KR20230117238A - 기판 지지 장치 - Google Patents

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KR20230117238A
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spin chuck
region
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후이 왕
펑 리우
시아오펑 타오
세나 지아
푸핑 첸
하이보 후
양 리우
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에이씨엠 리서치 (상하이), 인코포레이티드
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Abstract

스핀 척(100) 및 복수의 위치 결정 핀(130)을 갖는 기판 지지 장치가 제공된다. 기판(001)을 지지하고 회전시키는 스핀 척(100)은 지지면(110)을 갖는다. 위치설정 핀(130)은 기판(001) 수평 변위를 제한하기 위해 지지면(110)의 주변부에 배치된다. 지지면(110)은 제1 환형 영역(150)을 형성한다. 제1 환형 영역(150)은 복수의 핀 영역(151) 및 복수의 비-핀 영역(152)로 분할된다. 핀 영역(151) 및 비-핀 영역(152)은 제1 환형 영역(150)의 원주방향으로 교대로 배치된다. 핀 영역(151) 각각은 하나의 위치설정 핀(130)에 대응한다. 복수의 베르누이 홀(160)은 제1 환형 영역(150)에 설정되고, 제1 환형 영역에서 불균일한 구조로서 구성되어 비-핀 영역(152)에서보다 핀 영역(151)에서 더 강한 가스 유동을 공급한다.

Description

기판 지지 장치
본 발명은 기판 지지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 베르누이 원리(Bernoulli principle)에 의해 기판을 지지하여, 기판의 에지 및 하부면이 처리되는 것을 방지하는 기판 지지 장치에 관한 것이다.
베르누이 척(bernoulli chuck)은 일반적으로 기판을 오염시키는 척을 감소시킬 수 있는 특히 기판 후면 처리 공정에서 기판과 접촉하지 않는 방식으로 기판을 흡입 및 지지하는데 사용된다. 그 프로세스에서, 일부 처리 액체는 기판 표면을 처리하기 위해 기판 후면에 분사된다. 처리 액체는 기판의 전면 및 에지를 처리하도록 허용되지 않는다. 그러나, 처리 액체는 프로세스 동안 기판 수평 변위를 제한하는데 사용되는 위치결정 핀을 따라 기판 전면(substrate front surface)을 향해 쉽게 유동하여, 위치설정 핀 근처의 기판의 전면 상에 소위 핀 마크(pin-marks)를 초래한다.
이러한 문제는 US6328846B1호에서 언급되고 해결되며, 이는 각각의 위치결정 핀이 개별 노즐과 연관되어 있으며, 이를 통해 가스가 아래로부터 연관된 위치결정 핀의 영역으로 분사되는 것을 개시한다. 노즐은 기판을 부유시키기 위한 가스 쿠션을 형성하기 위해 가스를 공급하는 베르누이 노즐로부터 외부에 있고 거리를 둔다. 이러한 방식으로, 처리 유체는 위치설정 핀에 인접한 영역에 도달할 수 있기 전에 불어 내어진다. 그러나, 각각의 위치설정 핀 및 베르누이 노즐과 연관된 노즐은 독립적인 제어 하에 있으며, 이는 베르누이 척 구조 및 동작의 복잡성을 증가시킬 것이다.
