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基板处理设备及基板处理方法与流程

2022-06-30 01:52:29 来源:中国专利 TAG:

基板处理设备及基板处理方法
1.本技术是申请日为2018年07月20日、申请号为201810805800.9、发明名称为“基板处理设备及基板处理方法”的分案申请。
技术领域
2.本文公开的本发明构思的实施例涉及一种基板处理设备及基板处理方法。


背景技术:

3.执行如清洁、沉积、光刻、刻蚀和离子植入的不同过程以制造半导体装置。为形成图案而执行的光刻过程在获得高集成度的半导体装置中起重要作用。
4.通过在基板上涂覆感光液执行光刻过程。在涂覆感光液的过程中,当基板旋转的时候涂覆预设量的感光液。执行吹扫(purge)操作以调整用于涂覆感光液的喷嘴及连接到所述喷嘴的管道的状态。通过排出预设量的感光液执行吹扫操作。


技术实现要素:

5.本发明构思的实施例提供了可有效处理基板的基板处理设备,以及基板处理方法。
6.本发明构思的实施例还提供了一种当基板被处理的情况下可执行吹扫操作的基板处理设备及基板处理方法。
7.根据本发明构思的一方面,提供了一种基板处理设备,其包括:设置为对基板进行支承的第一基板支承构件和第二基板支承构件;多个喷嘴,其设置为将处理液排出至位于所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件的基板;喷嘴臂,其设置为支承所述喷嘴;吹扫口(purge port),其设置于所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件之间;驱动构件,其设置为在所述第一基板支承构件、所述吹扫口、和所述第二支承构件中任意两个之间移动喷嘴臂;以及,控制器,其设置为控制所述喷嘴臂及所述驱动构件;其中,在所述喷嘴臂向所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件之一排出处理液之后、将所述喷嘴臂移动到所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件中的另一个的过程中,所述控制器控制所述喷嘴臂及所述驱动构件从而使得作为所述多个喷嘴之一的吹扫喷嘴通过将处理液排出至所述吹扫口来执行吹扫操作。
8.所述控制器可允许所述吹扫喷嘴在将所述喷嘴臂在所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件之间移动的过程中执行预设次数的吹扫操作。
9.在所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件之间移动所述喷嘴臂的过程中可连续执行预设次数的吹扫操作。
10.在所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件之间移动所述喷嘴臂的过程中可间歇执行预设次数的吹扫操作。
11.所述吹扫口包括清洁器设置为清洁所述喷嘴,以及所述控制器可控制清洁器从而在执行预设次数的吹扫操作后所述清洁器清洁所述吹扫喷嘴。
12.如果确认在所述吹扫喷嘴的吹扫操作开始后要在所述第一基板支承构件或所述第二基板支承构件中使用所述吹扫喷嘴,则控制器可生成警报。
13.所述基板处理设备还包括保持器,接收所述基板的卡盒位于所述保持器中,并且如果确认在所述吹扫喷嘴的吹扫操作开始之后要在所述第一基板支承构件或所述第二基板支承构件中使用所述吹扫喷嘴,则控制器可停止从卡盒中带出基板。
14.如果确认在所述吹扫喷嘴的吹扫操作开始之后要在所述第一基板支承构件或所述第二基板支承构件中使用所述吹扫喷嘴,则所述控制器可停止将基板带入到所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件中预定要使用所述吹扫喷嘴的一个基板支承构件。
15.所述多个喷嘴可排出感光液。
16.根据本发明构思的另一方面,提供了一种基板处理方法,其中,当具有多个喷嘴的喷嘴臂在对基板进行支承的第一基板支承构件和第二基板支承构件之间移动情况下,通过排出处理液来处理基板,并且其中,在所述喷嘴臂向所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件之一排出处理液之后,将所述喷嘴臂移动到所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件中的另一个的过程中,作为所述多个喷嘴之一的吹扫喷嘴通过将处理液排出至位于所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件之间的吹扫口来执行吹扫操作。
17.在所述第一基板支承构件和所述第二基板支承构件之间移动所述喷嘴臂的过程中可执行预设次数的吹扫喷嘴的吹扫操作。
18.在所述吹扫喷嘴执行预设次数的吹扫操作之后,所述吹扫口可清洁所述吹扫喷嘴。
19.如果确认在吹扫喷嘴的吹扫操作开始之后以预设次数执行吹扫操作之前、所述吹扫喷嘴将处理液排出至所述第一基板支承构件或第二基板支承构件,则执行联锁(interlock)操作。
附图说明
20.通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例,本发明构思的上述和其他的目的和特征将变得显而易见。
21.图1为从顶部观察的基板处理设备的视图;
22.图2为沿着图1的a-a线的图1的系统的剖视图;
23.图3为沿着图1的b-b线的图1的系统的剖视图;
24.图4为沿着图1的c-c线的图1的设备的剖视图;
25.图5为根据本发明构思的实施例的抗蚀剂涂覆室(resist coating chamber)的平面图;
26.图6为图5中的抗蚀剂涂覆室的侧视图;
