KR20210021558A - 기판 리프트 장치 및 기판 반송 방법 - Google Patents

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Abstract

피처리 기판이 완전히 제전되는 것을 기다리지 않고 피처리 기판의 위치 어긋남 이나 튀어 오름 없이 처리 후의 피처리 기판을 기판 수도 위치까지 이동시킬 수 있는 기판 리프트 장치 및 기판 반송 방법을 제공한다. 상면에 피처리 기판(W)을 흡착하는 정전 척 (EC)을 가진 스테이지(ST)에 조립되어 이 스테이지에 대한 피처리 기판을 전달하기 위한 본 발명의 기판 리프트 장치(LM)는, 스테이지 내로 몰입하는 몰입 위치와 스테이지 상면으로부터 위쪽으로 돌출하는 돌출 위치 사이에 상하로 이동 가능한 리프트 핀 (5)과 리프트 핀을 상하로 이동시키는 구동 수단(9)을 갖추고 구동 수단은 몰입 위치로부터 돌출 위치까지 리프트 핀을 위로 이동시키는 사이에 그 중간 위치에서 리프트 핀의 위로 이동을 정지 가능하게 구성된다.

Description

기판 리프트 장치 및 기판 반송 방법
본 발명은, 상면에 피처리 기판을 흡착하는 정전 척을 가진 스테이지에 조립되어 이 스테이지에 대한 피처리 기판을 전달하기 위한 기판 리프트 장치 및 기판 반송 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서는 원하는 디바이스 구조를 얻기 위해 실리콘 웨이퍼나 유리 기판 등의 피처리 기판에 대해 스파터링(sputtering)법 및 플라즈마(plasma) CVD법 등에 의한 성막 처리, 열처리, 이온 주입 처리나 에칭 처리 등 각종 처리가 실행된다. 이들 처리를 하는 처리 장치에는 일반적으로, 진공 분위기 중의 진공 챔버 내에서 피처리 기판을 위치 결정 유지하기 위해 정전 척 부착의 스테이지가 구비된다.
정전 척은 금속제 스테이지 표면에 장착되는 예를 들면, PBN(Pyrolytic Boron Nitride)제의 세라믹 플레이트(척 플레이트)를 가지며 이 척 플레이트에는 한 쌍의 전극이 매설되어 있다(이른바, 쌍극형). 한 쌍의 전극 간에는 급전 장치에 의해 직류 전압(척 전압)이 인가되고, 이로 인해 양쪽 전극 간에 직류 전압을 인가함으로써 발생하는 정전기력으로 피처리 기판이 척 플레이트 표면에 흡착 유지된다(척 조작). 그리고, 이러한 스테이지에 대해 피처리 기판을 전달하기 위해 상기 기판 리프트 장치가 설치되어 있다(예를 들어, 특허 문헌1 참조).
기판 리프트 장치는 스테이지 내로 몰입(沒入)하는 몰입 위치와 스테이지 상면으로부터 위쪽으로 돌출하여 스테이지 상면으로부터 소정의 높이 위치까지 피처리 기판을 들어 올리는 기판 수도(受渡) 위치 사이에 상하로 이동 가능한 리프트 핀과 리프트 핀을 상하로 이동시키는 구동 수단을 갖춘다. 피처리 기판을 스테이지에 전달할 때에는 리프트 핀을 기판 수도 위치로 위로 이동시킨 상태에서 반송 로봇에 의해 리프트 핀 상단에서 피처리 기판이 지지되도록 전달한다. 그리고, 리프트 핀을 몰입 위치까지 아래로 이동시키면, 피처리 기판이 스테이지(즉 척 플레이트) 위에 설치된다. 이 상태에서 정전 척의 전극에 직류 전압을 인가하여 피처리 기판을 흡착하고 그 후에 각종 처리가 시행된다. 처리가 종료되면 정전 척의 전극에 대한 전압 인가가 정지된다(흡착 정지 조작). 그리고, 리프트 핀을 기판 수도 위치까지 위로 이동시켜 피처리 기판을 들어 올린 후, 피처리 기판이 예를 들어, 반송 로봇에 전달된다.
그런데, 피처리 기판에 대해 플라즈마를 이용한 소정의 처리를 할 경우 흡착 정지 조작을 해도 피처리 기판에 잔류하는 전하에 따라 척 플레이트 표면에 피처리 기판이 붙은 채로 남을 수 있다. 이 때문에 피처리 기판을 리프트 핀으로 기판 수도 위치까지 들어 올리기에 앞서 피처리 기판에 대해 제전(除電) 조작을 하는 것으로 일반적으로 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).
