基板加热单元、基板处理装置以及基板处理方法

技术领域

本发明的实施例涉及处理基板时用于加热基板的单元。另外，本发明的实施例涉及利用这样的单元来处理基板的装置以及方法。

背景技术

要制造半导体、平板显示器(flat panel display，FPD)等，需要执行各种工艺。例如，为了处理晶圆(wafer)等基板，可以执行光阻涂布工艺(photoresist coatingprocess)、显影工艺(developing process)、蚀刻工艺(etching process)、灰化工艺(ashing process)等。另外，为了去除在这些工艺中附着于基板的污染物质，可以执行利用处理液清洗基板的清洗工艺(wet cleaning process)、去除残留于基板的处理液的干燥工艺(drying process)等。

最近，执行利用硫酸(sulfuric acid)、磷酸(phosphoric acid)等以高温使用的处理液来选择性去除氮化硅膜(silicon nitride film)、氧化硅膜(silicon oxide film)等的蚀刻工艺。并且，执行其的基板处理装置为了改善蚀刻率而包括加热基板的基板加热单元，从而能够在执行工艺的期间将基板加热到要求温度。

然而，当用高温的处理液蚀刻基板时，以往的基板加热单元不仅难以整体均匀地加热基板，还存在利用高温的处理液的特性上无法将基板保持为整体均匀的温度的问题。

图1是示出以往的处理基板时基板的温度分布的曲线图。在图1中，C表示基板的中心点，E1以及E2表示基板的边缘中彼此相对的两侧点。高温的处理液向基板的中心部分供应并向基板的边缘侧扩散的同时温度下降，因此基板的中心部分的温度相对高且越往边缘侧而温度越相对低。

如此，若基板的温度不能整体均匀，则针对基板的蚀刻率可能按照温度区域表现出不同，进而可能导致工艺不良。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：韩国公开专利公报第10-2016-0027802号(2016.03.10)专利文献2：韩国公开专利公报第10-2018-0049310号(2018.05.11)

专利文献3：韩国公开专利公报第10-2019-0075875号(2019.07.01)

发明内容

本发明的实施例的目的在于提供处理基板时能够更均匀地加热基板的基板加热单元、基板处理装置以及基板处理方法。

本发明的实施例的目的在于提供处理基板时能够最小化基板的温度偏差的基板加热单元、基板处理装置以及基板处理方法。

本发明的实施例的目的在于提供利用激光束(laser beam)能够均匀加热基板的基板加热单元、基板处理装置以及基板处理方法。

所要解决的课题不限于此，普通的技术人员能够从以下的记载明确地理解未提及的其它课题。

根据本发明的实施例，可以提供一种基板加热单元，其包括：激光发生器，提供用于加热基板的激光束；光束整形器(beam shaper)，加工来自所述激光发生器的所述激光束并将具有均匀化的能量分布的第一光束(整体均匀形态的平顶(flat top)激光束)以及具有边缘区域被强化的能量分布的第二光束(边缘强化形态的平顶激光束)中一个选择性地提供于所述基板。

可以是，所述光束整形器配置成将被加工的所述激光束(即，所述第一光束和所述第二光束中被选择的一个)提供于所述基板的上面或者所述基板的下面。

可以是，所述光束整形器包括：透镜组(lens assembly)，将所述激光束分割成多个光束(即，细光束(beamlet))；以及聚光透镜(condenser lens)，使得将被所述透镜组分割的所述激光束聚光到所述基板。并且，可以是，所述透镜组包括在所述激光束移动的路径上沿所述路径排列的多个透镜阵列(lens array)，多个所述透镜阵列中至少一个能够沿所述路径移动，能够移动的所述透镜阵列选择性地配置到所述激光束加工成所述第一光束的第一位置和加工成所述第二光束的第二位置中一个位置。

可以是，所述光束整形器还包括使得能够移动的所述透镜阵列移动的透镜驱动构件。

可以是，本发明的实施例的基板加热单元还包括：温度检测器，检测所述基板的温度分布；以及控制器，基于所述温度检测器检测到的所述基板的温度分布来控制所述透镜驱动构件的运转。

可以是，多个所述透镜阵列是：位置固定的第一透镜阵列；以及在所述第一透镜阵列与所述聚光透镜之间提供成能够沿所述路径移动的第二透镜阵列。此时，可以是，所述第一透镜阵列及所述第二透镜阵列与所述聚光透镜同轴配置。

