(57)【要約】【課題】  本発明はスピンチャックに関するもので、より詳細にスピンチャックの回転体と固定体の間の空間を遮断するスピンチャックと前記スピンチャックを具備したエッチング装置に関するものである。【解決手段】  本発明の一実施形態によるウェハスピンチャック装置はウェハを回転させる回転体および回転体を支持し、前記回転体の下部と余裕空間を置いて相対している固定体を含み、固定体は余裕空間を流動体により遮断させる遮断部を含む。【選択図】  図４
2009105367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを回転させる回転体、および
前記回転体を支持し、前記回転体の下部と余裕空間をおいて相対している固定体を含み、
前記固定体は前記余裕空間を流動体により、遮断させる遮断部を含む、ウェハスピンチャック装置。
【請求項２】
前記遮断部は、
前記余裕空間に脱イオン水を噴射し、前記余裕空間を遮断する、請求項１に記載のウェハスピンチャック装置。
【請求項３】
前記固定体の上部には一つ以上の突起部を含む、請求項１に記載のウェハスピンチャック装置。
【請求項４】
前記遮断部は
前記余裕空間に流動体を噴射する噴射路、および
前記噴射口を通して、噴射された流動体を回収する収集路を含む、請求項１に記載のウェハスピンチャック装置。
【請求項５】
前記回転体を回転させる駆動部をさらに含む、請求項１に記載のウェハスピンチャック装置。
【請求項６】
前記回転体は
前記ウェハを把持する複数のチャックピン（Ｃｈｕｃｋ  ｐｉｎ）を含む、請求項１に記載のウェハスピンチャック装置。
【請求項７】
前記チャックピンは
前記回転体の外周面に配置され、中心方向に移動しつつ前記ウェハを把持する、請求項６に記載のウェハスピンチャック装置。
【請求項８】
前記固定体は
中心部の中空ホールを通して気体が通過するようにし、前記ウェハを回転体表面に接触できないようにする、請求項１に記載のウェハスピンチャック装置。
【請求項９】
ウェハを回転させる回転体、および
前記回転体を支持し、前記回転体の下部と余裕空間をおいて相対している固定体を含み、
前記固定体は前記余裕空間を遮る少なくとも一つ以上の突起部を含む、ウェハスピンチャック装置。
【請求項１０】
エッチングが遂行される空間を提供する工程チェンバと
前記工程チェンバ内でウェハを回転（Ｓｐｉｎｎｉｎｇ）させるウェハスピンチャック、および
前記ウェハの表面に薬液を噴射する薬液供給部を含み、
前記ウェハスピンチャックは
前記ウェハを非活性気体によって浮遊させた状態で回転させる回転体と、
前記回転体の下部と余裕空間をおいて相対している固定体、および
前記余裕空間を流動体により、遮断させる遮断部を含む、ウェハエッチング装置。
【請求項１１】
前記薬液供給部は、前記ウェハの後面の表面に薬液を噴射する、請求項１０に記載のウェハエッチング装置。
【請求項１２】
前記遮断部は
前記余裕空間に脱イオン水を噴射して、前記余裕空間を遮断する、請求項１０に記載のウェハスピンチャック装置。
【請求項１３】
前記固定体の上部には一つ以上の突起部を含む、請求項１０に記載のウェハエッチング装置。
【請求項１４】
前記遮断部は
前記余裕空間に流動体を噴射する噴射路、および
前記噴射区を通して噴射された流動体を回収する収集路を含む、請求項１０に記載のウェハエッチング装置。
【請求項１５】
前記ウェハスピンチャックは
前記回転体の外周面に配置され、中心方向に移動しつつ、前記ウェハを把持するふりピン（Ｃｈｕｃｋ  ｐｉｎ）をさらに含む、請求項１０に記載のウェハエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピンチャックに関するもので、より詳細にスピンチャックの回転体と固定体の間の空間を遮断するスピンチャックと前記スピンチャックを具備したエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程は多様な工程を通して半導体基板、ガラス基板または液晶パネルなどのような基板上に望むパターンを形成する。
【０００３】
一般的にエッチング工程とはウェハを回転（スピニング  Ｓｐｉｎｎｉｎｇ）させつつ、ウェハ上の定められたパターンによって金属膜を除去する工程をいう。これと共に、ウェハの後面に対しても残留する薬液または異質物を除去するためにエッチング工程が遂行され得る。
