TWI819405B - 支撐單元及用於處理基板之設備 - Google Patents

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Abstract

提供一種用於支撐基板的支撐單元，前述支撐單元包括：加熱構件，經組態以將熱能傳遞至被支撐的基板；反射板，設置於加熱構件下方且經組態以將加熱構件產生的熱能反射至基板；冷卻板，設置於反射板下方且形成有冷卻流體在其中流動的冷卻流動路徑；及氣體供應管線，經組態以向反射板與冷卻板之間的空間供應氣體。

Description

支撐單元及用於處理基板之設備
本發明係關於一種支撐單元及基板處理設備。
一般而言，在處理玻璃基板或晶圓過程或在製造平板顯示裝置或半導體過程，進行各種製程，諸如，光阻劑塗覆製程、顯影製程、蝕刻製程及灰化製程。在各製程中，為了移除附著在基板上的各種污染物，進行使用化學溶液或去離子水的濕式清洗製程及用於乾燥殘留在基板表面上的化學溶液或去離子水的乾燥製程。
近來，進行藉由使用諸如硫酸或磷酸的化學溶液來選擇性地移除氮化矽膜及氧化矽膜的處理製程(例如，蝕刻製程)。在使用化學溶液的基板處理設備中，使用加熱基板的基板處理設備來提高處理基板的效率。美國專利申請案公開第2016-0013079號揭示基板處理設備的實例。根據前述專利，基板處理設備包括加熱基板的燈具及反射旋轉頭內的燈具輻射的反射板。當燈具輻射的熱量傳遞至基板時，基板的溫度升高，從而提高了化學品對基板的處理效率。
然而，當燈具輻射的熱量傳遞至旋轉基板的旋轉頭的驅動裝置時，驅動裝置的溫度升高。當驅動裝置的溫度升高時，將無法正常驅動驅動裝置或使得驅動裝置發生故障。
本發明致力於提供一種能夠有效地處理基板的支撐單元及基板處理設備。
本發明亦致力於提供一種將傳遞至自旋驅動單元的由加熱構件產生的熱量最小化之支撐單元及基板處理設備。
本發明亦致力於提供一種將在冷卻板的冷卻流動路徑中流動的冷卻流體的沸騰現象最小化之支撐單元及基板處理設備。
本發明亦致力於提供一種將處理液體或雜質進入卡盤的內部空間的流入最小化之支撐單元及基板處理設備。
本發明亦致力於提供一種使向燈具傳輸電力的電源終端的溫度過度升高最小化之支撐單元及基板處理設備。
本發明所要解決的問題不限於上述問題，並且本領域技術人員通過以下描述將清楚地理解未提及的問題。
本發明的例示性實施例提供用於支撐基板之支撐單元，前述支撐單元包括加熱構件、反射板、冷卻板及氣體供應管線。前述加熱構件用以將熱能傳遞至被支撐的基板。前述反射板設置於加熱構件下方且經組態以將加熱構件產生的熱能反射至基板。前述冷卻板設置於反射板下方且形成有冷卻流體在其中流動的冷卻流動路徑。前述氣體供應管線經組態以向反射板與冷卻板之間的空間供應氣體。
根據例示性實施例，前述冷卻板的上表面可具有接觸部分及間隔部分。前述接觸部分與反射板接觸。前述間隔部分與反射板間隔開以形成空間。
根據例示性實施例，當自上方觀察時，每單位面積的接觸部分與間隔部分的比率在冷卻板的邊緣區域中可大於在冷卻板的中心區域中。
根據例示性實施例，前述氣體供應管線可包括第一氣體供應管線及第二氣體供應管線。前述第一氣體供應管線向空間供應氣體。前述第二氣體供應管線向冷卻板的下部分供應氣體。
根據例示性實施例，前述支撐單元可進一步包括卡盤台及窗。前述卡盤台耦合至自旋驅動單元以成為可旋轉的。前述窗設置在卡盤台上方且與卡盤台結合以形成內部空間。加熱構件、反射板及冷卻板設置在內部空間中。
根據例示性實施例，在前述窗的側表面中可形成有排放孔，經由前述排放孔排放由氣體供應管線供應的氣體。
根據例示性實施例，當自上方觀察時，在前述卡盤台的邊緣區域中可形成阻擋突起，且前述阻擋突起阻擋外部雜質引入內部空間中。
根據例示性實施例，當自上方觀察時，前述阻擋突起可設置成圍繞冷卻板，並且前述阻擋突起的上端可設置為與反射板間隔開。
根據例示性實施例，前述自旋驅動單元可設有中空旋轉軸，前述中空旋轉軸具有中空空間，且可將氣體供應管線、用於將冷卻流體供應至冷卻流動路徑的流體供應管線及用於自冷卻流動路徑排放冷卻流體的流體排放管線中的至少一者可提供至中空空間。
根據例示性實施例，前述卡盤台及前述視窗可彼此耦合以藉由自旋驅動單元的旋轉而旋轉，並且加熱構件、反射板及冷卻板可經定位成獨立於卡盤台及視窗的旋轉。
本發明的另一例示性實施例提供一種用於處理基板的設備。前述設備包含支撐單元及液體供應單元。前述支撐單元經組態以支撐基板。液體供應單元經組態以向由支撐單元支撐的基板供應處理液體。支撐單元可包括加熱構件、反射板及冷卻板。前述加熱構件經組態以將熱能傳遞至由支撐單元支撐的基板。前述反射板設置於加熱構件下方且經組態以將加熱構件產生的熱能反射至基板。前述冷卻板設置於反射板下方且形成有冷卻流體在其中流動的冷卻流動路徑。並且冷卻板的上表面可具有接觸部分及間隔部分。前述接觸部分與反射板接觸。前述間隔部分與反射板間隔開以形成空間。
根據例示性實施例，前述支撐單元可進一步包括氣體供應管線。前述氣體供應管線將惰性氣體供應至空間。
根據例示性實施例，前述氣體供應管線可包括第一氣體供應管線及第二氣體供應管線。前述第一氣體供應管線向空間供應惰性氣體。前述第二氣體供應管線向冷卻板的下部分供應惰性氣體。
根據例示性實施例，當自上方觀察時，每單位面積的接觸部分與間隔部分的比率在冷卻板的邊緣區域中可大於在冷卻板的中心區域中。
根據例示性實施例，前述支撐單元可進一步包括卡盤台及窗。前述卡盤台耦合至自旋驅動單元以成為可旋轉的。前述窗設置在卡盤台上方且與卡盤台結合以形成內部空間。加熱構件、反射板及冷卻板設置在內部空間中。
