Устройство для обработки подложки и соответствующий способ
DEVICE FOR SUBSTRATE TREATMENT AND CORRESPONDING METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройству для обработки, в частности для травления и/или проявления, подложек, в частности пластин, согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения, а также к способу согласно ограничительной части п. 8 формулы изобретения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны различные устройства для обработки подложек. В частности, в полупроводниковой технике известны вращательные или формующие лакировочные устройства для нанесения фотолака на подложки, которые называют также «установками для нанесения покрытий». В качестве подложек служат пластины, стеклянные диски или подобные элементы. Наряду с этими так называемыми установками для нанесения покрытий известны также устройства для обработки, в частности для травления и/или проявления, подложек.
В ЕР 1743220 А1 описано устройство для вращательного покрытия лаком подложек, содержащее установленную с возможностью вращения тарелку для горизонтального размещения на ней подложки. Путем вращения тарелки с подложкой распределяют обрабатывающую среду. Особая проблема состоит в том, что обрабатывающая среда проникает также на заднюю сторону обрабатываемой подложки и ее изменяет. Это приводит к повреждению задней стороны подложек, в особенности двухсторонних пластин.
ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является создание устройства для обработки, в частности для травления и/или проявления подложек, в частности круглых пластин, позволяющее избежать повреждения и/или загрязнения задней стороны пластины, а также создание соответствующего способа.
Задача решена путем создания устройства и способа, описанных в пп. 1 и 7 формулы изобретения.
В типовых вариантах осуществления изобретения устройство для обработки, в частности для травления и/или проявления, подложек, в частности круглых пластин, содержит вращательную тарелку, имеющую зазор Вентури, через который предпочтительно пропускают сжатый воздух или другую рабочую среду. Благодаря этому достигается несколько преимуществ. Во-первых, подложка присасывается согласно принципу Вентури, так что она удерживается на тарелке и не сбрасывается с нее, несмотря на ее вращение. Во-вторых, задняя сторона подложки остается чистой, так как обрабатывающая среда не может проходить на заднюю сторону и загрязнять или повреждать ее. Это особенно важно для подложек, покрытых или обработанных с обеих сторон.
Целесообразно, чтобы зазор Вентури имел величину от 0,01 мм до 0,1 мм, предпочтительно 0,58 мм. Величина зазора зависит от толщины и размеров обрабатываемой подложки.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит источник сжатого воздуха. Благодаря этому в зазор Вентури можно подавать сжатый воздух или среду под давлением. Особенно предпочтительно, чтобы источник среды под давлением создавал избыточное давление от 4 до 8 бар, предпочтительно 6 бар.
Устройство предпочтительно имеет определенные кромки, чтобы обеспечить определенное распределение давлений, в частности в зазоре Вентури. Особенно предпочтительно, чтобы кромки были расположены перед зазором Вентури.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит по меньшей мере одно отверстие, расположенное предпочтительно в средней области вращательной тарелки, которая обращена к подложке. Предпочтительно в поверхности выполнено несколько отверстий. Благодаря этому между вращательной тарелкой и средней областью подложки не возникает пониженного давления или вакуума.
Это выгодно в том плане, что предотвращается прогиб подложки в средней области или ее деформирование другим образом.
В типовых вариантах выполнения вращательная тарелка имеет чашеобразную форму. Поэтому она является очень жесткой и может быть изготовлена просто и экономично.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит диффузор. Диффузор предпочтительно вставлен во внутреннюю полость вращательной тарелки. Особенно предпочтительно, чтобы диффузор образовывал вместе с вращательной тарелкой зазор Вентури. Более предпочтительно, чтобы диффузор образовывал своей поверхностью, по меньшей мере частично, полость, в которой может создаваться вакуум между пластиной и поверхностью.
Особенно предпочтительно, чтобы нижняя сторона диффузора имела кромку, которая обеспечивает определенное распределение давления рабочей среды между поверхностью вращательной тарелки и нижней стороной диффузора.
Особенно предпочтительно, чтобы устройство, в частности вращательная тарелка, содержала множество штырей, предпочтительно три или четыре. Благодаря этому обеспечивается заранее определенное положение пластины между штырями. Если пластина будет опираться на один из штырей, то это зарегистрируют датчики и процесс обработки не будет запускаться.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит вращательную тарелку, имеющую множество пазов, расположенных предпочтительно на ее периферийном крае. Пазы предпочтительно расположены так, что пластина или подложка, когда они лежат правильно, выступают за пазы.
