KR20020005439A - 디스크형 물체 처리 장치 - Google Patents

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잠니취 프란층
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Abstract

본 발명은 디스크형 물체의 하나 이상의 하단을 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

디스크형 물체 처리 장치{DEVICE FOR TREATING A DISC-SHAPED OBJECT}
본 발명은 적어도 디스크형 물체의 하단을 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
디스크형 물체는 실리콘 웨이퍼, 갈륨 비소화물 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 포함할 뿐만 아니라, 소위 하드 디스크 및 콤팩트 디스크(CD)와 유리 디스크, 석영 디스크, 금속 디스크, 평판 표시장치를 포함한다.
디스크형 물체 표면의 처리는 예를 들어 에칭, 세정, 층의 형성(예를 들어 전기도금) 또는 감광성 저항 형성을 위해 사용될 수 있다.
상기 처리 중, 액체(동일하거나 상이한)는 디스크형 물체의 한면 또는 양면에 적용될 수 있다. 동일 액체가 양면에 적용된다면, 상기 액체는 수집되고 회수될 수 있다. 만약 예를 들어 한면(정면)이 에칭되고 또한 다른 한면(배면)이 동시에 에칭에 대해 보호되어야 한다면, 2개의 상이한 액체 사용이 필요할 수 있다.
US 5,375,291에 디스크형 물체의 양면을 액체로 동시에 처리하는 장치가 개시되어 있다. 장치는 디스크형 물체를 유지시키기 위한 회전가능한 캐리어로 구성되고, 디스크형 물체의 양면에 액체를 적용하기 위한 수단으로 구성된다. 캐리어는 회전가능한 중공축을 통해 구동된다. 회전가능한 중공축내에 정지 중공축이 구성된다. 처리액은 정지 중공축을 통해 공급된다. 회전 중공축은 소위 중공축 모터의 축을 형성한다.
예를 들어 베어링 마모에 의해 발생되는 액체 및 고체 입자가 정지 중공축 및 회전 중공축 사이의 개방 갭을 통해 유입될 수 있기 때문에 단점이 존재한다. 상기는 디스크형 물체의 오염 위험과 관련된다.
JP 09-314023 A에 따르면, 상기 문제점은 커버를 갭 위에 구성시킴으로써 해소된다. 또한, 래비린스(labyrinth) 밀봉부가 캐리어의 회전부 및 커버 사이에 구성된다. 그러나, 과정의 결과는 만족스럽지 못하다. 이전의 여러 웨이퍼가 처리된다면, 캐리어를 마주하는 디스크형 물체의 표면은 오염된다. 조사 결과 액체 방울이 또한 커버에 침착되는 것으로 판명되었다.
따라서 본 발명의 목적은 디스크형 물체의 오염이 감소 또는 방지될 수 있는 전술된 형태의 장치를 제공하는 것이다. 상기는 기계 장치로부터의 입자에 의한 오염과 침착된 액체 방울에 의한 오염에 적용된다.
본 발명은 다음 아이디어에 기초하고 있다.
예를 들어 처리 매개물에 대한 공급 라인 주위와 같이, 처리될 디스크형 물체(이하 웨이퍼로 명명함)의 바로 아래에 정지 장치(커버)가 구성된다면, 난류가 웨이퍼 아래의 공간에 발생되고, 상기 난류는 전술된 문제점을 발생시킨다. 따라서 본 발명은 상이한 접근방법을 사용한다. 웨이퍼의 수용에 사용되는 회전가능한 캐리어 및 웨이퍼 사이에 다른 부품이 구성되지 않는다. 본 발명에 따르면, 처리 매개물에 대한 (정지) 공급 라인 및 회전 캐리어 사이에 갭이 구성되어야 하고, 액체 방울 또는 먼지 입자는 상기 갭을 통해 유입될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 액체 방울 또는 먼지 입자의 제거는 캐리어 아래에 구성된 장치의 정지 부품(이하 "커버"로 명명됨)에 의해 이루어진다. 연장부의 캐리어 상부면 영역에서 전술된 갭 사이에, 캐리어 하단 및 정지 커버 상단 사이의 다른 갭이 구성되고, 상기 갭에 의해 상기 액체 방울 및 고체 입자가 제거될 수 있다. 정지 커버에 대한 캐리어의 회전 운동으로 인해, 갭의 상기 영역에서 난류 및 원심력이 외부 입자에 작용하고, 상기 외부 입자는 상기 방법으로 안전하게 외부로(처리 매개물에 대한 전술된 공급 라인에 대해 반경방향으로) 제거될 수 있다.
