CN118073265A - 基板处理设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种基板处理设备和一种基板处理方法,能够提高基板的工艺均匀性。所述基板处理设备包括主体,用于自旋旋转;多个支撑销,安装在所述主体上以支撑其上的所述基板;多个卡盘销,安装在所述主体上以夹持所述基板的侧表面;卡盘销驱动装置,用于当所述基板已经安置在所述支撑销上时将所述卡盘销从预备位置移动到夹持位置;和支撑销间隔装置,用于当所述卡盘销夹持所述基板时将所述基板和至少一个支撑销彼此间隔开。
Description
相关申请的交叉引用
本申请主张2022年11月22日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2022-0157848的优先权,该申请的公开内容以引用的方式全部并入本文。
技术领域
本公开涉及一种基板处理设备和一种基板处理方法,且更具体地,涉及在改善的均匀性下处理基板的一种基板处理设备和一种基板处理方法。
背景技术
一般来说,半导体工艺可包括各种工艺,例如在晶圆上形成或蚀刻薄膜以及清洁产生的异物、微粒和工艺副产物。这种工艺可以通过将晶圆放置在旋转头上使得晶片的图案面朝上或朝下,并且在向晶圆供给处理液体的同时高速旋转所述旋转头来进行。
在这种旋转头中,支撑晶圆的下表面的多个支撑销可以固定地安装在头部主体上。支撑晶圆侧表面的卡盘销可以安装在固定支撑销之间,以防止晶圆在晶圆旋转期间从头部主体脱离。
在这方面,当所述晶圆已经通过卡盘销驱动装置安置在所述支撑销上时,所述卡盘销可以从备用位置位移至夹持位置以牢固地夹持所述晶圆。
然而,装设有所述固定支撑销的习知旋转卡盘(spin chuck)装置具有例如在蚀刻或清洁的工艺进行中或者在其旋转期间支撑销总是与基板接触的配置。因此,蚀刻液或清洗液没有充分浸入支撑销和基板之间的接触部分,使得接触部分没有被充分蚀刻或充分清洗,导致工艺不均匀。这可能会对后续工艺产生不利影响和/或降低工艺均匀性,从而导致各种工艺问题的发生。
发明内容
本公开旨在解决包括上述问题的各种问题。本公开的目的是提供一种在工艺中可以使基板与所有支撑销彼此间隔开或者使基板与部分支撑销彼此间隔开的基板处理设备和基板处理方法,从而极大地提高了基板背面的工艺均匀性。
根据本公开的目的不限于上述目的。根据本公开未提及的其他目的和优点可以基于以下描述而理解,并且可以基于根据本公开的实施例而更加清楚地理解。更进一步,容易理解的是,根据本公开的目的和优点可以使用权利要求中所示的手段或其组合来实现。
本公开的第一方面提供了一种基板处理设备,包括:主体,用于自旋旋转;多个支撑销,安装在所述主体上以支撑其上的所述基板;多个卡盘销,安装在所述主体上以夹持所述基板的侧表面;卡盘销驱动装置,用于当所述基板已经安置在所述支撑销上时将所述卡盘销从预备位置移动到夹持位置;和支撑销间隔装置,用于当所述卡盘销夹持所述基板时将所述基板和至少一个支撑销彼此间隔开。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述支撑销间隔装置包括:支撑销升降装置,用于降低所述至少一个支撑销,使得所述至少一个支撑销的顶部的垂直水平低于所述卡盘销的顶部的垂直水平;和控制器,用于基于工艺的类型向所述支撑销升降装置施加降低控制信号。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述支撑销升降装置包括:支撑销移动台,用于在所述至少一个支撑销穿过所述主体的上板时支撑和移动所述至少一个支撑销,以升高或降低所述至少一个支撑销;和支撑销升降驱动装置,用于升高或降低所述支撑销移动台。
在所述基板处理设备的一种实施例中,当所述卡盘销夹持所述基板时,所述支撑销升降装置用于相对于所述卡盘销降低所有所述支撑销。
在所述基板处理设备的一种实施例中,当所述卡盘销夹持所述基板时,所述支撑销升降装置用于使至少一个支撑销与所述基板接触并相对于所述卡盘销降低另外至少一个支撑销。
在所述基板处理设备的一种实施例中,在俯视所述主体时,所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置和12点钟位置,其中所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置和11点钟位置,其中所述支撑销升降装置用于使分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开。
在所述基板处理设备的一种实施例中,在俯视所述主体时,所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置和12点钟位置,其中所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置和11点钟位置,其中所述支撑销升降装置用于:对于第一工艺期间,使分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开;和对于第二工艺期间,使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并降低分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销以与所述基板间隔开。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述支撑销移动台体现为支撑销移动板,用于支撑所述多个支撑销;其中所述支撑销升降驱动装置体现为支撑销移动板气缸或支撑销移动板制动器,用于升降所述支撑销移动板。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述支撑销移动台包括升降凸轮销,形成在所述支撑销的下端以由所述支撑销的下端凸出;其中所述支撑销升降驱动装置包括升降凸轮件,具有定义在其中以弯曲方式延伸的凸轮孔;其中所述升降凸轮销的至少一部分插入所述凸轮孔中,使得所述凸轮孔允许所述升降凸轮销向上或向下移动。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述卡盘销驱动装置包括:可动杆件,与所述卡盘销相连接并由线性移动导轨线性地位移;弹性件,在所述可动杆件向前移动的方向上提供弹性回复力;和可旋转凸轮件,具有凸出部,所述凸出部形成在所述可旋转凸轮件的外周表面的一侧,其中所述凸出部面向所述可动杆件并且能够基于凸轮驱动器旋转可旋转凸轮件的旋转角度来挤压所述可动杆件以使所述可动杆向后移动;其中所述升降凸轮件安装在所述可旋转凸轮件的所述外周表面的另一侧上形成的延伸部上,因此与所述卡盘销驱动装置相关联,从而基于所述可旋转凸轮件旋转的所述旋转角度升降所述升降凸轮销。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述升降凸轮件包括:外凸轮部,其内定义有凸轮孔,在所述凸轮孔内容纳有升降凸轮销,所述升降凸轮销设置在所述支撑销的下端并从所述支撑销的下端向外凸出;和内凸轮部,通过连接部连接到所述外凸轮部的后端,其中容纳有所述升降凸轮销的所述凸轮孔定义在所述内凸轮部中,所述升降凸轮销设置在所述支撑销的所述下端且从所述支撑销向外凸出;其中所述延伸部连接至所述连接部。
在所述基板处理设备的一种实施例中,各所述外凸轮部和所述内凸轮部大致形成为部分弧形形状,使得各所述外凸轮部和所述内凸轮部与所述可旋转凸轮件的所述外周表面之间的间距沿着所述外周表面是恒定的。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述支撑销间隔装置包括:卡盘销升降装置,用于相对于所述支撑销升高所述卡盘销,使得所述卡盘销的顶部的垂直水平高于所述支撑销的顶部的垂直水平;和控制器,用于基于工艺的类型向所述卡盘销升降装置施加升高控制信号。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述卡盘销升降装置包括:卡盘销移动台,用于在多个卡盘销穿过所述主体的上板时支撑和移动所述多个卡盘销,以升高或降低所述多个卡盘销;和卡盘销升降驱动装置,用于升高或降低所述卡盘销移动台。
