TW201545267A - 腔內被處理對象的接觸結構、靜電吸盤及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種腔內被處理對象的接觸結構。其包括：為格子狀的凹槽及環繞該凹槽的突出結構排列。該接觸結構利用掩模而容易快速地形成。細小的突出結構排列即使在長時間使用之後，也能保持比較均勻的接觸比例，由此抑制發生斑點等問題。

Description

腔內被處理對象的接觸結構、靜電吸盤及其製造方 法
本發明涉及腔內被處理對象的接觸結構，更具體地涉及一種與在吸盤上的被處理對象的接觸結構、靜電吸盤及其製造方法，該吸盤用於在製造裝置內支撐半導體晶片或玻璃基板等被處理對象。
最近因應攜帶型通信設備或TV的顯示幕的大型化及高品質的需求，由此，製造過程也變得煩雜。在處理顯示用玻璃的等離子體處理裝置上，對明顯大於之前的大型玻璃進行處理並保持原有品質或更高的品質，但隨著玻璃的尺寸的增大，隨之產生各種問題。例如，基本上因大型玻璃具有相對較寬的處理面積，由此，存在處理均一性降低的問題。為了解決該均一性低下的問題，持續進行改善用於使離子體密度均勻化的天線的結構等的研究和嘗試，並取得了一定程度的成果。
但如上所述，因近來的電子裝置的顯示幕具有非常高的解析度，從而要求高透明度等高品質。例如，在工程中必須使玻 璃表面的刮擦或斑點的發生達到最小化。
刮擦或斑點等玻璃品質低下的原因在主要工程中，在腔內隨著與靜電吸盤等支援結構的接觸或接觸狀態發生。在工程中為了冷卻玻璃基板等被處理對象，將與玻璃基板的背面接觸的結構形成為浮雕結構或深溝槽結構，但該現有的浮雕或深溝槽結構存在如下問題。
圖1為放大顯示現有靜電吸盤的表面一部分的附圖，(a)為顯示頂部發生磨損之前的附圖，(b)為頂部發生磨損之後的附圖。
現有的靜電吸盤與被處理對象的接觸部具有左側的浮雕結構或右側的深溝槽結構。如附圖所示，浮雕結構和深溝槽結構提供用於疏通冷卻氣體如氦的凹槽，使浮雕結構和深溝槽結構的上面部位與玻璃基板的背面接觸。浮雕或深溝槽結構的上面部位具有多個頂部，由此，實質上玻璃基板由該頂部支撐。並且，也透過在頂部之間被提供的細小的凹槽來疏通冷卻氣體即氦，從而冷卻玻璃基板。
但如圖1(a)所示，靜電吸盤的使用初期保持有頂部，但隨著使用時間的累積，如圖1(b)所示，頂部發生磨損。此情況下，流經頂部之間的氦的量急劇減少，而在凹槽部位和浮雕部位產生溫度差，由此，有發生在浮雕部位(或接觸部位)的對面產生斑點的問題。該斑點問題的發生是在於浮雕結構或深溝槽結構，在磨損頂部時，實質上與玻璃的接觸面積變寬，由此，形成較大的溫度差。該斑點例如在玻璃基板的蝕刻工程中，由於溫度差造成 的均一性差異而產生，由此，在液晶驅動或背光驅動時，在上面生成。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]韓國公開申請專利文獻10-2012-0137986
本發明是為解決上述現有的問題而研發，本發明的目的為提供一種被處理對象的接觸結構的製造方法，其在工程中，向被處理對象提供均勻的溫度分佈，並進行支撐。
本發明的目的為提供一種被處理對象的接觸結構的製造方法，其可以容易且經濟的方式，在工程中，向被處理對象提供均勻的溫度分佈。
本發明的目的為提供一種根據所述的改善的製造方法而製造的腔內被處理對象的接觸結構。
本發明的目的為提供一種使用壽命相對較長的腔內被處理對象的接觸結構。
本發明的目的為提供一種採用上述改善的接觸結構的靜電吸盤。
本發明提供一種腔內被處理對象的接觸結構，其包括：突出結構排列，其由配置於被處理對象支撐體的接觸面的多個突 出結構構成；及凹槽，其形成於突出結構排列的突出結構之間，其中，凹槽為格子狀，提供疏通冷卻氣體的通道。
突出結構由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的其中一種以上形成。
還包括堤防結構，其配置在接觸面環繞於突出結構排列。
多個突出結構的各自的地面部位的長邊的長度為100μm以下，上端部位的長邊的長度為30μm以下，高度為50μm以上。
