CN111048444B - 加热板冷却方法和基板处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加热板冷却方法和基板处理装置及方法。本发明的实施例提供一种对基板进行热处理的装置及冷却该装置的加热板的方法。作为用于冷却设置在腔室的处理空间内且对基板进行加热处理的加热板的方法,在从所述处理空间中去除所述基板之后,打开所述处理空间,并且通过向所述处理空间内流入在所述处理空间的外部形成的气流而冷却所述加热板。由此,能够缩短加热板的冷却时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种对基板进行热处理的装置及冷却该装置的加热板的方法。
背景技术
为了制造半导体元件,执行如清洗、沉积、影印、蚀刻以及离子注入等的多种工艺。这些工艺中的影印工艺包括在基板上形成如感光液的液膜的工艺。
在基板上形成液膜之后,进行加热基板并将有机物吹到液膜上而使液膜稳定化的烘烤工艺。烘烤工艺包括将基板放置在加热板上并将基板加热至与常温相比非常高的温度的工艺。
这种加热工艺需要周期性地确认因高温导致的热变形及损伤等并进行维护。因此,在结束关于规定张数的基板的烘烤工艺或达到规定周期的情况下,冷却加热板并进行关于加热板及其周边装置的损伤确认及维护。
但是,在自然冷却加热板时至少需要几个小时。由此,为了缩短加热板的冷却时间,提出使常温的基板或夹具与加热板强制性地接触的方案。但是,加热板在冷却过程中发生如收缩的热变形,这会损伤执行制冷剂功能的基板。
[现有技术文献]
[专利文献]:韩国授权专利10-1605721
发明内容
技术问题
本发明的一目的是提供一种能够缩短加热板的冷却时间的装置及方法。
此外,本发明的一目的是在没有设置额外的附加装置的情况下能够提高加热板的冷却速度的装置及方法。
技术方案
本发明的实施例提供一种对基板进行热处理的装置及冷却该装置的加热板的方法。
作为用于冷却设置在腔室的处理空间内且对基板进行加热处理的加热板的方法,在从所述处理空间中去除所述基板之后,打开所述处理空间,并且通过向所述处理空间内流入在所述处理空间的外部形成的气流而冷却所述加热板。
在冷却所述加热板时以及在所述处理空间中处理所述基板时,可以不同地设置所述气流的流速。在冷却所述加热板时,所述气流的流速可以被设置为大于在所述处理空间中处理所述基板时的气流的流速。
所述处理空间由上部主体和下部主体的组合形成,所述处理空间的开闭通过所述上部主体或所述下部主体的升降来实现,冷却所述加热板时的所述上部主体与所述下部主体间的间隔距离可以被设置为大于在所述处理空间中处理所述基板时的所述间隔距离。
可以通过所述加热板以第一温度对属于第一组的基板进行加热处理,在对属于第一组的基板结束加热处理后冷却所述加热板,在对属于所述第一组的基板进行加热处理期间,持续接通连接到设置在所述加热板的加热器的电源,在冷却所述加热板时断开所述电源。
作为利用包括具有内部空间的壳体、设置在所述内部空间且具有用于对基板进行加热处理的处理空间的加热单元、设置在所述内部空间且用于对所述基板进行冷却处理的冷却单元以及在所述内部空间中形成气流的气流形成单元的装置来处理所述基板的方法,包括以下步骤:将所述基板设置在所述加热单元的加热板上且对所述基板进行加热处理;和从所述处理空间中去除所述基板之后冷却所述加热板,其中,在冷却所述加热板的步骤中,打开所述处理空间并向所述处理空间内流入在所述处理空间的外部形成的所述气流以冷却所述加热板。
在冷却所述加热板的步骤中所述气流的流速可以被设置成大于在对所述基板进行加热处理的步骤中的气流的流速。
所述处理空间由上部主体和下部主体的组合形成,所述处理空间的开闭通过所述上部主体或所述下部主体的升降来实现,在冷却所述加热板的步骤中的所述上部主体与所述下部主体间的间隔距离可以被设置为大于在对所述基板进行加热处理的步骤中的所述间隔距离。
一种基板处理装置,包括:壳体,其具有内部空间;加热单元,其设置在所述内部空间中且对基板进行加热处理;气流形成单元,其用于在所述内部空间中形成气流;以及控制器,其用于控制所述加热单元及所述气流形成单元,所述加热单元包括:腔室,在所述腔室的内部具有处理空间;和加热板,其用于在所述处理空间中加热所述基板,其中,所述控制器以如下方式控制所述加热单元及所述气流形成单元:在从所述处理空间中去除基板的状态下冷却所述加热板时,朝向所述内部空间打开所述处理空间以向所述处理空间内流入在所述内部空间中形成的气流,并且通过所述气流来冷却所述加热板。
所述控制器可以控制所述气流形成单元以使在冷却所述加热板时的所述气流的流速大于在所述处理空间中对所述基板进行加热处理时的气流的流速。
所述加热腔室可包括上部主体和下部主体,所述上部主体和下部主体彼此组合而在内部形成所述处理空间,所述加热单元还包括升降单元,所述升降单元通过升降所述下部主体和所述上部主体中的一者而调节所述上部主体与所述下部主体间的相对高度,所述控制器可控制所述升降单元以使冷却所述加热板时的所述下部主体与所述上部主体间的间隔距离大于在所述处理空间中处理所述基板时的所述间隔距离。
所述加热板可包括:支撑板,其用于放置基板;加热器,其用于加热放置在所述支撑板上的基板;和电源,其用于接通或断开所述加热器,所述控制器在冷却所述加热板时断开所述加热器,并且在所述处理空间中对属于所述第一组的基板持续进行加热处理期间接通所述加热器。