가장 일반적인 실시예에서, 본 발명은 다음과 같은 특징을 가진 디스크형 물체의 하나 이상의 하단을 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
- 상부면을 가진 회전가능한 캐리어가 구성되고, 상기 상부면으로부터 2개 이상의 장치가 디스크형 물체를 위치설정하기 위해 캐리어의 상부면에 수직으로 돌출되며,
- 디스크형 물체의 하단에 처리 매개물을 공급하기 위한 하나 이상의 라인이 구성되고, 상기 라인은 정지되도록 구성되며, 중앙에서 캐리어를 관통하도록 구성되고,
- 커버가 구성되며, 상기 커버는 정지되도록 구성되고, 환형갭을 형성하며, 캐리어 하부면의 하나 이상의 영역으로부터 이격되어 구성되고, 상기 커버는 상기 하나 이상의 라인에 의해 간극없이 천공된다.
제 1 특징에 따르면, 회전 캐리어는 웨이퍼를 위치설정하기 위한 2개 이상의 장치로 구성된다. 통상적으로, 3개 이상의 상기 장치가 구성되고, 예를 들어 서로에 대해 120°의 각도 간격을 이루며 구성된다. 핀으로 공지된 상기 장치는 웨이퍼를 안내/구속하기 위해 반경방향으로 조절가능하도록 구성될 수 있다. 도면의 하기 기재내용은 더 많은 정보를 제공한다.
제 2 특징에 따르면, 하나 이상의 처리 라인이 중앙 종축에서 또는 장치의상기 중앙 종축에 평행하게 장치를 통하고, 따라서 웨이퍼의 정렬에 수직으로 통한다. 웨이퍼를 처리하기 위한 가스 또는 액체는 상기 라인을 통할 수 있다. 또한, 하나의 라인은 광학 도파관일 수도 있고, 상기 광학 도파관은 예를 들어 웨이퍼의 하단으로부터 반사되는 광을 탐지하는데 사용된다. 따라서 상기 도파관은 처리의 완료 상태를 나타낸다. 도파관은 웨이퍼가 적소에 구성되었는지의 여부를 또한 나타낼 수 있다.
제 3 특징이 정지 커버에 대해 제공되고, 상기 정지 커버는 캐리어 아래에 구성되며, 상기 캐리어로부터 이격되어 구성된다. 상기 정지 커버는 유극없이(접합부없이) 정지 라인에 연결된다. 상기로 인해 연속 채널(갭)이 라인에 인접한 캐리어의 상부면으로부터 커버 및 캐리어 사이의 갭으로 연장구성된다. 하기에 논의되는 바와 같이, 상기 갭은 반경방향으로 연속되고, 외부로 개방된다.
갭의 기능 및 목적은 상기에 이미 기술되었다.
한 실시예에 따르면, 하나 이상의 라인에 인접한 커버는 캐리어의 상부면에 평행하게 연장구성된 내측부 및 가장자리를 향한 외측부로 구성되고, 상기 외측부는 캐리어의 상부면에 대해 하향으로 경사져 구성된다. 상기 방법으로, 외부 입자 및 액체 입자의 제거가 용이하다.
일정한 갭 높이를 형성하기 위해, 캐리어의 하부면은 커버에 상응하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 캐리어는 외부에서 커버로부터 돌출되고, 따라서 라인에 대해 반경방향으로 돌출된다. 상기 실시예는 도면의 하기 기재내용에서 도시되고 설명된다.
