DE112016006567T5

DE112016006567T5 - Substratansaugstufe, substratbehandlungsvorrichtung und substratbehandlungsverfahren

Info

Publication number: DE112016006567T5
Application number: DE112016006567.1T
Authority: DE
Inventors: Tamio Matsumura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: JP6443582B2; TWI602255B; JPWO2017154173A1; WO2017154173A1; CN108701639A; TW201732981A; CN108701639B; US20180304408A1; US10882141B2; DE112016006567B4

Abstract

Eine Substratansaugstufe umfasst eine Substrattrageinheit mit einer Oberseite, einer darin ausgebildeten Kavität, einer darin ausgebildeten Ejektionsbohrung, die sich von der Kavität zu der Oberseite erstreckt, und einer darin ausgebildeten Ansaugbohrung zum Verbinden der Ejektionsbohrung und der Oberseite, und eine Gasversorgungseinheit zum Zuführen eines Gases in die Kavität, wobei die Ejektionsbohrung in einer Draufsicht die Ansaugbohrung umgibt, und wenn ein Gas in die Kavität zugeführt wird, wird das Gas in der Ansaugbohrung über die Ejektionsbohrung nach außen abgeführt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Substratansaugstufe, eine Substratbehandlungsvorrichtung und ein Substratbehandlungsverfahren, die verwendet werden, wenn ein Substrat einer Flüssigkeitsbehandlung unterworfen wird.
Hintergrund
Beispielsweise wird in einem Wafer-Prozess für ein Leistungsgerät oder dergleichen in manchen Fällen, nachdem ein Transistor an der Oberfläche eines FZ-Wafers ausgebildet worden ist, die Rückseite des Wafers angeschliffen, und eine Ionenimplantation wird an der angeschliffenen Rückseite durchgeführt oder eine metallische Elektrodenschicht wird an der angeschliffenen Rückseite ausgebildet. Wenn die Dicke eines Wafers als ein Ergebnis des Anschleifens des Wafers auf beispielsweise 100 µm oder weniger reduziert wird, verzieht sich der Wafer um mehrere Millimeter, was es unmöglich macht, den Wafer in einer lonenimplantationsvorrichtung oder dergleichen zu bringen.
Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem lediglich das Innere eines Wafers ausgehöhlt wird, während die Randseite des Wafers um mehrere Millimeter belassen wird, um einen Verzug des Wafers zu unterdrücken. Der Abschnitt, der auf der Randseite dick belassen wird, wird als Ringabschnitt bezeichnet. Es ist erforderlich, abschließend den Ringabschnitt von dem Wafer abzutrennen. Ein Verfahren, das einen Wassersäulenlaser zum Abtrennen des Ringabschnitts verwendet, ist bekannt. Der Wassersäulenlaser ist ein YAG-Laserstrahl, der in eine Hochdruck-Wassersäule eingeführt wird, die einen Durchmesser von mehreren zehn µm aufweist. Wasser, das für den Wassersäulenlaser verwendet wird, wird mit abgeschliffenen Resten verunreinigt. Wenn die abgeschliffenen Reste an einem Wafer anhaften, verursachen sie Fremdmaterialien oder Flecken, was in einem Abfallen des Ertrags von nicht-defekten Produkten resultiert. Wenn ein solches Wasser in den Raum zwischen einer Stufe und der Rückseite eines Wafers eindringt, hindert dies des Weiteren den Wafer daran, von der Stufe getrennt werden zu können, und der Wafer kann brechen.
Patentliteratur 1 offenbart eine Substratansaugstufe zum Ansaugen eines Substrats unter Vakuum.
Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2014-086638A
Zusammenfassung
Technisches Problem
Wenn ein Substrat einer Flüssigkeitsbehandlung unterworfen wird, sollte die Flüssigkeit davon abgehalten werden, in die Rückseite des Substrats einzudringen. Daher kann berücksichtigt werden, dass das Substrat bei einer Drehzahl von 600 Umdrehungen/Minute oder mehr gedreht wird, um Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft nach außen zu zerstreuen. Da die Scangeschwindigkeit des Wassersäulenlasers gleich mehreren hundert mm/s oder weniger ist, wird sie jedoch in dem Fall eines Wafer-Durchmessers von 200 mm in die Drehzahl von mehreren Umdrehungen/Minute umgewandelt. Demzufolge ist es unmöglich, das Substrat bei der Flüssigkeitsbehandlung unter Verwendung des Wassersäulenlasers bei einer hohen Geschwindigkeit zu drehen. Eine Technik, die geeignet ist, die Flüssigkeitsbehandlung durchzuführen, während die Flüssigkeit davon abgehalten wird, in die Rückseite des Substrats einzudringen, ist erforderlich, ohne auf den Fall der Verwendung des Zwischenwasserlasers eingeschränkt zu sein.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorhergehende Problem zu lösen, und hat als eine Aufgabe, eine Substratansaugstufe, eine Substratbehandlungsvorrichtung und ein Substratbehandlungsverfahren bereitzustellen, die eine Flüssigkeitsbehandlung durchführen können, während die Flüssigkeit davon abgehalten wird, in die Rückseite eines Substrats einzudringen.
