基板处理装置用基板支撑组装体

技术领域

本发明涉及基板处理装置用基板支撑组装体，更详细地，涉及如下的基板支撑组装体，即，为了清洁或干燥等半导体工序，在支撑基板的状态下使其进行旋转。

背景技术

通常，半导体设备是通过在基板上以薄膜形态蒸镀多种物质并将其碳化来制造的，为此，需要进行蒸镀工序、光刻工序、蚀刻工序、清洁工序及干燥工序等多种不同步骤的工序。

其中，清洁工序和干燥工序为去除存在于上述基板上的异物或粒子等之后进行干燥的工序，通过在将基板支撑在旋转头部(夹头底座)上的状态下使其高速旋转并向基板的表面或背面供给处理液来进行。

通常，当上述旋转头部旋转时，为了防止基板向旋转头部的侧方向脱离而沿着上述旋转头部的周围方向设置多个夹头销，包括上述夹头销、旋转头部、器具部(机构)及用于驱动上述器具部的驱动部来构成基板支撑装置。

上述多个夹头销具有如下结构，即，在基板被把持在旋转头部上的把持位置与从基板分离的解除位置之间往复移动。

但是，在现有技术的基板支撑装置中，在与基板的背面相向的旋转头部的上部面形成有盖，通过设置于上述盖的挡板喷射清洁液或气体等物质来进行清洁。

因此，根据这种结构的现有技术，存在很难通过如超声波发生单元等具有其他清洁原理的装置来清洁基板的背面的缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国授权专利公报第10-1145775号(2012年05月07日)

发明内容

本发明为了解决上述现有技术的问题而提出，本发明的目的在于，提供如下的基板处理装置用基板支撑组装体，即，可通过如超声波发生单元的介质来清洁基板的背面。

为了实现上述目的，本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的特征在于，包括：夹头底座，支撑待处理的基板，在外周面附近，沿着周围方向形成设置收纳部，在通过上述设置收纳部包围的内侧部分形成向上方开放的收容槽，能够以旋转轴为中心进行旋转；夹头销，配置在上述夹头底座的设置收纳部上部，能够沿着远离和靠近上述基板的方向移动；器具部，配置于上述设置收纳部内，与上述夹头销相连接，用于使夹头销移动；驱动部，用于向上述器具部传递动力；以及超声波清洁单元，收容在上述收容槽。

本发明的特征在于，在上述夹头底座的收容槽底部或夹头底座的侧壁贯通形成排水孔。

本发明的特征在于，在上述夹头底座的收容槽底部形成的排水孔与上述设置收纳部的内侧边缘相邻。

本发明的特征在于，在上述收容槽的底部中心形成用于插入上述超声波清洁单元的下部突出部的插入槽，与上述插入槽相邻地，在上述收容槽的底部，包围上述超声波清洁单元的下部突出部的外周面的隔断壁向上方突出形成。

本发明的特征在于，上述超声波清洁单元能够以靠近或远离上述基板的方式进行升降。

本发明的特征在于，当从俯视图观察时，上述超声波清洁单元以旋转轴为中心沿着半径方向延伸而成，其宽度从旋转轴朝向前端逐渐变大并从规定位置开始恒定。

本发明的特征在于，在上述超声波清洁单元的内部形成用于接收清洁液并朝向基板喷射的内部清洁流路，在外部设置1个以上的清洁液外部供给喷嘴。

本发明的特征在于，当从俯视图观察时，上述内部清洁流路在夹头底座的中心附近，配置在上述超声波清洁单元的宽度方向中心。

本发明的特征在于，上述超声波清洁单元的外部与清洁液内部供给喷嘴相连接，上述清洁液内部供给喷嘴与上述内部清洁流路的入口相连接，当从俯视图观察时，上述清洁液内部供给喷嘴的供给部朝向上述内部清洁流路的出口的中心延伸而成。

