CN105280523A - 基板处理设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明构思提供一种用于处理基板的设备。所述设备包括壳体，所述壳体在其内具有处理空间；支撑单元，所述支撑单元在所述处理空间中支撑所述基板；喷嘴单元，所述喷嘴单元将溶液排放到由所述支撑单元支撑的所述基板上；以及溶液供应单元，所述溶液供应单元将所述溶液供应至所述喷嘴单元。所述溶液供应单元包括溶液供应管线，所述溶液供应管线连接至所述喷嘴单元；加热构件，所述加热构件安装在所述溶液供应管线上以加热所述溶液；以及回收管线，所述回收管线在设置于所述加热构件下游的第一点处从所述溶液供应管线分出。
Description
技术领域
本发明构思涉及一种基板处理设备和使用所述基板处理设备处理基板的方法。
背景技术
通常，可在制造半导体器件的工艺期间，在用作半导体基板的晶片上形成多个层(例如多晶层、氧化层、氮化层和金属层)。光刻胶层可涂覆在上述层上，且光掩膜图案可通过曝光工艺转印到光刻胶层。之后，所需图案可通过刻蚀工艺形成在上述晶片上。
刻蚀设备通常可归类为干刻蚀设备和湿刻蚀设备的任一种。湿刻蚀设备可利用例如刻蚀溶液、清洗溶液和冲洗溶液的多种处理溶液处理基板。这些基板处理设备可用于执行刻蚀形成在基板上的层的多余部分的工艺，和/或执行清洗残留在基板的处理表面上的异物的工艺。
图1为示出磷酸的刻蚀速率和温度之间的关系的曲线图。高温磷酸可被需要以获得高刻蚀速率。通常，当磷酸的温度增加10摄氏度时，刻蚀速率可增加10％。因此，供应高温溶液至基板上可为重要的。为达到上述目的，溶液可在供应箱中加热，然后被供应。然而，在溶液穿过供应管线然后供应至喷嘴单元的时，溶液的温度可能降低。当溶液的温度变得更高时，溶液温度降低的量可变得更大。此外，如果添加物与溶液混合以增加刻蚀速率，添加物的温度可很大程度上影响溶液的温度降低。
发明内容
本发明构思实施例可提供一种能够提高刻蚀速率的基板处理设备。
本发明构思实施例还可提供一种能够有效控制刻蚀溶液的温度的基板处理设备
一方面，基板处理设备可包括处理容器，所述处理容器在其内具有处理空间；支撑单元，所述支撑单元在所述处理空间中支撑所述基板；喷嘴单元，所述喷嘴单元将溶液排放到由所述支撑单元支撑的所述基板上；以及溶液供应单元，所述溶液供应单元将所述溶液供应至所述喷嘴单元。所述溶液供应单元可包括溶液供应管线，所述溶液供应管线连接至所述喷嘴单元；加热构件，所述加热构件安装在所述溶液供应管线上以加热所述溶液；以及回收管线，所述回收管线在设置于所述加热构件下游的第一点处从所述溶液供应管线分出。
在一个实施例中，冷却单元可安装在所述回收管线上以冷却所述溶液。
在一个实施例中，所述设备还可包括控制器，所述控制器控制所述溶液供应单元；以及开关阀，所述开关阀安装在所述第一点处以转换所述喷嘴单元和所述回收管线之间的溶液的供应方向。当执行工艺时，所述控制器可控制所述开关阀将所述溶液供应至所述喷嘴单元，当不执行所述工艺时，所述控制器可控制所述开关阀将所述溶液供应至所述回收管线。
在一个实施例中，所述第一点可邻近所述加热构件。
在一个实施例中，所述冷却单元可邻近所述开关阀。
在一个实施例中，所述喷嘴单元可包括主体，所述主体限定储存所述溶液的内部空间；出口，所述出口将所述溶液排放到所述基板上；以及排气管，所述排气管将在所述内部空间中由所述溶液形成的气泡排放到所述主体的外部。
在一个实施例中，所述设备还可包括添加物供应管线，所述添加物供应管线连接至所述主体，且供应添加物。
在一个实施例中，所述设备还可包括添加物供应管线，所述添加物供应管线连接至所述溶液供应管线，且供应添加物。
在一个实施例中，所述添加物供应管线可在设置于所述第一点下游的第二点处连接至所述溶液供应管线。
在一个实施例中，所述添加物可包括沸点不同于所述溶液的沸点的化学材料。
在一个实施例中，所述加热构件可为内嵌式安装在所述溶液供应管线上的内嵌式加热器。
在一个实施例中，所述溶液可包括磷酸，所述工艺可为刻蚀形成在所述基板上的氮化层的工艺。
