基板处理装置的制作方法

1.本发明涉及基板处理装置。


背景技术：

2.在制造半导体装置或显示装置时，实施光刻、蚀刻、灰化、离子注入、薄膜沉积等各种工艺。在各个工艺中可以使用各种处理液，并且在工艺进行过程中可能产生污染物和颗粒。为了解决这个问题，在各个工艺前后执行用于对污染物和颗粒进行清洗处理的清洗工艺。


技术实现要素：

3.在清洗工艺时，在旋转基板的同时向基板上喷出冲洗液。在离基板的中心远的区域(例如，边缘区域)旋转力较强，使得冲洗液的厚度可能变薄。冲洗液的厚度变薄的区域的表面容易吸附污染物和颗粒。
4.本发明要解决的技术问题为提供在清洗工艺时抑制基板的表面吸附颗粒的基板处理装置。
5.本发明的技术问题不限于以上提及的技术问题，本领域技术人员可以通过下面的描述清楚地理解未提及的其它技术问题。
6.用于解决上述技术问题的本发明的基板处理装置的一个方面包括：支承单元，支承基板并且可旋转；第一喷嘴，向所述基板的第一区域喷出第一冲洗液；以及第二喷嘴，向所述基板的与所述第一区域不同的第二区域喷出第二冲洗液，其中，在第一时段期间，所述第一喷嘴将所述第一冲洗液喷出到第一区域，使得所述基板的第一区域和第二区域被所述第一冲洗液润湿，并且所述基板的一部分区域不被所述第一冲洗液润湿，且在与所述第一时段直接连接的第二时段期间，所述第一喷嘴将所述第一冲洗液喷出到所述第一区域，并且所述第二喷嘴将所述第二冲洗液喷出到所述第二区域，使得所述基板的整个上表面被所述第一冲洗液和所述第二冲洗液润湿。
7.用于解决上述技术问题的本发明的基板处理装置的另一方面包括：支承单元，支承基板并且可旋转；第一喷嘴，向所述基板的中心区域喷出第一冲洗液；以及第二喷嘴，向所述基板的中间区域喷出第二冲洗液，其中，在将所述基板置于所述支承单元上之后将所述基板旋转至目标速度的加速区间中，所述第一喷嘴将第一冲洗液喷出到基板的中心区域，使得所述基板的中心区域和中间区域被所述第一冲洗液润湿，并且所述基板的边缘区域不被所述第一冲洗液润湿，且在与所述加速区间直接连接的定速区间，所述第一喷嘴将所述第一冲洗液喷出到基板的中心区域，并且所述第二喷嘴将所述第二冲洗液喷出到基板的中间区域。
8.用于解决上述技术问题的本发明的基板处理装置的又一方面包括：支承单元，支承基板并且可旋转；第一移动喷嘴，在第一等待位置等待，并且移动到第一供给位置并向所述基板喷出第一药液；第二移动喷嘴，在第二等待位置等待，并且移动到第二供给位置并向
所述基板喷出第二药液；第一固定喷嘴，向所述基板的第一区域喷出冲洗液；以及第二固定喷嘴，向所述基板的与所述第一区域不同的区域喷出冲洗液，其中，在所述第一移动喷嘴在所述第一供给位置喷出第一药液之后返回所述第一等待位置期间，所述第一固定喷嘴和所述第二固定喷嘴向所述基板喷出冲洗液，其中，所述第一固定喷嘴首先开始喷出冲洗液，并且所述第二固定喷嘴间隔一定时间开始喷出冲洗液。
9.其它实施例的具体事项包括在详细的说明及附图中。
附图说明
10.图1是用于说明根据本发明的若干实施例的基板处理装置的平面图。
11.图2是用于说明图1的工艺腔室的一例的概念图。
12.图3是用于说明根据本发明的第一实施例的基板处理方法的流程图。
13.图4至图7是用于说明图3的基板处理方法的中间步骤的视图。
14.图8是用于说明根据本发明的第二实施例的基板处理方法的视图。
15.图9是用于说明根据本发明的第三实施例的基板处理方法的视图。
16.图10是用于说明图1的工艺腔室的另一例的概念图。
17.图11是用于说明根据本发明的第四实施例的基板处理方法的流程图。
18.图12至图14是用于说明图11的基板处理方法的中间步骤的视图。
19.附图标记的说明
20.110：支承单元
21.120：第一喷嘴(第一固定喷嘴)
22.130：第二喷嘴(第二固定喷嘴)
23.150：第一移动喷嘴
24.160：第二移动喷嘴
