基板处理装置及基板处理方法与流程

基板处理装置及基板处理方法
1.本技术是请求于2021年8月5日向韩国特许厅提出申请的韩国专利申请第10-2021-0102996号的优先权的申请。
技术领域
2.本发明的例示性实施例涉及基板处理装置及基板处理方法。更具体来讲，本发明的例示性实施例涉及能够执行使用包含含有二氧化硅的磷酸溶液的蚀刻液的蚀刻工序的基板处理装置及利用该基板处理装置的基板处理方法。


背景技术：

3.制造半导体装置或显示装置等工序中，为了在基板上形成电路图案，一般可以伴随用于蚀刻所述基板上形成的层的工序。所述基板上形成氮化物层的情况下，可使用含二氧化硅的磷酸溶液作为蚀刻液。
4.当使用含有所述二氧化硅的磷酸溶液蚀刻所述氮化物层时，可能在基板处理设备内产生由二氧化硅引起的析出物。尤其，所述析出物可能主要形成在所述基板处理装置的排液箱内。在所述排液箱内形成的所述沉积物可能会从所述排液箱移动到各种溶液流经的所述基板处理装置的管线和阀门，从而可能发生所述管线和所述阀门被所述沉积物堵塞或损坏。


技术实现要素：

5.技术问题
6.本发明的一个方面提供一种基板处理装置，其能够有效抑制在排液箱及排液管线从处理溶液形成析出物。
7.本发明的另一方面提供一种基板处理方法，其能够有效抑制在排液箱及排液管线从处理溶液形成析出物。
8.本发明的又一方面提供一种基板处理装置，其能够有效抑制二氧化硅与空气的接触引起的在排液箱及排液管线的析出物的形成。
9.技术方案
10.根据本发明的一方面提供一种基板处理装置，包括：排液箱，用于收容从预定工序排出的处理溶液；排液管线，用于从所述排液箱向外部排出所述处理溶液；以及至少一个喷射部件，用于向所述排液箱内提供气体及/或液体，以阻断流入到所述排液箱的空气及/或调节所述排液箱内的湿度。
11.在部分例示性实施例中，所述基板处理装置可以包括实质上以预定间隔排列于所述排液箱的上部的多个喷射部件。所述多个喷射部件可朝向所述排液箱的下部，向所述排液箱内均匀地喷射所述气体及/或所述液体。
12.在部分例示性实施例中，所述至少一个喷射部件可以包括：三向阀门，用于连接被供应所述气体的第一路径与被供应所述液体的第二路径，或者用于阻断所述第一路径及所
述第二路径中任意一个。
13.在部分例示性实施例中，所述至少一个喷射部件在所述预定工序被中断，或者所述处理溶液从所述排液箱及所述排液管线全部排出的情况下可向所述排液箱内供应所述气体。所述至少一个喷射部件在重启所述预定工序时可向所述排液箱内均供应所述气体及所述液体。
14.在部分例示性实施例中，所述基板处理装置还可以包括：第一调整部件，用于在从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应所述气体期间，所述排液箱的内部压力超出预设压力范围时，调节从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应的所述气体的量。
15.所述第一调整部件可在所述排液箱的所述内部压力实质上大于所述预设压力的最大值时，中断从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应所述气体。
16.所述第一调整部件能够调节从所述至少一个喷射部件供应至所述排液箱内的所述气体的量，使得所述空气经由所述排液管线流入到所述排液箱内时所述排液箱的内部压力实质上大于所述空气的压力。
17.在部分例示性实施例中，所述基板处理装置还可以包括：第二调整部件，用于在从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应所述液体期间，所述排液箱的内部湿度超出预设湿度范围时调整所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应的所述液体的量。
18.在部分例示性实施例中，所述气体可以包括空气、氮气或其混合物。所述液体可以包括去离子水、磷酸溶液、氢氟酸溶液或其混合物。
19.根据本发明的另一方面提供一种基板处理方法，包括：在排液箱收容从预定工序排出的处理溶液的步骤；通过排液管线从所述排液箱向外部排出所述处理溶液的步骤；从至少一个喷射部件向所述排液箱内提供气体及/或液体，以阻断流入所述排液箱的空气及/或调节所述排液箱内的湿度的步骤。
