KR20230056601A - 정전척용 베이스 부재 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전척에 사용되는 베이스 부재의 금속모재 표면에 다중층(Multi-layer) 형태의 세라믹 코팅층을 형성시켜, 베이스 부재 자체의 내전압과 플라즈마에 대한 내식성이 향상된 정전척용 베이스 부재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 정전척용 베이스 부재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 정전척에 사용되는 베이스 부재의 금속모재 표면에 다중층(Multi-layer) 형태의 세라믹 코팅층을 형성시켜, 베이스 부재 자체의 내전압과 플라즈마에 대한 내식성이 향상된 정전척용 베이스 부재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
정전척(Electrostatic chuck; ESC)은 반도체의 제조공정에서 정전기력을 이용하여 웨이퍼나 기판 등을 고정시키는 장치이다. 도 1은 통상적인 정전척의 단면 모식도이다. 도 1을 참고하면, 정전척은 유전체 기판(10), 베이스 부재(20) 및 유전체 기판(10)과 베이스 부재(20)의 사이에 위치한 접착층(30)으로 구성되어 있다. 유전체 기판(10)의 내부에는 정전기력을 유도하여 웨이퍼(W)를 흡착하기 위한 전극(11) 및 웨이퍼(W)의 온도를 제어하기 위한 발열체(12)가 탑재될 수 있다. 베이스 부재(20)에는 냉각로(21)가 형성되어 웨이퍼의 온도를 제어한다.
한편, 반도체 부품이 점차 대면적화와 더불어 고정밀화가 요구됨에 따라, 정전척의 흡착력을 높이기 위해 전극층에 인가되는 전압이 고전압으로 변화되고 있다. 또한, 고정밀화 된 반도체 부품을 제조하기 위해, 플라즈마 에칭 공정에서 인가되는 플라즈마 파워가 높아져 가는 추세이다. 이렇게 반도체 부품의 제조공정이 점차 가혹 조건으로 변경됨에 따라, 정전척의 내전압(Breakdown voltage) 및 플라즈마에 대한 내식성이 향상되어야 하는데, 현재 사용되고 있는 정전척은 이를 충족하지 못하고 있다.
구체적인 예로써, 금속모재의 표면에 플라즈마에 대한 내식성 및 내전압 향상시키기 위해 산화이트륨(Y2O3), 산화알루미늄을 용사 코팅하는 방법이 있으나, 용사 코팅에 의해 형성된 층은 결정질상을 가져 기공과 크랙이 발생됨으로써, 구조가 치밀하지 못하다. 따라서, 정전척의 내전압 및 정전 흡착력이 떨어져 문제가 있다. 다른 예로써, 대한민국 등록특허 제10-0872541호는 베이스 부재의 표면을 인산 세라믹으로 애노다이징(Anodizing) 코팅하여 절연막을 형성하는 방법을 개시하고 있고, 대한민국 공개특허 제10-2013-0090303호는 플라즈마 스프레이 코팅 방식을 이용하여 베이스 부재의 표면에 이트륨, 지르코늄을 코팅하는 방법을 개시하고 있다. 이들은 용사 코팅 방식보다 베이스 부재의 표면에 치밀도를 높여 정전척의 내전압을 일부 향상시켰으나, 내전압이 5 kV 이내에 그쳐 가혹 조건의 내전압과 플라즈마 처리공정에 적합하지 못하다. 따라서, 상기와 같은 문제점들을 해소할 수 있는 새로운 기술 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 치밀한 구조를 가져 내전압이 7 kV 이상이고 플라즈마에 대한 내식성이 향상된 정전척용 베이스 부재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 출원인은 다년간의 연구 끝에 아래와 같은 4종류의 다중층(Multi-layer) 구조를 갖는 정전척용 베이스 부재를 개발하였다.
(1) 본 발명의 제1 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재는, 금속모재, 상기 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO) 방식으로 산화시켜 형성된 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막 및 상기 산화피막의 상부면에 위치한 폴리이미드 코팅층을 포함한다.
(2) 본 발명의 제2 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재는, 금속모재, 상기 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 형성된 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막, 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅(Air Plasma Spray, APS) 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 금속 산화물을 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅(Suspension Plasma Spray, SPS) 방식으로 코팅하여 형성된 SPS 코팅층을 포함한다.
(3) 본 발명의 제3 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재는, 금속모재, 상기 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 형성된 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막, 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 위치한 폴리이미드 코팅층을 포함한다.
(4) 본 발명의 제4 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재는, 금속모재, 상기 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 형성된 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막 및 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층을 포함한다.