따라서 피처리 기판에 대한 제전이 불충분한 상태에서, 리프트 핀을 위로 이동시켜 피처리 기판을 들어 올리면, 피처리 기판의 위치 어긋남 이나 튀어 오름이 발생하고 경우에 따라서는 피처리 기판에 깨짐이나 균열이 발생한다는 결함이 있다. 한편 피처리 기판의 제전 여부를 판단하는 각종 기기를 설치해 완전히 제전 된 것을 기다려 리프트 핀을 위로 이동시키는 것을 고려할 수 있지만, 이로는 부품 점수가 증가해 비용 상승을 초래할 뿐만 아니라 피처리 기판의 전달에 시간이 걸려 스루풋(throughput)이 저하된다.
특허문헌1 : 특개2016-92186호 공보 특허문헌2 : 특개2010-199239호 공보
본 발명은 이상의 점을 감안하여 피처리 기판이 완전히 제전되는 것을 기다리지 않고, 피처리 기판의 위치 어긋남 이나 튀어 오름을 발생시키지 않고 처리 후의 피처리 기판을 기판 수도 위치로 이동시킬 수 있는 기판 리프트 장치 및 기판 반송 방법을 제공하는 것을 그 과제로 하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해 상면에 피처리 기판을 흡착하는 정전 척을 가진 스테이지에 조립되어 이 스테이지에 대한 피처리 기판을 전달하기 위한 본 발명의 기판 리프트 장치는 스테이지 내로 몰입하는 몰입 위치와 스테이지 상면으로부터 상방으로 돌출되는 돌출 위치 사이에 상하로 이동 가능한 리프트 핀과 리프트 핀을 상하로 이동시키는 구동 수단을 갖추고, 구동 수단은 몰입 위치로부터 돌출 위치까지 리프트 핀을 위로 이동시키는 사이에 피처리 기판의 부분을 국소적으로 떠오르게 하는 중간 위치에서 리프트 핀의 위로 이동을 정지 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 피처리 기판에 대해 플라즈마를 이용한 소정의 처리를 한 후, 처리가 끝난 피처리 기판을 반출하기에 앞서 피처리 기판의 흡착 정지 조작을 함과 동시에 공지의 방법으로 피처리 기판에 대하여 제전 조작을 한다. 그리고, 피처리 기판이 완전히 제전되는 것을 기다리지 않고 (예를 들어, 제전 조작 개시로부터의 경과 시간으로 판단한다), 리프트 핀을 몰입 위치로부터 중간 위치로 위로 이동시킨다. 그렇게 하면, 리프트 핀으로부터의 압압력이 작용하는 피처리 기판의 부분 (예를 들어, 중앙 부분)은, 잔류 전하에 의한 흡착력에 대항하여 국소적으로 떠오른다 (이 경우, 피처리 기판의 나머지 부분은 잔류 전하에 의해 정전 척에 붙은 채로 있다).
다음으로, 리프트 핀을 중간 위치에서 소정의 시간을 유지하면, 피처리 기판의 나머지 부분은 그 복원력에 의해 리프트 핀으로부터의 압압력이 작용하는 피처리 기판 부분을 기점으로, 그 바깥을 향해 정전 척에서 서서히 벗겨 떨어지다가 곧 완전히 정전 척에서 벗겨 떨어진다. 이 경우, 상기의 종래 예와 같이 리프트 핀에서의 압압력을 작용시켜 무리하게 피처리 기판을 벗겨 떨어지게 하는 것과는 달리 피처리 기판의 위치가 어긋나거나 튀어 오르는 등의 문제는 발생하지 않는다.
이와 같이 본 발명에서는 구동 수단에 의해 중간 위치에서 리프트 핀 위로 이동을 정지 가능한 구성을 채용함으로써 피처리 기판이 완전히 제전되는 것을 기다리지 않고 피처리 기판의 위치 어긋남 이나 튀어 오름을 발생시키지 않고 처리후의 피처리 기판을 기판 수도 위치까지 이동시킬 수 있게 된다.