20.在部分例示性实施例中，从实质上以预定间隔排列于所述排液箱的上部的多个喷射部件可朝向所述排液箱的下部均匀地喷射所述气体及/或所述液体。
21.在部分例示性实施例中，所述预定工序被中断，或者从所述排液箱及所述排液管线完全排出所述处理溶液时，可从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内提供所述气体。并且，所述预定工序被重启时，可从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内均提供所述气体及所述液体。
22.在部分例示性实施例中，所述基板处理方法还可以包括：测量所述排液箱的内部压力的步骤；在所述排液箱的所述内部压力超出预设压力范围时，调整从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内提供的所述气体的量的步骤；在所述排液箱的所述内部压力实质上大于预设压力的最大值时，中断从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应所述气体的步骤；以及调整从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内提供的所述气体的量，使得从所述排液管线向所述排液箱内流入所述空气时所述排液箱的所述内部压力实质上大于所述空气的压力的步骤。
23.在部分例示性实施例中，所述基板处理方法还可以包括：测量所述排液箱的内部湿度的步骤；以及在所述排液箱的所述内部湿度超出预设湿度范围时，调整从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内提供的所述液体的量的步骤。
24.在部分例示性实施例中，所述气体可以包括空气、氮气或其混合物。所述液体可以
包括去离子水、磷酸溶液、氢氟酸溶液或其混合物。
25.根据本发明的又一方面提供一种基板处理装置，包括：排液箱，用于收容在使用包含含二氧化硅的磷酸溶液的蚀刻溶液执行蚀刻工序中排出的所述蚀刻溶液；排液管线，用于从所述排液箱向外部排出所述蚀刻液；以及至少一个喷射部件，用于阻断所述磷酸溶液内的二氧化硅与空气之间的接触及/或调整所述排液箱内的湿度。所述至少一个喷射部件可向所述排液箱内提供包括空气、氮气或其混合物的气体及/或向所述排液箱提供包括去离子水、磷酸溶液、氢氟酸溶液或其混合物的液体，以抑制由所述二氧化硅引起的析出物的生成。
26.在部分例示性实施例中，所述基板处理装置可以包括实质上以预定间隔排列于所述排液箱的上部的多个喷射部件。所述喷射部件可朝向所述排液箱的下部均匀地向所述排液箱内喷射所述气体及/或所述液体。
27.在部分例示性实施例中，所述至少一个喷射部件可在所述预定工序被中断，或所述溶液从所述排液箱及所述排液管线全部排出时，向所述排液箱内供应所述气体。并且所述至少一个喷射部件可在重启所述预定工序时，向所述排液箱内均供应所述气体及所述液体。
28.在部分例示性实施例中，所述基板处理装置还可以包括：第一调整部件，用于在从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应所述气体期间，所述排液箱的内部压力超出预设压力范围时，调节从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应的所述气体的量。所述第一调整部件可在所述排液箱的所述内部压力大于所述预设压力的最大值时，中断从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应所述气体。所述第一调整部件可调节从所述至少一个喷射部件供应至所述排液箱内的所述气体的量，使得所述空气经由所述排液管线流入到所述排液箱内时所述排液箱的内部压力大于所述空气的压力。
29.在部分例示性实施例中，所述基板处理装置还可以包括：第二调整部件，用于在从所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应所述液体期间，所述排液箱的内部湿度超出预设湿度范围时调整所述至少一个喷射部件向所述排液箱内供应的所述液体的量。