본 발명은 배경기술에서 언급된 핀 마크 문제를 해결하기 위한 기판 지지 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 지지 장치는 기판을 지지 및 회전시키기 위한 스핀 척, 기판 수평 변위를 제한하기 위한 복수의 위치설정 핀, 및 아래로부터 상기 기판에 가스를 공급하고 상기 기판을 부유시키고 베르누이 효과에 의해 상기 기판을 흡인하도록 쿠션을 형성하는 복수의 베르누이 홀을 구비한다. 상기 스핀 척 위에는 제1 환형 영역을 형성하는 지지면을 갖는다. 상기 제1 환형 영역은 복수의 핀 영역(pin regions) 및 복수의 비-핀 영역(non-pin regions)으로 분할된다. 상기 핀 영역 및 비-핀 영역은 제1 환형 영역의 원주 방향으로 교대로 배치된다. 핀 영역 각각은 하나의 위치설정 핀에 대응한다. 상기 베르누이 홀은 비-핀 영역에서보다 핀 영역에서 더 강한 가스 유동을 공급하도록 제1 환형 영역에서 불균일한 구조로서 구성된다. 구체적으로, 상기 베르누이 홀의 직경 또는 밀도는 다른 영역보다 위치설정 핀 근방에서 더 크고, 이에 의해 위치설정 핀 근방에 분배되는 가스 유동은 다른 영역에서의 가스 유동을 넘어, 위치 결정 핀 근방에서 더 강한 가스 유동을 초래하며, 처리 액체가 위치결정 핀과 함께 기판의 에지 및 하부면으로 유동하는 것을 방지한다. 기판의 하부면이 추가로 처리되는 것을 피하기 위해, 지지면 위에 리세스를 형성하도록 스핀 척의 주변부 상에 볼록-링이 구성된다. 상기 볼록-링은 처리 액체의 유동 경로를 변경하여 처리 액체가 기판의 임의의 표면으로 튀어나오지 않을 뿐만 아니라, 강한 보호 가스를 형성하도록 볼록-링의 내벽과 리세스 내에 보유된 기판의 에지 사이에 갭을 형성할 수 있고, 이 모두는 처리 액체가 기판의 하부면으로 유동하고 기판 상의 바람직하지 않은 오염에 대한 위험을 감소시키는 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 하기의 설명을 판독함으로써 당업자에게 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기판 지지 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 일 예시적인 스핀 척을 도시하는 평면도이다.
도 3은 다른 예시적인 스핀 척을 도시하는 평면도이다.
도 4는 다른 예시적인 스핀 척을 도시하는 평면도이다.
도 5는 다른 예시적인 스핀 척을 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다른 기판 지지 장치의 일 예시적인 스핀 척을 도시한 평면도이다.
도 7은 다른 기판 지지 장치를 도시하는 단면도이다.
도 8은 다른 기판 지지 장치를 도시하는 다른 단면도이다.
도 9는 기판이 약간 상승한 상태를 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 또 다른 기판 지지 장치를 도시하는 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 기판 지지 장치를 도시한다. 기판 지지 장치는 기판을 지지 및 회전시키도록 구성된 스핀 척(100)을 포함한다. 스핀 척(100)은 기판(001)을 지지하기 위한 지지면(110)을 갖는다. 지지면(110)의 주변부에 배치된 복수의 위치설정 핀(130)은 기판(001) 수평 변위를 제한하기 위해 기판(001)의 에지와 맞물린다. 지지면(110)은 스핀 척(100)의 상부면이고, 복수의 위치설정 핀(130)에 의해 둘러싸인다. 적어도 하나의 노즐(003)은 스핀 척(100)의 지지면(110) 위에 위치된 기판(001)의 표면에 SC-1, SC-2, SPM, HF, DIW 등과 같은 다양한 처리 액체를 분배하기 위해 사용된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 환형 영역(150)이 스핀 척(100)의 지지면(110) 상에 형성된다. 복수의 베르누이 홀(160)이 제1 환형 영역(150)에 설정된다. 베르누이 홀(160) 각각은 스핀 척(100)의 중심축에 대해 경사지고, 기판(001)의 하부면에 가스를 공급하여 쿠션을 형성하고 베르누이 효과를 발생시킴으로써 기판(001)이 흡인되어 지지면(110)과 접촉하지 않고서 스핀 척(100)의 지지면(110) 위로 부유할 수 있다. 원을 구성하는 복수의 베르누이 홀(160)은 하나의 가스 공급 배관에 의해 불활성 가스 또는 질소를 동시에 공급받는다.