所述气流形成单元可包括:风扇单元,其用于向所述内部空间供给空气;和排气单元,其用于对所述内部空间进行排气,其中,从上部观察时,所述加热单元及所述冷却单元可以位于所述风扇单元与所述排气单元之间。
在所述壳体的一侧壁上可形成有运出运入所述基板的运出运入口,所述风扇单元被设置为比所述排气单元更靠近所述运出运入口,所述冷却单元被设置为比所述加热单元更靠近所述风扇单元,所述加热单元被设置为比所述冷却单元更靠近所述排气单元。
从上部观察时,所述风扇单元、所述冷却单元、所述加热单元及所述排气单元可以沿一方向依次排列。
有益效果
根据本发明的实施例,在冷却步骤中形成流速大于加热处理步骤的流速的气流。由此,能够缩短加热板的冷却时间。
此外,根据本发明的实施例,冷却加热板时的上部主体与下部主体间的间隔距离被设置为大于加热处理所述基板时的该间隔距离。由此,与加热处理基板时的情况相比较,在冷却加热板时向处理空间流入更多量的气流而能够缩短加热板的冷却时间。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施例所涉及的基板处理装置的立体图。
图2是表示图1的涂布区块或显影区块的基板处理装置的剖视图。
图3是图1的基板处理装置的俯视图。
图4是表示图3的运送机械手的手部的一例的图。
图5是示意性地表示图3的热处理腔室的一例的俯视图。
图6是图5的热处理腔室的主视图。
图7是表示图6的加热单元的剖视图。
图8是表示图7的基板支撑单元的俯视图。
图9是表示冷却加热板的过程的流程图。
图10至图12是表示图9的加热处理步骤的图。
图13是表示图9的冷却步骤的图。
图14是表示加热处理工艺与冷却处理工艺间的加热器状态的图表。
图15是表示第一组的加热处理工艺、第二组的加热处理工艺与冷却处理工艺间的加热器状态的图表。
图16是示意性地表示图3的液处理腔室的一例的图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施例进行更详细说明。本发明的实施例可变形为多种方式,应解释为本发明的范围并非由以下实施例限定。本实施例是为了向本领域的技术人员更完整地说明本发明而提供的。因此,为了强调更明确的说明,夸大附图中的要素的形状。
在对如半导体晶片或平板显示面板的基板执行光刻工艺时可使用本实施例的设备。以下,以使用晶片作为基板的情况为例进行说明。
图1是示意性地表示本发明的一实施例所涉及的基板处理装置的立体图,图2是表示图1的涂布区块或显影区块的基板处理装置的剖视图,图3是图1的基板处理装置的俯视图。
参照图1至图3,基板处理装置1包括转位模块20、处理模块30和接口模块40。根据一实施例,转位模块20、处理模块30及接口模块40依次设置成一列。以下,将排列有转位模块20、处理模块30及接口模块40的方向称为第一方向12,将从上部观察时与第一方向12垂直的方向称为第二方向14,将与第一方向12及第二方向14均垂直的方向称为第三方向16。
转位模块20从容纳有基板W的容器10向处理模块30运送基板W,并且将完成处理的基板W收纳到容器10。转位模块20的长度方向被设置为第二方向14。转位模块20具有加载端口22和转位框架24。以转位框架24为基准,加载端口22位于处理模块30的相反侧。收纳有基板W的容器10放置在加载端口22上。可设置有多个加载端口22,多个加载端口22可以沿第二方向14设置。
作为容器10可使用如前开式晶圆传送盒(Front Open Unified Pod:FOUP)那样的密封用容器10。容器10可通过如高架转移(Overhead Transfer)、高架输送器(OverheadConveyor)或自动导引车辆(Automatic Guided Vehicle)等的移送机构(未图示)或者操作者放置在加载端口22上。
在转位框架24的内部设置有转位机械手2200。在转位框架24内可设置有长度方向被设置为第二方向14的导轨2300,转位机械手2200被设置为能够在导轨2300上移动。转位机械手2200可包括放置基板W的手部2220,手部2220被设置为能够向前和向后移动、以第三方向16为轴旋转以及沿第三方向16移动。
处理模块30对基板W执行涂布工艺及显影工艺。处理模块30具有涂布区块30a及显影区块30b。涂布区块30a对基板W执行涂布工艺,显影区块30b对基板W执行显影工艺。设置有多个涂布区块30a,它们被设置为彼此层压。设置有多个显影区块30b,显影区块30b被设置为彼此层压。根据图2的实施例,设置有两个涂布区块30a,并且设置有两个显影区块30b。涂布区块30a可设置在显影区块30b的下方。根据一例,两个涂布区块30a可执行彼此相同的工艺,被设置为彼此相同的结构。此外,两个显影区块30b可执行彼此相同的工艺,被设置为彼此相同的结构。
参照图4,涂布区块30a具有热处理腔室3200、运送腔室3400、液处理腔室3600及缓冲腔室3800。热处理腔室3200对基板W执行热处理工艺。热处理工艺可包括冷却工艺及加热工艺。液处理腔室3600通过向基板W上供给液体而形成液膜。液膜可以是光致抗蚀剂膜或防反射膜。运送腔室3400在涂布区块30a内的热处理腔室3200与液处理腔室3600之间运送基板W。
