CN114530395A - 用于处理基板的装置 - Google Patents

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崔炳斗
李承汉
丁宣旭
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Abstract

一种基板处理装置,该装置包括:处理容器,其具有内部空间;具有支撑板的支撑单元,其配置为在内部空间中支撑和旋转基板;液体供应单元,其配置为向由支撑单元支撑的基板供应处理液;以及排气单元,其配置为排出内部空间中的气流,其中处理容器包括底壁和从底壁的外端延伸的侧壁,处理容器包括设置在侧壁处的第一气液分离器。

Description

用于处理基板的装置
相关申请的交叉引用
根据35 U.S.C.§119要求于2020年11月23日在韩国知识产权局提交的韩 国专利申请号10-2020-0157844的优先权,其通过引用整体并入本文。
技术领域
本文描述的发明构思的实施方式涉及一种用于处理基板的装置,更具体地, 涉及一种用于通过将液体供应到旋转的基板上来处理基板的装置。
背景技术
进行各种工序例如光刻工序、蚀刻工序、灰化工序、薄膜沉积工序和清洁 工序以制造半导体器件或平板显示面板。在这些工序中,光刻工序包括向半导 体基板供应光刻胶以在基板的表面上形成光刻胶膜,使用光掩模对光刻胶膜进 行曝光,然后供应显影液以选择性地去除光刻胶膜的部分。这些工序是在处理 室中进行的。
图1是说明用于将光刻胶施加到基板上的基板处理装置1的示意图。参考 图1,基板处理装置1包括具有内部空间的处理容器10、用于在内部空间中支 撑基板W的支撑单元20、以及用于将处理液82供应到放置在支撑单元20上的 基板W上的喷嘴30。处理容器10具有外杯12和内杯14。此外,用于将向下 气流供应到内部空间中的风扇过滤器单元(未示出)设置在处理容器10上方, 并且在处理空间中用于排出处理液的排液管60和用于排出气氛的排气管70连 接到内部空间的底部区域。
当具有图1所示结构的基板处理装置1在向旋转的基板W上供应处理液82 的同时处理基板W时,基板W表面的气流84在离心力的作用下沿着基板W的 旋转方向从基板W的中心向边缘流动如图2所示。此后,如图3所示,气流84 在与外杯12碰撞后向下流动,并通过排气管70从内部空间排出到外部。随着 气流84的方向从水平方向变为垂直方向,气流84与外杯12碰撞,在气流84 与外杯12碰撞的点产生涡流。在涡流产生的点气流84停滞,因此内部空间不 能平稳排出。随着基板W的旋转速度增加,该问题进一步加剧。
当在基板W上形成处理液82的膜时,在碰撞点处的涡流和停滞气流阻碍了 在基板W的边缘区域上方的气流。因此,基板W边缘区域上的薄膜厚度大于基 板W中央区域上的薄膜厚度。此外,由于碰撞点处的涡流,污染物如烟雾会回 流到基板W上,从而污染基板W。
发明内容
本发明构思的实施方式提供了一种基板处理装置,其用于提高处理基板的 效率。
本发明构思的实施方式提供了一种基板处理装置,其用于在通过将处理液 供应到处理空间中的旋转基板上来处理基板时平稳地排出处理空间中的气流。
本发明构思的实施方式提供了一种基板处理装置,其用于通过将处理液供 应到旋转基板上而在基板的整个区域上形成具有均匀厚度的液膜。
本发明构思的实施方式提供了一种基板处理装置,其用于在通过将处理液 供应到旋转基板上来处理基板时防止污染物重吸附到基板。
本发明构思要解决的技术问题不限于上述问题,本发明构思所属领域的技 术人员将从以下描述中清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。
本发明构思的实施方式提供了一种基板处理装置。
该装置包括:处理容器,其具有内部空间;具有支撑板的支撑单元,其配 置为在内部空间中支撑和旋转基板;液体供应单元,其配置为向由支撑单元支 撑的基板供应处理液;以及排气单元,其配置为排出内部空间中的气流,其中 处理容器包括底壁和从底壁的外端延伸的侧壁,处理容器包括设置在侧壁处的 第一气液分离器。
在一个实施方式中,第一气液分离器包括从侧壁延伸并朝支撑单元的旋转 轴向上倾斜的第一部分,以及从第一部分的顶端向上延伸的第二部分。
在一个实施方式中,第一气液分离器包括形成在第一部分中的排液孔,并 且排液孔被设置为与距离第二部分相比更靠近处理容器的侧壁。
在一个实施方式中,处理容器还包括设置在底壁处的第二气液分离器。
在一个实施方式中,第二气液分离器放置在第一气液分离器的第一部分下 方并与第一部分隔开。
在一个实施方式中,内部空间包括形成在第一气液分离器和第二气液分离 器的外部区域之间的排放空间,以及形成在第一气液分离器和第二气液分离器 的内部区域之间的排气空间,其中排气单元将引入排气空间的气流排出到内部 空间的外部。
在一个实施方式中,引入排放空间的气流通过第二气液分离器引入排气空 间。
在一个实施方式中,支撑单元包括其上放置基板的可旋转的支撑板,并且 第一气液分离器的第二部分放置在比支撑板更低的位置处。
在一个实施方式中,气流引导管设置为在由支撑单元支撑的基板的旋转的 切线方向上引入气流。
在一个实施方式中,气流引导管位于处理容器的内部空间内。
在一个实施方式中,气流引导管设置在第二气液分离器和处理容器的内壁 之间。
在一个实施方式中,气流引导管设置为其长度方向为上下方向,气流引导 管包括顶壁和侧壁,顶壁用作阻挡面,在侧壁处形成的入口朝向平行于由支撑 单元支撑的基板的切线的方向,壁的其余部分用作阻挡面。
在一个实施方式中,多个气流引导管沿基板的周向方向分开放置。
在一个实施方式中,该装置还可以包括:风扇单元,其向内部空间供应向 下气流;以及处理液喷嘴,其向由支撑单元支撑的基板供应处理液。
本发明构思的实施方式提供了另一种基板处理装置。
