基板支承装置以及利用其的基板搬出方法与流程

1.本发明涉及基板支承装置以及利用其的基板搬出方法。


背景技术：

2.等离子体处理装置是用等离子体处理(蚀刻、蒸镀等)基板的装置。在这样的等离子体处理装置中，可以利用通过静电力支承基板的静电吸盘(electrostatic chuck)。
3.在等离子体处理工艺之后，为了搬出基板，用升降销等装置使基板从静电吸盘上升，当以静电吸盘方式卡紧基板时，由于残留在基板和静电吸盘之间的静电力而基板不能从静电吸盘顺畅地分离，由此可能发生当通过升降销进行基板的上升时基板的位置脱离或基板损坏等问题。
4.专利文献1：韩国授权专利公报第10-0899078号(2009年5月25日公告)


技术实现要素：

5.本发明提供基板支承装置以及利用其的基板搬出方法，通过在基板上升之前将基板从静电吸盘解除卡紧，能够防止在基板上升时位置脱离、滑动或损坏的问题。
6.根据本发明的一方面，提供一种基板支承装置，包括：静电吸盘(electrostatic chuck)，通过静电力支承基板；解除卡紧单元(dechucking unit)，使基板从静电吸盘隔开，以使基板脱离静电吸盘的残留静电力而从静电吸盘分离；以及举起单元，为了搬出基板，使得从静电吸盘分离的基板向静电吸盘的上侧移动，解除卡紧单元位于与举起单元隔开处，解除卡紧单元接触于基板的部分设置成与举起单元接触于基板的部分不重叠。
7.提供一种基板支承装置，包括：静电吸盘，通过静电力支承基板；解除卡紧单元，使基板从静电吸盘隔开，以使基板脱离静电吸盘的残留静电力而从静电吸盘分离；以及举起单元，为了搬出基板，使得从静电吸盘分离的基板向静电吸盘的上侧移动，解除卡紧单元推举基板的外周部而将基板从静电吸盘分离。
8.可以是，解除卡紧单元包括：聚焦环，配置成覆盖静电吸盘的上面中除被安放基板的区域以外的区域，并具有环形构造以将基板的外周部遍及整体圆周来支承；以及驱动单元，使聚焦环相对于静电吸盘向上侧移动。
9.可以是，在聚焦环中形成有用于安放基板的外周部的安放槽。
10.可以是，驱动单元包括：致动器，产生用于聚焦环的上下移动的驱动力；以及驱动杆，介于致动器和聚焦环之间而将致动器的驱动力向聚焦环传递，在静电吸盘中形成有供驱动杆能够移动地插入的贯通孔。
11.可以是，基板支承装置还包括：气密部件，介于贯通孔和驱动杆之间，并用于保持被设置静电吸盘的腔室的密闭。
12.可以是，气密部件包括：托架，在驱动杆形成为从贯通孔隔开；以及波纹管部件，一端结合于托架且另一端结合于静电吸盘的下面以覆盖贯通孔，从而防止通过贯通孔解除腔室的密闭。
13.可以是，聚焦环包括：内侧环；以及外侧环，支承内侧环，驱动杆的一端结合于外侧环。
14.可以是，驱动杆为多个，多个驱动杆沿着聚焦环的圆周配置成隔开一定间隔。
15.可以是，基板支承装置还包括：导杆，向上下方向延伸而用于引导聚焦环的上下移动，聚焦环设置成能够沿着导杆的长度方向移动。
16.可以是，驱动单元包括：致动器，产生用于聚焦环的上下移动的驱动力；以及驱动台，结合于致动器而用于将驱动力向聚焦环传递，驱动台能够向上下方向移动地结合于导杆。
17.可以是，基板支承装置还包括：移动限制部件，设置于导杆以及驱动台中的至少任一个而用于限制聚焦环的上下移动范围。
18.可以是，移动限制部件包括：上限制部件，位于驱动台的上侧并形成于导杆或者驱动台，从而制约聚焦环的上侧移动；以及下限制部件，位于驱动台的下侧并形成于导杆或者驱动台，从而制约聚焦环的下侧移动。
19.可以是，上限制部件以及下限制部件中的至少任一个能够向上下方向移动地结合于导杆且形成于驱动台，从而在聚焦环上下移动时与聚焦环一起向上下方向移动。
20.可以是，上限制部件以及下限制部件中的至少任一个以在内部收纳导杆的管形构造形成，并且一端形成于驱动台且另一端沿着导杆的长度方向延伸，从而在聚焦环上下移动时限制驱动台的移动范围。
21.可以是，上限制部件以及下限制部件中的至少任一个形成于导杆的外周面而限制驱动台的移动范围。
22.可以是，导杆为多个，多个导杆配置成以聚焦环为中心对称。
23.可以是，解除卡紧单元使基板从静电吸盘隔开比用于搬出基板的搬出臂的厚度小的距离，举起单元使基板从静电吸盘向上侧移动比用于搬出基板的搬出臂的厚度大的距离。
24.另外，根据本发明的另一方面，提供一种基板搬出方法，包括：利用解除卡紧单元使基板从静电吸盘隔开，以使基板脱离静电吸盘的残留静电力而从静电吸盘分离的步骤；以及为了搬出基板，利用举起单元使得从静电吸盘分离的基板向静电吸盘的上侧移动的步骤，解除卡紧单元位于与举起单元隔开处，解除卡紧单元接触于基板的部分设置成与举起单元接触于基板的部分不重叠。
