专利名称：基材支撑单元以及使用它的基材处理设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种基材支撑单元以及使用它的基材处理设备和方法， 更具体而言，涉及一种支撑半导体基材使得在该半导体基材的整个区域 上均匀地进行处理的基材支撑单元，还涉及一种使用该基材支撑单元的 基材处理设备和方法。
背景技术：
诸如半导体存储器或平板显示器等电子器件包括基材。基材可以包 括硅晶片或玻璃基材。在基材上设有多个导电层图案，在彼此不同的导 电层图案之间设有绝缘层图案。经诸如曝光、显影和蚀刻处理等一系列 处理形成导电层图案或绝缘层图案。
因为导电层图案和绝缘层图案具有从几微米到几纳米的尺寸范围， 所以处理的精度很重要。也就是说，必须对所有基材均匀地进行处理。 如果不均匀地进行处理，那么会在图案中出现误差，导致电子器件出现 故障。
例如，在对基材的处理是清洁处理的情况下，将目标基材浸在腔室 内的处理液中。在目标基材与处理液反应的同时进行清洁处理。在进行 清洁处理之后，干燥基材。当对基材不均匀地进行清洁处理时，会在预 定区域出现水印，从而产生杂质微粒。其结果是，杂质微粒导致使用该基材的电子器件出现故障。
发明内容
本发明提供一种支撑半导体基材使得在该半导体基材的整个区域上 均匀地进行处理的基材支撑单元。
本发明还提供一种使用基材支撑单元的基材处理设备。
本发明还提供一种使用基材支撑单元的基材处理方法。
本发明的实施例提供了包括第一支撑部和第二支撑部的基材支撑单 元。所述第一支撑部可沿第一方向移动并支撑基材的第一部分，其中， 沿着相应于第一方向的方向供应处理流体。所述第二支撑部可沿第二方 向移动并支撑所述基材的第二部分。在供应所述处理流体时，所述第一 支撑部和所述第二支撑部中的至少一个支撑着所述基材。
在本发明的其它实施例中，基材支撑单元包括第一支撑部和第二支 撑部。所述第一支撑部可沿竖直方向移动并支撑竖直设置的基材的下端。 所述第二支撑部可沿水平方向移动并支撑所述基材的两侧端。
在本发明的其它实施例中，基材处理设备包括腔室、喷射器和基材 支撑单元。所述第一腔室容纳基材并对所述基材进行处理。所述喷射器 设在所述第一腔室内并向所述基材供应处理流体。所述基材支撑单元设 在所述第一腔室内并在进行处理时支撑着所述基材。
所述基材支撑单元包括第一支撑部和第二支撑部。所述第一支撑部 可沿着相应于所述处理流体的供应方向的第一方向移动。所述第一支撑 部支撑所述基材的第一部分。所述第二支撑部可沿第二方向移动并支撑 所述基材的第二部分。在供应所述处理流体时，所述第一支撑部和所述 第二支撑部中的至少一个支撑着所述基材。
在本发明的其它实施例中，基材处理设备包括第一腔室、第二腔室、 第一支撑件和第二支撑件。所述第一腔室容纳基材并对所述基材进行第 一处理。所述第二腔室与所述第一腔室连接并对所述基材进行第二处理。 所述第一支撑件支撑所述基材并在所述第一腔室和所述第二腔室之间与 所述基材一起转移。所述第二支撑件在所述第二腔室内支撑所述基材并且可与其上支撑的所述基材一起旋转。
在本发明的其它实施例中，基材处理方法包括在第一腔室内用第 一支撑件支撑基材并对所述基材进行第一处理；将支撑所述基材的所述
第一支撑件转移到与所述第一腔室连接的第二腔室；将所述第一支撑件 与所述基材分开，并用第二支撑件支撑所述基材；以及在所述第二支撑 件旋转时对所述基材进行第二处理。
附图用于进一步理解本发明，其并入本说明书中并构成它的一部分。 附图阐明本发明的示例性实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原 理。在附图中