在所述基板处理设备的一种实施例中,所述卡盘销移动台体现为支撑所述多个卡盘销的卡盘销移动板,其中所述卡盘销升降驱动装置体现为用于升降所述卡盘销移动板的卡盘销移动板气缸或卡盘销移动板制动器。
本公开的第二方面提供一种基板处理方法,包括:(a)安置基板于装配在主体上的多个支撑销上;(b)利用卡盘销驱动装置将安装在所述主体上的多个卡盘销由预备位置移动到夹持位置,以夹持所述基板的侧表面;和(c)当所述卡盘销夹持所述基板时,将所述基板和所述至少一个支撑销彼此间隔开。
在所述方法的一实施例中,所述(c)步骤包括在工艺中或所述工艺之前,使用支撑销升降装置或卡盘销升降装置将所述基板和所述至少一个支撑销彼此间隔开;其中所述工艺选自下列一者:预清洗工艺,以第一旋转速度旋转基板,同时向基板供应预清洗液体;初始蚀刻工艺,以第二旋转速度旋转基板,同时将蚀刻液供应到基板的中心;中间蚀刻工艺,以第三旋转速度旋转基板,同时以扫描方式将蚀刻液供应到基板;最终蚀刻工艺,停止向基板供应蚀刻液,并以第四旋转速度旋转基板以去除残留在基板上的蚀刻液;清洗工艺,以第五旋转速度旋转基板,同时向基板提供清洗液体或清洁液体,从而清洗基板;干燥工艺,向基板供给干燥气体或者使基板在干燥状态下以第六旋转速度旋转;和上述工艺的组合。
在所述方法的一实施例中,所述(c)步骤包括基于所述基板的所述旋转速度决定与所述基板间隔开的所述支撑销的数量或者与所述基板间隔开的所述支撑销的位置。
在所述方法的一实施例中,所述(c)步骤包括:
在俯视所述主体时,所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置、12点钟位置,且所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置、11点钟位置;以所述支撑销升降装置使分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并以支撑销升降装置使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开;或对于第一工艺期间,以所述支撑销升降装置使分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并以所述支撑销升降装置使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开;而后对于第二工艺期间,以所述支撑销升降装置使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并以所述支撑销升降装置降低分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销以与所述基板间隔开。
本公开的第三方面提供了一种基板处理设备,包括:主体,用于自旋旋转;多个支撑销,安装在所述主体上以支撑其上的所述基板;多个卡盘销,安装在所述主体上以夹持所述基板的侧表面;卡盘销驱动装置,用于当所述基板已经安置在所述支撑销上时将所述卡盘销从预备位置移动到夹持位置;和支撑销间隔装置,用于当所述卡盘销夹持所述基板时将所述基板和至少一个支撑销彼此间隔开;其中支撑销间隔装置包括:支撑销升降装置,用于降低所述至少一个支撑销,使得所述至少一个支撑销的顶部的垂直水平低于所述卡盘销的顶部的垂直水平;和控制器,用于基于工艺的类型向所述支撑销升降装置施加降低控制信号,其中支撑销升降装置包括:支撑销移动台,用于在所述至少一个支撑销穿过所述主体的上板时支撑和移动所述至少一个支撑销,以升高或降低所述至少一个支撑销;和支撑销升降驱动装置,用于升高或降低所述支撑销移动台;其中所述支撑销移动台包括升降凸轮销,形成在所述支撑销的下端以由所述支撑销的下端凸出,其中所述支撑销升降驱动装置包括升降凸轮件,具有定义在其中以弯曲方式延伸的凸轮孔,其中所述升降凸轮销的至少一部分插入所述凸轮孔中,使得所述凸轮孔允许所述升降凸轮销向上或向下移动;其中所述卡盘销驱动装置包括:可动杆件,与所述卡盘销相连接并由线性移动导轨线性地位移;弹性件,在所述可动杆件向前移动的方向上提供弹性回复力;和可旋转凸轮件,具有凸出部,所述凸出部形成在所述可旋转凸轮件的外周表面的一侧,其中所述凸出部面向所述可动杆件并且能够基于凸轮驱动器旋转可旋转凸轮件的旋转角度来挤压所述可动杆件以使所述可动杆向后移动,其中所述升降凸轮件安装在所述可旋转凸轮件的所述外周表面的另一侧上形成的延伸部上,因此与所述卡盘销驱动装置相关联,从而基于所述可旋转凸轮件旋转的所述旋转角度升降所述升降凸轮销,其中升降凸轮件包括:外凸轮部,其内定义有凸轮孔,在所述凸轮孔内容纳有升降凸轮销,所述升降凸轮销设置在所述支撑销的下端并从所述支撑销的下端向外凸出;和内凸轮部,通过连接部连接到所述外凸轮部的后端,其中容纳有所述升降凸轮销的所述凸轮孔定义在所述内凸轮部中,所述升降凸轮销设置在所述支撑销的所述下端且从所述支撑销向外凸出;其中所述延伸部连接至所述连接部;其中各所述外凸轮部和所述内凸轮部大致形成为部分弧形形状,使得各所述外凸轮部和所述内凸轮部与所述可旋转凸轮件的所述外周表面之间的间距沿着所述外周表面是恒定的。
根据上述本公开的各个方面和实施例,通过在工艺中将基板和所有支撑销彼此间隔开或者将基板和部分支撑销彼此间隔开,可以极高地提高基板背面的工艺均匀性。因此,后续工艺可以顺利进行,并且可以生产出具有高良率和可靠性的高质量产品。除了上述的效果外,在描述描述本公开的具体细节时,同时描述本公开的具体效果。本公开的效果不限于上述效果,并且本领域技术人员从下面的描述中将清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述中,将更清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征和其它优点,其中:
图1是根据本公开的部分实施例绘示的基板处理设备的平面图;
图2是示出图1的基板处理设备的剖视图;
图3是示出图1的基板处理设备的局部剖面透视图;
图4是示出图1的基板处理设备的平面图;
图5是示出图4的基板处理设备的侧立面图;
图6是示出图5的基板处理设备的支撑销升降装置的一示例的概念图;
图7是根据图5的基板处理设备的支撑销升降装置的另一示例示出支撑销下降状态的剖视图;
图8是示出图7的基板处理设备的支撑销升降装置的支撑销上升状态的剖视图;
图9是示出图8的基板处理设备的支撑销升降装置的平面图;
图10是示出图9的基板处理设备的支撑销升降装置的透视图;
图11是示出图9的基板处理设备的平面图;
图12是示出图11的基板处理设备的剖视图;
图13至图15是图11的基板处理设备的操作过程的各步骤的局部放大平面图;
图16是根据图5的基板处理设备的卡盘销升降装置的另一示例示出基板安置状态的概念图;
图17是根据图16的基板处理设备的卡盘销升降装置示出基板夹持状态的概念图;
图18是根据图17的基板处理设备的卡盘销升降装置示出基板升高状态的概念图;
图19是示出设置有图1至图18的基板处理设备的基板处理设施的俯视图;和
图20是根据本公开的部分实施例绘示基板处理方法的流程图。
具体实施方式
下面,参考附图详细描述本公开的多个优选实施例。
本公开的实施例旨在向本领域技术人员更完整地描述本发明。以下实施例可以变更为几种不同的形态,本公开的范围不限于以下实施例。而是,这些实施例旨在使本公开更加彻底和完整,将本公开的精神充份地传递给本领域技术人员。此外,为了说明的方便和清楚起见,附图中的各层的厚度或大小被夸大。用于描述本公开的实施例的附图中所揭露的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅是示例性的,且本公开不限于此。在本文中相同的附图标记指相同的元件。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,并非旨在限制本公开。如本文所使用的,单数形式「一」和「一个」旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确指示。应进一步理解,在本说明书中使用术语「包括」和「包含」时,说明了存在所阐述的特征、整数、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、操作、元件、组件和/或其部分。