30.技术效果
31.根据本发明的例示性实施例，包括所述至少一个喷射部件的所述基板处理装置，通过提供所述气体能够阻断从外部流入空气，因此能够抑制所述处理溶液与所述空气中所含氧气之间的反应引起的所述析出物的形成。并且，包括至少一个喷射部件的所述基板处理装置，通过供应所述液体能够恒定地保持湿度，因此能够抑制相对低的湿度引起的所述析出物的形成。从而能够避免所述处理溶液流动的所述基板处理装置的管线及/或阀门因所述析出物堵塞及破损。
32.但是，本发明的效果不限于上述效果，可在不超出本发明的思想及领域的范围内进行多种扩张。
附图说明
33.图1是用于说明根据本发明的例示性实施例的基板处理装置的简要剖面图；
34.图2是用于说明根据本发明的例示性实施例的基板处理装置的喷射部件的简要剖面图。
具体实施方式
35.以下说明本发明的例示性的实施例。可对本发明施以多种变更，可以具有多种方式，在本文详细说明实施例。但这并非旨在将本发明限定于特定的公开方式，应该理解为包括本发明的思想及技术范围内的所有变更、等同物及替代物。在说明各附图时对类似的构成要素使用类似的附图标记。第一、第二等术语可用于说明多种构成要素，但所述构成要素不得受限于所述术语。所述术语只是用于区分一个构成要素与其他构成要素。本技术中使用的术语只是用于说明特定实施例，目的并非限定本发明。单数的表现形式在文中无其他明确说明的情况下还包括复数的表现形式。应该将本技术中所述的“包括”、“具有”或“具备”等术语理解为存在说明书上记载的特征、数字、步骤、工作、构成要素、部件或其组合，而不应理解为预先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、工作、构成要素、部件或其组合的存在或附加可能性。
36.若无另行定义，包括技术或科学术语在内的此处使用的所有术语均表示与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解相同的意思。通常使用的词典中定义过的术语应解释为与相关技术的文章脉络所具有的意思相一致的意思，本技术中没有明确定义的情况下不得解释为理想或过度形式性的意思。
37.以下参见附图详细说明本发明的例示性实施例。对附图中相同的构成要素使用相同的附图标记，省略对相同构成要素的重复说明。
38.图1是用于说明根据本发明的例示性实施例的基板处理装置的简要剖面图。图2是用于说明根据本发明的例示性实施例的基板处理装置的喷射部件的简要剖面图。
39.参见图1，根据例示性实施例的基板处理装置100可应用于制造半导体装置、显示装置等集成电路装置的工序。例如，所述基板处理装置100可执行使用清洗液或者蚀刻液等处理溶液处理基板的清洗工序或蚀刻工序等预定工序。
40.例示性实施例中，所述基板处理装置100能够执行使用含磷酸溶液的蚀刻液蚀刻基板上形成的氮化物层的蚀刻工序，其中所述磷酸溶液含二氧化硅。选择性地，所述基板处理装置100能够使用含去离子水的清洗液执行用于清洗所述基板的清洗工序。
41.通常，所述基板处理装置100可以包括在内部执行如所述蚀刻工序或所述清洗工序等的预定工序的工程腔室、包括用于向所述工程腔室内供应如如所述蚀刻液或所述清洗液等的处理溶液的供应管线及供应阀门的供应部件、用于控制所述工程腔室内的工序条件的真空部件等。该情况下，在执行所述预定工序期间，可使用所述基板处理装置100从所述工程腔室及/或所述供应部件排出所述处理溶液。
42.为了处理从所述工程腔室及/或所述供应部件排出的所述处理溶液，所述基板处理装置100可以包括排液箱11、排液管线13、至少一个喷射部件15、第一调整部件17、第二调整部件19等。
43.例示性实施例中，所述排液箱11可以收容在所述工程腔室内执行所述预定工序期间排出的所述处理溶液。为此，所述排液箱11还可以包括能够收容从所述工程腔室及/或所述供应部件排出的所述处理溶液的收容空间。并且，所述排液箱11可以包括具有流体连接于所述工程腔室及所述供应部件的连接管线及阀门的连接部件21。在部分例示性实施例中，所述连接部件21可以包括多个连接管线及分别设置于所述多个连接管线的多个阀门。