기판 리프트 장치에 관한 발명에서는, 피처리 기판이 반도체 장치의 제조 등에 일반적으로 이용되는 사이즈의 실리콘 웨이퍼일 경우, 상기 중간 위치에서 상기 스테이지의 상면으로부터 기판 직경의 1/500 이상 1/200이하의 높이에서 실리콘 웨이퍼의 부분을 국소적으로 떠오르게 하면, 실리콘 웨이퍼가 완전히 제전되는 것을 기다리지 않고, 피처리 기판의 위치 어긋남 이나 튀어 오름 없이 처리 후의 것을 기판 수도 위치까지 이동시킬 수 있음이 확인되었다.
또한, 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 기판 반송 방법은, 스테이지의 상면에 설치한 정전 척의 전극에 전압을 인가하여 피처리 기판을 흡착한 상태에서 피처리 기판에 대하여 처리를 한 후에, 정전 척에의 전압 인가를 정지하는 정지 공정과, 스테이지에 출몰 가능하게 장착한 리프트 핀을 위로 이동시켜서 스테이지 위쪽의 기판 수도 위치까지 피처리 기판을 들어 올리는 지상 공정을 포함하고, 지상 공정은, 스테이지에 몰입한 위치로부터 리프트 핀을 위로 이동시키고 그 상단을 피처리 기판의 중앙부에 당접시키고, 이 당접한 위치에서 다시 리프트 핀을 위로 이동시킴으로써 정전 척 상의 피처리 기판의 부분을 국소적으로 떠오르게 하는 제 1 공정과 피처리 기판의 부분을 떠오르게 하는 리프트 핀의 중간 위치에서 소정 시간을 유지하는 제 2 공정과 중간 위치에서 기판 수도 위치까지 리프트 핀을 더욱 위로 이동시키는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
기판 반송 방법에 관한 발명에서는 피처리 기판이 상기처럼 실리콘 웨이퍼일 경우, 상기 제 1 공정에서 정전 척 상의 실리콘 웨어 부분을 국소적으로 떠오르게 하는 높이를 상기 스테이지의 상면으로부터 기판 직경의 1/500이상 1/200이하의 높이로 하는 것이 바람직하고, 또한, 상기 제 2 공정에서 피처리 기판의 부분을 떠오르게 한 리프트 핀의 중간 위치에서 4초 이상 유지하는 것이 바람직하다.
[도 1] 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 리프트 장치가 장착된 스테이지의 모식 단면도.
[도 2] 도 1에 도시된 기판 리프트 장치로 처리가 끝난 피처리 기판을 전달할 때의 일련의 동작을 나타내는 단면도로, (a)가 몰입 위치, (b)가 당접 위치, (c)가 중간 위치, (d)가 중간 위치에서 소정 시간을 유지했을 때의 피처리 기판 상태, (e)가 기판 수도 위치이다.
이하, 도면을 참조하여 피처리 기판을 반도체 장치의 제조 등에 일반적으로 이용되는 크기(가령 φ150mm~450mm)의 실리콘 웨이퍼(이하 「웨이퍼(W)」라 한다), 정전 척을 쌍극형인 것으로 하고, 그 상면에 웨이퍼(W)를 흡착하는 정전 척을 가진 스테이지에 조립하여 스테이지에 대한 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 기판 리프트 장치 및 기판 반송 방법의 실시 형태를 설명한다. 이하에서는, 도 1에 도시된 스테이지의 자세를 기준으로 위, 아래와 같은 방향을 설명한다.
도 1을 참조하여 (ST)는 스파터링 방법 및 플라즈마 CVD법에 의한 성막 처리, 열처리, 이온 주입 처리나 에칭 처리 등 각종 처리를 하는 도면 외 처리 장치의 진공 챔버 내에 배치되는 정전 척 부착 스테이지이다. 또, 처리 장치 자체는 공지의 것이 이용되기 때문에 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
스테이지(ST)는 금속제 기대(base)(1)과 이 기대(1)의 상면에 설치되어 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 정전 척(EC)로 구성된다. 기대(1)로서는, 웨이퍼 (W)에 따른 윤곽을 가지는 알루미늄제의 통체로 구성되어, 그 내부에는, 웨이퍼 (W)를 가열하는 가열 수단(11)이나, 냉매를 순환시켜 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 수단(도시하지 않음)이 설치되고 처리 중에 웨이퍼(W)를 가열하거나 냉각하거나 할 수 있도록 하고 있다. 정전 척 EC는 유전체인 척 플레이트(2)와 그 내부에 도시 생략의 절연층을 통해 배치된 한 쌍의 전극(3a), (3b)을 갖추고, 양쪽 전극(3a), (3b)간에 직류 전압(척용 전압)을 인가하기 위해 급전 장치Ps가 설치되어 있다. 척 플레이트(2)로는 PBN제, ALN 제나 실리콘 고무 제품 등이 이용된다. 그리고, 기대(1)와 정전 척 EC의 척 플레이트(2)에는 상하 방향으로 관통하는 투공(4)이 여러 개 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 웨이퍼 (W)의 중심과 반경 방향의 약 중간점을 지나는 가상 원주상에서 주변 방향으로 120도 간격이 되는 위치에 투공(4)이 설치되어 있다. 이 경우, 가상 원주의 직경은 웨이퍼 (W)의 사이즈를 고려해 적절히 설정된다. 그리고, 각각의 투공(4)에는 후술하는 리프트 핀((5))이 삽입 설치되어 있다.
