CN117631459A - 基板处理装置以及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基板处理装置以及基板处理方法，更详细地，涉及一种能够使供应到腔室的气体循环而减少气体的使用量并调节腔室内部的湿度的基板处理装置以及基板处理方法。基板处理装置具备：腔室，提供针对基板的处理空间；风机过滤单元，设置于所述腔室；第一供应线，朝向所述腔室供应气体，并设置有第一开闭部；一个以上的排气线，排出所述腔室的内部的气体；循环线，连接所述排气线和所述第一供应线，并设置有第二开闭部；以及排出线，将所述排气线的气体排出到所述腔室外部，并设置有第三开闭部。

Description

基板处理装置以及基板处理方法
技术领域
本发明涉及一种基板处理装置以及基板处理方法，更详细地，涉及一种能够使供应到腔室的气体循环而减少气体的使用量并调节腔室内部的湿度的基板处理装置以及基板处理方法。
背景技术
通常，与形成在半导体制造用晶圆(wafer)上的集成电路的电路要件相对应的图案通过光刻工艺(photolithography)来实现。这种光蚀刻工艺包括：涂布工艺，涂布光刻胶使得在晶圆上形成光刻胶(photoresist，PR)层；光刻工艺，将涂布于晶圆的光刻胶层通过形成有电路图案的掩模来曝光而将电路图案进行显影；以及蚀刻工艺，将光刻胶图案通过干式或者湿式方法进行蚀刻而将期望的图案形成在半导体晶圆上。
在这种情况下，为了在半导体制造用晶圆上涂布感光液或显影液，通常使用利用离心力将感光液或者显影液等(以下，简称“药液”)均匀地涂布在晶圆的前面的涂布装置。即，若在半导体制造用晶圆上滴下一定量的药液的同时，放置有晶圆的旋转单元高速旋转，则由于离心力，药液以一定厚度均匀地涂布在晶圆的上面。
在这种情况下，为了调节腔室内部的湿度，向所述腔室内部供应清洁干燥空气(CDA，Clean Dry Air)或者氮气(N2)。在以往的处理装置的情况下，将清洁干燥空气(CDA，Clean Dry Air)或者氮气(N2)供应到腔室内部并立即排出，从而根据工艺使用大量的清洁干燥空气或者氮气，从而成为了费用上升的因素。
发明内容
为了解决如上所述的问题，本发明的目的在于，提供一种能够使供应到腔室的清洁干燥空气(CDA，Clean Dry Air)或者氮气(N2)之类的气体循环而减少气体的使用量并调节腔室内部的湿度的基板处理装置以及基板处理方法。
如上所述的本发明的目的通过以下基板处理装置来达成，一种基板处理装置，其特征在于，具备：腔室，提供针对基板的处理空间；风机过滤单元(FFU：Fan Filter Unit)，设置于所述腔室；第一供应线，朝向所述腔室供应气体，并设置有第一开闭部；一个以上的排气线，排出所述腔室的内部的气体；循环线，连接所述排气线和所述第一供应线，并设置有第二开闭部；以及排出线，将所述排气线的气体排出到所述腔室的外部，并设置有第三开闭部。
在此，可以是，所述基板处理装置还具备：流体箱，连接于所述排气线的端部，并与所述循环线以及所述排出线连接。
进一步，可以是，所述基板处理装置具备：感测部，感测所述腔室的内部或者所述排气线的包括湿度、温度以及压力的环境条件。
在这种情况下，可以是，根据所述环境条件，驱动所述第一开闭部、所述第二开闭部以及所述第三开闭部中的任一个以上。
另外，可以是，所述基板处理装置在所述循环线还具备循环扇以及循环过滤器中的至少一个。
另一方面，可以是，在所述腔室的内部或者所述排气线的湿度为预先确定的临界值以上即第一模式的情况下，开启所述第一开闭部以及所述第三开闭部，并关闭所述循环线的所述第二开闭部，在所述腔室的内部或者所述排气线的湿度为预先确定的临界值以下即第二模式的情况下，关闭所述第一开闭部以及所述第三开闭部，并开启所述循环线的所述第二开闭部，在针对所述基板的工艺结束的排气模式的情况下，关闭所述第一开闭部以及所述第二开闭部，并开启所述第三开闭部。
另外，可以是，所述基板处理装置还具备：第二供应线，向所述风机过滤单元供应清洁干燥空气(CDA，Clean Dry Air)；以及第四开闭部，设置于所述第二供应线。
在这种情况下，可以是，在所述第一模式下，所述第四开闭部开启，在所述第二模式下，所述第四开闭部开启或者关闭，在所述排气模式下，所述第四开闭部关闭。
另一方面，可以是，所述基板处理装置还具备：旋转单元，在所述腔室的内侧支承并旋转所述基板；药液供应装置，针对所述基板供应药液。
