基板处置装置和基板处置方法与流程

这里描述的创造性发明构思的实施例涉及基板处置装置和基板处置方法。

背景技术：

为了制造半导体设备或液晶显示器，在基板上执行诸如光刻、蚀刻、灰化、离子注入、薄膜沉积和清洗的多种处理。其中，光刻处理是用于在基板上形成期望的电路图案的处理，并且顺序地执行涂布处理、曝光处理和显影处理。在涂布处理中，将感光液(例如光刻胶)涂布到基板上，电路图案被暴露在基板上,在其中,在曝光处理中形成感光膜，并且在基板上执行曝光处理的区域在显影处理中被选择性地显影。此后，在将显影处理中使用的显影液从基板中除去之后，干燥基板。

技术实现要素：

本发明构思的实施例提供了可以有效地处置基板的基板处置装置，以及基板处置方法。

本发明构思的实施例还提供了一种基板处置装置以及基板处置处理方法，其中，在该装置上通过光刻中的超临界流体进行清洗/干燥处理。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种基板处置装置，包括：第一处理室，其构造为向基板供给显影液，其中在基板上执行曝光处理之后所述基板被运送到第一处理室中，第二处理室，其构造为通过超临界流体处置基板，进给机械手，其构造为将基板从第一处理室传送到第二处理室；以及控制器，其构造为控制进给机械手，使得在由第一处理室供给的显影液驻留在基板上的状态下，所述基板被传送到第二处理室。

可以在涂布负感光液并执行曝光处理之后提供所述基板，并且显影液可以是乙酸正丁酯。

可以在显影处理之后提供基板，并且在曝光处理之后执行干燥处理。

根据本发明构思的另一个方面，提供了一种用于处置基板的方法，该方法包括：第一处置操作，通过供给显影液然后干燥基板对已执行曝光处理的基板进行显影；以及在第一处置操作之后的第二处置操作，通过向基板供给显影液并且在显影液驻留在基板上的状态下向基板供给超临界流体来处置基板。

第一处置操作的显影液和第二处置操作的显影液可以是相同的。

在第二处置操作中，可以在利用超临界流体处置基板的处理中，执行显影处理、清洗处理和干燥处理。

在第二处置操作中，向基板供给显影液的第一处理室和利用超临界流体处置基板的第二处理室可以是不同的，并且在由第一处理室供给显影液以后立即将基板进给到第二处理室。

在将负感光液体涂布到基板上之后可以执行曝光处理。

显影液可以是乙酸正丁酯。

超临界流体可以包括二氧化碳。

根据本发明构思的另一个方面，提供了一种用于处置基板的方法，该方法包括，通过向已经在其上执行曝光处理的基板供给显影液，并且在涂布在基板上的感光液通过显影液进行显影以前，向基板供给超临界流体来执行显影处理。

可以在将负感光液涂布到基板之后执行曝光处理，并且显影液为乙酸正丁酯。

根据本发明构思的另一个方面，提供了一种用于处置基板的方法，其中，通过向已经在其上执行曝光处理的基板供给处理流体，并在基板被处理流体润湿的状态下向基板供给超临界流体来处置基板，其中，如果正感光液被涂布到基板，并且在已经对基板执行曝光处理的状态下提供基板，则处理流体是己烷；并且其中，如果负感光液被涂布到基板，并且在已经对所述基板执行曝光处理的状态下提供基板，则处理流体是乙酸正丁酯。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明构思的上述和其他目的和特征将变得明显。

图1是示出根据本发明构思的实施例的基板处置装置的平面图；

图2是图1的第一处理室的剖面图；

图3是图1的第二处理室的实施例的剖面图；

图4是示出处置基板的过程的视图；

图5是示出根据常规处理形成的基板的图案的视图；

图6是示出根据图4的处理被处置的基板的图案的视图；

图7是示出根据另一实施例处置基板的过程的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更加详细地描述发明构思的示例性实施例。本发明构思的实施例可以用各种形式进行修改，并且本发明构思的范围不应被理解为限于以下实施例。提供本发明构思的实施例以便为本领域技术人员更全面地描述发明构思。相应地，附图中部件的形状被夸大，以强调其更清楚的描述。