运送腔室3400被设置为其长度方向与第一方向12平行。在运送腔室3400中设置有运送机械手3422。运送机械手3422在热处理腔室3200、液处理腔室3600及缓冲腔室3800之间运送基板。根据一例,运送机械手3422可具有放置基板W的手部3420,手部3420被设置为能够向前和向后移动、以第三方向16为轴旋转以及沿第三方向16移动。在运送腔室3400内可设置有以其长度方向与第一方向12平行的方式设置的导轨3300,运送机械手3422在导轨3300上能够移动。
图4是表示图3的运送机械手的手部的一例的图。参照图4,手部3420具有底座3428及支撑突起3429。底座3428可具有圆周的一部分弯曲的环形的环形状。底座3428具有大于基板W的直径的内径。支撑突起3429从底座3428向其内侧延伸。设置有多个支撑突起3429,该支撑突起3429支撑基板W的边缘区域。根据一例,能够以等间隔设置有四个支撑突起3429。
设置有多个热处理腔室3200。热处理腔室3200沿第一方向12排列设置。热处理腔室3200位于运送腔室3400的一侧。
图5是示意性地表示图3的热处理腔室的一例的俯视图,图6是图5的热处理腔室的主视图。参照图5及图6,热处理腔室3200包括壳体3210、冷却单元3220、加热单元3230、运送板3240、气流形成单元3250及控制器1900。
壳体3210被设置为具有内部空间的正六面体形状。在壳体3210的一侧壁上形成有供基板W出入的运出运入口(未图示)。例如,壳体3210的一侧壁可以是与运送腔室3400相对的面。运出运入口3214可维持为打开状态。可以以选择性地开闭运出运入口3214的方式设置有门(未图示)。在壳体3210的内部空间中设置有冷却单元3220、加热单元3230及运送板3240。冷却单元3220及加热单元3230沿第二方向14并排设置。根据一例,冷却单元3220可被设置为与加热单元3230相比更靠运送腔室3400。
冷却单元3220具有冷却板3222。冷却板3222在从上部观察时可具有大致圆形的形状。在冷却板3222上设置有冷却构件3224。根据一例,冷却构件3224可形成在冷却板3222的内部,并且被设置为供冷却流体流动的流道。
加热单元3230被设置为将基板W加热至高于常温的温度的装置1000。加热单元3230通过在常压或低于该常压的减压气氛下加热基板W而进行烘烤处理。图7是表示图6的加热单元的剖视图。参照图7,加热单元1000包括腔室1100、基板支撑单元1300及排气构件1500。
在腔室1100的内部设置有对基板W进行加热处理的处理空间1110。处理空间1110被设置为与外部隔开的空间。腔室1100包括上部主体1120、下部主体1140及密封构件1160。
上部主体1120被设置为下部开放的筒形状。在上部主体1120的上表面上形成有排气孔1124及流入孔1122。排气孔1124形成在上部主体1120的中心。排气孔1124对处理空间1110的气氛进行排气。以隔开方式设置有多个流入孔1122,该多个流入孔1122被排列为包围排气孔1124。流入孔1122用于向处理空间1110流入外部气流。根据一例,流入孔1122为四个,外部气流可以是空气。
下部主体1140被设置为上部开放的筒形状。下部主体1140的侧壁的一部分被设置为向处理空间导入外部气体的气体导入部1600。下部主体1140位于上部主体1120的下方。上部主体1120及下部主体1140被设置为沿上下方向彼此相对。上部主体1120及下部主体1140通过彼此组合而在内部形成处理空间1110。上部主体1120及下部主体1140被设置为彼此的中心轴相对于上下方向彼此重合。下部主体1140可具有与上部主体1120相同的直径。即,下部主体1140的上端可被设置为与上部主体1120的下端相对。
上部主体1120及下部主体1140中的一者通过升降构件1130向打开位置和关闭位置移动,另一者的位置被固定。在本实施例中,说明了下部主体1140的位置被固定,并且上部主体1120移动。打开位置为上部主体1120和下部主体1140彼此相隔而打开处理空间1110的位置。关闭位置为通过下部主体1140及上部主体1120相对于外部密闭处理空间1110的位置。
根据一例,在打开位置下根据工艺可以不同地设置上部主体1120与下部主体1140的间隔距离。在进行基板加热处理工艺时,可以以间隔距离具有第一距离D1的方式升降上部主体1120,在进行加热板冷却工艺时,可以以间隔距离具有第二距离D2的方式升降上部主体1120。第一距离D1可被设置为小于第二距离D2的距离。
密封构件1160位于上部主体1120与下部主体1140之间。密封构件1160在上部主体1120与下部主体1140接触时相对于外部密闭处理空间。密封构件1160可被设置为环形的环形状。密封构件1160可固定结合到下部主体1140的上端。
基板支撑单元1300在处理空间1110中支撑基板W。基板支撑单元1300固定接合到下部主体1140。基板支撑单元1300包括加热板1310、升降销1340及支撑销1360。图8是表示图7的基板支撑单元的俯视图。参照图7及图8,加热板1310包括支撑板1320及加热器1420。支撑板1320向基板W传递由加热器1400产生的热。支撑板1320被设置为圆形的板形状。支撑板1320的上表面具有大于基板W的直径。支撑板1320的上表面作为放置基板W的安置面1320a发挥功能。在安置面1320a上形成有多个升降孔1322。升降孔位于彼此不同的区域。从上部观察时,升降孔1322被设置为分别包围支撑板1320的上表面的中心。各个升降孔1322沿圆周方向彼此间隔排列。升降孔1322可被设置为彼此以相等的间隔相隔。例如,可设置有三个升降孔1322。可由包含氮化铝(AlN)的材料设置支撑板1320。
