KR20050033553A - 전면 전기화학도금용 웨이퍼 후방면 실링 방법 및 장치 - Google Patents

전면 전기화학도금용 웨이퍼 후방면 실링 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시일부를 제공하는 복수의 동심 실링 부재들을 포함하는 웨이퍼 캐리어를 제공하는데, 여기서 외측 시일부는 독립적으로 이동가능하여 상기 웨이퍼의 후방면 주변에 대응하는 위치에 상기 내측 시일부의 내측면에만 인접하여 배치된 복수의 진공 개구들 및 상기 웨이퍼 캐리어에 여전히 부착되는 동안에 상기 웨이퍼의 주변 후방면의 세정이 이루어지도록 한다.

Description

전면 전기화학도금용 웨이퍼 후방면 실링 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF SEALING WAFER BACKSIDE FOR FULL-FACE ELECTROCHEMICAL PLATING}
본 출원은 2001년 7월 20일에 출원된 미국실용신안출원 제 09/910,686호부터 2001년 3월 12일에 출원된 "WAFER Carrier For Wet Processes" 제목의 미국 가출원 제 60/275,406호까지의 일부계속출원으로서 우선권 주장한다.
본 발명은 일반적으로 반도체 처리 기술들에 관한 것으로서, 특히 다기능 웨이퍼 캐리어(versatile wafer carrier)에 관한 것이다.
종래의 반도체 디바이스들은 일반적으로 반도체 기판, 보통 실리콘 기판과, 실리콘 다이옥사이드와 같은 순차적으로 형성된 복수의 유전성 중간층(dielectric interlayers) 및 도전성 물질들로 만들어지는 도전성 경로들 또는 인터커넥트(interconnect)들을 포함한다. 상기 인터커넥트들은 보통 상기 유전성 중간층 내로 에칭된 트렌치(trench)들 내에 도전성 물질을 충전하여 형성된다. 집적회로에서, 다수 레벨의 인터커넥트 네트워크들은 기판 표면에 대하여 횡방향으로 연장되어 있다. 상이한 층들 내에 형성된 인터커넥트들은 비아(via) 또는 콘택(contact)들을 이용하여 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 피처들, 즉 비아, 개구, 트렌치, 패드 또는 콘택들의 도전성 물질 충전 공정은 상기 피처들을 포함하는 기판 전반에 걸쳐 도전성 물질을 증착시켜 수행될 수 있다.
최근에는 인터커넥트 물질들로 구리 및 구리 합금들이 주목받고 있는데, 그 이유는 우수한 일렉트로마이그레이션 및 낮은 저항 특성들 때문이다. 구리 증착의 바람직한 방법은 전착(electrodeposition)이다. 제조 시, 구리 또는 또 다른 도전성 물질은 컨덕터(conductor), 통상적으로는 배리어층(barrier layer) 및 그 후 시드층(seed layer)으로 사전에 코팅된 기판 상에 증착된다. 통상적인 시드층들은 구리 및 그 합금으로 만들어진다. 통상적인 배리어 물질들은 일반적으로 텅스텐, 탄탈륨, 티탄, 그들의 합금 및 그들의 질화물들을 포함한다. 상기 증착 공정은 여러 공정들을 이용하여 수행될 수 있다.
반도체 웨이퍼 표면 상의 피처들 내에 구리를 증착한 후, 에칭, 전기 폴리싱 또는 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 단계와 같은 제거 공정이 채택될 수 있다. 이러한 제거 공정들은 상기 웨이퍼의 표면, 특히 필드 영역들로부터 도전성 물질들을 제거함으로써, 도전성 물질들이 비아, 트렌치 등과 같은 피처들 내에 주로 배치되는 상태가 되게 한다.
상기 증착 공정 또는 제거 공정 시, 웨이퍼는 일반적으로 캐리어 헤드(carrier head)에 의해 유지된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 회전가능한 샤프트(12)를 구비한 종래의 캐리어 헤드(10)는 전착 공정 시에 웨이퍼(14)를 유지시킨다. 상기 웨이퍼(14)는 상기 캐리어 헤드(10)의 캐리어 베이스(18)(척)의 표면(16) 상에 배치된다. 증착 및/또는 물질 제거 단계 시, 상기 캐리어 헤드(10)는 상기 웨이퍼의 후방부에 진공을 가하고 클램프(20)들을 이용하여 상기 캐리어 헤드(10)의 베이스(18)의 표면(16)에 웨이퍼(14)를 고정시킨다. 상기 진공은 상기 캐리어 헤드(10)의 몸체 및 상기 캐리어 베이스(18)를 통해 연장되는 진공 라인(22)들을 이용하여 적용된다. 클램프(20)들은 또한 전기 콘택(24)들을 웨이퍼(14)에 실링할 수도 있다. 이러한 종래의 캐리어 헤드에서는, 웨이퍼의 주변 둘레의 클램프로 인하여, 상기 웨이퍼의 에지에서 증착 또는 물질 제거가 일어나지 않는다.
사용 시, 캐리어 헤드는 예컨대 용액, 통상적으로 증착 및 소정의 물질 제거 공정들에서의 전해질 또는 CMP 물질 제거 공정에서의 슬러리 내에 침지(immerse)된다. (예컨대, 폴리싱을 위한) 패드를 구비한 이동가능한 콘택이 바람직한 공정들에서는, 상기 패드가 포함될 것이다. 이러한 공정 시에는, 웨이퍼의 후방면에 대한 용액의 누설을 방지하는 것이 중요하다. 이러한 웨이퍼의 후방면에 대한 누설들은 웨이퍼 후방면 및 전기 콘택들을 오염시킨다. 상기 웨이퍼 후방면으로부터의 오염물들의 제거는, 시간 소모형인 여분의 공정 단계를 필요로 하여 제조 비용을 증가시킨다.
또 다른 종래의 웨이퍼 캐리어 디자인은, 캐리어 상에 웨이퍼를 유지시키기 위하여 웨이퍼의 후방부에 대한 진공 흡입을 사용하지 않고, 처리 시에 상기 웨이퍼 후방면 및 웨이퍼 에지의 오염을 줄이려고 시도한다. 도 1b를 참조하면, 이러한 웨이퍼 캐리어(28)에 있어서, 웨이퍼(32)의 후방면(30)은 상기 웨이퍼의 후방면(30)과 o-링(34)간의 시일부(seal)를 형성하도록 o-링(34)에 대하여 가압된다. 또한, 시일부(38)를 포함하는 클램프(36)는 상기 웨이퍼(32)의 전방면(40)의 주변을 실링하는 한편, 복수의 콘택(42)들을 상기 전방면(40)에 하우징시킨다. 이러한 종래의 시스템에서, 시일부 뒷쪽 영역(44)은 웨이퍼 후방면에서의 오염을 더욱 방지하기 위하여 가스로 가압될 수 있다. 이러한 디자인들에서는, 웨이퍼의 주변 둘레의 클램프로 인하여, 상기 웨이퍼의 에지에서 증착 또는 물질 제거가 일어나지 않는다.
또 다른 종래의 CMP 헤드는 도 1a에 도시된 헤드와 유사하지만, 처리를 위하여 웨이퍼를 위치시킬 때에 진공에 의하여 상기 후방면으로부터 웨이퍼를 유지시키고, 처리 시에 리테이닝 링(retaining ring)에 의해 웨이퍼의 원주로부터 웨이퍼를 유지시킴으로써, 상기 웨이퍼의 전방면을 완전히 노출시키게 된다. 상기 CMP 공정은 상기 웨이퍼의 전방면 전반에 걸쳐 이루어지지만, 그럼에도 불구하고 상기 CMP 공정으로부터의 슬러리는 상기 웨이퍼의 후방면을 향하여 마이그레이션될 수 있다.
이 때문에, 1 이상의 공정 단계들 내내 사용될 수도 있고 상기 처리 용액들로부터 웨이퍼의 후방부를 실링할 수 있는 웨이퍼 캐리어 디자인이 요구된다. 또한, 웨이퍼의 에지에서의 처리를 배제하지 않는 처리를 위하여 웨이퍼의 전체 전방면을 노출시키면서 상기 처리 용액들로부터 웨이퍼의 후방부를 실링하는 웨이퍼 캐리어 디자인이 요구되기도 한다.
본 발명의 목적 및 기타 목적들, 특징들 그리고 장점들은 또한 본 발명의 비제한적인 예시적인 실시예들에 의해 도면들을 참조하여 후술하는 상세한 설명에서도 설명되며, 유사한 참조 부호들은 여러 도면 전반에 걸쳐 본 발명의 유사한 부분들을 나타낸다.
도 1a 및 도 1b는 다양한 종래의 캐리어 헤드들을 예시한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 캐리어 헤드들이 사용될 수 있는 예시적인 처리 시스템을 예시한 도면;
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 두 실시예들에 따른 웨이퍼 캐리어들의 보다 상세한 그림을 예시한 도면;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 도 3a 및 도 3b에 예시된 두 실시예들에 따른 웨이퍼 캐리어들을 이용하여 분사된 가스 및 프로세스 유로(process fluid flow)를 예시한 도면;
도 5는 도 3b 및 도 4b에 예시된 본 발명의 실시예에 사용된 개스킷 부재를 예시한 도면;
도 6a 및 도 6b는 도 5에 예시된 개스킷 부재의 용도를 보다 상세히 예시한 도면;
도 7a 및 도 7b는 팽창성 개스킷 부재를 이용하는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한 도면;
도 8a 내지 도 8d는 한 쌍의 동심 개스킷 부재들을 이용하는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한 도면;
도 9a 내지 도 9c는 한 쌍의 동심 개스킷 부재들을 이용하는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한 도면;
도 10a 내지 도 10c는 내측 개스킷 부재의 내측 영역에만 인접한 진공 개구들 및 웨이퍼의 후방면의 주변에 위치한 한 쌍의 동심 개스킷 부재들을 이용하는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한 도면;
도 11a 내지 도 11c는 교체가능한 지지 패드를 이용하여 다양한 캐리어들을 생성하는 방법을 예시한 도면; 및
도 12a 내지 도 12b는 얇고 팽창가능한 멤브레인 환형 하우징들간의 보호에 사용되는 여타의 실시예들을 예시한 도면이다.