44.从所述工程腔室及/或所述供应部件排出的所述处理溶液能够通过所述排液管线
13从所述排液箱11排出到外部。例示性实施例中，所述排液管线13可具有能够使所述排出的处理溶液能够容易向外部流动的流动管线结构。
45.根据例示性实施例，在使用所述基板处理装置100对所述基板执行所述预定工序(例如，所述蚀刻工序或所述清洗工序)期间，所述处理溶液(例如，所述蚀刻液或所述清洗液)能够从所述工程腔室及/或所述供应部件向所述排液箱11内排出。之后排出的所述处理溶液能够通过所述排液管线13从所述排液箱11向外部排出。其中，考虑到排出的所述处理溶液的顺利流动，所述连接部件21可以连接于所述排液箱11的上部，所述排液管线可以连接于所述排液箱11的下部。
46.所述处理溶液与空气接触的情况下析出物可能会形成于所述处理溶液内。尤其，所述排液管线13暴露在外部的情况下，所述排液管线13内的所述处理溶液能够与空气接触，因此所述排液管线13内能够形成所述析出物。该情况下，所述析出物能够移动至所述排液箱11内，因此所述析出物能够引起所述连接部件21发生堵塞或损伤。例示性实施例中，使用包含含有所述二氧化硅的所述磷酸溶液的所述蚀刻液执行所述蚀刻工序期间，所述二氧化硅能够容易与所述空气进行反应，因此在所述排液管线13及所述排液箱11内可能较严重地形成所述析出物。另外，在所述排液箱11内水分能够蒸发，因此所述排液箱11能够具有相对低的内部湿度，其结果在所述排液箱11内也会生成所述析出物。考虑到上述问题，所述基板处理装置100能够在排出所述处理溶液期间，阻断所述处理溶液与所述空气的接触，并且能够保持所述排液箱11的湿度在预设湿度范围以内。
47.参见图1及图2，所述至少一个喷射部件15可向所述排液箱11提供气体，以阻断流入所述排液箱11内的空气。并且所述至少一个喷射部件15可向所述排液箱11内提供液体，以保持所述排液箱11的内部的湿度在所述预设湿度范围以内。
48.例示性实施例中，所述至少一个喷射部件15可向所述排液箱11内单独提供所述气体及所述液体。并且所述至少一个喷射部件15能够向所述排液箱11内提供所述气体及所述液体。其中，所述雾状液体能够从所述至少一个喷射部件15喷射到所述排液箱11内。
49.所述至少一个喷射部件15可包括三向阀门，其能够连接供应所述气体的第一路径与供应所述液体的第二路径，或者能够阻断所述第一路径及所述第二路径中任意一个。即，所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供所述气体及所述液体时，所述三向阀门能够连接所述第一路径与所述第二路径。并且，所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供所述气体或所述液体时，所述三向阀门能够阻断所述第一路径或所述第二路径。
50.例示性实施例中，所述至少一个喷射部件15可配置在所述排液箱11的上部。所述至少一个喷射部件15能够朝向所述排液管线13所在的所述排液箱11的下部喷射所述气体及/或所述液体。在部分例示性实施例中，所述基板处理装置100可以包括实质上以预定间隔排列于所述排液箱11的上部的多个喷射部件15。所述至少一个喷射部件15能够向所述排液箱11内均匀地喷射所述气体及/或所述液体。
51.根据例示性实施例，从所述工程腔室及/或所述供应部件排出所述处理溶液期间，所述至少一个喷射部件15可选择性地向所述排液箱11内提供所述气体及/或所述液体。并且，在不执行所述预定工序，或者从所述排液箱11及所述排液管线13全部排出所述处理溶液的情况下，所述至少一个喷射部件15可向所述排液箱11内提供所述气体。进一步地，所述预定工序被所述基板处理装置100中断后再次开启时，所述至少一个喷射部件15能够向所
述排液箱11内提供所述气体及所述液体。
