(57)【要約】  本発明は、半導体製造工程中、洗浄工程、エッチング工程などのように基板を回転させながら工程を行うために使用するスピンチャックに関する。本発明のスピンチャックは、基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、スピンヘッドを回転させる駆動部と、スピンヘッドに設けられ、基板の回転の時、基板のフラットゾーンによる渦流現象を防止するために、基板のフラットゾーンに対応する位置にフラットゾーンのフラット面と接する接触面を有する固定ブラケットと、を含む。  上述した構成のスピンチャックは、基板のフラットゾーンと同一な形状の固定ブラケットを備えることによって、基板のフラットゾーンによる気流の不均衡を防止できる。従って、基板の背面に噴射されるエッチング液が均一に広がるようにすることができるという利点を有する。【選択図】図１
2009514208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンチャックであって、
基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、
前記スピンヘッドを回転させる駆動部と、
前記駆動部と前記スピンヘッドとを連結するスピンドルと、
前記スピンヘッドに設けられ、前記基板の回転の時、前記基板のフラットゾーンによる渦流現象を防止するために、前記基板のフラットゾーンと対応する位置にフラットゾーンのフラット面と接する接触面を含む固定ブラケットと、を含むことを特徴とするスピンチャック。
【請求項２】
前記固定ブラケットは、前記基板のフラットゾーンと同一な形状からなることを特徴とする請求項１に記載のスピンチャック。
【請求項３】
前記固定ブラケットは、前記基板が前記スピンヘッドに載置された時、前記基板が完全な円形になるように、前記基板の円周と同一な円周を有する曲面をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピンチャック。
【請求項４】
前記固定ブラケットは、前記基板の厚さと同一な厚さを有することを特徴とする請求項３に記載のスピンチャック。
【請求項５】
前記スピンチャックは、前記スピンヘッドの上部のエッジに設けられ、前記基板の下面のエッジ及び側面を固定する固定部材をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピンチャック。
【請求項６】
前記スピンチャックは、前記スピンドルの内部に回転可能に組立てられ、前記基板の背面にケミカルを噴射するバックノズル部をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のスピンチャック。
【請求項７】
スピンチャックであって、
エッジにフラット面を有する基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、
前記スピンヘッドを回転させる駆動部と、
前記駆動部と前記スピンヘッドとを連結するスピンドルと、
前記スピンヘッド上面のエッジに設けられ、前記基板の形状を補完する複数の固定ブラケットと、を含み、
前記固定ブラケットの各々は、前記スピンヘッドに載置される前記基板のフラット面に接する接触面を含むプレートを含むことを特徴とするスピンチャック。
【請求項８】
前記固定ブラケットのプレートは、前記基板が前記スピンヘッドに載置された時、前記基板が円形になるように、エッジに曲面をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のスピンチャック。
【請求項９】
前記固定ブラケットのプレートは、前記基板の厚さと同一な厚さを有することを特徴とする請求項７に記載のスピンチャック。
【請求項１０】
前記固定ブラケットは、前記プレートが前記基板の載置される位置と同一線上に位置するように、前記スピンヘッド上面から前記プレートを支持する支持台をさらに含むことを特徴とする請求項７乃至請求項９のうち何れか一つに記載のスピンチャック。
【請求項１１】
前記スピンチャックは、前記スピンドルの内部に回転可能に組立てられ、前記基板の背面にケミカルを噴射するバックノズル部をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のスピンチャック。
【請求項１２】
前記基板は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、電界発光素子（ＦＥＤ：ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ）及び有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）の製造に使用される四角形の平板基板であることを特徴とする請求項７に記載のスピンチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装備に関し、さらに具体的には、半導体製造工程中、洗浄工程、エッチング工程などのように基板を回転させながら工程を行うために使用するスピンチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造するためには、半導体基板上に多層の薄膜を形成するが、一般的に前記薄膜形成にはエッチング工程が必須的に採択される。エッチング工程において、基板の背面に蒸着された薄膜などは後続工程で異物質として作用するので、このような不要な薄膜などの異物質を除去するため、枚葉式半導体エッチング装備を利用して基板の背面にもエッチング工程を行っている。
