基板处理装置和基板处理方法与流程

本申请要求于2017年10月12日提交韩国工业产权局、申请号为10-2017-0132079的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。

本文中描述的本发明构思的实施例涉及基板处理装置和基板处理方法。

背景技术：

为了制造半导体设备和液晶显示器，已经执行了诸如光刻、蚀刻、灰化、离子注入、薄膜沉积和清洁工艺等各种工艺。其中，从形成在基板上的薄膜去除不必要区域的蚀刻工艺需要相对于薄膜更高的选择比和更高的蚀刻速率。此外，在以上工艺期间，可以执行对基板执行热处理的工艺。

通常，蚀刻工艺或清洁工艺主要通过依序执行化学处理步骤、漂洗处理步骤和干燥处理步骤来执行。根据化学处理步骤，将形成在基板上的薄膜蚀刻或将化学制品供应至基板从而从基板去除异物。根据漂洗处理步骤，将漂洗液供应到基板上，该漂洗液为纯水。当使用流体处理基板时，可以将基板加热。

技术实现要素：

本发明构思的实施例提供了一种基板处理装置和一种基板处理方法，其能够有效地处理基板。

根据一示例性实施例，可以提供一种基板处理装置，其包括支承构件、处理液喷嘴和控制器，支承构件用于支承基板，处理液喷嘴用于供应处理液至定位在支承构件上的基板，控制器用于控制处理液喷嘴，使得在低流量供应段和高流量供应段中将供应至基板的处理液不同地排出，高流量供应段中的每小时平均排出量多于低流量供应段中的每小时平均排出量。

此外，控制器可控制处理液喷嘴从而停止在低流量供应段中排出处理液。

另外，基板处理装置还可包括加热构件，其用于加热定位在支承构件上的基板。

此外，控制器可控制加热构件，使得高流量供应段中的加热构件的加热温度低于低流量供应段中的加热构件的加热温度。

另外，加热构件可设置为安装在支承构件上的灯具。

另外，加热构件可以是定位在支承构件中的电阻加热型热丝。

此外，加热构件可以是激光源，用于向支承构件照射激光。

此外，加热构件可在基板的旋转中心和基板的端部之间的整个区域中以线束的形式照射激光。

另外，处理液可以是磷酸。

另外，支承构件可旋转性地设置，且控制器可控制支承构件，使得高流量供应段中的支承构件的旋转速度高于低流量供应段中的支承构件的旋转速度。

根据一示例性实施例，可以提供一种基板处理方法，其包括通过供应处理液至基板来处理基板，且可在低流量供应段和高流量供应段中将处理液不同地供应至基板，高流量供应段中的每小时平均排出量多于低流量供应段中的每小时平均排出量。

此外，低流量供应段中的每小时平均排出量可等于或小于高流量供应段中的每小时平均排出量的一半。

另外，可以停止在低流量供应段中将处理液排出至基板。

此外，可以在低流量供应段中而不是高流量供应段中在更高温度下将基板加热。

另外，可以在高流量供应段而不是低流量供应段中以更高的速度使基板旋转。

此外，处理液可以是磷酸。

附图说明

通过参照附图详细地描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的以上和其他目的和特征将变得显而易见。

图1为示出了根据本发明构思的一实施例的基板处理装置的平面图；

图2为示出了根据本发明构思的一实施例的工艺腔室的视图；

图3为示出了根据本发明构思的一实施例的支承构件的局部剖面图；

图4为示出了加热构件的加热温度的图；

图5和图6为示出了通过处理液喷嘴向基板排出化学液的状态的视图；

图7为示出了根据另一实施例的加热构件的加热温度的图；

图8为示出了根据又一实施例的加热构件的加热温度的图；

图9为示出了根据另一实施例的工艺腔室的视图；

图10为示出了根据一实施例的照射到基板的激光的视图；和

图11为示出了根据又一实施例的工艺腔室的视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图更为详细地描述本发明构思的实施例。可以以各种形式修改本发明构思的实施例，并且本发明构思的范围不应被解释为受限于下面描述的发明构思的实施例。提供本发明构思的实施例是为了向本领域技术人员更完整地描述本发明构思。因此，附图中的组件的形状等被夸大以强调更清楚的描述。

图1为示出了根据本发明构思的一实施例的基板处理装置的平面图。

参照图1，基板处理装置1可具有索引模块10和工艺处理模块20。索引模块10可包含装载端口120和供给框架140。装载端口120、供给框架140和工艺处理模块20可依序排列成行。下文中，装载端口120、供给框架140和工艺处理模块20排列的方向将被称为第一方向12，当从顶部观察时，垂直于第一方向12的方向将被称为第二方向14，而垂直于包含第一方向12和第二方向14的平面的方向将被称为第三方向16。