25.可以是，基板搬出方法还包括：利用搬出臂将通过举起单元向静电吸盘的上侧移动的基板向腔室的外部搬出的步骤。
26.可以是，使基板从静电吸盘隔开的步骤利用解除卡紧单元使基板从静电吸盘隔开比搬出臂的厚度小的距离来执行，使基板向静电吸盘的上侧移动的步骤利用举起单元使基板从静电吸盘向上侧移动比搬出臂的厚度大的距离来执行。
27.根据本发明，通过在基板上升之前将基板从静电吸盘解除卡紧，能够有效地防止在基板上升时位置脱离、滑动或损坏的问题。
附图说明
28.图1是设置有根据本发明的一实施例的基板支承装置的等离子体处理装置的图。
29.图2至图4是示出利用根据本发明的一实施例的基板支承装置的基板搬出过程的图。
30.图5是示出根据本发明的一实施例的基板支承装置的解除卡紧单元的立体图。
31.(附图标记说明)
32.1：基板
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10：等离子体处理装置
33.20：腔室
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30：等离子体生成单元
34.40：搬出单元
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42：搬出臂
35.50：底座
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100：基板支承装置
36.110：静电吸盘
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112：贯通孔
37.120：解除卡紧单元
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122：聚焦环
38.122a：外侧环
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122b：内侧环
39.123：安放槽
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124：驱动单元
40.125：致动器
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126：驱动台
41.127：驱动杆
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130：举起单元
42.132：升降销
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134：升降单元
43.140：气密部件
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142：托架
44.144：波纹管部件
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150：导杆
45.160：移动限制部件
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162：上限制部件
46.164：下限制部件
具体实施方式
47.本发明可以施加各种变换并具有各种实施例，在附图中例示特定实施例并以详细的说明进行详细说明。但是，其并不用于将本发明限于特定实施方式，应理解为包括包括在本发明的构思以及技术范围中的所有变换、等同物乃至替代物。在对本发明的说明中，当判断为针对相关公知技术的具体说明可能导致本发明的主旨模糊时，省略其详细的说明。
48.第一、第二等用语可以用于说明各种构成要件，但所述构成要件不应限定于所述用语。所述用语仅用于将一个构成要件区分于其它构成要件的目的。
49.本技术中所使用的用语只是用于说明特定实施例，并不是要限定本发明。只要在文脉上没有明确表示为不同，单数表达包括复数表达。在本技术中，应理解为“包括”或者“具有”等用语是要指称说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要件、部件或者它们的组合的存在，并不是要预先排除一个或者其以上的其它特征、数字、步骤、动作、构成要件、部件或者它们的组合的存在或者附加可能性。
50.以下，参照所附附图来详细说明根据本发明的基板支承装置以及利用其的基板搬出方法的实施例，在参照所附附图进行的说明中，相同或对应的构成要件标注相同的附图标记，省略针对其的重复说明。