另一方面，可提供一种使用上述方面所述的设备处理基板的方法。所述方法可包括，将用于处理工艺的所述溶液从所述溶液供应单元供应至所述喷嘴单元。所述溶液可由所述溶液供应管线上的所述加热构件加热，然后可被供应。
在另一方面，可提供一种处理基板的方法，所述方法通过将用于处理工艺的溶液通过喷嘴单元供应至基板上处理所述基板。所述方法可包括，通过溶液供应单元将所述溶液供应至所述喷嘴单元。所述溶液可由安装在溶液供应管线上的加热构件加热，然后可被供应至所述喷嘴单元。
附图说明
基于附图和随附的详细说明书，本发明构思将变得更明显。
图1为示出磷酸的刻蚀速率和温度之间的关系的曲线图。
图2示出根据本发明构思实施例的基板处理系统。
图3为示出根据本发明构思实施例的基板处理设备的平面图。
图4为示出根据本发明构思实施例的基板处理设备的侧面剖视图。
图5为示出根据本发明构思实施例的溶液供应单元的示意图。
图6为示出图5的溶液供应管线的示意图。
图7为示出图6的溶液供应管线的内部的实施例的示意图。
图8示出图5的喷嘴单元的内部。
图9示出流经图8的喷嘴单元的流体。
图10为示出根据本发明构思的另一个实施例的溶液供应单元的示意图。
图11为示出图10的溶液供应管线的示意图。
图12示出图11的喷嘴单元的内部。
图13示出流经图12的喷嘴单元的流体。
具体实施方式
参照附图，现将在下文更充分地描述本发明构思，在下文中，示出了本发明构思的示例性实施例。从下面参照附图描述的更加详细的示例性实施例中，本发明构思的优点和特征、以及获得上述优点和特征的方法将会明显。然而，应当注意的是，本发明构思不限于下面的示例性实施例，且可以各种不同形式实现。相应地，提供示例性实施例仅为公开本发明构思，且使本领域技术人员了解本发明构思的范畴。在附图中，本发明构思实施例不限于本文提供的具体实施例，且为清楚起见被放大。
本文所用术语仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限定本发明。如本文使用的单数术语“一个(a，an)”和“该/所述(the)”旨在还包含复数形式，除非上下文明确指出并非如此。如本文所使用的术语“和/或”包括列出的一个或多个关联项目的任何和所有组合。应当理解的是，当一个构件被称为“连接”或“耦合”至另一个构件时，上述一个构件可直接连接或耦合到上述另一个构件，或者可存在中间(intervening)构件。
相似的，应当理解的是，当一个构件，例如层、部分或基板，被称为“在另一个构件上”时，该构件可为直接在另一个构件上，或者可存在中间构件。相反的，术语“直接”意味着没有中间元件。还应当理解的是，当本文使用术语“包含(comprise、comprising)”、“包括(include和/或including)”时，指定存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、构件、和/或组件，但是不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、构件、组件、和/或以上的组合。
此外，详细说明书中的实施例将利用作为本发明构思理想示例性视图的剖视图来描述。相应地，可根据制造技术和/或容许误差修改上述示例性视图的形状。因此，本发明构思实施例不限于上述示例性视图中示出的具体形状，而是可包括根据制造工艺创造的其他形状。附图中示例的区域具有常规属性，且用于示出构件的具体形状。因此，这不能被解释为限制本发明构思的范围。
还应当理解的是，虽然本文可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种构件，但是这些构件不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个构件与另一个构件进行区分。因此，在一些实施例中的第一构件可在另外的实施例中被称为第二构件，而不背离本发明的教导。本文解释和示出的本发明构思的各方面的示例性实施例包括它们的补充对应(counterpart)。贯穿说明书，相同的附图标记或相同的参考编号表示相同的构件。
图2示出了根据本发明构思实施例的基板处理系统。