具体实施方式
25.下面，将参照附图详细描述本发明的优选的实施例。本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法将通过参照下面与附图一起详细描述的实施例而变得清楚。然而，本发明并不限于以下所公开的实施例，而是能够以彼此不同的多种形态实现，本实施例只是为了使本发明的公开完整，并向本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知发明的范围而提供的，本发明仅由权利要求书的范围限定。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的构成要素。
26.元件或层被称为在另一个元件或层“上(on)”或“上方(on)”不仅包括其在另一个元件或层的正上方，而且还包括其它层或其它元件介于中间的情况。相反，元件被称为“直接”在另一个元件“上”或者在另一个元件的正上方表示没有其它元件或层介于中间的情况。。
27.为了容易地描述如图所示的一个元件或构成要素与另一个元件或构成要素的相关关系，可以使用空间相对术语“下方(below)”、“下面(beneath)”、“下部(lower)”、“上方(above)”、“上部(upper)”等。应该理解的是，除了图中所示的方向之外，空间相对术语是还包括元件在使用或操作时的彼此不同的方向的术语。例如，当图中所示的元件被翻转时，被
描述为在另一个元件的“下方(below)”或“下面(beneath)”的元件可以位于另一个元件的“上方(above)”。因此，示例性的术语“下方”可以包括下方和上方两种方向。元件也可以以另一个方向定向，由此空间相对术语可以根据定向进行解释。。
28.虽然术语“第一”、“第二”等用于描述各种元件、构成要素和/或部分，但是这些元件、构成要素和/或部分显然不被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件、构成要素和/或部分与另一个元件、构成要素和/或部分。因此，以下提及的第一元件、第一构成要素或第一部分在本发明的技术思想之内显然也可以是第二元件、第二构成要素或第二部分。
29.本说明书中使用的术语是为了说明实施例，并不是为了限制本发明。在本说明书中，除非在句中特别提及，单数形式也包括复数形式。说明书中使用的“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”不排除除了所提及的构成要素、步骤、操作和/或元件之外存在或增加一个以上的其他构成要素、步骤、操作和/或元件。
30.如果没有其它定义，则在本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)可以以本发明所属领域的普通技术人员能够共同理解的含义所使用。此外，在通常使用的词典中定义的术语，除非明确地特别定义，否则不被理想地或过度地解释。
31.以下，参照附图详细说明本发明的实施例，在参照附图说明时，与附图标记无关地，相同或对应的构成要素被赋予相同的参照标号，并省略对其的重复说明。
32.图1是用于说明根据本发明的若干实施例的基板处理装置的平面图。
33.参照图1，根据本发明的若干实施例的基板处理装置包括索引模块1000和工艺模块2000。
34.索引模块1000从外部接收基板w(参见图2)，并向工艺模块2000传送基板w。索引模块1000可以是设备前端模块(efem：equipment front end module)，并且包括装载端口(load port)1100(或l/p)和移送框架1200。
35.装载端口1100上放置有容纳基板w的容器。容器可以使用前开式统一吊舱(foup：front opening unified pod)。可以通过空中走行式搬送车(oht：overhead transfer)将容器从外部搬入装载端口1100或者从装载端口1100搬出到外部。
