(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のベベルおよび裏面を保護するための装置であって、
基板を保持して位置決めする真空チャックと、
基部と支持部とを有する保護装置とを備え、前記支持部は基板近傍に配置され、前記支持部と前記基板との間に隙間が形成され、前記支持部は前記隙間にガスを供給するための複数の噴射口と、前記ガスを前記隙間から放出するための複数の放出口とを有しており、前記基部は複数のガスラインを有しており、各ガスラインは一つの噴射口に接続されており、
前記保護装置の前記ガスラインにガスを供給するガス供給装置を備え、前記複数の噴射口が前記隙間にガスを供給して、前記隙間に正のガス圧を形成し、前記隙間内のガスが前記基板のベベルおよび裏面を保護するガスカーテンとして機能し、
前記真空チャックおよび前記保護装置を回転駆動させる回転アクチュエータと、
真空チャックを駆動して垂直移動させる垂直アクチュエータとを備えていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記複数の噴射口および放出口は、前記支持部の同一円周上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各噴射口は、ガスを外側に向けて導出するように、前記支持部の底面に対して傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記支持部は前記基部に脱着可能に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記真空チャックは回転スピンドルを介して前記回転アクチュエータに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記回転スピンドルの外壁は、その垂直軸に沿って延在する少なくとも二つの突起を有しており、前記基部の内壁は、前記突起を保持するための少なくとも二つのスロットを有しており、前記回転アクチュエータが前記回転スピンドルを介して前記真空チャックを回転させると、前記基部も従動部として、前記真空チャックと同じ速度で回転駆動されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記回転アクチュエータの中心および前記回転スピンドルの中心を通り、前記真空チャックまで延在しており、前記基板の保持および位置決めを行うための真空吸引を行う真空ラインをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記真空ラインの圧力制御用に前記真空ライン上に配置された圧力調整器をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ガス供給装置は、前記保護装置の前記基部の外壁の周囲に配置されており、前記ガス供給装置は固定されており、前記基部が回転駆動されたときに前記基部と共に回転しないことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ガス供給装置は、前記保護装置の前記ガスラインにガスを供給するガス管を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
ガス流速制御のために前記ガス管に取り付けられた質量流量制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
ガス圧制御のために前記ガス管に取り付けられたガス圧力調整器をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記隙間内のガス圧力は、前記ガスラインのガス流速およびガス圧によって一定に制御され維持されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記垂直アクチュエータは、前記回転アクチュエータを上下動させて、前記真空チャックを垂直移動させることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記垂直アクチュエータは、前記回転アクチュエータを駆動して、前記垂直アクチュエータの底部位置まで下降させ、前記基板上に薬液が吐出され、シュラウドによって前記薬液が遮蔽されて飛散が防止されることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記垂直アクチュエータは、前記回転アクチュエータを駆動して、前記垂直アクチュエータの中間位置まで上昇させ、前記基板のベベルおよび裏面をすすぐために、すすぎ用液体が前記基板に供給され、前記すすぎ用液体は別のシュラウドによって飛散することなく遮蔽されることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記基板のベベルおよび裏面をすすぐために、前記すすぎ用液体が前記基板に供給されるときに、前記複数の噴射口にはガスが供給され続け、飛散した前記すすぎ用液体が前記支持部に蓄積されたり前記ガスラインへ流れ込むことを防止することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記垂直アクチュエータは前記回転アクチュエータを前記垂直アクチュエータの上面位置まで移動させることにより、前記真空チャックを上昇させ、前記基板を脱着するために、前記支持部から所定の垂直方向の距離を維持することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記保護装置の前記支持部は、先端が尖った突出部または平坦形状の突出部を有しており、前記基板の切欠きに嵌っていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記保護装置の前記支持部は条件に合わせて交換可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記隙間のサイズは、前記基板の周囲において一定に維持されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記保護装置の前記支持部の上面および前記基板は、同一の水平面に在ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、より具体的には、洗浄、エッチング、現像、フォトレジストのコーティングまたは除去等の湿式工程において、基板のベベルおよび裏面に対する損傷を防止するために、前記基板のベベルおよび裏面を保護するガスカーテンを使用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造工程において、基板のベベル（ｂｅｖｅｌ）および裏面は、処理用化学薬品による損傷から保護する必要がある。中には、基板のベベルおよび裏面は、処理用化学薬品によって傷つきやすい場合がある。基板の表面に対して、洗浄、エッチング、現像、フォトレジストのコーティング・除去等の処理が施されているときに、基板のベベルおよび裏面に損傷がないようにすることが課題となる。
【０００３】
ウェーハなどの基板を、半導体基板、ガラス、サファイアなどの基板キャリアに接合し、一連の所望の工程の後、基板を基板キャリアから分離することがある。ある特定の湿式工程において、基板の表面は化学薬品によって処理されるが、基板キャリアのベベルおよび裏面を保護する効果的な装置または方法がないため、基板の表面を化学薬品によって処理する際に、基板キャリアのベベルおよび裏面が化学薬品によって損傷する。しかし、基板キャリアに対するこのような損傷は、以降の工程または基板キャリアを再利用するために回避するべきである。
【０００４】
したがって、基板の表面を処理する際に、基板のベベルおよび裏面を保護するための装置が必要となる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明によれば、基板のベベルおよび裏面を保護するための装置が提供される。前記装置は、真空チャックと、保護装置と、ガス供給装置と、回転アクチュエータと、垂直アクチュエータとを備えている。前記真空チャックは前記基板を保持し位置決めする。前記保護装置は、基部と支持部とを有する。前記支持部は前記基板近傍に配置され、前記支持部と前記基板との間には隙間が形成される。前記支持部は、前記隙間にガスを供給するための複数の噴射口と、隙間からガスを放出するための複数の放出口とを有する。前記基部は複数のガスラインを有しており、各ガスラインは一つの噴射口に接続されている。前記ガス供給装置は、前記保護装置の前記ガスラインにガスを供給する。前記複数の噴射口は、前記隙間にガスを供給して前記隙間内に正のガス圧を形成し、前記隙間内のガスは前記基板のベベルおよび裏面を保護するガスカーテンとして機能する。前記回転アクチュエータは、前記真空チャックおよび前記保護装置を回転駆動する。前記垂直アクチュエータは、前記真空チャックを垂直移動させる。
【０００６】
本発明は、前記保護装置を使用して基板のベベル及び裏面を保護するガスカーテンを形成し、前記基板の処理時に基板のベベルおよび裏面に対する損傷を防止する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明は、添付の図面および以下の実施形態の説明を参照することによって、当業者に明らかとなるであろう。
【０００８】
【図１Ａ】本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の例示的な実施形態の断面図である。
【図１Ｂ】本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の例示的な実施形態の断面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１Ｄ】図１ＡのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２Ａ】本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の例示的な実施形態の上面図である。
