TWI438860B - 靜電吸盤及其製造方法 - Google Patents

Description

靜電吸盤及其製造方法

本發明係關於一種靜電吸盤及其製造方法，此種靜電吸盤透過使用靜電力用以保持一基板。

一靜電吸盤為透過使用靜電力保持一基板之設備。靜電吸盤通常在一基板處理設備，例如透過在真空狀態下使用電漿處理一基板的真空處理設備中使用於小心固定之物體，例如一基板。

透過靜電吸盤固定之基板包含有液晶顯示面板之玻璃基板。這些液晶顯示面板之玻璃基板為高產量可整體製造且適合於較大之液晶顯示裝置(LCD)。由於基板變得較大，因此靜電吸盤也變得較大。

根據電源作用方法，靜電吸盤可分類為一雙極型以及一單極型，雙極型使用一對具有微小圖案之陽極及陰極，並且單極型使用一單極。

然而，雙極型靜電吸盤應用於較大的靜電吸盤具有問題。

更具體而言，當雙極型靜電吸盤透過燒結一陶瓷片或透過使用聚酰胺製造時，在具有微小圖案之電極之間可產生短路。並且，燒結方式或壓縮方式之製造方法可具有其自身之問題。

相反，由於單極型靜電吸盤使用一電漿噴塗製程的簡單製造方法，因此得到廣泛使用。然而，單極型靜電吸盤還可具有以下問題。

首先，隨著單極型靜電吸盤變得較大，需要執行較長時間的電源供給用以產生靜電力，並且需要較長時間以執行電源切斷。

其次，隨著與產生靜電力之直流電源相連接之連接點相距之距離變長。可產生根據靜電吸盤之位置的較大電壓差。

因此，鑒於上述之問題，本發明之目的之一在於提供一種靜電吸盤及其製造方法，此種靜電吸盤透過將一電極層劃分為複數個電極部份以與直流電源相連接，能夠迅速執行電源供給及電源切斷並且能夠防止一電壓差。

為了獲得本發明的這些目的和其他特徵，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種靜電吸盤包含有：一電極層，其劃分為複數個電極部份，並且與一直流電源相連接以使得這些電極部份具有相同之極性。

這些電極部份可與直流電源并行相連接。

此直流電源可提供為複數個，並且可與各電極部份相連接。

根據本發明之另一方面，一種靜電吸盤包含有：一主體；一第一絕緣層，其形成於主體之上；一電極層，其在第一絕緣層之上劃分為複數個電極部份，並且與直流電源相連接，以使得這些電極部份具有相同之極性；以及一第二絕緣層，其形成於電極層之上。

此主體可接地，或者可作用有射頻電源。

複數個用以支撐基板之突出物形成於第二絕緣層之上。

根據本發明之又一目的，一種靜電吸盤包含有：一電極層，其劃分為一對應於一基板之中心部份之中心電極部份，以及一形成為包圍中心電極部份之外圍電極部份，其中中心電極部份及外圍電極部份與直流電源相連接。

中心電極部份可整體形成，或者可劃分為複數個部份。

中心電極部份可更包含有至少一個延伸部份，此延伸部份朝向靜電吸盤之外圍延伸且與直流電源相連接。

外圍電極部份可整體形成，或者可劃分為複數個部份。

中心電極部份及外圍電極部份與直流電源相連接以便具有相同之極性或不同之極性。

作用於中心電極部份之一電壓具有之絕對大小等於或小於作用於外圍電極部份之一電壓之絕對大小。

為了獲得本發明之目的之這些和其他優點，對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種靜電吸盤包含有：一真空室，其配設為形成一真空處理一基板之處理空間；以及一基板支撐單元，其具有此靜電吸盤且配設為用以支撐基板。

為了獲得本發明之目的之這些和其他優點，對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種靜電吸盤之製造方法包含：一第一絕緣層形成步驟，用以在一主體之上形成第一絕緣層；一電極層形成步驟，用以在第一絕緣層之上形成一電極層，此電極層劃分為複數個電極部份且與直流電源相連接；以及一第二絕緣層形成步驟，用以在電極層之上形成一第二絕緣層。