Mittel zum Lösen des Problems
Gemäß einer vorliegenden Erfindung umfasst eine Substratansaugstufe eine Substrattrageinheit mit einer Oberseite, einer darin ausgebildete Kavität, einem darin ausgebildetes Ejektionsloch, das sich von der Kavität zu der Oberseite erstreckt, und einem darin ausgebildeten Ansaugloch zum Verbinden des Ejektionslochs und der Oberseite, und eine Gasversorgungseinheit zum Zuführen von Gas in die Kavität, wobei das Ejektionsloch in einer Draufsicht das Ansaugloch umgibt, und wenn ein Gas in die Kavität zugeführt wird, wird das Gas in dem Ansaugloch über das Ejektionsloch nach außen abgeführt.
Gemäß einer vorliegenden Erfindung umfasst eine Substratbehandlungsvorrichtung eine Substratansaugstufe, die eine Substrattrageinheit mit einer Oberseite, einer darin ausgebildeten Kavität, einem daran ausgebildeten Ejektionsloch, das sich von der Kavität zu der Oberseite erstreckt, und einem darin ausgebildeten Ansaugloch zum Verbinden des Ejektionslochs und der Oberseite, und eine Gasversorgungseinheit zum Zuführen von Gas in die Kavität aufweist, wobei das Ejektionsloch in einer Draufsicht das Ansaugloch umgibt, und wenn ein Gas in die Kavität zugeführt wird, wird das Gas in dem Ansaugloch über das Ejektionsloch nach außen abgeführt, und eine Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung zum Durchführen einer Flüssigkeitsbehandlung an einem Substrat an der Substratansaugstufe.
Gemäß einer vorliegenden Erfindung umfasst ein Substratbehandlungsverfahren die Schritte einer Anordnung eines Substrats an einer Oberseite einer Substrattrageinheit, und einer Durchführung einer Flüssigkeitsbehandlung an dem Substrat, während durch Zuführen eines Gases von einer einzigen Gasversorgungseinheit in eine Kavität innerhalb der Substrattrageinheit das Gas von einem Ejektionsloch, das in gegenseitiger Verbindung mit der Kavität steht, zu einem Randabschnitt einer Rückseite des Substrats gesprüht wird, und das Gas von einem Ansaugloch zum Verbinden der Oberseite der Substrattrageinheit und des Ejektionslochs abgeführt wird, wodurch das Substrat an die Substrattrageinheit angesaugt wird.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der vorliegenden Beschreibung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Flüssigkeitsbehandlung durchgeführt werden, während die Flüssigkeit davon abgehalten wird, in die Rückseite des Substrats einzudringen, da eine einzelne Gasversorgungseinheit es ermöglicht, dass ein Substrat unter Vakuum auf einer Substrattrageinheit angesaugt wird, und zudem ermöglicht, dass ein Gas zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats gesprüht wird.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsdarstellung einer Substratansaugstufe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 ist eine Draufsicht der Substrattrageinheit.
3 ist eine Draufsicht, die einen Teil der Substrattrageinheit zeigt.
4 ist eine Querschnittsdarstellung der Substrattrageinheit.
5 ist eine Darstellung einer Substratbehandlungsvorrichtung.
6 ist eine Darstellung, die zeigt, dass das Substrat an der Substratbehandlungsvorrichtung angeordnet ist.
7 ist eine Darstellung, die zeigt, dass das Substrat an die Substratansaugstufe angesaugt ist.
8 ist eine Darstellung, die das Trennen des Substrats zeigt.
9 ist eine Darstellung, die eine Reinigungsabfolge des Substrats zeigt.
10 ist eine Draufsicht, die einen Teil der Substrattrageinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
11 ist ein Diagramm, das den Gasfluss zeigt.
12 ist eine Darstellung, die die Bewegungsrichtung des Gases gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
13 ist eine Querschnittsdarstellung, die eine Substratansaugstufe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
14 ist eine Draufsicht, die die Substrattrageinheit zeigt.
15 ist eine Draufsicht des zweiten Teils und dergleichen.
16 ist eine Querschnittsdarstellung der Substrattrageinheit.
17 ist eine Darstellung, die den Gasfluss zeigt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Eine Substratansaugstufe, eine Substratbehandlungsvorrichtung, ein Substratbehandlungsverfahren gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Dieselben oder entsprechende Bestandteile werden durch dieselben Symbole repräsentiert, und wiederholte Beschreibungen davon können weggelassen sein.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine Querschnittsdarstellung einer Substratansaugstufe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Substratansaugstufe umfasst eine Substrattrageinheit 1 zum Tragen eines Substrats. Die Substrattrageinheit 1 hat eine Oberseite 1C. Die Oberseite 1C hat eine erste Oberseite 1a und eine zweite Oberseite 1b, die ausgebildet ist, um tiefer als die erste obere Seite 1a zu sein. Eine Kavität 1c ist innerhalb der Substrattrageinheit 1 ausgebildet. die Kavität 1c ist im Wesentlichen in der Mitte der Substrattrageinheit 1 angeordnet.