27.图7为图5的喷嘴臂的透视图;
28.图8为示出连接到感光液喷嘴之一的管道的视图;
29.图9为示出吹扫操作的过程的方块图;
30.图10为示出感光液喷嘴吹扫到吹扫口的状态的视图;
31.图11为示出控制器的一些连接关系的视图;以及
32.图12为示出清洁吹扫喷嘴的状态的视图。
具体实施方式
33.以下,将参考附图对本发明构思的示例性实施例进行更加详细地描述。本发明构思的实施例可以以不同的方式进行修改,并且本发明构思的范围不应该被解释为限于以下实施例。本发明构思的实施例设置为向本领域的技术人员对本发明构思提供更完整的描述。因此,夸大了附图组件的形状以强调其更清楚的描述。
34.本实施例的系统用于对基板(例如半导体晶圆(semiconductor wafer)或平面显示器)执行光刻过程。特别地,本实施例的系统用于执行涂覆过程、显影过程、和在基板上液体浸渍和曝光之前和之后所需的前/后曝光(pre/post-exposure)过程。以下,使用基片作为基板的情况可作为示例描述。
35.图1到图4是根据发明构思的实施例示例性的示出了基板处理设备的视图。图一是从顶部观察的基板处理设备的图示。图2是沿图1的a-a线的图1中的设备的剖视图。图3是沿图1中的b-b线的图1中的系统的剖视图。图4是沿图1中的c-c线的图1中的设备的剖视图。
36.参考图1到图4,所述基板处理设备1包括装载口100、索引模块200、第一缓冲模块300、施涂/显影模块(application/development module)400、第二缓冲模块500、前/后曝光处理模块600、接口模块(interface module)700、吹扫模块800,和控制器1000。所述装载口(load port)100、所述索引模块200、所述第一缓冲模块300、所述施涂/显影模块400、所述第二缓冲模块500、所述前/后曝光处理模块600、和所述接口模块700在一个方向上依序设置成一排。所述吹扫模块800可设置于所述接口模块700中,并且可选地,所述吹扫模块800可设置于不同位置,如所述接口模块700的后端处的曝光设备900连接的位置或所述接口模块700的侧面。
37.以下,所述装载口100、所述索引模块200、所述第一缓冲模块300、所述施涂/显影模块400、所述第二缓冲模块500、所述前/后曝光处理模块600、和所述接口模块700设置的方向将被称为第一方向12,以及当从顶部观察时垂直于所述第一方向12的方向将被称为第二方向14,以及垂直于所述第一方向12与所述第二方向14的方向将被称为第三方向16。
38.晶圆w在被接收到卡盒(cassette)20中的情况下晶圆被移动。然后,卡盒具有从外部密封的结构。例如,在前侧具有门的前开式晶圆盒(front open unified pod,foup)可用作卡盒20。
39.以下,所述装载口100、所述索引模块200、所述第一缓冲模块300、所述施涂/显影模块400、所述第二缓冲模块500、所述前/后曝光处理模块600、所述接口模块700、和所述吹扫模块800将被详细描述。
40.(装载口)
41.所述装载口100具有定位有卡盒20的保持器(holder)120,所述卡盒中接收晶圆w。设置有多个载体(carriers)120,并且沿所述第二方向14设置成一排。在图1中,设置有四个载体120。
42.(索引模块)
43.所述索引模块200在定位于装载口100的载体120上的卡盒20与第一缓冲模块300之间馈送(feed)晶圆w。所述索引模块具有框架210、索引机械手(index robot)220,和导轨(guide rail)230。所述框架210具有内部为空的大体为矩形的平行六面体形状(rectangular parallelepiped shape),并且设置在所述装载口100和所述第一缓冲模块
300之间。所述索引模块200的框架210可具有小于所述第一缓冲模块300的框架310的高度的高度,下面将会描述。所述索引机械手220和导轨230位于框架210中。所述索引机械手220具有四轴驱动结构从而直接握着晶圆w的手221在所述第一方向12、第二方向14和第三方向16上可移动且可旋转。所述索引机械手220具有手221、臂222、支架223、和支柱(prop)224。所述手221固定安装在臂222中。所述臂222具有可弯曲且可旋转的结构。所述支架223配置成使得其长度方向沿所述第三方向16设置。所述臂222连接到所述支架223沿着所述支架223可移动。所述支架223固定连接到所述支柱224上。所述导轨230设置成使得其长度方向沿所述第二方向14设置。所述支柱224连接到所述导轨230以沿着所述导轨230线性可移动。虽然没被示出,框架210还设置有打开和关闭所述卡盒20的门的开门器。
44.(第一缓冲模块)
45.所述第一缓冲模块300具有框架310、第一缓冲区(first buffer)320、第二缓冲区(second buffer)330、冷却室(cooling chamber)350、和第一缓冲机械手(first buffer robot)360。框架310具有内部为空的矩形的平行六面体形状,并且设置于索引模块200和施涂/显影模块400之间。
46.所述第一缓冲区320、所述第二缓冲区330、所述冷却室350、和所述第一缓冲机械手360位于所述框架310的内部。所述冷却室350、所述第二缓冲区330和所述第一缓冲区320从底部沿所述第三方向16依序设置。
47.所述第一缓冲区320位于与所述施涂/显影模块400的施涂模块401相应的高度,下面将会描述,并且所述第二缓冲区300和所述冷却室350位于与所述施涂/显影模块400的显影模块402相应的高度,下面将会描述。第一缓冲机械手360与第二缓冲区330、冷却室350、和第一缓冲区320在第二方向14上以预设的距离间隔开。