可以是，能够移动的所述透镜阵列被选择性地配置的所述第一位置和所述第二位置分别是满足下述数学式的位置和不满足下述数学式的位置，在下述数学式中，d

[数学式]

d

可以是，多个所述透镜阵列是：位置固定的第一透镜阵列；在所述第一透镜阵列与所述聚光透镜之间提供成能够沿所述路径移动的第二透镜阵列；以及在所述第二透镜阵列与所述聚光透镜之间提供成能够沿所述路径移动的第三透镜阵列。此时，可以是，所述第一透镜阵列、所述第二透镜阵列以及所述第三透镜阵列与所述聚光透镜同轴配置。

可以是，能够移动的所述透镜阵列被选择性地配置的所述第一位置和所述第二位置分别是满足下述数学式1和数学式2中至少一个的位置以及所述数学式1和所述数学式2都不满足的位置，在所述数学式1以及所述数学式2中，d

[数学式1]

[数学式2]

可以是，分别构成多个所述透镜阵列的小透镜(lenslet)形成为与所述基板对应的形状。此时，可以是，所述小透镜为微型透镜(microlens)。

可以是，来自所述激光发生器的所述激光束具有被所述基板吸收的波长。

根据本发明的实施例，可以提供一种基板处理装置，其包括：基板支承单元，支承基板；以及基板加热单元，加热被所述基板支承单元支承的所述基板，所述基板加热单元包括：激光发生器，提供用于加热所述基板的激光束；以及光束整形器，加工来自所述激光发生器的所述激光束并将具有均匀化的能量分布的第一光束以及具有边缘区域被强化的能量分布的第二光束中一个选择性地提供于所述基板。

在本发明的实施例的基板处理装置中，可以是，所述光束整形器包括：透镜组，将所述激光束分割成多个；以及聚光透镜，使得被所述透镜组分割的所述激光束聚光到所述基板。并且，可以是，所述透镜组包括在所述激光束移动的路径上沿所述路径排列的多个透镜阵列，多个所述透镜阵列中至少一个能够沿所述路径移动，能够移动的所述透镜阵列选择性地配置到所述激光束加工成所述第一光束的第一位置和加工成所述第二光束的第二位置中一个位置。这样的所述光束整形器还包括使得能够移动的所述透镜阵列移动的透镜驱动构件。

可以是，本发明的实施例的基板处理装置还包括：温度检测器，检测所述基板的温度分布；以及控制器，基于所述温度检测器检测到的所述基板的温度分布来控制所述透镜驱动构件的运转。

可以是，本发明的实施例的基板处理装置还包括调节所述基板和所述光束整形器的隔开距离的距离调节单元。

可以是，所述基板支承单元构成为具有使得所述基板的下面暴露的暴露开口，所述基板加热单元将被加工的所述激光束通过所述暴露开口照射于所述基板的下面。

可以是，所述基板支承单元包括：头部，上侧被提供所述基板并具有所述暴露开口；以及基板卡盘，具有在所述暴露开口的周围支承所述基板的侧面的夹销。

可以是，所述头部包括：头主体，所述暴露开口沿上下方向贯通；以及支承板，与所述头主体结合成在上侧覆盖所述暴露开口，所述支承板由使得被加工的所述激光束透过的材料形成，并具有凸出成支承所述基板的下面的支承销。

可以是，所述头部是通过旋转驱动单元以上下方向的轴为中心旋转且通过升降驱动单元沿上下方向移动的旋转头。可以是，所述旋转驱动单元包括在下侧以能够旋转的方式支承所述旋转头且与所述暴露开口连通的光束通道沿上下方向提供的头支承部件。所述升降驱动单元包括：壳体，在下侧支承所述头支承部件，所述壳体的上端开放成与所述光束通道连通，所述壳体以所述光束整形器与所述基板的下面相对的方式容纳有所述光束整形器；以及壳体驱动器，使所述壳体升降。

可以是，本发明的实施例的基板处理装置还包括将被加热的处理液向所述基板的上面供应的液供应单元。可以是，被加热的所述处理液为硫酸、磷酸或者所述硫酸和所述磷酸的混合液。

根据本发明的实施例，可以提供基板处理方法，其中，将处理液供应于基板的上面来处理所述基板，在通过所述处理液处理所述基板时，将激光束照射于所述基板来加热所述基板，作为所述激光束，选择性地提供具有均匀化的能量分布的第一光束以及具有边缘区域被强化的能量分布的第二光束中一个。

可以是，在本发明的实施例的基板处理方法中，在通过所述处理液处理所述基板时，检测所述基板的温度分布，根据检测到的所述基板的温度分布，将所述第一光束和所述第二光束中一个选择性地提供于所述基板。

