基板处理设备和方法与流程

本公开涉及一种基板处理设备和一种基板处理方法，且更具体地，涉及在改善的均匀性下处理基板的一种基板处理设备和一种基板处理方法。

背景技术：

1、一般来说，半导体工艺可包括各种工艺，例如在晶圆上形成或蚀刻薄膜以及清洁产生的异物、微粒和工艺副产物。这种工艺可以通过将晶圆放置在旋转头上使得晶片的图案面朝上或朝下，并且在向晶圆供给处理液体的同时高速旋转所述旋转头来进行。

2、在这种旋转头中，支撑晶圆的下表面的多个支撑销可以固定地安装在头部主体上。支撑晶圆侧表面的卡盘销可以安装在固定支撑销之间，以防止晶圆在晶圆旋转期间从头部主体脱离。

3、在这方面，当所述晶圆已经通过卡盘销驱动装置安置在所述支撑销上时，所述卡盘销可以从备用位置位移至夹持位置以牢固地夹持所述晶圆。

4、然而，装设有所述固定支撑销的习知旋转卡盘(spin chuck)装置具有例如在蚀刻或清洁的工艺进行中或者在其旋转期间支撑销总是与基板接触的配置。因此，蚀刻液或清洗液没有充分浸入支撑销和基板之间的接触部分，使得接触部分没有被充分蚀刻或充分清洗，导致工艺不均匀。这可能会对后续工艺产生不利影响和/或降低工艺均匀性，从而导致各种工艺问题的发生。

技术实现思路

1、本公开旨在解决包括上述问题的各种问题。本公开的目的是提供一种在工艺中可以使基板与所有支撑销彼此间隔开或者使基板与部分支撑销彼此间隔开的基板处理设备和基板处理方法，从而极大地提高了基板背面的工艺均匀性。

2、根据本公开的目的不限于上述目的。根据本公开未提及的其他目的和优点可以基于以下描述而理解，并且可以基于根据本公开的实施例而更加清楚地理解。更进一步，容易理解的是，根据本公开的目的和优点可以使用权利要求中所示的手段或其组合来实现。

3、本公开的第一方面提供了一种基板处理设备，包括:主体，用于自旋旋转；多个支撑销，安装在所述主体上以支撑其上的所述基板；多个卡盘销，安装在所述主体上以夹持所述基板的侧表面；卡盘销驱动装置，用于当所述基板已经安置在所述支撑销上时将所述卡盘销从预备位置移动到夹持位置；和支撑销间隔装置，用于当所述卡盘销夹持所述基板时将所述基板和至少一个支撑销彼此间隔开。

4、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述支撑销间隔装置包括:支撑销升降装置，用于降低所述至少一个支撑销，使得所述至少一个支撑销的顶部的垂直水平低于所述卡盘销的顶部的垂直水平；和控制器，用于基于工艺的类型向所述支撑销升降装置施加降低控制信号。

5、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述支撑销升降装置包括:支撑销移动台，用于在所述至少一个支撑销穿过所述主体的上板时支撑和移动所述至少一个支撑销，以升高或降低所述至少一个支撑销；和支撑销升降驱动装置，用于升高或降低所述支撑销移动台。

6、在所述基板处理设备的一种实施例中，当所述卡盘销夹持所述基板时，所述支撑销升降装置用于相对于所述卡盘销降低所有所述支撑销。

7、在所述基板处理设备的一种实施例中，当所述卡盘销夹持所述基板时，所述支撑销升降装置用于使至少一个支撑销与所述基板接触并相对于所述卡盘销降低另外至少一个支撑销。

8、在所述基板处理设备的一种实施例中，在俯视所述主体时，所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置和12点钟位置，其中所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置和11点钟位置，其中所述支撑销升降装置用于使分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触，并使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开。

9、在所述基板处理设备的一种实施例中，在俯视所述主体时，所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置和12点钟位置，其中所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置和11点钟位置，其中所述支撑销升降装置用于:对于第一工艺期间，使分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触，并使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开；和对于第二工艺期间，使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销与所述基板接触，并降低分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销以与所述基板间隔开。

10、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述支撑销移动台体现为支撑销移动板，用于支撑所述多个支撑销；其中所述支撑销升降驱动装置体现为支撑销移动板气缸或支撑销移动板制动器，用于升降所述支撑销移动板。

