基板处理设备及检查处理液喷嘴的方法与流程

本申请要求于2017年10月12日提交韩国工业产权局、申请号为10-2017-0132279的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。

在此描述的发明构思的实施例涉及一种基板处理设备及一种检查处理液喷嘴的方法。

背景技术：

为了制造半导体装置或液晶显示器，在基板上执行如光刻、蚀刻、灰化、离子注入、薄膜沉积、以及清洁等不同的工艺。在他们当中，蚀刻工艺是移除在基板上形成的薄膜的多余区域的工艺，并且对于薄膜其需要高选择比以及高蚀刻率。进一步地，在上述工艺期间，可以伴随加热基板的工艺。

通常，在蚀刻或清洁基板的工艺中，依序执行化学工艺操作、清洗操作、和干燥操作。在化学工艺操作中，对基板上形成的薄膜进行蚀刻或向基板供应用于移除基板上的异物的化学品，并且在清洗操作中，将如纯水的清洗液供应到基板上。通过流体对基板的处理可以伴随对基板的加热。

技术实现要素：

本发明构思的实施例提供了一种可以有效处理基板的基板处理设备，以及基板处理方法。

本发明构思的实施例还提供了一种可以检查处理液喷嘴状态的基板处理设备以及一种检查处理液喷嘴的方法。

根据本发明构思的一方面，有一种基板处理设备，其包括：支承构件，其配置为支承基板；处理液喷嘴，其配置为排出处理液至位于所述支承构件上的所述基板；光源，其配置为将光照射到所述基板的点，所述处理液排出到所述基板的所述点；照相机，其配置为对所述基板的点进行拍照，所述处理液排出到所述基板的所述点；以及控制器，其配置为通过所述照相机捕获的图像判断当所述处理液与所述基板碰撞时是否产生冠。

在因所述冠导致光散射的形式下，所述光源照射光。

所述光源发光，以使相对于垂直线的光的入射角为5-85度。

通过所述冠的宽度，所述控制器检测所述处理液排出的量。

通过所述冠的中心以及所述处理液喷嘴的末端的中心，所述控制器检测所述处理液的出流角(dischargeangle)。

与本发明构思另一方面一致，提供了一种检查处理液喷嘴的方法，所述方法包括：当处理液与基板碰撞时，通过将光照射到基板的点判断是否产生冠，所述处理液与所述基板在所述基板的所述点碰撞；和在控制处理液喷嘴向所述基板排出处理液的状态下捕获图像。

在因所述冠导致光散射的形式下，照射所述光。

所述光以相对于垂直线为5-85度的角度照射。

通过所述冠的宽度，检测所述处理液的排出量。

通过所述冠的中心以及所述处理液喷嘴的末端的中心，检测所述处理液的出流角。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明构思的上述和其他的目的和特征将变得显而易见。

图1为示出根据本发明构思的实施例的基板处理设备的平面图；

图2为示出根据本发明构思的实施例的工艺腔室的视图；

图3为示出通过使用光源用照相机捕获图像的原理的视图；

图4为示出在排出处理液的状态下通过照相机捕获的图像的视图；

图5为示出在未排出处理液的状态下通过照相机捕获的图像的视图；

图6为示出通过图像判断排出的处理液的量的方法的图像；以及

图7为示出通过图像判断排出的处理液的方向的方法的图像。

具体实施方式

以下，将参考附图对本发明构思的示例性实施例进行更加详细地描述。本发明构思的实施例可以以不同的方式进行修改，并且本发明构思的范围不应该被解释为限于以下实施例。本发明构思的实施例设置为向本领域的技术人员提供本发明构思的更完整描述。因此，夸大了附图组件的形状以强调其更清楚的描述。

图1为示出根据本发明构思的实施例的基板处理设备的平面图。

参考图1，基板处理设备1包括索引模块10(indexmodule)以及工艺执行模块(processexecutingmodule)20。索引模块10包括多个装载口(loadports)120以及供给框架(feedingframe)140。多个装载口120、供给框架140、和工艺执行模块20可以依序地排布成一排。以下，所述多个装载口120、供给框架140、以及工艺执行模块20排布的方向将被称为第一方向12，当从顶部观察时垂直于所述第一方向12的方向将被称为第二方向14，以及垂直于包括所述第一方向12与所述第二方向14的平面的方向将被称为第三方向16。

其中接收有基板w的载体18位于装载端口120上。提供有多个装载口120，并且沿所述第二方向14排布成一排。然而，可根据条件，例如工艺执行模块20的工艺效率或覆盖区(footprint)，增加或减少装载口120的数量。当基板s与地面平行排布时，用于接收基板w多个插槽(slots)(未示出)形成在载体18中。前开式晶圆盒(frontopeningunifedpod,foup)可以用作载体18。