급전 장치(Ps)는 한 쌍의 전극 (3a), (3b) 사이에 직류 전압(척 전압)을 인가하는 직류 전원부(E)를 갖춘다. 이 경우 직류 전원부(E)와 양쪽 전극 (3a), (3b) 사이에 직류 전압을 인가하는 회로를 제 1 회로(C1), 처리 후에 웨이퍼((W))를 제전하기 위해 양쪽 전극(3a), (3b)를 접지 전위에 접속하는 회로를 제 2 회로(C2)로 하고, 제 1 회로(C1)과 제 2 회로(C2)를 스위칭하기 위해 2개의 스위칭 수단 (8a), (8b)가 설치되어 있다. 그리고, 도 1에 도시된 제 1 회로(C1)에서는 직류 전원부(E)의 정(고전압측)의 출력이 한 쪽의 스위칭 수단(8a)을 통해 한 쪽의 전극(3b)에 접속되고, 다른 쪽 전극(3a)이 다른 쪽 스위칭 수단 (8b)을 통해 다른 쪽 직류 전원부(E)의 부(저전압측) 출력에 접속됨으로써 양쪽 전극 (3a), (3b) 사이에 척 플레이트(2)에서 웨이퍼 (W)를 흡착 유지하기 위해 직류 전압이 인가된다(척 조작). 한편, 제 2 회로(C2)에서는 양 스위칭 수단 (8a), (8b)가 스위칭되고 전극 (3a), (3b)이 스위칭 수단 (8a), (8b)을 통해 접지 전위에 접속됨으로써 웨이퍼 (W)에 플라즈마를 이용한 소정의 처리가 이루어진 후에 웨이퍼(W)에 잔류하는 전하가 제전된다(제전 조작). 또, 직류 전원부 (E)나 스위칭 수단 (8a), (8b)의 작동은 도시 생략의 제어 유닛에 의해 통괄 제어된다. 그리고, 이러한 스테이지(ST)에 대해 웨이퍼(W)를 전달하기 위해 본 실시 형태의 기판 리프트 장치(LM)가 설치되어 있다.
도 2를 참조하여 리프트 장치(LM)는 각각의 투공(4)에 각각 삽입 설치되어 있는 리프트 핀(5)과 각각의 리프트 핀(5)를 스테이지 (ST)에 대해 출몰 가능하게 상하로 움직이는 구동 수단(9)을 갖춘다. 구동 수단(9)은 소위 2단식의 에어 실린더로 구성되어 있다. 이 경우 구동 수단(9)으로서의 에어 실린더는, 실린더 본체(9)를 갖추고, 그 내부는 중앙 개구(92a)를 갖춘 격절판(92)에 의해 위쪽의 제 1 실(93a)과 아래쪽의 제 2 실(93b)로 구획되어 있다. 제 1 실(93a)내에는 제 1 피스톤(94)이 슬라이딩 가능하게 수납되고, 제 1 피스톤(94)의 로드(94a)가 격절판(92)에 설치한 중앙 개구(92a)를 슬라이딩 가능하게 관통하여 제 2 실(93b)에 돌출되었다. 제 2 실(93b)내에는 제 2 피스톤(95)이 슬라이딩 가능하게 수납되고 제 2 피스톤(95)의 로드(95a)가 제 1 피스톤(94)에 설치한 관통공 및 실린더 본체(91)의 벽면에 설치한 투공을 관통하여 실린더 본체(91) 밖으로 돌출되어 있다. 실린더 본체(91) 밖으로 돌출된 제 2 피스톤(95)의 상단에는 구동판(95b)이 설치되어 구동판 (95b)에 각각의 리프트 핀(5)의 하단이 각각 연결되어 있다. 이하에 도 2를 참조하여 에어 실린더(9)에 의한 리프트 핀(5)의 상하로 이동시키는 동작을 구체적으로 설명한다.
