用于检查用于基板处理的静电卡盘的装置和方法与流程

本文描述的本公开的实施例涉及用于检查用于基板处理的静电卡盘的装置和方法，更具体地，涉及能够使用超声波检查静电卡盘的用于检查静电卡盘的装置和方法。

背景技术：

1、通常，静电卡盘(esc)利用静电力吸附物体如基板。静电卡盘的总静电力(f总)由f库仑和约翰逊-拉贝希姆(johnson-labeckheem,fj-r)的和来表示，其中f库仑表示为α*0.5*ε1*ε2*a1*(v1/d1)2(α＝常数，ε1＝真空介电常数，ε2＝特定介电常数，a1＝非接触区域的面积，v1＝施加的电压，以及d1＝介电材料的厚度)，并且约翰逊-拉贝力表示为β*0.5*ε2*a2*(v2/d2)2(β＝常数，ε2＝真空介电常数，a2＝接触区域的面积，v2＝施加的电压，以及d2＝陶瓷表面的粗糙度)。

2、在这种情况下，当构成静电卡盘的陶瓷的电阻为1e16或更高时，库仑力形成的力明显大于约翰逊-拉贝力的力。因此，其中基板与电极重叠的接触区域的面积(a2)不会产生很大的影响。因此，当关闭电极的电压时，基板容易与静电卡盘分离。

3、然而，当构成静电卡盘的陶瓷的电阻在1e9至1e13的范围内时，约翰逊-拉贝力大大增加。因此，其中基板与电极重叠的接触区域的面积(a2)会产生很大的影响。因此，当关闭电极的电压时，基板不容易与静电卡盘分离。在这种情况下，当电极的直径增加1mm时，其中基板与电极重叠的接触区域的面积()增加10％或更多。因此，当关闭电极的电压时，基板不会与静电卡盘分离。

4、因此，在检查静电卡盘时，应检查电极的面积。然而，根据检查静电卡盘的传统方法，还没有提出检查电极面积的技术方案。

5、同时，在无损检测中，存在超声波检测方法，其仅用于探测物体内部，以检查物体内部产生的裂纹或孔隙。当通过超声波检测方法计算静电卡盘相对于电极的偏移度、电极的面积或电极的厚度时，用于计算的附加技术方案是必要的。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供了用于检查用于基板处理的静电卡盘的装置和方法，其能够在检查静电卡盘时通过使用超声波来测量静电卡盘相对于电极的偏移现象。

2、本发明的实施例提供了用于检查用于基板处理的静电卡盘的装置和方法，其能够在检查静电卡盘时通过使用超声波来测量静电卡盘的电极面积。

3、此外，本发明的实施例提供了用于检查用于基板处理的静电卡盘的装置和方法，其能够在检查静电卡盘时通过使用超声波测量静电卡盘的厚度。

4、根据实施例，用于检查用于基板处理的静电卡盘的装置包括：静电卡盘，其包括陶瓷层和电极层，电极层联接到陶瓷层的内部；超声波传感器单元，其设置在静电卡盘上，以允许超声波入射到静电卡盘中，并将穿过静电卡盘反射的反射信号转换为超声波电压信号；以及超声波检查单元，其配置成基于超声波电压信号的大小值来划分陶瓷层和电极层。

5、根据实施例，超声波检查单元包括图像变换单元，其电连接至超声波传感器单元，以从超声波传感器单元接收静电卡盘的整个待检查区域的超声波电压信号，并将超声波电压信号转换为超声波图像信息。

6、根据本公开的实施例，构成超声波图像信息的像素值被设置为对于超声电压信号的电压幅度大小的等级具有不同的亮度。

7、根据实施例，超声波检查单元还包括比例转换单元，其通过与图像变换单元交互来接收静电卡盘的超声波图像信息，以调整所接收到的静电卡盘的超声波图像信息的比例，使得静电卡盘的超声波图像信息的比例与静电卡盘的实际尺寸相匹配。

8、根据实施例，超声波检查单元还包括非重叠区域提取单元，其用于接收静电卡盘的、具有通过与比例转换单元交互而调整的实际比例的超声波图像信息，并基于所接收到的静电卡盘的超声波图像信息来提取其中陶瓷层与电极层不重叠的非重叠区域。

9、根据实施例，超声波检查单元还包括电极间距计算单元，其通过与非重叠区域提取单元交互来接收非重叠区域的内边界线和外边界线的像素坐标值，计算内边界线和外边界线之间的宽度，并计算陶瓷层和电极层之间的间距。

10、根据实施例，超声波检查单元还包括电极面积计算单元，其通过与电极间距计算单元交互来接收间距，在其中存储了直径值的状态下，从先前测量的陶瓷层直径值中减去间距，并通过圆形面积公式(半径*圆周长)计算电极层的面积。

11、根据实施例，超声波检查单元包括电极厚度计算单元，其通过下面的等式1计算电极层的厚度，

12、等式1

13、s0＝0.5*v1(t1-t0)

14、(s0＝电极层的厚度，v1＝超声波通过电极层时的声速，t1＝从超声波传感器单元输出的超声波通过电极层被反射所用的时间，以及t0＝超声波发生器直到产生超声波电压信号的测量延迟时间)。