【０００４】
スピニング動作はウェハを数千ＲＰＭまで回転させ、エッチング液を供給しつつ成され得る。スピニング動作はエッチング工程だけでなく洗浄工程またはフォトレジスト工程など多様な種類の半導体製造工程に使用され得る。
【０００５】
ウェハを回転させるためにはウェハを回転体によって、回転させることができる。ウェハを回転体に固定させる方法はウェハを回転体に真空吸着したり、またはウェハの側面からウェハの端（Ｅｄｇｅ）を機械的に固定させることもできる。
【０００６】
しかし、ウェハを高速で回転させつつ、エッチング薬液が高速に広がりつつ、工程チェンバの外壁に当たり、改めてウェハにかかったりウェハを回転させる機械的作動部から異質物がウェハに付着し得る。
【０００７】
このような異質物は半導体の最終的な工程で不良率を高め、これによって歩留まりが低下し得る。したがって、スピニング動作をするウェハに異質物の付着を遮断することができるスピンチャックおよび前記スピンチャックを具備する半導体製造装置が必要である。
【０００８】
【特許文献１】韓国特許出願第１０−２００５−０１１６３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記のような問題点を考慮して、案出されたものであって、ウェハを回転させるスピンチャックの回転体と固定体の間の空間を流動体により遮蔽させることによってウェハのパーティクル汚染を防止することを目的とする。
【００１０】
これと共に、薬液がスピンチャックの回転体と固定体の間の空間を浸透するのを防止して薬液によるスピンチャックの腐食を防止することを目的とする。
【００１１】
本発明の目的は以上で言及した目的に制限されず、言及されていないまた他の目的は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために本発明の一実施形態によるウェハスピンチャック装置はウェハを回転させる回転体、および前記回転体を支持し、前記回転体の下部と余裕空間をおいて相対している固定体を含み、前記固定体は前記余裕空間を流動体により、遮断させる遮断部を含む。
【００１３】
前述した目的を達成するために本発明の他の実施形態によるウェハスピンチャック装置はウェハを回転させる回転体、および前記回転体を支持し、前記回転体の下部と余裕空間をおいて相対している固定体を含む。前記固定体は前記余裕空間を遮る少なくとも一つ以上の突起部を含む。
【００１４】
前述した目的を達成するために本発明の他の実施形態によるウェハエッチング装置はエッチングが遂行される空間を提供する工程チェンバと、前記工程チェンバ内でウェハを回転（Ｓｐｉｎｎｉｎｇ）させるウェハスピンチャック、および前記ウェハの表面に薬液を噴射する薬液供給部を含む。前記ウェハスピンチャックは前記ウェハを非活性気体によって浮遊させた状態で回転させる回転体、前記回転体の下部と余裕空間をおいて相対している固定体、および前記余裕空間を流動体により遮断させる遮断部を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による場合、スピンチャックの回転体と固定体の間の空間を流動体により遮断することによってウェハの汚染を防止することができる。これと共に、スピンチャックに入り込み得る汚染物質を出入りを防ぐことによってスピンチャックの腐食などを防止することができる。
【００１６】
本発明の効果は以上で言及した効果らに制限されず、言及されていないまた他の効果は請求範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図に含まれている。本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で具現され得ることができ、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにして、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。明細書全体にかけて、同一参照符号は同一構成要素を指称する。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態について添付された図面を参照し詳細に、説明する。
【００１９】
図１は一般的なスピンチャック装置の縦断面図を示している。
【００２０】
