KR101099209B1 - 기판지지장치 및 기판떼어내기방법 - Google Patents

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리아라이즈·아도반스토테쿠노로지 가부시키가이샤
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Abstract

웨이퍼를 지지하기 위한 가스공급노즐의 구조를 간단한 것으로 하는 동시에 공급가스의 양이 소량이더라도 좋고, 더구나 기판지지장치로부터의 웨이퍼의 추출을 간단히 한다.
기판지지장치(1)는 하우징(2)내에, 중앙부에 중공부(12)를 갖고, 기판(6)을 지지하는 회전가능한 척(3)과 노즐구멍(7)을 갖고, 중공부(12)내에서 상하방향으로 이동 가능한 통형상의 노즐부재(4)를 갖는다. 노즐구멍(7)은 노즐부재(4)의 중앙부에 형성되어 있고, 가스공급원(8)으로부터 노즐구멍(7)으로 가스를 토출시켜, 기판(6)을 척(3)의 상면에 비접촉으로 유지한다. 기판(6)을 떼어낼 때는, 노즐구멍 (7)으로부터 가스를 토출시키면서 노즐부재(4)를 위쪽으로 이동시키는 것에 의해, 기판(6)을 뜨게 한다.

Description

기판지지장치 및 기판떼어내기방법{SUBSTRATE SUPPORTING APPARATUS AND SUBSTRATE DETACHING METHOD}
도 1은 본 발명에 의한 기판지지장치의 주요부의 개념도로, (a)는 일부단면측면도, (b)는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 기판지지장치의 동작을 설명하는 도면으로, (a)는 척 및 노즐부재의 확대단면측면도, (b)는 기판이면에서의 압력분포도이다.
도 3은 본 발명에 의한 기판지지장치로부터 기판을 떼어낼 때의 동작을 설명하는 도면으로, (a)는 척 및 노즐부재의 확대단면측면도, (b)는 기판이면에 포크를 꽂아 넣을 때의 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 기판지지장치 2 : 하우징
3 : 척 4 : 노즐부재
5 : 돌출조 6 : 기판
7 : 노즐구멍 8 : 가스공급원
9 : 모터 10 : 상하이동 구동원
11, 15 : 오목부 12 : 중공부
14 : 틈 20 : 포크
본 발명은 반도체웨이퍼 등의 기판의 세정, 에칭 또는 레지스트막의 제거를 위해, 혹은, 반도체웨이퍼 등의 기판에의 레지스트의 도포를 위한 기판처리장치에 사용되는 기판지지장치 및 기판지지장치로부터의 기판떼어내기방법에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하는 각종의 제조프로세스에 있어서, 반도체웨이퍼 등의 기판을 세정하거나, 에칭하는 약액처리를 하는 경우나 레지스트의 도포나 레지스트막을 제거하는 경우, 매엽식의 기판지지장치가 사용된다. 이러한 기판지지장치로서, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 웨이퍼형상 물품용의 지지장치가 있다.
특허문헌 1에 기재된 지지장치는, 회전축을 중심으로 회전하는 지지체를 갖고, 이 지지체의 상면에 고리형상의 노즐을 설치하고, 이 노즐에 가스를 공급하여 웨이퍼를 벨누이의 정리에 의해 비접촉으로 지지한다. 또한, 지지체는 지지체의 상면까지 늘어나는 복수의 구멍을 형성하여, 이 구멍내에 각각 스터드를 삽입하고 있다. 그리고, 지지체로부터 웨이퍼를 떼어낼 때에는, 스터드를 위쪽으로 이동시키고 웨이퍼와 지지체와의 사이의 간격을 크게 하여, 스푼툴을 사용하여 웨이퍼를 꺼내도록 하고 있다.
