(57)【要約】【課題】基板を支持するユニットを提供する。【解決手段】基板支持ユニットは、工程時に基板に旋回流を供給して基板をチャックプレート上から浮揚及び回転させる工程を行う。したがって、本発明は、基板を非接触方式でチャックプレートから浮揚させて支持し、工程速度で回転させる。【選択図】図５
2008166792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するユニットであって、
チャックプレートと、
前記チャックプレートから基板が浮揚されるように、前記チャックプレートと対向する基板面に旋回流を供給する旋回流供給部材と、を備えることを特徴とする基板支持ユニット。
【請求項２】
前記旋回流供給部材は、
上部が開放された筒状の旋回流発生体と、
前記旋回流発生体の内部空間で前記旋回流発生体の内側面に沿って気体が旋回するように、前記旋回流発生体の内部に前記気体を噴射させる気体供給管と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板支持ユニット。
【請求項３】
前記旋回流発生体は、
前記内部空間が円筒状を有し、
前記気体供給管は、
前記旋回流発生体の内側面と接線方向に気体を供給することを特徴とする請求項２に記載の基板支持ユニット。
【請求項４】
前記旋回流発生体は、
前記内部空間が円筒状を有し、
前記旋回流発生体には、
前記旋回流発生体の内側面と接線方向に気体が流入するように備えられる気体流入ホールを有することを特徴とする請求項２に記載の基板支持ユニット。
【請求項５】
前記気体供給管は、
前記旋回流発生体の内部から同一方向へ回転するように、前記旋回流発生体に連結する複数の噴射ラインを備えることを特徴とする請求項４に記載の基板支持ユニット。
【請求項６】
当該基板支持ユニットは、
工程時に基板が前記チャックプレートから離脱することを防止するように、前記チャックプレートに固着した基板の周りに備えられる側面ガイドピンをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の基板支持ユニット。
【請求項７】
前記旋回流発生体は、
前記チャックプレートの中央に設置されることを特徴とする請求項２に記載の基板支持ユニット。
【請求項８】
当該基板支持ユニットは、
前記気体供給管に設置されて気体供給ラインに供給される気体の量を調節する流量調節部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の基板支持ユニット。
【請求項９】
当該基板支持ユニットは、
工程時に前記基板の浮揚を補助する補助浮揚手段をさらに備え、
前記補助浮揚手段は、
前記チャックプレートに備えられ、前記基板の底面にガスを噴射させる噴射ホールと、
前記噴射ホールにガスを供給するガス供給管と、を備えることを特徴とする請求項１乃至６、または請求項８のうちのいずれか１項に記載の基板支持ユニット。
【請求項１０】
前記旋回流発生体は、前記チャックプレートの中央に設置され、
前記噴射ホールは、前記旋回流発生体の開放された上部を取り囲むように環状に配置されることを特徴とする請求項９に記載の基板支持ユニット。
【請求項１１】
当該基板支持ユニットは、
工程時に前記基板を回転させる補助回転手段をさらに備え、
前記補助回転手段は、
工程時に前記基板の側面をチャッキングするチャッキングピンと、
前記チャッキングピンが設置される回転体と、
前記回転体を回転させる駆動モータと、を備えることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の基板支持ユニット。
【請求項１２】
前記回転体は、
環状に備えられることを特徴とする請求項１１に記載の基板支持ユニット。
【請求項１３】
基板を処理する装置であって、
内部に工程を行う空間を提供するカップと、
前記カップの内部に配置されるチャックプレートを有する基板支持ユニットと、
工程時に前記チャックプレートと対向する基板に処理流体を供給する処理流体供給部を備え、
前記基板支持ユニットは、
前記チャックプレートから基板が浮揚されるように、前記チャックプレートと対向する基板面に旋回流を供給する旋回流供給部材を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
前記旋回流供給部材は、
上部が開放された筒状の旋回流発生体と、
前記旋回流発生体の内部空間で前記旋回流発生体の内側面に沿って気体が旋回するように、前記旋回流発生体の内部に前記気体を噴射させる気体供給管と、を備えることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記旋回流発生体は、
前記内部空間が円筒状を有し、
前記気体供給管は、
前記旋回流発生体の内側面と接線方向に気体を供給することを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記旋回流発生体は、
前記内部空間が円筒状を有し、
前記旋回流発生体には、
前記旋回流発生体の内側面と接線方向に気体が流入するように設けられる気体流入ホールを有することを特徴とする請求項１４に記載の基板支持ユニット。
【請求項１７】
それぞれの前記気体供給管は、
供給する気体が前記旋回流発生体の内部から同一方向へ回転するように、前記旋回流発生体に連結する複数の噴射ラインを備えることを特徴とする請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記基板支持ユニットは、
工程時に基板が前記チャックプレートから離脱することを防止するように、前記チャックプレートに固着した基板の側面を支持する側面ガイドピンをさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の基板処理装置。
