CN110047779B - 用于处理衬底的设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于处理衬底的设备。该设备包括:腔室,该腔室中具有处理空间;衬底支撑单元,该衬底支撑单元用于在处理空间中支撑衬底;以及加热器单元,该加热器单元用于加热由衬底支撑单元支撑的衬底。衬底支撑单元包括:支撑板,该支撑板具有支持面;支撑突出部,该支撑突出部被设置为从支撑板突出并直接支撑衬底;以及传感器,该传感器设置于支撑突出部以测量衬底的温度。

Description

用于处理衬底的设备
技术领域
本文中所公开的发明构思的实施例涉及一种用于处理衬底的设备,更具体地,涉及一种用于对衬底进行预成形热处理的设备。
背景技术
制造半导体装置需要处理多种工艺,如清洗、沉积、光刻、蚀刻和离子注入。其中,光刻工艺包括在衬底上形成液膜(如光刻胶膜)的过程。
在衬底上形成液膜之后,执行烘烤过程以加热衬底。在烘烤过程中,必须在均匀的温度下加热衬底的整个区域。
典型的烘烤装置包括具有支撑突出部和加热器的支撑板,并且温度传感器安装在该支撑板上。支撑突出部支撑衬底,使得衬底与支撑板隔开,并且温度传感器测量支撑板的温度。然而,由温度传感器测量的温度值不同于衬底的实际温度值。
因此,当设置了烘烤装置时,需执行温度校正工作以校正经测量的温度值与衬底的实际温度值之间的差异。图1是示出了其上安装有衬底(温度测量衬底)的烘烤装置的截面图,其中测量衬底的温度。参照图1和图2,用于衬底的温度传感器可以安装在温度测量衬底的多个区域。支撑板由加热器加热,并且温度校正系统计算由温度传感器和衬底的温度传感器测量的值。通常,由衬底的温度传感器测量的值低于温度传感器测量的值。计算两个测量值之间的差异,并通过该差异来校正温度传感器的温度。
然而,这种温度校正工作的执行可能因工人技能的不同而有所不同,并且可能无法准确地该执行温度校正工作。
现有技术
(专利文件)韩国专利授权第10-0784389号。
发明内容
本发明构思的实施例提供了一种用于精确测量衬底温度的设备和方法。
本发明构思的实施例提供了一种能够跳过针对衬底的温度校正工作的装置和方法。
本发明构思的实施例提供了一种用于处理衬底的设备。
根据实施例的一个方面,一种用于处理衬底的设备包括:腔室,所述腔室中具有处理空间;衬底支撑单元,所述衬底支撑单元用于在所述处理空间中支撑衬底;以及加热器单元,所述加热器单元用于加热由所述衬底支撑单元支撑的所述衬底。所述衬底支撑单元包括:支撑板,所述支撑板具有支持面;支撑突出部,所述支撑突出部被设置为从支撑板突出并直接支撑所述衬底;以及传感器,所述传感器设置于所述支撑突出部以测量所述衬底的温度。
所述设备可包括弹性构件,以在所述支撑突出部面向衬底的方向上向所述支撑突出部施加弹力。插入孔可以在所述支持面中形成,所述插入孔可以包括从所述支持面向下延伸的第一孔和从所述第一孔向下延伸的第二孔,所述第一孔的宽度可以大于所述第二孔的宽度,且从所述支持面突出的支撑突出部的突出区域的宽度可以大于所述第二孔的宽度,并且所述弹性构件可以定位在第一孔中。
可以设置多个插入孔和多个支撑突出部,并且所述设备还可以包括减压单元,以减小所述衬底和所述支持面之间的空间的压力。
部分的支撑突出部可以定位在所述支持面的第一区域中,而其他支撑突出部可以定位在所述支持面的第二区域中。所述第一区域可包括所述支持面的中心区域,所述第二区域可包括围绕所述第一区域的支持面的边缘。
支撑突出部可以包括直接支撑所述衬底的主体,所述传感器可以定位在所述主体中,并且与该主体的外表面相反的内表面相邻,该主体的外表面与衬底接触。
可替选地,支撑突出部可以包括主体,并且传感器可以穿过该主体进行定位,以直接支撑衬底。
附图说明
通过下列参考下列附图的描述,上述的及其他的目的和特征将变得显而易见,其中,除非另有说明,否则相同的附图标记在各个附图中表示相同的部件,并且其中:
图1是示意性地示出其上安装有待测量温度的衬底的烘烤装置的结构的截面图;
图2是示出图1的待测量温度的衬底的平面图;
图3是示意性地示出根据本发明构思的实施例的用于处理衬底的设备的立体图,其中DEV表示显影区块,COT表示涂覆区块;
图4是图3的用于处理衬底的设备的正视图;
图5是图3的衬底处理设备的平面图,其示出了涂覆区块或显影区块;
图6是示出图5的搬运机器人的抓手的视图;
图7是示意性地示出图5的热处理腔室的平面图;
