CN116666256A - 基板蚀刻处理装置及基板边缘的蚀刻控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基板蚀刻处理装置及基板边缘的蚀刻控制方法，基板蚀刻处理装置包括：基板支撑装置，包括吸盘底座和吸盘销，吸盘底座以能够水平旋转的方式配置，吸盘销设置在吸盘底座的上部，用于支撑基板，在基板支撑装置形成有从吸盘底座的底部面中心沿着上下方向朝向吸盘底座的内部延伸的吹扫气体流入孔，并形成有从吹扫气体流入孔沿着半径方向延伸并向上方延伸来贯通吸盘底座的上部面的吹扫气体排出孔；吹扫气体供给组装体，用于向吹扫气体流入孔供给吹扫气体；药液供给单元，用于向基板的上部供给药液；碗组装体，包括以包围基板支撑装置的周围并能够升降的方式设置的碗；以及风扇过滤单元，在基板支撑装置的上部隔开配置。

Description

基板蚀刻处理装置及基板边缘的蚀刻控制方法
技术领域
本发明涉及基板蚀刻处理装置及基板边缘的蚀刻控制方法，更详细地，涉及如下的基板蚀刻处理装置及基板边缘的蚀刻控制方法，即，在形成有电路的基板的工序处理面朝下的状态下，用于在利用药液来蚀刻基板的周围边缘的基板蚀刻处理装置中调节蚀刻量等。
背景技术
通常，基板的电路形成工序包括在基板的一面执行的氧化、光刻、蚀刻、蒸镀及金属配线等多种作业。
经过这种作业，各种异物将附着在基板的边缘部分并形成层。
因此，无法使用基板的边缘部分，且不会形成实际电路。
但是，为了进行作业，当吸盘把持上述基板的边缘部分时，在所附着的异物部分发生龟裂并向内侧传播，或者产生颗粒并进入到基板的内侧，从而很难形成电路。
为了解决这种问题，需要预先蚀刻基板周围边缘的异物层来去除，图1简要示出基板的蚀刻工序。
另一方面，这种边缘蚀刻大体分为湿式蚀刻方法和干式蚀刻方法。
作为代表性的湿式蚀刻方法，为如下方式，即，在基板的上部面中，在通过掩膜保护非蚀刻部分之后，将其浸泡在装有药液(蚀刻液)的槽(bath)来蚀刻基板的边缘蚀刻部分。
而且，干式蚀刻方法为如下方式，即，产生等离子并激励反应气体来蚀刻基板的边缘。
在此情况下，在蚀刻基板的边缘的情况下，若沿着周围方向处理成过大的宽度，则实际电路使用部分变少，效率低下，若处理成较小的宽度，则当通过吸盘把持时，依然存在部分破损的忧虑，因此需要维持在适当范围。
现有的湿式蚀刻方法具有通过掩膜保护形成有图案部的部分的过程和在进行蚀刻后再次去除的过程，因此，作业时间较长且结构复杂。
进而，在调节蚀刻部分的宽度的情况下，需要将上述掩膜蚀刻变更成其他直径的掩膜，因此，变得麻烦且需要更长的作业时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国授权专利公报第10-1359402号(2014年01月29日)
发明内容
本发明为了解决上述现有技术的问题而提出，本发明的目的在于，提供如下的基板蚀刻处理装置及基板边缘的蚀刻控制方法，即，可在吸盘底座上下颠倒配置基板来使其在形成有电路的工序处理面朝下的状态下进行旋转并执行蚀刻作业，向上部面供给药液，在下方供给N2等吹扫气体并进行蚀刻来维持规定的蚀刻量。
为了实现上述目的，本发明的基板边缘的蚀刻装置的特征在于，包括：基板支撑装置，包括吸盘底座和吸盘销，上述吸盘底座以能够水平旋转的方式配置，上述吸盘销设置在上述吸盘底座的上部，用于支撑基板，在上述基板支撑装置形成有从上述吸盘底座的底部面中心沿着上下方向朝向上述吸盘底座的内部延伸的吹扫气体流入孔，并形成有从上述吹扫气体流入孔沿着半径方向延伸并向上方延伸来贯通上述吸盘底座的上部面的吹扫气体排出孔；吹扫气体供给组装体，用于向上述吹扫气体流入孔供给吹扫气体；药液供给单元，用于向上述基板的上部供给药液；碗组装体，包括以包围上述基板支撑装置的周围并能够升降的方式设置的碗；以及风扇过滤单元，在上述基板支撑装置的上部隔开配置。
