KR20080023863A - 기판을 척킹하는 척킹부재 및 방법 - Google Patents

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Abstract

기판을 척킹하는 척킹부재는 기판의 측부를 척킹하며, 회전중심으로부터 편심된 척킹핀을 구비한다. 척킹핀의 전단부는 기판의 측부와 접촉하여 기판을 척킹하며, 척킹핀의 전단부는 첨단 형상이다.
척킹부재, 척킹핀, 첨단

Description

기판을 척킹하는 척킹부재 및 방법{member and method for chucking a substrate}
도 1은 본 발명에 따른 스핀헤드를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 척킹부재를 나타내는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 기판의 척킹상태를 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 플레이트 11 : 지지핀
12 : 관통홀 100 : 척킹부재
120 : 척킹핀 122, 142 : 전단부
124 : 후단부 140 : 몸체
160 : 회전축
본 발명은 기판을 척킹하는 척킹부재 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 측부를 척킹한 상태에서 기판과 함께 회전하는 척킹부재 및 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 다양한 공정들을 통하여 반도체 기판(semiconductor substrate), 유리 기판(glass substrate) 또는 액정 패널(liquid crystal panel) 등과 같은 기판(substrate) 상에 원하는 패턴을 형성한다. 현재, 에칭 공정, 세정 공정에서는 웨이퍼를 회전(스피닝; spinning)시켜서 웨이퍼 상의 잔유물 또는 박막 등을 제거하는 공정이 수행된다. 이때, 스피닝 동작(spinning operation)은 웨이퍼와 같은 기판을 수천 RPM까지 회전시키면서 순수(deionized water) 또는 식각액 또는 세정액을 공급하면서 진행된다. 물론, 이와 같은 기판을 스피닝하면서 수행되는 공정은 세정공정 뿐만 아니라 포토레지스 공정 등 다른 종류의 반도체 제조 공정에서도 다양하게 사용되고 있다. Mackawa 등에 의한 U.S. Pat. NO. 5,860,181에서는 이와 같이 웨이퍼를 스피닝하기 위한 스핀헤드와 관련하여 기본적인 다양한 기술적 사항들을 개시하고 있다.
일반적으로, 스핀헤드는 웨이퍼의 뒷면을 진공으로 흡착시켜서 고정하는 방법과 실린더나 모터를 사용하여 웨이퍼의 측면으로부터 웨이퍼의 가장자리(edge)를 기계적으로 고정하는 방법이 주로 사용된다.
실린더나 모터를 구동시켜서 웨이퍼의 측면으로부터 웨이퍼의 측부를 기계적으로 고정하는 방법은 회전축으로부터 편심된 척킹핀이 회전에 의하여 웨이퍼의 측부와 접촉하며, 복수의 척킹핀이 웨이퍼의 측부에 접촉한 상태에서 웨이퍼를 지지한다. 지지된 웨이퍼는 고속으로 회전하며, 웨이퍼의 상부에는 처리액이 공급된다.
그러나, 종래의 척킹핀은 다음과 같은 문제점이 있다.
웨이퍼의 측부를 지지하는 척킹핀은 웨이퍼의 상부 및 하부로 연장되어 배치 된다. 회전하는 웨이퍼의 상면 및 하면에 처리액이 공급되면 공급된 처리액은 회전에 의하여 웨이퍼의 외부로 비산한다. 이때, 비산하는 처리액은 웨이퍼의 상부 및 하부로 연장된 척킹핀에 부딪치며, 부딪친 처리액은 웨이퍼의 상면 및 하면으로 재유입된다. 이는 기판을 오염시키는 원인이 될 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전하는 기판의 상면 및 하면에 공급된 처리액이 척킹핀으로 인하여 기판의 상면 및 하면에 재유입되는 것을 방지할 수 있는 기판을 척킹하는 척킹부재 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 기판의 측부를 척킹한 상태에서 기판과 함께 회전하는 척킹부재는 회전가능한 몸체와, 상기 몸체의 상부에 상기 몸체의 회전중심으로부터 편심되도록 결합되며 상기 기판의 측부를 척킹하는 척킹핀과, 상기 몸체의 하부에 결합되며 상기 몸체와 함께 회전가능한 회전축을 포함하되, 상기 기판의 측부와 접촉하는 상기 척킹핀의 전단부는 첨단 형상이다.
상기 척킹핀의 횡단면은 삼각 형상일 수 있다.
본 발명에 의하면, 몸체와 상기 몸체의 상부에 결합되며 기판의 측부를 척킹하는 척킹핀을 구비하는 척킹부재를 이용하여 기판을 척킹하는 방법은 상기 몸체를 회전시켜 상기 몸체의 회전중심으로부터 편심된 상기 척킹핀이 상기 기판의 측부와 접촉하도록 하되, 상기 척킹핀의 첨단부를 상기 기판의 측부와 접촉시킨다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 3b를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
이하에서는 기판의 일례로 웨이퍼(W)를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 스핀헤드(1)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
스핀헤드(1)는 웨이퍼(W)를 지지고정한 상태에서 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 회전되는 웨이퍼(W)는 별도의 에칭장비, 또는 세정장비에 의하여 에칭공정 또는 세정공정을 수행한다.