以下,将参照示意性地示出本公开的理想实施例的附图来描述本公开的实施例。在附图中,可以预期所描绘的形状的变化,例如,取决于制造技术和/或公差。因此,本公开的实施例不应被解释为限于本文所示的区域的具体形状,而应包括例如在制造过程中引起的形状的变化。
图1是根据本公开的部分实施例绘示的基板处理设备的平面图。
参见图1,所述基板处理设备1可以包括流体供应单元10、容器20、升降单元30和旋转卡盘(spin chuck)装置40。
流体供应单元10可以向基板W供给用于基板处理的处理液体或处理气体。旋转卡盘装置40在工艺中支撑基板W并且可以旋转基板W。容器20可以防止在所述工艺中使用的化学品以及在所述工艺中产生的烟雾飞溅或泄漏到外部。升降单元30可以使旋转卡盘装置40或容器20上下移动,并且可以改变容器20与容器20中旋转卡盘装置40之间的相对垂直距离。
流体供应单元10具有上喷嘴件100a和下喷嘴件100b。上喷嘴件100a可以向放置在旋转卡盘装置40上的基板W的上表面提供所述处理液体或处理气体,且下喷嘴构件100b可以向放置在旋转卡盘装置40上的基板W的下表面提供所述处理液体或处理气体。基板W放置在旋转卡盘装置40上,以与旋转卡盘装置40的上表面间隔开一定距离。下喷嘴件100b可以向旋转吸盘装置40与基板W之间的空间提供处理液体或处理气体。
上喷嘴件100a可以包括化学品供应喷嘴120a、清洗液体供应喷嘴140a和干燥气体供应喷嘴160a。化学品供给喷嘴120a可以向基板W供给多种类型的化学品。化学品供应喷嘴120a可以包括多个喷出器121、支撑杆122和杆移动器125。喷出器121设置在容器20的一侧。喷出器121可以连接到化学品储存器(图未示出)并且可以从化学品储存器接收化学品。喷出器121可以分别连接到其中分别储存不同类型的化学品的化学品储存器。喷出器121可以沿着一个方向并排布设。每个喷出器121具有向上凸出的凸出部121a,且凹槽(图未示出)可以形成在凸出部121a的侧表面。化学品可以是硫酸、硝酸、氨、氢氟酸等,或其与去离子水的混合物。排出孔可形成在每个喷出器121的端部。
支撑杆122可以耦接到多个喷出器121中的一个,并将与其相耦接的一个喷出器移动到放置在旋转卡盘装置40上的基板W的顶部上的位置。支撑杆122具有细长的杆形状,且支撑杆122的长度方向可垂直于喷出器121布设的方向。用于将支撑杆122与喷出器121相耦接的支具(图未示出)设置在支撑杆122的下表面。支具可以包括支臂(未示出),所述支臂可以插入到形成在喷出器121的凸出部121a中的凹槽中。所述支臂可以设置为可从凸出部121a的外侧朝向凸出部121a的凹槽的方向上旋转或位移的结构。
在放置在旋转卡盘装置40上的基板W顶部的位置和喷出器121顶部的位置之间,杆移动器125可以使支撑杆122线性移动。杆移动器125可以包括支架123、导轨124和驱动器(图未示出)。导轨124可从喷出器121的外部经过喷出器121和容器20沿一长直线延伸至容器20的外部。支架123可耦接到导轨124以可沿着导轨移动,且支撑杆122可以固定地耦接到支架123。驱动器可以提供驱动力以使支架123线性移动。支架123的线性移动可以透过具有电机和螺杆的组件来实现。或者,支架123的线性运动可以透过皮带、滑轮和电机的组件来实现。或者,支架123的线性运动可以透过线性电机来实现。
清洗液体供应喷嘴140a可设置在容器20的另一侧,且干燥气体供应喷嘴160a可设置在容器20的又另一侧。清洗液体供应喷嘴140a可包括喷出器141、支撑杆142和驱动器144。喷出器141可固定地耦接到支撑杆142的一端。由驱动器144旋转的可旋转轴(图未示出)可以固定地耦接到支撑杆142的另一端。喷出器141可以从清洗液体储存器(图未示出)接收清洗液体。干燥气体供应喷嘴160a可具有与清洗液体供应喷嘴140a基本相似的结构。干燥气体供应喷嘴160a可供应异丙醇蒸气和氮气。在此,氮气可以是加热氮气。
下喷嘴件100b具有喷射头(图4中的180b)。喷射头180b具有头部(图12中的182)和插入部(图12中的184)。头部182具有向上凸出的形状,并且可以从旋转卡盘装置40向上凸出。多个排放孔形成在头部182中。这些排放孔可以分别分配各种类型的化学物质、清洗液体、干燥气体中的一种,例如异丙醇蒸气或氮气。插入部184具有沿纵向恒定的直径,且所述直径小于头部182的下端。插入部184可从头部182向下延伸。插入部184可以插入旋转卡盘装置40的中心形成的通孔中。
从上喷嘴件100a和下喷嘴件100b供应的化学品、清洗液体和干燥气体可以在旋转卡盘装置40的旋转下从基板W的上表面或下表面的中心区域散布到基板W的边缘区域,从而可以清洁基板W。
图2是示出图1的基板处理设备1的容器20的剖视图。图3是图2的局部剖面透视图。
参照图2和图3,容器20具有开放的顶部且具有定义在其中的内部空间31,其中基板W在内部空间31中被处理。旋转卡盘装置40可放置在内部空间31中。支撑并旋转旋转卡盘装置40的可旋转轴42可固定地耦接到旋转卡盘装置40的下表面。可旋转轴42可以延伸穿过形成在容器20的底表面中的开口并延伸到容器20之外。驱动器44,例如提供旋转力的电机,可以固定地耦接到可旋转轴42。
容器20可以具有能够分离和收集在工艺中使用的化学品的结构。这样允许化学品的重复使用。容器20具有多个收集容器220、240和260。收集容器220、240和260分别收集在工艺中使用的不同类型的处理液体。根据本公开的部分实施例,容器20可以有三个收集容器。三个收集容器可以分别称为内部收集容器220、中间收集容器240和外部收集容器260。
内部收集容器220可以设置为围绕旋转卡盘装置40的圆环形状。中间收集容器240可以设置为围绕内部收集容器220的圆环形状。外部收集容器260可以设置为围绕中间收集容器240的圆环形状。与容器20的内部空间31连通的入口227、247和267可分别形成在收集容器220、240和260中。每个入口227、247和267可设置成围绕旋转卡盘装置40的圆环形状。
喷溅到基板W上且在工艺中使用的化学品可由基板W的旋转引起的离心力的作用下分别通过入口227、247和267流入收集容器220、240和260。外部收集容器260的入口267可以垂直地设置在中间收集容器240的入口247的上方。中间收集容器240的入口247可以垂直地设置在内部收集容器220的入口227的上方。
即,内部收集容器220、中间收集容器240和外部收集容器260的入口227、247和267可位在不同的垂直水平。
内部收集容器220可具有外壁222、底壁224、内壁226和导引壁228。每个外壁222、底壁224、内壁226和导引壁228中可以具有圆环形状。每个外壁222、底壁224、内壁226和导引壁228中可以具有圆环形状。外壁222具有倾斜壁222a和垂直壁222b,倾斜壁222a倾斜地向下延伸以延伸远离旋转卡盘装置40,垂直壁222b从倾斜壁222a的下端垂直向下延伸。底壁224可以从垂直壁222b的下端向旋转卡盘装置40水平地延伸。底壁224可延伸使得其远端与倾斜壁222a的上端垂直对齐。内壁226可以从底壁224的内端沿向上方向垂直延伸。内壁226可以延伸到其上端与倾斜壁222a的上端间隔一定距离的位置。内壁226和倾斜壁222a之间在垂直方向的间隔可作为上述内部收集容器220的入口227。
多个开口223可以形成在内壁226中并且可以环形排列布设。每个开口223可以设置为狭缝形。开口223可作为排出孔,引入到内部收集容器220中的气体通过此排出孔通过旋转卡盘装置40内的下部空间排出。排出管225可耦接到底壁224。引入到内部收集容器220的处理液体可以透过排放管225排放到外部化学品再生系统。