对在本发明的基板蚀刻处理装置中的基板边缘进行的蚀刻控制方法的特征在于，通过调节上述基板支撑装置的转速、从上述吹扫气体供给组装体供给的吹扫气体的流量、从上述药液供给单元供给的药液的流量及上述碗的高度中的一个以上来调节蚀刻量。
本发明的特征在于，当蚀刻量未达到规定的基准值时，减少基板支撑装置的转速，当超出基准值时，增加基板支撑装置的转速，从而使蚀刻量符合基准值。
本发明的特征在于，当蚀刻量未达到规定的基准值时，减少吹扫气体的流量，当超出基准值时，增加吹扫气体的流量，从而使蚀刻量符合基准值。
本发明的特征在于，当蚀刻量未达到规定的基准值时，增加药液的流量，当超出基准值时，减少药液的流量，从而使蚀刻量符合基准值。
本发明的特征在于，当蚀刻量未达到规定的基准值时，增加碗的高度来减少经过碗与基板边缘之间的空气的流速，当超出基准值时，减少碗的高度来提高上述空气的流速，从而使蚀刻量符合基准值。
本发明的特征在于，通过调节上述基板支撑装置的转速、从上述吹扫气体供给组装体供给的吹扫气体的流量、从上述药液供给单元供给的药液的流量及上述碗的高度中的一个以上来调节基板下部面边缘的不均匀的侵入蚀刻部数量。
本发明的特征在于，上述侵入蚀刻部数量被调节成2个以下。
根据上述结构的本发明，本发明包括：基板支撑装置，包括吸盘底座和吸盘销的基板支撑装置，上述吸盘底座以可水平旋转的方式配置，上述吸盘销设置在上述吸盘底座的上部，用于支撑基板，在上述基板支撑装置形成有从上述吸盘底座的底部中心沿着上下方向朝向上述吸盘底座的内部延伸的吹扫气体流入孔，并形成有从上述吹扫气体流入孔沿着半径方向延伸并向上方延伸来贯通上述吸盘底座的上部面的吹扫气体排出孔；吹扫气体供给组装体，向上述吹扫气体流入孔供给吹扫气体；药液供给单元，向上述基板的上部供给药液；碗组装体，包括以包围上述基板支撑装置的周围并可升降移动的方式设置的碗；以及风扇过滤单元，在上述基板支撑装置的上部隔开配置，在吸盘底座上下颠倒配置基板来使其在形成有电路的基板的工序处理面朝下的状态下进行旋转，向上部面供给药液，在下方供给N2等吹扫气体并进行蚀刻，从而可以在基板的边缘面维持规定的蚀刻量。
并且，根据本发明，本发明具有如下优点，即，可通过调节基板支撑装置的转速、从吹扫气体供给组装体供给的吹扫气体的流量、从药液供给单元供给的药液的流量及碗的高度中的一个以上来调节蚀刻量，因此，结构变得简单且操作轻松。
并且，根据本发明，本发明具有如下优点，即，可通过调节基板支撑装置的转速、从吹扫气体供给组装体供给的吹扫气体的流量、从药液供给单元供给的药液的流量及碗的高度中的一个以上来调节基板下部面边缘的不均匀的侵入蚀刻部数量。
附图说明
图1为示出在基板中的边缘蚀刻工序的图。
图2为示出本发明的基板蚀刻处理装置的结构的纵向剖视图。
图3为示出图2中的基板支撑装置和吹扫气体供给组装体的结构的纵向剖视图。
图4为示出本发明的基板支撑装置的转速与蚀刻量之间的关系的图表。
图5为示出本发明的吹扫气体的流量与蚀刻量之间的关系的图表。
图6为示出本发明的供给的药液的流量与蚀刻量之间的关系的图表。
图7为示出本发明的碗的高度与蚀刻量之间的关系的图表。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。
如图2和图3所示，本发明的基板边缘蚀刻装置1000包括：基板支撑装置100，包括吸盘底座110和吸盘销120，上述吸盘底座110以可水平旋转的方式配置，上述吸盘销120设置在上述吸盘底座110的上部，用于支撑基板W，在上述基板支撑装置100形成有从上述吸盘底座110的底部面中心沿着上下方向朝向上述吸盘底座110的内部延伸的吹扫气体流入孔111，并形成有从上述吹扫气体流入孔111沿着半径方向延伸并向上方延伸来贯通上述吸盘底座110的上部面的吹扫气体排出孔112；吹扫气体供给组装体300，用于向上述吹扫气体流入孔111供给吹扫气体；药液供给单元600，用于向上述基板W的上部供给药液；碗组装体700，包括以包围上述基板支撑装置100的周围并以可升降移动的方式设置的碗710；以及风扇过滤单元(未图示)，在上述基板支撑装置100的上部隔开配置。