本发明的特征在于，上述内部清洁流路的出口形成于上述超声波清洁单元的上部面，上述内部清洁流路以朝向上述基板的方式倾斜而成，当从俯视图观察时，在上述超声波清洁单元的上部露出的内部清洁流路的上述半径方向的两端部中的至少一个以上述旋转轴为中心来位于半径方向的相反侧。

本发明的特征在于，当从俯视图观察时，上述清洁液外部供给喷嘴以上述旋转轴为中心，相对于一个半径方向倾斜配置，以具有上述夹头底座的旋转方向成分，具有朝向上述基板的边缘的成分，在上述基板的中心朝向边缘方向，在超声波清洁单元长度的1/5～4/5范围位置喷射清洁液。

本发明的特征在于，在上述夹头底座的下方隔开配置的下部固定框架设置有用于检测基板的第一对射式传感器，在上述夹头底座的收容槽底部形成用于使上述第一对射式传感器的光透射的透光孔，在基板上方隔开配置的上部固定框架配置有用于检测上述第一对射式传感器的光的第二对射式传感器。

本发明的特征在于，在上述夹头底座的收容槽底部设置通过覆盖上述透光孔来进行密封并使光透射的密封窗，上述密封窗配置在1个位置以上。

根据具有如上所述的结构的本发明的基板处理装置用基板支撑组装体，本发明可具有如下的效果，即，可在夹头底座的外周面附近沿着周围方向形成的设置收纳部内集中配置器具部，在中心的收容槽收纳超声波清洁单元，从而通过超声波发生单元清洁基板的背面。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，调节支撑销等的位置，以使上述设置收纳部的内周面靠近基板的外周面，若将超声波发生单元准确地安装在上述收容槽，则可对整个基板进行均匀且有效的超声波清洁。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，在上述收容槽的底部或夹头底座的侧壁贯通形成排水孔，从而防止从基板上供给并流入到收容槽的清洁液或干燥液等药液轻松从收容槽排出并累积。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，上述排水孔可以使流入到上述收容槽的药液迅速排出，同时，当夹头底座旋转时，可通过离心力，使药液轻松向上述收容槽底部的排水孔移动并排出。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，在上述收容槽的底部中心形成用于插入上述超声波清洁单元的下部突出部的插入槽，当与上述插入槽相邻地，在上述收容槽的底部，包围上述超声波清洁单元的下部突出部的外周面的隔断壁向上方突出形成时，可防止通过上述隔断壁流入到收容槽的药液通过中心的插入槽向马达等流入。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，上述超声波清洁单元能够以靠近或远离上述基板的方式进行升降，用于调节超声波强度，由此基板的种类可根据工序适当地调节对于上述基板的清洁效果。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，上述超声波清洁单元具有能够以旋转轴为中心沿着半径方向延伸的形状，其宽度从旋转轴朝向前端逐渐变大并从规定位置开始恒定，即，外壁相互并排形成，因此，可以使超声波清洁单元在上述收容槽的底部占据的面积最小化。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，可在上述超声波清洁单元的内部形成用于接收清洁液并朝向基板喷射的内部清洁流路，在外部设置1个以上的清洁液外部供给喷嘴，通过上述内部清洁流路喷射靠近基板的中心的区域，通过清洁液外部供给喷嘴喷射靠近基板的边缘的区域，从而可以均匀地喷射基板。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，上述超声波清洁单元的外部与清洁液内部供给喷嘴相连接，上述清洁液内部供给喷嘴与上述内部清洁流路的入口相连接，当从俯视图观察时，上述清洁液内部供给喷嘴的供给部朝向上述内部清洁流路的窗口延伸而成，当喷射清洁液时，不会发生碰撞流路的壁的情况，从而可以防止清洁液飞散的情况。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，上述内部清洁流路的出口形成于上述超声波清洁单元的上部面，上述内部清洁流路以朝向上述基板的方式倾斜而成，当从俯视图观察时，若在上述超声波清洁单元的上部露出的内部清洁流路的半径方向的两端部中的至少一个以上述旋转轴为中心来位于半径方向的相反侧，则超声波清洁单元内部的内部清洁流路以喷射方向为基准位于基板的中心(或旋转轴的中心)的后侧，使得清洁液喷射至超声波清洁单元中心的后侧部分，从而使超声波清洁单元实现完全清洁。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，在上述夹头底座的下方隔开配置的下部固定框架设置有用于检测基板的第一对射式传感器，在上述夹头底座的收容槽底部形成用于透射上述第一对射式传感器的光的透光孔，在基板上方隔开配置的上部固定框架配置有用于检测上述第一对射式传感器的光的第二对射式传感器，因此，若基板遮挡透光孔内的光轴，则判断为放置有基板，若基板正在放置于夹头销的状态下进行旋转，但第二对射式传感器在规定时间以上检测到光，则可以自动判断为未设置基板或基板破损。

