KR102024386B1 - 기판 유지 장치 및 기판 유지 방법 - Google Patents

기판 유지 장치 및 기판 유지 방법 Download PDF

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다케시 다무라
아키라 후쿠토미
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 휘어짐이 있는 기판을 적절하게 유지하는 기판 유지 장치 및 그 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 유지 장치는, 제1 유지부와, 제2 유지부를 구비한다. 제1 유지부는 기판의 중앙부를 포함하는 제1 영역을 흡착 유지한다. 제2 유지부는 기판의 제1 영역보다도 외주측에 위치하는 제2 영역을 흡착 유지한다. 그리고, 제1 유지부가 기판의 제1 영역을 흡착 유지한 후에, 제2 유지부가 기판의 제2 영역을 흡착 유지한다.

Description

기판 유지 장치 및 기판 유지 방법{SUBSTRATE HOLDING APPARATUS AND SUBSTRATE HOLDING METHOD}
본 발명은 기판 유지 장치 및 기판 유지 방법에 관한 것이다.
종래, 실리콘 웨이퍼나 화합물 반도체 웨이퍼 등의 기판의 유지를 행하는 기판 유지 장치가 알려져 있다. 이러한 기판 유지 장치로는, 예를 들어, 베르누이의 원리를 이용하여 기판을 비접촉 상태에서 흡착 유지하는 베르누이 척이 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 2009-194217호 공보
그러나, 상술한 기판 유지 장치는, 휘어짐이 있는 기판을 유지하는 것이 용이하지 않다는 문제가 있었다. 이것은, 기판에 휘어짐이 있으면, 기판이 유지면으로부터 들뜬 상태로 되어, 그 기판의 하면과 유지 장치의 상면 사이의 공간 내로 공기가 빨려들어가게 될 우려가 있기 때문이다.
본 발명은, 휘어짐이 있는 기판을 적절하게 유지할 수 있는 기판 유지 장치 및 기판 유지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 기판 유지 장치가 제공된다. 일 실시 형태에 따른 기판 유지 장치는, 제1 유지부와, 제2 유지부와, 제어부와, 본체부를 구비한다. 제1 유지부는 기판의 중앙부를 포함하는 제1 영역을 흡착 유지한다. 제2 유지부는 기판의 제1 영역보다도 외주측에 위치하는 제2 영역을 흡착 유지한다. 그리고, 제1 유지부가 기판의 제1 영역을 흡착 유지한 후에, 제2 유지부가 기판의 제2 영역을 흡착 유지한다. 본체부는 제2 유지부의 주연을 둘러싸도록 배치되며, 기판의 직경보다도 작은 직경을 갖고, 또한, 상면이 제2 유지부의 상면보다도 높게 형성되어 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 기판 유지 방법이 제공된다. 일 실시 형태에 따른 기판 유지 방법은, 기판의 중앙부를 포함하는 제1 영역을 흡착 유지하는 제1 유지부를 동작시킴으로써, 기판의 제1 영역을 제1 유지부에 대하여 흡착 유지시키는 제1 흡착 유지 공정과, 기판의 제1 영역을 제1 유지부에 대하여 흡착 유지시킨 후에, 기판의 제1 영역보다도 외주측에 위치하는 제2 영역을 흡착 유지하는 제2 유지부를 동작시킴으로써, 기판의 제2 영역을 제2 유지부에 대하여 흡착 유지시키는 제2 흡착 유지 공정을 포함한다.
본 발명의 기판 유지 장치 및 기판 유지 방법에 따르면, 휘어짐이 있는 기판을 적절하게 유지할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 박리 시스템의 구성을 도시하는 모식 평면도이다.
도 2는 중합 기판, 피처리 기판 및 지지 기판의 모식 측면도이다.
도 3은 제1 세정 장치의 모식 측면도이다.
도 4a는 스핀 척의 모식 평면도이다.
도 4b는 제1 유지부 및 제2 유지부와 흡기 장치와의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 5a는 스핀 척에 의한 흡착 유지 동작의 설명도이다.
도 5b는 스핀 척에 의한 흡착 유지 동작의 설명도이다.
도 5c는 스핀 척에 의한 흡착 유지 동작의 설명도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 따른 제1 유지부가 갖는 다공질체 및 제2 유지부가 갖는 다공질체의 소밀 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은 제3 실시 형태에 따른 제1 유지부 및 제2 유지부와 흡기 장치와의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 제4 실시 형태에 따른 스핀 척의 다른 구성을 도시하는 모식 평면도이다.
도 9는 제5 실시 형태에 따른 스핀 척의 모식 측면도이다.
도 10은 제6 실시 형태에 따른 스핀 척의 일례를 도시하는 모식 평면도이다.
도 11은 제6 실시 형태에 따른 스핀 척의 다른 예를 도시하는 모식 평면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 기판 유지 장치 및 기판 유지 방법의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 기재하는 실시 형태에서는, 중합 기판의 박리를 행하는 박리 시스템에 대하여 본 발명이 개시하는 기판 유지 장치를 적용하는 경우의 예에 대하여 설명하지만, 본 발명이 개시하는 기판 유지 장치는 박리 시스템 이외에도 적용 가능하다.
(제1 실시 형태)
<1. 박리 시스템>
우선, 제1 실시 형태에 따른 박리 시스템의 구성에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태에 따른 박리 시스템의 구성을 도시하는 모식 평면도이며, 도 2는 중합 기판, 피처리 기판 및 지지 기판의 모식 측면도이다. 또한, 이하에 있어서는, 위치 관계를 명확히 하기 위해서, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 도시하는 제1 실시 형태에 따른 박리 시스템(1)은 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)이 접착제(G)로 접합된 중합 기판(T)을, 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)으로 박리하는 시스템이다(도 2 참조).
