卡盘销、制造卡盘销的方法和基板处理装置与流程

在此公开的本发明涉及用于支撑基板的卡盘销、制造卡盘销的方法和基板处理装置。

背景技术：

通常，在用于制造平板显示器或半导体器件的方法中，在处理玻璃基板或晶片期间进行各种工艺，例如光致抗蚀剂涂覆工艺、显影工艺、蚀刻工艺和灰化工艺。

特别地，随着半导体器件变得具有高密度、高集成度和高性能，电路图案的微型化急速出现，因此存在于基板表面的污染物诸如颗粒、有机污染物、金属污染物等大大影响了生产率和器件特性。因此，使得用于除去附着到基板表面的各种污染物的清洗工艺成为半导体制造过程中的重要工艺，并且在半导体制造工艺的每个单元工序之前和之后都进行基板清洁。

同时，清洁工艺使用诸如化学品等的处理液。但是，化学品频繁直接接触基板处理装置的部件。当重复制造工艺时，基板处理装置的部件被化学品损坏并且需要定期更换。

特别地，支撑基板的卡盘销直接与基板接触，因此在基板处理工艺期间直接与化学品接触。因此，卡盘销比其它部件具有更快的化学品损坏率。当卡盘销损坏时，需要更换卡盘销，而由于卡盘销频繁受损，因此更换周期变快。

技术实现要素：

本发明的实施方式提供了具有良好的耐腐蚀性和耐久性的卡盘销、制造卡盘销的方法和基板处理装置。

此外，本发明的实施方式提供了一种卡盘销，其可以通过增强其耐腐蚀性和耐久性而最小化基板处理工艺期间产生的颗粒的产生因素；制造卡盘销的方法以及基板处理装置。

本发明的实施方式不限于下文，而本领域技术人员从以下描述中可以理解本发明的其它目的。

本发明的实施方式提供一种基板处理装置。

根据本发明的实施方式，基板处理装置包括：容器，所述容器在其内侧具有处理空间；支撑单元，所述支撑单元在所述处理空间中支撑基板；和液体供应单元，所述液体供应单元向由所述支撑单元支撑的所述基板提供溶液，其中所述支撑单元包括其上放置所述基板的支撑板和设置在所述支撑单元处以支撑所述基板的侧面的卡盘销，并且其中所述卡盘销包括本体和在所述本体的表面上以碳化硅材料设置的第一涂膜。

根据实施方式，所述第一涂膜通过化学气相沉积(cvd)形成。

根据实施方式，所述溶液是氢氟酸、硫酸、磷酸、或其混合物。

根据实施方式，所述卡盘销还包括形成在所述第一涂膜的表面上的第二涂膜，并且其中所述第二涂膜被设置为氟化物涂膜。

根据本发明的实施方式，一种支撑基板的侧面的卡盘销包括：本体；和第一涂膜，所述第一涂膜在所述本体的表面上被设置为碳化硅材料。

根据实施方式，所述第一涂膜通过化学气相沉积(cvd)形成。

根据实施方式，所述卡盘销还包括在所述第一涂膜的表面上的第二涂膜，并且其中所述第二涂膜被设置为氟化物涂膜。

根据本发明的实施方式，一种制造支撑基板的侧面的卡盘销的方法，包括：在本体的表面上形成以碳化硅材料设置的第一涂膜，其中所述第一涂膜通过化学气相沉积(cvd)形成。

根据实施方式，所述方法还包括在所述第一涂膜的表面上形成设置为氟化物涂膜的第二涂膜。

根据实施方式，所述氟化物涂膜通过在所述氟化物和所述第一涂膜的所述表面之间形成共价键而形成。

根据实施方式，所述方法还包括在形成所述氟化物涂膜之前在所述第一涂膜的所述表面上形成缺陷。

根据实施方式，所述缺陷是通过用酸或碱溶液处理所述第一涂膜的所述表面而形成的，并且其中所述氟化物涂膜是通过在该处理后的第一涂膜的所述表面供应氟化物而形成的。

本发明构思的目的不限于上述效果。本领域技术人员从以下说明和本申请中可以理解本发明构思的其它目的。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的基板处理装置的平面图。