参见图2，根据本发明构思的基板处理系统1000可包括索引部10、缓冲部20和处理部50。索引部10、缓冲部20和处理部50可排成一排。在下文中，索引部10、缓冲部20和处理部50排列的方向定义为第一方向。此外，在平面图中垂直于第一方向的方向定义为第二方向。垂直于包括第一方向和第二方向的平面的方向定义为第三方向。
在第一方向上，索引部10可设置在基板处理系统1000的前端。索引部10可包括装载场12和索引机械手13。可提供有多个装载场12。例如，如图2所示可提供有四个装载场12。在第一方向上，装载场12可设置在索引部10的前端。装载场12可排列在第二方向。装载场12的数量可根据基板处理系统1000的工艺效率和占地(footprint)条件增加或减少。载体16(例如暗盒(cassette)或前端开启式晶圆传送盒(FOUP))可稳定地安装在每个装载场12上。载体16可接收将在工艺中提供的基板W，或者接收工艺在其上完成的基板W。载体16中可形成有多个缝隙，以与地面平行的状态接收基板W。
在第一方向上，索引机械手13可设置为邻近装载场12。索引机械手13可安装在装载场12和缓冲部20之间。索引机械手13可将停留在缓冲部20上部的基板W传输到载体16，或者可将停留在载体16中的基板W传输到缓冲部20的下部中。
缓冲部20可安装在索引部10和处理部50之间。缓冲部20为临时接收基板W的地方，该基板W在工艺中被提供且由索引机械手13传输；或者缓冲部20为临时接收完成工艺的基板W的地方，该基板W由主传输机械手30传输。
主传输机械手30可安装在移动路径40中，且可在缓冲部20和每个基板处理设备1之间传输基板W。主传输机械手30可将停留在缓冲部20中且将在工艺中被提供的基板W传输到每个基板处理设备1，或者可将完成工艺的基板W从每个基板处理设备1传输到缓冲部20中。
移动路径40可在处理部50中沿第一方向设置。移动路径40提供路径，而主传输机械手30沿该路径移动。基板处理设备1可彼此相对设置在移动路径40的两侧，且可沿第一方向排列。主传输机械手30可沿第一方向在移动路径40中移动，且移动路径40中可安装有移动导轨。移动导轨能够在基板处理设备1的下部和上部之间竖直移动，并可在缓冲部20的下部和上部之间竖直移动。
基板处理设备1可彼此相对设置在移动路径40的两侧，移动路径40中安装有主传输机械手30。基板处理系统100可包括多个基板处理设备1，上述基板处理设备1设置在上层和下层。然而，基板处理设备1的数量可根据基板处理系统1000的工艺效率和占地条件增加或减少。每个基板处理设备1可由独立壳体构成，所以可在每个基板处理设备1中执行独立的处理基板的工艺。
使用处理流体(例如高温硫酸、碱性溶液(包括臭氧水)、酸溶液、冲洗液和包括干气(异丙醇(IPA))的气体)清洗基板的设备，将作为示例在以下实施例中描述。然而，本发明构思不限于此。在其他实施例中，根据本发明构思的基板处理设备1可应用于各种类型的设备，例如应用于执行刻蚀工艺的设备，该刻蚀工艺在基板旋转过程中刻蚀层。
图3为示出根据本发明构思实施例的基板处理设备的平面图。图4为示出根据本发明构思实施例的基板处理设备的侧面剖视图。在图4中，为使图简便和便利，省略固定喷嘴构件。
在本实施例中，半导体基板被用作由单晶片型基板处理设备1处理的基板。然而，本发明构思不限于此。在其他实施例中，基板处理设备1可应用于各种类型的基板，例如应用于玻璃基板。
参见图3和图4，根据本发明构思的基板处理设备可包括工艺室700和溶液供应单元800。工艺室700可使用溶液在基板上执行工艺。在保持基板的水平状态的同时，工艺室700可在基板上执行工艺。工艺可为刻蚀形成在基板上的氮化层的工艺。此时，溶液可包括磷酸。溶液供应单元800可将处理溶液供应至工艺室700中。在一个实施例中，溶液供应单元800可通过喷嘴单元310供应处理溶液。可选地，工艺室700可为使用各种处理溶液中至少一种去除残余在基板表面上的异物和层的设备。工艺室700可包括处理容器100、支撑单元200、喷嘴部300、排气构件400和固定喷嘴500。
工艺室700可提供密封的内部空间，且风机(fan)过滤单元710可安装在工艺室700的上部。风机过滤单元710可在处理室700内产生竖直气流。