In der Substrattrageinheit 1 sind eine Ejektionsbohrung 1d, die sich von der Kavität 1c zu der Oberseite 1C erstreckt, und Ansaugbohrungen 1e zum Verbinden der Ejektionsbohrung 1d und der Oberseite 1C ausgebildet. Die Ejektionsbohrung 1d steht in gegenseitiger Verbindung mit der Kavität 1c und erstreckt sich zu einem Stufenabschnitt zwischen der ersten Oberseite 1a und der zweiten Oberseite 1b. Die Ansaugbohrungen 1e sind in der ersten Oberseite 1a ausgebildet. Die Ansaugbohrungen 1e bilden Kanäle zum Verbinden der Oberseite 1C der Substrattrageinheit 1 und der Ejektionsbohrung 1d. Die Ansaugbohrungen 1e sind ausgebildet, um in der Querschnittsdarstellung geneigt zu sein.
Die Substrattrageinheit 1 umfasst einen ersten Teil 1A und einen zweiten Teil 1B. Der erste Teil 1A ist ein Abschnitt, an dem die erste Oberseite 1a und die Ansaugbohrungen 1e ausgebildet sind. Der zweite Teil 1B ist ein Abschnitt mit der zweiten Oberseite 1b. Der Großteil des zweiten Teils 1b ist unterhalb des ersten Teils 1a angeordnet. Die Form der Ejektionsbohrung 1d ist durch die Unterseite des ersten Teils 1A und die Oberseite des zweiten Teils 1B festgelegt.
2 ist eine Draufsicht der Substrattrageinheit 1. Die zweite Oberseite 1b umgibt die erste Oberseite 1a. Eine Vielzahl von Ansaugbohrungen 1e ist an dem Mittelabschnitt der Substrattrageinheit 1 ausgebildet. Die Ejektionsbohrung 1d ist an der Grenze zwischen der ersten Oberseite 1a und der zweiten Oberseite 1b in einer Ringform ausgebildet. Die Ejektionsbohrung 1d umgibt in der Draufsicht die Ansaugbohrungen 1e. Der erste Teil 1A ist über Schrauben 2 an dem zweiten Teil 1B fixiert.
3 ist eine Draufsicht, die einen Teil des ersten Teils 1A und des zweiten Teils 1B zeigt. Die Unterseite der Ejektionsbohrung 1d wird durch den zweiten Teil 1B gebildet. Ein schraffierter Bereich in 3 repräsentiert einen Kanal der Ejektionsbohrung 1d. Dieser Kanal wird durch acht Nuten 1f, die sich in einer Richtung weg von der Kavität 1c erstrecken, und einem Ringbereich, der in gegenseitiger Verbindung mit den Nuten 1f steht, definiert. Ein Teil des ersten Teils 1A ist in Kontakt mit dem zweiten Teil 1B, wodurch die Nuten 1f gebildet werden, die jeweils eine geringe Breite aufweisen.
Gewindebohrungen 1g sind an dem ersten Teil 1A und dem zweiten Teil 1B ausgebildet. Die oben beschriebenen Schrauben 2 sind in den Gewindebohrungen 1g fixiert. Die Substrateinheit 1 aus 1 entspricht einer Querschnittsdarstellung entlang einer Strichlinie aus 2. Die Strichlinien aus den 2 und 3 repräsentieren dieselbe Position. Diese Strichlinien sind Linien, die durch Abschnitte verlaufen, die die Nuten 1f enthalten.
4 ist eine Querschnittsdarstellung entlang einer Ein-Punkt-Kettenlinie aus 2. Die Ein-Punkt-Kettenlinie ist eine Linie, die durch einen Abschnitt verläuft, der keine Nut 1f aufweist. In dem Abschnitt, der keine darin ausgebildete Nut 1f ausweist, stehen die Kavität 1c und die Ejektionsbohrung 1d nicht in gegenseitiger Verbindung miteinander, da der in 3 gezeigte erste Teil 1A den Raum zwischen der Kavität 1c und der Ejektionsbohrung 1d blockiert. Die Ein-Punkt-Kettenlinien aus den 2 und 3 repräsentieren dieselbe Position.
Zurückkehrend zu der Beschreibung von 1 ist ein Stufendrehschaft 3 unterhalb der Substrattrageinheit 1 vorhanden. Der Stufendrehschaft 3 ist ein Abschnitt, der durch einen Servomotor 5 gedreht wird. Der Stufendrehschaft 3 hat einen Hohlraum 3a darin. Der Hohlraum 3a steht mit der Kavität 1c der Substrattrageinheit 1 in gegenseitiger Verbindung. Der Stufendrehschaft 3 ist von einer fixierten Hülse 9 umgeben. Die fixierte Hülse 9 umfasst ein oberes Schaftlager 6, ein unteres Schaftlager 7 und eine Drehdichtung 8. Das obere Schaftlager 6 und das untere Schaftlager 7 stützen den zum Drehen eingerichteten Stufendrehschaft 3. Die Drehdichtung 8 ist über einen O-Ring 8a in Kontakt mit dem Stufendrehschaft 3.
