專利名稱：夾持部件、旋轉(zhuǎn)頭以及使用該夾持部件夾持基材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基材的夾持部件和夾持方法，更具體地說，涉及一種在 夾持基材的邊緣部分的同時(shí)與該基材一起旋轉(zhuǎn)的夾持部件，以及使用這 種夾持部件夾持基材的方法。
背景技術(shù)：
通過各種工藝，在諸如半導(dǎo)體基材、玻璃基材或液晶面板等基材上 形成所需的圖案。在蝕刻和清潔工藝中，晶片旋轉(zhuǎn)從而去除其上面的殘 留物或薄膜。在以幾千RPM(轉(zhuǎn)數(shù)/分)旋轉(zhuǎn)諸如晶片等基材時(shí)，供給去離 子水(DI水)或蝕刻溶液或清潔溶液。無庸置疑，基材旋轉(zhuǎn)操作不僅應(yīng)用 于清潔工藝中，而且同樣可應(yīng)用于諸如光刻工藝等其他的半導(dǎo)體制造工 藝中。Mackawa等人的美國專利No. 5，860，181中公開了與用于旋轉(zhuǎn)晶片 的旋轉(zhuǎn)頭有關(guān)的各種技術(shù)內(nèi)容。通常，有兩種固定晶片的方法。 一種方法是，真空吸附晶片的背面 從而固定晶片，另一種方法是，通過支撐部件從晶片的邊緣將晶片的邊 緣機(jī)械地固定從而固定晶片。在后一種方法中，偏離于旋轉(zhuǎn)軸的夾持銷 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)從而與晶片的邊緣相接觸。多個(gè)夾持銷在與晶片的邊緣相接觸 的同時(shí)支撐該晶片。被支撐的晶片高速旋轉(zhuǎn)，并且將處理化學(xué)品供給到 旋轉(zhuǎn)著的晶片的頂面。不幸的是，傳統(tǒng)的夾持銷具有如下缺點(diǎn)首先，由于夾持銷的形狀，在夾持銷的后端產(chǎn)生渦旋。旋轉(zhuǎn)的晶片
導(dǎo)致逆著該晶片的旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生渦旋。也就是說，當(dāng)晶片逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)， 由于該晶片的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生順時(shí)針方向的氣流。該氣流在圍繞著夾持銷的 周面的同時(shí)在晶片之外流動。沿著夾持銷周面流動的氣流導(dǎo)致在該夾持 銷的后端產(chǎn)生渦旋。這種渦旋妨礙了氣流在晶片之外順暢地流動。其次，由于在夾持晶片時(shí)接近晶片背面的夾持銷，供給到晶片背面 并沿著晶片背面排放到外面的清潔溶液可能會回流到晶片背面。因此， 可能會污染晶片背面。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種夾持部件，其在夾持基材的邊緣的 同時(shí)與所述基材一起旋轉(zhuǎn)。在示例性實(shí)施例中，所述夾持部件可以包括 可轉(zhuǎn)動主體；夾持銷，其偏離所述主體的旋轉(zhuǎn)中心與所述主體的頂部相 結(jié)合，并且設(shè)置成用于夾持所述基材的邊緣；以及旋轉(zhuǎn)軸，其與所述主 體的底部相結(jié)合，可與所述主體一起旋轉(zhuǎn)，其中所述夾持銷具有流線型 形狀。本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種旋轉(zhuǎn)頭。在示例性實(shí)施例中，所述 旋轉(zhuǎn)頭可以包括可轉(zhuǎn)動支撐板；以及夾持部件，其安裝在所述支撐板 的頂面上，并且支撐基材的邊緣，從而防止裝載到所述支撐板上的基材 由于所述基材的旋轉(zhuǎn)而脫離所述支撐板，其中每個(gè)夾持部件包括可轉(zhuǎn) 動主體；夾持銷，其偏離所述主體的旋轉(zhuǎn)中心與所述主體的頂部相結(jié)合， 并且設(shè)置成用于夾持所述基材的邊緣；以及旋轉(zhuǎn)軸，其與所述主體的底 部相結(jié)合，可與所述主體一起旋轉(zhuǎn)，其中所述夾持銷具有流線型形狀。