커버는 정지되도록 튜브형 몸체에 안착될 수 있고, 상기 튜브형 몸체는 하나 이상의 라인을 수용한다. 튜브형 몸체는 장치를 통해 캐리어의 하부면으로부터 이격된 방향으로 정지 하단을 향하여 구성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 환형 디스크는 가장자리를 향하여 캐리어의 하부면을 따르고, 상기 환형 디스크는 일정 거리에서 라인을 둘러싸며, 외측부를 따라 상기 환형 디스크는 캐리어에 연결가능하고, 또한 일정 거리에서 커버로 연결될 수 있다.
환형갭의 연장부로서, 하나 이상의 라인으로 반경방향으로 연장구성된 하나 이상의 갭이 캐리어 및 환형 디스크 사이에 구성될 수 있다. 액체 방울 또는 고체 입자를 제거하기 위해, 캐리어 및 외부에 대한 커버 사이에서 또는 캐리어 및 라인 사이에서 상기 갭은 전술된 갭 영역의 연장부를 형성하고, 상기 액체 방울 또는 고체 입자는 캐리어의 회전 운동 또는 커버에 대한 디스크의 회전 운동 결과로 원심력 영향하에 외부로 제거된다.
다수의 갭 영역이 캐리어의 외측 영역 및 환형 디스크의 외측 영역 사이에 구성되는 것이 선호되고, 개별 영역은 다시 선택적으로 서로에 대해 동일한 각도 간격을 이루며 원주 주위에 구성된다.
캐리어와 함께 회전되도록 구성된 환형 디스크는 내부에서 회전 베어링에서 안내될 수 있고, 상기 회전 베어링은 커버를 지지하는 전술된 튜브형 몸체에 지지된다.
또한, 환형 디스크는 특히 내측부에서 튜브형 연장부로 구성될 수 있고, 상기 연장부는 하나 이상의 라인에 평행하게 캐리어의 하부면으로부터 이격된 방향으로 따라서 튜브형 몸체에 평행하고 상기 튜브형 몸체로부터 이격되게 구성된다. 튜브형 연장부 및 튜브형 몸체의 사이의 간격은 회전 부품(튜브형 연장부)이 정지 부품(튜브형 몸체)에 대해 위치설정되어야 하기 때문에 중요하다. 디스크에서 튜브형 연장부는 회전 구동장치에 결합될 수 있다. 예를 들어 구동장치는 모터일 수 있고, 상기 모터의 로터는 튜브형 연장부에 연결되고, 상기 모터의 스테이터는 하나 이상의 회전 베어링에 의해 튜브형 연장부에 지지된다.
웨이퍼 하단의 처리와 달리, 기술된 바와 같이, 장치는 웨이퍼의 상단도 처리하도록 웨이퍼 위의 처리 매개물용 다른 공급 장치로 구성될 수 있다. 두 경우에 각 라인은 회전 부품으로부터의 간섭없이 정지되어 구성된다. 정지 부품에 대해 회전 부품을 밀봉할 때 문제점이 없다.
본 발명의 다른 특징은 종속항의 특징에서 제공된다.
본 발명은 다양한 실시예에 의해 더 상세히 기술된다. 하기는 개략적인 도면으로 도시된다.
도 1 은 본 발명에 따른 장치의 평면도.
도 2 는 도 1 에 따른 장치의 종단면도.
도 3 은 도 2 에 따른 실시예의 구동장치에 비해 상이한 구동장치가 도시된 도 2 에 따른 단면도.
도 4 는 처리액용 관련 수집 장치를 가진 도 1 의 종단면도와 유사한 종단면도.
*부호 설명
1...웨이퍼 2...캐리어
3...모터 4...커버
5...연장부 6...기초판
7...디스크 8...몸체
9...외측링 15..개구부
도면에서, 동일 부품 또는 동일 효과를 가지는 부품은 동일 인용부호로 표기된다.