11、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述支撑销移动台包括升降凸轮销，形成在所述支撑销的下端以由所述支撑销的下端凸出；其中所述支撑销升降驱动装置包括升降凸轮件，具有定义在其中以弯曲方式延伸的凸轮孔；其中所述升降凸轮销的至少一部分插入所述凸轮孔中，使得所述凸轮孔允许所述升降凸轮销向上或向下移动。

12、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述卡盘销驱动装置包括:可动杆件，与所述卡盘销相连接并由线性移动导轨线性地位移；弹性件，在所述可动杆件向前移动的方向上提供弹性回复力；和可旋转凸轮件，具有凸出部，所述凸出部形成在所述可旋转凸轮件的外周表面的一侧，其中所述凸出部面向所述可动杆件并且能够基于凸轮驱动器旋转可旋转凸轮件的旋转角度来挤压所述可动杆件以使所述可动杆向后移动；其中所述升降凸轮件安装在所述可旋转凸轮件的所述外周表面的另一侧上形成的延伸部上，因此与所述卡盘销驱动装置相关联，从而基于所述可旋转凸轮件旋转的所述旋转角度升降所述升降凸轮销。

13、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述升降凸轮件包括:外凸轮部，其内定义有凸轮孔，在所述凸轮孔内容纳有升降凸轮销，所述升降凸轮销设置在所述支撑销的下端并从所述支撑销的下端向外凸出；和内凸轮部，通过连接部连接到所述外凸轮部的后端，其中容纳有所述升降凸轮销的所述凸轮孔定义在所述内凸轮部中，所述升降凸轮销设置在所述支撑销的所述下端且从所述支撑销向外凸出；其中所述延伸部连接至所述连接部。

14、在所述基板处理设备的一种实施例中，各所述外凸轮部和所述内凸轮部大致形成为部分弧形形状，使得各所述外凸轮部和所述内凸轮部与所述可旋转凸轮件的所述外周表面之间的间距沿着所述外周表面是恒定的。

15、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述支撑销间隔装置包括:卡盘销升降装置，用于相对于所述支撑销升高所述卡盘销，使得所述卡盘销的顶部的垂直水平高于所述支撑销的顶部的垂直水平；和控制器，用于基于工艺的类型向所述卡盘销升降装置施加升高控制信号。

16、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述卡盘销升降装置包括:卡盘销移动台，用于在多个卡盘销穿过所述主体的上板时支撑和移动所述多个卡盘销，以升高或降低所述多个卡盘销；和卡盘销升降驱动装置，用于升高或降低所述卡盘销移动台。

17、在所述基板处理设备的一种实施例中，所述卡盘销移动台体现为支撑所述多个卡盘销的卡盘销移动板，其中所述卡盘销升降驱动装置体现为用于升降所述卡盘销移动板的卡盘销移动板气缸或卡盘销移动板制动器。

18、本公开的第二方面提供一种基板处理方法，包括：(a)安置基板于装配在主体上的多个支撑销上；(b)利用卡盘销驱动装置将安装在所述主体上的多个卡盘销由预备位置移动到夹持位置，以夹持所述基板的侧表面；和(c)当所述卡盘销夹持所述基板时，将所述基板和所述至少一个支撑销彼此间隔开。

19、在所述方法的一实施例中，所述(c)步骤包括在工艺中或所述工艺之前，使用支撑销升降装置或卡盘销升降装置将所述基板和所述至少一个支撑销彼此间隔开；其中所述工艺选自下列一者：预清洗工艺，以第一旋转速度旋转基板，同时向基板供应预清洗液体；初始蚀刻工艺，以第二旋转速度旋转基板，同时将蚀刻液供应到基板的中心；中间蚀刻工艺，以第三旋转速度旋转基板，同时以扫描方式将蚀刻液供应到基板；最终蚀刻工艺，停止向基板供应蚀刻液，并以第四旋转速度旋转基板以去除残留在基板上的蚀刻液；清洗工艺，以第五旋转速度旋转基板，同时向基板提供清洗液体或清洁液体，从而清洗基板；干燥工艺，向基板供给干燥气体或者使基板在干燥状态下以第六旋转速度旋转；和上述工艺的组合。