在其中具有基板w的载体18坐落于装载端口120上。设置多个装载端口120并将其沿第二方向14排列成行。装载端口120的数量可根据工艺处理模块20的工艺效率或占地面积(footprint)而增加或减少。载体18具有多个槽(未示出)，用于接收水平于地面排列的基板“w”。前开式晶圆盒(foup)可用作载体18。

工艺处理模块20包括缓冲单元220、供给腔室240和工艺腔室260。供给腔室240设置成使其纵向平行于第一方向12。工艺腔室260设置在供给腔室240的相对侧。工艺腔室260可设置在供给腔室240的一侧和另一侧，使得其关于供给腔室240彼此对称设置。多个工艺腔室260可设置在供给腔室240的一侧。一些工艺腔室260设置在供给腔室240的纵向上。此外，其他工艺腔室260设置为彼此层叠。即，工艺腔室260可在供给腔室240的一侧处排列为a乘b的阵列。在这种情况下，a为在第一方向12上排列成行的工艺腔室260的数量，且b为在第三方向16上排列成行的工艺腔室260的数量。当在供给腔室240的一侧设置四个或六个工艺腔室260时，工艺腔室260可排列为2×2或3×2。可增加或减少工艺腔室260的数量。不同的是，工艺腔室260可仅设置在供给腔室240的任意一侧。此外，工艺腔室260可设置在供给腔室240的一侧和相对侧的单层中。

缓冲单元220介于供给框架140和供给腔室240之间。缓冲单元220提供在供给腔室240和供给框架140之间运载基板之前基板w停留的空间。放置基板w的槽(未示出)可设置在缓冲单元220中。多个槽(未示出)可在第三方向16上设置成彼此间隔开。缓冲单元220在面向供给框架140和供给腔室240的表面中是敞开的。

供给框架140在坐落于装载端口120中的载体18和缓冲单元220之间运载基板“w"。供给框架140包括索引轨道142和索引机械手144。索引轨道142设置成使其纵向平行于第二方向14。索引机械手144安装在索引轨道142上从而在第二方向14上沿索引轨道142移动。索引机械手144可包括底部144a、主体144b和索引臂144c。底部144a可安装成沿索引轨道142为移动性的。主体144b可连接至底部144a。主体144b可设置成在底部144a上沿第三方向16为移动性的。此外，主体144b可设置成在底部144a上为旋转性的。索引臂144c可连接至主体144b使得索引臂144c相对于主体144b向前和向后为移动性的。可设置多个索引臂144c，并且可以相互独立地将其驱动。索引臂144c可设置为在索引臂144c沿第三方向16彼此间隔开的条件下彼此层叠。当将基板“w”从工艺处理模块20运载至载体18时，使用一些索引臂114c，并且当将基板w从载体18运载至工艺处理模块20时，可使用其他索引臂114c。在索引机械手144引入和取出基板“w”的过程中，该结构可以防止在工艺处理之前由基板“w”产生的颗粒在工艺处理之后粘附到基板“w”。

供给腔室240在缓冲单元220和工艺腔室260中的任意两个之间以及在工艺腔室260之间运载基板w。供给腔室240包括索引轨道242和索引机械手244。导轨242设置成使其纵向平行于第一方向12。主机械手244安装在导轨242上从而在导轨242上沿第一方向12线性移动。主机械手244可包括底部244a、主体244b和索引臂244c。底部244a可安装成沿索引轨道242为移动性的。主体244b可连接至底部244a。主体244b可设置成在底部244a上沿第三方向16为移动性的。此外，主体244b可设置成在底部244a上为旋转性的。主臂244c可连接至主体244b使得主臂244c相对于主体244b向前和向后为移动性的。可设置多个主臂244c，并且可以相互独立地将其驱动。主臂244c可设置为在主臂244c沿第三方向16彼此间隔开的条件下彼此层叠。

工艺腔室260可对基板w执行工艺处理。尽管所有在工艺腔室260中执行的工艺均相同，但是也可以执行至少两个不同的工艺。

图2为示出了根据本发明构思的一实施例的工艺腔室的视图。

参照图2，工艺腔室260包括支承构件1000、处理液喷嘴1300、加热构件1400和控制器1500。

支承构件1000在工艺期间支承基板s。支承构件1000设置为使得支承构件1000的顶表面具有预设面积。例如，支承构件1000具有宽于基板s的面积的面积，且通过使用设置在其顶表面上的销1100来支承基板s。因此，可以在基板s的底表面可与支承构件1000的顶表面间隔开的状态下，支承基板s。此外，支承构件1000可设置成以真空吸着(vacuum-sucking)基板s的方式、在支承构件1000的顶表面具有宽于或窄于基板s的面积的面积的状态下固定基板s。通过由驱动器1110提供的电力，支承构件1000可设置成旋转性的，且可在工艺期间旋转基板s。