本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種使用夾持部件夾持基材的方法，所 述夾持部件具有主體和夾持銷，所述夾持銷與所述主體的頂部相結(jié)合并 且設(shè)置成用于夾持所述基材的邊緣。在示例性實(shí)施例中，所述方法可以 包括旋轉(zhuǎn)所述主體，使偏離于所述主體的旋轉(zhuǎn)中心的夾持銷與所述基 材的邊緣相接觸，其中，所述夾持銷的第一尖端相對于由所述基材的旋 轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流的流向設(shè)置在前端。


圖1是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)頭的立體圖。 圖2是本發(fā)明的夾持部件的立體圖。 圖3A和圖3B示出了被夾持的晶片。圖4A和圖4B示出了在本發(fā)明的夾持部件周圍流動的氣流。
具體實(shí)施方式
下面參考顯示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖，將更完整地描述本發(fā)明。 然而，可以以許多不同的形式體現(xiàn)本發(fā)明，并且不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本發(fā)明限制 于在此描述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例將使本發(fā)明內(nèi)容清楚、完 整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的范圍。相同的附圖標(biāo)記始終 表示相同的元件。下面以晶片W作為基材的一個(gè)例子進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于此。 圖1是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)頭1的立體圖。旋轉(zhuǎn)頭1在固定晶片W的同時(shí)旋轉(zhuǎn)晶片w。旋轉(zhuǎn)著的晶片w將由獨(dú)立的蝕刻裝置或清潔裝置進(jìn)行蝕刻 或清潔。旋轉(zhuǎn)頭1包括圓盤形的板10和沿著板10的邊緣設(shè)置在板10上的多 個(gè)夾持銷100。板10為圓盤形狀，其尺寸與晶片W相同。沿著板10的 邊緣在板10的頂面上形成有多個(gè)通孔12。夾持銷100安裝在通孔12上。通孔12繞著板io的中心按照固定間隔和固定角度e相互隔開，使 得夾持銷ioo將均等的力施加給晶片W。在此實(shí)施例中，在板IO上形成 有六個(gè)通孔12并且這些通孔12之間的角度e為60度。但是，在所設(shè)通孔12的數(shù)量不是六個(gè)的情況下，通孔12之間的角度e可以隨著所設(shè)通孔12的數(shù)量而變化。另一方面，旋轉(zhuǎn)軸14與板10的底部連接。旋轉(zhuǎn)軸14可通過獨(dú)立的驅(qū)動單元(圖未示)旋轉(zhuǎn)。圖2是本發(fā)明的夾持部件100的立體圖。夾持部件100包括夾持銷 120、主體140和旋轉(zhuǎn)軸160。夾持銷120在接觸晶片W的邊緣的同時(shí)支撐著晶片W。夾持銷120 設(shè)置成偏離于旋轉(zhuǎn)軸160的旋轉(zhuǎn)中心A，這將在后面予以說明。因此，夾持銷120可以接觸晶片W的邊緣，或者可以通過自身的旋轉(zhuǎn)與晶片W的邊緣分開。如圖所示，夾持銷120包括設(shè)置在前端的第一前端部122和設(shè)置在 后端的第一后端部124。第一前端部122具有第一尖端122a,該第一尖 端為尖頂形狀。第一后端部124具有流線型橫截面，該橫截面為圓形。 夾持銷120的頂面從第一前端部122朝著第一后端部124向下傾斜。第 一前端部122接觸晶片W的邊緣，或者通過自身的旋轉(zhuǎn)與晶片W的邊 緣分開，這將在后面詳細(xì)說明。