TWI320201B - Spin chuck - Google Patents

Description

1320201 22373pif 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種半導體裝置的製造設備，且特別是有 關於一種旋轉卡盤，使用於在旋轉一基板時所執行的例如 清潔製程與蝕刻製程等製程中。 【先前技術】 一種多層薄膜被形成於半導體基板上以製造一半導體 裝置。通常’蝕刻製程必須在形成多層薄膜時被採用。由 於薄膜沈積在一半導體基板的背面上而在後續製程中被當 成異質，因此必須藉由單晶圓蝕刻設備對半導體基板之背 面執行钱刻製程以移除異質。 在用於半導體基板之背面的姓刻製程中的一習知旋轉 卡盤，旋轉馬達所造成的旋轉力藉由皮帶被傳遞至圍繞通 孔軸的一旋轉轴以旋轉一旋轉頭。蝕刻劑經由設置在旋轉 頭的一背喷孔而被注入至半導體基板之背面以蝕刻半導體 基板之背面。 當習知單晶圓蝕刻設備以凹口處理一基板時不會發生 問題，但是當習知單晶圓蝕刻設備以平坦區處理基板（通 常是200mm之基板）時可能發生幾個問題。問題如下·⑴ 基板#面之蝕刻均勻性因為基板之平坦區的氣流不平衡而 降低；以及(2)從背喷孔流出之_劑由基板之平坦區進 入形成圖案之頂面而破壞鄰近平坦區的圖案。 【發明内容】 ” 【技術問題】 5 1320201 22373pif 平衡本發明之-實關提供_種轉切，以滅少氣流不 盤，以加強基板 本發明之另一實施例提供一種旋轉卡 背面之钱刻均勻性。

本發明之又一實施例提供一種旋轉卡盤，以預防從背 喷孔流出之蝕刻劑進入基板形成圖案之頂面。 【技術方案】 在—實施例中’旋轉卡盤可包括：基板放置於其上的 可，式旋轉頭；用以旋轉旋轉頭的驅動單元；用以連接驅 動單元與旋轉頭的旋轉軸；以及的設置於旋轉頭上的固定 架、。固疋架具有在對應於基板的一平坦區之位置接觸基板 的平坦區之平面的一接觸面，以預防平坦區所造成的渦。 在—貫施例中，旋轉卡盤可包括：具有平面邊緣之基 板放置於其上的可旋式旋轉頭；用以旋轉旋轉頭的驅動單 疋，用以連接驅動單元與旋轉頭的旋轉軸；以及設置於旋 f頭之上緣上以配合基板之形狀的固定架。其中，各固定 架包括板件，板件具有接觸基板之平面的接觸面。

JT效果J 幻本發明，旋轉卡盤包括一固定架，其具有與基板 =區相同的形狀’以預防平坦區所造成的氣流不平 “此’綱舰均勾地注人至絲f面以制增強背 隹刻均勻性’並預m至基板背面_刻劑從平坦 區進入基板頂面。 【實施方式】 1320201 22373pif 圖1為根據本發明一實施例的一旋轉卡盤1〇〇。圖2 與圖3分別為圖1之旋轉卡盤100的上視圖與剖視圖。