图8是图5的热处理腔室的正视图;
图9是示意性地示出图8的加热单元的横截面图;
图10是示出图9的衬底支撑单元的平面图;
图11是图9的销构件的放大的截面图;
图12是示出图11的支撑突出部和传感器的截面图;
图13是根据另一实施例的图11的支撑突出部和传感器的截面图;以及
图14是示意性地示出图5的液体处理腔室的视图。
具体实施方式
下文中,将参考附图更详细地描述本发明构思的实施例。可以以各种形式修改本发明构思的实施例,并且本发明构思的范围不应被解释为受到下文中描述的发明构思的实施例的限制。提供本发明构思的实施例以更完整地描述本领域技术人员的发明构思。因此,夸大附图中组件的形状等以强调更清楚的描述。
图3是示意性地示出根据本发明的实施例的用于处理衬底的设备的透视图,并且图4是图3的衬底处理设备的正视图。图5是图3的衬底处理设备的平面图,其示出了图4的涂覆区块(COT)或显影区块(DEV)。
参照图3至图5,衬底处理设备1包括索引模块20、处理模块30和接口模块40。根据一个实施例,索引模块20、处理模块30和接口模块40按照顺序排列成一行。布置有索引模块20、处理模块30和接口模块40的方向称为第一方向12,当从上方观察时,垂直于该第一方向12的方向被称为第二方向14,垂直于该第一方向12和该第二方向14两者的方向称为第三方向16。
索引模块20将衬底W从容纳衬底W的容器10输送到处理模块30,并且将经过处理的衬底W接收到容器10中。索引模块20的纵向方向设置在第二方向14上。索引模块20具有装载口22和索引框架24。装载口22相对于索引框架24位于处理模块30的相对侧。其中容纳有衬底W的容器10放置在装载口22中。可以设置多个装载口22,并且可以在第二方向14上布置。
容器10可以包括密封容器10,例如正面开口标准箱(FOUP)。容器10可以通过运输单元(未示出)放置在装载口22中,所述运输单元例如高架转移机、高架输送机或自动导引车或工人。
索引机器人2200设置在索引框架24内。索引框架24可以具有导轨2300,导轨2300的纵向方向在第二方向14上延伸,并且索引机器人2200能够可移动地设置在导轨2300上。索引机器人2200包括抓手2220,衬底W放置在抓手2220上,且抓手2220可以设置为向前和向后移动、绕第三方向16旋转、以及沿第三方向16移动。
处理模块30对衬底W执行涂覆处理和显影处理。处理模块30具有涂覆区块30a和显影区块30b。涂覆区块30a对衬底W执行涂覆处理,并且显影区块30b对衬底W执行显影处理。设置多个涂覆区块30a,该多个涂覆区块30a彼此堆叠。设置多个显影区块30b,该显影区块30b彼此堆叠。根据图3的实施例,设置有两个涂覆区块30a,并且设置有两个显影区块30b。涂覆区块30a可以设置在显影区块30b之下。根据实施例,两个涂覆区块30a执行相同的过程并且可以以相同的结构设置。另外,两个显影区块30b执行相同的过程并且可以以相同的机构设置。
参照图5,涂覆区块30a具有热处理腔室3200、搬运腔室3400、液体处理腔室3600和缓冲腔室3800。热处理腔室3200对衬底W执行热处理过程。热处理过程可包括冷却过程和加热过程。液体处理腔室3600在衬底W上供应液体以形成液膜。液膜可以是光刻胶膜或抗反射膜。在涂覆区块30a内,搬运腔室3400在热处理腔室3200和液体处理腔室3600之间搬运衬底W。
搬运腔室3400具有平行于第一方向12的纵向方向。承载室3400设置有搬运机器人3422。搬运机器人3422在热处理腔室3200、液体处理腔室3600和缓冲腔室3800之间搬运衬底。根据一个示例,搬运机器人3422具有抓手3420,衬底W放置在抓手3420上,并且抓手3420设置为向前和向后移动、绕第三方向16旋转、以及在第三方向16上可移动。导轨3300设置在搬运腔室3400中,使得其纵向方向平行于第一方向12,并且搬运机器人3422能够可移动地设置在导轨3300上。
图6是示出图5的搬运机器人的抓手的视图。参照图6,抓手3420具有基部3428和支撑突出部3429。基部3428可具有环孔形状,该环孔形状具有部分弯曲的圆周。基部3428的内径大于衬底W的直径。支撑突出部3429从基部3428向内延伸。设置多个支撑突出部3429,以支撑衬底W的边缘区域。根据实施例,可以以相等的间隔设置四个支撑突出部3429。
