CN107680930A - 静电吸盘及修理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一个实施例的静电吸盘可包括：下部板，以从上部面向垂直方向贯通上述上部面的方式在指定的位置形成有多个销孔，在外周形成有距离上述上部面有指定深度的高度差部；以及上部板，与上述下部板的上述上部面紧固结合，包括平板部、侧面部及销孔保护部，上述平板部与上述下部板的上述上部面相结合，上述侧面部与上述高度差部相结合，上述销孔保护部紧固结合于上述销孔内，电极以围住的结构形成在上述上部板。

Description

静电吸盘及修理方法
技术领域
本发明涉及半导体制造装置，更详细地，涉及静电吸盘及修理方法。
背景技术
为了制造半导体元件或平板显示装置，在使真空腔室内的基板支撑台吸附支撑基板的状态下执行多种工序。
作为一例，基板支撑台可以为静电吸盘(ESC，Electrostatic Chuck)。静电吸盘为利用静电力来在腔室内的下部电极支撑基板的装置。
通常，静电吸盘可包括基座、与基座固定结合的板及形成于板内部的电极(下部电极)。在板的上部面可放置基板。
在下部电极产生静电来一定地维持基板和下部电极之间的间隔，使基板固定为水平状态来执行所需要的工序。
板可分为上部板及下部板。在上部板上安放处理对象物、即、基板，随着对于处理对象物的工序的反复进行，例如，上部板因持续施加有如高频等离子等的外力而可被损伤。此外，因多种原因，上部板上可产生凹陷或裂痕。
由此，被损伤的上部板可通过研磨成规定厚度等的方式进行修理。但是，下部电极至上部板表面的厚度需要确保规格上规定的厚度，从而，修理次数受限。
如上所述，随着静电吸盘的使用次数增加，可产生如裂痕等的缺陷，这种缺陷主要产生在对等离子的露出严重的上部板侧。同时，通过在上部板侧产生的裂痕，等离子可向下部电极渗透。在这种状态下，若进行工序，则可发生严重的问题，只能废弃处理产生缺陷的静电吸盘。
静电吸盘的制作成本极高，但因如上所述的缺陷发生等而有静电吸盘的寿命短至3-6个月左右的问题。
另一方面，在静电吸盘存在供升降销升降的升降销孔，上述升降销用于使处理对象物在上部板上升降。随着反复进行对处理对象物的工序，升降销孔也会被蚀刻损伤。进而，通过升降销孔内部漏出的下部板和上部板之间的粘结剂受到等离子的损伤而形成粒子(particle)，这种粒子对处理对象物进行污染来减少处理对象物的制造产率。
发明内容
本发明一个实施例的静电吸盘包括：下部板，以从上部面向垂直方向贯通上述上部面的方式在指定的位置形成有多个销孔，在外周形成有距离上述上部面有指定深度的高度差部；以及上部板，紧固结合于上述下部板的上述上部面，包括平板部、侧面部及销孔保护部，上述平板部结合于上述下部板的上述上部面，上述侧面部结合于上述高度差部，上述销孔保护部紧固结合于上述销孔内，电极以围住的结构形成在上述上部板。
本发明另一实施例的静电吸盘包括：下部板，以从上部面向垂直方向贯通上述上部面的方式在指定的位置形成有多个销孔；以及上部板，包括平板部、侧面部及销孔保护部，上述平板部紧固结合于上述下部板的上述上部面，与上述下部板的上述上部面相对应，上述侧面部结合于上述下部板的外周，上述销孔保护部紧固结合于上述销孔内合，电极以围住的结构形成于上述上部板。
本发明一个实施例的静电吸盘修理方法可包括：提供修理对象静电吸盘的步骤，上述修理对象静电吸盘包括下部板、上部板及在上述下部板和上部板之间形成的第一电极，以贯通上述下部板、上述第一电极及上述上部板的方式形成有多个销孔；去除上述上部板及上述第一电极来形成修理用下部板的步骤；通过扩大形成于上述修理用下部板的上述销孔的口径来形成扩大的销孔的步骤；制造修理用上部板的步骤，上述修理用上部板包括用于紧固结合于上述下部板上部面的平板部和用于紧固结合于上述扩大的销孔内的销孔保护部，形成有第二电极；以及以使上述销孔保护部紧固结合于上述扩大的销孔内的方式使上述修理用下部板和上述修理用上部板相结合的步骤。本发明一个实施例的静电吸盘可包括：下部板，在指定的位置形成有多个销孔，在外周形成有指定高度的高度差部；以及上部板，包括平板部、侧面部及销孔保护部，上述平板部紧固结合于上述下部板的上部面，与上述下部板的上部面相对应，上述侧面部结合于上述高度差部，上述销孔保护部紧固结合于上述销孔内。
例如，上述第二电极形成为围住的结构，或者可位于上部板底部。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的静电吸盘的分解剖视图。