多個突出結構的各自的間距為200μm以下。
多個突出結構與被處理對象的接觸比例為2%至20%。
本發明還提供靜電吸盤，其包括：基材；絕緣層，其層疊於基材上面；導電層，其形成於絕緣層上；及接觸層，其形成於導電層上，包括格子狀的凹槽和借助凹槽形成的多個突出結構，其中，凹槽提供疏通冷卻氣體的通道。
多個突出結構的各自的地面部位的長邊的長度為100μm以下，上端部位的長邊的長度為30μm以下，高度為50μm以上。
多個突出結構的各自的間距為200μm以下。
多個突出結構的各自的粗糙度(Ra)為10μm以上。
多個突出結構與被處理對象的接觸比例為2%至20%。
本發明提供一種腔內被處理對象的接觸結構的製造方法，其包括如下步驟：將掩模配置於被處理對象支撐體的接觸面；將作為接觸層的層，層疊於接觸面；及揭開去除掩模，形成包括多個突出部排列的接觸層。
作為接觸層的層是利用噴塗方法形成。
作為接觸層的層由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的其中一種以上形成。
本發明還包括在接觸面形成環繞突出部排列的堤防結構的步驟。
首先在接觸面形成介電層之後，將掩模配置於介電層上。
依據本發明，提供一種腔內被處理對象的接觸結構。其可為在該靜電吸盤等支撐結構上採用的接觸結構，因每單位面積相對大量的突出結構均勻地與被處理對象接觸，由此幾乎沒有溫度差。而且，在本發明的接觸結構上，即使分別形成於各個突出結構的上面部位的頂部受到磨損，在相同的面積內相對較多的突出結構與被處理對象接觸，由此，溫度差非常小。因此，本發明的格子狀的接觸結構具有使用壽命長的優點。並且，利用網格(mesh)或蝕刻等製造方法能夠以經濟的費用快速容易地製造。
1‧‧‧支撐體的主體
11‧‧‧基料
12‧‧‧絕緣層
13‧‧‧導電層
14‧‧‧冷卻氣體線
21‧‧‧突出結構排列
211‧‧‧突出結構
22‧‧‧凹槽
23‧‧‧堤防結構
24‧‧‧介電層
圖1(a)為概略顯示現有的被處理對象的接觸結構頂部發生磨損之前的圖式；圖1(b)為概略顯示現有的被處理對象的接觸結構頂部發生磨損之後的圖式；圖2為概略顯示採用本發明的被處理對象的接觸結構的靜電吸盤的截面的圖式；圖3為概略顯示採用本發明的被處理對象的接觸結構的靜電吸盤上部部位的圖式；圖4及圖5為概略顯示採用本發明的被處理對象的接觸結構的靜電吸盤，在放大圖顯示突出部排列的圖式；圖6為本發明的腔內被處理對象的接觸結構的一部分的電子顯微鏡照的圖式；圖7為現有被處理對象的接觸結構的一部分的電子顯微鏡照；圖8為說明根據本發明的製造方法的一實施例的過程的圖式；圖9為說明根據本發明的製造方法的另一實施例的過程的圖式。
下面，參照附圖對本發明的實施例進行詳細說明。在說明本發明的實施例時，判斷為相關的公知的功能或結構的具體說明為不必需地且混淆本發明的要旨時，將省略其詳細的說明。
圖2為概略顯示本發明的被處理對象的接觸結構所應用的靜電吸盤的截面的附圖，圖3為概略顯示採用本發明的被處理 對象的接觸結構的靜電吸盤上部部位的附圖，圖4及圖5為概略顯示採用本發明的被處理對象的接觸結構的靜電吸盤的附圖，在放大圖顯示突出部排列。
本發明的被處理對象的接觸結構是關於一種形成於被處理對象支撐體(以下，稱為“支撐體”)的上面，而與被處理對象G接觸的結構。該接觸結構形成於支撐體，該支撐體用於在製造半導體設備或顯示用玻璃的裝置的腔內支撐矽片或玻璃基板等被處理對象。例如，接觸結構是指配置於靜電吸盤的主體上面而與被處理對象的背面接觸的部位。
參照附圖，本發明的被處理對象的接觸結構所適用的靜電吸盤包括：突出結構排列21，其由配置於被處理對象的支撐體的主體1上面的多個突出結構211構成。該突出結構排列21的突出結構211之間形成凹槽22，該凹槽22提供疏通氦等冷卻氣體的路徑。如此所示，在靜電吸盤上適用本發明的腔內被處理對象的接觸結構的情況下，主體1包括：基材11；絕緣層12，其層疊於基材11上；及導電層13，其配置於絕緣層12上而形成為電極。
