专利名称：基板支持装置及基板取出方法
技术领域：
本发明涉及为了清洗、蚀刻半导体晶片等基板以及去除光刻胶，或将光刻胶涂布到半导体晶片等基板上的基板处理装置中使用的基板支持装置以及从上述基板支持装置上取出基板的方法。
背景技术：
在制造半导体元件的各种制造工艺之中，当清洗半导体晶片或进行蚀刻液处理时以及涂布或去除光刻胶时需使用一种单片式的基板支持装置。作为此种基板支持装置有专利文献1中所述的片状物支持装置。
专利文献1中所述的支持装置具有以旋转轴为中心旋转的支持件，在该支持件的上面设有环形喷嘴，给该喷嘴提供气体，按照伯努利定理非接触性地支持晶片。此外，支持体形成延伸到支持体上面的多个孔，在该孔内分别插入嵌钉。而当把晶片从支持体取出时，使嵌钉朝上移动，增加晶片与支持体之间的间隔，使用勺状工具取出晶片。
(专利文献1)专利第3383584号公报(第3页(0013)、(0016)～(0018)、(0020)～(0021)、(0030)以及图1、图2)现用的支持装置为了支持晶片等基板，在晶片的周围形成供给气体的环形喷嘴，此外，为了取出晶片等基板，设置了多个可上下移动的嵌钉，其结构相当复杂。
此外，为将晶片等基板支持在支持装置之上，还需要提供大量的气体。
发明内容
本发明的目的在于简化支持晶片的供气喷嘴的结构并减少用气量，而且很容易就可将晶片从支持装置取出。
本发明第1方面所述的本发明的基板支持装置，其特征在于该装置具有位于中央部位的中空区，具有支持基板的可旋转的卡盘与喷嘴孔，具有可在上述中空区上下移动的筒状喷嘴部件。
本发明第2方面所述的本发明，其特征在于在本发明第1方面所述的基板支持装置之中，上述喷嘴孔形成于上述喷嘴部件的中央部位。
本发明第3方面所述的本发明，其特征在于在本发明第1或第2方面所述的基板支持装置之中，在上述卡盘与基板相对的面上，具有朝基本垂直于上述面的方向突出的卡爪，上述卡爪可在与上述基板的外周接触，支持上述基板的状态和脱离上述基板的外周的状态之间移动。
本发明第4方面所述的本发明，其特征在于在本发明第1或第3方面任一项所述的基板支持装置之中，使气体从上述喷嘴孔喷出，将上述基板非接触性地保持在上述卡盘上面。
本发明第5方面所述的本发明，其特征在于在本发明第1或第4方面任一项所述的基板支持装置之中，具有使上述喷嘴部件朝上移动的装置，边使气体从上述喷嘴孔喷出，边使喷嘴部件朝上移动。
本发明第6方面所述的本发明的基板取出方法，其特征在于在本发明第1至第5方面任一项所述的基板支持装置之中，边使气体从上述喷嘴孔喷出，边使上述喷嘴部件朝上移动，将拨叉插入上述基板的背面与上述卡盘的上面之间之后，停止喷出上述气体，将基板保持在上述拨叉之上。
本发明第7方面所述的本发明，其特征在于在本发明第6方面所述的基板取出方法之中，上述拨叉有一对叉齿，上述一对叉齿的间隔大于上述喷嘴部件的外径。
若采用本发明，可简化支持晶片的卡盘以及供给气体的喷嘴部件的结构。
此外还可减少用来支持晶片的供气量，而且由于是从中心部位的喷嘴中喷射出气体，因而可减少随基板规格的变更而来的所需流量的变更。此外可简单而又可靠地进行将晶片从基板支持装置取出时的操作。
图1是采用本发明的基板支持装置的重要部位的概念图，其中(a)为局部侧剖视图，(b)为俯视图。
图2是采用本发明的基板支持装置的动作说明图，其中(a)为卡盘及喷嘴部件的放大侧剖视图，(b)为基板背面的压力分布图。
图3是从采用本发明的基板支持装置上取出基板时的动作说明图，其中(a)为卡盘及喷嘴部件的放大侧剖视图，(b)为在基板背面插入拨叉时的俯视图。