另一方面，如上所述的本发明的目的通过以下基板处理方法来达成，一种基板处理装置的基板处理方法，其特征在于，所述基板处理装置具备：第一供应线，朝向腔室供应气体，并设置有第一开闭部；循环线，连接所述腔室的排气线和所述第一供应线，并设置有第二开闭部；以及排出线，将所述排气线的气体排出到所述腔室的外部，并设置有第三开闭部，在所述腔室的内部或者所述排气线的湿度为预先确定的临界值以上即第一模式的情况下，开启所述第一开闭部以及所述第三开闭部，并关闭所述循环线的所述第二开闭部，在所述腔室的内部或者所述排气线的湿度为预先确定的临界值以下即第二模式的情况下，关闭所述第一开闭部以及所述第三开闭部，并开启所述循环线的所述第二开闭部，在针对所述基板的工艺结束的排气模式的情况下，关闭所述第一开闭部以及所述第二开闭部，并开启所述第三开闭部。
在此，可以是，所述基板处理装置还具备：风机过滤单元(FFU：Fan Filter Unit)，设置于所述腔室；第二供应线，向所述风机过滤单元供应清洁干燥空气(CDA，Clean DryAir)；以及第四开闭部，设置于所述第二供应线。
在这种情况下，可以是，在所述第一模式下，所述第四开闭部开启，在所述第二模式下，所述第四开闭部开启或者关闭，在所述排气模式下，所述第四开闭部关闭。
根据具有前述的结构的本发明，使供应到腔室的清洁干燥空气(CDA，Clean DryAir)或者氮气(N2)之类的气体循环而减少气体的使用量，从而可以节减成本，进一步通过调节腔室内部的湿度而将腔室内部的环境营造为有利于工艺，从而可以提高基板处理的质量。
附图说明
图1是示出根据本发明的一实施例的基板处理装置的结构的示意图。
图2是示出在根据本发明的一实施例的基板处理装置中根据第一模式的气体的流动的图。
图3是示出在根据本发明的一实施例的基板处理装置中根据第二模式的气体的流动的图。
图4是示出在根据本发明的一实施例的基板处理装置中根据排气模式的气体的流动的图。
图5是示出根据本发明的另一实施例的基板处理装置的结构的示意图。
(附图标记说明)
10：基板
100：腔室
110：处理空间
120：旋转单元
140：药液供应装置
160：风机过滤单元
180：感测部
210：第一供应线
212：第一开闭部
230：排气线
240：流体箱
250：排出线
252：第三开闭部
270：循环线
272：第二开闭部
290：第二供应线
292：第四开闭部
300：控制部
1000：基板处理装置
具体实施方式
以下，参照附图，对根据本发明的实施例的基板处理装置的构造以及工作进行详细的观察。
图1是根据本发明的一实施例的基板处理装置1000的结构的示意图。
参照图1，所述基板处理装置1000可以具备针对基板10提供处理空间110的腔室100。可以在所述腔室100内部收容所述基板10而进行各种处理工艺。
例如，在所述腔室100的内侧可以具备安放所述基板10并使所述基板10旋转的旋转单元120。
在所述旋转单元120的上方安放所述基板10，当所述旋转单元120旋转而使所述基板10旋转时，当药液滴落在所述基板10的上面时，药液可以通过离心力均匀地扩散在所述基板10的上面。
另外，在所述腔室100的内侧可以具备向所述基板10的上面供应药液的药液供应装置140。
所述药液供应装置140可以具备朝向所述基板10供应药液的喷嘴142、从所述喷嘴142延伸的喷嘴臂144、与所述喷嘴臂144连接的主体部146以及使所述主体部146旋转以及上下移动的驱动部148。
具体地，所述药液供应装置140设置于所述腔室100的内侧而将药液滴落在所述基板10的上方。
喷嘴臂144可以向所述基板10的上方延伸，并且在所述喷嘴臂144的一端部配置所述喷嘴142。所述喷嘴臂144以及喷嘴142可以配置为通过所述驱动部148能够旋转以及上下移动。
即，在平时或者工艺准备中所述喷嘴142以及喷嘴臂144位于所述腔室100内部的边缘而不是所述基板10或者所述旋转单元120的上方。
在这种状态下，当所述基板10安放于所述旋转单元120并需要药液供应时，所述喷嘴142以及喷嘴臂144可以进行旋转而所述喷嘴142位于所述基板10的中心部的上方来滴落药液。另外，所述喷嘴142以及喷嘴臂144可以上下移动以能够调节所述喷嘴142和所述基板10之间的高度。
另一方面，虽然在图1中所述喷嘴142以及喷嘴臂144示出为一个，但是其只不过是一例，也能够构成为两个以上的多个。
所述喷嘴臂144的另一端部连接于主体部146。所述主体部146连接于驱动部148而通过所述驱动部148的驱动进行旋转以及上下移动。
另外，虽未图示，在所述主体部146可以连接用于供应药液的药液供应线。通过所述药液供应线供应的药液可以通过喷嘴臂144以及喷嘴142供应到所述基板10。
