TWI224842B - Lift-and support-equipment, processing method of a plate-formed substrate and equipment to process the plate-formed substrate - Google Patents

Description

1224842 五、發明說明（1 ) 本發明涉及一種上升-與支撐裝置，用來控制及存放 面積特別大之板形元件，特別是用在電漿處理設備中， 本發明亦涉及一種相對應之加工方法及其所用之裝置。 在半導體（例如，矽晶圓）加工（特別是塗層或蝕刻）以 製成積體電路時，或在介電質（例如，玻璃板）加工以製 成平面式屏幕時，須在各別之加工階段之間或期間對各 基板（其大部份是以板形元件之形式存在著）進行輸送及 暫時存放等等，即，通常須以特定之方式來進行操控。 但這相對於此製程邏輯之其它領域而言是較困難的，此 乃因其是與很敏感之組件或與製程有關，其中最小之干 擾即可對該組件造成很大之影響或損害。 一種在操控半導體（特別是介電質，其承載各種電路， 例如’薄膜電晶體）時所產生之問題是充電問題以及隨後 之不期望之靜電放電。由第6圖可知：可藉由加工過程 (例如，電漿塗層方法）或磨擦過程在輸送板形之元件時 使板形元件受到靜電充電。板形元件（4)上之此種充電現 象顯示在第6圖中且以符號8表示。現在若已充電之板 形元件在不同之距離中被帶領至接地電位（這例如可在板 形元件升高時達成），則在板形元件（4)上會產生電位差 ，其在第6圖中以乂1及V2來表示。板形元件之表面上 之各電位差會在該表面上所設置之電路上或薄膜電晶體 上造成不期望之靜電放電。這在第6圖中是顯示在中央 之圖框中。但此種靜電放電會破壞該組件，使得在不明 情況下整個板形元件及其上之許多電路或薄膜電晶體成 1224842 五、 發 j月說明 ( 2〕 爲 次 級 品。 上 述 問題 以 下 述 方式來解決：一方 面須防止（例如）由 於 周 圍 空氣 之 游 離 而造成板形元件之 充電。但已顯示之 事 實 是 • 兀 全 防 止 靜電充電之發生幾 乎是不可行的。解 決 不 期 望之 靜 電 放 電所用之另一方式 是：半導體上或介 電 質 上 全部 之 電 路 藉由製程中另外設 置之導線（所謂b u s bars)而 被短 路 0 但 此種方式之缺點是 :施加此種匯流排 (bus bars)且 最 後 又 .拆除時需要很高之 :費用。此外，這些 匯 流 排 會妨 礙 其 它 製程。 操 控 各板 形 元 件 時另一問題特別是 與電漿過程有關， 即 電 漿會 受 到 電 漿室中之上升一與 支撐裝置所干擾， 這 樣 會 對以 電 漿 來 處理之各元件之特 性造成影響。因此 ， 電 漿 設備 中 通 常 使待處理之各元件 (例如，板形元件， 矽 晶 圓 或玻 璃 板 等 )放置金屬基板上， 以便以電漿過程來 處 理 〇 在基 板 之 邊 緣上設有銷（pin)， 其可下降至基板中 5 以 便 使待 處 理 之 板形元件上升或下 降，一種具有叉形 支 件 之 抓握 元 件 (例如，機器人手臂）| 因此可抓住板形之 元 件 且 使該 板 形 元 件由一加工站輸送 至另一加工站。習 知 之 上 升- 與 支 撐 裝置之銷配置在基 板之邊緣，此乃因 銷 孔 (其中可穿過該銷）在金屬基板中: 分佈不均勻而可使 該 區 域 上之 電 漿 發 生變化。但電漿在 該區域上之變化會 使各 層 在該 處 之 沈 積或以電漿來進行 之蝕刻受到干擾。 