즉, 다시 말해, 본 발명은,
금속모재;
상기 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation) 방식으로 산화시켜 형성된 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막; 및
하기의 a) 내지 d) 구성 중 어느 하나를 포함하는 코팅층;을 포함하고,
내전압(Breakdown Voltage)이 7 kV 이상인 정전척용 베이스 부재를 제공한다:
a) 상기 산화피막의 상부면에 위치한 폴리이미드 코팅층,
b) 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅(Air Plasma Spray) 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 금속 산화물을 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅(Suspension Plasma Spray) 방식으로 코팅하여 형성된 SPS 코팅층,
c) 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 위치한 폴리이미드 코팅층,
d) 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층.
아울러, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 출원인은 다년간의 연구 끝에 아래와 같은 4종류의 정전척용 베이스 부재를 제조하는 제조방법을 개발하였다.
(1) 본 발명의 제5 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 제조방법은, 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계 및 상기 형성된 산화피막의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
(2) 본 발명의 제6 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 제조방법은, 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계, 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 금속 산화물을 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 SPS 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
(3) 본 발명의 제7 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 제조방법은, 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계, 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
(4) 본 발명의 제8 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 제조방법은, 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계 및 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
즉, 다시 말해, 본 발명은,
상기의 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법으로,
금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계; 및
하기의 a) 내지 d) 단계 중 어느 하나에 의해 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 정전척용 베이스 부재의 제조방법도 제공한다:
a) 상기 형성된 산화피막의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성하는 단계,
b) 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 금속 산화물을 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 SPS 코팅층을 형성하는 단계,
c) 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성하는 단계,
d) 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계.
본 발명에 따른 정전척용 베이스 부재 및 이의 제조방법은 치밀한 구조를 가져 내전압이 7 kV 이상이고 플라즈마에 대한 내식성이 우수하다. 그러므로, 반도체 부품이 점차 대면적화와 더불어 고정밀화가 요구되는 현시점에서, 본 발명에 따른 정전척용 베이스 부재는 고전압 및 플라즈마 파워가 높아지는 가혹 환경에서도 사용이 가능하다.
도 1은 통상적인 정전척의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다.
도 6은 실시예 1에서 제조된 정전척용 베이스 부재의 단면 SEM 이미지이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다.
도 6은 실시예 1에서 제조된 정전척용 베이스 부재의 단면 SEM 이미지이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 예시적으로 설명하나, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위 및 이와 균등한 범위까지 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 "정전척용 베이스 부재"라 함은 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이 웨이퍼 또는 기판 등과 같은 반도체 부품을 정전기력으로 흡착하는 정전척의 일 구성 부품에 해당하고, 반도체 부품을 흡착하는 유전체 기판(10)과 함께 정전척을 구성할 수 있다.
<제1 실시 양태>
정전척용 베이스 부재
도 2는 본 발명의 제1 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다. 도 2를 참조하면, 제1 실시 양태의 정전척용 베이스 부재(100)는 금속모재(110), 산화피막(120) 및 폴리이미드 코팅층(130)을 포함한다.
상기 금속모재(110)는 열 전도성과 전기 전도성을 갖는 금속의 소결체를 포함한다. 예를 들면, 상기 금속모재(100)는 알루미늄, 알루미나, 질화알루미늄(AlN), 산화마그네슘, 산화티타늄, 산화지르코늄을 주 성분으로 한 소결체를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 금속모재의 형태는 원형의 형태를 가질 수 있고, 흡착하고자 하는 반도체 부품의 크기(지름)와 두께에 따라 그 형태를 다양하게 변경할 수 있다.
상기 산화피막(120)은 금속모재(110)의 표면 중 적어도 일부를 산화시켜 형성되고 50 내지 200 ㎛의 두께를 가진다. 내전압과 플라즈마에 대한 내식성을 향상시키기 위해서는 치밀한 구조를 갖는 산화피막을 형성해야 하며, 이러한 치밀한 구조의 두께가 50 ㎛ 이상으로 형성되어야 내전압 향상과 플라즈마에 대한 내식성을 향상시킬 수 있다. 상기 산화피막(120)의 두께가 200 ㎛를 초과할 경우, 표면에 치밀한 구조를 형성하기 어렵고 제조공정에 장시간이 소요되는 문제가 있다.
상기 산화피막(120)은 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO) 방식으로 금속모재(110)의 표면을 산화시켜 형성된다. 종래의 애노다이징 방식에 의한 금속모재의 표면산화는 산화피막의 구조를 치밀하게 구현할 수 있으나, 인가 가능한 전압의 한계로 인해 산화피막의 두께가 50㎛ 이내로 국한되어 내전압과 플라즈마에 대한 내식성 향상에 한계가 있다. 한편, 종래에는 50 ㎛ 이상의 두께를 가지는 산화피막을 구현하기 위하여 금속 산화물을 용사하는 용사 코팅 방식을 적용하였으나, 이 경우, 구조가 치밀하지 못하고 기공 또는 크랙이 발생하는 문제가 있다. 따라서, 상기 산화피막(120)은 플라즈마 전해 산화 방식을 통해 50 내지 200 ㎛로 형성됨으로써, 내전압과 플라즈마에 대한 내식성을 향상시킬 수 있다.
