基板处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种基板处理装置，更为详细地，涉及一种基板处理装置，其在利用清洗液处理基板的过程中通过照射光来使得清洗液的温度瞬间升高，从而使得基板快速干燥，并且防止图案倾斜。

背景技术：

通常，为了制造半导体元件，反复执行光刻(l ithography)、蒸镀及蚀刻(etching) 等的多种工艺。在经过所述工艺期间，在基板(例如，硅材料的晶片)上残存有颗粒、金属杂质、有机物等。所述污染物质对产品的收率及可靠性造成不良影响，因此在半导体制造工艺中，执行利用药液将污染物质从基板去除的清洗工艺，并且用去离子水(DI) 进行冲洗处理后，经过干燥工艺。在干燥过程中可能发生图案倾斜(Pattern leaning) 现象，图案倾斜现象为如下工艺不良现象：因拉普拉斯压力(Laplace Pressure)和图案之间的吸附力(Adhesive Energy)的原因而在图案之间产生连接梁(bridge)，从而图案倾斜，拉普拉斯压力是因不规则地聚积在图案之间的液体的表面张力而导致的。 (参照图1)最近，随着半导体元件的设计准则(design rule)持续减少，主要以细微结构图案为主的同时图案的纵横比(Aspect Ratio)急剧增加，从而对解决图案倾斜的方法的关注提高。

作为目前众所周知的干燥方式，有旋转(Spin)方式和N2干燥方式等，旋转方式使得基板以1500～2500RPM旋转并干燥，N2干燥方式为在旋转的同时向基板表面供给惰性气体氮气(N2)而使得所述基板干燥，但是最近，旋转的同时喷射异丙醇(IPA：iso-propyl alcohol)和N2的Rotagoni干燥(Rotagoni dry)方式正受到关注。Rotagoni方式为如下方法：以液体或气体状态提供IPA的同时喷射N2，从而通过马兰戈尼效应(Marangoni Effect)去除基板的水分。马兰戈尼效应的原理如下：在一个溶液区域存在两种不同表面张力区域的情况下，溶液从表面张力小的区域流向表面张力大的区域。通过喷射到基板上的IPA和冲洗工艺之后残留在基板表面的纯水(DI)的表面张力差异而产生马兰戈尼效应，DI的表面张力变低，吹入N2的同时进行基板的干燥。

图2概略地表示适用所述方法的现有基板处理装置的结构。

所述基板处理装置包括：清洗液供给部(未示出)，其供给清洗液；清洗液喷射部130，其与清洗液供给部(未示出)相连接，将清洗液喷射到基板W上；流体供给部(未示出)，其供给流体；流体喷射部150，其与流体供给部(未示出)相连接，将流体喷射到基板W上。用于所述基板处理装置的所述清洗液可以是IPA，所述流体可以是N2。

利用所述基板处理装置的基板处理方法通过同时进行如下过程而实现：使得所述基板W旋转；使得所述清洗液喷射部130运转并将所述清洗液喷射到所述基板W上；使得所述流体喷射部150运转并喷射流体，通过流体对所述基板W进行干燥。

就通过所述基板处理装置及基板处理方法而发生的图案倾斜现象而言，可以通过提高基板的干燥速度并在发生图案倾斜之前完成干燥工艺来预防。作为用于提高干燥速度的方法，代表性的是制造高温环境的方法。作为制造高温环境的现有方法，可能有如下方法：通过热浴(bath)对清洗液供给部进行加热，从而使得温度升高；此外，在冲洗过程中利用高温DI来使得基板本身的温度升高；喷射高温流体；使得加热器在腔室内部运转，从而使得整个腔室内部的温度升高等。所述方法的问题在于，清洗液在清洗液供给部被加热后向清洗液喷射部移动并被喷射，很难持续保持温度；基板及清洗液供给部等的装置可能因高温而劣化；需要加热时间和需要注意温度管理；因加热装备而导致设备大型化等，所以实情为，正在从多方面探索更加有效的防止图案倾斜的方法。

作为表示所述现有的基板处理装置的技术，公开了韩国公开专利第 10-2015-0120506号。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决所述所有问题而提出的，其目的在于，在进行基板的干燥工艺时，向旋转的基板喷射液体状态的清洗液的同时将光照射在清洗液上，从而使得清洗液的温度瞬间升高，进而使得基板快速干燥，并且防止图案倾斜。