在下文中，将描述根据本发明构思的基板处置装置100。

基板处置装置100通过使用超临界流体来执行处理基板s的超临界处理。

这里，基板s是一种包容性概念,包括半导体器件或平板显示器(fpd)、以及用于制造其中在薄膜上形成电路图案的物体的其他基板。这种基板s的示例包括硅晶圆、玻璃基板和有机基板。基板s处于感光液涂布处理和曝光处理已经在基板s上执行的状态。

图1是示出根据本发明构思的实施例的基板处置装置的平面图。

参照图1，基板处置装置100包括分度器模块1000和处理模块2000。

分度器模块1000从外部接收基板s，并将基板s传送到处理模块2000。处理模块2000执行超临界清洗处理。

分度器模块1000是装备前端模块(efem)，并且包括负载端口1100和进给框架1200。

基板s容纳在其中的容器c定位在负载端口1100上。前部开口统一盒(foup)可以用作容器c。容器c可以通过顶置传输(ohf)从外部运送到负载端口1100中，或者可以运送到负载端口1100外部。

进给框架1200在定位在负载端口1100上的容器c与处理模块2000之间递送基板s。进给框架1200包括分度器机械手1210和分度器轨道1220。分度器机械手1210可以在分度器轨道1220上移动时传输基板s。

处理模块2000包括缓冲室2100、进给室2200、第一处理室3000和第二处理室4000。

缓冲室2100提供一空间，在分度器模块1000和处理模块200之间传输的基板s暂时保持在该空间中。可以在缓冲室2100中设置缓冲槽。基板s定位在缓冲槽中。例如，分度器机械手1210可以从容器c中提取基板s，并且可以将基板s定位在缓冲槽中。进给室2200的进给机械手2210可以提取定位在缓冲槽中的基板s，并且可以将基板s进给到第一处理室3000或第二处理室4000。可以在缓冲室2100中设置多个缓冲槽，并且可以在缓冲槽中定位多个基板s。

进给室2200在布置在进给室2200的周边上的缓冲室2100、第一处理室3000和第二处理室4000之间递送基板s。进给室2200可以包括进给机械手2210和进给轨道2220。进给机械手2210可以在进给轨道2220上移动时传输基板s。

第一处理室3000和第二处理室4000处置在其上已经执行曝光处理的基板。第一处理室3000和第二处理室4000布置在进给室2200的侧表面上。例如，第一处理室3000和第二处理室4000布置在进给室2200的不同侧面上，以面向彼此。

处理模块2000可以包括多个第一处理室3000和多个第二处理室4000。多个处理室3000和4000可以以行布置在进给室2200的侧表面上，可以布置为堆叠在彼此上，或者可以通过它们的组合来布置。

当然，第一处理室3000和第二处理室4000的布置不限于上述示例，并且可以在考虑到基板处置装置100的占地面积或处理效率而改变。基板处置装置100可以由控制器5000控制(参见图2)。

图2是图1的第一处理室的剖面图。

参照图2，第一处理室3000包括支撑构件3100、喷嘴构件3200和回收构件3300。

第一处理室3000处置在其上已经执行曝光处理的基板s。

支撑构件3100支撑基板s。支撑构件3100可以使被支撑的基板s旋转。支撑构件3100包括支撑板3110、旋转轴3120和旋转驱动器3130。

支撑板3110具有一上表面，该上表面具有与基板s相同或相似的形状。在支撑板3110的上表面上形成有支撑销3111和卡盘销3112。支撑销3111支撑基板s的底表面。卡盘销3112可以固定被支撑的基板s。

旋转轴3120连接到支撑板3110的下部。旋转轴3120接收来自旋转驱动器3130的旋转力并且使支撑板3110旋转。相应地，可以使定位在支撑板3110上的基板s旋转。卡盘销3112防止基板s偏离预定位置。

喷嘴构件3200向基片s喷射处理流体。喷嘴构件3200包括喷嘴3210、喷嘴杆3220、喷嘴轴3230和喷嘴轴驱动器3240。

喷嘴3210向安置在支撑板3110上的基板s喷射处理流体。喷嘴3210形成在喷嘴杆3220的一端的底表面上。喷嘴杆3220联接到喷嘴轴3230。喷嘴轴3230设置为升降或旋转。喷嘴轴驱动器3240可以通过升降或旋转喷嘴轴3230来调节喷嘴3210的位置。

