基板处理装置及方法与流程

1.本发明涉及基板处理装置及方法，更详细地，涉及可以快速且精密地执行晶片干燥的基板处理装置及方法。


背景技术：

2.通常，在半导体制造工序中的晶片加工工序包括光刻胶涂敷工序(photoresist coating)、显影工序(develop&bake)、蚀刻工序(etching)、化学气相蒸镀工序(chemical vapor deposition)、灰化工序(ashing)等。
3.在执行所述多步骤工序的过程中，用于去除附着在基板的各种污染物质的工序包括利用药液(chemical)或去离子水(di water，deionized water)的清洗工序(wet cleaning process)。
4.并且，在进行完清洗工序之后，进行用于干燥在半导体基板的表面残留的药液或去离子水的干燥(drying)工序。为了执行干燥工序而使用的基板干燥装置使用如下的装置，即，利用机械扭矩来干燥半导体基板的甩干装置(spin dry)以及利用异丙醇(ipa，isopropyl alcohol)的化学反应来干燥半导体基板的异丙醇干燥装置。
5.以往，通过异丙醇喷嘴向晶片喷射异丙醇，通过n2喷嘴向晶片喷射n2，因它们之间的干扰，存在干燥效率降低的问题。因此，有必要对此进行改善。
6.本发明的背景技术公开在韩国公开专利公报第2019
‑
0011472号(2019年02月07日公开，发明的名称：晶片干燥装置及方法基板)。


技术实现要素：

7.要解决的技术问题
8.本发明用于解决如上所述的问题，本发明的目的在于，提供可以快速且精密地执行晶片干燥的基板处理装置及方法。
9.解决技术问题的手段
10.本发明的基板处理装置的特征在于，包括：操作台部；转轴部，以能够旋转的方式安装于所述操作台部，并且使放置于所述转轴部的基板进行旋转；第一处理部，安装于所述操作台部，并且向所述基板喷射第一干燥物质；以及第二处理部，安装于所述操作台部，并且向已喷射所述第一干燥物质的所述基板喷射第二干燥物质。
11.本发明的特征在于，所述第一处理部包括：第一处理储存部，储存所述第一干燥物质；第一处理引导部，以能够旋转的方式安装于所述第一处理储存部，并且引导所述第一干燥物质；第一处理旋转部，使所述第一处理引导部旋转；以及第一处理喷嘴部，形成于所述第一处理引导部，并且对所述第一干燥物质进行排出。
12.本发明的特征在于，所述第二处理部包括：第二竖直喷嘴部，沿着竖直方向排出所述第二干燥物质；以及第二倾斜喷嘴部，沿着倾斜方向排出所述第二干燥物质。
13.本发明的特征在于，所述第二竖直喷嘴部到达所述基板上的位置与所述第二倾斜
喷嘴部到达所述基板上的位置相同。
14.本发明的基板处理方法的特征在于，包括：准备步骤，对安装于操作台部的第一处理部和第二处理部向放置于转轴部并旋转的基板喷射第一干燥物质和第二干燥物质进行准备；喷射步骤，所述第一处理部向所述基板喷射所述第一干燥物质，所述第二处理部向已喷射所述第一干燥物质的所述基板喷射所述第二干燥物质；以及恢复步骤，使所述第一处理部和所述第二处理部向原位置移动。
15.本发明的特征在于，所述准备步骤包括：第一处理部准备步骤，使所述第一处理部移动，以向所述基板的中心部喷射所述第一干燥物质；以及第二处理部准备步骤，将所述第二处理部配置成与所述第一处理部邻近。
16.本发明的特征在于，所述喷射步骤包括：第一处理部喷射步骤，从所述基板的中心部向边缘喷射所述第一干燥物质；第二处理部中心喷射步骤，如果完成了对于所述基板的中心部的所述第一干燥物质的喷射，则向所述基板的中心部喷射所述第二干燥物质；第二处理部倾斜喷射步骤，向从所述基板的中心部向边缘已喷射所述第一干燥物质的所述基板喷射所述第二干燥物质；以及第二处理部边沿喷射步骤，向所述基板的边缘喷射所述第二干燥物质。
17.所述第一处理部喷射步骤包括：第一设定步骤，所述第一处理部在第一设定时间期间向所述基板的中心部喷射所述第一干燥物质；第二设定步骤，所述第一处理部在第二设定时间期间进行移动从而从所述基板的中心部脱离；第三设定步骤，所述第一处理部在第三设定时间期间进行移动，并且喷射所述第一干燥物质直到到达所述基板的边缘为止。