導電層13的上面形成有介電層24，介電層24的上面形成有上述的突出結構排列21。突出結構排列21也由介電質所形成。
如圖2所示，具有貫通基材11、絕緣層12、導電層13及作為介電接觸的層210的冷卻氣體線14，從而通過接觸結構的接觸面供給氦等氣體。因此，在安裝有玻璃基板等被處理對象時， 冷卻氣體借助堤防結構23並沿著在玻璃基板和接觸結構之間形成有凹槽22提供的疏通線形成迴圈。
如在對後述的製造方法的說明中的詳細說明所示，將網狀的掩模配置於主體1上，利用電介質層疊作為接觸層的層之後，優選地，揭開而去除掩模形成。由此，配置於突出結構211之間的凹槽22為溝槽，且整體為格子狀。
並且，在形成格子狀的凹槽的另一實施例，可利用圖案片(pattern sheet)、圖案研磨加工、電子束層(E-beam layer)、陶瓷微蝕刻(ceramic micro etching)等。
並且，突出結構211由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的其中一種以上形成。
所形成的突出結構優選為例如地面部位的長邊的長度為100μm以下，上端部位的長邊的長度為30μm以下，高度為50μm以上。並且，Ra為10μm以上，突出結構之間的間距為200μm以下。
該結構的條件具有約2%~20%的接觸比例，2%以下的低接觸比例的結構加速頂部的磨損並縮短壽命，20%以上的接觸比例因根據高解析度妨礙氦流動，從而產生溫度差。
該本發明的突出結構極小于平狀(Ra<10μm)和深溝槽結構且具有與普通的浮雕結構相似或比它較大的接觸比例。
如上所示，突出結構的表面粗糙度(Ra)為10μm以上， 並因具有掩模等一定的圖案結構，由此，確保及維持順暢的氦氣體的通道。
本發明的被處理對象的接觸結構包括堤防結構23，其配置在支撐體主體1的上面圍繞突出結構排列21。該堤防結構23不使形成有突出結構排列21的部位內的冷卻氣體流出且使它停留於其內部的同時，使用於被處理對象的安裝。
並且，堤防結構(dam)即內側還可形成溝槽圖案。該在進行工程時可防止放置於靜電吸盤週邊的堤防結構部分的光阻燃燒，此情況下，溝槽的寬度為3mm至5mm，並且深度為30μm至50μm。
多個突出結構的表面圖案的粗糙度(Ra)為10μm以上的掩模等的一定的圖案結構為優選。
在此結構，靜電吸盤(ESC)內的氦氣體的容積率具有70%以上的佔有率，透過確保順暢的氦氣體容積，可保持ESC表面溫度的均一性。
優選的突出結構211是優選利用噴塗方法形成，此情況下可包括分別形成於各個突出結構211的上面部位的多個頂部。
即使在本發明的被處理對象的接觸結構上，該頂部發生磨損，而玻璃基板等被處理對象G與突出結構211的上面接觸，因各個突出結構211的上面部位具有相對較小的面積，由此，被處理對象G的背面或整個上面的部位也幾乎不存在溫度差或可保持非常細微的水準的溫度差。因此，在現有的接觸結構所發生的 斑點等不會生成。
下面，對本發明的被處理對象接觸結構的製造方法進行具體說明。圖8為顯示根據本發明的一個實施例的製造方法的過程的附圖。
在此說明的是根據一個實施例的製造方法，其為本發明適用於靜電吸盤製造的一個示例，本發明並非限定於此。
首先，在步驟101中，準備被處理對象支撐體的主體1。如上所述，被處理對象支撐體可為配置於工程裝備的腔內的靜電吸盤。靜電吸盤的主體一般包括作為電極使用的導體，在此，電極的上面可與接觸面對應。在該靜電吸盤一般主體1的準備是在基材11上形成絕緣層12之後，在絕緣層12上形成作為電極的導電層13而可實現。
在步驟102中，在支撐體的接觸面形成介電層24。在此，支撐體主體的上面為如上所述露出的電極的上面，其上面可利用噴塗方法或其他層疊方法形成介電層24。介電層24由之後形成的突出結構211等物質形成。在形成介電層24的情況下，優選地，還包括通過研磨使介電層24的表面平坦化的過程。
在步驟103中，在形成有介電層24的支撐體主體1的上面配置有掩模。掩模的配置是使用適當的夾具，在噴塗的過程中需要進行穩固地固定，以使掩模不發生晃動。