回收构件3300回收供给到基板s的处理流体。如果通过喷嘴构件3200将处理流体供给到基板s，则支撑构件3100可以通过旋转基板s将处理流体均匀地供给到基板s的整个区域。如果基板s旋转，则处理流体从基板s飞溅。飞溅的处理流体可以被回收构件3300回收。

回收构件3300可以包括回收容器3310、回收管线3320、升降杆3330和升降驱动器3340。

回收容器3310被设置成具有围绕支撑板3110的环形环形状。可以设置多个回收容器3310。多个回收容器3310具有环形，并且从顶部观察时顺序地变为远离支撑板3110。回收容器3310在它们远离支撑板3110时具有更大的高度。回收孔3311形成在位于回收容器3310之间的空间中，通过该回收孔，流体从基板s飞溅。回收管线3320形成在回收容器3310的下表面上。

升降杆3330连接到回收容器3310。升降杆3330从升降驱动器3340接收动力，并且使回收容器3310向上和向下移动。当设置多个回收容器3310时，升降杆3330可以连接到最外侧回收容器3310。升降驱动器3340可以通过升降杆3330使回收容器3310升降来调节回收孔3311，其中，飞溅的处理流体从多个回收孔3311被引入。

图3是图1的第二处理室的实施例的剖面图。

参照图3，第二处理室4000可以包括壳体4100、升降单元4200、支撑单元4300、加热构件4400、流体供给单元4500、阻挡构件4600、排出构件4700和搅动单元4800。第二处理室4000通过使用超临界流体来执行处置基板的过程。

壳体4100在其内部提供处置空间，在该处置空间内执行超临界干燥处理。壳体4100由承受超过临界压力的高压的材料形成。

壳体4100包括上本体4110和下本体4120。下本体4120在上本体4110下方联接到上本体4110。通过上本体4110和下本体4120的组合产生的空间被设置为用于执行基板处置过程的处置空间。

上本体4110固定地安装在外部结构中。下本体4120设置为相对于上本体4110升降。如果下本体4120下降到与上本体4110分隔开，则处置空间被打开。通过打开的处置空间，基板s可以被运送到第二处理室4000的内部空间中或者从该第二处理室的内部空间运出。这里，运送到第二处理室4000中的基板s处于其中所施加的处理流体驻留在第一处理室3000中的状态。

如果下本体4120被提升为附接到上本体4110，则处置空间闭合。在闭合的处置空间中，可以通过超临界流体来处置基板。与上述示例不同，下本体4120可以固定地安装在壳体4100中，并且上本体4110可以升降。

升降单元4200使下本体4120升降。升降单元4200包括升降缸4210和升降杆4220。升降缸4210联接到下本体4120，以产生竖直驱动力。在通过使用超临界流体处置基板时，升降缸4210产生一驱动力，该驱动力足够的高以通过克服第二处理室4000的内部中的阈值压力或更多压力的高压并通过附接上本体4110和下本体4120，来密封第二处理室4000。升降杆4220的一端插入到升降缸4210中并竖直地向上延伸，并且升降杆4220的相对端联接到上本体4110。如果在升降缸4210中产生驱动力，则升降缸4210和升降杆4220可以相对地升降，并且联接到升降缸4210的下本体4120也可以升降。当下本体4120通过升降缸4210升降时，升降杆4220可以防止上本体4110和下本体4120水平移动，并引导下本体4120的升降方向，从而防止上本体4110和下本体4120偏离适当位置。

支撑单元4300定位在壳体4100的处置空间中以支撑基板s。支撑单元4300联接到上本体4110。支撑单元4300包括竖直部分4320和水平部分4310。

竖直部分4320从壳体4100的上壁向下延伸。竖直部分4320安装在上本体4110的下表面上。竖直部分4320延伸到上本体4110的下侧。竖直部分4320的端部联接到水平部分4310并且与水平部分4310垂直。水平部分4310从竖直部分4320的端部延伸到壳体4100的内部。基板s定位在水平部分4310上。水平部分4310支撑基板s的周边区域的底表面。