도 2에 도시한 바와 같이, 피처리 기판(W)의 판면 중, 접착제(G)를 개재하여 지지 기판(S)과 접합되는 측의 판면을 「접합면(Wj)」이라고 하고, 접합면(Wj)과는 반대측의 판면을 「비접합면(Wn)」이라고 한다. 또한, 지지 기판(S)의 판면 중, 접착제(G)를 개재하여 피처리 기판(W)과 접합되는 측의 판면을 「접합면(Sj)」이라고 하고, 접합면(Sj)과는 반대측의 판면을 「비접합면(Sn)」이라고 한다.
피처리 기판(W)은, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼나 화합물 반도체 웨이퍼 등의 반도체 기판에 복수의 전자 회로가 형성된 기판이며, 전자 회로가 형성되는 측의 판면을 접합면(Wj)이라고 하고 있다. 또한, 피처리 기판(W)은, 예를 들어 비접합면(Wn)이 연마 처리됨으로써 박형화되어 있다. 한편, 지지 기판(S)은, 피처리 기판(W)과 대략 동일한 직경의 기판이며, 피처리 기판(W)을 지지한다. 지지 기판(S)으로서는, 실리콘 웨이퍼 외에, 예를 들어, 화합물 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판 등을 사용할 수 있다.
박리 시스템(1)은 도 1에 도시한 바와 같이, 반출입 스테이션(10)과, 제1 반송 영역(20)과, 박리 처리 스테이션(30)과, 제2 반송 영역(40)과, 제어 장치(50)를 구비한다. 반출입 스테이션(10) 및 박리 처리 스테이션(30)은 제1 반송 영역(20)을 통하여 Y축 방향으로 배열하여 배치된다. 또한, 반출입 스테이션(10), 제1 반송 영역(20) 및 박리 처리 스테이션(30)의 X축 부방향측에는 제2 반송 영역(40)이 배치된다.
박리 시스템(1)에서는, 반출입 스테이션(10)에 반입된 중합 기판(T)이 제1 반송 영역(20)을 통하여 박리 처리 스테이션(30)에 반송되어, 박리 처리 스테이션(30)에 있어서 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)으로 박리된다. 박리 후의 피처리 기판(W)은 제2 반송 영역(40)을 통하여 후처리 스테이션(M)에 반송되고, 박리 후의 지지 기판(S)은 제1 반송 영역(20)을 통하여 반출입 스테이션(10)에 반송된다. 또한, 박리 시스템(1)에서는, 불량으로 된 피처리 기판(W)을 제1 반송 영역(20)을 통하여 반출입 스테이션(10)에 반송할 수도 있다.
반출입 스테이션(10)에서는, 복수의 피처리 기판(W)이 수용되는 카세트(Cw), 복수의 지지 기판(S)이 수용되는 카세트(Cs) 및 복수의 중합 기판(T)이 수용되는 카세트(Ct)가 박리 시스템(1)의 외부와의 사이에서 반출입된다. 이러한 반출입 스테이션(10)에는 카세트 재치대(11)가 설치되어 있고, 이 카세트 재치대(11)에, 카세트(Cw, Cs, Ct) 각각이 재치되는 복수의 카세트 재치판(12a 내지 12c)이 설치된다. 또한, 카세트(Cw)에는, 예를 들어, 불량품으로서 박리 처리 스테이션(30)으로부터 반송되어 온 피처리 기판(W)이 수용된다.
제1 반송 영역(20)에서는, 반출입 스테이션(10) 및 박리 처리 스테이션(30)사이에 있어서의 피처리 기판(W), 지지 기판(S) 및 중합 기판(T)의 반송이 행해진다. 제1 반송 영역(20)에는, 피처리 기판(W), 지지 기판(S) 및 중합 기판(T)의 반송을 행하는 제1 반송 장치(21)가 설치된다.
제1 반송 장치(21)는 수평 방향으로의 이동, 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능한 반송 아암(22)과, 이 반송 아암(22)의 선단에 설치된 포크(23)를 구비하는 반송 로봇이다. 이러한 제1 반송 장치(21)는 포크(23)를 사용하여 기판을 유지함과 함께, 포크(23)에 의해 유지된 기판을 반송 아암(22)에 의해 원하는 장소까지 반송한다.
박리 처리 스테이션(30)에서는, 중합 기판(T)의 박리, 박리 후의 피처리 기판(W) 및 지지 기판(S)의 세정 등이 행해진다. 이 박리 처리 스테이션(30)에는, 박리 장치(31), 전달실(32), 제1 세정 장치(33) 및 제2 세정 장치(34)가 X축 정방향으로, 제1 세정 장치(33), 전달실(32), 박리 장치(31), 제2 세정 장치(34)의 순서로 배열하여 배치된다.
박리 장치(31)에서는, 제1 반송 장치(21)에 의해 반송된 중합 기판(T)을 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)으로 박리하는 박리 처리가 행해진다.
전달실(32)에는 박리 장치(31)에 의해 중합 기판(T)으로부터 박리된 피처리 기판(W)을 제1 세정 장치(33)에 반송하는 제2 반송 장치(110)가 설치된다. 제2 반송 장치(110)는 베르누이 척으로서, 피처리 기판(W)을 비접촉 상태에서 유지하여 제1 세정 장치(33)에 반송한다.