상기 산화피막(120)은 금속모재(110)를 산화한 단일성분으로 이루어진 치밀한 구조일 수 있고, 또한 금속모재(110)가 둘 이상의 복합성분일 경우 산화피막(120)은 복합성분으로 이루어진 치밀한 구조일 수 있다. 바람직하게는, 상기 산화피막(120)이 금속모재 산화물 및 이트륨 산화물을 포함하는 복합성분으로 이루어진 것일 수 있다. 이와 같이, 산화피막(120)에 이트륨 산화물이 포함될 경우, 내전압과 플라즈마에 대한 내식성을 월등히 향상시킬 수 있다. 한편, 통상 사용되고 있는 플라즈마 전해 산화 방식으로는, 산화피막에 금속모재 산화물과 이트륨 산화물을 복합 함유시키는 것이 불가능하고, 또한 산화피막을 50 내지 200 ㎛의 두께로 형성시키는 것도 불가능하다.
현재 사용되고 있는 플라즈마 전해 산화 방식은, 전해질이 담긴 용기에 (+) 단자에 산화피막을 입히고자 하는 금속모재를 연결하고, 전압을 인가하여 금속모재의 표면에 플라즈마 방전을 일으켜 치밀한 구조의 산화피막을 얻는 방식이다. 이러한 종래의 플라즈마 전해 산화 방식은 산화피막의 두께가 두꺼워질수록 금속모재의 표면에 플라즈마 방전을 발생시키기가 어렵다. 즉, 다시 말해, 종래의 플라즈마 전해 산화 방식으로는 50 ㎛ 두께 이하의 산화피막만을 형성할 수 있다.
이러한 종래 플라즈마 전해 산화 방식의 한계를 극복하기 위해, 본 출원인은종래 플라즈마 전해 산화 방식에서 전해질이 담긴 용기에 이트륨 전구체를 투여하여 산화피막의 두께를 향상시키고 복합성분을 함유한 산화피막을 형성할 수 있음을 밝혀냈다. 전해질에 투여된 이트륨 전구체가 분말 상태로 전해액에 침지되어 표면이 (-) 전하를 띠고, (+)(-)단자에 전압 인가 시 (+)단자에 위치한 금속모재의 표면으로 이동한다. 그리고, 금속모재로 이동한 이트륨 전구체는 금속모재의 표면에서 전기장에 의한 플라즈마 방전에 의해 소결된다. 이상에서 설명한 방식에 따라, 플라즈마 전해 산화 방식에 의해 금속모재의 표면에는 금속모재 산화물과 이트륨 산화물을 함유하는 산화피막이 형성될 수 있다.
상기 산화피막(120)은 50 내지 200 ㎛, 바람직하게는 70 내지 150 ㎛의 두께 범위 내에서 다양하게 형성할 수 있고, 목적으로 하는 산화피막의 두께, 이트륨 전구체의 입경, 금속모재의 면적 등을 고려하여 인가 전압을 다양하게 변경할 수 있다. 예컨대, 전압을 적절히 변경하지 않는다면, 공정 진행에 따른 산화피막의 두께가 점차 두꺼워져 금속모재의 표면에 플라즈마 방전이 발생하지 않아 더 이상 두께를 늘일 수 없고, 전압을 급격히 올린 경우에는 산화피막에 박리현상이 발생된다.
치밀한 구조를 가지며 산화피막을 50 내지 200 ㎛의 두께로 형성시키기 위해서는, 금속모재의 10 cm2 단위면적당 인가 전압을 1분당 8 내지 12V씩 상승시켜 최고 인가전압이 550 내지 650V에 도달한 상태에서 상기 최고 인가전압을 90 내지 150분 간 유지하는 것이 바람직하다. 인가 전압이 1분당 12V를 초과할 경우 산화피막의 박리현상이 발생될 수 있고, 인가전압이 1분당 8V 미만일 경우 50 ㎛ 이상의 산화피막을 획득할 수 없거나 공정 소요시간이 과도하게 길어지는 문제가 있다. 한편, 최고 인가전압이 550V 미만일 경우 50 ㎛ 이상의 산화피막을 획득할 수 없거나 공정 소요시간이 과도하게 길어지고, 최고 인가전압이 650V를 초과할 경우에는 산화피막의 박리현상이 발생될 수 있다. 아울러, 최고 인가전압을 90분 이상 유지하지 않을 경우 50 ㎛ 이상의 산화피막을 획득할 수 없거나 공정 소요시간이 과도하게 길어지고, 최고 인가전압을 150분 초과하게 유지하는 경우에는 산화피막의 박리현상이 발생될 수 있다.