图1是根据本发明实施例的基材支撑单元的剖视图2是图l所示的第一支撑件的立体图3A和图3B是解释图l所示的基材支撑单元实施的剖视图4是根据本发明实施例的基材处理设备的立体图5是图4所示的子处理单元的剖视图6是使用图5所示的子处理单元的基材处理方法的流程图； 图7是根据本发明另一个实施例的图4所示的子处理单元的剖视图； 图8是使用图7所示的子处理单元的基材处理方法的流程图；以及
图9A 图9G是剖视图，显示相应于图8的流程图所示各步骤的基 材处理设备的操作步骤。
具体实施例方式
下面参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。然而，本发明可 以体现为不同形式，并且不应当认为本发明受限于在此提出的实施例。 相反，提供这些实施例是为了使本发明的公开内容清楚和完整，并向本 领域技术人员全面地表达本发明的范围。图1是根据本发明实施例的基材支撑单元的剖视图。
参照图1，基材支撑单元包括支撑晶片W的第一支撑部1和第二支
撑部2。第一支撑部1沿第一方向Dl移动并支撑晶片W的下端。第二 支撑部2沿垂直于第一方向Dl的第二方向D2移动并支撑晶片W的两 侧端。彼此相对地设置一对第二支撑部2。
由于沿第一方向Dl来放置晶片W，因此即使仅沿第一方向Dl的一 个方向支撑晶片W，也可以稳定地支撑着晶片W。另一方面，为了稳定 地支撑晶片W，在第二方向D2上必须在两侧支撑晶片W。因此，优选 的是，设置一个第一支撑部，并设置多个第二支撑部。为确保更稳定的 支撑，可设置多个第一支撑部l。另外，如果能够通过仅支撑其一侧而稳 定地支撑晶片W，那么也可以设置一个第二支撑部2。在本实施例中， 重要的是在不同的位置设置支撑晶片W的多个支撑件，而不管第一支撑 部1和第二支撑部2的数量如何。
第一支撑部1包括第一支撑件la和第一驱动器lb。第一支撑件la 与晶片W接触以基本上支撑晶片W。第一驱动器lb产生并传递沿第一 方向Dl移动第一支撑件la所需的动力。第二支撑部2包括第二支撑件 2a和第二驱动器2b。第二支撑件2a支撑晶片W。第二驱动器2b产生并 传递沿第二方向D2移动第二支撑件2a所需的动力。
图2是图1所示的第一支撑件la的立体图。
参照图2，第一支撑件la包括基板5、第一支撑元件6、第二支撑 元件7、第三支撑元件8以及连接板9。第一支撑元件6、第二支撑元件 7和第三支撑元件8彼此分开并垂直于基板5。连接板9将彼此分开的第 一支撑元件6、第二支撑元件7和第三支撑元件8相互连接起来。 一对连 接板9设置在第一支撑件la的前侧和后侧。
在第一支撑元件6、第二支撑元件7和第三支撑元件8中分别设有 呈凹槽状的狭槽6h、 7h和8h。多个狭槽6h、 7h和8h沿第一支撑元件6、 第二支撑元件7和第三支撑元件8的纵向设置。第一支撑件la可同时支 撑相应于狭槽6h、 7h和8h数量的多个晶片W。例如，第一支撑件la 可同时支撑50个晶片，每个晶片W在其三个位置上由第一支撑元件6、第二支撑元件7和第三支撑元件8支撑着。
第一支撑元件6和第二支撑元件7设在基板5的端部。第三支撑元 件8设在第一支撑元件6和第二支撑元件7之间。第一支撑元件6和第 二支撑元件7的高度高于第三支撑元件8的高度。其结果是，第三支撑 元件8支撑晶片W的下表面，第一支撑元件6和第二支撑元件7支撑从 下表面移向侧表面的部分。
第一支撑件la的结构是示例性的结构。第一支撑件la可以具有支 撑晶片W的各种结构。第二支撑件2a可以具有与第一支撑件la相同或 相似的结构。
图3A和图3B是解释图1所示的基材支撑单元实施的剖视图。
参照图3A，在将晶片W装载到第一支撑部1上时进行处理。在处 理过程中，沿第一方向D1(箭头所示)喷射处理流体，处理流体与晶片W 反应。在这种处理中，为了在晶片W的整个区域上进行处理，处理流体 首先必须到达晶片W的相应区域。
在处理过程中，第二支撑部2与晶片W分开。处理流体到达除第一 支撑部l支撑晶片W的区域外的整个区域内。因此，处理流体也到达了 由第二支撑部2支撑的区域A1。