该装置包括:处理容器,其具有内部空间;具有支撑板的支撑单元,其配 置为在内部空间中支撑和旋转基板;液体供应单元,其向由支撑单元支撑的基 板供应处理液;以及排气单元,其排出内部空间中的气流,其中处理容器包括: 提供内部空间的外杯;与外杯分开放置并置于内部空间中的内杯;设置在外杯 的侧壁处的第一气液分离器;以及设置在外杯的底壁处的第二气液分离器。
在一个实施方式中,第一气液分离器包括:从外杯的侧壁沿支撑单元的旋 转轴的方向向上倾斜延伸的第一部分;以及从第一部分的顶端向上延伸的第二 部分。
在一个实施方式中,内杯包括:设置为围绕支撑单元的内壁;设置为围绕 内壁的外壁;以及连接内壁的顶端和外壁的顶端的顶壁,其中内杯的外壁与第 一气液分离器的第二部分分开放置。
在一个实施方式中,排气单元还包括气流引导管,其设置在内杯和外杯之 间并且设置为在由支撑单元支撑的基板的旋转方向的切线方向上引入气流。
在一个实施方式中,第二气液分离器设置在第一气液分离器的第一部分的 下方,并与第一部分分开放置,内部空间包括形成在第一气液分离器和第二气 液分离器的外部区域之间的排气空间,以及形成在第一气液分离器和第二气液 分离器的内部区域之间的排气空间,排气单元将引入排气区域的气流排出到内 部空间的外部。
本发明构思的实施方式提供了另一种基板处理装置。
该装置包括:处理容器,其具有内部空间;具有支撑板的支撑单元,其配 置为在内部空间中支撑和旋转基板;液体供应单元,其向由支撑单元支撑的基 板供应处理液;以及排气单元,其排出内部空间中的气流,其中处理容器包括: 提供内部空间的外杯;与外杯分开放置并置于内部空间中的内杯,处理容器包 括:设置在外杯的侧壁处的第一气液分离器;以及设置在外杯的底壁处的第二 气液分离器,排气单元包括设置在内杯和外杯之间的气流引导管,气流引导管 在由支撑单元支撑的基板的旋转方向的切线方向上引入气流。
根据本发明构思,将处理液供应到在处理容器的内部空间中旋转的基板, 以在处理基板时平稳地排出内部空间中的气流。
根据本发明构思的一些实施方式,当将处理液供应到旋转基板以在基板上 形成液膜时,液膜的厚度可以均匀地形成在基板的整个区域。
根据本发明构思,当通过将处理液供应到旋转基板来处理基板时,可以防 止污染物重附着到基板。
本发明构思的效果不限于上述效果,本领域技术人员根据本说明书和附图 将清楚地理解未提及的效果。
附图说明
从以下参照以下附图的描述中,上述和其他目的和特征将变得显而易见, 其中,除非另有说明,否则在各个附图中相同的附图标记指代相同的部分,并 且其中:
图1是示出具有在旋转基板的同时对基板进行液体处理的总体结构的基板 处理装置的截面图。
图2是示出图1的基板处理装置中基板表面上的气流方向的平面图;
图3是示出图1的基板处理装置中的气流的截面图;
图4是示出根据本发明构思的实施方式的基板处理装置的示意性立体图;
图5是示出图4的涂覆块和显影块的基板处理装置的截面图;
图6是图1的基板处理装置的平面图;
图7是示出图6的传送机械手的示意性平面图;
图8是示出图6的热处理室的一个示例的示意性平面图;
图9是图6的热处理室的前视图;
图10是示出根据本发明构思的第一实施方式的用于通过将液体供应到旋转 基板上来处理基板的基板处理装置的结构的示意性截面图;
图11是图10的基板处理装置的截面立体图;
图12是示出当通过图10的装置对基板进行液体处理时气流和处理液的流 动路径的截面图;
图13是示出根据本发明构思的第二实施方式的通过将液体供应到旋转基板 上来处理基板的基板处理装置的结构的示意性截面图;
图14是图13的装置的部分立体图;
图15是示出当通过图13的装置对基板进行液体处理时气流和处理液的流 动路径的截面图;
图16是示出根据本发明构思的第三实施方式的用于通过将液体供应到旋转 基板上来处理基板的基板处理装置的结构的截面图;
图17是示出根据本发明构思的第四实施方式的用于通过将液体供应到旋转 基板上来处理基板的基板处理装置的结构的截面图。
具体实施方式
本发明构思可以进行各种修改并且可以具有各种形式,并且将在附图中示 出并详细描述其具体实施方式。然而,根据本发明的构思的实施方式不旨在限 制具体公开的形式,并且应当理解,本发明构思包括包含在本发明构思的精神 和技术范围内的所有变换、等同和替换。在本发明构思的描述中,当相关已知 技术的详细描述可能使本发明构思的本质不清楚时,可以夸大或省略其详细描 述。
该实施方式的装置可用于在圆形基板上执行光刻工序。特别地,该实施方 式的装置可以连接到曝光装置并且可以用于在基板上执行涂覆工序和显影工 序。然而,本发明构思的精神和范围不限于此,并且该装置可以用于在旋转基 板的同时执行将处理液供应到基板上的各种类型的工序。在以下描述中,将举 例说明使用晶片作为基板。
在下文中,将参考图4至图17示出本发明构思的实施方式。
图4示出了根据本发明构思的实施方式的基板处理装置,图5示出了图4 的涂覆块和显影块的基板处理装置,并且图6示出了图4的基板处理装置。
参考图4至图6,根据本发明构思的实施方式的基板处理装置10包括转位 模块100、处理模块300和接口模块500。根据一个实施方式,转位模块100、 处理模块300和接口模块500依次排列成一行。在下文中,转位模块100、处理 模块300和接口模块500的排列方向将被称为第一方向12,当从上方观察时与 第一方向垂直的方向将被称为第二方向14,同时垂直于第一方向12和第二方向14的方向将被称为第三方向16。
转位模块100从储存有基板W的容器F向处理模块300传送基板W,并从 处理模块300取得处理后的基板W并储存在容器F中。转位模块100设置为其 长度沿第二方向14延伸。转位模块100具有装载端口110和转位框架130。转 位框架130放置在装载端口110和处理模块300之间。其中储存有基板W的容 器F被放置在加载端口110处。加载端口110可以设置为多个,并且多个加载 端口110可以沿着第二方向14放置。
对于容器F,可以使用诸如前开式统一吊舱(FOUP)的封闭式容器F。容 器F可以通过传送装置(未示出)例如高架传送、高架输送机或自动引导车放 置在装载端口110上,或者容器F可以由操作员放置在装载口110上。