可以是，在本发明的实施例的基板处理方法中，将所述激光束照射于所述基板的下面。

也可以是，将所述激光束照射于所述基板的上面而加热所述基板。然而，若将所述激光束照射于所述基板的上面，则所述激光束经由供应到所述基板的上面的所述处理液而到达所述基板的上面，在此过程中所述处理液吸收所述激光束，因此当所述处理液为磷酸水溶液等以高温使用的处理液时，所述处理液的温度上升为接近沸腾而在所述处理液中产生气泡，所述基板可能在如此产生的所述气泡的影响下损坏。因此，若将所述激光束照射于所述基板的下面，则能够根源上防止所述处理液的温度上升以及由此带来的所述气泡产生引起的所述基板的损坏问题。

问题的解决方案通过下面说明的实施例、附图等会更具体且清楚。另外，在下面可以还追加提出除所提及的解决方案以外的各种解决方案。

根据本发明的实施例，能够在处理基板时将具有均匀化的能量分布的第一光束(整体均匀形态的平顶激光束)和具有边缘区域被强化的能量分布的第二光束(边缘强化形态的平顶激光束)中一个选择性地提供于基板。

因此，将第一光束向基板提供而能够将基板加热到整体均匀的温度。另外，在基板的边缘区域的温度相对低的情况下，将第二光束向基板提供而能够最小化基板的温度偏差。

发明的效果不限于此，普通的技术人员能够从本说明书以及附图明确地理解未提及的其它效果。

附图说明

图1是示出以往的处理基板时基板的温度分布的曲线图。

图2是概要示出应用本发明的实施例的基板处理装置的基板处理设备的结构的俯视图。

图3是示出本发明的实施例的基板处理装置的截面图。

图4作为示出图3的A部分的放大图，其示出构成本发明的实施例的基板处理装置的基板加热单元的一例。

图5以及图6是示出图4中示出的基板加热单元的运转。

图7示出图4中示出的基板加热单元的光束整形器。

图8是示出来自图4中示出的基板加热单元的激光束的能量分布的曲线图。

图9示出构成本发明的实施例的基板处理装置的基板加热单元的另一例。

图10示出构成本发明的实施例的基板处理装置的基板加热单元的又另一例。

图11是用于针对图10中示出的基板加热单元而说明主平面的参考图。

图12是用于针对图10中示出的基板加热单元而说明透过透镜的激光束被折射的形态的参考图。

(附图标记说明)

1：腔室

2：处理容器(液回收单元)

3：基板支承单元

31：旋转头

311：头主体

312：暴露开口

313：支承板

314：支承销

32：基板卡盘

321：夹销

4：第一升降驱动单元

5：旋转驱动单元

51：头支承部件

511：光束通道

6：第二升降驱动单元

61：壳体

7：液供应单元

73：喷嘴

8：基板加热单元

81：激光发生器

82：光束整形器

821：透镜组

822：聚光透镜

83：温度检测器

84：控制器

B1：第一光束

B2：第二光束

LA1、LA2、LA3、LA4：透镜阵列

W：基板

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例，以使本发明所属的技术领域中具有通常知识的人员能够容易实施。然而，本发明可以以各种不同形态实现，不限于在此说明的实施例。

在对本发明的实施例进行的说明中，当判断为针对相关公知功能或结构的具体说明可能不必要地混淆本发明的主旨时，省略其具体说明，起到类似功能以及作用的部分遍及所有附图使用相同的附图标记。

说明书中使用的术语中至少一部分是考虑在本发明中的功能而定义的，因此可以根据使用者、运用者的意图、惯例等而不同。因而，针对其术语，应基于说明书整体的内容来解释。另外，在说明书中，当称为包括某构成要件时，其并不排除其它构成要件而意指还包括其它构成要件，除非存在特别相反的记载。并且，当称为某部分与其它部分连接(或者，结合)时，其不仅是包括直接连接(或者，结合)的情况，还包括在中间隔着其它部分而间接连接(或者，结合)的情况。

另一方面，为了便于理解，在图中，构成要件的大小或形状、线的粗度等可能多少夸张呈现。

在执行用于制造半导体、平板显示器等的各种基板处理工艺时，本发明的基板加热单元可以用于加热基板，但是本发明的实施例以基板处理装置是利用处理液来处理基板的液处理装置且基板加热单元应用于这样的液处理装置的情况为中心进行说明。

图2是概要示出应用本发明的实施例的基板处理装置的基板处理设备的结构的俯视图，如图2所示，基板处理设备包括索引模组(index module)1000以及处理模组2000。

