KR20220089727A - Electro-static chuck heater - Google Patents

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KR20220089727A
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김동주
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주식회사 와트레인
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Abstract

본 발명은 정전척 히터를 제공한다. 정전척 히터는, 금속으로 형성된 열확산판, 열확산판의 상부에 배치되고, 하면에 형성된 하부 점착층에 의해 열확산판의 상면에 접착되는 하부 절연층, 하부 절연층의 상부에 배치되는 본딩 시트, 본딩 시트의 상부에 배치되고, 그 하면이 본딩 시트의 상면에 접착되며, 복수의 구역으로 구분된 발열체, 및 발열체의 상부에 배치되고, 하면에 형성된 상부 점착층에 의해 발열체의 상면 및 본딩 시트의 상면에 접착되는 상부 절연층을 포함할 수 있다.The present invention provides an electrostatic chuck heater. The electrostatic chuck heater includes a thermal diffusion plate formed of a metal, disposed on the thermal diffusion plate, a lower insulating layer adhered to the upper surface of the thermal diffusion plate by a lower adhesive layer formed on the lower surface, a bonding sheet disposed on the lower insulating layer, bonding The upper surface of the heating element and the upper surface of the bonding sheet are disposed on the upper part of the sheet, the lower surface is adhered to the upper surface of the bonding sheet, the heating element divided into a plurality of zones, and the upper surface of the bonding sheet are disposed on the upper side of the heating element, and the upper adhesive layer formed on the lower surface It may include an upper insulating layer adhered to the.

Description

정전척 히터{Electro-static chuck heater}Electrostatic chuck heater

본 발명은 반도체 제조 장비용 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a heater for semiconductor manufacturing equipment.

반도체 제조 공정에서, 증착 및 식각 공정은, 정확하고 균일한 가열과 냉각이 필수적인 공정으로, 반도체 특성 및 생산 수율을 결정하는 핵심 공정이다. 증착, 식각 공정은 고진공 챔버 내의 플라즈마에 의해 진행되므로, 열에 대한 내성과 화학적 안정성 높은 산화피막 처리된 알루미나(Al2O3)가 장비 내부 부품의 대표적인 세라믹 소재로 사용되고 있다. 세라믹 계열의 반도체 제조 장비부품은 조립체(assembly) 형태로 제조되기 때문에, 반도체 제조 장비의 일부 부품에 문제 발생 시, 부품의 부분 교체가 아닌 조립체를 교체하여야 한다. 특히, 반도체 제조 장비에서 웨이퍼가 위치하는 척은, 손상 및 고장이 가장 빈번하게 발생하는 부품으로, 짧게는 6개월에서 1년 주기로 교체 및 유지보수를 필요로 한다. 이로 인해 반도체 제조 장비의 유지보수에 상당한 비용이 소비되어, 제품의 단가 상승의 원인이 되고 있다. In a semiconductor manufacturing process, deposition and etching processes are essential processes for accurate and uniform heating and cooling, and are key processes that determine semiconductor properties and production yield. Since the deposition and etching processes are performed by plasma in a high vacuum chamber, alumina (Al2O3) treated with an oxide film with high resistance to heat and chemical stability is used as a representative ceramic material for internal parts of equipment. Since ceramic-based semiconductor manufacturing equipment parts are manufactured in the form of an assembly, when a problem occurs in some parts of the semiconductor manufacturing equipment, the assembly should be replaced instead of partial replacement of the parts. In particular, in semiconductor manufacturing equipment, a chuck in which a wafer is placed is a component that is damaged and malfunctions most frequently, and requires replacement and maintenance every 6 months to 1 year at the shortest time. As a result, a considerable cost is consumed for the maintenance of semiconductor manufacturing equipment, which is a cause of an increase in the unit price of the product.