【図２Ｂ】本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の別の例示的な実施形態の別の上面図である。
【図３Ａ】本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の別の例示的な実施形態の断面図である。
【図３Ｂ】本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の別の例示的な実施形態の断面図である。
【図３Ｃ】本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の別の例示的な実施形態の断面図である。
【図３Ｄ】図３ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１Ａ〜図１Ｄを参照して、本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の例示的な実施形態を説明する。前記装置は、真空吸着により基板の裏面を保持して位置決めする真空チャック１０３と、真空チャック１０３の周囲を囲んで基板のベベルおよび裏面を保護する保護装置と、基板のベベルおよび裏面を保護するためのガスカーテンを形成する保護装置にガスを供給するガス供給装置１１４と、真空チャック１０３に接続され、真空チャック１０３と保護装置とを回転駆動する回転アクチュエータ１１５と、真空チャック１０３を駆動して垂直移動させる垂直アクチュエータ１１３とを備えている。
【００１０】
真空チャック１０３は回転スピンドル１０６を介して回転アクチュエータ１１５に接続されている。回転スピンドル１０６の一端は真空チャック１０３に接続されており、回転スピンドル１０６の他端は回転アクチュエータ１１５に接続されている。真空ライン１１６は、回転アクチュエータ１１５の中心および回転スピンドル１０６の中心を通り、真空チャック１０３まで延在しており、基板の保持および位置決めを行うための真空吸引を可能としている。圧力調整器１２７は、真空ライン１１６の圧力制御用に真空ライン１１６上に配置されている。
【００１１】
保護装置は、基部１１０と、基部１１０から取り外し可能に基部１１０に搭載された支持部１０４とを含む。支持部１０４は、複数の噴射口１０７と、複数の放出口１０８とを有する。複数の噴射口１０７および放出口１０８は、支持部１０４の同一円周上に配置されている。各噴射口１０７は、ガスを外側に向けて導出するように、支持部１０４の底面に対して傾斜して形成されている。基部１１０は複数のガスライン１１１を有しており、各ガスライン１１１は一つの噴射口１０７に接続されて、噴射口１０７にガスを供給する。図１Ｃに示すように、回転スピンドル１０６の外壁は、その垂直軸に沿って延在する少なくとも二つの突起１３１を有する。これに対応して、基部１１０の内壁は、突起１３１を保持するための少なくとも二つのスロット１３２を有する。回転アクチュエータ１１５が回転スピンドル１０６を介して真空チャック１０３を回転させると、基部１１０も従動部として、真空チャック１０３と同じ速度で回転駆動される。したがって処理中、真空チャック１０３、基板、および、保護装置の基部１１０と支持部１０４とは、所定速度で共に回転する。
【００１２】
ガス供給装置１１４は、保護装置の基部１１０の外壁の周囲に配置されている。ガス供給装置１１４は固定されており、基部１１０が回転駆動されたときに基部１１０と共に回転することができない。一実施形態において、ガス供給装置１１４は、処理チャンバの底部に固定されていてもよい。ガス供給装置１１４のガス管１２８は、保護装置のガスライン１１１にガスを供給する。質量流量制御部１２９は、ガス流速制御のためにガス管１２８に取り付けられている。ガス圧力調整器（図示せず）も、ガス圧制御のためにガス管１２８に取り付けられている。
【００１３】
垂直アクチュエータ１１３は、回転アクチュエータ１１５を上下動させて、真空チャック１０３を垂直移動させる。
【００１４】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、基板の処理に前記装置を使用する際に、基板１０１を、半導体基板、ガラス、又は、サファイア製の基板キャリア１０２に結合する。真空チャック１０３は、基板をその裏面から真空吸引により把持する。本実施形態において、真空チャック１０３は、基板１０１が結合された基板キャリア１０２を把持する。垂直アクチュエータ１１３は、回転アクチュエータ１１５を駆動して、垂直アクチュエータ１１３の底部位置まで下降させる。処理中、回転アクチュエータ１１５は、真空チャック１０３、基板キャリア１０２、および、保護装置を共に、１０〜３０００ＲＰＭの所定速度で回転駆動させる。前記保護装置の支持部１０４は基板キャリア１０２近傍に配置され、支持部１０４と基板キャリア１０２との間には隙間１０５が形成される。複数の噴射口１０７は、隙間１０５にＮ2またはＣＤＡなどの保護ガスを供給する。複数の放出口１０８は、隙間１０５から保護ガスを放出し、保護ガスが基板キャリア１０２のベベルと支持部１０４との間の空間を通って空間の上方の領域まで噴出することを防止する。