48.所述第一缓冲区320和所述第二缓冲区330暂时保存多个晶圆w。所述第二缓冲区330具有壳体331和多个支架332。所述支架332设置于所述壳体331之内,并且沿所述第三方向16彼此间隔开。每个支架332上都定位有一个晶圆w。所述壳体在设置有索引机械手220的一侧、在设置有第一缓冲机械手360的一侧、以及在设置有显影机械手(development robot)482的一侧具有开口(未示出),从而所述索引机械手220、所述第一缓冲机械手360、和所述显影模块402的所述显影机械手482将晶圆w带入或带出所述壳体331上的支架332,下面将会描述。所述第一缓冲区320具有大体上与所述第二缓冲区330的结构相同的结构。其间,所述第一缓冲区320的壳体321在设置有第一缓冲机械手360的一侧、以及设置有位于施涂模块401中的施涂机械手(application robot)432的一侧具有开口,下面将会描述。为所述第一缓冲区320提供的支架322的数量以及为所述第二缓冲区330提供的支架332的数量可以相同或不同。根据实施例,为所述第二缓冲区330提供的支架332的数量可以大于为所述第一缓冲区320提供的支架322的数量。
49.所述第一缓冲机械手360在所述第一缓冲区320和所述第二缓冲区330之间馈送晶圆w。所述第一缓冲机械手具有手361、臂362、和支架363。所述手361固定安装于所述臂362中。所述臂362具有可弯曲的结构,并且允许所述手361沿所述第二方向14被移动。所述臂362连接所述支架363以沿所述支架363在第三方向16直线可运动。支架363具有从对应于所述第二缓冲区330的位置延伸到对应于第一缓冲区320的位置的长度。支架363可被设置为向上或向下延伸更长。所述第一缓冲机械手360可设置为使得所述手361沿所述第二方向14
和所述第三方向16简单地双轴驱动。
50.所述冷却室350冷却晶圆w。所述冷却室350具有壳体351和冷却板352。所述冷却板352具有冷却其上表面和晶圆w的冷却单元353,所述上表面定位有所述晶圆w。可使用不同的冷却形式如如使用冷却水的冷却形式和使用热电元件(thermoelectric element)的冷却形式作为冷却单元353。将晶圆w定位在冷却板352上的提升销装配件(lift pin assembly)可设置于冷却室350中。壳体351在设置有索引机械手220的一侧、以及在设置有显影机械手482的一侧具有开口(未示出),从而索引机械手220和显影模块402设置的显影机械手482将晶圆w从冷却板352中带入或带出,下面将会描述。开启或关闭上述开口的门(未示出)可设置在冷却室350中。
51.(涂覆/显影模块)
52.施涂/显影模块400在曝光过程之前执行将光刻胶(photoresist)施涂在晶圆w上的过程及在曝光过程之后执行对晶圆w显影的过程。所述施涂/显影模块400具有大体上为矩形的平行六面体形状。所述施涂/显影模块400具有施涂模块401和显影模块402。所述施涂模块401和所述显影模块402可设置为在不同层中彼此分离。根据示例,施涂模块401位于显影模块402上。
53.所述施涂模块401执行将感光液例如光刻胶施涂到晶圆w上的过程以及热处理过程,例如在抗蚀剂施涂过程之前和之后加热或冷却晶圆w。所述施涂模块401具有抗蚀剂施涂室(resist applying chamber)410、烘烤室(bake chamber)420、和传送室(carrying chamber)430。所述抗蚀剂施涂室410、烘烤室420、和传送室430沿第二方向14依序设置。因此,抗蚀剂施涂室410和烘烤室420在第二方向14上彼此间隔,在传送室430插入蚀剂施涂室410和烘烤室420之间的情况下。可提供多个抗蚀剂施涂室410,并且在第一方向12和第三方向16中的每个方向上可设置多个抗蚀剂施涂室410。在附图中,示出了6个抗蚀剂施涂室410作为示例。在第一方向12和第三方向16中的每个方向上都可设有多个烘烤室420。在附图中,示出了6个烘烤室420作为示例。然而,与此不同,可设置更多数量的烘烤室420。
54.传送室430在第一方向12上与第一缓冲模块300的第一缓冲区320平行设置。施涂机械手432和导轨433位于传送室430中。传送室430具有大体上矩形的形状。施涂机械手432在烘烤室420、抗蚀剂施涂室400、第一缓冲模块300的第一缓冲区320、以及第二缓冲模块500的第一冷却室520之间馈送晶圆w。导轨433被设置为使得其长度方向与第一方向12平行。导轨433引导施涂机械手432从而施涂机械手432在第一方向12上直线可移动。所述施涂机械手432具有手434、臂435、支架436和支柱437。所述手434固定安装在臂435中。所述臂435具有可弯曲的结构从而手434水平可移动。支架436设置成使得在其长度方向上沿第三方向16设置。所述臂435连接到支架436以沿着所述支架436在第三方向16上直线可移动。支架436固定连接到所述支柱437,并且所述支柱437连接到导轨以沿着所述导轨433可移动。
55.抗蚀剂施涂室410具有相同的结构。然而,在抗蚀剂施涂室410中使用的光刻胶的种类可以不同。例如,所述光刻胶可以为化学增幅抗蚀剂(chemical amplification resist)。所述抗蚀剂施涂室410将光刻胶施涂到晶圆w上。
56.所述烘烤室420对晶圆w热处理。例如,烘烤室420执行在施涂光刻胶之前通过在预设温度下加热晶圆而消除晶圆w的表面上的有机物质和水分的预烘烤过程、或在向晶圆w施涂光刻胶之后执行的软烘烤过程(soft bake process),并执行在加热过程之后的冷却晶
圆w的冷却过程。所述烘烤室420具有冷却板421和加热板422。所述冷却板421设置有冷却单元423例如冷却水或者热电元件。所述加热板422设置有加热单元424例如电热丝或热电元件。所述冷却板421和加热板422可设置在一个烘烤室420中。可选地,一些烘烤室可仅包括冷却板421,以及一些烘烤室可以仅包括加热板422。