索引模组1000包括装载埠(load port)1200以及索引单元1400。装载埠1200、索引单元1400以及处理模组2000依次呈一列配置。以下，装载埠1200、索引单元1400以及处理模组2000排列的方向称为第一方向D-1，当从上侧观察时与第一方向D-1垂直的方向称为第二方向D-2，与包括第一方向D-1和第二方向D-2的平面垂直的方向称为第三方向D-3。

在装载埠1200安装用于收纳基板的卡匣(cassette)1300。装载埠1200设置多个，并沿第二方向D-2呈一列配置。图2中示出装载埠1200为4个，但装载埠1200的数量可以根据处理模组2000的工艺效率、占用空间(footprint)等实施条件而增减。卡匣1300可以通过空中运输系统(overhead transfer)等卡匣输送单元放置于装载埠1200。卡匣1300在内部设置有用于支承基板的边缘的插槽(slot)。卡匣1300的插槽沿第三方向D-3提供多个，基板在卡匣1300的内部以沿第三方向D-3彼此隔开的方式隔开间隔收纳多个。卡匣1300可以使用前开式晶圆传送盒(front opening unified pod，FOUP)。

处理模组2000包括缓冲单元(buffer unit)2200、输送单元2400以及工艺腔室(process chamber)2600。输送单元2400配置成长度方向与第一方向D-1平行。在输送单元2400的两侧分别沿着第二方向D-2配置工艺腔室2600。位于输送单元2400的两侧的工艺腔室2600可以提供成以输送单元2400为基准形成彼此对称。工艺腔室2600中一部分沿输送单元2400的长度方向即第一方向D-1排列。另外，工艺腔室2600中一部分彼此层叠。即，在输送单元2400的两侧中至少任一侧，工艺腔室2600可以以A×B(A和B分别是1以上的自然数)的排列配置。在此，A是沿第一方向D-1呈一列提供的工艺腔室2600的数，B是沿第三方向D-3呈一列提供的工艺腔室2600的数。当在输送单元2400的两侧中至少任一侧，工艺腔室2600提供4个或者6个时，工艺腔室2600可以以2×2或者3×2的排列配置。工艺腔室2600的数量可以增减。与所说明的不同，工艺腔室2600也可以仅提供于输送单元2400的两侧中任一侧。

缓冲单元2200配置于索引单元1400与输送单元2400之间。缓冲单元2200提供在索引单元1400和输送单元2400间输送基板之前供基板停留的空间。缓冲单元2200在内部设置有放置基板的插槽。缓冲单元2200的插槽以彼此间沿第三方向D-3隔开的方式隔开间隔配置多个。在缓冲单元2200中与索引单元1400相面对的部分以及与输送单元2400相面对的部分分别开放。

索引单元1400在卡匣1300和缓冲单元2200间输送基板。在索引单元1400中提供索引导轨(index rail)1420以及索引机器人(index robot)1440。索引导轨1420提供为长度方向与第二方向D-2平行。索引机器人1440设置在索引导轨1420上而沿索引导轨1420在第二方向D-2上移动。索引机器人1440包括基座(base)1441、主体1442以及索引臂(indexarm)1443。在索引机器人1440中，基座1441设置成能够沿索引导轨1420移动，主体1442结合于基座1441。在索引机器人1440中，主体1442提供为在基座1441上能够沿第三方向D-3移动，并且提供为在基座1441上能够以第三方向D-3的轴为中心旋转。在索引机器人1440中，索引臂1443结合于主体1442并提供为能够相对于主体1442前后移动。索引臂1443具备多个并提供为单独驱动。索引臂1443隔开间隔配置成沿第三方向D-3彼此隔开。可以是，索引臂1443中一部分用于将基板从处理模组2000向卡匣1300输送，另一部分用于将基板从卡匣1300向处理模组2000输送。这样的结构能够在索引机器人1440送入并送出基板的过程中防止从工艺处理前的基板产生的颗粒(particle)附着于工艺处理后的基板。

输送单元2400在缓冲单元2200和工艺腔室2600间以及在工艺腔室2600间输送基板。在输送单元2400中提供输送导轨2420和输送机器人2440。输送导轨2420配置成长度方向与第一方向D-1平行。输送机器人2440设置在输送导轨2420上而沿输送导轨2420在第一方向D-1上移动。输送机器人2440包括基座2441、主体2442以及输送臂2443。在输送机器人2440中，基座2441设置成能够沿输送导轨2420移动，主体2442结合于基座2441。在输送机器人2440中，主体2442提供为在基座2441上能够沿第三方向D-3移动，并且提供为在基座2441上能够以第三方向D-3的轴为中心旋转。在输送机器人2440中，输送臂2443结合于主体2442并提供为能够相对于主体2442前后移动。输送臂2443具备多个并提供为单独驱动。输送臂2443隔开间隔配置成沿第三方向D-3彼此隔开。将基板从缓冲单元2200向工艺腔室2600输送时和将基板从工艺腔室2600向缓冲单元2200输送时可以使用彼此不同的输送臂2443。