Der Hohlraum 3a ist über Bohrungen, die an den Seitenflächen des Stufendrehschafts 3 ausgebildet sind, und die fixierte Hülse 9 und ein Ventil 11 mit einer Gasversorgungseinheit 10 verbunden. Die Gasversorgungseinheit 10 dient beispielsweise zum Unterdrucksetzen eines Gases, wie beispielsweise eines Edelgases, und zum Zuführen des unter Druck gesetzten Gases in den Hohlraum 3a und die Kavität 1c.
5 ist eine Querschnittsdarstellung einer Substratbehandlungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Substratansaugstufe. Die Substratbehandlungsvorrichtung umfasst eine Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung 20 zum Unterwerfen des Substrats an der Substratansaugstufe einer Flüssigkeitsbehandlung. Die Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung 20 umfasst eine Flüssigkeitsversorgungseinheit 26 zum Zuführen einer Flüssigkeit zu dem Substrat und eine Lasereinheit 23, die ein YAG-Laseroszillator ist, zum Zuführen eines Laserstrahls in die Flüssigkeit. Der Laserstrahl verläuft durch eine optische Faser 25 und erreicht eine Wassersäulenmischdüse 29, während die Flüssigkeit durch eine Hochdruckleitung 27 verläuft und die Wassersäulenmischdüse 29 erreicht.
In Anbetracht eines Falls, bei dem ein ausgehöhlter Wafer mit einem dicken Ringabschnitt an dem Randabschnitt des Wafers einer Flüssigkeitsbehandlung unterworfen wird, ist ein Ringabschnittaufnehmer 21 zum Aufnehmen des Ringabschnitts vorhanden. Die Oberseite des Ringabschnittaufnehmers 21 ist an einer niedrigeren Position als die Oberseite 1C der Substrattrageinheit 1 angeordnet.
Als Nächstes wird ein Substratbehandlungsverfahren unter Verwendung der in 5 gezeigten Substratbehandlungsvorrichtung beschrieben. Zuerst wird ein Substrat auf der ersten Oberseite 1a der Substrattrageinheit 1 angeordnet. 6 ist eine Darstellung, die das Substrat 30 auf der ersten Oberfläche 1a der Substrattrageinheit 1 zeigt. Das Substrat 30 ist ein ausgehöhlter Wafer, der durch Aushöhlen des Inneren des Mittelabschnitts eines Wafers erhalten wird, so dass der Mittelabschnitt davon dünn ist und der Randabschnitt davon dick ist. Der dicke Abschnitt des Randabschnitts ist ein Ringabschnitt 30a. Der dünne Mittelabschnitt ist auf der ersten Oberseite 1a angeordnet, und der Ringabschnitt 30a ist auf dem Ringabschnittaufnehmer 21 angeordnet.
Als Nächstes wird das Ventil 11 geöffnet. 7 ist eine Darstellung, die zeigt, dass ein Gasfluss, der durch das Öffnen des Ventils 11 auftritt, durch Pfeile gezeigt ist. Wenn das Ventil 11 geöffnet ist, wird unter Druck gesetztes Gas von der Gasversorgungseinheit 10 in den Hohlraum 3a in dem Stufendrehschaft 3 und die Kavität 1c der Substrattrageinheit 1 zugeführt. Des Weiteren wird ein Gasfluss erzeugt, der durch die Nuten 1f aus 3 fließt, die ein Teil der Ejektionsbohrung 1d sind. Der Querschnittsbereich verringert sich von der Kavität 1c zu den Nuten 1f, so dass sich die Fließgeschwindigkeit erhöht und somit ein Venturi-Effekt auftritt. Als ein Ergebnis tritt ein Vakuum in den Ansaugbohrungen 1e auf, so dass das Substrat 30 auf der ersten Oberseite 1a angesaugt wird. Mit anderen Worten wird, wenn unter Druck gesetztes Gas in die Kavität 1c zugeführt wird, das Gas in den Ansaugbohrungen 1e über die Ejektionsbohrung 1d nach außen abgeführt. Das unter Druck gesetzte Gas, das durch die Ejektionsbohrung 1d verläuft, wird zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats 30 abgeführt.