【０００３】
基板の背面エッチング工程に使用される既存のスピンチャックにおいて、スピンモーターから発生した回転力がベルトによって中空軸の周りのスピンに伝達されることで、スピンヘッドが回転するようになる。また、前記スピンヘッドに設けられたバックノズルを通して基板の背面にエッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）が噴射され、基板背面のエッチングを行う。
【０００４】
ところが、既存の枚葉式半導体エッチング装備のスピンチャックでは、ノッチを有する基板は容易に処理できるが、フラットゾーン（ｆｌａｔ  ｚｏｎｅ）を有する基板（一般的に２００ｍｍ基板）を処理する場合には、次のような問題点が発生する。先ず、基板のフラットゾーンによる気流不均衡によって背面のエッチング均一度が低下する短所がある。また、バックノズルから出るエッチング液が、フラットゾーンからパターンのある基板上面に浸透する現象が発生して、フラットゾーンに隣接したパターンがエッチング液によって損傷される問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した問題点を解決するための本発明の目的は、フラットゾーンによる気流不均衡を最少化できる新しい形態のスピンチャックを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、基板背面のエッチング均一度を向上させ得る新しい形態のスピンチャックを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、バックノズルから出るエッチング液が、パターンのある基板上面に浸透する現象を防止可能な新しい形態のスピンチャックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記技術的な課題を解決するために、本発明のスピンチャックは、基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、前記スピンヘッドを回転させる駆動部と、前記駆動部と前記スピンヘッドを連結するスピンドルと、前記スピンヘッドに設けられ、基板回転の時、基板のフラットゾーンによる渦流現象を防止するために、基板のフラットゾーンに対応する位置にフラットゾーンのフラット面と接する接触面を含む固定ブラケットと、を含む。
【０００９】
本発明の実施の態度によると、前記固定ブラケットは、基板のフラットゾーンと同一な形状になり得る。
本発明の実施の態度によると、前記固定ブラケットは、基板が前記スピンヘッドに載置された時、基板が完全な円形になるように、基板の円周と同一な円周を有する曲面をさらに含むことができる。
本発明の実施の態度によると、前記固定ブラケットは、基板の厚さと同一な厚さを有する。
本発明の実施の態度によると、前記スピンチャックは、前記スピンヘッドの上部エッジに設けられ、前記基板の下面エッジ及び側面を固定する固定部材をさらに含むことができる。
本発明の実施の態度によると、前記スピンチャックは、前記スピンドルの内部に回転可能に組立てされ、基板の背面に化学薬品を噴射するバックノズル部をさらに含むことができる。
前記技術的な課題を解決するために、本発明のスピンチャックは、エッジにフラット面を有する基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、前記スピンヘッドを回転させる駆動部と、前記駆動部と前記スピンヘッドを連結するスピンドルと、前記スピンヘッドの上面エッジに設けられ、前記基板の形状を補完する複数の固定ブラケットと、を含む。
本発明の実施の態度によると、前記固定ブラケット各々は、前記スピンヘッドに載置される前記基板のフラット面に接する接触面と、前記基板が円形になるようにエッジに形成される曲面とを有するプレートを含む。
本発明の実施の態度によると、前記固定ブラケットのプレートは、前記基板の厚さと同一な厚さを有し、前記プレートが前記基板が載置される位置と同一線上に位置するように、前記スピンヘッドの上面から前記プレートを支持する支持台を含む。
本発明の実施の態度によると、前記基板はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、電界発光素子（ＦＥＤ：ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ）及び有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）の製造に使用される四角形の平板基板からなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるスピンチャックは、基板のフラットゾーンと同一な形状の固定ブラケットを備えて、基板のフラットゾーンによる気流の不均衡を防止できるので、基板の背面に噴射されるエッチング液が均一に広がるようにすることができる。従って、基板の背面のエッチング均一性が向上する利点がある。特に、基板の背面に提供されるエッチング液が基板のフラットゾーンから基板の上面に浸透することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明による基板をスピニングするためのスピンチャックが使用された枚葉式エッチング装置を概略的に示す図である。図２及び図３は、図１に示すスピンチャックの平面図及び断面図である。