도 2(a)는 각각의 리프트 핀(5)이 몰입 위치에 있는 상태를 도시한다. 몰입 위치에서는 실린더 본체(91)의 제 1 도입구(96a) 및 제 2 도입구(96b)로부터 압축 공기가 공급되고, 제 1 피스톤(94)이 제 1 실(93a)내에서 격절판(92)에 당접하고, 또한 제 2 피스톤(95)이 제 2 실(93b)의 저내면에 당접하는 위치까지 아래로 이동한다. 이것에 의해 구동판(95b)이 최하 위치로 이동됨으로써 각각의 리프트 핀(5)이 스테이지(ST)에 완전히 몰입한 상태가 된다.
다음으로, 제 2 실(93b)내에 도입된 압축 공기를 실린더 본체(91)의 제 2 배출구(96e)로부터 배출함과 동시에, 제 1 실(93a)내의 압축 공기의 압력보다 낮은 압력의 압축 공기를 실린더 본체(91)의 제 3 도입구 (96c)로부터 제 2 실(93b) 내로 도입한다. 그러면, 제 2 실 (93b) 내에서 제 2 피스톤(95)이 위로 이동 함으로써 구동판(95b)이 최하 위치로부터 위로 이동하고 각각의 리프트 핀(5)의 상단면이 웨이퍼(W)의 이면에 먼저 당접한다 (도 2(b)의 당접 위치 참조). 이 상태에서, 압축 공기를 제 2 실 (93b)내에 추가로 도입하면 제 2 피스톤 (95)이 더욱 위로 이동하는데, 실린더 본체 (91)의 제 3 도입구 (96c)로부터 제 2 실 (93b)내에 도입된 압축 공기의 압력을 제 1 실 (93a)내의 압축 공기의 압력보다 낮게 설정하고 있기 때문에 제 2 피스톤 (95)이 제 2 실 (93b)측에 돌출하는 로드 (94a)의 하단에 당접하면, 그 위로 이동을 정지한다. 이에 따라, 당접 위치로부터 제 2 피스톤(95)이 로드(94a)의 하단에 당접하기까지의 스트로크에 상당하는 거리만큼 구동판(95b)이 위로 이동하고 각각의 리프트 핀(5)의 상단이 스테이지로부터 위쪽으로 돌출하여 정지한다 (도2(c)에 도시된 중간 위치 참조).
다음으로, 실린더 본체(91)의 제 1 실 (93a)내에 도입된 압축 공기를 실린더 본체 (91)의 제 1 배출구(96d)로부터 배출함과 동시에 실린더 본체 (91)의 제 3 도입구(96c)로부터 제 2 실(93b)내에 압축 공기를 다시 도입한다. 이것에 의해 실린더 본체(91)의 제 2 실(93b)내의 압축 공기의 압력은 제 1 실(93a)내의 압축 공기의 압력보다 높아지며, 제 2 피스톤(95)이 제 2 실 (93b)내에서 격절판(92)에 당접하는 위치까지 위로 이동하고, 구동판(95b)이 최상 위치까지 위로 이동하여 각각의 리프트 핀(5)의 상부가 스테이지(ST) 상방으로 돌출한다 (도 2(e)에 나타내는 기판 수도 위치). 이하에, 도 1 및 도 2에 도시된 기판 리프트 장치(LM)를 이용한 기판 반송 방법을 구체적으로 설명한다.
도면 외의 처리 장치에서 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 플라즈마 처리를 하는 경우, 우선 스위칭 수단 (8a), (8b)에 의해 제 2 회로(C2)로 스위칭한 상태에서 정전 척 EC 표면에 웨이퍼(W)를 설치한다. 이 경우, 리프트 핀(5)을 도 2(e)에 도시된 기판 수도 위치까지 위로 이동시키고, 이 상태에서 반송 로봇(10)에 의해 웨이퍼(W)를 반송하고 로봇 팔(10a)로부터 리프트 핀(5)에 전달한다. 그리고, 리프트 핀(5)을 도 2(a)에 도시된 몰입 위치에 아래로 이동시켜 척 플레이트(2)의 상면에 웨이퍼(W)를 설치한다. 그리고, 척 플레이트(2) 상면에 웨이퍼(W) 설치가 인식되면, 스위칭 수단 (8a), (8b)에 의해 제 1 회로(C1)로 스위칭함으로써 양쪽 전극 (3a), (3b)간에 직류 전압이 인가되고, 양쪽 전극 (3a), (3b)간에 발생하는 정전기력으로 웨이퍼(W)가 척 플레이트(2)의 상면에 흡착 유지(척)된다.