但 由 於在板 形 元 件 之邊緣上通常未安 裝電路或薄膜電晶 體 (即， 主動元件） ，則各銷及銷孔配 -4- 置在該區域中是無 1224842 五、 發明說明 ( 3〕 害 的 〇 但 由 於 板 形 元 件 之 大 小 逐 漸 增 大 且 厚 度 逐 漸 變 小 則 上 述 方 式使 銷 亦 必 須 設 置 在 基 板 之 中 央 以 確 保在 上 升 或 下 降 時 板 形 元 件 可 充份 地 受 到 支 撐 0 但 此 種 方 式 中 由 於 銷 孔 之 存 在 使 上 升 — 與 支 撐 裝 置 之 中 央 1^ 域 中 在 電 漿 'Μ 過 程 進 行 時 亦 會 形 成 不 均 勻 性 1 中 央 區 域 中 同 樣 須 形 成 該 板 形 元 件 之 主 動 區 〇 巨 一、-二 刖 爲 止 須 藉 助 於 下 述 事 實 ; 在板 形 之 元 件 上 產 生 多 個 末 端 組 件 其 在 結 束 時 藉 由 板形 元 件 之 隔 開 而 互 相 分 離 0 因 此 亦 可 在 各 隔 離 位 置 上 設 置 相 對 應 之 銷 此 乃 因 在 xS. ibb 區 域 中 由 於 電 漿 下 方 之 銷 或 銷 孔 使 電 漿 之 干 擾 不 會 有 作用 0 但 由 於在 製 造 平 面 式屏 幕 時 板 形 元 件 之 各 別 之 主 動 區 在板形 元 件 之 厚 度 變 小 時 通 常 須 變 大 y 則 上 述 方 式 會 有某 種 限 制 〇 此外 ， 例 如 由 US < 6 228 ；438 B 1中已知在電漿中使待 處 理 之 元 件 置 放 在 銷 上 5 以 便 在 該 待 處 理 之 元 件 下 方 形 成 一 種 介 電 質 層 〇 在 銷 之 區 域 中 同 樣 會 由 於 銷 而 在 電 漿 中 產 生 干 擾 Ο 此 種 干 擾 可 藉 由 基 板 中 各 銷 之 周 圍 所 另 外 設 置 之 凹 入 區 而 減 輕 〇 本 發 明 之 巨 的 因 此 是 提 供 一 種 上 升 — 與 支 撐 裝 置 以 操 控 且 放 置 板 形 (特別是大语 Ϊ積）元' 件 其· 可, 闬: 在許: 多? 製; 程 中 且 可 防 止 上 述 之 問 題 Ο 本 發 明 之 上 升 — 與 支 撐 裝 置 所 適 用 之 元 件 不 需 額 外 之 昂 貴 措 施 即 可 防 止 各 種 不 期 望 之 靜 電 放 電 所 造 成 之 損 害 〇 此 外 該 上 升 — 與 支 撐 裝 置 對 該 板 形 元 件 加 工 時 所 用 之 電 漿 只 會 造 成 一 種 儘 可 能 小 之 干 擾 ， 因 此 對 該 板 形 元 件 之 製 5- 造 及 特性 不 會 有 不 良 之 影 1224842 五、發明說明（4) 響。 上述目的以申請專利範圍第1項或第4項之上升一與 支撐裝置或第18，19項之板形基板之加工方法或裝置來 達成。其它有利之形式描述在申請專利範圍各附屬項中。 對上述目的之達成而言重要的是：在具有一種基底元 件（其上設置多個銷以承載各板形元件）之該上升-與支 撐裝置中，各銷或銷孔（其中可使銷下降）之直徑須選擇 成較小，使上述問題不會發生。如以下將詳述者，薄形 或細長形之銷是適當的，其在上述形式之上升-與支撐 裝置中可解決各種問題。 因此，如本案發明人所揭示者，不期望之靜電放電所 造成之問題以下述方式來防止··在薄形之介電質銷中在 板形元件之表面上所產生之電位差須大大地降低。依據 板形元件之特性（例如，厚度）及板形元件之形式（例如， 半導體或介電質）以及電性組件（例如，電晶體）之數目及 形式，則各銷之厚度減小時可防止靜電放電之發生，因 此可使待操控之板形元件不致受損。有利之方式是各銷 由介電質材料所製成，此乃因在電漿製程設備用之由金 屬製成之基底元件中導電性之銷會在板形元件上造成高 的電位差，這藉由薄形之銷亦不能避免。 爲了使即將放置在銷上之板形元件可相對於基底元件 而移動，則各銷較佳是可下降至基底元件中，基底元件 中設有銷孔。