【請求項１９】
前記旋回流発生体は、
前記チャックプレートの中央に設置されることを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項２０】
前記基板支持ユニットは、
前記気体供給管に設置されて、気体供給ラインに供給される気体の量を調節する流量調節部材をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項２１】
前記基板支持ユニットは、
工程時に前記基板の浮揚を補助する補助浮揚手段をさらに備え、
前記補助浮揚手段は、
前記チャックプレートに形成されて、前記基板の底面にガスを噴射させる噴射ホールと、
前記噴射ホールにガスを供給するガス供給管と、を備えることを特徴とする請求項１３乃至１７、請求項１９のうちのいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項２２】
前記旋回流発生体は、
前記チャックプレートの中央に設置され、
前記噴射ホールは、
前記旋回流発生体の開放された上部を取り囲むように環状に配置されることを特徴とする請求項２０に記載の基板処理装置。
【請求項２３】
前記基板支持ユニットは、
工程時に前記基板を回転させる補助回転手段をさらに備え、
前記補助回転手段は、
工程時に前記基板の側面をチャッキングするチャッキングピンと、
前記チャッキングピンが設置される回転体と、
前記回転体を回転させる駆動モータと、を備えることを特徴とする請求項１３乃至１９のうちのいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項２４】
前記回転体は、
環状に備えられることを特徴とする請求項２３に記載の基板処理装置。
【請求項２５】
基板を支持して工程を行うものの、前記基板の支持は、前記基板の底面に旋回流を供給して、チャックプレートから基板を浮揚させることで行われることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２６】
前記基板処理方法は、
基板を回転させて工程を行い、
前記基板の回転は、
前記旋回流により行われることを特徴とする請求項２５に記載の基板処理方法。
【請求項２７】
前記旋回流は、
前記基板の中央に噴射されることを特徴とする請求項２６に記載の基板処理方法。
【請求項２８】
前記旋回流は、前記基板の中央に噴射され、
前記基板処理方法は、
工程時に前記旋回流による基板の浮揚を補助するように、前記基板にガスを噴射させるものの、
前記ガスの噴射は、
前記旋回流が噴射される部分を取り囲む位置において行われることを特徴とする請求項２４乃至２６のうちのいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項２９】
前記基板処理方法は、
工程時に前記基板の側面と接触して、前記基板を回転させるピンを用いて前記旋回流による基板の回転を補助することを特徴とする請求項２４乃至２７のうちのいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項３０】
前記基板の回転は、
基板の工程速度が基準速度以下の場合には、前記旋回流を供給して基板を回転させ、
基板の工程速度が基準速度以上の場合には、回転モータを用いて基板を機械的に回転させることをさらに含むことを特徴とする請求項２４乃至２７のうちのいずれか１項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する装置及び方法に関し、特に、工程時に基板を支持するユニット、並びに前記ユニットを備えて基板を処理する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な基板処理装置は、半導体集積回路チップの製造のためのウエハ及び平板ディスプレイの製造のためのガラス基板などの基板を処理する装置である。これらの装置は、工程時に基板支持ユニットに基板を固着させて工程を行う。一般に、基板支持ユニットは、工程時に機械的クランプを使用して基板を支持するか、または静電気力若しくは真空による吸着力を用いて基板を支持し、工程時に基板を回転させる。
【０００３】
基板支持ユニットは、通常、工程時にウエハを固着させるチャックプレート（ｃｈｕｃｋ  ｐｌａｔｅ）と、工程時にウエハがチャックプレート上から離脱しないようにウエハのエッジをチャッキングするチャッキングピン（ｃｈｕｃｋｉｎｇ  ｐｉｎ）とを備える。
【０００４】
しかしながら、一般的な基板支持ユニットは、ウエハをチャックプレートに固着させた後、ウエハを機械的に固定させて工程を行うので、前記固定手段により機械的に接触される部分でウエハが汚染されるか、または損傷される。特に、ウエハを回転させて工程を処理する装置（例えば、スピン洗浄装置、スピンエッチング装置、感光液塗布装置、及びウエハベベル部のエッチング装置）では、ウエハを前記固定手段により固定させた後に回転させて工程を行うので、固定手段と接触するウエハの表面に汚染及びスクラッチが発生する。また、前記装置は、モータのような機械的アセンブリーにより基板を回転するので、機械的な駆動によるパーティクルなどの汚染物質が発生する。このような汚染物質は、工程時にウエハ及び装置を汚染させて工程歩留まりを低下させる。