设置多个热处理腔室3200。参照图4和图5,热处理腔室3200布置在第一方向12上。热处理腔室3200位于搬运腔室3400的一侧。
图7是示意性地示出图5的热处理腔室的平面图,且图8是图5的热处理腔室的正视图。热处理腔室3200具有壳体3210、冷却单元3220、加热单元3230和搬运板3240。
壳体3210设置为大致长方体形状。在壳体3210的侧壁中形成有入口(未示出),衬底W通过该入口被引入和取出。入口可以保持打开。可以设置门(未示出),以有选择性地打开和关闭该入口。冷却单元3220、加热单元3230和搬运板3240设置在壳体3210中。冷却单元3220和加热单元3230并排布置在第二方向14上。根据一个示例,可以将冷却单元3220定位为比加热单元3230更靠近搬运腔室3400。
冷却单元3220具有冷却板3222。当从上方观察时,冷却板3222可以具有基本上圆形的形状。冷却板3222具有冷却构件3224。根据实施例,冷却构件3224形成在冷却板3222内,并且可以设置为以冷却流体流动通过的流动路径的形式排列。
加热单元3230以装置1000的形式设置,用于在高于常温的温度下加热衬底。加热单元3230在常压或低于常压的气压下加热衬底W。图9是示意性地示出加热单元的横截面图。参照图9,加热单元3230包括腔室1100、衬底支撑单元1200、加热器单元1400、排气单元1500、减压单元1600、销构件1700和引导件1800。
腔室1100提供了用于对其中的衬底W进行热处理的处理空间1110。处理空间1110设置为与外部隔开的空间屏蔽。腔室1100包括上主体1120、下主体1140和密封构件1160。
上主体1120设置为管状,其具有敞开的下部。在上主体1120的顶表面上形成有出气孔1122和进气孔1124。出气孔1122形成在上主体1120的中心。出气孔1122用于为处理空间1110排气。设置多个进气孔1124并使它们彼此间隔,并且多个进气孔1124布置为围绕出气孔1122。进气孔1124将外部气流引入处理空间1110。根据实施例,进气孔1124的数量可以是四个,并且外部气流可以是空气。
替代地,可以设置三个或五个进气孔1124或更多,或者外部气流可以是惰性气体。
下主体1140设置为管状,其具有敞开的上部。下主体1140定位在上主体1120下方。上主体1120和下主体1140被定位为在竖直方向上彼此面对。上主体1120和下主体1140彼此组合以在其中限定处理空间1110。上主体1120和下主体1140被定位为使得其中心轴在竖直方向上彼此对准。下主体1140的直径可以与上主体1120的直径相同。换句话说,下主体1140的上端可以定位为与上主体1120的下端相对。
上主体1120和下主体1140中的一个通过升降构件1130移动到打开位置和关闭位置,并且上主体1120和下主体1140中的剩余的一个在其位置处固定。根据实施例,将进行以下描述:下主体1140的位置是固定的,且上主体1120的位置是移动的。打开位置是上主体1120和下主体1140彼此分离且处理空间1110打开的位置。关闭位置是处理空间1110通过下主体1140和上主体1120相对于外部密封的位置。
密封构件1160定位在上主体1120和下主体1140之间。当上主体1120和下主体1140彼此接触时,密封构件1160允许处理空间1110相对于外部密封。密封构件1160可以设置为环状。密封构件1160可以固定连接到下主体1140的上端。
衬底支撑单元1300在处理空间1110中支撑衬底W。衬底支撑单元1300固定连接到下主体1140。衬底支撑单元1300包括支撑板1320、升降构件1340、销构件1700和传感器1730。图10是示出图9的衬底支撑单元的平面图。参照图9和图10,支撑板1320将从加热器单元1400产生的热量传递到衬底W。支撑板1320设置为圆板的形式。支撑板1320的顶表面的直径大于衬底W的直径。支撑板1320的顶表面用作支持面1320a,衬底W放置在支持面1320a上。在支持面1320a内形成有多个升降孔1322、插入孔1324和真空孔1326。升降孔1322、插入孔1324和真空孔1326位于彼此不同的区域中。当从上方观察时,升降孔1322和真空孔1326被分别布置成围绕支撑板1320的顶表面的中心。升降孔1322布置为在圆周方向上彼此隔开。真空孔1326布置为在圆周方向上彼此隔开。例如,当升降孔1322和真空孔1326互相结合时,可以将升降孔1322和真空孔1326布置为具有环孔形状。升降孔1322以相等的间隔彼此隔开,并且真空孔1326可以以相等的间隔彼此隔开。插入孔1324的布置与升降孔1322和真空孔1326不同。插入孔1324可以均匀地布置在支持面1320a的整个区域内。