한편, 반도체 제조 공정에 사용되는 세라믹 히터는, 저항 발열체가 샤프트를 지지하는 구조를 가진다. 따라서, 히터 내부에서 발생되는 대류 현상으로 인해 웨이퍼 및 세라믹 히터로의 열전달 불균일 현상이 발생한다. 또한, 샤프트를 통한 누설전류의 발생은, 반도체 제조 장비 내의 전기적, 자기적 환경 변화를 발생시키고, 박막 증착 및 식각 프로세스의 핵심이 되는 플라즈마의 불안정한 형성을 유발하여, 반도체 특성 저하 및 불량 발생의 가능성이 증가한다.On the other hand, a ceramic heater used in a semiconductor manufacturing process has a structure in which a resistance heating element supports a shaft. Accordingly, non-uniformity of heat transfer to the wafer and the ceramic heater occurs due to a convection phenomenon occurring inside the heater. In addition, the occurrence of leakage current through the shaft causes changes in the electrical and magnetic environment in the semiconductor manufacturing equipment, and causes unstable formation of plasma, which is the core of thin film deposition and etching processes, resulting in deterioration of semiconductor properties and the possibility of defects. this increases

본 발명은, 세라믹 히터를 대체할 수 있는 정전척 히터를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide an electrostatic chuck heater that can replace a ceramic heater.

본 발명의 실시예에 따르면, 정전척 히터가 제공된다. 정전척 히터는, 금속으로 형성된 열확산판, 열확산판의 상부에 배치되고, 하면에 형성된 하부 점착층에 의해 열확산판의 상면에 접착되는 하부 절연층, 하부 절연층의 상부에 배치되는 본딩 시트, 본딩 시트의 상부에 배치되고, 그 하면이 본딩 시트의 상면에 접착되며, 복수의 구역으로 구분된 발열체, 및 발열체의 상부에 배치되고, 하면에 형성된 상부 점착층에 의해 발열체의 상면 및 본딩 시트의 상면에 접착되는 상부 절연층을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an electrostatic chuck heater is provided. The electrostatic chuck heater includes a thermal diffusion plate formed of a metal, disposed on the thermal diffusion plate, a lower insulating layer adhered to the upper surface of the thermal diffusion plate by a lower adhesive layer formed on the lower surface, a bonding sheet disposed on the lower insulating layer, bonding The upper surface of the heating element and the upper surface of the bonding sheet are disposed on the upper part of the sheet, the lower surface is adhered to the upper surface of the bonding sheet, the heating element divided into a plurality of zones, and the upper surface of the bonding sheet are disposed on the upper side of the heating element, and the upper adhesive layer formed on the lower surface It may include an upper insulating layer adhered to the.

열확산판은, 열전도성이 뛰어난 금속, 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.The thermal diffusion plate may be formed of a metal having excellent thermal conductivity, for example, aluminum or an aluminum alloy.

상부 절연층 및 하부 절연층은, 폴리이미드, 아라미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌테리프탈레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌타프탈레이트, 폴리페닐설파이드, 폴리메틸펜텐에서 선택된 하나 이상의 물질일 수 있다. 바람직하게, 상기 상부 절연층 및 상기 하부 절연층은, 폴리이미드로 형성될 수 있다.The upper insulating layer and the lower insulating layer may be one or more materials selected from polyimide, aramid, polyamide, polyethylene terphthalate, polyetherimide, polyethylene taphthalate, polyphenylsulfide, and polymethylpentene. Preferably, the upper insulating layer and the lower insulating layer may be formed of polyimide.

일 실시예로, 하부 절연층의 상면의 적어도 일부는 요철면일 수 있으며, 본딩 시트의 일부는 상기 요철면을 충진할 수 있다. 요철면은, 측면 방향으로의 이동을 제한하는 마찰력을 제공하여, 정전척 히터 제조시, 상부 절연층, 발열체, 본딩 시트 및/또는 하부 절연층의 측면 이동을 제한할 수 있다.In an embodiment, at least a portion of the upper surface of the lower insulating layer may be a concave-convex surface, and a portion of the bonding sheet may fill the concave-convex surface. The concave-convex surface may provide a frictional force that limits movement in the lateral direction, thereby limiting lateral movement of the upper insulating layer, the heating element, the bonding sheet, and/or the lower insulating layer during manufacturing of the electrostatic chuck heater.

