TW201806071A - 靜電吸盤及其修理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明一個實施例的靜電吸盤可包括：下部板，以從上部面向垂直方向貫通上述上部面的方式在指定的位置形成有複數個銷孔，在外周形成有距離上述上部面有指定深度的高度差部；以及上部板，與上述下部板的上述上部面緊固結合，包括平板部、側面部及銷孔保護部，上述平板部與上述下部板的上述上部面相結合，上述側面部與上述高度差部相結合，上述銷孔保護部緊固結合於上述銷孔內，電極以圍住的結構形成在上述上部板。

Description

靜電吸盤及其修理方法
本發明關於半導體製造裝置，更詳細地，關於一種靜電吸盤及其修理方法。
為了製造半導體元件或平板顯示裝置，在使真空腔室內的基板支撐台吸附支撐基板的狀態下執行多種步驟。
作為一例，基板支撐台可以為靜電吸盤(ESC，Electrostatic Chuck)。靜電吸盤為利用靜電力來在腔室內的下部電極支撐基板的裝置。
通常，靜電吸盤可包括基座、與基座固定結合的板及形成於板內部的電極(下部電極)。在板的上部面可放置基板。
在下部電極產生靜電來一定地維持基板和下部電極之間的間隔，使基板固定為水平狀態來執行所需要的步驟。
板可分為上部板及下部板。在上部板上安放處理對象物，亦即基板，隨著對於處理對象物的步驟的反復進行，例如，上部板因持續施加有如高頻電漿等的外力而可被損傷。此外，因多種原因，上部板上可產生凹陷或裂痕。
由此，被損傷的上部板可通過研磨成規定厚度等的方 式進行修理。但是，下部電極至上部板表面的厚度需要確保規格上規定的厚度，從而，修理次數受限。
如上所述，隨著靜電吸盤的使用次數增加，可產生如裂痕等的缺陷，這種缺陷主要產生在對電漿的露出嚴重的上部板側。同時，通過在上部板側產生的裂痕，電漿可向下部電極滲透。在這種狀態下，若進行步驟，則可發生嚴重的問題，只能廢棄處理產生缺陷的靜電吸盤。
靜電吸盤的製作成本極高，但因如上所述的缺陷發生等而有靜電吸盤的壽命短至3個月至6個月左右的問題。
另一方面，在靜電吸盤存在供升降銷升降的升降銷孔，上述升降銷用於使處理對象物在上部板上升降。隨著反復進行對處理對象物的步驟，升降銷孔也會被蝕刻損傷。進而，通過升降銷孔內部漏出的下部板和上部板之間的黏結劑受到電漿的損傷而形成粒子(particle)，這種粒子對處理對象物進行污染來減少處理對象物的製造產率。
本發明一個實施例的靜電吸盤包括：下部板，以從上部面向垂直方向貫通上述上部面的方式在指定的位置形成有複數個銷孔，在外周形成有距離上述上部面有指定深度的高度差部；以及上部板，緊固結合於上述下部板的上述上部面，包括平板部、側面部及銷孔保護部，上述平板部結合於上述下部板的上述上部面，上述側面部結合於上述高度差部，上述銷孔保護部緊固結合於上述銷孔內，電極以圍住的結構形成在上述上部板。
本發明另一實施例的靜電吸盤包括：下部板，以從上部面向垂直方向貫通上述上部面的方式在指定的位置形成有複數個銷孔；以及上部板，包括平板部、側面部及銷孔保護部，上述平板部緊固結合於上述下部板的上述上部面，與上述下部板的上述上部面相對應，上述側面部結合於上述下部板的外周，上述銷孔保護部緊固結合於上述銷孔內合，電極以圍住的結構形成於上述上部板。