基底元件可以是一種板，柵格，輸送叉或 類似物。 1224842 五、 發明說明 ( 5) 本 發 明 之 上 升 — 與 支 撐 裝 置 在 電 漿 製 程 設 備 中 若 用 來 存 放 各 即 將 加 工 之 板 形 元 件 5 則 在 電 漿 製 程 中 該 板 形 之 元 件 通 常 置 放在 基 底 元 件 上 5 基 底 元 件 像 金 屬 一 樣 用 來 產 生 電 漿 〇 爲 了 此 — 巨 的 該 上 升 — 與 支 撐 裝 置 之 銷 同 樣 以 可 下 降 之 方 式 配 置 在 基 底 元 件 中 ) 此 乃 因 各 銷 只 用 來 使 板 形 元 件 上 升 或 下 降 〇 但 此 處 所 設 置 之 各 銷 孔 在 基 底 元 件 中 產 生 本 發 明 中 可 避 免 之 不 均 勻 性 ， 其 會 干 擾 基 底 元 件 上 之 各 域 中 之 電 漿 〇 就 應 用 上 之 情 況 而 言 各 銷 孔 之 直 徑 (即， 對應於銷孔中之銷之直徑）須: Ϊ巳B · « : 擇J 成* 較 小 以 防 止 電 漿 之 干 擾 以 及 因 此 使 板 形 元 件 不 會 受 損 Ο 由 於 基 底 元 件 之 不 均 勻 性 所 造 成 之 電 漿 之 干 擾 亦 與 電 漿 本 身 及 待 處 理 之 元 件 有 關 J 則 須 依 據 應 用 情 況 來 CBB 培 取 各 銷 孔 或 各 銷 之 直 徑 〇 但 通 常 須 強 調 的 是 : 爲 了 避 免 不 期 望 之 靜 電 放 電 以 及 防 止 電 漿 干 擾 則 該 上 升 — 與 支 撐 裝 置 中 之 各 銷 之 直 徑 須 選 擇 成 儘 可 能 小 0 各 銷 或 銷 孔 之 直 徑 之 準 確 之 極 限 係 依 據 各 別 之 情 況 來 確 定 但 這 對 此 行 之 專 家 而 言 不 是 問 題 〇 由 於 本 發 明 及 此 行 之 專 家 之 知 m ， 則 各 別 情 況 中 可 藉 由 適 當 之 硏 究 或 數 字 模 擬 來 決 定 各 極 限 値 〇 已 顯 示 之 事 實 是 : 就 電 漿 製 程 設 備 中 所 用 之 上 升 — 與 支 撐 裝 置 而 各 銷 之 直 徑 應 小 於 電 漿 包 封 面 (en velc )p e ， 其 圍 繞 該 電 漿 )之厚度。 特 別 是 對 防 止 不 期 望 之 靜 電 放 電 而 言 5 已 証 實 之 事 實 是 銷 之 直 徑 小於 其 可 突 出 於 •7- 基 底 元 件 (特別是金屬基底 1224842 五、 發 •明說明 ( 6) 元 件）上之長度之15分 之一。銷之直徑之有利之値是使 銷 之· 直徑小於3 mm，較佳 是小於2mm，特別是等於1.8mm。 爲 了 使 即 將 受承載之 板形元件有足夠之支撐且使各薄 銷 不 會 受 到 過 大之應力 ，則有利之方式是使每m2基底 元 件 面 積 設 有 足夠數目 之銷。每m2基底元件面積之銷 之 數 巨 應 大 於 5，特別: 是大於1 〇或大於1 5。特別是在 很 薄 之 板形 元 件（例如， 平面式屏幕用之玻璃基板）中， 各 銷 之 平 均 距 離不應大 於3 0 Omm，在全部之情況中各銷 應 均 勻 地 分佈 於基底元 件上。 若 該 上 升 — 與支撐裝 置包含介電質銷以防止不期望之 靜 電 放 電 則 各銷較佳 是以低介電常數之介電質來製成 以 便 使 板 形元件之表_ 面上發生電位差之危險性進一步 降 低 〇 通 常 須 注 意 :各銷亦 具有適當之機械特性。若各銷具 有足 夠 之 彈 性 (即，由適當之彈性材料所形成），則特別 有 利 〇 這 樣 可 使很薄之 銷在安裝時不會由於橫向力而折 斷 〇 橫 向 力 例 如由加工 期間所接收之板形元件之熱膨脹 所 造 成 或 由 於 上升或下 降時未準確對準之銷所造成。