Wie oben beschrieben wird das Substrat 30 an der ersten Oberseite 1a angesaugt, und das Substrat 30 wird herausgetrennt, während ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem das Gas zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats 30 gesprüht wird. 8 ist eine Darstellung, die das Trennen des Substrats zeigt. Hochdruckwasser 28 wird von der Flüssigkeitsversorgungseinheit 26 der Wassersäulenmischdüse 29 zugeführt. Des Weiteren wird ein Laserstrahl von der Lasereinheit 23 über die optische Faser 25 der Wassersäulenmischdüse 29 zugeführt. Das Substrat 30 wird durch den Laserstrahl herausgetrennt, der in eine Wassersäule eindringt, die einen Durchmesser von mehreren zehn µm aufweist, während die Wassersäule von der Wassersäulenmischdüse 29 auf die Oberseite des Substrats 30 gesprüht wird.
Da das Gas von der Ejektionsbohrung 1d radial zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats 30 gesprüht wird, können zu dieser Zeit Wasser 31 enthaltende Laserteile davon abgehalten werden, in die Rückseite des Substrats 30 einzudringen. Um das Trennen des Substrats 30 weiterzuführen, werden die Substrattrageinheit 1, der Servomotor 5 und der Ringabschnittaufnehmer 21 integral miteinander, beispielsweise durch eine X-Y-Stufe, gedreht. Die Versorgungsgeschwindigkeit des Substrats 30 wird beispielsweise auf mehrere 100 mm/s festgelegt. Durch Verursachen, dass das Substrat 30 eine oben beschriebene Umdrehung macht, wird der Ringabschnitt 30a von dem Substrat 30 abgetrennt.
9 ist eine Darstellung, die einen Betrieb nach dem Abtrennen des Ringabschnitts zeigt. Wenn das Abtrennen des Ringabschnitts 30a abgeschlossen ist, wird der Ringabschnittaufnehmer 21 nach unten bewegt. Dann wird eine Reinigungsabfolge gestartet. Wie in 9 gezeigt, wird die Reinigungsabfolge durchgeführt, während das unter Druck gesetzte Gas von der Gasversorgungseinheit 10 in den Hohlraum 3a und die Kavität 1c zugeführt wird. In diesem Zustand wird das Wasser 31, das an der Oberfläche des Substrats 30 anhaftet und Laserteile enthält, durch Flüssigkeit abgewaschen. Insbesondere wird eine Reinigungslösung 35 von einer Reinigungslösungsversorgungseinheit 32 auf die Oberseite des Substrats 30 zugeführt, und die Substrattrageinheit 1 wird bei der Drehzahl von 500 Umdrehungen/min oder mehr durch den Servomotor 5 gedreht, was es möglich macht, das Wasser 31 an dem Substrat 30 durch die Zentrifugalkraft zu zerstreuen. Ein Ventil 33 wird zu einem geeigneten Zeitpunkt geschlossen, und die gesamte Reinigungslösung 35 wird durch die Zentrifugalkraft zerstreut. Die Drehrichtung der Substrattrageinheit 1 ist durch einen Pfeil 37 angedeutet.
Da der Hohlraum 3a des Stufendrehschafts 3 durch die Drehdichtung 8 und den O-Ring 8a abgedichtet ist, kann das unter Druck gesetzte Gas während der Drehung des Stufendrehschaftes 3 von der Gasversorgungseinheit 10 in die Kavität 1c zugeführt werden. Daher kann die Zentrifugalkraft an das Substrat 30 angelegt werden, während Gas zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats 30 gesprüht wird, so dass das Wasser 31 davon abgehalten werden kann, in die Rückseite des Substrats 30 einzudringen.
Wie oben beschrieben, macht es lediglich ein unter Druck gesetzter Gasfluss für ein einziges System, der von einer einzigen Gasversorgungseinheit 10 erzeugt wird, möglich, ein Vakuum zum Ansaugen eines Substrats zu erzeugen und Gas zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats zu sprühen. Demzufolge sind Gasflüsse für zwei Systeme zum Erzeugen des Vakuums und Sprühen des Gases überflüssig. Bei der Flüssigkeitsbehandlung wird die Flüssigkeit zu der Oberseite des Substrats 30 zugeführt, während das Gas zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats 30 gesprüht wird, so dass die Flüssigkeit davon abgehalten werden kann, sich zu der Rückseite des Substrats herumzugehen. Demzufolge können eine Befeuchtung der Rückseite des Substrats 30, eine Befleckung der Rückseite des Substrats 30 aufgrund einer Befeuchtung und eine Befeuchtung der Oberseite 1C der Substrattrageinheit 1 verhindert werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist es unnötig, das Substrat bei einer hohen Geschwindigkeit zu drehen, um zu verhindern, dass die Flüssigkeit zu der Rückseite des Substrats herumgeht. Daher kann die Flüssigkeitsbehandlung an der Oberseite des Substrats durchgeführt werden, während die Substrattrageinheit 1 gestoppt ist oder bei einer niedrigen Geschwindigkeit gedreht wird. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Wassersäulenlaserschneidbearbeitung als die Flüssigkeitsbehandlung übernommen. Wenn die Substratansaugstufe des ersten Ausführungsbeispiels übernommen wird, kann die Substratbehandlungsvorrichtung durch Bereitstellen des Ringabschnittaufnehmers 21 separat von der Substratansaugstufe davon abgehalten werden, wie in 1 gezeigt, einen komplizierten Aufbau aufzuweisen.