并且，根据本发明，本发明具有如下的效果，即，在上述夹头底座的收容槽的底部设置通过覆盖上述透光孔来进行密封并使光透射的密封窗，在上述密封窗配置在一个位置以上的情况下，可以在多个位置中检查基板是否安装。

附图说明

图1为简要示出本发明的基板处理装置的侧面剖视图。

图2为示出本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的原理的侧面剖视图。

图3为示出本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的立体图及从超声波清洁单元的长度方向的剖面观察的部分纵向剖视图。

图4为示出本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的仰视立体图。

图5为示出针对在图4中的超声波清洁单元的喷嘴的设置位置及喷射方向的示意图。

图6为示出本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的器具部结构的平面立体图。

图7为示出本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的器具部结构的仰视立体图。

图8为示出在本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的器具部中第二工作片的工作结构原理的俯视图。

图9为示出本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的部分仰视立体图。

图10为示出本发明的基板处理装置用基板支撑组装体的部分纵向剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。

如图1所示，本发明的基板处理装置1000包括流体供给单元10、碗(bowl)组装体20、升降单元30、基板支撑装置S。

上述流体供给单元10向基板W供给用于处理基板的处理液或处理气体。

而且，当进行工序时，基板支撑装置S在支撑基板W的状态下使其旋转。

上述碗组装体20以防止工序中所使用的药液及当进行工序时所发生的烟雾(fume)向外部飞溅或流出的方式进行收容的结构要素，优选地，以层叠式构成，根据相对于基板的相对高度使不同药液及烟雾区别流入。

上述升降单元30使基板支撑装置S或碗组装体20进行上下升降，在碗组装体20内改变碗组装体20与基板支撑装置S之间的相对高度。

如图2所示，上述基板支撑装置S包括：夹头底座100，支撑待处理的基板W，在外周面附近，沿着周围方向形成设置收纳部110，在通过上述设置收纳部110包围的内侧部分形成向上方开放的收容槽120，能够以旋转轴A为中心进行旋转；夹头销200，配置在上述夹头底座100的设置收纳部110上部，能够沿着远离和靠近上述基板W的方向移动；器具部300，配置于上述设置收纳部110内，与上述夹头销200相连接，用于使夹头销200移动；驱动部400，用于向上述器具部300传递动力；以及超声波清洁单元900，收容在上述收容槽120。

在上述夹头底座100可追加设置用于支撑上述基板W的支撑销800。

如上所述，在上述夹头底座100的外周面附近的下部，沿着周围方向形成的设置收纳部110内集中配置器具部300，在中心的收容槽120收纳超声波清洁单元900，因此，可具有通过超声波发生单元900，利用超声波来清洁背板的背面的功能效果。

尤其，调节支撑销800等的位置，以使上述设置收纳部110的内周面靠近基板W的外周面，若将超声波发生单元900准确地设置在上述收容槽，则可对整个基板W进行均匀且有效的超声波清洁。

