缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法与流程

本文中描述的本发明构思的实施方案涉及一种缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法。

背景技术：

1、为了制造半导体元件，通过基板上的诸如光刻工艺、蚀刻工艺、灰化工艺、离子注入工艺和薄膜沉积工艺的各种工艺而在基板(诸如晶圆)上形成期望的图案。在每个工艺中使用了各种处理液和处理气体，并且在工艺期间产生颗粒和工艺副产物。为了从基板去除基板上的薄膜、颗粒和工艺副产物，在每个工艺之前和之后执行用于基板的液体处理工艺。在一般的液体处理过程中，用化学品和冲洗液处理基板，然后干燥。在液体处理工艺中，可以剥离基板上的sin。

2、用处理液(诸如，化学品和/或冲洗液)处理基板的基板处理方法可以分为共同处理竖直姿态的多个基板的批量式处理方法，以及逐一处理水平姿态的基板的单一式(single-type)处理方法。

3、在用于共同处理多个基板的批量式处理方法中，多个基板以竖直姿态共同浸入处理浴(treating bath)中，化学品或冲洗液储存在该处理浴中以执行基板处理。为此，大规模处理基板是极好的，并且每个基板之间的处理质量是均匀的。然而，由于批量式处理方法以竖直姿态浸入，因此如果形成在基板上的图案具有高的纵横比，则在将基板从处理浴提升的过程中，在形成在基板上的图案中可能发生图案倾斜现象。此外，如果多个基板同时暴露于空气并且在短时间内不执行干燥，则在暴露于空气的一些基板中可能产生水印。

4、另一方面，在用于逐个处理基板的单一式处理方法的情况下，在将化学品或冲洗液供应至以水平姿态旋转的单个基板时执行基板处理。此外，在单一式处理方法中，图案倾斜现象的风险较低，因为传送的基板维持水平姿态，并且水印的风险较低，因为基板被逐个处理、并且经处理的基板被立即干燥或液体处理。然而，在单一式处理方法的情况下，大规模处理基板是较差的，并且与批量式处理方法相比，每个基板之间的处理质量相对不均匀。此外，如果基板旋转并离心干燥，如果形成在基板上的图案具有高的纵横比，则担心形成在基板上的图案可能塌陷。

技术实现思路

1、本发明构思的实施方案提供了一种用于有效处理基板的缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法。

2、本发明构思的实施方案提供了一种用于改善基板处理的大规模生产的缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法。

3、本发明构思的实施方案提供了一种用于相对地增加每个基板之间的处理质量的均匀性的缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法。

4、本发明构思的实施方案提供了一种用于使形成在基板上的图案上产生的倾斜现象最小化的缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法。

5、本发明构思的实施方案提供了一种用于有效地处理具有在其上形成有具有高纵横比的图案的基板的缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法。

6、本发明构思的实施方案提供了一种用于在已经以批量式方式处理的基板被传送到单一式处理腔室的工艺期间、使在其上形成有图案的基板的顶表面的干燥最小化的缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法。

7、本发明构思的实施方案提供了用于在已经以单一式方式处理的基板被传送到单一式处理腔室的工艺期间、使用于传送基板的手部的污染最小化的缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法。

8、本发明构思的实施方案提供用于在将基板传送至执行单一式处理的腔室的工艺中、使用于传送基板的传送机械手的手部的污染最小化的缓冲腔室、基板处理装置和基板处理方法，在该基板上在顶表面上进行批量式处理、以便通过润湿液在基板上形成薄膜，从而防止自然干燥，并且该基板的底表面被清洁以执行批量式处理。

9、本发明构思的技术目标不限于上述的技术目的，并且根据下面的描述，其他未提及的技术目的对于本领域技术人员将变得显而易见。

10、本发明构思提供了一种基板处理装置。该基板处理装置包括：批量式处理浴，该批量式处理浴用于以批量式方式处理基板；单一式处理腔室，该单一式处理腔室用于以单一式方式处理该基板；以及缓冲腔室，该缓冲腔室定位在在批量式处理浴与单一式处理腔室之间传送的基板的传送路径上，并且供应用于维持基板的润湿状态的液体。

11、在实施方案中，缓冲腔室包括：卡盘，该卡盘用于支承和旋转基板；以及液体供应单元，该液体供应单元用于将液体供应到在卡盘上支承和旋转的基板。

12、在实施方案中，该液体供应单元包括：第一液体供应单元，该第一液体供应单元配置为将第一液体供应到支承在该卡盘上的基板的顶表面；以及第二液体供应单元，该第二液体供应单元配置为将第二液体供应到支承在卡盘上的基板的底表面。

13、在实施方案中，第二液体供应单元配置为供应第二液体，该第二液体具有比由第一液体供应单元供应的第一液体更高的挥发性。

14、在实施方案中，第二液体供应单元配置为供应第二液体，该第二液体为异丙醇(isopropyl alcohol，ipa)。

15、在实施方案中，第一液体供应单元配置为供应第一液体，该第一液体为水。

16、在实施方案中，基板处理装置还包括控制器，该控制器配置成控制缓冲腔室，并且其中控制器控制缓冲腔室，使得在从液体供应单元供应液体的情况下、卡盘的旋转速度变为300rpm至500rpm。