본 발명의 목적은 개선된 웨이퍼 캐리어를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리 액체들과 그로부터 발생되는 오염물들이 웨이퍼의 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는 웨이퍼 캐리어를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리 액체들과 그로부터 발생되는 오염물들이 웨이퍼의 후방면 내측 영역 및 베이스의 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는 웨이퍼 캐리어를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼의 후방면을 웨이퍼 캐리어에 부착시키기 위하여 진공을 이용함으로써 발생되는 폴리싱에서의 불규칙성(irregularity)들을 최소화하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 원하는 진공 개구 형태를 얻기 위하여 웨이퍼 캐리어 헤드를 효율적으로 구성하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 보다 나은 시일부를 제공하기 위하여 복수의 동심 실링부재(concentric sealing member)들을 포함하는 웨이퍼 캐리어를 제공함으로써, 상기 목적들을 단일로 또는 조합으로 고려하여 해결하는데, 여기서 외측 시일부는 독립적으로 수직으로 이동가능하여 웨이퍼가 여전히 상기 웨이퍼의 후방면 주변에 대응하는 장소에서 내측 시일부의 내면에만 인접하여 배치되는 복수의 진공 개구 및 웨이퍼 캐리어에 부착되면서 상기 웨이퍼의 주변 후방면의 세정을 허용하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 대안적으로 o-링, 개스킷(gasket) 또는 팽창성 부재(inflatable member)인 실링 부재는, 처리 액체들 및 그로부터 발생되는 오염물들이 상기 웨이퍼의 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상기 웨이퍼의 후방면을 웨이퍼 캐리어에 부착시키기 위하여 진공을 사용함으로써 발생되는 폴리싱에서의 불규칙성들을 최소화하는데 도움이 되도록 상술된 바와 같이 위치된 진공 구멍들과 조합하여 사용된다.
또한, 3 이상의 환형으로 배치되는 실링 부재들을 구비한 실링 메커니즘이 설명된다.
아래에 보다 상세히 언급된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어의 상술된 특성들은 다양한 처리 환경들에서 사용되는 상이한 웨이퍼 캐리어들에 이용될 수 있다.
이하, 도면들에 있어서, 유사한 참조부호들은 전반에 걸쳐 유사한 부분들을 나타내는 것으로 한다. 도 2는 또한 예시적인 처리 시스템(100)을 보여준다. 전착에 사용되는 경우, 상기 시스템(100)은 예컨대 캐소드 조립체(cathode assembly; 102) 및 애노드 조립체(anode assembly; 104)를 포함할 수 있으며, 구리와 같은 도전성 물질을 반도체 웨이퍼와 같은 대상물 또는 기판 상에 증착시킬 수 있다. 물질 제거에 사용되는 경우, 상기 시스템(100)은 예컨대 반전된 애노드 및 캐소드의 극성을 가질 수도 있으며, 또는 그 대신에 여타의 처리 화학제들을 사용할 수도 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 웨이퍼 캐리어는 CMP 슬러리와 같은 CMP 용액들에 의한 CMP 공정에 사용될 수 있다. 본 발명이 이용되는 특정 공정은 특별한 중요성을 가지는 것은 아니라는 점에 유의해야 한다. 아래에 예시된 바와 같이 중요한 것은, 웨이퍼의 후방면에 처리 용액의 오염물이 도달하는 것을 방지하는 것이다. 그리고 몇몇 실시예들에서는 웨이퍼의 전체면 처리가 일어나는 것도 고려한다.
아래에 제공되는 상세한 설명에서는, 증착 공정 시에 증착되는 샘플 물질로서 구리가 사용되지만, 증착 처리 시에는 예컨대 Ni, Pd, Pt, Au, Pb, Sn, Ag 및 그들의 합금과 같은 여타의 컨덕터들이 증착될 수도 있다는 점도 유의해야만 한다.
상기 시스템(100)의 웨이퍼 유지 조립체(102)는 도 2에 도시된 예시적인 웨이퍼(108)를 유지시키는 웨이퍼 캐리어(106)를 포함하는데, 이는 증착 시에는 캐소드로서, 전기폴리싱 시에는 애노드로서, 또는 전류 흐름/전압 차동이 존재하기를 요구하지 않는 공정이라면 단지 웨이퍼로서 명명될 수 있다. 예컨대, 증착 시, 웨이퍼(108)의 전방면(112)은 전기 콘택 부재(114)들에 의해 전원(도시되지 않음)의 네거티브 단자에 접속된다. 예컨대, 전기폴리싱 시, 웨이퍼(108)의 전방면(112)은 전기 콘택 부재(114)들에 의해 전원(도시되지 않음)의 포지티브 단자에 접속된다.
아래에 보다 완전히 기술되는 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(106)는 진공 흡입을 이용하여 웨이퍼(108)의 후방면(113)으로부터 웨이퍼(108)를 유지시킨다. 이러한 실시예에서, 웨이퍼(108)는 웨이퍼 캐리어(106)에 의해 유지되어, 상기 웨이퍼(108)의 전방면(112)이 완전히 노출되도록 한다. 상기 공정 시, 웨이퍼 캐리어(106) 및 그에 따른 웨이퍼(108)는 회전축(115) 또는 수직축을 중심으로 캐리어 샤프트(110)를 회전시켜 및/또는 상기 캐리어 샤프트(110)를 횡방향으로 병진운동시켜 이동된다.
상기 시스템(100)의 전극 조립체(104)는 통상적으로 조립체(104)가 증착 또는 전기폴리싱에 사용되고 있는 지의 여부에 따라 상이한 타입의 전극(116)을 가질 것이다. 증착에 사용되는 경우에는, 전극(116)이 애노드, 바람직하게는 소모성 구리 애노드이고, 전기폴리싱에 사용되는 경우에는, 상기 전극(116)이 바람직하게는 소모성이 아닌 캐소드이다. 상기 전극(116)은 전극 컵(118)과 같은 엔클로저(enclosure) 내에 배치될 수 있는 것이 바람직하다. 상기 전극(116)은 전해질이 그것을 통해 흐르도록 하는 구멍들을 가질 수도 있다(도시되지 않음). 상기 전극 컵(18)은, 예컨대 증착 및 소정의 전기폴리싱 기술들에 사용될 때의 전해질 또는 CMP가 이용되는 경우에는 슬러리와 같은 용액의 유동량을 제어하기 위한 블리딩 개구(bleeding opening)(도시되지 않음)들을 가질 수도 있다. 처리 시, 상기 용액(120)은 상기 웨이퍼(108)의 전방면(112)에 도달하여 그것을 적시도록 액체 유입구(130)를 통해 전극 컵(118) 내로 펌핑된다. 상기 용액(120)은 화살표 방향으로 유동하여 상기 웨이퍼(108)의 전방면(112)을 적신다.
증착 또는 소정의 전기폴리싱 공정 시, 통상적으로 상기 용액(120)은 인가된 적절한 전위 하에 상기 웨이퍼(108)의 전방면(112) 상에 물질을 증착시키거나 또는 인가된 적절한 전위 하에 상기 웨이퍼(108)의 전방면(112)으로부터 물질을 제거하는데 사용되는 전해질이다. CMP 시에는, 이러한 전위가 인가될 수도 있고 인가되지 않을 수도 있다. 하지만, 모든 공정들에 있어서, 웨이퍼 전방면(112)은 공지된 바와 같이 회전되는 것이 바람직하다.
상기 시스템(100)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전기 콘택 부재(114)들이 콘택 영역(126) 상에서 웨이퍼(108)를 접촉시킨다. 상기 콘택 영역(126)은, 웨이퍼가 회전됨에 따라 전극 컵(118)의 에지 전반에 걸쳐 항상 노출되는 일부분을 가지는 웨이퍼의 전방면 상의 주변 링 영역이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 실시예들의 웨이퍼(106)의 절단부를 가진 측면도를 보다 상세히 예시한다. 명백한 바와 같이, 도 3a 및 도 3b에 예시된 실시예들간의 차이점은 사용되는 실링 부재(154)의 타입이다. 상기 웨이퍼 캐리어(106)는 하부 및 상부 단부(142, 144)를 구비한 캐리어 몸체(140)를 포함한다. 상기 캐리어(106)의 하부 단부(142)는 그 위에 웨이퍼(108)가 유지되는 캐리어 베이스(146)(척)를 포함한다. 상기 캐리어 베이스는 플라스틱, 강철 또는 티탄과 같은 다양한 물질로 만들어질 수 있다. 그리고, 도시된 바와 같이, 캐리어 링(147)은 웨이퍼(108)의 후방면 아래에 연장되는 표면부 너머의 웨이퍼(108)의 횡방향 움직임을 방지하기 위하여 더 아래에 기술된 지지 패드(166)를 접촉시키는 웨이퍼의 표면 아래에 연장되는 표면부를 가질 수 있다. 상기 캐리어 베이스(146)는 캐리어 링(147)에 의해 둘러싸이는 것이 바람직하다. 상기 캐리어 링은 별도로 구성될 수도 있으며, 또는 캐리어 베이스의 일체형 부분일 수도 있다. 상기 캐리어 링은 플라스틱 또는 처리 용액에서 안정한 여하한의 물질로 만들어질 수도 있다. 상기 웨이퍼 캐리어(106)는 상기 샤프트(110)를 통해 회전 또는 이동된다. 본 실시예에서, 바람직하게는 디스크 형상인 캐리어 베이스(146)의 바닥면(148)은 제1표면부(150) 및 제2표면부(152)를 포함한다. 상기 제1표면부(150)는 내측 영역인 제2표면부(152)를 둘러싸는 주변 표면이다. 상기 바닥면(148)의 제1 및 제2표면부(150, 152)는 후술하는 본 발명의 실링 부재(154)에 의해 형성된다.