工艺腔室2600包括执行基板处理工艺的基板处理装置。各个工艺腔室2600的基板处理装置可以根据执行的工艺种类而其结构不同。选择性地，各个工艺腔室2600的基板处理装置可以具有相同的结构。选择性地，可以是，工艺腔室2600划分为多个组，属于相同组的工艺腔室2600的基板处理装置具有彼此相同的结构，属于不同组的工艺腔室2600的基板处理装置具有彼此不同的结构。例如，当工艺腔室2600划分为2个组时，可以是，在输送单元2400的两侧中，在一侧提供第一组的工艺腔室2600，在另一侧提供第二组的工艺腔室2600。选择性地，可以是，在层叠的工艺腔室2600中，在下层提供第一组的工艺腔室2600，在上层提供第二组的工艺腔室2600。第一组的工艺腔室2600和第二组的工艺腔室2600可以根据工艺中使用的处理液种类等而划分。

图3是示出本发明的实施例的基板处理装置的结构的截面图，图3中示出的基板处理装置是利用处理液来处理基板的液处理装置，工艺腔室(参照图2的附图标记2600)中至少任一个作为基板处理装置而包括液处理装置。

参照图3，本发明的实施例的基板处理装置包括腔室1、处理容器2、基板支承单元3、第一升降驱动单元4、旋转驱动单元5、第二升降驱动单元6、液供应单元7以及基板加热单元8。

腔室1提供进行针对基板W的处理工艺且能够与外部切断的基板处理空间(内部空间)11。针对基板W(以下，省略附图标记的标注)的处理可以在常压或者真空下进行。在腔室1可以连接用于将基板处理空间11减压而形成为真空气氛的真空泵(vacuum pump)。

液回收单元即处理容器2配置于基板处理空间11。处理容器2形成为具有上方开放且在内部设置有与开放的上方连通的容纳空间的杯(cup)结构。在处理容器2的容纳空间配置基板支承单元3。通过液供应单元7向被基板支承单元3支承的基板的上面(表面)供应处理液，处理容器2回收从液供应单元7供应到基板的上面的处理液。处理容器2可以包括：围绕容纳空间的第一杯部件(第一容器)21；隔开一定间隔围绕第一杯部件21的第二杯部件(第二容器)22；以及隔开一定间隔围绕第二杯部件22的第三杯部件(第三容器)23。因此，在内侧的第一杯部件21与外侧的第三杯部件23之间可以配置第二杯部件22。如此，处理容器2可以由多个杯部件(容器)21、22、23构成。多个杯部件(容器)21、22、23可以具有共同的中央空间。各个杯部件21、22、23可以用作回收彼此不同处理液的用途。第一杯部件21可以具有供要回收的处理液流入的开口即第一流入口21a。第一杯部件21与第二杯部件22之间的开口可以作为供要回收的处理液流入的第二流入口22a发挥功能。第二杯部件22与第三杯部件23之间的开口可以作为供要回收的处理液流入的第三流入口23a发挥功能。

第一杯部件21可以包括第一墙壁211、212以及第一底面213。第一墙壁211、212可以形成为围绕容纳空间的周围。第一墙壁211、212可以包括：形成为横截面具有恒定的圆形结构的第一下壁211；以及从第一下壁211的上端向内侧方向延伸成倾斜一定角度而具有圆锥台结构的第一上壁212。第一下壁211和第一上壁212可以一体形成。在第一上壁212的上端可以设置环形状的第一凸起。第一凸起可以形成为具有从第一上壁212的上端向下侧方向凸出的结构。第一底面213可以呈环形状形成而提供共同的中央空间的一部分。在第一底面213可以立起第一下壁211。

第二杯部件22可以包括第二墙壁221、222以及第二底面223。第二墙壁221、222可以形成为隔开一定间隔围绕第一墙壁211、212的周围。第二墙壁221、222可以包括：形成为具有横截面恒定的圆形结构的第二下壁221；以及具有从第二下壁221的上端向内侧方向延伸成倾斜一定角度而具有圆锥台结构的第二上壁222。第二下壁221和第二上壁222可以一体形成。可以是，第二上壁222形成为上端的高度高于第一上壁212的上端且内周的大小与第一上壁212的内周相同或近似，在第一上壁212的上端与第二上壁222的上端之间形成作为第二流入口22a发挥功能的开口。在第二上壁222的上端可以设置环形状的第二凸起。第二凸起可以形成为具有从第二上壁222的上端向下侧方向凸出的结构。第二底面223可以从第一底面213向下侧隔开一定距离。第二底面223可以呈环形状形成而提供共同的中央空间的一部分。在第二底面223可以立起第二下壁221。