상기 폴리이미드 코팅층(130)은 상기 산화피막(120)의 상부면에 코팅되어 형성된 것으로, 상기 산화피막(120)의 상부면을 덮음으로써 내전압과 플라즈마에 대한 내식성을 보다 강화할 수 있다. 상기 폴리이미드 코팅층(130)은 당업계에 알려진 코팅방식을 통해 형성시킬 수 있으며, 예를 들어, 스핀 코팅(Spin coating), 딥 코팅(Dip coating) 또는 스프레이 코팅(Spray coating) 방식을 이용할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 산화피막(120)의 표면에는 미세 기공이 형성될 수 있고, 이 미세 기공에 필러(filler, 도 2의 부호 'G')를 함입시켜, 공극을 제거함과 동시에 산화피막(120)의 표면을 편평하게 하여 표면 구조를 더욱 치밀하게 할 수 있다. 상기 필러(G)는 폴리이미드, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 이트륨 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 바나듐 산화물, 테플론, 폴리프로필렌, 에폭시 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다. 만약, 상기 필러(G)가 폴리이미드를 포함하는 경우, 폴리이미드의 분자량은 기공의 크기와 구조에 따라 다양할 수 있고, 바람직하게는 분자량이 1,000 내지 100,000인 폴리이미드 전구체가 사용될 수 있다.
상기 필러(G)는 산화피막(120)의 미세기공을 채워 치밀한 구조로 만든다. 그리고, 상기 산화피막(120)에 형성된 기공의 크기는 전해질의 종류, 이트륨 전구체의 분말 입도 및 전해액의 pH를 조절함으로써 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 이트륨 전구체가 금속모재의 표면에서 소결될 때, 상기 이트륨 전구체의 분말 입경에 따라 소결과 함께 응고되면서 산화피막의 표면에 형성되는 기공의 크기를 제어할 수 있다. 또한, 전해액의 pH를 조절하면 전해액 중에 이트륨 전구체의 표면에 (-)로 대전된 상태를 변경할 수 있으므로, 특정 분말 입경만을 가진 이트륨 전구체를 금속모재로 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 필러(G)가 폴리이미드를 포함하지 않는 경우(다시 말해, 폴리이미드 코팅층(130)과 필러(G)의 구성 성분이 서로 다른 경우), 상기 산화피막(120)에 형성된 미세 기공에 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 이트륨 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 바나듐 산화물, 테플론, 폴리프로필렌, 에폭시 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1종 이상의 성분으로 코팅한 후 진공 압착할 수 있다. 그리고 이후에는, 상기 산화피막(120)의 상부면에 코팅되어 있는 폴리머 층을 제거한 후(단, 필러(G)는 제외), 그 위에 폴리이미드 코팅층(130)을 형성할 수 있다.
<제2 실시 양태>
정전척용 베이스 부재
도 3은 본 발명의 제2 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다. 도 3을 참조하면, 제2 실시 양태의 정전척용 베이스 부재(200)는 금속모재(210), 산화피막(220), APS 코팅층(230) 및 SPS 코팅층(240)을 포함한다. 여기서, 상기 금속모재(210) 및 산화피막(220)은 앞서 설명한 제1 실시 양태에서의 금속모재(110) 및 산화피막(220)과 동일한 것으로서, 추가적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 APS 코팅층(230)은 산화피막(220)의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅(APS) 방식으로 코팅하여 형성된다. 여기서, 금속 산화물은 산화알루미늄, 산화이트륨, 불산화이트륨(YOF), 산화티타늄 및 이들의 조합일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 대기 플라즈마 스프레이 코팅에 의하면, 상기 금속 산화물을 플라즈마 열로 용융시킨 후 이를 산화피막(220)의 상부면에 분사하는 과정을 통해 APS 코팅층(230)이 형성된다. 상기 APS 코팅층(230)의 두께에는 특별한 제한이 없으나, 내전압과 플라즈마에 대한 내식성 향상 측면에서 10 내지 500 ㎛의 두께로 APS 코팅층(230)을 형성시키는 것이 바람직할 수 있다.