在電極層形成步驟中，電極層透過使用一光罩或帶劃分為複數個電極部份。

此種靜電吸盤之製造方法更包含一第二絕緣層平整步驟，用以平整第二絕緣層之一頂表面。

此種靜電吸盤之製造方法在第二絕緣層平整步驟之後，更包含有一突出物形成步驟，用以在第二絕緣層之上形成支撐基板之複數個突出物。

本發明之靜電吸盤及其製造方法具有以下之優點。

首先，透過將電極層劃分為複數個電極部份，甚至在基板變得較大時，電源可自複數個電極部份同時供給至電極層。因此，可迅速產生且釋放一靜電力。這樣可減少製造基板之時間，並且因此提高基板之產量。

其次，透過將電極層劃分為複數個電極部份，可減少或防止在電極層位置的電壓差。這樣可使得基板更均勻且穩固地固定。

第三，透過將電極層劃分為外圍電極部份與中心電極部份，基板之外圍相比較於其他部份更迅速地從靜電吸盤上分離。如此可減少製造基板所花費之間，並且提高基板之產量。

本發明之上述及其他之目的、特徵、方面以及優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。

以下，將結合圖式部份詳細描述本發明之實施例。

下文中，將結合「第1圖」詳細描述一應用本發明之靜電吸盤之真空處理設備。

應用本發明之靜電吸盤的真空處理設備6為一執行真空處理，例如蝕刻一基板4，例如一晶片或一液晶顯示裝置(LCD)的玻璃基板之表面之處理，或者在此基板之表面上形成一薄膜的處理之設備。真空處理設備6可配設為在將氣體注入於一密封的處理空間2中時，在處理空間2中形成一電漿。

真空處理設備6可包含有一真空室，用以形成真空處理之處理空間2。真空室由一室體6a，以及一可與室體6a可拆分地相結合之蓋6b組成。較佳地，矩形真空處理設備6之一側具有一大於2000毫米(mm)之長度，以便處理較大之基板4。一閘門6c形成於室體6a，基板4通過閘門6c引入至室體6a或自室體6a中取出。

真空處理設備6可包含有不同之模組及裝置，例如一氣體供給單元10，其安裝於處理空間2之上且透過一供給氣體的氣體供給管12與一氣體供給設備相連接，一電源供給單元，係用以供給能量以便在處理空間2中形成電漿，以及一排放口(圖未示)，其透過一排放管14與一真空泵相連接用以排空及壓力控制。

電源供給單元根據電源供給方法可具有不同之結構。電源供給單元可由一頂電極以及一底電極組成，頂電極透過室體6a、蓋6b、以及氣體供給單元10接地形成，並且底電極安裝於一基板支撐單元8中，基板支撐單元8供給有一射頻電能且稍後進行描述。

真空處理設備包含有一安裝於處理空間2之基板支撐單元8以便支撐基板4。

基板支撐單元8包含有一靜電吸盤20，靜電吸盤20透過使用一靜電力固定基板4。

為了增加真空處理基板4的溫度，與/或為了冷卻在真空處理期間產生之熱，基板支撐單元8可更包含有一面板30，面板30與靜電吸盤20之一底側面相結合且具有一通道，用以溫度控制的熱傳導流體沿此通道流動。

基板支撐單元8可隨室體6a接地配設，因此，一絕緣件40可另外安裝於靜電吸盤20與室體6a之間，以使得靜電吸盤20能夠與室體6a絕緣。

當安裝面板30時，絕緣件40較佳與面板30之底側面相結合。

基板支撐單元8可更包含有一底面板50，底面板50與絕緣件40之底側面相結合，並且透過安裝於真空室之底面的凸緣60支撐。

真空處理設備可裝備有複數個頂針，用以自基板支撐單元8上下移動基板4。

以下，將結合「第2圖」及「第3圖」詳細描述本發明之靜電吸盤。

靜電吸盤20包含有一與面板30之頂側面相結合之主體22；一形成於主體22之上的第一絕緣層25；一電極層26，其形成於第一絕緣層25之上，並且與直流電源相連接以便產生靜電力；以及一形成於電極層26之上的第二絕緣層27。

在基板與第二絕緣層27之間，靜電吸盤20可更包含有複數個從第二絕緣層27突出之突出物28，以使得例如氦(He)氣的熱傳導氣體能夠填充於其中，以便支撐基板且執行溫度控制。可在靜電吸盤20之邊緣形成一支撐基板4之邊緣的壩29。