本發明一個實施例的靜電吸盤修理方法可包括：提供修理對象靜電吸盤的步驟，上述修理對象靜電吸盤包括下部板、上部板及在上述下部板和上部板之間形成的第一電極，以貫通上述下部板、上述第一電極及上述上部板的方式形成有複數個銷孔；去除上述上部板及上述第一電極來形成修理用下部板的步驟；通過擴大形成於上述修理用下部板的上述銷孔的口徑來形成擴大的銷孔的步驟；製造修理用上部板的步驟，上述修理用上部板包括用於緊固結合於上述下部板上部面的平板部和用於緊固結合於上述擴大的銷孔內的銷孔保護部，形成有第二電極；以及以使上述銷孔保護部緊固結合於上述擴大的銷孔內的方式使上述修理用下部板和上述修理用上部板相結合的步驟。本發明一個實施例的靜電吸盤可包括：下部板，在指定的位置形成有複數個銷孔，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、側面部及銷孔保護部，上述平板部緊固結合於上述下部板的上部面，與上述下部板的上部面相對應，上述側面部結合於上述高度差部，上述銷孔保護 部緊固結合於上述銷孔內。
例如，上述第二電極形成為圍住的結構，或者可位於上部板底部。
10、20、30‧‧‧靜電吸盤
110、210、310、310A‧‧‧下部板
112、312‧‧‧高度差部
120、220、320、420‧‧‧上部板
122、222、422‧‧‧平板部
124、224、424‧‧‧側面部
126、226、426‧‧‧銷孔保護部
130、230、330、330A‧‧‧銷孔
140、240、340、440‧‧‧電極
150、250、350‧‧‧溫度調節部
212‧‧‧外周面
314、332‧‧‧去除的部位
A‧‧‧裂痕
圖1為根據本發明一個實施例的靜電吸盤的分解剖視圖。
圖2為根據本發明一個實施例的靜電吸盤的結合剖視圖。
圖3為根據本發明一個實施例的靜電吸盤的上部俯視圖。
圖4為根據本發明一個實施例的靜電吸盤的底部仰視圖。
圖5為根據本發明另一實施例的靜電吸盤的分解剖視圖。
圖6為根據本發明另一實施例的靜電吸盤的結合剖視圖。
圖7至圖10為用於說明根據本發明一個實施例的靜電吸盤修理方法的剖視圖。
圖11為根據本發明另一實施例的靜電吸盤的分解剖視圖。
圖12為根據本發明另一實施例的靜電吸盤的結合剖視圖。
以下，參照圖式，具體說明本發明的實施例。
圖1為本發明一個實施例的靜電吸盤的分解剖視圖。圖2為本發明一個實施例的靜電吸盤的結合剖視圖。
參照圖1及圖2，根據一個實施例的靜電吸盤10可包括下部板110、上部板120及電極140。
板組裝體可通過結合下部板110及內置有電極140的上部板120來構成。此外，板組裝體可結合於基座(未圖示)上。例如，基座可由金屬材料形成。
在下部板110的指定位置，以向下部板110的設置方向，亦即對下部板110的平板面垂直的方向貫通下部板110的方式可形成複數個銷孔130。銷孔130構成為可使升降銷(未圖示)進行升降移動。升降銷可利用額外的驅動部件升降。若向設置有靜電吸盤10的腔室內引入處理對象物，則通過銷孔130，升降銷上升並接收處理對象物。此外，經升降銷下降，處理對象物放置於上部板120的上部面。
例如，下部板110可由陶瓷材料形成。同時，在內部可形成溫度調節部150，溫度調節部150可以為加熱器或冷卻裝置。
另一方面，本實施例的下部板110可在外周部分以離上部面具有指定深度的方式形成高度差部112。
上部板120固定結合於下部板110上，並可呈平板形狀。在一個實施例中，上部板120可由陶瓷材料形成，較佳地由包含無機材料的陶瓷材料形成。在一個實施例中，上部板120可由Al2O3形成，但並不局限於此。
在一個實施例中，上部板120可包括平板部122、側 面部124及銷孔保護部126。
平板部122實際上呈與下部板110的上部面相同的形狀。
銷孔保護部126在銷孔130對應部位從平板部122朝向形成有銷孔130的側向垂直方向延伸。亦即，銷孔保護部126形成為包圍銷孔130的外周。銷孔保護部126可具有能夠覆蓋上部板120和下部板110的界面的長度。銷孔保護部126的外徑實際上與銷孔130的直徑相同，從而當下部板110與上部板120緊固結合時，可使銷孔130的內周面，尤其上部板120和下部板110之間的界面由銷孔保護部126遮蔽。