例如,可以设置三个升降孔1322和三个真空孔1326。支撑板1320可以由包含氮化铝(AlN)的材料形成。
升降构件1340在支撑板1320上上下移动衬底W。升降构件1340包括升降销1342和驱动构件(未示出)。设置多个升降销1342,并且每个升降销1342以在竖直方向上定向的销的形式设置。升降销1342定位在每个升降孔1322中。驱动构件(未示出)使升降销1342在上升位置和下降位置之间移动。上升位置被定义为升降销1342的上端定位为高于支持面1320a的位置。并且下降位置被定义为升降销1342的上端与支持面1320a相同的位置或低于支持面1320a的位置。驱动构件(未示出)可以位于腔室1100的外部。驱动构件(未示出)可以为气缸。
加热器单元1400对放置在支撑板1320上的衬底W进行热处理。加热器单元1400定位在衬底W的下方,衬底W放置在支撑板1320上。加热器单元1400包括多个加热器1420。加热器1420定位在支撑板1320内。替代地,加热器1420可以定位在支撑板1320的底表面上。多个加热器1420位于同一平面上。加热器1420加热支撑表面的不同区域。当从上方观察时,可以将支撑板1320的与加热器1420对应的区域设置为加热区域。部分加热区域可以定位在支撑板1320的中心区域中,而其他加热区域可以定位在其边缘区域中。每个加热器1420的温度可独立调节。例如,加热区域的数量可以是15。每个加热区域的温度由测量构件(未示出)测量。加热器1400可以是热电元件或热线。
排气单元1500强制地排出处理空间1110的内部空气。排气单元1500包括排气管1530和引导板1540。排气管1530呈管状,且在纵向方向上竖直定向。排气管1530定位为穿过上主体1120的上壁。据实施例,排气管1530可以定位为插入出气孔1122。换句话说,排气管1530的下端位于处理空间1110中,并且排气管1530的上端位于处理空间1110外部。减压构件1560连接到排气管1530的上端。减压构件1560降低排气管1530的压力。因此,处理空间1110的内部空气依次通过通孔1542和排气管1530排出。
引导板1540具有板状,在其中心处具有通孔1542。引导板1540具有从排气管1530的下端延伸的圆板形状。引导板1540固定连接到排气管1530,使得通孔1542的内部部分和排气管1530的内部彼此连通。引导板1540定位在支撑板1320上方,同时面对支撑板1320的支撑表面。引导板1540定位为高于下主体1140。根据实施例,引导板1540可以定位在面对上主体1120的高度处。引导板1540定位成与进气孔1124重叠,并且具有允许与上主体1120的内表面间隔开的直径。在引导板1540的侧端和上主体1120的内表面之间产生间隙,并且间隙被设置为流动路径,通过入口孔1124引入的气流通过该流动路径供应到衬底W。在引导板1540的侧端和上主体1120的内表面之间设置有间隙,且该间隙被设置为流动路径,通过该流动路径将通过进气孔1124引入的气流供应到衬底W。
减压单元1600连接到真空孔1326。减压单元1600可以减小真空孔1326的压力,以减小衬底W和支持面1320a之间的空间1330中的压力。减压单元1600包括真空管线1620、减压构件1640和阀1660。真空管线1620设置为由一条线分支并连接到每个真空孔1326的线。减压构件1640安装在真空管线1620中,以用相同的力来减小每个真空孔1326的压力。例如,减压构件1640可以是泵。阀1660打开和关闭真空管线1620。