转位机械手132设置在转位框架130内部。在转位框架130中,导轨136 设置为其长度沿第二方向14延伸,并且转位机械手132可以设置为可在导轨上 移动136。转位机械手132包括其上放置有基板W的手部,并且手部可以设置 为可向前和向后移动、以第三方向16为轴可旋转且可沿第三方向16移动。
处理模块300可以在基板W上执行涂覆工序和显影工序。处理模块300可 以接收储存在容器F中的基板W并且执行基板处理工序。处理模块300具有涂 覆块300a和显影块300b。涂覆块300a在基板W上执行涂覆工序,且显影块300b 在基板W上执行显影工序。涂覆块300a设置为多个,且多个涂覆块300a设置 为彼此层叠。显影块300b设置为多个,且多个显影块300b设置为彼此层叠。 根据图4的实施方式,设置了两个涂覆块300a且设置了两个显影块300b。涂覆 块300a可以设置在显影块300b下方。在一个实施方式中,两个涂层块300a执 行相同的工序并且可以相同的结构设置。此外,两个显影块300b执行相同的工 序并且可以相同结构设置。
参考图6,涂层块300a包括热处理室320、传送室350、液体处理室360以 及缓冲室312和316。热处理室320可以是用于对基板W进行热处理工序的腔 室。热处理工序可包括冷却工序和加热工序。液体处理室360将液体供应到基 板W上以形成液体层。液体层可以是光刻胶膜或抗反射膜。传送室350在涂覆 块300a中的热处理室320和液体处理室360之间传送基板W。
传送室350设置为使得其长度方向平行于上下方向。传送机械手352设置 在传送室350中。传送机械手352在热处理室320、液体处理室360、以及缓冲 室312和316中传送基板。在一个实施方式中,传送机械手352具有其上放置 基板W的手部,并且手部可以设置为可向前和向后移动,以第三方向16作为 轴可旋转,且沿第三方向16可移动。导轨356设置在传送室350中,使得其长 度方向平行于第一方向,传送机械手352可设置为在导轨356上可移动。
图7示出了传送机械手的手部的一个示例。参考图7,手部352具有基部 352a和支撑突起352b。基部352a可以具有环形形状,其中周长的一部分是弯曲 的。基部352a的内径大于基板W的直径。支撑突起352b从基部352a向内延伸。 设置多个支撑突起352b并支撑基板W的边缘区域。根据一个实施方式,四个 支撑突起352b可以设置为以等间隔隔开的部分。
热处理室320设置为多个。热处理室320沿第一方向12布置。热处理室320 放置在传送室350的一侧。
图8示出了图6的热处理室,且图9示出了根据本发明构思的实施方式的 图8的热处理室。
参考图8和图9,热处理室320包括外壳321、冷却单元322、加热单元323 和传送板324。
外壳321设置成大致长方体形状。在外壳321的侧壁上设置入口(未示出), 基板W通过该入口进入和离开。入口可以保持打开。选择性地,可以设置门(未 示出)来打开和关闭入口。冷却单元322、加热单元323和传送板324设置在壳 体321中。冷却单元322和加热单元323沿第二方向14并排设置。在一个实施 方式中,冷却单元320可以放置在比加热单元323更靠近传送室350的位置。
冷却单元322具有冷却板322a。当从上方观察时,冷却板322a可以具有大 致圆形的形状。冷却板322a设置有冷却构件322b。在一个实施方式中,冷却构 件322b形成在冷却板322a内部并且可以设置为冷却流体所流过的通道。
加热单元323具有加热板323a、盖323c和加热器323b。当从上方观察时, 加热板323a具有大致圆形的形状。加热板323a具有比基板W大的直径。加热 板323a配备有加热器323b。加热器323b可以用施加有电流的电阻加热元件来 实现。加热板323a设置有可沿第三方向16垂直移动的升降销323e。升降销323e 从加热单元323外部的传送装置接收基板W并将基板W向下放置在加热板323a 上或将基板W抬离加热板323a并将基板W传送到加热单元323外部的传送装 置。在一个实施方式中,可以设置三个升降销323e。盖323c在其中具有空间, 该空间在底部敞开。盖323c位于加热板323a上方并且由驱动器323d在上下方 向上移动。通过移动盖体323c而与加热板323a一起形成的空间作为加热基板 W的加热空间。
转移板324具有基本圆形的形状并且具有对应于基板W直径的直径。凹口 324b形成在转移板324的边缘处。凹口324b可以具有对应于形成在传送机械手 352的手部354上的突起352b的形状。另外,与形成在手部354上的突起352b 一样多的凹口324b形成在对应于突起352b的位置处。当在竖直方向上改变手 部354和传送板324的竖直对齐位置时,基板W在手部354和传送板324之间 传送。传送板324可以安装在导轨324d上且通过驱动器324c沿导轨324d可移 动。传送板324中设置有多个狭缝状的导向槽324a。导向槽324a从传送板324的边缘向内延伸到传送板324的内部。导向槽324a的长度沿第二方向14延伸, 并且导向槽3242定位成沿第二方向14彼此间隔开。当基板W在传送板324和 加热单元323之间交接时,导向槽324a防止传送板324和升降销323e彼此干扰。
在其上放置有基板W的传送板324与冷却板322a接触的状态下将基板W 冷却。为了在冷却板322a和基板W之间进行有效的热传递,传递板324由具有 高热导率的材料形成。在一个实施方式中,转移板324可以由金属材料形成。
设置在一些热处理室320中的加热单元323可以在加热基板W的同时供应 气体以提高光刻胶对基板W的粘附。在一个实施方式中,气体可以是六甲基乙 硅烷(HMDS)气体。
液体处理室360设置为多个。一些液体处理室360可以彼此堆叠。液体处 理室360位于传送室350的一侧。液体处理室360沿第一方向12并排布置。部 分液体处理室360位于转位模块100附近。在下文中,这些液体处理室360被 称为前液体处理室362。一些其他液体处理室360位于接口模块500附近。在下 文中,这些液体处理室360被称为后液体处理室364。