この場合、隙間１０５には正のガス圧が形成され、隙間１０５内の保護ガスが、処理中の基板キャリア１０２のベベルおよび裏面を保護するガスカーテンとして機能する。ノズル１１２は、基板１０１の表面に薬液を吐出するものであり、隙間１０５内のガスカーテンによって薬液が基板キャリア１０２のベベルおよび裏面に流れ込むことを防止する。一方、薬液は、支持部１０４の上面から、支持部１０４の周囲に配置されたシュラウド（ｓｈｒｏｕｄ）１１８に流れ、シュラウド１１８によって、薬液が飛散することなく遮蔽される。一実施形態において、シュラウド１１８として処理チャンバの壁を使用してもよい。隙間１０５内の一定のガス圧力は、ガスライン１１１のガス流速およびガス圧によって制御され、大気圧に対して正の値に維持される。
【００１５】
図１Ｂに示すように、垂直アクチュエータ１１３は回転アクチュエータ１１５を垂直アクチュエータ１１３の上面位置まで移動させる。これにより真空チャック１０３が上昇し、基板、ここでは基板キャリア１０２を脱着するために、又は、他のすすぎ洗い工程の間、支持部１０４から所望の垂直方向の距離を維持することが可能となる。真空チャック１０３の円滑な昇降を確保するために、回転スピンドル１０６と基部１１０との間には隙間１１５ａが維持され、真空チャック１０３と支持部１０４との間には隙間１１５ｂが維持されている。間隙１１５ｂは、基板のベベルおよび裏面を保護している間、隙間１０５内に正のガス圧力を形成するために充分な小ささでなければならない。
【００１６】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、基板キャリア２０２の周囲の隙間２０５のサイズを一定に保つために、支持部２０４には先端が尖った突出部２３４または平坦形状の突出部２３５が設計され、基板キャリア２０２の切欠きに嵌っている。これに対応して、基板キャリア２０２上に結合される基板２０１は、同じ形状の切欠きを有する。異なる形状の突出部を有する支持部２０４は、異なる基板への用途に合わせて容易に交換可能である。別の実施形態において、支持部２０４の上面と基板キャリア２０２を同一の水平面に維持するために、異なる厚みを有する支持部２０４を、異なる基板キャリアに合わせて容易に交換可能である。
【００１７】
図３Ａ〜図３Ｄを参照して、本発明による、基板のベベルおよび裏面を保護する装置の別の例示的な実施形態を説明する。前記装置は、真空吸着により基板の裏面を保持して位置決めする真空チャック３０３と、真空チャック３０３の周囲を囲んで基板のベベルおよび裏面を保護する保護装置と、基板のベベルおよび裏面を保護するためのガスカーテンを形成する保護装置にガスを供給するガス供給装置３１４と、真空チャック３０３に接続され、真空チャック３０３と保護装置とを回転駆動する回転アクチュエータ３１５と、真空チャック３０３を駆動して垂直移動させる垂直アクチュエータ３１３と、互いに異なる処理工程において、互いに異なる複数種類の処理液を遮蔽して、処理液の飛散を回避するための上部シュラウド３１８および下部シュラウド３１９とを備えている。
【００１８】
真空チャック３０３は回転スピンドル３０６を介して回転アクチュエータ３１５に接続されている。回転スピンドル３０６の一端は真空チャック３０３に接続されており、回転スピンドル３０６の他端は回転アクチュエータ３１５に接続されている。真空ライン３１６は、回転アクチュエータ３１５の中心および回転スピンドル３０６の中心を通り、真空チャック３０３まで延在しており、基板の保持および位置決めを行うための真空吸引を可能としている。圧力調整器３２７は、真空ライン３１６の圧力制御用に真空ライン３１６上に配置されている。
【００１９】
保護装置は、基部３１０と、基部３１０から取り外し可能に基部３１０に搭載された支持部３０４とを含む。支持部３０４は、複数の噴射口３０７と、複数の放出口３０８とを有する。複数の噴射口３０７および放出口３０８は、支持部３０４の円上に配置されている。各噴射口３０７は、ガスを外側に向けて導出するように、支持部３０４の底面に対して傾斜して形成されている。基部３１０は複数のガスライン３１１を有しており、各ガスライン３１１は一つの噴射口３０７に接続されて、噴射口３０７にガスを供給する。図３Ｄに示すように、回転スピンドル３０６の外壁は、その垂直軸に沿って延在する少なくとも二つの突起３３１を有する。これに対応して、基部３１０の内壁は、前記突起３３１を保持するための少なくとも二つのスロット３３２を有する。回転アクチュエータ３１５が回転スピンドル３０６を介して真空チャック３０３を回転させると、基部３１０も従動部として、真空チャック３０３と同じ速度で回転駆動される。したがって処理中、真空チャック３０３、基板、および、保護装置の基部３１０と支持部３０４とは、所定速度で共に回転する。
【００２０】
ガス供給装置３１４は、保護装置の基部３１０の外壁の周囲に配置されている。ガス供給装置３１４は固定されており、基部３１０が回転駆動されたときに基部３１０と共に回転することができない。一実施形態において、ガス供給装置３１４は、処理チャンバの底部に固定されていてもよい。ガス供給装置３１４のガス管３２８は、保護装置のガスライン３１１にガスを供給する。質量流量制御部３２９は、ガス流速制御のためにガス管３２８に取り付けられている。ガス圧力調整器（図示せず）も、ガス圧制御のためにガス管３２８に取り付けられている。