여기서, 베르누이 척은 유지면에 형성된 분출구로부터 피처리 기판(W)의 판면으로 향하여 기체를 분사시키고, 유지면과 피처리 기판(W)의 판면과의 간격에 따라서 기체의 유속이 변화하는 것에 수반하는 부압의 변화를 이용하여 피처리 기판(W)을 비접촉 상태에서 유지한다.
제1 세정 장치(33)는 제2 반송 장치(110)에 의해 반송된 피처리 기판(W)의 세정을 행한다. 제1 세정 장치(33)는 피처리 기판(W)을 흡착 유지하면서 회전하는 스핀 척(210)을 구비하고, 이러한 스핀 척(210)을 사용하여 피처리 기판(W)을 회전시키면서, 피처리 기판(W)에 대하여 세정액을 분사함으로써 피처리 기판(W)을 세정한다. 이러한 제1 세정 장치(33)의 구성에 대해서는, 도 3을 사용하여 설명한다.
제1 세정 장치(33)에 의해 세정된 피처리 기판(W)은, 제2 반송 영역(40)을 통하여 후처리 스테이션(M)에 반송되고, 후처리 스테이션(M)에 있어서 소정의 후처리가 실시된다. 또한, 소정의 후처리란, 예를 들어 피처리 기판(W)을 마운트하는 처리나, 피처리 기판(W)을 칩마다 다이싱하는 처리 등이다.
제2 세정 장치(34)는 박리 장치(31)에 있어서 중합 기판(T)으로부터 박리된 지지 기판(S)의 세정을 행한다. 제2 세정 장치(34)에 의해 세정된 지지 기판(S)은, 제1 반송 장치(21)에 의해 반출입 스테이션(10)에 반송된다.
제2 반송 영역(40)은 박리 처리 스테이션(30)과 후처리 스테이션(M)의 사이에 설치된다. 제2 반송 영역(40)에는 X축 방향으로 연장하는 반송로(41) 상을 이동 가능한 제3 반송 장치(120)가 설치되고, 이 제3 반송 장치(120)에 의해 박리 처리 스테이션(30) 및 후처리 스테이션(M) 사이에 있어서의 피처리 기판(W)의 반송이 행해진다. 제3 반송 장치(120)는 제2 반송 장치(110)과 마찬가지로, 베르누이 척의 원리를 이용하여 피처리 기판(W)을 비접촉 상태에서 반송한다.
또한, 제2 반송 영역(40)에는 제3 세정 장치(43) 및 제4 세정 장치(44)가 X축 부방향으로, 제3 세정 장치(43) 및 제4 세정 장치(44)의 순서로 배열하여 배치된다. 이들 제3 세정 장치(43) 및 제4 세정 장치(44)는 예를 들어 제1 세정 장치(33)와 마찬가지의 구성의 세정 장치이며, 스핀 척(210)과 동일한 스핀 척(220, 230)을 각각 구비한다. 피처리 기판(W)은, 이들 제3 세정 장치(43) 및 제4 세정 장치(44)에 의해 세정된 다음, 후처리 스테이션(M)에 건네어진다.
또한, 제2 반송 영역(40)에는 박리 시스템(1)과 후처리 스테이션(M) 사이에서 피처리 기판(W)의 수수를 행하기 위한 전달부(45)가 배치된다. 전달부(45)는 피처리 기판(W)을 흡착 유지하는 포러스 척(240)을 구비한다. 피처리 기판(W)은, 제3 세정 장치(43) 및 제4 세정 장치(44)에 의해 세정된 후, 제3 반송 장치(120)에 의해 포러스 척(240) 상에 재치되고, 포러스 척(240)에 의해 흡착 유지된다.
또한, 포러스 척(240)은 스핀 척(210, 220, 230)과 달리 회전 기능을 갖고 있지 않고, 또한, 피처리 기판(W)의 세정을 행하는 것이 아니기 때문에 스핀 척(210)과 비교하여 직경이 크다.
제어 장치(50)는 박리 시스템(1)의 동작을 제어하는 장치이며, 예를 들어 반송 제어부(51)를 구비한다. 반송 제어부(51)는 스핀 척(210)에 의한 피처리 기판(W)의 흡착 유지 동작이나, 제2 반송 장치(110) 및 제3 반송 장치(120)에 의한 기판의 반송 등을 제어하는 처리부이다.
또한, 제어 장치(50)는 예를 들어 컴퓨터이며, 도시하지 않은 기억부에 기억된 프로그램을 판독하여 실행함으로써 박리 시스템(1)의 동작을 제어한다. 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기록 매체로부터 제어 장치(50)의 기억부에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서, 예를 들어 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그네트 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
피처리 기판(W)의 두께는, 예를 들어 35 내지 100 ㎛로 얇아, 휘어짐이 발생하기 쉽다. 특히, 피처리 기판(W)이 오목 형상으로 휘어져 있는 경우, 스핀 척(210)의 흡착면과 피처리 기판(W)의 외주부와의 거리가 이격되기 때문에, 피처리 기판(W)이 스핀 척(210)에 의해 적절하게 흡착 유지되지 않을 가능성이 있다. 이러한 경우, 제2 반송 장치(110)나 제3 반송 장치(120) 등의 기판 유지 장치와, 스핀 척(210, 220, 230)이나 포러스 척(240) 등의 기판 유지 장치 사이에서의 피처리 기판(W)의 수수가 곤란하게 될 우려가 있다.