設(shè)置主體140以支撐夾持銷120，旋轉(zhuǎn)軸160與主體140的底部連 接。旋轉(zhuǎn)軸160的旋轉(zhuǎn)允許主體140和夾持銷120 —起旋轉(zhuǎn)。如圖所示，主體140具有設(shè)置在前端的第二前端部142和設(shè)置在后 端的第二后端部144。第二前端部142具有第二尖端142a，該第二尖端為尖頂形狀。第二 后端部144具有流線型橫截面，該橫截面為圓形。主體140的頂面從第 二前端部142朝著第二后端部144向下傾斜。因?yàn)樾D(zhuǎn)軸160與第二后 端部144的底部連接，所以旋轉(zhuǎn)軸160的旋轉(zhuǎn)允許第二前端部142接近 晶片W或與晶片W分開。這將在后面詳細(xì)說明。旋轉(zhuǎn)軸160通過獨(dú)立的驅(qū)動單元(圖未示)繞其旋轉(zhuǎn)中心A旋轉(zhuǎn)。通 過旋轉(zhuǎn)軸160的旋轉(zhuǎn)將晶片W夾住或松開。如上所述，旋轉(zhuǎn)軸160的旋 轉(zhuǎn)允許第一前端部122和第二前端部142接近晶片W或與晶片W分開。圖3A和圖3B示出了被夾持的晶片W，圖4A和圖4B示出了在本 發(fā)明的夾持部件IOO周圍流動的氣流。如前所述，如果夾持部件IOO在旋轉(zhuǎn)軸160上旋轉(zhuǎn)，則夾持銷120 的第一前端部122接觸晶片W的邊緣，晶片W由第一前端部122支撐。如果所支撐的晶片W逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則產(chǎn)生順時(shí)針方向的氣流U。如 圖3A所示，所產(chǎn)生的氣流U對應(yīng)于晶片W的切向速度沿著晶片W的 切線方向流動。氣流U沿著夾持銷120的周面和主體140的周面排放到 外面。
相對于氣流U，第一前端部122和第二前端部142設(shè)置在前端，而 第一后端部124和第二后端部144設(shè)置在后端。因此，晶片W上方的氣 流U沿著第一前端部122的第一尖端122a經(jīng)過第一后端部124排放到晶 片W之外。另一方面，晶片W下方的氣流沿著第二前端部142的第二 尖端142a經(jīng)過第二后端部144排放到晶片W之外。因?yàn)閵A持銷120和 主體140的橫截面都是流線型截面，所以在第一后端部124和第二后端 部144的后端不會產(chǎn)生渦旋。"流線型"是指物體的形狀，該形狀可以減輕當(dāng)物體在流體中運(yùn)動 時(shí)所產(chǎn)生的阻力。例如，魚的身體、船體以及飛機(jī)的機(jī)翼都具有"流線 型"形狀。在物體后部處產(chǎn)生的渦旋是主要因素，其減小了在物體后部 處會產(chǎn)生拖拽的壓力。因此，流線型是一種可以抑制在物體后部處的湍 流的外觀。根據(jù)氣流的類型，流線型遵循如下原則(1)物體的前部應(yīng)該 足夠圓；以及(2)物體應(yīng)該具有從該物體后部向著中心逐漸變細(xì)的曲線。 正如這一實(shí)施例中在前面所述的那樣，在前端形成尖端并且后端部是圓 的。但是，可以在后端形成尖端并且前端部可以是圓的。此外，可以應(yīng) 用多種類型的流線型。圖4A示出了晶片W上方的氣流U，圖4B示出了晶片W下方的氣 流U。如上所述，由于晶片W的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流U不會在第一后端部 124和第二后端部144的后端產(chǎn)生渦旋。因此，氣流U可以順暢地排放 到晶片W之外。如果在晶片W與第一前端部122相接觸的接觸點(diǎn)處畫一條切線，則 在從旋轉(zhuǎn)中心A到第一尖端122a的直線與上述切線之間定義了一個(gè)角度e。角度e是非常重要的。也就是說，隨著角度e的增大，氣流u的流動 受到漸增的阻礙。另一方面，隨著角度e的減小，氣流u的流動變得順 暢。第一尖端122a和第二尖端142a通過它們的旋轉(zhuǎn)而接近晶片W。因 為它們具有尖端形狀，所以在晶片W抵觸住夾持銷120或主體140之后， 就可以防止從晶片W的頂面或底面流向晶片W之外的處理溶液回流到 晶片W上。 