此外，目的在于，喷射药液，将蒸发的清洗液蒸汽吹至基板外，从而提高基板的干燥速度，并且防止图案倾斜。

此外，目的在于，设置有真空装置，将蒸发的清洗液蒸汽吸入至真空装置，从而提高基板的干燥速度，并且防止图案倾斜。

此外，目的在于，在利用激光束和IPA的干燥工艺中，使得激光束的温度小于IPA的燃点425℃，从而防止IPA因高温的激光束而燃烧。

此外，目的在于，在利用激光束的干燥工艺中，使得激光束的波长为300μm至1200 μm，优选地，为900μm，激光束快速被IPA吸收，使得温度升高的同时仅对基板产生最小影响，从而可以防止基板损伤。

此外，目的在于，在利用激光束的干燥工艺中，设置有着色窗(Colored Window)，从而防止因激光束的反射而可能发生的事故。

为了实现所述目的，根据本实用新型的利用激光的基板处理装置可以包括：清洗液喷射部，其向基板喷射清洗液；光照射部，其将光照射在喷射有所述清洗液的基板的表面。

所述基板处理装置还可以包括：流体喷射部，其连接于流体供给部，将流体喷射到所述基板上。

所述光照射部设置于夹具(JIG)上，夹具用于调节所述光照射部的位置。

所述光照射部能够以可以调节所述光的照射角度的形式设置于固定装置。

所述流体喷射部设置于夹具(JIG)上，夹具用于调节所述所述流体喷射部的位置。。

所述流体喷射部可以设置为能够调节所述流体的喷射的角度。

包括喷嘴，在喷嘴的内部从所述基板的半径方向外侧开始依次配置有所述清洗液喷射部、所述光照射部、所述流体喷射部，所述喷嘴从所述基板的中心开始沿半径方向移动，并且可以使得所述清洗液、所述光、所述流体依次到达所述基板上。

此外，所述基板处理装置还可以包括：真空装置，其用于吸入清洗液蒸发而生成的蒸汽。

此外，还可以包括：腔室，其收容基板，并执行基板干燥工艺；旋转夹头，其以能够旋转的形式设置于所述腔室内，并支撑所述基板；驱动轴，其使得所述旋转夹头旋转。

所述清洗液可以是IPA。

所述光可以是激光束。

所述流体可以是N2。

根据本实用新型的基板处理装置，在利用光进行基板干燥工艺时，喷射液体状态的清洗液的同时将光照射在清洗液上，使得清洗液的温度瞬间升高，从而可以使得基板快速干燥，并且防止图案倾斜。

此外，喷射液体，将蒸发的清洗液蒸汽吹至基板外，从而可以提高基板的干燥速度，并且防止图案倾斜。

此外，设置有真空装置，将蒸发的清洗液蒸汽吸入至真空装置，从而可以提高基板的干燥速度，并且防止图案倾斜。

此外，在利用激光束和IPA的干燥工艺中，使得激光束的温度小于IPA的燃点425℃，从而可以防止IPA因高温的激光束而燃烧。

此外，在利用激光束和IPA的干燥工艺中，使得激光束的波长为300μm至1200μm，优选地，为900μm，激光束快速被IPA吸收，使得温度升高的同时仅对基板产生最小影响，从而可以防止基板损伤。

此外，设置有着色窗(Colored Window)，从而可以防止由激光束的反射而可能发生的事故。

附图说明

图1是概略地表示半导体基板的图案倾斜现象的图。

图2是概略地表示现有技术的IPA-N2干燥的图。

图3是表示根据本实用新型的基板处理装置的构成的剖面图。

图4是表示根据本实用新型的包括激光束发生装置的基板处理装置的一部分的剖面图。

图5是表示根据本实用新型的包括激光束发生装置和真空装置的基板处理装置的一部分的剖面图。

图6是表示根据本实用新型的包括激光束发生装置和N2供给部及N2喷射部的基板处理装置的一部分的剖面图。

图7是表示根据本实用新型的供给的N2从基板的中心侧向外侧吹动IPA蒸汽的基板处理装置的一部分的剖面图。

图8是表示根据本实用新型的激光束发生装置和N2喷射部及IPA喷射部成组移动并且执行干燥工艺的基板处理装置的平面图。

图9是简单地表示根据本实用新型的基板处理方法的顺序图。

图10是根据本实用新型的另一个实施例的基板处理方法进行的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本实用新型的优选实施例的构成及作用进行如下详细说明。