일반적으로, 스핀 척(100)은 구동 메커니즘과 연결하는 로터리 스핀들 상에 장착되며, 상기 구동 메커니즘은 스핀 척(100)과 로터리 스핀들을 동기 회전시킬 수 있고, 적어도 하나의 가스 공급 배관은 베르누이 홀(160)과 같은 스핀 척(100) 상에 형성된 홀에 가스를 공급하도록 구성된다. 상기의 특징들은 당업자에게 이해되므로, 본 발명에서는 반복되지 않고 이하의 도면에 도시되어 있지 않다.
도 2를 참조하면, 제1 환형 영역(150)은 위치결정 핀(130)으로부터의 거리에 따라 복수의 핀 영역(151) 및 복수의 비-핀 영역(152)으로 분할된다. 핀 영역(151) 각각은 하나의 위치설정 핀(130)에 대응한다. 베르누이 홀(160)은 베르누이 홀(161)의 복수의 제1 그룹 및 베르누이 홀(162)의 복수의 제2 그룹으로 분할된다. 베르누이 홀(161)의 모든 제1 그룹은 하나의 핀 영역(151)에 대응하고, 베르누이 홀(162)의 모든 제2 그룹은 하나의 비-핀 영역(152)에 대응한다. 베르누이 홀(161)의 제1 그룹은 베르누이 홀(162)의 제2 그룹보다 위치설정 핀(130)에 더 가깝다. 핀 영역(151) 및 비-핀 영역(152)은 제1 환형 영역(150)의 원주방향으로 교대로 그리고 대칭적으로 배치된다. 핀 영역(151) 각각의 중심각(θ)은 5°~10°이다. 각각의 위치결정 핀(130)은 대응하는 핀 영역(151)의 중심과 제1 환형 영역(150)의 중심을 연결하는 라인 상에 위치되는 것이 주목할 만하다. 본 발명에서, 복수의 베르누이 홀(160)은 제1 환형 영역(150)에서 불균일한 구조로서 구성되어, 핀 영역(151)에서의 베르누이 홀(161)의 제1 그룹으로부터 공급되는 가스 유동은 비-핀 영역(152)에서의 베르누이 홀(162)의 제2 그룹보다 더 강하다.
본 발명에서, 제1 환형 영역(150)에서의 베르누이 홀(160)의 불균일한 구조는 상이한 영역(예를 들어, 핀 영역(151) 또는 비-핀 영역(152))에서 제1 환형 영역(150)의 원주방향으로의 베르누이 홀(160)의 직경 또는 밀도의 변화를 주로 구현한다. 본 발명에서 불균일한 구조로서 구성되는 베르누이 홀(160)에 공급되는 총 가스 양이 종래의 스핀 척에서 균일한 구조로서 구성되는 베르누이 홀에 공급되는 총 가스 양과 동일한 경우, 본 발명에서 위치설정 핀(130)에 인접한 베르누이 홀(160)의 직경 또는 밀도를 변경함으로써 위치설정 핀(130) 근방에서 가스 유동을 더 강하게 한다. 즉, 가스 공급량을 변화시키지 않고서, 위치설정 핀(130) 근방에 더 많은 가스 유동이 분배되는 것을 통해 위치설정 핀(130) 근방의 영역에 더 강한 국부적 가스 힘이 부여됨으로써, 처리 액체가 특히 위치설정 핀(130)에 인접한 완전한 원주에서 기판(001)의 에지 및 하부면을 에칭하는 것을 방지할 수 있다. 베르누이 홀의 불균일한 구조를 갖는 스핀 척에 대한 일부 예들이 하기에서 상세하게 도입될 것이다.