51.如图1所示，等离子体处理装置10可以构成为包括划分用于用等离子体对基板1进行处理的空间的腔室20、设置于这样的腔室20中并用于支承基板1的基板支承装置100以及产生用于处理基板1的等离子体的等离子体生成单元30。
52.根据本实施例，如图1至图5所示，作为用于在等离子体处理装置10的腔室20内将
基板1卡紧/解除卡紧的装置，提出基板支承装置100，该基板支承装置100包括：静电吸盘110，通过静电力支承基板1；解除卡紧单元120，使基板1从静电吸盘110隔开，以使得基板1摆脱静电吸盘110的残留静电力而从静电吸盘110分离；以及举起单元130，为了搬出基板1，使从静电吸盘110分离的基板1向静电吸盘110的上侧移动。
53.根据这样的本实施例，为了搬出基板1，在通过举起单元130使基板1从静电吸盘110上升之前，利用解除卡紧单元120将基板1从静电吸盘110物理解除卡紧，从而能够有效防止在通过举起单元130使基板1上升时由于基板1和静电吸盘110间残留静电力而基板1从静电吸盘110滑动导致位置脱离或基板1受损等问题。
54.当以静电吸盘110方式卡紧基板1时，即使在等离子体处理工艺之后为了搬出基板1而切断施加于静电吸盘110的电源，在基板1和静电吸盘110之间残留静电力，如此若在由于残留静电力而基板1从静电吸盘110未分离的状态下通过举起单元130的举起销推举基板1，则可能产生基板1在静电吸盘110中滑动导致位置脱离或破裂等问题。
55.对此，在本实施例的情况下，在通过举起单元130使基板1上升之前，作为事先工艺，通过解除卡紧单元120将基板1从静电吸盘110物理隔开，由此基板1不再受到残留静电力的影响而能够从静电吸盘110分离，因此之后即使为了搬出基板1而通过举起单元130将基板1向上侧抬起的情况下，也能够有效地防止基板1的位置脱离或损坏等问题。
56.以下，参照图1至图5，更具体地说明根据本实施例的基板支承装置100的各结构。
57.如图1以及图2所示，静电吸盘110可以通过静电力支承基板1。若基板1移送到腔室20内部而安放于静电吸盘110的上面，则电源施加于静电吸盘110而能够产生静电力。通过基于这种静电的引力，基板1能够在等离子体处理工艺过程中稳定地卡紧于静电吸盘110的上面。
58.如图2以及图3所示，解除卡紧单元120可以使基板1从静电吸盘110隔开，以使得基板1脱离静电吸盘110的残留静电力而从静电吸盘110分离。
59.在通过举起单元130使基板1上升之前，可以通过解除卡紧单元120使基板1从静电吸盘110物理分离，如此在基板1的举起工艺之前，使基板1脱离静电吸盘110的静电力的影响，从而能够有效地防止基板1的位置脱离或者基板1的损坏等。
60.解除卡紧单元120只要使基板1隔开能够脱离残留静电的影响程度的最小距离d1足以，由此解除卡紧单元120可以使基板1从静电吸盘110隔开比用于搬出基板1的搬出臂42的厚度(图4的t)小的距离。更具体地，解除卡紧单元120可以使基板1从静电吸盘110的上面隔开约1mm至2mm距离。
61.在此情况下，解除卡紧单元120可以如图2以及图3所示那样推举基板1的外周部而使基板1从静电吸盘110分离。如此，通过在基板1的外周部施加负载来进行推举而不是在内侧施加负载，能够在解除卡紧过程中防止基板1的倾斜并保持基板1的水平对齐，因此能够将基板1更稳定且有效地从静电吸盘110解除卡紧。
62.对此，举起单元130的升降销132能够如图4所示那样推举基板1的内侧部而使其从静电吸盘110进一步上升。
63.如图2以及图3所示，解除卡紧单元120可以由聚焦环122以及使其相对于静电吸盘110向上侧移动的驱动单元124构成。
64.聚焦环122是用于防止静电吸盘110的上面被等离子体处理并控制等离子体的电
磁流动的结构，可以配置成覆盖静电吸盘110的上面中被安放基板1的区域以外的区域。
65.在本实施例的情况下，应用聚焦环122来实现解除卡紧单元120，从而能够通过一个结构同时执行聚焦环122本来的功能和解除卡紧功能。
66.聚焦环122可以配置于静电吸盘110的上面而支承基板1的外周部，更具体地，可以具有环形构造以遍及基板1的外周部整个圆周进行支承。而且，聚焦环122可以构成为单环或者直径不同的2个单位环(外侧环122a、内侧环122b)以多级结合的构造。此时，外侧环122a可以支承内侧环122b。
67.另外，在聚焦环122中可以形成用于安放基板1的安放槽123。具体地，在聚焦环122的内侧环122b内周面中可以形成具有与基板1的外周边角对应的形状的安放槽123以安放基板1的外周部。
68.如此，聚焦环122形成为环形构造而将基板1的外周部遍及整体圆周来支承，进而在聚焦环122的内周面形成用于安放基板1的安放槽123，从而基板1能够遍及整体圆周无倾斜地更稳定地被支承。