36.移送框架1200在放置于装载端口1100的容器与工艺模块2000之间传送基板w。移送框架1200可以包括在索引轨道上移动的索引机器人tm。
37.工艺模块2000包括缓冲腔室2100(或bc)、移送腔室2200和多个工艺腔室2300。
38.缓冲腔室2100提供在索引模块1000与工艺模块2000之间被搬送的基板w临时停留的空间。多个缓冲槽可以位于缓冲腔室2100。例如，移送框架1200的索引机器人tm可以将基板w从容器中取出并放置在缓冲槽中。
39.移送腔室2200的移送机器人mtr可以将放置于缓冲槽的基板w取出并将基板w移送到多个工艺腔室2300中的预定的工艺腔室(例如，pc1)。此外，移送腔室2200的移送机器人mtr可以从多个工艺腔室2300中的任何一个工艺腔室(例如，pc1)向另一个工艺腔室(例如，pc2)搬送基板w。
40.多个工艺腔室2300可以布置成一列、上下层叠地布置，或者以它们的组合形态布置。如图所示，一部分工艺腔室pc1、pc2和另一部分工艺腔室pc3、pc4可以布置在移送腔室2200的两侧。多个工艺腔室2300的布置不限于前述示例，且可以考虑基板处理装置的占地
面积或工艺效率而改变。
41.图2是用于说明图1的工艺腔室的一例的概念图。
42.参照图2，工艺腔室(例如，pc1)中布置有支承基板w的支承单元110。支承单元110可以以预定的速度(即，预定的转数)旋转基板w。支承单元110上设置有从上表面突出以支承基板w的支承销112等。此外，卡盘销114设置在支承单元110的上表面的边沿。卡盘销114支承基板w的边缘，以防止在支承单元110旋转时，基板w向侧向脱离。
43.支承单元110的周边设置有第一喷嘴120和第二喷嘴130。
44.第一喷嘴120向基板w的第一区域p1喷出第一冲洗液。第二喷嘴130向基板w的与第一区域p1不同的第二区域p2喷出第二冲洗液。如图所示，第一区域p1可以包括基板w的中心。或者，第一区域p1可以比第二区域p2更靠近基板w的中心。即，第二区域p2可以比上述第一区域p1更靠近上述基板w的边缘区域。
45.第一冲洗液和第二冲洗液可以是纯水diw，但不限于此。
46.第一喷嘴120与第一存储部122流体连接。第一阀124布置在第一喷嘴120与第一存储部122之间，并且可以由控制部(未示出)进行开/关控制。第二喷嘴130与第二存储部132流体连接。第二阀134布置在第二喷嘴130与第二存储部132之间，并且可以由控制部(未示出)进行开/关控制。
47.第一喷嘴120和第二喷嘴130可以被固定地设置。
48.特别地，第一喷嘴120和第二喷嘴130可以布置成从支承单元110的中心区域偏向侧向。换言之，布置成在水平方向和垂直方向上不与安置在支承单元110的基板w的中心区域(例如，参照p1)重叠。
49.此外，在清洗工艺时，当旋转基板w的同时向基板w上喷出冲洗液时，在离基板w的中心远的区域旋转力较强，使得冲洗液的厚度可能变薄。因此，在根据本发明的若干实施例的基板处理装置中，第一喷嘴120可以向基板w的第一区域p1(即，中心区域)喷出第一冲洗液，并且第二喷嘴130可以向基板w的第二区域p2(即，中间区域)喷出第二冲洗液，从而防止在离基板w的中心远的区域中冲洗液的厚度变薄。后面将参照图3至图9描述具体的第一冲洗液和第二冲洗液的喷出方法。
50.背喷嘴140设置在支承单元110，以向基板w的背面喷出纯水和/或氮气等流体。背喷嘴140可以布置在支承单元110的中心区域(例如，与p1区域对应的位置)。例如，背喷嘴140与存储纯水的第三存储部142流体连接。第三阀144可以布置在第三喷嘴140与第三存储部142之间，并且可以由控制部(未示出)进行开/关控制。