【００１２】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施の形態によるスピンチャック１００は、フラットゾーンを有する基板Ｗの背面をエッチングするための枚葉式エッチング装置２００に使用され得る。枚葉式エッチング装置２００は、基板Ｗの表面の所定の膜を除去するために酸溶液（ａｃｉｄ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）（以下、エッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）と称する）を使用するので、周辺装備の保護のためにスピンチャックの回りに容器（ｖｅｓｓｅｌ）２１０が位置する。容器２１０の周りには、容器２１０の内部でスピンチャック１００によって固定される基板Ｗをエッチングするための各種ユニット（図示せず）が備えられ得る。
【００１３】
このような枚葉式エッチング装置２００は、スピンチャック１００で基板Ｗをスピニングさせながら基板の背面に対するエッチング工程を行う。
【００１４】
図１乃至図３を参照して、スピンチャック１００の構成を具体的に説明する。
【００１５】
スピンチャック１００は基板Ｗが載置されるスピンヘッド１１０を有する。スピンヘッド１１０の上面（１１２）のエッジには、複数のチャッキングピン１２０が均等な間隔で上部に突出するように設けられ、その内側には複数の支持ピン１１４が均等な間隔で上部に突出するように設けられる。支持ピン１１４は基板Ｗの背面Ｗ１を支持し、チャッキングピン１２０は、基板Ｗが遠心力によってスピンヘッド１１０から離脱することを防止する。基板Ｗは、スピンヘッド１１０の支持ピン１１４に支持された状態で、スピンヘッド１１０に設けられた固定部材であるチャッキングピン１２０によって固定される。チャッキングピン１２０の偏心回転動作によって、基板Ｗの背面Ｗ１のエッジ及び側面が固定されるか、または固定状態が解除される。
【００１６】
スピンヘッド１１０は、スピンドル１３０と結合される。スピンドル１３０は内部が空いている中空軸（ｈｏｌｌｏｗ  ｓｈａｆｔ）の形態で、駆動部のスピンモーター１４０の回転力をスピンヘッド１１０に伝達する。バックノズル部１５０は、スピンドル１３０の中空部分（ｈｏｌｌｏｗ  ｓｅｃｔｉｏｎ）を通るエッチング液の移動経路である供給管１５２とスピンヘッド１１０の上面中央に設けられたノズル（ｆｉｒｓｔ  ｎｏｚｚｌｅ）１５４とを含む。ノズル１５４は、供給管１５２と連結されてスピンヘッド１１０の中央部に露出され、基板Ｗの背面Ｗ１にエッチング液などを噴射して基板Ｗの背面Ｗ１のエッチングを行う。供給管１５２は、所定の配管で構成される場合もあり、またスピンドル１３０の内部に管の形態に空いている空間として正義される場合もある。ノズル１５４によって基板Ｗの背面Ｗ１の中央部に噴射されるエッチング液は、基板Ｗの回転によって基板Ｗのエッジに容易に分散される。
【００１７】
一方、本発明のスピンチャック１００で一番重要な構成要素である固定ブラケット１６０は、スピンヘッド１１０の上部に設けられる。固定ブラケット１６０は、基板Ｗの回転の時、基板ＷのフラットゾーンＷ２による渦流現象を防止するための構成で、基板のフラットゾーンＷ２に対応する位置に設けられる。固定ブラケット１６０は、プレート１６２とプレート１６２をスピンヘッド１１０の上面から支持する支持台１６４を含む。固定ブラケット１６０のプレート１６２は、フラットゾーンＷ２のフラット面（Ｗ２ａ）と接する接触面１６２ａと、基板Ｗの周縁と同一な円周を有する曲面１６２ｂとを有し、基板ＷのフラットゾーンＷ２と同一な形状からなる。固定ブラケット１６０のプレート１６２の厚さは、基板Ｗの厚さと同一であることが好ましい。支持台１６４は、プレート１６２をスピンヘッド１１０の上面から基板Ｗと同一高さに位置させるために、プレート１６２を支える部分である。プレート１６２の形状は、スピンヘッド１１０に載置される基板ＷのフラットゾーンＷ２の形状及び大きさによって変更され得る。このような構成を有する固定ブラケット１６０は、基板Ｗがスピンヘッド１１０に載置された時、基板ＷのフラットゾーンＷ２に位置することによって、基板Ｗが完全な円形を成すようにすることに特徴がある。
【００１８】
このような構成を有するスピンチャック１００は、基板Ｗがスピンヘッド１１０に載置された時、固定ブラケット１６０が基板ＷのフラットゾーンＷ２に位置することによって、基板Ｗの形状が完全な円形になる。従って、スピンチャック１００ａは、基板Ｗが高速に回転する時、基板の背面Ｗ１（または上面）とスピンヘッド１１０の上面の間での乱流発生が抑制され、基板の背面Ｗ１側における気流の不均衡を防止できる。