导引壁228可以具有倾斜壁228a和垂直壁228b,倾斜壁228a从内壁226的上端向下倾斜地延伸以延伸远离旋转卡盘装置40,垂直壁228b从倾斜壁228a的下端垂直地向下延伸。垂直壁228b的下端可与底壁224间隔开一定距离。导引壁228可引导通过入口227引入的处理液体平稳地流入由外壁222、底壁224和内壁226围绕的空间229中。
中间收集容器240具有外壁242、底壁244、内壁246和凸出壁248。中间收集容器240的外壁242、底壁244和内壁246分别具有与内部收集容器220的外壁222、底壁224和内壁226的形状基本相似的形状。然而,中间收集容器240的尺寸大于内部收集容器220的尺寸,因而围绕内部收集容器220。中间收集容器240的外壁242的倾斜壁242a的上端和内部收集容器220的外壁222的倾斜壁222a的上端在垂直方向上彼此间隔开一定的距离。它们之间的间隔作为中间收集容器240的入口247。凸出壁248从底壁244的远端沿向下方向垂直延伸。中间收集容器240的内壁246的上端与内部收集容器220的底壁224的远端接触。用于排出气体的狭缝形排出孔243可以定义在中间收集容器240的内壁246中并且可以环形排列布设。排放管245耦接至底壁244。经由中间收集容器240引入的处理液体可经由排放管245排放至外部化学品再生系统。
外收集容器260具有外壁262和底壁264。外收集容器260的外壁262具有与中间收集容器240的外壁242相似的形状。外收集容器260具有比中间收集容器240更大的尺寸,使得外部收集容器260围绕中间收集容器240。外部收集容器260的外壁262的倾斜壁262a的上端和中间收集容器240的外壁242的倾斜壁242a的上端在垂直方向上彼此间隔开一定的距离。它们之间的间隔作为外部收集容器260的入口267。底壁264具有大致圆盘形状,并且在底壁264的中心形成有旋转轴42插入的开口。排放管265耦接至底壁264。透过外部收集容器260引入的处理液体可以透过排放管265排放到外部化学品再生系统。外部收集容器260作为整个容器20的外壁。排气管263连接至外部收集容器260的底壁264,引入外部收集容器260中的气体经由排气管263排出。更进一步,经由设置在内部收集容器220的内壁226中的排放孔223和设置在中间收集容器240的内壁246中的排放孔243流出的气体可以透过与外部收集容器260相连接的排气管263排出到外部。排气管263可以被安装,因而从底壁264向上突出一定尺寸。
升降单元30可以在垂直方向线性地移动容器20。由于容器20上下移动,容器20相对于旋转卡盘装置40的相对垂直水平可以改变。升降单元30可具有支架32、可动轴34和驱动器36。支架32可以固定地安装在容器20的外壁上。在驱动器36的操作下垂直移动的可动轴34可以固定地耦接到支架32。当基板W被放置在旋转卡盘装置40上或从旋转卡盘装置40上提起时,容器20可以被降低,使得旋转卡盘装置40从容器20的顶部向上凸出。更进一步,当工艺进行时,容器20的垂直水平可以被调整,使得处理液体根据供应到基板W的处理液体的类型流入预设的一个收集容器220、240或260中。或者,升降单元30也可以使旋转卡盘装置40在垂直方向上移动。
图4是示出图1的基板处理设备1的旋转卡盘装置40的平面图。图5是示出图4的基板处理设备1的旋转卡盘装置40的侧立面图。
如图4和图5所示,旋转卡盘装置40可以包括:主体300,建构以自旋旋转;多个支撑销400,安装在主体300上以支撑其上的基板W;和多个卡盘销500,安装在主体300上以夹持所述基板W的侧表面。
支撑销400可以支撑基板W的后表面的边缘,使得基板W与主体300的上表面间隔一定的距离。可以设置大约六个支撑销400,并且所有支撑销400可以具有相同的形状和尺寸。支撑销400可以具有上部和下部,其中随着上部向下延伸,上部的直径逐渐增大,随着下部向下延伸下部的直径是恒定的。所有支撑销400可以具有相同的凸出高度,因而当基板W位于其上时均匀地支撑基板W。
卡盘销500可以在主体300的边缘处安装在主体300上,以从主体300的上表面向上凸出。卡盘销500可以安装在相邻的支撑销400之间,并且可以设置大约六个卡盘销500。因此,卡盘销500的数量可以等于支撑销400的数量。卡盘销500可以支撑基板W的侧表面,使得当旋转卡盘装置40旋转时,基板W在横向方向上不脱离其正确位置。
如图4、图5和图12所示,所有的卡盘销500可具有相同的形状和尺寸。每个卡盘销500具有支撑部520、中间部540、固定部560和被支撑部580。支撑部520具有当支撑部520从其平坦的上表面向下延伸时,支撑部520的直径逐渐减小然后逐渐增大的形状。因此,支撑部520具有正视时向内凹陷的凹部522。凹部522可以与放置在支撑销400上的基板W的侧表面接触。中间部540可从支撑部分520的下端向下延伸,同时具有与下端相同的直径。固定部560可以从中间部540向下延伸。用于将卡盘销固定到卡盘销驱动装置600的螺孔可形成在固定部560中。被支撑部分580从中间部540向外延伸并且可以环形形状延伸。被支撑部580与主体300的上表面紧密接触,并且所有卡盘销500可以具有相同的凸出高度。
主体300可以包括上板320和下板340。上板320具有俯视时设置为大致圆形形状的上表面。下板340设置在上板320下方并且可以提供卡盘销驱动装置600设置的空间。
图6是示出图5的旋转卡盘装置40的支撑销升降装置810的一示例的概念图。
如图1至6所示,根据本公开的部分实施例的基板处理设备1的旋转卡盘装置40还可以包括支撑销间隔装置800,支撑销间隔装置800用于将基板W和至少一个支撑销400彼此间隔开间距D,以防止在卡盘销500夹持基板W时(即,在工艺进行时)由于基板W与支撑销400之间的接触部分而出现工艺不均匀性。
如图6所示,支撑销间隔装置800可以包括卡盘销升降装置810,用于升降所有支撑销400或部分支撑销400,使得每个支撑销400的顶部的垂直水平可以低于每个卡盘销500的顶部的垂直水平。支撑销间隔装置800还可以包括控制器820,用于基于工艺的类型向支撑销升降装置810施加降低控制讯号。
更具体地,举例来说,支撑销升降装置810可以包括支撑销移动台812,支撑销移动台812支撑并移动至少一个支撑销400,以使至少一个支撑销400升高或降低穿过主体300的上板320。支撑销升降装置810还可以包括用于升降支撑销移动台812的支撑销升降驱动装置814。
举例来说,如图6所示,支撑销移动台812可以体现为支撑其上的多个支撑销400的支撑销移动板。支撑销升降驱动装置814可以体现为用于升降支撑销移动板的支撑销移动板气缸或支撑销移动板制动器A1。
举例来说,支撑销移动板气缸可以包括通过工作介质的压力升降支撑销移动板的各种气缸或液压缸。支撑销移动板致动器A1可以包括各种类型的动力传输装置或驱动器,例如各种齿轮的组合、移动台和螺杆的组合、皮带和滑轮的组合、链条和链轮的组合、以及链轮、金属线和滑轮的组合、电机、线性电机等。
因此,如图6所示,当卡盘销500夹持基板W时,支撑销升降装置810可以相对于卡盘销降低所有支撑销400。或者,当卡盘销500夹持基板W时,支撑销升降装置810可以使至少一个支撑销400与基板W接触,并相对于卡盘销500降低另外至少一个支撑销400。
更具体地,举例来说,如图4所示,在俯视主体300时,总共6个卡盘销500分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置和12点钟位置。总共6个支撑销400中的每一个均位在六个卡盘销500中相邻的两个卡盘销500之间,即,六个支撑销400分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置和11点钟位置。在此情况下,支撑销升降装置810可以仅使呈三角形布设在3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的三个支撑销400与基板W接触,并且可以降低剩下在1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置呈三角形布设的三个支撑件销400,以与基板W间隔开间距。