销构件1700包括支撑突出部1720和弹性构件1740。图11是图9的销构件的放大的横截面图。参照图11,支撑突出部1720的纵向方向平行于升降销1342。支撑突出部1720被设置为具有销的形式。支撑突出部1720定位在每个插入孔1324中。多个插入孔1324分别形成在支持面的第一区域和第二区域中。多个插入孔1324布置为在第一区域和第二区域中具有环孔形状。例如,第一区域包括支持面的中心区域,且第二区域包括支持面的边缘区域,该第二区域围绕所述第一区域。弹性构件1740支撑插入孔1324中的支撑突出部1720。弹性构件1740在支撑突出部1720面对衬底的方向上向该支撑突出部1720施加弹力。从而可以防止由于一些支撑突出部1720未与衬底W接触而使得温度测量被不准确地执行。例如,弹性构件1740可以是弹簧。插入孔具有宽度不同的第一和第二孔。第一孔从支持面向下延伸,且第二孔从第一孔的下端向下延伸。第二孔的宽度小于第一孔的宽度。与此对应,设置支撑突出部1720,使得其位于第一孔中的上部区域的宽度不同于位于第二孔中的下部区域的宽度。支撑突出部1720的上部区域的宽度大于下部区域的宽度。支撑突出部1720的上部区域的宽度大于第二孔的宽度。弹性构件1740位于第一孔中。因此,防止支撑突出部1720降低到预定高度以下。另外,防止支撑突出部1720的上端定位在插入孔1320中。因此,防止衬底W与支持面1320a接触。
传感器1730测量衬底W的温度。图12是示出图11的支撑突出部和传感器的截面图。参照图12,传感器1730定位在支撑突出部1720的主体1722内。主体1722的内部可以填充有诸如陶瓷的材料。主体1722的上端直接支撑衬底W的底表面,并且传感器1730邻近主体1722的内表面而定位,该内表面与主体1722的外表面相反,主体1722的外表面与衬底W接触。因此,传感器1730可以直接测量衬底W的温度。将由传感器1730测量的温度传输到控制器1900。控制器1900基于接收到的温度测量值来控制加热器1420。控制器1900可以控制加热器1420,使得支撑板1320边缘区域的温度高于其中心区域的温度。这对于补偿衬底W的外表面的热损失是必要的,因为衬底W的外表面的热损失大于衬底W的内部的热损失。
上述实施例已经描述了传感器1730设置在加热单元3230的支撑突出部1720内,并且传感器1730邻近主体1722的内表面而定位。然而,如图13所示,可以穿过主体1722而形成传感器1730,以直接测量衬底W的温度。
引导件1800引导衬底W,使得衬底W被放置在正确的位置。引导件1800设置为围绕支持面1320a的环孔形。引导件1800的直径大于衬底W的直径。引导件1800的内表面具有朝向支撑板1320的中心轴线向下倾斜的形状。超出引导件1800的内表面的衬底W会沿倾斜表面移动到正确位置。此外,引导件1800可以防止少量气流流入衬底W和支持面1320a之间。
常规的衬底处理设备采用了一种推断衬底温度的方式,通过允许传感器测量支撑板的温度,并且执行温度校正工作,校正由传感器测量的温度与衬底的实际温度之间的温度差值。然而,根据本实施例,由于传感器直接测量衬底的温度,因此可以在没有温度校正工作的情况下对衬底执行热处理过程。
再次参照图7和8,搬运板3240基本上呈圆盘形并且具有与衬底W的直径相对应的直径。在搬运板3240的边缘形成有凹口3244。凹口3244可以具有与在上述传送机器人3422和3424的抓手3420上形成的支撑突出部3429相对应的形状。凹口3244的数量与形成在抓手3420上的支撑突出部3429的数量相对应,并形成在与支撑突出部3429相对应的位置处。当抓手3420和搬运板3240的位置在抓手3420和搬运板3240在竖直方向上对齐的位置上改变时,衬底W在抓手3420和搬运板3240之间转移。搬运板3240可以安装在导轨3249上,并且可以通过驱动器3246沿导轨3249在第一区域3212和第二区域3214之间移动。多个狭缝形的引导槽3242设置在搬运板3240中。引导槽3242从搬运板3240的端部延伸到搬运板3240的内部。引导槽3242的纵向方向设置在第二方向14上,多个引导槽3242在第一方向12上彼此分开设置。当衬底W在搬运板3240和加热单元3230之间搬运时,引导槽3242防止搬运板3240和升降销1340彼此干涉。
在将衬底W直接放置在支撑板1320上的同时加热该衬底W。在放置有衬底W的搬运板3240接触冷却板3222的状态下执行衬底W的冷却。搬运板3240由具有高传热率的材料构成,使得冷却板3222和衬底W之间的热传递可以很好地执行。根据实施例,搬运板3240可以由金属材料构成。
在部分的热处理腔室3200中设置的加热单元3230能够在加热衬底W期间供应气体,以提高光刻胶对衬底W的附着率。根据实施例,气体可以是六甲基二硅烷气体。
设置多个液体处理腔室3600。部分的液体处理腔室3600可以设置为彼此堆叠。图8是示意性地示出液体处理腔室的视图。