图2为根据本发明一个实施例的静电吸盘的结合剖视图。
图3为根据本发明一个实施例的静电吸盘的上部俯视图。
图4为根据本发明一个实施例的静电吸盘的底部仰视图。
图5为根据本发明另一实施例的静电吸盘的分解剖视图。
图6为根据本发明另一实施例的静电吸盘的结合剖视图。
图7至图10为用于说明根据本发明一个实施例的静电吸盘修理方法的剖视图。
图11为根据本发明另一实施例的静电吸盘的分解剖视图。
图12为根据本发明另一实施例的静电吸盘的结合剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，具体说明本发明的实施例。
图1为本发明一个实施例的静电吸盘的分解剖视图。图2为本发明一个实施例的静电吸盘的结合剖视图。
参照图1及图2，根据一个实施例的静电吸盘10可包括下部板110、上部板120及电极140。
板组装体可通过结合下部板110及内置有电极140的上部板120来构成。此外，板组装体可结合于基座(未图示)上。例如，基座可由金属材料形成。
在下部板110的指定位置，以向下部板110的设置方向、即、对下部板110的平板面垂直的方向贯通下部板110的方式可形成多个销孔130。销孔130构成为可使升降销(未图示)进行升降移动。升降销可利用额外的驱动部件升降。若向设置有静电吸盘10的腔室内引入处理对象物，则通过销孔130，升降销上升并接收处理对象物。此外，经升降销下降，处理对象物放置于上部板120的上部面。
例如，下部板110可由陶瓷材料形成。同时，在内部可形成温度调节部150，温度调节部150可以为加热器或冷却装置。
另一方面，本实施例的下部板110可在外周部分以离上部面具有指定深度的方式形成高度差部112。
上部板120固定结合于下部板110上，并可呈平板形状。在一个实施例中，上部板120可由陶瓷材料、优选地由包含无机材料的陶瓷材料形成。在一个实施例中，上部板120可由Al2O3形成，但并不局限于此。
在一个实施例中，上部板120可包括平板部122、侧面部124及销孔保护部126。
平板部122实际上呈与下部板110的上部面相同的形状。
销孔保护部126在销孔130对应部位从平板部122朝向形成有销孔130的侧向垂直方向延伸。即，销孔保护部126形成为包围销孔130的外周。销孔保护部126可具有能够覆盖上部板120和下部板110的界面的长度。销孔保护部126的外径实际上与销孔130的直径相同，从而当下部板110与上部板120紧固结合时，可使销孔130的内周面、尤其、上部板120和下部板110之间的界面由销孔保护部126遮蔽。
通过销孔130，升降销可进行升降，为此，销孔保护部126的上部面及底部面处于开放状态，因此，销孔保护部126可以是内部为空心的气缸(cylinder)形状。
侧面部124从平板部122的外周向与销孔保护部126的延伸方向相同的垂直方向延伸。当结合下部板110和上部板120时，侧面部124可以结合于下部板110的高度差部112。因此，侧面部124及高度差部112可设计成具有对应的长度及宽度以能够相互紧固结合。
本实施例的静电吸盘10中，上部板120具有包括平板部122及侧面部124的盖(cap)形状。
因此，如图2所示，当将上部板120结合于下部板110上时，可由侧面部124遮蔽下部板110和上部板120之间的连接部位。因此，可防止在对处理对象物的工序中产生的等离子(plasma)等向静电吸盘内部渗透的现象。
进而，从上部板120延伸而成的销孔保护部126向下部板110的销孔130内插入，从而包住销孔130的内周面、尤其、下部板110和上部板120之间的边界面。因此，防止销孔130及升降销受工序中产生的等离子等引起的副产物、例如、在下部板110和上部板120之间熔融的粘结剂的污染。
另一方面，电极140以与下部板110的上部面相向并回避销孔保护部126的方式以围住的结构形成在上部板120内。
为了在上部板120内以围住的结构形成电极140，上部板120可通过选自热压法、格林片(Green sheet)法、压缩成型法、低温烧结法、膏温烧结法中的方法制造。
随着电极140形成为围住结构，可根源上防止对于电极140的等离子渗透。
图3及图4分别为图2所示的静电吸盘10的上部及底部平面图，可知下部板110的高度差部112及销孔130被上部板120遮蔽。
图5为本发明另一实施例的静电吸盘的分解剖视图，图6为本发明另一实施例的静电吸盘的结合剖视图。