В типовых вариантах выполнения устройство содержит захват, который предпочтительно имеет множество подъемных штырей. Подъемные штыри захвата предпочтительно расположены с такими же угловыми интервалами, как и пазы на вращательной тарелке. Подъемные штыри захвата предпочтительно расположены на окружности с диаметром, соответствующим диаметру окружности, на которой расположены пазы вращательной тарелки. Поэтому подъемные штыри захвата могут входить в пазы вращательной тарелки и пластина или подложка будет лежать на подъемных штырях захвата.
Кроме того, целесообразно, если захват можно также использовать для укладки пластины на тарелку, без повреждения захвата.
В типовых вариантах выполнения вращательная тарелка выполнена таким образом, что поток среды или воздуха, который выходит из зазора Вентури, направляется в область под поверхностью вращательной тарелки. Благодаря этому обеспечивается лучшее покрытие. Это возможно потому, что исключается или уменьшается поток по поверхности и, таким образом, по подложке. В результате уменьшения или отсутствия потока по подложке достигается лучшее нанесение покрытия. Прежде всего, при нанесении среда, образующая покрытие, меньше завихряется. Кроме того, на наносимое покрытие не воздействует поток, вследствие чего улучшается сушка. Наконец, благодаря исключению или уменьшению потока по поверхности тарелки или по поверхности подложки устраняется завихрение загрязнений и посторонних частиц, которые могли бы отложиться на свежее покрытие.
Для этого вращательная тарелка предпочтительно имеет фаску. Особенно предпочтительно, чтобы фаска была выполнена на верхнем периферийном крае вращательной тарелки, в частности в ее нижней части.
Фаска имеет ширину предпочтительно от 0,5 до 10 мм, в частности от 1 до 5 мм, предпочтительно 3 мм, и высоту предпочтительно от 0,5 до 10 мм, в частности от 1 до 5 мм, предпочтительно 3 мм.
Угол между осью поверхности вращательной тарелки и осью поверхности фаски составляет от 5 до 85°, предпочтительно от 20 до 50°, в частности 48°.
Также предложен способ обработки, в частности травления и/или проявления, подложек, в частности круглых пластин, включающий следующие операции: вращение вращательной тарелки, нанесение на нее обрабатывающей среды и снятие подложки.
Согласно типовым вариантам осуществления способа для укладки подложки позиционируют выдвижной элемент, на котором лежит подложка. Выдвижной элемент предпочтительно можно перемещать прямолинейно. Целесообразно перемещать выдвижной элемент таким образом, что подложка позиционируется над вращательной тарелкой. Затем под выдвижным элементом и подложкой помещают захват так, что подложка лежит на его трех подъемных штырях. Выдвижной элемент под подложкой удаляют, предпочтительно, путем линейного перемещения. На следующей операции подложку кладут на вращательную тарелку, в частности между ее штырями. Это осуществляют предпочтительно путем перемещения тарелки и захвата относительно друг друга вдоль оси вращения тарелки, причем подъемные штыри захвата проходят через пазы тарелки.
В типовых вариантах осуществления способа снятие подложки осуществляют аналогично. Для этого захват позиционируют под подложкой, находящейся на вращательной тарелке, так, что подъемные штыри захвата могут входить снизу в пазы вращательной тарелки.
Путем перемещения тарелки и захвата относительно друг друга вдоль оси вращения тарелки подъемные штыри захвата входят в пазы тарелки, подложка ложится на три точки захвата и, таким образом, приподнимается над тарелкой.
Особенно предпочтительно позиционировать под подложкой выдвижной элемент и удалять захват под подложкой. Затем подложку вместе с выдвижным элементом можно отвести от вращательной тарелки.