51.以下，参照图3至图7说明根据本发明的第一实施例的基板处理方法。图3是用于说明根据本发明的第一实施例的基板处理方法的流程图。图4至图7是用于说明图3的基板处理方法的中间步骤的视图。
52.参照图3和图4，在旋转基板w的同时，在第一时段期间喷出第一冲洗液(s10)。
53.具体地，第一喷嘴120将第一冲洗液喷出到基板w的第一区域p1。第一区域p1可以包括基板w的中心区域，或者可以比下述第二区域p2更靠近基板w的中心区域。由于基板w正在旋转，所以喷出到第一区域p1的第一冲洗液会向基板w的边缘方向逐渐扩散。第一冲洗液不仅扩散到基板w的中心区域，而且扩散到基板w的中间(middle)区域。特别地，在第一时段期间，不扩散到基板w的一部分区域(例如，基板w的边缘区域)。
54.在第一时段期间，第二喷嘴130不将第二冲洗液喷出到基板w。
55.在第一时段期间，例如，第一喷嘴120的喷射量可以是1.2l/min，但不限于此。
56.接下来，参照图3、图5和图6，在旋转基板w的同时，在第二时段期间，第一喷嘴120将第一冲洗液喷出到第一区域p1，并且第二喷嘴130将第二冲洗液喷出到第二区域p2。
57.具体地，第一喷嘴120在第一时段和第二时段期间连续地喷出第一冲洗液。相反，第二喷嘴130间隔一定的时间(即，在第一时段中不喷出第二冲洗液)开始喷出第二冲洗液，并在第二时段期间喷出第二冲洗液。
58.图5示出了第二时段的开始点(即，第二喷嘴130开始喷出第二冲洗液的时间点)的状态，且图6示出了第二时段的结束点的状态。
59.特别地，如图5中所示，第二喷嘴130开始喷出第二冲洗液的时间点(即，第二时段的开始点)是第一冲洗液扩散到第二冲洗液喷出的位置(即，p2)、并且第一冲洗液没有扩散到整个基板w的时候。即是，由第一冲洗液产生的液膜形成在整个基板w之前。或者是，由第一冲洗液产生的液膜形成在基板w的中心区域和中间区域、并且没有形成在基板w的边缘区域的时候。
60.不同于本发明的若干实施例，如果在没有形成由第一冲洗液产生的液膜的状态下，第一喷嘴120和第二喷嘴130同时喷出第一冲洗液和第二冲洗液，则在第一冲洗液和第二冲洗液彼此混合的区域中可能发生异常流动，由此产生特殊图案。
61.或者，如果在没有形成由第一冲洗液产生的液膜的状态下，第一喷嘴120和第二喷嘴130同时喷出第一冲洗液和第二冲洗液，则在第二冲洗液接触的区域及其周边可能产生缺陷。这是因为，第一冲洗液喷出到基板w的中心区域，而第二冲洗液喷出到基板w的中间区域。由于在与基板w的中心间隔开的区域(即，中间区域)中旋转力较强，所以在第二冲洗液接触的区域及其周边可能生成颗粒。
62.因此，根据本发明的若干实施例的基板处理方法，如图5中所示，在第二喷嘴130开始喷出第二冲洗液时，第二冲洗液接触的区域(即，参照p2)中形成有由第一冲洗液产生的液膜。当形成有由第一冲洗液产生的液膜时，即使第二冲洗液喷出到第二区域p2，也可以防止如前述的问题。
63.此外，通过在由第一冲洗液产生的液膜形成在整个基板w之前喷出第二冲洗液，可以缩短清洗工艺时间。此外，如果在由第一冲洗液产生的液膜形成在整个基板w之后喷出第二冲洗液时，则可能发生由第二冲洗液引起的水炸弹(water bomb)。
64.因此，根据本发明的若干实施例的基板处理方法，第二喷嘴130开始喷出第二冲洗液的时间点(即，第二时段的开始点)是第一冲洗液扩散到第二冲洗液喷出的位置(即，p2)、并且第一冲洗液没有扩散在整个基板w的时候。
65.此外，在第二时段期间，第一喷嘴120的喷射量可以大于第二喷嘴130的喷射量。例如，第一喷嘴120的喷射量可以是1.2l/min，且第二喷嘴130的喷射量可以是1l/min，但不限于此。
66.参照图3和图7，中止第一冲洗液和第二冲洗液的喷出，并提高基板的旋转速度以执行干燥操作(即，高速旋转干燥)(s30)。
67.总之，通过使用向基板的中心区域p1喷出第一冲洗液的第一喷嘴120和向基板的中间区域p2喷出第二冲洗液的第二喷嘴130，可以使冲洗液的液膜厚度在整个基板w上的是