主體22可由一金屬材料形成，以便透過接地，或者供給至少一個射頻電源用作一電源供給單元之底電極。

第一絕緣層25與第二絕緣層27可由不同之材料形成以具有預定之介電常數，以便用作靜電吸盤。舉例而言，第一絕緣層25與第二絕緣層27可由一陶瓷材料，更具體而言，一氧化鋁陶瓷(Al2O3)形成。

電極層26可彼此整體形成。然而，電極層26較佳地可劃分為複數個電極部份26A，以便迅速產生一靜電力，並且不產生或者減少原有位置之電壓差。

根據例如靜電吸盤20之尺寸之設計條件，可決定每一電極部份26A之形狀及尺寸，電極部份26A之劃分數目，電極部份26A之圖案等。

也就是說，複數個電極部份26A數目上可實現為三個，並且可形成為排成一行的例如矩形形狀之相同形狀。

在本發明之另一實施例中，請參閱「第4圖」，複數個電極部份26A可形成為8個數目，並且可形成為相同之三角形。由於兩個電極部份26A形成為一對，因此可形成一矩形圖案。由一對電極部份26A組成之矩形圖案可在右、左、上及下方向上均勻實現為複數對。

在本發明之又一實施例中，複數個電極部份26A可不具有限定的分割數目，但是可形成為不同之形狀，例如一圓形、一多邊形、以及一不均勻之形狀。電極部份26A可形成為一均勻之圖案或形成為一不均勻之圖案。

較佳地，複數個電極部份26A并行與一個直流電源(D)相連接，由此同時接收各自的直流電源(D)。

還可能複數個電極部份26A與至少兩個直流電源(D)中至少一個相連接。也就是說，直流電源可實現與複數個電極部份26A具有相同數目之複數個。然而，在此種情況下，與複數個電極部份26A分別相連接之直流電源(D)可具有不同之電勢，在複數個電極部份26A之間可產生電勢差。而且，用以連接複數個直流電源(D)的電路變得複雜。並且。難以同時且精密地控制複數個電極部份26A。

在本發明之又一實施例中，請參閱「第5圖」至「第7圖」，電極層26可由一形成於靜電吸盤20之中心的中心電極部份26B，以及一形成於靜電吸盤20之外圍的外圍電極部份26C組成，外圍電極部份26C用以包圍中心電極部份26B。

這裡，中心電極部份26B可與基板之中心部份相對應形成，並且可整體形成(請參閱「第6圖」及「第7圖」之一個中心電極部份)。或者，中心電極部份26B可劃分為至少兩個。

外圍電極部份26C也可整體形成(請參閱「第5圖」之一個外圍電極部份)。或者，外圍電極部份26C可劃分為至少兩個(請參閱「第6圖」及「第7圖」)。

如以上之第一至第三實施例所述，中心電極部份26B與外圍電極部份26C較佳地可與直流電源(D)相連接，以便具有相同之極性(「第2圖」中應用於的直流電源之‘+’(陽極)，但是也可應用直流電源之‘-’(陰極))。然而，中心電極部份26B及外圍電極部份26C能夠與直流電源(D)相連接以便具有彼此不相同之極性。

由於電極層26劃分為中心電極部份26B與外圍電極部份26C，因此，本發明之靜電吸盤能夠具有以下優點。

首先，熱傳導氣體例如氦(He)填充於基板4與靜電吸盤20之間。這裡，熱傳導氣體由於其壓力可在基板4之邊緣洩漏。

在電極層26劃分為中心電極部份26B與外圍電極部份26C之情況下，一作用於中心電極部份26B的電壓(V1)設置為具有之絕對大小小於或等於一作用於外圍電極部份26C的電壓(V2)之絕對大小。這樣可防止熱傳導氣體自基板4之邊緣洩漏。

為了將基板自靜電吸盤上更容易且更安全地分離，首先提升基板4之外圍，並且然後透過頂針提升基板4之中心部份。為此，電極層26較佳地劃分為中心電極部份26B與外圍電極部份26C。

請參閱「第5圖」，外圍電極部份26C與中心電極部份26B整體形成。然而，為了相比較於中心電極部份26B，更快速地自外圍電極部份26C去除保持之靜電力，外圍電極部份26C較佳形成為相比較於中心電極部份26B具有更小之尺寸，或者較佳地劃分為複數個部份(請參閱「第6圖」及「第7圖」)。