따라서, 제1 실시 형태에 따른 박리 시스템(1)에서는, 스핀 척(210)의 흡착면을 직경 방향을 따라서 복수의 영역으로 분할하고, 내측의 영역부터 피처리 기판(W)을 단계적으로 흡착 유지함으로써, 피처리 기판(W)의 휘어짐을 교정하는 것으로 하였다.
이하에서는, 본 발명이 개시하는 기판 유지 장치의 일례인 스핀 척(210)의 구체적인 구성 및 동작에 대하여 설명한다. 또한, 기판 유지 장치의 다른 일례인 스핀 척(220, 230) 및 포러스 척(240)은, 스핀 척(210)과 동일 구성이기 때문에, 이들 스핀 척(220, 230) 및 포러스 척(240)의 구성 및 동작에 대해서는 설명을 생략한다.
<2. 제1 세정 장치의 구성>
우선, 제1 세정 장치(33)의 구성에 대하여 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3은, 제1 세정 장치(33)의 모식 측면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 세정 장치(33)는 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(331)를 갖고 있다. 처리 용기(331)의 측면에는 피처리 기판(W)의 반입 출구(도시하지 않음)가 형성되고, 이러한 반입 출구에는 도시하지 않은 개폐 셔터가 설치된다.
처리 용기(331) 내의 중앙부에는 피처리 기판(W)을 흡착 유지하여 회전시키는 스핀 척(210)이 설치된다. 스핀 척(210)은 원판 형상의 본체부(211)와, 본체부(211)의 상면측에 설치된 흡착 유지부(212)를 구비한다.
흡착 유지부(212)는 예를 들어 탄화규소 등의 세라믹 소재로 형성되는 다공질체를 포함하여 구성된다. 스핀 척(210)은 본체부(211)의 상면에 재치된 피처리 기판(W)을 흡착 유지부(212)가 갖는 다공질체를 통하여 흡인함으로써, 이러한 피처리 기판(W)을 흡착 유지한다.
스핀 척(210)의 하방에는 지주(213)가 설치된다. 지주(213)는 하단부가 기초부(214)에 의해 지지됨과 함께, 상단부에 있어서 스핀 척(210)을 지지한다. 기초부(214)는 예를 들어 처리 용기(331)의 바닥면에 고정된다.
기초부(214)에는 지주(213)를 회전시키는 모터 등의 구동부(도시하지 않음)가 설치된다. 이러한 구동부에 의해 지주(213)가 회전하면, 이러한 회전에 수반하여 스핀 척(210)이 회전하게 된다. 또한, 도시하지 않은 구동부에는 실린더 등의 승강 구동원이 설치되어 있고, 이러한 승강 구동원에 의해 지주(213) 및 스핀 척(210)을 승강시킬 수 있다.
또한, 스핀 척(210)의 주위에는 피처리 기판(W)으로부터 비산 또는 낙하하는 액체를 받아들여, 회수하는 컵(333)이 설치된다. 컵(333)의 하면에는 회수한 액체를 배출하는 배출관(334)과, 컵(333) 내의 분위기를 진공화하여 배기하는 배기관(335)이 접속된다.
또한, 제1 세정 장치(33)는 피처리 기판(W)에 대하여 유기 용제 등의 세정액을 공급하는 세정액 노즐(68)을 구비한다. 세정액 노즐(68)은 처리 용기(331) 내에 설치된 도시하지 않은 레일을 따라, 컵(333) 밖의 대기부(69)로부터 컵(333) 내의 피처리 기판(W)의 중심 위치까지 이동가능하다. 또한, 세정액 노즐(68)은 도시하지 않은 승강 기구에 의해 피처리 기판(W)까지의 높이가 조절된다.
세정액 노즐(68)은 예를 들어 2개의 유체 노즐로 이루어지며, 세정액을 공급하기 위한 공급관(61) 및 질소 등의 불활성 가스를 공급하기 위한 공급관(64)과 각각 접속하고 있다. 공급관(61)에는 내부에 세정액을 저류하는 세정액 공급원(62)이 세정액의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(63)을 통하여 접속된다. 또한, 공급관(64)에는 내부에 불활성 가스를 저류하는 가스 공급원(65)이, 불활성 가스의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(66)을 통하여 접속된다.
세정액 노즐(68)에 공급된 세정액 및 불활성 가스는, 세정액 노즐(68) 내에서 혼합되어, 세정액 노즐(68)로부터 피처리 기판(W)에 공급된다. 제1 세정 장치(33)는 스핀 척(210)을 회전시키면서, 피처리 기판(W)에 대하여 세정액 등을 공급함으로써, 피처리 기판(W)을 세정한다.
이러한 제1 세정 장치(33)에서는, 세정액 등이 피처리 기판(W)의 표면뿐만아니라 이면에도 공급되도록, 스핀 척(210)의 본체부(211)의 직경이 피처리 기판(W)의 직경보다도 작게 형성되어 있다. 따라서, 피처리 기판(W)은 스핀 척(210)보다도 외측, 구체적으로는, 흡착 유지부(212)보다도 외측의 부분이 피처리 기판(W)을 흡착 유지하기 어렵게 된다. 피처리 기판(W)의 휘어짐은 이러한 상황에서 발생하기 쉽다.
한편, 제1 실시 형태에 따른 흡착 유지부(212)는 제1 유지부(212a)와 제2 유지부(212b)를 구비한다. 즉, 흡착 유지부(212)의 흡착면은, 제1 유지부(212a)의 흡착면과, 제2 유지부(212b)의 흡착면으로 분할된 상태로 되어 있다.