在此,支撑销400的升高和降低操作不限于此。支撑销400的多种组合和数量可以升高或降低。
因此,部分支撑销400与卡盘销500与基板W一起稳定地旋转,而其余支撑销400与基板W相对间隔开间距D,使得基板W背侧的工艺均匀性可以有很大的提升。如此一来,后续工艺可以顺利进行,并且可以生产出具有高良率和可靠性的高质量产品。
另外,与基板W接触的支撑销400和与基板W间隔开的支撑销400可以不是预先决定的。而是,所有支撑销400中的每一个可以在每个不同的时刻与基板W间隔开。
亦即,俯视主体300时,总共六个卡盘销500分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置和12点钟位置。总共6个支撑销400中的每一个均位在六个卡盘销500中相邻的两个卡盘销500之间,即,六个支撑销400分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置和11点钟位置。在此情况下,对于第一工艺期间,首先,支撑销升降装置810可以仅使呈三角形分别布设于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的三个支撑销400与基板W接触,并可以使呈三角形分别布设于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的剩余三个支撑销下降以与基板W间隔开间距。
而后,对于第一工艺期间,再来是,支撑销升降装置810可以仅带动呈三角形分别布设于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的三个支撑销400,并可以降低呈三角形分别布设于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的剩余三个支撑销下降以与基板W间隔开间距。如此,所有支撑销400中的每一个都可以重复方式与基板W交替地接触或间隔开。
因此,当基板W和所有支撑销400中的每一个在工艺期间重复地、交替地彼此接触或彼此接间隔开时,可以大大地提高基板W的背面上的工艺均匀性,因此,后续工艺可以顺利进行,并且可以得到具有高良率和可靠性的高质量产品。
图7是根据图5的旋转卡盘装置40的支撑销升降装置810的另一示例示出支撑销下降状态的剖视图。图8是示出图7的旋转卡盘装置40的支撑销升降装置810的支撑销上升状态的剖视图。
如图7及图8所示,在本公开的旋转卡盘装置40的支撑销升降装置810的一个示例中,支撑销移动台812可以体现为升降凸轮销CP,升降凸轮销CP设置在支撑销40的下端并从支撑销的下端向外凸出。支撑销升降驱动装置814可以体现为升降凸轮件CM,升降凸轮件CM具有定义在其中以弯曲方式延伸的凸轮孔CH,其中升降凸轮销CP的至少一部分插入凸轮孔CH中,使得升降凸轮件CM促使升降凸轮销CP的升降运动。
更具体地,举例来说,凸轮孔CH可以由凸轮孔上部区域CH1、凸轮孔倾斜区域CH2和凸轮孔下部区域CH3组成,凸轮孔上部区域CH1引导设置在支撑销400的下端且从支撑销400的下端向外突出的升降凸轮销CP向上移动,凸轮孔倾斜区域CH2引导升降凸轮销CP以倾斜方式移动,凸轮孔下部区域CH3引导升降凸轮销CP向下移动。
因此,如图7所示,在工艺期间,升降凸轮件CM整体向左侧位移,使得凸轮孔下部区域CH3引导升降凸轮销CP向下移动,从而使支撑销400与基板W间隔开间距D。
更进一步,如图8所示,在装载或卸载基板时,升降凸轮件CM整体向右侧位移,使得从凸轮孔倾斜区域CH2延伸的凸轮孔上部区域CH1可以引导升降凸轮销CP向上移动。因此,基板W可以稳定地安置在支撑销400上,或者卡盘销500可以牢固地夹持安置在支撑销400上的基板W。
图9是示出图8的旋转卡盘装置40的支撑销升降装置810的平面图。图10是示出图9的旋转卡盘装置40的支撑销升降装置810的透视图。图11是示出图9的旋转卡盘装置40的平面图,且图12和图13是示出图11的旋转卡盘装置40的剖视图。
更具体地,举例来说,如图9至图13所示,升降凸轮件CM可与稍后描述驱动卡盘销500的卡盘销驱动装置600相关联。
升降凸轮件CM可以包括外凸轮部CM1和内凸轮部CM2,外凸轮部CM1内形成有凸轮孔CH,在凸轮孔CH内容纳有升降凸轮销CP,升降凸轮销CP设置在支撑销400的下端并从支撑销400的下端向外凸出,内凸轮部CM2通过连接部CM3连接到外凸轮部CM1的后端,其中容纳有升降凸轮销CP的凸轮孔CH形成在内凸轮部CM2中,升降凸轮销CP设置在支撑销400的下端且从支撑销400向外凸出。
卡盘销驱动装置600用于当基板W已经安置在支撑销400上时将卡盘销500从预备位置移动到夹持位置。卡盘销驱动装置600可以与升降凸轮件CM相关联且与其一起移动。
如图11及13所示,卡盘销驱动装置600包括可动杆件620、弹性件780和可旋转凸轮件。可动杆件620与卡盘销500相连接并由线性移动导轨640线性地位移,弹性件780在可动杆件向前移动的方向上提供弹性回复力,且可旋转凸轮件720具有凸出部740,凸出部740面向可动杆件620并且能够基于凸轮驱动器730旋转可旋转凸轮件720的旋转角度来挤压可动杆件620以使可动杆件620向后移动,其中凸出部740形成在可旋转凸轮件720的外周表面的一侧。
由此,升降凸轮件CM可以安装在可旋转凸轮件720的外周表面的另一侧上形成的延伸部830上,也因此与可以与卡盘销驱动装置600相关联,从而基于可旋转凸轮件720旋转的旋转角度升降升降凸轮销CP。
更进一步,举例来说,各外凸轮部CM1和内凸轮CM2部大致形成为部分弧形形状,使得各外凸轮部CM1和内凸轮部CM2与可旋转凸轮件720的外周表面之间的间距沿着外周表面或旋转路径是恒定的。
延伸部830与连接部CM3相连接,使得当延伸部830旋转时,旋转力均匀地分布到外凸轮部CM1和内凸轮部CM2,从而沿垂直方向升高或降低支撑销400。
图13至图15是图11的旋转卡盘装置40的操作过程的各步骤的局部放大平面图。
如图13至图15所示,将逐步描述根据本公开部分实施例的旋转卡盘装置40的操作过程。首先,如图13所示,在基板安置模式中,凸轮驱动器730使可旋转凸轮件720顺时针旋转,使得凸出部740可以挤压可动杆件620,与活动杆620接触的凸出部740可以克服弹性件780的弹性恢复力从而向后移动活动杆620。
由此,当可动杆件620在来自凸出部740的推力的作用下向后移动时,连接到可动杆件620的每个卡盘销500与基板W之间的间距会增大。同时,由于连接至可旋转凸轮件720的延伸部830顺时针旋转,升降凸轮件CM整体沿顺时针路径移动,使得凸轮孔上部区域CH1引导升降凸轮销CP向上移动。因此,基板W可以稳定地安置在升高的多个支撑销400上。
接着,如图14所示,在基板夹持模式中,凸轮驱动器730使可旋转凸轮件720逆时针旋转,使得凸出部740可以与可动杆件620间隔开,从而从凸出部740脱离的可动杆件620可以在弹性件780的弹性恢复力的作用下向前移动。
由此,当可动杆件620在弹性件780的弹性恢复力下向前移动时,连接到可动杆件620的每个卡盘销500与基板W之间的间距会减少。因此,多个卡盘销500可以牢固地夹持安置在支撑销400上的基板W的侧表面。
接着,如图15所示,在支撑销降低状态中,可旋转凸轮件720透过凸轮驱动器730直接地逆时针旋转,使得与可旋转凸轮件720相关联的延伸部830可以直接地逆时针旋转。因此,升降凸轮件CM沿着整体逆时针路径充分地位移,使得凸轮孔下部区域CH3可以引导由凸轮孔倾斜区域CH2引导的升降凸轮销CP向下移动。因此,支撑销400可以与基板W间隔开间距D。
由此,支撑销升降装置810可以安装在所有支撑销400中的每一个上以降低所有支撑销400,或者可以选择性地为仅对部分支撑销400中的每一个安装以仅降低特定的支撑销400。
更进一步,如图7至图15所示,绘示了凸轮孔CH的一个示例,其中凸轮孔上部区域CH1位于左侧,凸轮孔倾斜区域CH2位于中间,且凸轮孔下部区域CH3位于右侧。然而,本公开不限于此。凸轮孔上部区域CH1、凸轮孔倾斜区域CH2和凸轮孔下部区域CH3布设的顺序可以基于每个支撑销400而变化。因此,与可旋转凸轮构件720相关联地各种升高和降低运动可以实现。