상기 SPS 코팅층(240)은 APS 코팅층(230)의 상부면에 금속 산화물을 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 형성된다. 상기 SPS 코팅층(240)의 형성에는 APS 코팅층(230)과 마찬가지로 앞서 설명한 것과 동일한 금속 산화물이 사용될 수 있다. 따라서, 상기 SPS 코팅층(240)과 APS 코팅층(230)의 형성에는 동일한 소재가 사용될 수도 있고, 서로 다른 소재가 사용될 수도 있다. 상기 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅 방식은, 금속 산화물을 물이나 에탄올에 분산시킨 현탁액을 플라즈마 제트(Plasma jet)에 투입하여 표면 코팅하는 방식으로써, 당업계에 널리 알려진 기술이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 상기 SPS 코팅층(240)의 두께에는 특별한 제한이 없으나, 내전압과 플라즈마에 대한 내식성 향상 측면에서 10 내지 500 ㎛의 두께로 SPS 코팅층(240)을 형성시키는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 제2 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식에 따라 형성된 APS 코팅층(230)의 미세 기공에 함입되는 필러(filler, 도 3의 부호 'G')를 더 포함하여, APS 코팅층(230)의 표면 구조를 더욱 치밀하게 할 수 있다. 아울러, 도 3에는 도시되지 않았으나, 상기 산화피막(220) 및 SPS 코팅층(240)의 미세 기공에도 필러가 함입될 수 있다. 한편, 본 실시 양태에서의 필러(G) 또한, 폴리이미드, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 이트륨 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 바나듐 산화물, 테플론, 폴리프로필렌, 에폭시 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다.
<제3 실시 양태>
정전척용 베이스 부재
도 4는 본 발명의 제3 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다. 도 4를 참조하면, 제3 실시 양태의 정전척용 베이스 부재(300)는 금속모재(310), 산화피막(320), APS 코팅층(330) 및 폴리이미드 코팅층(340)을 포함한다. 여기서, 상기 금속모재(310) 및 산화피막(320)은 앞서 설명한 제1 실시 양태에서의 금속모재(110) 및 산화피막(220)과 동일하고, 상기 APS 코팅층(330)은 앞서 설명한 제2 실시 양태에서의 APS 코팅층(230)과 동일한 것으로서, 추가적인 설명은 생략하도록 한다. 상기 폴리이미드 코팅층(340) 또한, 산화피막(120)의 상부면이 아닌 APS 코팅층(330)의 상부면에 코팅된 것을 제외하고는, 앞서 설명한 제1 실시 양태에서의 폴리이미드 코팅층(130)과 동일한 것임을 밝힌다.
그리고, 제3 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식에 따라 형성된 APS 코팅층(330)의 미세 기공에 함입되는 필러(filler, 도 4의 부호 'G')를 더 포함하여, APS 코팅층(330)의 표면 구조를 더욱 치밀하게 할 수 있다. 아울러, 도 4에는 도시되지 않았으나, 상기 산화피막(320)의 미세 기공에도 필러가 함입될 수 있다. 한편, 본 실시 양태에서의 필러(G) 또한, 폴리이미드, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 이트륨 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 바나듐 산화물, 테플론, 폴리프로필렌, 에폭시 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다.
<제4 실시 양태>
정전척용 베이스 부재
도 5는 본 발명의 제4 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재의 단면 모식도이다. 도 5를 참조하면, 제4 실시 양태의 정전척용 베이스 부재(400)는 금속모재(410), 산화피막(420) 및 APS 코팅층(430)을 포함한다. 여기서, 상기 금속모재(410) 및 산화피막(420)은 앞서 설명한 제1 실시 양태에서의 금속모재(110) 및 산화피막(220)과 동일하고, 상기 APS 코팅층(430)은 앞서 설명한 제2 실시 양태에서의 APS 코팅층(230)과 동일한 것으로서, 추가적인 설명은 생략하도록 한다.
그리고, 제4 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(400)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 산화피막(420)의 미세 기공에 함입되는 필러(filler, 도 5의 부호 'G')를 더 포함하여, 상기 산화피막(420)의 표면 구조를 더욱 치밀하게 할 수 있다. 아울러, 도 5에는 도시되지 않았으나, 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식에 따라 형성된 APS 코팅층(430)의 미세 기공에도 필러가 함입될 수 있다. 한편, 본 실시 양태에서의 필러(G) 또한, 폴리이미드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 이트륨 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 바나듐 산화물, 테플론, 폴리프로필렌, 에폭시 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 정전척용 베이스 부재는 식각에 의해 냉각로가 형성될 수 있고, 상부면에는 유전체 기판이 적층되어 정전척으로 사용할 수 있다. 본 발명의 정전척용 베이스 부재는 내전압(또는, 절연파괴전압; Breakdown Voltage)이 7 kV 이상, 바람직하게는 10kV 이상이고, 플라즈마에 대한 내식성이 우수하다.