57.所述显影模块402通过供应显影液以在晶圆w上获得图案执行消除光刻胶的显影过程,以及在显影过程之前和之后在晶圆w上执行热处理过程,例如加热和冷却。所述显影模块402具有显影室460、烘烤室470、和传送室480。所述显影室460、烘烤室470、和传送室480沿第二方向14依序设置。因此,显影室460和烘烤室470在第二方向14上彼此间隔,在传送室480插入显影室460和烘烤室470之间的情况下。可设置多个显影室460,并且可在第一方向12和第三方向16每个方向上设置多个显影室。在附图中,示出了6个显影室460作为示例。可在第一方向12和第三方向16中的每个方向上设置多个烘烤室470。在附图中,示出了6个烘烤室470作为示例。然而,与此不同,可设置更多数量的烘烤室470。
58.传送室480在第一方向12上与第一缓冲模块300的第二缓冲区330平行设置。显影机械手482和导轨483位于传送室480中。传送室480具有大体上矩形的形状。显影机械手482在烘烤室470、显影室460、第一缓冲模块300的第二缓冲区330和冷却室350、以及第二缓冲模块500的第二冷却室540之间馈送晶圆w。导轨483被设置为使得其长度方向与第一方向12平行。导轨483引导显影机械手482从而显影机械手482在第一方向12上直线可移动。所述显影机械手482具有手484、臂485、支架486和支柱487。所述手484固定安装在臂485中。所述臂485具有可弯曲的结构从而手484可水平移动。支架486设置成使得其长度方向沿第三方向16设置。所述臂485连接到支架486上以沿着所述支架486在第三方向16上直线可移动。支架486固定连接到所述支柱487。所述支柱487连接到导轨以沿着所述导轨483直线可移动。
59.所述显影室460具有相同的结构。然而,在显影室460中使用的显影液的种类可以不同。显影室460消除光线照射到的晶圆w上的光刻胶区域。随后,一起消除了光线照射到的保护膜区域。可选地,可根据所使用的光刻胶的类型仅消除光线未照射到的光刻胶和保护膜的区域。
60.所述显影室460具有壳体461、支承板462、和喷嘴463。所述壳体461具有顶部开口的杯(open-topped cup)的形状。所述支承板462位于所述壳体461中,并且支承晶圆w。所述支承板462可设置为可旋转的。所述喷嘴463向所述定位于所述支承板462上的晶圆w供应显影液。所述喷嘴463可具有圆形管的形状,并且可向晶圆w的中心供应显影液。可选的,所述喷嘴463可具有与晶圆w直径相应的长度,且喷嘴463的排出孔可为狭缝(slit)。显影室460可进一步设置有喷嘴464,所述喷嘴464供应例如去离子水的清洁液以清洁晶圆w的表面,另外向晶圆w供应显影液。
61.所述烘烤室470对晶圆w热处理。例如,所述烘烤室470可执行在显影过程前加热晶圆w的后烘烤过程、在显影过程后的加热晶圆w的硬烘烤过程、以及烘烤过程后冷却受热晶圆的冷却过程。烘烤室470具有冷却板471和加热板472。所述冷却板471设置有冷却单元473例如冷却水或热电元件。所述加热板472设置有加热单元474例如电热丝或热电元件。冷却板471和加热板472可设置在一个烘烤室470中。可选的,一些烘烤室470可仅包括冷却板471,且一些烘烤室470可仅包括加热板472。
62.如上所述,施涂/显影模块400设置成使得施涂模块401和显影模块402分开。当从
顶部观察时,施涂模块401和显影模块402可具有相同的室的设置。
63.(第二缓冲模块)
64.第二缓冲模块500被设置为在施涂/显影模块400和前/后曝光模块600之间传输晶圆w的通道。第二缓冲模块500对晶圆w执行例如冷却过程或边缘曝光过程的过程。第二缓冲模块500具有框架510、缓冲区520、第一冷却室530、第二冷却室540、边缘曝光室550、和第二缓冲机械手560。框架510具有矩形的平行六面体形状。缓冲区520、第一冷却室530、第二冷却室540、边缘曝光室550和第二缓冲机械手560位于所述框架510中。缓冲区520、第一冷却室530、和边缘曝光室550设置于与所述施涂模块401相应的高度。第二冷却室540设置于与所述显影模块402相应的高度。缓冲区520、第一冷却室530、和第二冷却室540沿第三方向16设置在一排中。当从顶部观察时,缓冲区在第一方向12上沿施涂模块401的传送室430设置。边缘曝光室550在第二方向14上与缓冲区520或第一冷却室530以预设距离分离。
65.第二缓冲机械手560在缓冲区520、第一冷却室530、和边缘曝光室550之间传输晶圆w。第二缓冲机械手560位于边缘曝光室550和缓冲区520之间。第二缓冲机械手560可具有与所述第一缓冲机械手360的结构相似的结构。第一冷却室530和边缘曝光室550对晶圆执行后续过程,施涂模块401已对晶圆执行过程。第一冷却室530冷却晶圆w,施涂模块401已经在所述晶圆w上执行了过程。第一冷却室530具有与第一缓冲模块300的冷却室350的结构相似的结构。边缘曝光室550曝光晶圆w的边缘,第一冷却室530已经在晶圆w上执行冷却过程。缓冲区520在晶圆w传送到前处理模块601之前临时储存基板w,边缘曝光室550已经对晶圆w执行了过程,下面将会描述。第二冷却室540在晶圆w传送到显影模块402之前冷却晶圆w,后处理模块602已经对晶圆w执行了过程,下面将会描述。第二缓冲模块500可进一步具有高度与显影模块402相应的缓冲区。在此情况下,晶圆w在临时储存在增加的缓冲区后可传送到显影模块402,后处理模块602已经对晶圆w执行了过程。
66.(前/后曝光模块)
67.当曝光设备900执行浸入/曝光过程时,前/后曝光模块600可执行施涂保护膜的过程,所述保护膜在浸入/曝光过程期间保护施涂至晶圆w的光刻胶膜。前/后曝光模块600可在曝光过程之后执行清洁晶圆w的过程。此外,当通过使用化学增幅抗蚀剂来执行施涂过程的时候,前/后曝光模块600在曝光过程后可执行烘烤过程。