스핀헤드(1)는 원판 형상의 플레이트(10)와, 플레이트(10)의 가장자리를 따라 플레이트(10)의 상부에 배치된 척킹핀들(100)을 포함한다.
플레이트(10)는 웨이퍼(W)에 대응되는 크기의 원판 형상을 가지며, 플레이트(10)의 상부면에는 플레이트(10)의 가장자리를 따라 복수의 관통홀(12)들이 형성된다. 관통홀(12) 상에는 척킹핀(100)이 설치된다.
관통홀(12)들은 플레이트(10)의 중심을 기준으로 일정한 거리에 일정한 각 도(θ)를 갖도록 형성된다. 이는 척킹핀(100)들이 웨이퍼(W)에 균일하게 힘을 가하기 위함이다. 본 실시예에서는 플레이트(10)에 6개의 관통홀(12)이 형성되며, 관통홀(12) 간의 각도(θ)는 60°로 제공된다. 그러나, 본 실시예와 다른 개수의 관통홀(12)이 제공되는 경우 관통홀(12) 간의 각도(θ)는 달라질 수 있다.
한편, 플레이트(10)의 하부에는 별도의 구동장치(도시안됨)에 의하여 회전가능한 회전축(14)이 연결된다.
도 2는 본 발명에 따른 척킹부재(100)를 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 척킹부재(100)는 척킹핀(120), 몸체(140), 그리고 회전축(160)을 포함한다.
척킹핀(120)은 웨이퍼(W)의 측부와 접촉한 상태에서 웨이퍼(W)를 지지한다. 척킹핀(120)은 후술하는 회전축(160)의 회전중심(A)으로부터 편심되도록 배치되므로 회전에 의하여 웨이퍼(W)의 측부와 접촉하거나 웨이퍼(W)의 측부로부터 이격될 수 있다.
도시한 바와 같이, 척킹핀(120)은 전단에 위치하는 전단부(122)와, 후단에 위치하는 후단부(124)를 포함한다. 척킹핀(120)의 종단면적은 전단부(122)로부터 후단부(124)에 이르기까지 증가하는 삼각 형상이다. 그러나, 본 실시예와 다른 다각 형상일 수 있다.
전단부(122)는 회전에 의하여 웨이퍼(W)의 측부와 접촉하거나 웨이퍼(W)의 측부로부터 이격되며, 첨단(尖端) 형상이다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
몸체(140)는 척킹핀(120)을 지지하는 원통 형상이며, 하부에 연결된 회전축(160)의 회전으로 인하여 척킹핀(120)과 함께 회전한다.
회전축(160)은 별도의 구동장치(도시안됨)에 의하여 회전된다. 회전축(160)은 회전중심(A)을 기준으로 회전하며, 웨이퍼(W)는 회전축(160)의 회전에 의하여 척킹 상태 또는 언척킹 상태로 전환된다. 상술한 바와 같이, 회전축(160)의 회전으로 인하여 전단부(122)는 웨이퍼(W)를 향하여 접근하거나 웨이퍼(W)로부터 이격된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 웨이퍼(W)의 척킹상태를 나타내는 도면이다.
상술한 바와 같이, 회전축(A)을 기준으로 척킹부재(100)가 회전하면, 척킹핀(120)의 전단부(122)는 웨이퍼(W)의 측부와 접촉하며, 전단부(122)에 의하여 웨이퍼(W)는 지지된다. 지지된 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에는 첨단 형상의 전단부(122)가 인접해 있다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 첨단 형상의 전단부(122)를 이용하여 웨이퍼(W)를 지지하므로, 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면으로부터 비산하여 척킹핀(120)에 부딪히는 처리액의 양을 줄일 수 있으며, 이후 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면으로 재유입되는 것을 방지할 수 있다. 비산한 처리액은 척킹핀(120)의 외주면을 따라 웨이 퍼(W)의 외부로 배출된다.
본 발명에 의하면, 회전하는 기판의 상면 또는 하면에 공급된 처리액이 척킹핀으로 인하여 기판의 상면 및 하면에 재유입되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 기판의 측부를 척킹한 상태에서 기판과 함께 회전하는 척킹부재에 있어서,
    회전가능한 몸체;
    상기 몸체의 상부에 상기 몸체의 회전중심으로부터 편심되도록 결합되며, 상기 기판의 측부를 척킹하는 척킹핀;
    상기 몸체의 하부에 결합되며, 상기 몸체와 함께 회전가능한 회전축을 포함하되,
    상기 기판의 측부와 접촉하는 상기 척킹핀의 전단부는 첨단 형상인 것을 특징으로 하는 척킹부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척킹핀의 횡단면은 삼각형상인 것을 특징으로 하는 척킹부재.
  3. 몸체와 상기 몸체의 상부에 결합되며 기판의 측부를 척킹하는 척킹핀을 구비하는 척킹부재를 이용하여 기판을 척킹하는 방법에 있어서,
    상기 몸체를 회전시켜 상기 몸체의 회전중심으로부터 편심된 상기 척킹핀이 상기 기판의 측부와 접촉하도록 하되,
    상기 척킹핀의 첨단부를 상기 기판의 측부와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 척킹방법.
KR1020060087951A 2006-09-12 2006-09-12 기판을 척킹하는 척킹부재 및 방법 KR20080023863A (ko)

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