根據例示性實施例，在前述窗的側表面中可形成有排放孔，經由前述排放孔排放由氣體供應管線供應的惰性氣體。
根據例示性實施例，當自上方觀察時，在前述卡盤台的邊緣區域中可形成阻擋突起，且前述阻擋突起阻擋外部雜質引入內部空間中。
本發明的又一例示性實施例提供一種用於處理基板的設備，前述設備包括腔室、支撐單元及液體供應單元。前述腔室具有處理空間。前述支撐單元經組態以在處理空間中支撐及旋轉基板。前述液體供應單元經組態以向由支撐單元支撐的基板供應處理液體。前述支撐單元可包括卡盤台、石英窗、加熱構件、反射板、冷卻板及氣體供應管線。前述卡盤台耦合至自旋驅動單元以成為可旋轉的。前述石英窗設置於卡盤台上方且與卡盤台結合形成內部空間。前述加熱構件設置於內部空間且經組態以將熱能傳遞至由支撐單元支撐的基板。前述反射板設置於加熱構件下方且經組態以將加熱構件產生的熱能反射至由支撐單元支撐的基板。前述冷卻板設置於反射板下方且形成有冷卻流體在其中流動的冷卻流動路徑。前述氣體供應管線經組態以向反射板與冷卻板之間的空間供應惰性氣體。並且冷卻板的上表面具有接觸部分及間隔部分。前述接觸部分與反射板接觸。前述間隔部分與反射板間隔開以形成空間。
根據例示性實施例，前述加熱構件可設置為多個，且加熱構件中的每一者可設置成具有環形形狀，並且向加熱構件中的每一者傳輸電力的電源終端可安裝於冷卻板中。
根據例示性實施例，在前述石英窗的側表面中可形成有排放孔，經由前述排放孔排放由氣體供應管線供應的惰性氣體。當自上方觀察時，在前述卡盤台的邊緣區域中可形成阻擋突起。前述阻擋突起阻擋外部雜質引入內部空間中。前述阻擋突起可設置成當自上方觀察時圍繞冷卻板，並且前述阻擋突起的上端可設置為與反射板間隔開。
根據本發明的例示性實施例，可以有效地處理基板。
此外，根據本發明的例示性實施例，可以最小化傳遞至自旋驅動單元的由加熱構件產生的熱量。
此外，根據本發明的例示性實施例，可以最小化在冷卻板的冷卻流動路徑中流動的冷卻流體的沸騰現象。
此外，根據本發明的例示性實施例，可以最小化處理液體引入卡盤的內部空間。
此外，根據本發明的例示性實施例，可以最小化向燈具傳輸電力的電源終端的溫度的過度升高。
本發明的效果不限於上述效果，本領域技術人員可以自本說明書及附圖中清楚地理解未提及的效果。
在下文中，將在下文中參考隨附圖式更全面地描述本發明的例示性實施例。在圖式中示出了本發明的例示性實施例。然而，本發明可以不同地實施並且不限於以下實施例。在本發明的以下描述中，省略了對本文結合的已知功能及組態的詳細描述，以避免使本發明的主題變得不清楚。此外，對於具有相似功能及作用的部件，在整個圖式中使用相同的元件符號。
除非明確相反地描述，否則用語「包含(comprise)」及變體諸如「包含(comprises)」或「包含(comprising)」理解為隱含包括所述要素但不排除任何其他要素。應當理解，術語「包括」及「具有」旨在指定說明書中描述的特徵、數量、步驟、操作、組成元素及元件或其組合的存在，並且不排除預先存在或添加一或多個其他特徵、數量、步驟、操作、組成元素及元件或其組合。本文使用的單數表達包括複數表達，除非在上下文中具有明確相反的含義。因此，為了更清楚地描述，可能誇大圖式中元件的形狀、尺寸等。
圖1為示意性地示出根據本發明的例示性實施例的設置有基板處理設備的基板處理裝備的俯視圖。參看圖1，基板處理裝備1包括索引模組1000及製程處理模組2000。索引模組1000包括負載埠1200及傳送架1400。負載埠1200、傳送架1400及製程處理模組2000依次串聯排列。在下文中，負載埠1200、傳送架1400及製程處理模組2000的排列方向稱為第一方向12。當自上方觀察時，垂直於第一方向12的方向稱為第二方向14，並且垂直於包括第一方向12及第二方向14的平面的方向為第三方向16。
容納基板W的載體1300位於負載埠1200上。負載埠1200設置為多個，並且前述負載埠1200在第二方向14上串聯排列。圖1示出提供了四個負載埠1200。然而，亦可根據製程處理模組2000的製程效率及諸如佔地面積的條件來增加或減少負載埠1200的數量。在載體1300中形成用於支撐基板W的邊緣的狹槽(未示出)。在第三方向16上設置有多個狹槽。基板W堆疊位於載體1300中同時在第三方向16上彼此間隔開。作為載體1300，可使用前開式統集盒 (Front Opening Unified Pod；FOUP)。
製程處理模組2000包括緩衝單元2200、傳送腔室2400及處理腔室2600。傳送腔室2400的縱向平行於第一方向12。處理腔室2600在第二方向14上設置在傳送腔室2400的一側及另一側。基於傳送腔室2400，位於傳送腔室2400一側的處理腔室2600及位於傳送腔室2400另一側的處理腔室2600設置成彼此對稱。一些處理腔室2600設置在傳送腔室2400的縱向上。此外，一些處理腔室2600設置為彼此堆疊。亦即，處理腔室2600可以A×B(A及B為等於或大於1的自然數)的排列設置在傳送腔室2400的一側。本文中，A為在第一方向12上串聯設置的處理腔室2600的數量，且B為在第三方向16上串聯設置的處理腔室2600的數量。當在傳送腔室2400的一側設置四個或六個處理腔室2600時，處理腔室2600可以2×2或3×2的排列設置。處理腔室2600的數量可以增加或減少。與前述相反，處理腔室2600可僅設置在傳送腔室2400的一側。此外，與前述相反，處理腔室2600可僅以單一層設置在傳送腔室2400的一側及兩側。
