CN102683254B - 附着模块、附接基板的设备及制造附着衬垫的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及附着模块、附接基板的设备及制造附着衬垫的方法。该附着模块包括框架以及在框架的一侧上提供且能够通过分子之间的吸引力来附着基板的附着衬垫，该附着衬垫包括其中多个附着凸起被分组布置的多个附着部分。根据本发明的示例性实施方式，用于稳固地布置基板的额外动力和电力的附加使用被最小化，使得与常规静电卡盘相比，使用效率和安全性可以得到改善。而且，可以防止在使用静电卡盘的情况中由于残余静电产生的基板上的污染，与静电卡盘相比，制造成本低。

Description

附着模块、附接基板的设备及制造附着衬垫的方法

技术领域

本发明提供了附着模块、用于附接基板的设备以及用于制造附着衬垫的方法，且更具体而言，本发明涉及附着模块、用于附接基板的设备以及用于制造附着衬垫的方法，其中基板等可以使用分子之间的吸引力来附着。

背景技术

随着工业技术的发展，用于处理基板等组件的各种技术已经被广泛地使用。例如，已经使用诸如在基板的一侧上沉积或施加预定材料、使用设置图案构图或蚀刻基板、附接两个基板等各种基板处理技术。

具体而言，已经研究和开发了诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、真空荧光显示器(VFD)等各种平板显示器，且进一步开发了用于半导体基板的处理方法。因此，用于这种基板的工艺也得到多方面地发展。

用于处理这种基板的工艺一般在这种状态执行：一个基板或多个基板固定在基板处理设备中。因而，在基板处理设备内提供固定基板的卡盘，使用静电力来固定基板的静电卡盘(ESC)近来被广泛地使用。

静电卡盘一般由烧结的氧化铝陶瓷或喷涂的氧化铝陶瓷制成。静电卡盘内部地嵌有用以连接到直流(DC)电源的电极板，且使用从DC电源应用的高压产生的静电力将基板附着到静电卡盘上。

然而，在使用静电卡盘中出现很多问题。首先，因为在附接基板时必须连续地向静电卡盘供应DC电源，因而消耗很多的功率。而且，当通过静电附着基板时，由于静电卡盘的电极图案引起的静电残余可能导致基板上的污染。

而且，因为静电卡盘具有精确的机械和电学结构，其制造成本非常高。而且，在覆盖有聚酰亚胺膜的静电卡盘的情况中，当在工艺过程中基板破裂时，聚酰亚胺膜可能被基板的颗粒损坏。

发明内容

因此，设想了本发明以解决上述问题，且本发明的一个方面涉及提供一种附着模块、用于附接基板的设备以及制造附着衬垫的方法，其中基板可以使用分子之间的吸引力即范德瓦尔力(van der waal)附着。

在上述方面中，本发明提供了一种附着模块，包括该附着模块的基板附接设备以及用于制造附着衬垫的方法，其中所述附着模块包括：形成有多个紧固部分(fasteningportion)的框架；以及用于使用分子之间的吸引力附接基板的附着衬垫，该附着衬垫包括其中多个附着凸起被分组布置的多个附着部分。

根据本发明的示例性实施方式，用于稳固地定位基板的额外动力和电力的附加使用被最小化，使得与常规静电卡盘相比，使用效率和安全性可以得到改善。

而且，还可以防止在使用静电卡盘的情况下由于残余静电产生的基板上的污染，且与静电卡盘相比，制造成本低。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一示例性实施方式的包括附着模块的基板附接设备的剖面图。

图2是示出了图1的基板附接设备的第二附着卡盘的透视图。

图3是图2的附着模块的透视图。

图4是沿着图3的线A-A’的剖面图。

图5示出了图4的附着凸出的电子显微镜照片。

图6是示出了制造图3的附着模块的方法的流程图。

图7至图11是示出了在制造图6的附着模块的方法中的主要步骤的示意图。

图12是示出了根据本发明的第二示例性实施方式的附着模块的透视图。

图13示出了图12的附着部分的电子显微镜照片。

图14是示出了制造图12的附着模块的方法的流程图。

图15至图20是示出了制造图14中的附着模块的方法的主要步骤的示意图。

图21是示出了根据本发明的第三示例性实施方式的附着模块的透视图。

图22是示出了图21的附着部分的剖面的剖面图。

具体实施方式

此后，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式的附着模块。在下面的示例性实施方式中，例如将描述布置在基板附接设备中的附着模块，但是注意本发明不限于此。另选地，本发明的示例性实施方式可以应用于基板蚀刻设备、基板沉积设备或其他各种基板处理设备。