도 2는 기판을 지지하고 스핀 척(100)의 제1 환형 영역(150)에 불균일하게 설정된 베르누이 홀(160)을 갖는 일 예시적인 스핀 척(100)을 도시하며, 핀 영역(151)에서의 베르누이 홀(161)의 제1 그룹의 밀도는 비-핀 영역(1522)에서의 베르누이 홀(162)의 제2 그룹의 밀도보다 더 높다. 도 2에 도시된 바와 같이, 핀 영역(151)에서의 베르누이 홀(161)의 제1 그룹의 밀도는 동일하고, 비-핀 영역(152)에서의 베르누이 홀(162)의 제2 그룹의 밀도도 동일하지만 핀 영역(151)에서의 베르누이 홀(161)의 제1 그룹의 밀도보다 더 낮다. 바람직하게, 베르누이 홀(161)의 제1 그룹 각각의 밀도는 또한 베르누이 홀(161)과 대응하는 위치설정 핀(130) 사이의 거리가 감소함에 따라 점진적으로 더 커지도록 설계될 수 있고, 비-핀 영역(152)에서의 베르누이 홀(162)의 제2 그룹의 밀도는 핀 영역(151)에서의 베르누이 홀(161)의 제1 그룹의 최소 밀도보다 크지 않은 설정값을 갖는다.
도 3은 기판을 지지하고 스핀 척(200)의 제1 환형 영역(250)에 불균일하게 설정된 베르누이 홀(260)을 갖는 다른 예시적인 스핀 척(200)을 도시하며, 핀 영역(251)에서의 베르누이 홀(261)의 제1 그룹의 직경은 비-핀 영역(251)에서의 베르누이 홀(262)의 제2 그룹의 직경보다 더 크다. 도 3에 도시된 바와 같이, 핀 영역(251)에서의 베르누이 홀(261)의 제1 그룹의 직경은 동일하고, 비-핀 영역(252)에서의 베르누이 홀(262)의 제2 그룹의 직경도 동일하지만 핀 영역(251)에서의 베르누이 홀(261)의 제1 그룹의 직경보다 더 작다. 바람직하게, 핀 영역(251)에서의 베르누이 홀(261)의 제1 그룹 각각의 직경은 또한 베르누이 홀(261)과 대응하는 위치설정 핀 사이의 거리가 감소함에 따라 점진적으로 더 커지도록 설계될 수 있고, 비-핀 영역(252)에서의 베르누이 홀(262)의 제2 그룹의 직경은 핀 영역(251)에서의 베르누이 홀(261)의 제1 그룹의 최소 직경보다 더 크지 않은 설정값을 갖는다.
도 4는 기판을 지지하고 스핀 척(300)의 제1 환형 영역(350)에 불균일하게 설정된 베르누이 홀(360)을 갖는 다른 예시적인 스핀 척(300)을 도시하며, 제1 환형 영역(350)에서의 베르누이 홀(360)의 직경은, 도 4의 화살표로 나타낸 바와 같이, 베르누이 홀(360)과 위치설정 핀(330) 사이의 거리가 감소함에 따라 점진적으로 더 커진다.
도 5는 기판을 지지하고 스핀 척(400)의 제1 환형 영역(450)에 불균일하게 설정된 베르누이 홀(460)을 갖는 다른 예시적인 스핀 척(400)을 도시하며, 제1 환형 영역(450)에서의 베르누이 홀(460)의 밀도는, 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이, 베르누이 홀(460)과 위치설정 핀(430) 사이의 거리가 감소함에 따라 점진적으로 더 커진다.
전술된 바와 같이, 베르누이 홀의 직경 또는 밀도가 비-핀 영역에서보다 핀 영역에서 더 크거나 또는 베르누이 홀의 직경 또는 밀도가 베르누이 홀이 대응하는 위치설정 핀에 접근함에 따라 점진적으로 더 커지더라도, 각각에 대해, 그 목표는 위치결정 핀 근방의 영역에 분배되는 가스 유동을 증가시키고, 다른 영역에 분배되는 가스 유동을 초과하게 함으로써, 위치설정 핀 근방의 영역에 더 강한 가스 유동 및 가스 힘이 부여되어 처리 액체가 기판의 상부면으로부터 기판의 에지, 심지어 기판의 하부면으로 이동하여 바람직하지 못한 핀 마크를 초래하는 것을 피한다.