参照图3至图7，对根据本实用新型的基板处理装置进行说明。

根据本实用新型一个实施例的基板处理装置包括：清洗液供给部(未示出)，其供给清洗液；清洗液喷射部130，其连接于所述清洗液供给部(未示出)，并将所述清洗液喷射到所述基板W上；光照射部140，其将光照射在分布于所述基板W上的所述清洗液。

此外，所述基板处理装置可以包括：腔室100，其收容基板W，并执行基板干燥工艺；旋转夹头122，其以能够旋转的形式设置于所述腔室100内，并支撑所述基板W；驱动轴 121，其使得所述旋转夹头122旋转。

所述基板W可以是成为半导体基板的硅晶片。但是，本实用新型并非限定于此，所述基板W可以是用作如LCD(liquid crystal display：液晶显示器)、PDP(plasma display panel：等离子显示板)一样的平板显示装置用的玻璃等的透明基板。此外，所述基板W 的形状及大小并非限定于附图，可以是圆形及四边形板等，实际上可以具有多种形状和大小。根据所述基板W的形状及大小，也可以变更所述旋转夹头122的大小和形状。在旋转夹头122设置有多个夹头销123，以便可以安置基板W。所述夹头销123可以沿着基板W 外周等间距地配置。所述夹头销123的个数和形状可以进行多种变更。

用于使得所述旋转夹头122旋转的驱动轴121连接于所述旋转夹头122的下部。发动机提供旋转力，包括发动机的驱动部(未示出)连接于所述驱动轴121，通过使得所述驱动轴121及所述旋转夹头122以规定速度旋转，从而可以对安置于所述旋转夹头122上的基板W进行干燥。

所述清洗液供给部(未示出)和所述清洗液喷射部130相互连接并将所述清洗液喷射到所述基板W上。所述清洗液可以是液体状态的IPA。

从所述光照射部140发出的光可以是激光束，如图3所示，可以将所述激光束照射在涂布于所述基板W上的所述IPA。此时，所述激光束的温度越高，所述IPA被高温加热的同时蒸发速度越快，从而基板W的干燥速度也越快，可以防止图案倾斜现象。

为了预防因所述激光束的反射而可能发生的事故，在所述基板处理装置的外周可以设置有着色窗(Colored Window)180。

所述基板处理装置可以包括：流体供给部(未示出)；流体喷射部150，其连接于所述流体供给部(未示出)。所述流体喷射部150喷射的流体可以是N2，通过将所述N2喷射到分布于所述基板W上的所述IPA，可以使得基板W快速干燥。

如图4所示，所述光照射部140和所述流体喷射部150设置于夹具(JIG)170，夹具 (JIG)170用于对所述光照射部140和所述流体喷射部150的位置进行调节的，从而可以指定所述激光束和所述N2到达所述基板W上的位置。此外，设置于可以对各自的供给角度进行调节的固定装置171，从而可以指定所述激光束和所述N2到达所述基板W上的位置。在图4中，对所述光照射部140和所述流体喷射部150结合于一个夹具170进行了例示，但是所述光照射部140和所述流体喷射部150也可以构成为分别结合于独立的夹具170上并调节其位置。

如图5所示，对所述光照射部140和所述流体喷射部150的位置进行调节，使得所述激光束倾斜地照射在分布于所述基板W上的所述IPA，之后，可以使得所述N2以垂直于所述基板W的形式喷射到所述激光束到达地点。

此外，如图6所示，对所述光照射部140和所述流体喷射部150的位置进行调节，使得所述激光束以垂直于所述基板W的形式照射在分布于所述基板W上的所述IPA，之后，可以使得所述N2倾斜地喷射到所述激光束到达地点。此时，所述N2以从所述基板W的中心向外侧吹出的形式喷射，可以同时起到从所述基板W的中心向外侧吹动因所述激光束而加热蒸发的IPA蒸汽的作用。