緩衝單元2200設置在傳送架1400與傳送腔室2400之間。緩衝單元2200提供在傳送腔室2400與傳送架1400之間傳送基板W之前基板W停留的空間。緩衝單元2200設置有其上置放基板W的狹槽(未示出)，並且設置多個狹槽(未示出)以在第三方向16上彼此間隔開。在緩衝單元2200中，面向傳送架1400的表面及面向傳送腔室2400的表面為敞開的。
傳送架1400在坐落於負載埠1200上的載體1300與緩衝單元2200之間傳送基板W。在傳送架1400中，提供了索引導軌1420及索引機器人1440。索引導軌1420的縱向設置為平行於第二方向14。索引機器人1440安裝在索引導軌1420上，並且沿著索引導軌1420在第二方向14上線性移動。索引機器人1440包括基座1441、主體1442及索引臂1443。基座1441安裝為可沿索引導軌1420移動。主體1442耦合至基座1441。主體1442設置為可沿第三方向16在基座1441上移動。此外，主體1442設置為可在基座1441上旋轉。索引臂1443耦合至主體1442，並且設置為可相對於主體1442前後移動。複數個索引臂1443設置為單獨驅動。索引臂1443堆疊佈置，同時在第三方向16上彼此間隔開。當基板W自製程處理模組2000傳送至載體1300時，可使用一些索引臂1443，並且當基板W自載體1300傳送至製程處理模組2000時，可使用其他索引臂1443。此舉可防止在製程處理之前自基板W產生的顆粒在藉由索引機器人1440裝卸基板W期間附著在製程處理後的基板W上。
傳送腔室2400在緩衝單元2200與處理腔室2600之間以及處理腔室2600之間傳送基板W。向傳送腔室2400提供導軌2420及主機器人2440。導軌2420經設置，以使得導軌2420的縱向平行於第一方向12。主機器人2440安裝在導軌2420上，並且沿第一方向12在導軌2420上線性移動。主機器人2440包括基座2441、本體2442及主臂2443。基座2441安裝成可沿導軌2420移動。主體2442耦合至基座2441。主體2442設置為可在基座2441上沿第三方向16移動。此外，主體2442設置為可在基座2441上旋轉。主臂2443耦合至主體2442，並且設置為可相對於主體2442前後移動。複數個主臂2443設置成單獨驅動。主臂2443堆疊排列，同時在第三方向16上彼此間隔開。基板W自緩衝單元2200傳送至處理腔室2600時使用的主臂2443可以與基板W自處理腔室2600傳送至緩衝單元2200時使用的主臂2443不同。
在處理腔室2600中提供對基板W執行液體處理製程(例如，膜移除製程，諸如清洗製程及蝕刻製程)的基板處理設備10。在每一處理腔室2600中提供的基板處理設備10根據執行的清洗過程的類型可具有不同的結構。可選地，每一處理腔室2600中的基板處理設備10可具有相同的結構。可選地，處理腔室2600可以分成複數個群組，並且設置在包括於同一群組中的處理腔室2600中的基板處理設備10可具有相同的結構，並且設置在包括於不同群組中的處理腔室2600中的基板處理設備10可具有不同的結構。例如，當處理腔室2600分成兩個群組時，第一組處理腔室2600可設置在傳送腔室2400的一側，而第二組處理腔室2600可設置在傳送腔室2400的另一側。可選地，在傳送腔室2400的一側及另一側的每一者中，第一組處理腔室2600可提供至下層，而第二組處理腔室2600可提供至上層。第一組處理腔室2600及第二組處理腔室2600可以根據所使用的化學品的類型或清潔方法的類型進行分類。
在下面的例示性實施例中，將舉例說明用於藉由使用處理流體(諸如高溫硫酸、高溫磷酸、鹼性化學溶液、酸性化學溶液、沖洗液及乾燥氣體)對基板W進行液體處理的設備。然而，本發明的技術精神不限於此，並且適用於藉由向旋轉的基板W供應處理液體來執行液體處理製程的各種基板處理設備。
圖2為圖1的基板處理設備的俯視圖，並且圖3為圖1的基板處理設備的剖面圖。參看圖2及圖3，基板處理設備10包括腔室100、碗狀物200、支撐單元300、液體供應單元400、排氣單元500及提升單元600。
腔室100提供密封的內部空間。氣流供應構件110安裝在腔室100的上部分。氣流供應構件110在腔室100內形成下降氣流。氣流供應構件110過濾高濕度的外部空氣並且將過濾的外部空氣供應至腔室100。高濕度的外部空氣穿過氣流供應構件110並且供應至腔室100中以形成下降氣流。下降氣流向基板W的上部部分提供均勻的氣流，並且將在使用處理流體處理基板W的表面期間所產生的污染物經由碗狀物200的回收容器(第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230)連同空氣排放至排氣單元500。
腔室100的內部空間由水平分隔壁102劃分為處理區域120(處理空間的實例)及維修區域130。碗狀物200及支撐單元300位於處理區域120中。除了與碗狀物200連接的回收管線(第一回收管線241、第二回收管線243及第三回收管線245)以及排氣管線，提升單元600的驅動單元、液體供應單元300的驅動單元、供應管線等位於維修區域130中。維修區域130與處理區域120隔離。
碗狀物200具有上部敞開的圓柱形狀，並且具有用於處理基板W的處理空間。碗狀物200的敞開上表面設置為基板W的裝卸通道。支撐單元300位於處理空間。支撐單元300在製程進行期間在支撐基板W的狀態下旋轉基板W。