상기 실링 부재(154)는 상기 베이스(146)의 내측 영역을 형성하는 제1 및 제2표면(150, 152)들 사이에 그리고 상기 바닥면(148) 내에 형성되는 원형 그루브(156) 내에 배치되고, 상기 실링 부재(154)가 웨이퍼(108)의 후방면에 접촉하는 경우, 상기 웨이퍼(108)의 후방면 내측 영역을 형성한다. 유체 라인(158)들은, 아래에 더욱 기술하는 바와 같이, 상기 바닥면(148)의 제1표면부(150) 상의 복수의 유출구(159)들에 유체 공급부를 연결시킨다. 상기 유출구(159)들은 상기 제1표면부(150) 둘레에 방사상으로 분포되어, 상기 유출구들이 상기 실링 부재(154) 주위에 동심으로 형성되도록 한다. 상기 제1표면부(150)에 직접 연결될 수도 있지만, 유체 라인(158)들의 하부 단부(160)는 상기 캐리어 베이스(146)와 캐리어 링(147) 사이에서 연장될 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 상기 유체 라인(158)들은 가스, 바람직하게는 비산화 가스를 웨이퍼(108)의 후방면(113)의 주변 후방 에지(162) 상으로 불어 넣는데 사용된다. 상기 비산화 가스는 바람직하게는 질소 가스일 수도 있다. 구멍들은 여하한의 개수 및 다양한 직경들을 가질 수도 있지만, 직경 범위가 0.5~1mm 인 것이 가장 바람직한 것으로 밝혀졌다. 바람직한 실시예에서, 16~64개의 구멍들은, 200 내지 300mm 사이의 웨이퍼 크기에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어의 에지 주위에 배치된다. 물론, 상기 구멍들의 개수는 바뀔 수 있으며, 구멍 대신에, 연속적인 슬릿(들) 또는 또 다른 형상의 개구가 대신 사용될 수 있다. 가스 유량은 바람직하게는 분당 10~60리터로 변할 수 있다. 아래에 보다 완전히 기술되는 바와 같이, 포트(159)들로부터 배출되는 가스는 연속적으로 상기 주변 후방 에지(162)를 스위핑하고, 전해질과 같은 액체가 웨이퍼(108) 뒷쪽에 도달하여 원하지 않는 오염을 발생시키는 것을 방지하는데 도움을 주는 또 다른 시일부를 제공한다.
상기 웨이퍼(108)는 진공 흡입을 적용하여 캐리어 베이스(146)에 의해 유지된다. 이러한 목적으로, 수많은 진공 라인(164)들이 상기 캐리어 베이스(146)의 제2표면부(152)에 연결된다. 상기 웨이퍼의 후방면을 지지하기 위하여, 지지 패드(166) 또는 백킹 패드(backing pad)는 적용된 진공 흡입 하에서 실질적으로 평탄한 상태로 웨이퍼를 유지하도록 상기 제2표면부(152) 상에 부착되는 것이 반드시 필요하지는 않으나 바람직하다. 지지 패드(166)가 사용되는 경우, 진공 라인(164)들은 상기 지지 패드(166) 내의 구멍들을 통하도록 계속된다. 본 실시예에서는 웨이퍼가 상기 라인(164)들을 통해 적용되는 진공에 의해 유지되지만, 상기 웨이퍼는 흡입 컵을 이용하여 유지될 수도 있다. 시일부를 생성하기 위하여, 실링 부재(154)는 통상적으로 상기 시일부가 적절하게 형성될 수 있도록 50~100 미크론의 범위 내의 양 만큼 상기 지지 패드(166)를 지나 연장되어야만 한다. 아래에 기술된 바와 같이, 상기 실링 부재(154)는 상대적으로 상기 지지 패드(166)보다 훨씬 더 연성일 것이다.
상기 웨이퍼 캐리어(106)의 기계적인 구성요소들과 같은 여타의 구성요소들은 종래 기술에서와 같이 구성될 수 있으며 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 캐리어 헤드(106)에는 소정 형태의 짐발 메커니즘(gimbal mechanism) 및 함께 작동하는 기계적인 구성요소들이 제공될 수도 있다. 이러한 종래의 구성요소들은 더 설명할 필요는 없을 것이다.
사용 시, 상기 웨이퍼(108)는 웨이퍼 핸들링 시스템(도시되지 않음)을 이용하여 도 3a 및 도 3b에 도시된 캐리어 베이스(146) 상에 배치된다. 상기 웨이퍼(108)는 상기 실링 부재(154)에 의해 정렬되고, 적용된 진공 하에서, 상기 실링 부재(154)는 상기 웨이퍼의 후방부(113)와 제2표면부(152) 사이에 형성된 공간을 실링하여, 상기 웨이퍼(108)를 상기 웨이퍼 캐리어(106) 상에 유지시키고, 상기 웨이퍼(108)의 전방면(112)을 완전히 노출시킨다. 바람직한 실시예에서는, 400~650 Torr의 범위에 있는 진공 레벨들이 채택되었다.
일단 웨이퍼(108)가 캐리어(106)에 의해 유지되면, 상기 웨이퍼가 증착 시에 처리됨에 따라, 상기 포트(159)들을 통해 주변 후방 에지(162) 상으로 상술된 양의 가스가 불어 넣어진다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 예시된 증착 공정 시, 화살표(168) 방향으로의 상기 포트(159)들로부터의 가스 유동은, (그 안에 채널(202)들을 포함하는 패드(200)를 통해 웨이퍼(108)의 전방면으로 전달되는) 화살표(170) 방향으로 유동하는 전해질(120)을 스위핑하여, 상기 전해질 용액이 상기 웨이퍼(108)의 주변 후방 에지(162)에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 준다. 상기 실링 부재(154)와 협력하여, 본 발명의 웨이퍼 캐리어는, 상기 웨이퍼(108)를 상기 패드(200)에 대하여 회전시키고 상기 웨이퍼의 전방면(112)을 상기 처리 용액에 완전히 노출시키면서, 상기 전해질이 상기 웨이퍼(108)의 후방면(113)에 도달하는 것을 방지한다는 장점을 가진다.
본 발명의 원리들에 따르면, 상기 실링 부재(154)는 실링 기능이 최소 진공 흡입에 의해 효율적으로 달성되도록 디자인된다.
도 3a 및 도 4a에 예시된 실링 부재(154A)는 절연 물질로 이루어진 o-링이다. 상기 o-링(154A)은 내부가 중공일 수도 있고 중공이 아닐 수도 있지만, 도 4a에 도시된 바와 같이, 압력 하에 그 형상을 유지하려는 경향이 있다. 상기 o-링(154A)은 직경이 1~4mm, 두께가 0.5 내지 1.5mm인 중공인 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 다른 관점에서 보면, 중공 o-링에 연성이 있어, 70보다 작은, 바람직하게는 30~50 듀로미터 내의 듀로미터 레이팅(durometer rating)을 가지도록 하며, 이와는 대조적으로, 훨씬 더 강성인 통상적인 o-링들은 보다 높은 듀로미터 레이팅을 가지며, 지지 패드(166)들은 통상적으로 상기 중공 o-링보다 적어도 5배 더 큰 듀로미터 레이팅(이는 강성 레이팅임)을 가질 것이다. 이러한 연성은 웨이퍼의 후방면 상에 너무 많은 압력을 가하는 하드 시일부(hard seal)의 압력으로 인하여 상기 웨이퍼 상의 휨(bowing)을 발생시키는 불리한 부작용 없이 원하는 시일부를 얻을 수 있다는 장점을 가진다. 상기 o-링(154A)(특히, 중공인 경우)은 에틸렌 프로필렌 물질로 만들어지는 것이 바람직하다.
도 3b 및 도 4b에 예시된 개스킷(154B)은 상기 o-링(154A)의 대안예이다. 부분적인 사시도로서 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 개스킷(154B)은 벌브 형상의 단면을 가지는 원형 몸체(300)를 가진다. 상기 몸체(300)는 제1부분(302) 또는 부착부 및 제2부분(304) 또는 실링부를 가진다. 상기 실링부(304)는 진공이 적용되는 경우에 보다 많은 실링 표면을 제공하도록 바깥쪽으로 기울어질 수 있는 것이 바람직한데, 이는 아래에 보다 완전히 기술될 것이다.
도 6a는 압축력이 그 위에 적용되지 않거나 그 위에 웨이퍼가 유지되지 않은 개스킷(154B)의 단면을 보여준다. 도 6a를 참조하면, 상기 개스킷(154B)은 상기 부착부(302)를 원형 그루브(156) 내에 삽입함으로써 웨이퍼 캐리어 상에 배치된다. 상기 개스킷(154B)의 실링부(304)는 일반적으로 상기 웨이퍼(108)의 후방면(113)을 향하는 경사진 표면인 실링면(306)을 형성한다. 상기 실링부(304)는 상기 지지 패드(166)의 최상부보다 높은 'h'로 표시된 압축 거리이다. 상기 압축 거리는 0.1mm 내지 0.3mm의 범위, 바람직하게는 0.2mm일 수 있다. 실링 스테이지에서, 상기 압축 거리 'h'는 상기 실링면(306)의 완전한 사용을 허용하면서 0으로 줄어든다.
도 6b는 웨이퍼(108)의 후방면(113)을 실링하는 경우의 개스킷(154B)을 보여준다. 도 6b에 예시된 바와 같이, 진공 흡입이 상기 웨이퍼(108)의 후방면(113)에 적용됨에 따라, 상기 웨이퍼(108)는 상기 실링면(306)에 대해 가압되어 상기 실링부(304)가 붕괴(collapse)되도록 함으로써 실링 기능을 달성하게 된다. 상기 개스킷(154B)은, 상기 실링부(306)의 붕괴 및 보다 큰 실링면을 제공함으로써 용이하게 실링 기능을 달성한다.
