CN105321848A - 腔室内被处理对象的接触结构、静电吸盘及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种腔室内被处理对象的接触结构、静电吸盘及其制造方法。该接触结构包括：具有格子状的凹槽及被该凹槽环绕的突出结构排列。该接触结构容易利用掩模快速形成。细小的突出结构排列即使在长时间使用之后，也能保持比较均匀的接触比例，由此抑制发生斑点等问题。

Description

腔室内被处理对象的接触结构、静电吸盘及其制造方法
技术领域
本发明涉及腔室内被处理对象的接触结构，更具体地涉及一种在制造装置内支撑半导体晶片或玻璃基板等被处理对象的吸盘上的与被处理对象的接触结构、静电吸盘及其制造方法。
背景技术
最近因要求便携用通信设备或TV的显示屏的大型化及高品质，由此，制造过程也变得复杂。在处理显示器用玻璃的等离子体处理装置上，对显著大于之前的大型玻璃进行处理并保持原有品质或更高的品质，但随着玻璃的尺寸的增大，随之产生各种问题。例如，基本上因大型玻璃具有相对较宽的处理面积，由此，存在处理均匀度降低的问题。为了解决该均匀度低下的问题，持续进行改善用于使等离子体密度均匀化的天线的结构的研究和尝试，并取得了一定程度的成果。
但如上所述，因近来的电子装置的显示屏具有非常高的分辨率，从而要求高透明度等高品质。例如，在工艺中必须使玻璃表面的刮擦或斑点的发生达到最小化。
刮擦或斑点等玻璃品质低下的原因在主要工艺中，在腔室内因与静电吸盘等支持结构的接触或接触状态发生。在工艺中为了冷却玻璃基板等被处理对象，将与玻璃基板的背面接触的结构形成为压印结构或深沟槽结构，但该现有的压印或深沟槽结构存在如下问题。
图1为放大表示现有的静电吸盘的表面的一部分的图，(a)为显示顶部发生磨损之前的图，(b)为顶部发生磨损之后的图。
现有的静电吸盘与被处理对象的接触部具有左侧的压印结构或右侧的深沟槽结构。如图所示，压印结构和深沟槽结构提供用于疏通氦等冷却气体的凹槽，使压印结构和深沟槽结构的上表面部位与玻璃基板的背面接触。压印或深沟槽结构的上表面部位具有多个顶部，由此，实际上玻璃基板由该顶部支撑。并且，也通过在顶部之间被提供的细小的凹槽来疏通冷却气体即氦，从而，冷却玻璃基板。
但如图1(a)所示，静电吸盘的使用初期保持有顶部，但经过一定使用时间，如图1(b)所示，顶部发生磨损。此情况下，流经顶部之间的氦的量急剧减少，而在凹槽部位和压印部位产生温度差，由此，发生在压印部位(或接触部位)的相反面产生斑点的问题。该斑点问题的发生是由于，压印结构或深沟槽结构在顶部磨损时，实际上与玻璃的接触面积变宽，由此，形成较大的温度差。该斑点例如在玻璃基板的蚀刻工艺中，由于温度差造成的均匀度差异而产生，由此，在液晶驱动或背光驱动时，在上表面生成。
专利文献1：韩国专利申请公开10-2012-0137986
发明内容
本发明是为解决上述现有的问题而做出的，提供一种制造被处理对象的接触结构的方法，其在工艺中，向被处理对象提供均匀的温度分布，并进行支撑。
本发明的目的为提供一种制造被处理对象的接触结构的方法，其以容易且经济的方式，在工艺中，向被处理对象提供均匀的温度分布。
本发明的目的为提供一种根据所述改善的制造方法而制造的腔室内被处理对象的接触结构。
本发明的目的为提供一种使用寿命相对长的腔室内被处理对象的接触结构。
本发明的目的为提供一种采用上述改善的接触结构的静电吸盘。
本发明提供一种腔室内被处理对象的接触结构，包括：突出结构排列，由配置在被处理对象支撑体的接触面上的多个突出结构构成；及凹槽，形成在突出结构排列的突出结构之间，凹槽具有格子形状，提供冷却气体的疏通通道。
突出结构由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的某一种以上形成