碗狀物200為下端提供與排氣管290連接的下空間，從而進行強制排氣。在碗狀物200中，用於引入及抽吸散佈在旋轉基板W上的處理液體及氣體的第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230佈置成多階。
環形第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230具有與一個共用環形空間連通的排氣口H。特別地，第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230中的每一者具有底表面及側壁，前述底表面具有圓環形狀，並且側壁自底表面在向上方向上延伸並且具有圓柱形狀。第二回收容器220圍繞第一回收容器210，並且與第一回收容器210間隔開。第三回收容器230圍繞第二回收容器220，並且與第二回收容器220間隔開。
第一收集容器210、第二回收容器220及第三回收容器230可提供第一回收空間RS1、第二回收空間RS2及第三回收空間RS3，自基板W及包括煙氣的氣流散佈的處理液體引入前述第一回收空間RS1、第二回收空間RS2及第三回收空間RS3。第一回收空間RS1由第一回收容器210界定，第二回收空間RS2由第一回收容器210與第二回收容器220之間的間隔空間界定，且第三回收空間RS3由第二回收容器220與第三回收容器230之間的間隔空間界定。
第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230中的每一者的上表面具有敞開的中心部分。第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230由傾斜表面形成，前述傾斜表面與相應底表面的距離自連接的側壁至開口部分逐漸增加。自基板W散佈的處理液體沿第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230的上表面流入第一回收空間RS1、第二回收空間RS2及第三回收空間RS3。
引入第一回收空間RS1的第一處理液體經由第一回收管線241排放至外部。引入第二回收空間RS2的第二處理液體經由第二回收管線243排放至外部。引入第三回收空間RS3的第三液體經由第三回收管線245排放至外部。
液體供應單元400可藉由向基板W供應處理液體來處理基板W。液體供應單元400可向基板W供應加熱的處理液體。處理液體可以處理基板W的表面。處理液體可為用於蝕刻基板W的高溫化學品，例如移除基板W上的薄膜。例如，化學品可為硫酸、磷酸或硫酸及磷酸的混合物。液體供應單元400可包括液體噴嘴構件410及供應單元420。
液體噴嘴構件410可包括噴嘴411、噴嘴臂413、支撐桿415及噴嘴驅動單元417。噴嘴411可自供應單元420接收處理液體。噴嘴411可將處理液體排放至基板W的表面。噴嘴臂413為在一個方向上具有較長長度的臂，並且噴嘴411安裝在噴嘴臂413的前端。噴嘴臂413支撐噴嘴411。支撐桿415安裝至噴嘴臂413的後端。支撐桿415位於噴嘴臂413的下部分。支撐桿415設置為垂直於噴嘴臂413。噴嘴驅動單元417提供於支撐桿415的下端。噴嘴驅動單元417圍繞支撐桿415的縱向軸線旋轉支撐桿415。噴嘴臂413及噴嘴411經由支撐桿415的旋轉來相對於支撐桿415擺動。噴嘴411可以在碗狀物200的外側與內側之間擺動。此外，噴嘴411可在擺動於基板W的中心區域與邊緣區域之間的區段同時排放處理液體。
排氣單元500可對碗狀物200的內部進行排氣。例如，排氣單元500可以在處理期間向第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230之間回收處理液體的回收容器提供排氣壓力(抽吸壓力)。排氣單元500可包括排氣管線510及與排氣管290連接的風門520。排氣管線510自排氣泵(未示出)接收排氣壓力並且與嵌入半導體生產線的底部空間中的主排氣管線連接。
同時，碗狀物200與改變碗狀物200的豎直位置的提升單元600耦合。提升單元600在豎直方向上線性地移動碗狀物200。根據碗狀物200的豎直運動，碗狀物200相關於支撐單元300的相對高度發生變化。
升降單元600包括支架612、移動軸614及驅動單元616。支架612固定安裝在碗狀物200的外壁上。藉由驅動單元616在垂直方向上移動的移動軸614固定地耦合至支架612。當基板W裝載至支撐單元300或自支撐單元300卸載時，碗狀物200向下移動使得支撐單元300突出至碗狀物200上方。此外，當製程進行時，調整碗狀物200的高度，從而根據供應至基板W的處理液體的類型，將處理液體引入預定的回收容器(第一回收容器210、第二回收容器220及第三回收容器230)。碗狀物200可以使回收在各個回收空間(第一回收空間RS1、第二回收空間RS2及第三回收空間RS3)的中各種類型的處理液體及污染氣體彼此不同。
圖4為圖3的支撐單元的例示性實施例的剖面圖，且圖5為圖4的支撐單元的一部分的放大視圖。參看圖4及圖5，支撐單元300可以在製程期間支撐基板W，並且在製程進行期間旋轉基板W。
支撐單元300可包括卡盤310、自旋驅動單元320、後噴嘴單元330、加熱構件340、反射板360、冷卻板370、氣體供應管線380、流體供應管線391及流體排放管線393。
卡盤310可包括卡盤台312及石英窗314。石英窗314可設置在卡盤台312上。