每个前液体处理室362将第一液体施加到基板W上,每个后液体处理室364 将第二液体施加到基板W上。第一液体和第二液体可以是不同类型的液体。在 一个实施方式中,第一液体可以是用于形成抗反射层的液体,第二液体可以是 用于形成光刻胶层的液体。光刻胶液体可以施加到涂覆有抗反射膜的基板W上。 选择性地,第一液体可以是光刻胶液体,第二液体可以是用于形成抗反射层的 液体。在这种情况下,可以将用于形成抗反射层的液体施加到涂覆有光刻胶层 的基板W上。选择性地,第一液体和第二液体可以是同种液体,第一液体和第 二液体都可以是用于形成光刻胶层的液体。
显影块300b具有与涂覆块300a相同的结构,并且提供给显影块300b的液 体处理室向基板W供应显影液。
接口模块500将处理模块300与外部曝光装置700连接。接口模块500具 有接口框架510、附加处理室520、接口缓冲器530和接口机械手550。
形成向下气流的风扇过滤器单元可设置在接口框架510的顶端。附加处理 室520、接口缓冲器530和接口机械手550设置在接口框架510内。附加处理室 520可以在将在涂覆块300a中处理的基板W传送到曝光装置700之前执行预定 附加处理。选择性地,附加处理室520可以在显影块300b中处理的基板W被 传送到曝光装置700之前执行预定附加处理。在一个实施方式中,附加处理可 以是暴露基板W的边缘区域的边缘暴露工序、清洁基板W的顶侧的顶侧清洁工 序、或清洁基板W背侧的背侧清洁工序。附加处理室520可以设置为多个,并且附加处理室520可以彼此堆叠。所有附加处理室520可以提供为执行相同的 处理。选择性地,一些附加处理室520可以设置为执行不同的处理。
接口缓冲器530提供空间,在该空间中在涂覆块300a、附加处理室520、曝 光装置700和显影块300b之间转移的基板W在转移的同时暂时停留。接口缓 冲器530可以设置为多个,并且多个接口缓冲器530可以彼此堆叠。
在一个实施方式中,附加处理室520可以设置在延长线的朝向传送室350 的长度方向的一侧,并且接口缓冲器530可以设置在延长线的相对侧。
接口机械手550在涂覆块300a、附加处理室520、曝光装置700和显影块 300b之间传送基板W。接口机械手550可以具有用于传送基板W的传送手。可 以设置一个或多个接口机械手550。在一个实施方式中,接口机械手550具有第 一机械手552和第二机械手554。可以设置第一机械手552以在涂覆块300a、 附加处理室520和接口缓冲器530之间传送基板W,以及第二机械手554可以 在接口缓冲器530和曝光装置700之间传送基板W,并且第二机械手554可以 在接口缓冲器530和显影块300b之间传送基板W。
第一机械手552和第二机械手554各自包括其上放置基板W的传送手,并 且该手可以设置为向前和向后可移动、相对于平行于第三方向16的轴可旋转, 并沿第三方向16可移动。
在下文中,将详细描述本发明构思的基板处理装置中的用于通过将处理液 供应到旋转基板上来处理基板的基板处理装置的结构。将举例说明基板处理装 置是用于施加光刻胶的装置。然而,基板处理装置可以是用于在旋转的基板W 上形成诸如保护膜或抗反射膜的膜的装置。选择性地,基板处理装置可以是用 于将处理液82,例如显影液供应到基板W上的装置。
图10示出了通过将处理液供应到旋转基板上来处理基板的基板处理装置的 实施方式,且图11示出了图10的基板处理装置。
参考图10和图11,基板处理装置包括外壳1100、处理容器1200、支撑单 元1400、液体供应单元1600和排气单元1900。
外壳1100可以设置为具有内部空间1120的矩形容器形状。开口1102可以 形成在外壳1100的侧壁中。开口1102可以用作使基板W进入或离开壳体1100 的入口/出口。可以在外壳1100的侧壁上设置门(未示出)并打开或关闭开口 1102。
处理容器1200可以设置在壳体1100的内部空间1120中。处理容器1200 具有内部空间1280。内部空间1280在顶部开口。
支撑单元1400在处理容器1200的内部空间1280中支撑基板W。支撑单元 1400具有支撑板1420、旋转轴1440和驱动器1460。支撑板1420具有圆形顶表 面。支撑板1420具有比基板W小的直径。支撑板1420通过真空压力支撑基板 W。选择性地,支撑板1420可以具有支撑基板W的机械夹持结构。旋转轴1440 联接到支撑板1420的底表面的中心,并且向旋转轴1440提供扭矩的驱动器1460 联接到旋转轴1440。驱动器1460可以是马达。
液体供应单元1600将处理液82供应到基板W上。处理液82可以是诸如光 刻胶的涂覆溶液。液体供应单元1600具有喷嘴1620、喷嘴移动构件1640和液 体供应源(未示出)。喷嘴1620可包括一个或多个喷嘴。喷嘴1620将处理液82 供应到基板W上。喷嘴1620支撑在喷嘴移动构件1640上。喷嘴移动构件1640 在处理位置和待机位置之间移动喷嘴1620。在处理位置,喷嘴1620将处理液 82供应到放置在支撑板1420上的基板W上。在完全供应处理液82之后,喷嘴 1620在待机位置待机。在待机位置,喷嘴1620在主端口(未示出)中待机。主 端口位于外壳1100中的处理容器1200的外部。
风扇过滤器单元1260设置在外壳1100的顶壁内部并将向下的气流84供应 到内部空间1120中。风扇过滤器单元1260具有将外部空气引入内部空间1120 的风扇和过滤外部空气的过滤器。
排气管1140连接到外壳1100以位于处理容器1200的外侧并且将供应到处 理容器1200和外壳1100之间的空间中的气流84排出到外部。
处理容器1200可以包括具有外杯1220。