根据上述结构，在吸盘底座110上下颠倒配置基板W来使其在形成电路形成层W1的工序处理面朝下的状态下进行旋转，通过药液供给单元600向基板W的上部面(即，背面)供给药液，在下部面(即，工序处理面)，从吹扫气体供给组装体300供给N2等吹扫气体来防止药液从基板W的边缘向内侧流入。
上述吹扫气体从上述吹扫气体流入孔111流入并经过吹扫气体排出孔112来通过上述基板W和吸盘底座110的上部面之间的空间排出。
若向基板W的上部面供给药液，则在基板W的边缘中，通过药液的表面张力稍微进入到基板W的半径方向内侧并通过多种因素再次向外部脱离并排出，以此干净地蚀刻边缘。
如上所述，上述吹扫气体是为了防止空气中的颗粒等从基板的边缘流入到电路形成层W1侧而供给的气体，代表性地，可以采用N2等惰性气体。
上述碗组装体700为接收从旋转的上述基板W和吸盘底座110飞散的药液来排出的结构要素，包括上述碗710和驱动单元720，上述驱动单元720为用于使上述碗710升降移动的马达或压力气缸等。
并且，上述碗组装体700的碗710可形成多个，以沿着半径方向重叠的方式配置，通过与各个碗710连接的额外的驱动单元720单独升降移动。
上述风扇过滤单元设置在收容基板蚀刻处理装置1000的腔室(未图示)的上部，用于向内部供给经过滤的外部空气。
以下，参照图2和图3，说明以上未说明的结构要素。如上所述，后述的吹扫气体供给组装体300仅为一实施例，可具有此外的多种变形。
上述吹扫气体供给组装体300包括：吹扫气体引导管310，当从俯视图观察时，以沿着半径方向隔开的状态包围上述吹扫气体流入孔111的周围，当从侧面观察时，沿着上下方向贯通形成中孔311；以及中空管形态的吹扫气体引导管支撑轴320，以从上述吹扫气体引导管310的上端沿着半径方向外侧隔开的状态重叠连接，为了旋转支撑上述驱动轴210而设置轴承400。
根据这种结构，在N2等吹扫气体通过上述吹扫气体引导管310流入之后，一部分通过吹扫气体流入孔111来通过形成在吸盘底座110的吹扫气体排出孔112排向基板W与吸盘底座110的上部面之间来执行吹扫功能，同时，剩余一部分通过上述吹扫气体流入孔111与吹扫气体引导管310之间的通路和轴承400沿着远离基板W的方向排向外部，因此，可以防止外部的颗粒通过轴承400流入到基板W。
尤其，若吹扫气体导入管113以与上述吹扫气体流入孔111连通的方式从上述吸盘底座110的底部向下方延伸形成，且上述吹扫气体导入管113与吹扫气体引导管310之间沿着半径方向隔开配置，则可以预先明确区分上述剩余一部分气体所经过的通路，从而，吹扫气体的流量可以比较准确地分割并流入。
根据这种结构，上述吹扫气体导入管113与吹扫气体引导管310之间的通路P1、上述吸盘底座110的底部与吹扫气体引导管310的上端之间的通路P2、上述吹扫气体引导管支撑轴320与驱动轴210之间的通路P3形成吹扫气体的第一排出管路EX1。
吹扫气体通过上述第一排出管路EX1向外部排出，外部气流无法通过轴承400进入到吹扫区域，因此，可以避免形成有电路的基板W的电路形成层W1受损的情况，不仅如此，通过驱动轴210和吸盘底座110的连接部170流入的颗粒也可轻松向外部排出。
上述轴承400也可以采用滚动轴承或磁轴承等非接触式轴承。
并且，在上述吹扫气体引导管310的上部，沿着周围方向相互隔开形成有多个连通孔312，从而，上述吹扫气体引导管310与吹扫气体导入管113之间的通路P1、上述连通孔312、上述吹扫气体引导管310与吹扫气体引导管支撑轴320之间的通路P4可以形成吹扫气体的第二排出管路EX2。
根据这种结构，在进入到上述吹扫气体引导管310与吹扫气体导入管113之间的通路P1的吹扫气体中，除通过第一排出管路EX1的一部分之外的剩余部分通过上述第二排出管路EX2排出，因此，可以完全排出上述吹扫气体引导管310与吹扫气体引导管支撑轴320之间的剩余异物。