도 1 및 도 2 에 도시된 장치는 외측링(9) 및 내측 중간 몸체(17)로 구성된 회전가능한 캐리어(2)로 구성되고, 상기 내측 중간 몸체(17)는 중앙(장치의 중앙 종축(M)에 동심으로 구성된)에서 개구부(15)를 포함한다. 링(9)으로부터, 6개의구속 요소(19)(소위 핀)가 캐리어(2)의 상부면(2o)으로부터 상향으로 수직 연장구성된다. 웨이퍼(1)의 주위를 따라 상기 웨이퍼(1)를 구속하고 또한 캐리어(2)의 면(2o)에 평행하게 상기 웨이퍼(1)를 정렬유지시키도록, 구속 요소(19)가 사용된다.
커버(4)가 중간 몸체(17) 아래의 일정 거리에 구성되고, 상기 커버(4)는 중앙 종축(M)에 동심으로 연장구성되며, 튜브형 몸체(8)에 안착되고, 상기 튜브형 몸체(8)는 도 2 에서 장치의 기초판(base plate)(6)으로 하향 연장구성된다.
커버(4)는 내측 영역(4i) 및 하향 경사진 외측부(4a)로 구성되고, 상기 내측 영역(4i)은 캐리어(2)의 상부면(2o)에 평행하다.
커버(4) 아래의 일정 거리(16u)에 환형 디스크(7)가 구성되고, 상기 환형 디스크(7)는 원주에서 링(9)에 연결되며, 상기 환형 디스크(7)는 회전 베어링(D1)에 의해 튜브형 몸체(8)에 내측으로(상부 단부에서) 안착되고, (하부 단부에서) 튜브형 연장부(5)를 포함하며, 상기 튜브형 연장부(5)는 튜브형 몸체(8) 주위의 일정 거리에서 기초판(6)의 방향으로 하향으로 튜브형 몸체(8)에 평행하게 연장구성된다.
중간 몸체(17)의 개구부(15)는 커버(4) 및 캐리어(2)(중간 몸체(17)) 사이의 환형갭(16)에 구성되고, 다양한 튜브형 채널(16s)에 의해 반경방향 외측으로 연장구성되며, 상기 튜브형 채널(16s)은 환형 디스크(7) 및 링(9) 사이에 형성된다.
장치의 조립 중, 우선 디스크(7)가 배열되고, 다음에 커버(4)가 적소에 구성되며, 최종적으로 링(9) 및 중간 몸체(17)를 포함하는 조립체가 구성된다.
환형 디스크(7) 아래의 일정 거리에 모터(3)가 구성되고, 상기 모터(3)는 튜브형 연장부(5)에 지지되는 내측 로터 부품(3r) 및 외측 스테이터 부품(3s)으로 구성되며, 상단 및 하단에서 스테이터 부품(3s)은 2개의 회전 베어링(D2,D3)에 의해 튜브형 연장부(5)에 안착된다. 모터(스테이터 부품(3s))는 기초판(6)에 안착된다. 중앙에서 기초판(6)은 요홈으로 구성되어, 튜브형 연장부(5)는 기초판(6)으로부터 일정 거리만큼 이격되어 마감된다.
4개의 라인(20,22,24,26)이 정지 튜브형 몸체(8)에서 연장구성된다. 라인(22,24)은 처리액의 공급에 사용되고, 라인(26)은 가스의 공급에 사용되며, 라인(20)은 도파관이다. 모든 라인은 기초판(6) 아래의 영역으로부터 캐리어(2) 개구부(15)의 영역으로 연장구성되고, 도 2 에 도시된 바와 같이, 캐리어(2)의 상부면(2o)으로부터 돌출된다.
라인(20,22,24,26)은 커버(4)의 각 개구부를 통해 간극없이(접합부없이) 안내된다.
웨이퍼를 위치설정하고 모터(3)를 작동시킨 후, 로터(3r), 환형 디스크(7), 링(9), 중간 몸체(17), 구속 요소(19) 및 웨이퍼(1)가 회전된다.
반면에, 모터의 스테이터 부품과 커버(4), 튜브형 몸체(8) 및 기초판(6)은 정지되어 유지된다.