【００１９】
特に、バックノズル部１５０のノズル１５４を通して基板の背面Ｗ１に噴射されるエッチング液は、基板の背面Ｗ１の中央からエッジに広がるようになる。このような過程で、既存にはフラットゾーンＷ２の付近に広がったエッチング液が基板Ｗの上面まで流れる現象が発生する虞があるが、本発明では固定ブラケット１６０によって前記のような現象を遮断できる。ここで、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）は、フラットゾーンを有する半導体基板（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を意味する。
【００２０】
図４は、本発明の他の実施の形態によるＬＣＤ基板をスピニングするためのスピンチャックが使用された枚葉式エッチング装置を概略的に示す図である。図５は、図４に示すスピンチャックの平面図であり、図６及び図７は、固定ブラケットが移動される様子を示す要部拡大図である。
【００２１】
図４及び図５を参照すると、変形例によるスピンチャック１００ａは、四つのフラットゾーンを有するＬＣＤ基板Ｓの表面にエッチング処理をするための枚葉式エッチング装置２００ａに使用できる。しかし、本発明は、ＬＣＤ基板Ｓを液状（または気体状態）の加工流体で処理する全ての設備（薬液塗布装置、現像装置など）に適用できる。そのような実施の形態のうち好ましい実施の形態として回転式エッチング（ｒｏｔａｒｙ  ｅｔｃｈｉｎｇ）工程で使用される枚葉式エッチング装置を例えて説明したものであり、このような実施の形態はエッチング処理に限定されるのではない。
【００２２】
枚葉式エッチング装置２００ａは、前述の枚葉式エッチング装置２００と同一な構成と機能を有する。ただし、本変形例では被処理物が四角平板のＬＣＤ基板Ｓであるので、それによってスピンチャック１００ａに四つの固定ブラケット１６０が設けられることに特徴がある。
本発明の変形例によると、スピンチャック１００ａは、ＬＣＤ基板Ｓが載置されるスピンヘッド１１０、スピンドル１３０、スピンモーター１４０、及び四つの固定ブラケット１６０を含み、これらは前述のスピンチャック１００と同一な構成と機能を有する。
【００２３】
ＬＣＤ基板Ｓは、スピンヘッド１１０の上面に設けられた支持ピン１１４によって支持される。ＬＣＤ基板Ｓは、スピンヘッド１１０の支持ピン１１４に支持された状態で、スピンヘッド１１０のエッジに設けられた四つの固定ブラケット１６０によって固定される。図６及び図７に示すように、固定ブラケット１６０の前後移動によってＬＣＤ基板Ｓのエッジフラット面Ｓ１が固定されるか、または固定状態が解除される場合があり、固定ブラケット１６０はシリンダー駆動装置１８０によって前後移動される。
【００２４】
本発明のスピンチャック１００ａで一番重要な構成要素である固定ブラケット１６０は、スピンヘッド１１０の上部エッジに設けられる。固定ブラケット１６０は、ＬＣＤ基板Ｓの回転の時、ＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１による渦流現象を防止するための構成で、ＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１に対応する位置に設けられる。固定ブラケット１６０のプレート１６２は、ＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１と接する接触面１６２ａと、曲線面１６２ｂとを有し、ＬＣＤ基板Ｓが完全な円形になるように補完する形象を有する。固定ブラケット１６０のプレート１６２の厚さは、ＬＣＤ基板Ｓの厚さと同一であり、支持台１６４は、プレート１６２をスピンヘッド１１０の上面からＬＣＤ基板Ｓと同一な高さに位置させるためにプレート１６２を支持する。プレート１６２の形象は、スピンヘッド１１０に載置されるＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１の形象及び大きさによって変更され得る。このような構成を有する固定ブラケット１６０は、ＬＣＤ基板Ｓがスピンヘッド１１０に載置された時、ＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１に位置することによって、ＬＣＤ基板Ｓが完全な円形をなすようにすることに特徴がある。
【００２５】
このような構成を有するスピンチャック１００ａは、ＬＣＤ基板Ｓがスピンヘッド１１０に載置された時、固定ブラケット１６０がＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１に位置して、ＬＣＤ基板Ｓの形状が完全な円形になる。従って、スピンチャック１００ａはＬＣＤ基板Ｓ１が高速に回転する時、ＬＣＤ基板Ｓ１の背面（または上面）とスピンヘッド１１０の上面の間での乱流発生が抑制され、ＬＣＤ基板Ｓの背面側における気流の不均衡を防止できる。
【００２６】