参照图4和图5,液体处理腔室3600设置在搬运腔室3400的一侧。液体处理腔室3600在第一方向12上并排布置。部分的液体处理腔室3600设置在与索引模块20相邻的位置处。下文中,这些液体处理腔室被称为前液处理室3602。其他液体处理腔室3600设置在与接口模块40相邻的位置处。下文中,这些液体处理腔室被称为后热处理腔室3604。
前液体处理腔室3602将第一液体施加到衬底W上,后液体处理腔室3604将第二液体施加到衬底W上。第一液体和第二液体可以是不同类型的液体。根据一个实施例,第一液体是抗反射膜的液体,第二液体是光刻胶。可以将光刻胶涂覆在涂有抗反射膜的衬底W上。替代地,第一液体可以是光刻胶,第二液体可以是抗反射膜的液体。在这种情况下,可以将抗反射膜涂覆在涂有光刻胶的衬底W上。替代地,第一液体和第二液体是相同类型的液体,并且可以是光刻胶。
图14是示意性地示出图5的液体处理腔室的视图。参照图14,液体处理腔室3602和3604具有壳体3610、杯3620、支撑单元3640和液体供应单元3660。壳体3610设置为大致长方体形状。壳体3610的侧壁中形成有入口(未示出),衬底W通过该入口被引入和取出。入口可以通过门(未示出)打开和关闭。杯3620、支撑单元3640和液体供应单元3660设置在壳体3610内。壳体3610的顶壁上设置有风机过滤器单元3670,该风机过滤器单元3670在壳体3610中形成向下的气流。杯3620具有处理空间,该处理空间具有敞开的上部。支撑单元3640设置在处理空间中以支撑衬底W。设置支撑单元3640,使得衬底W在液体处理期间是可旋转的。液体供应单元3660将液体供应到由支撑单元3640支撑的衬底W。
再次参考图4和5,设置多个缓冲腔室3800。部分的缓冲腔室3800设置在索引模块20和搬运腔室3400之间。下文中,这些缓冲腔室被称为前缓冲腔室3802。设置多个前缓冲腔室3802,且该多个前缓冲腔室3802沿竖直方向彼此堆叠。缓冲腔室3802和3804中其他的缓冲腔室设置在搬运腔室3400和接口模块40之间。这些缓冲腔室被称为后缓冲腔室3804。设置有多个后缓冲腔室3804,且该多个后缓冲腔室3804在竖直方向上彼此堆叠。每个前缓冲腔室3802和后缓冲腔室3804临时存储多个衬底W。存储在前缓冲腔室3802中的衬底W由索引机器人2200和搬运机器人3422载入或载出。存储在后缓冲区3804中的衬底W由搬运机器人3422和第一机器人4602载入或载出。
显影区块30b具有热处理腔室3200、搬运腔室3400和液体处理腔室3600。显影区块30b中的热处理腔室3200、搬运腔室3400和液体处理腔室3600的结构与涂覆区块30a中的热处理腔室3200、搬运腔室3400和液体处理腔室3600的结构基本类似,并且与涂覆区块30a的上述结构相类似地布置。然而,显影区块30b中的多个液体处理腔室3600被设置为多个显影腔室360,其同一地供应显影液并对衬底预先形成显影过程。
接口模块40将处理模块30连接到外部曝光设备50。接口模块40具有接口框架4100、附加处理腔室4200、接口缓冲区4400和搬运构件4600。
在接口框架4100的上部设置有风机过滤器单元,该风机过滤器单元在内部形成下向流。附加处理腔室4200、接口缓冲区4400和搬运构件4600设置在接口框架4100内。在将已在涂覆区块30a中处理过的衬底W转移到曝光设备50之前,附加处理腔室4200可以执行预定的附加处理。替代地,附加处理腔室4200可以在已在曝光设备50中处理过的衬底W被载入显影区块30b中之前执行预定的附加处理。根据实施例,附加过程可以是用于暴露衬底W的边缘区域的边缘曝光过程,或用于清洁衬底W的顶表面的顶表面清洁过程,或是用于清洁衬底W的底表面的底表面清洁过程。可以设置多个附加处理腔室4200,以使其彼此堆叠。可以设置附加处理腔室4200以执行相同的处理。替代地,部分附加处理腔室4200可以设置成执行相互不同的处理。
接口缓冲区4400提供了空间,在该空间中,在涂覆区块30a、附加处理腔室4200、曝光设备50和显影区块30b之间被搬运的衬底W暂时保持被搬运中的状态。可以设置多个接口缓冲区4400,以使其彼此堆叠。
根据实施例,附加处理腔室4200可以设置于在搬运腔室3400的纵向方向上延伸的线的一侧,并且接口缓冲区4400可以设置在该线的相对侧。