본 실시예에서, 개스킷(154B)은 엘라스토머(elastomer)와 같은 탄성 물질로 만들어질 수 있다. 이러한 물질의 일례는 DuPont사의 상표명 KalrezTM으로 시판되는 것을 들 수 있다. 하지만, 바람직한 실시예에서는 본 발명의 개스킷 부재가 상술되지만, 상기 개스킷 부재는, 상기 소정의 실링 기능들을 수행하면서 본 발명의 범위 내에 있는 한, 여하한의 압축성 물질, 멤브레인 또는 튜브 등으로 만들어질 수도 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 대안적인 실시예에서는, 개스킷 부재(154C)가 팽창성 멤브레인일 수도 있다. 도 7a는 수축된 스테이지(deflated stage)에서의 팽창성 멤브레인을 보여준다. 상기 팽창성 멤브레인(154C)은 상기 원형 그루브(156)의 개구(402)의 주변 에지에 부착되어 실링된다. 본 실시예에서, 상기 원형 그루브는 1 이상의 유입구(406)를 통해 유체 라인(404)에 연결되어, 공기와 같은 유체가 상기 팽창성 멤브레인(154C)을 팽창시키는데 사용될 수 있도록 한다. 상기 유체 라인(404)은 또한 유체공급시스템(도시되지 않음)에 연결되어, 유체 압력이 제어될 수 있도록 한다.
도 7b는 웨이퍼(108)의 후방면(113)을 실링하는 경우, 팽창된 스테이지에서의 팽창성 부재(154C)를 보여준다. 진공 흡입이 적용됨에 따라, 상기 웨이퍼(108)는 상기 팽창성 멤브레인에 대해 가압되어 실링 기능을 달성하게 된다. 유체 압력을 제어함으로써, 상기 웨이퍼(108)의 후방부에 대해 상기 부재(154C)가 가하는 힘이 최적화될 수 있다. 이는 상술된 종래 기술의 웨이퍼 싱킹(sinking) 문제를 발생시키지 않으면서도 효율적인 실링을 제공한다. 상기 팽창성 부재(154C)는 여하한의 고무 또는 엘라스토머 물질로 만들어질 수도 있다.
또한, 상술된 상기 포트(159)들을 통한 분사 가스와 같은 여하한의 실링 부재(154)들을 사용하는 것도 도 3a 내지 도 7b를 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 있다는 것도 유의한다.
도 8a 내지 도 8d는 한 쌍의 동심 실링 부재들을 이용하는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한다. 본 실시예에서는, 예시된 바와 같이, 캐리어 헤드(500)는, 웨이퍼 또는 여타의 대상물(505)이 유지되는 캐리어 베이스(504) 및 캐리어 몸체(502)를 포함한다. 상기 캐리어 헤드(500)는 샤프트(508)를 통해 회전 또는 이동된다. 상기 캐리어 베이스(504)는, 바람직하게는 상기 대상물의 형상, 통상적으로 웨이퍼에 있어서는 원형에 일치하는 표면인 바닥면(506)을 포함한다. 제1실링부재(508) 및 제2실링부재(509)는 상기 바닥면(506)의 외주부(510)에 동심으로 인접하여 배치된다.
상기 제1실링부재(508)는 원형의 스트립 형상을 갖는 팽창성 개스킷 멤브레인이 바람직하다. 상기 멤브레인(508)은 그 내주 및 외주 에지(512, 514)들로부터 각각 캐리어 베이스(504)의 바닥면(506)에 부착되어, 상기 멤브레인(508)의 내측 포켓(inner pocket; 516)이 형성되도록 한다. 상기 멤브레인(508)의 내측 포켓(516)은 유체 라인(518)들을 통해 가스원과 같은 유체원(도시되지 않음)에 연결된다. 후술하는 바와 같이, 유체 라인(518)들로부터의 유체는 공정 시에 팽창성 멤브레인(508)을 팽창시키는데 사용된다. 상기 제2실링부재(509)는 상술된 실링 부재(154) 중 하나와 같이 만들어지는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에서, 상기 제2실링부재는 도 3a 및 도 4a에 기술된 바와 같이 중공 o-링(154A)으로 만들어진다. 상기 제2실링부재(509)는 원형 그루브(520) 내에 배치되는 것이 바람직하다. 지지 부재(522)는 상기 o-링(509)에 의해 형성되는 원형의 영역 내에 동심으로 배치될 수 있다. 수많은 진공 라인(524)들이 캐리어 베이스(504) 및 지지 부재(522)를 통해 형성되어, 상기 웨이퍼(505)가 상기 지지 부재(522) 상에 배치되는 경우, 상기 제2실링부재(509)에 의해 실링되는 진공 흡입이 웨이퍼(505)의 후방면(526) 상에 형성될 수 있도록 한다.
도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이, 제1실링부재(508)가 팽창성 부재이고 제2실링부재(509)가 o-링인 바람직한 실시예에는, 작동 시, 웨이퍼(505)의 후방면(526)이 상기 o-링(509) 상에 배치되고 진공 흡입이 상기 캐리어(500) 상에 웨이퍼(505)를 유지시키는데 적용되는 것이 기술되어 있다. 본 실시예에서, 웨이퍼(505)의 전방면(528)은 완전히 노출된다는 것을 알 수 있다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 다음으로 팽창성 멤브레인(508)은 상기 내측 포켓(516) 내에 가스를 공급함으로써 팽창된다. 팽창된 상태에서, 상기 팽창성 멤브레인(509)은 웨이퍼(505)의 에지 영역(530)을 효과적으로 실링한다. 이와 관련하여, 팽창성 멤브레인(508)과 o-링(509) 양자 모두의 조합은 상기 웨이퍼(505)의 원주/에지를 따르는 이중 시일부(double seal)를 형성한다. 이러한 조합은 전해질과 같은 처리 용액들의 상기 팽창성 부재(508) 및 o-링(509) 양자 모두를 통한 누설을 방지하고, 상기 지지 부재(522) 뿐만 아니라 상기 웨이퍼의 후방면(526)의 오염도 방지하는다는 장점을 가진다. 그리고, 상기 팽창성 부재(508)와 o-링(509) 사이에 존재하는 에지 영역(530) 내로의 처리 용액의 팽창성 부재(508) 내의 일부 누설이 있더라도, 이러한 에지 영역(530)은 예컨대 후술하는 바와 같이 도금 단계 후 세정 단계 시에 쉽게 세정될 수 있다.
도 8d에 도시된 바에 따르면, 상기 제1실링부재(508)는 팽창성 부재가 바람직한 이유가 명백해진다. 상기 제1실링부재(508) 및 제2실링부재(509) 양자 모두가 제공되는 도금 단계 후, 시일부가 완성되고, 상기 제1실링부재(508)(팽창성 부재인 경우)는 도시된 바와 같이 수축될 수 있다. 이것은 웨이퍼가 여전히 캐리어(500)에 의해 유지되고 진공 흡입이 여전히 o-링(509)에 의해 실링되는 영역에 적용되는 동안에 잠재적으로 오염된 에지 영역(530)을 노출시킨다. 따라서, 본 구성예에서는, 에지 영역(530)의 세정이, 에지 영역(530)으로의 화살표(5)의 방향으로 세정 유체(들)(액체 세정 유체 또는 액체 세정 유체 및 그 후에 건조를 위한 공기와 같은 가스 양자 모두 중 어느 하나)을 세정 시스템(도시되지 않음)으로부터 상기 팽창된 팽창성 부재(508)에 대해 사전에 보호된 영역으로 적용하여 이루어질 수 있다. 세정 및 후속 건조 단계 시, 캐리어(500)도 회전될 수 있다. 본 실시예에서는 제1실링부재(508)가 팽창성 멤브레인인 것이 바람직하지만, 상술된 이유들로 해서, 예컨대 o-링과 같은 여타의 대안적인 시일부들이 사용될 수도 있다.
도 9a 내지 도 9c는 한 쌍의 동심 개스킷 부재들을 이용하는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한다. 이 실시예는 도 9a의 개요에 도시된 바와 같이, 제2실링부재(909)에 의해 형성되어 지지 부재(922)를 포함하는 내측 영역 내의 웨이퍼(905)의 후방면에 시일부를 제공하기 위하여 제1실링부재(908) 및 동심 제2실링부재(909)를 사용한다는 점에서 도 8의 실시예와 유사하다. 앞선 실시예들에서와 같이, 웨이퍼(905)의 후방면은 진공 라인(924)들을 통해 적용되는 진공의 사용을 통하여 제2실링부재(909) 및 지지부재(922) 상에 유지되는 것이 바람직하다. 하지만, 도 8의 실시예와는 반대로, 팽창성 제1실링부재를 구비하는 대신에, 제1실링부재(908)는, 내부가 중공일 수도 있고 또는 아닐 수도 있지만 바람직하게는 제2실링부재(909)보다 부드러운 연성을 가지는 o-링이 바람직하다. 상기 제1실링부재(908)에 의한 시일부는 또한 캐리어 헤드(900)의 외측에 수직으로 이동가능한 환형 하우징(904)을 구비하여 형성된다. 상기 수직 이동성은 환형 하우징(904)의 내경을 따르는 동력화된 스프로켓(motorized sprocket), 여타의 기계적인 메커니즘 또는 기타를 포함하여 다양한 방식으로 달성될 수 있다.
도 9b는 제1실링부재(908)와 제2실링부재(909) 양자 모두가 실링 기능을 제공하는 실링 위치를 보다 상세히 예시한다. 이 실링된 위치에서는, 수직으로 이동가능한 환형 하우징(904)이 아래쪽으로 이동되어, 상기 제1실링부재(908)와 웨이퍼(905)간의 시일부를 형성하게 된다. 상기 웨이퍼는 실링부재(908, 909) 모두가 웨이퍼(905)를 실링할 때의 화학적 환경에서 처리된다. 상기 웨이퍼(905)의 후방면 아래에 연장되는 표면부를 갖는 캐리어 링이 없어서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(905)의 횡방향 이동을 방지하는데 도움을 주고, 따라서 진공 라인(924)들을 통해 적용된 진공이 단지 상기 캐리어 헤드(900)에 대한 웨이퍼(905)의 횡방향 이동을 방지하는 것에만 사용된다는 점에 유의한다. 도 9c의 화살표들로 도시된 바와 같이, 세정 유체 또는 가스가 상기 제2실링부재(909)의 외측에서 웨이퍼의 후방면으로 분사되도록 하는 실링되지 않은 위치에서는, 수직으로 이동가능한 환형 하우징이 위쪽으로 이동되어, 상기 제1실링부재(908)를 해제시키고 갭을 제공함으로써, 이를 통해 세정 유체 또는 가스가 상기 제2실링부재(909)의 외측에서 웨이퍼(905)의 주변 후방면으로 분사될 수 있게 된다.