还包括堤坝结构，在接触面上配置成围绕突出结构排列。
多个突出结构各自的底板部位的长边的长度为100μm以下，上端部位的长边的长度为30μm以下，高度为50μm以上。
多个突出结构各自的间距为200μm以下。
多个突出结构与被处理对象的接触比例为2至20％。
本发明还提供静电吸盘，包括：基材；绝缘层，层叠在基材的上表面上；导电层，形成在绝缘层上；及接触层，形成在导电层上，包括格子形状的凹槽和通过凹槽形成的多个突出结构，凹槽提供冷却气体疏通通道。
多个突出结构各自的底板部位的长边的长度为100μm以下，上端部位的长边的长度为30μm以下，高度为50μm以上。
多个突出结构各自的间距为200μm以下。
多个突出结构各自的粗糙度(Ra)为10μm以上。
多个突出结构与被处理对象的接触比例为2至20％。
本发明提供一种腔室内被处理对象的接触结构的制造方法，包括如下步骤：在被处理对象支撑体的接触面上配置掩模；在接触面上层叠用于接触层的层；及抬起并去除掩模，形成包含多个突出部排列的接触层。
用于接触层的层利用喷涂方法形成。
用于接触层的层由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的某一种以上形成。
还包括在接触面上形成围绕突出部排列的堤坝结构的步骤。
在接触面上形成介电层之后，将掩模配置在介电层上。
发明效果
根据本发明，能够提供一种腔室内被处理对象的接触结构。其可为在静电吸盘等支撑结构上采用的接触结构，每单位面积上相对多的突出结构均匀地与被处理对象接触，由此几乎没有温度差。而且，在本发明的接触结构上，即使形成于各个突出结构的上表面部位的顶峰部受到磨损，在相同的面积内相对较多的突出结构与被处理对象接触，由此，温度差非常小。因此，本发明的格子状的接触结构还具有使用寿命长的优点。并且，利用网格(mesh)或蚀刻等的制造方法能够以低廉的费用快速容易地制造。
附图说明
图1为概略表示现有的被处理对象的接触结构的附图。
图2为概略表示采用本发明的被处理对象的接触结构的静电吸盘的截面的图。
图3为概略表示采用本发明的被处理对象的接触结构的静电吸盘上部部位的图。
图4及图5为概略表示采用本发明的被处理对象的接触结构的静电吸盘的图，在放大图中表示突出部排列。
图6为本发明的腔室内被处理对象的接触结构的一部分的电子显微镜照片。
图7为现有被处理对象的接触结构的一部分的电子显微镜照片。
图8为说明本发明的制造方法的一实施例的过程的图。
图9为说明本发明的制造方法的另一实施例的过程的图。
附图标记说明
1：支撑体的主体11：基材
12：绝缘层13：导电层
21：突出结构排列211：突出结构
22：凹槽23：堤坝结构
24：介电层14：冷却气体路线
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。在说明本发明的实施例时，判断相关的公知的功能或结构的具体说明为不必需地且混淆本发明的要旨时，省略其详细的说明。
图2为概略显示采用本发明的被处理对象的接触结构的静电吸盘的截面的图，图3为概略显示采用本发明的被处理对象的接触结构的静电吸盘上部部位的图，图4及图5为概略显示采用本发明的被处理对象的接触结构的静电吸盘的图，在放大图显示突出部排列。
本发明的被处理对象的接触结构涉及一种形成于被处理对象支撑体(下面，称为“支撑体”)的上表面，而与被处理对象G接触的结构。该接触结构形成于支撑体，该支撑体用于在制造半导体器件或显示器用玻璃的装置的腔室内支撑硅片或玻璃基板等被处理对象。例如，接触结构是指配置于静电吸盘的主体上表面而与被处理对象的背面接触的部位。