图1是示出了包括根据本发明的第一示例性实施方式的附着模块的基板附接设备的剖面图。如图1所示，基板附接设备包括形成外部外观的基底框架10。而且，在基底框架10内提供下腔体200，且在下腔体200上方提供上腔体100。而且，其中附接基板P的处理空间在上腔体100和下腔体200之间形成。其中附接基板P的空间设置有单独的真空泵(未示出)，使得当附接基板时，处理空间可以被抽真空。

上腔体100由布置在下腔体200中的提升螺丝210和提升马达230支撑，且被布置为可被上下提升。当上腔体100上下提升时，处理空间被密封和向外打开，使得基板P可以运送进或者运送出处理空间。在该示例性实施方式中，仅上腔体100被配置成可上下提升，但本发明不限于此。另选地，可以仅将下腔体配置成上下提升，或者上和下腔体均可被配置成上下提升。

同时，上腔体100和下腔体200分别内部地设置有第一附着卡盘120和第二附着卡盘220，从外部运送来的基板P附着到所述附着卡盘上。第一附着卡盘120布置在上腔体100中，形成其中附接第一基板P1的空间，且第二附着卡盘220布置在下腔体200中，形成其中附接第二基板P2的空间。将在稍后更详细地描述第一和第二附着卡盘120和220的配置。

用于监控第一和第二基板P1和P2的对准的多个照相机130布置在上腔体100上方。上腔体100形成有垂直穿透第一附着卡盘120且允许照相机130进行拍摄的拍摄孔101。此外，线性致动器110布置在上腔体100的外围边缘部分上。在附接基板时，线性致动器110精密地调节上腔体100和下腔体之间的空间以因而控制第一基板P1和第二基板P2之间的缝隙。

同时，提供了垂直穿透下腔体200和第二附着卡盘220的多个提升引脚241和在下腔体200下方的提升引脚驱动器240。因而，当被提升引脚驱动器240驱动为上下提升时，提升引脚241在载入基板P时从用于附接第一或第二附着卡盘120或220的叉杆(未示出)接收基板P，或者在载出基板P时向叉杆提供基板P。

而且，在下腔体200下方提供单独的照明装置250。当照相机130拍摄用于第一和第二基板P1和P2的对准标记时，照明装置250提供光。

在下腔体200的第二附着卡盘周围，可以提供用于测量上腔体100和下腔体200之间的缝隙的线性测量仪表260以及能够调节第二基板P2的水平位置的UVW台270。

在上述描述中，通过举例的方式详细解释了基板附接设备的主要配置。另选地，一些元件可以省略，或者位置有改变。

下面，将参照图2至图5详细描述第一和第二附着卡盘。此处，第一附着卡盘120和第二附着卡盘220的配置彼此类似，且因而将代表性地描述第二附着卡盘220以避免重复描述。

图2是示出了图1的基板附接设备的第二附着卡盘的透视图。如图2所示，第二附着卡盘包括支撑板和附着模块。

支撑板221固定到下腔体220。而且，支撑板221的顶面是平坦的，使得第二基板P2可以安放在其上并被支撑。在支撑板221的顶面上，可以形成其中可以插入和布置多个附着模块300的座落凹槽(未示出)以及用于附着基板P的附着凹槽221a。

此处，附着凹槽221a贡献于在第二基板P2首先安放时通过附着第二基板P2而将第二基板P2附着到第二附着卡盘220。而且，当附接基板时，附着凹槽221a用于通过其喷射压力气体，使得第一基板P1和第二基板P2可以被按压和附接。