68.所述前/后曝光模块600具有前处理模块601和后处理模块602。所述前处理模块601在曝光过程之前执行处理晶圆w的过程,以及后处理模块602在曝光过程之后执行处理晶圆w的过程。前处理模块601和后处理模块602可设置为在不同的层彼此分离。根据示例,前处理模块601位于后处理模块602上。前处理模块601具有与施涂模块401相同的高度。后处理模块601具有与显影模块402相同的高度。前处理模块601具有保护膜施涂室(protective film applying chamber)610、烘烤室620、和传送室630。所述保护膜施涂室610、所述烘烤室620、和所述传送室630沿第二方向14依序设置。因此,保护膜施涂室610和烘烤室620在传送室630插入它们之间的情况下在第二方向14上彼此分开。设置了多个保护膜施涂室610,并且多个保护膜施涂室610沿第三方向16设置以形成不同的层。可选地,可在第一方向12和第三方向16上各自设置多个保护膜施涂室610。设置了多个烘烤室620,多个烘烤室620沿第三方向16设置以形成不同的层。可选地,可在第一方向12和第三方向16上各自设置多个烘烤室620。
69.所述传送室630在第一方向12上与第二缓冲模块500的第一冷却室530平行设置。前处理机械手632位于所述传送室630中。传送室630具有大体上正方形或矩形的形状。前处理机械手632在保护膜施涂室610、烘烤室620、第二缓冲模块500的缓冲区520、和接口模块700的第一缓冲区720之间馈送晶圆w,下面将会描述。所述前处理机械手632具有手633、臂634、和支架635。所述手633固定安装在所述臂634中。臂634具有可弯曲的和可旋转的结构。所述臂634连接到支架635以沿所述支架635在第三方向16上直线可移动。
70.在浸入/曝光过程期间,所述保护膜施涂室610将能够保护抗蚀膜的保护膜施涂到晶圆w上。所述保护膜施涂室610具有壳体611、支承板612、和喷嘴613。所述壳体611具有顶部开口的杯的形状。支承板612位于所述壳体611中,并且支承晶圆w。所述支承板612可设置为可旋转的。喷嘴613供应保护液用来在位于支承板612上的晶圆w上形成保护膜。喷嘴具有圆管的形状,并且可向晶圆w的中心供应保护液。可选地,喷嘴613可具有与晶圆w直径相应的长度,并且所述喷嘴613的排出孔可以为狭缝。在此情况下,支承板可设置为固定状态。保护液包括可膨胀材料。保护液可以为对光刻胶和水具有低亲和力的材料。例如,保护液可以包括氟基溶剂。当旋转位于支承板612上的晶圆w时,所述保护膜施涂室610对晶圆w的中心供应保护液。
71.烘烤室热处理所述晶圆w,所述晶圆w被施涂了保护膜。烘烤室620具有冷却板621和加热板622。冷却板621设置有冷却单元623例如冷却水或者热电元件。加热板622设置有加热单元624例如加热丝或热电元件。所述加热板622和冷却板621可设置在一个烘烤室620中。可选地,一些烘烤室620可仅具有加热板622,以及一些烘烤室620可仅具有冷却板621。
72.后处理模块602具有清洁室660、后曝光烘烤室670、和传送室680。所述清洁室660、传送室680、和后曝光烘烤室670沿第二方向14依序设置。因此,所述清洁室660和后曝光烘烤室670在所述传送室680插入它们之间的情况下在第二方向14上彼此分开。设置了多个清洁室660,并且多个清洁室660沿第三方向16设置以形成不同的层。可选地,可在第一方向12和第三方向16上各自设置多个清洁室660。设置了多个后曝光烘烤室670,并且多个后曝光烘烤室610沿第三方向16设置以形成不同的层。可选地,可在第一方向12和第三方向16上各自设置多个后曝光烘烤室670。
73.当从顶端观察时,传送室680在第一方向12上与第二缓冲模块500的第二冷却室540平行设置。所述传送室680具有大体上方形或矩形的形状。后处理机械手682位于所述传送室680中。后处理机械手682在清洁室660、后曝光烘烤室670、第二缓冲模块500的第二冷却室540、和接口模块700的第二缓冲区730之间传输晶圆w,下面将会描述。设置于后处理模块602的后处理机械手682可具有与设置于前处理模块601的前处理机械手632的结构相同的结构。
74.清洁室660在曝光过程后清洁晶圆w。清洁室660具有壳体661、支承板662、和喷嘴663。所述壳体具有顶部开口的杯的形状。所述支承板662位于所述壳体661中,并且支承晶圆w。支承板662可设置为可旋转的。喷嘴663向定位在支承板662上的晶圆w供应清洁液。所述清洁液可为水例如去离子水。当旋转定位于支承板662上的晶圆w时,清洁室660向晶圆w的中心区域供应清洁液。可选地,当晶圆w被旋转时,喷嘴330可从晶圆w的中心区域直线移动或旋转到晶圆w的边缘区域。
75.在曝光过程后,烘烤室670通过使用远红外线加热晶圆w,已经对晶圆执行曝光过
程。在曝光过程后,在烘烤过程中,通过增强经曝光过程光刻胶产生的酸,加热晶圆w以完成光刻胶的性能的改变。在曝光过程后,烘烤室670具有加热板672。所述加热板672设置有加热单元674例如加热丝或热电元件。在曝光过程后,烘烤室670可进一步在其内部设置有冷却板671。冷却板671设置有冷却单元673例如冷却水或热电元件。可选地,可进一步设置仅具有冷却板671的烘烤室。
76.如上所述,前/后曝光模块600设置为以致前处理模块601和后处理模块602完全彼此分开。前处理模块601的传送室630和后处理模块602的传送室680可具有相同尺寸,并且当从顶部观察时,可彼此完全重叠。保护膜施涂室610和清洁室660可具有同样的尺寸,并且当从顶部观察时,可彼此完全重叠。烘烤室620和后曝光室670可具有同样的尺寸,并且当从顶部观察时,可彼此完全重叠。