다음으로, 처리가 끝난 웨이퍼 (W)를 반출할 때에는 스위칭 수단 (8a), (8b)에 의해 제 2 회로 (C2)로 스위칭되어, 양쪽 전극 (3a), (3b)가 접지 전위에 접속된다. 이에 따라, 예를 들어, 플라즈마를 이용한 처리로 대전된 웨이퍼(W)가 제전되지만, 완전히 제전되기를 기다려 각각의 리프트 핀(5)을 위로 이동시키면 웨이퍼(W)를 전달하는데 시간이 걸려 스루풋(throughput)이 저하된다.
본 실시 형태에서는 제 2 회로 (C2)로 스위칭한 후, 소정 시간이 경과하면 에어 실린더 (9)를 구동하여 리프트 핀 (5)을 도 2(a)에 도시된 몰입 위치로부터 위로 이동시키고, 리프트 핀 (5)의 상단을 웨이퍼 (W)의 중앙부에 당접시켜(도 2(b)참조), 이 당접 위치에서 리프트 핀 (5)을 도 2(c)에 도시된 중간 지위까지 더욱 위로 이동시켜서 정지시키고, 정전 척(EC) 상의 웨이퍼 (W)의 중앙부를 국소적으로 부상시킨다(제 1 공정). 이로 인해, 리프트 핀 (5)으로부터의 압압력이 작용하는 웨이퍼 (W)의 중앙 부분은 잔류 전하에 의한 흡착력에 길항하여 국소적으로 들뜨고, 웨이퍼 (W)의 나머지 부분은 잔류 전하에 의해 척 플레이트(2)에 붙은 채로 있게 된다(도 2(c) 참조). 이 경우, 척 플레이트(2) 상면으로부터 웨이퍼 (W)의 부분을 국소적으로 떠오르게 하는 높이는, 스테이지, 구체적으로는 척 플레이트(2)의 상면으로부터 웨이퍼(W)의 가장 높이 떠오른 부분까지의 높이를 기판 직경의 1/500 이상 1/200이하로 한다.
다음으로, 도 2(c)에 도시된 중간 위치에서 소정 시간을 유지하면(제 2 공정) 웨이퍼 (W)의 나머지 부분은, 그 복원력에 의해 리프트 핀 (5)으로부터의 압압력이 작용하는 웨이퍼 (W)의 부분을 기점으로 그 바깥을 향해 정전 척 EC로부터 서서히 벗겨 떨어져 도 2(d)에 도시된 것과 같이 웨이퍼 (W)가 완전히 벗겨 떨어진 상태가 된다. 이 경우, 웨이퍼 (W)를 국소적으로 떠오르게 한 리프트 핀(5)의 중간 위치에서 4초 이상 유지하는 것이 바람직하다. 그리고, 도 2(c)에 도시된 중간 위치로부터 도 2(e)에 도시된 기판 수도 위치까지 리프트 핀(5)을 더욱 위로 이동시켜(제 3 공정), 기판 수도 위치까지 들어 올려진 웨이퍼(W)는 리프트 핀(5)으로부터 로봇 암(10a)에 전달되어 반송 로봇(10)에 의해 처리실로부터 반송된다(도 2(e) 참조).