라인(22,24)을 통해 웨이퍼(1)의 하단(1u)으로 이송되는 액체는 웨이퍼(1)의 회전 운동으로 인해 외부로 이동된다. 상기 방법으로 웨이퍼의 하단(1u)은 예를 들어 에칭될 수 있다. 떨어지는 액체의 입자는 개구부(15)를 통해 갭(16)으로 제거될 수 있고, 갭 연장부(16s)에 의해 상기 갭(16)으로부터 외부로 제거될 수 있다. 정지 커버(4)에 대한 캐리어(2)의 회전 운동에 의해 형성되는 원심력에 의해 상기 제거가 이루어진다.
모터(3)가 내측 로터를 가진 중공축 모터인 도 2 에 따른 실시예와 비교하여, 도 3 에 따른 실시예의 구동장치는 소위 외측 로터 설계인 중공축 모터이다. 상기 구성에서, 회전 운동은 외측 로터(3r)를 통해 환형 디스크(7)로 직접 전달되고, 캐리어(2)로 전달된다. 동시에, 환형 디스크(7)는 정지 튜브 몸체(8)로부터 일정 거리만큼 이격되어 구성되고, 두 부품 사이에 갭(11)이 형성되며, 상기 갭은 커버(4)에 의해 차단된다.
도 4 에 따른 실시예는 도 2 에 따른 실시예와 유사하다. 또한, 하향 돌출 실린더형 커버(40)는 원주에서 환형 디스크(7)와 연결되고, 상기 커버(40)는 외부 처리 보울(bowl)(30)에 대해 환형 디스크(7) 및 구동 유닛(3)(모터) 사이의 갭을 차단한다.
기초판(6)은 상기 기초판(6)의 원주(영역(42))에서 연장된다. 2개의 유압 상승 실린더로 구성된 상승 기구(44)가 영역(42)으로부터 상향으로 연장구성된다. 처리 보울(30)은 벨로우즈(bellows)(38)에 의해 영역(42)에 연결되고, 상기 벨로우즈(38)는 중앙 종축(M)에 동심으로 구성되며, 상기 벨로우즈(38)의 직경은 처리 보울(30)의 직경과 유사하다. 상기는 내측 영역(36)을 형성한다.
처리 보울(30)은 2개의 환형 챔버(33,35)로 구성되고, 상기 환형 챔버(33,35)는 하나가 다른 하나의 상단에 구성되며, 내부를 향해 개방되어 있다.상승 기구(44)에 의해 처리 보울(30)은 상승 또는 하강될 수 있다. 회전 웨이퍼(1)로부터 방출되는 처리액은 챔버(33 또는 35)에 선택적으로 수집될 수 있다. 액체는 개구부(E)를 통해 챔버(33)로부터 제거될 수 있다. 챔버(35)는 하단의 개구부(F)를 통해 비워진다.
웨이퍼(1) 위에 라인(28)이 구성되고, 액체가 상기 라인(28)에 의해 웨이퍼의 표면(1o)에 적용된다.
동일 액체가 웨이퍼(1)의 상부면 및 하부면에 적용된다면, 상기 액체는 상응 시스템(도시되지 않음)을 통해 처리(재순환)될 수 있고, 웨이퍼로 재공급될 수 있다.
캐리어(2)를 마주하는 웨이퍼의 표면에 적용되었던 액체는 도 2 에 도시된 바와 같이 중간 몸체(17)의 개방 영역(15)으로 부분적으로(작은 범위로) 이동된다. 다음에 액체 액적(droplet)은 비회전 커버(4)에 도달된다. 캐리어(2)의 회전 중, 가스 와류가 커버(4) 및 캐리어(2)(중간 몸체(17)) 사이의 갭(16)에서 발생된다. 커버(4)의 상기 액적은 가스 와류에 의해 반경방향 외측으로 이송되고, 갭(16,16s)을 통해 장치로부터 배출된다. 예를 들어 베어링 마모에 의해 형성되고 또한 환형 디스크(7) 및 커버(4) 사이의 갭에 구성되는 입자는 유사한 방법으로 이동될 수 있다.