本発明におけるＬＣＤ基板は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、電界発光素子（ＦＥＤ：ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ）及び有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）などの平板表示装置に使用される四角形の平板基板であり得る。
【００２７】
以上で、本発明によるスピンチャックの構成及び作用を前記の説明及び図面によって説明したが、これは例をあげて説明したことに過ぎない。また、本発明の技術的な思想を離脱しない範囲内で多様な変化及び変更ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、基板を支持して回転させながら工程を行う多様な基板処理工程で有用に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による基板をスピニングするためのスピンチャックが使用された枚葉式エッチング装置を概略的に示す図である。
【図２】図１に示すスピンチャックの平面図である。
【図３】図１に示すスピンチャックの断面図である。
【図４】本発明によるＬＣＤ基板をスピニングするためのスピンチャックが使用された枚葉式エッチング装置を概略的に示す図である。
【図５】図４に示すスピンチャックの平面図である。
【図６】固定ブラケットが移動される様子を示す要部拡大図である。
【図７】固定ブラケットが移動される様子を示す要部拡大図である。
【図１】
2009514208.tif 000003
【図２】
2009514208.tif 000004
【図３】
2009514208.tif 000005
【図４】
2009514208.tif 000006
【図５】
2009514208.tif 000007
【図６】
2009514208.tif 000008
【図７】
2009514208.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月30日(2008.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンチャックであって、
基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、
前記スピンヘッドを回転させる駆動部と、
前記駆動部と前記スピンヘッドとを連結するスピンドルと、
前記スピンヘッドに設けられ、前記基板の回転の時、前記基板のフラットゾーンによる渦流現象を防止するために、前記基板のフラットゾーンと対応する位置にフラットゾーンのフラット面と接する接触面を含む固定ブラケットと、を含むことを特徴とするスピンチャック。
【請求項２】
前記固定ブラケットは、前記基板のフラットゾーンと同一な形状からなることを特徴とする請求項１に記載のスピンチャック。
【請求項３】
前記固定ブラケットは、前記基板が前記スピンヘッドに載置された時、前記基板が完全な円形になるように、前記基板の円周と同一な円周を有する曲面をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスピンチャック。
【請求項４】
前記固定ブラケットは、前記基板の厚さと同一な厚さを有することを特徴とする請求項３に記載のスピンチャック。
【請求項５】
前記スピンチャックは、前記スピンヘッドの上部のエッジに設けられ、前記基板の下面のエッジ及び側面を固定する固定部材をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスピンチャック。
【請求項６】
前記スピンチャックは、前記スピンドルの内部に回転可能に設けられ、前記基板の背面に化学薬品を噴射するバックノズル部をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のスピンチャック。
【請求項７】
スピンチャックであって、
エッジにフラット面を有する基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、
前記スピンヘッドを回転させる駆動部と、
前記駆動部と前記スピンヘッドとを連結するスピンドルと、
前記スピンヘッド上面のエッジに設けられ、前記基板の形状を補完する複数の固定ブラケットと、を含み、
前記固定ブラケットの各々は、前記スピンヘッドに載置される前記基板のフラット面に接する接触面を含むプレートを含むことを特徴とするスピンチャック。
【請求項８】
前記固定ブラケットのプレートは、前記基板が前記スピンヘッドに載置された時、前記基板が円形になるように、エッジに曲面をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のスピンチャック。
【請求項９】
前記固定ブラケットのプレートは、前記基板の厚さと同一な厚さを有することを特徴とする請求項７に記載のスピンチャック。
【請求項１０】
前記固定ブラケットは、前記プレートが前記基板の載置される位置と同一線上に位置するように、前記スピンヘッド上面から前記プレートを支持する支持台をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のスピンチャック。
【請求項１１】