參考圖1，旋轉卡盤1〇〇可用於一單晶圓姓刻設備 200’以蝕刻一基板w的一背面。由於單晶圓蝕刻設備2〇〇 使用酸液(以下表示為蝕刻劑）以從基板表面移除預定層， 一容器210環繞旋轉卡盤1〇〇而配置，以保護周圍單元。 多個單元(未繪示）可提供在容器210周圍，以蝕刻由旋轉 卡盤100保持在容器210内的一基板。 根據單晶圓蝕刻製程200，一蝕刻製程在使用旋轉卡 盤100旋轉基板時對一基板的背面執行。 以下將參考圖1至圖3而詳細說明旋轉卡盤1〇〇 構。 ’、 旋轉卡盤100包括一旋轉頭110，一基板w配置於其 上夕個卡銷120被設置在旋轉頭11〇之頂面112的邊緣。 卡銷120互相保持規律間隔並向上突出。多個支撐銷 被叹置於卡銷12〇内侧。相似於卡銷12〇，支撐銷114互 相保持規相隔並向上m㈣114被提供以支樓基 板w的背面W1，且卡銷12〇被提供以預防基板w因離 、^而從％轉頭丨1〇上掉下。基板W被卡鎖120固定，其 被旋轉頭11G之支撐銷114支撐時為©定件而設置在旋轉 ，y〇。基板W之背面邊緣與側面藉由卡銷12〇的偏心旋 轉才呆作而被固定或釋放。 〇 ，轉頭U0耦接至屬於中空軸的旋轉軸130以傳遞一 驅動單7L的—旋轉馬達14()的―旋轉力至旋轉頭ιι〇。一 1320201 22373pif 背噴孔單元150包括一供應管152與一噴孔154。供應營 152是蝕刻劑通過旋轉轴130之中空段的路徑，且噴孔ι54 被設置在旋轉頭110之頂面的中心❶噴孔154被連接至供 應管152以露出旋轉頭110之中心部分，注入餘刻劑至背 面W1以蝕刻背面W1。供應管152可為一預定管或是定 義在旋轉軸130内的一中空管狀空間。經由喷孔154注入 至背面W1之中心部分的蝕刻劑立即藉由旋轉基板w而注 入至基板W的邊緣。 一固定架160是構成根據本發明之旋轉卡盤1〇〇的重 要元件。固定架160被設置在旋轉頭no以預防旋轉基板 W之平坦區W2所造成的渦。固定架16〇被配置於對應於 平坦區W2的位置’並包括一板件162與用以支撐板件162 於旋轉頭110之頂面112的一基座164。板件162包括一 接觸面162a與一曲面162b，接觸面162a接觸平坦區W2 之平面W2a ’而曲面162b與基板w具有相同周圍並與平 坦區W2具有相同形狀。板件162與基板w具有相同厚 度。板件162由基座164支持以與基板w從旋轉頭11〇 之頂面112具有相同局度。板件162之形狀可隨放置在旋 轉頭110上的基板W之平坦區W2的形狀與尺寸而變化。 上述架構之固定架16〇被配置於旋轉頭㈣ 平坦區.以使基板W形成—完美_。 的 當基板w被放在旋轉頭11〇上，固定㈣〇被配置於 的平坦區W2以使基板w形成—完美_。因此， 虽基板w以高速旋轉時’旋轉卡盤100可抑制基板貿之 1320201 22373pif 月面（或頂面）W1與旋轉頭110之頂面112之間產生紊流， 以預防基板W之背面W1的氣流不平衡。 特別是’經由背喷孔單元150之喷孔154注入至基板 w之背面Wl的蝕刻劑從背面wi之中心部分散佈至邊 緣。通常’蝕刻劑由平坦區向上流至基板w之頂面。然而， ' 根據本發明之固定架16〇是用以預防蝕刻劑向上流。在此 ·. 基板是具有平坦區之半導體基板。 φ 圖4為根據本發明經修改之實施例的具有旋轉卡盤 l〇〇a以旋轉LCD基板的單晶圓蝕刻設備2〇〇a。圖5為圖 4之旋轉卡盤1〇〇a的上視圖。圖6與圖7為主要部件的放 大圖，繪示固定架的移動。 參考圖4與圖5，旋轉卡盤100a可用於一單晶圓蝕刻 設備20〇a，以蝕刻具有四個平坦區的一 LCD基板s的一 表面。然而，本發明可應用於任何以液態或氣態製程流體 處理LCD基板的設備(例如化學塗佈設備、顯影設備等）。 雖然在較佳實施例中敘述用於旋轉蝕刻的一單晶圓蝕刻設 p 備’但此實施例並不限定於姓刻設備。 單aa圓钱刻设備200a與前述單晶圓钕刻設備具有 相同架構與功能。然而，在此經修改的實施例中，製程目 標物為矩形板的LCD基板。因此，提供四個固定架16〇 於旋轉卡盤100a。 LCD基板S由設置在旋轉頭110之頂面112的支撐銷 114支撐。被支撐的LCD基板S由設置在旋轉頭n〇之邊 緣的四個固定架160固定。如圖6與圖7，LCD基板§的 9 ^20201 ^2373pif 放。固-加可藉由固定架160的前後移動而被固定或釋 ^木160藉由柱狀驅動單元18〇而前後移動。 11〇:卜發明之重要元件_定架16G賴置在旋轉頭 .的、、β j緣以抑制從一旋轉的LCD基板S的平面S1造成

--.之^ &些固定架160分別被配置在對應於LCD基板s ·. 臭妬面S1的位置。固定架160的一板件162包括接觸LCD 二扳s之平面S1的一接觸面162a與一曲面16处。此外， • ⑽之板件⑹具有形狀以補充使LCD基板S具 π美圓形。固定架160之板件162與LCD基板s具 有相同厚度，並由一基座164支撐以與lcd基板§從旋 轉頭110之頂面112具有相同高度。板件162的形狀可隨 放置在旋轉頭11〇上的LCD基板s之平面S1的形狀與尺 寸而麦化。上述架構之固定架160被配置於旋轉頭no上 之LCD基板S之平面S1 ’以使LCD基板S形成一完美圓 形。 • 當LCD基板S被放在旋轉頭no上時，固定架16〇 被配置於LCD基板S之平面S1，以使基板W形成一完美 圓形。因此，當LCD基板S以高速旋轉時，旋轉卡盤100a 可抑制LCD基板S之背面（或頂面）S1與旋轉頭11〇之頂 面112之間產生紊流，以預防LCD基板S之背面S1的氣 流不平衡。 值得注意的是LCD基板可為矩形板件基板，以用於例 如電漿顯示面板(plasma display panel，PDP)、場發射顯示 器(field emission display，FED)以及有機發光裝置(organic 22373pif 22373pif _ emitting — 0LED)的平面顯