加热器1420对放置于支撑板1320的基板W进行加热处理。加热器1420位于比放置在支撑板1320上的基板W更靠下方。设置有多个加热器1420。加热器1420可位于支撑板1320内,或者可位于支撑板1320的底面上。各加热器1420位于同一平面上。根据一例,各加热器1420可以以彼此不同的温度加热安置面的彼此不同的区域。加热器1420中的一部分可以以第一温度加热安置面1320a的中央区域,加热器1420的另一部分可以以第二温度加热安置面1320a的边缘区域。第二温度可以是高于第一温度的温度。加热器1420可以是印刷图案或热线。
升降销1340在支撑板1320上升降基板W。设置有多个升降销1342,各个升降销被设置为朝向竖直的上下方向的销形状。升降销1340位于各个升降孔1322中。驱动构件(未图示)使各个升降销1342在上升位置与下降位置之间移动。在此,上升位置为升降销1342的上端高于安置面1320a的位置,下降位置定义为升降销1342的上端与安置面1320a相同或比其低的位置。驱动构件(未图示)可位于腔室1100的外部。驱动构件(未图示)可以是气缸。
支撑销1360防止基板W与安置面1320a直接接触。支撑销1360被设置为具有与升降销1342平行的长度方向的销形状。设置有多个支撑销1360,各个支撑销1360固定设置在安置面1320a上。支撑销1360被设置为从安置面1320a向上方突出。支撑销1360的上端被设置为与基板W的底面直接接触的接触面,接触面具有向上凸出的形状。由此,能够使支撑销1360与基板W之间的接触面积最小化。
导向件1380以基板W放置在安置面1320a的规定位置上的方式导引基板W。导向件1380被设置为具有包围安置面1320a的环形的环形状。导向件1380具有大于基板W的直径。导向件1380的内侧面具有越靠近支撑板1320的中心轴则越向下倾斜的形状。由此,搭在导向件1380的内侧面上的基板W沿该倾斜面向其他规定位置移动。
排气构件1500对处理空间1110的内部进行强制性排气。排气构件1500包括排气管1530、减压构件1560及导向板1520。排气管1530具有长度方向朝向竖直的上下方向的管形状。排气管1530被设置为贯通上部主体1120的上壁。根据一例,排气管1530可被设置为插入到排气孔1124中。即,排气管1530的下端位于处理空间1110内,排气管1530的上端位于处理空间1110的外部。在排气管1530的上端连接有减压构件1560。减压构件1560对排气管1530进行减压。由此,依次经由通孔1522及排气管1530对处理空间1110的气氛进行排气。
导向板1520可具有在中心具有通孔1522的板形状。导向板1520具有从排气管1530的下端延伸的圆形的板形状。导向板1520以通孔1522和排气管1530的内部彼此贯通的方式固定接合到排气管1530。导向板1520被设置为从支撑板1320的上部与支撑板1320的支撑面相对。导向板1520被设置为高于下部主体1140。根据一例,导向板1520可设置在与上部主体1120面对的高度上。当从上部观察时,导向板1520被设置为与流入孔1122重叠,并且具有与上部主体1120的内侧面隔开的直径。由此,在导向板1520的侧端与上部主体1120的内侧面之间产生间隙,该间隙被设置为经由流入孔1122流入的气流向基板W供给的流动路径。
在此参照图5及图6,气流形成单元3500在壳体3210的内部空间3212中形成气流。气流在内部空间3212中能够大致朝向一方向流动。气流形成单元3500包括风扇单元3252及排气单元3254。
风扇单元3252向内部空间3212供给空气,排气单元3254对内部空间3212进行排气。风扇单元3252及排气单元3254分别设置于壳体3210。风扇单元3252可包括能够供给空气的风扇3252a及空气供给管线3252b,排气单元3254可包括能够对内部空间3212进行排气的空气排气管线3254b及减压构件3254a。例如,风扇单元3252可设置在壳体3210的顶面上,排气单元3254可设置在壳体3210的底面上。由此,在内部空间3212中可形成随着朝向一方向而向下倾斜的流动气流,即便在处理空间1110中发生的颗粒露出到其外部,向下倾斜的流动气流也能够抑制颗粒扩散。
当从上部观察时,风扇单元3252和排气单元3254沿与第二方向14平行的方向设置。当从上部观察时,风扇单元3252和排气单元3254被设置为在它们之间设置有冷却单元3220及加热单元3230。根据一例,风扇单元3252可被设置为比排气单元3254更靠近形成于壳体3210的运入运出口3214。当从上部观察时,冷却单元3220可被设置为比加热单元3230更靠近风扇单元3252,加热单元3230可被设置为比冷却单元3220更靠近排气单元3254。由此,从风扇单元3252供给的空气能够经过冷却单元3220形成低于常温的温度的气流。