18.本发明的特征在于，在所述第二处理部中心喷射步骤中，所述第二处理部在第四设定时间期间沿着所述基板的垂直方向，向所述基板的中心部喷射所述第二干燥物质。
19.本发明的特征在于，在所述第二处理部中心喷射步骤中，所述基板以第二转速进行旋转。
20.本发明的特征在于，在所述第二处理部倾斜喷射步骤中，所述第二处理部在第五设定时间期间沿着所述基板的倾斜方向喷射所述第二干燥物质。
21.本发明的特征在于，如果所述第二处理部已到达所述基板的边缘，则所述第五设定时间结束。
22.本发明的特征在于，在所述第二处理部倾斜喷射步骤中，所述基板以第二转速进行旋转。
23.本发明的特征在于，在所述第二处理部边沿喷射步骤中，所述第二处理部在第六设定时间期间沿着所述基板的垂直或倾斜方向，向所述基板的边缘喷射所述第二干燥物质。
24.本发明的特征在于，在所述第二处理部边沿喷射步骤中，所述基板以第二转速进行旋转。
25.本发明的特征在于，在所述恢复步骤中，所述基板以第三转速进行旋转。
26.发明的效果
27.本发明的基板处理装置及方法具有如下的效果，即，在第一处理部从基板的中心部向边缘喷射第一干燥物质的期间，第二处理部可向基板喷射第二干燥物质来快速地实施基板干燥作业。
28.本发明的基板处理装置及方法具有如下的效果，即，可根据作业环境，第二处理部沿着基板的垂直方向或倾斜方向喷射第二干燥物质来抑制基板残留物质。
附图说明
29.图1为简要示出本发明一实施例的基板处理装置的俯视图。
30.图2为简要示出本发明一实施例的第一处理部的图。
31.图3为简要示出本发明一实施例的第二处理部的图。
32.图4为简要示出本发明一实施例的基板处理方法的流程图。
33.图5为简要示出本发明一实施例的准备步骤的流程图。
34.图6为简要示出在本发明一实施例的准备步骤中，第一处理部和第二处理部的配置状态的图。
35.图7为简要示出本发明一实施例的喷射步骤的流程图。
36.图8为简要示出在本发明一实施例的喷射步骤中，第一处理部和第二处理部配置状态的图。
37.图9为简要示出在本发明一实施例的喷射步骤中，第一处理部和第二处理部的喷射状态的图。
38.图10为简要示出在本发明一实施例的喷射步骤中，基于时间的第一处理部和第二处理部的工作及基板转速的图。
39.附图标记说明
40.10：操作台部；20：转轴部；30：第一处理部；31：第一处理储存部；32：第一处理引导部；33：第一处理旋转部；34：第一处理喷嘴部；40：第二处理部；41：第二处理储存部；42：第二处理引导部；43：第二处理旋转部；44：第二处理喷嘴部；100：基板。
具体实施方式
41.以下，参照附图对本发明的基板处理装置及方法的实施例进行说明。在此过程中，为了说明的明确性和便利性，可放大示出附图中所示的多个线的厚度或结构要素的大小等。并且，后述的多个术语为以将本发明中的功能考虑在内的方式进行定义的术语，这可根据使用人员、应用人员的意图或惯例而不同。因此，这些术语应根据本说明书全文内容来定义。
42.图1为简要示出本发明一实施例的基板处理装置的俯视图。参照图1，本发明一实施例的基板处理装置1包括操作台部10、转轴(spindle)部20、第一处理部30及第二处理部40。
43.以能够旋转的方式安装于操作台部10的转轴部20使放置于所述转轴部的基板100进行旋转。
44.第一处理部30安装于操作台部10，并且向基板100喷射第一干燥物质。作为一例，第一干燥物质可以使用异丙醇，此外，可以使用利用化学反应来干燥基板100的多种流体。
45.第二处理部40安装于操作台部10，并且向已喷射第一干燥物质的基板100喷射第二干燥物质。作为一例，第二干燥物质可使用氮气，此外，可以使用具有与氮气相同性能的多种流体。
46.图2为简要示出本发明一实施例的第一处理部的图。参照图2，本发明一实施例的第一处理部30包括第一处理储存部31、第一处理引导部32、第一处理旋转部33及第一处理喷嘴部34。
47.在第一处理储存部31储存第一干燥物质。作为一例，第一处理储存部31可设置于安装有操作台部10的腔室或者配置于腔室的外部，可通过管线供给第一干燥物质。