前記スピンチャックは、前記スピンドルの内部に回転可能に設けられ、前記基板の背面に化学薬品を噴射するバックノズル部をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のスピンチャック。
【請求項１２】
前記基板は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、電界発光素子（ＦＥＤ：ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ）及び有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）の製造に使用される四角形の平板基板であることを特徴とする請求項７に記載のスピンチャック。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装備に関し、さらに具体的には、半導体製造工程中、洗浄工程、エッチング工程などのように基板を回転させながら工程を行うために使用するスピンチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造するためには、半導体基板上に多層の薄膜を形成するが、一般的に前記薄膜形成にはエッチング工程が必須的に採択される。エッチング工程において、基板の背面に蒸着された薄膜などは後続工程で異物として作用するので、このような不要な薄膜などの異物を除去するため、枚葉式半導体エッチング装備を利用して基板の背面にもエッチング工程を行っている。
【０００３】
基板の背面エッチング工程に使用される既存のスピンチャックにおいて、スピンモーターから発生した回転力がベルトによって中空軸の周りのスピンドルに伝達されることで、スピンヘッドが回転するようになる。また、前記スピンヘッドに設けられたバックノズルを通して基板の背面にエッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）が噴射され、基板背面のエッチングを行う。
【０００４】
ところが、既存の枚葉式半導体エッチング装置のスピンチャックでは、ノッチを有する基板は容易に処理できるが、フラットゾーン（ｆｌａｔ  ｚｏｎｅ）を有する基板（一般的に２００ｍｍ基板）を処理する場合には、次のような問題点が発生する。（１）先ず、基板のフラットゾーンによる気流不均衡によって背面のエッチング均一度が低下する短所がある。（２）また、バックノズルから出るエッチング液が、フラットゾーンからパターンのある基板上面に浸透する現象が発生して、フラットゾーンに隣接したパターンがエッチング液によって損傷される問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、気流不均衡を低減するスピンチャックを提供する。
【０００６】
本発明の他の実施形態は、基板背面のエッチング均一度を向上するスピンチャックを提供する。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、バックノズルから出るエッチング液が、パターンのある基板上面に浸透する現象を防止するスピンチャックを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態において、スピンチャックは、基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、前記スピンヘッドを回転させる駆動部と、前記駆動部と前記スピンヘッドを連結するスピンドルと、前記スピンヘッドに設けられ、基板回転の時、基板のフラットゾーンによる渦流現象を防止するために、基板のフラットゾーンに対応する位置にフラットゾーンのフラット面と接する接触面を含む固定ブラケットと、を含む。
【０００９】
実施形態において、スピンチャックは、エッジにフラット面を有する基板が載置される回転可能なスピンヘッドと、前記スピンヘッドを回転させる駆動部と、前記駆動部と前記スピンヘッドを連結するスピンドルと、前記スピンヘッドの上面エッジに設けられ、前記基板の形状を補完する複数の固定ブラケットと、を含み、前記固定ブラケットの各々は、前記スピンヘッドに載置される前記基板のフラット面に接する接触面を含むプレートを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるスピンチャックは、基板のフラットゾーンと同一な形状の固定ブラケットを備えて、基板のフラットゾーンによる気流の不均衡を防止できるので、基板の背面に噴射されるエッチング液が均一に広がるようにすることができる。従って、基板の背面のエッチング均一性が向上する利点がある。特に、基板の背面に提供されるエッチング液が基板のフラットゾーンから基板の上面に浸透することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明による基板をスピニングするためのスピンチャックが使用された枚葉式エッチング装置を概略的に示す図である。図２及び図３は、図１に示すスピンチャックの平面図及び断面図である。