本实施例的静电吸盘20可包括下部板210、上部板220及在上部板220内以围住的结构形成的电极240。下部板210及上部板220分别由陶瓷材料、优选地由包含无机材料的陶瓷材料形成。同时，例如，上部板220可由Al2O3形成，但并不局限于此。
下部板210具有形成于指定位置的多个销孔230，外周面212形成为没有高度差，从而，实际上，下部板210的上端及下端直径相同。同时，下部板210可包括温度调节部250，温度调节部250可以为加热器或冷却装置。
以围住结构形成有电极240的上部板220可包括平板部222、侧面部224及销孔保护部226。
平板部222可以为实质上与下部板210的上部面相同的形状。
销孔保护部226可在销孔230的对应部位从平板部222向垂直方向延伸。销孔保护部226可具有能够覆盖上部板220和下部板210的界面的长度。销孔保护部226的外径实质上与销孔230的直径相同，由此，当下部板210与上部板220相结合时，可由销孔保护部226遮蔽销孔230的内周面、尤其、上部板220和下部板210之间的界面。
为使升降销经由销孔230升降，销孔保护部226的上部面及底部面处于开放状态，因此，销孔保护部226可呈内部处于空心状态的气缸形状。
侧面部224可从平板部222的外周向与销孔保护部226延伸的方向相同的垂直方向延伸。为了使上部板220完全覆盖下部板210的外周面212，侧面部224的长度可与下部板210的高度实质上相同。
本实施例的静电吸盘20具有上部板220的侧面部224能够遮蔽下部板210的外周的盖(cap)形状。
因此，如图6所示，当下部板210上结合上部板220时，由侧面部224可遮蔽包括下部板210和上部板220之间的连接部位在内的下部板210的外周整体。因此可防止对于处理对象物的工序中产生的等离子等向静电吸盘20内部渗透。
尤其是，电极240以围住的结构形成，因此，可根源上防止对于电极240的等离子渗透。
不仅如此，从上部板220延伸而成的销孔保护部226向下部板210的销孔230内插入来保护销孔230的内周面、尤其是下部板110和上部板120之间的边界面，因此，可保护销孔230及升降销免受在工序中产生的等离子等引起的副产物的影响。
另一方面，电极240可以以回避销孔保护部226的方式形成在上部板220的平板面222内侧、即、与下部板210相向的面。为了在上部板220内以围住的结构形成电极240，上部板220可通过选自热压法、格林片(Green sheet)法、压缩成型法、低温烧结法、高温烧结法中的方法制造。
图2或图6所示的静电吸盘10、20可制造为从最初制造时就具有图2或图6所示的形状。在另一实施例中，也可将已制造的静电吸盘修理成图2或图6所示的形状。
以下，说明静电吸盘的修理方法。
图7至图10为用于说明本发明一个实施例的静电吸盘修理方法的剖视图。
图7示出修理对象静电吸盘的一个例，图7示出在上部板320形成有裂痕A的状态。
随着提供这种静电吸盘，例如，可通过研磨工序等来去除上部板320及电极340。虽然未图示，修理对象静电吸盘的下部板310和上部板320通过粘结剂相结合，为了进行修理，也去除粘结剂。虽然未图示，修理对象静电吸盘为下部板和上部板利用格林片(Greensheet)法制造的静电吸盘，或者，是利用热压(Hot press)陶瓷烧结方式对下部板和上部板施压而制成的静电吸盘。
之后，如图8所示，在下部板310的边缘部分形成高度差部312，将销孔330扩大至指定的直径来形成扩大的销孔330A。
图8中，附图标记314为因高度差部312的生成而去除的部位，附图标记332为因扩大的销孔330A的生成而去除的部位。
为了将上部板结合在如图8所示地变形的修理用下部板310A，例如，制造如图9所示的上部板420。
参照图9，上部板420可由包含陶瓷的材料、优选地可由包含无机材料的陶瓷材料形成。在一个实施例中，上部板420可由Al2O3形成，但并不局限于此。
上部板420可包括平板部422、侧面部424及销孔保护部426。同时，在上部板420的内部，可以以围住的结构形成电极440。电极440可通过选自热压法、格林片(Green sheet)法、压缩成型法、低温烧结法、高温烧结法等各种方式中的方法制造。
平板部422可呈与下部板310的上部面实质上相同的形状。同时，以使从电极440至上部板420上部表面的距离满足指定规格的方式确定平板部422的厚度。