<3.스핀 척의 구성 및 동작>
이어서, 스핀 척(210)의 구성 및 동작에 대하여 도 4a 및 도 4b를 사용하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 4a는 스핀 척(210)의 모식 평면도이다. 또한, 도 4b는 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)와 흡기 장치(216)의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 흡착 유지부(212)는 본체부(211)와 동심원 형상의 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)로 분할된다.
제1 유지부(212a)는 본체부(211)의 중앙부에 배치되고, 피처리 기판(W)의 중앙부를 포함하는 영역(이하, 「제1 영역」이라고 기재함)을 흡착 유지한다. 또한, 제2 유지부(212b)는 제1 유지부(212a)보다도 외주측에 배치되고, 피처리 기판(W)의 제1 영역보다도 외주측의 영역(이하, 「제2 영역」이라고 기재함)을 흡착 유지한다.
또한, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)는 흡기 장치(216)에 접속된다. 구체적으로는, 제1 유지부(212a)는 흡기관(215a)을 통하여 흡기 장치(216)에 접속되고, 제2 유지부(212b)는 흡기관(215b)을 통하여 흡기 장치(216)에 접속된다. 또한, 흡기 장치(216)는 예를 들어 기초부(214) 내에 배치되고, 각 흡기관(215a, 215b)은 지주(213) 내에 배치된다.
각 흡기관(215a, 215b)에는 흡기 장치(216)에 공급되는 기체의 유량을 조정하기 위한 밸브(217a, 217b)(유량 조정 밸브의 일례에 상당)가 각각 설치되어 있고, 제어 장치(50)의 반송 제어부(51)에 의해 이러한 밸브(217a, 217b)의 개폐가 제어된다. 반송 제어부(51)는 이러한 밸브(217a, 217b)의 개폐를 제어함으로써, 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)의 작동 타이밍, 즉, 피처리 기판(W)의 흡착 유지 타이밍을 제어한다.
또한, 상술한 바와 같이, 스핀 척(210)은 회전 기능을 구비한다. 이 때문에, 제1 실시 형태에서는, 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)를 단일한 흡기 장치(216)에 접속하고, 흡기관 등의 배선을 간소화함으로써, 흡기관 등에 의해 스핀 척(210)의 회전 동작이 저해되지 않도록 하고 있다.
이어서, 스핀 척(210)에 의한 피처리 기판(W)의 흡착 유지 동작에 대하여 도 5a 내지 도 5c를 사용하여 설명한다. 도 5a 내지 도 5c는 스핀 척(210)에 의한 흡착 유지 동작의 설명도이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 피처리 기판(W)은, 스핀 척(210) 상에서 오목 형상으로 휘어져 있는 것으로 한다. 즉, 피처리 기판(W)은, 외주부가 스핀 척(210)의 흡착 유지부(212)로부터 이격되는 방향으로 휘어져 있는 것으로 한다. 이때, 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)를 작동시키기 전에 있어서의 피처리 기판(W)과 제2 유지부(212b)와의 최대 거리를 L1로 한다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해서, 피처리 기판(W)의 휘어짐을 실제보다도 강조하여 나타내고 있다.
반송 제어부(51)는 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b) 중, 우선, 제1 유지부(212a)만을 작동시킨다. 구체적으로는, 반송 제어부(51)는 밸브(217a)(도 4b 참조)만을 개방하여, 제1 유지부(212a)만이 흡기되도록 한다.
이렇게 제1 유지부(212a)만이 흡기를 행함으로써, 제2 유지부(212b)에 의한 공기 유입이 없어지기 때문에, 그만큼, 제1 유지부(212a)는 보다 강한 흡착력으로 피처리 기판(W)을 흡착 유지하게 된다. 이 결과, 도 5b에 도시한 바와 같이, 피처리 기판(W)의 중앙부를 포함하는 제1 영역이 제1 유지부(212a)에 의해 흡착 유지된다. 또한, 피처리 기판(W)의 제1 영역이 제1 유지부(212a)에 의해 흡착 유지됨으로써, 피처리 기판(W) 및 제2 유지부(212b) 사이의 최대 거리가, L1로부터 L2로 단축된다.
계속해서, 반송 제어부(51)는 제2 유지부(212b)를 작동시킨다. 구체적으로는, 반송 제어부(51)는 밸브(217b)(도 4b 참조)를 개방하여, 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)의 양쪽을 사용하여 흡기를 행하도록 한다.
이때, 피처리 기판(W) 및 제2 유지부(212b) 사이의 최대 거리가, L1로부터 L2로 단축된 상태로 되어 있기 때문에, 제2 유지부(212b)는 피처리 기판(W)과의 최대 거리가 L1일 때와 비교하여 용이하게 피처리 기판(W)을 흡착 유지할 수 있다.
이 결과, 도 5c에 도시한 바와 같이, 피처리 기판(W)의 제2 영역이 제2 유지부(212b)에 의해 흡착 유지되고, 흡착 유지부(212)의 전체면에서 피처리 기판(W)이 흡착 유지된 상태로 된다.
상술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 스핀 척(210)은 제1 유지부(212a)와, 제2 유지부(212b)를 구비한다. 제1 유지부(212a)는 피처리 기판(W)의 중앙부를 포함하는 제1 영역을 흡착 유지한다. 또한, 제2 유지부(212b)는 피처리 기판(W)의 제1 영역보다도 외주측에 위치하는 제2 영역을 흡착 유지한다. 그리고, 제1 실시 형태에서는, 제1 유지부(212a)가 피처리 기판(W)의 제1 영역을 흡착 유지한 후에, 제2 유지부(212b)가 피처리 기판(W)의 제2 영역을 흡착 유지하는 것으로 하였다.