考虑到上述器具部300与夹头销200的相对位置，上述夹头销200可以朝向上述基板W弯曲。

从上述基板W的上方或下方供给的清洁液或干燥液等药液可流入到收容槽120。

优选地，为了防止流入到上述收容槽120的药液累积并使其向外部排出或循环，在上述收容槽120的底部122(参照图2)或夹头底座100的侧壁(参照图3)贯通形成排水孔123。

进而，如图2所示，优选地，当上述排水孔123形成在夹头底座100的收容槽120底部时，上述排水孔123与上述设置收纳部110的内侧边缘相邻，由此，迅速排出流入到上述收容槽120的药液，同时，当夹头底座100旋转时，通过离心力，使药液轻松向上述收容槽底部122的排水孔123移动并排出。

并且，在上述收容槽120的底部中心可形成用于插入上述超声波清洁单元900的下部突出部910的插入槽125，与上述插入槽125相邻地，在上述收容槽120底部，包围上述超声波清洁单元900的下部突出部910的外周面的隔断壁126可向上方突出形成。

可防止通过上述隔断壁126流入到收容槽120的药液通过中心的插入槽125流入到马达500(参照图1)等。

并且，上述超声波清洁单元900向夹头底座100的旋转方向固定，能够以靠近或远离上述基板W的方式进行升降，用于调节超声波强度，由此可以调节对于上述基板W的清洁效果。

另一方面，如图3和图4所示，当从俯视图观察时，上述超声波清洁单元900可具有以旋转轴A(参照图1)为中心沿着半径方向延伸的形状，如图5所示，其宽度从旋转轴A中心朝向前端逐渐变大并从规定位置开始恒定，即，外壁可以相互并排形成。

由此，可以使超声波清洁单元900在上述收容槽120的底部所占据的面积最小化。

优选地，在上述超声波清洁单元900的内部形成用于接收清洁液并朝向基板喷射的内部清洁流路920，在外部设置1个以上的清洁液外部供给喷嘴930，从而可以向基板W均匀地喷射清洁液。

在此情况下，如图3所示，当从侧视图观察时，相对于旋转轴A方向，上述内部清洁流路920朝向的方向可处于大于0度且小于90度的范围内，更优选地，处于10度～80度的范围内。

即，优选地，通过上述内部清洁流路920喷射基板W的中心，即，喷射靠近旋转轴A的区域，通过清洁液外部供给喷嘴930喷射靠近基板W的边缘的区域。

当上述内部清洁流路920和清洁液外部供给喷嘴930同时喷射时，有可能发生相互重叠的区域，不仅如此，即使存在重叠的区域，也不会出现清洁效果下降的情况。

当从俯视图观察时，上述内部清洁流路920可配置在夹头底座100的中心，即，在旋转轴A的中心附近，可配置在上述超声波清洁单元900的宽度方向中心。

并且，优选地，上述超声波清洁单元900的外部与清洁液内部供给喷嘴940相连接，上述清洁液内部供给喷嘴940与上述内部清洁流路920的入口相连接，当从俯视图观察时，上述清洁液内部供给喷嘴940的供给部941朝向上述内部清洁流路920的出口921的中心延伸而成，当喷射清洁液时，没有碰撞流路的壁的情况，防止清洁液飞散的情况。

并且，如图5所示，上述内部清洁流路920的出口921形成于上述超声波清洁单元900的上部面，上述内部清洁流路920以朝向上述基板W的方式倾斜形成，当从俯视图观察时，若在上述超声波清洁单元900的上部露出的内部清洁流路920的上述半径方向的两端部中的至少一个以上述旋转轴A为中心来位于半径方向的相反侧，则超声波清洁单元900内部的内部清洁流路920的起始点以喷射方向为基准位于旋转轴A的中心或基板W的中心的后方，因而清洁液涂敷至超声波清洁单元900中心的后侧部分，因此，一同实现超声波清洁单元900的完全清洁。

如图5所示，优选地，当从俯视图观察时，基于上述清洁液外部供给喷嘴930的外部清洁流路相对于以上述旋转轴A为中心的半径方向倾斜配置，以具有上述夹头底座100的旋转方向成分，也具有朝向上述基板W的边缘的成分，在上述基板W的中心朝向边缘方向，在超声波清洁单元900长度的1/5～4/5范围喷射清洁液。