同时，附着模块300被插入和布置，使得其一侧可以暴露于支撑板221的顶侧。因而，当第二基板P2被安放时，第二基板P2的一侧接触附着模块300的一侧且通过分子之间的吸引力附着到附着模块300上。下面，将参照图3至图5更详细地描述附着模块300。

图3是图2的附着模块的透视图，且图4是沿着图3的线A-A’的剖面图。如图3和图4所示，附着模块300包括形成外部外观的框架310以及用于附着基板P的附着衬垫320。

框架310具有环行结构，且插入和布置在支撑板221中。另选地，框架的形状可以根据基板的形状和尺寸不同地设计。

同时，参照图3，框架310的底面和侧面插入和布置在支撑板221中，且其顶面暴露于支撑板221的顶面。同时，暴露于支撑板221的顶面的框架310的顶面形成有外圆周部分311和内圆周部分312。

外圆周部分311沿着框架310的外圆周形成。而且，在布置在支撑板221的状态下，外圆周部分311的顶面可以具有与支撑板211的顶面相同的高度。外圆周部分311沿着圆周方向具有至少一个紧固孔311a。

附着模块300在形成紧固孔311a的位置耦合到支撑板221且布置在支撑板221中。紧固孔311a可以具有各种紧固结构。例如，在本示例性实施方式中，被螺纹化以容纳螺纹部件的通孔用作紧固孔311a。在这种情况下，当需要更换或修理附着模块300时，容易独立地分离和布置附着模块300。

内圆周部分312沿着框架310的内圆周形成。如图5所示，内圆周部分312形成高度比外圆周部分311低的平台。此时，附着衬垫320安放并布置在内圆周部分312上方。

附着衬垫320包括基底部分321和附着部分322。基底部分321形成附着衬垫320的底面，且安放在框架310的内圆周部分312中。附着部分322在基底部分321上形成，且形成了其中多个附着凸起被分组的结构。

图5示出了图4的附着凸出的电子显微镜照片。如图5所示，附着部分322的附着凸起322a是具有圆形剖面的柱形结构。此处，附着凸起322a可以具有约0.5μm至50μm的长度和0.05μm至20μm的直径。而且，附着凸起322a可以与相邻附着凸起以50μm或更小的间隔布置。

如果附着凸起322a接触基板P，则基于范德瓦尔原理的分子之间的吸引力施加在附着凸起322a和基板P之间。此时，至少200uN的吸引力施加到一个附着凸起322a。因此，这种附着凸起322a致密地布置，使得基板P可以通过相应附着凸起322a的所得力附着。

如上所述，附着凸起322a在预定位置分组以构成附着部分322。附着衬垫320包括基底部分321上的多个附着部分322。而且，各个附着部分322在环行基底部分321上沿着圆周方向以预定间隔彼此隔开。在该示例性实施方式中，其中附着凸起322a以预定间隔分组的附着部分在基底部分321的一些位置处形成，但是本发明不限于此。另选地，附着凸起可以遍及基底部分形成。

附着模块300基于施加在多个附着凸起322a和基板之间的分子之间的吸引力附着基板P。因此，与静电卡盘相比，不仅附着模块300的制造成本低，而且使用效率和稳定性改善。而且，它实现为单个紧凑模块且因此在修理和更换时容易更换。

同时，附着模块的附着衬垫以这种方式制造：形成有对应于附着模块的图案的模板用于将图案转印到成型液体。下面，将参照图6至11更详细地描述制造根据示例性实施方式的附着模块的方法。

图6是示出了制造图3的附着模块的方法的流程图，且图7至图11是示出了图6中制造的附着模块的方法的主要步骤的示意图。

首先，为了使用成型方法形成附着衬垫320，制造具有对应于附着衬垫的附着凸起的图案的模板T。此时，在模板T的顶面上形成钝化膜图案，使得模板T被选择性地蚀刻。这种钝化膜图案通过光刻工艺形成。