77.(接口模块)
78.所述接口模块700在前/后曝光模块600、吹扫模块800、和曝光设备900中的两个之间馈送晶圆w。接口模块700具有框架710、第一缓冲区720、第二缓冲区730、和接口机械手740。第一缓冲区720、第二缓冲区730、和接口机械手740位于框架710内。第一缓冲区720和第二缓冲区730通过预设距离彼此间隔,并且可以堆叠。第一缓冲区720设置于比第二缓冲区730高的位置。第一缓冲区位于与前处理模块601相应的高度,第二缓冲区730位于与后处理模块602相应的高度。当从顶部观察时,第一缓冲区720沿第一方向12设置的情况下与前处理模块601的传送室630形成一排,并且第二缓冲区730沿第一方向12设置与后处理模块602的传送室630形成一排。
79.接口机械手740定位成在第二方向14上与第一缓冲区720和第二缓冲区730间隔开。接口机械手740在第一缓冲区720、第二缓冲区730、吹扫模块800、和曝光设备900中的两个之间传送晶圆w。接口机械手740具有与第二缓冲机械手560的结构基本相似的结构。
80.第一缓冲区720临时保存晶圆w,在它们被移动到曝光设备900之前,前处理模块601在晶圆w上已经执行了过程。第二缓冲区730临时保存晶圆w,在它们被移动到后处理模块602之前,曝光设备900已经在晶圆w上完全执行了过程。第一缓冲区720具有壳体721和多个支架722。所述支架722位于所述壳体721内,并且沿第三方向彼此间隔开。每个支架722上都定位有一个晶圆w。壳体721在设有接口机械手740的一侧、以及在设有前处理机械手632的一侧具有开口(未示出),从而接口机械手740和前处理机械手632将晶圆w带入或带出壳体721。第二缓冲区730具有与第一缓冲区720的结构大体相似的结构。其间,第二缓冲区730的壳体在设有接口机械手740的一侧、和设有后处理机械手682的一侧具有开口。当没有设置在晶圆上执行某过程的室的时候,所述接口模块可仅设置有如上所述的缓冲区和机械手。
81.(吹扫模块)
82.所述吹扫模块800可设置在所述接口模块700中。具体地,吹扫模块800可以设置在与围绕接口机械手740的第一缓冲区720相反的位置。与此不同,吹扫模块800可设置在不同位置,例如接口模块700的后端处的曝光设备900连接的位置、或接口模块700的侧面的位置。吹扫模块800执行气体吹扫过程以及在水上的清洗(rinse)过程,其中在前/后曝光模块600中涂覆用于保护光刻胶的保护膜。
83.控制器(图11中的1000)控制基板处理设备1000的组件。
84.图5是根据发明构思的实施例的抗蚀剂涂覆室的平面图。图6是图5中的抗蚀剂涂覆室的侧视图。
85.参考图5和图6,抗蚀剂涂覆室410包括基板支承构件4100、处理液供应单元4300、和吹扫口4500。
86.在过程执行期间所述基板支承构件4100支承所述基板w。
87.基板支承构件4100包括第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b。
88.两个基板支承构件,即,第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b沿喷嘴臂4320的移动方向设置在提供有处理空间的壳体4000内。
89.当实施过程时,基板支承构件4100通过驱动构件4120旋转。基板支承构件4100具有有圆形上表面的支承板4140,对基板w进行支承的销构件(pin members)4160安装在支承板4140上表面。当基板支承构件4000被驱动构件4120旋转时,被销构件4160支承的基板w被旋转。
90.收纳室(container)4200位于基板支承构件4100的圆周。收纳室4200包括位于第一基板支承构件4100a圆周的第一收纳室4200a以及位于第二基板支承构件4100b圆周的第二收纳室4200b。
91.收纳室4200可具有大体上圆柱的形状。收纳室4200包括上杯4210。在上杯4210下方形成排气孔。下杯4220可设置于上杯4210的下方以预设的间隔与上杯4210分隔开。下杯4220形成排气孔的下端。在收纳室4200的下部形成连接至排气孔的连通孔4240,并且排气管4260安装成与连通孔4240连通。排气构件4280,例如泵4327,连接到排气管4260,并且排气构件4280中设置有负压从而排出由于基板w旋转而分散的处理液和包含烟气的收纳室中的气体。
92.图7是图5中喷嘴臂的透视图。
93.参考图5到图7,处理液供应单元4300向定位在基板支承构件4100上的基板w的上表面供应处理液。处理液供应单元4300具有设置于基板支承构件4100一侧的喷嘴臂4320。多个喷嘴4321和4322位于喷嘴臂4320的一端。喷嘴4321和4322包括多个感光液喷嘴4321。多个感光液喷嘴4321在喷嘴臂4320的一端可设置成一排以垂直于喷嘴臂4320的长度方向。
94.预湿喷嘴4322可设置于喷嘴臂4320的一端。在向基板供应感光液之前,预湿喷嘴4322向基板w供应有机溶剂以提高感光液对基板w的湿润性。如果在感光液供应到基板w上之前供应了有机溶剂,感光液均匀地扩散到基板w上,从而可以在基板w上形成均匀的感光膜。
95.从预湿喷嘴4322供应到基板w的有机溶剂可以更薄或诸如此类。
96.进一步地,预湿喷嘴4322可以省略。
97.喷嘴臂4320可以设置于基板支承构件4100的一侧从而喷嘴4321和4322的排布方向可穿过定位于基板支承构件4100上的基板的中心。
98.在其上安装有多个喷嘴4321和4322的喷嘴臂4320可沿喷嘴4321和4322的排布方向通过驱动构件4400直线移动。驱动构件4400包括喷嘴臂支承构件4410和引导构件4420。喷嘴臂支承构件4410连接到喷嘴臂4320的另一端。喷嘴臂支承构件4410可具有从喷嘴臂4320的一侧延伸到下侧的棒的形状。引导构件4420连接到喷嘴臂支承构件4410下端。引导构件设置于基板支承构件4100的一侧以垂直于图5的平面设置结构上的喷嘴臂4320的长度