또한, 다른 예시적인 기판 지지 장치가 본 발명에 제공된다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기판 지지 장치는 기판(001)을 지지하기 위한 지지면(510)과, 지지면(510) 상에 형성된 제1 환형 영역(550)에 설정된 복수의 베르누이 홀(551)을 갖는 스핀 척(500)을 구비한다. 불균일한 구조로서 구성된 베르누이 홀(551)이 (스핀 척(예컨대, 100, 200, 300, 400)에서의 불균일한 구조로서 구성되는 베르누이 홀과 같은) 이전의 설명과 동일하기 때문에, 여기에서 반복되지 않는다. 유사하게, 복수의 위치설정 핀(530)은 지지면(510)의 주변부를 둘러싸도록 배치되어 반경방향 내측으로 이동시킴으로써 기판(001)을 위치시키거나 또는 반경방향 외측으로 이동시킴으로써 기판(001)을 해제시킨다. 각각의 위치설정 핀(530)은 스핀 척(500) 상의 대응하는 위치설정 슬롯(531)에 배치되고, 지지면(510)의 반경방향을 따라 이동시키기 위해 위치결정 핀(530)을 구동하기 위한 모터 또는 실린더와 같은 구동 장치(532)를 연결하도록 구성된다.
도 6 및 도 7을 다시 참조하면, 이러한 실시예의 기판 지지 장치는 지지면(510)의 주변부에서 상방으로 돌출된 볼록-링(570)과, 지지면(510) 상에 형성된 제2 환형 영역에 설정된 복수의 리프트 홀(561)을 더 구비한다. 복수의 리프트 홀(561)은 제2 환형 영역(560)에 균일하게 분포된다. 제2 환형 영역(560)은 제1 환형 영역(550)과 동심이고 제1 환형 영역(550) 내부에 위치된다. 리프트 홀(561)은 가스를 공급하는데 사용되어 기판(001)을 들어올리고 기판(001)과 지지면(510) 사이의 높이를 조정한다.
볼록-링(570)은 스핀 척(500)의 지지면(510)에 탈착가능하게 장착될 수 있어, 기판 지지 장치는 적절한 크기의 볼록-링을 교체함으로써 200mm 또는 300mm와 같은 상이한 크기를 갖는 다양한 기판에 적합할 수 있다. 물론, 볼록-링(570) 및 스핀 척(500)은 또한 도 7에 도시된 바와 같이 통합된 바디로 몰딩될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 볼록-링(570)의 상부면(571)은 지지면(510)보다 더 높아, 리세스(580)가 형성된다. 지지면(510)은 리세스(580)의 바닥면으로서 제공된다. 기판(001)이 스핀 척(500)의 리세스(580) 내에 유지되면, 기판(001)과 스핀 척(500) 사이에 2개의 갭이 형성되고, 볼록-링(570)의 내벽(572)과 기판(001)의 에지 사이에는 제1 갭(591)이 형성되고, 지지면(510)과 기판(001)의 하부면 사이에는 제2 갭(592)이 형성된다.
