TW201421568A - 乾蝕刻設備中的靜電吸附板表面凸點的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明是關於一種亁蝕刻設備中的靜電吸附板表面凸點的製造方法。本發明之製作方法中，在靜電吸附板之陶瓷層的表面製作出多個凹洞，接著將球形微粒黏合固定在陶瓷層表面的凹洞上，以形成靜電吸附板的表面凸點。本發明能夠縮短製作工期，降低成本。

Description

亁蝕刻設備中的靜電吸附板表面凸點的製造方法

本發明係關於一種亁蝕刻設備之靜電吸附板(electric static chuck,ESC)的製作技術，特別有關一種亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法。

亁蝕刻製程目前用在相當多工業領域，其中一種是用在液晶顯示裝置的製造過程中。請參閱第1圖，其顯示一種習知亁蝕刻設備的簡易構造圖。亁蝕刻設備10包含一上電極12、一下電極14、一反應腔室16、一氣體入口17和一靜電吸附板18，而上電極12表面佈滿均勻的氣體孔(未圖示)。在進行亁蝕刻製程時，首先將反應氣體由氣體入口17導入，反應氣體通過上電極12的氣體孔，進入到上電極12和下電極14之間的反應腔室16，並通過在上電極12和下電極14施加電壓差(RF+)，使兩者之間形成電場，此電場進而將反應腔室16內的氣體電漿化或離子化。

在進行亁蝕刻製程時，係將基板2(如玻璃基板)放置在靜電吸附板18上，玻璃基板2表面直接與反應腔室16內的氣體離子接觸而進行反應，靜電吸附板18的作用是將玻璃基板2吸附固定，避免玻璃基板2在製程中發生不必要的移動而影響對位。

請參閱第2圖，其顯示第1圖中的靜電吸附板18的結構 示意圖。靜電吸附板18上形成有特定圖案的縫隙或開口22，例如排列成方形的間隙，如第2圖所示。這些間隙也可稱作氦氣孔，是用來作為氦氣在玻璃基板2與靜電吸附板18之間流通的通道，亁蝕刻製程中係利用氦氣以熱對流方式將熱傳遞到玻璃基板2，藉以控制玻璃基板2的溫度，使玻璃基板2各處的蝕刻速率均勻一致。

請參閱第3圖和第4圖，第3圖顯示第1圖中靜電吸附板18之EL區域的放大圖，第4圖顯示第3圖中沿著A-B線段的剖面圖。靜電吸附板18表面上具有許多球形凸起33，這些凸起33均勻分散在整個靜電吸附板18表面，這些凸起33的作用在於使得玻璃基板2與靜電吸附板18之間存在一定的空間，以供氦氣進行熱對流流通。

現有技術中，靜電吸附板18通常包含一金屬導電層181(如鋁材)和一具備高介電係數的介電層182(如陶瓷層)，當對金屬導電層181施加直流電時，會在介電層182上產生庫倫靜電荷，進而產生靜電吸力，而能夠將玻璃基板2吸附固定。現有的規格中，陶瓷層182厚度約1 mm，最小到0.6mm，而介電層182的表面凸起33的寬度約0.6~1 mm，凸起33的高度約0.5~0.1 mm。

現有的靜電吸附板18製作方式是，利用陶瓷融射的方式在鋁材181表面形成高介電係數的陶瓷層181，並接著在陶瓷層181上覆以遮罩利用電漿融射方式形成表面凸起33，此遮罩 圖案與陶瓷層181表面之凸起33的分佈一致。然而，這種方式需要另外訂制遮罩，而電漿融射機台目前價格昂貴，這種方式不僅使得成本提高，製程複雜也使得工期加長。另一種方式是直接在陶瓷層181表面以機械加工的方式車磨出表面凸起33，但是要在陶瓷層181表面加工出凸起並不容易，一方面是陶瓷層181的硬度很高，另一方面是成功的良率不高，因此這種方式不僅導致工期變長，良率的問題也影響了產出。

本發明之目的在於提供一種亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，以縮短製作工期，降低成本。

為達成上述目的，本發明提供一種亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，該靜電吸附板包含一金屬導電層和一陶瓷層，而當對該金屬導電層施加直流電時，該陶瓷層上會積聚庫倫靜電荷，所述製作方法包含步驟：利用介電材料製造多個球形微粒；提供該金屬導電層，並在該金屬導電層表面上進行陶瓷融射，以在該金屬導電層表面上形成該陶瓷層；在該陶瓷層表面車磨出多個凹洞，這些凹洞與前述球形微粒的大小相當；以及將前述球形微粒放置於該陶瓷層表面上的凹洞並加以固定黏著。