발열체는, 니켈-크롬 합금, AlN 합금, 구리-니켈 합금, 철-니켈-크롬-망간에서 선택된 합금으로 형성된 금속 박막을, 식각하여 형성된다 바람직하게, 발열체는, 철-니켈-크롬-망간 합금으로 형성된 금속 박막을 식각하여 형성될 수 있다.The heating element is formed by etching a metal thin film formed of an alloy selected from a nickel-chromium alloy, an AlN alloy, a copper-nickel alloy, and an iron-nickel-chromium-manganese alloy. Preferably, the heating element is an iron-nickel-chromium-manganese alloy. It can be formed by etching the metal thin film formed with

본 발명의 실시예에 따른 정전척 히터는, 세라믹 히터에 비해 상대적으로 얇은 두께로 제작이 가능하여 열전달이 빠르고 균일한 열 분포를 나타낸다. 특히, 발열체의 팽창 및 수축이 반복되더라도, 변형이 발생하지 않는다. The electrostatic chuck heater according to an embodiment of the present invention can be manufactured to have a relatively thin thickness compared to a ceramic heater, so that heat transfer is fast and uniform heat distribution is exhibited. In particular, even if the expansion and contraction of the heating element are repeated, no deformation occurs.

이하에서, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명된다. 이해를 돕기 위해, 첨부된 전체 도면에 걸쳐, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 할당되었다. 첨부된 도면에 도시된 구성은 본 발명을 설명하기 위해 예시적으로 구현된 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 이에 한정하기 위한 것은 아니다.
도 1은 발열량이 상이한 복수의 구역을 포함하는 발열체 패턴 필름을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 발열체를 상부 커버레이에 접착시키는 공정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3은, 상부 커버레이와 하부 커버레이를 적층하는 공정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는, 도 3에 예시된 공정에 의해 완성된 필름 히터의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5는 열확산판과 필름 히터를 적층하여 정전척 히터를 제조하는 공정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은, 본딩 시트에 의한 발열체 박리 방지를 예시적으로 도시한 도면이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention is described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. For ease of understanding, like elements have been assigned like reference numerals throughout the accompanying drawings. The configuration shown in the accompanying drawings is merely an exemplary embodiment for explaining the present invention, and is not intended to limit the scope of the present invention.
1 is a view exemplarily illustrating a heating element pattern film including a plurality of zones having different heating values.
2 is a view exemplarily illustrating a process of adhering a heating element to an upper coverlay.
3 is a view exemplarily illustrating a process of laminating an upper coverlay and a lower coverlay.
FIG. 4 is a view exemplarily showing a cross section of a film heater completed by the process illustrated in FIG. 3 .
5 is a view exemplarily illustrating a process of manufacturing an electrostatic chuck heater by laminating a thermal diffusion plate and a film heater.
6 is a view exemplarily illustrating prevention of peeling of a heating element by a bonding sheet.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail through the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiment described with reference to each drawing are not limitedly applied only to the embodiment, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of maintaining the technical spirit of the present invention, and also Even if the description is omitted, it is natural that a plurality of embodiments may be re-implemented as one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of the reference numerals are given the same or related reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 발열량이 상이한 복수의 구역을 포함하는 발열체 패턴 필름을 예시적으로 도시한 도면이다.1 is a view exemplarily illustrating a heating element pattern film including a plurality of zones having different heating values.