일반적으로, 쉴드(002)는 스핀 척(500)을 둘러싸도록 구성되어 처리 액체가 환경으로 튀는 것을 방지한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지지면(110)의 주변부 상에 구성된 볼록-링이 존재하지 않는 경우, 쉴드(002)에 스퍼터링된 처리 액체의 일부는 지지면(110) 상에서 직접 다시 튀어진 다음, 기판(001)과 지지면(110) 사이의 갭을 통해 기판(001)의 하부면으로 튀어올라, 기판(001)의 하부면을 오염시킬 수 있다. 따라서, 볼록-링(570)의 기능 중 하나는 쉴드(002) 상에 스퍼터링된 처리 액체의 흐름 경로를 변경하여, 처리 액체가 튀어오르는 것을 피하기 위한 것이다. 도 8을 참조하면, 처리 액체는 우선 쉴드(002)에 스퍼터링된 후에 볼록-링(570)의 상부면(571) 상에 다시 튀어진 다음, 기판(001)의 어떠한 표면과 접촉하지 않고서 상향으로 튀어올라, 처리 액체가 기판(001)의 바람직하게 처리된 표면을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 스핀 척(600) 상의 다른 예시적인 볼록-링(670)을 도시한다. 볼록-링(670)의 상부면(671)의 외부 에지는 모따기되는데, 다시 말해 볼록-링(670)의 상부면(671)의 외부 에지는 반경방향 외향 베벨(672)을 갖는다. 쉴드(002)로부터의 처리 액체가 베벨(672)에 튀긴 후에, 쉴드(002)로 다시 튀어오른 다음, 배출된다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 제1 갭(591)이 기판(001)과 지지면(510) 사이의 높이를 조정함으로써 변경될 수 있도록, 볼록-링(570)의 내경은 리세스(580)의 하부에서 상부로 갈수록 커진다. 특히, 볼록-링(570)의 내벽(572)은 원호 또는 타원 호와 같은 원호이며, 이는 베르누이 홀(551) 및 리프트 홀(561)에 의해 분사되는 가스를 제1 갭(591) 외부로 안내하는데 또한 유리하다.
도 9에 도시된 바와 같이, 기판(001)이 상승할 때, 기판(001)의 에지와 볼록-링(570)의 내벽(572) 사이의 갭(591)이 넓어지며, 이는 제1 환형 갭(591)으로부터 방출된 가스 유동이 증가되어 기판(001)의 완전한 원주에서 더 양호한 가스 보호를 형성하게 한다.
일 실시예에서 기판 지지 장치에 의해 기판을 보유하기 위한 방법이 하기와 같이 도입된다.
단계 1에서, 로봇이 스핀 척 위에 있는 하나의 기판을 취하고, 기판의 중심이 지지면의 중심과 정렬되게 한다.
단계 2에서, 제1 압력을 갖는 가스가 지지면 위의 제1 위치에서 기판을 리프팅하기 위해 리프트 홀에 공급되고, 로봇은 멀리 이동한다. 기판이 제1 위치에 위치될 때, 기판의 하부면과 지지면 사이의 높이는 리세스의 높이를 초과하지 않는다. 제1 위치의 높이는 제1 압력을 변화시킴으로써 조정될 수 있다.
단계 3에서, 리프트 홀에 공급된 가스가 단절되기 전에 제2 압력을 갖는 가스가 베르누이 홀에 공급되어, 기판이 그 위에 부유되도록 기판 아래에 쿠션을 형성한다. 제2 압력은 제1 압력보다 낮아 가스 스위칭 후에 기판이 약간 아래쪽으로 이동한다.
단계 4에서, 기판이 사전결정된 높이에서 안정되게 위치하면, 위치결정 핀은 기판 수평 변위를 제한하기 위해 기판의 에지와 맞물리도록 반경방향 내측으로 구동된다.