参照图3B，过段时间之后，第一支撑部1与晶片W分开，由第二 支撑部2支撑晶片W。在处理过程中，处理流体到达除第二支撑部2支 撑晶片W的区域外的整个区域内。因此，处理流体也到达了晶片W上 由第一支撑部1支撑的区域A2。
由于设置支撑晶片W上不同区域的第一支撑部1和第二支撑部2， 而且第一支撑部1和第二支撑部2在不同的时间支撑晶片W，因此处理 流体能到达晶片W的整个区域。其结果是，可在晶片W的整个区域上 均匀地进行处理，从而防止处理缺陷。
下面将说明使用该基材支撑单元的基材处理设备和基材处理方法。
图4是根据本发明实施例的基材处理设备的立体图。
参照图4，基材处理设备包括装载端10、转移单元20和处理单元30。 从装载端10装载/卸载晶片。使用装载端10内的盒子11可同时处理 多个晶片。 一个盒子11最多能容纳25个晶片。因此，使用两个盒子11， 最多一次可处理50个晶片。
转移单元20从装载端10接收晶片并将晶片转移到处理单元30。转 移晶片的转移自动装置(图未示)设在转移单元20的下部。
处理单元30处理从转移单元20转移来的晶片。处理单元30包括多 个子处理单元。也就是说，处理单元30包括第一子处理单元31、第二子 处理单元32和第三子处理单元33。如有必要，处理单元30还可以包括 除第一子处理单元31、第二子处理单元32和第三子处理单元33之外的 附加子处理单元。另一方面，如有必要，在处理单元30内也可以省去一 部分的第一子处理单元31、第二子处理单元32和第三子处理单元33。
第一子处理单元31、第二子处理单元32和第三子处理单元33均包 括含有用于对晶片进行各种处理的处理液的处理槽。例如，这些处理可 以包括蚀刻、清洁以及干燥处理。在蚀刻、清洁以及干燥处理的过程中， HF、 H2S04、去离子水、C3H80、 N2等等可以分别用作处理液或处理气。
第一子处理单元31、第二子处理单元32和第三子处理单元33的各 处理槽中所含的处理液可以是进行相同处理的相同处理液。第一子处理 单元31、第二子处理单元32和第三子处理单元33的各处理槽中所含的 处理液可以是进行相同处理的成分彼此不同的处理液。第一子处理单元
31、 第二子处理单元32和第三子处理单元33的各处理槽中所含的处理 液可以是进行不同处理的彼此不同的处理液。
图5是图4所示的子处理单元的剖视图，图6是使用图5所示的子 处理单元的基材处理方法的流程图。图5显示了第一子处理单元31、第 二子处理单元32和第三子处理单元33中的任一个子处理单元。图5所 示的结构可适用于所有的或一部分的第一子处理单元31、第二子处理单 元32和第三子处理单元33。
参照图5，设置具有容纳晶片W的空间的腔室100。在腔室100内 设有支撑晶片W的第一支撑部110和第二支撑部120。在腔室100内设 有喷射处理流体的喷射器130。第一支撑部110可沿第一方向Dl移动并支撑晶片W的下端。彼此相对地设置一对第二支撑部120。第二支撑部 120可沿第二方向D2移动并支撑晶片W的两侧端。喷射器130与晶片 W的上部分开。从喷射器130供应的处理流体沿第一方向Dl喷射到晶 片W上。
参照图6，在操作步骤S10中，第一支撑部110支撑设在作为半导 体基材的晶片W下端的第一部分。在操作步骤S10中，第二支撑部120 与晶片W分开。
在操作步骤S20中，经由喷射器130喷射处理流体150。处理流体 150可以包括处理液或处理气。处理流体150在晶片W除第一部分之外 的整个区域内与晶片W反应。
在操作步骤S30中，第二支撑部120支撑设在晶片W的两侧端的第 二部分。在操作步骤S30中，第一支撑部IIO与晶片W分开。
在操作步骤S40中，供应处理流体150，使其在晶片W除第二部分 之外的整个区域内与晶片W反应。