侧面部424可从平板部422的外周向垂直方向延伸。侧面部424及高度差部312可设计成具有相对应的长度及宽度，以便当下部板310和修理用上部板420的结合时，侧面部424紧固结合于下部板310的高度差部312。
销孔保护部426可在扩大的销孔330A对应部位向与侧面部424从平板部422延伸的方向相同的垂直方向延伸。销孔保护部426的长度可具有能够覆盖修理用上部板420和下部板310A之间的边界面的长度。销孔保护部426的外径实质上与扩大的销孔330A的直径相同，从而当将修理用上部板420结合在下部板310时，由销孔保护部426遮蔽扩大的销孔330A的内周面、尤其是修理用上部板420和下部板310A之间的边界面。销孔保护部426的上部面及底部面处于开放状态，因此，销孔保护部426可呈内部处于空心状态的气缸形状。
图10为示出结合了图8所示的修理用下部板310A和图9所示的修理用上部板420的静电吸盘30的剖视图。
在一个实施例中，修理用下部板310A和修理用上部板420通过相互紧固结合的方式相结合，也可通过粘结剂压接结合。在一个实施例中，高度差部312和侧面部424的长度及宽度的确定应使形成于修理用下部板310A的高度差部312和形成于修理用上部板420的侧面部424相互紧固结合。
用于连接修理用下部板310A和修理用上部板420的粘结剂可在热硬化性有机硅胶、环氧树脂、粘接用玻璃中选择，根据修理用下部板310A和修理用上部板420之间的压接温度，可使用承受压接温度的粘结剂。作为一例，热硬化性有机硅胶适合于300℃左右的加工温度，环氧树脂适合于500℃左右的加工温度。同时，粘结玻璃广泛适用于150℃至1400℃的加工温度。
如图9所示，本实施例的修理用上部板420具有盖(cap)形状，并包括销孔保护部426，进而，电极440形成为围住的结构。因此，可防止工序中发生的等离子等经由下部板310和修理用上部板420的连接面向静电吸盘30内部及电极440渗透的现象，从而可安全地保护静电吸盘30。
图7中虽然未图示，随着工序的反复进行，销孔330被蚀刻受损，通过此，向升降销降落副产物(粒子)，从而可对升降销产生污染。
但是，如图8所示，对修理用下部板310A进行加工，如图9所示，制造修理用上部板420，如图10所示地进行结合的情况下，可用新的修理用上部板420更换发生缺陷的上部板320，也可修复受损的销孔。
进而，销孔保护部426形成为包围销孔330A的内周面，尤其包围修理用下部板310A和修理用上部板420之间的边界面，因此，可保护销孔330A及升降销免受工序过程中发生的副产物的影响。
不仅如此，以使电极440和上部板420表面之间的距离满足已设定的规格的方式确定平板部422的厚度，由此可保证对于修理完的静电吸盘30的可靠性。此外，电极440在上部板420内以围住的结构形成，因此，可根源上防止对于电极440的等离子渗透。
另一方面，在下部板310可埋设温度调节部350。此外，在静电吸盘发生缺陷的情况下，不对形成有温度调节部350的下部板310进行废弃处理，而是可以再次使用为修理用下部板310A，从而可防止不必要的资源浪费。
在另一实施例中，例如，如图7所示的下部板330可被加工成图5的下部板210的形态。在此情况下，例如，修理用上部板可制造为与图5的上部板相同的形状。此外，通过经加工的下部板和修理用上部板的结合，可对静电吸盘进行修理。
即，去除下部板330的边缘部分，以使上部板的侧面部包围下部板的整个外周的方式对静电吸盘进行修理。
以上例示的是，下部板110、210、310、310A及上部板120、220、320、420呈圆形形状，但是，并不局限于此，可具有与长方形等与处理对象物的形状相应的形状。此外，可适用的处理对象物为晶圆(wafer)、平板显示装置用基板等可在静电吸盘上被加工的各种对象物。
在本发明实施例中，上述电极140在上部板120内形成为围住的结构，但是，本发明并不局限于此。
例如，如图11及图12所示，上述电极140可在上部板120的平板面122内侧、即、在与下部板110相向的面以回避销孔保护部126的方式形成。由此，当组装上部板110及下部板120时，上述电机140可位于上部板110及下部板120之间。
如上所述的实施例也与上述实施例在修理方法上实质上相同。只是，修理对象的静电吸盘中，在去除上部板和电极之后，引入新的电极140的工序时，在上部板120的底部可形成上述新的电极140。