상기 단계들 후에, 적어도 하나의 노즐은 기판 위로 이동되고, 처리 액체를 기판의 표면으로 분사하는 한편, 보호 가스는 프로세스 동안 기판의 완전한 원주를 둘러싸도록 항상 존재하는데, 특히 베르누이 홀의 직경 또는 밀도가 다른 영역보다 크기 때문에, 보호 가스는 위치결정 핀 근방에서 더 강하며, 이는 처리 액체가 기판의 상부면으로부터 기판의 에지 및 하부면으로 유동하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 상기 설명은 예시 및 설명을 위해 제시되었다. 본 발명을 개시된 정확한 형태로 완전히 하거나 제한하고자 하는 것은 아니며, 상기 교시의 관점에서 많은 수정 및 변형이 가능하다. 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 수 있는 이러한 수정 및 변경은 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 기판 지지 장치에 있어서,
    기판을 지지 및 회전시키도록 구성된 스핀 척(spin chuck)으로서, 상기 스핀 척은 기판을 지지하기 위한 지지면을 갖고, 상기 지지면은 제1 환형 영역을 형성하는, 상기 스핀 척;
    상기 스핀 척의 지지면의 주변부에 배치되고 기판 수평 변위를 제한하도록 구성된 복수의 위치설정 핀(locating pins)으로서, 상기 제1 환형 영역은 복수의 핀 영역(pin regions) 및 복수의 비-핀 영역(non-pin regions)으로 분할되고, 상기 복수의 핀 영역 및 복수의 비-핀 영역은 상기 제1 환형 영역의 원주방향으로 교대로 배치되고, 상기 핀 영역 각각은 하나의 위치설정 핀에 대응하는, 상기 복수의 위치설정 핀; 및
    상기 제1 환형 영역 내에 설정되며 상기 기판에 가스를 공급하고 베르누이 효과에 의해 기판을 흡인하도록 구성된 복수의 베르누이 홀(Bernoulli holes)로서, 상기 복수의 베르누이 홀은 상기 제1 환형 영역에서 불균일한 구조로서 구성되어 상기 비-핀 영역에서보다 상기 핀 영역에서 더 강한 가스 유동을 공급하는, 상기 복수의 베르누이 홀
    을 포함하는,
    기판 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핀 영역 각각의 중심각(θ)은 5°~10°인,
    기판 지지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핀 영역에서의 베르누이 홀의 밀도 또는 직경은 상기 비-핀 영역에서의 베르누이 홀의 밀도 또는 직경보다 큰,
    기판 지지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 핀 영역 각각에서의 상기 베르누이 홀의 밀도 또는 직경은, 상기 베르누이 홀과 대응하는 위치설정 핀 사이의 거리가 감소함에 따라 점진적으로 더 커지는,
    기판 지지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 환형 영역에 형성된 베르누이 홀의 직경 또는 밀도는, 상기 베르누이 홀과 상기 위치설정 핀 사이의 거리가 감소함에 따라 점진적으로 더 커지는,
    기판 지지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스핀 척의 지지면의 주변부에서 상방으로 돌출된 볼록-링;
    상기 기판을 수용하며 상기 스핀 척의 지지면 및 상기 볼록-링에 의해 형성된 리세스;
    상기 스핀 척의 지지면 상에 형성되며 상기 제1 환형 영역 내부에 위치되는 제2 환형 영역; 및
    상기 제2 환형 영역 내에 설정되며 상기 스핀 척의 지지면과 상기 기판 사이의 높이를 조정하기 위해 상기 제2 환형 영역 내에 균일하게 분포되는 복수의 리프트 홀
    을 더 포함하는,
    기판 지지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 볼록-링의 내경은 상기 리세스의 하부에서 상부로 갈수록 커지는,
    기판 지지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 볼록-링의 내벽은 원호 표면인,
    기판 지지 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 볼록-링과 상기 스핀 척은 탈착가능하거나 또는 통합된 방식으로 함께 고정되는,
    기판 지지 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 볼록-링의 상부면의 외측 에지는 모따기된,
    기판 지지 장치.
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DE19901291C2 (de) * 1999-01-15 2002-04-18 Sez Semiconduct Equip Zubehoer Vorrichtung zur Ätzbehandlung eines scheibenförmigen Gegenstandes
ATE257277T1 (de) * 2000-10-31 2004-01-15 Sez Ag Vorrichtung zur flüssigkeitsbehandlung von scheibenförmigen gegenständen
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