由此，可通过上述清洁液内部供给喷嘴920朝向基板W的半径方向喷射，同时，通过上述清洁液外部供给喷嘴930朝向半径方向及旋转方向喷射基板W，因此，可以更加均匀且有效地喷射基板W的整个区域。

另一方面，如图4所示，可在上述夹头底座100的下方隔开配置的下部固定框架181设置用于检测基板W的第一对射式传感器S1，在上述夹头底座100的收容槽120底部形成用于使上述第一对射式传感器S1的光透射的透光孔111，在基板W上方隔开配置的上部固定框架191配置用于检测上述第一对射式传感器S1的光的第二对射式传感器S2。

由此，若基板W遮挡透光孔111内的光轴，则判断为放置有基板W，若基板W正在放置于夹头销200的状态下进行旋转，但第二对射式传感器S2在规定时间以上检测到光，则可以自动判断为未设置基板W或基板W破损。

在此情况下，优选地，在上述夹头底座100的收容槽120底部设置通过覆盖上述透光孔111来进行密封并使光透射的密封窗112，上述透光孔111和密封窗112可配置在一个位置以上，从而可以在多个位置中进行检查。

另一方面，如图6至图10所示，上述器具部300可包括：第一工作片310，可通过上述驱动部400沿着上述旋转轴A方向进行恢复移动；以及第二工作片320，沿着长度，一侧与上述第一工作片310接触，在另一侧设置有上述夹头销200，在上述一侧与另一侧之间，以设置于上述夹头底座100的铰链轴330为中心，以可恢复的方式进行铰链移动。

上述第一工作片310可以沿着在设置收纳部110内垂直配置的2个导杆318上下移动。

上述铰链轴330可设置于第二工作片320，以可旋转的方式结合在上述夹头底座100，这对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说是等同的技术。

根据这种结构，若上述驱动部400进行工作来移动上述第一工作片310，则使与上述第一工作片310接触的上述第二工作片320进行移动，从而可以使得与上述第二工作片320连接的夹头销200向远离基板的方向移动并位于等待位置，或者向靠近基板的方向移动并位于把持位置。

即，通过简单的结构，上述夹头销200可以向等待位置与把持位置移动，从而可以使上述设置收纳部110的横向剖面积(体积)最小化。

在上述夹头底座100的设置收纳部110形成使夹头销200在等待位置与把持位置之间移动的引导孔190(参照图8)。

并且，在与上述第一工作片310接触的第二工作片320的一侧下端形成倾斜面322，从而随着上述第一工作片310沿着旋转轴A方向上升，上述第一工作片310的上端推动第二工作片320的倾斜面322，使得上述第二工作片320以上述铰链轴330为中心进行铰链移动。

并且，上述第一工作片310和第二工作片320可以进行恢复移动，因此，当驱动部400不进行工作时，夹头销200一直位于把持位置。

具体地，在上述第一工作片310与夹头底座100之间，可设置沿着在旋转轴A方向上相互远离的方向施加恢复力的第一弹簧311或施加磁力的第一磁铁(未图示)，能够以使上述夹头销200朝向把持位置的方式在上述第二工作片320与夹头底座100之间设置施加力的第二弹簧321或施加磁力的第二磁铁(未图示)。

图中示出上述第一弹簧311为沿着上下方向配置的压簧，第二弹簧321为沿着水平方向配置的压簧，本发明所属技术领域的普通技术人员可以适当改变及修改弹簧的配置方向。

并且，在上述第二工作片320中，以上述铰链轴330为中心，朝向上述夹头销200的部分326可配置在朝向上述第一工作片310的部分327的上方，朝向上述夹头销200的部分326可通过上述分离壁130从朝向上述第一工作片310的部分327沿着上下方向分离并被密封。