69.如图2以及图3所示，驱动单元124是提供用于使聚焦环122上下移动的驱动力的结构，可以由致动器125、驱动台126以及驱动杆127构成。
70.致动器125可以结合于底座50而产生用于使聚焦环122上下移动的驱动力，例如可以由气压缸构成。而且，驱动台126可以结合于致动器125而将致动器125的驱动力经由驱动杆127向聚焦环122传递。
71.驱动杆127可以介于致动器125和聚焦环122之间而将致动器125的驱动力向聚焦环122传递。驱动杆127可以是一端结合于聚焦环122的下面，具体地外侧环122a的下面且另一端结合于驱动台126，随着驱动台126的上升而推举聚焦环122。
72.如图5所示，驱动杆127可以配置为多个，多个驱动杆127可以配置成沿着聚焦环122的圆周而分别隔开一定的间隔(120度角度)。由此，在升降聚焦环122时，能够将聚焦环122稳定地支承为水平对齐状态。
73.在此情况下，如图2以及图3所示，在静电吸盘110中可以形成贯通孔112以供驱动杆127可移动地插入。因此，可以利用介于这样的贯通孔112和驱动杆127之间的气密部件140，保持腔室20的密闭。
74.作为气密部件140，可以应用波纹管部件144，随着利用这样的波纹管部件144的伸缩性，能够在不妨碍驱动杆127的上下移动的同时实现针对腔室20的有效密封。
75.更具体地，气密部件140可以由托架142以及波纹管部件144构成，托架142在驱动杆127形成为从贯通孔112隔开，波纹管部件144的一端结合于托架142且另一端以覆盖贯通孔112的方式结合于静电吸盘110的下面，从而防止通过贯通孔112解除腔室20的密闭。
76.即，在驱动杆127的外周面可以形成环型的托架142，这样的托架142可以配置成从静电吸盘110的下面隔开。而且，在托架142和静电吸盘110的下面之间可以设置波纹管部件144。
77.如此，在静电吸盘110和托架142之间设置波纹管部件144以收纳贯通孔112，从而在升降聚焦环122时，能够在形成波纹管部件144的伸缩的同时有效地保持腔室20的密封。
78.如图2以及图3所示，导杆150可以向上下方向延伸而引导聚焦环122的上下移动。导杆150可以一端支承于底座50且另一端结合于静电吸盘110的下面来支承。
79.聚焦环122可以设置成能够沿着导杆150的长度方向移动。更具体地，驱动台126能够向上下方向移动地结合于导杆150，聚焦环122与这样的驱动台126通过驱动杆127结合而一体地上下移动，因此如此通过驱动台126支承聚焦环122的上下移动，从而聚焦环122的上下移动能够通过导杆150保持水平对齐并稳定地实现。
80.如图5所示，导杆150为多个，多个导杆150可以配置成以聚焦环122为中心对称。如此，导杆150配置为左右对称构造，从而能够无偏心地更稳定地升降驱动聚焦环122。
81.如图2以及图3所示，移动限制部件160可以形成于导杆150以及驱动台126中的至少任一个而限制聚焦环122的上下移动范围。移动限制部件160可以由形成于导杆150或者驱动台126而分别制约聚焦环122的上侧/下侧移动的上限制部件162和下限制部件164构成。在此，移动限制部件160可以一体地形成于导杆150或者驱动台126，或者除此之外结合于导杆150或者驱动台126来形成。
82.如此，通过移动限制部件160物理制约聚焦环122的移动范围，从而能够无误差地准确地实现用于解除基板1的卡紧的最小范围的升降驱动。
83.上限制部件162可以位于驱动台126的上侧且形成于驱动台126而制约聚焦环122的上侧移动。即，上限制部件162能够向上下方向移动地结合于导杆150且形成于驱动台126，从而在聚焦环122上下移动时，能够与聚焦环122一起向上下方向移动。
84.另外，上限制部件162形成为在内部收纳导杆150的管形构造，一端形成于驱动台126且另一端沿着导杆150的长度方向延伸，从而在聚焦环122上下移动时，能够限制驱动台126的移动范围。
85.如此，上限制部件162实现为一端形成于驱动台126的管形构造，由此能够无倾斜地更稳定地引导驱动台126的上下移动。
86.如图3所示，管形构造的上限制部件162的另一端被静电吸盘110的下面阻挡，由此能够限制聚焦环122的上侧移动，在如图2所示那样聚焦环122下降而安放于静电吸盘110上面的情况下，上限制部件162的另一端在解除基板1的卡紧时能够与静电吸盘110的下面隔开基板1和静电吸盘110间的隔开距离d1。
