基板处理装置以及基板处理方法与流程

1.本发明涉及基板处理装置以及基板处理方法，更加详细地，涉及能够迅速且精确地执行用于加工晶片的腔室内部的干燥的基板处理装置以及基板处理方法。


背景技术：

2.一般情况下，半导体制造工序中的晶片加工工序有如下工序：光致抗腐蚀涂覆工序(photoresist coating)、显影工序(develop&bake)、蚀刻工序(etching)、化学气相沉积工序(chemical vapor deposition)、抛光工序(ashing)等。
3.作为用于去除在执行上述多个步骤的工序的过程中粘贴在基板的各种污染物的工序，有利用药液(chemical)或者去离子水(di water，deionized water)的清洗工序(wet cleaning process)。
4.并且，在执行清洗工序之后，还有用于干燥残留于半导体基板表面的药液或者去离子水的干燥(drying)工序。作为用于执行干燥工序的基板干燥装置，使用利用机械力学性旋转力来干燥半导体基板的旋转干燥装置(spin dry)和利用ipa(异丙醇，isopropyl alcohol)的化学反应来干燥半导体基板的ipa干燥装置。
5.另一方面，目前为了干燥晶片以及腔室内部，向腔室内部供给高温气体。但是，这种高温气体无法顺利地供给到腔室内部，从而存在无法稳定地维持腔室内部压力的问题。因此，需要改善这一问题。
6.韩国公开专利公报第2019
‑
0011472号(2019.02.07.公开，发明名称：晶片干燥装置及方法)中公开了本发明的背景技术。


技术实现要素：

7.本发明是为了改善上述技术问题而提出的，其目的在于提供基板处理装置以及基板处理方法，能够迅速且精确地执行用于加工晶片的腔室内部的干燥。
8.根据本发明的基板处理装置的特征在于，包括：腔室部；操作台部，内置于所述腔室部；转轴部，以可旋转方式安装于所述操作台部，使放置于所述转轴部的基板旋转；以及，干燥部，组装在所述腔室部，并且配置在所述基板的上方，以向所述腔室部供给干燥用流体。
9.另外，基板处理装置的特征在于，所述干燥部包括：干燥框部，安装于所述腔室部的上部；干燥外气部，安装于所述干燥框部，强制性地向所述腔室部供给外部空气；干燥过滤器部，安装于所述干燥框部，过滤外部空气；以及干燥供给部，安装于所述干燥框部，向所述腔室部供给高温气体。
10.另外，基板处理装置的特征在于，所述干燥外气部包括：外气排风扇部，以可旋转的方式安装于所述干燥框部；以及外气马达部，被施加电源时使所述外气排风扇部进行旋转。
11.另外，基板处理装置的特征在于，所述干燥供给部配置于所述干燥过滤器部的下
方。
12.另外，基板处理装置的特征在于，所述干燥供给部配置于所述干燥外气部与所述干燥过滤器部之间。
13.另外，基板处理装置的特征在于，所述干燥供给部包括供给加热器部，所述供给加热器部加热被供给的气体。
14.另外，基板处理装置的特征在于，所述干燥部还包括干燥分配部，所述干燥分配部安装于所述干燥框部，以向下方分配气体。
15.另外，基板处理装置的特征在于，所述干燥分配部包括：分配板部，安装于所述干燥框部的下端部；分配中央部，形成于所述分配板部的中央部，以引导气体到达所述基板；以及分配周边部，形成于所述分配板部，并且配置于所述分配中央部的边缘，以引导气体达到所述基板周边。
16.另外，基板处理装置的特征在于，通过所述分配中央部的气体流量比通过所述分配周边部的气体流量更多。
17.另外，基板处理装置的特征在于，所述分配中央部和所述分配周边部的各孔部中的任意一个以上是倾斜地形成的。
18.根据本发明的基板处理方法的特征在于，包括：向腔室部投入基板的步骤；向所述腔室部供给外部空气的步骤；清洗所述基板的步骤；以及干燥所述基板的步骤。