【００２１】
垂直アクチュエータ３１３は、回転アクチュエータ３１５を上下動させて、真空チャック３０３を垂直移動させる。
【００２２】
図３Ａおよび図３Ｃに示すように、基板の処理に前記装置を使用する際に、基板３０１を、半導体基板、ガラス、又は、サファイア製の基板キャリア３０２に結合する。真空チャック３０３は、基板をその裏面から真空吸引により把持する。本実施形態において、真空チャック３０３は、基板３０１が結合された基板キャリア３０２を把持する。垂直アクチュエータ３１３は、回転アクチュエータ３１５を駆動して、垂直アクチュエータ３１３の底部位置まで下降する。処理中、回転アクチュエータ３１５は、真空チャック３０３、基板キャリア３０２、および、保護装置を共に、１０〜３０００ＲＰＭの所定速度で回転駆動させる。前記保護装置の支持部３０４は基板キャリア３０２近傍に配置され、支持部３０４と基板キャリア３０２との間には隙間３０５が形成される。複数の噴射口３０７は、隙間３０５にＮ2またはＣＤＡなどの保護ガスを供給する。複数の放出口３０８は、隙間３０５から保護ガスを放出し、保護ガスが基板キャリア３０２のベベルと支持部３０４との間の空間を通って空間の上方の領域まで噴出することを防止する。この場合、隙間３０５には正のガス圧が形成され、隙間３０５内の保護ガスが、処理中の基板キャリア３０２のベベルおよび裏面を保護するガスカーテンとして機能する。ノズル３１２は、基板３０１の表面に薬液を吐出するものであり、隙間３０５内のガスカーテンによって薬液が基板キャリア３０２のベベルおよび裏面に流れ込むことを防止する。一方、薬液は、支持部３０４の上面から下部シュラウド３１９に流れ、下部シュラウド３１９によって、薬液が飛散することなく遮蔽される。隙間３０５内の一定のガス圧力は、ガスライン３１１のガス流速およびガス圧によって制御され、大気圧に対して正の値に維持される。
【００２３】
図３Ｂに示すように、垂直アクチュエータ３１３が、回転アクチュエータ３１５を駆動して、垂直アクチュエータ３１３の中間位置まで上昇させ、真空チャック３０３は回転アクチュエータ３１５と共に上昇する。その後、ノズル３１２は基板３０１の表面にすすぎ用の液体を吐出する。支持部３０４と基板キャリア３０２との間の隙間が大きくなるため、基板キャリア３０２のベベルおよび裏面を保護するガスカーテンは形成できなくなる。すすぎ用液体は、基板キャリア３０２のベベルおよび裏面に流れ込む。すすぎ洗いの工程は、基板キャリア３０２のベベルおよび裏面をすすいで、化学薬品が確実に残らないようにするために行われる。すすぎ用液体は上部シュラウド３１８によって飛散することなく遮蔽される。複数の噴射口３０７には保護ガスが供給され続け、飛散したすすぎ用液体が支持部３０４に蓄積されたりガスライン３１１へ流れ込むことを防止する。
【００２４】
図３Ｃに示すように、垂直アクチュエータ３１３は回転アクチュエータ３１５を垂直アクチュエータ３１３の上面位置まで移動させる。これにより真空チャック３０３が持ち上げられ、基板、ここでは基板キャリア３０２を脱着するために、支持部３０４から所望の垂直方向の距離を維持することが可能となる。真空チャック３０３の円滑な昇降を確保するために、回転スピンドル３０６と基部３１０との間には隙間３１５ａが維持され、真空チャック３０３と支持部３０４との間には隙間３１５ｂが維持されている。間隙３１５ｂは、基板のベベルおよび裏面を保護している間、隙間３０５内に正のガス圧力を形成するために充分な小ささでなければならない。基板キャリア３０２は、基板キャリア３０２の裏面から、ロボットアーム３２０ａおよび３２０ｂを用いて脱着される。
【００２５】
本発明は、前記保護装置を使用して基板のベベル及び裏面を保護するガスカーテンを形成し、前記基板の処理時に基板のベベルおよび裏面に対する損傷を防止する。
【００２６】
本発明の前述の説明は、例示および説明のために提示されたものである。本発明の正確な開示として限定または網羅するものではなく、上記の教示内容に鑑みて多くの修正および変形が可能であることは自明である。当業者に自明な改変および変形は、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲内に含まれる。
【図１Ａ】
0006592529.tif 000002
【図１Ｂ】
0006592529.tif 000003
【図１Ｃ】
0006592529.tif 000004
【図１Ｄ】
0006592529.tif 000005
【図２Ａ】
0006592529.tif 000006
【図２Ｂ】
0006592529.tif 000007
【図３Ａ】
0006592529.tif 000008
【図３Ｂ】
0006592529.tif 000009
【図３Ｃ】
0006592529.tif 000010
【図３Ｄ】
0006592529.tif 000011