本發明係藉由在靜電吸附板之陶瓷層的表面製作出多個凹洞，接著將球形微粒黏合固定在陶瓷層表面的凹洞上，以形成靜電吸附板的表面凸點。相較於以融射方式配合遮罩來製作 靜電吸附板的表面凸起，本發明的製作方式工序簡單、工期短，而且有效降低成本。另一方面，本發明之靜電吸附板的表面凸起製作方式可解決傳統直接機械車磨方式所導致的產品良率不高的問題。

以下結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。

本發明是關於亁蝕刻設備中的靜電吸附板的表面凸點的製造方法，亁蝕刻設備的具體結構為眾所周知，且已在上文中對照第1圖作了描述，在此不再贅述。靜電吸附板的構造也是現有的，如第2至4圖所示。如前所述，靜電吸附板通常包含一金屬導電層和一陶瓷層，當對金屬導電層施加直流電時，會在陶瓷層上產生庫倫靜電荷，進而產生靜電吸力，因此能夠將玻璃基板吸附固定。本發明係著重在靜電吸附板之表面凸點的製作方式，詳如下文。

簡言之，本發明係藉由在靜電吸附板之陶瓷層的表面以機械加工方式製作出多個凹洞，而後將凸起微粒黏合固定在陶瓷層表面的凹洞上，凸起微粒的大小需依照預定的規格與陶瓷層表面的凹洞相配，使得製作完成後，在陶瓷層表面形成的凸起高度在預定的範圍內，詳細的製作流程如下。

請參閱第5圖和第6A~6C圖，第5圖顯示本發明之亁蝕刻設備中的靜電吸附板的表面凸點的製造方法的流程圖，第6A~6C圖顯示本發明之靜電吸附板表面凸點製作過程中的構造 示意圖。

在步驟S10中，首先利用介電材料製造多個球形微粒，這些球形微粒在後續製程中會形成靜電吸附板表面的凸點或凸起，而這些球形微粒的大小尺寸與後續製程中陶瓷層表面的凹洞相配。

另外，這些球形微粒具有適當的硬度，能夠承受玻璃基板的重量而不發生結構變形，此球形微粒為具備高介電係數的材料所製程，例如氧化鋁、氧化鋯和氧化釔等，此球形微粒亦可為與靜電吸附板之陶瓷層材質相同的陶瓷圓球。

在球形微粒的製造方面，這些球形微粒可以利用燒結、機械切削、模具成型或研磨等方式製成，或者結合上述兩種以上的方式來製作球形微粒。

在步驟S20中，配合第6A圖所示，提供金屬導電層51，並在金屬導電層51表面上進行陶瓷融射，以在金屬導電層51表面上形成陶瓷層52。金屬導電層51的材質可為鋁材，或其它具備良好導電性的金屬材質。如前所述，亁蝕刻設備中的靜電吸附板具有金屬導電層51和陶瓷層52，其為靜電吸附板的基本結構。

在步驟S30中，在陶瓷層52表面車磨出多個凹洞61，這些凹洞61與前述球形微粒的大小相當。如第6A圖所示，這些凹洞或凹陷61形成在陶瓷層52表面。這些凹洞61的深度可為前述球形微粒之高度的一半，或其它適合的深度值，避免球 形微粒完全沒入凹洞中。

在陶瓷層52表面之凹洞61的製造方面，可利用機械加工工序，在陶瓷層52表面進行鑽孔的動作，來形成這些凹洞61，凹洞61分佈位置的配置係預定的，例如這些凹洞61均勻分佈在陶瓷層52表面。

在步驟S40中，將前述球形微粒放置於陶瓷層52表面上的凹洞61並加以固定黏著，以在陶瓷層52表面上形成凸點或凸起。

在此步驟中，首先在陶瓷層52表面上的凹洞61處填入黏合劑62，如第6B圖所示。由於自動點膠設備的發展已相當成熟，此工序可藉由採用自動點膠設備在陶瓷層52表面上的凹洞61處進行黏著劑62灌注來達成。在黏著劑62的材料選用方面，黏著劑可為環氧樹脂接著劑和陶瓷膠等。

在黏著劑62固化反應前，將所述球形微粒均勻分散以充填到上述已填入黏合劑62的凹洞61中，球形微粒如第6C圖中標示的結構件63。

接著，將前述的黏合劑62進行乾燥固化，以使得球形微粒63固定在陶瓷層52表面上的凹洞61，如第6C圖所示。採行的乾燥固化方式可依照黏著劑62的特性選用加熱、紫外線硬化或室溫風乾固化等方式，或者結合上述兩種以上的方式來進行黏著劑62的固化。