搬运构件4600在涂覆区块30a、附加处理腔室4200、曝光设备50和显影区块30b之间搬运衬底W。搬运构件4600可以以一个机器人或多个机器人的形式提供。根据一个实施例,搬运构件4600具有第一机器人4602和第二机器人4606。第一机器人4602在涂覆区块30a、附加处理腔室4200和接口缓冲区4400之间搬运衬底W。接口机器人4606在接口缓冲区4400和曝光设备50之间搬运衬底W,并且可以设置第二机器人4604,以在接口缓冲区4400和显影区块30b之间搬运衬底W。
第一机器人4602和第二机器人4606中的每一个包括放置衬底W的抓手,且该抓手向前和向向后移动、围绕平行于第三方向16的轴线旋转,并且能够在第三方向16上移动。
索引机器人2200、第一机器人4602和第二机器人4606的抓手可以设置为与搬运机器人3422和3424的抓手3420具有相同形状。在热处理腔室中选择性地将衬底W直接搬运到搬运板3240的机器人的抓手被设置为具有与搬运机器人3422和3424的抓手3420相同的形状,且其余机器人的抓手的形状与搬运机器人3422和3424的抓手3420的形状不同。
根据实施例,设置索引机器人2200以将衬底W直接发送到设置在涂覆区块30a中的前热处理腔室3200的加热单元3230,以及从该加热单元3230直接接收衬底W。
设置在涂覆区块30a和显影区块30b中的搬运机器人3422被设置为将衬底W直接发送到位于热处理腔室3200中的搬运板3240,以及从该搬运板3240直接接收衬底W。
下文中,将描述通过使用上述衬底处理设备1处理衬底的方法的实施例。
对衬底W依次执行涂覆过程、边缘曝光过程、曝光过程和显影过程。
通过依次执行以下工序来执行涂覆工序:热处理腔室3200中的热处理工序、前液体处理腔室3602中的抗反射膜涂覆工序、热处理腔室3200中的热处理工序、后液体处理腔室3604中的光刻胶膜涂覆工序、以及热处理腔室3200中的热处理工工序。
现将在下文中描述将衬底W从容器10搬运到曝光装置50的路径的示例。
索引机器人2200将衬底W从容器10中取出并将该衬底W搬运到前缓冲区3802。传送机器人3422将存储在前缓冲区3802中的衬底W搬运到位于前端的热处理腔室3200。通过搬运板3240将衬底W搬运到加热单元3230。当完成了通过加热单元3230对衬底W的加热过程时,搬运板3240将衬底W运回到冷却单元3220。搬运板3240在支撑着衬底W的状态下接触冷却单元3220,以对衬底W执行冷却过程。当冷却过程完成时,搬运板3240移动到冷却单元3220的上部,并且传送机器人3422将衬底W从热处理腔室3200搬运到前液体处理腔室3602。
在前液体处理腔室3602中将抗反射膜涂覆在衬底W上。
搬运机器人3422将衬底W从前液体处理腔室3602搬运出,并将该衬底W搬运到热处理腔室3200中。在热处理腔室3200中,依次实行上述加热过程和冷却过程。当完成各个热处理过程后,搬运机器人3422取出衬底W并将其传送到后液体处理腔室3604。
此后,在后液体处理腔室3604中将光刻胶膜涂覆在衬底W上。
搬运机器人3422将衬底W从后液体处理腔室3604搬运出并将该衬底W搬运到热处理腔室3200中。在热处理腔室3200中依次执行上述加热过程和冷却过程。当完成各个热处理过程后,搬运机器人3422将衬底W搬运到后缓冲区3804。接口模块40的第一机器人4602将衬底W从后缓冲区3804中取出,并将该衬底W搬运到附加处理腔室4200。
对附加处理腔室4200中的衬底W执行边缘曝光处理。
此后,第一机器人4602将衬底W从附加处理腔室4200中搬运出,并将该衬底W搬运到接口缓冲区4400。
此后,第二机器人4606将衬底W从接口缓冲区4400中搬运出,并将该衬底W搬运到曝光设备50。
显影步骤包括热处理腔室3200中的加热过程、液体处理腔室3600中的显影过程,以及热处理腔室3200中的热处理过程。
下文中,将描述将衬底W从曝光设备50搬运到容器10的路径。
第二机器人4606将衬底W从曝光设备50中运出,并将该衬底W搬运到接口缓冲区4400。
此后,第一机器人4602将衬底W从接口缓冲区4400中搬运出,并将衬底W搬运到后缓冲区3804。搬运机器人3422将衬底W从后缓冲区3804中搬运出,并将该衬底W搬运到热处理腔室3200。在热处理腔室3200中,依次对衬底W执行加热过程和冷却过程。当完成冷却过程后,由搬运机器人3422将衬底W运送到显影腔室3600。
在显影腔室3600中,将显影液提供到衬底W上以执行显影过程。