52.例示性实施例中，所述至少一个喷射部件15只能向所述排液箱11的内部喷射包含氮气、空气或氮气和空气的混合物的所述气体，因此所述至少一个喷射部件15能够调节所述排液箱11的内部压力。从而阻断通过所述排液管线13从外部流入所述排液箱11内的空气，因此能够抑制包含于所述磷酸溶液的二氧化硅引起的析出物的形成。换而言之，所述至少一个喷射部件15能够朝向所述排液管线13向所述排液箱11内喷射所述气体，从而能够防止所述空气通过所述排液管线13流入所述排液箱11内。因此通过阻断所述处理溶液和所述空气之间的接触，能够抑制在所述排液箱11内形成所述析出物。并且，为了维修而相对长时间停止所述基板处理装置100后重启时，所述至少一个喷射部件15能够向所述排液箱11内喷射包含去离子水、磷酸、氢氟酸或其混合物的所述液体，或喷射所述气体及所述液体，以去除所述排液箱11内由所述二氧化硅引起的残留析出物。
53.例示性实施例中，由于所述至少一个喷射部件15能够向所述排液箱11内选择性地喷射所述气体或所述液体，因此，能够保持所述排液箱11的内部湿度在所述预设湿度范围以内。因此能够通过所述至少一个喷射部件15更加有效抑制所述排液箱11内形成所述析出物。
54.如上所述，包括所述至少一个喷射部件15的所述基板处理装置100能够通过供应所述气体阻断从外部流入的空气，因此能够抑制所述处理溶液与所述气体中所含氧气之间的反应引起的所述析出物的形成。并且，包括所述至少一个喷射部件15的所述基板处理装置100能够通过所述液体的供应保持一定的湿度，因此能够抑制相对低的湿度引起的所述析出物的形成。换而言之，所述基板处理装置100能够有效控制能够产生所述析出物的条件。因此所述基板处理装置能够防止所述析出物引起的所述处理溶液流动的所述基板处理装置的管线及/或阀门的堵塞或损伤。
55.例示性实施例中，包括所述磷酸溶液、所述氢氟酸溶液或者其混合物的所述液体，能够溶解由所述二氧化硅引起的析出物。所述基板处理装置100能够有利地应用于将含所述二氧化硅的磷酸溶液作为蚀刻液使用的所述蚀刻工序。
56.所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供所述气体期间所述排液箱11的内部压力相对低的情况下，有可能不能充分阻断经由所述排液管线13流入到所述排液箱11内的所述空气。相反，所述排液箱11的内部压力相对较高的情况下，可能会使所述排液箱11及所述排液管线13受损。因此所述基板处理装置100可包括用于调整所述排液箱11的内部压力的所述第一调整部件17。
57.再次参见图1，所述第一调整部件17可以测量及调节通过所述至少一个喷射部件15提供的所述排液箱11的内部压力。所述至少一个喷射部件15在向所述排液箱11内喷射所述气体期间，所述排液箱11的内部压力超出预设压力范围时，所述第一调整部件17能够调整从所述至少一个喷射部件15供应的所述气体的量。例示性的实施例中，所述第一调整部件17可以包括测量形成于所述排液箱11的压力的传感器部件及调整从所述至少一个喷射部件15喷射的所述气体的量的控制部件。
58.在形成于所述排液箱11的内部压力超出预设压力的最大值的情况下，所述排液管线13有可能处于被堵塞状态，因此第一调整部件17中断从所述至少一个喷射部件15供应所述气体。该情况下，中断从所述至少一个喷射部件15供应所述气体后，需要对所述排液管线
13及所述排液箱11进行排查。所述第一调整部件17能够调节通过所述至少一个喷射部件15喷射的所述气体的量，使得所述排液箱11的内部压力实质上大于从所述排液管线13流入到所述排液箱11内的所述空气的压力。
59.在部分例示性实施例中，所述第一调整部件17不仅能够调节从所述至少一个喷射部件15供应的所述气体的量，而且还能够调节所述气体及所述液体的量，使得在从所述至少一个喷射部件15同时向所述排液箱11内提供所述气体及所述液体时所述排液箱11的内部压力达到所述预设压力范围以内。
60.例示性实施例中，从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内供应所述液体期间所述排液箱11的内部湿度相对低的情况下，有可能不能充分抑制所述排液箱11及所述排液管线13内形成所述析出物。并且，所述排液箱11的内部湿度相对较高的情况下，由于过度消耗所述液体，而可能会增加制造费用。因此所述基板处理装置100可以包括测量及调整所述排液箱11内部湿度的第二调整部件19。