前述球形微粒63在黏著劑62固化後即與靜電吸附板之陶 瓷層52表面黏合固定，即完成靜電吸附板表面凸起63的製作。但是，在步驟S40之後，可再對靜電吸附板表面上形成的凸起63進行品質改善，例如，對固定在陶瓷層52表面上之凹洞61的球形微粒63進行加工研磨，以改變球形微粒63頂部的形狀或降低其粗糙度；或者是對固定在陶瓷層52表面上之凹洞61的球形微粒63進行噴砂處理，以降低表面凸起63的粗糙度。另一方面，也可先形成高度較規定高度為高的凸起63，後續再進行機械研磨削薄，使得所形成的凸起63高度符合規格要求。

本發明係藉由在靜電吸附板之陶瓷層的表面製作出多個凹洞，接著將球形微粒黏合固定在陶瓷層表面的凹洞上，以形成靜電吸附板的表面凸點。相較於以融射方式配合遮罩來製作靜電吸附板的表面凸起，本發明的製作方式工序簡單、工期短，而且有效降低成本。另一方面，本發明之靜電吸附板的表面凸起製作方式可解決傳統直接機械車磨方式所導致的產品良率不高的問題。

綜上所述，雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

2‧‧‧基板

10‧‧‧亁蝕刻設備

12‧‧‧上電極

14‧‧‧下電極

16‧‧‧反應腔室

17‧‧‧氣體入口

18‧‧‧靜電吸附板

22‧‧‧開口

33‧‧‧凸起

51‧‧‧金屬導電層

52‧‧‧陶瓷層

61‧‧‧凹洞

62‧‧‧黏著劑

63‧‧‧球形微粒

181‧‧‧金屬導電層

182‧‧‧陶瓷層

S10~S40‧‧‧步驟

第1圖顯示一種習知亁蝕刻設備的簡易構造圖。

第2圖顯示第1圖中的靜電吸附板的結構示意圖。

第3圖顯示第1圖中靜電吸附板之EL區域的放大圖。

第4圖顯示第3圖中沿著A-B線段的剖面圖。

第5圖顯示本發明之亁蝕刻設備中的靜電吸附板的表面凸點的製造方法的流程圖。

第6A圖顯示本發明中在靜電吸附板之陶瓷層表面上形成多個凹洞的示意圖。

第6B圖顯示本發明中在陶瓷層表面的凹洞填充黏著劑的示意圖。

第6C圖顯示本發明中將球形微粒填入陶瓷層表面的凹洞的示意圖。

S10~S40‧‧‧步驟

Claims (9)

1. 一種亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，該靜電吸附板包含一金屬導電層和一陶瓷層，而當對該金屬導電層施加直流電時，該陶瓷層上會積聚庫倫靜電荷，所述製作方法包含步驟：利用介電材料製造多個球形微粒；提供該金屬導電層，並在該金屬導電層表面上進行陶瓷融射，以在該金屬導電層表面上形成該陶瓷層；在該陶瓷層表面車磨出多個凹洞，這些凹洞與前述球形微粒的大小相當；以及將前述球形微粒放置於該陶瓷層表面上的凹洞並加以固定黏著。
2. 如申請專利範圍第1項所述之亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，其中所述球形微粒的材料係選自由氧化鋁、氧化鋯和氧化釔所組成的群組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，其中所述球形微粒的製造方式是選自由燒結、機械切削、模具成型和研磨方式所組成的群組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，其中在將前述球形微粒放置於該陶瓷層表面上的凹洞並加以固定黏著的步驟中包含：在該陶瓷層表面上的凹洞處填入黏合劑； 將所述球形微粒均勻分散，以充填到上述已填入黏合劑的凹洞中；以及將所述黏合劑進行乾燥固化。
5. 如申請專利範圍第4項所述之亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，其中所述黏著劑係選自由環氧樹脂接著劑和陶瓷膠所組成的群組。
6. 如申請專利範圍第4項所述之亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，其中在該陶瓷層表面上的凹洞處填入黏合劑的步驟包含：採用自動點膠設備在該陶瓷層表面上的凹洞處進行黏著劑灌注。
7. 如申請專利範圍第4項所述之亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，其中將所述黏合劑進行乾燥固化的步驟中採行的乾燥固化方式係選自由加熱、紫外線硬化和室溫風乾固化方式所組成的群組。
8. 如申請專利範圍第1項所述之亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，其中在將前述球形微粒放置於該陶瓷層表面上的凹洞並加以固定黏著的步驟之後，更包含：對固定在所述凹洞的球形微粒進行加工研磨，以改變球形微粒頂部的形狀。
9. 如申請專利範圍第1項所述之亁蝕刻設備之靜電吸附板的表面凸點製造方法，其中在將前述球形微粒放置於該陶瓷 層表面上的凹洞並加以固定黏著的步驟之後，更包含：對固定在所述凹洞的球形微粒進行噴砂處理，以降低所述球形微粒的粗糙度。