依 據 應 用 領 域 已 証實之事 實是：各銷由聚合物或陶瓷所製 成 〇 特 別 有 利 之材料是 聚四氟乙烯，聚異丁烯，聚丙烯 酸 酯 聚 乙 烯 以及石英 ，堇青石，氧化鋁或锆石。 爲 了 使 各 銷 上之橫向 力降低，則有利之方式是在各銷 之 末 七山 m (其上放置著板形元件）及板形元件之間避免發生 貼合 0 特 別 是 避免一種 黏合現象。這例如以下述方式來 -8- 1224842 五、 發明說明 ( 7) 達 成 : 各 銷 以 可旋 轉 之 方式 圍 繞 其縱軸而配置。藉由各 銷 之 旋 轉 則 可使各 銷 之末 端 不 會太強烈地與板形元件 相 黏 合 因 此 傳送 橫 向 力所 而 之 摩擦力即無法形成。若 各 銷 未 圍 繞 其 縱軸 而 旋 轉， 則 另 一方式是各銷可進行一 種 沿 著 其 縱 軸 來行 進 之 振動 式 平 移移動。爲了此一目的 則 有 利 之 方 式是 設 置 一種 壓 電 轉換器，其可產生平移 式 移 動 〇 防 止 太 大 之 橫向 力 所 用之 其 它 可能方式是設置二組互 相 獨 之 銷 其交 替 地 接收 板 形 元件或使板形元件上升/ 下 降 爲 了 防 止 太 大之 橫 向 力， 則 有 利之方式是形成各銷之 末 端 (其上放置著板形元件） ，使' 不會產生大之摩擦力。 此 處 建 議 使 表面' 被; 拋光或施加- -磨擦係數很小之塗層。 如 上 所 述 建議 使 用 本發 明 之 上升-與支撐裝置於板 形 基 板 之 加 工 中， 特 別 是用 在 以 PECVD來進行塗層時 > 或 用 在 介 電 質基 板 (特別是玻璃）或半導體材料之蝕刻 過 程 (特別是乾式蝕刻或電漿蝕刻）中，但本發明之裝置 亦 可 設 置 在 適 當之 裝 置 中〇 本 發 明 之 其 它優 點 及 特徵 依 據 圖式之各實施例來說明 即 可 明 白 〇 圖 式 簡 單 說 明 ； 第 1 圖 係 上 升一 與 支 撐裝 置 之 橫切面，其上所配置之 玻 璃 板 一 方 面 是處 於 電 漿處 理 過 程中且另一方面是玻璃 板 處 於 上 升 狀 態中 〇 _ 9- 1224842 五、發明說明（8) 第2圖係上升-與支撐裝置之橫切面，其玻璃板已上 升。 第3圖係上升-與支撐裝置之橫切面，其玻璃板已上 升，其中各銷以可旋轉之方式而配置著。 第4圖係上升一與支撐裝置之橫切面，其玻璃板已上 升，其中各銷可藉由壓電轉換器沿著其縱向而擺動。 第5圖係玻璃板下降時上升一與支撐裝置之多種橫切 面，其中該上升-與支撐裝置具有二組（set)銷以交替地 承載玻璃板，右方之圖顯示該二組銷及玻璃板之路徑-時間一曲線圖。 第6圖係受到靜電放電之玻璃板在至接地（Ground)之 距離不同之時不期望之非均勻之電壓分佈之圖解，其中 電壓差可在設有電路之玻璃板上造成不期望之靜電放電。 第1圖中以二個部份來顯示本發明之上升一與支撐裝 置之一部份之橫切面，其中所示之銷2下降至基板1中 一次且待處理之板形元件4(例如，玻璃板）放置在基板1 上，另一方面該已拉出之銷2由基板1中突出且玻璃板 4緊靠在銷2之一個末端9上。在第1圖中，銷孔3只 顯示在上方之區域中。當然銷孔3亦可在其整個高度上 都具有相同之直徑。爲了使圖式更淸楚，此處只顯示一 個銷孔，其上部區域中之直徑較銷2之直徑大很多。雖 然這是一種可能之實施形式，但較佳之實施形式通常是 使銷孔3之直徑只是大於銷2之直徑中之最小者，即， 只使銷2可在銷孔3中自由移動即可。此時銷孔3之直 -10· 1224842 五、發明說明（9) 徑不須在長度方向中改變。 如第1圖所示，該上升-與支撐裝置使用在玻 之電漿處理過程中。