즉, 제1 유지부(212a)에 의해 피처리 기판(W)의 제1 영역을 흡착 유지시킴으로써 제2 유지부(212b)와 피처리 기판(W)간의 거리를 단축한 다음, 제2 유지부(212b)에 의해 피처리 기판(W)의 제2 영역을 흡착 유지시키는 것으로 하였다. 이에 의해, 제2 유지부(212b)는 피처리 기판(W)이 휘어져 있었다고 하여도, 이러한 피처리 기판(W)을 흡착 유지할 수 있게 된다. 따라서, 제1 실시 형태에 따르면, 휘어짐이 있는 기판을 적절하게 유지할 수 있다.
또한, 제1 유지부(212a)의 흡착 면적(즉, 피처리 기판(W)의 제1 영역의 면적)은 제2 유지부(212b)의 흡착 면적(즉, 피처리 기판(W)의 제2 영역의 면적)보다도 작게 형성된다(도 4a 참조). 이것은, 제1 유지부(212a)가 주로, 피처리 기판(W) 및 제2 유지부(212b) 사이의 거리를 좁히는 것을 목적으로 하는 것이며, 피처리 기판(W) 및 제2 유지부(212b) 사이의 거리를 약간이라도 좁게 함으로써, 제2 유지부(212b)에 의한 피처리 기판(W)의 흡착 유지를 용이화할 수 있기 때문이다.
또한, 제3 세정 장치(43)가 구비하는 스핀 척(220), 제4 세정 장치(44)가 구비하는 스핀 척(230), 전달부(45)가 구비하는 포러스 척(240)(도 1 참조)도, 스핀 척(210)과 마찬가지의 구성이며, 스핀 척(210)과 마찬가지의 흡착 유지 동작을 행하는 것으로 한다.
(제2 실시 형태)
그런데, 제1 유지부(212a)에 사용되는 다공질체 및 제2 유지부(212b)에 사용되는 다공질체는 동일할 필요는 없고, 서로 다른 소재의 것을 사용하여도 된다. 이하에서는, 이러한 점에 대하여 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은, 제2 실시 형태에 따른 제1 유지부(212a)가 갖는 다공질체 및 제2 유지부(212b)가 갖는 다공질체의 소밀 관계를 도시하는 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 제1 유지부(212a)의 다공질체로서, 비교적 밀도가 높은 다공질체를 사용하고, 제2 유지부(212b)의 다공질체로서, 제1 유지부(212a)에 사용되는 다공질체보다도 밀도가 낮은 다공질체를 사용하여도 된다. 여기서, 「밀도가 낮다」라는 것은, 예를 들어, 다공질체에 형성되는 기공의 크기가 큰 것, 또는, 다공질체에 형성되는 기공의 수가 많은 것을 의미한다.
이와 같이, 제2 유지부(212b)에 사용되는 다공질체의 밀도를 제1 유지부(212a)에 사용되는 다공질체의 밀도보다도 낮게 함으로써, 제2 유지부(212b)의 흡착력을 상대적으로 높일 수 있어, 휘어짐이 있는 피처리 기판(W)을 보다 확실하게 흡착 유지할 수 있다.
또한, 상기와는 반대로, 밀도가 낮은 다공질체를 제1 유지부(212a)의 다공질체로서 사용하고, 제1 유지부(212a)에 사용되는 다공질체보다도 밀도가 높은 다공질체를 제2 유지부(212b)의 다공질체로서 사용하는 것으로 하여도 된다.
즉, 제1 실시 형태에 따른 스핀 척(210)과 같이, 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)가 단일한 흡기 장치(216)에 접속되는 경우, 도 5b에 도시하는 상태로부터 도 5c에 도시하는 상태로 이행할 때에 제1 유지부(212a)의 흡기량이 저하하여, 제1 유지부(212a)의 흡착력이 약해지게 된다. 이 결과, 제1 유지부(212a)가 피처리 기판(W)을 완전히 흡착 유지할 수 없어, 피처리 기판(W)의 휘어짐이 원래의 상태(즉, 도 5a에 도시하는 상태)로 복귀될 가능성이 있다.
따라서, 제1 유지부(212a)에 사용하는 다공질체의 밀도를 제2 유지부(212b)에 사용하는 다공질체의 밀도보다도 낮게 하여, 제1 유지부(212a)의 흡착력을 상대적으로 높이는 것으로 하면, 도 5b에 도시하는 상태로부터 도 5c에 도시하는 상태로 이행할 때에도, 피처리 기판(W)의 휘어짐이 원래의 상태로 복귀되는 사태를 발생시키기 어렵게 할 수 있다.
(제3 실시 형태)
그런데, 상술한 제1 실시 형태에서는, 제1 유지부(212a)와 제2 유지부(212b)가 단일한 흡기 장치(216)(도 4b 참조)에 접속되는 경우의 예를 나타냈지만, 제1 유지부 및 제2 유지부를, 각각 상이한 흡기 장치에 접속하여도 된다. 이하에서는, 이러한 점에 대하여 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7은, 제3 실시 형태에 따른 제1 유지부 및 제2 유지부와 흡기 장치와의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 스핀 척(210_1)이 구비하는 흡착 유지부(212_1)는, 제1 유지부(212a_1)와, 제2 유지부(212b_1)로 분할된다.