所述工艺执行模块20包括缓冲单元(bufferunit)220、供给腔室(feedingchamber)240、以及多个工艺腔室(processchambers)260。供给腔室240设置成使得其长度方向与所述第一方向12平行。工艺腔室260排布在供给腔室的相对侧上。工艺腔室260设置在供给腔室的相对侧上，以相对于供给腔室240彼此对称。多个工艺腔室260排布在供给腔室的一侧上。工艺腔室260中的一些沿着供给腔室240的长度方向排布。此外，工艺腔室260中的一些排布成彼此堆叠。即，具有a×b阵列的工艺腔室260可以排布在供给腔室240的一侧。在此，a是沿所述第一方向12设置成一行的工艺腔室260的数量，以及b是沿所述第三方向16设置成一行的工艺腔室260的数量。当在供给腔室240的一侧上设有四个或六个工艺腔室260时，工艺腔室260可以排布成2×2或3×2阵列。工艺腔室260的数量可以增加或减少。与上述描述不同，工艺腔室260可以仅设置在供给腔室240的一侧。进一步地，工艺腔室260可以设置在供给腔室240的一侧或相对侧上以形成单层。

缓冲单元220设置在供给框架140和供给腔室240之间。缓冲单元220在供给腔室240和供给框架140之间提供基板s在被传送之前停留的空间。其中放置基板s的多个插槽(未示出)设置在缓冲单元220的内部。多个插槽(未示出)可设置成沿第三方向16彼此分离。缓冲单元220的面对供给框架140的面和缓冲单元220的面对供给腔室240的面为打开的。

供给框架140在位于装载口120上的载体18和缓冲单元220之间传输基板s。索引轨道(indexrail)142和索引机械手(indexrobot)144设置在供给框架140中。索引轨道142设置成使得其长度方向与所述第二方向14平行。索引机械手144安装在索引轨道142上，并且沿索引轨道142在第二方向14上线性地移动。索引机械手144具有基底144a、主体144b、以及多个索引臂144c。基底144a安装成为沿索引轨道142移动。主体144b连接至基底144a。主体144b配置成在基底144a上沿第三方向16移动。主体144b配置成在基底144a上旋转。索引臂144c连接至主体144b，并且配置成相对于主体144b向前和向后移动。多个索引臂144c配置成单独驱动。索引臂144c排布成堆叠，以使沿第三方向16彼此分离。在当基板s在工艺执行模块20中传输至载体18时使用索引臂144c中的一些，以及在基板s从载体18传输至工艺执行模块20时使用索引臂144c中的一些。在索引机械手144引入和取出基板w的过程中，该结构可以防止在工艺处理之前从基板s产生的颗粒在工艺处理之后附着到基板s。

供给腔室240在缓冲单元220和工艺腔室260之间以及多个工艺腔室260之间传送基板s。导轨(guiderail)242和主机械手(mainrobot)244设置在供给腔室240中。导轨242设置成使得其长度方向与所述第一方向12平行。主机械手244安装在导轨242上，并且在索引轨道242上沿第一方向12线性地移动。主机械手244具有基底244a、主体144b、以及多个主臂144c。基底244a安装成为沿导轨242移动。主体244b连接至基底244a。主体244b配置成在基底244a上沿第三方向16移动。主体244b配置成在基底244a上旋转。主臂244c连接至主体244b，并且配置成相对于主体244b向前和向后移动。多个主臂244c配置成单独驱动。主臂244c排布成堆叠，以使沿第三方向16彼此分离。

工艺腔室260在基板s上执行工艺。在工艺腔室260中执行的工艺是相同的，但是可以是两个或更多个不同的工艺。

图2为示出根据本发明构思的实施例的工艺腔室的视图。

参考图2，工艺腔室260包括支承构件1000、处理液喷嘴1200、光源1300、照相机1400、以及控制器。

支承构件1000在工艺的执行期间支承基板s。支承构件1000设置为使得所述支承构件1000的上表面具有预设区域。例如，支承构件1000可具有大于基板s的面积；并且通过设置在支承构件1000的上表面的销(pin)1100支承基板s，可以在基板s的底表面与支承构件1000的上表面间隔开的状态下支承所述基板s。进一步地，支承构件1000可以设置为使得支承构件1000的上表面具有比基板s的面积更大或更小的面积，并且可以配置为以真空抽吸基板s的方案固定基板s。支承构件1000可以配置为可旋转的，并且可以在工艺执行期间旋转基板s。

处理液喷嘴1200向基板s排出用于处理基板s的处理液，所述基板s位于支承构件1000上。处理液可以为磷酸。进一步地，处理液可以为化学品，例如硫酸(h2so4)、硝酸(hno3)、和氨(nh3)。进一步地，处理液可以为去离子水或异丙醇(ipa)液体。

光源1300将预设波段的波长的光照射到基板s。将光照射到从处理液喷嘴1200排出的处理液施用到基板s的点。然后，光可以包括处理液施用到基板s的点和位于该点上方的喷嘴的下端。