17、在实施方案中，基板处理装置还包括控制器，该控制器配置为控制缓冲腔室和单一式处理腔室，并且其中控制器控制缓冲腔室和单一式处理腔室，使得缓冲腔室中基板的处理时间短于单一式处理腔室中基板的处理时间。

18、在实施方案中，基板处理装置还包括姿态改变处理浴，该姿态改变处理浴定位在批量式处理浴与缓冲腔室之间，并且其中在姿态改变处理浴中储存的液体是与由液体供应单元供应的液体相同的液体。

19、在实施方案中，单一式处理腔室包括：单一式液体处理腔室，该单一式液体处理腔室用于通过将处理液供应至基板来处理基板；以及单一式干燥腔室，该单一式干燥腔室用于对基板进行干燥处理，并且其中，所述装置还包括传送机械手，该传送机械手用于在单一式液体处理腔室、单一式干燥腔室与缓冲腔室之间传送基板。

20、在实施方案中，传送机械手包括：第一手部；第二手部，该第二手部安装在低于第一手部的高度处；以及第三手部，该第三手部安装在低于第二手部的高度处。

21、在实施方案中，基板处理装置还包括控制器，该控制器配置为控制传送机械手，并且其中，控制器控制传送机械手，使得在传送在单一式干燥腔室处被干燥处理的基板的情况下使用第一手部，在传送在缓冲腔室处被润湿的基板的情况下使用第三手部，并且在将基板从单一式液体处理腔室传送到单一式干燥腔室的情况下使用第二手部。

22、在实施方案中，基板处理装置还包括控制器，该控制器配置为控制缓冲腔室，并且其中控制器控制缓冲腔室，使得从第一液体供应单元开始供应第一液体，并且在经过设定时间之后，从第二液体供应单元开始供应第二液体。

23、本发明构思提供了一种缓冲腔室。缓冲腔室包括：卡盘，该卡盘用于支承和旋转基板；第一液体供应单元，该第一液体供应单元配置为将第一液体供应到支承在卡盘处的基板的第一表面；第二液体供应单元，该第二液体供应单元配置为将第二液体供应到支承在卡盘处的基板的第二表面，该第二液体具有比第一液体更高的挥发性，该第二表面不同于第一表面。

24、在实施方案中，卡盘由控制单元控制以约300rpm至约500rpm的速度旋转。

25、在实施方案中，缓冲腔室还包括：处理杯状件，该处理杯状件用于回收第一液体和第二液体；以及提升/降低驱动器，该提升/降低驱动器用于提升和降低处理杯状件，并且其中处理杯状件限定至少两个回收路径，该至少两个回收路径由多个杯状件构成且回收不同种类的液体，并且提升/降低驱动器配置成提升和降低处理杯状件、以通过回收路径中的任一者回收第一液体并且通过回收路径中的另一者回收第二液体。

26、本发明构思提供了一种基板处理装置。该基板处理装置包括：第一工艺处理单元，该第一工艺处理单元用于以批量式方式处理基板；第二工艺处理单元，该第二工艺处理单元用于以单一式方式处理基板；以及控制器，其中该第一工艺处理单元包括：批量式处理浴，该批量式处理浴用于以竖直姿态处理基板，并且该第二工艺处理单元包括：单一式液体处理腔室，该单一式液体处理腔室用于通过将处理液供应至旋转的基板来对基板进行液体处理；单一式干燥腔室，该单一式干燥腔室用于通过将超临界流体供应至基板来对基板进行干燥处理；缓冲腔室，该缓冲腔室用于将液体供应至基板、从而可以维持基板的润湿状态；以及传送机械手，该传送机械手用于在缓冲腔室、单一式液体处理腔室和单一式干燥腔室之间传送该基板。

27、在实施方案中，第一工艺处理单元包括：姿态改变处理浴，该姿态改变处理浴具有用于储存液体的储存空间，并且将用于在储存空间以竖直姿态支承基板的支承构件定位在该储存空间处，该姿态改变处理浴用于将竖直姿态的基板改变为水平姿态；姿态改变机械手，该姿态改变机械手具有手部和用于移动手部的臂，该姿态改变机械手用于将基板的姿态从竖直姿态改变为水平姿态；并且其中缓冲腔室定位在接收姿态改变机械手从姿态改变处理浴取出的基板的位置处。

28、在实施方案中，缓冲腔室包括：卡盘，该卡盘用于支承和旋转基板；第一液体供应单元，该第一液体供应单元配置为将第一液体供应至支承在卡盘上的基板的顶表面；以及第二液体供应单元，该第二液体供应单元配置为将第二液体供应至支承在卡盘上的基板的底表面，该第二液体具有比第一液体更高的挥发性。