第三杯部件22可以包括第三墙壁231、232以及第三底面233。第三墙壁231、232可以形成为隔开一定间隔围绕第二墙壁221、222的周围。第三墙壁231、232可以包括：形成为具有横截面恒定的圆形结构的第三下壁231；以及具有从第三下壁231的上端向内侧方向延伸成倾斜一定角度的圆锥台结构的第三上壁232。第三下壁231和第三上壁232可以一体形成。可以是，第三上壁232形成为上端的高度高于第二上壁222的上端且内周的大小与第二上壁222的内周相同或近似，在第二上壁222的上端与第三上壁232的上端之间形成作为第三流入口23a发挥功能的开口。在第三上壁232的上端可以设置环形状的第三凸起。第三凸起可以形成为具有从第三上壁232的上端向下侧方向凸出的结构。第三底面233可以从第二底面223向下侧隔开一定距离。第三底面233可以呈环形状形成而提供共同的中央空间的一部分。在第三底面233可以立起第三下壁231。

各个杯部件21、22、23可以在底面213、223、233的液排出口分别连接液排出管24、25、26。各个液排出管24、25、26向下侧方向延伸而能够排出通过各个流入口21a、22a、23a回收到各个杯部件21、22、23中的处理液。通过各个液排出管24、25、26排出的处理液可以通过液再生单元进行再生后再使用。

基板支承单元3在执行基板处理工艺时支承基板。基板支承单元3可以在进行基板处理工艺的期间通过旋转驱动单元5旋转。基板支承单元3包括旋转头(spin head)31以及基板卡盘(substrate chuck)32。

当基板为晶圆时，旋转头31可以具有与晶圆对应的圆形形状的上面。在旋转头31的上侧提供基板。旋转头31配置于处理容器2的容纳空间中。旋转头31通过旋转驱动单元5以第三方向(参照图2的附图标记D-3)的轴为中心旋转。旋转驱动单元5可以使旋转头31高速旋转。在旋转头31提供多个支承销(support pin)314。支承销314从旋转头31的上面凸出成支承基板的下面(背面)且隔有间隔配置成彼此隔开。

基板卡盘32提供于旋转头31。基板卡盘32包括应用在旋转头31上侧的多个夹销(chuck pin)321。夹销321可以配置在比支承销314从旋转头31的中心远离隔开的位置。基板卡盘32可以构成为夹销321在彼此隔开的位置分别支承基板的侧面而防止基板从固定位置脱离。夹销321可以通过销驱动器从旋转头31的中心侧和中心沿外侧方向移动而位于待机位置或位于支承位置。待机位置可以是比由夹销321形成对基板的支承的支承位置从旋转头31的中心远离隔开的位置。当基板相对于旋转头31的上侧进行装载(loading)或者卸载(unloading)时，夹销321可以移动到待机位置而待机，在对装载的基板执行处理工艺的期间，夹销321可以移动到支承位置而支承基板。夹销321可以在支承位置分别接触于基板的侧面而支承基板。

第一升降驱动单元4使处理容器2沿第三方向(参照图2的附图标记D-3)升降。第一升降驱动单元4可以构成为使各个杯部件21、22、23同时移动或单独移动。若处理容器2通过第一升降驱动单元4升降，则各个杯部件21、22、23相对于被基板支承单元3支承的基板的相对高度被改变。第一升降驱动单元4可以包括支架(bracket)41、能够升降的杆(rod)42以及杆驱动器43。

支架41可以安装于处理容器2的外部。具体地，支架41可以安装于构成位于最外侧的第三杯部件23的第三墙壁231、232的外壁。杆42可以结合于支架41。杆42可以沿第三方向(参照图2的附图标记D-3)延伸。杆驱动器43可以构成为通过来自动力源的动力使杆42升降。

当基板相对于旋转头31的上侧进行装载或卸载时，第一升降驱动单元4可以使处理容器2下降，以防止产生输送机器人(参照图2的附图标记2440)与处理容器2间的干涉。另外，第一升降驱动单元4可以使处理容器2升降来调整处理容器2的高度，以在基板处理工艺过程中使处理液根据从液供应单元7向基板的上面供应的处理液种类而流入到预先设定的流入口21a、22a、23a。