また、静電気力または真空により基板を支持するとき、基板の後面がチャックプレートに密着されるので、基板の後面を洗浄するか、またはエッチングすることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、工程時に基板処理効率を向上させる基板支持ユニット、並びにこれを備える基板処理装置及び方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、工程時にパーティクルの発生を防止する基板支持ユニット、並びにこれを備える基板処理装置及び方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明のさらに他の目的は、工程時に基板が損傷されるのを防止する基板支持ユニット、並びにこれを備える基板処理装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成すべく、本発明による基板支持ユニットは、チャックプレートと、前記チャックプレートから基板が浮揚されるように、前記チャックプレートと対向する基板面に旋回流を供給する旋回流供給部材と、を備える。
【０００９】
本発明の実施の形態による、前記旋回流供給部材は、上部が開放された筒状の旋回流発生体と、前記旋回流発生体の内部空間で前記旋回流発生体の内側面に沿って気体が旋回するように、前記旋回流発生体の内部に前記気体を噴射させる気体供給管と、を備える。
【００１０】
本発明の実施の形態による、前記旋回流発生体は、前記内部空間が円筒状を有し、前記気体供給管は、前記旋回流発生体の内側面と接線方向に気体を供給する。
【００１１】
本発明の一実施の形態による、前記旋回流発生体は、前記内部空間が円筒状を有し、前記旋回流発生体には、前記旋回流発生体の内側面と接線方向に気体が流入するように備えられる気体流入ホールを有する。
【００１２】
本発明の他の実施の形態による、前記気体供給管は、前記旋回流発生体の内部から同一方向へ回転するように、前記旋回流発生体に連結する複数の噴射ラインを備える。
【００１３】
本発明の実施の形態による、前記基板支持ユニットは、工程時に基板が前記チャックプレートから離脱することを防止するように、前記チャックプレートに固着した基板の周りに備えられる側面ガイドピンをさらに備える。
【００１４】
本発明の実施の形態による、前記旋回流発生体は、前記チャックプレートの中央に設置される。
【００１５】
本発明の実施の形態による、前記基板支持ユニットは、前記気体供給管に設置されて気体供給ラインに供給される気体の量を調節する流量調節部材をさらに備える。
【００１６】
本発明の他の実施の形態による、前記基板支持ユニットは、工程時に前記基板の浮揚を補助する補助浮揚手段をさらに備え、前記補助浮揚手段は、前記チャックプレートに備えられ、前記基板の底面にガスを噴射させる噴射ホールと、前記噴射ホールにガスを供給するガス供給管と、を備える。
【００１７】
本発明の実施の形態による、前記旋回流発生体は、前記チャックプレートの中央に設置され、前記噴射ホールは、前記旋回流発生体の開放された上部を取り囲むように環状に配置される。
【００１８】
本発明の他の実施の形態による、前記基板支持ユニットは、工程時に前記基板を回転させる補助回転手段をさらに備え、前記補助回転手段は、工程時に前記基板の側面をチャッキングするチャッキングピンと、前記チャッキングピンが設置される回転体と、前記回転体を回転させる駆動モータと、を備える。
【００１９】
本発明のさらに他の実施の形態による、前記回転体は、環状に備えられる。
【００２０】
上記の目的を達成すべく、本発明による基板処理装置は、内部に工程を行う空間を提供するカップと、前記カップの内部に配置されるチャックプレートを有する基板支持ユニットと、工程時に前記チャックプレートと対向する基板に処理流体を供給する処理流体供給部を備え、前記基板支持ユニットは、前記チャックプレートから基板が浮揚されるように、前記チャックプレートと対向する基板面に旋回流を供給する旋回流供給部材を備える。
【００２１】
本発明の実施の形態による、前記旋回流供給部材は、上部が開放された筒状の旋回流発生体と、前記旋回流発生体の内部空間で前記旋回流発生体の内側面に沿って気体が旋回するように、前記旋回流発生体の内部に前記気体を噴射させる気体供給管と、を備える。
【００２２】
本発明の実施の形態による、前記旋回流発生体は、前記内部空間が円筒状を有し、前記気体供給管は、前記旋回流発生体の内側面と接線方向に気体を供給する。
【００２３】
本発明の実施の形態による、前記旋回流発生体は、前記内部空間が円筒状を有し、前記旋回流発生体には、前記旋回流発生体の内側面と接線方向に気体が流入するように備えられる気体流入ホールを有する。
【００２４】
本発明の実施の形態による、前記気体供給管は、前記旋回流発生体の内部から同一方向へ回転するように、前記旋回流発生体に連結する複数の噴射ラインを備える。
【００２５】
本発明の実施の形態による、前記基板支持ユニットは、工程時に基板が前記チャックプレートから離脱することを防止するように、前記チャックプレートに固着した基板の側面を支持する側面ガイドピンをさらに備える。
【００２６】
本発明の実施の形態による、前記旋回流発生体は、前記チャックプレートの中央に設置される。
【００２７】
本発明の実施の形態による、前記基板支持ユニットは、前記気体供給管に設置されて、気体供給ラインに供給される気体の量を調節する流量調節部材をさらに備える。
【００２８】
本発明のさらに実施の形態による、前記基板支持ユニットは、工程時に前記基板の浮揚を補助する補助浮揚手段をさらに備え、前記補助浮揚手段は、前記チャックプレートに形成されて、前記基板の底面にガスを噴射させる噴射ホールと、前記噴射ホールにガスを供給するガス供給管と、を備える。
【００２９】
本発明のさらに他の実施の形態による、前記旋回流発生体は、前記チャックプレートの中央に設置され、前記噴射ホールは、前記旋回流発生体の開放された上部を取り囲むように環状に配置される。