其结果是，可以在晶片W的整个区域上均匀地进行处理。在操作步 骤SIO、 S20、 S30和S40中，可以改变第一支撑部IIO和第二支撑部120 的支撑顺序。另外，如有必要，除第一支撑部IIO和第二支撑部120之 外还可以包括附加支撑部，使得晶片W被稳定地支撑着。
可以省去操作步骤S20。也就是说，即使省去了操作步骤S20，也可 以在通过操作步骤S40供应处理流体时向晶片W的整个区域供应一些处 理流体。这是因为第二支撑部120沿着垂直于处理流体的供应方向的方 向支撑晶片W，因此，在处理流体沿第一方向Dl移动的同时，处理流 体可以流过第二部分与第二支撑部120之间的空间。在使用气体对晶片 进行相应的干燥处理的情况下，可以有效地使用省去操作步骤S20的方 法。后面对干燥处理进行详细说明。
如上所述，已说明了使用图5所示的基材处理设备的基材处理方法。 然而，除图5所示的基材处理设备之外，该实施例的基材处理方法可以 变化地应用于具有多个支撑部的不同结构的基材处理设备。
图7是根据本发明另一个实施例的图4所示的子处理单元的剖视图。参照图7，设置彼此相通的两个不同的腔室。为便于说明，设在图7
中下部的腔室被称为下腔室200，设在上部的腔室被称为上腔室300。在 下腔室200和上腔室300内分别进行不同的处理。例如，在下腔室200 内可以进行晶片清洁处理，而在上腔室300内可以进行晶片干燥处理。
在这种情况下，在下腔室200内设有喷射清洁液的第一喷射器213， 在上腔室300内设有喷射干燥气的第二喷射器313。另外，在下腔室200 内设有支撑晶片W下端的第一支撑部310，在上腔室300内设有支撑晶 片W两侧端的第二支撑部320。可以将前述实施例中所述的基材处理单 元用作第一支撑部310和第二支撑部320。
下腔室200包括内槽210和外槽220。已喷出的清洁液填充在内槽 210中。在内槽210的底面设有排出清洁液的排出口 214。外槽220包围 着内槽210并接收从内槽210溢出的清洁液。下腔室200包括隔开上腔 室300和下腔室200的处理区域的隔板230。在下腔室2(J0的侧部设有开 口 225。隔板230通过开口 225进出。
第一支撑部310可以竖直地移动并在下腔室200和上腔室300之间 转移晶片W。虽然在图7中未示出，但是竖直地转移第一支撑部310的 转移单元可以包括与第一支撑部310的侧部连接的马达，用于向穿过上 腔室300上部的驱动轴传递动力。彼此相对地设置一对第二支撑部320。 各驱动轴401分别与第二支撑部320连接。动力从马达400传递到驱动 轴401，从而使第二支撑部320直线运动。
如上所述，在上腔室300和下腔室200竖直叠放并彼此相通的情况 下，在晶片W上进行清洁处理，然后，可以直接进行干燥处理，而不需 要长距离移动。
图8是使用图7所示的子处理单元的基材处理方法的流程图，图9A 图9G是剖视图，显示相应于图8的流程图所示各步骤的基材处理设备的 操作步骤。
参照图8和图9A，在操作步骤S100中，转移晶片W并将其装载在 下腔室200内的第一支撑部310上。
参照图8和图9B，在操作步骤S200中，从第一喷射器213供应诸如纯水等清洁液F1。清洁液F1充满内槽210并溢出流入外槽220。在清 洁液F1中浸渍晶片W的同时，清洗晶片W。
参照图8和图9C，在操作步骤S300中，将清洗过的晶片W转移到 上腔室300中。在第一支撑部310支撑晶片W的同时，将晶片W和第 一支撑部310—起转移。
参照图8和图9D，在操作步骤S400中，将隔板230插入下腔室200 中，从而隔开上腔室300和下腔室200之间的工作空间。第二支撑部320 沿水平方向直线移动以支撑晶片W。虽然在图9D中在上腔室300内设 置第二支撑部320，但是本发明并不限于此。例如，第二支撑部320可以 设在上腔室300的外部。