旋转驱动单元5通过使基板支承单元3旋转而使得被基板支承单元3支承的基板以第三方向(参照图2的附图标记D-3)的轴为中心旋转。通过旋转驱动单元5，基板可以在进行基板处理工艺的期间旋转，供应到旋转的基板的上面的处理液可以向周围飞散，飞散的处理液可以流入到预先设定的流入口21a、22a、23a。

第二升降驱动单元6通过使基板支承单元3沿第三方向(参照图2的附图标记D-3)升降而使得被基板支承单元3支承的基板向与基板支承单元3相同的方向升降。若基板支承单元3被第二升降驱动单元6升降，则被基板支承单元3支承的基板相对于处理容器2的相对高度改变。另外，来自液供应单元7的处理液针对基板的供应高度改变。当考虑基板相对于处理容器2的相对高度被改变这一点时，可以省略使处理容器2升降的第一升降驱动单元4。当然，也可以替代第一升降驱动单元4而省略第二升降驱动单元6。

液供应单元7将处理液向被基板支承单元3支承的基板的上面供应。液供应单元7可以包括臂支承杆71、喷嘴臂72、喷嘴(nozzle)73以及支承杆驱动器74。

臂支承杆71可以在基板处理空间11中配置于处理容器2的外部并沿第三方向(参照图2的附图标记D-3)延伸。喷嘴臂72可以结合于臂支承杆71的上端部分并沿与第三方向垂直的方向延伸。喷嘴73可以在喷嘴臂72的前端部分安装成将处理液向下侧方向喷出。支承杆驱动器74可以构成为执行臂支承杆71的旋转(以第三方向的轴为中心旋转)和升降(第三方向上的升降)中至少任一个。若支承杆驱动器74运转，则喷嘴73可以移动(旋转移动及/或升降移动)。

通过这样的液供应单元7，喷嘴73可以通过支承杆驱动器74以臂支承杆71为中心旋转而位于待机位置或位于供应位置。此时，可以是，待机位置是喷嘴73从处理容器2的垂直上方脱离的位置，供应位置是以使得从喷嘴73喷出的处理液供应到基板的上面的方式喷嘴73配置在处理容器2的垂直上方的位置。可以是，当基板相对于旋转头31的上侧进行装载或卸载时，喷嘴73移动到待机位置而待机，在对装载的基板执行处理工艺的期间，喷嘴73移动到供应位置而将处理液向基板的上面供应。

另一方面，液供应单元7可以设置多个。或者，喷嘴73可以设置多个。当液供应单元7设置多个或液供应单元7具备多个喷嘴73时，多个液供应单元7或者多个喷嘴73可以向基板的上面供应彼此不同的处理液。此时，彼此不同的处理液可以是第一处理液和第二处理液。第一处理液可以是以高温(例如，150至170℃)使用的处理液。具体地，第一处理液可以是磷酸、硫酸或者磷酸和硫酸的混合液。第二处理液可以是常温的纯水(eionized water，DIW)。

基板加热单元8可以在执行基板处理工艺时加热被基板支承单元3支承的基板。如图4至图6所示，基板加热单元8可以包括激光发生器81、光束整形器82、温度检测器83以及控制器84，并构成为能够利用激光加热基板。激光发生器81提供用于加热基板的激光束，光束整形器82将由激光发生器81提供的激光束加工并将能量分布彼此不同的第一光束B1和第二光束B2中任一个向基板选择性地提供，到达基板的激光束(第一光束和第二光束中被选择的任一个)加热基板。温度检测器83实时检测基板的温度分布，控制器84根据被温度检测器83检测到的基板的温度分布来控制光束整形器82，以使光束整形器82将激光束加工成第一光束B1和第二光束B2中被选择的任一个。基板加热单元8可以还包括套管(casing)85。套管85可以保护激光发生器81和光束整形器82免受外部影响。套管85可以构成为具有与从激光发生器81向基板移动的激光束不产生干涉的结构。

基板加热单元8为了加热基板而将激光束向基板的下面照射。为了如此照射激光束，基板支承单元3构成为具有设置有使基板的下面暴露的暴露开口312的结构，光束整形器82在基板支承单元3的下侧通过暴露开口312将第一光束B1和第二光束B2中被选择的任一个向基板的下面提供。另外，旋转驱动单元5构成为在基板支承单元3的下侧提供与暴露开口312连通的光束通道511，第二升降驱动单元6构成为在旋转驱动单元5的下侧提供与光束通道511连通的壳体61，从而基板支承单元3、旋转驱动单元5以及第二升降驱动单元6沿第三方向(参照图2的附图标记D-3)配置，光束整形器82与激光发生器81一起容纳于壳体61的内部。首先，对此如下更具体地说明。