20、在所述方法的一实施例中，所述(c)步骤包括基于所述基板的所述旋转速度决定与所述基板间隔开的所述支撑销的数量或者与所述基板间隔开的所述支撑销的位置。

21、在所述方法的一实施例中，所述(c)步骤包括：

22、在俯视所述主体时，所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置、12点钟位置，且所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置、11点钟位置；以所述支撑销升降装置使分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触，并以支撑销升降装置使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开；或对于第一工艺期间，以所述支撑销升降装置使分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触，并以所述支撑销升降装置使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开；而后对于第二工艺期间，以所述支撑销升降装置使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销与所述基板接触，并以所述支撑销升降装置降低分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销以与所述基板间隔开。

23、本公开的第三方面提供了一种基板处理设备，包括:主体，用于自旋旋转；多个支撑销，安装在所述主体上以支撑其上的所述基板；多个卡盘销，安装在所述主体上以夹持所述基板的侧表面；卡盘销驱动装置，用于当所述基板已经安置在所述支撑销上时将所述卡盘销从预备位置移动到夹持位置；和支撑销间隔装置，用于当所述卡盘销夹持所述基板时将所述基板和至少一个支撑销彼此间隔开；其中支撑销间隔装置包括：支撑销升降装置，用于降低所述至少一个支撑销，使得所述至少一个支撑销的顶部的垂直水平低于所述卡盘销的顶部的垂直水平；和控制器，用于基于工艺的类型向所述支撑销升降装置施加降低控制信号，其中支撑销升降装置包括：支撑销移动台，用于在所述至少一个支撑销穿过所述主体的上板时支撑和移动所述至少一个支撑销，以升高或降低所述至少一个支撑销；和支撑销升降驱动装置，用于升高或降低所述支撑销移动台；其中所述支撑销移动台包括升降凸轮销，形成在所述支撑销的下端以由所述支撑销的下端凸出，其中所述支撑销升降驱动装置包括升降凸轮件，具有定义在其中以弯曲方式延伸的凸轮孔，其中所述升降凸轮销的至少一部分插入所述凸轮孔中，使得所述凸轮孔允许所述升降凸轮销向上或向下移动；其中所述卡盘销驱动装置包括：可动杆件，与所述卡盘销相连接并由线性移动导轨线性地位移；弹性件，在所述可动杆件向前移动的方向上提供弹性回复力；和可旋转凸轮件，具有凸出部，所述凸出部形成在所述可旋转凸轮件的外周表面的一侧，其中所述凸出部面向所述可动杆件并且能够基于凸轮驱动器旋转可旋转凸轮件的旋转角度来挤压所述可动杆件以使所述可动杆向后移动，其中所述升降凸轮件安装在所述可旋转凸轮件的所述外周表面的另一侧上形成的延伸部上，因此与所述卡盘销驱动装置相关联，从而基于所述可旋转凸轮件旋转的所述旋转角度升降所述升降凸轮销，其中升降凸轮件包括：外凸轮部，其内定义有凸轮孔，在所述凸轮孔内容纳有升降凸轮销，所述升降凸轮销设置在所述支撑销的下端并从所述支撑销的下端向外凸出；和内凸轮部，通过连接部连接到所述外凸轮部的后端，其中容纳有所述升降凸轮销的所述凸轮孔定义在所述内凸轮部中，所述升降凸轮销设置在所述支撑销的所述下端且从所述支撑销向外凸出；其中所述延伸部连接至所述连接部；其中各所述外凸轮部和所述内凸轮部大致形成为部分弧形形状，使得各所述外凸轮部和所述内凸轮部与所述可旋转凸轮件的所述外周表面之间的间距沿着所述外周表面是恒定的。

24、根据上述本公开的各个方面和实施例，通过在工艺中将基板和所有支撑销彼此间隔开或者将基板和部分支撑销彼此间隔开，可以极高地提高基板背面的工艺均匀性。因此，后续工艺可以顺利进行，并且可以生产出具有高良率和可靠性的高质量产品。除了上述的效果外，在描述描述本公开的具体细节时，同时描述本公开的具体效果。本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从下面的描述中将清楚地理解未提及的其他效果。