19.另外，基板处理方法的特征在于，在向所述腔室部供给外部空气的步骤中，向外气马达部施加电源时，配置于所述腔室部的上方的外气排风扇部进行旋转，从而强制性地向所述腔室部供给外部空气。
20.另外，基板处理方法的特征在于，从所述外气排风扇部供给的外部空气在通过干燥过滤器部时被净化后，被供给到所述腔室部。
21.另外，基板处理方法的特征在于，在清洗所述基板的步骤中，向所述基板喷射清洗药液和清洗水。
22.另外，基板处理方法的特征在于，干燥所述基板的步骤包括：感应所述腔室部的内部状态的步骤；在所述腔室部的内部状态达到设定状态时向所述腔室部供给干燥气体的步骤；以及停止向所述腔室部供给外部空气的步骤。
23.另外，基板处理方法的特征在于，在感应所述腔室部的内部状态的步骤中，在所述腔室部的湿度达到设定区间时或者清洗所述基板的步骤结束时，视为所述腔室部的内部状态达到了设定状态。
24.另外，基板处理方法的特征在于，根据所述腔室部的湿度，干燥气体的供给量发生变化。
25.另外，基板处理方法的特征在于，干燥所述基板的步骤包括：向所述基板喷射干燥物质的步骤；停止向所述腔室部供给干燥气体的步骤；以及向所述腔室部供给外部空气的步骤。
26.根据本发明的基板处理装置以及基板处理方法，从腔室部的上方流入外部空气或者供给高温的干燥气体，由此能够根据处理基板的腔室部的作业环境，迅速且有效地干燥腔室部内部。
附图说明
27.图1是示意性示出根据本发明一实施例的基板处理装置的图。
28.图2是示意性示出根据本发明一实施例的干燥部的图。
29.图3是示意性示出本发明的另一实施例的干燥部的图。
30.图4是示意性示出根据本发明一实施例的干燥供给部的图。
31.图5是根据本发明一实施例的干燥分配部的设置状态的图。
32.图6是示意性示出根据本发明一实施例的干燥分配部的俯视图。
33.图7是示意性示出根据本发明一实施例的干燥分配部的剖视图。
34.图8是示意性示出根据本发明一实施例的基板干燥方法的流程图。
35.图9是示意性示出图8中基板干燥过程的流程图。
36.附图标记说明
37.10：腔室部；20：操作台部；30：转轴部；40：干燥部；50：干燥框部；60：干燥外气部；61：外气排风扇部62：外气马达部；70：干燥过滤器部；80：干燥供给部；81：供给储存部；82：供给引导部；83：供给等待部；84：供给喷嘴部；85：供给加热器部90：干燥分配部；91：分配板部；92：分配中央部；93：分配周边部；100：基板。
具体实施方式
38.下面，参照附图说明根据本发明的基板处理装置以及方法的实施例。在进行说明时，为了说明的清楚性以及方便性，有时会夸张示出附图中示出的线条的宽度或构成元素的大小等。并且，后述的术语是鉴于本发明中的功能而定义的术语，根据使用者、操作者的意愿或者习惯可以有所变化。因此，应该基于本说明书整体内容对这些术语加以定义。
39.图1是示意性示出根据本发明一实施例的基板处理装置的图。参照图1，根据本发明一实施例的基板处理装置1包括腔室部10、操作台部20、转轴部30以及干燥部40。
40.腔室部10在内部形成空间，以便可以内置设备。作为一例，腔室部10的上侧是敞开的，从而可以实现基板100的装载以及卸载，并且可以根据需要来封闭上侧。
41.操作台部20内置于腔室部10。作为一例，操作台部20内置于腔室部10，并且外侧面可以结合于腔室部10的内壁。
42.转轴部30以可旋转的方式安装于操作台部20，并且使得放置于转轴部30的基板100旋转。作为一例，转轴部30通过马达驱动可以实现自身旋转，通过输送机器人装载的基板100可以放置在转轴部30。
43.干燥部40组装于腔室部10，并且配置于基板100的上方，以向腔室部10供给干燥用流体。通过这样的干燥部40，能够将腔室部10的内部压力保持为固定值，能够去除基板100或者腔室部10的内部湿气。