<특허문헌 1>
일본 특허 제 3383584호 공보{제 3 페이지(0013), (0016)∼(0018), (0020)∼ (0021), (0030) 및 도 1, 도 2}
이 종래의 지지장치는, 웨이퍼 등의 기판을 지지하기 위해서, 웨이퍼의 주변에 가스를 공급하기 위한 고리형상의 노즐을 형성하고, 또한, 웨이퍼 등의 기판을 꺼내기 위해서, 복수의 상하이동 가능한 스터드를 설치하는 등 구조가 복잡하다.
또한, 웨이퍼 등의 기판을 지지장치에 지지하기 위한 공급가스량이 대량으로 필요하다.
그래서, 본 발명은 웨이퍼를 지지하기 위한 가스공급노즐의 구조를 간단한 것으로 하고, 또한, 공급가스량이 소량이더라도 좋고, 더구나 지지장치로부터의 웨이퍼의 추출을 간단히 할 수 있는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 기재된 본 발명의 기판지지장치는, 중앙부에 중공부를 갖고, 기판을 지지하는 회전가능한 척과, 노즐구멍을 갖고, 상기 중공부내에서 상하방향으로 이동가능한 통형상의 노즐부재와, 상기 노즐부재로부터 토출되는 가스를 공급하는 가스공급원을 가지는 기판지지장치로서, 상기 노즐부재의 상면을 척의 상면보다 낮은 낮태로 유지한 상태에서, 상기 노즐구멍의 상부에는 가스유로가 되는 오목부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 본 발명은, 청구항 1에 기재된 기판지지장치에 있어서, 상기 노즐구멍은 노즐부재의 중앙부에 형성된 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 본 발명은, 청구항 1에 기재된 기판지지장치에 있어서, 상기 척의 기판에 대항하는 면에는, 상기 면에 대하여 대략 수직방향으로 돌출한 돌출조를 갖고 있고, 상기 돌출조는 상기 기판의 바깥둘레에 접촉하여 상기 기판을 지지하는 상태와, 상기 기판의 바깥둘레와 격리한 상태로 이동가능한 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 본 발명은, 청구항 1에 기재된 기판지지장치에 있어서, 상기 노즐구멍으로부터 가스를 토출시켜, 상기 기판을 상기 척의 표면에 비접촉으로 유지하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 본 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 기재된 기판지지장치에 있어서, 상기 노즐부재를 위쪽으로 이동시키는 수단을 갖고, 상기 노즐구멍으로부터 가스를 토출시키면서 상기 노즐부재를 위쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 본 발명의 기판떼어내기방법은, 중앙부에 중공부를 갖고, 기판을 지지하는 회전가능한 척과, 노즐구멍을 갖고, 상기 중공부내에서 상하방향으로 이동가능한 통형상의 노즐부재를 가지는 기판지지장치에서, 상기 노즐구멍으로부터 가스를 토출시키면서 상기 노즐부재를 위쪽으로 이동시켜, 상기 기판의 이면과 상기 척의 상면과의 사이에 포크를 꽂아 넣은 후, 상기 가스의 토출을 멈추고 상기 포크상에 기판을 유지하는 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재된 본 발명은, 청구항 6에 기재된 기판떼어내기방법에 있어서, 상기 포크는 한 쌍의 손가락부를 갖고, 상기 한 쌍의 손가락부의 간격은 상기 노즐부재의 지름보다 큰 것을 특징으로 한다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
본 발명의 제 1 실시 형태에 의한 기판지지장치는, 중앙부에 중공부를 갖고, 기판을 지지하는 회전가능한 척과, 노즐구멍을 갖고, 상기 중공부내에서 상하방향으로 이동가능한 통형상의 노즐부재와, 상기 노즐부재로부터 토출되는 가스를 공급하는 가스공급원을 가지는 기판지지장치로서, 상기 노즐부재의 상면을 척의 상면보다 낮은 낮태로 유지한 상태에서, 상기 노즐구멍의 상부에는 가스유로가 되는 오목부가 형성되는 것이다. 본 실시의 형태에 의하면, 척의 상면에 기판을 얹어 놓고, 기판의 이면에 가스를 토출시킴으로써, 기판을 척 상면에 벨누이의 정리에 의해 비접촉으로 유지하는 동시에, 노즐부재를 위쪽으로 이동시킨 후, 척과 기판과의 사이의 틈에 포크를 꽂아 넣는 것에 의해, 기판의 떼어내기를 간단히 할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시 형태는, 제 1 실시 형태에 의한 기판지지장치에 있어서, 노즐구멍을 노즐부재의 중앙부에 형성한 것이다. 본 실시 형태에 의하면, 가스를 기판이면의 중앙부에서 주변방향으로 토출시킬 수 있기 때문에, 적은 가스유량으로 기판을 척상면에 비접촉으로 유지할 수가 있다.