气流形成单元3500可以在壳体3210的内部空间3212中形成第一流速的气流或第二流速的气流。在此,第一流速可以是小于第二流速的流速。根据一例,当在处理空间1110中对基板W进行加热处理时,可形成第一流速的气流,当冷却加热板1310时,可形成第二流速的气流。可通过风扇单元3252和排气单元3254中的至少一者来调节气流流速。在本实施例中说明通过调节风扇单元3252的RPM来调节气流流速。
控制器1900以分别实现基板W的加热处理工艺和加热板1310的冷却工艺的方式控制加热单元3230及气流形成单元3500。控制器1900能够根据待执行的工艺种类以不同方式控制升降构件1130及风扇单元3252。控制器1900能够根据基板加热处理工艺和加热板1310的冷却工艺以不同方式控制上部主体1120与下部主体1140间的间隔距离及气流流速。在本实施例中,说明基板W的加热处理工艺包括基板W在处理空间1110中被加热的工艺和向处理空间1110运入及运出基板W的过程。根据一例,在进行加热板1310的冷却工艺时的气流流速可被设置为大于在进行基板W的加热处理工艺时的气流流速。此外,在进行加热板1310的冷却工艺时的间隔距离可被设置为大于在进行基板W的加热处理工艺时的间隔距离。
以下说明通过上述装置对基板W进行加热处理且对加热板1310进行冷却处理的方法。图9是表示冷却加热板的过程的流程图,图10至图12是表示图9的加热处理步骤的图,图13是表示图9的冷却步骤的图。
在对基板W进行加热处理的步骤S100中,通过运送机械手342将在液处理腔室3600中形成有液膜的基板W运入壳体3210中。在壳体3210的内部空间3212中形成第一流速的气流。通过运送板3240将运入壳体3210中的基板W运送到加热单元3230。将连接到加热器1420的电源持续维持在接通状态以维持加热板1310的工艺温度。移动上部主体1120以与下部主体1140间隔第一距离D1,通过第一距离D1的开放区域将基板W运入处理空间1110。然后,使上部主体1120下降以密封处理空间1110,并以工艺温度对基板W进行加热处理。然后,使上部主体1120进行上升运动以与下部主体1140间隔第一距离D1,通过运送板3240将基板W通过第一距离D1的开放区域从处理空间1110运出,并运送到冷却单元3220以进行冷却处理。通过运送机械手3422将完成冷却处理的基板W运送到接口模块40。
从加热板1310去除基板W而完成基板W的加热处理步骤S100后,进行冷却加热板1310的步骤S200。
在冷却加热板1310的步骤S200中,断开(Off)连接到加热器1420的电源。使上部主体1120上升以与下部主体1140相隔大于第一距离D1的第二距离D2。在壳体3210的内部空间3212中将气流从第一流速调节为第二流速。由此,向处理空间1110流入比加热处理基板W的步骤更多量的气流,从而冷却加热板1310。
在上述实施例中,冷却加热板1310的方式为非接触冷却方式,而不是通过使制冷剂与加热板1310直接接触而进行冷却的方式。因此,非接触冷却方式与接触冷却方式相比工艺简单,能够防止在制冷剂移动及制冷剂接触过程中发生的事故等。
此外,在加热处理基板W的步骤S100中上部主体1120与下部主体1140间的间隔距离被设置为小于冷却加热板1310的步骤S200中的间隔距离。这能够通过在加热处理基板W的步骤S100中使上部主体1120的移动距离最小化而缩短基板W的加热处理步骤S100所需的时间。此外,这是因为由于处理空间1110的打开区域与冷却步骤相比缩小,使流入到处理空间1110中的气流量最小化,从而使加热板1310的温度下降最小化。
此外,在加热处理基板W的步骤S100中的气流流速被设置为小于冷却加热板1310的步骤中的气流流速。由此,通过使流入到处理空间1110中的气流量最小化,从而在加热处理基板W的过程中能够使加热板1310的温度下降最小化。
与此相反地,由于在冷却加热板1310的步骤S200中与加热处理基板W的步骤S100相比流入到处理空间1110中的气流量增加,因此与加热处理基板W时(S100)相比能够提高加热板1310的温度下降幅度。
此外,在本实施例中说明若对单一的基板W完成加热处理工艺则执行冷却处理加热板1310的工艺。但是,如图14所示,可以对属于第一组的基板持续执行加热处理工艺P1,在该加热工艺P1之后执行冷却处理加热板1310的工艺Pc。在对属于第一组的基板执行加热处理的过程中(P1),与在运出运入第一组的基板的过程中是否开闭处理空间1110的情况无关地将连接到加热器1420的电源持续维持接通状态,从而能够防止加热板1310的温度下降。
与此相反地,在结束属于第一组的基板的加热处理工艺P1并开始加热板1310的冷却处理工艺Pc时,可以断开电源。
此外,如图15所示,在结束属于第一组的基板的加热处理工艺P1并对属于第二组的基板以比第一组的基板低的温度进行加热处理P2时,可以在开始属于第二组的基板的加热处理工艺P2之前,执行加热板1310的冷却处理工艺。在此,加热板1310的冷却是为了将第二组的基板的加热处理工艺P2迅速调节为待执行的加热板1310的工艺温度。