【００３０】
本発明のさらに他の実施の形態による、前記基板支持ユニットは、工程時に前記基板を回転させる補助回転手段をさらに備え、前記補助回転手段は、工程時に前記基板の側面をチャッキングするチャッキングピンと、前記チャッキングピンが設置される回転体と、前記回転体を回転させる駆動モータと、を備える。
【００３１】
本発明のさらに他の実施の形態による、前記回転体は、環状に備えられる。
【００３２】
上記の目的を達成すべく、本発明による基板処理方法は、基板を支持して工程を行うものの、前記基板の支持は、前記基板の底面に旋回流を供給して、チャックプレートから基板を浮揚させることで行われる。
【００３３】
本発明の実施の形態による、前記基板処理方法は、基板を回転させて工程を行い、前記基板の回転は、前記旋回流により行われる。
【００３４】
本発明の実施の形態による、前記旋回流は、前記基板の中央に噴射される。
【００３５】
本発明のさらに他の実施の形態による、前記旋回流は、前記基板の中央に噴射され、前記基板処理方法は、工程時に前記旋回流による基板の浮揚を補助するように、前記基板にガスを噴射させるものの、前記ガスの噴射は、前記旋回流が噴射される部分を取り囲む位置において行われる。
【００３６】
本発明のさらに他の実施の形態による、前記基板処理方法は、工程時に前記基板の側面と接触して、前記基板を回転させるピンを用いて前記旋回流による基板の回転を補助する。
【００３７】
本発明のさらに実施の形態による、前記基板の回転は、基板の工程速度が基準速度以下の場合には、前記旋回流を供給して基板を回転させ、基板の工程速度が基準速度以上の場合には、回転モータを用いて基板を機械的に回転させることをさらに含む。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、工程進行時に基板を非接触方式で支持及び回転させることができるから、基板の損傷を防止するという効果がある。
【００３９】
また、本発明は、工程時にチャックプレートと対向する基板の面（底面）の処理が可能である。
【００４０】
また、本発明は、装置の構造が単純であるから、装置の製作費用を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施の形態を詳しく説明する。しかし、本発明は、ここで説明される実施の形態に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施の形態は、開示された内容が徹底的、かつ完全になるように、そして当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されるものである。また、本実施の形態では、半導体ウエハをウェット処理する半導体製造装置を例に挙げて説明するが、本発明は、基板を処理する全ての基板処理装置に適用できる。
【００４２】
（実施の形態）
図１は、本発明による基板処理装置の斜視図であり、図２は、図１に示す基板処理装置の内部構成を示す図である。図１及び図２に示すように、本発明による基板処理装置１は、工程処理部１０及び処理流体供給部２０を有する。工程処理部１０は、枚葉式で基板（以下、ウエハと称する）を処理する。例えば、前記基板処理工程は、ウエハの表面に感光液を塗布する塗布工程、ウエハの表面の不必要な異質物を除去するエッチング工程及び洗浄工程、そしてウエハのエッジ領域をエッチングするベベルエッチング工程などであっても良い。
【００４３】
処理流体供給部２０は、工程に必要な処理流体を供給する。処理流体には、多様な種類のケミカル及び有機溶剤、そして処理ガスが用いられることができる。例えば、処理流体は、感光液（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）、エッチング液（ｅｔｃｈｅｒ、ｓｔｒｉｐｐｅｒ）、そして洗浄液（ｃｌｅａｎｉｎｇ  ｌｉｑｕｉｄ）などの処理液または不活性ガス、乾燥ガスなどの処理ガスなどがあり得る。
【００４４】
工程処理部１０は、カップ（ｃｕｐ）１２及び基板支持ユニット１００を有する。カップ１２は、内部にウエハＷを処理する工程を行う空間を提供する。カップ１２は、上部が開放された円筒状を有する。カップ１２の開放された上部は、工程時にウエハＷが前記空間に／から搬入及び搬出される通路として用いられる。基板支持ユニット１００は、工程時にカップ１２の内部でウエハＷを支持及び回転する。カップ１２の下部には、排水ライン１２ａが連結される。排水ライン１２ａは、工程時に用いられた処理液を排水する。
【００４５】
処理流体供給部２０は、ノズル２２及びノズル移送部材２４を有する。ノズル２２は、工程時に上述の処理流体をウエハＷに噴射する。ノズル移送部材２４は、ノズル２２を工程位置ａ及び待機位置ｂの相互間で移動させる。工程位置ａは、ノズル２２が基板Ｗの処理面に処理流体を噴射するための位置であり、待機位置ｂは、ノズル２２が工程位置ａに移動する前にカップ１２の外部で待機する位置である。ノズル移送部材２４は、第１アーム２４ａ、第２アーム２４ｂ、及び駆動器２４ｃを備える。第１及び第２アーム２４ａ、２４ｂは、バー（ｂａｒ）状を有する。第１アーム２４ａは、カップ１２の上部から水平へ設置され、第２アーム２４ｂは、カップ１２の上部から垂直に設置される。第１アーム２４ａの一方には、ノズル２２が結合され、第１アーム２４ａの他方は、第２アーム２４ｂと互いに軸結合される。そして、駆動器２４ｃは、第１及び第２アーム２４ａ、２４ｂを有機的に動作させて、工程位置ａ及び待機位置ｂの相互間にノズル２２を移動させる。
【００４６】