风机过滤单元710可包括过滤器和供气风机，过滤器和供气风机模块化在一个单元内。风机过滤单元710可过滤清洁空气，然后可将过滤后的空气供应至工艺室700中。上述清洁空气可穿过风机过滤单元710，然后可供应至工艺室700中以形成竖直气流。竖直气流可将均匀气流提供至基板上。在使用处理流体处理基板表面的过程中出现的污染材料(例如烟气)可与空气一同通过处理容器100的进气导管排放到排气构件400中，因此，处理容器100内可维持高清洁度。
如图4所示，工艺室700可由水平隔板(partition)714分成工艺区域716和维护区域718。虽然图中示出了维护区域718的一部分，但是维护区域718可相当于一个接收回收管线141、143和145，子排气管线410，升降单元的驱动部，连接至喷嘴部300的可移动喷嘴单元310的驱动部，以及供应管线的空间，其中，上述回收管线141、143和145连接至处理容器100。优选地，维护区域718独立于处理基板的工艺区域716。
处理容器100可具有有开放顶端的圆柱形状，且可提供处理空间，在该空间内基板W被处理。处理容器100的开放顶端可提供作为基板W被运入处理容器100和/或从处理容器100运出的路径。支撑单元200可设置在处理空间中。在工艺过程中，支撑单元200可支撑并旋转基板W。
处理容器100可提供上部空间132a和下部空间132b。旋转头210设置在上部空间132a中，下部空间132b通过旋转头210与上部空间132a分开。用于推进排气的排气管190可连接至下部空间132b的底端部分。第一、第二和第三进气管110、120和130可垂直地叠放在上部空间132a中。第一至第三进气管110、120和130可具有环形，且可吸收从旋转的基板W散落的溶液和气体。
具有环形的第一、第二和第三进气管110、120和130可具有排气口H，该排气口H连接至对应于容器100的下部空间的一个共同的环形空间。连接至排气构件400的排气管190可提供给下部空间132b。
具体地，第一至第三进气管110、120和130中的每一个可包括具有环形的底面和从底面延伸的侧壁，从而具有圆柱形状。第二进气管120可围绕第一进气管110，且可与第一进气管110间隔分开。第三进气管130可围绕第二进气管120，且可与第二进气管120间隔分开。
第一至第三进气管110、120和130可提供第一至第三回收空间RS1、RS2和RS3，包含从基板W散落的处理溶液和烟气的气流流入上述回收空间中。第一回收空间RS1可由第一进气管110限定，第二回收空间RS2可由第一进气管110和第二进气管120之间的空间限定，第三回收空间RS3可由第二进气管120和第三进气管130之间的空间限定。
第一至第三进气管110、120和130的每一个的顶面可具有开口和斜面。上述开口可形成在第一至第三进气管110、120和130的每一个的顶面的中心部分。在第一至第三进气管110、120和130的每一个中，斜面和底面之间的距离可随着侧壁到开口的距离增加而逐渐增加。因此，从基板W散落的处理溶液可沿第一至第三进气管110、120和130的顶面流入到回收空间RS1、RS2和RS3中。
流入到第一回收空间RS1中的第一处理溶液可通过第一回收管线145排放到外部。流入到第二回收空间RS2中的第二处理溶液可通过第二回收管线143排放到外部。流入到第三回收空间RS3中的第三处理溶液通过第三回收管线141排出。
同时，处理容器100可与改变处理容器100的垂直位置的升降单元600结合。升降单元600可呈直线地在上、下方向上移动处理容器100。由于处理容器100在上、下方向上移动，因而处理容器100相对于旋转头210的相对高度可被改变。
升降单元600可包括托架612、移动轴614和驱动器616。托架612可固定并安装在处理容器100的外壁上。可在上、下方向上通过驱动器616移动的移动轴614可固定和耦合至托架612。当基板W置于旋转头210上或者从旋转头210上移走(unload)时，处理容器100下降，并因此，旋转头210从处理容器100的顶端伸出。此外，在工艺过程中，以特定处理溶液流入到预设的进气管110、120和130的方式，处理容器100的垂直位置可根据供应至基板W上的处理溶液而调节。因此，处理容器100和基板W之间的相对垂直位置可被改变。其结果是，分别通过回收空间RS1、RS2和RS3回收的各种处理溶液和污染气体可彼此不同。
