 공정 및 기계적 방식을 이용한 표면 가공 공정을 포함하지 않는 것인,
ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing the transparent electrostatic chuck does not include a thermal spray coating process and a surface processing process using a mechanical method,
A method of manufacturing a transparent electrostatic chuck containing ITO.
상기 마스크층을 식각하는 단계는, 기판의 일 면 상에 양각으로 패턴화된 전극부를 형성하는 것인,
ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of etching the mask layer comprises forming an electrode portion patterned in a relief on one surface of the substrate,
A method of manufacturing a transparent electrostatic chuck containing ITO.
상기 마스크층을 식각하는 단계는, 산을 이용한 습식 식각 방식으로 수행되는 것인,
ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of etching the mask layer is performed by a wet etching method using an acid,
A method of manufacturing a transparent electrostatic chuck containing ITO.
상기 보호층은, 유기물, 감광성 수지(Photo Resist) 또는 둘 다를 포함하는 것인,
ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법.
The method of claim 1,
The protective layer is to contain an organic material, photosensitive resin (Photo Resist) or both,
A method of manufacturing a transparent electrostatic chuck containing ITO.
상기 보호층을 제거하는 단계는, 유기 용매를 이용한 용해 방식을 이용하는 것인,
ITO를 포함하는 투명 정전척의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of removing the protective layer is to use a dissolution method using an organic solvent,
A method of manufacturing a transparent electrostatic chuck containing ITO.
상기 본체부의 상기 양각 전극부를 덮도록 형성되고, 투명 세라믹스를 포함하는 상부 유전층;
을 포함하는,
ITO를 포함하는 투명 정전척.
A body including an embossed electrode portion formed on one surface of the substrate and including ITO; And
An upper dielectric layer formed to cover the embossed electrode portion of the body portion and including transparent ceramics;
Containing,
Transparent electrostatic chuck containing ITO.
상기 투명 정전척은, 제1항의 제조방법에 의해 형성된 것인,
ITO를 포함하는 투명 정전척.
The method of claim 7,
The transparent electrostatic chuck is formed by the manufacturing method of claim 1,
Transparent electrostatic chuck containing ITO.
상기 기판에서 상기 양각 전극부를 포함하지 않는 영역에 형성된 상기 상부 유전층의 두께는, 상기 양각 전극부의 높이 이상인 것이고,
상기 투명 정전척은, 상기 기판의 일 면의 반대 쪽 면 상에 형성되는 하부 유전층을 포함하지 않는 것인,
ITO를 포함하는 투명 정전척.The method of claim 7,
The thickness of the upper dielectric layer formed in the region of the substrate that does not include the embossed electrode is equal to or greater than the height of the embossed electrode,
The transparent electrostatic chuck does not include a lower dielectric layer formed on a surface opposite to one surface of the substrate,
Transparent electrostatic chuck containing ITO.
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| KR20230039446A (en) | 2021-09-14 | 2023-03-21 | 이지스코 주식회사 | Transparent and flexible electro static chuck including polymer electrode and manufacturing method for the same |
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Legal Events
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| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |