KR20220135059A - 밀착력이 향상된 정전척 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀착력이 향상된 정전척에 대한 것이다. 본 발명에 의하면 상기 밀착력이 향상된 정전척의 상면이 실리콘 점착층에 의해 코팅됨으로써, 상기 실리콘 점착층 상에 놓여진 밀착 대상체가 상기 정전척의 정전력과 함께 상기 실리콘 점착층의 밀착력에 의해 밀착되고, 그에 따라 별도로 추가되는 구성 요소가 없더라도 상기 정전척과 상기 밀착 대상체 사이의 밀착력이 향상되어 상기 정전척 상에서 상기 밀착 대상체가 임의 이탈되는 것이 방지될 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

밀착력이 향상된 정전척{Electrostatic chuck with improved adhesion}
본 발명은 밀착력이 향상된 정전척에 관한 것이다.
정전척은 반도체 웨이퍼, 디스플레이용 글래스 등의 밀착 대상체를 정전기의 힘인 정전력을 이용하여 고정시켜 주는 것인데, 이러한 상기 정전척은 상기 밀착 대상체의 가공 또는 세정 시 상기 밀착 대상체를 수평으로 유지시키는 것은 물론, 상기 밀착 대상체의 위치가 고정된 상태로 유지될 수 있도록 한다.
이러한 정전척의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
종래의 정전척에 의하면, 상기 정전척 상에서 상기 밀착 대상체의 가공 및 세정 등 작업 공정이 진행될 때 상기 정전척의 정전력만으로는 상기 밀착 대상체를 밀착시키는 것에 한계가 있었고, 그로 인해 상기 정전척 상에서 상기 밀착 대상체가 임의 이탈되면서 상기 밀착 대상체가 파손되는 등의 사고가 발생되거나, 상기 밀착 대상체가 들뜨면서 상기 밀착 대상체에 기포기 형성되어 상기 밀착 대상체의 품질이 저하되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 아래 제시된 특허문헌과 같이 상기 정전척 상에 부압(negative pressure)을 걸어서 흡착력을 추가하였으나, 부압을 걸기 위한 부압 형성 장비가 추가로 구비되어야 함으로써 상기 정전척의 구성이 복잡해지게 되고, 그로 인해 상기 정전척의 수리 또는 상기 정전척의 구성에 대한 교체 등 상기 정전척에 대한 정비 및 관리가 어려워지는 문제가 있었다.
등록특허 제 10-2176075 호, 등록일자: 2020.11.03., 발명의 명칭: 라미네이션용 흡착 플레이트 및 장치
본 발명은 별도로 추가되는 구성 요소 없이 정전척과 밀착 대상체 사이의 밀착력을 향상시킬 수 있는 밀착력이 향상된 정전척을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 밀착력이 향상된 정전척은 밀착 대상체를 밀착시키는 밀착력이 향상된 정전척으로서, 상기 밀착력이 향상된 정전척의 상면이 실리콘 점착층에 의해 코팅됨으로써, 상기 실리콘 점착층 상에 놓여진 상기 밀착 대상체가 상기 정전척의 정전력과 함께 상기 실리콘 점착층의 밀착력에 의해 밀착되고, 그에 따라 상기 정전척 상에서 상기 밀착 대상체의 임의 이탈이 방지될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 밀착력이 향상된 정전척에 의하면, 상기 밀착력이 향상된 정전척의 상면이 실리콘 점착층에 의해 코팅됨으로써, 상기 실리콘 점착층 상에 놓여진 밀착 대상체가 상기 정전척의 정전력과 함께 상기 실리콘 점착층의 밀착력에 의해 밀착되고, 그에 따라 별도로 추가되는 구성 요소가 없더라도 상기 정전척과 상기 밀착 대상체 사이의 밀착력이 향상되어 상기 정전척 상에서 상기 밀착 대상체가 임의 이탈되는 것이 방지될 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착력이 향상된 정전척의 구조를 개략적으로 보이는 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 밀착력이 향상된 정전척에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착력이 향상된 정전척의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 밀착력이 향상된 정전척(100)은 그 상면이 실리콘 점착층(160)에 의해 코팅되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 상기 밀착력이 향상된 정전척(100)의 상면이 실리콘 점착층(160)에 의해 코팅됨으로써, 상기 실리콘 점착층(160) 상에 놓여진 상기 밀착 대상체가 상기 정전척의 정전력과 함께 상기 실리콘 점착층(160)의 밀착력에 의해 밀착되고, 그에 따라 상기 정전척 상에서 상기 밀착 대상체의 임의 이탈이 방지될 수 있게 된다.