外杯1220可以设置为围绕支撑单元1400和支撑在支撑单元1400上的基板 W。外杯1220具有底壁1222、侧壁1224和顶壁1226。外杯的内侧杯1220设 置为上述的内部空间1280。内部空间1280包括在顶部区域中的处理空间和在较 低空间中的排气空间1248。
底壁1222具有圆形形状并且在其中心具有开口。侧壁1224从底壁1222的 外侧端向上延伸。侧壁1224呈环状并且垂直于底壁1222。根据一个实施方式, 侧壁1224延伸至等于或略低于支撑板1420的顶表面的高度。顶壁1226具有环 形形状并且在其中心具有开口。顶壁1226从侧壁1224的顶端向外杯1220的中 心轴线倾斜和向上延伸。
支撑板1420下方的处理空间的一部分可设置为排气空间1248。根据一个实 施方式,排气空间1248可设置为稍后描述的第一气液分离器的底部区域。根据 一个实施方式,排气空间1248可设置为稍后描述的第一气液分离板1270的底 部区域中的稍后描述的第二气液分离板1290的内部区域。根据一个实施方式, 排气空间1248可以定义为形成在第一气液分离板1270和第二气液分离板1290 的内部区域之间的空间。
在处理容器1200的内部空间1280中可以设置气液分离板。气液分离板可 以包括设置在外杯1220的侧壁1224上的第一气液分离板1270。第一气液分离 板1270可以从外杯1220的侧壁1224向内突出。第一气液分离板1270可以沿 外杯1220的侧壁1224的内表面在周向方向上延伸。第一气液分离板1270可以 包括从外杯1220的侧壁1224的内表面朝向支撑单元1400的旋转轴1440向上 延伸的第一部分1272,以及从第一部分1272的顶端向上延伸的第二部分1276。 根据一个实施方式,第一气液分离板1270的第一部分1272设置为随着其远离 旋转轴1440而向下倾斜,使得其内端定位成高于其外端。第一气液分离板1270 的靠近外杯1220的侧壁1224的区域形成有排放孔1274。沿第一气液分离板1270 的第一部分1272的长度方向设置有多个排水孔1274。因此,被引入到第一气体 分离板1270的顶部区域的处理液82可以与从喷嘴1620旋转的被供应到基板W 上的处理液82的气流84一起通过排液孔1274被引入排气空间1252。第二部分 1276平行于旋转轴1440延伸。第二部分1276位于低于由支撑单元1400支撑的 基板W的位置处。第二部分1276位于低于支撑板1420的位置处。第二部分1276 与支撑单元1400间隔开。因此,流入第一气液分离板1270的第二部分1276与 支撑单元1400之间的空间的气流84流入排气空间1248。被引入第一气液分离 板1270的顶部区域的气流84可以被引入第二部分1276之外的排气空间1248。
气液分离板可以包括设置到外杯1220的底壁1222的第二气液分离板1290。 第二气液分离板1290可以设置为从外杯1220的底壁1222向上延伸。第二气液 分离板1290可以设置为环形。当从上方观察时,第二气液分离板1290可以位 于外杯1220的侧壁1224和支撑单元之间。第二气液分离板1290可以设置在第 一气液分离板1270的第一部分1272下方。第二气液分离板1290可以设置为低 于第一气液分离板1270的第一部分1272。第二气液分离板1290可以在上下方 向上与第一气液分离板1270间隔开。因此,通过排液孔1274的气流84可以与 处理液82一起被引入进入第二气体分离板1276之外的排气空间1248。
用于排出处理液82的排液管1250连接到外杯1220的底壁1222。排液管 1250将引入外杯1220的侧壁1224和内杯1240的外壁1244之间的处理液82排 出到处理容器1200的外部。根据一个实施方式,外杯1220的侧壁1224和第二 气液分离器1290之间的空间设置为用于排出处理液82的排液空间1252,并且 排液管1250从排液空间1252排出处理液82。在这个过程中,包含在流过第一 气液分离器的排液孔1274的气流84中的处理液82从排液空间1252通过排液 管1250被排出到处理容器1200外部,且气流84被引入处理容器1200的排气空间1248。
可以设置一个或多个排液管1250。当设置多个排液管1250时,排液管1250 可沿外杯1220的周向方向布置。
虽然未示出,但可以设置用于调节外杯1220相对于支撑板1420的高度的 提升/降低驱动器。根据一个实施方式,提升/降低驱动器可以在上下方向上移动 外杯1220。例如,支撑板1420位于比外杯1220的顶端更高的位置,以防止当 基板W装载到支撑板1420上或从支撑板1420卸载时,用于传送基板W的传送 构件与外杯1220之间的干扰。此外,当进行处理时,支撑板1420位于比外杯 1220的顶端低的高度,使得基板W位于处理空间内。
排气单元1900可以包括排气管1800。
压力调节构件(未示出)安装在排气管1800处以吸入排气空间1248内的 气流84。压力调节构件可以是泵。
图12表示出了用图10的装置对基板W进行液体处理时处理容器的内部空 间内的气流84和处理液82的流动路径。
参考图12,在涂覆过程中,基板W由支撑板1420支撑并由支撑板1420旋 转。外部空气作为向下气流84从风扇过滤器单元1260朝向基板W供应。此外, 例如光刻胶的处理液82从喷嘴1620向基板W供应。通过基板W的旋转,在基 板W的上表面及其附近的区域中,气流84在沿基板W的旋转方向弯曲时朝向 基板W的外部方向流动。当气流84流向基板W的外部时,供应到基板W上的 气流84和处理液82被引入第一气液分离板1270的顶部空间。在这种情况下, 由于去除了安装在传统基板处理装置中的内杯,引入第一气液分离板1270的顶 部空间的气流84可以平稳地引入排气空间1248,而不会与内部构件碰撞或受到 内部构件的干扰。
在这种情况下,由于第一气液分离板1270的第一部分1272的倾斜,被引 入第一气液分离板1270的顶部空间的处理液82流向形成在第一部分1272中的 排液孔1274,然后在通过排液孔1274落入排液空间1252后,通过排液管1250 排出到处理容器1200的外部。被引入第一气液分离板1270的第二部分1276和 支撑单元1400之间的空间的气流84被引入排气空间1248,然后通过排气管1800 被排出到处理容器1200的外部。