제1 유지부(212a_1)는, 흡기관(215a_1)을 통하여 흡기 장치(216a)에 접속되고, 제2 유지부(212b_1)는, 흡기관(215b_1)을 통하여 흡기 장치(216b)에 접속된다. 흡기관(215a_1)에는 흡기 장치(216a)에 공급되는 기체의 유량을 조정하기 위한 밸브(217a_1)가 설치되고, 흡기관(215b_1)에는 흡기 장치(216b)에 공급되는 기체의 유량을 조정하기 위한 밸브(217b_1)가 설치된다.
이와 같이, 제1 유지부(212a_1) 및 제2 유지부(212b_1)에 대하여 흡기 장치(216a, 216b)를 개별로 접속하여도 된다. 이에 의해, 제1 유지부(212a_1) 및 제2 유지부(212b_1) 중 한쪽을 작동시킨 경우에도, 다른 쪽의 흡기량(흡착력)이 변화하지 않기 때문에, 제1 유지부(212a_1) 및 제2 유지부(212b_1)의 흡착 동작을 안정적으로 행할 수 있다.
(제4 실시 형태)
또한, 상술한 각 실시 형태에서는, 흡착 유지부를 제1 유지부 및 제2 유지부의 2개로 분할하는 경우의 예에 대하여 설명하였지만, 흡착 유지부는 3개 이상으로 분할되어도 된다. 이하에서는, 이러한 점에 대하여 설명한다. 도 8은 스핀 척의 다른 구성을 도시하는 모식 평면도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 스핀 척(210_2)이 구비하는 흡착 유지부(212_2)는, 제1 유지부(212c), 제2 유지부(212d) 및 제3 유지부(212e)의 3개로 분할된다. 제1 유지부(212c), 제2 유지부(212d) 및 제3 유지부(212e)는 제1 유지부(212c), 제2 유지부(212d) 및 제3 유지부(212e)의 순서로, 본체부(211_2)의 중심부로부터 외주부로 향하여 동심원 형상으로 배치된다.
그리고, 스핀 척(210_2)은, 본체부(211_2)의 중심부로부터 순서대로, 즉, 제1 유지부(212c), 제2 유지부(212d) 및 제3 유지부(212e)의 순서로 피처리 기판(W)의 흡착 유지를 행한다. 이와 같이, 흡착 유지부(212_2)의 분할수를 늘림으로써, 피처리 기판(W)의 휘어짐을 원활하게 교정할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이, 제1 유지부(212c), 제2 유지부(212d) 및 제3 유지부(212e)의 흡착 면적은, 제1 유지부(212c), 제2 유지부(212d) 및 제3 유지부(212e)의 순서로 크게 하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이, 제1 유지부(212c), 제2 유지부(212d) 및 제3 유지부(212e)가 갖는 다공질체의 밀도를, 제1 유지부(212c), 제2 유지부(212d) 및 제3 유지부(212e)의 순서로 낮게 하여도 된다. 이에 의해, 제1 유지부(212c)보다도 제2 유지부(212d), 제2 유지부(212d)보다도 제3 유지부(212e)의 흡착력을 상대적으로 높일 수 있어, 휘어짐이 있는 피처리 기판(W)을 보다 확실하게 흡착 유지할 수 있다.
(제5 실시 형태)
다음에, 제5 실시 형태에 따른 스핀 척의 구성에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 제5 실시 형태에 따른 스핀 척의 모식 측면도이다.
상기한 제1 내지 4의 실시 형태에서는, 스핀 척의 상면(피처리 기판(W)의 유지면)이 평면으로 형성되는 경우의 예에 대하여 설명하였다(도 4b 참조). 이에 대하여, 제5 실시 형태에 따른 스핀 척(210_3)은, 도 9에 도시한 바와 같이, 흡착 유지부(212)의 하부 및 그의 주연을 둘러싸도록 배치되는 본체부(211_3)의 상면이, 흡착 유지부(212)(제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b))의 상면보다도 높이 h 만큼 높게 형성된다.
이와 같이, 스핀 척(210_3)은, 외주부가 제1 유지부(212a) 및 제2 유지부(212b)의 상면보다 높이 h만큼 높게 되어 있다. 이러한 형상으로 함으로써, 스핀 척(210_3)의 외주부와 흡착 유지부(212)와 오목 형상으로 휘어져 있는 피처리 기판(W)에 의해 좁은 공간이 형성되어 흡착력이 높아지기 때문에, 오목 형상으로 휘어져 있는 피처리 기판(W)을 보다 적절하게 흡착할 수 있다.
높이 h는, 0.1 내지 1.0 mm 정도인 것이 바람직하다. 높이 h가 0.1 mm미만이면 상술한 좁은 공간이 형성되기 어렵고, 1.0 mm을 초과하면 피처리 기판(W)을 흡착했을 때에 피처리 기판(W)이 깨질 우려가 있기 때문이다.
또한, 박리 후의 피처리 기판(W)은, 유지하지 않고 방치한 상태에서는, 주연이 휘어져 버린다. 따라서, 박리 후의 피처리 기판(W)은, 항상 주연이 휘지 않도록, 제2 반송 장치(110)에 의해 피처리 기판(W)을 평평한(휘지 않은) 상태로 유지하여, 스핀 척(210)에 건네어진다. 마찬가지로, 제3 반송 장치(120)에 의해 피처리 기판(W)을 평평한(휘어져 있지 않은) 상태로 유지하여, 스핀 척(210, 220, 230), 포러스 척(240)의 사이를 각각 반송된다.