図１を参照すれば、スピンチャック装置はウェハ（Ｗ）を支持しつつ、ウェハを回転させる役割をする。スピンチャック装置は中心部の通路を通して、非活性気体例えば、窒素（Ｎ２）等のようなガスを提供する。ガスの提供を通してウェハを空中に一時的に浮かした状態でエッチングまたは洗浄などの半導体製造工程を遂行することができる。
【００２１】
例えば、ウェハ（Ｗ）の後面をエッチングすることができる。ウェハの後面をエッチングする装置をバックサイド（Ｂａｃｋ  ｓｉｄｅ）エッチング装置という。ウェハの後面をエッチングする時にはスピンチャック装置にウェハを吸着させると、ウェハ前面がスピンチャックの回転体１０に接するようになり一定のパターンが刻まれているウェハ前面を損傷させることがある。したがって、中心部を通して、非活性ガスを提供することによってウェハの前面が回転体１０に接触しないようにしつつウェハ後面をエッチングすることができる。
【００２２】
スピンチャック装置は非活性ガスの通路を提供し、回転しないで固定されている固定体（２０）を含む。固定体（２０）は回転せず、内部の通路に非活性ガスを提供するガスポンプ（未図示）を含み得る。
【００２３】
固定体（２０）は回転体１０を支持する回転胴部（４０）とベアリング（５０）によって連結され得る。したがって、円形のベアリング（５０）によって、回転胴部（４０）は回転しても固定体（２０）は固定される。
【００２４】
ただし、回転胴部（４０）は回転体１０と一体で連結され回転胴部（４０）の回転によって、回転体１０も共に回転する。回転胴部（４０）は駆動手段（未図示）によって、高速で回転する。したがって、回転胴部（４０）の高速回転によってベアリング（５０）も高速回転することによってパーティクル（Ｐ）が発生する。これと共に、機械的摩擦によって固定体（２０）または回転胴部（４０）でパーティクルが発生し得る。
【００２５】
発生したパーティクル（Ｐ）は固定体１０と回転胴部（４０）の間に通路で臨時に留まることがある。非活性気体が固定体１０の中心部を貫通しつつベルヌーイ原理によって、固定体１０の中心部の圧力が低くなり、発生したパーティクルが固定体（２０）の中心部に流れ込んで来ることがある。したがって、パーティクルが非活性気体と一緒にウェハに移動してウェハ表面に付着し得る。そして、ウェハに予想できない異質物が付着するためウェハの不良を引き起こすことがある。これは、ウェハの前面にパーティクルが付着する場合には一定のパターンが形成されている半導体製造に致命的な欠陥を引き起こすことがあるためである。
【００２６】
図２は本発明の一実施形態によるウェハスピンチャック装置の縦断面図を示しており、図３は本発明の他の実施形態によるウェハスピンチャック装置での回転体の平面図を示している。
【００２７】
図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるウェハスピンチャック装置は回転体１００、固定体２００および回転胴部４００を含み得る。
【００２８】
回転体１００は円板形態で構成されウェハと一緒に回転する。回転体１００はウェハを一時的に把持するために枠に一定の間隔でチャックピン（Ｃｈｕｃｋ  ｐｉｎと、１５０）を含み得る。図３と同じように、チャックピン１５０はウェハの枠に放射形態で配置され、中心方向で直線運動をし得る。前記チャックピン１５０の直線運動はスライダー１６０等によって具現され得る。
【００２９】
改めて図２を参照すれば、固定体２００は回転体１００と余裕空間（２４０）を間に置き回転体下部に位置する。固定体２００は停止状態で中心部に非活性ガスが通過する中空ホール（２５０）を含む。
【００３０】
固定体２００と回転体１００の余裕空間（２４０）には微細な異質物で構成されるパーティクルの移動を遮断させるために突起部（２３０、２７０）を含み得る。突起部（２３０、２７０）は一つ以上で構成され得て、固定体２００上部に位置する。突起部（２３０、２７０）は、円形の枠を有する突起で構成され、ベアリング５００などの機械的接触部で発生するパーティクルらを中空ホール（２５０）に移動できないようにする。
【００３１】
回転胴部４００は回転体１００と一体で連結する。回転胴部４００の回転によって、回転体１００を回転させる。回転胴部４００は駆動部（未図示）によって高速で回転する。回転胴部４００は固定体２００とベアリング５００によって連結される。したがって、ベアリング５００によって、回転胴部４００が回転したとしても固定体２００は停止していることができる。