Ein wichtiger Punkt der Erfindung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel liegt darin, dass die Flüssigkeitsbehandlung an dem Substrat 30 durchgeführt wird, während Gas von einer einzigen Gasversorgungseinheit 10 in die Kavität 1c innerhalb der Substratansaugstufe zugeführt wird, das Gas von der Ejektionsbohrung 1d zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats 30 gesprüht wird und das Gas von den Ansauglöchern 1e abgeführt wird, um zu verursachen, dass das Substrat 30 auf der Substratansaugstufe angesaugt wird. Vielfältige Abwandlungen können an der Substratansaugstufe, der Substratbehandlungsvorrichtung und dem Substratbehandlungsverfahren, wie oben beschrieben, durchgeführt werden, solange die vorhergehenden Merkmale nicht verlorengehen. Beispielsweise ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Flüssigkeitsbehandlung zum Trennen eines Substrats mit einem Laserstrahl während dem Aufbringen von Wasser auf die Vorderseite des Substrats beschrieben. Jedoch kann eine andere Behandlung durchgeführt werden, solange sie eine Behandlung ist, bei der Flüssigkeit verwendet wird. Ein anderes Substrat als ein ausgehöhlter Wafer kann als ein Behandlungsziel verwendet werden. Ein Element zum Drehen der Substrattrageinheit kann entsprechend des Inhalts der Flüssigkeitsbehandlung weggelassen werden.
Diese Abwandlungen können angemessen auf eine Substratansaugstufe, eine Substratbehandlungsvorrichtung und ein Substratbehandlungsverfahren gemäß den folgenden Ausführungsbeispielen angewendet werden. Des Weiteren werden die Substratansaugstufe, die Substratbehandlungsvorrichtung und das Substratbehandlungsverfahren gemäß den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben, während eine Konzentration auf die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt, da es viele gemeinsame Punkte zu dem ersten Ausführungsbeispiel gibt.
Zweites Ausführungsbeispiel
10 ist eine Draufsicht, die einen zweiten Teil 1B eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt. Der zweite Teil 1B der Substrattrageinheit 1 ist in einer Draufsicht in einer Kreisform ausgebildet. An dem zweiten Teil 1B aus 10 ist die Form der Nuten 1i verschieden von derjenigen der Nuten 1f aus 3. Die Nuten 1i sind gerade in einem Bereich nahe der Kavität 1c, jedoch gekrümmt in einem Bereich entfernt von der Kavität 1c. Diese gekrümmten Abschnitte können einen von der Ejektionsbohrung 1d abgegebenen Gasfluss mit einer Komponente bereitstellen, die sich in einer tangentialen Richtung des Außenrands des zweiten Teils 1B bewegt.
11 ist eine Darstellung, die zeigt, dass Gasflüsse innerhalb und außerhalb der Ejektionsbohrung 1d durch Pfeile repräsentiert sind, wenn unter Druck gesetztes Gas in die Kavität 1c zugeführt wird. Die Richtung eines Pfeils 46 repräsentiert die Bewegungsrichtung des von der Ejektionsbohrung 1d abgegebenen Gases, und die Länge des Pfeils 46 repräsentiert die Geschwindigkeit des Gases. Eine gekrümmte Linie 46a repräsentiert die Geschwindigkeit des von der Ejektionsbohrung 1d abgegebenen Gases. Der Abstand von der Ejektionsbohrung 1d zu der gekrümmten Linie 46a repräsentiert die Geschwindigkeit des Gases an dieser Position. Der Abstand zwischen der Ejektionsbohrung 1d und der gekrümmten Linie 46a ist im Wesentlichen einheitlich an jedem Ort, und somit ist es offensichtlich, dass das Gas zu dem Randabschnitt der Rückseite des Substrats bei einer im Wesentlichen gleichen Fließgeschwindigkeit gesprüht werden kann.
Auf der anderen Seite ist es mit Bezug auf die Form der Nuten des zweiten Teils 1B des ersten Ausführungsbeispiels möglich, das Gas in einer radialen Richtung im Wesentlichen gleichförmig abzugeben. 12 ist eine Darstellung, die zeigt, dass die Bewegungsrichtung des Gases, wenn die Form der Nuten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel übernommen wird, durch die Pfeile repräsentiert ist. Die Richtung eines Pfeils 45 repräsentiert die Bewegungsrichtung des von der Ejektionsbohrung 1d abgegebenen Gases, und die Länge des Pfeils 45 repräsentiert die Geschwindigkeit des abgegebenen Gases. Eine gekrümmte Linie 45a repräsentiert die Geschwindigkeit des von der Ejektionsbohrung 1d abgegebenen Gases. Es ist aus der gekrümmten Linie 45a ersichtlich, dass die Gasgeschwindigkeit mit Bezug auf die Fließrichtung des Gases ungleich ist. Ein Gasfluss in Richtung der Kavität 1c kann an einem Ort 45c auftreten, der zwischen Orten 45b aufgenommen ist, wo ein abgegebener Gasfluss stark ist. Wenn die Geschwindigkeit des von der Ejektionsbohrung 1d abgegebenen Gases wie oben beschrieben ungleich ist, besteht ein Risiko, dass die Flüssigkeit zu einem bestimmten Ort an der Rückseite des Substrats herumgeht.