根据这种结构，若开放上述设置收纳部110的上端盖，则上述第二工作片320露出，第一工作片310通过上述分离壁130在下方被密封，因此，可以谋求夹头销200的更换等维修变得非常简单且上述第一工作片310不受到外部环境的影响的优点。

如图8所示，优选地，当从俯视图观察时，上述第二工作片320沿着上述夹头底座100的周围方向，以圆弧形长的方式延伸，从而，当进行铰链移动时，最大程度地不干扰上述夹头底座100。

如图6和图9所示，优选地，在上述夹头底座100的外周面形成检验孔140，使得朝向上述夹头销200的部分326露出，由此，可从外部轻松确认夹头销200的连接状态等。

本发明示出通过上述检验孔140露出的紧固槽324，可使用扳手等适当的工具来从第二工作片320轻松分离夹头销200。

并且，如图8所示，优选地，朝向上述第一工作片310的部分327的重量大于朝向上述夹头销200的部分326的重量。

根据这种结构，当夹头底座100进行旋转时，通过其离心力，对于上述铰链轴330的朝向上述第一工作片310的部分327的力矩大于朝向上述夹头销200的部分326的力矩，通过离心力，夹头销200按压基板W的侧面，因此，当夹头底座100旋转时，可以进一步牢固地把持基板W。

另一方面，如图9所示，上述驱动部400可包括：推杆410，与上述器具部300的第一工作片310接触；以及驱动单元420，与上述推杆410相连接。

通过上述驱动单元420的驱动，上述推杆410上升并可以使上述第一工作片310进行上升移动。

在此情况下，在上述第一工作片310的下端可形成连接槽312，上述推杆410的上端突出形成工作突出部412，以便与上述第一工作片310的连接槽312互补性地结合。

如上所述，上述连接槽312与工作突出部412互补性地结合，因此，即使连接槽312与工作突出部412的中心轴不一致，也可以在滑动的过程中轻松结合。

在上述第一工作片310中，可单独形成与上述推杆410接触的第一部分313和与上述第二工作片320的倾斜面322接触的第二部分314。

如图6和图7所示，在上述第一工作片310的以“┓”字形弯曲的板315的两端可分别形成第一部分313和第二部分314，在第一部分313形成有连接槽312，第二部分314与第二工作片320的倾斜面322接触。

并且，在上述第二工作片320的长度方向一位置可形成沿着上下方向延伸的突起328，在上述突起328的内部侧面和设置收纳部110的内部面之间形成第二弹簧321，从而可以施加弹性恢复力。

并且，如图9所示，优选地，上述驱动单元420包括：支撑框架423，沿着周围方向设置有多个上述推杆410；加压杆421，与上述支撑框架423相连接，相对于上述推杆410向内侧隔开配置；以及驱动源422，相对于上述推杆410向内侧隔开配置，与上述加压杆421相连接，在上述推杆410与加压杆421之间形成幕墙160。

根据这种结构，可避免因当旋转头部旋转时发生的药液等喷雾向驱动源422或加压杆421侧流入而导致的恶劣影响。

并且，本发明还可包括以密封式包围上述驱动源422的外罩170，通过上述外罩170的上端，上述驱动源422与加压杆421连接，从而可以防止上述驱动源422因喷雾等外部影响而受损。

另一方面，如图2所示，优选地，上述夹头销200、第二工作片320、构成上述夹头底座100的导电介质180及用于驱动上述夹头底座100旋转的马达500电连接并接地，由此，可以防止因在基板W发生静电而导致质量恶化。

上述第二工作片320和导电介质180等可以由导电金属或含碳导电材料等导电材料构成。

图2中，结构要素B为用于紧固在马达500的螺丝。

并且，若上述夹头销200、器具部300及驱动部400的组装体能够以旋转轴A为中心，沿着周围方向以等间隔分别配置2组以上，则可以均衡地支撑上述基板W。

本发明的实施例仅是例示性实施例，只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，则在发明要求保护范围内进行多种变形的及与其等同的其他实施例是可行的。