若玻璃板4置放在金屬基板 ，則在玻璃板4上方點燃一種電漿5。在電漿5 板4之間形成一種無電漿之中間區，其以電漿包 來表示。電漿包封面6之厚度通常是2至3mm。 第1圖之較佳之實施形式，使銷孔3之直徑及每 之直徑均小於電漿包封面6之厚度。因此，銷孔 徑及各銷2之半徑在本實施例中均小於1 mm。 第2圖亦是上升-與支撐裝置之一部份之橫切 中銷2完全由基板1中拉出（此處未顯示銷孔3) 實施例中顯示本發明中各銷2之其它可能之形式 各銷2之半徑小於其拉出高度h之全部之30%。 施形式特別可用在玻璃板之操控中，玻璃板設有 由於靜電充電而會受到不期望之靜電放電所損害 第3至5圖是本發明之上升-與支撐裝置之一 橫切面，其中設有一些措施，以便在板形元件4 下降或加工期間不會由於不期望之橫向力而使各 到太大之負載。特別是第3至5圖中所示之例子 • 一方面在各銷2之末端9之間且另一'方面在各 件4之間均須防止太大之黏合作用，即，使摩擦 化。 在第3圖之實施形式中，各銷2以可旋轉之方 置著’使其可圍繞其縱軸而旋轉。在板形元件4 璃板4 1上時 及玻璃 封面6 須形成 一銷2 3之半 面，其 。在本 ，即， 此種實 電路且 〇 部份之 上升或 銷2受 須注意 板形元 力最小 式而設 上升或 -11- 1224842 五、發明說明（1〇) 下降時或受到操控時，各銷2會旋轉’使銷2之末端9 不會固定地黏合在板形元件4上。這樣又可使太大之橫 向力不會發送至各銷2，這些橫向力例如由未準確對準 之銷2所造成。 在第4圖之實施形式中’黏合-或橫向力之問題以下 述方式解決：各銷2例如藉由壓電轉換器以平移式擺動 沿著各銷2之縱軸而偏移，使各銷2週期性地由板形元 件4之負載中去載（unloaded)。此處以下述方式來達成 :在各銷2之末端9及板形元件4之間須避免太大之連 結，否則會使不允許之很大之橫向力傳送至各銷2。 上述問題之其它解法顯示在第5圖中。此時在本發明 之上升一與支撐裝置中設有二組銷2或2’，其在上升或 下降或類似之動作時交替地承擔板形元件4所須之承載 功能。這例如可以下述方式達成：各銷2依據階梯 (stage)形式之外形而在路徑-時間圖中移動，使板形元 件4交替地置放在其中一組銷2及另一組銷2’上。 參考符號之說明 1 .....基板 2 .....銷 3 .....銷孔 4 .....玻璃板 5 .....電漿 6 .....電漿包封面 8 .....銷之末端 9 .....電荷 -12-

Claims (1)

1224842 *fV 修 ΛΪ·. ' χ：' 六、申請專利範圍 第9 1 1 1 5 688號「上升—與支撐裝置，板形基板之加工方 法及板形基板加工用之裝置」專利案 （9 1年1 0月修正） Λ申請專利範圍： 1. 一種上升-與支撐裝置，其用來操控及放置面積特 別大之板形元件（4 )，特別是用在電漿製程設備中， 此裝置具有基板（1 )，多個介電質銷（2 )配置在基板 (1 )上，操控用之板形之元件（4 )可放置在銷之末端 (9)上，板形之元件（4)可具有一種靜電電荷，其特 徵爲：各銷（2 )之直徑須選擇成很小，以便依據設有 靜電電荷之板形元件（4 )使板形元件（4 )上不會發生 不期望之靜電放電。 2·如申請專利範圍第1項之上升-與支撐裝置，其中 各銷（2 )可下降至基板（1 )中所設置之銷孔（3 )中。 3. 如申請專利範圍第1或2項之上升-與支撐裝置， 其中基板（1 )由金屬所形成。 4. 一種上升-與支撐裝置，其用來操控及放置面積特 別大之板形元件（4 )，特別是用在電漿製程設備中， 此裝置具有金屬基底元件（1)，其上配置多個銷（2) ，各銷（2 )可下降至基底元件（1 )中所設置之銷孔（3 ) 中’操控時或進行電漿處理時板形元件（4 )可放置在 銷之末端（9 )上，其特徵爲： 銷孔（3 )或銷（2 )之直徑須選擇成很小，以便依據 該即將由電漿所處理之板形元件（4)而在各銷孔（3 ) 1224842 六、申請專利範圍 或各銷（2 )之區域中防止電獎之干擾。 