48.第一处理引导部32与第一处理储存部31以可旋转的方式安装，用于引导第一干燥物质。作为一例，第一处理引导部32可包括：第一引导垂直部321，第一引导垂直部321的一端部与第一处理储存部31相连接，并且第一引导垂直部321贯通操作台部10；第一引导水平部322，从第一引导垂直部321沿着侧方向延伸；以及第一引导终着部323，从第一引导水平部322的端部沿着下方延伸。
49.第一处理旋转部33使第一处理引导部32进行旋转。作为一例，第一处理引导部32通过第一处理旋转部33而旋转，可配置于基板100的上方或从基板100脱离。在第一处理旋转部33中，电机直接使第一引导管部321旋转，或者传递电机的旋转力的皮带使第一处理引导部321旋转。
50.第一处理喷嘴部34形成于第一处理引导部32，并且对第一干燥物质进行排出。作为一例，第一处理喷嘴部34可形成于第一引导终着部323，第一处理喷嘴部34和基板100之间的距离可以为5mm至20mm。第一干燥物质可通过第一处理喷嘴部34沿着与基板100垂直的方向排出。
51.图3为简要示出本发明一实施例的第二处理部的图。参照图3，本发明一实施例的第二处理部40包括第二处理储存部41、第二处理引导部42、第二处理旋转部43及第二处理喷嘴部44。
52.在第二处理储存部41储存第二干燥物质。作为一例，第二处理储存部41可设置于安装有操作台部10的腔室或者配置于腔室的外部，可通过管线供给第二干燥物质。
53.第二处理引导部42与第二处理储存部41以可旋转的方式安装，并且引导第二干燥物质。作为一例，第二处理引导部42可包括：第二引导垂直部421，第二引导垂直部421的一端部与第二处理储存部41相连接，并且第二引导垂直部421贯通操作台部10；第二引导水平部422，从第二引导垂直部421沿着侧方向延伸；以及第二引导终着部423，形成于第二引导水平部422的端部。
54.第二处理旋转部43使第二处理引导部42进行旋转。作为一例，第二处理引导部42通过第二处理旋转部43而旋转，可配置于基板100的上方或者可从基板100脱离。在第二处理旋转部43中，电机可以直接使第二引导管部421旋转，或者传递电机的旋转力的皮带可以使第二处理引导部421旋转。
55.第二处理喷嘴部44形成于第二处理引导部42，并且对第二干燥物质进行排出。作为一例，第二处理喷嘴部44可形成于第二引导终着部423。第二处理喷嘴部44与基板100之间的距离可以为15mm至30mm。
56.第二处理喷嘴部44包括第二竖直喷嘴部441和第二倾斜喷嘴部442。第二竖直喷嘴部441沿着竖直方向排出第二干燥物质，第二倾斜喷嘴部442沿着倾斜方向排出第二干燥物质。
57.形成于第二处理引导部42的流路可以与第二竖直喷嘴部441和第二倾斜喷嘴部
442相连接，它们分别通过阀而开闭，从而可以向第二竖直喷嘴部441引导第二干燥物质或者向第二倾斜喷嘴部442引导第二干燥物质。
58.第二竖直喷嘴部441到达基板100上的位置与第二倾斜喷嘴部442到达基板100上的位置相同。
59.由此，即使第二干燥物质从第二竖直喷嘴部441和第二倾斜喷嘴部442中的一个变成另一个，也可以向基板100不间断地连续喷射第二干燥物质。
60.图4为简要示出本发明一实施例的基板处理方法的流程图。参照图4，本发明一实施例的基板处理方法包括准备步骤10、喷射步骤20及恢复步骤30。
61.准备步骤s10意味着安装于操作台部10的第一处理部30和第二处理部40向放置于转轴部20并旋转的基板100喷射第一干燥物质和第二干燥物质的待机状态。
62.作为一例，在准备步骤s10中，配置于操作台部10的边缘的第一处理引导部32和第二处理引导部42旋转并可配置于基板100的上方。在此情况下，基板100可通过转轴部20而旋转。
63.在喷射步骤s20中，第一处理部30向基板100喷射第一干燥物质。第二处理部40向已喷射第一干燥物质的基板100喷射第二干燥物质。
64.作为一例，第一干燥物质可以使用热异丙醇，第二干燥物质可以使用氮气。在此情况下，基板100可通过转轴部20而旋转，根据情况，其转速可以增加。
