KR101089189B1 - 회전가능한 기판 홀딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평평한 기판을 홀딩하기 위한 회전가능하고 선택적으로 가열할 수 있는 장치를 제공한다. 장치는 지지 표면 상에 기판을 위치시키고 홀딩하기 위한 지지 수단, 선택적으로 가열기, 지지 수단을 회전시키기 위한 수단 및 지지 표면을 향하는 기판의 측면 상으로 예를 들어 솔벤트와 같은 유체를 가하기 위한 수단을 포함한다. 유체는 기판을 지지하고 홀딩하기 위한 지지 장치가 회전하도록 될 때 가해진다.

기판, 회전수단, 지지수단.

Description

회전가능한 기판 홀딩 장치 {Rotatable Device for Holding a Substrate}

본 발명은 회전가능하고 선택적으로 가열될 수 있는 장치 또는 기판을 홀딩하기 위한 척(chuck)에 관한 것이다.

반도체 소자의 생산에서 또는 광학 데이터 캐리어들의 생성에서, 일명 척들이 평평한 기판들을 고정하거나 홀딩하는데 일반적으로 사용된다. 이러한 종류의 척들은 기판들을 위한 지지 표면을 가지고 지지 표면상에서 기판은 흡입되고 특별히 배열된 진공 채널에 의해 보유된다. 기판을 가열하기 위해 가열기에 의해 척과 척 상에 놓인 기판을 가열하는 것이 알려져 있다. 가열될 수 있는 척들이 사용되는 것이 이용되는 곳은 반도체나 광학 데이터 캐리어들의 생산에 사용되는 바와 같은, 스프레이 코팅에 의한 기판 표면 코팅에서이다. 스프레이 코팅에서, 기판은 가장자리 커버링을 향상시키도록 가열된다.

기판 표면과 직접 접촉하는 척의 지지 표면이 일반적으로 기판의 표면보다 작기 때문에, 기판의 지지 표면상에 있는 기판을 처리하는 동안 척의 지지 표면을 마주보고 방사상 외부로 돌출하는 기판의 표면은 오염될 위험이 있다. 스프레이 코팅에서, 예를 들어 지지 표면으로부터 멀리 향하는 기판의 측면에 도포되는 래커(lacquer) 또는 바니시(varnish)의 일부는 외부 가장자리를 통해 뒤쪽으로 도달 하는데, 즉 척으로부터 방사상 외부로 돌출하는 기판의 측면이 지지 표면으로 노출되고 향한다. 그러한 오염을 제거하기 위해, 기판의 오염된 표면은, 예를 들어 솔벤트에 의해 처리되는 것과 같이, 상술한 처리(예를 들어 스프레이 코팅) 후 세척된다. 이는 오직 이러한 목적으로 제공된 시스템에서 수행된다. 웨이퍼(wafer)의 오염된 표면 전체를 세척하기 위해, 특히 기판의 가장자리 영역 내 오염을 또한 제거하기 위해, 웨이퍼에 솔벤트를 도포하는, 노즐은 기판의 오염된 표면 전체를 가로질러 안내되어야 하는 반면 웨이퍼는 이러한 목적으로 제공된 척 상에 고정되게 놓인다; 선택적으로 웨이퍼는 이러한 세척 단계에서 정지된 노즐에 의해 홀딩되고, 회전하며, 분무될 수 있다. 기판의 회전으로 인해, 솔벤트는 또한 기판의 가장자리 영역에 도달한다.

공지된 방법으로, 예를 들어 기판의 가열 및 필요한 세척 과정이 있거나 없이 수행된 스프레이 코팅에 의한 코팅과 같은 기판의 개별적인 처리는 이어서 독립적 장치상에서 수행된다. 그러나, 이는 기판이 예를 들어 스프레이 코팅에 의한 코팅 후와 같은 처리 후에 다른 장치로 이송되어야 함을 의미한다. 따라서, 기판에 대한 다른 오염이나 손상의 위험이 있다. 게다가, 이러한 종래의 방법은 시간 소모적이고 따라서 비용이 가중된다. 게다가, 더 많은 비용은 두 개의 개별적인 처리 장치들이 필요한데서 야기된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 상술한 문제들을 해결하는 기판에 대한 향상된 홀딩 장치를 제공하는 것이다. 특히, 홀딩 표면상에 있는 기판을 처리하고 이어서 선택적으로 필요한 세척을 행하는 홀딩 장치가 제공된다.

본 발명의 목적은 청구범위의 특징들로 달성된다.

본 발명은 특히 측면에 가해진 유체에 의해 홀딩 장치의 지지 표면을 향하는 측면 상에 회전가능한 홀딩 장치상에 있는 기판을 세척과 같은 처리의 기본 아이디어로부터 출발한다.