도 10a 및 도 10b는 내측 실링 부재(1009)의 내측 영역에만 인접한 진공 개구(1025) 및 웨이퍼(1005)의 후방면 주변에 위치하는 한 쌍의 동심 실링 부재(1008, 1009)를 사용하는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한다. 이러한 개구(1025)들은 웨이퍼(1005)의 내측 영역 내에서 더 떨어져 위치하지 않는다. 본 실시예는 도 10a의 개요에 도시된 바와 같이, 제2실링부재(909)에 의해 형성되어 지지 부재(1022)를 포함하는 내측 영역 내에서 웨이퍼(1005)의 후방면에 시일부를 제공하기 위하여 제1실링부재(1008) 및 동심 제2실링부재(1009)를 사용한다는 점에서 도 9의 실시예와 유사하다. 앞선 실시예들에서와 같이, 상기 진공 개구(1025)들이 단지 내측 실링 부재(1009)의 내측 영역에만 인접한다는 점을 제외하고는, 상기 웨이퍼(1005)의 후방면은 진공 라인(1024)들을 통해 적용되는 진공의 사용을 통하여 제2실링부재(1009) 및 지지부재(1022) 상에 유지되는 것이 바람직하다. 상기 진공 라인(1024)들은, 각각의 진공 개구에 독립적인 어느 라인들을 구비하지만, 보다 바람직하게는 캐리어 베이스(1046)의 바닥면(1058) 내에 형성되는 복수의 그루브(1026)들을 이용하는 다양한 방식으로 형성될 수 있으며, 여기서 그루브들은 지지 패드(1022) 위쪽에 배치되고, 상기 지지 패드는 상술된 주변부의 위치들에 배치되며, 그 각각은 그루브(1026)와 정렬된다. 따라서, 위쪽에 배치된 상기 그루브(1026)들과 지지 패드(1022)와의 결합은 진공 라인(1024)의 일부분을 형성한다. 각각의 그루브(1026)들은 그 외측 단부(1026A)에서 종단되어 그로부터의 진공이 제2실링부재(1009)에 적용되지 않도록 하는 것이 바람직하다는 것에 유의한다.
도 10b는 제1실링부재(1008)와 제2실링부재(1009) 양자 모두가 시일부를 제공하는 실링 위치를 보다 상세히 예시한다. 이 실링된 위치에서는, 수직으로 이동가능한 환형 하우징(1004)이 아래쪽으로 이동되어, 상기 제1실링부재(1008)와 웨이퍼(1005)간의 시일부를 형성하게 된다. 상기 웨이퍼는 (환형 하우징(1004) 상에 배치되는) 실링부재(1008) 및 실링부재(1009) 모두가 웨이퍼(1005)를 실링할 때의 화학적 환경에서 처리된다. 상기 웨이퍼(1005)의 후방면 아래에 연장되는 표면부를 갖는 캐리어 링이 없어서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(1005)의 횡방향 이동을 방지하는데 도움을 주고, 따라서 실링 부재의 내측 영역에 인접한 진공 개구(1025)들로 진공 라인(1024)들을 통해 적용되는 진공이 단지 상기 캐리어 헤드(1000)에 대한 웨이퍼(1005)의 횡방향 이동을 방지하는 것에만 사용되는 점에 유의한다. 세정 유체 또는 가스가 상기 제2실링부재(1009)의 외측에서 웨이퍼(1005)의 후방면으로 분사되도록 하는 실링되지 않은 위치에서, 도 10b에 도시된 수직으로 이동가능한 환형 하우징(1004)은, 상기 환형 하우징(904)이 도 9c에 예시된 바와 같이 위쪽으로 이동됨에 따라 바로 위쪽으로 이동되어, 상기 제1실링부재(1008)를 해제시키고 갭을 제공함으로써, 이를 통해 세정 유체 또는 가스가 상기 제2실링부재(1009)의 외측에서 웨이퍼(1005)의 주변 후방면으로 분사될 수 있게 된다.
상기 제2실링부재(1009)에만 인접하여 배치되는 진공 개구들에 의하면, 웨이퍼(1005)의 후방면의 주변에는 단지 국부적인 진공만이 존재한다. 따라서, 진공이 전혀 적용되지 않는 웨이퍼(1005)의 내측 영역은, 진공이 적용되도록 하는 개구에 의해 발생되는 국부적인 진공의 존재로 인하여 소정 위치들에서 변형되지 않을 것이다. 그 결과, 웨이퍼 캐리어 헤드(1000)에 웨이퍼(1005)의 후방면을 부착시키기 위해 진공을 이용함으로써 발생되는 폴리싱 시의 불규칙성들이 최소화된다.
소정의 세정 장점들이 없는 실링을 제공하는 도 10a 및 도 10b에 예시된 상기 실시예의 수정예는, 외측 환형 하우징(1004) 또는 제1실링부재(1008) 없이 상기 실링부재(1009)와 같은 단일 시일부만을 사용하는 것이다. 도 10에 상술된 실시예에서와 같이, 웨이퍼 캐리어 헤드(1100)에 웨이퍼(1105)의 후방면을 부착시키기 위해 진공을 사용함으로써 발생되는 폴리싱 시의 불규칙성들이 최소화된다.
도 10c는 또 다른 지지 플레이트(1022A)를 예시하는데, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 상기 지지 플레이트는 도 10a 및 도 10b에 예시된 지지 플레이트(1022)로부터 수정된 것이며, 따라서 웨이퍼 캐리어 헤드를 효율적으로 구성하기 위한 방법을 허용하여 원하는 진공 개구 형태를 얻게 된다. 도 10a 및 도 10b에 기술된 바와 같이, 주변 개구(1025)들은 지지 패드(1022) 내에 만들어지고, 상기 지지 패드(1022)는 접착제 등을 이용하여 캐리어 베이스(1046)의 바닥면(1058)에 부착되어, 그 위쪽에 배치된 지지 패드(1022)를 따르는 그루브(1026)들이 진공 라인(1024)들을 형성할 것이다. 그 후, 상기 그루브(1126)들에 대응하는 주변 위치들에서의 상기 지지 패드(1022) 내의 개구(1025)들은, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 상술된 바와 같이, 상기 웨이퍼(1005)의 주변부에만 국부적인 압력을 생성하는데 사용된다.
대신, 개구부(1025)들이 웨이퍼(1005)의 전체 후방면 위쪽의 다양한 위치들을 원한다면, 도 10c에 예시된 바와 같이, 그루브(1126)들과 교차하는 지지 패드(1022A)의 내측 영역 내에 배치되는 개구부(1025A)들은 이러한 각각의 위치에 국부적인 압력을 생성하도록 형성될 수 있다.
따라서, 동일한 대상물 캐리어(1000)는 취해지는 한 세트의 위치들에서의 개구(1025)들을 갖는 하나의 지지 패드(1022) 및 후속해서 부가되는 상이한 위치들에서의 개구(1025A)들을 갖는 또 다른 지지 패드(1022A)를 구비하여, 단지 상기 지지 패드(1022)만을 변경함으로써 국부적인 진공 프로파일을 변경시킬 수 있다. 또한, 지지 패드의 사용이 바람직하지만, 상술된 소정 구성예들에서는, 상술된 바와 같은 그루브들에 대응하는 개구들을 갖는 플레이트로부터 얻어지는 경질의 불활성 금속 표면(hard inert metal surface)과 같은 여타 타입의 지지부가, 국부적인 진공 프로파일을 제공하는 개구들이 존재하도록 하고 상기 웨이퍼와 접촉하는 표면을 형성하는데 사용될 수도 있다. 또한, 지지 패드와 연계하여 그루브들이 상기 개구들에 압력을 위한 통로를 제공하는 한 가지 방식으로 기술되어 있지만, 여하한의 다양한 방법들이 상기 통로를 형성하는데 사용될 수도 있다.
도 11a 내지 도 11c는 또 다른 바람직한 실시예를 예시하는데, 이는 다수-스테이지 시일부를 제공한다. 설명의 목적으로, 3개의 스테이지들이 예시되어 있으며, 바람직하게는 단지 3개의 스테이지만 사용되지만, 필요에 따라서는 보다 많은 스테이지들이 추가될 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2실링부재(1108)를 포함하는 환형 하우징(1104)(환형 하우징(1104) 및 시일부(1108)는 도 9에 예시된 환형 하우징(904) 및 시일부(908)에 대응함) 이외에, 3개의 실링부재(1107)를 구비한 또 다른 환형 하우징(1106)이 포함되어 있는데, 이는 상기 환형 하우징(1104)의 움직임에 독립적으로 상기 웨이퍼(1105)에 대하여 수직으로 이동할 수 있다. 하지만, 특히 4 이상의 환형 하우징들이 사용된다면, 1104 및 1106과 같은 2 이상의 환형 하우징들이 동기되어 함께 이동될 수도 있음을 유의한다.
초기 위치에서, 도 11a에 예시된 웨이퍼(1105)는, 상술된 바와 동일한 원리들을 기초로 하여, 3개의 실링부재(1107, 1108, 1109) 및 진공을 이용하여 웨이퍼 캐리어(1100)에 부착된다. 일단 부착되면, 상기 웨이퍼(1105)의 전방면이 처리될 수 있다. 처리 결과로서, 처리로부터의 화학적 증착물들이 도시된 바와 같이 영역(1150) 내에 형성된다.
일단 처리가 종료되면, 웨이퍼(1105)를 세정하는 것이 개시될 수 있는데, 이 세정은, 상술된 바와 같이 실링부재(1107)와 웨이퍼(1105)간의 실링을 깨기 위하여 상기 환형 하우징(1106)이 웨이퍼(1105)로부터 멀리 이동된 후에 잔류물(1150)을 세정하도록 웨이퍼의 후방면으로 세정 용액을 지향시키는 것을 포함한다. 통상적으로, 웨이퍼는 세정 용액이 웨이퍼(1105)의 베벨 에지로 지향되면서 웨이퍼 캐리어(1100)에 의해 회전될 것이다.