圍所界定者 為準。 【產業利用性】 巧十甶顯示器。 跑例揭露如上，然其並非用以 頃域中具有通常知識者，在不 ’當可作些許之更動與潤錦， 製程本判可躺於在切與_基㈣的各種基板處理 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明的具有旋針盤以旋轉基板 圓蝕刻設備。 圖2與圖3分別為圖丨之旋轉卡盤的上視圖與剖視圖。 〇〇圖4為根據本發明的具有旋轉卡盤以旋轉LCD基板的 單晶圓韻刻設備。 圖5為圖4之旋轉卡盤的上視圖。 圖6與圖7為主要部件的放大圖，繪示固定架的移動。 【主要元件符號說明】 10〇、200a :旋轉卡盤 ' 100a :旋轉頭 n4 :支撐銷 12〇 :卡銷 130 :旋轉軸 140 ··旋轉馬達 1320201 22373pif 150 :背喷孔單元 152 :供應管 154 :喷孔 160 :固定架 162 :板件 162a :板件的接觸面 162b :板件的曲面 164 :基座 180 :柱狀驅動單元 200 :單晶圓蝕刻設備 210 :容器 W :基板 W1 :基板的背面 W2 :基板的平坦區 S : LCD基板 SI : LCD基板的平面 12

Claims (1)

1320201 22373pif 十、申請專利範圍： 1·一種旋轉卡盤，包括： 可旋式旋轉頭，基板放置於其上； 驅動單元’用以旋轉所述旋轉頭； 旋轉軸，用以連接所述驅動單元與所述旋轉頭.以及 3架，設置㈣述旋轉社，並包財對應於所述 土板的平坦區之位置接觸所述基板的所述平坦區之平面的 接觸面’以預防所述平坦區所造成的渦。 2.如申請專利範圍第〗項所述之旋轉卡盤，其中所述 固疋架與所述基板之所述平坦區具有相同形狀。 3·如申請專利範圍第2項所述之旋轉卡盤，其中所述 固定架更包括具有與所述基板相同周圍的曲面，以當所述 基板被放在所述旋轉頭上時，使所述基板具有完美圓形。 4. 如申請專利範圍第3項所述之旋轉卡盤，其中所述 固定架與所述基板具有相同厚度。 5. 如申請專利範圍第2項所述之旋轉卡盤，其中所述 疑轉卡盤更包括固定件，設置在所述旋轉頭之上緣以固定 所述基板之下緣與侧邊。 6. 如申請專利範圍第5項所述之旋轉卡盤，其中所述 旋轉卡盤更包括背噴孔單元，可旋轉地設置在所述旋轉軸 内’以注入化學物品至所述基板之背面。 7. —種旋轉卡盤，包括： 可旋式旋轉頭，具有平面邊緣之基板放置於其上； 驅動單元，用以旋轉所述旋轉頭； 13 1320201 22373pif 万疋轉軸，用以連接所述驅動單元與所述旋 板之’以補足所^基 其中各所述固定架包括板件，所述板件 基板之平面的接觸面。 丧觸所江 8·如申請專利範㈣7項所述之旋轉卡盤， 板件包括具有曲面之邊緣，以當所述基板被 放在所述碇轉頭上時，使所述基板具有圓形。 9.如申請專纖圍第7項所述之旋轉卡盤，其中所述 固疋架之所述板件與所述基板具有相同厚度。 10•如中請專利範圍第9項所述之旋轉卡盤，其中所述 固定架更包括基座，用以支撐所述板件於所述旋轉頭之頂 面以使所述固疋架之所述板件共線地配置於所述基板放 置的位置。 11.如申請專利範圍第7項所述之旋轉卡盤，更包括： 月喷孔單元’可旋轉地設置在所述旋轉軸内，以注入 • 化學物品至所述基板之背面。 .. 12.如申凊專利範圍第7項所述之旋轉卡盤，其中所述 基板為矩形板件基板’用於電漿顯示面板(plasina display Panel，pDP)、液晶顯示器（iiqUid crystal display, LCD)、場 發射顯示益(field emission display，FED)以及有機發光裝置 (organic light emitting device，OLED)。