通過銷孔130，升降銷可進行升降，為此，銷孔保護部126的上部面及底部面處於開放狀態，因此，銷孔保護部126可以是內部為空心的氣缸(cylindcr)形狀。
側面部124從平板部122的外周向與銷孔保護部126的延伸方向相同的垂直方向延伸。當結合下部板110和上部板120時，側面部124可以結合於下部板110的高度差部112。因此，側面部124及高度差部112可設計成具有對應的長度及寬度以能夠相互緊固結合。
本實施例的靜電吸盤10中，上部板120具有包括平板部122及側面部124的蓋(cap)形狀。
因此，如圖2所示，當將上部板120結合於下部板110上時，可由側面部124遮蔽下部板110和上部板120之間的連接部位。因此，可防止在對處理對象物的步驟中產生 的電漿(plasma)等向靜電吸盤內部滲透的現象。
進而，從上部板120延伸而成的銷孔保護部126向下部板110的銷孔130內插入，從而包住銷孔130的內周面，尤其下部板110和上部板120之間的邊界面。因此，防止銷孔130及升降銷受步驟中產生的電漿等引起的副產物，例如在下部板110和上部板120之間熔融的黏結劑的污染。
另一方面，電極140以與下部板110的上部面相向並回避銷孔保護部126的方式以圍住的結構形成在上部板120內。
為了在上部板120內以圍住的結構形成電極140，上部板120可通過選自熱壓法、格林片(Green sheet)法、壓縮成型法、低溫燒結法、高溫燒結法中的方法製造。
隨著電極140形成為圍住結構，可根源上防止對於電極140的電漿滲透。
圖3及圖4分別為圖2所示的靜電吸盤10的上部及底部平面圖，可知下部板110的高度差部112及銷孔130被上部板120遮蔽。
圖5為本發明另一實施例的靜電吸盤的分解剖視圖，圖6為本發明另一實施例的靜電吸盤的結合剖視圖。
本實施例的靜電吸盤20可包括下部板210、上部板220及在上部板220內以圍住的結構形成的電極240。下部板210及上部板220分別由陶瓷材料形成，較佳地由包含無機材料的陶瓷材料形成。同時，例如，上部板220可由Al2O3形成，但並不局限於此。
下部板210具有形成於指定位置的複數個銷孔230，外周面212形成為沒有高度差，從而，實際上，下部板210的上端及下端直徑相同。同時，下部板210可包括溫度調節部250，溫度調節部250可以為加熱器或冷卻裝置。
以圍住結構形成有電極240的上部板220可包括平板部222、側面部224及銷孔保護部226。
平板部222可以為實質上與下部板210的上部面相同的形狀。
銷孔保護部226可在銷孔230的對應部位從平板部222向垂直方向延伸。銷孔保護部226可具有能夠覆蓋上部板220和下部板210的界面的長度。銷孔保護部226的外徑實質上與銷孔230的直徑相同，由此，當下部板210與上部板220相結合時，可由銷孔保護部226遮蔽銷孔230的內周面，尤其上部板220和下部板210之間的界面。
為使升降銷經由銷孔230升降，銷孔保護部226的上部面及底部面處於開放狀態，因此，銷孔保護部226可呈內部處於空心狀態的氣缸形狀。
側面部224可從平板部222的外周向與銷孔保護部226延伸的方向相同的垂直方向延伸。為了使上部板220完全覆蓋下部板210的外周面212，側面部224的長度可與下部板210的高度實質上相同。
本實施例的靜電吸盤20具有上部板220的側面部224能夠遮蔽下部板210的外周的蓋(cap)形狀。
因此，如圖6所示，當下部板210上結合上部板220 時，由側面部224可遮蔽包括下部板210和上部板220之間的連接部位在內的下部板210的外周整體。因此可防止對於處理對象物的步驟中產生的電漿等向靜電吸盤20內部滲透。
尤其是，電極240以圍住的結構形成，因此，可根源上防止對於電極240的電漿滲透。