因此,当使用升降凸轮件CM和凸轮孔CH时,可以进行各种升降操作,举例来说,根据升降凸轮件CM和凸轮孔CH的位置、是否安装以及安装方式,所有支撑销400可以同时降低,或者可以只有其中的部分降低,或者可以使支撑销400可以交替且重复地升降。
图16是根据图5的旋转卡盘装置40的卡盘销升降装置910的另一示例示出的基板安置状态的概念图。图17是根据图16的旋转卡盘装置40的卡盘销升降装置910示出的基板夹持状态的概念图。图18是根据图17的旋转卡盘装置40的卡盘销升降装置910示出的基板升高状态的概念图。
如图16至图18所示,根据本公开的部分实施例的旋转卡盘装置40的支撑销间隔装置900可以包括卡盘销升降装置910和控制器920。卡盘销升降装置910升降卡盘销500,使得卡盘销500的顶部的垂直水平高于每个支撑销400的顶部的垂直水平,控制器920基于工艺的类型向卡盘销升降装置910施加升高控制讯号。
卡盘销升降装置910可以包括卡盘销移动台912,卡盘销移动台912支撑和移动多个卡盘销500,以升高或降低多个卡盘销500穿过主体300的上板320。卡盘销升降装置910还可以包括用于升降卡盘支撑销移动台912的卡盘销升降驱动装置914。
更具体地,举例来说,卡盘销移动台912可以体现为支撑多个卡盘销500的卡盘销移动板。卡盘销升降驱动装置914可以体现为用于升降卡盘销移动板的卡盘销移动板气缸或卡盘销移动板制动器A2。
举例来说,卡盘销移动板气缸可以包括通过工作介质的压力升降卡盘销移动板的各种气缸或液压缸。卡盘销移动板致动器A2可以包括各种类型的动力传输装置或驱动器,例如各种齿轮的组合、移动台和螺杆的组合、皮带和滑轮的组合、链条和链轮的组合、以及链轮、金属线和滑轮的组合、电机、线性电机等。
因此,如图16所示,当基板W安置在支撑销400尚且同时卡盘销500已经被缩回时,如图17所示,卡盘销500可以夹持基板W。如图18所示,卡盘销升降装置910使所有卡盘销500向上升高超过支撑销400,使得基板W和支撑销400可以彼此间隔开间距D。
图19是示出包括安装有图1至图18的旋转卡盘装置40的基板处理设备的基板处理设施1000的俯视图。
如图19所示,根据本公开的部分实施例的基板处理设施1000透过将处理液体供应到基板来进行处理基板的工艺。基板处理设施1000可以包括第一装载口1120和第一传送架1140。第一装载口1120、第一传送架1140和第一工艺处理模块1200可以依序布设在一条线上。
在下文中,第一装载口1120、第一传送架1140和第一工艺处理模块1200布设的方向称为第一方向12。在俯视时,垂直于第一方向12的方向被称为第二方向14,并且垂直于包括第一方向12和第二方向14的平面的方向被称为第三方向16。
包含基板(例如晶圆)的第一载体1130可以安置于第一装载口1120中。多个第一装载口1120可以被设置,并且第一装载口1120可以沿着第二方向14布设成一直线。
尽管图19示出提供四个第一装载口1120,但是第一装载口1120的数量可以根据例如第一工艺处理模块1200的处理效率和覆盖面积等条件而增加或减少。第一载体1130中可以形成有沟槽(图未示出)支撑基板的边缘。
多个沟槽可以被设置且可以沿着第三方向16布设,并且基板可以位在第一载体1130中,同时沿着第三方向16以彼此间隔开的状态堆迭。第一载体1130可以包括前开式晶圆盒(Front Opening Unified Pod,FOUP)。
第一工艺处理模组1200可以包括第一缓冲单元1220、第一传输单元1240和第一处理室1260。第一传输单元1240的长度方向可以平行于第一方向12延伸。第一处理室1260可以沿着第一传输单元1240的第二方向14分别设置在相对两侧。位于第一传输单元1240的一侧的第一处理室1260和位于第一传输单元1240的另一侧的第一处理室1260可以彼此对称围绕第一传输单元1240。部分第一处理室1260可以沿着第一传输单元1240的长度方向布设。更进一步,部分第一处理室1260可以在顶端彼此堆迭。亦即,在第一传送单元1240的一侧,第一处理室1260可以布设成n行m列的阵列,其中每个n和m是自然数。由此,n可以是沿着第一方向12布设成一直线的第一处理室1260的数量,而m可以是沿着第三方向16布设成一直线的第一处理室1260的数量。当四个或六个第一处理室1260设置在第一传送单元1240的一侧上时,第一处理室1260可以布设成2×2或3×2排列。第一处理室1260的数量可以增加或减少。与上述不同的是,处理室1260可以只设置在第一传送单元1240的一侧。更进一步,与上述不同的是,设置在第一传输单元1240的一侧或相对两侧的第一处理室1260可以组成一单层。
第一缓冲单元1220可以设置在第一传送框架1140和第一传输单元1240之间。第一缓冲单元1220可以设置一空间中,其中基板在第一传送单元1240和第一传送框架1140之间传送之前,基板可以停留在此空间。第一缓冲单元1220可以具有定义在其中的沟槽(未示出),基板放置在所述沟槽中。多个沟槽可以被布设,以沿着第三方向16彼此间隔开。第一缓冲单元1220面对第一传送架1140的表面和其面对第一传送单元1240的表面可以是开放的。
第一传送架1140可以在位于第一装载口1120中的第一载体1130和第一缓冲单元1220之间传送基板。第一转位轨道1142和第一转位机器人1144可设置在第一传送框架1140上。第一转位轨道1142的长度方向可以平行于第二方向14。第一转位机器人1144可以安装在第一转位轨道1142上并且可以沿着第一转位轨道1142在第二方向14上线性移动。第一转位机器人1144可包括第一基座1144a、第一主体1144b和第一转位臂1144c。第一基座1144a可以被安装为能够沿着第一转位轨道1142移动。第一主体1144b可以耦接至第一基座1144a。第一主体1144b可以设置在第一基座1144a上并且可以设置为可沿着第三方向16移动。更进一步,第一主体1144b可以被设置在第一基座1144a上并且可以被设置为可旋转的。第一转位臂1144c可以耦接到第一主体1144b且可被设置为相对于第一主体1144b向前或向后移动。多个第一转位臂1144c可以被设置,且多个第一转位臂1144c可以独立地运作。第一转位臂1144c沿着第三方向16以彼此相对间隔开的状态堆迭。部分第一转位臂1144c可以用于将基板从第一工艺处理模组1200传送到第一载体1130,并且其他的第一转位臂1144c可以用于将基板从第一载体1130传送到第一工艺处理模组1200。这样可以防止在使用第一转位机械人1144运入和运出基板的过程中,在工艺处理之前从基板产生的微粒附着到工艺处理之后的基板。
第一传送单元1240可以在第一缓冲单元1220和第一处理室1260之间以及在第一处理室1260之间传送基板W。第一导轨1242和第一主机器人1244可设置在第一传送单元1240上。第一导轨1242可以延伸使得其纵向方向平行于第一方向12。第一主机器人1244可以安装在第一导轨1242上,并且可以在第一导轨1242上沿着第一方向12线性地移动。第一主机器人1244可包括第一基座1244a、第一主体1244b及第一主臂1244c。第一基座1244a可以安装为能够沿着第一导轨1242移动。第一主体1244b可以耦接至第一基座1244a。第一主体1244b可以设置在第一基座1244a上并且可以设置为可沿着第三方向16移动。更进一步,第一主体1244b可以被设置在第一基座1244a上并且可以被设置为可旋转的。第一主臂1244c可以耦接到第一主体1244b且可被设置为相对于第一主体1244b向前或向后移动。多个第一主臂1244c可以被设置,且多个第一主臂1244c可以独立地运作。第一主臂1244c沿着第三方向16以彼此相对间隔开的状态堆迭。用于将基板从第一缓冲单元1220传送到第一处理室1260的第一主臂1244c和用于将基板从第一处理室1260传送到第一缓冲单元1220的第一主臂1244c可以彼此不同。