在步驟104中，在配置有介電層24和掩模的支撐體主體1上面形成作為接觸層的層。利用包含該Al2O3或Y2O3的物質， 例如，通過噴塗方法或其他層疊方法可實現。
在步驟105中，進行揭開而去除掩模，由此形成突出結構排列21的過程。如上所述，去除掩模時，與突出結構211一起，將與掩模形狀相同的凹槽22形成於突出結構211之間。
另外，可進行形成堤防結構23的步驟，該堤防結構23在支撐體接觸面環繞突出結構排列21地配置(步驟106)。優選地，該堤防結構23，如步驟106所示，在形成突出結構排列21之後形成，但並非必須限定於此。例如，堤防結構23在形成突出結構排列之前，首先可形成於支撐體的接觸面。
圖9為概略顯示本發明的被處理對象接觸結構製造方法的另一實施例的過程的附圖。
本發明的製造方法的另一實施例對於形成突出結構排列21及凹槽22的形成適用另一方式。例如，將介電層24形成為適當厚度之後，格子狀的凹槽22可透過利用鐳射的蝕刻工程形成或利用其他加工工程形成。例如，利用圖案片，圖案研磨加工、電子束層、陶瓷微蝕刻等形成格子狀的凹槽。
例如，在步驟201中準備被處理對象支撐體的主體1。如上所述，被處理對象支撐體可為配置於工程裝備的腔內的靜電吸盤。靜電吸盤的主體一般包括作為電極使用的導體，在此，電極的上面與接觸面對應。在該靜電吸盤上，一般主體1的準備是以在基材11上形成絕緣層12之後，在絕緣層12上形成作為電極的導電層13而可實現。
在步驟202中，於支撐體的接觸面形成介電層24。在此，支撐體主體的上面可為如上所述露出的電極的上面。其上面利用噴塗方法或其他層疊方法可形成介電層24。介電層24由跟以後形成的突出結構211等相同的物質形成。在形成介電層24的情況下，優選的，還包括透過研磨等而使介電層24的表面平坦化的過程。
在步驟203中，利用圖案片，圖案研磨加工、電子束層、陶瓷微蝕刻等，形成格子狀的凹槽。
另外，還可進行在支撐體接觸面形成環繞突出結構排列21地配置的堤防結構23的步驟(步驟204)。優選地，該堤防結構23，如上步驟204所示，在突出結構排列21之後形成，但並非必須限定於此。例如，堤防結構23在形成突出結構排列之前，首先可形成於支撐體的接觸面。
由此，通過研磨或蝕刻等加工而蝕刻成格子狀，由此，可製造本發明的靜電吸盤的被處理對象接觸結構。
圖4及圖5為概略顯示適用於本發明的腔內被處理對象的接觸結構的靜電吸盤的附圖。
如附圖所示，本發明的接觸結構所採用的突出結構211與現有的浮雕或深溝槽結構相比具有相對較小的結構。因此，即使在長時間使用之後發生突出結構磨損，在被處理對象的整體面也發生非常小的溫度差，從而不產生斑點等。作為參考，圖3的情況，為方便理解，將突出結構211以大於實際比例進行了顯示， 但本發明的突出結構及突出結構排列如圖4及圖5所示程度為非常小的結構。
圖6和圖7為比較本發明的接觸結構和現有的接觸結構的附圖。圖6為對本發明的接觸結構的掃描電子顯微鏡(SEM)附圖，而圖7為對現有的接觸結構的掃描電子顯微鏡(SEM)附圖。如附圖所示，以相同的尺度進行了拍照，並可瞭解到本發明的突出結構211與現有的浮雕構造相比較，為顯著小的。該本發明的突出結構排列21可利用掩模而容易地進行製造。
並且，該本發明的突出結構排列21以調整粗糙度和尺寸，而可導出對突出結構211優選的條件。
綜上，由本發明的詳細說明中對於具體實施例進行了說明，本發明所屬領域內具有通常知識者應當理解，在不脫離本發明的範圍內，能夠進行各種變形。
21‧‧‧突出結構排列
22‧‧‧凹槽
23‧‧‧堤防結構
211‧‧‧突出結構

Claims (18)