参照附图，本发明的被处理对象的接触结构所适用的静电吸盘包括：突出结构排列21，其由配置于被处理对象的支撑体的主体1上表面的多个突出结构211构成。该突出结构排列21的突出结构211之间形成凹槽22，凹槽22提供疏通氦等冷却气体的路径。如上所示，在静电吸盘上适用本发明的腔室内被处理对象的接触结构的情况下，主体1包括：基材11；绝缘层12，其层叠于基材11上；及导电层13，其配置于绝缘层12上而形成为电极。
导电层13的上表面形成有介电层24，介电层24的上表面形成有上述的突出结构排列21。突出结构排列21也由电介质形成。
如图2所示，具有贯通基材11、绝缘层12、导电层13及用于介电接触的层210的冷却气体路线14，从而向接触结构的接触面供给氦等气体。因此，在安装有玻璃基板等被处理对象时，冷却气体借助堤坝结构23在玻璃基板和接触结构之间沿着由凹槽22提供的疏通路线循环。
如在对下面所述的制造方法的说明中的详细说明所示，将网状的掩模配置于主体1上，利用电介质物质层叠用于接触层的层之后，优选地，抬起并去除掩模来形成。由此，配置于突出结构211之间的凹槽22为沟槽，且整体为格子状。
并且，在形成格子状的凹槽22的另一实施例，可利用图案片(patternsheet)、图案研磨加工、电子束层(E-beamlayer)、陶瓷微蚀刻(ceramicmicroetching)等。
并且，突出结构211由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的某一种以上形成。
所形成的突出结构例如底板部位的长边的长度为100μm以下，上端部位的长边的长度为30μm以下，高度为50μm以上。并且优选地，Ra为10μm以上，突出结构之间的间距为200μm以下。
该结构的条件具有约2％～20％的接触比例，2％以下的低接触比例的结构中，加速顶部的磨损并缩短寿命，20％以上的接触比例时，根据高分辨率妨碍氦流动，从而产生温度差。
该本发明的突出结构具有与平状(Flat)(Ra<10μm)和深沟槽结构相比非常小、且与普通的压印(Emboss)结构相似或更大的接触比例。
如上所示，突出结构的表面粗糙度(Ra)为10μm以上，并具有与掩模相同的一定的图案结构，由此，确保及维持顺畅的氦气体的通道。
本发明的被处理对象的接触结构包括堤坝结构23，其在支撑体主体1的上表面围绕突出结构排列21地配置。该堤坝结构23不使形成有突出结构排列21的部位内的冷却气体流出且使它停留于其内部的同时，能够使用于安装被处理对象。
并且，堤坝结构(dam)的内侧还可形成沟槽图案。该在进行工艺时可防止放置于静电吸盘外围的堤坝结构部分的光刻胶的燃烧，此情况下，沟槽的宽度为3至5mm，并且深度为30至50μm。
优选地，多个突出结构的表面图案的粗糙度(Ra)为与10μm以上的掩模相同的一定的图案结构。
此结构的静电吸盘(ESC)内的氦气体的容积率具有70％以上的占有率，通过确保顺畅的氦气体容积，可保持ESC表面的温度的均匀度。
优选地，突出结构211利用喷涂方法形成，此情况下可包括形成于各个突出结构211的上表面部位的多个顶部。
在本发明的被处理对象的接触结构上，即使该顶部发生磨损，从而玻璃基板等被处理对象G与突出结构211的上表面接触，因各个突出结构211的上表面部位具有相对较小的面积，因此被处理对象G的背面或整个上表面的部位也几乎不存在温度差或可保持非常细微水平的温度差。因此，不生成在现有的接触结构所发生的斑点等。
下面，对本发明的被处理对象接触结构的制造方法进行具体说明。图8为表示本发明的一个实施例的制造方法的过程的图。
在此说明的一个实施例的制造方法为将本发明适用于制造静电吸盘的一个示例，本发明并非限定于此。