处理液喷嘴1300向放置在支承构件1000上的基板s排出处理液以处理基板s。处理液可包括磷酸。此外，处理液可以是诸如硫酸(h2so4)、硝酸(hno3)和氨(nh3)等的化学制品。

加热构件1400在工艺期间加热基板s。例如，加热构件1400可设置为定位在支承构件1000内部的形式。

图3为示出了根据一实施例的支承构件的局部剖面图。

参照图3，支承构件1000包括卡盘台(chuckstage)1010和加热构件1400。

卡盘台1010提供支承构件1000的上部结构。接收空间(receivingspace)1011形成于卡盘台1010内部。可通过透射板(transmissiveplate)1020将接收空间1011的上部遮盖。透射板1020可对由加热构件1400供应的能量具有更高的透射率。例如，透射板1020可包括石英材料。

加热构件1400可设置在卡盘台1010内部。加热构件1400可以是灯具或电阻加热型热丝。加热构件1400可设置为环形形状。多个加热构件1400可从卡盘台1010的旋转中心具有不同半径。可根据从加热构件1400照射的光的强度或从加热构件1400发出的热量来单独控制多个加热构件1400。

加热构件1400可设置为定位在支承板1030上的形式。例如，支承板1030可定位于卡盘台1010的接收空间1011中，且加热构件1400可设置为由支承板1030支承的形式。支承板1030可辅助加热构件1400，使得加热构件1400向卡盘台1010的上部发出光或热量。例如，支承板1030的顶表面可由金属材料制成。用于冷却加热构件1400的通道设置成在支承板1030的上方或下方与卡盘台1010的内表面间隔开的形式。例如，用于冷却加热构件1400的通道可设置在接收空间1011中。

可以在加热构件1400中设置间隔件(partition)1031。当设置有多个加热构件1400时，间隔件1031可介于邻近的加热构件1400之间。此外，间隔件1031可形成于最外面的加热构件的外部。间隔件1031可减少由加热区域施加在与由加热构件1400加热的区域相邻的区域上的影响。因此，可以提高由各加热构件1400加热的区域的控制效率。

图4为示出了加热构件的加热温度的图。

进一步参考图4，控制器1500控制工艺腔室260的部件。控制器1500控制加热构件1400以执行高温加热工艺和低温加热工艺。高温加热温度th具有高于低温加热温度tl的设定值的设定值。

各高温加热段t1至t2和t3至t4在低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5之后、或者在0至t1和t2至t3之间及在t2至t3和t4至t5之间分别至少出现一次。当各高温加热段t1至t2和t3至t4出现至少两次时，高温加热段t1至t2和t3至t4可具有相同的持续时间或不同的持续时间。此外，低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5可具有相同的持续时间或不同的持续时间。另外，低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5的持续时间可与高温加热段t1至t2和t3至t4的持续时间相同或不同。例如，高温加热段t1至t2和t3至t4以及低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5开始并持续10秒。之后，高温加热段t1至t2和t3至t4以及低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5以10秒交替地保持预设的时间段。例如，通过加热构件1400使基板s进行热处理的持续时间可以为1分钟。

图5和图6为示出了通过处理液喷嘴向基板排出化学液的状态的视图。

参照图5和图6，控制器1500控制处理液喷嘴1300从而根据时间供应各种量的处理液到基板s。

基于流量段是高流量供应段还是低流量供应段，控制器1500控制处理液喷嘴1300以将处理液排出到基板s。低流量供应段中的单位时间内排出的处理液的平均量小于高流量供应段中的单位时间内排出的处理液的平均量。使低流量供应段中的排出的处理液的平均量比高流量供应段中的排出的处理液的平均量少1/2。例如，控制器1500可控制处理液喷嘴1300，使得停止在低流量供应段中排出处理液。

低流量供应段与高温加热段t1至t2和t3至t4重叠更长时间，而不是低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5。高流量供应段与低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5重叠更长时间，而不是高温加热段t1至t2和t3至t4。例如，低流量供应段可与高温加热段t1至t2和t3至t4相匹配，而高流量供应段可与低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5相匹配。

通过处理液处理基板s的程度取决于基板s和处理液温度。例如，随着基板s和处理液的温度升高，基板s的处理速度和处理效率通过磷酸增加。同时，基板s在供应处理液的情况下旋转。因此，在供应到基板s之后被加热的处理液从基板s散射出来，并且未被加热的新处理液被排出到基板s。因此，降低了支承构件1000的加热效率。