게다가, 본 발명은 처리 동안 기판이 회전하게 하기 위해 가열되고 회전될 수 있는 평평한 기판의 홀딩을 제공한다.

본 발명의 장치는 지지 표면상에 평평한 기판을 위치시키고 홀딩하기 위한 지지 수단을 포함한다. 상술한 바와 같이, 예를 들어 기판이 흡입되고 제 위치에 홀딩되게 하는 지지 표면 내 진공 채널에 의해 이것이 행해질 수 있다. 본 발명의 장치는 바람직하게 기판을 가열하기 위한 수단을 포함한다. 가열 공정을 위해, 이러한 가열기는 가열된 지지 표면과 기판 사이의 접촉으로 인해 기판을 가열시킬 수 있도록 기판이 놓인 지지 표면의 뒤쪽과 접촉한다. 게다가, 본 발명의 장치는 홀딩 수단을 회전시키는 수단을 포함한다. 가열기와 독립적으로 홀딩 및 지지 수단을 회전시키기 위해, 회전 동안 지지 표면은 예를 들어 축방향 변위에 의해 가열기로부터 분리된다. 따라서 가열기에 의한 지지 수단의 가열과 기판의 회전은 동시에 일어나지 않는다.

기판을 포함하는 지지 수단의 회전 동안, 유체 공급 설비는 솔벤트와 같은 유체를 지지 수단의 지지 표면을 향하는 기판 측에 가한다. 유체나 솔벤트는 회전에 의해 분배되고 또한 기판의 가장자리 영역에 도달한다.

유체나 솔벤트는 바람직하게 장치의 회전축에 대해 동축인 지지 수단 내 그루브로 노즐을 통해 공급된다; 채널 시스템을 통해, 이러한 그루브는 지지 수단의 가장자리 영역 내 보어와 개구와 접촉하여서 유체는 지지 표면으로부터 방사상으로 돌출하고 지지 표면을 향하는 기판 측에 대해 기판상으로 분배될 수 있다. 이를 위해, 개구가 배열된 지지 표면의 가장자리 영역은 바람직하게 약간 하강한다. 선택적으로, 유체 공급 설비는 또한 외부 스프레이 헤드로서 만들어질 수 있다. 필요하다면, 상기 스프레이 헤드는 지지 표면으로부터 방사상으로 돌출하고 지지 표면을 향하는 기판의 측면 상의 기판상으로 유체나 솔벤트를 분배하기 위해 기판의 가장자리 영역의 아래로 이동할 수 있다.

6 인치 기판을 홀딩하기 위해, 지지 표면은 전형적으로 대략 143 mm의 직경을 가진다. 대략 5 mm의 방사상으로 잇따르는 가장자리 영역은 대략 0.2 mm로 하강된다. 이러한 가장자리 영역은 예를 들어 대략 144 mm와 같은 직경을 가지는 원 상으로 솔벤트를 스프레이 하기 위한 보어의 개구를 포함한다. 기판을 위치시키고 홀딩하기 위한 지지 수단은 바람직하게 금속이나 금속 합금으로 만들어지고 특히 바람직하게는 알루미늄으로 만들어진다.

스프레이 코팅 중 지지 수단의 지지 표면을 향하는 기판의 측면을 추가적으로 보호하기 위해, 지지 수단은 기판이 완전히 스프레이 코팅 동안 지지 표면 상에 있도록 만들어질 수 있다. 이를 위해, 중앙 영역과 동일 높이인 가장자리 영역이 지지 수단의 중앙 영역에 더하여 제공된다. 그럼에도 지지 표면을 향하는 기판의 측면 상의 가장자리 영역에 적층될 수 있는 스프레이 래커를 기판의 가장자리 영역으로부터 제거하기 위해, 지지 수단의 중앙 영역은 가장자리 영역에 대해 움직일 수 있거나 옮겨질 수 있어서 옮겨진 상태에서 또한 지지 수단을 향하는 측면은 기판의 가장자리 영역 내에 노출된다. 지지 표면을 향하는 기판의 측면을 세척하기 위해, 상술한 바와 같이, 유체나 솔벤트는 유체 공급 설비에 의해 스프레이 된다.

다음에서, 본 발명은 작동 예에 기초하여 그리고 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 회전가능하고 가열될 수 있는 도식적인 단면도를 도시한다;

도 2는 도 1의 B 부분 확대도를 도시한다;

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 다른 척의 다른 실시예의 도식적인 단면도를 도시한다.