一定的。此外，通过间隔一定的时间喷出第一冲洗液和第二冲洗液，可以解决由于向与基板的中心隔开的区域(即，参照p2)喷出第二冲洗液而发生的问题。此外，通过在由第一冲洗液产生的液膜形成在整个基板w之前喷出第二冲洗液，可以缩短清洗工艺时间。
68.图8是用于说明根据本发明的第二实施例的基板处理方法的视图。
69.参照图8，首先在支承单元(参照图2的110)上放置基板w。
70.时段0～t1是开始旋转支承单元110并将其旋转至目标速度rpm1的加速区间。例如，目标速度rpm1可以是约500rpm。
71.在加速区间中，第一喷嘴(参照图2的120)向第一区域(即，中心区域)喷出第一冲洗液diw1，从而开始形成由第一冲洗液diw1产生的液膜。在加速区域中，液膜不形成至基板w的一部分区域(即，边缘区域)。
72.此外，加速区间中的旋转速度是小于目标速度rpm1的速度。由于第一冲洗液diw1喷出到以相对较低的旋转速度旋转的基板w上，因此可以最小化喷出第一冲洗液diw1时可能发生的问题(例如，形成颗粒等)。
73.时段t1～t2是将支承单元110定速旋转的定速区间。
74.在定速区间中，第一喷嘴120喷出第一冲洗液diw1，并且第二喷嘴(参照图2的130)喷出第二冲洗液diw2。第一喷嘴120向第一区域(即，中心区域)喷出第一冲洗液diw1，并且第二喷嘴130向第二区域(即，中间区域)喷出第二冲洗液diw2。如上所述，在第二喷嘴130喷出第二冲洗液diw2的时间点，在基板w的边缘区域没有形成由第一冲洗液diw1产生的液膜。
75.时段t2～t3是进行高速旋转干燥的时段。在进入高速旋转干燥之前，中止第一冲洗液和第二冲洗液的喷出。提高支承单元110的旋转速度，以将支承单元110旋转至干燥速度rpm2。例如，干燥速度rpm2可以是约1500rpm。
76.在时段t2～t3之后，结束清洁操作。
77.此外，尽管没有另外示出，但在时段0～t1中快速地进行加速的情况下，第一冲洗液diw1可快速地向基板w的边缘方向扩散。在这种情况下，可以在时间t1之前喷出第二冲洗液diw2。
78.即，加速区间0～t1包括前段区间和后段区间。在加速区间0～t1的前段区间中，第一喷嘴120将第一冲洗液喷出到基板w的中心区域，并且第二喷嘴130不喷出第二冲洗液。在加速区间0～t1之后的后段区间中，第一喷嘴120将第一冲洗液喷出到基板w的中心区域，并且第二喷嘴130可以将第二冲洗液喷出到基板w的中间区域。
79.图9是用于说明根据本发明的第三实施例的基板处理方法的视图。为了便于说明，将主要说明与利用图8所说明的内容不同的点。
80.参照图9，首先在支承单元110上放置基板w。
81.在时段0～t11期间，提高支承单元110的旋转速度以将其旋转至目标速度rpm1。在时段0～t11期间，第一冲洗液diw1喷出到基板w上。
82.在时段t11～t2期间，以目标速度rpm1旋转支承单元110。
83.这里，在期间0～t11中缓慢地进行加速的情况下，即使支承单元110的旋转速度达到目标速度rpm1，由第一冲洗液diw1产生的液膜也可不形成至第二区域(即，中间区域)。
84.在这种情况下，在等到由第一冲洗液diw1产生的液膜形成至第二区域(即，中间区域)之后，开始喷出第二冲洗液diw2。如图9所示，可以不在时间t11开始喷出第二冲洗液
diw2，而是可以在更晚些时候开始喷出第二冲洗液diw2。
85.在时段t2～t3期间，以干燥速度rpm2旋转支承单元110，以干燥基板w。
86.图10是用于说明图1的工艺腔室的另一例的概念图。为了便于说明，将主要描述与利用图2说明的内容不同的点。
87.参照图10，工艺腔室(例如，pc1)中可以布置有支承基板w的支承单元110。支承单元110可以以预定的速度(即，预定的转数)旋转基板w。