如圖3B所示，夾持銷120的頂面從第一前端部122朝著第一后端部 124向下傾斜。因此，在夾持銷120的頂面處，將對應(yīng)于第一前端部122 的部分設(shè)置成高于晶片W的頂面，而將對應(yīng)于第一后端部124的部分設(shè) 置成低于晶片W的頂面。由于晶片W的旋轉(zhuǎn)，供給到晶片W頂面的處理溶液流到晶片W之 外。但是，由于用于支撐晶片W而設(shè)置的夾持銷120，處理溶液可能會 回流到晶片W的頂面上。如上所述，夾持銷120的頂面傾斜，僅僅使夾 持銷120的一部分高于晶片W的頂面。因此，就可以防止處理溶液回流 到晶片W上。按照本發(fā)明，由基材的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流沿著具有流線型形狀的夾 持銷和主體的周面順暢地排放到基材之外。此外，可防止排放到基材之 外的處理溶液由于夾持部件而回流到基材的背面。盡管已經(jīng)結(jié)合附圖中所示的本發(fā)明實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā) 明不限于此。顯然，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以做出各種替換、修改和變化。
權(quán)利要求
1. 一種夾持部件，其在夾持基材的邊緣的同時(shí)隨著所述基材一起旋 轉(zhuǎn)，所述夾持部件包括可轉(zhuǎn)動主體；夾持銷，其偏離所述主體的旋轉(zhuǎn)中心與所述主體的頂部相結(jié)合，并 且設(shè)置成用于夾持所述基材的邊緣；以及旋轉(zhuǎn)軸，其與所述主體的底部相結(jié)合，可與所述主體一起旋轉(zhuǎn)， 其中，所述夾持銷具有流線型形狀。
2. 如權(quán)利要求1所述的夾持部件，其中，所述夾持銷包括 第一前端部，在夾持所述基材時(shí)，所述第一前端部相對于由所述基材的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流的流向設(shè)置在前端，并且所述第一前端部具有第 一尖端；以及第一后端部，其相對于所述氣流的流向設(shè)置在后端。
3. 如權(quán)利要求2所述的夾持部件，其中，所述夾持銷的頂面從所述 第一前端部朝著所述第一后端部向下傾斜。
4. 如權(quán)利要求2所述的夾持部件，其中，當(dāng)所述夾持銷夾持所述基 材的邊緣時(shí)，所述基材與所述夾持銷相接觸的接觸點(diǎn)處的切線和從所述 夾持銷的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一尖端的直線限定一銳角。
5. 如權(quán)利要求1所述的夾持部件，其中，所述主體具有流線型形狀。
6. 如權(quán)利要求5所述的夾持部件，其中，所述主體包括 第二前端部，當(dāng)所述夾持銷夾持所述基材時(shí)，所述第二前端部相對于由所述基材的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流的流向設(shè)置在前端，并且所述第二前 端部具有第二尖端；以及第二后端部，其相對于所述氣流的流向設(shè)置在后端，并且具有圓形形狀。
7. 如權(quán)利要求6所述的夾持部件，其中，所述主體的頂面從所述第 二前端部朝著所述第二后端部向下傾斜。
8. 如權(quán)利要求6所述的夾持部件，其中，當(dāng)所述夾持銷夾持所述基 材的邊緣時(shí)，所述基材與所述夾持銷相接觸的接觸點(diǎn)處的切線和從所述 夾持銷的旋轉(zhuǎn)中心到所述第二尖端的直線限定一銳角。
9. 一種旋轉(zhuǎn)頭，包括 可轉(zhuǎn)動支撐板；以及夾持部件，其安裝在所述支撐板的頂面上，并且支撐基材的邊緣， 從而防止裝載到所述支撐板上的基材由于所述基材的旋轉(zhuǎn)而脫離所述支 撐板，其中每個(gè)夾持部件包括 可轉(zhuǎn)動主體；夾持銷，其偏離所述主體的旋轉(zhuǎn)中心與所述主體的頂部相結(jié)合，并 且設(shè)置成用于夾持所述基材的邊緣；以及旋轉(zhuǎn)軸，其與所述主體的底部相結(jié)合，可與所述主體一起旋轉(zhuǎn)，其中，所述夾持銷具有流線型形狀。