在当前实施例中，基板处理设备1可垂直移动处理容器100，以改变处理容器100和支撑单元200之间的相对垂直位置。然而，本发明构思不限于此。在另一个实施例中，基板处理设备1可垂直移动支撑单元200，以改变处理容器100和支撑单元200之间的相对竖直位置。
支撑单元200可安装在处理容器100内。支撑单元200可在工艺过程中支撑基板W，且可在工艺过程中通过之后描述的驱动部230旋转。支撑单元200可包括具有圆形顶面的旋转头210，还可包括设置于旋转头210的顶面上的支撑销212和卡紧销214。支撑销212可支撑基板W。支撑销212可与旋转头210的顶面的边缘间隔分开，且可等间隔排列。此外，支撑销212可从旋转头210向上伸出。以基板W可与旋转头210在向上的方向上间隔分开的方式，支撑销212可支撑基板W的底面。卡紧销214可设置在支撑销212的外侧，且可向上伸出。以基板W设置在旋转头210上的常规位置的方式，卡紧销214可对齐由支撑销212支撑的基板W。在工艺过程中，卡紧销214可与基板W的侧壁接触，以防止基板W从常规位置脱离。
支撑旋转头210的支撑轴220可连接至旋转头210的底面。支撑轴220可由连接至支撑轴220底端的驱动部230旋转。举例而言，驱动部230可包括马达。由于支撑轴220被旋转，因而旋转头210和基板W也可被旋转。
喷嘴部300可设置在处理容器100的外部。喷嘴部300可供应溶液至固定在支撑单元200上的基板W，上述溶液用于清洗或刻蚀基板W。喷嘴部300可包括支撑轴302、驱动器303、喷嘴支架304和喷嘴单元310。
支撑轴302的轴向可平行于第三方向，支撑轴302的底端可耦合至驱动器303。驱动器303可旋转支撑轴302并垂直移动支撑轴302。支撑轴302的一端可连接至驱动器303，喷嘴支架304可连接至支撑轴302的另一端，该另一端与上述支撑轴302的一端相反。喷嘴支架304可垂直于支撑轴302。喷嘴单元310可安装在喷嘴支架304的端部的底面上。喷嘴单元310可通过驱动器303在工艺位置和备用位置之间移动。工艺位置对应于喷嘴单元310垂直设置于基板W的中心上方的位置，备用位置对应于喷嘴单元310在基板W的顶面之外的位置。喷嘴单元210将在后面详细描述。
排气构件400可提供排气压力(或吸入压力)给第一至第三进气管110、120和130中回收处理溶液的至少一个。排气构件400可包括子排气管线410和阻尼器420，子排气管线连接至排气管190。子排气管线410可从排气泵(未示出)接收排气压力，且可连接至位于半导体生产(例如半导体制造(FAB))管线的底部空间的主排气管线。
固定喷嘴500可安装在处理容器100的顶端。固定喷嘴500可将处理溶液喷射到置于旋转头210上的基板W上。固定喷嘴500的喷射角度可根据基板W的处理位置调节。
图5为示出根据本发明构思实施例的溶液供应单元800的示意图。图6为示出图5的溶液供应管线850的示意图。图7为示出图6的溶液供应管线850的内部的实施例的示意图。在下文中，将参照图5-图7描述溶液供应单元800。
参见图5-图7，溶液供应单元800将溶液供应至基板处理设备1的喷嘴单元310。溶液供应单元800可包括溶液供应源802、供应管线804、稀释溶液供应源812、稀释溶液供应管线814、加热箱820、修正箱830、供应箱840、溶液供应管线850、开关阀858、控制器856和回收管线860。
溶液供应源802可将溶液供应至加热箱820、修正箱830和供应箱840的每一个中。供应管线804可将溶液供应源802连接至加热箱820、修正箱830和供应箱840的每一个。例如，溶液可包括磷酸。稀释溶液供应源812可将稀释溶液供应至修正箱830和供应箱840的每一个。稀释溶液供应管线814可将稀释溶液供应源812连接至修正箱830和供应箱840的每一个。例如，稀释溶液可为纯水(例如去离子水)。