도 1을 참조하면, 발열체 패턴 필름(10)은, 발열체(100) 및 발열체(100)가 부착된 보조 필름(140)을 포함한다. 발열체(100)는, 전기적 특성 및 발열 특성이 우수한 금속 합금, 예를 들어, 니켈-크롬 합금, AlN 합금, 구리-니켈 합금, 철-니켈-크롬-망간 등으로 형성된 금속 박막을, 식각하여 형성된다. 보조 필름(140)은, 합성 수지로 형성된 투명한 박막이며, 일면에 형성된 점착층을 포함한다. 금속 박막은 점착층에 고정된 상태로 처리된다. 점착층의 접착력은, 금속 박막이 보조 필름(140)에 부착된 상태에서 분리되거나 위치가 변경되지 않을 정도이면 충분하다. Referring to FIG. 1 , the heating element pattern film 10 includes a heating element 100 and an auxiliary film 140 to which the heating element 100 is attached. The heating element 100 is formed by etching a metal thin film formed of a metal alloy having excellent electrical and heating properties, for example, a nickel-chromium alloy, an AlN alloy, a copper-nickel alloy, iron-nickel-chromium-manganese, etc. do. The auxiliary film 140 is a transparent thin film formed of a synthetic resin, and includes an adhesive layer formed on one surface. The metal thin film is processed while being fixed to the adhesive layer. The adhesive strength of the adhesive layer is sufficient as long as the metal thin film is not separated or changed in a state in which the metal thin film is attached to the auxiliary film 140 .

발열체(100)는, 다양한 공정을 통해 형성될 수 있으며, 이하에서는, 식각에 의해 패턴을 형성하는 공정을 예를 들어 설명한다. 여기서 패턴은, 식각되지 않고 남은 금속 박막으로 형성된 복수의 발열선을 의미한다. 패턴은, 보조 필름(140)에 부착된 금속 박막에 발열선 사이 영역을 확정한 후 확정된 영역을 화학적 또는 물리적 처리하여 제거하여 형성될 수 있다. 패턴 사이 일부 영역은, 다른 사이 영역보다 넓게 형성될 수 있으며, 이 영역에는 히터 관통홀이 형성되거나 전력선이 연결(이하, 체결 영역)된다. 패턴이 형성되지 않은 잉여 영역(130)은, 맨 마지막의 절단 공정에서 제거될 수 있다.The heating element 100 may be formed through various processes. Hereinafter, a process of forming a pattern by etching will be described as an example. Here, the pattern refers to a plurality of heating wires formed of a metal thin film remaining unetched. The pattern may be formed by determining the area between the heating wires on the metal thin film attached to the auxiliary film 140 and then removing the determined area by chemical or physical treatment. Some regions between the patterns may be formed wider than other regions, and in this region, a heater through-hole is formed or a power line is connected (hereinafter, referred to as a fastening region). The excess region 130 on which the pattern is not formed may be removed in the last cutting process.

발열체(100), 즉, 식각되지 않은 금속 박막은, 실질적으로 동일 또는 유사한 패턴을 가지는 복수의 구역으로 구분될 수 있다. 도 1에 예시된 발열체(100)는, 제1 발열 특성을 가진 제1 구역(110) 및 제2 발열 특성을 가진 제2 구역(120)을 포함한다. 예를 들어, 가열시, 히터의 주변부는 열 손실이 많이 발생하는 반면, 히터의 중앙부는 열 집중이 발생할 수 있다. 따라서 제1 구역과 제2 구역은 독립적으로 제어될 수 있다.The heating element 100 , that is, the non-etched metal thin film may be divided into a plurality of regions having substantially the same or similar patterns. The heating element 100 illustrated in FIG. 1 includes a first region 110 having a first heating characteristic and a second region 120 having a second heating characteristic. For example, during heating, heat loss may occur in the peripheral portion of the heater, while heat concentration may occur in the central portion of the heater. Thus, the first zone and the second zone can be controlled independently.

도 2는 발열체를 상부 커버레이에 접착시키는 공정을 예시적으로 도시한 도면이다. 2 is a view exemplarily showing a process of adhering the heating element to the upper coverlay.