상세히, 상기 밀착력이 향상된 정전척(100)은 베이스 부재(110)와, 절연 코팅층(120)과, 전극 패턴층(130)과, 상부 유전층(140) 및 실리콘 점착층(160)을 포함한다.
상기 베이스 부재(110)는 상기 밀착력이 향상된 정전척(100)의 하부를 이루면서, 상기 밀착력이 향상된 정전척(100)이 설치되는 설치면에 놓이는 것이다.
상기 베이스 부재(110)는 세라믹, 폴리이미드(polyimide, PI) 또는 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상기 절연 코팅층(120)은 상기 베이스 부재(110)의 절연을 위해 상기 베이스 부재(110) 상에 코팅되는 것이다.
상기 절연 코팅층(120)은 상기 베이스 부재(110) 상에 상기 절연 코팅층(120)을 이루는 절연 물질이 코팅된 상태에서 평면으로 연마되어짐으로써 형성될 수 있다.
본 실시예에서 상기 절연 코팅층(120)은 폴리우레탄 및 실리콘 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상세히, 상기 절연 코팅층(120)을 이루는 상기 절연 물질은 상기 절연 코팅층(120) 100중량부에 대해, 사이클로실라잔, 메틸 하이드로진, 메틸 비닐(cyclosilazanes, methyl hydrogen, methyl vinyl) 20 내지 45중량부와, 터트-부틸 아세테이트(tert-butyl acetate) 55 내지 80 중량부를 포함하고, 경도 Shore A type이 90 내지 99이고, 100% modulus가 140 내지 160 Kgf/cm2이고, 300% modulus가 380 내지 430 Kgf/cm2이고, 인장 강도가 500 내지 550 Kgf/cm2이고, 인열 강도가 170 내지 190 Kgf/cm2이고, 신장율이 350 내지 400 %이고, 반발탄성이 42 내지 43 %인 특성을 가지는 것이다.
상기 전극 패턴층(130)은 상기 절연 코팅층(120) 상에 전극이 요구되는 형태의 소정 패턴 형태인 전극 패턴으로 형성되는 것이다.
상기 전극 패턴층(130)은 동박 등의 전극을 인쇄하는 방법 등에 의해 형성될 수 있다.
도면 번호 150은 상기 베이스 부재(110)와 상기 절연 코팅층(120)을 관통하면서 상기 전극 패텅층과 연결되어, 외부로부터 공급되는 전원인 외부 전원(미도시)과 상기 전극 패텅층이 통전되도록 하는 전원 포트부이고, 이러한 상기 전원 포트부(150)로 DC port 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 상부 유전층(140)은 상기 전측 패턴층 상에 형성되고, 유전체로 이루어지는 것이다.
상기 상부 유전층(140)은 상기 상부 유전층(140)을 이루는 유전 물질이 코팅된 상태에서 평면으로 연마되어짐으로써 형성될 수 있다.
본 실시예에서 상기 상부 유전층(140)은 폴리우레탄, 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상세히, 상기 상부 유전층(140)을 이루는 상기 유전 물질은 상기 상부 유전층(140) 100중량부에 대해, 사이클로실라잔, 메틸 하이드로진, 메틸 비닐(cyclosilazanes, methyl hydrogen, methyl vinyl) 20 내지 45중량부와, 터트-부틸아세테이트(tert-butyl acetate) 55 내지 80 중량부를 포함하고, 경도 Shore A type이 90 내지 99이고, 100% modulus가 140 내지 160 Kgf/cm2 이고, 300% modulus가 380 내지 430 Kgf/cm2 이고, 인장 강도가 500 내지 550 Kgf/cm2 이고, 인열 강도가 170 내지 190 Kgf/cm2 이고, 신장율이 350 내지 400 %이고, 반발탄성이 42 내지 43 %인 특성을 가지는 것이다.
여기서, 상기 100% modulus는 상기 상부 유전층(140)을 이루는 상기 유전 물질을 원형태에서 100% 늘릴 때 투입되는 힘의 크기를 말한다. 그러면, 상기 300% modulus는 상기 유전 물질을 상기 원형태에서 300% 늘렸을 때 들어가는 힘의 크기가 된다.
또한 상기 상부 유전층(140)이 정전력, 가공성 및 내구성이 우수한 상기 폴리우레탄, 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나로 이루어지게 되면, 상기 밀착력이 향상된 정전척(100)의 작동 시 파티클 발생이 방지될 뿐만 아니라, 그 정전력도 우수하게 됨으로써 상기 밀착력이 향상된 정전척(100)의 내스크래치성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 실리콘 점착층(160)은 상기 상부 유전층(140)의 상면에 코팅되고 실리콘 재질로 이루어지는 것이다.