【００１２】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施の形態によるスピンチャック１００は、フラットゾーンを有する基板Ｗの背面をエッチングするための枚葉式エッチング装置２００に使用され得る。枚葉式エッチング装置２００は、基板Ｗの表面の所定の膜を除去するために酸溶液（ａｃｉｄ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）（以下、エッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）と称する）を使用するので、周辺装備の保護のためにスピンチャックの回りに容器（ｖｅｓｓｅｌ）２１０が位置する。容器２１０の周りには、容器２１０の内部でスピンチャック１００によって固定される基板Ｗをエッチングするための各種ユニット（図示せず）が備えられ得る。
【００１３】
このような枚葉式エッチング装置２００は、スピンチャック１００で基板Ｗをスピニングさせながら基板の背面に対するエッチング工程を行う。
【００１４】
図１乃至図３を参照して、スピンチャック１００の構成を具体的に説明する。
【００１５】
スピンチャック１００は基板Ｗが載置されるスピンヘッド１１０を有する。スピンヘッド１１０の上面（１１２）のエッジには、複数のチャッキングピン１２０が均等な間隔で上部に突出するように設けられ、その内側には複数の支持ピン１１４が均等な間隔で上部に突出するように設けられる。支持ピン１１４は基板Ｗの背面Ｗ１を支持し、チャッキングピン１２０は、基板Ｗが遠心力によってスピンヘッド１１０から離脱することを防止する。基板Ｗは、スピンヘッド１１０の支持ピン１１４に支持された状態で、スピンヘッド１１０に設けられた固定部材であるチャッキングピン１２０によって固定される。チャッキングピン１２０の偏心回転動作によって、基板Ｗの背面Ｗ１のエッジ及び側面が固定されるか、または固定状態が解除される。
【００１６】
スピンヘッド１１０は、スピンドル１３０と結合される。スピンドル１３０は内部が空いている中空軸（ｈｏｌｌｏｗ  ｓｈａｆｔ）の形態で、駆動部のスピンモーター１４０の回転力をスピンヘッド１１０に伝達する。バックノズル部１５０は、スピンドル１３０の中空部分（ｈｏｌｌｏｗ  ｓｅｃｔｉｏｎ）を通るエッチング液の移動経路である供給管１５２とスピンヘッド１１０の上面中央に設けられたノズル（ｆｉｒｓｔ  ｎｏｚｚｌｅ）１５４とを含む。ノズル１５４は、供給管１５２と連結されてスピンヘッド１１０の中央部に露出され、基板Ｗの背面Ｗ１にエッチング液などを噴射して基板Ｗの背面Ｗ１のエッチングを行う。供給管１５２は、所定の配管で構成される場合もあり、またスピンドル１３０の内部に管の形態に空いている空間として正義される場合もある。ノズル１５４によって基板Ｗの背面Ｗ１の中央部に噴射されるエッチング液は、基板Ｗの回転によって基板Ｗのエッジに容易に分散される。
【００１７】
固定ブラケット１６０は、本発明のスピンチャック１００で一番重要な構成要素である。固定ブラケット１６０は、スピンヘッド１１０の上部に設けられ、回転する基板ＷのフラットゾーンＷ２による渦流現象を防止する。固定ブラケット１６０は、基板のフラットゾーンＷ２に対応する位置に設けられ、プレート１６２とプレート１６２をスピンヘッド１１０の上面１１２から支持する支持台１６４を含む。プレート１６２は、フラットゾーンＷ２のフラット面（Ｗ２ａ）と接する接触面１６２ａと、基板Ｗの周縁と同一な円周を有する曲面１６２ｂとを有し、基板ＷのフラットゾーンＷ２と同一な形状からなる。プレート１６２の厚さは、基板Ｗの厚さと同一である。プレート１６２は、スピンヘッド１１０の上面１１２から基板Ｗと同一の高さとなるように、支持台１６４により支持される。プレート１６２の形状は、スピンヘッド１１０に載置される基板ＷのフラットゾーンＷ２の形状及び大きさによって変更され得る。このような構成を有する固定ブラケット１６０は、スピンヘッド１１０に載置された基板ＷのフラットゾーンＷ２に配置され、基板Ｗが完全な円形を成すことが可能となる。
【００１８】
基板Ｗがスピンヘッド１１０に載置された時、固定ブラケット１６０が基板ＷのフラットゾーンＷ２に位置することによって、基板Ｗの形状が完全な円形になる。従って、スピンチャック１００ａは、基板Ｗが高速に回転する時、基板の背面Ｗ１（または上面）とスピンヘッド１１０の上面１１２との間での乱流発生が抑制され、基板の背面Ｗ１側における気流の不均衡を防止できる。
【００１９】
特に、バックノズル部１５０のノズル１５４を通して基板の背面Ｗ１に噴射されるエッチング液は、基板の背面Ｗ１の中央からエッジに広がるようになる。従来は、フラットゾーンＷ２の付近に広がったエッチング液が基板Ｗの上面まで流れる。しかし、本発明の固定ブラケット１６０は、エッチング液がそこまで流れることを防ぐように構成される。ここで、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）は、フラットゾーンを有する半導体基板（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を意味する。
【００２０】
図４は、本発明の他の実施の形態によるＬＣＤ基板をスピニングするためのスピンチャック１００ａが使用された枚葉式エッチング装置２００ａを示す図である。図５は、図４に示すスピンチャック１００ａの平面図であり、図６及び図７は、固定ブラケットが移動される様子を示す要部拡大図である。