10. 如權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)頭，其中，所述夾持銷包括 第一前端部，在夾持所述基材時(shí)，所述第一前端部相對于由所述基材的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流的流向設(shè)置在前端，并且所述第一前端部具有第 一尖端；以及第一后端部，其相對于所述氣流的流向設(shè)置在后端。
11. 如權(quán)利要求IO所述的旋轉(zhuǎn)頭，其中，所述夾持銷的頂面從所述 第一前端部朝著所述第一后端部向下傾斜。
12. 如權(quán)利要求IO所述的旋轉(zhuǎn)頭，其中，當(dāng)所述夾持銷夾持所述基材的邊緣時(shí)，所述基材與所述夾持銷相接觸的接觸點(diǎn)處的切線和從所述 夾持銷的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一尖端的直線限定一銳角。
13. 如權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)頭，其中，所述主體具有流線型形狀。
14. 如權(quán)利要求13所述的旋轉(zhuǎn)頭，其中，所述主體包括 第二前端部，當(dāng)所述夾持銷夾持所述基材時(shí)，所述第二前端部相對于由所述基材的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流的流向設(shè)置在前端，并且所述第二前 端部具有第二尖端；以及第二后端部，其相對于所述氣流的流向設(shè)置在后端，并且具有圓形 形狀。
15. 如權(quán)利要求14所述的旋轉(zhuǎn)頭，其中，當(dāng)所述夾持銷夾持所述基材的邊緣時(shí)，所述基材與所述夾持銷相接觸的接觸點(diǎn)處的切線和從所述 夾持銷的旋轉(zhuǎn)中心到所述第二尖端的直線限定一銳角。
16. —種使用夾持部件夾持基材的方法，所述夾持部件具有主體和夾持銷，所述夾持銷與所述主體的頂部相結(jié)合并且設(shè)置成用于夾持所述基材的邊緣，所述方法包括旋轉(zhuǎn)所述主體，使偏離于所述主體的旋轉(zhuǎn)中心的夾持銷與所述基材 的邊緣相接觸，其中，所述夾持銷的第一尖端相對于由所述基材的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣 流的流向設(shè)置在前端。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述夾持銷相對于所述氣流的流向設(shè)置在后端的那一部分具有圓形形狀。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，當(dāng)所述夾持銷夾持所述基材 的邊緣時(shí)，所述基材與所述夾持銷相接觸的接觸點(diǎn)處的切線和從所述夾 持銷的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一尖端的直線限定一銳角。
全文摘要
一種用于夾持基材的邊緣的夾持部件，其包括偏離于旋轉(zhuǎn)中心的夾持銷。所述夾持銷具有流線型形狀并且包括第一前端部和第一后端部，所述第一前端部相對于由所述基材的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流的流向設(shè)置在前端，所述第一后端部相對于所述氣流的流向設(shè)置在后端。所述第一前端部包括第一尖端，所述第一后端部具有圓形形狀。
文檔編號H01L21/687GK101145539SQ200710145209
公開日2008年3月19日 申請日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者具教旭, 成保藍(lán)璨, 趙重根 申請人:細(xì)美事有限公司