支撑单元4300可以接触基板s的边缘区域以支撑基板s，从而可以在基板s的上表面的整个区域和基板s的下表面的几乎所有区域上通过超临界流体来执行基板s的处置。这里，基板s的上表面可以是图案表面，并且基板s的下表面可以是非图案表面。

支撑单元4300安装在上本体4110中。当下本体4120被升降时，支撑单元4300可以稳定地支撑基板s。

水平度调节构件4111安装在上本体4110中(支撑单元4300安装在该上本体中)。水平度调节构件4111调节上本体4110的水平度。通过调节上本体4110的水平度来调节定位在安装于上本体4110中的支撑单元4300上的基板s的水平度。上本体4110被升降并且下本体4120被固定，并且当支撑单元4300安装在下本体4120中时，水平度调节构件4111可以安装在下本体4120中。

加热构件4400加热第二处理室4000的内部。加热构件4400将供给到第二处理室4000的超临界流体加热到临界温度或更高，以保持超临界流体的相。当超临界流体液化时，加热构件4400可以加热超临界流体，使得液化的超临界流体再次转换为超临界流体。加热构件4400埋置在上本体4110和下本体4120的至少一个壁中。加热构件4400从外部接收电能以产生热量。作为示例，加热构件4400可以是加热器。

流体供给单元4500将流体供给到第二处理室4000。供给的流体可以是超临界流体。作为示例，供给的超临界流体可以是二氧化碳。

流体供给单元4500包括上流体供给单元4510、下流体供给单元4520、供给管线4550、以及阀4551和阀4553。

上流体供给单元4510将超临界流体直接地供给到基板s的上表面。上流体供给单元4510连接到上本体4110。上流体供给单元4510连接到面向基板s的中部上表面的上本体4110。

下流体供给单元4520将超临界流体供给到基板s的下表面。下流体供给单元4520连接到下本体4120。下流体供给单元4520连接到面向基板s的中部下表面的下本体4120。

从上流体供给单元4510和下流体供给单元4520喷射的超临界流体到达基板s的中部区域，并且在被扩展到基板s的边缘区域时均匀地提供到基板s的整个区域。

供给管线4550连接到上流体供给单元4510和下流体供给单元4520。供给管线从超临界流体储存单元接收超临界流体，并将超临界流体供给到上流体供给单元4510和下流体供给单元4520。

阀4551和阀4553安装在供给管线4550中。可以在供给管线中设置多个阀4551和阀4553。阀4551和阀4553调节供给到上流体供给单元4510和下流体供给单元4520的超临界流体的流量。阀4551和阀4553可以通过使用控制器5000调节供给到壳体4100中的超临界流体的流量。

首先，在流体供给单元4500中，下流体供给单元4520可以供给超临界流体。此后，上流体供给单元4510可以供给超临界流体。当第二处理室4000的内部在初始阶段未达到阈值压力时可以执行超临界干燥处理。当第二处理室4000的内部未达到阈值压力时，供给到第二处理室4000的内部的超临界流体可能液化。如果超临界流体液化，则它可能通过重力滴落到基板s，从而损坏基板s。

相应地，下流体供给单元4520首先供给超临界流体。在将超临界流体供给到第二处理室4000之后，第二处理室4000的内部压力达到阈值压力。在第二处理室4000的内部压力达到阈值压力之后，上流体供给单元4510供给超临界流体。下流体供给单元4520早于上流体供给单元4510供给超临界流体，从而防止超临界流体液化并滴落到基板s。

阻挡构件4600防止从流体供给端口4500供给的超临界流体直接喷射到基板s的下表面。阻挡构件4600可以包括阻挡板4610和支撑件4620。

阻挡板4610定位在壳体4100内部的处置空间中。阻挡板4610布置在支撑单元4300与下流体供给单元4520之间。阻挡板4610具有与基板s相对应的形状。作为示例，阻挡板4610可以具有圆板形状。阻挡板4610的半径可以等于或大于基板s的半径。阻挡板4610可以位于定位在支撑单元4300上的基板s的下表面上，以防止通过下流体供给单元4520供给的超临界流体直接喷射到基板s的下表面。当阻挡板4610的半径等于或大于基板s的半径时，可以完美地阻断超临界流体直接喷射到基板s。