본 발명의 제 3 실시의 형태는, 제 1 실시의 형태에 의한 기판지지장치에 있어서, 척의 기판에 대항하는 면에는, 면에 대하여 대략 수직방향으로 돌출한 돌출조를 갖고 있고, 돌출조는 기판의 바깥둘레에 접촉하여 기판을 지지하는 상태와, 기판의 바깥둘레와 격리된 상태로 이동가능하다. 본 실시 형태에 의하면, 기판을 확실히 유지할 수 있음과 동시에, 기판착탈도 용이하게 행할 수 있다.
본 발명의 제 4 실시의 형태는, 제 1 실시형태에 의한 기판지지장치에 있어서, 노즐구멍으로부터 가스를 토출시켜, 기판을 척의 상면에 비접촉으로 유지하는 것이다. 본 실시의 형태에 의하면, 적은 가스유량으로 기판을 척 상면에 비접촉으로 유지할 수 있다.
본 발명의 제 5 실시의 형태는, 제 1 에서 제 4 중 어느 하나의 실시형태에 의한 기판지지장치에 있어서, 노즐부재를 위쪽으로 이동시키는 수단을 갖고, 노즐구멍으로부터 가스를 토출시키면서 노즐부재를 위쪽으로 이동시키는 것이다. 본 실시형태에 의하면, 노즐부재를 위쪽으로 이동시킨 후, 척과 기판과의 사이의 틈에 포크를 꽂아 넣는 것에 의해, 기판의 떼어내기를 간단히 할 수 있다.
본 발명의 제 6 실시의 형태에 의한 기판떼어내기방법은, 중앙부에 중공부를 갖고, 기판을 지지하는 회전가능한 척과, 노즐구멍을 갖고, 상기 중공부내에서 상하방향으로 이동가능한 통형상의 노즐부재를 가지는 기판지지장치에서, 상기 노즐구멍으로부터 가스를 토출시키면서 노즐부재를 위쪽으로 이동시켜, 기판의 이면과 척의 상면과의 사이에 형성된 틈에 포크를 꽂아 넣고, 가스의 토출을 멈추어 포크상에 기판을 유지하는 것이다. 본 실시의 형태에 의하면 기판떼어내기를 간단히 할 수 있다.
본 발명의 제 7 실시 형태는, 제 6 실시의 형태에 의한 기판떼어내기방법에 있어서, 포크가 한 쌍의 손가락부를 갖고, 손가락부의 간격을 노즐부재의 지름보다 크게 한 것이다. 본 실시의 형태에 의하면, 포크를 노즐부재에 방해받지 않고 꽂을 수가 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라서 설명한다. 도 1(a)은 본 발명에 의한 기판지지장치의 주요부의 일부 단면측면도, 도 1(b)은 그 평면도이다.
기판지지장치(1)는 하우징(2)과, 하우징(2)내에 배치되고, 하우징(2)내에서 중심축 X-X'를 중심으로 회전하는 공중원주형상의 척(3)과, 척(3)의 중공부 (12)에 배치되어, 상하방향으로 이동가능한 통형상의 노즐부재(4)를 갖고 있다. 척(3) 및 노즐부재(4)의 상부는 하우징(2)에 설치된 오목부(11)내에 노출하여 배치된다.