可提供石英窗314以保護將在下文描述的加熱構件340。卡盤台312及石英窗314可彼此結合以形成內部空間317。例如，卡盤台312可與自旋驅動單元320耦合以具有可旋轉的板形狀。此外，石英窗314可具有覆蓋卡盤台312的蓋形狀。石英窗314可與卡盤台312耦合。因此，石英窗314可與卡盤台312一起旋轉。
石英窗314可由透明材料製成，以允許燈具342產生的光(將在下文描述)通過。此外，當自上方觀察時，卡盤台312的直徑可大於石英窗314的直徑。
此外，石英窗314可具有上表面及側表面。石英窗314的上表面可設置為面向由支撐單元300支撐的基板W的下表面。亦即，石英窗314的上表面可為平行於由支撐單元300支撐的基板W的下表面的表面。此外，石英窗314的側表面可形成為自石英窗314的邊緣區域中的上表面向下延伸。排放惰性氣體的一或多個出氣孔314a可形成在石英窗314的側表面中。例如，出氣孔314a可為排放經由下文將描述的氣體供應管線380供應的氣體G的孔。出氣孔314a可形成在石英窗314的側表面中，並且可形成以相同的間隔彼此隔開。
此外，支撐銷318可提供至石英窗314。支撐銷318設置在石英窗314的上表面的邊緣部分中，同時彼此以預定間隔間隔開。支撐銷318設置為自石英窗314向上突出。支撐銷318支撐基板W的下表面，並且基板W在向上方向上與石英窗314間隔開的同時被支撐。
卡盤銷316可安裝在卡盤台312的邊緣中。卡盤銷316設置為在穿過石英窗口314的同時突出至石英窗口314上方。卡盤銷316可對準基板W，使得由前述支撐銷318支撐的基板W置放在正確位置。當製程進行時，卡盤銷316可與基板W的橫向部分接觸以防止基板W自正確位置脫開。
此外，阻擋突起312a可形成在卡盤台312中。阻擋突起312a可阻止支撐單元300的外部雜質引入卡盤310的內部空間317中。自上方觀察時，阻擋突起312a可具有環形形狀。當自上方觀察時，阻擋突起312a可設置為圍繞將在下文描述的冷卻板370。此外，阻擋突起312a可設置為當自上方觀察時與反射板360重疊。此外，阻擋突起312a可設置為使得阻擋突起312a的上端與反射板360間隔開。阻擋突起312a的上端與反射板360之間的間隔空間可用作排放惰性氣體的排放口，此舉將在下文描述。
卡盤台312可耦合至自旋驅動單元320以旋轉。自旋驅動單元320可以與中空馬達連接，並且可設置有具有中空空間322的中空旋轉軸。在中空空間322中，提供將在下文描述的氣體供應管線380、流體供應管線391及流體排放管線393中的至少一者。例如，在中空空間322中，可提供氣體供應管線380、流體供應管線391及流體排放管線393。
當卡盤台312如上所述旋轉時，石英窗314可以與卡盤台312一起旋轉。此外，設置在卡盤310中的組態可經定位成獨立於卡盤310的旋轉。例如，將在下文中描述的加熱構件340、反射板360、冷卻板370、中空空間322、氣體供應管線380、流體供應管線391及流體排放管線393經定位成獨立於卡盤310的旋轉。
提供後噴嘴單元330以將化學溶液噴射至基板W的後表面。後噴嘴單元330可包括化學溶液噴射單元332及化學溶液供應管線。化學溶液供應管線可自化學溶液供應單元接收化學溶液且將接收的化學溶液傳送至化學溶液噴射單元332。化學溶液噴射單元332及化學溶液供應管線可經定位成獨立於卡盤310的旋轉。由化學溶液噴射單元332注入的化學溶液可為用於蝕刻基板W的下表面的蝕刻劑。
加熱構件340可在製程進行期間加熱基板W。加熱構件340可設置在卡盤310的內部空間317中。例如，加熱構件340可設置在由卡盤台312及石英窗314界定的卡盤310的內部空間317中。加熱構件340可包括燈具342、溫度控制器(未示出)及電源終端344。
燈具342安裝在卡盤台312的上部分。燈具342可產生加熱由支撐單元300支撐的基板W的熱能。燈具342可藉由用光照射由支撐單元300支撐的基板W來加熱基板W。燈具342可設置為多個。至少一些燈具342可具有環形形狀。燈具342通常可設置為環形形狀。燈具342可具有不同的直徑。此外，燈具342可設置為具有相同旋轉中心的同心圓形狀。此外，燈具342可相對於卡盤台312的中心具有不同的半徑，並且可佈置為彼此間隔開，使得燈具342的中心彼此對應。每一燈具342形成有溫度控制器，從而控制每一燈具342的溫度。此外，燈具342可為紅外線 (Infrared Ray；IR)燈具。因此，燈具342可藉由照射紅外光來加熱基板W。
此外，燈具342產生的熱能(例如，燈具342產生的光的輸出)可單獨控制。例如，每一燈具342可經由將在下文描述的複數個電源管線345與將在下文描述的電源終端344連接。加熱構件340可控制每一單獨區域的溫度以在製程進行的同時根據基板W的半徑連續地升高或降低溫度。在本例示性實施例中，示出了六個燈具342，但這僅僅為實例，並且燈具342的數量可以根據期望的溫度及控製程度而增加/減少。
反射板360可設置在加熱構件340下方。反射板360可設置在燈具342下方。反射板360可將燈具342產生的熱能反射至基板W。反射板360可將燈具342產生的熱能傳遞至基板W的邊緣區域及/或基板W的中心區域。反射板360可由對加熱構件340產生的熱能具有高反射效率的材料製成。反射板360可由對燈具342照射的光具有高反射效率的材料製成。例如，反射板360可由包括金、銀、銅及/或鋁的材料製成。例如，反射板360可由其中石英塗覆有金、銀、銅及/或鋁的材料製成。反射板360可由其中石英藉由 物理氣相沈積(Physical Vapor Deposition； PVD)方法塗覆有金、銀、銅及/或鋁的材料製成。