【００３２】
本発明の一実施形態による前記ウェハスピンチャック装置の動作を説明すれば次のとおり。
【００３３】
ウェハを回転体１００に安着させるために固定体２００の中空ホール（２５０）を通して、非活性気体を噴射する。ウェハが回転体と微細な間隔をおいて空中に浮遊している状態でチャックピン１５０を中心部に移動させウェハを把持する。
【００３４】
回転胴部４００は駆動部（未図示）によって、高速回転すれば、これと一体で連結された回転体１００も回転する。回転体１００が回転し、これと一体に付着されたチャックピン１５０がウェハに力を加えウェハを回転させる。この時、ウェハの回転速度は回転体１００と差異があり得る。
【００３５】
ベアリング５００は固定体１００と回転胴部４００の間の相対運動をするようにし固定体１００は固定された状態で回転胴部４００は回転し得る。ただし、高速で回転する回転胴部４００によって、ベアリング５００、固定体１００または回転胴部４００で異質物のパーティクル（Ｐ）が発生し得る。
【００３６】
発生したパーティクルは圧力が低い中空ホール（２５０）に移動しようとするが、本発明の一実施例で提示する一つ以上の突起部（２３０、２７０）によって、パーティクルの移動を遮断させることができる。したがって、中空ホール（２５０）に移動され得るパーティクルの流れを防ぐことによってウェハ表面にパーティクルが吸着することを防ぐことができる。
【００３７】
図４は本発明の他の実施形態によるウェハスピンチャック装置の縦断面図を示している。
【００３８】
図４を参照すれば、本発明の他の実施形態によるウェハスピンチャック装置は回転体１００、固定体２００および回転胴部４００を含み得る。固定体２００は回転体１００と固定体２００の間の余裕空間（２４０）を遮断する遮断部を含む。前述した実施形態で、回転体１００、固定体２００および回転胴部４００については前述したのでここでは遮断部について説明する。
【００３９】
遮断部は回転体１００と固定体２００の間の余裕空間（２４０）を流動体により遮断させる役割をする。遮断部は余裕空間（２４０）に流動体を噴射して、流動体遮断膜（２６０）を形成させることができる。前記流動体は液体または気体であり得て、例えば脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）であり得る。
【００４０】
遮断部は流動体を噴射する噴射路（３３０）、噴射された流動体を回収する収集路（３７０）および流動体を提供するポンプ３００を含み得る。
【００４１】
遮断部は固定体内部空間に噴射路（３３０）と収集路（３７０）を開設することによって噴射路（３３０）を通して、噴射された流動体を収集路（３７０）を通して、回収することができる。
【００４２】
噴射された流動体により形成される流動体遮断膜（２６０）は余裕空間（２４０）を閉鎖させることによってパーティクルの移動を遮断させることができる。このように、遮断部は物理的に、前記回転体１００と固定体２００の間の余裕空間（２４０）で発生し得るパーティクルの移動を機械的な接触部なく流動体遮断膜（２６０）を形成して防ぐことができる。そして、固定体２００の中空ホール（２５０）にパーティクルが流入するのを防ぐことによってウェハの表面にパーティクルが積もるのを防ぐことにできる。
【００４３】
図５は本発明のまた他の実施形態によるウェハエッチング装置の縦断面図を示している。図５を参照すれば、本発明のまた他の実施形態によるウェハエッチング装置は工程チェンバ（５１０）、ウェハスピンチャック（５５０）および薬液供給部（５３０）を含み得る。
【００４４】
工程チェンバ（５１０）はエッチング工程が遂行される空間を提供する。工程チェンバ（５１０）は基板のサイズより広い断面積を有した円筒や多角形断面を有した容器から成る。工程チェンバ（５１０）はエッチング工程後に残留物を外部に排出させることができる排気口（未図示）を含み得る。
【００４５】
薬液供給部（５３０）はウェハの表面にエッチング薬液を供給し得る。ウェハエッチング装置がバックサイドエッチング装置ならば、薬液供給部（５３０）はウェハの後面にエッチング薬液を供給する。薬液供給部（５３０）はウェハと一定の距離に離隔され位置し、ウェハにより薬液の種類を別にし得るようにするが、一つ以上の薬液投入口（５３５）を含み得る。
【００４６】