即，当吸盘底座110旋转时，上述吹扫气体引导管310与吹扫气体引导管支撑轴320之间的连接部周边的压力将下降，从而可以防止颗粒通过上述吹扫气体引导管310与吹扫气体引导管支撑轴320之间的组装结构之间的微细的缝隙从外部气流流入。
并且，当从俯视图观察时，在上述吸盘底座110的上部面中心形成与上述吹扫气体排出孔112连通的旁通通路114，从而可以防止在吸盘底座110与基板W之间的空间S发生负压，以防止基板W朝向吸盘底座110的上部面下垂或外部的颗粒聚集在上述空间。
并且，当从纵向剖视图观察上述吸盘底座110时，优选地，以上述吹扫气体排出孔112为中心形成在内侧的内侧部115的高度低于形成在外侧的外侧部116的高度(参照图3的附图标记“t”)，从而防止因上述基板W下垂而接触吸盘底座110的内侧部115的上部面。
在构成上述吹扫气体供给组装体300的吹扫气体引导管310的下端开口连接用于连接设置质量流量计390(MFC)的管道370的管接头380。
以下，参照图4至图7说明在上述基板蚀刻处理装置1000中用于调节蚀刻量(蚀刻部的宽度)的蚀刻控制方法的实施例。
图4至图7为示出通过实际实验导出的数值的图表，各个条件如表所示。
并且，虚线为将蚀刻量的个别值线性化处理来示出整体蚀刻量的趋势的线图。
第一，可通过调节上述基板支撑装置100的转速来调节蚀刻量。
例如，如图4所示，呈现出基板支撑装置100的转速越增加，蚀刻量越减少的倾向。
这是因为当基板W的转速增加时，作用于粘结在基板W的下部面的药液的离心力也将一同增加，从而轻松克服对于基板W的药液的表面张力并脱离。
作为参考，为了获得基板支撑装置100的转速与蚀刻量之间的关系，吹扫气体的流量为180LPM，药液的流量为1300cc/min，相对于基板W的碗710上端的高度h为12mm。
由此，当蚀刻量未达到规定的基准值时，可减少基板支撑装置100的转速，当超出基准值时，增加基板支撑装置100的转速来使蚀刻量轻松符合基准值。
第二，可通过调节从上述吹扫气体供给单元300供给的吹扫气体的流量来调节蚀刻量。
例如，如图5所示，呈现出吹扫气体的流量越增加，蚀刻量越减少的倾向。
这是因为当从上述吹扫气体供给单元300供给的吹扫气体的流量增加时，通过基板W与吸盘底座110的上部面之间的吹扫气体的流量也将增加，因所通过的吹扫气体，粘结在基板W的药液被卷入，从而轻松克服对于基板W的药液的表面张力并脱离。
作为参考，为了获得吹扫气体的流量与蚀刻量之间的关系，基板支撑装置100的转速为1800RPM，药液的流量为1300cc/min，相对于基板W的碗710上端的高度为12mm。
由此，当蚀刻量未达到规定基准值时，减少吹扫气体的流量，当超出基准值时，增加吹扫气体的流量来使蚀刻量轻松符合基准值。
第三，可通过调节从上述药液供给单元供给的药液的流量来调节蚀刻量。
例如，如图6所示，呈现出药液的流量越增加，蚀刻量越增加的倾向，但可知存在适当的阈值。
这是因为当从上述药液供给单元600供给的药液的流量增加，朝向基板W的中心的药液的流动量变多，从而通过表面张力发生向内侧进一步移动的动力，因此，当药液的流量超出规定阈值时，超出其阈值以上部分起到剩余部分的作用，且不再起到用于向基板W内侧移动的动力的作用。
作为参考，为了获得药液的流量与蚀刻量之间的关系，基板支撑装置100的转速为1800RPM，吹扫气体的流量为200LPM，相对于基板W的碗710上端的高度为12mm。
由此，在药液的流量与蚀刻量之间存在关系的范围内，当蚀刻量未达到规定基准值时，可以试图增加药液的流量，当超出基准值时，通过试图减少药液的流量来使蚀刻量轻松符合基准值。
第四，可通过调节上述碗710的高度h来调节上述碗710与基板W边缘之间的间隔来调节蚀刻量。
例如，如图7所示，呈现出上述间隔越减少，蚀刻量越减少的倾向。