根据本发明构思，在对基板s的处理工艺期间，基板处理装置形成更少供应处理液的低流量供应段。因此，随着由加热构件1400供应的卡路里加热的处理液的量减少，基板s和处理液在更短的时间内、更高的温度下被加热，从而提高了处理液与基板s之间的反应性。此外，可以大幅增加低流量供应段与高温加热段t1至t2和t3至t4重叠的时间，从而可以提高加热基板s和处理液的效率。

控制器1500可控制支承构件1000，使得支承构件1000在低流量供应段和高流量供应段中以不同的旋转速度旋转。控制器1500可控制支承构件1000，使得低流量供应段中的支承构件1000的旋转速度低于高流量供应段中的支承构件1000的旋转速度。因此，在将处理液在低流量供应段中供应到基板s的情况下，尽管处理液留在基板s上的时间增加，并且更少量处理液被供应到基板s，但是残留在基板s上的处理液的量可保持为设定量。此外，当使用处理液对基板s的处理开始时，根据高流量供应段和低流量供应段0至t1、t2至t3和t4至t5，控制器1500控制处理液喷嘴1300和加热构件1400，使得一旦对基板s的处理开始，就将处理液供应到基板s。

图7为示出了根据另一实施例的加热构件的加热温度的图。

参照图7，可以在低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5中形成至少两个加热温度。例如，第一低温加热温度tl1可形成为高于第二低温加热温度tl2。在这种情况下，第一低温加热温度tl1和第二低温加热温度tl2之间的差异可形成为小于第一低温加热温度tl1和高温加热温度th之间的差异。

高温加热段t1至t2和t3至t4以及低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5、和排出的处理液的量之间的关系与图6和图7中所示的相同。因此，在下面的描述中将省略其冗余的细节。

图8为示出了根据又一实施例的加热构件的加热温度的图。

参照图8，可以在高温加热段t1至t2和t3至t4中形成至少两个加热温度。例如，第一高温加热温度th1可形成为高于第二高温加热温度th2。在这种情况下，第一高温加热温度th1和第二高温加热温度th2之间的差异可形成为小于第二高温加热温度th2和低温加热温度tl之间的差异。

高温加热段t1至t2和t3至t4以及低温加热段0至t1、t2至t3和t4至t5、和排出的处理液的量之间的关系与图6和图7中所示的相同。因此，在下面的描述中将省略其冗余的细节。

图9为示出了根据另一实施例的工艺腔室的视图。

参照图9，工艺腔室260a包括支承构件1000a、处理液喷嘴1300a和加热构件1400a。

加热构件1400a可设置成激光源的形式，以设定距离与支承构件1000a间隔开从而向定位在支承构件1000a上的基板照射激光。

图10为示出了根据一实施例的照射到基板上的激光的视图。

参照图10，加热构件1400a可以以具有设定长度的线束的形式照射激光la。激光la可照射基板s的旋转中心和基板s的端部之间的整个区域。因此，当旋转基板s时，激光la可照射基板s的整个顶表面。

此外，加热构件1400a可设置成当在基板s的旋转中心和基板s的端部之间移动的情况下，照射具有设定面积的激光。

随时间推移的加热构件1400b加热基板s的方式、和供应的处理液的量之间的关系与图4至图8中所示的相同。因此，在下面的描述中将省略其冗余的细节。

图11为示出了根据另一实施例的工艺腔室的视图。

参照图11，工艺腔室260b包括支承构件1000b、处理液喷嘴1300b和加热构件1400b。

加热构件1400b可以以设定距离与支承构件1000b向上间隔开，并设置成对定位在支承构件1000b上的基板s辐射加热的形式。例如，加热构件1400b可设置成利用从灯具和电阻阵列发出的热量加热基板s的形式。

随时间推移的加热构件1400b加热基板s的方式、和通过处理液喷嘴1300b供应的处理液的量之间的关系与图4至图8中所示的相同。因此，在下面的描述中将省略其冗余的细节。

根据本发明构思的实施例，基板处理装置和基板处理方法可有效地处理基板。

已经出于说明性目的进行了以上描述。此外，上述内容描述了本发明构思的示例性实施例，并且本发明构思可以用在各种其他组合、变化和环境中。也就是说，在不脱离说明书中公开的本发明构思的范围、与书面披露的等同范围、和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下，可以修改和修正本发明构思。书面实施例描述了实施本发明构思的技术精髓的最佳状态，并且可以做出本发明构思的具体应用领域和目的中所需的各种改变。书面实施例描述了实施本发明构思的技术精髓的最佳状态，并且可以做出本发明构思的具体应用领域和目的中所需的各种改变。此外，应当理解，所附权利要求包括其他实施例。

虽然已经参照本发明构思的示例性实施例描述了本发明构思，但是对于本领域普通技术人员来说将显而易见的是，在不脱离如所附权利要求所述的本发明构思的精髓和范围的情况下，可以对其进行各种改变和修改。