在下文中,将参照附图更详细地描述根据本发明构思的第二实施方式的基 板处理装置2000。
图13示出了根据本发明构思的第二实施方式的用于通过向旋转基板供应液 体来处理基板的基板处理装置的结构,且图14示出了图13的装置的一部分。
参考图13和图14,除了根据第一实施方式的基板处理装置1的配置之外, 根据第二实施方式的基板处理装置2000还可包括内杯1220和气流引导管2700。 在下文中,相同的附图标记表示与第一实施方式的组件相同的组件,并且将省 略其描述。
处理容器1200具有外杯1220和内杯1240。
内杯1240位于外杯1220的内侧。内杯1240具有内壁1242、外壁1244和 顶壁1246。内壁1242具有在上/下方向上贯穿的通孔。内壁1242设置为围绕驱 动器1460。内壁1242使驱动器1460暴露于处理空间中的气流84最小化。驱动 器1460或/和支撑单元1400的旋转轴1440通过通孔在上下方向上延伸。内壁 1242的下端可位于外杯1220的底壁1222上。外壁1244设置为与内壁1242间 隔开并围绕内壁1242。外壁1244定位成与外杯1220的侧壁1224间隔开。内壁 1242设置为与外杯1220的底壁1222向上间隔开。顶壁1246连接外壁1244的顶端到内壁1242的顶端。顶壁1246具有环形形状并且设置为围绕支撑板1420。 根据一个实施方式,顶壁1246具有向上凸起的形状。顶壁1246具有从外壁1244 的顶端朝向旋转轴1440向上倾斜的外顶壁1246a,以及从外顶壁1246a向下倾 斜到内壁1242的顶端的内顶壁1246b。支撑板1420可以位于由内顶壁1246b围 绕的空间中。根据一个实施方式,顶壁1226的顶点可以位于支撑板1420的外 部并且比由支撑单元1400支撑的基板W的端部更向内。
第一气液分离板1270的第二部分1276以及第一部分1272的邻近第二部分1276的区域可设置在内杯1240的内部空间中。第一气液分离板1270可以位于 内杯1240的内壁1242和外壁1244之间。第一气液分离板1270的第二部分1276 可以在与旋转轴1440的轴向的垂直方向上与外壁1244重叠。
用于排出处理液82的排液管1250连接到外杯1220的底壁1222。排液管 1250排出引入外杯1220的侧壁1224和内杯1240的外壁1244之间的处理液82 到处理容器1200的外部。根据一个实施方式,外杯1220的侧壁1224和第二气 液分离板1290之间的空间设置为用于排出处理液82的排液空间1252,且排液 管1250设置为将处理液82从排液空间1252中排出。流入外杯1220的侧壁1224 与内杯1240的外壁1244之间的空间的气流84流入第一气液分离板1270的第 二部分1276与内杯1240的外壁1244之间的空间,并流入排气空间1248。在这 个过程中,包含在气流84中的处理液82通过排液管1250从排气空间1252排 出到处理容器1200的外部,并且气流被引入处理容器1200的排气空间1248。
气液分离板可以包括设置到外杯1220的底壁1222的第二气液分离板1290。 第二气液分离板1290可以设置为从外杯1220的底壁1222向上延伸。第二气液 分离板1290可以设置为环形。第二气液分离板1290可以定位在外杯1220的侧 壁1224和内杯1240的外壁1244之间。选择性地,气液分离板1230可以定位 为当从上方观察时与内杯1240的外壁1244重叠,或者可以位于内杯1240的外 壁1244内部。根据一个实施方式,气液分离板1230的顶端可以位于低于内杯 1240的外壁1244的底端。
排气单元2900排出处理空间中的气流84。排气单元2900具有气流引导管 2700。
气流引导管2700在与基板W顶面的高度相等的高度处或在与基板W顶面 相邻的高度处引导气流84。当基板W旋转时,供应到基板W的顶部区域的向 下气流84通过离心力从基板W的中央区域朝向基板W的边缘区域流动。此外, 在基板W的表面上和与其邻近的区域中,气流84在与基板W的旋转方向相同 的方向上弯曲的同时朝向基板W的外侧流动。当气流84从基板W的顶表面偏 离,气流84的方向与基板W的旋转方向相切。气流引导管2700设置成使得从 基板W的顶表面偏离的气流84在与基板W的旋转方向的切线方向上被引入到 气流引导管2700中。
气流引导管2700设置在外杯1220和内杯1240之间。气流引导管2700可 以设置为比内杯1240更邻近外杯1220。在一个实施方式中,气流引导管2700 可以安装在外杯1220的内壁1224处。气流84的路径设置在气流引导管2700 和内杯1240的外壁1244之间,并且气流84的一部分可以流过该路径。气流引 导管2700具有入口2746a和出口2746b。入口2746a设置在由基板支撑单元1400 支撑的基板W的相等位置或相邻位置处。出口2746b可以设置为与将进一步描 述的集成式排气管2840连接。
根据一个实施方式,气流引导管2700具有管状形状。气流引导管2700可 以设置为其长度方向在与外杯1220的底壁1222的垂直方向上。气流引导管2700 具有顶壁2720和侧壁2740。侧壁2740具有朝向外杯1220的内表面的第一面 2742、朝向放置在基板支撑单元1400上的基板W的第二面2744以及朝向与基 板W的旋转方向的切线方向的第三面2746。气流引导管2700的顶壁2720提供 为阻挡面。气流引导管2700的侧壁2740的第一面2742和第二面2744提供为 阻挡面。气流引导管2700的入口2746a形成在第三面2746上,并且第三面2746 的除入口2746a之外的部分提供为阻挡面。气流引导管2700可以设置为垂直于 其长度方向具有相同横截面。此外,气流引导管2700的侧壁2740的第二面2744 可以设置为随着与入口2746a的距离增加更加远离基板支撑单元1400的旋转轴 1440。因此,当从上方观察时,气流引导管2700可设置为具有随着远离入口2746a 而逐渐减小的区域。入口2746a可以设置在第一面2742的顶部区域。入口2746a 可以设置为矩形形状。