再次参照图5及图6,运送板3240设置大致圆板形状,具有与基板W对应的直径。在运送板3240的边缘形成有切口3244。切口3244可具有与形成于上述运送机械手3422的手部3420上的支撑突起3429对应的形状。此外,切口3244以与形成于手部3420的支撑突起3429对应的数量设置,并且形成在与支撑突起3429对应的位置上。如果在沿上下方向排列有手部3420和运送板3240的位置上变更手部3420和运送板3240的上下位置,则在手部3420与运送板3240之间实现基板W的传递。运送板3240可安装在导轨3249上,通过驱动器3246沿导轨3249在第一区域(内部空间3212)与第二区域(运入运出口3214)之间移动。在运送板3240上设置有多个狭缝形状的导向槽3242。导向槽3242从运送板3240的端部延伸至运送板3240的内部。导向槽3242被设置为其长度方向沿第二方向14,导向槽3242被设置为沿第一方向12彼此隔开。当在运送板3240与加热单元3230之间实现基板W的传递时,导向槽3242防止运送板3240和升降销1340彼此干涉。
在基板W直接放置于支撑板1320上的状态下实现基板W的加热,在放置有基板W的运送板3240与冷却板3222接触的状态下实现基板W的冷却。为了在冷却板3222与基板W之间顺利实现热传递,由热传递率高的材料设置运送板3240。根据一例,可由金属材料设置运送板3240。
设置于热处理腔室3200中的一部分热处理腔室的加热单元3230在基板W的加热过程中供给气体而能够提高光致抗蚀剂的基板W的附着率。根据一例,气体可以是六甲基二硅烷(hexamethyldisilane)气体。
设置有多个液处理腔室3600。液处理腔室3600中的一部分可被设置为彼此层压。液处理腔室3600设置在运送腔室3402的一侧。液处理腔室3600沿第一方向12并排排列。液处理腔室3600中的一部分设置在与转位模块20相邻的位置上。以下,将这些液处理腔室称作前端液处理腔室3602(front liquid treating chamber)。液处理腔室3600中的其他一部分设置在与接口模块40相邻的位置上。以下,将这些液处理腔室称为后端液处理腔室3604(rear heat treating chamber)。
前端液处理腔室3602在基板W上涂布第一液体,后端液处理腔室3604在基板W上涂布第二液体。第一液体和第二液体可以是互不相同的种类的液体。根据一实施例,第一液体为防反射膜,第二液体为光致抗蚀剂。光致抗蚀剂可以涂布在涂布有防反射膜的基板W上。选择性地,第一液体可以是光致抗蚀剂,第二液体可以是防反射膜。在该情况下,防反射膜可以涂布在涂布有光致抗蚀剂的基板W上。选择性地,第一液体和第二液体可以是同一种类的液体,它们均可以是光致抗蚀剂。
图16是示意性地表示图3的液处理腔室的一例的图。参照图16,液处理腔室3602、3604具有壳体3610、杯状物3620、支撑单元3640及液供给单元3660。壳体3610设置为大致正六面体形状。在壳体3610的侧壁上形成有供基板W出入的运入口(未图示)。能够通过门(未图示)来开闭运入口。杯状物3620、支撑单元3640及液供给单元3660设置在壳体3610内。在壳体3610的上壁上可设置有在壳体3260内形成下降气流的风扇过滤单元3670。杯状物3620具有上部打开的处理空间。支撑单元3640设置在处理空间内,并且支撑基板W。支撑单元3640被设置为在液处理中途能够旋转基板W。液供给单元3660向支撑在支撑单元3640上的基板W供给液体。
再次参照图2及图3,设置有多个缓冲腔室3800。缓冲腔室3800中的一部分设置在转位模块20与运送腔室3400之间。以下,将这些缓冲腔室称为前端缓冲器3802(frontbuffer)。设置有多个前端缓冲器3802,该多个前端缓冲器3802沿上下方向彼此层压设置。缓冲腔室3800中的其他一部分设置在运送腔室3400与接口模块40之间。以下,将这些缓冲腔室称为后端缓冲器3804(rear buffer)。设置有多个后端缓冲器3804,该多个后端缓冲器3804沿上下方向彼此层压设置。前端缓冲器3802及后端缓冲器3804中的每一个缓冲器暂时保管多个基板W。通过转位机械手2200及运送机械手3422运入或运出保管到前端缓冲器3802的基板W。通过运送机械手3422及第一机械手4602运入或运出保管到后端缓冲器3804中的基板W。
显影区块30b具有热处理腔室3200、运送腔室3400及液处理腔室3600。由于显影区块30b的热处理腔室3200、运送腔室3400及液处理腔室3600被设置为与涂布区块30a的热处理腔室3200、运送腔室3400及液处理腔室3600大致类似的结构及设置,因此与此相应。但是,显影区块30b中的液处理腔室3600均相同地供给显影液,被设置为对基板进行显影处理的显影腔室3600。
接口模块40用于将处理模块30与外部的曝光装置50连接。接口模块40具有接口框架4100、附加工艺腔室4200、接口缓冲器4400及运送构件4600。
在接口框架4100的上端可设置有在内部形成下降气流的风扇过滤单元。附加工艺腔室4200、接口缓冲器4400及运送构件4600设置在接口框架4100的内部。附加工艺腔室4200在涂布区块30a中完成工艺的基板W运入到曝光装置50之前可执行规定的附加工艺。选择性地,附加工艺腔室4200在曝光装置50中完成工艺的基板W运入到显影区块30b之前可执行规定的附加工艺。根据一例,附加工艺可以是对基板W的边缘区域进行曝光的边缘曝光工艺、清洗基板W的上表面的上表面清洗工艺或清洗基板W的下表面的下表面清洗工艺。可设置有多个附加工艺腔室4200,它们可被设置为彼此层压。附加工艺腔室4200可被设置为均执行相同的工艺。选择性地,附加工艺腔室4200中的一部分可被设置为执行彼此不同的工艺。