另一方面，在所述腔室100中可以具备风机过滤单元(FFU：Fan Filter Unit)160。所述风机过滤单元160可以在所述腔室100内部朝向后述的排气线230生成流体的流动，从而将包括所述腔室100内部的颗粒物等的异物通过所述排气线230排出。
所述风机过滤单元160可以设置于所述腔室100的上部或者侧面，例如，可以是，所述风机过滤单元160配置于所述腔室100的上部，所述排气线230连接于所述腔室100的下部。
因此，通过所述风机过滤单元160，可以在所述腔室100内部产生强的下降气流，所述腔室100内部的异物等通过这种下降气流朝向所述腔室100的下部移动而通过所述排气线230排出。
另外，在所述腔室100可以连接供应气体的第一供应线210。所述第一供应线210可以供应清洁干燥空气(CDA，Clean Dry Air)或者氮气(N2)之类的气体以调节所述腔室100内部的湿度。在这种情况下，在所述第一供应线210设置第一开闭部212来调节通过所述第一供应线210的气体的供应。这种第一开闭部212可以由阀门或者节气门(auto damper)等构成。
另一方面，所述基板处理装置1000可以还具备向所述风机过滤单元160供应清洁干燥空气(CDA，Clean Dry Air)的第二供应线290。
即，可以是，还具备与前述的第一供应线210不同的第二供应线290，例如，通过所述第一供应线210供应氮气(N2)，通过所述第二供应线290供应CDA。在这种情况下，在所述第二供应线290可以设置第四开闭部292，从而调节通过所述第二供应线290的CDA的供应。
通过与前述的第一供应线210单独地具备用于清洁干燥空气供应的第二供应线290，可以更有效地供应气体。
另一方面，在所述腔室100可以连接排出所述腔室100内部的气体的至少一个以上的排气线230。当所述排气线230构成为多个时，可以对称地连接于所述腔室100的下部。当所述排气线230构成为多个时，能够在短时间内排出所述腔室100内部的气体。
所述排气线230可以与循环线270和排出线250连接。在此，所述循环线270连接所述排气线230和第一供应线210，从而起到将从所述腔室100内部排出的气体再次循环到所述腔室100内部的作用。在所述循环线270可以设置调节气体的流动的第二开闭部272。
另外，所述排出线250可以起到将所述排气线230的气体排出到所述腔室100的外部的作用，并设置有第三开闭部252。
在这种情况下，可以还具备连接于所述排气线230的端部而与所述循环线270以及排出线250连接的流体箱240。
如前所述，当所述排气线230构成为多个时，将所述多个排气线230与所述循环线270及排出线250连接的结构可能变得复杂。
在本发明中，采用在所述排气线230的末端部设置流体箱240且所述流体箱240分别与所述循环线270和排出线250连接的结构，从而可以简化结构。
因此，可以是，所述循环线270的一端部与所述流体箱240连接，所述循环线270的另一端部与所述第一供应线210连接。
另外，在所述排气线230可以设置排气泵(未示出)，这种排气泵也可以设置于所述流体箱240。通过所述排气泵的驱动，可以通过所述排气线230更顺畅地排出气体。
另一方面，所述循环线270的另一端部可以与所述第一开闭部212和所述腔室100之间的所述第一供应线210连接。即，当考虑到所述第一供应线210的气体的流动方向时，所述循环线270的另一端部可以与所述第一开闭部212的后端部的所述第一供应线210连接。
因为只有所述循环线270的另一端部连接于所述第一开闭部212和所述腔室100之间的所述第一供应线210，才能够构成使从所述腔室100排出的气体循环的流路。
另一方面，所述基板处理装置1000可以在所述腔室100或者所述排气线230具备感测部180，所述感测部180感测所述腔室100内部或者所述排气线230的包括湿度、温度以及压力的环境条件。
可以通过所述感测部180感测包括湿度、温度以及压力的环境条件，并通过控制部300选择所述基板处理装置1000的运行模式。
例如，所述控制部300可以以将气体供应并排出到所述腔室100内部的第一模式、使所述腔室100内部的气体循环的第二模式以及针对所述基板10的工艺结束的排气模式中的一个模式来驱动所述基板处理装置1000。即，所述控制部300可以根据所述环境条件驱动所述第一开闭部212、第二开闭部272以及第三开闭部252中的任一个以上。
另一方面，当所述腔室100内部或者所述排气线230的湿度为临界值以上时，若以循环模式即第二模式驱动，则在所述风机过滤单元160可能发生故障或者损坏等。