可以设置一个或多个气流引导管2700。根据一个实施方式,可以设置四个 气流引导管2700,并且他们可以基于基板W的旋转中心等间隔地设置。
排气单元2900排出处理容器的内部空间内的气流84。排气单元2900还可 以包括更多的气流引导管2700。
图15示出了当基板W通过图13的装置进行液体处理时气流84和处理液 82的流动路径。
参考图15,在涂覆过程中,基板W被支撑在支撑板1420上并被支撑板1420 旋转。此时,支撑单元1400旋转基板W,使得通过基板W旋转产生的气流84 流向气流引导管3700的入口3722。外部空气作为向下气流84从风扇过滤器单 元1260向基板W供应。此外,处理液82从喷嘴1620供应到基板W上。由于 基板W的旋转,基板W的顶表面上的气流84在沿基板W的旋转方向上弯曲的 同时朝向基板W的外侧流动。当气流84朝向基板W的外侧流动时,气流84 的一部分被引入到气流引导管3700中,然后被排出到处理容器1200的外部。 此外,剩余的气流84通过内杯1240和外杯1220之间的间隙向下流动。此后, 剩余的气流84被引入处理容器1200中的排气空间1248,并通过单独的排气管 3820排出到处理容器1200的外部。此外,用于处理基板W的处理液82通过内 杯1240和外杯1220之间的空间被引入排液空间1252,然后通过排液管1250排 出到处理容器1200的外部。
从气流引导管3700和单独的排气管3820排出的气流84被引入到集成式排 气管3840的气流引入部3842中。此后,处理液82被气液分离器3846分离, 并且气流84通过气流排出部3844被排出到外部。
根据图15的实施方式,气流84的一部分被引入气流引导管3700。此时, 通过离心力流向基板W的外部的气流84可以被平稳地引入气流引导管3700, 而不会与处理容器1200的内壁1244或处理容器1200的另一外部构件发生碰撞 或干扰,因为气流引导管3700设置为使得气流84在相对于基板W的旋转方向 的切线方向上被引入气流引导管3700中。
此外,气流84的一部分被引入处理容器1200中的排气空间1248。然而, 与不设置气流引导管3700时相比,引入排气空间1248的气流84的量非常小。 因此,气流84可以通过排气空间1248平稳地排出而没有涡流或大碰撞。
图16示出了当基板W通过图13的装置进行液体处理时气流和处理液的流 动路径的截面图。
参照图16和图17,在涂覆工序中,基板W被支撑在支撑板1420上并且被 支撑板1420旋转。此时,支撑单元1400旋转基板W使得由基板W的旋转产生 的气流84朝向气流引导管2700的入口2746a流动。外部空气作为向下气流84 从风扇过滤器单元1260朝向基板W供应。此外,处理液82是从喷嘴1620供 应到基板W上。由于基板W的旋转,基板W的顶表面上的气流84在转向基板 W的旋转方向的同时朝向基板W的外部流动。当气流84流向基板W的外部时, 气流84的一部分被引入气流导管2700,然后被排出到处理容器1200的外部。 此外,气流84的剩余气流84流过内杯1240和外杯1220之间的间隙,然后通 过第一气液分离器1270的第二部分1276和内杯1240的外壁1244流入处理容 器1200中的排气空间1248,然后通过单独的排气装置排出到处理容器1200的 外部。此外,处理过基板W的处理液82通过第一气液分离器1270的排液孔1274 被引入排液空间1252,并通过排液管1250排出到处理容器1200的外部。
根据图13的实施方式,气流84的一部分被引入气流引导管2700。在这种 情况下,由于气流引导管2700设置为沿基板W的旋转方向的切线方向引入气 流84,通过离心力流到基板W外部的气流84可以平稳地引入气流引导管2700 中,而不会与处理容器1200或设置在其中的构件发生碰撞或干扰。
此外,一些气流84被引入第一气液分离板1270的顶部空间并被排出。在 这种情况下,由于引入第一气液分离板1270的顶部空间的气流84的量与未设 置气流引导管2700时相比非常小,因此气流可以通过排气空间1248平稳地排 出而没有涡流或大碰撞。另外,当第一气液分离板1276与内杯1240的内壁1242 之间的分离空间变窄时,排气力减小,并且排气力可以通过气流引导管2700补 充。
在上述示例中,供应到基板W的气流84流进流入位于处理空间中的支撑板 1420下方的排气空间1248的第一路径和流入气流引导管2700的第二路径。然 而,选择性地,基板处理装置2000可以设置成使得供应到基板W的所有气流 84仅流过第二路径。
在下文中,将参照附图描述根据本发明构思的第三和第四实施方式的基板 处理装置3000和4000。相同的附图标记表示与第一和第二实施方式的组件相同 的组件,并且将省略其描述。
图16示出了根据本发明构思的第三实施方式的用于通过向旋转基板供应液 体来处理基板的基板处理装置的结构。图17示出了根据本发明构思的第四实施 方式的用于处理基板的基板处理装置的结构。
根据第三实施方式的基板处理装置3000还包括根据第一实施方式的基板处 理装置1000中的内杯1240,并且根据第四实施方式的基板处理装置4000还包 括气流引导管2700。
在上述示例中,气流引导管沿基板W的旋转方向的切线方向引入气流。然 而,与此不同的是,气流引导管可以设置为将气流引入与基板W的旋转方向的 切线方向不同的方向。例如,气流引导管可以设置为使得其入口设置在与基板 相同或相邻的高度处并且将气流吸入到基板W的径向方向。