接口缓冲器4400提供如下的空间:该空间用于使在涂布区块30a、附加工艺腔室4200、曝光装置50及显影区块30b之间运送的基板W在运送中途暂时停留。可设置有多个接口缓冲器4400,多个接口缓冲器4400被设置为彼此层压。
根据一例,以运送腔室3400的长度方向的延长线为基准,在一侧面上可设置有附加工艺腔室4200,在另一侧面上可设置有接口缓冲器4400。
运送构件4600在涂布区块30a、附加工艺腔室4200、曝光装置50及显影区块30b之间运送基板W。运送构件4600可被设置为一个或多个机械手。根据一例,运送构件4600具有第一机械手4602及第二机械手4606。第一机械手4602可被设置为在涂布区块30a、附加工艺腔室4200及接口缓冲器4400之间运送基板W,第二机械手4606在接口缓冲器4400与曝光装置50之间运送基板W,第二机械手4604在接口缓冲器4400与显影区块30b之间运送基板W。
第一机械手4602及第二机械手4606分别可包括放置基板W的手部,手部被设置为能够进行向前和向后移动、以与第三方向16平行的轴为基准进行旋转及沿第三方向16移动。
转位机械手2200、第一机械手4602及第二机械手4606的手部均可被设置为与运送机械手3422的手部3420相同的形状。选择性地,和热处理腔室的运送板3240直接传接基板W的机械手的手部可被设置为与运送机械手3422的手部3420相同的形状,剩余机械手的手部被设置为与此不同的形状。
根据一实施例,转位机械手2200可被设置为能够与设置于涂布区块30a的前端热处理腔室3200的加热单元3230直接传接基板W。
此外,设置于涂布区块30a及显影区块30b的运送机械手3422可被设置为能够与位于热处理腔室3200的运送板3240直接传接基板W。
接着,对利用上述基板处理装置1进行基板处理的方法的一实施例进行说明。
对基板W依次执行涂布处理工艺S20、边缘曝光工艺S40、曝光工艺S60及显影处理工艺S80。
通过依次实现热处理腔室3200中的热处理工艺S21、前端液处理腔室3602中的防反射膜涂布工艺S22、热处理腔室3200中的热处理工艺S23、后端液处理腔室3604中的光致抗蚀剂膜涂布工艺S24、以及热处理腔室3200中的热处理工艺S25来执行涂布处理工艺S20。
下面,对从容器10至曝光装置50的基板W的运送路径的一例进行说明。
转位机械手2200从容器10中取出基板W之后运送到前端缓冲器3802。运送机械手3422向前端热处理腔室3200运送保管在前端缓冲器3802中的基板W。基板W通过运送板3240运送到加热单元3230。在加热单元3230中完成基板的加热工艺的情况下,运送板3240向冷却单元3220运送基板。运送板3240在支撑基板W的状态下与冷却单元3220接触而执行基板W的冷却工艺。在完成冷却工艺的情况下,运送板3240向冷却单元3220的上部移动,运送机械手3422从热处理腔室3200中运出基板W并运送到前端液处理腔室3602。
在前端液处理腔室3602中,在基板W上涂布防反射膜。
运送机械手3422从前端液处理腔室3602中运出基板W并向热处理腔室3200运入基板W。在热处理腔室3200中依次进行上述的加热工艺及冷却工艺,在完成各热处理工艺的情况下,运送机械手3422运出基板W并运送到后端液处理腔室3604。
之后,在后端液处理腔室3604中,在基板W上涂布光致抗蚀剂膜。
运送机械手3422从后端液处理腔室3604中运出基板W并向热处理腔室3200运入基板W。在热处理腔室3200中依次进行上述的加热工艺及冷却工艺,在完成各热处理工艺的情况下,运送机械手3422向后端缓冲器3804运送基板W。接口模块40的第一机械手4602从后端缓冲器3804中运出基板W并运送到辅助工艺腔室4200。
在辅助工艺腔室4200中对基板W执行边缘曝光工艺。
之后,第一机械手4602从辅助工艺腔室4200中运出基板W并向接口缓冲器4400运送基板W。
之后,第二机械手4606从接口缓冲器4400中运出基板W并运送到曝光装置50。
通过依次实现热处理腔室3200中的热处理工艺S81、液处理腔室3600中的显影工艺S82及热处理腔室3200中的热处理工艺S83而执行显影处理工艺S80。
下面,对从曝光装置50至容器10的基板W的运送路径的一例进行说明。
第二机械手4606从曝光装置50中运出基板W并向接口缓冲器4400运送基板W。
之后,第一机械手4602从接口缓冲器4400中运出基板W并向后端缓冲器3804运送基板W。运送机械手3422从后端缓冲器3804中运出基板W并向热处理腔室3200运送基板W。在热处理腔室3200中依次执行基板W的加热工艺及冷却工艺。在完成冷却工艺的情况下,通过运送机械手3422向显影腔室3600运送基板W。
在显影腔室3600中通过向基板W上供给显影液而执行显影工艺。
通过运送机械手3422从显影腔室3600中运出基板W并运入到热处理腔室3200。在热处理腔室3200中对基板W依次执行加热工艺及冷却工艺。在完成冷却工艺的情况下,通过运送机械手3422从热处理腔室3200中运出基板W并向前端缓冲器3802运送基板W。
之后,转位机械手2200从前端缓冲器3802中取出基板W并运送到容器10。