图2是根据本发明的实施方式的设置在图1的处理室中的基板处理装置的横截面图。

图3是图2的卡盘销的正视图。

图4是从a-a方向观察的图3的卡盘销的横截面图。

图5是图3的卡盘销的另一实施方式的正视图。

图6是从b-b方向观察的图5的卡盘销的横截面图。

图7示意性示出了在图5的卡盘销上氟化物涂膜的形成。

图8示意性示出了氟化物与图7的氟化物涂膜中的表面键合。

具体实施方式

在下文中将参照其中示出了一些示例实施方式的附图更全面地描述各种示例性实施方式。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式以使得本公开将是彻底的和完全的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。因此，夸大附图的特征以突出明确的解释。

图1是根据本发明的实施方式的基板处理装置的平面图。参考图1，基板处理装置1包括转位模块10和工艺处理模块20。转位模块10具有装载端口120和传送框架140。装载端口120、传送框架140和工艺处理模块20依次布置成行。在下文中，将装载端口120、传送框架140和工艺处理模块被设置的方向称为第一方向12。当俯视时，将垂直于第一方向12的方向称为第二方向14，并且将与包括第一方向12和第二方向14的平面垂直的方向称为第三方向16。

存放基板w的载具130位于装载端口120上。装载端口120被设置为多个，并且它们沿第二方向14成行布置。在图1中，描述了设置有四个装载端口120。然而，根据例如工艺效率和工艺处理模块20的占空的要求，可以增加或减少装载端口120的数量。在载具130中，提供有多个槽(未示出)以支撑基板w的边缘。沿第三方向16设置有多个槽，并且多个基板w沿第三方向16彼此竖直堆叠地被放置在载具内。正面开口标准箱(foup)可以用作载具130。

工艺处理模块20包括缓冲单元220、传送室240和处理室260。传送室240被设置成使得其纵向方向与第一方向12平行。处理室260分别沿第二方向14设置在传送室240的一侧和另一侧。处理室260对称地设置在传送室240的一侧和另一侧。处理室260中的一些沿传送室240的纵向方向设置。此外，处理室260中的一些彼此竖直堆叠地放置。也就是说，在传送室240的一侧，处理室260可以布置成a×b(a和b是1或更大的自然数)阵列。这里，a是沿第一方向12设置的处理室260的数目，b是沿第三方向16设置的处理室260的数目。当在传送室240的一侧设置四个或六个处理室260时，处理室260可以布置成2×2阵列或3×2阵列。处理室260的数目可以增加或减少。与上述不同，处理室260可以仅设置在传送室240的一侧。此外，与上述不同，处理室260可以在传送室240的两侧被设置为单层。

缓冲单元220布置在传送框架140和传送室240之间。缓冲单元提供用于在传送室240和传送框架140之间传送基板w之前使基板w暂时停留的空间。在缓冲单元220的内部(例如，内壁)设置有放置基板的槽(未示出)，并且槽(未示出)被设置有多个，它们沿第三方向16彼此间隔开。缓冲单元220的面向传送框架140的一侧、以及缓冲单元220的面向传送框架140的另一侧是开口的。

传送框架140在缓冲单元220和位于装载端口120上的载具130之间传送基板w。在传送框架140中，设置有转位轨道142和转位机械手144。转位轨道142被设置为使其纵向方向平行于第二方向14。转位机械手144安装在转位轨道142上，并且沿转位轨道142在第二方向14上线性地运动。转位机械手144包括基座144a、本体144b和转位臂144c。基座144a沿转位轨道142可移动地安装。本体144b与基座144a联接。本体144b沿第三方向16可移动地设置在基座144a上。此外，本体144b可旋转地设置在基座144a上。转位臂144c与本体144b联接，并且被设置成相对于本体144b前后运动。转位臂144c设置有多个，并且它们被独立地驱动。转位臂144c竖直布置，即沿第三方向16彼此间隔开。当将基板w从工艺处理模块20传送到载具130时，可以使用转位臂144c中的一些，并且当将基板w从载具130传送到工艺处理模块130时可以使用转位臂144c中的一些。以这种方式，在转位机械手144载入或载出基板w的期间，可以防止在处理工艺之前来自基板的颗粒附着到处理工艺后的基板。