第一处理室1260的内部可以用于对基板执行清洁工艺。根据清洁工艺的类型,第一处理室1260可以具有不同的结构。或者,第一处理室1260可以具有相同的结构。或者,第一处理室1260可以被分成多个组,使得属于同一组的第一处理室1260可以具有相同的结构,而属于不同组的第一处理室1260可以具有不同的结构。举例来说,当第一处理室1260被分成两组时,第一组的第一处理室1260可以设置在第一传送单元1240的一侧,而第二组的第一处理室1260可以设置在第一传送单元1240的另一侧。或者,在第一传输单元1240的一侧和另一侧的每一侧,第一组的第一处理室1260可以设置在下层,而第二组的第一处理室1260可以设置在上层。第一组的第一处理室1260和第二组的第一处理室1260可以基于所使用的化学品的类型或清洁方案的类型而彼此区别。第一处理室1260可以设置成如上述的基板处理装置1。
图20是根据本公开的部分实施例绘示的基板处理方法的流程图。
如图1至图20所示,根据本公开的部分实施例的基板处理方法包括:(a)安置基板W于装配在主体300上的多个支撑销400上;(b)利用卡盘销驱动装置600将安装在主体300上的多个卡盘销500由预备位置移动到夹持位置,以夹持基板W的侧表面;和(c)当卡盘销500夹持基板W时,亦即,当工艺进行中时,将至少一个支撑销400和基板W彼此间隔开,以防止因基板W和支撑销400之间的接触而出现的工艺不均匀性。
更进一步,举例来说,在步骤(c)中,可以使用支撑销升降装置810基于卡盘销500降低至少一个支撑销400,或者可以使用卡盘销升降装置910基于支撑销400升高卡盘销500。
更进一步,举例来说,(c)步骤可以应用于各种工艺。举例来说,(c)步骤包括在工艺中或所述工艺之前,使用支撑销升降装置或卡盘销升降装置将基板W和至少一个支撑销400彼此间隔开,其中所述工艺选自下列一者:预清洗工艺,以第一旋转速度旋转基板,同时向基板供应预清洗液体;初始蚀刻工艺,以第二旋转速度旋转基板,同时将蚀刻液供应到基板的中心;中间蚀刻工艺,以第三旋转速度旋转基板,同时以扫描方式将蚀刻液供应到基板;最终蚀刻工艺,停止向基板供应蚀刻液,并以第四旋转速度旋转基板以去除残留在基板上的蚀刻液;清洗工艺,以第五旋转速度旋转基板,同时向基板提供清洗液体或清洁液体,从而清洗基板;干燥工艺,向基板供给干燥气体或者使基板在干燥状态下以第六旋转速度旋转;和上述工艺的组合。
由此,与基板W间隔开的支撑销400的数量或与基板W间隔开的支撑销400的位置可以基于基板W的旋转速度来决定。
亦即,当基板W以相对高的速度旋转时,例如在中间蚀刻工艺、清洗工艺或干燥工艺中,所有支撑销400可以与基板W接触;或者仅有少量的支撑销400,或除三角形布设之外用于支撑基板的支撑销400之外处于不必要位置的支撑销400可以与基板W间隔开,以应对强离心力并更牢固地支撑基板W。
相反的,当基板W以相对低的速度旋转时,例如在预清洗工艺、初始蚀刻工艺或最终蚀刻工艺中,所有支撑销400可以与基板W间隔开;或者,除了最小数量的支撑销400之外的大量支撑销400可以与基板W间隔开,以便尽可能防止基板W的工艺不均匀性。
更进一步,步骤(c)可以包括:在俯视所述主体300时,卡盘销500分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置、12点钟位置,且支撑销400分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置、11点钟位置;以支撑销升降装置810使分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的支撑销400与基板W接触,并以支撑销升降装置810使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的支撑销400下降以与基板间隔开;或对于第一工艺期间,以支撑销升降装置810使分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的支撑销400与基板接触,并以支撑销升降装置810使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的支撑销400下降以与基板间隔开;而后对于第二工艺期间,以支撑销升降装置810使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的支撑销400与基板接触,并以支撑销升降装置810降低分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的支撑销400以与基板间隔开。
因此,在旋转过程中,通过升高或降低支撑销400或卡盘销500,基板W和支撑销400可以相互间隔开间距D。因此,基板的工艺均匀性可以极大地改善。间距D可以根据工艺的类型调整优化,并且支撑销400和卡盘销500的垂直水平可以单独地或彼此关联地调整。根据工艺的目标和特性,支撑销400和卡盘销500的垂直水平可以基于位置或时间精确地调整。
尽管已经参考实施例和附图描述了本公开,但是本公开不限于此,本公开所属领域的技术人员可以理解各种修改和其他等同实施例是可能。因此,本公开的真正技术保护范围应由所附权利要求的技术精神来决定。
Claims (20)
1.一种基板处理设备,其特征在于,包括:
主体,用于自旋旋转;
多个支撑销,安装在所述主体上以支撑其上的所述基板;
多个卡盘销,安装在所述主体上以夹持所述基板的侧表面;
卡盘销驱动装置,用于当所述基板已经安置在所述支撑销上时将所述卡盘销从预备位置移动到夹持位置;和
支撑销间隔装置,用于当所述卡盘销夹持所述基板时将所述基板和至少一个支撑销彼此间隔开。
2.根据权利要求1所述的基板处理设备,其特征在于,所述支撑销间隔装置包括:
支撑销升降装置,用于降低所述至少一个支撑销,使得所述至少一个支撑销的顶部的垂直水平低于所述卡盘销的顶部的垂直水平;和
控制器,用于基于工艺的类型向所述支撑销升降装置施加降低控制信号。
3.根据权利要求2所述的基板处理设备,其特征在于,所述支撑销升降装置包括:
支撑销移动台,用于在所述至少一个支撑销穿过所述主体的上板时支撑和移动所述至少一个支撑销,以升高或降低所述至少一个支撑销;和
支撑销升降驱动装置,用于升高或降低所述支撑销移动台。
4.根据权利要求2所述的基板处理设备,其特征在于,当所述卡盘销夹持所述基板时,所述支撑销升降装置用于相对于所述卡盘销降低所有所述支撑销。
5.根据权利要求2所述的基板处理设备,其特征在于,当所述卡盘销夹持所述基板时,所述支撑销升降装置用于使至少一个支撑销与所述基板接触并相对于所述卡盘销降低另外至少一个支撑销。
6.根据权利要求5所述的基板处理设备,其特征在于,在俯视所述主体时,所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置和12点钟位置,
其中所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置和11点钟位置,
其中所述支撑销升降装置用于使分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开。
7.根据权利要求5所述的基板处理设备,其特征在于,在俯视所述主体时,所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置和12点钟位置,
其中所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置和11点钟位置,
其中所述支撑销升降装置用于:
对于第一工艺期间,使分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开;
对于第二工艺期间,使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并降低分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销以与所述基板间隔开。