61.如图1所例示，所述第二调整部件19可在所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内供应所述液体期间，所述排液箱11的内部湿度超出预设湿度范围的时调整从所述至少一个喷射部件15喷射的所述液体的量。
62.例示性实施例中，所述第二调整部件19可以包括测量所述排液箱11的内部湿度(即所述处理溶液的浓度)的传感器部件及调节从所述至少一个喷射部件15供应的所述液体的量的控制部件。
63.在部分例示性实施例中，所述第二调整部件19不仅能够调节从所述至少一个喷射部件15供应的所述液体的量，而且还能够调节所述气体及所述液体的量，使得从所述至少一个喷射部件15同时向所述排液箱11内供应所述液体及所述气体时所述排液箱11的内部湿度达到所述预设的湿度范围以内。
64.根据例示性实施例的基板处理方法，在利用上述基板处理装置100的所述预定工序中，所述处理溶液能够从所述工程腔室及/或所述供应部件排出。所述排液箱11内能够收容在所述预定工序排出的所述处理溶液，之后能够从所述排液箱11通过所述排液管线13排至外部。为了阻断流入所述排液箱11内的空气及/或调节所述排液箱11内的湿度，可从至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供所述气体及/或所述液体。从而能够抑制所述处理溶液引起的所述排液箱11及所述排液管线13内的所述析出物的形成。
65.在部分例示性实施例中，可从实质上以预定间隔排列于所述排液箱11的上部的所述至少一个喷射部件15朝向所述排液箱11的下部均匀地喷射所述气体及/或所述液体。
66.例示性实施例中，所述预定工序被中断，或者从所述排液箱11及所述排液管线13完全排出所述处理溶液时，可从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供所述气体。并且，所述预定工序被重启时，可从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供所述气体及所述液体。
67.例示性实施例中，能够测量所述排液箱11的所述内部压力，之后在所述排液箱11的所述内部压力超出所述预设压力范围时，可调整从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供的所述气体的量。该情况下，所述排液箱的上述内部压力实质上大于预设压力的最大值时，可以中断从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内供应所述气体。并且，调整从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供的所述气体的量，使得从所述排液
管线13向所述排液箱11内流入所述空气时所述排液箱11的所述内部压力实质上大于所述空气的压力。在部分例示性实施例中，为了调节所述排液箱11的所述内部压力，可调节从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供所述气体的量及所述液体的量。
68.例示性实施例中，能够测量所述排液箱11的所述内部湿度，之后在所述排液箱11的所述内部湿度超出所述预设湿度范围时，可调整从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供的所述液体的量。在部分例示性实施例中，为了调节所述排液箱11的所述内部湿度，可调节从所述至少一个喷射部件15向所述排液箱11内提供的所述液体的量及所述气体的量。
69.根据例示性实施例，能够有效抑制所述处理溶液引起的所述排液箱11及所述排液管线13内形成的所述析出物，能够阻断通过所述排液管线13及所述排液箱11流入所述析出物。
70.根据本发明的例示性实施例的基板处理装置及基板处理方法能够更加有利地应用于诸如内存装置、非易失性存储器装置、系统半导体装置、图像传感器、有机发光显示装置等多种装置的制造。
71.如上所述的内容中说明了本发明的例示性实施例，但本领域技术人员能够理解，在不超出所附权利要求中记载的本发明的思想及领域的范畴内，可对本发明进行各种修改及变更。