15、根据实施例，当执行探测操作时，超声波传感器单元通过允许超声波的焦点存在于陶瓷层的表面上来执行探测操作。

16、根据实施例，该装置还可以包括检查水箱单元，其用于容纳液体介质，使得静电卡盘浸入液体介质中。

17、根据实施例，超声波传感器单元浸入液体介质中，并设置为与静电卡盘隔开。

18、根据实施例，用于检查用于基板处理的静电卡盘的方法，该方法包括：当超声波传感器单元产生超声波时，操作超声波传感器单元从而以电压波形的形式输出反射波，反射波在超声波穿过静电卡盘后返回；并且通过图像变换单元分析由超声波传感器单元检测的反射信号的电压波形的大小值生成超声波图像，以生成静电卡盘的超声波图像信息，该超声波图像信息对于电压波形的大小值的每个等级而形成有不同的亮度。

19、根据实施例，用于检查用于基板处理的静电卡盘的方法还包括：通过比例转换单元调整超声波图像的比例，以通过与图像变换单元交互来接收静电卡盘的超声波图像信息，从而调整静电卡盘的超声波图像信息的比例，使得静电卡盘的超声波图像信息的比例与静电卡盘的实际尺寸相匹配。

20、根据实施例，用于检查用于基板处理的静电卡盘的方法还包括：由非重叠区域提取单元通过接收实际尺寸通过与比例转换单元交互进行调整的静电卡盘的超声波图像信息提取非重叠区域，并执行划分工作，使得在像素亮度中具有相互不同的信息的区域被划分为具有经调整的比例的静电卡盘的超声波图像信息的区域，通过电极间距计算单元计算在非重叠区域提取单元中划分的非重叠区域之间的间距，并且在其中存储了直径值的状态下，从先前测量的陶瓷层直径值中减去间距，以通过圆形面积公式计算电极层的面积。

21、根据实施例，用于检查用于基板处理的静电卡盘的方法还包括：通过电极厚度计算单元测量来自超声波传感器单元的电极层，以测量直到超声波通过电极层被反射所用的时间(t1)，并使用下面的包括先前存储的常数值的等式1来计算电极层的厚度，

22、等式1

23、s0＝0.5*v1(t1-t0)

24、(s0＝电极层的厚度，v1＝超声波通过电极层时的声速，t1＝从超声波传感器单元输出的超声波通过电极层被反射所用的时间，以及t0＝超声波发生器直到产生超声波电压信号的测量延迟时间)。

25、根据实施例，用于检查用于基板处理的静电卡盘的方法还包括：在驱动超声波传感器单元之前，通过将静电卡盘设置在充有液体介质的检查水箱单元中来设置基板。

26、根据实施例，在检查用于基板处理的静电卡盘的方法中，在设置基板时，超声波传感器单元浸入液体介质中，并设置成与静电卡盘隔开。

27、根据实施例，用于检查用于基板处理的静电卡盘的方法还包括：在驱动超声波传感器单元之前，通过由扫描驱动单元将超声波传感器单元移动至预设驱动命令上的检查点来设置超声波传感器单元。

28、根据实施例，在检查用于基板处理的静电卡盘的方法中，构成超声波图像信息的像素值被设置为对于超声电压信号的电压幅度大小的等级而具有不同的亮度。

29、根据实施例，用于检查用于基板处理的静电卡盘的装置包括：静电卡盘，其包括陶瓷层和电极层，电极层联接到陶瓷层的内部；超声波传感器单元，其设置在静电卡盘上，以允许超声波入射到静电卡盘中，并将穿过静电卡盘反射的反射信号转换为超声波电压信号；以及超声波检查单元，其配置成基于超声波电压信号的大小值来划分陶瓷层和电极层。

30、超声波检查单元包括：图像变换单元，其电连接至超声波传感器单元，以从超声波传感器单元接收静电卡盘的整个待检查区域的超声波电压信号，并将超声波电压信号转换为超声波图像信息。

31、构成超声波图像信息的像素值被设置为对于超声电压信号的电压幅度大小的等级具有不同的亮度。

32、超声波检查单元还包括：比例转换单元，其通过与图像变换单元交互来接收静电卡盘的超声波图像信息，以调整所接收到的静电卡盘的超声波图像信息的比例，使得静电卡盘的超声波图像信息的比例与静电卡盘的实际尺寸相匹配。

33、超声波检查单元还包括非重叠区域提取单元，其用于接收静电卡盘的、具有通过与比例转换单元交互而调整的实际比例的超声波图像信息，并基于所接收到的静电卡盘的超声波图像信息来提取陶瓷层与电极层不重叠的非重叠区域。

34、超声波检查单元还包括：电极间距计算单元，其通过与非重叠区域提取单元交互来接收非重叠区域的内边界线和外边界线的像素坐标值，计算内边界线和外边界线之间的宽度，并计算陶瓷层和电极层之间的间距。

35、超声波检查单元还包括：电极面积计算单元，其通过与电极间距计算单元交互来接收间距，在其中存储了直径值的状态下，从先前测量的陶瓷层直径值中减去间距，并通过圆形面积公式(半径*圆周长)计算电极层的面积。

36、超声波检查单元还包括：电极厚度计算单元，其通过下面的等式1计算电极层的厚度，

37、等式1

38、s0＝0.5*v1(t1-t0)

39、(s0＝电极层的厚度，v1＝超声波通过电极层时的声速，t1＝从超声波传感器单元输出的超声波通过电极层被反射所用的时间，以及t0＝超声波发生器直到产生超声波电压信号的测量延迟时间)。

40、当执行探测操作时，超声波传感器单元通过允许超声波的焦点存在于陶瓷层的表面上来执行探测操作。

41、该装置还包括检查水箱单元，其用于容纳液体介质，使得静电卡盘浸入液体介质中。

42、超声波传感器单元浸入液体介质中，并设置为与静电卡盘隔开。