88.支承单元110的周边设置有第一喷嘴120和第二喷嘴130。第一喷嘴120和第二喷嘴130可以被固定地设置。第一喷嘴120和第二喷嘴130可以布置成从支承单元110的中心区域(参照p1)偏向侧向。换言之，设置成在水平方向和垂直方向上不与安置在支承单元110的基板w的中心区域p1重叠。
89.此外，第一移动喷嘴150和第二移动喷嘴160可以位于支承单元110的上侧。
90.第一移动喷嘴150在第一等待位置等待，并且移动到第一供给位置并向基板w的上表面喷出第一药液。第一移动喷嘴150与存储第一药液(例如，hf)的存储部152流体连接。阀154可以布置在第一移动喷嘴150与存储部152之间，并且可以由控制部(未示出)进行开/关控制。
91.第二移动喷嘴160在第二等待位置等待，并且移动到第二供给位置并向基板w的上表面喷出与第一药液不同的第二药液。第二移动喷嘴160与存储第二药液(例如，sc1)的存储部162流体连接。阀164可以布置在第二移动喷嘴160与存储部162之间，并且可以由控制部(未示出)进行开/关控制。
92.第一冲洗液和第二冲洗液可以在第一药液和第二药液喷出到基板w之前喷出到基板w上(即，预润湿)。此外，第一冲洗液和第二冲洗液可以在第一药液喷出之后并且第二药液喷出之前喷出到基板w上。后面将参照图11至图14描述具体的清洗方法。
93.图11是用于说明根据本发明的第四实施例的基板处理方法的流程图。图12至图14是用于说明图11的基板处理方法的中间步骤的视图。
94.首先参照图11，喷出冲洗液(预润湿)(s40)。第一喷嘴120和第二喷嘴130间隔一定的时间喷出第一冲洗液和第二冲洗液。
95.接下来，参照图11和图12，第一移动喷嘴150将第一药液(例如，hf)喷出到基板w上(s50)。第一移动喷嘴150在第一供给位置(例如，基板w的中心区域的上侧)喷出第一药液。
96.接下来，参照图11和图13，喷出冲洗液(s60)。
97.具体地，第一移动喷嘴150从第一供给位置移动到第一等待位置(参照附图标记v1)。同时，第二移动喷嘴160从第二等待位置移动到第二供给位置(参照附图标记v2)。第一供给位置和第二供给位置可以是实质上相同的位置，但不限于此。
98.在第一移动喷嘴150和第二移动喷嘴160的移动时间期间，基板可以变干。如果基板边干，则由于颗粒等而容易产生缺陷(defect)。因此，在第一移动喷嘴150和第二移动喷嘴160的移动时间期间，第一喷嘴120和第二喷嘴130间隔一定的时间喷出第一冲洗液和第二冲洗液，以用第一冲洗液diw1和第二冲洗液diw2将基板w维持在湿润的状态。
99.如上所述，第一喷嘴120和第二喷嘴130被固定地设置成从支承单元110的中心区域偏向侧向。这是因为，由于在第一移动喷嘴150和/或第二移动喷嘴160移动的期间，第一喷嘴120和第二喷嘴130要喷出第一冲洗液diw1和第二冲洗液diw2，所以第一喷嘴120和第
二喷嘴130位于不妨碍第一移动喷嘴150和第二移动喷嘴160的移动路径的位置。
100.接下来，参照图11和图14，第二移动喷嘴160将第二药液(例如，sc1)喷出到基板w上(s70)。第二移动喷嘴160在第二供给位置(例如，基板w的中心区域的上侧)喷出第二药液。
101.接下来，参照图11，喷出冲洗液(s80)。第一喷嘴120和第二喷嘴130间隔一定的时间喷出第一冲洗液diw1和第二冲洗液diw2。
102.接下来，参照图11，中止第一冲洗液diw1和第二冲洗液diw2的喷出，并提高基板的旋转速度以执行干燥操作(即，高速旋转干燥)(s90)。
103.以上参照附图对本发明的实施例进行了说明，但是本发明所属技术领域的普通技术人员应该可以理解，本发明在不改变其技术思想或必要特征的情况下，能够以其他具体形态实施。因此，应该理解，以上描述的实施例在所有方面都是示例性的，而不是限制性的。