照相机1400配置为拍摄光源1300照射光的区域。例如，照相机1400可以配置为位于支承处理液喷嘴1200的喷嘴臂1210中。

控制器配置为控制基板处理设备的元件。控制器控制光源1300以使在预设的时间点照射光。控制器可以设置为分析照相机1400捕获的图像的状态。

图3为示出通过使用光源用照相机捕获图像的原理的视图。图4为示出在排出处理液的状态下通过照相机捕获的图像的视图。图5为示出在未排出处理液的状态下通过照相机捕获的图像的视图。

参考图3至图5，如果位于光l的运动方向上的材料位置m的状态是不稳定的，则照射光l的散射水平(sl)增加。与此同时，因为处理液为液体，光源1300具有足够的投射特性。因此，如果在处理液喷嘴1200排出处理液并且照相机执行拍摄的状态下光源1300将光照射到点(排出处理液至该点)，则拍摄的在处理液与基板s碰撞的区域中的处理液、与在排出后行进至基板s的处理液相比具有更清晰的图像(下文中，冠cr)。进一步地，通过调整光源1300将光照射到当前范围的角度来改善图像中冠cr的清晰度。因此，当垂直线从点(排出处理液至该点)向上设置时，光源1300照射光使得在点(排出处理液至该点)处向上设置的垂直线和光的入射角之间的角度设置为5-85度。

如果在控制处理液喷嘴1200排出处理液之后在由照相机1400捕获的如图4所示图像中识别出冠cr，那么控制器可以判断处理液喷嘴1200正常操作排出处理液。如果在控制处理液喷嘴1200排出处理液之后在由照相机1400捕获的如图5所示图像中没有识别出冠cr，那么控制器可以判断处理液喷嘴1200没有正常操作。

图6为示出通过图像判断排出的处理液的量的方法的图像。

参考图6，控制器可以通过照相机1400捕获的图像判断排出的处理液的量是否在预设范围内，以及处理液是否被排出。

为了对基板的有效处理，每单元时间通过处理液喷嘴1200排出的处理液的量需要控制为预设量或者预设范围(在下文中，为预设量)。因此，处理液喷嘴1200可以处于排出预设量的处理液的预设状态。进一步地，控制器可以控制处理液喷嘴1200以排出预设量的处理液。如果每单元时间通过处理液喷嘴1200排出的处理液增加，那么处理液的排出速率增加、或者排出的处理液的横截面积增加使得当处理液与基板s碰撞时产生的冠cr的尺寸增加。与此同时，如果每单元时间通过处理液喷嘴1200排出的处理液下降，那么处理液的排出速率下降、或者排出的处理液的横截面积下降使得当处理液与基板s碰撞时产生的冠cr的尺寸下降。因此，控制器可以通过捕获的冠cr的宽度w检测排出的处理液的量是否满足预设量。即，如果捕获的冠cr的宽度大于预设宽度w，则控制器可以判断排出的处理液的量比预设量大。即，如果捕获的冠cr的宽度小于预设宽度w，则控制器可以判断排出的处理液的量比预设量小。

图7为示出通过图像判断排出的处理液的方向的方法的图像。

参考图7，控制器可以通过照相机1400捕获的图像判断处理液的排出方向是否面对预设方向，以及是否排出了处理液。

为了对基板s的有效处理，处理液的排出方向需要被控制在面对预设方向。例如，为了防止向基板s排出的处理液不规则地溅射或根据处理液的方向不均匀的展开，需要控制处理液从喷嘴的末端向垂直的下方排出。

如果冠cr被识别，控制器可以通过冠cr的相对末端的位置计算冠cr的中心c1。进一步地，通过冠cr的中心c1和处理液喷嘴1200的末端的中心c2之间的角度θ，控制器可以计算排出的处理液的排出方向。然后，照相机1400可以配置为对处理液喷嘴1200进行拍照，并且控制器可以通过图像计算处理液喷嘴1200的末端的中心c2。进一步地，可以安装照相机1400，使得捕获的图像和处理液喷嘴1200的末端具有预设位置关系，并且不管照相机1400是否拍摄处理液喷嘴1200的末端，控制器都可以判断处理液喷嘴1200的末端的中心位于图像中或图像外的预设点。

根据本发明构思的实施例，提供了一种有效处理基板的基板处理设备以及一种基板处理方法。

进一步地，根据本发明构思的实施例，提供了一种可以检查处理液喷嘴的状态的基板处理设备以及一种检查处理液喷嘴的方法

以上描述举例说明了本发明构思。此外，上述内容描述了本发明构思典型的实施例，并且本发明构思可用于不同的其他组合、变换、及环境。也就是说，发明构思可以在不脱离说明书中公开的发明构思的范围内、与书面公开的等同范围、和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下修饰及改正。书面实施例描述了用于实现本发明构思的技术精神的最佳状态，并且在本发明构思的具体应用领域和目的中可以做出必要的各种改变。因此，本发明构思的详细描述并非旨在限制所公开的实施例状态中的发明构思。此外，应解释的是所附权利要求包括其他实施例。