本実施の形態では、カップ１２及び一つの処理流体供給部２０を備える基板処理装置１を例に挙げて説明したが、基板処理装置１の構成及び構造は、多様に変更及び変形が可能である。例えば、図３は、本発明の他の実施の形態による基板処理装置１’を示している。図３の基板処理装置１’は、回収部材１４をさらに備える工程処理部１０及び複数の処理流体供給部２０ａ、２０ｂを有する。回収部材１４は、工程時に用いられる処理液を回収する。回収部材１４は、第１回収筒１４ａ及び第２回収筒１４ｂを備える。第１回収筒１４ａ及び第２回収筒１４ｂは、カップ１２の内部で基板支持ユニット１００を取り囲むように環状で備えられる。第１回収筒１４ａの内部には、第１処理液を収容する空間Ｓ１が提供され、第２回収筒１４ｂの内部では、第２処理液を収容する空間Ｓ２が提供される。第１回収筒１４ａには、工程に用いられた第１処理液が流入する開口１４ａ’が形成され、第２回収筒１４ｂには、工程に用いられた第２処理液が流入する開口１４ｂ’が形成される。それぞれの開口１４ｂ’、１４ａ’は、上下に位置する。そして、第１回収筒１４ａには、空間Ｓ１に収容された第１処理液を回収する第１回収ライン１４ａ”が連結され、第２回収筒１４ｂには、空間Ｓ２に収容された第２処理液を回収する第２回収ライン１４ｂ”が連結される。それぞれの処理流体供給部２０ａ、２０ｂは、上述の処理流体供給部２０と同じ構造を有する。処理流体供給部２０ａは、第１処理液を噴射し、処理流体供給部２０ｂは、第２処理液を噴射する。例えば、前記第１処理液には、ウエハＷの表面に残留する異質物を除去する洗浄液が用いられ、前記第２処理液には、ウエハＷの表面に残留する洗浄液を除去するリンス液が用いられる。
【００４７】
上述の構造の基板処理装置１’は、工程に用いられた第１処理液及び第２処理液を分離回収する。すなわち、工程時に処理流体供給部２０’が噴射した第１処理液は、基板支持ユニット１００により回転されるウエハＷの遠心力によりウエハＷから飛散されて、第１回収筒１４ａ内の空間Ｓ１に収容される。同じ方式で、処理流体供給部２０ｂが噴射した第２処理液は、第２回収筒１４ｂ内の空間Ｓ２に収容される。工程に用いられる第１及び第２処理液が前記空間Ｓ１または空間Ｓ２に回収されるように、基板支持ユニット１００は、工程によって開口１４ａ’または開口１４ｂ’に対応する位置に移動する。したがって、用いられた第１処理液及び第２処理液は、互いに独立して回収される。
【００４８】
次に、本発明による基板支持ユニット１００の構成について詳細に説明する。図４は、図２の基板支持ユニットの断面図であり、図５は、図４の基板支持ユニットの平面図である。そして、図６は、図４のＡ−Ａ’線に沿う断面図であって、旋回流発生体の一例を示す図である。
【００４９】
図４〜図６に示すように、基板支持ユニット１００は、チャックプレート１１０、ベース１２０、駆動部材１３０、及び旋回流供給部材を備える。チャックプレート１１０は、概して円板形状を有する。チャックプレート１１０は、工程時にウエハＷと対向する上部面１１２を有する。チャックプレート１１０の中央には、開口１１４が形成される。開口１１４は、工程時に旋回流が噴射されるホールである。
【００５０】
ベース１２０は、チャックプレート１１０を支持する。ベース１２０は、チャックプレート１１０の下部でチャックプレート１１０と結合される。ベース１２０は、チャックプレート１１０の直径より大きい直径を有する円板形状を有する。
【００５１】
ベース１２０のエッジは、ベース１２０の中心から遠ざかるほど、下方に傾斜する。したがって、工程時にベース１２０に落ちた処理液は、ベース１２０のエッジに形成された傾斜面に沿って流れる。ベース１２０には、複数の側面ガイドピン１２４が備えられる。側面ガイドピン１２４は、工程時にウエハＷがチャックプレート１１０から側方向に離脱するのを防止する。側面ガイドピン１２４の内側面１２４ａは、ウエハＷの側面と相応するようにラウンド（ｒｏｕｎｄ）処理される。このような側面ガイドピン１２４の内側面１２４ａは、工程時にウエハＷが内側面１２４ａに接触されても、ウエハＷの側面にスクラッチが発生するのを防止することができる。側面ガイドピン１２４は、工程時にウエハＷの側面と非接触されるように、ウエハＷの直径より広く配置される。したがって、工程進行時にウエハＷは、側面ガイドピン１２４と非接触とされ、ウエハＷがチャックプレート１１０の予め設定された工程位置から離脱する場合、ウエハＷは、側面ガイドピン１２４によりその移動が制限される。ベース１２０の中央下部には、支持軸１２６が結合される。支持軸１２６は、ベース１２０を支持し、カップ１２の底面の中央を貫通するように位置する。
【００５２】
駆動部材１３０は、チャックプレート１１０及びベース１２０を上下に昇降させる。駆動部材１３０は、ベース１２０の支持軸１２６と結合される。駆動部材１３０は、支持軸１２６を昇降させて、チャックプレート１１０により支持されたウエハＷの高さを調節する。すなわち、駆動部材１３０は、ウエハＷのローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）及びアンローディング（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）時には、チャックプレート１１０の上部面がカップ１２の開放された上部を介してカップ１２の外部に露出するように、チャックプレート１１０を上昇させ、ウエハＷの洗浄処理時には、上昇されたチャックプレート１１０をカップ１２の内部に下降させる。
【００５３】