也就是说，第二支撑部320可以设在上腔室300的外部，并且可以 在上腔室300的两侧设置第二支撑部320能从其进出的开-关门。在这种 结构中，晶片W从下腔室200转移到上腔室300，接着，打开开-关门， 以便允许第二支撑部320支撑晶片W。在这种情况下，由于第二支撑部 320设在上腔室300的外部，因此可以减小上腔室300内第二支撑部320 所占据的空间。
参照图8和图9E，在操作步骤S500中，向下移动第一支撑部310， 使其与晶片W分开。其结果是，仅由第二支撑部320支撑晶片W。
参照图8和图9F，在操作步骤S600中，从第二喷射器313喷出干 燥气F2，喷出的干燥气供应到晶片W。 C3HsO和N2可用作干燥气F2。 虽然在图9F中未示出，但是在隔板230内可设有多个排出孔。在这种情 况下，干燥气F2经排出孔转移到下腔室200内，再将转移到下腔室200 内的干燥气F2排出到外部。
如图9G所示，在操作步骤S600中，在从第二喷射器313供应干燥 气F2的同时可以旋转第二支撑件250。
也就是说，在供应干燥气F2的同时，第二支撑件250有选择地从驱 动轴400接收动力。因此，可以旋转第二支撑部320。当第二支撑件250 旋转时，由第二支撑部320支撑的晶片W与第二支撑部320 —起旋转。 在晶片W旋转期间，清洁液Fl在晶片W的整个区域上向下流动。另外，晶片W的旋转使干燥气F2均匀地被供应在晶片W的整个区域上。
如果没有安装第二支撑部，而且在第一支撑部310支撑晶片W的同 时供应干燥气F2，那么积聚并残留在第一支撑部310上的清洁液Fl会 被干燥气F2突然干燥，从而在晶片W被第一支撑部310支撑的那部分 上产生水印，因而产生杂质微粒。
然而，如本实施例中所述，如果由第二支撑部320支撑晶片W，那 么积聚在晶片W被第一支撑部310支撑的那部分上的清洁液Fl会向下 流动。在这种情况下，如果供应干燥气F2，那么可以均匀地干燥晶片W 的整个区域，从而防止水印产生。
如上所述，根据实施例，在晶片W的整个区域上均匀地进行处理， 从而提高了处理效率。上述公开的主题应被认为是说明性而不是限制性 的，所附权利要求用于覆盖落入本发明的真正精神和范围内的所有修改、 增加和其它实施方案。因此，在法律所允许的最大程度上，本发明的范 围由所附权利要求和其等同物的最宽可允许解释限定，并且不受上述详 细说明的约束或限制。
权利要求
1.一种基材支撑单元，其包括沿第一方向可移动的第一支撑部，所述第一支撑部支撑基材的第一部分，其中，沿着相应于第一方向的方向供应处理流体；以及沿第二方向可移动的第二支撑部，所述第二支撑部支撑所述基材的第二部分，其中，在供应所述处理流体时，所述第一支撑部和所述第二支撑部中的至少一个支撑着所述基材。
2. 根据权利要求l所述的基材支撑单元，其中，在对所述基材进行 处理时，所述第一支撑部和所述第二支撑部在不同的时间支撑着所述基 材。
3. 根据权利要求l所述的基材支撑单元，其中，至少在供应所述处 理流体时，所述第二支撑部支撑着所述基材。
4. 根据权利要求1~3中任一项所述的基材支撑单元，其中，所述第 一支撑部和所述第二支撑部均包括基板；以及在所述基板上的支撑元件，所述支撑元件包括于其中插入所述基材 的狭槽。
5. 根据权利要求1~3中任一项所述的基材支撑单元，其中，在所述 基材两面彼此相对地设置一对第二支撑部。
6. 根据权利要求5所述的基材支撑单元，其中，第一方向垂直于第 二方向。
7. —种基材支撑单元，其包括沿竖直方向可移动的第一支撑部，所述第一支撑部支撑竖直设置的基材的下端；以及沿水平方向可移动的第二支撑部，所述第二支撑部支撑所述基材的 两侧端。
8. 根据权利要求7所述的基材支撑单元，其中，在对所述基材进行 处理时，所述第一支撑部和所述第二支撑部在不同的时间支撑着所述基 材。