Под выражением «перемещение вращательной тарелки и захвата относительно друг друга имеется в виду, что можно перемещать вдоль оси вращения или захват в направлении к тарелке, или тарелку в направлении к захвату путем поступательного движения.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие преимущества и особенности изобретения вытекают из представленного ниже описания предпочтительных вариантов его осуществления, а также из чертежей, на которых:
фиг. 1 схематично изображает вращательную тарелку устройства согласно изобретению в аксонометрии,
фиг. 2 - вид сбоку в разрезе вращательной тарелки согласно фиг. 1,
фиг. 3 - следующий вариант выполнения вращательной тарелки устройства согласно изобретению вместе с пластиной,
фиг. 4 - захват устройства согласно изобретению,
фиг. 5 - вид сбоку следующего варианта выполнения вращательной тарелки устройства согласно изобретению и
фиг. 6 - вращательную тарелку согласно фиг. 5 в аксонометрии.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показана вращательная тарелка 1 для устройства согласно изобретению. Вращательная тарелка 1 имеет поверхность 2 для размещения подложки, в частности пластины. Тарелка 1 имеет круглую форму и содержит зазор 3 Вентури, расположенный на ее поверхности 2.
Как видно из фиг. 2, вращательная тарелка 1 имеет чашеобразную нижнюю часть 4.
В чашеобразную нижнюю часть 4 тарелки 1 вставлен диффузор 5, поверхность 6 которого является частью поверхности 2.
Диффузор 5 образует своим периферийным краем 7 вместе с внутренним краем 8 чашеобразной нижней части 4 тарелки зазор 3 Вентури.
В данном варианте зазор Вентури имеет высоту 0,58 мм. Высота измеряется от поверхности 9 чашеобразной нижней части 4 до верхней кромки 10 диффузора 5.
Тарелка 1 имеет ось D вращения.
Диффузор 5 вставлен в чашеобразную нижнюю часть 4 вращательной тарелки 1 таким образом, что между ним и тарелкой 1 образован зазор 11, в который заходят определенные кромки 12, предназначенные для обеспечения определенного распределения давления рабочей среды, в частности сжатого воздуха, протекающего через канал 11 в зазор 3 Вентури. Кромки 12 выполнены на нижней стороне диффузора 5.
Кроме того, вращательная тарелка 1 имеет множество отверстий 13, выполненных в диффузоре 5.
Вращательная тарелка 1 содержит канал 14, к одному концу 15 которого подключен источник сжатого воздуха или среды под давлением (не показан).
Вращательная тарелка 1 содержит множество штырей 16 для позиционирования подложки или пластины. Благодаря тому, что подложка будет лежать лишь между штырями 16, достигается возможность точно определенного позиционирования ее между штырями. Кроме того, таким путем при помощи датчиков (не показаны) можно определить, лежит ли подложка или пластина в заранее определенном положении.
Вращательная тарелка, показанная на фиг. 1 и 2, работает следующим образом.
На тарелку 1 согласно фиг. 1 и 2 кладут подложку (не показана), в частности круглую пластину.
От источника сжатого воздуха, присоединенного к концу 15 канала 14, в тарелку 1 подают сжатый воздух. Воздух проходит по каналу 14 в зазор 11 и вытекает из зазора 3 Вентури между поверхностью 9 нижней части 4 тарелки и пластиной или подложкой. Благодаря этому в соответствии с принципом Вентури создается пониженное давление, которое удерживает на вращательной тарелке 1 пластину или подложку (не показана), несмотря на быстрое вращение тарелки 1 вокруг оси D вращения.
Кроме того, при этом предотвращается проникновение наносимой на поверхность подложки обрабатывающей среды, например средства для травления или проявления, на заднюю сторону подложки и ее повреждение или изменение.
Сжатый воздух из канала 14 проходит через отверстия 13 и течет между поверхностью 2 и подложкой или пластиной. Благодаря этому в области отверстий 13 предотвращается образование вакуума или пониженного давления, которое прогибает подложку вниз, деформирует и/или повреждает ее.
На фиг. 3 показан следующий вариант выполнения вращательной тарелки 26, на которой расположена подложка 17. По существу вращательная тарелка 26 выполнена аналогично вращательной тарелке 1.
Тарелка 26 содержит множество пазов 18, 19 и 20, которые выполнены на ее периферийном крае 25 и длина которых соответствует высоте тарелки.
Устройство согласно изобретению содержит также захват 21, который показан на фиг. 4. Захват 21 имеет три подъемных штыря 22, 23 и 24, расположенных на окружности диаметром d, по существу соответствующим диаметру тарелки 1 или 26.