87.下限制部件164可以位于驱动台126的下侧且形成于导杆150，从而制约聚焦环122的下侧移动。下限制部件164可以形成于导杆150的外周面而限制驱动台126的下侧移动范围。
88.如图2所示，若聚焦环122下降而基板1安放于静电吸盘110上面，则下限制部件164可以制约驱动台126不再向下侧移动，在如图3所示那样聚焦环122上升的情况下，下限制部件164可以与驱动台126下面隔开基板1和静电吸盘110间的隔开距离d1。
89.在本实施例的情况下，提出了上限制部件162具有沿着导杆150的长度方向延伸的管形构造并滑动地结合于导杆150，下限制部件164以环型构造形成于导杆150的构造，但是与此相反地，当然也可以下限制部件164以管形构造滑动地结合于导杆150而上限制部件162以环型形成于导杆150，也可以上限制部件162和下限制部件164都以管形构造滑动地结合于导杆150，或以环型构造形成于导杆150。
90.如图3以及图4所示，举起单元130可以为了搬出基板1，使得从静电吸盘110分离的基板1向静电吸盘110的上侧移动。可以是，通过解除卡紧单元120使基板1从静电吸盘110以最小限度范围物理分离，以便1次使基板1脱离静电吸盘110的残留静电影响之后，充分地推
举基板1，以便能够投入用于2次搬出基板1的搬出臂42。
91.因此，举起单元130可以使基板1从静电吸盘110向上侧移动比用于搬出基板1的搬出臂42的厚度t大的距离d2。在此情况下，举起单元130将基板1的内侧部向上侧推举，由此搬出单元40的搬出臂42可以通过基板1的内侧部之外的剩余空间向基板1的下面侧进入而有效地搬出基板1。
92.举起单元130可以由位于基板1的内侧部而将基板1向上侧推举的升降销132和使这样的升降销132相对于静电吸盘110升降的升降单元134构成。
93.在本实施例的情况下，在举起基板1之前，通过解除卡紧单元120从静电吸盘110物理揭下基板1，因此其后即使利用升降销132将基板1向上侧推举，也能够在没有基板1的位置脱离、滑动或者损坏等问题的情况下进行稳定的搬出工艺。
94.接下来，说明根据本发明的另一实施例的基板搬出方法。
95.根据本实施例，如图2至图4所示，提出一种基板搬出方法，其包括：利用解除卡紧单元120使基板1从静电吸盘110隔开，以使基板1脱离静电吸盘110的残留静电力而从静电吸盘110分离的步骤；为了搬出基板1，利用举起单元130使得从静电吸盘110分离的基板1向静电吸盘110的上侧移动的步骤；以及利用搬出臂42将基板1向腔室20的外部搬出的步骤。
96.关于为了执行这样的基板搬出方法而利用的解除卡紧单元120、举起单元130及搬出单元40，以及与它们有机连接的气密部件140、导杆150及移动限制部件160的构造和功能，已通过前述的实施例进行了说明，因此下面以利用这些结构的基板搬出工艺为中心说明本实施例。
97.首先，如图2以及图3所示，利用解除卡紧单元120使基板1从静电吸盘110隔开，以使基板1脱离静电吸盘110的残留静电力而从静电吸盘110分离。
98.作为通过聚焦环122推举基板1的外周部而使基板1从静电吸盘110隔开以脱离残留静电力的工艺，若驱动台126通过致动器125上升，则聚焦环122可以通过驱动杆127上升的同时将基板1从静电吸盘110解除卡紧而可以隔开比搬出臂42的厚度t小的d1。
99.在此情况下，可以是，在驱动台126的上侧结合有上限制部件162，上限制部件162以管形构造形成而可滑动地支承于导杆150，因此能够没有驱动台126的倾斜地且稳定地引导基于致动器125进行的驱动台126的上升驱动。
100.接着，如图3以及图4所示，为了搬出基板1，可以利用举起单元130使得从静电吸盘110分离的基板1向静电吸盘110的上侧移动。
101.作为通过解除卡紧单元120将从静电吸盘110分离的基板1向上侧举起的工艺，其可以通过利用举起单元130的升降销132推举基板1的内侧部来执行。由此，基板1可以从静电吸盘110的上面上升超过搬出臂42的厚度t的d2而存在。
102.接着，如图4所示，可以利用搬出臂42将通过举起单元130向静电吸盘110的上侧移动的基板1向腔室20的外部搬出。
103.若基板1通过举起单元130上升d2距离，则搬出单元40的搬出臂42可以插入到基板1和静电吸盘110之间的空间而支承基板1的下面，之后，搬出臂42可以将基板1向腔室20的外部搬出。
104.以上，对本发明的一实施例进行了说明，但在本技术领域中具有通常知识的人能够在不脱离权利要求书中记载的本发明的构思的范围内，通过构成要件的附加、变更、删除
或者追加等对本发明进行各种修改以及变更，其也包括在本发明的权利范围内。