加热箱820可从溶液供应源802接收溶液，且可储存接收到的溶液。加热箱820可将其内的溶液加热至设定温度。加热箱820可迅速地将溶液加热至设定温度。在一个实施例中，设定温度可高于溶液的沸点。如果加热箱820中的溶液达到设定温度，则加热箱820可将上述溶液供应至修正箱830中。
修正箱830可从加热箱820接收加热后的溶液，且可储存接收到的溶液。修正箱830可分别调节溶液的浓度和温度至所需值。修正箱830可精确地控制接收到的溶液的浓度和温度。此外，修正箱830可根据其内的溶液的设定水平调节温度和浓度。由于溶液在等于或高于其沸点的温度下在加热箱820中被加热，因而溶液可能蒸发。因此，溶液的浓度与所需值相比可能改变。在这种情况下，修正箱830可将溶液的浓度修正至所需值。此外，修正箱830可调节其内的溶液至设定水平。
供应箱840可从修正箱830接收溶液，且可储存接收到的溶液。供应箱840可将存储的溶液供应至工艺室700中。供应箱840可持续地将具有受控温度和浓度的溶液供应至工艺室700中。在一些实施例中，供应箱840可包括温度和浓度修正器件。
溶液供应单元800还可包括循环管线。加热箱820和修正箱830可通过循环管线彼此连接，并且修正箱830和供应箱840也可通过循环管线彼此连接。
溶液供应管线850可将供应箱840连接至喷嘴单元310。溶液供应管线850可将溶液供应至喷嘴单元310中。加热构件852可安装在溶液供应管线850上。在溶液被供应至喷嘴单元310之前，加热构件852可将首先在溶液供应单元800的箱820、830和840中加热的溶液再次加热。在一个实施例中，加热构件852可为内嵌式安装在溶液供应管线850上的内嵌式加热器852。如图7所示，内嵌式加热器852可包括位于其内的筒形加热器(cartridgeheater)854和保温套(lagging)853。此外，围绕筒形加热器854的溶液供应管线850可由套管组成。例如，可在不锈钢材料(不锈钢(SUS))的管的内侧衬上聚四氟乙烯基(Teflon-based)塑料(可溶性聚四氟乙烯(PFA))以形成套管，使得套管可间接传热。
回收管线860可从溶液供应管线850分出。回收管线860可在第一点P1从溶液供应管线850分出。第一点P1可设置在加热构件852的下游。在此，第一点P1可邻近加热构件852。冷却单元862可安装在回收管线860上。冷却单元862可冷却流经回收管线860的溶液。冷却单元862可设置为邻近开关阀858。回收管线860可连接至循环管线。在一些实施例中，回收管线860可连接至供应箱840。如果未执行工艺，回收管线860可回收溶液。冷却单元862可设置在回收管线860上，且可邻近开关阀858，因此由加热构件852加热后的溶液可由冷却单元862冷却。因此，回收管线860和另一个管之间的温差可被减小，以减少溶液对管的影响。
开关阀858可安装在第一点P1。开关阀858可转换喷嘴单元310和回收管线860之间的溶液的供应方向。
控制器856可控制溶液供应单元800。控制器856可转换喷嘴单元310和回收管线860之间的开关阀。在一个实施例中，如果在工艺室700中执行工艺，控制器856可控制开关阀858以将溶液供应管线850中的溶液供应至喷嘴单元310。相反的，如果未执行工艺，控制器856可控制开关阀858以将流经加热构件852的溶液供应至回收管线860。此外，控制器856可根据供应时间和溶液的种类控制溶液供应单元800。另外，控制器856可通过安装在加热构件852下游的温度计855控制在加热构件852中加热的溶液的温度。控制器856可根据流经加热构件852的溶液的温度，控制加热构件852的加热时间和加热温度。因此，相当于重要因素的溶液的温度可被精确控制。在此，控制器856可为工艺模块控制器。
添加物供应管线870可连接至溶液供应管线850。添加物供应管线870可供应添加物。在此，添加物可包括沸点不同于溶液的沸点的化学材料。再次参见图6，添加物供应管线870可连接至溶液供应管线850的第二点P2。第二点P2可设置在第一点P1的下游。由于添加物供应管线870连接至溶液供应管线850，因而添加物和溶液的混合流体可供应至喷嘴单元310中。