請參閱「第7圖」，電極層26可劃分為中心電極部份26B與外圍電極部份26C。並且透過自中心電極部份26B朝向靜電吸盤20之周圍延伸，可進一步形成一與直流電源(D)相連接之延伸部份26D。因此，甚至在直流電源(D)僅與靜電吸盤20之邊緣相連接之情況下，中心電極部份26B能夠容易與直流電源(D)相連接。

以下，將結合「第8A圖」至「第8G圖」詳細描述本發明之靜電吸盤之製造方法。

如「第8A圖」所示，執行一第一絕緣層形成步驟，以便透過熱噴塗或電漿噴塗等形成一第一絕緣層25於一主體22之上。這裡，第一絕緣層25可僅形成於主體22之形成電極層26的一頂表面之上，或者可與頂表面一樣形成於主體22之側表面之上。

如「第8B圖」至「第8D圖」所示，執行一電極層形成步驟，以便在第一絕緣層25之上形成電極層26。

這裡，電極層26可以不同之方式劃分為複數個電極部份26A。較佳地，如「第8B圖」所示，複數個電極部份26A之中間區域透過一光罩100或條帶遮蔽，以便形成這些電極部份26A。如「第8C圖」所示，複數個電極部份26A透過熱噴塗或電漿噴塗形成。如「第8D圖」所示，去除光罩100或條帶，由此形成劃分為複數個電極部份26A的電極層26。

如「第8E圖」所示，第二絕緣層27透過熱噴塗或電漿噴塗等形成於電極層26之上。這裡，第二絕緣層27與電極層26相對應形成於主體22之一頂表面之上。然而，第二絕緣層27可與頂表面一樣形成於主體22之側表面，以便絕緣主體22。

如「第8E圖」所示，在形成第二絕緣層27之後，第二絕緣層27之一凹面部份〞A〞可與電極部份26A之間的中間區域相對應中形成。凹面部份〞A〞實現為將電極層26劃分為複數個電極部份26A。

如「第8F圖」所示，執行一第二絕緣層平整之步驟，以便透過研磨方法等平整第二絕緣層27之一頂表面。通過第二絕緣層之平整步驟，「第8F圖」之放大部份內部的虛線表示之第二絕緣層27可平整為一透過實線表示之層。

執行一突出物形成步驟，以便透過熱噴塗或電漿噴塗等在第二絕緣層27之上形成複數個支撐基板的突出物28。通過這些步驟，完成靜電吸盤20之製造過程。

靜電吸盤不僅可應用於一真空處理設備，而且可應用於處理一基板的基板處理設備。

上述之實施例僅為示例性之描述且不應看作對本發明之限制。本發明之思想可容易應用於其他類型之設備中。本發明規定為示例性之描述，並且沒有意圖限制專利保護之範圍。本領域之技術人員應當意識到許多的替換、變化、以及修改。在此描述之實施例之特徵、結構、方法、以及其他特性可以不同之方式相結合用以獲得另外與/或可替換之實施例。

雖然本發明之特徵在不脫離其特性時可實現為不同之形式，可以理解的是，除非特別指明，上述之實施例并不限制於上述說明書之任何細節，而應該在由所附之申請專利範圍內做廣泛地解釋。因此在不脫離本發明所附之申請專利範圍所揭示之本發明之精神和範圍的情況下，所作之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。關於本發明所界定之保護範圍請參照所附之申請專利範圍。

2．．．處理空間

4．．．基板

6．．．真空處理設備

6a．．．室體

6b．．．蓋

6c．．．閘門

8．．．基板支撐單元

10．．．氣體供給單元

12．．．氣體供給管

14．．．排放管

20．．．靜電吸盤

22．．．主體

25．．．第一絕緣層

26．．．電極層

26A．．．電極部份

26B．．．中心電極部份

26C．．．外圍電極部份

26D．．．延伸部份

27．．．第二絕緣層

28．．．突出物

29．．．壩

30．．．面板

40．．．絕緣件

50．．．底面板

60．．．凸緣

100．．．光罩

A．．．凹面部份

D．．．直流電源

第1圖係為應用本發明之靜電吸盤之一真空處理設備之結構之示意圖；

第2圖係為本發明之第一實施例之一靜電吸盤之剖視圖；

第3圖係為本發明第一實施例之靜電吸盤之電極圖案之剖視圖；

第4圖至第7圖係為本發明之第二至第六實施例之一靜電吸盤之電極圖案之示意圖；以及

第8A圖至第8G圖係為本發明之靜電吸盤之製造方法之示意圖。

20．．．靜電吸盤

22．．．主體

25．．．第一絕緣層

26．．．電極層

26A．．．電極部份

27．．．第二絕緣層

28．．．突出物

29．．．壩

D．．．直流電源

Claims (19)