不僅如此，從上部板220延伸而成的銷孔保護部226向下部板210的銷孔230內插入來保護銷孔230的內周面，尤其是下部板110和上部板120之間的邊界面，因此，可保護銷孔230及升降銷免受在步驟中產生的電漿等引起的副產物的影響。
另一方面，電極240可以以回避銷孔保護部226的方式形成在上部板220的平板面222內側，亦即與下部板210相向的面。為了在上部板220內以圍住的結構形成電極240，上部板220可通過選自熱壓法、格林片(Green sheet)法、壓縮成型法、低溫燒結法、高溫燒結法中的方法製造。
圖2或圖6所示的靜電吸盤10、20可製造為從最初製造時就具有圖2或圖6所示的形狀。在另一實施例中，也可將已製造的靜電吸盤修理成圖2或圖6所示的形狀。
以下，說明靜電吸盤的修理方法。
圖7至圖10為用於說明本發明一個實施例的靜電吸盤修理方法的剖視圖。
圖7示出修理對象靜電吸盤的一個例，圖7示出在上部板320形成有裂痕A的狀態。
隨著提供這種靜電吸盤，例如，可通過研磨步驟等來去除上部板320及電極340。雖然未圖示，修理對象靜電吸盤的下部板310和上部板320通過黏結劑相結合，為了進行修理，也去除黏結劑。雖然未圖示，修理對象靜電吸盤為下部板和上部板利用格林片(Green sheet)法製造的靜電吸盤，或者是利用熱壓(Hot press)陶瓷燒結方式對下部板和上部板施壓而製成的靜電吸盤。
之後，如圖8所示，在下部板310的邊緣部分形成高度差部312，將銷孔330擴大至指定的直徑來形成擴大的銷孔330A。
圖8中，元件符號314為因高度差部312的生成而去除的部位，元件符號332為因擴大的銷孔330A的生成而去除的部位。
為了將上部板結合在如圖8所示地變形的修理用下部板310A，例如，製造如圖9所示的上部板420。
參照圖9，上部板420可由包含陶瓷的材料形成，較佳地可由包含無機材料的陶瓷材料形成。在一個實施例中，上部板420可由Al2O3形成，但並不局限於此。
上部板420可包括平板部422、側面部424及銷孔保護部426。同時，在上部板420的內部，可以以圍住的結構形成電極440。電極440可通過選自熱壓法、格林片(Green sheet)法、壓縮成型法、低溫燒結法、高溫燒結法等各種方式中的方法製造。
平板部422可呈與下部板310的上部面實質上相同的 形狀。同時，以使從電極440至上部板420上部表面的距離滿足指定規格的方式確定平板部422的厚度。
側面部424可從平板部422的外周向垂直方向延伸。側面部424及高度差部312可設計成具有相對應的長度及寬度，以便當下部板310和修理用上部板420的結合時，側面部424緊固結合於下部板310的高度差部312。
銷孔保護部426可在擴大的銷孔330A對應部位向與側面部424從平板部422延伸的方向相同的垂直方向延伸。銷孔保護部426的長度可具有能夠覆蓋修理用上部板420和下部板310A之間的邊界面的長度。銷孔保護部426的外徑實質上與擴大的銷孔330A的直徑相同，從而當將修理用上部板420結合在下部板310時，由銷孔保護部426遮蔽擴大的銷孔330A的內周面、尤其是修理用上部板420和下部板310A之間的邊界面。銷孔保護部426的上部面及底部面處於開放狀態，因此，銷孔保護部426可呈內部處於空心狀態的氣缸形狀。
圖10為示出結合了圖8所示的修理用下部板310A和圖9所示的修理用上部板420的靜電吸盤30的剖視圖。
在一個實施例中，修理用下部板310A和修理用上部板420通過相互緊固結合的方式相結合，也可通過黏結劑壓接結合。在一個實施例中，高度差部312和側面部424的長度及寬度的確定應使形成於修理用下部板310A的高度差部312和形成於修理用上部板420的側面部424相互緊固結合。