도 2를 참조하면, 발열체(100)가 상부 커버레이(200)에 부착 고정된다. 상부 커버레이(200)는, 절연성 물질로 형성된 상부 절연층(210) 및 상부 절연층(210)의 일면에 도포된 얇은 상부 점착층(220)을 포함한다. 절연성 물질은, 예를 들어, 폴리이미드, 아라미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌테리프탈레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌타프탈레이트, 폴리페닐설파이드, 폴리메틸펜텐에서 선택된 하나 이상의 물질일 수 있다. 이중에서 폴리이미드는, 내열성, 유전특성, 전기적 특성이 우수하며, 열에 의한 수축율이 낮고 연심율이 높다. 상부 커버레이(200)는, 복수의 개구를 포함한다. 복수의 개구는, 정전척 히터에 히터 관통홀을 형성하기 위한 것으로, 히터 관통흘은, 히터를 반도체 제조 장비에 설치하기 위해 것이다. Referring to FIG. 2 , the heating element 100 is attached and fixed to the upper coverlay 200 . The upper coverlay 200 includes an upper insulating layer 210 formed of an insulating material and a thin upper adhesive layer 220 coated on one surface of the upper insulating layer 210 . The insulating material may be, for example, one or more materials selected from polyimide, aramid, polyamide, polyethylene terphthalate, polyetherimide, polyethylene taphthalate, polyphenylsulfide, and polymethylpentene. Among them, polyimide has excellent heat resistance, dielectric properties, and electrical properties, and has a low shrinkage rate due to heat and a high ductility rate. The upper coverlay 200 includes a plurality of openings. The plurality of openings are for forming heater through-holes in the electrostatic chuck heater, and the heater through holes are for installing the heater in semiconductor manufacturing equipment.

상부 커버레이(200)는, 발열체 패턴 필름(10)과 상부 커버레이(200)는, 발열체(100)와 상부 점착층(220)이 서로 대향하도록 적층된다. 여기서, 상부 커버레이(200)의 복수의 개구가 발열체 패턴 필름(20)의 복수의 체결 영역 중 히터 관통홀이 형성될 체결 영역에 대응되도록, 발열체 패턴 필름(10)과 상부 커버레이(200)가 적층된다. 적층된 발열체 패턴 필름(10)과 상부 커버레이(200)는, 약 160℃ 내지 약 170℃로 예열된 라미네이터를 통과하여, 발열체(100)의 상면이 상부 커버레이(200)의 상부 점착층(220)에 접착되게 된다. 이후, 보조 필름(140)이 제거된다.The upper coverlay 200, the heating element pattern film 10 and the upper coverlay 200 are laminated so that the heating element 100 and the upper adhesive layer 220 face each other. Here, the heating element pattern film 10 and the upper coverlay 200 so that the plurality of openings of the upper coverlay 200 correspond to the fastening area in which the heater through-hole is to be formed among the plurality of fastening areas of the heating element pattern film 20 . is stacked The laminated heating element pattern film 10 and the upper coverlay 200 pass through the laminator preheated to about 160 ° C. to about 170 ° C., and the upper surface of the heating element 100 is the upper adhesive layer of the upper coverlay 200 ( 220) is attached. Thereafter, the auxiliary film 140 is removed.

도 3은, 상부 커버레이와 하부 커버레이를 적층하는 공정을 예시적으로 도시한 도면이며, 도 4는, 도 3에 예시된 공정에 의해 완성된 필름 히터의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram exemplarily illustrating a process of laminating an upper coverlay and a lower coverlay, and FIG. 4 is a diagram exemplarily illustrating a cross-section of a film heater completed by the process illustrated in FIG. .

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 발열체(100)가 접착된 상부 커버레이(200), 본딩 시트(300) 및 하부 커버레이(400)가 적층된다. 본딩 시트(300)는, 열경화성 에폭시계 조성물로 형성될 수 있다. 본딩 시트(300)는, 가열 가압에 의해, 상부 커버레이(200), 발열체(100)의 하면 및 하부 커버레이(300)에 접착된다. Referring to FIGS. 3 and 4 together, the upper coverlay 200 to which the heating element 100 is adhered, the bonding sheet 300 and the lower coverlay 400 are stacked. The bonding sheet 300 may be formed of a thermosetting epoxy-based composition. The bonding sheet 300 is adhered to the upper coverlay 200 , the lower surface of the heating element 100 and the lower coverlay 300 by heating and pressing.