65.在恢复步骤s30中，第一处理部30和第二处理部40向原位置移动。作为一例，在恢复步骤s30中，第一处理部30向基板100喷射第一干燥物质之后，可返回到操作台部10的边缘，第二处理部40向基板100喷射第二干燥物质之后，可返回到操作台部10的边缘。在此情况下，基板100可通过转轴部20进行旋转并最终处于干燥状态。
66.图5为简要示出本发明一实施例的准备步骤的流程图，图6为简要示出在本发明一实施例的准备步骤中，第一处理部和第二处理部的配置状态的图。参照图5和图6，本发明一实施例的准备步骤s10包括第一处理部准备步骤s11和第二处理部准备步骤s12。
67.在第一处理部准备步骤s11中，使第一处理部30移动，以向基板100的中心部喷射第一干燥物质。作为一例，在第一处理部准备步骤s11中，通过第一处理旋转部33的驱动，第一处理引导部32可向基板100的中心旋转，基板100的中心可配置在第一处理喷嘴部34的下方。在此情况下，通过第一处理喷嘴部34，可从基板100的边缘向基板100的中心喷射diw。
68.在第二处理部准备步骤s12中，将第二处理部40配置成与第一处理部30邻近。作为一例，在第二处理部准备步骤s12中，通过第二处理旋转部43的驱动，第二处理引导部42可向基板100的中心方向旋转，从而可以配置成与第一处理引导部32邻近。由此，可以减少在向基板100的中心喷射第一干燥物质之后，向基板100的中心喷射第二干燥物质的待机时间。
69.图7为简要示出本发明一实施例的喷射步骤的流程图，图8为简要示出在本发明一实施例的喷射步骤中，第一处理部和第二处理部的配置状态的图。而且，图9为简要示出在本发明一实施例的喷射步骤中，第一处理部和第二处理部的喷射状态的图，图10为简要示出在本发明一实施例的喷射步骤中，基于时间的第一处理部和第二处理部的工作及基板转速的图。
70.参照图7至图10，本发明一实施例的喷射步骤s20包括第一处理部喷射步骤s21、第
二处理部中心喷射步骤s22、第二处理部倾斜喷射步骤s23及第二处理部边沿喷射步骤s24。
71.在第一处理部喷射步骤s21中，从基板100的中心部向边缘喷射第一干燥物质。作为一例，如果第一处理旋转部33驱动，则第一处理引导部32可从基板100的中心向边缘方向进行旋转。在此情况下，本发明通过第一处理喷嘴部34喷射第一干燥物质，从而可去除基板100表面的污染。
72.在第二处理部中心喷射步骤s22中，如果完成了对基板100的中心部的第一干燥物质的喷射，则向基板100的中心部喷射第二干燥物质。
73.作为一例，通过第一处理引导部32的旋转，如果从第一处理喷嘴部34喷射的第一干燥物质从基板100的中心脱离，则通过第二处理旋转部43的驱动，第二处理引导部42可以进行旋转并使第二处理喷嘴部44到达基板100的中心部。
74.在此情况下，通过第二竖直喷嘴部441，可以沿着竖直方向向基板100的中心部喷射第二干燥物质。
75.在第二处理部倾斜喷射步骤s23中，向从基板100的中心部向边缘已喷射第一干燥物质的基板100喷射第二干燥物质。
76.作为一例，第一处理部30可从基板100的中心部向边缘持续地喷射第一干燥物质。
77.如果第二处理引导部42通过第二处理旋转部43的驱动而旋转，则第二处理喷嘴部44可以向基板100的边缘方向移动并喷射第二干燥物质。
78.可通过第二倾斜喷嘴部442沿着基板100的倾斜方向喷射第二干燥物质。更具体地，通过第二倾斜喷嘴部442，可沿着倾斜方向向基板100的中心部喷射第二干燥物质，通过第二处理引导部42的旋转，可以将第二干燥物质喷射到基板100的边缘。
79.如果通过这种第二倾斜喷嘴部442喷射第二干燥物质，则可防止第一干燥物质或异物质残留在基板100的中心部。
80.在第二处理部边沿喷射步骤s24中，向基板100的边缘喷射第二干燥物质。作为一例，如果第二倾斜喷嘴部442的喷射位置到达基板100的边缘，则第二处理引导部42的旋转将会停止，在设定时间期间，可以向基板100的边缘集中喷射第二干燥物质。
81.第二竖直喷嘴部441或第二倾斜喷嘴部442沿着垂直或倾斜方向向基板100的边缘进行喷射，从而可以去除残留在基板100的边缘的第一干燥物质或异物质。
82.在第一处理部喷射步骤s21中，基板100以第一转速进行旋转。