方向。引导构件4420沿第一基板支承构件4100a和第二支承构件4100b的间隔方向定位。引导构件4420可具有轨道形状,并引导喷嘴臂支承构件4410的直线移动。喷嘴臂支承构件4410可设置成使得喷嘴臂支承构件4410的长度垂直变化。
99.通过具有上述配置的驱动构件4400,处理液供应单元4300可在线性移动的情况下,在第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b之间移动。因此,在被移动到第二基板支承构件4100b之后用多个感光液喷嘴4321中的一个向位于第一基板支承构件4100a中的基板供应感光液之后,处理液供应单元4300用多个感光液喷嘴4321中的一个可向位于第二基板支承构件4100b中的基板供应感光液。
100.向在第一基板支承构件4100a中的基板供应感光液的感光液喷嘴4321和向第二基板支承构件4100b中的基板供应感光液的感光液喷嘴4321可以相同或者不同。进一步地,可以交替地执行基板向第一基板支承构件4100a的带入和基板向第二基板支承构件4100b的带入。当喷嘴臂4320在第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b之间移动时,可重复执行向基板供应感光液的过程。
101.吹扫口4500位于第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b之间。吹扫口4500设置成使得当喷嘴臂在第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b之间移动时,喷嘴臂4320位于喷嘴4321和4322移动路径的下方。
102.图8为示出连接到感光液喷嘴之一的管道的视图
103.参考图8,感光液喷嘴4321通过供应管4325连接到水箱4326上。水箱储存感光液。提供压力的泵4327位于供应管4325中,感光液通过泵4327流动。开启和关闭供应管4325的阀4328可位于供应管4325中。多个感光液喷嘴4321可单独连接到管上。相应地,所有的或一些的多个感光液喷嘴4321可向基板供应具有不同组成的液体。
104.根据基板处理设备1,在其使用期间有时候必须吹扫感光液喷嘴4321。这种情况可能包括需要排出管道中的感光液以移除产生的颗粒的情况,在泵4327、阀4328和管道的过滤器交换之后管道必须变得稳定的情况,以及在交换储存在水箱4326中的感光液并在整个管道中填充新交换的感光液之后管道必须变得稳定的情况。通过经喷嘴4321排出预设量的感光液执行吹扫操作,并且根据场合,排出的感光液的量可以对应于几个量的水箱4326并且感光液可以排出几个小时或几天。
105.根据本发明构思的实施例的所述基板处理设备在执行用喷嘴臂4320向基板提供感光液的过程的情况下执行吹扫操作。
106.图9为吹扫操作的过程的方块图。图10为示出感光液喷嘴吹扫到吹扫口的状态的视图。图11为示出控制器的一些连接关系的视图。
107.以下,将以当喷嘴臂4320从第一基板支承构件4100a移动到第二基板支承构件4100b时启动吹扫操作的情况作为示例描述。然而,本发明构思不被限制于此,但是当喷嘴臂4320从第一基板支承构件4100a移动到第二基板支承构件4100b时启动吹扫操作。
108.参照图9到图11,控制器1000如下控制基板处理设备10的组件以进行吹扫操作。
109.喷嘴臂4320位于第一基板支承构件4100a的上方,并且多个感光液喷嘴4321中的一个向基板供应感光液。如果完全供应了预设量的感光液,喷嘴臂4320朝第二基板支承构件4100b移动。
110.如果喷嘴臂4320朝第二基板支承构件4100b移动并且与吹扫口4500垂直排列,多
个感光液喷嘴4321中的将会执行吹扫操作的感光液喷嘴4321a(以下,吹扫喷嘴)通过向吹扫口4500排出预设量的感光液执行吹扫操作(s10)。当吹扫喷嘴4321a执行吹扫操作时,喷嘴臂4320可在吹扫口4500的上方临时停止。进一步地,当吹扫喷嘴4321a执行吹扫操作时,喷嘴臂4320可在预设速率下朝第二基板支承构件4100b移动。当喷嘴臂4320从第一基板支承构件4100a向第二基板支承构件4100b移动的情况下,执行吹扫喷嘴4321a的吹扫操作,当喷嘴臂4320从第一基板支承构件4100a向第二基板支承构件4100b移动的情况下几乎不会影响处理基板的操作。
111.如果喷嘴臂4320位于第二基板支承构件4100b的上方,多个感光液喷嘴4321中的一个向基板供应感光液。随后,供应感光液的感光液喷嘴4321可以与前不久从基板支承构件4100a供应感光液的感光液喷嘴4321相同或者不同。然而,吹扫喷嘴4321a从供应感光液的感光液喷嘴4321排出。因此,如果确认向第二基板支承构件4100b供应感光液的感光液喷嘴4321与吹扫喷嘴4321a相同,控制器1000执行联锁操作。例如,如果确认将会向第二基板支承构件4100b供应感光液的感光液喷嘴4321与吹扫喷嘴4321a相同,则控制器1000可通过警报产生单元1200产生警报。进一步地,如果确认将会向第二基板支承构件4100b供应感光液的感光液喷嘴4321与吹扫喷嘴4321a相同,控制器1000可停止向第二基板支承构件4100b的基板的带入。进一步地,如果确认将会向第二基板支承构件4100b供应感光液的感光液喷嘴4321与吹扫喷嘴4321a相同,控制器1000可以停止预定要从卡盒中被携带到第二基板支承构件4100b中的基板的带出。如果完全供应预设量的感光液,喷嘴臂4320则朝第一基板支承构件4100a移动。