44.图2是示意性示出根据本发明一实施例的干燥部的图，图3是示意性示出根据本发明另一实施例的干燥部的图。参照图2和图3，根据本发明一实施例的干燥部40包括干燥框部50、干燥外气部60、干燥过滤器部70以及干燥供给部80。
45.干燥框部50安装于腔室部10的上部。作为一例，干燥框部50可以装卸于腔室部10的上端部，可以形成为上下端部敞开的管道形状。另一方面，干燥框部50的上端部安装有单独的盖子，从而可以封闭腔室部10的上侧。
46.干燥外气部60安装于干燥框部50，强制性地向腔室部10供给外部空气。作为一例，向干燥外气部60施加电源时，干燥外气部60被驱动，从而外部空气可以向下方喷出。
47.干燥过滤器部70安装于干燥框部50，过滤外部空气。作为一例，干燥过滤器部70可以装卸于干燥框部50的内壁。干燥过滤器部70配置在干燥外气部60的下方。由此，外部空气可以在通过干燥过滤器部70时被净化，之后被供给到腔室部10内部。可以周期性更换这样的干燥过滤器部70。
48.干燥供给部80安装于干燥框部50，向腔室部10供给高温的干燥气体。作为一例，干燥供给部80可以装卸于干燥框部50的内侧。
49.根据本发明一实施例的干燥外气部60包括外气排风扇部61以及外气马达部62。外气排风扇部61以可旋转方式安装于干燥框部50，外气马达部62在被施加电源时使外气排风扇部61旋转。
50.另一方面，干燥供给部80可以配置在干燥过滤器部70的下方(参照图2)。即，在干燥外气部60的下方配置有干燥过滤器部70，在干燥过滤器部70的下方配置有干燥供给部80。根据这样的配置结构，外部空气通过干燥过滤器部70，从而限制外部杂质的流入，通过干燥供给部80可以供给净化气体。
51.除此之外，干燥供给部80可以配置在干燥外气部60与干燥过滤器部70之间(参照图3)。即，在干燥外气部60的下方配置有干燥供给部80，在干燥供给部80的下方配置有干燥过滤器部70。根据这样的配置结构，外部空气以及高温气体通过干燥过滤器部70，从而得到净化。
52.图4是示意性示出根据本发明一实施例的干燥供给部的图。参照图4，根据本发明一实施例的干燥供给部80包括供给储存部81、供给引导部82、供给等待部83以及供给喷嘴部84，还可以包括供给加热器部85。
53.供给储存部81中储存将被供给到腔室部10的气体。作为一例，供给储存部81可以安装于腔室部10或者配置在腔室部10的外部。
54.供给引导部82连接于供给储存部81，以引导气体。作为一例，供给引导部82可以是一端部连接于供给储存部81而另一端部连接于供给等待部83从而引导气体的管道。
55.供给等待部83安装于干燥框部70且与供给引导部82连接。作为一例，供给等待部83可以沿着干燥框部70的内侧形成，并且内部形成用于供气体等待的空间。根据腔室部10或者干燥框部70的形状，这样的供给等待部83的截面可以形成为圆形带形状或者四边形带形状。
56.供给喷嘴部84形成在供给等待部83，用于向下方倾斜排出气体。作为一例，供给喷嘴部84可以沿着供给等待部83的内周面配置有多个，并且向下方倾斜形成，从而排出气体。
57.供给加热器部85形成在供给储存部81、供给引导部82和供给等待部83中的任意一个以上，并用于加热气体。作为一例，供给加热器部85可以内置于供给储存部81、供给引导部82和供给等待部83或者附着在供给储存部81、供给引导部82和供给等待部83的外侧，并且在被施加电源时进行加热。
58.图5是根据本发明一实施例的干燥分配部的设置状态的图，图6是示意性示出根据本发明一实施例的干燥分配部的俯视图，图7是示意性示出根据本发明一实施例的干燥分配部的剖视图。参照图5至图7，根据本发明一实施例的干燥部40还可以包括干燥分配部90。