具体而言，模板T的顶面上施加钝化膜，形成平坦表面(S110)。此时，光刻胶PR用作钝化膜。

然后，用光照射光刻胶。此时，经构图的掩膜M位于被来自光源的光照射的路径上，使得可以发射具有预定图案的光(参照图7)。因为当暴露于光时光刻胶PR在特征方面变化，光刻胶PR根据光的图案在特性方面选择性地变化。然后，仅特性变化(或特性不变)的光刻胶被去除以形成光刻胶PR的图案(S120，见图8)。

当光刻胶PR被完全构图时，对模板T的上部执行蚀刻工艺(S130)。此处，蚀刻工艺可以是通过考虑光刻胶PR的类型和蚀刻再现性而选择的干法蚀刻工艺或湿法蚀刻工艺。不形成光刻胶的部分通过蚀刻工艺蚀刻，且形成对应于预设图案的凹槽Ta。然后，剩余的光刻胶被去除以完成模板T的制造(参照图9)。

此处，在模板T的顶面上形成的凹槽Ta被构图以对应于在附着衬垫320上提供的附着凸起322a。因此，凹槽TA可以具有0.05μm至20μm的直径且以50μm或更小的距离从相邻凹槽Ta隔开。而且，因为凹槽Ta的深度对应于附着凸起322a的长度，蚀刻工艺时间或蚀刻源浓度被控制，使得蚀刻的深度的范围从0.5μm到50μm。

作为另一方法，模板的构图凹槽可以通过压印工艺形成。

如果通过上述阶段完成模板T，则使用模板T进行成型(S140)。在该示例性实施方式中，液化硅树脂用作成型液体S。除此之外，液化光纤、树脂材料或液化碳族材料等可以用作成型液体。成型通过将模板T的一侧按压到容纳在分开的框架中的成型液体S的表面实现(参照图10)。因而，模板T的凹槽图案被转印到成型液体S。

然后，成型液体被硬化(S150)。为了硬化成型液体S，可以提供热或紫外射线。如果成型液体S被硬化，则通过移除模板T完成附着衬垫320(S160，参照图11)。因而，附着衬垫320包括对应于模板T的凹槽Ta形成的多个附着凸起322a。

而且，附着衬垫320附接到框架310的内圆周部分312，由此制造附着模块300(S170)。

此处，通过上述方法制造的模板重复地再利用以由此减小制造附着模块的成本。而且，如果制造形成有对应于多个附着衬垫的凹槽图案的大尺寸模板，则一个工艺就足以制造多个附着衬垫，由此提高了制造产量。

下面，将描述根据本发明的第二示例性实施方式的附着模块。为了避免重复描述，将省略与本发明的上述示例性实施方式相同的元件和技术特征的描述。

图12是示出了根据本发明的第二示例性实施方式的附着模块的透视图，且图13示出了图12的附着部分的电子显微镜照片。

尽管在上述示例性实施方式中，附着模块的附着部分仅配置有多个附着凸起，但在本示例性实施方式中，附着部分还包括多个附着凸起322a和布置在相邻凸起322a之间的多个分隔壁322b。

此处，多个分隔壁322b线性地从基底部分321的顶面凸出。此时，多个分隔壁322b长方形地布置以将附着部分322的区域分隔成多个分区。而且，多个附着凸起322a分别布置在由分隔壁322b分隔的分区中。

分隔壁322b形成为具有比附着凸起322a更低的高度。而且，分隔壁322b布置在多个附着凸起322a之间，由此减小附着凸起之间形成的微孔。

在提供多个附着凸起以在真空中附着基板的情况下，空气可能未从附着凸起之间的空间排出，且因而相应位置的基板可能微小变形。因此，在本示例性实施方式中，布置在多个附着凸起322a之间的分隔壁322b减小附着部分322之间的微孔，使得由于附着部分中的空气残余导致的变形可以被最小化。

在本示例性实施方式中，多个分隔壁用于填充附着部分中多个附着凸起之间的空间，但是本发明不限于此。除了这种分隔壁结构之外，各种凸出可以布置在附着凸起之间的空间中且减小附着部分的微孔。