하부 커버레이(400)는, 절연성 물질로 형성된 하부 절연층(410) 및 하부 절연층(410)의 일면에 도포된 얇은 하부 점착층(420)을 포함한다. 절연성 물질은, 예를 들어, 폴리이미드, 아라미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌테리프탈레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌타프탈레이트, 폴리페닐설파이드, 폴리메틸펜텐에서 선택된 하나 이상의 물질일 수 있다. 절연층(410)의 상면(421)은, 비평탄화 처리된다. 예를 들어, 하부 절연층(410)의 상면 중 적어도 일부 또는 전부에는, 요철면이 형성될 수 있다. 요철면은, 본딩 시트(300)와의 접촉면적을 증가시켜서 본딩 시트(300)와 하부 커버레이(400)의 접착력을 강화시킨다. 특히, 요철면은, 측면 방향으로의 이동을 제한하는 마찰력을 제공하여, 가열 가압시 상부 적층 구조, 예를 들어, 상부 커버레이(200) 및 본딩 시트(300)의 측면 이동을 제한할 수 있다. 가열 가압에 의해 연성화된 본딩 시트(300)는, 하부 커버레이(400)의 하부 절연층(410)의 요철면을 충진한다.The lower coverlay 400 includes a lower insulating layer 410 formed of an insulating material and a thin lower adhesive layer 420 coated on one surface of the lower insulating layer 410 . The insulating material may be, for example, one or more materials selected from polyimide, aramid, polyamide, polyethylene terphthalate, polyetherimide, polyethylene taphthalate, polyphenylsulfide, and polymethylpentene. The upper surface 421 of the insulating layer 410 is non-planarized. For example, a concave-convex surface may be formed on at least a part or all of the upper surface of the lower insulating layer 410 . The concave-convex surface increases the contact area with the bonding sheet 300 to strengthen the adhesive force between the bonding sheet 300 and the lower coverlay 400 . In particular, the uneven surface provides a frictional force that limits movement in the lateral direction, thereby limiting the lateral movement of the upper laminated structure, for example, the upper coverlay 200 and the bonding sheet 300 when heated and pressed. . The bonding sheet 300 softened by heating and pressing fills the uneven surface of the lower insulating layer 410 of the lower coverlay 400 .

본딩 시트(300)는 상부 커버레이(200)와 하부 커버레이(400) 사이에 배치된다. 상부 커버레이(200)에 접착된 발열체(100) 및 하부 커버레이(400)의 하부 절연층(410)은 본딩 시트(300)를 향하도록 적층된다. 상부 커버레이(200)의 상부 점착층(220) 중 발열체(100)가 접착되지 않은 영역은, 본딩 시트(300)의 상면에 접착된다. 적층된 상부 커버레이(200), 본딩 시트(300) 및 하부 커버레이(400)는, 약 75℃ 내지 약 85℃로 예열된 라미네이터를 통과하여, 발열체(100)의 하면이 본딩 시트(300)에 안착된다. 이 상태의 제품을 필름 히터라 지칭한다.The bonding sheet 300 is disposed between the upper coverlay 200 and the lower coverlay 400 . The heating element 100 and the lower insulating layer 410 of the lower coverlay 400 bonded to the upper coverlay 200 are laminated to face the bonding sheet 300 . A region of the upper adhesive layer 220 of the upper coverlay 200 to which the heating element 100 is not adhered is adhered to the upper surface of the bonding sheet 300 . The laminated upper coverlay 200 , the bonding sheet 300 and the lower coverlay 400 pass through the laminator preheated to about 75° C. to about 85° C., and the lower surface of the heating element 100 is the bonding sheet 300 . is seated on A product in this state is referred to as a film heater.

도 5는 열확산판과 필름 히터를 적층하여 정전척 히터를 제조하는 공정을 예시적으로 도시한 도면이다.5 is a view exemplarily illustrating a process of manufacturing an electrostatic chuck heater by laminating a thermal diffusion plate and a film heater.