旋回流供給部材は、工程時にチャックプレート１１０と対向するウエハＷの面に旋回流を供給する。旋回流供給部材は、気体供給部材１４０及び旋回流発生体１５０を備える。気体供給部材１４０は、工程時に旋回流発生体１５０に気体を供給する。気体供給部材１４０は、気体供給源１４２及び気体供給管を有する。気体供給管は、メイン供給ライン１４４、分配器１４６、及び複数の噴射ライン１４８を備える。噴射ライン１４８は、第１噴射ライン１４８ａ及び第２噴射ライン１４８ｂを有する。メイン供給ライン１４４は、気体供給源１４２から分配器１４６に気体を供給する。メイン供給ライン１４４には、流量調節部材１４４ａが設置される。流量調節部材１４４ａは、メイン供給ライン１４４を介して供給される気体の流量を調節する。流量調節部材１４４ａには、質量流量調節器（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が用いられることができる。分配器１４６は、供給された気体を均等に分配して、それぞれの噴射ライン１４８ａ、１４８ｂに供給する。噴射ライン１４８は、分配器１４６により分配された気体を旋回流発生体１５０に供給する。噴射ライン１４８の一方は、分配器１４６に連結され、噴射ライン１４８の他方は、旋回流発生体１５０に連結される。一実施の形態として、それぞれの噴射ライン１４８ａ、１４８ｂの他方は、旋回流発生体１５０の側面下部に連結される。それぞれの噴射ライン１４８ａ、１４８ｂは、ハウジング１５２の中心を基準にハウジング１５２の側面に沿って均等な角度で配置される。噴射ライン１４８は、後述の旋回流発生体１５０の気体流入ホール１５２ｂに気体を供給する。
【００５４】
旋回流発生体１５０は、噴射ライン１４８から気体が供給されて旋回流を発生させる。旋回流発生体１５０は、概して筒状のハウジング１５２を有する。ハウジング１５２は、チャックプレート１１０の下部中央に配置される。ハウジング１５２は、上部が開放され、開放された上部は、チャックプレート１１０の開口１１４に連結される。ハウジング１５２は、内部に円筒状の空間を提供する。ハウジング１５２には、気体流入ホール１５２ｂが形成される。気体流入ホール１５２ｂは、噴射ライン１４８ａ、１４８ｂが供給する気体をハウジング１５２の内部に流入させる。気体流入ホール１５２ｂは、噴射ライン１４８が供給する気体がハウジング１５２の内側面１５２ａの接線方向に流入するように形成される。気体流入ホール１５２ｂは、ハウジング１５２の中心を基準に均等な間隔で備えられる。気体流入ホール１５２ｂは、ハウジング１５２に気体が水平方向に供給されるように形成される。また、気体流入ホール１５２ｂには、噴射ライン１４８に連結するための連結手段１５４が備えられる。連結手段１５４には、ユニオン（ｕｎｉｏｎ）、コネクター（ｃｏｎｎｅｃｔｅｒ）などが用いることができる。上述の構造の旋回流発生体１５０は、工程時に気体供給部材１４０から気体が供給されて旋回流を発生させる。発生された旋回流は、基板Ｗの底面に噴射されて、基板Ｗをチャックプレート１１０の上部面１１２から浮揚させる。また、浮揚された基板Ｗは、旋回流により回転される。
【００５５】
本実施の形態では、旋回流発生体１５０に気体流入ホール１５２ｂが備えられて、気体が旋回流発生体１５０の内側面の接線方向に気体が流入するようにすることを例に挙げて説明した。しかしながら、これとは異なり、図７に示すように、噴射ライン１４８ａ、１４８ｂが直接旋回流発生体１５０の内側面まで延びて、旋回流発生体１５０の内側面の接線方向に気体を噴射することができる。
【００５６】
また、図６では、２つの噴射ライン１４８ａ、１４８ｂから気体を供給されて旋回流を発生させる旋回流供給部材を例に挙げて説明したが、旋回流供給部材に気体を供給するラインの数は、１つまたは３つ以上になり得る。例えば、図８に示すように、本発明の他の実施の形態による旋回流供給部材は、３つの噴射ライン１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃから気体を供給されて旋回流を発生させる。または、図９に示すように、本発明のさらに他の実施の形態による旋回流供給部材は、４つの噴射ライン１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃ、１４８ｄから気体を供給されて旋回流を発生させる。
【００５７】
また、本実施の形態では、噴射ライン１４８及び気体流入ホール１５２ｂがハウジング１５２の内部に向かって水平に気体を供給するのを例に挙げて説明したが、気体の供給角度は、多様に調節することができる。例えば、図１０に示すように、本発明のさらに他の実施の形態による旋回流発生体１５０ｃは、旋回流発生体１５０の内部に向かって上方向に気体が供給されるように、噴射ライン１４８及び気体流入ホール１５２ｂが備えられる。図１０の旋回流発生体１５０ｃは、本発明の図６の旋回流発生体１５０に比べてハウジング１５２に供給される気体がさらに多い上昇気流を有する旋回流が発生する。
【００５８】
また、本実施の形態では、旋回流発生体１５０が円筒状の内側面１５２ａを有することを例に挙げて説明したが、旋回流発生体１５０のハウジング１５２の内側面１５２ａの形状は、多様に変更及び変形できる。また、図１１のように、本発明のさらに他の実施の形態による旋回流発生体１５０の内側面１５２ａには、ネジ山形状の溝１５２ａ’が備えられ得る。
【００５９】
また、本実施の形態では、一つの旋回流発生体１５０がチャックプレート１１０の中央に配置されることを例に挙げて説明した。しかしながら、旋回流発生体１５０は、配置及び数を多様に変更できる。例えば、図１２及び図１３に示すように、基板支持ユニット１００ａは、４個の旋回流発生体１５０を備えることができる。このとき、それぞれの旋回流発生体１５０は、チャックプレート１１０の中心から均等な間隔で配置される。
【００６０】