干燥分配部90安装于干燥框部50，用于向下方分配气体。作为一例，干燥分配部90可以以向配置在下方的基板100或者基板100周边区域供给的外部空气或者气体的供给量均匀或者集中在局部区域的方式进行分配。
59.根据本发明一实施例的干燥分配部90包括分配板部91、分配中央部92以及分配周边部93。
60.分配板部91安装于干燥框部50的下端部。作为一例，分配板部91的边缘部分可以装卸于干燥框部50的下端内侧面。这样的分配板部91配置在干燥框部50的最下端，外部空气或者高温气体最终可以通过分配板部91而移动。
61.分配中央部92形成在分配板部91的中央部，以引导气体到达基板100。作为一例，分配中央部92的范围被设定为具有与基板100对应的直径，可以以朝向安装于转轴部30的基板100供给气体的方式进行引导。
62.分配周边部93形成于分配板部91，并且配置在分配中央部92的边缘，以引导气体到达基板100周边。作为一例，分配周边部93是指分配板部91中除了分配中央部92之外的区域，可以以使得气体供给到基板100或者基板100周边的方式进行引导。
63.这时，如果通过分配中央部92的气体流量比通过分配周边部93的气体流量更多，则可以迅速地实现对于基板100以及用于处理基板100的作业空间的干燥。
64.更加具体地，形成于分配中央部92以使气体通过的中央孔部921可以形成为比形成于分配周边部93以使气体通过的周边孔部931更大。作为一例，形成于分配中央部92的中央孔部921整体的截面面积可以形成为比形成于分配周边部93的周边孔部931的截面面积更大。这时，中央孔部921可以是形成分配中央部92整体的一个孔或者在中央孔部921的范围内配置有多个，各个中央孔部921可以形成为截面面积比周边孔部931更大。
65.除此之外，形成于分配中央部92以使气体通过的多个中央孔部921之间的间隔可以设计成比形成于分配周边部93以使气体通过的多个周边孔部931之间的间隔更窄。作为一例，在中央孔部921和周边孔部931各自的截面面积形成为相同的情况下，配置为中央孔部921之间的间隔比周边孔部931之间的间隔更窄，从而实际上形成于分配中央部92的中央孔部921整体的截面面积可以形成为比形成于分配周边部93的周边孔部931的截面面积更大。这时，周边孔部931等间距配置，从而可以向腔室部10均匀地供给气体。除此之外，随着朝向分配周边部93的边缘，可以增加周边孔部931的间隔，以使气体集中在基板100。
66.另一方面，中央孔部921和周边孔部931中的任意一个以上是倾斜地形成的。更加具体地，周边孔部931可以以倾斜方式形成，以使气体在基板100方向上倾斜排出。随着朝向中央孔部921，这样的周边孔部931的倾斜角a变小，从而可以将排出到周边孔部931的边缘的气体引导到基板100方向。另外，形成于分配中央部92的中央孔部921可以使气体垂直通过。
67.图8是示意性示出根据本发明一实施例的基板干燥方法的流程图。参照图8，根据本发明一实施例的基板干燥方法如下。
68.首先，向腔室部10投入基板100(s10)。作为一例，输送机器人把持基板100，之后向内置于腔室部10的转轴部30供给基板100。将基板100放置在转轴部30时，转轴部30可以被驱动，从而基板100旋转。
69.向腔室部10投入基板100后，向腔室部10供给外部空气(s20)。作为一例，腔室部10
的上端部是敞开的，干燥外气部60安装于覆盖腔室部10的上端部的干燥框部50，从而可以强制性向腔室部10供给外部空气。
70.如果向腔室部10供给外部空气从而腔室部10内部状态变成与外部状态类似，则在腔室部10内部清洗基板100(s30)。作为一例，通过安装于腔室部10的喷嘴，可以直接向基板100喷射清洗物质。