说明了上述的基板处理装置1的处理模块执行涂布处理工艺和显影处理工艺。但是,与此不同地,基板处理装置1可不具备接口模块,只具备转位模块20和处理模块37。在该情况下,处理模块37只执行涂布处理工艺,涂布到基板W上的膜可以是旋转式硬掩膜(SOH)。
上述详细说明用于举例说明本发明。此外,上述内容表现并说明本发明的优选实施方式,在多种其他组合、变更及环境下能够使用本发明。在与本说明书中公开的发明的概念的范围和撰述的公开内容均等的范围和/或本领域的技术或知识范围内能够进行变更或修改。撰述的实施例说明用于实现本发明的技术思想的最佳状态,还可以进行本发明的具体应用领域及用途所要求的各种变更。因此,以上发明的详细说明并非由公开的实施方式来限制本发明。此外,应解释为所附的权利要求书还包括其他实施方式。
[附图标记说明]
1100:腔室 1110:处理空间
1900:控制器 3210:壳体
3212:内部空间 3220:冷却单元
3230(1000):加热单元 3250:气流形成单元
D1:第一距离 D2:第二距离。
Claims (7)
1.一种基板处理方法,利用包括具有内部空间的壳体、设置在所述内部空间且具有用于对基板进行加热处理的处理空间的加热单元、设置在所述内部空间且用于对所述基板进行冷却处理的冷却单元以及在所述内部空间中形成气流的气流形成单元的装置来处理所述基板,所述方法包括以下步骤:
将所述基板设置在所述加热单元的加热板上且对所述基板进行加热处理;和
从所述处理空间中去除所述基板之后冷却所述加热板,
其中,通过设置于所述壳体的顶面的风扇单元向所述壳体的内部空间供给空气且通过设置于所述壳体的底面上的排气单元对所述壳体的内部空间进行排气,以在所述壳体的所述内部空间中形成随着朝向一方向而向下倾斜的流动气流,
其中,在冷却所述加热板的步骤中,打开所述处理空间并向所述处理空间内流入在所述处理空间的外部形成的所述气流以冷却所述加热板,
其中,在冷却所述加热板的步骤中所述气流的流速设置成大于在对所述基板进行加热处理的步骤中的气流的流速。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法,其中,
所述处理空间由上部主体和下部主体的组合形成,
所述处理空间的开闭通过所述上部主体或所述下部主体的升降来实现,
在冷却所述加热板的步骤中的所述上部主体与所述下部主体间的间隔距离被设置为大于在对所述基板进行加热处理的步骤中的所述间隔距离。
3.一种基板处理装置,包括:
壳体,其具有内部空间;
加热单元,其设置在所述内部空间中且对基板进行加热处理;
气流形成单元,其用于在所述内部空间中形成气流;
控制器,其用于控制所述加热单元及所述气流形成单元,以及
冷却单元,其设置在所述内部空间且用于对所述基板进行冷却处理,
所述加热单元包括:
腔室,在所述腔室的内部具有处理空间;和
加热板,其用于在所述处理空间中加热所述基板,其中,所述气流形成单元包括:
风扇单元,其用于向所述内部空间供给空气;和
排气单元,其用于对所述内部空间进行排气,
其中,所述风扇单元设置在所述壳体的顶面上,所述排气单元设置在所述壳体的底面上,
其中,在所述壳体的所述内部空间中形成随着朝向一方向而向下倾斜的流动气流,并且
当从上部观察时,所述冷却单元被设置为比所述加热单元更靠近风扇单元,所述加热单元被设置为比所述冷却单元更靠近所述排气单元,
其中,所述控制器以如下方式控制所述加热单元及所述气流形成单元:在从所述处理空间中去除基板的状态下冷却所述加热板时,朝向所述内部空间打开所述处理空间以向所述处理空间内流入在所述内部空间中形成的气流,并且通过所述气流来冷却所述加热板,
其中,所述控制器控制所述气流形成单元以使在冷却所述加热板时的所述气流的流速大于在所述处理空间中对所述基板进行加热处理时的气流的流速。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置,其中,
所述腔室包括上部主体和下部主体,所述上部主体和下部主体彼此组合而在内部形成所述处理空间,
所述加热单元还包括升降单元,所述升降单元通过升降所述下部主体和所述上部主体中的一者而调节所述上部主体与所述下部主体间的相对高度,
所述控制器控制所述升降单元以使冷却所述加热板时的所述下部主体与所述上部主体间的间隔距离大于在所述处理空间中处理所述基板时的所述间隔距离。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置,其中,
所述加热板包括:
支撑板,其用于放置基板;
加热器,其用于加热放置在所述支撑板上的基板;和
电源,其用于接通或断开所述加热器,
所述控制器在冷却所述加热板时断开所述加热器,并且在所述处理空间中对基板持续进行加热处理期间接通所述加热器。
6.根据权利要求3所述的基板处理装置,其中,
在所述壳体的一侧壁上形成有运出运入所述基板的运出运入口,
所述风扇单元被设置为比所述排气单元更靠近所述运出运入口。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置,其中,
从上部观察时,所述风扇单元、所述冷却单元、所述加热单元及所述排气单元沿一方向依次排列。
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