また、本実施の形態では、一つの旋回流発生部材により供給される旋回流のみでウエハＷを浮揚させることを例に挙げて説明したが、基板支持ユニットには、旋回流によるウエハＷの浮揚を補助するための手段がさらに備えられることができる。例えば、図１４及び図１５に示すように、基板支持ユニット１００ｂには、工程時にウエハＷの底面に向かってガスを噴射させる補助浮揚手段１６０が備えられる。補助浮揚手段１６０は、チャックプレート１１０に形成される噴射ホール１６２及び前記噴射ホール１６２にガスを供給するガス供給ライン（ガス供給管）１６４を備える。噴射ホール１６２は、チャックプレート１１０の中心を基準に環状に配置される。このとき、噴射ホール１６２は、チャックプレート１１０の開口１１４を取り囲むように配置される。噴射ホール１６２の形状及び大きさは、多様に変化できる。ガス供給ライン１６４は、それぞれの噴射ホール１６２にガスを供給する。ガス供給ライン１６４により噴射ホール１６２に供給されたガスは、ウエハＷの底面に噴射されてウエハＷを浮揚させる。したがって、基板支持ユニット１００ｂは、旋回流供給部材によるウエハＷの浮揚と共に、補助浮揚手段１６０によるウエハＷの浮揚を行うことができるから、より効果的にウエハＷを浮揚させることができる。
【００６１】
また、本発明の実施の形態では、旋回流発生部材により供給される旋回流のみでウエハＷを回転させることを例に挙げて説明したが、基板支持ユニットには、旋回流によるウエハＷの回転を補助するための手段がさらに備えられることができる。例えば、図１６に示すように、基板支持ユニット１００ｃは、補助回転手段１７０をさらに備える。補助回転手段１７０は、回転体１７２及びチャッキングピン１７４を備える。回転体１７２は、その中心軸を基準に回転できるように設置される。回転体１７２は、概して環状に製作され、ベース１２０’を取り囲むように設置される。回転体１７２の中央には、回転軸１７２ａが備えられる。回転軸１７２ａは、ベース１２０’の支持軸１２６を中心に支持軸１２６の外部で回転可能に設置される。回転軸１７２ａと支持軸１２６との間には、ベアリング（ｂｅａｒｉｎｇ）１７６が備えられる。回転体１７２は、回転モータ（図示せず）により回転される。チャッキングピン１７４は、回転体１７２のエッジに設置される。チャッキングピン１７４は、工程時にチャックプレート１１０上に支持されるウエハＷのエッジの一部をチャッキングする。
【００６２】
上述の補助回転手段１７０は、工程時に回転モータを用いて機械的にウエハＷを回転させる。したがって、基板支持ユニット１００ｃは、旋回流供給部材によるウエハＷの回転及び補助回転手段１７０によるウエハＷの回転を共に行うことにより、より効果的にウエハＷを回転させることができる。特に、このような構成の基板支持ユニット１００ｃは、工程時に旋回流によるウエハＷの回転と補助回転手段１７０によるウエハＷの回転を選択的に行うことができる。すなわち、ウエハＷの低速回転が要求される工程では、旋回流供給部材が旋回流を供給することによってウエハＷを回転させ、ウエハＷの高速回転が要求される工程では、補助回転手段１７０がウエハＷを回転させる。例えば、一般的なウエハＷの洗浄工程では、洗浄液によるウエハＷの薬液洗浄工程と乾燥ガスによるウエハＷの乾燥工程が連続して処理される。このとき、乾燥工程では、ウエハＷが高速で回転され、洗浄工程では、ウエハＷが相対的に低速で回転される。したがって、薬液による洗浄工程では、旋回流供給部材によりウエハＷを回転させ、乾燥工程では、補助回転手段１７０によりウエハＷを回転させることができる。
【００６３】
以下、本発明による基板処理装置１の工程過程を詳細に説明する。ここで、上述の構成と同じ構成に同じ参照番号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。
【００６４】
図１７は、本発明による基板処理装置の工程過程を説明するための図であり、図１８は、図１７のＣ−Ｃ’線に沿う図である。そして、図１９は、本発明による旋回流供給部材が旋回流を供給する形態を示す図であり、図２０は、図１９のＤ−Ｄ’線に沿う図である。そして、図２１は、工程時に旋回流発生体の内部空間を示す図である。
【００６５】
図１７及び図１８に示すように、工程が開始すると、ウエハＷは、基板支持ユニット１００のチャックプレート１１０上に固着される。旋回流供給部材は、チャックプレート１１０に形成された開口１１４を介して、チャックプレート１１０の上部面１１２と対向するウエハＷの面に旋回流を供給する。すなわち、図１９及び図２０に示すように、気体供給部材１４０は、旋回流発生体１５０に気体を供給する。このとき、流量調節部材１４４ａは、メイン供給ライン１４４の内部を移動する気体が予め設定された流量で供給されるように予め調節する。旋回流発生体１５０のハウジング１５２の内部に噴射される気体は、図２１に示すように、ハウジング１５２の内側面１５２ａに沿って旋回しつつ旋回流が発生する。発生した旋回流は、チャックプレート１１０の開口１１４を介して噴射されて、ウエハＷの中央領域に供給される。
【００６６】
ウエハＷに供給された旋回流は、ウエハＷをチャックプレート１１０の上部面１１２から浮揚させる。このとき、浮揚されたウエハＷは、ウエハＷの底面とチャックプレート１１０の上部面１１２との間の空間ｃを抜ける旋回流により、チャックプレート１１０の上部で支持される。すなわち、空間ｃを抜ける旋回流により、空間ｃ内の圧力が低下して、ベルヌーイ効果（Ｂｅｒｎｏｕｉｌｌｉ  ｅｆｆｅｃｔ）によりウエハＷは、チャックプレート１１０上に固定支持される。このとき、旋回流は、ウエハＷがチャックプレート１１０上に固着される前に供給されて、ウエハＷがチャックプレート１１０に固着される前に浮揚されるようにする。または、ウエハＷは、チャックプレート１１０の上部面１１２に固着された後、旋回流により浮揚されることもできる。
【００６７】