传送室240在处理室260和缓冲单元220之间以及在处理室260之间传送基板w。在传送室240中设置有导轨242和主机械手244。导轨242被放置成使得其纵向方向与第一方向12平行。主机械手244安装在导轨242上，并在导轨242上沿第一方向12线性地运动。主机械手244包括基座244a、本体244b和主臂244c。基座244a沿导轨242可移动地安装。本体244b与基座244a联接。本体244b沿第三方向16可移动地设置在基座244a上。此外，本体244b可旋转地设置在基座244a上。主臂244c与本体244b联接，并且被设置成相对于本体244b前后运动。主臂244c设置有多个，并且它们被设置成单独驱动。主臂244c竖直地布置，即，沿第三方向16彼此间隔开。当将基板w从缓冲单元220传送到处理室260时所使用的主臂244c与当将基板w从处理室260传送到缓冲单元220时所使用的主臂244c可以不同。

在处理室260中，设置有对基板w进行清洗工艺的基板处理装置300。设置在各个处理室240中的基板处理装置300可以基于清洁工艺的类型而具有不同的结构。设置在各个处理室240中的基板处理装置300可以具有相同的结构。在一个实施方式中，处理室260可以被分成多个组，并且设置在同一组处理室260中的基板处理装置300可以具有相同的结构，并且设置在不同组处理室260中的基板处理装置300可以具有不同的结构。例如，当处理室260被分成两组时，第一组处理室260设置在传送室240的一侧，且第二组处理室260设置在传送室240的另一侧。在一个实施方式中，第一组处理室260和第二组处理室260以该顺序在传送室240的一侧和另一侧堆叠。处理室260可以根据所使用的化学品的种类或清洁工艺的类型而被分成多个组。

在下文中，作为示例，将描述使用处理液来清洗基板w的基板处理装置300。图2是根据本申请的实施方式的基板处理装置的平面图。参考图2，基板处理装置300包括壳体310、容器320、支撑单元330、升降单元340，液体供应单元360和溶解气体去除单元400。

壳体310在其内侧提供空间。容器320被放置在壳体310的内部。

容器320提供进行基板处理工艺的处理空间。容器320具有开口的上侧。容器包括内收集容器322、中间收集容器324和外收集容器326。各个收集容器322、324、326收集在工艺中使用的处理液中彼此不同的处理液。内收集容器322被设置成包围支撑单元330的环形。中间收集容器324被设置成包围内收集容器322的环形。外收集容器326被设置成包围中间收集容器324的环形。内收集容器322的内部空间322a、内收集容器322和中间收集容器324之间的间隙324a以及中间收集容器324和外收集容器326之间的间隙326a可以分别用作处理液流入到内收集容器322、中间收集容器324和外收集容器326中的入口。在收集容器322、324、326中，分别连接有竖直向下延伸到底部的收集线322b、324b、326b。收集线322b、324b、326b分别排放通过收集容器322、324、326流入的处理液。排出的处理液可以通过外部的处理液再生系统(未示出)被再利用。

支撑单元330设置在容器320的内部。支撑单元330支撑基板w并在基板处理工艺期间旋转基板w。支撑单元330包括支撑板332、支撑销334、卡盘销400和支撑轴338。当俯视时，支撑板332具有通常设置为圆形的上表面。在支撑板332的底部，固定连接有通过马达339可旋转的支撑轴338。支撑销334设置有多个。多个支撑销334在支撑板332的上表面的边缘上彼此间隔开并且从支撑板332向上突出。支撑销334通常设置成具有环形。支撑销334支撑基板w的背侧以使其与支撑板332的上表面间隔开。