Wie mit Bezug auf 11 beschrieben, kann jedoch das Gas durch Bereitstellen der gekrümmte Nuten 1f mit einer im Wesentlichen einheitlichen Fließgeschwindigkeit zu dem gesamten Randabschnitt der Rückseite des Substrats gesprüht werden. Als ein Ergebnis kann der Effekt der Verhinderung der Einwirkung der Flüssigkeit auf den Randabschnitt der Rückseite des Substrats verbessert werden.
Die Form der Nuten 1f gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann angemessen abgewandelt werden. Die Ejektionsbohrung 1d kann ausgebildet sein, irgendeine Form aufzuweisen, solange sie ausgebildet ist, Gas bei einem Winkel kleiner als 90° mit Bezug zu der Tangente des Außenrands der Substrattrageinheit 1 abzugeben.
Drittes Ausführungsbeispiel
13 ist eine Querschnittsdarstellung, die eine Substratansaugstufe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. Der erste Teil 1A der Substrattrageinheit 1 weist Trennplatten 50 auf. Ein Teil der Ejektionsbohrung 1d ist unterhalb der Trennplatte 50 angeordnet, und die Ansaugbohrungen 1e sind oberhalb der Trennplatte 50 angeordnet. Die Ansaugbohrung 1e weist einen parallelen Kanal 1k, der in gegenseitiger Verbindung mit der Ejektionsbohrung 1d steht und sich parallel zu der Ejektionsbohrung 1d erstreckt, und einen Verbindungskanal 1j zum Verbinden des parallelen Kanals 1k mit der Oberseite 1C der Substrattrageinheit 1 auf. Der parallele Kanal 1k weist einen Bereich auf der Seite der Kavität 1c und einen Bereich auf der Seite des Außenrands der Substrattrageinheit 1 auf. Der Bereich auf der Seite des Außenrands steht in gegenseitiger Verbindung mit der Ejektionsbohrung 1d, und der Bereich auf der Seite der Kavität 1c steht in gegenseitiger Verbindung mit dem Verbindungskanal 1j.
14 ist eine Draufsicht, die die Substratansaugstufe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. Die Querschnittsdarstellung entlang einer Strichlinie aus 14 ist 13. 15 ist eine Draufsicht des zweiten Teils 1B und der Trennplatten 50 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Nuten 50a sind durch die Trennplatten 50 ausgebildet, und die Nuten 50a dienen als ein Teil der Ejektionsbohrung 1d. 16 ist eine Querschnittsdarstellung entlang einer Ein-Punkt-Kettenlinie aus 14. Der Raum zwischen der Kavität 1c und der Ejektionsbohrung 1d ist durch Ausbilden der Trennplatten 50 mit einer großen Dicke blockiert. Die Strichlinie und die Ein-Punkt-Kettenlinie aus den 14 und 15 repräsentieren dieselbe Position.
17 ist eine Darstellung, die zeigt, dass ein Gasfluss innerhalb der Substrattrageinheit 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel durch Pfeile angedeutet ist. Die Vakuumstärke der Ansaugbohrung 1e kann verbessert werden, indem der Verbindungskanal 1j in gegenseitiger Verbindung mit einem Abschnitt auf der Seite der Kavität 1c des parallelen Kanals 1k steht. Durch Bringen des Substrats in engen Kontakt mit der Substrattrageinheit 1 kann das Substrat von einem Fließen und Brechen während der Drehung des Substrats abgehalten werden.
Da die Ansaugbohrungen 1e gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der Querschnittsdarstellung geneigt sind, gibt es ein Risiko, dass ein Eindringen von Gas, das in der Ejektionsbohrung 1d fließt, in die Ansaugbohrungen 1e, d.h. ein „Gegenfluss“ auftritt, so dass die Ansaugkraft des Substrats destabilisiert wird. Auf der anderen Seite gibt es bei der Substratansaugstufe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Abschnitte, an denen die parallelen Kanäle 1k und die Ejektionsbohrung 1d parallel sind, so dass die Eindringen von Gas in die Ansaugbohrungen 1e verhindert werden kann.
Der Effekt der vorliegenden Erfindung kann durch angemessenen Kombination der technischen Merkmale der oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispiele verbessert werden.