冷卻板370可設置在反射板360下方。冷卻流體在其中流動的冷卻流動路徑372可形成在冷卻板370中。冷卻流動路徑372可與將冷卻流體供應至冷卻流動路徑372的流體供應管線391及自冷卻流動路徑372排放冷卻流體的流體排放管線393連接。流體供應管線391可自流體供應源392接收冷卻流體且將冷卻流體供應至冷卻流動路徑372。冷卻板370可由具有優異導熱性的材料製成。例如，冷卻板370可由包括鋁的材料製成。
此外，當自上方觀察時，冷卻板370的直徑可小於反射板360的直徑。此外，冷卻板370可與反射板360接觸。此外，冷卻板370的上表面的一部分區域可與反射板360接觸，而冷卻板370的上表面的其他部分可與反射板360間隔開。例如，如圖6所示，開口373、接觸部分374及間隔部分375可形成在冷卻板370中。冷卻板370的上表面中的接觸部分374可與反射板360的下表面接觸。冷卻板370的上表面中的間隔部分375可與反射板360的下表面間隔開，以形成將在下文描述的惰性氣體G引入其中的空間。亦即，接觸部分374的高度可比間隔部分375的高度相對更大。間隔部分375的高度可比接觸部分374的高度相對更小。此外，當自上方觀察時，每單位面積的間隔部分375及接觸部分374的比率在冷卻板370的邊緣區域中可大於在冷卻板370的中心區域中。亦即，冷卻板370的邊緣區域可更多地接觸反射板360，並且冷卻板370的中心區域可較少地接觸反射板360。此係因為石英窗314具有側表面，石英窗314的邊緣區域保持更多的由燈具342產生的熱能。因此，由於反射板360的邊緣區域的溫度更可能高於反射板360的中心區域的溫度，故冷卻板370具有邊緣區域更多地接觸反射板360的結構。
此外，接觸部分374可包括第一接觸部分374a及第二接觸部分374b。第一接觸部分374a可形成為自開口373到達冷卻板370的邊緣區域，並且第二接觸部分374b可形成在冷卻板370的邊緣區域中。此外，第二接觸部分374b可提供為多個。第二接觸部分374b可在彼此間隔開的同時形成。相鄰的第二接觸部分374b之間的區域及第二接觸部分374b與第一接觸部分374a之間的區域可用作排放口，將在下文描述的惰性氣體經由排放口排放。
返回參看圖4及圖5，氣體供應管線380可以將氣體G供應至由卡盤台312及石英窗314形成的內部空間317。由氣體供應管線380供應至內部空間317的氣體G可為冷卻氣體。由氣體供應管線380供應至內部空間317的氣體G可為惰性氣體。例如，氣體G可為惰性氣體，包括氮氣、氬氣等。然而，氣體G不限於此，並且可以不同地改變為習知的惰性氣體。
氣體供應管線380可包括第一氣體供應管線381及第二氣體供應管線383。第一氣體供應管線381及第二氣體供應管線383可與氣體注入口(未示出)接觸。第一氣體供應管線381可自第一氣體供應源382接收氣體G，並且將氣體G供應至冷卻板370與反射板360之間的空間。第二氣體供應管線383可自第二氣體供應源384接收氣體G，並且將氣體G供應至冷卻板370的下部區域。
圖7為圖4的支撐單元的另一部分的放大視圖。參看圖7，如上所述，設置複數個燈具342，並且每一燈具342可設置為具有環形形狀。此外，燈具342可設置為具有相同中心的同心圓形狀。此外，燈具342可如上所述獨立地產生熱能。因此，每一燈具342可以與經由不同的電源管線345與燈具342傳輸電力的電源終端344電連接。電源終端344具有相對容易受熱的結構，並且當電源終端344如在本發明的例示性實施例中安裝在冷卻板370中(例如，電源終端344安裝在冷卻板370的上表面或下表面中)，可以防止電源終端344的溫度過度升高。
圖8為示出圖4的加熱基板的支撐單元的情況的圖。參看圖8，由燈具342產生的熱能H可以直接傳輸至基板W，或者可由反射板360反射而間接傳輸至基板W。在此情況下，反射板360的溫度可由燈具342產生的熱能H增加。當反射板360的溫度升高時，反射板360的熱量可傳遞至自旋驅動單元320，並且當自旋驅動單元320的溫度升高時，與中空馬達連接的自旋驅動單元320的驅動可能無法正確執行，或者中空馬達可能發生故障。因此，將由燈具342加熱反射板360的熱量向自旋驅動單元320的傳遞最下化係非常重要的。根據本發明的例示性實施例，冷卻水可在冷卻板370的冷卻流動路徑372中流動。此外，冷卻板370可與反射板360接觸。亦即，冷卻板370可藉由水冷式冷卻方法防止反射板360的溫度過度升高。
視情況而定，在冷卻板370的冷卻流動路徑372中流動的冷卻水可藉由反射板360的熱量沸騰。因此，根據本發明的例示性實施例的冷卻板370可包括接觸部分374及間隔部分375。亦即，冷卻板370的整個上表面不與反射板360的下表面接觸，並且冷卻板370的上表面的部分區域與反射板360接觸。此外，由氣體供應管線380供應的惰性氣體G可在冷卻板370的上表面的不與反射板360接觸的其他區域以及冷卻板370的上表面與反射板360的下表面之間的空間中流動。由氣體供應管線380供應的惰性氣體G可阻止由燈具342加熱的反射板360的一些熱量傳遞至冷卻板370。此外，反射板360的一些熱量可傳遞至氣體G，並且經由排放孔314a排放至外部。亦即，根據本發明的例示性實施例，冷卻板370的上表面的部分區域與反射板360接觸，並且惰性氣體G供應至冷卻板370與反射板360之間的空間，從而最大限度地抑制在冷卻流動路徑372中流動的冷卻水產生沸騰現象。