卡盘销400设置为多个。卡盘销400被布置成比支撑销334更远离支撑板332的中心。卡盘销400被设置成从支撑板332向上突出。卡盘销400支撑基板w的侧部(侧面)，使得当支撑单元330旋转时基板w不会从正确位置向侧向偏离。卡盘销400被设置成沿支撑板332的径向方向在待用位置和支撑位置之间线性运动。待用位置比支撑位置更远离支撑板332的中心。当将基板w装载到支撑单元330上和将基板w从支撑单元330卸载时，以及当处理基板w时，卡盘销400被置于支撑位置。处于支撑位置的卡盘销400与基板的侧部接触。

图3是图2的卡盘销的正视图。图4是沿a-a线截取的图3的卡盘销的横截面图。在下文中，参考图3和图4，卡盘销400包括本体410和第一涂膜430。

第一涂膜430形成在本体410的表面上。第一涂膜430被设置成包围卡盘销400的表面。当卡盘销400设置为多个时，第一涂膜430可以被提供给多个卡盘销400。在示例中，第一涂膜430可以被设置为碳化硅(sic)材料。第一涂膜430可以通过化学气相沉积(cvd)形成。

图5是图3的卡盘销的另一实施方式的正视图。图6是沿b-b线截取的图5的卡盘销的横截面图。在下文中，参考图5和图6，卡盘销400包括本体410、第一涂膜430和第二涂膜450。

第一涂膜430形成在本体410的表面上。第一涂膜430被设置成包围卡盘销400的表面。在示例中，第一涂膜430可以被设置为碳化硅(sic)材料。第一涂膜430可以通过化学气相沉积(cvd)形成。

第二涂膜450形成在第一涂膜430的表面上。第二涂膜450被设置成包围第一涂膜430的表面。在示例中，第二涂膜450可以被设置为氟化物涂膜。在示例中，氟化物涂膜可以通过使氟共价结合到第一涂膜430的表面而形成。在下文中，将描述氟化物涂膜被设置为第二涂膜450。

图7示意性示出了在图5的卡盘销上氟化物涂膜的形成。图8示意性示出了氟化物与图7的氟化物涂膜中的表面键合。在下文中，参考图7和图8，形成氟化物涂膜的方法包括在第一涂膜430的表面上进行化学处理。由碳化硅材料制成的第一涂膜430是化学稳定的。因此，可能需要对第一涂膜430的表面进行化学处理。当在第一涂膜430的表面上未经化学处理地提供氟化物时，可能不形成氟化物涂膜。

对表面的化学处理在碳化硅的表面上形成缺陷。在示例中，在表面上形成缺陷的对表面的化学处理包括用酸或碱溶液处理表面。在处理表面之后，提供氟化物并且经由氟化物共价键在表面上形成氟化物涂膜。氟化物通过共价键键合到第一涂膜的表面。

再次参考图2，升降单元340使容器320沿上下方向线性运动。随着容器320上下运动，容器320相对于支撑单元330的高度改变。升降单元320包括支架342、运动轴344和驱动器346。

支架342固定地安装在容器320的外壁上。通过驱动器346上下运动的运动轴344与支架342固定联接。当基板w被放置在支撑单元330上或当基板w被从支撑单元330抬起时，容器320下降使得支撑单元330从容器320向上突出。此外，在处理期间，控制容器320的高度，使得根据供应到基板w中的处理液的种类使处理液流入预定的收集容器322、324、326中。

在示例中，在用第一处理液处理基板w的期间，基板w被放置在与内收集容器322的内部空间322a相对应的高度上。此外，当用第二处理液和第三处理液处理基板w时，基板w分别被放置在与内收集容器322和中间收集容器324之间的间隙324a以及在中间收集容器324和外收集容器326之间的间隙326a对应的高度上。与上述不同，升降单元340可以使支撑单元330而不是容器320在上下方向上运动。