71.在对于基板100的清洗工序结束之后，干燥基板100(s40)。即，可以在对基板100表面喷射清洗物质之后，对基板100喷射干燥物质。
72.另一方面，在向腔室部10供给外部空气的步骤(s20)中，干燥外气部60被驱动，外部空气被强制性供给到腔室部10内部，可以使腔室部10内部状态和外部状态同步。即，向外气马达部62施加电源时，配置在腔室部10上方的外气排风扇部61旋转，随之向腔室部10强制性供给外部空气。
73.这时，从外气排风扇部61供给的外部空气通过干燥过滤器部70而被净化后，被供给到腔室部10。
74.在向腔室部10供给外部空气的同时清洗基板100的步骤(s30)中，向基板100喷射清洗药液和清洗水。这时，基板100通过转轴部30旋转，通过配置在基板100上方的喷嘴，清洗药液和清洗水被喷射到基板100。除此之外，通过形成于转轴部30的下部喷嘴，可以向基板100的底面喷射清洗药液和清洗水。
75.图9是示意性示出图8中的基板干燥过程的流程图。参照图9，干燥基板100的步骤(s40)包括：感应腔室部10的内部状态的步骤(s41)；向腔室部10供给高温的干燥气体的步骤(s43)；以及停止向腔室部10供给外部空气的步骤(s44)。
76.在感应腔室部10的内部状态的步骤(s41)中，传感器安装于腔室部10内部，以测量腔室部10内部的湿度。如果测量到的腔室部10内部的湿度达到设定区间，则判断为腔室部10的内部状态达到了设定状态。除此之外，如果清洗基板100的步骤(s30)结束的状态传递到主控制器，则可以视为腔室部10的内部状态达到设定状态(s42)。
77.如果腔室部10的内部状态达到设定状态，则实施向腔室部10供给干燥气体的步骤(s43)。即，储存在供给储存部81的干燥气体通过供给喷嘴部84被喷出到腔室部10，从而迅速地降低腔室部10的湿度。这时，通过供给加热器部85，干燥气体可以被加热到设定温度后被喷出到腔室部10。
78.另一方面，根据腔室部10的湿度，干燥气体的供给量发生变化。即，根据测量到的腔室部10的湿度，增加或减少干燥气体的供给量，从而在腔室部10内部处理基板100的期间，腔室部10能够迅速地达到设定湿度范围。
79.若向腔室部10供给了干燥气体，则停止向腔室部10供给外部空气(s44)。即，如果在向腔室部10供给干燥气体的状态下低温潮湿的外部空气流入腔室部10，则无法迅速地去除腔室部10内部湿气，因此采用阻止外部空气被供给到腔室部10内部的方式。
80.干燥基板100的步骤(s40)还可以包括：向基板100喷射干燥物质的步骤(s45)；停止向腔室部10供给干燥气体的步骤(s46)；以及向腔室部10供给外部空气的步骤(s47)。
81.即，在向腔室部10供给干燥气体的状态下基板100进行旋转，通过配置在基板100上方的喷嘴依次喷射干燥药液和干燥气体，从而干燥基板100。作为干燥药液可以使用hot ipa，作为干燥气体可以使用氮气。
82.另外，若对于基板100的干燥药液和干燥气体的喷射结束，则视为对于基板100的干燥处理作业结束，从而停止向腔室部10供给干燥气体，并向腔室部10供给外部空气。之后，取出在腔室部10结束干燥的基板100，移动到随后的工序。
83.根据本发明一实施例的基板处理装置1，外部空气通过配置于腔室部10上方的干燥外气部60流入或者通过干燥供给部80供给高温的干燥气体，从而根据对基板100进行处理的腔室部100的作业环境，能够迅速且有效地干燥腔室部10内部。
84.参照附图示出的实施例说明了本发明，但是这些实施例只是示例性的，本领域技术人员应该可以理解能够由此得到各种变形以及等同的其它实施例。因此，应该基于权利要求书来定义本发明的真正的技术保护范围。