상기 실리콘 점착층(160)은 분사, 디핑 등의 다양한 방식을 통해 상기 상부 유전층(140)의 상측 표면에 코팅될 수 있다.
상세히, 상기 실리콘 점착층(160)은 고점도의 실리콘 고무와 실리콘 레진을 포함하는 상기 실리콘 재질로 이루어지고, 이러한 상기 실리콘 점착층(160)은 상기 실리콘 재질의 점착성을 이용하여 그 상측 표면에 상기 밀착 대상체를 밀착시킬 수 있게 된다.
본 실시예에서 상기 실리콘 점착층(160)은 10 내지 150마이크로미터(㎛)의 두께로 형성된다.
또한, 상기 실리콘 점착층(160)은 그 표면의 점착력이 상대적으로 증대될 수 있도록 코로나 방전 처리가 수행된다.
여기서, 상기 코로나 방전 처리는 표면에 홈이나 굴곡을 형성하여 물질 표면의 단면적을 상대적으로 증가시키는 것으로서, 상기 실리콘 점착층(160)에 상기 코로나 방전 처리를 수행함으로써 상기 실리콘 점착층(160)의 점착성을 상대적으로 향상시킬 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 밀착력이 향상된 정전척(100)의 제작 방법에 대하여 간략히 설명한다.
먼저, 상기 베이스 부재(110)에 상기 전원 포트부(150)를 삽입한다.
그런 다음, 상기 베이스 부재(110) 상에 상기 절연 코팅층(120)을 코팅한 후 평면 형태로 연마한다.
그런 다음, 상기 절연 코팅층(120) 상에 상기 전극 패턴을 놓는 전극 패터닝 작업을 수행한다.
그런 다음, 상기 전극 패턴층(130) 상에 상기 상부 유전층(140)을 형성한다.
그런 다음, 상기 상부 유전층(140)의 상측 표면에 상기 실리콘 점착층(160)을 코팅한 후 평면 형태로 연마한다.
상기와 같이, 상기 밀착력이 향상된 정전척(100)의 상면이 상기 실리콘 점착층(160)에 의해 코팅됨으로써, 상기 실리콘 점착층(160) 상에 놓여진 상기 밀착 대상체가 상기 정전척의 정전력과 함께 상기 실리콘 점착층(160)의 밀착력에 의해 밀착되고, 그에 따라 별도로 추가되는 구성 요소가 없더라도 상기 정전척과 상기 밀착 대상체 사이의 밀착력이 향상되어 상기 정전척 상에서 상기 밀착 대상체가 임의 이탈되는 것이 방지될 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 밀착력이 향상된 정전척에 의하면, 별도로 추가되는 구성 요소가 없더라도 정전척의 정전력 및 상기 정전척의 상면에 코팅된 실리콘 점착층에 의해 상기 정전척과 상기 밀착 대상체 사이의 밀착력이 향상될 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 밀착력이 향상된 정전척
110 : 베이스 부재
120 : 절연 코팅층
130 : 전극 패턴층
140 : 상부 유전층
150 : 전원 포트부
160 : 실리콘 점착층

Claims (4)

  1. 밀착 대상체를 밀착시키는 밀착력이 향상된 정전척으로서,
    상기 밀착력이 향상된 정전척의 상면이 실리콘 점착층에 의해 코팅됨으로써, 상기 실리콘 점착층 상에 놓여진 상기 밀착 대상체가 상기 정전척의 정전력과 함께 상기 실리콘 점착층의 밀착력에 의해 밀착되고, 그에 따라 상기 정전척 상에서 상기 밀착 대상체의 임의 이탈이 방지될 수 있는 것을 특징으로 하는 밀착력이 향상된 정전척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 점착층은 10 내지 150마이크로미터(㎛)의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀착력이 향상된 정전척.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 밀착력이 향상된 정전척은
    베이스 부재;
    상기 베이스 부재의 절연을 위해 상기 베이스 부재 상에 코팅되는 절연 코팅층;
    상기 절연 코팅층 상에 요구되는 전극 패턴으로 형성되는 전극 패턴층;
    상기 전측 패턴층 상에 형성되고, 유전체로 이루어지는 상부 유전층; 및
    상기 상부 유전층의 상면에 코팅되고 실리콘 재질로 이루어지는 실리콘 점착층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀착력이 향상된 정전척.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실리콘 점착층은
    그 표면의 점착력이 상대적으로 증대될 수 있도록 코로나 방전 처리가 수행된 것을 특징으로 하는 밀착력이 향상된 정전척.
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