下面，将参照图14至图20详细描述制造根据本发明的示例性实施方式的附着模块的方法。

图14是示出了制造图12的附着模块的方法的流程图，且图15至图20是示出了图14中的制造附着模块的方法中的主要步骤的示意图。

与第一示例性实施方式一样，制造具有图案的模板T以用于成型附着衬垫。模板T具有其顶面上的钝化膜图案以被选择性蚀刻。此时，钝化膜图案可以通过光刻工艺构图。

具体而言，光刻胶PR应用在模板T的顶面上形成平坦表面。而且，布置预设构图的掩膜M，使得可以发射具有预定图案的光。

在第一示例性实施方式的曝光工艺中，使用仅具有对应于附着凸起的图案的掩膜。然而，在本示例性实施方式中，使用具有对应于附着凸起322a和分隔壁32b的图案的掩膜M(参照图15)。

如果如上所述发射光，光刻胶PR根据光的图案在特性方面变化，且仅特性变化(或特性不变)的光刻胶被去除以形成图案(S210，见图16)。然后，对经构图的光刻胶PR的上部进行蚀刻工艺，使得可以在模板T上形成对应于附着凸起322a和分隔壁322b的凹槽Ta和Tb(S220，见图17)。

此处，因为蚀刻工艺在相同的环境下执行且执行相同的时段，所以对应于分隔壁的凹槽Tb的深度等于对应于附着凸起的凹槽Ta的深度。因此，在本示例性实施方式中，仅对应于附着凸起322a的凹槽Ta被附加地蚀刻，使得附着凸起322a形成为具有比分隔壁322b更高的高度。

因而，再次向对应于附着凸起322a的凹槽Ta的区域之外的所有区域应用光刻胶PR(S230，见图18)。该工艺可以通过类似于对光刻胶PR进行构图的方法进行。即，光刻胶被应用于模板的整个表面，且通过形成为仅具有对应于附着凸起的图案的掩膜照射光。因而，因为光仅照射对应于附着凸起的凹槽，相应位置的光刻胶被去除且然后进行蚀刻工艺(S240，见图19)。同样，在模板T中，仅对应于附着凸起的凹槽Ta被蚀刻两次，使得凹槽Ta可以比对应于分隔壁的凹槽Tb蚀刻得更深。

如果通过上述阶段完成了模板，则凹槽的图案通过将模板T按压到成型液体的表面而转印(S250)。然后，成型液体被硬化，且模板被移除以由此完成具有附着凸起和分隔壁的附着衬垫(S260及S270，见图20)。

而且，附着衬垫附接到且布置在框架的内圆周部分中，由此制造附着模块(S280)。

下面，将描述根据本发明的第三示例性实施方式的附着模块。为了避免重复性描述，将省略与本发明的上述示例性实施方式相同的元件和技术特征相关的描述。

图21是示出了根据本发明的第三示例性实施方式的附着模块的透视图，且图22是示出了图21的附着部分的剖面的剖面图。

如图21和图22所示，与上述第二示例性实施方式一样，根据本发明的示例性实施方式的附着模块包括多个附着凸起322a和多个分隔壁322b。尽管在第二示例性实施方式中，分隔壁形成为具有比附着凸起更低的高度，在本示例性实施方式中，分隔壁322b和附着凸起322a形成为具有彼此相同的高度。

因而，在本示例性实施方式中，当附着基板P时，附着模块300中的附着凸起322a和分隔壁322b变得与基板P接触。而且，不仅附着凸起322a而且分隔壁322b在基板P上的分子之间施加吸引力且因而附着了基板P，由此与上述示例性实施方式相比，改善了附着模块300的附着。

而且，多个附着凸起322a之间的空间填充有分隔壁322b且因而减小了附着部分的孔隙比率。因此，在真空中附着基板的阶段中，由于附着部分322中的空气残余导致的变形可以被最小化。

尽管一些残余空气导致压力差，因为分隔壁322b放射状地支撑/附着基板P，因而能耐受由于压力差导致的力，由此有利地防止基板P变形。

在根据第一和第二示例性实施方式的方法的基础上，可以容易地理解本示例性实施方式中制造附着模块的方法。为了避免重复描述，将省略其详细描述。

如上所述，依照3个示例性实施方式描述了附着模块、具有附着模块的基板附接设备以及制造附着模块的方法。然而，本领域技术人员将显见，除了上述示例性实施方式之外，一些元件或一些方法可以改变且不同地实施。