이상의 실시 형태에 따르면, 리프트 핀(5)으로부터의 압압력을 작용시켜 무리하게 웨이퍼(W)를 벗겨 떨어지게 하는 것과는 달리 웨이퍼(W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오르는 등의 문제는 발생하지 않는다. 이 때문에 웨이퍼(W)가 완전히 제전되는 것을 기다리지 않고 웨이퍼(W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오르는 일이 없이, 처리 후의 웨이퍼(W)를 기판 수도 위치까지 이동시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 효과를 확인하기 위해 도 1에 도시된 기판 리프트 장치(LM)를 사용하여 다음 실험을 실시하였다. 본 실험에서는 피처리 기판을 φ200(8인치) 실리콘 웨이퍼(W), 척 플레이트(2)를 PBN제로 하였으며, 소정의 척 전압으로 웨이퍼(W)를 흡착한 후 진공 챔버 내에서 플라즈마를 이용한 처리를 실시하도록 하였다. 그 후 정전 척(EC)에 전압 인가를 정지한 후 리프트 핀 (5)을 중간 위치까지 위로 이동시켜 소정의 시간을 유지하였다. 이 때 중간 위치에서의 척 플레이트(2)의 상면으로부터 돌출하는 리프트 핀(5)의 높이 및 중간 위치에서 리프트 핀(5)을 유지하는 유지 시간을 표 1과 같이 변화시켜(즉, 척 플레이트(2)의 상면으로부터 돌출하는 리프트 핀(5)의 높이를 0.1mm~1.1mm 사이에서 0.1mm씩, 중간 위치에서 리프트 핀(5)을 유지하는 유지 시간을 1초~10초 사이로 1초씩 변화시켜, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오름 발생 및 웨이퍼(W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오름에 의한 웨이퍼(W) 반송의 적부를 평가했다. 그 결과를 표 1에 도시한다. 또한, 평가는 웨이퍼 (W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오름이 발생하고 웨이퍼 (W)의 반송을 실시할 수 없었던 것은 「X」로 하며, 웨이퍼 (W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오름이 발생했지만 웨이퍼 (W)의 위치 어긋남이 없어 웨이퍼 (W)의 반송이 가능했던 것은 「○」로 하며, 웨이퍼 (W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오름이 전혀 발생하지 않아 웨이퍼 (W)의 반송에 최적인 것은 「◎」로 하는 3단계 평가에 의해 실시했다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1에 의해, 정전 척 (EC)(스테이지 ST)의 상면으로부터 돌출되는 리프트 핀 (5)의 높이를 0.4mm~1.0mm로 설정하면 중간 위치에서 유지하는 유지 시간과 관계없이 웨이퍼((W))의 튀어 오름이 발생해도 웨이퍼((W))의 위치가 어긋나지 않고 반송할 수 있음이 확인되었다. 또한 정전 척 EC의 상면으로부터 돌출되는 리프트 핀 (5)의 높이를 0.4mm~0.5mm, 중간 위치에서 유지하는 유지 시간을 4초~10초로 설정하면 웨이퍼 (W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오름 없이 처리 후의 웨이퍼 (W)를 기판 수도 위치까지 이동시킬 수 있어 웨이퍼 (W)의 반송에 최적인 것이 확인되었다.
다음으로, 표 2와 같이 다른 직경의 각각의 웨이퍼(W) (즉, 웨이퍼 직경이 1(5)0mm, 200mm, 300mm, 450mm인 웨이퍼(W))에 대하여 소정의 척 전압으로 웨이퍼(W)를 척 플레이트(2)에 흡착하여 진공 챔버 내에서 플라즈마를 이용한 처리를 실시하였다. 그 후 정전 척 (EC)에 전압 인가를 정지하고 리프트 핀(5)을 중간 위치까지 위로 이동시켜 중간 위치에서 리프트 핀 (5)을 4초간 유지하였다. 이 때 중간 위치에서의 척 플레이트(2)의 상면으로부터 돌출하는 리프트 핀(5)의 높이를 0.1mm마다 변화시켜 웨이퍼(W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오름 발생 및 웨이퍼(W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오름에 의한 웨이퍼(W) 반송의 적부를 상기와 마찬가지로 「Х」, 「○」, 「◎」의 세 단계로 평가했다. 「○」, 「◎」의 평가를 얻은 리프트 핀 (5)의 높이 범위(리프트 핀 (5)의 높이 하한과 상한)를 표 2에 도시한다.