8.根据权利要求3所述的基板处理设备,其特征在于,所述支撑销移动台体现为支撑销移动板,用于支撑所述多个支撑销,
其中所述支撑销升降驱动装置体现为用于升降所述支撑销移动板的支撑销移动板气缸或支撑销移动板制动器。
9.根据权利要求3所述的基板处理设备,其特征在于,所述支撑销移动台包括升降凸轮销,形成在所述支撑销的下端以由所述支撑销的下端凸出;
其中所述支撑销升降驱动装置包括升降凸轮件,具有定义在其中以弯曲方式延伸的凸轮孔;
其中所述升降凸轮销的至少一部分插入在所述凸轮孔中,使得所述凸轮孔允许所述升降凸轮销向上或向下移动。
10.根据权利要求9所述的基板处理设备,其特征在于,所述卡盘销驱动装置包括:
可动杆件,与所述卡盘销相连接并由线性移动导轨线性地位移;
弹性件,在所述可动杆件向前移动的方向上提供弹性回复力;和
可旋转凸轮件,具有凸出部,所述凸出部形成在所述可旋转凸轮件的外周表面的一侧,其中所述凸出部面向所述可动杆件并且能够基于凸轮驱动器旋转所述可旋转凸轮件的旋转角度来挤压所述可动杆件以使所述可动杆件向后移动;
其中所述升降凸轮件安装在所述可旋转凸轮件的所述外周表面的另一侧上形成的延伸部上,因此与所述卡盘销驱动装置相关联,从而基于所述可旋转凸轮件旋转的所述旋转角度升降所述升降凸轮销。
11.根据权利要求9所述的基板处理设备,其特征在于,所述升降凸轮件包括:
外凸轮部,具有定义在其中的凸轮孔,在所述凸轮孔内容纳有升降凸轮销,所述升降凸轮销设置在所述支撑销的下端并从所述支撑销的下端向外凸出;和
内凸轮部,通过连接部连接到所述外凸轮部的后端,其中容纳有所述升降凸轮销的所述凸轮孔定义在所述内凸轮部中,所述升降凸轮销设置在所述支撑销的所述下端且从所述支撑销向外凸出;
其中延伸部连接至所述连接部。
12.根据权利要求11所述的基板处理设备,其特征在于,各所述外凸轮部和所述内凸轮部大致形成为部分弧形形状,使得各所述外凸轮部和所述内凸轮部与可旋转凸轮件的外周表面之间的间距沿着所述外周表面是恒定的。
13.根据权利要求1所述的基板处理设备,其特征在于,所述支撑销间隔装置包括:
卡盘销升降装置,用于相对于所述支撑销升高所述卡盘销,使得所述卡盘销的顶部的垂直水平高于所述支撑销的顶部的垂直水平;和
控制器,用于基于工艺的类型向所述卡盘销升降装置施加升高控制信号。
14.根据权利要求13所述的基板处理设备,其特征在于,所述卡盘销升降装置包括:
卡盘销移动台,用于在多个卡盘销穿过所述主体的上板时支撑和移动所述多个卡盘销,以升高或降低所述多个卡盘销;和
卡盘销升降驱动装置,用于升高或降低所述卡盘销移动台。
15.根据权利要求14所述的基板处理设备,其特征在于,所述卡盘销移动台体现为支撑所述多个卡盘销的卡盘销移动板,
其中所述卡盘销升降驱动装置体现为用于升降所述卡盘销移动板的卡盘销移动板气缸或卡盘销移动板制动器。
16.一种基板处理方法,其特征在于,包括:
(a)安置基板于装配在主体上的多个支撑销上;
(b)利用卡盘销驱动装置将安装在所述主体上的多个卡盘销由预备位置移动到夹持位置,以夹持所述基板的侧表面;和
(c)当所述卡盘销夹持所述基板时,将所述基板和所述至少一个支撑销彼此间隔开。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述(c)步骤包括在工艺中或所述工艺之前,使用支撑销升降装置或卡盘销升降装置将所述基板和所述至少一个支撑销彼此间隔开,
其中所述工艺选自下列一者:
预清洗工艺,以第一旋转速度旋转基板,同时向基板供应预清洗液体;
初始蚀刻工艺,以第二旋转速度旋转基板,同时将蚀刻液供应到基板的中心;
中间蚀刻工艺,以第三旋转速度旋转基板,同时以扫描方式将蚀刻液供应到基板;
最终蚀刻工艺,停止向基板供应蚀刻液,并以第四旋转速度旋转基板以去除残留在基板上的蚀刻液;
清洗工艺,以第五旋转速度旋转基板,同时向基板提供清洗液体或清洁液体,从而清洗基板;
干燥工艺,向基板供给干燥气体或者使基板在干燥状态下以第六旋转速度旋转;和
上述工艺的组合。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述(c)步骤包括基于所述基板的所述旋转速度决定与所述基板间隔开的所述支撑销的数量或者与所述基板间隔开的所述支撑销的位置。
19.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述(c)步骤包括:
俯视所述主体时,所述卡盘销分别位于2点钟位置、4点钟位置、6点钟位置、8点钟位置、10点钟位置、12点钟位置,且所述支撑销分别位于1点钟位置、3点钟位置、5点钟位置、7点钟位置、9点钟位置、11点钟位置,
以支撑销升降装置使分别位于3点钟位置、7点钟位置和11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并以支撑销升降装置使分别位于1点钟位置、5点钟位置和9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开;或
对于第一工艺期间,以所述支撑销升降装置使分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并以所述支撑销升降装置使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销下降以与所述基板间隔开;而后
对于第二工艺期间,以所述支撑销升降装置使分别位于所述1点钟位置、所述5点钟位置和所述9点钟位置的所述支撑销与所述基板接触,并以所述支撑销升降装置降低分别位于所述3点钟位置、所述7点钟位置和所述11点钟位置的所述支撑销以与所述基板间隔开。
20.一种基板处理设备,其特征在于,包括:
主体,用于自旋旋转;
多个支撑销,安装在所述主体上以支撑其上的所述基板;
多个卡盘销,安装在所述主体上以夹持所述基板的侧表面;
卡盘销驱动装置,用于当所述基板已经安置在所述支撑销上时将所述卡盘销从预备位置移动到夹持位置;和
支撑销间隔装置,用于当所述卡盘销夹持所述基板时将所述基板和至少一个支撑销彼此间隔开,
其中所述支撑销间隔装置包括:
支撑销升降装置,用于降低所述至少一个支撑销,使得所述至少一个支撑销的顶部的垂直水平低于所述卡盘销的顶部的垂直水平;和
控制器,用于基于工艺的类型向所述支撑销升降装置施加降低控制信号,
其中所述支撑销升降装置包括:
支撑销移动台,用于在穿过所述主体的上板时支撑和移动所述至少一个支撑销,以升高或降低所述至少一个支撑销;和
支撑销升降驱动装置,用于升高或降低所述支撑销移动台,
其中所述支撑销移动台包括升降凸轮销,形成在所述支撑销的下端以由所述支撑销的下端凸出;
其中所述支撑销升降驱动装置包括升降凸轮件,具有定义在其中以弯曲方式延伸的凸轮孔;其中所述升降凸轮销的至少一部分插入所述凸轮孔中,使得所述凸轮孔允许所述升降凸轮销向上或向下移动,
其中所述卡盘销驱动装置包括:
可动杆件,与所述卡盘销相连接并由线性移动导轨线性地位移;
弹性件,在所述可动杆件向前移动的方向上提供弹性回复力;和
可旋转凸轮件,具有凸出部,所述凸出部形成在所述可旋转凸轮件的外周表面的一侧,其中所述凸出部面向所述可动杆件并且能够基于凸轮驱动器旋转所述可旋转凸轮件的旋转角度来挤压所述可动杆件以使所述可动杆件向后移动;
其中所述升降凸轮件安装在所述可旋转凸轮件的所述外周表面的另一侧上形成的延伸部上,因此与所述卡盘销驱动装置相关联,从而基于所述可旋转凸轮件旋转的所述旋转角度升降所述升降凸轮销,
其中所述升降凸轮件包括:
外凸轮部,其内定义有凸轮孔,在所述凸轮孔内容纳有升降凸轮销,所述升降凸轮销设置在所述支撑销的下端并从所述支撑销的下端向外凸出;和
内凸轮部,通过连接部连接到所述外凸轮部的后端,其中容纳有所述升降凸轮销的所述凸轮孔定义在所述内凸轮部中,所述升降凸轮销设置在所述支撑销的所述下端且从所述支撑销向外凸出;
其中所述延伸部连接至所述连接部;
其中各所述外凸轮部和所述内凸轮部大致形成为部分弧形形状,使得各所述外凸轮部和所述内凸轮部与所述可旋转凸轮件的所述外周表面之间的间距沿着所述外周表面是恒定的。
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