另选示例性实施方式可以应用于在附着基板的同时处理基板的半导体制造设备、基板蚀刻设备、基板沉积设备等各种基板处理设备。而且，另选示例性实施方式可以应用于诸如机械手等运送基板的基板运送设备。

尽管已经参照本发明的示例性实施方式特别示出和描述了本发明，本领域技术人员应当理解，可以在不偏离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的条件下做出形式和细节中的各种改变。示例性实施方式应仅以说明性意义理解且不用于限制目的。因此，本发明的范围并不由本发明的详细描述限定，而是由所附权利要求限定，且范围内的所有差异将被解读为包括在本发明中。

本申请要求2011年3月9日提交的韩国专利申请第10-2011-0021132号的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容。

Claims (16)

1.一种附着模块，所述附着模块包括：

框架；以及

附着衬垫，在所述框架的一侧上提供且能够通过分子之间的吸引力附着基板，

其中所述附着衬垫包括在所述附着衬垫上分组布置的多个附着部分；并且

其中所述附着部分包括由多个凸出分隔壁形成的多个分区，且多个附着凸起分别布置在所述分区中。

2.根据权利要求1所述的附着模块，其中所述分隔壁包括与所述多个附着凸起相同的材料。

3.根据权利要求2所述的附着模块，其中所述分隔壁和所述多个附着凸起包括硅。

4.根据权利要求1所述的附着模块，其中所述分隔壁凸出为具有与所述附着凸起相同的高度。

5.根据权利要求1所述的附着模块，其中所述分隔壁凸出为具有比所述附着凸起更低的高度。

6.根据权利要求1所述的附着模块，其中所述分隔壁形成为方形图案，且所述多个附着凸起被配置成具有圆形剖面。

7.根据权利要求1所述的附着模块，其中所述框架包括环形结构，且所述框架的一侧包括其中多个紧固部分沿着圆周方向布置的外圆周部分以及其中能够布置所述附着衬垫的内圆周部分。

8.一种基板附接设备，所述基板附接设备包括：

腔体；以及

附着卡盘，其布置在所述腔体内且能够通过分子之间的吸引力附着运送到所述腔体内的基板，

所述附着卡盘包括附着衬垫，所述附着衬垫包括以设置图案形成多个分区的分隔壁以及布置在相应分区中以附着基板的多个附着凸起；并且

其中所述附着卡盘包括布置在其一侧上的可拆卸的多个附着模块，且所述附着衬垫分别在所述多个附着模块的一侧上形成。

9.根据权利要求8所述的基板附接设备，其中所述分隔壁具有等于或低于所述附着凸起的高度。

10.根据权利要求8所述的基板附接设备，其中所述分隔壁形成为方形图案。

11.一种制造设置有多个附着凸起以及由多个凸出分隔壁形成的多个分区的附着衬垫的方法，所述多个附着凸起被分别布置在所述多个分区中，所述方法包括：

在模板的顶面上形成具有预设图案的凹槽；

通过将形成有所述凹槽的模板的顶面压到液化成型材料上而转印所述凹槽的图案；

硬化所述成型材料；以及

移除所述模板。

12.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述凹槽包括：

向所述模板的顶面应用光刻胶；

对所述光刻胶进行构图以对应于所述凹槽的所述图案；以及

在所述光刻胶的顶面上进行蚀刻工艺。

13.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述凹槽包括：

基于多个线性形状形成第一构图凹槽，将所述模板的顶面分隔成多个区域，以及形成分别布置在由所述第一构图凹槽分隔出的所述多个区域中的第二构图凹槽。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二构图凹槽具有等于或深于所述第一构图的深度。

15.根据权利要求14所述的方法，其中蚀刻工艺被执行一次以形成所述第一构图凹槽，且被执行两次以形成所述第二构图凹槽。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述模板的顶面上的所述凹槽通过压印工艺形成。