替换地，板4610的半径可以比基板s的半径更小。在这种情况下，阻断了超临界流体直接地喷射到基板s。此外，可以通过最低限度地降低超临界流体的速度使超临界流体相对容易地到达基板s。当阻挡板4610的半径小于基板s的半径时，可以有效地执行针对基板s的超临界清洗/干燥处理。

支撑件4620支撑阻挡板4610。支撑件4620支撑阻挡板4610的后表面。竖直部分4620安装在壳体4100的下壁上，以便被竖直地安装。阻挡板4610可以在没有任何联接的情形下通过阻挡板4610的重力定位在支撑件4620上。

与此不同，可以通过使用螺母和螺栓使支撑件4620与阻挡板4610彼此联接。此外，支撑件4620和阻挡板4610可以一体地形成。

排出构件4700从第二处理室4000排出超临界流体。排出构件4700可以连接到排出超临界流体的排出管线4750。然后，用于调节排出到排出管线4750的超临界流体的流量的阀(未示出)可以安装在排出构件4700中。通过排出管线4750排出的超临界流体可以排放到大气中，或者可以供给到超临界流体再循环系统(未示出)。排出构件4700可以联接到下本体4120。

在使用超临界流体的基板处理工艺的后期阶段，超临界流体可以从第二处理室4000排出，使得第二处理室4000的内部压力可以降低到临界压力或更低，并且超临界流体可以液化。液化的超临界流体可以借助于重力通过形成在下本体4120中的排出构件4700排出。

图4是示出处置基板的过程的视图；

参照图4，处理流体被供给到已被载置的基板s(s100)。基板s设置在已经执行过感光液涂布处理、曝光处理、显影液涂布处理和干燥处理的状态中。涂布在基板s上的感光液可以是负感光液，显影液可以是适合于负感光液的显影液。施加到基板s的显影液可以是乙酸正丁酯。该处理流体与显影液相同是乙酸正丁酯。在第一处理室3000中执行处理流体的涂布。

此后，在处理流体布置在基板s上的状态下，基板s被运送到第二处理室4000中，并由超临界流体处理(s110)。

图5是示出根据常规处理形成的基板的图案的视图。

参照图5，在基板上形成图案，在基板上执行感光液涂布处理、曝光处理、显影液涂布处理和干燥处理。感光液的化学性质通过曝光处理改变。此后，如果涂布显影液，则基板的在曝光处理中未被暴露到光的部分被从基板移除。当在基板中形成的图案变得精细时，相邻图案之间的间距逐渐变得更小。相应地，在显影液涂布处理中涂布到基板上的显影液未充分地供给在相邻图案之间。相应地，基板的在改变为可移除状态之后通过显影液必须被移除的部分不能被充分地移除。因此，加工的图案的表面不均匀或出现相邻图案之间的一些区域彼此粘连的图案桥接现象。加工的图案的缺陷恶化了以下处理中的基板处置的质量。

图6是示出根据图4的过程处置的基板的图案的视图。

参照图6，在工艺执行过程中图案之间产生的残余材料从基板s被有效地移除，该基板已经根据本发明构思的实施例进行了处置，并且已经在该基板上完全地执行光刻处理，使得图案的表面是均匀的，并且在相邻图案之间不发生图案桥接现象。在将处理流体涂布到基板s上时，通过处于超临界状态的流体来处置基板s。在超临界状态中，作为处理流体的乙酸正丁酯良好地溶解在超临界流体(比如处于超临界状态的二氧化碳)中。相应地，处理流体溶解在超临界流体中的同时极好地渗透在图案之间以对基板s进行处置。然后，由于处理流体具有基板s可以通过其被显影的化学特性，因此处理流体可以与图案之间的材料有效地起反应。相应地，图案之间的材料可以借助于溶解在等离子体中的处理流体被有效地清洗。此外，清洗基板s的处理流体在溶解在等离子体中之后被排放，并且在基板s上执行清洗处理和干燥处理。