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的实 施方式,并且本发明构思可以在各种其他组合、变化和环境中使用。也就是说, 在不脱离本说明书中公开的发明构思的范围、书面公开的等效范围和/或本领域 技术人员的技术或知识范围的情况下,可以对发明构思进行变化或修改。书面 实施方式描述了用于实现本发明构思的技术精神的最佳状态,并且可以进行本 发明构思的特定应用和目的中所需的各种改变。因此,本发明构思的详细描述 不旨在限制所公开的实施方式状态中的本发明构思。此外,应理解为所附权利 要求包括其他实施方式。

Claims (20)

1.一种用于处理基板的装置,所述装置包括:
处理容器,其具有内部空间;
具有支撑板的支撑单元,其配置为在所述内部空间中支撑和旋转所述基板;
液体供应单元,其配置为将处理液供应到由所述支撑单元支撑的所述基板;以及
排气单元,其配置为排出所述内部空间中的气流,
其中,所述处理容器包括底壁和从所述底壁的外端延伸的侧壁,以及设置在所述侧壁处的第一气液分离器。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一气液分离器包括从所述侧壁延伸并朝所述支撑单元的旋转轴向上倾斜的第一部分,以及从所述第一部分的顶端向上延伸的第二部分。
3.根据权利要求2所述的装置,其中,所述第一气液分离器包括形成在所述第一部分中的排液孔,并且所述排液孔被设置为与距离所述第二部分相比更靠近所述处理容器的所述侧壁。
4.根据权利要求2所述的装置,其中,所述处理容器还包括设置在所述底壁处的第二气液分离器。
5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述第二气液分离器放置在所述第一气液分离器的所述第一部分下方并与其间隔开。
6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述内部空间包括形成在所述第一气液分离器和所述第二气液分离器的外部区域之间的排放空间,以及形成在所述第一气液分离器和所述第二气液分离器的内部区域之间的排气空间,并且
其中,所述排气单元将引入所述排气空间中的气流排出到所述内部空间的外部。
7.根据权利要求6所述的装置,其中,引入所述排放空间中的所述气流通过所述第二气液分离器引入所述排气空间。
8.根据权利要求2所述的装置,其中,所述支撑单元包括其上放置所述基板的可旋转的支撑板,并且所述第一气液分离器的所述第二部分放置在比所述支撑板更低的位置处。
9.根据权利要求1所述的装置,其还包括气流引导管,所述气流引导管设置为在由所述支撑单元支撑的所述基板的旋转的切线方向上引入气流。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述气流引导管位于所述处理容器的所述内部空间内。
11.根据权利要求7所述的装置,其中,所述气流引导管设置在所述第二气液分离器和所述处理容器的内壁之间。
12.根据权利要求11所述的装置,其中,所述气流引导管设置为其长度方向在上下方向上,所述气流引导管包括顶壁和侧壁,所述顶壁用作阻挡面,在所述侧壁处形成的入口朝向与由所述支撑单元支撑的所述基板的切线平行的方向,所述壁的其余部分用作阻挡面。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,多个气流引导管沿所述基板的周向方向分开放置。
14.根据权利要求1所述的装置,其还包括:
风扇单元,其向所述内部空间供应向下气流;以及
处理液喷嘴,其向由所述支撑单元支撑的所述基板供应处理液。
15.一种用于处理基板的装置,所述装置包括:
处理容器,其具有内部空间;
具有支撑板的支撑单元,其配置为在所述内部空间中支撑和旋转所述基板;
液体供应单元,其向由所述支撑单元支撑的所述基板供应处理液;以及
排气单元,其排出所述内部空间中的气流,
其中,所述处理容器包括:
提供所述内部空间的外杯;
与所述外杯分开放置并置于所述内部空间中的内杯;
设置在所述外杯的侧壁处的第一气液分离器;以及
设置在所述外杯的底壁处的第二气液分离器。
16.根据权利要求15所述的装置,其中,所述第一气液分离器包括:
从所述外杯的所述侧壁沿所述支撑单元的旋转轴的方向向上倾斜并延伸的第一部分;以及
从所述第一部分的顶端向上延伸的第二部分。
17.根据权利要求16所述的装置,其中,所述内杯包括:
设置为围绕所述支撑单元的内壁;
设置为围绕所述内壁的外壁;以及
使所述内壁的顶端和所述外壁的顶端连接的顶壁,
其中,所述内杯的所述外壁与所述第一气液分离器的所述第二部分分开放置。
18.根据权利要求15所述的装置,其中,所述排气单元还包括气流引导管,所述气流引导管放置在所述内杯和所述外杯之间并且设置为在由所述支撑单元支撑的所述基板的旋转方向的切线方向上引入气流。
19.根据权利要求18所述的装置,其中,所述第二气液分离器设置在所述第一气液分离器的所述第一部分的下方,并与所述第一部分分开放置,所述内部空间包括形成在所述第一气液分离器和所述第二气液分离器的外部区域之间的排气空间,以及形成在所述第一气液分离器和所述第二气液分离器的内部区域之间的排气空间,
所述排气单元将引入所述排气区域的气流排出到所述内部空间的外部。
20.一种用于处理基板的装置,所述装置包括:
处理容器,其具有内部空间;
具有支撑板的支撑单元,其配置为在所述内部空间中支撑和旋转所述基板;
液体供应单元,其向由所述支撑单元支撑的所述基板供应处理液;以及
排气单元,其排出所述内部空间中的气流,
其中,所述处理容器包括:
提供所述内部空间的外杯;
与所述外杯分开放置并置于所述内部空间中的内杯,
所述处理容器包括:
设置在所述外杯的侧壁处的第一气液分离器;以及
设置在所述外杯的底壁处的第二气液分离器,
所述排气单元包括放置在所述内杯和所述外杯之间的气流引导管,
所述气流引导管在由所述支撑单元支撑的所述基板的旋转方向的切线方向上引入气流。
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