(图中标号)1、基板支持装置，2、支架，3、卡盘，4、喷嘴部件，5、卡爪，6、基板，7、喷嘴孔，1、供气源，9、马达，10、上下运动驱动源，11、凹部，12、中空区，14、间隙，20、拨叉。
具体实施例方式
采用本发明的第1种实施方式的基板支持装置具有位于中央部位的中空区，具有支持基板的可旋转的卡盘与喷嘴孔，具有可在中空区内上下移动的筒状喷嘴部件。采用本实施方式，将基板承载于卡盘之上，通过使气体朝基板背面喷吐，按照伯努利定理使基板非接触性地保持在卡盘上面的同时，使喷嘴部件朝上移动之后，通过将拨叉插入卡盘与基板之间即可简单地取出基板。
本发明的第2种实施方式是在第1实施方式采用的基板支持装置之中，在喷嘴部件的中央部位形成喷嘴孔。采用本实施方式，由于可使气体从基板背面的中央部位向周边方向喷出，因而可用很少的气体流量就可将基板非接触性地保持在卡盘上面。
本发明的第3种实施方式是在第1或第2实施方式采用的基板支持装置之中，在卡盘与基板相对的面上具有朝基本垂直于该面方向突出的卡爪，卡爪可在与基板的外周接触，支持基板的状态和脱离基板外周的状态间移动。若采用本实施方式，能可靠保持基板，同时可使基板的安装与取出更容易进行。
本发明的第4种实施方式是在第1种至第3种任意一种实施方式采用的基板支持装置之中，使气体从喷嘴孔喷出，将基板非接触性地保持在卡盘上面。若采用本实施方式，用少量的气流即可使基板非接触性地保持在卡盘之上。
本发明的第5实施方式是在采用第1至第4任意一种实施方式的基板支持装置之中，具有使喷嘴部件朝上移动的装置，边使气体从喷嘴孔喷出边使喷嘴部件朝上移动。若采用本实施方式，在使喷嘴部件移动到上方之后，通过将拨叉插入卡盘与基板间的间隙即可简单地取出基板。
采用本发明的第6种实施方式的基板取出方法，是在第1至第5任意一种实施方式的基板支持装置之中，边使气体从喷嘴孔喷出，边使喷嘴部件朝上移动，将拨叉插入基板的背面与卡盘的上面之间形成的间隙后停止喷出气体，将基板保持在拨叉上。若采用本实施方式，即可简单地取出基板。
本发明的第7种实施方式是在采用第6种实施方式的基板取出方法之中，拨叉有一对叉齿，即可不受喷嘴部件的妨碍地将拨叉插入。
(实施例)下面根据附图介绍本发明的实施例。图1(a)是采用本发明的基板支持装置的主要部位的局部侧剖视图，图1(b)是其俯视图。
基板支持装置1具有支架2、配置在支架2内，在支架2内以中心轴X-X′为中心旋转的中空圆柱形的卡盘3，以及配置在卡盘3的中空区12之内，可上下移动的筒形喷嘴部件4。卡盘3以及喷嘴部件4的上部配置为暴露在设置在支架2上的凹部11内。
在卡盘3的上面，在外周附近形成朝基本呈垂直方向突出的多个卡爪5，支持半导体晶片等的圆形基板6的周围。卡爪5由圆柱体与设置在其上面的外周部的突起构成，突起处于与基板6的外周相隔离的状态。多个卡爪5的圆柱体彼此连动旋转。卡盘3以其上面的基板承载面承载基板6，靠马达9以中心轴X-X′为中心旋转。
另一方面，喷嘴部件4中央部位有一喷嘴孔7，从喷嘴孔7喷吐出供气源提供的氮气等气体。此外，喷嘴部件4采用靠上下运动驱动源10可在卡盘3内上下运动的结构。
下面介绍基板支持装置1的动作。正如图2(a)的卡盘及喷嘴部件的放大侧剖视图所示，在卡盘3的上面承载着基板6，若在将喷嘴部件4的上面保持在低于卡盘3的上面状态下以规定流量从喷嘴孔7喷出氮气13，则氮气13在基板6的背面，从喷嘴孔7通过凹部15沿卡盘3的上面和基板6的间隙14流动，从基板6的周围流到外部。