1. 一種靜電吸盤，係包含有：一主體；一第一絕緣層，係形成於該主體之上；一電極層，係在該第一絕緣層之上劃分為複數個電極部份，並且與直流電源相連接，以使得該等電極部份具有該相同之極性；以及一第二絕緣層，係形成於該電極層之上；其中，該多個電極部份被分為與一基板中心部份相對應的中心電極部份的電極層，以及被形成以包圍該中心電極部份的外圍電極部份，其中，該中心電極部份和該外圍電極部份與直流電源連接；並且其中，施加於該中心電極部份的電壓的絕對值小於施加於該外圍電極部份的電壓的絕對值。
2. 如請求項第1項所述之靜電吸盤，其中該主體接地，或者作用有射頻電源。
3. 如請求項第1項所述之靜電吸盤，其中複數個用以支撐該基板之突出物形成於該第二絕緣層之上。
4. 如請求項第1項至第3項中任意一項所述之靜電吸盤，其中該 等電極部份與該直流電源并行相連接。
5. 如請求項第1項至第3項中任意一項所述之靜電吸盤，其中該直流電源提供有複數個，並且該等直流電源分別與該等電極部份相連接。
6. 如請求項第1項所述之靜電吸盤，其中該中心電極部份係整體形成，或者劃分為複數個部份。
7. 如請求項第6項所述之靜電吸盤，其中該中心電極部份更包含有至少一個延伸部份，該至少一個延伸部份朝向該靜電吸盤之該外圍延伸且與該直流電源相連接。
8. 如請求項第1項所述之靜電吸盤，其中該外圍電極部份係整體形成，或者劃分為複數個部份。
9. 如請求項第6項至第8項中任意一項所述之靜電吸盤，其中該中心電極部份及該外圍電極部份與該直流電源相連接以便具有相同之極性或不同之極性。
10. 一種真空處理設備，係包含有：一真空室，係配設為形成一真空處理一基板之處理空間；以及一基板支撐單元，係配設為用以支撐該基板，並且具有如請求項第1項至第3項中任意一項所述之該靜電吸盤。
11. 如請求項第10項所述之真空處理設備，其中該等電極部份與該直流電源并行相連接。
12. 如請求項第10項所述之真空處理設備，其中該直流電源提供有複數個，並且該等直流電源分別與該等電極部份相連接。
13. 一種真空處理設備，係包含有：一真空室，係配設為形成一真空處理一基板之處理空間；以及一基板支撐單元，係配設為用以支撐該基板，並且具有如請求項第6項至第8項中任意一項所述之該靜電吸盤。
14. 如請求項第13項所述之真空處理設備，其中該中心電極部份及該外圍電極部份與該直流電源相連接以便具有相同之極性。
15. 如請求項第13項所述之真空處理設備，其中該作用於該中心電極部份之一電壓具有之一絕對大小等於或小於作用於該外圍電極部份之一電壓之絕對大小。
16. 一種製造請求項第1項所述之靜電吸盤之製造方法，係包含：一第一絕緣層形成步驟，係用以在一主體之上形成一第一絕緣層；一電極層形成步驟，係用以在該第一絕緣層之上形成一電 極層，該電極層劃分為複數個電極部份且與一直流電源相連接；以及一第二絕緣層形成步驟，係用以在該電極層之上形成一第二絕緣層。
17. 如請求項第16項所述之靜電吸盤之製造方法，其中在該電極層形成步驟中，該電極層透過使用一光罩或條帶劃分為複數個電極部份。
18. 如請求項第16項或第17項所述之靜電吸盤之製造方法，更包含一第二絕緣層平整步驟，用以平整該第二絕緣層之一頂表面。
19. 如請求項第18項所述之靜電吸盤之製造方法，在該第二絕緣層平整步驟之後，更包含有一突出物形成步驟，用以在該第二絕緣層之上形成支撐該基板之複數個突出物。