用於連接修理用下部板310A和修理用上部板420的黏結劑可在熱硬化性有機矽膠、環氧樹脂、黏接用玻璃中選擇，根據修理用下部板310A和修理用上部板420之間的壓接溫度，可使用承受壓接溫度的黏結劑。作為一例，熱硬化性有機矽膠適合於300℃左右的加工溫度，環氧樹脂適合於500℃左右的加工溫度。同時，黏結玻璃廣泛適用於150℃至1400℃的加工溫度。
如圖9所示，本實施例的修理用上部板420具有蓋(cap)形狀，並包括銷孔保護部426，進而，電極440形成為圍住的結構。因此，可防止步驟中發生的電漿等經由下部板310和修理用上部板420的連接面向靜電吸盤30內部及電極440滲透的現象，從而可安全地保護靜電吸盤30。
圖7中雖然未圖示，隨著步驟的反復進行，銷孔330被蝕刻受損，通過此，向升降銷降落副產物(粒子)，從而可對升降銷產生污染。
但是，如圖8所示，對修理用下部板310A進行加工，如圖9所示，製造修理用上部板420，如圖10所示地進行結合的情況下，可用新的修理用上部板420更換發生缺陷的上部板320，也可修復受損的銷孔。
進而，銷孔保護部426形成為包圍銷孔330A的內周面，尤其包圍修理用下部板310A和修理用上部板420之間的邊界面，因此，可保護銷孔330A及升降銷免受步驟過程中發生的副產物的影響。
不僅如此，以使電極440和上部板420表面之間的距 離滿足已設定的規格的方式確定平板部422的厚度，由此可保證對於修理完的靜電吸盤30的可靠性。此外，電極440在上部板420內以圍住的結構形成，因此，可根源上防止對於電極440的電漿滲透。
另一方面，在下部板310可埋設溫度調節部350。此外，在靜電吸盤發生缺陷的情況下，不對形成有溫度調節部350的下部板310進行廢棄處理，而是可以再次使用為修理用下部板310A，從而可防止不必要的資源浪費。
在另一實施例中，例如，如圖7所示的下部板330可被加工成圖5的下部板210的形態。在此情況下，例如，修理用上部板可製造為與圖5的上部板相同的形狀。此外，通過經加工的下部板和修理用上部板的結合，可對靜電吸盤進行修理。
亦即，去除下部板330的邊緣部分，以使上部板的側面部包圍下部板的整個外周的方式對靜電吸盤進行修理。
以上例示的是，下部板110、210、310、310A及上部板120、220、320、420呈圓形形狀，但是，並不局限於此，可具有與長方形等與處理對象物的形狀相應的形狀。此外，可適用的處理對象物為晶圓(wafer)、平板顯示裝置用基板等可在靜電吸盤上被加工的各種對象物。
在本發明實施例中，上述電極140在上部板120內形成為圍住的結構，但是，本發明並不局限於此。
例如，如圖11及圖12所示，上述電極140可在上部板120的平板面122內側，亦即在與下部板110相向的面 以回避銷孔保護部126的方式形成。由此，當組裝上部板120及下部板110時，上述電極140可位於上部板120及下部板110之間。
如上所述的實施例也與上述實施例在修理方法上實質上相同。只是，修理對象的靜電吸盤中，在去除上部板和電極之後，引入新的電極140的步驟時，在上部板120的底部可形成上述新的電極140。
如上所述，本發明所屬技術領域的普通技術人員可理解在不變更技術思想或必要特徵的情況下可將本發明實施成其他具體形態。因此，以上述的實施例在所有方面均是例示性實施例，而並非用於限定本發明。本發明的範圍由後述的申請專利範圍體現出來，而並非由上述的詳細說明體現，從申請專利範圍的含義、範圍及其等價概念導出的所有變更或變形的形態均屬於本發明的範圍。
10‧‧‧靜電吸盤
110‧‧‧下部板
112‧‧‧高度差部
120‧‧‧上部板
122‧‧‧平板部
124‧‧‧側面部
126‧‧‧銷孔保護部
130‧‧‧銷孔
140‧‧‧電極
150‧‧‧溫度調節部

Claims (16)