일단 세정 용액이 웨이퍼(1105)의 베벨 에지를 세정하는데 사용되면, 상기 웨이퍼(1105)는 웨이퍼(1105)의 전체 표면을 실질적으로 건조하도록 계속 회전될 수 있다. 하지만, 도 11b에 도시된 바와 같이, 소량의 잔여 세정 용액은 통상적으로 실링부재(1108)와 웨이퍼(1105) 사이의 시일부가 존재하는 위치(1160)에 유지될 것이다. 만일 도 9에 기술된 실시예가 사용되었다면, 이러한 소량의 세정 용액은 상기 시일부(909)가 웨이퍼(905)와 접촉하는 곳에 남아 있을 것이며, 소량이 웨이퍼(905)를 스핀 건조한 후에도 남아 있을 것이다. 다수-스테이지 시일부를 구비한 상기 실시예에서는, 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 시일부(1108)는 환형 하우징(1104)을 이동시켜 웨이퍼(1105)에 의해 파손될 수 있다. 따라서, 이렇게 실링이 깨지면, 웨이퍼(1105) 상에 남아 있는 어떠한 잔여 세정 용액(1160)도 웨이퍼(1105)를 스핀 건조함으로써 건조될 수 있다. 웨이퍼(1105) 상에는 잔여 세정 용액이 없기 때문에, 상기 시일부(1109)가 파손된 후 웨이퍼(1105)가 제거되는 경우에는, 그 위에 잔여 세정 용액이 없이 건조될 것이다.
그런 다음, 언로딩(unloading)할 때에 진공 흡입이 소거될 수 있고, 예시된 진공 라인(1124)과 같은 진공 라인 또는 개구들을 통해 압력이 가해질 수 있다. 하지만, 그 이외에, 압력을 가하는 동안, 사전에 상승된 환형 하우징(1106)과 같은 환형 하우징이 하강되어, 실링부재(1107)와 같은 관련된 시일부가 웨이퍼(1105)에 닿도록 할 수 있으며, 상기 환형 하우징(1106)으로부터의 압력이 가해져 상기 웨이퍼 캐리어로부터 웨이퍼(1105)를 제거하는 것에 도움을 줄 수 있다. 대안적으로는, 압력을 가하는 대신에, 진공 흡입이 소거될 수 있으며, 그 후 환형 하우징(1106)과 같은 환형 하우징으로부터의 힘이 사용되어 웨이퍼 캐리어로부터 웨이퍼(1105)를 제거할 수 있다.
도 11a 내지 도 11c에 기술된 세정 실시예에 의하면, 간헐적으로 영구적인 실링을 생성하는데 사용되는 것으로 이동가능한 환형 하우징들이 예시되어 있지만, 앞서 도 8a 내지 도 8c에 대하여 기술된 팽창성 멤브레인과 같은 여타의 간헐적인 영구 시일부들이 사용될 수도 있다.
도 12a는 환형 하우징들 사이를 보호하기 위하여 얇고 팽창가능한 멤브레인이 사용되는 또 다른 실시예를 예시한다. 도 12는 도 11a와 동일한 참조부호를 사용하며, 또한 고무와 같은 물질로 만들어진 또는 상기 시일부를 제조하는데 사용되는 동일한 물질로 만들어진 얇고 팽창가능한 멤브레인(1130, 1132)도 예시한다. 이러한 멤브레인(1130, 1132)은 인접한 o-링(1107, 1108 및 1108, 1109) 사이에 각각 부착되는 것으로 도시되어 있다. 그들은 또한 인접한 환형 하우징들 사이의 소정 위치에 부착될 수도 있고, 도시된 1134 및 1136과 같은 인접한 환형 하우징들 사이의 영역들을 보호하는데 사용된다. 이러한 멤브레인들은 인접한 o-링들 또는 여타 타입의 인접한 실링 부재들 사이에 위치되는 지지 패드(1122)가 있거나 또는 없는 채로 사용될 수 있다. 또한, 멤브레인(1130, 1132) 양자 모두와 1107 및 1108과 같은 실링 부재들을 포함하는 복합체(1150)가 도 12b에 예시된 바와 같이 형성될 수도 있지만, 단 하나의 멤브레인이 두 실링 부재들로 사용될 수 있거나 또는 보다 많은 수의 멤브레인들이 보다 많은 수의 실링 부재들로 사용될 수도 있음을 알 수 있다.
본 명세서에 기술된 여러 실링 부재들에 있어서, 그 각각은 종래의 세정 용액들에 의한 세정 뿐만 아니라 전해질을 사용하는 도금과의 화학적 양립성(chemical compatibility)을 위한 Teflon?怜? 같이, 수행되고 있는 처리와의 화학적 양립성을 고려하는 물질로 코팅되는 것이 바람직하다는 점도 유의한다.
지금까지 여러 바람직한 실시예들을 상세히 상술하였지만, 당업계의 당업자는 본 발명의 신규성 및 장점들로부터 실질적으로 벗어나지 않으면서도 예시적인 실시예의 다양한 수정예들이 가능하다는 것을 손쉽게 이해할 수 있다. 예를 들어, 진공 실링을 제공하기 위하여 o-링, 개스킷 및 팽창성 멤브레인이 기술되어 있지만, 이러한 실링을 제공할 수 있는 여타의 물질 또는 디바이스가 o-링을 대체할 수도 있으며, 이는 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 소정의 경우에 본 발명의 소정의 특징들은 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같이 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 여타의 특징들의 대응하는 이용 없이도 채택될 수 있음은 자명하다.

Claims (85)

  1. 진공을 수용할 수 있고, 기판의 처리 시에 상기 기판의 후방면으로부터 상기 기판을 유지시켜, 용액이 상기 기판의 전방면 상에 배치되는 경우에 상기 용액이 베이스의 내측 영역 및 상기 기판의 후방면 내측 영역에 도달하는 것이 방지되는 기판 캐리어에 있어서,
    상기 기판을 그 위에 위치시키는 상기 베이스;
    상기 베이스 상에 배치되고 상기 베이스의 상기 내측 영역을 한정하는 실링 부재를 포함하되, 상기 실링 부재는 상기 기판의 상기 후방면과 접촉하도록 되어 있어 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역을 형성하고, 상기 기판의 처리 시에 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주며;
    상기 실링 부재에 인접한 위치들에서만 상기 베이스의 상기 내측 영역 내에 배치되는 진공 유입구를 포함하되, 상기 진공 유입구는 상기 기판의 상기 후방면이 상기 베이스 상에 유지되도록 하기 위하여 상기 진공에 연결가능하며; 및
    상기 실링 부재의 외측에 배치되는 실링 메커니즘을 포함하되, 상기 실링 메커니즘은 상기 기판의 처리 시에 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실링 메커니즘은 상기 실링 부재 외측에 그리고 그 주위에 배치되는 1 이상의 개구를 포함하고, 상기 개구는 상기 기판의 주변 후방부를 향해 상기 개구로부터 기류를 방출하는 유체원에 연결가능하여, 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 실링 부재는 엘라스토머로 이루어지며, o-링 및 팽창성 멤브레인 중 하나인 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 유체원은 상기 기판의 처리 시에 상기 기류를 방출하고, 상기 기판의 후속 처리 시에는 상기 기류를 방출하지 않는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 실링 메커니즘은 또 다른 실링 부재를 포함하고, 상기 또 다른 실링 부재는 상기 실링 부재의 외측에 그리고 그 주위에 배치되어 상기 기판의 후방면과 접촉하게 됨으로써, 상기 용액이 상기 기판의 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 또 다른 실링 부재는 팽창성 실링 부재인 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 팽창성 실링 부재는 상기 기판의 처리 시에 팽창되고, 상기 기판의 후속 처리 시에는 팽창되지 않는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 팽창성 실링 부재는, 상기 베이스 내에 형성되는 복수의 제2구멍들을 통해 제공되는 가스에 의해 팽창되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 또 다른 실링 부재는 o-링인 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 실링 부재는 중공 o-링인 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 실링 부재 및 상기 또 다른 실링 부재 양자 모두는 엘라스토머 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 또 다른 실링 부재는 또 다른 중공 o-링인 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 중공 o-링은 50 보다 작은 듀로미터 레이팅을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 또 다른 o-링은, 실링된 위치 및 실링되지 않은 위치에 상기 또 다른 o-링을 위치시키도록 되어 있는 수직으로 이동가능한 환형 하우징 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  15. 처리 용액을 이용하여 기판의 전방면을 처리하고, 세정 용액을 이용하여 기판의 주변 후방면을 세정하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 기판 홀더에 부착시키는 단계를 포함하되, 상기 기판 홀더는 내측, 중간 및 외측 실링 메커니즘들을 포함하며, 상기 내측 실링 메커니즘은 처리 및 세정 시에 연속적인 시일부를 제공하고, 상기 중간 및 외측 실링 메커니즘들은 시일부를 간헐적으로 적용할 수 있도록 하며;
    상기 시일부를 상기 중간 및 외측 실링 메커니즘들에 적용하는 단계;
    상기 시일부가 상기 중간 및 외측 실링 메커니즘들에 적용되어, 상기 연속적인 시일부를 또한 계속 유지하는 상기 내측 실링 메커니즘에 상기 처리 용액이 도달하는 것을 실질적으로 방지하는 경우에 상기 처리 용액을 이용하여 상기 기판의 전방면을 처리하는 단계;
    상기 기판의 전방면의 처리 종료 시, 상기 시일부를 상기 외측 실링 메커니즘으로부터 제거하는 단계;
    상기 시일부가 상기 외측 실링 메커니즘으로부터 제거된 상태로 남아 있고, 상기 시일부가 상기 중간 실링 메커니즘에 계속 유지되며, 상기 연속적인 시일부가 상기 내측 실링 메커니즘에 계속 유지되는 경우에, 상기 세정 용액을 이용하여 상기 기판의 상기 주변 후방면을 세정하는 단계;
    상기 기판의 상기 전방면의 세정 종료 시, 상기 시일부를 상기 중간 실링 메커니즘으로부터 제거하는 단계; 및
    상기 시일부가 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들로부터 제거된 상태로 남아 있고, 상기 연속적인 시일부가 상기 내측 실링 메커니즘에 계속 유지되는 경우에 상기 기판을 스핀-건조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 상기 처리 용액으로서 전해질을 이용하여 컨덕터의 전기화학적 기계적 증착 및 전기화학적 증착 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는, 상기 기판 홀더로부터 상기 기판의 주변 후방면부로 방출되는 기류를 사용하고,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 각각 상기 기판 홀더로부터 상기 기류의 방출을 중단시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는 각각 팽창성 멤브레인을 팽창시키고,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 상기 각각의 팽창성 멤브레인을 수축시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는, 수직으로 이동가능한 외측 챔버에 부착된 엘라스토머 부재를 실링 위치로 이동시키고, 수직으로 이동가능한 중간 챔버에 부착된 또 다른 엘라스토머 부재를 또 다른 실링 위치로 이동시키며,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 각각 상기 수직으로 이동가능한 외측 및 중간 챔버들과 상기 각각의 엘라스토머 부재 및 또 다른 엘라스토머 부재를 후퇴(retract)시켜 각각의 실링되지 않은 위치들을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 상기 처리 용액으로서 전해질 및 전기에칭 용액 중 하나를 이용하여 컨덕터의 전기화학적 기계적 에칭 및 전기화학적 에칭 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는, 상기 기판 홀더로부터 상기 기판의 주변 후방면부로 방출되는 기류를 사용하고,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 