도 5를 참조하면, 필름 히터를 열확산판(500)에 적층한다. 열확산판(500)은 열전도성이 뛰어난 금속, 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다. 열확산판(500)의 두께는 약 1.0mm 내지 약 3.0mm일 수 있으나, 설치될 반도체 제조 장비에서 요구하는 규격에 따라 달라질 수 있다. 필름 히터는, 하부 커버레이(400)의 하부 점착층(420)이 열확산판(500)의 상면을 향하도록, 배치된다. 적층된 필름 히터와 열확산판(500)은, 약 165℃ 내지 약 175℃에서 1차 압력에 의해 가압되며, 다시 2차 압력에 의해 가압된다. 여기서 2차 압력은 1차 압력보다 크다. 가열 가압에 의해 필름 히터는 열확산판(500)에 견고하게 부착된다.Referring to FIG. 5 , a film heater is laminated on the thermal diffusion plate 500 . The thermal diffusion plate 500 may be formed of a metal having excellent thermal conductivity, for example, aluminum or an aluminum alloy. The thickness of the thermal diffusion plate 500 may be about 1.0 mm to about 3.0 mm, but may vary according to a standard required by the semiconductor manufacturing equipment to be installed. The film heater is disposed so that the lower adhesive layer 420 of the lower coverlay 400 faces the upper surface of the thermal diffusion plate 500 . The laminated film heater and the thermal diffusion plate 500 are pressurized by a primary pressure at about 165° C. to about 175° C., and again pressurized by a secondary pressure. Here, the secondary pressure is greater than the primary pressure. The film heater is firmly attached to the thermal diffusion plate 500 by heating and pressing.

필름 히터가 부착된 열확산판(500)은, 발열체(100)가 형성된 영역을 분리하기 위해, 절단선을 따라 절단된다. 절단 부위에 발생한 버(Burr)를 제거하면, 정전척 히터가 완성된다.The thermal diffusion plate 500 to which the film heater is attached is cut along the cutting line in order to separate the region where the heating element 100 is formed. When the burr generated at the cutting area is removed, the electrostatic chuck heater is completed.

도 6은, 본딩 시트에 의한 발열체 박리 방지를 예시적으로 도시한 도면이다.6 is a view exemplarily illustrating prevention of peeling of a heating element by a bonding sheet.

본딩 시트(300)가 개재된 구조와 비교할 때, 본딩 시트(300)가 생략된 구조에서는, 발열체 박리가 발생할 확률이 상대적으로 높다. 상부 커버레이의 상부 절연층(210)과 하부 커버레이의 하부 절연층(410) 사이에 발열체(100)가 배치되면, 발열체(100)의 상면(101)은, 상부 커버레이의 상부 절연층(210) 하면에 접착되는 반면, 발열체(100)의 하면(102)은, 하부 커버레이의 하부 절연층(410) 상면에 비접착된다. Compared with the structure in which the bonding sheet 300 is interposed, in the structure in which the bonding sheet 300 is omitted, the probability that the heating element peels off is relatively high. When the heating element 100 is disposed between the upper insulating layer 210 of the upper coverlay and the lower insulating layer 410 of the lower coverlay, the upper surface 101 of the heating element 100 is the upper insulating layer ( 210) On the other hand, the lower surface 102 of the heating element 100 is non-adhesive to the upper surface of the lower insulating layer 410 of the lower coverlay.