亦即，根據本發明的例示性實施例，有效地冷卻反射板360，或藉由水冷式冷卻方法防止反射板360的熱量傳遞至自旋驅動單元320，前述水冷式冷卻方法的冷卻效率比空冷式冷卻方法相對更好(此係因為在水冷式冷卻方法中使用的冷卻水的比熱大於空冷式冷卻方法中使用冷卻氣體的比熱)，並且採用水冷式冷卻方法時無法避免的冷卻水沸騰現象可以藉由供應惰性氣體G的空冷式冷卻方法得到最大限度地抑制。亦即，可以最大限度地抑制熱量傳遞至自旋驅動單元320，從而更長時間且穩定地執行基板W的處理製程。此外，自與反射板360接觸的具有不同接觸面積的複數個冷卻板370中選擇的冷卻板370設置在內部空間317中，從而選擇性地控制反射板360的冷卻效果。此係因為熱條件的程度根據冷卻板370與反射板360之間的接觸面積而改變。
此外，如上所述，形成在卡盤台312中的阻擋突起312a可防止液體供應單元400供應的處理液體引入卡盤310的內部空間317中。此外，由氣體供應管線380供應的惰性氣體G可經由排放孔314a自卡盤310的內部空間317沿朝向卡盤310的外部空間的方向流動。此外，與卡盤310的外部空間相比，由氣體供應管線380供應的惰性氣體G可使卡盤310的內部空間317的壓力相對為正。因此，即使當基板W以相對較低的速度旋轉時，可以最大限度地抑制液體供應單元400供應的處理液體引入卡盤310的內部空間。
前面的詳細描述說明了本發明。此外，以上內容示出及描述了本發明的例示性實施例，並且本發明可用在各種其他組合、修改及環境中。亦即，可在本說明書所揭示的發明構思的範圍、與本揭示內容的發明構思等效的範圍及/或本領域的技術或知識的範圍內對前述內容進行修改或修正。前述例示性實施例描述了實現本發明的技術精神的最佳狀態，並且在本發明的特定應用領域及用途中所需要的各種變化係可能的。因此，以上對本發明的詳細描述並非旨在將本發明限制於所揭示的例示性實施例。此外，發明申請專利範圍應解釋為亦包括其他例示性實施例。
1:基板處理裝備 10:基板處理設備 12:第一方向 14:第二方向 16:第三方向 100:腔室 102:水平分隔壁 110:氣流供應構件 120:處理區域 130:維修區域 200:碗狀物 210:第一回收容器 220:第二回收容器 230:第三回收容器 241:第一回收管線 243:第二回收管線 245:第三回收管線 290:排氣管 300:支撐單元 310:卡盤 312:卡盤台 312a:阻擋突起 314:石英窗 314a:排放孔 316:卡盤銷 317:內部空間 318:支撐銷 320:自旋驅動單元 322:中空空間 330:後噴嘴單元 332:化學溶液噴射單元 340:加熱構件 342:燈具 344:電源終端 345:電源管線 360:反射板 370:冷卻板 372:冷卻流動路徑 373:開口 374:接觸部分 374a:第一接觸部分 374b:第二接觸部分 375:及間隔部分 380:氣體供應管線 381:第一氣體供應管線 382:第一氣體供應源 383:第二氣體供應管線 384:第二氣體供應源 391:流體供應管線 392:流體供應源 393:流體排放管線 400:液體供應單元 410:液體噴嘴構件 411:噴嘴 413:噴嘴臂 415:支撐桿 417:噴嘴驅動單元 420:供應單元 500:排氣單元 510:排氣管線 520:風門 600:提升單元 612:支架 614:移動軸 616:驅動單元 1000:索引模組 1200:負載埠 1300:載體 1400:傳送架 1420:索引導軌 1440:索引機器人 1441:基座 1442:主體 1443:索引臂 2000:製程處理模組 2200:緩衝單元 2400:傳送腔室 2420:導軌 2440:主機器人 2441:基座 2442:主體 2443:主臂 2600:處理腔室 G:惰性氣體 H:熱能 RS1:第一回收空間 RS2:第二回收空間 RS3:第三回收空間 W:基板
圖1為示意性地示出根據本發明的例示性實施例的設置有基板處理設備的基板處理裝備的俯視圖。 圖2為圖1的基板處理設備的俯視圖。 圖3為圖1的基板處理設備的剖面圖。 圖4為圖3的支撐單元的例示性實施例的剖面圖。 圖5為圖4的支撐單元的一部分的放大視圖。 圖6為示出自上方觀察的圖5的冷卻板的圖。 圖7為圖4的支撐單元的另一部分的放大視圖。 圖8為示出圖4的支撐單元的加熱基板的情況的圖。
傳送腔室處理腔室
10:基板處理裝置
100:腔室
200:碗狀物
300:支撐單元
312:卡盤台
316:卡盤銷
318:支撐銷
332:化學溶液噴射單元
340:加熱構件
342:燈具
410:液體噴嘴構件
411:噴嘴
413:噴嘴臂
415:支撐桿
417:噴嘴驅動單元
600:提升單元
W:基板

Claims (20)

  1. 一種用於支撐基板之支撐單元，前述支撐單元包含： 加熱構件，前述加熱構件經組態以將熱能傳遞至被支撐的基板； 反射板，前述反射板設置於前述加熱構件下方且經組態以將前述加熱構件產生的熱能反射至前述基板； 冷卻板，前述冷卻板設置於前述反射板下方且形成有冷卻流體在其中流動的冷卻流動路徑；以及 氣體供應管線，前述氣體供應管線經組態以向前述反射板與前述冷卻板之間的空間供應氣體。
  2. 如請求項1所述之支撐單元，其中前述冷卻板的上表面具有： 接觸部分，前述接觸部分與前述反射板接觸；以及 間隔部分，前述間隔部分與前述反射板間隔開以形成前述空間。