[표 2]
Figure pct00002
표 2에서 중간 위치의 정전 척 (EC)(스테이지 ST)의 상면에서 돌출되는 리프트 핀(5)의 높이와 웨이퍼 (W)의 직경과는, 대체로 비례 관계를 갖추었음이 확인된다. 그리고, 정전 척(EC)의 상면으로부터 돌출하는 리프트 핀 (5)의 높이를 웨이퍼(W) 직경의 1/500~1/200 범위로 설정하면 웨이퍼 (W)의 위치가 어긋나지 않고 웨이퍼 (W)의 반송이 가능하다. 또한 스테이지(ST)의 상면으로부터 돌출하는 리프트 핀 (5)의 높이를 웨이퍼 (W)의 직경의 1/500~1/400 범위로 설정하면 웨이퍼 (W)의 위치 어긋남 이나 튀어 오르는 일이 발생하지 않고 처리 후의 웨이퍼 (W)를 기판 수도 위치까지 이동시킬 수 있어 웨이퍼(W)의 반송에 최적임을 알 수 있었다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 상기의 것에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변형이 가능하다. 상기 실시 형태에서는 리프트 핀 (5)을 단계적으로 위로 이동시키는 구동 수단으로서 이른바 이단식의 에어 실린더 (9)를 이용하는 것을 예로 설명했는데, 예를 들면 스테핑 모터를 이용할 수 있고 또 설치하는 리프트 핀의 수나 배치는 상기의 것에 한정되는 것이 아니라, 피처리 기판에 따라 적절히 설정할 수 있다.
또한 상기 실시 형태에서는 정전 척으로 쌍극형인 것을 예로 설명하였으나 이에 한정되는 것이 아니라 단극형인 것도 좋다. 또한 상기 실시 형태에서는 피처리 기판을 실리콘 웨이퍼(W)로 한 것을 예로 설명했는데, 이것에 한정되는 것이 아니라 직사각형의 유리 기판에도 적용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 리프트 핀을 동일한 가상 원주상에서 주변 방향으로 정해진 간격으로 배치할 경우 리프트 핀의 수나 가상 원주의 직경은 사이즈에 따라 적절히 설정된다.
LM 기판 리프트 장치
EC 정전 척
ST 스테이지
W 웨이퍼 (피처리 기판)
5 리프트 핀
9 에어 실린더 (구동 수단)

Claims (5)

  1. 상면에 피처리 기판을 흡착하는 정전 척을 가진 스테이지에 조립되어 이 스테이지에 대한 피처리 기판을 전달하기 위한 기판 리프트 장치이며,
    스테이지 내로 몰입(沒入)하는 몰입 위치와 스테이지 상면으로부터 위쪽으로 돌출하는 돌출 위치 사이에서 상하로 이동 가능한 리프트 핀과 리프트 핀을 상하로 이동시키는 구동 수단을 갖춘 것으로,
    구동 수단은 몰입 위치으로부터 돌출 위치까지 리프트 핀을 위로 이동시키는 사이에, 피처리 기판의 부분을 국소적으로 떠오르게 하는 중간 위치에서 리프트 핀의 위로 이동을 정지 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는, 기판 리프트 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    피처리 기판이 실리콘 웨이퍼인 것으로,
    상기 중간 위치에서 상기 스테이지의 상면에서 기판 직경의 1/500 이상 1/200이하의 높이로 실리콘 웨이퍼 부분을 국소적으로 떠오르게 하는 것을 특징으로 하는, 기판 리프트 장치.
  3. 스테이지 상면에 설치한 정전 척 전극에 전압을 인가하여 피처리 기판을 흡착한 상태에서 피처리 기판에 대하여 처리를 한 후에 정전 척에 전압 인가를 정지하는 정지 공정과 스테이지에 출몰 가능하게 장착한 리프트 핀을 위로 이동시켜 스테이지 위쪽 기판 수도 위치까지 피처리 기판을 들어 올리는 지상(持上) 공정을 포함하는 기판 반송 방법에서,
    지상 공정은 스테이지에 몰입한 위치로부터 리프트 핀을 위로 이동시키고 그 상단을 피처리 기판의 중앙부에 당접시키고, 이 당접한 위치로부터 다시 리프트 핀을 위로 이동시킴으로써 정전 척 상의 피처리 기판의 부분을 국소적으로 떠오르게 하는 제 1 공정과, 피처리 기판의 부분을 떠오르게 한 리프트 핀의 중간 위치에서 소정 시간을 유지하는 제 2 공정과 중간 위치에서 기판 수도 위치까지 리프트 핀을 더욱 위로 이동시키는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 반송 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    피처리 기판이 실리콘 웨이퍼인 것으로,
    상기 제 1 공정에서 정전 척 상의 실리콘 웨어 부분을 국소적으로 떠오르게 하는 높이를 상기 스테이지 상면에서 기판 직경의 1/500 이상 1/200이하의 높이로 하는 것을 특징으로 하는, 기판 반송 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2 공정에서 피처리 기판의 부분을 떠오르게 한 리프트 핀의 중간 위치에서 4초 이상 유지하는 것을 특징으로 하는, 기판 반송 방법.
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