각각 상기 기판 홀더로부터 상기 기류의 방출을 중단시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는 각각 팽창성 멤브레인을 팽창시키고,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 상기 각각의 팽창성 멤브레인을 수축시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는, 수직으로 이동가능한 외측 챔버에 부착된 엘라스토머 부재를 실링 위치로 이동시키고, 수직으로 이동가능한 중간 챔버에 부착된 또 다른 엘라스토머 부재를 또 다른 실링 위치로 이동시키며,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 상기 수직으로 이동가능한 외측 및 중간 챔버들과 상기 각각의 엘라스토머 부재 및 또 다른 엘라스토머 부재를 후퇴시켜 각각의 실링되지 않은 위치들을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 15항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는, 상기 기판 홀더로부터 상기 기판의 주변 후방면부로 방출되는 기류를 사용하고,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 각각 상기 기판 홀더로부터 상기 기류의 방출을 중단시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 15항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는 각각 팽창성 멤브레인을 팽창시키고,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 상기 각각의 팽창성 멤브레인을 수축시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 15항에 있어서,
    상기 시일부를 상기 외측 및 중간 실링 메커니즘들에 적용하는 단계는, 수직으로 이동가능한 외측 챔버에 부착된 엘라스토머 부재를 실링 위치로 이동시키고, 수직으로 이동가능한 중간 챔버에 부착된 또 다른 엘라스토머 부재를 또 다른 실링 위치로 이동시키며,
    상기 시일부들을 제거하는 단계들은 상기 수직으로 이동가능한 외측 및 중간 챔버들과 상기 각각의 엘라스토머 부재 및 또 다른 엘라스토머 부재를 후퇴시켜 각각의 실링되지 않은 위치들을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 15항에 있어서,
    상기 부착시키는 단계는 진공을 이용하여 상기 기판을 상기 기판 홀더에 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 진공은 상기 처리 및 세정 단계들 시에 상기 기판이 상기 기판 홀더에 대한 횡방향 변위를 방지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 진공은 리테이닝 링의 사용을 필요로 하지 않아, 상기 처리 용액의 흐름이 상기 처리 단계 시에 방해받지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 28항에 있어서,
    상기 처리 단계는 상기 기판의 전방면의 전체면 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 진공은 리테이닝 링의 사용을 필요로 하지 않아, 상기 처리 용액의 흐름이 상기 처리 단계 시에 방해받지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 15항에 있어서,
    상기 스핀-건조 단계 후, 상기 웨이퍼를 기판 홀더로부터 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 제거하는 단계는 1 이상의 중간 및 외측 시일부들로부터의 압력을 상기 기판의 상기 후방면 상으로 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 진공을 이용하여 기판을 기판 홀더에 유지시키면서, 처리 용액을 이용하여 기판의 전방면을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 진공을 이용하여 상기 기판을 상기 기판 홀더에 부착시키는 단계를 포함하되, 상기 기판 홀더는 상기 기판과 접촉하는 표면을 갖는 1 이상의 실링 부재를 포함하여, 상기 실링 부재가 기판의 후방면 영역의 영구적 시일부에 진공을 제공하게 함으로써, 상기 기판 홀더가 상기 기판의 상기 후방면 영역을 유지하도록 하며, 상기 진공은 상기 실링 부재에 인접한 위치들에서만 베이스의 후방면 내측 영역 내에 배치된 진공 유입구를 통해 제공되고,
    상기 영구적 시일부가 존재하는 동안 상기 처리 용액을 이용하여 상기 기판의 상기 전방면을 처리하여, 상기 처리 용액이 상기 후방면 영역에 도달하는 것을 실질적으로 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 패드를 이용하여 상기 기판의 전방면의 화학적 기계적 폴리싱을 수행하고, 상기 패드 및 상기 웨이퍼의 전방면은 서로에 대해 접촉되어 움직이는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 34항에 있어서,
    상기 처리 용액은 슬러리인 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 33항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 상기 처리 용액으로서 전해질을 이용하여 컨덕터의 전기화학적 기계적 증착 및 전기화학적 증착 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 처리하는 단계는 상기 기판의 폴리싱을 위한 패드를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 33항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 상기 기판의 폴리싱을 위한 패드를 사용하여 상기 기판의 전방면의 전기화학적 기계적 폴리싱 및 전기화학적 폴리싱 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 33항에 있어서,
    상기 부착시키는 단계 시에 상기 진공에 의해 제공되는 상기 영구적 시일부는, 상기 처리 시에 클램프 없이 상기 기판을 상기 기판 홀더에 유지시킴으로써, 상기 기판의 전방면의 전체면 처리를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기 진공에 의해 제공되는 상기 영구적 시일부는 단지 상기 기판 홀더에 대한 처리 시에 상기 기판의 횡방향 이동만을 방지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 40항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 패드를 이용하여 상기 기판의 전방면의 화학적 기계적 폴리싱을 수행하고, 상기 패드 및 상기 웨이퍼의 전방면은 서로에 대해 접촉되어 움직이는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 처리 용액은 슬러리인 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제 40항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 상기 처리 용액으로서 전해질을 이용하여 컨덕터의 전기화학적 기계적 증착 및 전기화학적 증착 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 43항에 있어서,
    상기 처리하는 단계는 상기 기판의 폴리싱을 위한 패드를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 40항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 상기 기판의 폴리싱을 위한 패드를 사용하여 상기 기판의 전방면의 전기화학적 기계적 폴리싱 및 전기화학적 폴리싱 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제 39항에 있어서,
    상기 기판 홀더는, 캐리어 링을 넘는 상기 기판의 에지의 횡방향 움직임을 방지하도록 작동되는 상기 캐리어 링을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 46항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 패드를 사용하여 상기 기판의 전방면의 화학적 기계적 폴리싱을 수행하고, 상기 패드 및 상기 웨이퍼의 전방면은 서로에 대해 접촉되어 움직이는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 47항에 있어서,
    상기 처리 용액은 슬러리인 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 46항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 상기 처리 용액으로서 전해질을 이용하여 컨덕터의 전기화학적 기계적 증착 및 전기화학적 증착 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제 49항에 있어서,
    상기 처리하는 단계는 상기 기판의 폴리싱을 위한 패드를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 46항에 있어서,
    상기 기판의 전방면을 처리하는 단계는, 상기 기판의 폴리싱을 위한 패드를 사용하여 상기 기판의 전방면의 전기화학적 기계적 폴리싱 및 전기화학적 폴리싱 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 33항에 있어서,
    상기 진공에 의해 제공되는 상기 영구적 시일부 만이 상기 기판을 상기 기판 홀더에 유지시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제 52항에 있어서,
    상기 진공에 의해 제공되는 상기 영구적 시일부는 단지 상기 기판 홀더에 대한 처리 시에 상기 기판의 횡방향 이동만을 방지하고, 상기 처리하는 단계는 상기 기판의 전방면의 전체면 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제 52항에 있어서,
    상기 기판 홀더는, 캐리어 링을 넘는 상기 기판의 에지의 횡방향 움직임을 방지하도록 작동되는 상기 캐리어 링을 포함하지 않고, 상기 처리하는 단계는 상기 기판의 전방면의 전체면 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제 33항에 있어서,
    상기 실링 부재는 o-링인 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제 55항에 있어서,
    상기 o-링은 70 보다 작은 듀로미터 레이팅을 갖는 엘라스토머 o-링인 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제 56항에 있어서,
    상기 엘라스토머 o-링은 30~50 범위 내에 있는 듀로미터 레이팅을 가지는 엘라스토머 중공 o-링인 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 기판의 전방면에 대하여 접촉 및 이동시키는 패드 및 용액으로의 상기 기판의 전방면의 처리 시에 진공을 이용하여 기판을 후방면으로부터 유지시키는 장치에 있어서,
    상기 기판을 그 위에 배치시키는 베이스; 및
    상기 진공을 이용하여 상기 기판의 전방면의 처리 시에 상기 기판을 상기 베이스 상에 동시에 유지시키고, 상기 진공을 이용하여 상기 처리 시에 상기 베이스에 대한 상기 기판의 횡방향 움직임을 방지하는 수단을 포함하되, 상기 유지시키는 수단은,
    상기 베이스 상에 배치되어 상기 베이스의 내측 영역을 한정하는 실링 부재를 포함하되, 상기 실링 부재는 상기 기판의 후방면과 접촉하도록 되어 있어 상기 기판의 후방면 내측 영역을 형성하고,
    상기 실링 부재에 인접한 위치들에서만 상기 베이스의 상기 후방면 내측 영역 내에 배치된 진공 유입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  59. 제 58항에 있어서,
    상기 실링 부재는, 처리 전체를 통한 상기 진공의 적용 시에, 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 장치.