当进行基板w处理时，液体供应单元360向基板w供应处理液。

液体供应单元360包括喷嘴支撑部362、喷嘴364、支撑轴366和驱动器368。

支撑轴366被设置成使得其纵向方向与第三方向16平行，并且驱动器368与支撑轴366的底部联接。驱动器368使支撑轴366旋转并上下升降。喷嘴支撑部362在与驱动器368所联接到的另一端相对的一端处与支撑轴366垂直联接。喷嘴364在与支撑轴366所联接到的另一端相对的一端处被安装在喷嘴支撑部362的底部上。喷嘴364通过驱动器368运动到加工位置和待用位置。加工位置是喷嘴364位于容器320的竖直上方的位置，而待用位置是喷嘴364没有位于容器320的竖直上方的位置。喷嘴364通过从外部供应液体而向基板w供应液体。

液体供应单元320可以设置有一个或多个。当液体供应单元320设置有多个时，可以通过不同的液体供应单元360供应化学品、冲洗液或有机溶剂。当液体被提供为化学品液体时，化学品可以是氢氟酸、硫酸、磷酸、或它们的混合物。冲洗液可以是去离子水，有机溶剂可以是惰性气体和异丙醇气体或异丙醇液体的混合溶液。

在上述本发明的实施方式中，第一涂膜340设置在卡盘销400的本体410的表面上。第一涂膜430使用cvd在本体410的表面上形成涂膜。将cvd用于第一涂膜430，本发明可以提高卡盘销400的耐腐蚀性。

根据试验结果，通过反应烧结工艺形成的第一涂膜430的耐腐蚀性低于通过cvd形成的第一涂膜430的耐腐蚀性。此外，当通过无压烧结工艺形成第一涂膜430时，耐腐蚀性良好，但是制造成本昂贵，并且卡盘销400的带电化低。这里，卡盘销400的带电化可以通过使卡盘销400接地而将基板处理过程中发生的电荷等发射到外部，来提高基板处理工艺的效率。然而，实验结果表明，当通过无压烧结工艺形成第一涂膜430时，卡盘销400的带电化低于通过cvd形成第一涂膜430时的带电化。

也就是说，与通过反应烧结工艺相比，当通过cvd形成第一涂膜430时，耐腐蚀性、耐久性和耐化学性较好，并且与通过无压烧结工艺相比带电化更好。当通过cvd形成第一涂膜430时，其满足低于10⁵ω的电气性能。第一涂膜430的电气性能可以增强抗静电效果。

因此，本发明的卡盘销400的表面可以通过使用cvd提供第一涂膜430来提高卡盘销400的耐腐蚀性、耐久性和耐化学性。此外，耐腐蚀性的增强提高了耐久性，从而延长了更换周期。

此外，根据本发明的另一实施方式，卡盘销400的耐腐蚀性可以通过提供设置为氟化物涂膜的第二涂膜450(类似于第一涂膜430)而进一步增强，并且也可以增强耐久性。

此外，本发明在卡盘销400的表面上形成第一涂膜430或第二涂膜450，从而通过将使用在基板处理工艺期间使用的液体可能从卡盘销400产生的颗粒的出现最小化来提高基板处理工艺的效率。

在上述实施方式中，作为示例，卡盘销涂覆有第一涂膜和第二涂膜，但是待涂布的物体不限于卡盘销。在示例中，可以在需要增强耐腐蚀性、耐久性和耐化学性的任何组件上形成涂膜。

此外，卡盘销、第一涂膜和第二涂膜的材料不限于上述实施方式。在示例中，膜可以是碳化硅材料膜、或碳化硅材料和氟化物膜的组合。这里，碳化硅材料膜可以通过cvd形成。此外，碳化硅材料膜和氟化物材料膜可以共价键合。

前述实施方式是本发明的示例。此外，上述内容仅示出和描述了优选实施方式，并且实施方式可以包括各种组合、改变和情形。也就是说，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等价方案所限定的范围、原理和精神的情况下，可以在这些实施方式中进行替换、修改和改变。此外，并非意在使本申请的范围限于这些具体实施方式或其具体特征或益处。而是，意在使本申请的范围仅限于所附的权利要求及其等价方案。