图8示出图5的喷嘴单元310的内部。图9示出流经图8的喷嘴单元310的流体。喷嘴单元310可包括主体312、出口316和排气管318。主体312可限定储存溶液的内部空间314。主体312的宽度可朝向主体312的底端逐渐减小。出口316可将溶液排放到基板上。排气管318可将气泡排放到主体312的外部。排气管318可设置在喷嘴单元310的上部中。如果溶液与添加物混合，可通过压力差在内部空间314中形成涡流，使得溶液和添加物可彼此混合。此外，由于提供有在高温下加热的溶液，因此溶液或添加物可在内部空间314中形成气泡。气泡可通过由涡流形成的上部空气层排放到排气管318，因此，能够防止颗粒通过气泡出现在基板上。
图10为示出根据本发明构思的另一个实施例的溶液供应单元900的示意图。图11为示出图10的溶液供应管线950的示意图。图12示出图11的喷嘴单元320的内部。图13示出流经图12的喷嘴单元320的流体。溶液供应单元可包括溶液供应源902、供应管线904、稀释溶液供应源912、稀释溶液供应管线914、加热箱920、修正箱930、供应箱940、溶液供应管线950、开关阀958、控制器956、回收管线960和添加物供应管线970。图10的溶液供应源902、供应管线904、稀释溶液供应源912、稀释溶液供应管线914、加热箱920、修正箱930、供应箱940、溶液供应管线950、开关阀958、控制器956和回收管线960可分别与图5、6和7的溶液供应源802、供应管线804、稀释溶液供应源812、稀释溶液供应管线814、加热箱820、修正箱830、供应箱840、溶液供应管线850、开关阀858、控制器856和回收管线860具有相同或者相似的形状和功能。然而，添加物供应管线970可直接连接至喷嘴单元320的主体322，而不是连接至溶液供应管线950。此外，添加物供应管线970可包括加热构件972、回收管线980和开关阀978。此时，添加物可包括沸点不同于溶液的沸点的化学材料。溶液和添加物可通过彼此不同的管线供应至主体322中，因此，可在喷嘴单元320的内部空间中形成活跃的(active)涡流。其结果是，喷嘴单元320可通过排气管328将气泡排出，从而可防止由气泡引起的颗粒。在一个实施例中，添加物供应管线970可为单条供应管线。
将稀释溶液供应至修正箱830和供应箱840的溶液供应单元800在前述实施例中作为示例来描述。然而，本发明构思不限于此。在其他实施例中，稀释溶液也可供应至加热箱820。此外，加热箱820中可设置有供应管。另外，溶液供应单元800可包括流体流动控制器(LFC)。
以上所述的处理溶液供应单元除可用于刻蚀基板的工艺之外，还可用于各种工艺。例如，处理溶液供应单元可用于清洗基板的工艺。
本发明构思的一些实施例可提供能够提高刻蚀速率的基板处理设备。
此外，本发明构思的一些实施例可提供能够供应具有有效控制温度的溶液的基板处理设备。
虽然本发明构思已经参照示例性实施例进行了说明，但显而易见的，对于本领域技术人员而言，可在不脱离本发明构思的精神和范围下做出各种改变和修改。因此，应当理解的是，上述实施例不是限制性的，而是说明性的。因此，本发明构思的范围将由随后的权利要求和权利要求的等价物的广泛容许解释来确定，而不是由前述说明书限定或限制。
Claims (20)
1.一种用于处理基板的设备，其特征在于，所述设备包括：
处理容器，所述处理容器在其内具有处理空间；
支撑单元，所述支撑单元在所述处理空间中支撑所述基板；
喷嘴单元，所述喷嘴单元将溶液排放到由所述支撑单元支撑的所述基板上；以及
溶液供应单元，所述溶液供应单元将所述溶液供应至所述喷嘴单元；
其中，所述溶液供应单元包括：
溶液供应管线，所述溶液供应管线连接至所述喷嘴单元；
加热构件，所述加热构件安装在所述溶液供应管线上以加热所述溶液；以及
回收管线，所述回收管线在设置于所述加热构件下游的第一点处从所述溶液供应管线分出。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，冷却单元安装在所述回收管线上以冷却所述溶液。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括：