首先，在步骤101中，准备被处理对象支撑体的主体1。如上所述，被处理对象支撑体可为配置于工艺装备的腔室内的静电吸盘。静电吸盘的主体一般包括用作电极的导体，在此，电极的上表面与接触面对应。在该静电吸盘中，一般情况下，主体1可通过在基材11上形成绝缘层12之后，在绝缘层12上形成用于电极的导电层13来准备。
在步骤102中，在支撑体的接触面形成介电层24。在此，支撑体主体的上表面为如上所述露出的电极的上表面，在其上可利用喷涂方法或其它层叠方法形成介电层24。介电层24由与之后形成的突出结构211相同的物质形成。在形成介电层24的情况下，优选地，还包括通过研磨等使介电层24的表面平坦化的过程。
在步骤103中，在形成有介电层24的支撑体主体1的上表面配置掩模。掩模的配置使用适当的夹具，在喷涂的过程中需要进行稳固地固定，以使掩模不发生移动。
在步骤104中，在配置有介电层24和掩模的支撑体主体1上表面形成用于接触层的层。利用包含Al2O3或Y2O3的物质，例如，通过喷涂方法或其它层叠方法来实现。
在步骤105中，进行抬起并去除掩模，由此形成突出结构排列21的过程。如上所述，去除掩模时，与突出结构211一起，将与掩模形状相同的凹槽22形成于突出结构211之间。
另外，可进行形成堤坝结构23的步骤，该堤坝结构23在支撑体接触面环绕突出结构排列21地配置(步骤106)。优选地，该堤坝结构23如步骤106所示，在形成突出结构排列21之后形成，但并非必须限定于此。例如，堤坝结构23在形成突出结构排列之前，先形成于支撑体的接触面。
图9为概略表示本发明的被处理对象接触结构制造方法的另一实施例的过程的图。
本发明的制造方法的另一实施例对于形成突出结构排列21及凹槽22的形成适用另一方式。例如，将介电层24形成为适当厚度之后，将格子状的凹槽22可通过利用激光的蚀刻工艺形成或利用其它加工工艺形成。例如，利用图案片，图案研磨加工、电子束层、陶瓷微蚀刻等形成格子状的凹槽。
例如，在步骤201中准备被处理对象支撑体的主体1。如上所述，被处理对象支撑体可为配置于工艺设备的腔室内的静电吸盘。静电吸盘的主体一般包括作为电极使用的导体，在此，电极的上表面与接触面对应。在该静电吸盘上，一般主体1的准备通过在基材11上形成绝缘层12之后，在绝缘层12上形成用于电极的导电层13而实现。
在步骤202中，将介电层24形成于支撑体的接触面。在此，支撑体主体的上表面可为如上所述露出的电极的上表面，在其上利用喷涂方法或其它层叠方法可形成介电层24。介电层24由与以后形成的突出结构211相同的物质形成。在形成介电层24的情况下，优选的，还包括通过研磨等而使介电层24的表面平坦化的过程。
在步骤203中，利用图案片，图案研磨加工、电子束层、陶瓷微蚀刻等，形成格子状的凹槽。
另外，还可进行在支撑体接触面形成环绕突出结构排列21地配置的堤坝结构23的步骤(步骤204)。优选地，该堤坝结构23，如上步骤204所示，在突出结构排列21之后形成，但并非必须限定于此。例如，堤坝结构23在形成突出结构排列之前，先形成于支撑体的接触面。
由此，通过研磨或蚀刻等加工而蚀刻格子状，由此，可制造本发明的静电吸盘即被处理对象接触结构。
图4及图5为概略表示适用于静电吸盘的本发明的腔室内被处理对象的接触结构的图。
如图所示，本发明的接触结构采用的突出结构211与现有的压印或深沟槽结构相比具有相对较小的结构。因此，即使在长时间使用之后发生突出结构磨损，在被处理对象的整体表面，温度差也很小，从而不产生斑点等。作为参考，图3的情况下，为方便理解，将突出结构211以大于实际比例进行了显示，但本发明的突出结构及突出结构排列为如图4及图5所示程度地非常小的结构。
图6和图7为比较本发明的接触结构和现有的接触结构的图。图6为本发明的接触结构的扫描电子显微镜(SEM)照片，图7为现有的接触结构的扫描电子显微镜(SEM)照片。如附图所示以相同的尺度进行了拍照，并可了解到本发明的突出结构211显著小于现有的压印结构。该本发明的突出结构排列21可利用掩模而容易地进行制造。