전력이 공급되면, 발열체(100)는 열을 발생하면서 다소 팽창한다. 이후 전력이 차단되면, 발열체(100)는 냉각하면서 다소 수축한다. 팽창과 수축이 반복되면서, 점착층에 의해 상부 커버레이의 상부 절연층(210)에 견고하게 접착된 상면(101)과 달리, 하부 커버레이의 하부 절연층(410)에 접착되지 않은 하면(102)은, 하부 커버레이의 하부 절연층(410)의 상면(411)으로부터 박리될 수 있다. 발열체(100)의 하면(101)이 하부 커버레이의 하부 절연층(410)으로부터 완전히 박리되면, 이후 팽창과 수축에 의해 발열체(100)를 포함한 영역이 부풀어 오르는 현상이 발생하여, 정전척 히터의 표면의 평탄도가 감소할 수 있다. 특히, 발열체(100)가 발생한 열이 하부의 열확산판(500)으로 전달되는 비율도 감소할 수 있다.When power is supplied, the heating element 100 slightly expands while generating heat. After the power is cut off, the heating element 100 is slightly contracted while cooling. As expansion and contraction are repeated, unlike the upper surface 101 that is firmly adhered to the upper insulating layer 210 of the upper coverlay by an adhesive layer, the lower surface 102 is not adhered to the lower insulating layer 410 of the lower coverlay. ) may be peeled off from the upper surface 411 of the lower insulating layer 410 of the lower coverlay. When the lower surface 101 of the heating element 100 is completely peeled off from the lower insulating layer 410 of the lower coverlay, the area including the heating element 100 swells due to subsequent expansion and contraction. The flatness of the surface may decrease. In particular, the rate at which the heat generated by the heating element 100 is transferred to the lower thermal diffusion plate 500 may also be reduced.

본딩 시트(300)가 생략된 구조와 비교할 때, 본딩 시트(300)가 포함된 구조에서, 발열체(100)의 상면(101)과 하면(102')은, 상부 커버레이의 하면 및 본딩 시트(300)의 상면(301)에 각각 접착된다. 따라서 발열 및 냉각에 의한 팽창 및 수축되더라도, 발열체(100)의 하면(102')이 본딩 시트(300)의 상면(301)으로부터 박리되지 않는다. Compared with the structure in which the bonding sheet 300 is omitted, in the structure including the bonding sheet 300, the upper surface 101 and the lower surface 102' of the heating element 100 are the lower surface of the upper coverlay and the bonding sheet ( 300) and adhered to the upper surface 301 of each. Therefore, even if it expands and contracts due to heat generation and cooling, the lower surface 102 ′ of the heating element 100 is not peeled off from the upper surface 301 of the bonding sheet 300 .

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .

Claims (4)

금속으로 형성된 열확산판;
상기 열확산판의 상부에 배치되고, 하면에 형성된 하부 점착층에 의해 상기 열확산판의 상면에 접착되는, 하부 절연층;
상기 하부 절연층의 상부에 배치되는 본딩 시트;
상기 본딩 시트의 상부에 배치되고, 그 하면이 상기 본딩 시트의 상면에 접착되며, 복수의 구역으로 구분된 발열체; 및
상기 발열체의 상부에 배치되고, 하면에 형성된 상부 점착층에 의해 상기 발열체의 상면 및 상기 본딩 시트의 상면에 접착되는 상부 절연층을 포함하는 정전척 히터.a thermal diffusion plate made of metal;
a lower insulating layer disposed on the thermal diffusion plate and adhered to the upper surface of the thermal diffusion plate by a lower adhesive layer formed on a lower surface thereof;
a bonding sheet disposed on the lower insulating layer;
a heating element disposed on the bonding sheet, the lower surface of which is adhered to the upper surface of the bonding sheet, and divided into a plurality of zones; and
and an upper insulating layer disposed on the heating element and attached to an upper surface of the heating element and an upper surface of the bonding sheet by an upper adhesive layer formed on a lower surface thereof. 청구항 1에 있어서, 상기 하부 절연층의 상면의 적어도 일부는 요철면이며, 상기 본딩 시트의 일부는 상기 요철면을 충진하는, 정전척 히터.The electrostatic chuck heater of claim 1 , wherein at least a portion of an upper surface of the lower insulating layer is an uneven surface, and a part of the bonding sheet fills the uneven surface. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 절연층 및 상기 하부 절연층은, 폴리이미드로 형성되는, 정전척 히터.The electrostatic chuck heater of claim 1 , wherein the upper insulating layer and the lower insulating layer are formed of polyimide. 청구항 1에 있어서, 상기 발열체는 철-니켈-크롬-망간 합금으로 형성된 금속 박막을 식각하여 형성되는, 정전척 히터.
The electrostatic chuck heater of claim 1 , wherein the heating element is formed by etching a metal thin film formed of an iron-nickel-chromium-manganese alloy.
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