이상을 통해, 제1 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(금속모재 + 산화피막 + 폴리이미드 코팅층), 제2 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(금속모재 + 산화피막 + APS 코팅층 + SPS 코팅층), 제3 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(금속모재 + 산화피막 + APS 코팅층 + 폴리이미드 코팅층) 및 제4 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(금속모재 + 산화피막 + APS 코팅층) 각각에 대해 설명하였다. 그리고, 이들 정전척용 베이스 부재 모두 내전압이 7 kV 이상으로서, 내전압이 5 kV 이하에 불과한 종래 정전척용 베이스 부재의 문제점을 보완한 것이다. 따라서, 상기 제1 내지 제4 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재 모두, 가혹 조건의 내전압과 플라즈마 처리공정에 적합하다. 다만, 제1 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(금속모재 + 산화피막 + 폴리이미드 코팅층), 제2 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(금속모재 + 산화피막 + APS 코팅층 + SPS 코팅층) 및 제3 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(금속모재 + 산화피막 + APS 코팅층 + 폴리이미드 코팅층) 각각이, 제4 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재(금속모재 + 산화피막 + APS 코팅층)에 비하여 보다 우수한 내전압을 나타낼 수 있다.
<제5 실시 양태>
정전척용 베이스 부재의 제조방법
본 발명의 제5 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법은 제1 실시 양태의 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법으로서, (1) 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계 및 (2) 상기 산화피막의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 전해액이 담긴 용기에 금속모재를 침지하여 (+) 단자에 연결하되 (-) 단자와 이격되어 마주하게 배치한다(1-A). 여기서 전해액은 용액의 총 중량에 대하여 Na2SiO3, NaAl2, NaF-Na2CO3 등이 0.01 내지 15 중량%의 농도로 함유된 수용액을 사용한 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 형성하고자 하는 산화피막을 고려하여 다양한 성분이 첨가된 전해질 용액을 사용할 수 있다.
이후에는, 상기 전해액에 이트륨 전구체를 투여한다(1-B). 상기 이트륨 전구체는 이트륨 산화물을 포함하며, 10 nm 내지 50 ㎛의 입경을 갖는 분말을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 이트륨 전구체의 입경이 10 nm 미만이면 표면적이 작아서 전해액 상에서 불안정하고, 50 ㎛를 초과하는 경우에는 전해액에서 침강이 된다. 아울러, 상기 이트륨 전구체는 볼밀 작업 등을 통해 균일한 사이즈를 갖도록 준비할 수 있다. 이어서, 상기 (+)(-) 단자에 전압을 인가한다(1-C). 상기 (1-C) 단계는 앞서 제1 실시 양태에서 설명한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 상기 산화피막의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성한다. 상기 폴리이미드 코팅층은 당업계에 널리 알려진 코팅 방식을 통해 형성될 수 있으며, 예를 들어, 스핀 코팅(Spin coating), 딥 코팅(Dip coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 방식을 예시할 수 있다. 한편, 상기 산화피막의 표면에 미세 기공을 형성한 후 이 미세 기공에 필러(filler)를 함입시킬 수 있으며, 이에 대한 설명은 앞서 제1 실시 양태에서 설명한 바와 동일하다.
<제6 실시 양태>
정전척용 베이스 부재의 제조방법
본 발명의 제6 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법은 제2 실시 양태의 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법으로서, 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계, 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 금속 산화물을 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 SPS 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다. 구체적인 제조방법은 제2 실시 양태에서 설명한 바와 동일하다.
<제7 실시 양태>
정전척용 베이스 부재의 제조방법
본 발명의 제7 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법은 제3 실시 양태의 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법으로서, 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계, 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다. 구체적인 제조방법은 제3 실시 양태에서 설명한 바와 동일하다.
<제8 실시 양태>
정전척용 베이스 부재의 제조방법
본 발명의 제8 실시 양태에 따른 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법은 제4 실시 양태의 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법으로서, 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계 및 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다. 구체적인 제조방법은 제4 실시 양태에서 설명한 바와 동일하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예 1]
정전척용 베이스 부재의 제조
금속모재로 면적이 10 cm2이고 두께가 15 mm인 알코아社(Alcoa, Inc)의 알루미늄 6061 계열을 사용하였고, 상기 금속모재의 표면에 산화피막을 형성하기 위해 MST Technology社의 n-PEC용 플라즈마 전해 산화장치를 사용하였다. 그리고, 전해액은 Na2SiO3계 물유리를 사용하였고, 상기 전해액에 평균 입경이 60 nm인 이트륨 산화물을 투입하였다.