9. 根据权利要求7或8所述的基材支撑单元，其中，所述第一支撑 部和所述第二支撑部均包括基板；以及在所述基板上的支撑元件，所述支撑元件包括于其中插入所述基材 的狭槽。
10. —种基材处理设备，其包括容纳基材的第一腔室，所述第一腔室对所述基材进行处理； 在所述第一腔室内的喷射器，所述喷射器向所述基材供应处理流体；以及在所述第一腔室内的基材支撑单元，所述基材支撑单元在进行处理 时支撑着所述基材，其中，所述基材支撑单元包括沿着相应于所述处理流体的供应方向的第一方向可移动的第一支撑 部，所述第一支撑部支撑所述基材的第一部分；以及沿第二方向可移动的第二支撑部，所述第二支撑部支撑所述基材的第二部分，其中，在供应所述处理流体时，所述第一支撑部和所述第二支撑部 中的至少一个支撑着所述基材。
11. 根据权利要求IO所述的基材处理设备，其中，在对所述基材进 行处理时，所述第一支撑部和所述第二支撑部在不同的时间支撑着所述 基材。
12. 根据权利要求10或11所述的基材处理设备，其中，所述第一 支撑部和所述第二支撑部均包括基板；以及在所述基板上的支撑元件，所述支撑元件包括于其中插入所述基材 的狭槽。
13. 根据权利要求10或11所述的基材处理设备，其中，在所述基 材两面彼此相对地设置一对第二支撑部。
14. 根据权利要求13所述的基材处理设备，其中，第一方向垂直于 第二方向。
15. 根据权利要求10或11所述的基材处理设备，还包括在所述 第一腔室下面的第二腔室。
16. 根据权利要求15所述的基材处理设备，还包括 在所述第一腔室内的第一喷射器，所述第一喷射器供应清洁流体；以及在所述第二腔室内的第二喷射器，所述第二喷射器供应干燥气。
17. —种基材处理设备，其包括容纳基材的第一腔室，所述第一腔室对所述基材进行第一处理； 与所述第一腔室连接的第二腔室，所述第二腔室对所述基材进行第 二处理；支撑所述基材的第一支撑件，所述第一支撑件在所述第一腔室和所 述第二腔室之间与所述基材一起转移；以及在所述第二腔室内支撑所述基材的第二支撑件，所述第二支撑件可 与其上支撑的所述基材一起旋转。
18. 根据权利要求17所述的基材处理设备，其中，在所述第一处理过程中所述第一支撑件支撑着所述基材，在所述第二处理过程中所述第 二支撑件支撑着所述基材。
19. 根据权利要求17或18所述的基材处理设备，还包括 在所述第一腔室内的第一喷射器，所述第一喷射器供应清洁流体；以及在所述第二腔室内的第二喷射器，所述第二喷射器供应干燥气。
20. 根据权利要求17所述的基材处理设备，其中，所述第一支撑部 和所述第二支撑部均包括基板；以及在所述基板上的支撑元件，所述支撑元件包括于其中插入所述基材 的狭槽。
21. 根据权利要求17所述的基材处理设备，其中，在所述基材两面 彼此相对地设置一对第二支撑部。
22. —种基材处理方法，其包括在第一腔室内用第一支撑件支撑基材并对所述基材进行第一处理；将支撑所述基材的所述第一支撑件转移到与所述第一腔室连接的第二腔室；将所述第一支撑件与所述基材分开，并用第二支撑件支撑所述基材;以及在所述第二支撑件旋转时对所述基材进行第二处理。
23. 根据权利要求22所述的基材处理方法，其中，所述第一处理是 清洁处理，所述第二处理是干燥处理。
全文摘要
本发明提供一种基材支撑单元以及使用它的基材处理设备和方法。该基材支撑单元包括第一支撑部和第二支撑部。该第一支撑部可沿第一方向移动。该第一支撑部支撑基材的第一部分，其中，沿着相应于该第一方向的方向供应处理流体。该第二支撑部可沿第二方向移动。该第二支撑部支撑该基材的第二部分。在供应该处理流体时，该第一支撑部和该第二支撑部中的至少一个支撑着该基材。
文档编号H01L21/67GK101409219SQ20081016756
公开日2009年4月15日 申请日期2008年10月8日 优先权日2007年10月10日
发明者洪性真, 金兑寅, 黄东淳 申请人:细美事有限公司