여기서, 스핀 척(210)에 대하여 제2 반송 장치(110)가 피처리 기판(W)을 평평한(휘어져 있지 않은) 상태로 건네어도, 스핀 척(210)의 주연부의 유지력이 약할 경우에는 제2 반송 장치(110)로부터 스핀 척(210)에 피처리 기판(W)을 걸친 직후에 피처리 기판(W)은 원래의 형상으로 되돌아가, 피처리 기판(W)의 주연이 휘어지게 된다. 이것은, 스핀 척(220, 230), 포러스 척(240)에 대해서도 마찬가지이다. 그러나, 상술한 제1 내지 5 실시 형태에 따르면, 스핀 척(210, 220, 230), 포러스 척(240)에 있어서, 피처리 기판(W)의 주연부를 강하게 유지할 수 있으므로, 피처리 기판(W)의 주연부가 휘는 것을 방지할 수 있다.
(제6 실시 형태)
다음에, 제6 실시 형태에 따른 스핀 척의 구성에 대하여 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 도 10은 제6 실시 형태에 따른 스핀 척의 일례를 도시하는 모식 평면도이고, 도 11은 제6 실시 형태에 따른 스핀 척의 다른 예를 도시하는 모식 평면도이다.
상기한 제1 실시 형태에서는, 제1 유지부(212a)의 흡착 면적이 제2 유지부(212b)의 흡착 면적보다 작은 경우의 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 도 10에 도시한 스핀 척(210_4)과 같이, 제1 유지부(212a)의 흡착 면적과 제2 유지부(212b)의 흡착 면적은 동등하여도 된다. 또한, 도 11에 도시한 스핀 척(210_5)과 같이, 제1 유지부(212a)의 흡착 면적이 제2 유지부(212b)의 흡착 면적보다 커도 된다. 어느 경우에도, 제1 유지부(212a)와 제2 유지부(212b)를 설치하였기 때문에, 피처리 기판(W)을 휘지 않고 유지하는 것이 가능하다.
전술한 제1 내지 6의 실시 형태를 적절하게 조합하여도 되고, 이들 실시 형태를 조합함으로써, 휘어짐이 있는 피처리 기판(W)을 보다 적절하게 유지하는 것이 가능하다.
그 밖의 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범위한 형태는, 이상과 같이 나타내고 또한 기술한 특정한 상세 및 대표적인 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부된 특허 청구 범위 및 그의 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하지 않고, 여러 변형이 가능하다.
T: 중합 기판
W: 피처리 기판
S: 지지 기판
G: 접착제
1: 박리 시스템
30: 박리 처리 스테이션
31: 박리 장치
32: 전달실
110: 제2 반송 장치
33: 제1 세정 장치
210: 스핀 척
211: 본체부
212: 흡착 유지부
212a: 제1 유지부
212b: 제2 유지부
40: 제2 반송 영역
120: 제3 반송 장치
50: 제어 장치
51: 반송 제어부

Claims (7)

  1. 기판의 중앙부를 포함하는 제1 영역을 흡착 유지하는 제1 유지부와,
    상기 기판의 상기 제1 영역보다도 외주측에 위치하는 제2 영역을 흡착 유지하는 제2 유지부를 구비하고,
    상기 기판의 상기 제1 영역을 상기 제1 유지부가 흡착 유지한 후에, 상기 기판의 상기 제2 영역을 상기 제2 유지부가 흡착 유지하고,
    상기 제2 유지부의 주연을 둘러싸도록 배치되며, 상기 기판의 직경보다도 작은 직경을 갖고, 또한, 상면이 상기 제2 유지부의 상면보다도 높게 형성된 본체부를 구비하는 기판 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유지부는 상기 제2 유지부와 비교하여 상기 기판의 흡착 면적이 작은 기판 유지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유지부와 상기 제2 유지부에서의 상기 기판의 흡착 면적이 동일한 기판 유지 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유지부 및 상기 제2 유지부는 상기 제1 유지부 및 상기 제2 유지부에의 유량을 조정하는 유량 조정 밸브를 통하여 단일한 흡기 장치에 접속되는 기판 유지 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유지부 및 상기 제2 유지부는 다공질체를 포함하여 형성되고, 상기 다공질체를 통하여 상기 기판을 흡착 유지하며,
    상기 제1 유지부에 사용되는 다공질체와 상기 제2 유지부에 사용되는 다공질체에서 밀도를 서로 다르게 하는 기판 유지 장치.
  6. 삭제
  7. 기판의 중앙부를 포함하는 제1 영역을 흡착 유지하는 제1 유지부와,
    상기 기판의 상기 제1 영역보다도 외주측에 위치하는 제2 영역을 흡착 유지하는 제2 유지부를 구비하고,
    상기 제2 유지부의 주연을 둘러싸도록 배치되며, 상기 기판의 직경보다도 작은 직경을 갖고, 또한, 상면이 상기 제2 유지부의 상면보다도 높게 형성된 본체부를 구비한 기판 유지 장치의 상기 제1 유지부를 동작시킴으로써, 상기 기판의 상기 제1 영역을 상기 제1 유지부에 대하여 흡착 유지시키는 제1 흡착 유지 공정과,
    상기 기판의 상기 제1 영역을 상기 제1 유지부에 대하여 흡착 유지시킨 후에, 상기 기판 유지 장치의 상기 제2 유지부를 동작시킴으로써, 상기 기판의 상기 제2 영역을 상기 제2 유지부에 대하여 흡착 유지시키는 제2 흡착 유지 공정을 포함하는 기판 유지 방법.
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