通过搬运机器人3422将衬底W从显影腔室3600中搬运出,并将其搬运到热处理腔室3200中。衬底W在热处理腔室3200中依次经受加热过程和冷却过程。当冷却过程完成时,由搬运机器人3422将衬底W从热处理腔室3200搬运出,并将其搬运到前缓冲区3802。
此后,索引机器人2200将衬底W从前缓冲区3802中搬运出,并将该衬底W搬运到容器10。
以上已经对上述衬底处理设备1的处理区块执行涂覆过程和显影过程进行了描述。替代地,衬底处理设备1可以仅包括索引模块20和处理区块37,而不包括接口模块。在这种情况下,处理区块37仅执行涂覆处理,并且待涂覆在衬底W上的膜可以是旋涂硬掩模膜(SOH)。
如上所述,根据本发明构思的实施例,由于温度传感器设置在直接支撑衬底的支撑突出部上,因此可以精确地测量衬底的温度。
另外,根据本发明构思的实施例,由于衬底的温度通过温度传感器直接测量,因此可以跳过额外的温度校正工作并且能够减少设备的设置时间。
已经出于说明性目的进行了以上描述。此外,上述内容描述了本发明构思的示例性实施例,并且本发明构思可以用在各种其他的组合、变化和环境中。也就是说,在不脱离说明书中公开的发明构思的范围、与书面公开相等同范围、和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下,可以修改和校正本发明构思。所撰写的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,并且可以进行在本发明构思的详细应用领域和目的中所需的各种改变。此外,应当理解的是,所附权利要求包括其他实施例。
尽管已经参考实施例描述了本发明构思,但是对于本领域技术人员而言显而易见的是,在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下,可以进行各种改变和修改。因此,应该当理解的是,上述实施例不是限制性的,而是说明性的。

Claims (6)

1.一种用于处理衬底的设备,所述设备包括:
腔室,在所述腔室中具有处理空间;
衬底支撑单元,所述衬底支撑单元用于在所述处理空间中支撑衬底;以及
加热器单元,所述加热器单元用于加热由所述衬底支撑单元支撑的所述衬底,
其中,所述衬底支撑单元包括:
支撑板,所述支撑板具有支持面;
支撑突出部,所述支撑突出部设置为从所述支撑板突出并直接支撑所述衬底;
升降销,所述升降销被设置为在所述支撑板上上下移动所述衬底;
传感器,所述传感器设置于所述支撑突出部以测量所述衬底的温度;以及
弹性构件,所述弹性构件用于在所述支撑突出部面对所述衬底的方向上向所述支撑突出部施加弹力,
其中,在所述支持面中形成插入孔,
其中,所述插入孔包括从所述支持面向下延伸的第一孔和从所述第一孔向下延伸的第二孔,并且所述第一孔的宽度大于所述第二孔的宽度,
其中,从所述支持面突出的所述支撑突出部的突出区域的宽度大于所述第二孔的宽度,并且
其中,所述弹性构件定位在所述第一孔中。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,设置有多个插入孔和多个支撑突出部,
其中,所述设备还包括:
减压单元,所述减压单元用于减小所述衬底和所述支持面之间的空间的压力。
3.根据权利要求2所述的设备,其中,所述多个支撑突出部的一部分位于所述支持面的第一区域中,并且其他的所述支撑突出部位于所述支持面的第二区域中,
其中,所述第一区域包括所述支持面的中心区域,以及
其中,所述第二区域包括所述支持面的边缘,所述支持面的边缘围绕所述第一区域。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备,其中,所述支撑突出部包括用于直接支撑所述衬底的主体,以及
其中,所述传感器位于所述主体中,并且与所述主体的外表面相反的内表面相邻地设置,所述主体的外表面与所述衬底接触。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备,其中,所述支撑突出部包括主体,以及
其中,所述传感器穿过所述主体定位以直接支撑所述衬底。
6.根据权利要求1所述的设备,其中,在所述支持面中形成插入孔,并且所述支撑突出部插入到所述插入孔中,
其中,所述支撑突出部的上端从所述支持面突出。
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