  1. 一種靜電吸盤，包括：下部板，以從上部面向垂直方向貫通前述上部面的方式在指定的位置形成有複數個銷孔，在外周形成有距離前述上部面有指定深度的高度差部；以及上部板，緊固結合於前述下部板的前述上部面，包括平板部、側面部及銷孔保護部，前述平板部結合於前述下部板的前述上部面，前述側面部結合於前述高度差部，前述銷孔保護部緊固結合於前述銷孔內，電極以圍住的結構形成在前述上部板。
  2. 如請求項1所記載之靜電吸盤，其中，前述側面部從前述平板部的外周向垂直方向延伸而成，具有與前述高度差部的深度相對應的長度。
  3. 如請求項1所記載之靜電吸盤，其中，前述銷孔保護部在與前述銷孔形成對應部位從前述平板部向垂直方向延伸，形成為能夠覆蓋前述下部板與前述上部板之間的邊界面的長度。
  4. 一種靜電吸盤，包括：下部板，以從上部面向垂直方向貫通前述上部面的方式在指定的位置形成有複數個銷孔；以及上部板，包括平板部、側面部及銷孔保護部，前述平板部緊固結合於前述下部板的前述上部面，與前述下部板的前述上部面相對應，前述側面部結合於前述下部板的外周，前述銷孔保護部緊固結合於前述銷 孔內，電極形成於前述上部板。
  5. 如請求項4所記載之靜電吸盤，其中，前述側面部在前述平板部的外周向垂直方向延伸而成，具有與前述下部板的深度相對應的長度。
  6. 如請求項4所記載之靜電吸盤，其中，前述銷孔保護部在前述銷孔形成對應部位從前述平板部向垂直方向延伸，形成為能夠覆蓋前述下部板與前述上部板之間的邊界面的長度。
  7. 如請求項1或4所記載之靜電吸盤，其中，前述上部板由包括無機材料的陶瓷材料形成。
  8. 如請求項1或4所記載之靜電吸盤，其中，前述電極通過選自熱壓法、格林片法、壓縮成型法、燒結法中的方式來以圍住的結構形成在前述上部板內。
  9. 一種靜電吸盤的修理方法，包括以下步驟：提供修理對象靜電吸盤的步驟，前述修理對象靜電吸盤包括下部板、上部板以及在前述下部板與上部板之間形成的第一電極，以貫通前述下部板、前述第一電極及前述上部板的方式形成有複數個銷孔；去除前述上部板及前述第一電極來形成修理用下部板的步驟；通過擴大形成於前述修理用下部板的前述銷孔的口徑來形成擴大的銷孔的步驟；製造修理用上部板的步驟，前述修理用上部板包括用於緊固結合於前述下部板的上部面的平板部和 用於緊固結合於前述擴大的銷孔內的銷孔保護部，形成有第二電極；以及以使前述銷孔保護部緊固結合於前述擴大的銷孔內的方式使前述修理用下部板和前述修理用上部板相結合的步驟。
  10. 如請求項9所記載之靜電吸盤的修理方法，其中，在前述形成修理用下部板的步驟中，還包括在前述修理用下部板的外周形成距離前述上部面有指定深度的高度差部的步驟；在前述製造修理用上部板的步驟中，還包括形成從前述平板部的外周垂直延伸而用於緊固結合於前述高度差部的側面部的步驟。
  11. 如請求項9所記載之靜電吸盤的修理方法，其中，前述銷孔保護部形成為能夠覆蓋前述下部板與前述上部板之間的邊界面的長度。
  12. 如請求項9所記載之靜電吸盤的修理方法，其中，在前述形成修理用下部板的步驟中，還包括以指定的寬度去除前述修理用下部板的邊緣的步驟；在前述形成修理用上部板的步驟中，還包括形成以包住前述修理用下部板的外周全體的方式緊固結合的側面部的步驟。
  13. 如請求項9所記載之靜電吸盤的修理方法，其中，前述修理用上部板由包括無機材料的陶瓷材料形成。
  14. 如請求項9所記載之靜電吸盤的修理方法，其中，在 前述形成修理用上部板的步驟中，還包括通過選自熱壓法、格林片法、壓縮成型法、燒結法中的方式來形成前述第二電極的步驟。
  15. 如請求項9所記載之靜電吸盤的修理方法，其中，前述第二電極以圍住的結構形成在前述上部板內。
  16. 如請求項9所記載之靜電吸盤的修理方法，其中，前述第二電極形成為位於前述上部板底部面。
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