112.如果喷嘴臂4320朝第一基板支承构件4100a移动并且与吹扫口4500垂直排布,则吹扫模块4321a通过向吹扫口4500排放预设量的感光液执行吹扫操作。当吹扫喷嘴4321a执行吹扫操作时,可将喷嘴臂4320临时停在吹扫口4500的上方。进一步地,当吹扫喷嘴4321执行吹扫操作时,可在预设速率下使喷嘴臂4320朝第一基板支承构件4100a移动。
113.如果喷嘴臂4320位于第一基板支承构件4100a的上方,则多个感光液喷嘴4321中的一个向基板供应感光液。随后,供应感光液的感光液喷嘴4321可以与不久前从第二基板支承构件4100b供应感光液的感光液喷嘴4321相同或者不同。吹扫喷嘴4321a从供应感光液的感光液喷嘴4321中排除。因此,如果确认将向第一基板支承构件4100a供应感光液的感光液喷嘴4321与吹扫喷嘴4321a相同,控制器1000可通过警报生成单元1200生成警报。进一步地,如果确认将向第一基板支承构件4100a供应感光液的感光液喷嘴4321与吹扫喷嘴4321a相同,控制器1000可停止向第一基板支承构件4100a的基板的带入。进一步地,如果确认将向第一基板支承构件4100a供应感光液的感光液喷嘴4321与吹扫喷嘴4321a相同,控制器1000可以停止预定要从卡盒中被携带到第一基板支承构件4100a中的基板的带出。
114.此后,当在第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b之间移动喷嘴臂4320的情况下喷嘴臂4320向基板提供感光液时,吹扫喷嘴4321a重复执行吹扫操作(s20)。吹扫喷嘴4321a重复预设次数的吹扫操作直到从吹扫喷嘴4321a中排出的感光液的量达到预设量。次数的数量可以以操作者通过输入单元1200输入次数的数量的方式来设置或调整。进一步地,根据启动吹扫操作的类型,可以不同地设置预设次数,所述吹扫操作例如交换管道后的吹扫操作、交换感光液后的吹扫操作、以及为移除颗粒的吹扫操作。
115.图12为示出清洁吹扫喷嘴的状态的视图。
116.参照图12,吹扫口可设置清洁器4510。清洁器4510可向喷嘴4321和4322供应清洁液以清洁喷嘴4321和4322。
117.如果吹扫喷嘴4321a以预设次数吹扫感光液,则在将喷嘴臂4320从第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b中的一个移动到第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b中的另一个的过程中,吹扫口4500清洁吹扫喷嘴(s30)。
118.在上述示例中,已经描述了在第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b之间移动喷嘴臂4320时连续执行吹扫喷嘴4321a的吹扫操作的情况。然而,可间歇地执行吹扫喷嘴4321a的吹扫操作。如果有必要通过吹扫喷嘴4321a的吹扫操作没有任何时间延迟地移动喷嘴臂4320,例如,将基板完全地迅速地带入位于沿基板的运动方向上的基板支承构件4100中,即使在开始吹扫操作之后,喷嘴臂4320也可以移动到下一个基板支承构件4100而无需吹扫喷嘴4321a的任何吹扫操作。进一步地,在将喷嘴臂4320移动到下一个基板支承构件4100的过程中,吹扫喷嘴4321a可执行吹扫操作。
119.根据本发明构思的实施例,当处理液供应单元4300执行向基板供应感光液的过程的情况下基板处理设备10b可执行吹扫感光液喷嘴4321的操作。相应地,因为当基板处理设备执行过程的同时执行吹扫感光液喷嘴4321的操作,生产率可提高。
120.进一步地,可同时执行吹扫两个或以上的感光液喷嘴4321的操作。具体地,基板处理设备同时在第一吹扫喷嘴和第二吹扫喷嘴执行吹扫操作。在将喷嘴臂4320从第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b中的一个移动到第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b中的另一个的过程中,控制器1000可执行控制从而第一吹扫喷嘴吹扫所述吹扫口4500中的感光液。此后,甚至在完成吹扫第一喷嘴的操作之前,控制器就启动了吹扫第二吹扫喷嘴的操作,并且在将喷嘴臂4320从第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b中的一个移动到第一基板支承构件4100a和第二基板支承构件4100b中的另一个的过程中,控制器1000可执行控制从而第二吹扫喷嘴吹扫所述吹扫口4500中的感光液。进一步的,甚至在启动吹扫第二吹扫喷嘴的操作之后,吹扫第一吹扫喷嘴的操作可再次执行。当在两个吹扫喷嘴上执行吹扫操作时,控制器100可允许首先完成吹扫第一吹扫喷嘴或第二吹扫喷嘴的操作,不管吹扫操作的启动顺序如何。
121.根据本发明构思的实施例,提供了有效处理基板的基板处理设备和基板处理方法。
122.进一步地,根据本发明构思的实施例,提供了在处理基板的情况下可执行吹扫操作的基板处理设备和基板处理方法。
123.以上描述举例说明了本发明构思。此外,上述内容描述了本发明构思典型的实施例,并且本发明构思可用于不同的其他组合、变换、及环境。也就是说,发明构思可以在不脱离说明书中公开的发明构思的范围内、与书面公开的等同范围、和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下修饰及改正。书面实施例描述了用于实现本发明构思的技术精神的最佳状态,并且在本发明构思的具体应用领域和目的中可以做出必要的各种改变。因此,本发明构思的详细描述并非旨在限制所公开的实施例状态中的发明构思。此外,应解释的是所附权利要求包括其他实施例。
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