并且，该本发明的突出结构排列21通过调整粗糙度和尺寸，可导出对突出结构211优选的条件。
综上，本发明的具体说明中对具体实施例进行了说明，但本发明所属领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围内，能够进行各种变形。

Claims (18)

1.一种腔室内被处理对象的接触结构，其特征在于，包括：
突出结构排列，由配置在被处理对象支撑体的接触面上的多个突出结构构成；及
凹槽，形成在所述突出结构排列的突出结构之间，
所述凹槽具有格子形状，提供冷却气体的疏通通道。
2.根据权利要求1所述的腔室内被处理对象的接触结构，其特征在于，
所述突出结构由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的某一种以上形成。
3.根据权利要求1所述的腔室内被处理对象的接触结构，其特征在于，
还包括堤坝结构，在所述接触面上配置成围绕所述突出结构排列。
4.根据权利要求1所述的腔室内被处理对象的接触结构，其特征在于，
所述多个突出结构各自的底板部位的长边的长度为100μm以下，上端部位的长边的长度为30μm以下，高度为50μm以上。
5.根据权利要求1所述的腔室内被处理对象的接触结构，其特征在于，
所述多个突出结构各自的间距为200μm以下。
6.根据权利要求1所述的腔室内被处理对象的接触结构，其特征在于，
所述多个突出结构各自的粗糙度(Ra)为10μm以上。
7.根据权利要求1所述的腔室内被处理对象的接触结构，其特征在于，
所述多个突出结构与被处理对象的接触比例为2至20％。
8.一种静电吸盘，其特征在于，包括：
基材；
绝缘层，层叠在所述基材的上表面上；
导电层，形成在所述绝缘层上；及
接触层，形成在所述导电层上，包括格子形状的凹槽和通过所述凹槽形成的多个突出结构，
所述凹槽提供冷却气体疏通通道。
9.根据权利要求8所述的静电吸盘，其特征在于，
所述多个突出结构各自的底板部位的长边的长度为100μm以下，上端部位的长边的长度为30μm以下，高度为50μm以上。
10.根据权利要求8所述的静电吸盘，其特征在于，
所述多个突出结构各自的间距为200μm以下。
11.根据权利要求8所述的静电吸盘，其特征在于，
所述多个突出结构各自的粗糙度(Ra)为10μm以上。
12.根据权利要求8所述的静电吸盘，其特征在于，
所述多个突出结构与被处理对象的接触比例为2至20％。
13.一种腔室内被处理对象的接触结构的制造方法，其特征在于，
包括如下步骤：
在被处理对象支撑体的接触面上配置掩模；
在所述接触面上层叠用于接触层的层；及
抬起并去除所述掩模，形成包含多个突出部排列的接触层。
14.根据权利要求13所述的被处理对象的接触结构的制造方法，其特征在于，
所述用于接触层的层利用喷涂方法形成。
15.根据权利要求14所述的被处理对象的接触结构的制造方法，其特征在于，
所述用于接触层的层由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的某一种以上形成。
16.根据权利要求13所述的被处理对象的接触结构的制造方法，其特征在于，
还包括在接触面上形成围绕突出部排列的堤坝结构的步骤。
17.根据权利要求13所述的被处理对象的接触结构的制造方法，其特征在于，
在所述接触面上形成介电层之后，将掩模配置在介电层上。
18.根据权利要求13所述的被处理对象接触结构的制造方法，其特征在于，
所述支撑体为静电吸盘。
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