도 1에 따르면, 본 발명에 따르는 장치는 지지 표면(21) 상에 기판(1)을 위치시키고 홀딩하기 위한, 예를 들어 척과 같은, 지지 수단(2)을 포함한다. 지지 수단(2)은 지지 수단 상에 놓인 기판(1)을 가열하기 위해 가열용 가열기(3)에 의해 가열될 수 있다. 가열 공정을 위해, 가열기(3)는 지지 수단(2)과 접촉해 있다. 지지 수단(2)은 축(A) 주위로 회전할 수 있다; 이는 예를 들어 지지 수단(2)이 또한 가열기(3)를 회전시키지 않고 회전하도록 하는 모터(미도시)에 의해 행해질 수 있다. 이를 위해, 지지 수단(2)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 가열기(3)로부터 분리 되고, 여기서 지지 수단(2)은 약간 위로 이동되거나 가열기(3)는 아래로 이동되어서 틈(S)이 두 개의 수단들(2 및 3) 사이에 형성된다.

유체 공급 수단(4)에 의해, 유체는, 즉 예를 들어 솔벤트와 같은 가스나 액체는 축(A)에 대해 동축인 환형 그루브(23) 내로 돌출하는 파이프라인(5) 및 노즐(8)을 통해 이러한 그루브(23) 내로 삽입되거나 주입된다. 이러한 환형 그루브(23)는 지지 수단(2)의 뒤쪽에, 즉 지지 표면(21)에 대향되게 형성된다. 지지 표면(21)보다 하부에 있는 부분(22) 내 개구(7)로 이끄는 보어(6)는 이러한 환형 그루브(23)로부터 연장한다. 예를 들어 솔벤트와 같은 유체는, 측면(11)이 지지 표면(21)으로부터 방사상 외부로 돌출하는 한, 지지 표면(21)을 향하는 기판(1) 측(11)으로 보어(6)와 개구(7)를 통해 공급된다. 지지 수단(2)을 회전시키고 그에 의해 기판(1)을 회전시킴으로써, 솔벤트와 같은 유체는 기판(1)의 표면(11) 방사상 외부 가장자리에 공급되고 그에 의해 또한 기판(1)의 가장자리 영역을 세척할 수 있다. 바람직하게, 지지 수단(2)은 환형 그루브(23) 내로 노즐을 통해 주입되지만 보어를 통해 기판 표면(11)에 도달하지 못하고 아래쪽으로 떨어지는 일부 유체들이 가열기(3)에 도달할 수 없도록 만들어진다.

환형 그루브(23)를 통해 공급되는 대신에, 도 1 및 2에서 점선으로 도시된 바와 같이, 예를 들어, 유체는 또한 지지 수단(2)의 내부로 가열기(3)의 축방향 보어 내 파이프라인(5')을 통해 공급될 수 있고 거기서부터 필수적으로 방사상 보어들(6')을 통해 가장자리 스텝(22) 내 개구(7)로 공급될 수 있다. 선택적으로, 유체 공급 수단은, 또한 아래에서 더욱 상세히 설명될 도 3c에 도시된 바와 같이, 외부 스프레이 헤드(4')로서 만들어질 수 있다. 예를 들어, 기판 아래로 움직일 필요가 있다면, 이러한 스프레이 헤드는 이동가능하다. 이동가능한 스프레이 헤드는 지지 표면을 향하는 기판의 측면을 가로질러 통과할 수 있어서 유체는 일정하게 가해진다.

도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 회전가능한 척의 다른 실시예를 도시한다. 도 3a 내지 3c에 도시된 실시예는 지지 수단의 중앙 부분(2) 외에 가장자리 영역(24)을 포함하는 두-부분 척이다. 스프레이 코팅 동안, 두-부분 척은 도 3a에 도시된 바와 같이 하강된 상태에서 사용된다. 기판은, 상술한 바와 같이, 진공 연결부(8)에 의해 척 상으로 흡입된다. 이 상태에서, 중앙 영역(2)은 가장자리 영역과 같은 높이여서 하강된 상태에서 기판(1)은 지지 수단(2 및 4)과 전-표면 접촉한다. 그래서, 지지 수단을 향하는 기판이 측면은 필수적으로 완전히 덮이고, 따라서 이러한 측면이 적용된 기판에 의해 더러워지거나 오염되는 위험이 크게 제거된다. 그러나, 오염이 완전히 제거되기 않기 때문에, 척의 중앙 영역은 스프레이 작동 후에 들어올려진다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 이는 척의 가장자리 영역(24)의 상부측과 기판(1)의 하부측(11) 사이의 간격을 형성하게 한다. 이러한 상태에서, 또한, 기판은 진공 연결부(8)에 의해 흡입되게 유지된다. 유체 공급 수단에 의해, 상술한 바와 같이, 유체는 기판(1)의 하부(11)에 노출되게 적용될 수 있다. 도 3c는 스프레이 헤드(4')를 예시적으로 도시한다. 그러나, 또한 이러한 다른 실시예에서 유체를 공급하기 위한 상술한 채널들이 제공될 수 있다. 또한 이 실시예에서 척을 가열하는 것이 가능하다. 필요하다면, 중앙부(2)만 또는 중앙부(2)와 척의 가장자리 영 역(24) 양자가 가열될 수 있다.