  3. 如請求項2所述之支撐單元，其中當自上方觀察時，每單位面積的前述接觸部分與前述間隔部分的比率在前述冷卻板的邊緣區域中大於在前述冷卻板的中心區域中。
  4. 如請求項1所述之支撐單元，其中前述氣體供應管線包括： 第一氣體供應管線，前述第一氣體供應管線向前述空間供應前述氣體；以及 第二氣體供應管線，前述第二氣體供應管線向前述冷卻板的下部分供應前述氣體。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之支撐單元，其進一步包含： 卡盤台，前述卡盤台耦合至自旋驅動單元以成為可旋轉的；以及 窗，前述窗設置在前述卡盤台上方且與前述卡盤台結合以形成內部空間，前述加熱構件、前述反射板及前述冷卻板設置在前述內部空間中。
  6. 如請求項5所述之支撐單元，其中在前述窗的側表面中形成有排放孔，經由前述排放孔排放由前述氣體供應管線供應的前述氣體。
  7. 如請求項5所述之支撐單元，其中當自上方觀察時，在前述卡盤台的邊緣區域中形成阻擋突起，前述阻擋突起阻擋外部雜質引入前述內部空間中。
  8. 如請求項7所述之支撐單元，其中當自上方觀察時，前述阻擋突起設置成圍繞前述冷卻板，且 前述阻擋突起的上端設置為與前述反射板間隔開。
  9. 如請求項5所述之支撐單元，其中前述自旋驅動單元設有中空旋轉軸，前述中空旋轉軸具有中空空間，且 將前述氣體供應管線、用於將前述冷卻流體供應至前述冷卻流動路徑的流體供應管線及用於自前述冷卻流動路徑排放前述冷卻流體的流體排放管線中的至少一者提供至前述中空空間。
  10. 如請求項5所述之支撐單元，其中前述卡盤台及前述窗彼此耦合以藉由前述自旋驅動單元的旋轉而旋轉，且前述加熱構件、前述反射板及前述冷卻板經定位成獨立於前述卡盤台及前述窗的旋轉。
  11. 一種用於處理基板之設備，前述設備包含： 支撐單元，前述支撐單元經組態以支撐基板；以及 液體供應單元，前述液體供應單元經組態以向由前述支撐單元支撐的前述基板供應處理液體， 其中前述支撐單元包括： 加熱構件，前述加熱構件經組態以將熱能傳遞至由前述支撐單元支撐的前述基板； 反射板，前述反射板設置於前述加熱構件下方且經組態以將前述加熱構件產生的熱能反射至前述基板；以及 冷卻板，前述冷卻板設置於前述反射板下方且形成有冷卻流體在其中流動的冷卻流動路徑；且 前述冷卻板的上表面具有： 接觸部分，前述接觸部分與前述反射板接觸；以及 間隔部分，前述間隔部分與前述反射板間隔開以形成空間。
  12. 如請求項11所述之設備，其中前述支撐單元進一步包括氣體供應管線，前述氣體供應管線將惰性氣體供應至前述空間。
  13. 如請求項12所述之設備，其中前述氣體供應管線包括： 第一氣體供應管線，前述第一氣體供應管線向前述空間供應前述惰性氣體；以及 第二氣體供應管線，前述第二氣體供應管線向前述冷卻板的下部分供應前述惰性氣體。
  14. 如請求項11至13中任一項所述之設備，其中當自上方觀察時，每單位面積的前述接觸部分與前述間隔部分的比率在前述冷卻板的邊緣區域中大於在前述冷卻板的中心區域中。
  15. 如請求項11至13中任一項所述之設備，其中前述支撐單元進一步包括： 卡盤台，前述卡盤台耦合至自旋驅動單元以成為可旋轉的；以及 窗，前述窗設置在前述卡盤台上方且與前述卡盤台結合以形成內部空間，前述加熱構件、前述反射板及前述冷卻板設置在前述內部空間中。
  16. 如請求項15所述之設備，其中在前述窗的側表面中形成有排放孔，經由前述排放孔排放由前述氣體供應管線供應的前述惰性氣體。
  17. 如請求項16所述之設備，其中當自上方觀察時，在前述卡盤台的邊緣區域中形成阻擋突起，前述阻擋突起阻擋外部雜質引入前述內部空間中。
  18. 一種用於處理基板之設備，前述設備包含： 腔室，前述腔室具有處理空間； 支撐單元，前述支撐單元經組態以在前述處理空間中支撐及旋轉基板；以及 液體供應單元，前述液體供應單元經組態以向由前述支撐單元支撐的前述基板供應處理液體， 其中前述支撐單元包括： 卡盤台，前述卡盤台耦合至自旋驅動單元以成為可旋轉的； 石英窗，前述石英窗設置於前述卡盤台上方且與前述卡盤台結合以形成內部空間； 加熱構件，前述加熱構件設置於前述內部空間且經組態以將熱能傳遞至由前述支撐單元支撐的前述基板； 反射板，前述反射板設置於前述加熱構件下方且經組態以將前述加熱構件產生的熱能反射至由前述支撐單元支撐的前述基板； 冷卻板，前述冷卻板設置於前述反射板下方且形成有冷卻流體在其中流動的冷卻流動路徑；以及 氣體供應管線，前述氣體供應管線經組態以向前述反射板與前述冷卻板之間的空間供應惰性氣體；且 前述冷卻板的上表面具有： 接觸部分，前述接觸部分與前述反射板接觸；以及 間隔部分，前述間隔部分與前述反射板間隔開以形成前述空間。
  19. 如請求項18所述之設備，其中前述加熱構件設置為多個，並且前述加熱構件中的每一者設置成具有環形形狀，且 向前述加熱構件中的每一者傳輸電力的電源終端安裝於前述冷卻板中。
  20. 如請求項18或19所述之設備，其中在前述石英窗的側表面中形成有排放孔，經由前述排放孔排放由前述氣體供應管線供應的前述惰性氣體； 當自上方觀察時，在前述卡盤台的邊緣區域中形成阻擋突起，前述阻擋突起阻擋外部雜質引入前述內部空間中； 前述阻擋突起設置成當自上方觀察時圍繞前述冷卻板，且 前述阻擋突起的上端設置為與前述反射板間隔開。
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