29、在实施方案中，基板处理装置还包括多个单一式液体处理腔室，并且其中多个单一式液体处理腔室彼此堆叠地安装，并且缓冲腔室安装在比在多个单一式液体处理腔室的底部处安装的单一式液体处理腔室更高的位置、且比在多个单一式液体处理腔室的顶部处安装的单一式液体处理腔室更低的位置处。

30、本发明构思提供了一种基板处理方法。该基板处理方法包括：对竖直姿态的多个基板进行液体处理；将已经执行了液体处理的基板的姿态从竖直姿态改变到水平姿态；通过将润湿液供应至已经改变了姿态的基板来维持基板的润湿状态；以及对在其上已经执行了维持润湿状态的、水平姿态的一个基板执行单一式处理。

31、在实施方案中，在维持基板的润湿状态时，卡盘支承并旋转基板、并且将润湿液供应到在卡盘上支承且旋转的基板。

32、在实施方案中，在维持基板的润湿状态时，将润湿液供应到基板的顶表面，且将与润湿液不同类型的清洁液供应到基板的底表面。

33、在实施方案中，清洁液是比润湿液具有更高的挥发性的液体。

34、在实施方案中，润湿液是包括水的液体，并且清洁液是包括异丙醇(ipa)的液体。

35、在实施方案中，在开始供应润湿液之后并且在经过设定时间之后，执行清洁液的供应。

36、在实施方案中，所述基板处理方法还包括：将在其上执行了维持基板的润湿状态的基板传送至单一式处理腔室，在该单一式处理腔室中执行单一式处理一个基板，且其中执行传送基板的传送机械手具有多个手部，且由定位在多个手部中的底部的手部、通过将基板传送至单一式处理腔室来执行基板的传送。

37、在实施方案中，用于执行维持基板的润湿状态的时间比用于单一式处理一个基板的时间更短。

38、本发明构思提供了一种基板处理方法。所述基板处理方法包括：通过将第一液体供应到基板的第一表面并且通过将第二液体供应到基板的第二表面来处理第一腔室中的基板，该第二液体具有比第一液体更高的挥发性；在由传送机械手的手部支承基板的第二表面的情况下、从第一腔室取出基板；以及将从第一腔室取出的基板送入至与所述第一腔室不同的第二腔室。

39、在实施方案中，在第一液体和第二液体被供应到第一表面的情况下、旋转基板。

40、在实施方案中，在由传送机械手传送基板的情况下、第一液体的液膜形成在第一表面上。

41、在实施方案中，第一液体是用于润湿基板的顶表面的润湿液，并且第二液体是用于清洁基板的底表面的有机溶剂。

42、在实施方案中，第一液体是去离子水，并且第二液体是异丙醇(ipa)。

43、在实施方案中，第一腔室是用于临时储存基板的缓冲腔室，第二腔室是用于以单一式方式处理基板的单一式处理腔室。

44、在实施方案中，第二腔室是用于通过将有机溶剂供应至基板的第一表面来处理基板的单一式液体处理腔室。

45、在一个实施方案中，第二腔室是用于通过将处于超临界状态的处理流体传送到基板来对基板进行干燥处理的单一式干燥腔室。

46、在实施方案中，在以批量式处理浴处理基板之后，将基板送入至第一腔室中。

47、在实施方案中，在以批量式处理浴处理基板之后、将该基板的姿态从竖直姿态改变为水平姿态并将基板送入至第一腔室中。

48、在实施方案中，在将基板浸入包含与第一液体相同的液体的姿态改变处理浴中的情况下、执行基板的姿态改变。

49、根据本发明构思的实施方案，能够有效地处理基板。

50、根据本发明构思的实施方案，能够改善基板处理的大规模生产。

51、根据本发明构思的实施方案，能够增加每个基板之间的处理质量的均匀性。

52、根据本发明构思的实施方案，能够使在基板上产生水印的可能性最小化。

53、根据本发明构思的实施方案，能够使形成在基板上的图案的倾斜现象最小化。

54、根据本发明构思的实施方案，能够有效地处理具有在其上形成有高纵横比的图案的基板。

55、根据本发明构思的实施方案，能够在已经以批量式方式处理的基板被传送到单一式处理腔室的工艺期间、使在其上形成图案的基板的顶表面的干燥最小化。

56、根据本发明构思的实施方案，能够在将以批量式方式处理的基板传送到单一式腔室的工艺期间、使传送基板的手部的污染最小化。

57、根据本发明构思的实施方案，能够在将基板传送至执行单一式处理的腔室的工艺中、使用于传送基板的传送机械手的手部的污染最小化，在该基板上在顶表面上进行批量式处理、以便通过润湿液在基板上形成薄膜，从而防止自然干燥，并且该基板的底表面被清洁以执行批量式处理。

58、本发明构思的效果不限于上述的效果，并且根据下面的描述，其他未提到的效果对于本领域技术人员将变得显而易见。