因此，为了防止这种情况，可以通过所述感测部180感测包括湿度的环境条件并选择适当的操作模式进行驱动。
以下，针对具有前述的结构的基板处理装置1000的基板处理方法进行具体的观察。
首先，在进行通过前述的药液供应装置140朝向所述基板10供应药液的工艺中，需要调节所述腔室100内部的湿度。
在这种情况下，如图2所示，所述控制部300可以以将气体供应并排出到所述腔室100内部的第一模式来驱动所述基板处理装置1000。
在所述第一模式下，相当于所述腔室100内部或者所述排气线230的湿度为预先确定的临界值以上的情况。
在这种第一模式下，所述控制部300可以通过所述感测部180感测所述腔室100内部或者所述排气线230的包括湿度、温度以及压力的环境条件，从而当为预先确定的临界值以上时，开启所述第一开闭部212和第三开闭部252，关闭所述第二开闭部272。另外，所述控制部300可以开启所述第二供应线290的第四开闭部292，从而向所述腔室100供应CDA。
在图2至图4中，以虚线示出的流路意指气体不流动的流路，以实线示出的流路意指气体流动的流路。
由此，气体不向所述循环线270流动，通过所述第一供应线210或者第二供应线290供应到所述腔室100的气体可以通过所述排气线230以及排出线250排出。在这种情况下，可以通过所述排气线230的排气泵的驱动排出气体。
所述控制部300可以通过所述感测部180连续地或者间歇地感测环境条件(例如，湿度)，从而当所述腔室100内部或者所述排气线230的湿度为预先确定的临界值以下时，以使所述腔室100内部的气体循环的第二模式驱动所述基板处理装置1000。
在所述第二模式下，如图3所示，所述控制部300可以关闭所述第一开闭部212以及第三开闭部252，并开启所述循环线270的第二开闭部272。
在所述第二模式下，气体不通过所述第一供应线210供应到所述腔室100，并且气体也不通过所述排出线250排出。即，开启所述循环线270，所述腔室100内部的气体经由所述排气线230、循环线270以及所述第一供应线210的一部分循环到所述腔室100。
在这种情况下，可以通过所述排气线230的排气泵的驱动使气体循环。
另一方面，在所述第二模式下，所述控制部300开启所述第二供应线290的第四开闭部292而将CDA供应到所述腔室100，或者关闭所述第四开闭部292而阻断CDA供应。
另外，也可以在前述的第一模式以及第二模式中驱动所述腔室100的风机过滤单元160，由此可以使所述腔室100内部的气体循环顺畅。
另一方面，当针对所述基板10的工艺结束时，所述控制部300可以以排出所述腔室100内部的气体的排气模式驱动所述基板处理装置1000。
在所述排气模式下，如图4所示，所述控制部300可以关闭所述第一开闭部212以及第二开闭部272，并开启所述第三开闭部252。另外，也可以关闭所述第二供应线290的第四开闭部292。
在这种状态下，若驱动所述排气线230的排气泵，则可以通过所述排气线230以及排出线250排出所述腔室100内部的残留气体。
另外，在所述排气模式下，不仅是所述腔室100内部的气体，残留在所述第一供应线210、循环线270以及所述第二供应线290的气体也可以一起排出。
即，若所述排气线230的排气泵驱动，则残留在所述第一供应线210以及第二供应线290的气体可以经由所述腔室100，通过所述排气线230以及排出线250排出。
同样地，残留在所述循环线270的一部分中的气体可以经由所述第一供应线210以及腔室100，通过所述排气线230以及排出线250排出。
通过所述排气模式，不仅在所述腔室100，残留在所述第一供应线210、第二供应线290以及循环线270的气体也可以全部排出。
另一方面，图5是示出根据本发明的另一实施例的基板处理装置1000'的结构的示意图。
参照图5，根据本实施例的基板处理装置1000'可以在所述循环线270具备循环扇(circulation fan)274以及循环过滤器276中的至少一个。在图5中，为了便于说明，示出循环扇274以及循环过滤器276全部。
如此，若在所述循环线270具备循环扇274以及循环过滤器276，则当气体通过所述循环线270循环时，可以通过所述循环扇274的驱动使气体在更短时间内进行循坏。
进一步，如前所述，当所述腔室100内部的清洁干燥空气(CDA，Clean Dry Air)或者氮气(N2)之类的气体通过所述循环线270循环时，在清洁干燥空气(CDA，Clean Dry Air)或者氮气(N2)等中可能包括化学性异物，例如，O3、NH3、H2O2、NH4OH、HF、溶剂(Solvent)等。在这种情况下，通过所述循环过滤器276，可以去除沿着所述循环线270循环的气体的前述的异物等而防止所述风机过滤单元160的损坏或者破损，进一步最小化所述腔室100内部的基板10的污染。