如上所述，本发明所属技术领域的普通技术人员可理解在不变更技术思想或必要特征的情况下可将本发明实施成其他具体形态。因此，以上记述的实施例在所有方面均是例示性实施例，而并非用于限定本发明。本发明的范围由后述的发明权利要求范围体现出来，而并非由上述的详细说明体现，从发明权利要求范围的含义、范围及其等价概念导出的所有变更或变形的形态均属于本发明的范围。

Claims (16)

1.一种静电吸盘，包括：
下部板，以从上部面向垂直方向贯通上述上部面的方式在指定的位置形成有多个销孔，在外周形成有距离上述上部面有指定深度的高度差部；以及
上部板，紧固结合于上述下部板的上述上部面，包括平板部、侧面部及销孔保护部，上述平板部结合于上述下部板的上述上部面，上述侧面部结合于上述高度差部，上述销孔保护部紧固结合于上述销孔内，电极以围住的结构形成在上述上部板。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，上述侧面部从上述平板部的外周向垂直方向延伸而成，具有与上述高度差部的深度相对应的长度。
3.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，上述销孔保护部在与上述销孔形成对应部位从上述平板部向垂直方向延伸，形成为能够覆盖上述下部板与上述上部板之间的边界面的长度。
4.一种静电吸盘，包括：
下部板，以从上部面向垂直方向贯通上述上部面的方式在指定的位置形成有多个销孔；以及
上部板，包括平板部、侧面部及销孔保护部，上述平板部紧固结合于上述下部板的上述上部面，与上述下部板的上述上部面相对应，上述侧面部结合于上述下部板的外周，上述销孔保护部紧固结合于上述销孔内，电极形成于上述上部板。
5.根据权利要求4所述的静电吸盘，其中，上述侧面部在上述平板部的外周向垂直方向延伸而成，具有与上述下部板的深度相对应的长度。
6.根据权利要求4所述的静电吸盘，其中，上述销孔保护部在上述销孔形成对应部位从上述平板部向垂直方向延伸，形成为能够覆盖上述下部板与上述上部板之间的边界面的长度。
7.根据权利要求1或4所述的静电吸盘，其中，上述上部板由包括无机材料的陶瓷材料形成。
8.根据权利要求1或4所述的静电吸盘，其中，上述电极通过选自热压法、格林片法、压缩成型法、烧结法中的方式来以围住的结构形成在上述上部板内。
9.一种静电吸盘的修理方法，包括：
提供修理对象静电吸盘的步骤，上述修理对象静电吸盘包括下部板、上部板以及在上述下部板与上部板之间形成的第一电极，以贯通上述下部板、上述第一电极及上述上部板的方式形成有多个销孔；
去除上述上部板及上述第一电极来形成修理用下部板的步骤；
通过扩大形成于上述修理用下部板的上述销孔的口径来形成扩大的销孔的步骤；
制造修理用上部板的步骤，上述修理用上部板包括用于紧固结合于上述下部板上部面的平板部和用于紧固结合于上述扩大的销孔内的销孔保护部，形成有第二电极；以及
以使上述销孔保护部紧固结合于上述扩大的销孔内的方式使上述修理用下部板和上述修理用上部板相结合的步骤。
10.根据权利要求9所述的静电吸盘的修理方法，其中，
在上述形成修理用下部板的步骤中，还包括在上述修理用下部板的外周形成距离上述上部面有指定深度的高度差部的步骤，
在上述制造修理用上部板的步骤中，还包括形成从上述平板部的外周垂直延伸而用于紧固结合于上述高度差部的侧面部的步骤。
11.根据权利要求9所述的静电吸盘的修理方法，其中，上述销孔保护部形成为能够覆盖上述下部板与上述上部板之间的边界面的长度。
12.根据权利要求9所述的静电吸盘的修理方法，其中，
在上述形成修理用下部板的步骤中，还包括以指定的宽度去除上述修理用下部板的边缘的步骤，
在上述形成修理用上部板的步骤中，还包括形成以包住上述修理用下部板的外周全体的方式紧固结合的侧面部的步骤。
13.根据权利要求9所述的静电吸盘的修理方法，其中，上述修理用上部板由包括无机材料的陶瓷材料形成。
14.根据权利要求9所述的静电吸盘的修理方法，其中，在上述形成修理用上部板的步骤中，还包括通过选自热压法、格林片法、压缩成型法、烧结法中的方式来形成上述第二电极的步骤。
15.根据权利要求9所述的静电吸盘的修理方法，其中，上述第二电极以围住的结构形成在上述上部板内。
16.根据权利要求9所述的静电吸盘的修理方法，其中，上述第二电极形成为位于上述上部板底部面。
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