척(3)의 상면에는, 바깥둘레부근에 대략 수직방향으로 돌출한 복수의 돌출조 (5)이 형성되어 있고, 반도체웨이퍼 등의 원형의 기판(6)의 주위를 지지한다. 돌출조(5)은 원주체와 그 상면의 바깥둘레부에 설치한 돌기로 구성되고, 원주체의 회 전에 의해서 돌기가 기판(6)의 바깥둘레에 접촉하여 기판(6)을 지지하는 상태와, 돌기가 기판(6)의 바깥둘레로부터 격리된 상태가 된다. 복수의 돌출조(5)의 원주체는 각각이 연이어 이동하여 회전한다. 척(3)은 상면의 기판얹어놓음면에 기판 (6)을 얹은 상태로 모터(9)에 의해 중심축 X-X'를 중심으로 회전한다.
한편, 노즐부재(4)는 중앙에 노즐구멍(7)을 갖고 있고, 노즐구멍(7)으로부터 질소가스 등의 가스공급원(8)으로부터 공급되는 가스를 토출한다. 또한, 노즐부재 (4)는 상하이동 구동원(10)에 의해 척(3)내를 상하이동 가능하게 구성된다.
다음에, 기판지지장치(1)의 동작을 설명한다. 도 2(a)의 척 및 노즐부재의 확대단면측면도에 나타내는 바와 같이, 척(3)의 상면에 기판(6)을 얹어 놓고, 노즐부재(4)의 상면을 척(3)의 상면보다 낮은 상태로 유지한 상태에서 노즐구멍 (7)으로부터 질소가스(13)를 소정의 유량으로 분사하면, 질소가스(13)는 기판(6)의 이면을 노즐구멍(7)으로부터 오목부(15)를 통과하여 척(3)의 상면과 기판(6)의 틈(14)을 따라 흘러, 기판(6)의 주위로부터 외부로 흐른다.
이 때, 질소가스(13)는 노즐구멍(7) 부근에서는 유로단면이 작기 때문에 속도가 크고, 그 주위에서는 오목부(15)의 유로단면이 크기 때문에 속도가 감소하고, 척(3)의 상면과 기판(6)의 틈(14)에서는 유로단면이 작아지기 때문에 속도는 커진다. 따라서, 벨누이의 정리에 의해 기판(6)의 뒤쪽의 압력분포는 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 노즐구멍(7)에 대응한 중앙위치에서는 양압(16)이지만, 그 주위의 오목부(15)에 대응하는 부분에서 음압(17)이 형성되어, 바깥둘레부 부근에서 양압 (18)으로 전환하게 된다. 이 결과, 기판(6)은 오목부(15)에 대응하는 부분의 음압 (17)에 의해 아래쪽으로 흡인되어, 회전하고 있는 척(3)의 상면에 따라서 비접촉으로 얹어 놓여진다. 이 상태에서 기판(6)의 위쪽으로부터 노즐(19)을 기판(6)에 따라 이동시키면서 세정액을 흐르게 하여 기판(6)을 세정한다. 또, 세정액 대신에 에칭액을 사용하면, 에칭을 할 수 있다.
질소가스(13)의 유량은 기판(6)이 벨누이의 정리에 의해 음압(17)을 생성가능한 유량으로, 기판(6)의 크기나 중량에 따라 다르지만, 기판이 지름 200 내지 300mm, 두께 0.7mm의 실리콘웨이퍼인 경우는, 50리터/분 정도가 바람직하다.