控制器，所述控制器控制所述溶液供应单元；以及
开关阀，所述开关阀安装在所述第一点处以转换所述喷嘴单元和所述回收管线之间的溶液的供应方向，
其中，当执行工艺时，所述控制器控制所述开关阀将所述溶液供应至所述喷嘴单元，以及
其中，当不执行所述工艺时，所述控制器控制所述开关阀将所述溶液供应至所述回收管线。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一点邻近所述加热构件。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述冷却单元邻近所述开关阀。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述喷嘴单元包括：
主体，所述主体限定储存所述溶液的内部空间；
出口，所述出口将所述溶液排放到所述基板上；以及
排气管，所述排气管将在所述内部空间中由所述溶液形成的气泡排放到所述主体的外部。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：
添加物供应管线，所述添加物供应管线连接至所述主体，且供应添加物。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：
添加物供应管线，所述添加物供应管线连接至所述溶液供应管线，且供应添加物。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述添加物供应管线在设置于所述第一点下游的第二点处连接至所述溶液供应管线。
10.根据权利要求7或9所述的设备，其特征在于，所述添加物包括沸点不同于所述溶液的沸点的化学材料。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述加热构件为内嵌式安装在所述溶液供应管线上的内嵌式加热器。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述溶液包括磷酸，以及
其中，所述工艺为刻蚀形成在所述基板上的氮化层的工艺。
13.一种使用如权利要求1所述的设备处理基板的方法，其特征在于，所述方法包括：
将用于处理工艺的所述溶液从所述溶液供应单元供应至所述喷嘴单元；
其中，所述溶液由所述溶液供应管线上的所述加热构件加热，然后被供应。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
当执行所述工艺时，将所述溶液供应至所述喷嘴单元，以及
当不执行所述工艺时，将所述溶液供应至所述回收管线。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，冷却所述溶液的冷却单元安装在所述回收管线上。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述溶液包括磷酸，以及
其中，所述工艺为刻蚀形成在所述基板上的氮化层的工艺。
17.一种处理基板的方法，所述方法通过将用于处理工艺的溶液通过喷嘴单元供应至基板上处理所述基板，其特征在于，所述方法包括：
通过溶液供应单元将所述溶液供应至所述喷嘴单元；
其中，在所述溶液由安装在溶液供应管线上的加热构件加热，然后被供应至所述喷嘴单元。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，
当执行工艺时，将所述溶液供应至所述喷嘴单元，以及
当不执行所述工艺时，将所述溶液供应至连接到所述溶液供应管线的回收管线。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，冷却所述溶液的冷却单元安装在所述回收管线上。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述溶液包括磷酸，以及
其中，所述工艺为刻蚀形成在所述基板上的氮化层的工艺。
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