【００２１】
図４及び図５を参照すると、変形例によるスピンチャック１００ａは、四つのフラットゾーンを有するＬＣＤ基板Ｓの表面にエッチング処理をするための枚葉式エッチング装置２００ａに使用できる。しかし、本発明は、ＬＣＤ基板Ｓを液状（または気体状態）の加工流体で処理する全ての設備（薬液塗布装置、現像装置など）に適用できる。そのような実施の形態のうち好ましい実施の形態として回転式エッチング（ｒｏｔａｒｙ  ｅｔｃｈｉｎｇ）工程で使用される枚葉式エッチング装置を例えて説明したものであり、このような実施の形態はエッチング処理に限定されるのではない。
【００２２】
枚葉式エッチング装置２００ａは、前述の枚葉式エッチング装置２００と同一な構成と機能を有する。ただし、本変形例では被処理物が四角平板のＬＣＤ基板Ｓであるので、それによってスピンチャック１００ａに四つの固定ブラケット１６０が設けられる。
【００２３】
ＬＣＤ基板Ｓは、スピンヘッド１１０の上面１１２に設けられた支持ピン１１４によって支持される。支持されたＬＣＤ基板Ｓは、スピンヘッド１１０のエッジに設けられた四つの固定ブラケット１６０によって固定される。図６及び図７に示すように、固定ブラケット１６０の前後移動によってＬＣＤ基板Ｓのエッジフラット面Ｓ１が固定されるか、または固定状態が解除される。固定ブラケット１６０はシリンダー駆動装置１８０によって前後移動される。
【００２４】
固定ブラケット１６０は、本発明のスピンチャック１００ａで一番重要な構成要素であり、スピンヘッド１１０の上部エッジに設けられ、回転するＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１による渦流現象を防止する。これら固定ブラケット１６０は、それぞれ、ＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１に対応する位置に配置される。固定ブラケット１６０のプレート１６２は、ＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１と接する接触面１６２ａと、曲面１６２ｂとを有する。さらに、固定ブラケット１６０のプレート１６２は、ＬＣＤ基板Ｓが完全な円形になるように補完する形状を有する。固定ブラケット１６０のプレート１６２の厚さは、ＬＣＤ基板Ｓの厚さと同一であり、スピンヘッド１１０の上面１１２から基板Ｗと同一の高さとなるように、支持台１６４により支持される。プレート１６２の形状は、スピンヘッド１１０に載置されるＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１の形状及び大きさによって変更され得る。このような構成を有する固定ブラケット１６０は、スピンヘッド１１０に載置されたＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１に配置され、ＬＣＤ基板Ｓが完全な円形を成すことが可能となる。
【００２５】
ＬＣＤ基板Ｓがスピンヘッド１１０に載置された時、固定ブラケット１６０がＬＣＤ基板Ｓのフラット面Ｓ１に位置して、ＬＣＤ基板Ｓの形状が完全な円形になる。従って、スピンチャック１００ａはＬＣＤ基板Ｓが高速に回転する時、ＬＣＤ基板Ｓ１の背面（または上面）とスピンヘッド１１０の上面１１２との間での乱流発生が抑制され、ＬＣＤ基板Ｓの背面側における気流の不均衡を防止できる。
【００２６】
本発明におけるＬＣＤ基板は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、電界発光素子（ＦＥＤ：ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ）及び有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）などの平板表示装置に使用される四角形の平板基板であり得る。
【００２７】
以上で、本発明によるスピンチャックの構成及び作用を前記の説明及び図面によって説明したが、これは例をあげて説明したことに過ぎない。また、本発明の技術的な思想を離脱しない範囲内で多様な変化及び変更ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、基板を支持して回転させながら工程を行う多様な基板処理工程で有用に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による基板をスピニングするためのスピンチャックが使用された枚葉式エッチング装置を概略的に示す図である。
【図２】図１に示すスピンチャックの平面図である。
【図３】図１に示すスピンチャックの断面図である。
【図４】本発明によるＬＣＤ基板をスピニングするためのスピンチャックが使用された枚葉式エッチング装置を概略的に示す図である。
【図５】図４に示すスピンチャックの平面図である。
【図６】固定ブラケットが移動される様子を示す要部拡大図である。
【図７】固定ブラケットが移動される様子を示す要部拡大図である。
【国際調査報告】
2009514208.tif 000010
2009514208.tif 000011