먼저, 상기 금속모재를 전해액에 침지시켜 (+) 단자에 연결하였다. (-) 단자에는 스테인리스 스틸을 사용하였다. 이어서, 전압을 인가하되 1분당 10V씩 상승시켜 최고 인가전압 600V에 도달한 상태에서 120분간 600V를 인가하여, 금속모재의 표면에 산화피막을 123.10 ㎛의 두께로 형성시켰다.
계속해서, 상기 형성된 산화피막의 상부면에 폴리아믹산 전구체를 고르게 캐스팅한 후, 80 ℃ 진공 하에서 30분간 열처리하고 추가로 200 ℃에서 30분간 열처리하여 산화피막의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 198.82 ㎛의 두께로 형성시켜, 정전척용 베이스 부재를 제조하였다. 한편, 도 6은 상기 실시예 1에서 제조된 정전척용 베이스 부재의 단면 SEM 이미지로서, PEO는 산화피막에 해당된다.
[실시예 2]
정전척용 베이스 부재의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 금속모재와 산화피막을 형성시켰다. 이어서, 상기 형성된 산화피막의 상부면에 METTECH社의 Axial Ⅲ 대기 플라즈마 스프레이 코팅기를 사용하여 알루미나 코팅층(APS 코팅층)을 102 ㎛의 두께로 형성시켰다. 계속해서, 상기 형성된 알루미나 코팅층(APS 코팅층)의 상부면에 METTECH社의 Axial Ⅲ 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅기를 사용하여 이트륨 산화물 코팅층(SPS 코팅층)을 80 ㎛의 두께로 형성시켜, 정전척용 베이스 부재를 제조하였다.
[실시예 3]
정전척용 베이스 부재의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 금속모재와 산화피막을 형성하였다. 이어서, 상기 형성된 산화피막의 상부면에 METTECH社의 Axial Ⅲ 대기 플라즈마 스프레이 코팅기를 사용하여 알루미나 코팅층(APS 코팅층)을 형성하였다. 계속해서, 상기 형성된 알루미나 코팅층(APS 코팅층)의 상부면에 폴리아믹산 전구체를 코르게 캐스팅한 후, 80 ℃ 진공 하에서 30분간 열처리하고 추가로 200 ℃에서 30분간 열처리하여 APS 코팅층의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 48 ㎛의 두께로 형성시켜, 정전척용 베이스 부재를 제조하였다.
[실시예 4]
정전척용 베이스 부재의 제조
산화피막의 상부면에 알루미나 코팅층(APS 코팅층)을 형성시킨 후, 이의 상부면 기공에 폴리이미드 수지를 함입시킨 상태에서 이트륨 산화물 코팅층(SPS 코팅층)을 형성시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 정전척용 베이스 부재를 제조하였다. 한편, 폴리이미드 수지의 함입은, 알루미나 코팅층(APS 코팅층)의 상부면에 액상 폴리이미드 수지를 균일하게 도포하고, 이어서 진공백을 사용하여 진공 압축하고, 얇게 형성된 폴리이미드 수지를 식각하여 제거하는 방법을 통해 진행하였다.
[실시예 5]
정전척용 베이스 부재의 제조
알루미나 코팅층(APS 코팅층)의 상부면에 이트륨 산화물 코팅층(SPS 코팅층)을 형성시키지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 정전척용 베이스 부재를 제조하였다.
[비교예 1]
정전척용 베이스 부재의 제조
금속모재로 면적이 10 cm2이고 두께가 15 mm인 알코아社(Alcoa, Inc)의 알루미늄 6061 계열을 사용하였고, 상기 금속모재의 표면을 아노다이징 처리한 후 상부면에 인산 세라믹스 화합물을 도포하여 코팅층을 형성하였다. 이때, 코팅은 섭씨 270 내지 330도 조건에서 진행하였고, 코팅 완료 후 상온에서 건조하였다.
[비교예 2]
정전척용 베이스 부재의 제조
금속모재로 면적이 10 cm2이고 두께가 15 mm인 알코아社(Alcoa, Inc)의 알루미늄 6061 계열을 사용하였고, 플라즈마 스프레이 코팅 방식을 이용하여 상기 금속모재의 표면에 이트륨을 코팅시켰다.
[비교예 3]
정전척용 베이스 부재의 제조
폴리이미드 코팅층을 형성하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 정전척용 베이스 부재를 제조하였다.
[비교예 4]
정전척용 베이스 부재의 제조
산화피막의 두께를 123.10 ㎛에서 45.50 ㎛로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 정전척용 베이스 부재를 제조하였다.
[비교예 5]
정전척용 베이스 부재의 제조
산화피막의 두께를 123.10 ㎛에서 213.20 ㎛로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 정전척용 베이스 부재를 제조하였다.