此外，如图7所示，所述基板处理装置可以包括喷嘴172，喷嘴172从旋转的所述基板W的中心开始沿半径方向移动。在所述喷嘴172内部从所述基板W的半径方向外侧开始依次配置有所述清洗液喷射部130、所述光照射部140和所述流体喷射部150，所述喷嘴 172可以构成为从旋转的所述基板W的中心开始沿半径方向移动，同时所述IPA、所述激光束、所述N2依次到达所述基板W上。

参照图8，对根据本实用新型的另一个实施例的基板处理装置的构成进行说明。

根据本实用新型的另一个实施例的基板处理装置可以是，除在图4至图5所说明的基板处理装置的流体供给部(未示出)及流体喷射部150之外，包括真空装置160的基板处理装置。

如图8所示，所述真空装置160吸收所述IPA蒸汽，从而可以使得基板快速干燥，所述IPA蒸汽是激光束照射在分布于基板W上的IPA上而生成的。

此外，在所述图8的实施例中，也还可以包括流体喷射部150。

参照图9，对本实用新型的一个实施例的基板处理方法进行说明。

步骤S10为如下步骤：在基板W安置于夹头销123的状态下，使得驱动轴121运转，从而使得放置于旋转夹头122上的所述基板W旋转。

步骤S20为如下步骤：使得清洗液喷射部130运转，并将液体状态的IPA喷射到基板W 上。

步骤S30为如下步骤：使得光照射部140运转，并将激光束照射在通过所述步骤S20 而分布于所述基板W上的所述IPA，从而使得所述IPA的温度升高，并使得蒸发速度加快，进而使得基板的干燥速度提高。

在所述步骤S30中，使得照射的所述激光束的温度小于所述IPA的燃点温度425℃，从而可以防止由高温而引起所述IPA的燃烧。

此外，使得在所述步骤S30中照射的所述激光束的波长为300μm至1200μm，优选地，为900μm，针对所述IPA，吸收率高并有效地传递热，与此同时，针对所述基板W的吸收率低，从而可以防止基板W由劣化导致的损伤。

步骤S40可以是如下步骤：使得流体喷射部150运转，通过将所述N2喷射到所述IPA 溶液上来对所述基板W进行干燥。

就所述基板干燥过程而言，在所述激光束和所述N2到达所述基板W上的位置从所述基板W的中心开始沿半径方向移动的同时可以实现。此时，使得所述N2到达所述基板W上的位置跟在所述激光束到达所述基板W上的位置的后面，从而可以通过所述N2吹动被激光束加热的所述IPA并进行干燥。参照图4可知，在夹具170从所述基板W的中心开始沿半径方向移动的情况下，按照所述清洗液喷射部130、所述光照射部140、所述流体喷射部150 的顺序从所述基板的中心沿半径方向移动，所以按照所述IPA、所述激光束、所述N2的顺序到达所述基板上。

此外，如图7所示，包括喷嘴172，在喷嘴172的内部从旋转的所述基板的半径方向外侧开始配置有所述清洗液喷射部130、所述光照射部140、所述流体喷射部150，所述喷嘴172从旋转的所述基板的中心开始沿半径方向移动，并且所述IPA、所述激光束、所述N2依次到达所述基板W上，从而可以执行干燥工艺。

参照图10，对根据本实用新型的另一个实施例的基板处理方法进行说明。

根据本实用新型的另一个实施例的基板处理方法是，代替在图9中所说明的基板处理方法中的步骤S40的流体喷射部150而操作真空装置160的方法。由此，步骤S40可以是如下步骤：通过将IPA蒸汽吸入至所述真空装置160内部，使得所述基板W快速干燥，IPA 蒸汽是激光束照射在分布于基板W上的IPA上而生成的。

如上所述，以优选实施例为例对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型并非限定于所述实施例，在权利要求书和实用新型的详细说明以及附图的范围内能够变形实施为多种，并且这也属于本实用新型。

标号说明

W:基板 100：腔室

121：驱动轴 122：旋转夹头

123：夹头销 130：清洗液喷射部

140：光照射部 150：流体喷射部

160：真空装置 170：夹具(JIG)

171：固定装置 172：喷嘴

180：着色窗(Colored Window)。