웨이퍼(1)를 마주하는 캐리어(2)의 면(2o)에서 발생된 액적은 캐리어(2)의 회전에 의해 반경방향 외측으로 이송되고, 웨이퍼(1)에 도달되는 액체와 유사한 방법으로 방출된다.
처리 보울(30)내의 영역(36)은 기초판 영역(42)의 개구부(B)에 의해 비워질 수 있다. 상기 방법으로 일정한 하향 가스 흐름이 형성되고, 상기 하향 가스 흐름은 구동 유닛에서 형성되는 입자가 웨이퍼(1)에 도달되는 것을 방지한다.
본 발명에 따라 디스크형 물체의 오염이 감소 또는 방지될 수 있는 전술된 형태의 장치가 제공된다.

Claims (12)

  1. 디스크형 물체(1)의 하나 이상의 하단(1u)을 처리하기 위한 장치에 있어서,
    상부면(2o)을 가진 회전가능한 캐리어(2)가 구성되고, 상기 상부면(2o)으로부터 2개 이상의 장치(19)가 디스크형 물체(1)를 위치설정하기 위해 캐리어(2)의 상부면(2o)에 수직으로 돌출되며,
    디스크형 물체(1)의 하단(1u)에 처리 매개물을 공급하기 위한 하나 이상의 라인(20,22,24,26)이 구성되고, 상기 라인(20,22,24,26)은 정지되도록 구성되며, 중앙에서 캐리어(2)를 관통하도록 구성되고,
    커버(4)가 구성되며, 상기 커버(4)는 정지되도록 구성되고, 환형 갭(16)을 형성하며, 캐리어(2) 하부면(2u)의 하나 이상의 영역으로부터 이격되어 구성되고, 상기 커버(4)는 상기 하나 이상의 라인(20,22,24,26)에 의해 간극없이 천공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 라인(20,22,24,26)에 인접한 커버(4)는 내측부(4i) 및 외측부(4a)로 구성되고, 상기 내측부(4i)는 캐리어(2)의 상부면(2o)에 평행하게 연장구성되며, 상기 외측부(4a)는 캐리어(2)의 상부면(2o)에 대해 하향으로 경사져 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 캐리어(2)의 하부면(2u)은 커버(4)와 상응하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 캐리어(2)는 라인(20,22,24,26)에 대해 반경방향으로 커버(4)를 돌출시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 커버(4)는 정지되도록 튜브형 몸체(8)에 안착되고, 상기 튜브형 몸체(8)는 하나 이상의 라인(20,22,24,26)을 수용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 환형 디스크(7)는 캐리어(2)의 하부면(2u)에 인접되어 구성되고, 상기 환형 디스크(7)는 일정 거리에서 하나 이상의 라인(20,22,24,26)을 둘러싸며 구성되며, 외측부를 따라 캐리어(2)에 연결되고, 일정 거리(16u)에서 상기 커버(4)로 연장구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 라인(20,22,24,26)에 반경방향으로 연장구성된 하나 이상의 갭(16s)이 환형갭(16)의 연장부로서 캐리어(2) 및 환형 디스크(7) 사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 환형 디스크(7)는 회전 베어링(D1)에서 상기 환형 디스크(7)의 내측부를 따라 안내되고, 상기 회전 베어링(D1)은 커버(4)를 지지하는튜브형 몸체(8)에 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 환형 디스크(7)는 튜브형 연장부(5)로 구성되고, 상기 연장부는 캐리어(2)의 하부면(2u)으로부터 이격된 방향으로 하나 이상의 라인(20,22,24,26)에 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 튜브형 연장부(5)는 일정 거리에서 하나 이상의 라인(20,22,24,26) 및 튜브형 몸체(8)를 둘러싸며 구성되고, 상기 튜브형 몸체(8)는 하나 이상의 라인(20,22,24,26)을 수용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 튜브형 연장부(5)는 회전 구동장치(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 회전 구동장치(3)는 모터이고, 상기 모터의 로터(3r)는 튜브형 연장부(5)에 연결되며, 상기 모터의 스테이터(3s)는 하나 이상의 회전 베어링(D2,D3)에 의해 튜브형 연장부(5)에 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
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