기판(6)의 세정 또는 에칭이 종료한 후, 도 3(a)과 같이 노즐구멍(7)으로부터 질소가스(13)를 토출시킨 채로 노즐부재(4)를 위쪽으로 이동시키면, 기판(6)은 벨누이의 정리에 의한 척(3) 및 노즐부재(4)에 대한 흡인작용을 유지한 채로 비접촉상태로 위쪽으로 뜨면서 이동한다. 이 결과, 척(3)과 기판(6)과의 틈(14)이 커지기 때문에, 도 3(b)과 같이, 이 틈(14)내에 포크(20)의 손가락부(21)를 꽂아 넣고, 질소가스(13)의 토출을 중지하면, 기판(6)은 벨누이의 정리에 의한 흡인작용이 해제되어, 포크(20)로 지지된다. 따라서, 기판(6)을 포크(20)에 얹어 놓아 기판지지장치(1)로부터 떼어낼 수 있다.
노즐부재(4)의 이동위치는 노즐부재(4)의 표면이 척(3)의 표면과 일치하는 위치로부터는 그것보다 약간 위쪽이면 좋다.
또한, 포크(20)는 한 쌍의 손가락부(21)의 간격을 그 사이에 노즐부재(4)가 들어갈 수 있도록, 노즐부재(4)의 지름보다 약간 크게 형성한다. 또한, 두께는 틈 (14)내에 꽂아 넣을 수 있도록 얇게 형성된다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼를 지지하기 위한 척 및 가스공급용의 노즐부재의 구조를 간단히 할 수가 있다.
또한, 웨이퍼 지지를 위해 공급하는 가스량을 소량으로 할 수 있고, 또한, 중심부의 노즐로부터 가스를 분사하기 때문에 기판크기의 변경에 따르는 필요한 유량의 변동도 적게 할 수 있다.
또한, 기판지지장치로부터 웨이퍼를 꺼낼 때의 작업을 간단하고 또한 확실하게 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 반도체웨이퍼 등의 기판의 세정, 에칭, 기판부터의 레지스트막의 제거, 또는 기판에의 레지스트의 도포에 적용된다.

Claims (7)

  1. 중앙부에 중공부를 갖고, 기판을 지지하는 회전가능한 척과, 노즐구멍을 갖고, 상기 중공부내에서 상하방향으로 이동가능한 통형상의 노즐부재와, 상기 노즐부재로부터 토출되는 가스를 공급하는 가스공급원을 가지는 기판지지장치로서,
    상기 노즐부재의 상면을 척의 상면보다 낮은 낮태로 유지한 상태에서, 상기 노즐구멍의 상부에는 가스유로가 되는 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐구멍은 노즐부재의 중앙부에 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 척의 기판에 대항하는 면에는, 상기 면에 대하여 수직방향으로 돌출한 돌출조를 갖고 있고, 상기 돌출조는 상기 기판의 바깥둘레에 접촉하여 상기 기판을 지지하는 상태와, 상기 기판의 바깥둘레와 격리된 상태로 이동가능한 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐구멍으로부터 가스를 토출시켜, 상기 기판을 상기 척의 표면에 비접촉으로 유지하는 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐부재를 위쪽으로 이동시키는 수단을 갖고, 상기 노즐구멍으로부터 가스를 토출시키면서 상기 노즐부재를 위쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  6. 중앙부에 중공부를 갖고, 기판을 지지하는 회전가능한 척과, 노즐구멍을 갖고, 상기 중공부내에서 상하방향으로 이동가능한 통형상의 노즐부재를 가지는 기판지지장치에서, 상기 노즐구멍으로부터 가스를 토출시키면서 상기 노즐부재를 위쪽으로 이동시켜, 상기 기판의 이면과 상기 척의 상면과의 사이에 포크를 꽂아 넣은 후, 상기 가스의 토출을 멈추고 상기 포크상에 기판을 유지하는 것을 특징으로 하는 기판떼어내기방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 포크는 한 쌍의 손가락부를 갖고, 상기 한 쌍의 손가락부의 간격은 상기 노즐부재의 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 기판떼어내기방법.
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