Bezugszeichenliste
1 Substrattrageinheit, 1A erster Teil, 1B zweiter Teil, 1C Oberseite, 1a erste Oberseite, 1b zweite Oberseite, 1c Kavität, 1d Ejektionsbohrung, 1e Ansaugbohrung, 5 Servomotor, 10 Gasversorgungseinheit, 20 Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung, 30 Substrat
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014086638 A [0005]

Claims

Substratansaugstufe, aufweisend: • eine Substrattrageinheit mit einer Oberseite, einer darin ausgebildeten Kavität, einer darin ausgebildeten Ejektionsbohrung, die sich von der Kavität zu der Oberseite erstreckt, und einer darin ausgebildeten Ansaugbohrung zum Verbinden der Ejektionsbohrung und der Oberseite; und • eine Gasversorgungseinheit zum Zuführen eines Gases in die Kavität, wobei die Ejektionsbohrung in einer Draufsicht die Ansaugbohrung umgibt, und wenn ein Gas in die Kavität zugeführt wird, wird das Gas in der Ansaugbohrung über die Ejektionsbohrung nach außen abgeführt.
Substratansaugstufe nach Anspruch 1, wobei die Ansaugbohrung ausgebildet ist, um in einer Querschnittsdarstellung geneigt zu sein.
Substratansaugstufe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberseite der Substrattrageinheit eine erste Oberseite mit der darin ausgebildeten Ansaugbohrung und eine zweite Oberfläche, die die erste Oberseite umgibt und ausgebildet ist, um tiefer als die erste Oberseite zu sein, aufweist, und die Ejektionsbohrung sich zu einem Stufenabschnitt zwischen der ersten Oberseite und der zweiten Oberseite erstreckt.
Substratansaugstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Substrattrageinheit in einer Draufsicht in einer Kreisform ausgebildet ist, und die Ejektionsbohrung ausgebildet ist, um das Gas unter einem Winkel kleiner als 90° mit Bezug auf eine Tangente eines Außenrands der Substrattrageinheit abzugeben.
Substratansaugstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ansaugbohrung durch einen parallelen Kanal, der mit der Ejektionsbohrung in gegenseitiger Verbindung steht und sich parallel zu der Ejektionsbohrung erstreckt, und einen Verbindungskanal zum Verbinden des parallelen Kanals und der Oberseite der Substrattrageinheit gebildet ist, der parallele Kanal einen Bereich auf einer Seite der Kavität und einen Bereich auf einer Seite des Außenrands der Substrattrageinheit aufweist, der Bereich auf der Seite des Außenrands in gegenseitiger Verbindung mit der Ejektionsbohrung steht und der Bereich auf der Seite der Kavität in gegenseitiger Verbindung mit dem Verbindungskanal steht.
Substratbehandlungsvorrichtung, aufweisend: eine Substratansaugstufe, aufweisend eine Substrattrageinheit mit einer Oberseite, einer darin ausgebildete Kavität, einer darin ausgebildeten Ejektionsbohrung, die sich von der Kavität zu der Oberseite erstreckt, und einer darin ausgebildeten Ansaugbohrung zum Verbinden der Ejektionsbohrung und der Oberseite, und eine Gasversorgungseinheit zum Zuführen eines Gases in die Kavität, wobei die Ejektionsbohrung in einer Draufsicht die Ansaugbohrung umgibt, und wenn ein Gas in die Kavität zugeführt wird, wird das Gas in der Ansaugbohrung über die Ejektionsbohrung nach außen abgeführt; und eine Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung zum Durchführen einer Flüssigkeitsbehandlung an einem Substrat an der Substratansaugstufe.
Substratbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung eine Flüssigkeitsversorgungseinheit zum Zuführen einer Flüssigkeit zu dem Substrat und eine Lasereinheit zum Zuführen eines Laserstrahls in die Flüssigkeit aufweist.
Substratbehandlungsverfahren, aufweisend die Schritte: Anordnen eines Substrats an einer Oberseite einer Substrattrageinheit; und Durchführen einer Flüssigkeitsbehandlung an dem Substrat, während durch Zuführen eines Gases von einer einzigen Gasversorgungseinheit in eine Kavität innerhalb der Substrattrageinheit das Gas von einer Ejektionsbohrung, die in gegenseitiger Verbindung mit der Kavität steht, zu einem Randabschnitt einer Rückseite des Substrats gesprüht wird, und das Gas aus einer Ansaugbohrung zum Verbinden der Oberseite der Substrattrageinheit und der Ejektionsbohrung abgeführt wird, wodurch das Substrat auf der Substrattrageinheit festgesaugt wird.
Substratbehandlungsverfahren nach Anspruch 8, wobei die Oberseite der Substrattrageinheit in einer Draufsicht in einer Kreisform ausgebildet ist, und das Gas von der Ejektionsbohrung unter einem Winkel kleiner als 90° mit Bezug auf eine Tangente eines Außenrands der Oberseite der Substrattrageinheit abgegeben wird, wodurch das Gas zu dem gesamten Randabschnitt der Rückseite des Substrats gesprüht wird.
Substratbehandlungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Flüssigkeitsbehandlung eine Behandlung zum Trennen des Substrats mit einem Laserstrahl ist, während Wasser auf eine Vorderseite des Substrats aufgebracht wird.