作为另一示例，可以在工艺的执行中提供的基板s上执行感光液涂布处理和曝光处理。涂布到基板s的感光液可以是负感光液。此后，在将处理流体涂布到在处理的执行中提供的基板s之后，在具有处理流体的润湿状态下通过超临界流体处置基板s。处理流体可以是乙酸正丁酯。然后，将处理流体供给到基板s，可以在基板s显影之前开始通过超临界流体对基板s进行处置。相应地，可以利用超临界流体在处置基板s的过程中，可以执行显影处理、清洗处理和干燥处理。

图7是示出根据另一实施例处置基板的过程的视图。

参照图7，基板处置装置100根据预设的工艺处置已对其涂布显影液的基板s。基板s设置为处于这样一种状态,在该状态中,在正感光液涂布和曝光之后，适合于正感光液的显影液被涂布。作为示例，涂布到基板s上的显影液可以是四甲基氢氧化铵(tmah)。与四甲基氢氧化铵一样，用在正感光液的显影中的显影液不溶解在超临界流体中。

第一处理流体被供给到基板s(s200)。第一处理流体可以冲洗已涂布显影液的基板s。第一处理流体可以是纯水。

此后，第二处理流体被供给到基板s(s210)。第二处理流体可以是疏水性有机溶剂和表面活性剂的混合液体。疏水性有机溶剂可以是己烷。由于第二处理流体含有表面活性剂，因此涂布到基板s上的亲水性第一处理流体，顺利地被含有疏水性有机溶剂的第二处理流体替换。

此后，第三处理流体被供给到基板s(s220)。第三处理流体是疏水性有机溶剂。疏水性有机溶剂可以是己烷。可以连续地执行从第二处理流体的供给到第三处理流体的供给的转换。例如，在供给含有表面活性剂的疏水性有机溶剂的处理中，可以通过中断混合有疏水性有机溶剂的表面活性剂，使第二处理流体的供给转换为第三处理流体的供给。然后，表面活性剂可以在与预定量的疏水有机溶剂混合的同时被提供，然后可以间歇地停止表面活性剂的供给。此外，当供给第二处理流体时，包含在疏水性有机溶剂中的表面活性剂的量减少。进一步地，可以间歇地执行第二处理流体的供给和第三处理流体的供给。

可以在第一处理室3000中执行第一处理流体至第三处理流体的应用。

此后，在第三处理流体位于基板s上的状态下，基板s被运送到第二处理室4000中。如果基板s被载入，则当第二处理室4000供给超临界流体(s230)时，第三处理流体被从基板s移除。

根据本发明构思，已涂布显影液的基板s可以通过超临界流体处置，从而在将显影液涂布到基板s之后，可以在处置和干燥基板s的过程中防止图案塌缩(collasping)。进一步地，亲水性有机溶剂(比如异丙醇(ipa))，破坏在与超临界流体起反应的过程中形成图案的感光液。同时，当基板s暴露于超临界流体时，由于不存在亲水性有机溶剂，因此本发明的构思防止图案被损坏。

作为另一个实施例，在供给第一处理流体之后供给到基板s的第二处理流体可以是亲水性有机溶剂。例如，亲水性有机溶剂可以是ipa。因为第二处理流体是亲水性有机溶剂，所以它可以有效地替换涂布到基板的第一处理流体。

此后，同样地，在作为疏水性有机溶剂的第三处理流体被供给到基板之后，通过超临界流体干燥基板。由于第三处理流体是类似于第二处理流体的有机溶剂，因此可以有效地替换第二处理流体。

根据本发明构思的实施例，可以提供有效处置基板的基板处置装置和基板处置方法。

根据本发明构思的实施例，可以提供在光刻中通过超临界流体执行清洗/干燥处理的基板处置装置和基板处置方法。

上述描述例示了本发明的构思。此外，上述内容描述了本发明构思的示例性实施例，并且本发明构思可用于各种其他组合、变化和环境中。也就是说，本发明的构思可以被修改和修正，而不偏离说明书中所公开的发明构思的范围、书面公开的等效范围和/或本领域技术人员的技术或知识范围。所述书面实施例描述了用于实施实现本发明构思的技术精神的最佳状态，并且可以在本发明构思的详细应用领域和目的中作出所需的各种变化。相应地，本发明构思的详细描述不旨在将发明构思限制在所公开的实施例状态中。此外，应该理解所附权利要求应该包括其他实施例。