[실험예 1]
내전압 측정
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 정전척용 베이스 부재의 내전압을 측정하였다. 내전압 측정은 Associated research社의 Hypomax 장비를 사용하여, DC 전압, Ramp rate 120초, 드웰 시간(Dewell time) 2초, 최대전류제한(High Current limit) 0.2mA 조건에서 수행하였다. 측정 결과, 상기 실시예 1 내지 5는 내전압이 10kV를 초과한 반면, 비교예 1 내지 5의 경우는 내전압이 5kV 미만으로 확인되었다. 아울러, 상기 실시예 1 내지 5 중에서도 실시예 1 내지 4의 내전압이 실시예 5의 내전압보다 높게 측정되었다.
Claims (10)
- 금속모재;
상기 금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation) 방식으로 산화시켜 형성된 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막; 및
하기의 a) 내지 d) 구성 중 어느 하나를 포함하는 코팅층;을 포함하고,
내전압(Breakdown Voltage)이 7 kV 이상인 정전척용 베이스 부재:
a) 상기 산화피막의 상부면에 위치한 폴리이미드 코팅층,
b) 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅(Air Plasma Spray) 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 금속 산화물을 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅(Suspension Plasma Spray) 방식으로 코팅하여 형성된 SPS 코팅층,
c) 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 위치한 폴리이미드 코팅층,
d) 상기 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 형성된 APS 코팅층. - 제1항에 있어서,
상기 산화피막은 금속모재 산화물, 이트륨 산화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 정전척용 베이스 부재. - 제2항에 있어서,
상기 금속모재 산화물은 금속모재의 표면 자체가 플라즈마 전해 산화 방식에 의해 산화되어 형성되고,
상기 이트륨 산화물은 플라즈마 전해 산화 방식에 사용되는 전해질에 이트륨 전구체를 첨가하고 금속모재의 표면으로 이동한 이트륨 전구체가 금속모재의 표면에서 전기장에 의해 소결되어 형성된 것을 특징으로 하는, 정전척용 베이스 부재. - 제1항에 있어서,
상기 산화피막의 표면에 기공이 형성되어 있고, 상기 기공에 폴리이미드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 이트륨 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 바나듐 산화물, 테플론, 폴리프로필렌, 에폭시 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 필러가 함입된 것을 특징으로 하는, 정전척용 베이스 부재. - 제1항에 있어서,
상기 APS 코팅층의 표면에 기공이 형성되어 있고, 상기 기공에 폴리이미드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 이트륨 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 바나듐 산화물, 테플론, 폴리프로필렌, 에폭시 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 필러가 함입된 것을 특징으로 하는, 정전척용 베이스 부재. - 제1항에 있어서,
상기 정전척용 베이스 부재의 내전압이 10 kV 이상인 것을 특징으로 하는, 정전척용 베이스 부재. - 제1항에 따른 정전척용 베이스 부재를 제조하는 방법으로,
금속모재의 표면 중 적어도 일부를 플라즈마 전해 산화 방식으로 산화시켜 50 내지 200 ㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 단계; 및
하기의 a) 내지 d) 단계 중 어느 하나에 의해 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 정전척용 베이스 부재의 제조방법:
a) 상기 형성된 산화피막의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성하는 단계,
b) 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 금속 산화물을 서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 SPS 코팅층을 형성하는 단계,
c) 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 APS 코팅층의 상부면에 폴리이미드 코팅층을 형성하는 단계,
d) 상기 형성된 산화피막의 상부면에 금속 산화물을 대기 플라즈마 스프레이 코팅 방식으로 코팅하여 APS 코팅층을 형성하는 단계. - 제7항에 있어서,
상기 산화피막을 형성하는 단계는,
전해액이 담긴 용기에 금속모재를 침지하여 (+) 단자에 연결하되 (-) 단자와 이격되어 마주하게 배치하는 단계;
상기 전해액에 이트륨 전구체를 투여하는 단계; 및
상기 (+)(-)단자에 전압을 인가하되, 금속모재의 10 cm2 단위면적당 인가 전압을 1분당 8 내지 12V씩 상승시켜 최고 인가전압이 550 내지 650V에 도달한 상태에서 상기 최고 인가전압을 90 내지 150분 간 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전척용 베이스 부재의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 이트륨 전구체는, 분말 상태로 전해액에 침지되어 표면이 (-) 전하를 띠고, 상기 (+)(-)단자에 전압 인가 시 금속모재의 표면으로 이동하여 전기장에 의해 소결되는 것을 특징으로 하는, 정전척용 베이스 부재의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 이트륨 전구체의 분말 입도 및 전해액의 pH를 조절하여, 상기 산화피막의 기공 크기가 제어되는 것을 특징으로 하는, 정전척용 베이스 부재의 제조방법.
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