此时，氮气13在喷嘴孔7附近因流路截面小，流速大，而在其周围，凹部15由于流路截面变大使流速变小，在卡盘3的上面与基板6的间隙14，由于流路截面变小而使流速变大。因此，根据伯努利定理，基板6背面的压力分布如图2(b)所示，在与喷嘴孔7对应的中央部位附近为上升压16，但在与其周围的凹部15对应的部分却形成下降压17，在外圈附近则又转化为上升压18。其结果，基板6被与凹部15对应的部分的下降压17朝下吸引，沿旋转的卡盘3的上面呈非接触性承载。在该状态下，从基板6的上面，边使喷嘴19沿基板6移动，边喷出清洗液清洗基板6。若用蚀刻液取代清洗液，则可进行蚀刻。
氮气13的流量为基板6可根据伯努利定理生成下降压17的流量，虽根据基板6的大小及重量而有所不同，但在基板直径为200～300mm、厚度为0.7mm的硅晶片的情况下，最好在每分钟50L左右。
基板6的清洗或蚀刻结束之后，如图3(a)所示，边从喷嘴孔7喷出氮气13，边使喷嘴部件朝上移动，基板6在维持伯努利定理对卡盘3及喷嘴部件4的吸引作用的同时，以非接触状态朝上方移动。其结果，由于卡盘3与基板6之间的间隙14变大，如图3(b)所示，一将拨叉20的叉齿21插入该间隙14内，即中止喷吐氮气13，则基板6依据伯努利定理的吸引作用被解除，而由拨叉20支持。因此，可将基板6承载到拨叉20上，从基板支持装置1上取出。
喷嘴部件4的移动位置可设定为喷嘴部件4的表面略高于与卡盘3的表面一致的位置。
此外，拨叉20为了使其一对叉齿21之间可插入喷嘴部件4，将其设定为比喷嘴部件4的外径略大。此外，将其厚度设定为较薄，以便插入间隙14内。
正如上述，本发明适用于半导体晶片等基板的清洗，蚀刻以及从基板上去除光刻胶或往基板上涂布光刻胶。
权利要求
1.一种基板支持装置，其特征在于该支持装置具有位于中央部位的中空区，具有支持基板的可旋转的卡盘和喷嘴孔，以及具有可在上述中空区内上下移动的筒状的喷嘴部件。
2.根据权利要求1所述的基板支持装置，其特征在于上述喷嘴孔形成于喷嘴部件的中央部位。
3.根据权利要求1或2所述的基板支持装置，其特征在于在上述卡盘与基板相对的面上，具有朝基本垂直于上述面的方向突出的卡爪，上述卡爪可移动成与上述基板的外周接触而支持上述基板的状态和脱离上述基板的外周的状态。
4.根据权利要求1至3任一项所述的基板支持装置，其特征在于使气体从上述喷嘴孔喷出，将上述基板非接触性地保持在上述卡盘上面。
5.根据权利要求1至4任一项所述的基板支持装置，其特征在于具有使上述喷嘴部件向上方移动的装置，边使气体从上述喷嘴孔喷出边使上述喷嘴部件朝上移动。
6.一种基板的取出方法，其特征在于在权利要求1至5任一项所述的基板支持装置之中，边使气体从上述喷嘴孔喷出边使上述喷嘴部件朝上移动，将拨叉插入上述基板的背面与上述卡盘的上面之间后，停止喷出上述气体，将基板保持在上述拨叉之上。
7.根据权利要求6所述的基板取出方法，其特征在于上述拨叉有一对叉齿，上述一对叉齿的间隔大于上述喷嘴部件的外径。
全文摘要
在简化支持晶片的供喷嘴的结构的同时可减少气体的供给量，还可简化将晶片从基板支持装置上的取出工序。基板支持装置1在支架2内具有位于中央部位的中空区12，具有支持基板6的可旋转的卡盘3和喷嘴孔7，以及可在中空区12内朝上下方向移动的筒状喷嘴部件4。喷嘴孔7形成于喷嘴部件4的中心区域，由供气源8从喷嘴孔7喷出气体，使基板6非接触性地保持在卡盘3之上。取出基板6时，边使喷嘴孔7喷出气体，边将喷嘴部件4朝上移动，即可使基板露出。
文档编号H01L21/683GK1577762SQ20041000163
公开日2005年2月9日 申请日期2004年1月12日 优先权日2003年7月28日
发明者松泽实, 吉田达朗 申请人:禧沛股份有限公司