5. 如申請專利範圍第4項之上升一與支撐裝置，其中 各銷（2 )由介電質材料所形成。 6. 如申請專利範圍第4或5項之上升-與支撐裝置， 其中各銷（2 )之直徑小於電漿包封面之厚度。 7·如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中各銷（2 )之直徑小於其可突出於基板（丨）之長度 (h 1 )之1 5分之一。 8·如申請專利範圍第7項之上升-與支撐裝置，其中 各銷（2)之直徑小於3mm，較佳是小於2mm，特別是 等於1 . 8 m m。 9.如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中每m2基板面積之銷（2 )之數目大於5，較佳是 大於1 0，特別是大於1 5。 10·如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中各銷（2)之平均距離不大於300mm且各銷（2)均 勻地分佈於基板（1 )上。 11·如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中各銷（2 )由介電常數較小之介電質所形成。 12·如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中各銷（2 )由彈性材料所形成。 13.如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中各銷（2 )由聚合物，特別是由聚四氟乙烯，聚異 1224842 六、申請專利範圍 丁烯，聚丙烯酸酯或聚乙烯所形成，或由陶瓷，特 別是石英，堇青石，氧化鋁，或鉻石所形成。 14·如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中各銷配置成可圍繞其縱軸而旋轉。 15.如申請專利圍第1 4項之上升-與支撐裝置，其中 銷可沿者其縱軸而進行一種振動式之偏移。 16·如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中設有二組互相獨立之銷，其允許互相獨立之上 升移動及下降移動。 17.如申請專利範圍第1或4項之上升-與支撐裝置， 其中各銷在其末端（其上放置板形之元件）具有一種 已拋光之平滑表面及/或具有一種摩擦係數較小之 塗層。 18·如申請專利範圍第1 6項之上升-與支撐裝置，其中 各銷在其末端（其上放置板形之元件）具有一種已拋 光之平滑表面及/或具有一種摩擦係數較小之塗層 〇 19. 一種板形基板之加工方法，特別是藉由塗層法，較 佳是PECVD法，或藉由蝕刻，特別是乾式蝕刻或電 漿蝕刻，來對介電質基板（特別是玻璃或半導體材料） 進行加工，其特徵爲： 板形之基板在申請專利範圍第1至1 8項中任一項 之上升-與支撐裝置上移動，特別是可上升及/或 1224842 六、申請專利範圍 取F及/或放置著。 20· —種板形基板加工用之裝置，特別是藉由塗層法， 較佳是藉由PECVD法，或藉由蝕刻，特別是乾式蝕 刻或電漿蝕刻，來對介電質基板（例如，玻璃或半導 體材料）進行加工，其特徵爲：該裝置包含多個如申 請專利範圍第1至1 8項中任一項之上升一與支撐裝 置以操控及存放板形之基板，該基扳藉由上升一與 支撐裝置而移動，特別是可上升及/或取下及/或 放置著。 1224842

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