以上，虽然参照本发明的优选实施例进行了说明，但本技术领域的技术人员可以在不脱离所附的权利要求书中记载的本发明的构思以及领域的范围内对本发明实施各种修改以及变更。因此，若变形的实施基本包括本发明的权利要求书的构成要件，则应视为均包括在本发明的技术范畴中。

Claims (12)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
腔室，提供针对基板的处理空间；
风机过滤单元，设置于所述腔室；
第一供应线，朝向所述腔室供应气体，并设置有第一开闭部；
一个以上的排气线，排出所述腔室的内部的气体；
循环线，连接所述排气线和所述第一供应线，并设置有第二开闭部；以及
排出线，将所述排气线的气体排出到所述腔室的外部，并设置有第三开闭部。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具备：
流体箱，连接于所述排气线的端部，并与所述循环线以及所述排出线连接。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具备：
感测部，感测所述腔室的内部或者所述排气线的包括湿度、温度以及压力的环境条件。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
根据所述环境条件，驱动所述第一开闭部、所述第二开闭部以及所述第三开闭部中的任一个以上。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置在所述循环线还具备循环扇以及循环过滤器中的至少一个。
6.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述腔室的内部或者所述排气线的湿度为预先确定的临界值以上即第一模式的情况下，开启所述第一开闭部以及所述第三开闭部，并关闭所述循环线的所述第二开闭部，
在所述腔室的内部或者所述排气线的湿度为预先确定的临界值以下即第二模式的情况下，关闭所述第一开闭部以及所述第三开闭部，并开启所述循环线的所述第二开闭部，
在针对所述基板的工艺结束的排气模式的情况下，关闭所述第一开闭部以及所述第二开闭部，并开启所述第三开闭部。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具备：
第二供应线，向所述风机过滤单元供应清洁干燥空气；以及
第四开闭部，设置于所述第二供应线。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第一模式下，所述第四开闭部开启，
在所述第二模式下，所述第四开闭部开启或者关闭，
在所述排气模式下，所述第四开闭部关闭。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具备：
旋转单元，在所述腔室的内侧支承并旋转所述基板；以及
药液供应装置，针对所述基板供应药液。
10.一种基板处理装置的基板处理方法，其特征在于，所述基板处理装置具备：第一供应线，朝向腔室供应气体，并设置有第一开闭部；循环线，连接所述腔室的排气线和所述第一供应线，并设置有第二开闭部；以及排出线，将所述排气线的气体排出到所述腔室的外部，并设置有第三开闭部，
在所述腔室的内部或者所述排气线的湿度为预先确定的临界值以上即第一模式的情况下，开启所述第一开闭部以及所述第三开闭部，并关闭所述循环线的所述第二开闭部，
在所述腔室的内部或者所述排气线的湿度为预先确定的临界值以下即第二模式的情况下，关闭所述第一开闭部以及所述第三开闭部，并开启所述循环线的所述第二开闭部，
在针对所述基板的工艺结束的排气模式的情况下，关闭所述第一开闭部以及所述第二开闭部，并开启所述第三开闭部。
11.根据权利要求10所述的基板处理方法，其特征在于，
所述基板处理装置还具备：
风机过滤单元，设置于所述腔室；
第二供应线，向所述风机过滤单元供应清洁干燥空气；以及
第四开闭部，设置于所述第二供应线。
12.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述第一模式下，所述第四开闭部开启，
在所述第二模式下，所述第四开闭部开启或者关闭，
在所述排气模式下，所述第四开闭部关闭。
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