这是因为当上述碗710与基板W边缘之间的间隔减少时，从配置在基板W的上方的风扇过滤单元供给的空气的速度将增加，局部压力降低，因此，粘结在基板W的药液将卷入，从而轻松克服对于基板W的药液的表面张力并脱离。
如图2所示，可通过调节相对于基板W的碗710的高度来调节上述碗710与基板W边缘之间的间隔，例如，上述碗710的高度越增加，上述间隔将变宽。
作为参考，为了获得上述碗710的高度与蚀刻量之间的关系，基板支撑装置100的转速为1800RPM，吹扫气体的流量为200LPM，药液的流量为1300cc。
由此，当蚀刻量未达到规定的基准值时，增加碗710的高度来减少空气的流速，当超出基准值时，降低碗710的高度来提高空气的流速，由此，可以使蚀刻量轻松符合基准值。
另一方面，在图4至图7中，侵入蚀刻部数量为如下部位的数量，即，未实现药液脱离的力与表面张力之间的完全均衡，从而沿着基板下部面的周围，蚀刻部的边界无法形成圆形，而是向半径方向内侧侵入的部位的数量，如在其线图中所示，当需要脱离的药液的动力不足时发生多个。
优选地，满足蚀刻量并使侵入蚀刻部数量维持在0(没有的状态)，但在不可避免的情况下，最大为2个。
本发明的实施例仅为例示性实施例，本技术领域的普通技术人员将理解，在所附发明要求保护范围内，多种变形及等同的其他实施例是可行的。

Claims (8)

1.一种基板蚀刻处理装置，其特征在于，包括：
基板支撑装置，包括吸盘底座和吸盘销，上述吸盘底座以能够水平旋转的方式配置，上述吸盘销设置在上述吸盘底座的上部，用于支撑基板，在上述基板支撑装置形成有从上述吸盘底座的底部面中心沿着上下方向朝向上述吸盘底座的内部延伸的吹扫气体流入孔，并形成有从上述吹扫气体流入孔沿着半径方向延伸并向上方延伸来贯通上述吸盘底座的上部面的吹扫气体排出孔；
吹扫气体供给组装体，用于向上述吹扫气体流入孔供给吹扫气体；
药液供给单元，用于向上述基板的上部供给药液；
碗组装体，包括以包围上述基板支撑装置的周围并能够升降的方式设置的碗；以及
风扇过滤单元，在上述基板支撑装置的上部隔开配置。
2.一种基板边缘的蚀刻控制方法，作为对根据权利要求1所述的基板蚀刻处理装置中的基板边缘进行的蚀刻控制方法，其特征在于，通过调节上述基板支撑装置的转速、从上述吹扫气体供给组装体供给的吹扫气体的流量、从上述药液供给单元供给的药液的流量及上述碗的高度中的一个以上来调节蚀刻量。
3.根据权利要求2所述的基板边缘的蚀刻控制方法，其特征在于，当蚀刻量未达到规定的基准值时，减少基板支撑装置的转速，当超出基准值时，增加基板支撑装置的转速，从而使蚀刻量符合基准值。
4.根据权利要求2所述的基板边缘的蚀刻控制方法，其特征在于，当蚀刻量未达到规定的基准值时，减少吹扫气体的流量，当超出基准值时，增加吹扫气体的流量，从而使蚀刻量符合基准值。
5.根据权利要求2所述的基板边缘的蚀刻控制方法，其特征在于，当蚀刻量未达到规定的基准值时，增加药液的流量，当超出基准值时，减少药液的流量，从而使蚀刻量符合基准值。
6.根据权利要求2所述的基板边缘的蚀刻控制方法，其特征在于，当蚀刻量未达到规定的基准值时，增加碗的高度来减少经过碗与基板边缘之间的空气的流速，当超出基准值时，减少碗的高度来提高上述空气的流速，从而使蚀刻量符合基准值。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的基板边缘的蚀刻控制方法，其特征在于，通过调节上述基板支撑装置的转速、从上述吹扫气体供给组装体供给的吹扫气体的流量、从上述药液供给单元供给的药液的流量及上述碗的高度中的一个以上来调节基板下部面边缘的不均匀的侵入蚀刻部数量。
8.根据权利要求7所述的基板边缘的蚀刻控制方法，其特征在于，上述侵入蚀刻部数量被调节成2个以下。
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