  60. 제 59항에 있어서,
    상기 유지시키고 방지하는 수단은, 상기 기판의 전방면의 전체면 처리를 제공하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  61. 제 59항에 있어서,
    상기 유지시키고 방지하는 수단은,
    상기 실링 부재의 외측에 배치된 실링 메커니즘을 더 포함하되, 상기 실링 메커니즘은 상기 기판의 처리 시에 상기 기판의 후방면 내측 영역에 상기 용액이 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  62. 제 58항에 있어서,
    상기 실링 메커니즘은, 상기 실링 부재의 외측에 그리고 그 주위에 배치된 1 이상의 개구를 포함하고, 상기 개구는 상기 개구로부터의 기류를 상기 기판의 주변 후방부를 향해 방출시키는 유체원에 연결가능하여, 상기 용액이 상기 기판의 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 장치.
  63. 제 58항에 있어서,
    상기 실링 메커니즘은 또 다른 실링 부재를 포함하되, 상기 또 다른 실링 부재는 상기 실링 부재의 외측에 그리고 그 주위에 배치되고 상기 기판의 후방면에 접촉하도록 되어 있어, 상기 용액이 상기 기판의 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 장치.
  64. 제 63항에 있어서,
    상기 또 다른 실링 부재는 팽창성 실링 부재인 것을 특징으로 하는 장치.
  65. 제 64항에 있어서,
    상기 팽창성 실링 부재는 상기 기판의 처리 시에 팽창되고, 상기 기판의 후속 처리 시에 팽창되지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  66. 제 63항에 있어서,
    상기 또 다른 실링 부재는 o-링인 것을 특징으로 하는 장치.
  67. 제 66항에 있어서,
    상기 실링 부재는 중공 o-링인 것을 특징으로 하는 장치.
  68. 제 67항에 있어서,
    상기 실링 부재 및 또 다른 실링 부재 양자 모두는 엘라스토머 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  69. 제 68항에 있어서,
    상기 또 다른 실링 부재는 또 다른 중공 o-링인 것을 특징으로 하는 장치.
  70. 제 67항에 있어서,
    상기 중공 o-링은 50 보다 작은 듀로미터 레이팅을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  71. 제 66항에 있어서,
    상기 또 다른 o-링은, 실링된 위치 및 실링되지 않은 위치에 상기 또 다른 o-링을 위치시키도록 되어 있는 수직으로 이동가능한 환형 하우징 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  72. 진공을 이용하여 각각의 기판들을 기판 홀더에 유지시키면서, 처리 용액을 이용하여 복수의 기판들의 전방면을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 진공을 이용하여 1 이상의 기판들을 상기 기판 홀더에 부착시키는 단계를 포함하되, 상기 기판 홀더는 상기 하나의 기판에 접촉하는 표면을 갖는 1 이상의 실링 부재 및 지지 패드를 포함하여, 상기 실링 부재가 상기 하나의 기판의 후방면 영역의 영구적 시일부에 진공을 제공하도록 함으로써, 상기 기판 홀더가 상기 하나의 기판의 후방면 영역을 유지하도록 하며, 상기 지지 패드는 제1형태의 개구들을 포함하고 그것을 통해 상기 진공이 상기 하나의 기판에 연결되고,
    상기 영구적 시일부가 존재하는 동안 상기 처리 용액을 이용하여 상기 하나의 기판의 전방면을 처리하여, 상기 처리 용액이 상기 기판의 후방면 영역에 도달하는 것을 실질적으로 방지하는 단계;
    상기 기판 홀더 상의 지지 패드를 상기 제1형태의 개구들과 상이한 제2형태의 개구를 구비한 또 다른 지지 패드로 바꾸는 단계;
    상기 진공을 이용하여 1 이상의 또 다른 기판들을 상기 기판 홀더에 부착시키는 단계를 포함하되, 상기 기판 홀더는 상기 또 다른 지지 패드를 포함하고, 상기 1 이상의 실링 부재는 상기 또 다른 기판에 접촉하는 표면을 가져 상기 실링 부재가 상기 또 다른 기판의 후방면 영역의 또 다른 영구적 시일부에 상기 진공을 제공하도록 함으로써, 상기 기판 홀더가 상기 또 다른 기판의 후방면 영역을 유지하도록 하며;
    상기 또 다른 영구적 시일부가 존재하는 동안, 상기 처리 용액을 이용하여 상기 또 다른 기판의 전방면을 처리하여, 상기 또 다른 기판의 후방면 영역에 상기 처리 용액이 도달하는 것을 실질적으로 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  73. 진공을 수용할 수 있는 기판 캐리어에 있어서,
    상기 기판의 처리 시에 상기 기판의 후방면으로부터 기판을 유지시켜, 용액이 상기 기판의 전방면 상에 배치되는 경우에, 상기 용액이 베이스의 내측 영역 및 상기 기판의 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하도록 하며, 상기 기판 캐리어는,
    상기 기판을 그 위에 위치시키는 베이스;
    상기 베이스의 상기 내측 영역 내에 배치되는 진공 유입구를 포함하되, 상기 진공 유입구는 상기 진공에 연결가능하여 상기 기판의 상기 후방면이 상기 베이스 상에 유지되도록 하며;
    상기 베이스 상에 배치되어 상기 베이스의 내측 영역을 한정하는 내측 실링 부재를 포함하되, 상기 실링 부재는 상기 기판의 상기 후방면과 접촉하도록 되어 있어 상기 기판의 후방면 내측 영역을 형성하고, 상기 기판의 처리 시에 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주며;
    상기 내측 실링 부재의 외측에 배치된 중간 실링 메커니즘을 포함하되, 상기 중간 실링 메커니즘은 상기 기판의 처리 시에 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주도록 되어 있으며;
    상기 중간 실링 메커니즘의 외측에 배치된 외측 실링 메커니즘을 포함하되, 상기 외측 실링 메커니즘은 상기 기판의 처리 시에 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  74. 제 73항에 있어서,
    각각의 중간 및 외측 실링 메커니즘들은 각각 중간 및 외측 실링 부재를 포함하고, 상기 중간 및 외측 실링 부재들은 상기 기판의 상기 후방면에 접촉하도록 되어 있어, 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  75. 제 74항에 있어서,
    상기 각각의 중간 및 외측 실링 부재들은 팽창성 실링 부재인 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  76. 제 75항에 있어서,
    각각의 팽창성 실링 부재는 상기 기판의 처리 시에 팽창되고, 상기 기판의 후속 처리 시에 팽창되지 않는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  77. 제 75항에 있어서,
    각각의 팽창성 실링 부재는, 상기 베이스에 형성되는 복수의 제2구멍들을 통해 제공되는 가스에 의해 팽창되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  78. 제 74항에 있어서,
    상기 각각의 중간 및 외측 실링 부재들은 o-링인 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  79. 제 78항에 있어서,
    상기 실링 부재는 중공 o-링인 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  80. 제 78항에 있어서,
    각각의 중간 및 외측 o-링은, 각각 상기 중간 및 외측 o-링을 실링 위치 및 실링되지 않은 위치에 위치시키도록 되어 있는 수직으로 이동가능한 중간 및 외측 환형 하우징들 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  81. 제 80항에 있어서,
    1 이상의 실링 부재와 상기 중간 o-링 및 상기 중간 o-링과 상기 외측 o-링 사이에 배치되는 팽창가능한 시일부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  82. 제 73항에 있어서,
    1 이상의 실링 부재와 상기 중간 실링 메커니즘 및 상기 중간 실링 메커니즘과 상기 외측 실링 메커니즘 사이에 배치되는 팽창가능한 시일부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  83. 진공을 수용할 수 있는 기판 캐리어에 있어서,
    상기 기판의 처리 시에 상기 기판의 후방면으로부터 기판을 유지시켜, 용액이 상기 기판의 전방면 상에 배치되는 경우에, 상기 용액이 베이스의 내측 영역 및 상기 기판의 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하도록 하며, 상기 기판 캐리어는,
    상기 기판을 그 위에 위치시키는 베이스;
    상기 베이스의 상기 내측 영역 내에 배치되는 진공 유입구를 포함하되, 상기 진공 유입구는 상기 진공에 연결가능하여 상기 기판의 상기 후방면이 상기 베이스 상에 유지되도록 하며;
    상기 베이스 상에 배치되어 상기 베이스의 내측 영역을 한정하는 실링 부재를 포함하되, 상기 실링 부재는 상기 기판의 상기 후방면과 접촉하도록 되어 있어 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역을 형성하고, 상기 기판의 처리 시에 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주며;
    상기 실링 부재의 외측에 배치된 실링 메커니즘을 포함하되, 상기 실링 메커니즘은 상기 기판의 처리 시에 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주도록 되어 있고, 상기 실링 메커니즘은 실링 위치 및 실링되지 않은 위치에 또 다른 실링 부재를 위치시키도록 되어 있는 수직으로 이동가능한 환형 하우징 내에 배치되는 상기 또 다른 실링 부재를 포함하고, 상기 또 다른 실링 부재는 상기 실링 부재의 외측에 그리고 그 주위에 배치되어 상기 기판의 상기 후방면과 접촉하게 됨으로써, 상기 용액이 상기 기판의 상기 후방면 내측 영역에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주며;
    상기 실링 부재 및 상기 또 다른 실링 부재 사이에 배치되는 팽창가능한 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  84. 제 83항에 있어서,
    상기 실링 부재, 상기 또 다른 실링 부재 및 상기 팽창가능한 멤브레인은 통합 피스(integral piece)로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  85. 제 83항에 있어서,
    상기 팽창가능한 멤브레인은 각각의 두 단부들이 상기 실링 부재 및 상기 또 다른 실링 부재에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
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