ウェハスピンチャック（５５０）はウェハを安着させて、ウェハを回転させる役割をする。ウェハスピンチャック（５５０）は回転体１００、固定体２００、回転胴部４００および遮断部を含み得る。ウェハスピンチャック（５５０）の回転体１００、固定体２００、回転胴部４００および遮断部に対しては前述した実施形態で詳細に、説明したので省略する。
【００４７】
ただし、遮断部は回転体１００はすでに図４で図示したように回転体１００と固定体２００の間の余裕空間（２４０）に流動体を噴射して、流動体遮断膜（２６０）を形成し、余裕空間（２４０）を遮断する。前記流動体は液体または気体であり得て、例えば脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）であり得る。
【００４８】
遮断部は固定体２００内部に位置し、前記余裕空間（２４０）に流動体を噴射する通路を提供する噴射路（３３０）、噴射された流動体をまた回収する収集路（３７０）および前記流動体を供給するポンプ３００を含み得る。したがって、ポンプ３００によって供給された流動体は噴射路（３３０）を通して、余裕空間（２４０）で流動体遮断膜（２６０）を形成する。余裕空間（２４０）で流動体があふれれば収集路（３７０）を通して、自動的に流動体が回収され、これは改めて噴射路（３３０）を通して供給され得る。
【００４９】
上記の通りに、固定体２００と回転体１００の間の余裕空間（２４０）に遮断膜を形成させることによってパーティクルの移動を防ぐことができる。これと共に、円形の枠で構成される突起部（２３０、２７０）によって、パーティクルの移動を物理的に防ぐことができる。
【００５０】
固定体２００の中空ホール（２５０）を通して、非活性気体が噴射されて移動すれば、中空ホール（２５０）を通過する非活性気体の速力によって圧力が低くなるようになりパーティクルが吸い込まれることができる。しかし、遮断部によって流動体遮断膜（２６０）を形成して、突起部（２３０、２７０）によって、物理的障壁を形成させることによってパーティクルの移動を遮断させることができる。そうして、パーティクルがウェハの表面に吸着するのを防ぐことによってウェハの不良率を低下させることができる。
【００５１】
これと共に、非活性気体が中空ホール（２５０）を通して、噴射されない場合には薬液が余裕空間（２４０）についてベアリング５００がある部分に入り込むことができる。この場合にはベアリング５００などが腐食され、回転胴部５００の回転がなめらかでなくなり、駆動部（未図示）が高速回転することに問題と成り得る。したがって、遮断部により流動体遮断膜（２６０）を形成させることによって薬液がベアリング５００がある部分に入り込むことを阻止しベアリング５００などの機械的作動部の腐食を防止することができる。
【００５２】
以上添付された図面を参照し、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明の技術的思想や必須の特徴を外れない範囲内でいろいろと置換、変形および変更が可能なため、他の具体的な形態で実施され得るということを理解し得るであろう。そのため以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一般的なスピンチャック装置の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるウェハスピンチャック装置の縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるウェハスピンチャック装置での回転体の平面図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるウェハスピンチャック装置の縦断面図である。
【図５】本発明のまた他の実施形態によるウェハエッチング装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００    回転体
２００    固定体
２３０、２７０    突起部
４００    回転胴部
５００    ベアリング
【図１】
2009105367.tif 000003
【図２】
2009105367.tif 000004
【図３】
2009105367.tif 000005
【図４】
2009105367.tif 000006
【図５】
2009105367.tif 000007