게다가, 본 발명은 또한 유체 공급 설비 없이 그리고 상술한 가열기와 조합하여 상술한 회전 수단을 포함하는 조합물을 또한 청구하며, 지지 수단은 회전을 위해 가열기로부터 분리되어 있다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

Claims (16)

1. 스프레이 코팅에 의해 기판의 노출된 표면을 처리하기 위해 평평한 기판(1)을 홀딩하고 회전시키기 위한 장치로서,

   축(A) 주위로 회전할 수 있고 상기 축(A)에 대해 수직하게 연장하는 지지 표면(21) 상에 기판(1)을 위치시키고 유지하기 위한 지지 수단(2);

   상기 지지 수단(2)을 회전시키기 위한 회전 수단;

   상기 지지 표면(21)을 향하고 상기 지지 표면(21)으로부터 방사상 외부로 돌출하는 기판(1)의 일부 측면(11) 상으로 유체를 공급하기 위한 유체 공급 설비(4); 및

   상기 지지 수단(2)에 대해 동축이고 가장자리 영역(24)과 기판을 향하는 지지 수단(2)의 측면이 동일 높이인 제1 위치(도 3a) 및 기판을 향하는 가장자리 영역(24)의 측면이 기판으로부터 이격된 제 2 위치(도 3b 및 3c) 사이에 지지 수단에 대해 축방향으로 이동가능한 가장자리 영역(24)을 포함하고,

   상기 지지 표면(21)의 직경은 상기 기판의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 평평한 기판을 홀딩하고 회전시키기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유체 공급 설비(4)는, 상기 지지 표면(21)으로부터 멀어지게 향하는 지지 수단(2)의 측면 내에, 상기 축(A)에 대해 동축이고, 공급 라인(5)을 통해 유체를 삽입하도록 기여하며, 방사상의 보어(6)를 통해 지지 표면(21) 아래의 개구(7)와 통하는 환형 그루브(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 스프레이 코팅에 의해 기판의 노출된 표면을 처리하기 위해 평평한 기판(1)을 홀딩하고 회전시키기 위한 장치로서,

   축(A) 주위로 회전할 수 있고 상기 축(A)에 대해 수직하게 연장하는 지지 표면(21) 상에 기판(1)을 위치시키고 유지하기 위한 지지 수단(2);

   상기 지지 수단(2)을 회전시키기 위한 회전 수단; 및

   상기 지지 표면(21)을 향하고 상기 지지 표면(21)으로부터 방사상 외부로 돌출하는 기판(1)의 일부 측면(11) 상으로 유체를 공급하기 위한 유체 공급 설비(4)를 포함하고,

   상기 지지 표면(21)의 직경은 상기 기판의 직경보다 작으며,

   상기 유체 공급 설비(4)는, 상기 지지 표면(21)으로부터 멀어지게 향하는 지지 수단(2)의 측면 내에, 상기 축(A)에 대해 동축이고, 공급 라인(5)을 통해 유체를 삽입하도록 기여하며, 방사상의 보어(6)를 통해 지지 표면(21) 아래의 개구(7)와 통하는 환형 그루브(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 지지 표면(21)에 대해 층이 진 가장자리(22)는 상기 지지 표면(21)의 원주에 제공되고 상기 개구(7)는 가장자리 층의 영역 내에 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 유체 공급 설비는 상기 지지 수단(2)의 회전 동안 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 지지 수단(2)을 가열하기 위한 가열기(3)를 포함하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 가열기(3)는 상기 지지 수단(2)이 회전하지 않는다면 지지 수단(2)과 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 가열기(3) 및 상기 지지 수단(2)은 동축상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 가열기(3)는 접촉 표면을 통해 상기 지지 수단(2)을 가열하기 위해 축방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

    상기 유체 공급 설비는 이동가능한 스프레이 헤드(4')로 실현되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 4 항에 있어서,

    상기 가장자리 층의 높이(H)는 0.2 mm인 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 4 항에 있어서,

    상기 층이 진 가장자리(22)의 폭은 방사상 방향으로 3 mm 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 6 항에 있어서,

    상기 가열기(3)는 저항 가열기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

    상기 지지 수단(2)은 금속으로 만들어진 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

    상기 지지 표면(21)의 반경은 100 mm 내지 200 mm인 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

    상기 지지 수단(2)은 알루미늄으로 만들어진 것을 특징으로 하는 장치.

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