Пазы 18, 19 и 20 расположены с такими же угловыми интервалами, как и подъемные штыри 22, 23 и 24. Пазы 18, 19 и 20 предпочтительно тоже расположены на окружности диаметром d.
Устройство согласно изобретению, содержащее вращательную тарелку 26, работает следующим образом.
Чтобы уложить пластинку 17 на вращательную тарелку 26, ее позиционируют при помощи выдвижного элемента (не показан) над тарелкой 26 на расстоянии, соответствующем по меньшей мере высоте выдвижного элемента.
Под пластину 17 помещают захват 21 так, что она ложится своими краями на три подъемных штыря 22, 23 и 24.
Затем путем перемещения вращательной тарелки 26 и захвата 21 друг относительно друга, то есть либо путем опускания захвата 21 в направлении к тарелке 26, либо путем подъема тарелки 26 в направлении к захвату 21, пластину 17 кладут на поверхность тарелки 26, как показано на фиг. 3. При этом подъемные штыри 22, 23 и 24 проходят через пазы 18, 19 и 20 тарелки 26, показанной на фиг. 3
Захват 21 перемещают относительно вращательной тарелки 26 таким образом, что подъемные штыри 22, 23 и 24 выходят из пазов 18, 19 и 20 вниз, как показано стрелкой Р, после чего захват 21 отводят от тарелки 26.
Теперь пластину 17 можно обрабатывать, например, средством для травления или проявителем.
Чтобы снять пластину 17 с тарелки 26, выполняют действия, по существу аналогичные укладке, но в обратном порядке.
Захват 21 позиционируют под вращательной тарелкой 26 и перемещают в направлении, противоположном направлению стрелки Р, вставляя подъемные штыри 22, 23 и 24 в соответствующие пазы 18, 19 и 20. В результате пластина 17 ложится на верхние торцы подъемных штырей 22, 23 и 24 и при помощи захвата 21 ее отводят от тарелки 26.
Затем под пластину 17 помещают выдвижной элемент (не показан) и удаляют ее вместе с выдвижным элементом из области вращательной тарелки 26.
На фиг. 5 показан еще один вариант выполнения вращательной тарелки 27, которая выполнена по существу аналогично тарелке 1 или 26. Вращательная тарелка 27 имеет фаску 28, которая видна также на перспективном изображении тарелки 27 на фиг. 6.
За счет фаски 28 удалена верхняя кромка на периферии 29 тарелки 27.
Фаска 28 выполнена в нижней части 30 тарелки, которая аналогична нижней части 4.
Благодаря фаске 28 среда, в частности воздух, выдувается из зазора 31 Вентури и отводится в направлении стрелки К. Это целесообразно, так как среда, в частности воздух, направляется в область под вращательной тарелкой 27. Благодаря этому исключаются и/или уменьшаются нежелательные завихрения воздуха над поверхностью 32 тарелки 27, в результате чего получается лучшее покрытие подложки. Это возможно, так как при меньшем потоке по поверхности вращательной тарелки или подложки воздух по покрытию не протекает и на покрытие потоком воздуха может наноситься меньшее количество частиц.
Поток, выходящий из зазора 31 Вентури вращательной тарелки 27, отводится от ее поверхности 32 в направлении наклона фаски 28 или под более крутым углом в область ниже поверхности тарелки 27.
В данном варианте выполнения фаска 28 имеет ширину b от 0,5 мм до 10 мм, в частности от 1 мм до 5 мм, предпочтительно 3 мм. Высота h фаски 28 составляет предпочтительно от 0,5 мм до 10 мм, в частности от 1 мм до 5 мм, предпочтительно 3 мм.
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 вращательная тарелка
2 поверхности
3 зазор Вентури
4 нижняя часть
5 диффузор
6 поверхность диффузора
7 край
8 внутренний край
9 поверхность нижней части
10 верхняя кромка
11 зазор
12 кромки
13 отверстие
14 канал
15 конец
16 штырь
17 подложка
18 паз
19 паз
20 паз
21 захват
22 подъемный штырь
23 подъемный штырь
24 подъемный штырь
25 наружный край
26 вращательная тарелка
27 вращательная тарелка
28 фаска
29 периферия
30 нижняя часть
31 зазор Вентури
32 поверхность
D ось вращения
d диаметр
Р стрелка
K стрелка
b ширина
h высот