  1. 一種腔內被處理對象的接觸結構，包括：突出結構排列，其由配置於被處理對象支撐體的接觸面的多個突出結構形成；及凹槽，其形成於所述突出結構排列的突出結構之間，其中，所述凹槽為格子狀，並提供疏通冷卻氣體的通道。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的腔內被處理對象的接觸結構，其中，所述突出結構由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的其中一種以上形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的腔內被處理對象的接觸結構，其中，還包括堤防結構，其在所述接觸面環繞所述突出結構排列地配置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的腔內被處理對象的接觸結構，其中，所述多個突出結構的各自的地面部位的長邊的長度為100μm以下，上端部位的長邊的長度為30μm以下，高度為50μm以上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的腔內被處理對象的接觸結構，其中，所述多個突出結構的各自的間距為200μm以下。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的腔內被處理對象的接觸結構，其中，所述多個突出結構的各自的粗糙度(Ra)為10μm以上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的腔內被處理對象的接觸結構，其中，所述多個突出結構與被處理對象的接觸比例為2%至20%。
  8. 一種靜電吸盤，其包括：基料；絕緣層，其層疊於所述基料上；導電層，其形成於所述絕緣層上；及接觸層，其形成於所述導電層上，並包括格子狀的凹槽和借助凹槽形成的多個突出結構，其中，所述凹槽提供疏通冷卻氣體的通道。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的靜電吸盤，其中，所述多個突出結構的各自的地面部位的長邊的長度為100μm以下，上端部位的長邊的長度為30μm以下，高度為50μm以上。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的靜電吸盤，其中，所述多個突出結構的各自的間距為200μm以下。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的靜電吸盤，其中，所述多個突出結構的各自的粗糙度(Ra)為10μm以上。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的靜電吸盤，其中，多個突出結構與被處理對象的接觸比例為2%至20%。
  13. 一種腔內被處理對象的接觸結構的製造方法，其包括如下步驟：在被處理對象支撐體的接觸面配置掩模；在所述接觸面層疊作為接觸層的層；及揭開而去除所述掩模，形成包含多個突出部排列的接觸層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的被處理對象的接觸結構的製造方法，其中，所述作為接觸層的層利用噴塗方法形成。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的被處理對象的接觸結構的製造方法，其中，所述作為接觸層的層由Al2O3、Y2O3、BeO、SiO2、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3、Al2O3-Y2O3、Al2O3-TiO3、AIN、YSZ及YAG中的其中一種以上形成。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的被處理對象的接觸結構的製造方法，其中，還包括在上述接觸面形成環繞突出部排列的堤防結構的步驟。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的被處理對象的接觸結構的製造方法，其中，首先在上述接觸面形成介電層之後，將掩模配置於介電層上。
  18. 如申請專利範圍第13所述的被處理對象接觸結構的製造方法，其中， 所述支撐體為靜電吸盤。
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