また、ウエハＷは、供給された旋回流により予め設定された工程速度で回転される。すなわち、ウエハＷの中央に供給された旋回流が空間ｃの中心からエッジに旋回しながら移動することにより、ウエハＷは回転される。このとき、旋回流供給部材の旋回流供給量に応じて、ウエハＷの回転速度は調節される。すなわち、旋回流供給部材の流量調節部材１４４ａは、メイン供給ライン１４４内の気体の流量を調節して、ウエハＷを予め設定された回転速度で調節する。このような流量調節部材１４４ａの流量調節は、工程が行われる前に予め設定された流量分だけ気体が供給されるようにセッティング値が設定される。または流量調節部材１４４ａの流量調節は、全工程の進行時にウエハＷの回転速度をリアルタイムで感知して予め設定された回転速度を充たすようにメイン供給ライン１４４内の気体の流量を調節することができる。
【００６８】
ウエハＷが予め設定された工程速度で回転されると、処理流体供給部２０は、回転されるウエハＷの処理面に処理液を供給する。すなわち、処理流体供給部２０のノズル移送部材２４は、ノズル２２を待機位置ｂから工程位置ａに移動させる。ノズル２２が工程位置ａに位置すれば、ノズル２２は、回転されるウエハＷの処理面に処理液を供給する。供給された処理液は、ウエハＷの表面を処理した後、カップ１２の排水ライン１２ａを介して排水される。そして、工程が完了したウエハＷは、基板支持ユニット１００からアンローディングされた後、カップ１２の外部に搬出される。
【００６９】
上述の通り、本発明による基板支持ユニット並びにこれを備える基板処理装置１及び方法は、工程時にウエハＷに旋回流を供給してウエハＷを浮揚及び回転させる。本発明は、工程時にウエハＷが基板支持ユニット１００のチャックプレート１１０及び側面ガイドピン１２４のようなウエハＷの支持手段との接触なしに工程が行われる。したがって、本発明は、従来の工程時にウエハＷを支持するために、ウエハＷと接触される手段によりウエハＷが損傷するのを防止する。
【００７０】
また、本発明は、工程時に基板Ｗは、チャックプレート１１０から浮揚させて回転させるので、チャックプレート１１０の基板Ｗ面の工程を行うことができる。例えば、浮揚された基板Ｗの底面に処理ガスまたは処理液を供給して基板Ｗを処理することができる。
また、本発明は、基板の浮揚及び回転のための旋回流の供給量を調節することができる。したがって、工程時に工程条件によって旋回流の供給量を変化させて、ウエハＷの浮揚程度及びウエハＷの回転速度を調節することができる。
【００７１】
また、本発明は、従来の基板Ｗを固定及び回転させるための装置が備えられないから、装置の構造が単純であるため、製作費用を低減することができる。
【００７２】
上述した本発明の好ましい実施形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明による基板処理装置の斜視図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の内部構成を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態による基板処理装置の内部構成を示す図である。
【図４】図２の基板支持ユニットの断面図である。
【図５】図４の基板支持ユニットの平面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ’線に沿う断面図であって、旋回流発生部材の一例を示す図である。
【図７】旋回流発生部材の他の実施の形態を示す図である。
【図８】旋回流発生部材の他の実施の形態を示す図である。
【図９】旋回流発生部材の他の実施の形態を示す図である。
【図１０】旋回流発生部材の他の実施の形態を示す図である。
【図１１】旋回流発生部材の他の実施の形態を示す図である。
【図１２】図４の基板支持ユニットの他の実施の形態を示す図である。
【図１３】図４の基板支持ユニットの他の実施の形態を示す図である。
【図１４】図４の基板支持ユニットのさらに他の実施の形態を示す図である。
【図１５】図４の基板支持ユニットのさらに他の実施の形態を示す図である。
【図１６】基板支持ユニットのさらに他の実施の形態を示す図である。
【図１７】本発明による基板処理装置の工程過程を説明するための図である。
【図１８】図１７のＣ−Ｃ’線に沿う図である。
【図１９】本発明による旋回流供給部材が旋回流を供給する形態を示す図である。
【図２０】本発明による旋回流発生体の内部から旋回流が発生する形態を示す図である。
【図２１】本発明による旋回流発生体の内部から旋回流が発生する形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  基板処理装置
１０  工程処理部
１２  カップ
２０，２０ａ，２０ｂ  処理流体供給部
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ  基板支持ユニット
１１０  チャックプレート
１２０，１２０’  ベース
１２４  側面ガイドピン
１３０  駆動部材
１４０  気体供給部材
１４４ａ  流量調節部材
１４８，１４８ａ，１４８ｂ，１４８ｃ，１４８ｄ  噴射ライン
１５０  旋回流発生体
１５２ａ  内側面
１５２ｂ  気体流入ホール
１６０  補助浮揚手段
１６２  噴射ホール
１６４  ガス供給ライン（ガス供給管）
１７０  補助回転手段
１７２  回転体
１７４  チャッキングピン
Ｗ  ウエハ（基板）
【図１】
2008166792.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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