83.作为一例，作为第一处理部喷射步骤s21的之前步骤，从向基板100喷射清洗物质的区间开始，基板100能够以第一转速进行旋转。第一转速可以为250rpm至350rpm。
84.第一处理部喷射步骤s21可包括第一设定步骤s211、第二设定步骤s212及第三设定步骤s213。
85.在第一设定步骤s211中，第一处理部30可在第一设定时间期间向基板100的中心部喷射第一干燥物质。
86.作为一例，在第一设定步骤s211中，第一处理喷嘴部34可以配置在与基板100的中心部垂直的线上并喷射第一干燥物质。在此情况下，第一设定时间可以为15秒钟至25秒钟。
87.在第二设定步骤s212中，第一处理部30在第二设定时间期间进行移动，从而从基板100的中心部脱离。
88.作为一例，在第二设定步骤s212中，第一处理喷嘴部34可进行回旋并从基板100的
中心部脱离来处于待机状态。
89.在第二设定步骤s212中，如果第一处理喷嘴部34从基板100的中心部脱离，则第二处理部40的第二竖直喷嘴部441能够以配置在与基板100的中心部垂直的线上的方式进行移动。在此情况下，不喷射第一干燥物质和第二干燥物质，第二设定时间可以为1秒钟至5秒钟。
90.在第三设定步骤s213中，第一处理部30在第三设定时间期间进行移动并喷射第一干燥物质，直到到达基板100的边缘为止。
91.作为一例，在第三设定步骤s213中，可从第一处理喷嘴部34脱离基板100的中心部的位置至基板100的边缘喷射第一干燥物质，第三设定时间可以为25秒钟至35秒钟。
92.在第二处理部中心喷射步骤s22中，第二处理部40在第四设定时间期间沿着基板100的垂直方向，向基板100的中心部喷射第二干燥物质。
93.作为一例，在第一处理喷嘴部34从基板100的中心部脱离之后处于待机的期间，第二竖直喷嘴部441可以配置在与基板100的中心部垂直的线上。
94.在第二处理部中心喷射步骤s22中，第一处理喷嘴部34可喷射第一干燥物质，第二竖直喷嘴部441可喷射第二干燥物质。
95.第二竖直喷嘴部441向基板100的中心部喷射第二干燥物质的第四设定时间可以为1秒钟至3秒钟。
96.在第二处理部中心喷射步骤s22中，基板100以第二转速进行旋转。第二转速可以为400rpm至600rpm。
97.在第二处理部倾斜喷射步骤s23中，第二处理部40在第五设定时间期间沿着基板100的倾斜方向喷射第二干燥物质，直到到达基板100的边缘为止。
98.作为一例，第五设定时间可以为20秒钟至30秒钟，在第五设定时间期间，从第二倾斜喷嘴部442喷射的第二干燥物质可以干燥基板100的中心部与基板100的边缘之间的区域。在第二处理部倾斜喷射步骤s23中，基板100能够以第二转速进行旋转。如果第二倾斜喷嘴部442到达基板100的边缘，则第五设定时间可以结束。
99.在第二处理部边沿喷射步骤s24中，基板100以第二转速旋转。在此情况下，在第二处理部边沿喷射步骤s24中，第二处理部40在第六设定时间期间沿着基板100的垂直或倾斜方向，向基板100的边缘喷射第二干燥物质。作为一例，第六设定时间可以为1秒钟至10秒钟。
100.在恢复步骤s30中，基板100以第三转速进行旋转。作为一例，第三转速可以为700rpm至1500rpm。
101.与基板100以恒定转速旋转相比，如果基板100的转速变为第一转速至第三转速，则可以消除因在基板100旋转的过程中所产生的摩擦所引起的静电起电。
102.当发生短路时，形成于基板100的图案有可能被破坏，与使基板100按恒定速度旋转相比，如果改变基板100的转速，则可通过分离在基板100中捕获的电压来抑制静电起电。
103.在本发明一实施例的基板处理装置及方法中，在第一处理部30从基板100的中心部向边缘喷射第一干燥物质的期间，第二处理部40可向基板100喷射第二干燥物质来快速实施基板干燥作业。
104.在本发明的基板处理装置及方法中，可根据作业环境，第二处理部40可沿着基板
100的垂直方向或倾斜方向喷射第二干燥物质从而抑制基板残留物质。
105.虽然参考附图中所示的实施例来说明了本发明，但这仅属于例示，只要是相关技术领域中的普通技术人员，就能够理解可实施多种变形及等同的其他实施例。因此，本发明的真正的技术保护范围应根据所附的权利要求书来定义。