基板支承单元3的暴露开口312设置于旋转头31。旋转头31包括：暴露开口312沿上下方向即第三方向(参照图2的附图标记D-3)贯通的头主体311；以及覆盖暴露开口312的上端的支承板313。

暴露开口312形成为使得基板的下面整体暴露的大小，夹销321在头主体311的上侧配置于暴露开口312的周围而支承基板的侧面。暴露开口312可以形成为具有从上端侧越往下端侧越缩小的形状，头主体311也可以形成为从上端侧越往下端侧越缩小的外形。

支承板313以在上侧覆盖暴露开口312的状态结合于头主体311。支承板313具有支承销314。支承销314从支承板313的上面凸出并具有一定的长度。具备支承销314的支承板313由来自光束整形器82的被加工的激光束(即，第一光束和第二光束中被选择的任一个)透过的材料形成，被加工的激光束透过支承板313而向基板的下面照射。支承板313可以由与激光透过率一起对处理液的耐蚀性优异的材料形成。作为一例，支承板313的材料可以是蓝宝石(sapphire)、石英(quartz)等陶瓷。

旋转驱动单元5包括头支承部件51以及头驱动器。头支承部件51以使旋转头31能够以第三方向(参照图2的附图标记D-3)的轴为中心旋转的方式支承旋转头31，头驱动器构成为通过来自动力源的动力使旋转头31旋转。

头支承部件51具有牢固地结合于头主体311的下侧并与暴露开口312连通的光束通道511。光束通道511设置成在头支承部件51中沿上下方向贯通的形状。头支承部件51可以形成为环形状。头驱动器作为将马达的旋转力传递到旋转头31的电动构件，可以包括齿轮齿条副(rack and pinion)。与齿轮啮合的齿条可以在头主体311的下方沿头主体311的外周方向设置。齿轮可以安装于头支承部件51。

第二升降驱动单元6包括壳体61以及壳体驱动器(参照图3的附图标记62)。壳体61结合于旋转驱动单元5，壳体驱动器62构成为通过来自动力源的动力使旋转驱动单元5升降。若旋转驱动单元5升降，则旋转头31相同地一起升降。壳体61在下侧支承头支承部件51并形成为上端开放的形状而与光束通道511连通。壳体61可以配置成通过处理容器2的共同的中央空间，壳体驱动器62可以结合于壳体61的下方并在基板处理空间11中配置于处理容器2的外部。

再次说明基板加热单元8，激光发生器81包括至少一个激光光源并构成为能够将具有要求波长的激光束向光束整形器82提供。激光光源既可以是单个的块状激光器(bulklaser)，也可以是由彼此并排的多个光纤激光器构成的光纤激光束(fiber laserbundle)。若作为激光光源应用块状激光器，则激光发生器81可以还包括将从激光光源输出的激光束放大成要求大小的光束放大构件。这样的激光发生器81作为用于加热基板的激光束而提供对基板具有优异吸收性的波长的激光束。作为一例，可以是，基板为晶圆，从激光发生器81输出的激光束的波长为355nm。若提供对基板的吸收率高的波长的激光束，则能够将基板更迅速加热到要求温度。

通过激光发生器81提供的激光束呈现高斯(gaussian)分布，在中心部分能量大且随着前往边缘部分而能量变小。光束整形器82可以将具有高斯分布的激光束加工而转变成均匀化的平顶(flat top)激光束。参照图5，通过光束整形器82加工的第一光束B1是具有整体上均匀化的能量分布的整体均匀形态的平顶激光束。并且，参照图6，通过光束整形器82加工的第二光束B2是具有边缘区域相对强化的能量分布的边缘强化形态的平顶激光束。

光束整形器82可以将来自激光发生器81的激光束加工成使得向基板提供并到达基板的下面的激光束的模样具有与基板事实上相同或近似水准的大小及形状。因此，既可以将第一光束B1向基板的下面提供而将基板加热到整体上均匀化的温度，也可以将第二光束B2向基板的下面提供而将基板的边缘区域加热到比基板的中央区域上升的温度。

图7示出图4中示出的基板加热单元8的光束整形器82。参照图4以及图7，光束整形器82包括将来自激光发生器81的激光束分割成多个的透镜组821以及将被透镜组821分割的激光束聚光到基板的聚光透镜822，从而能够将通过激光发生器81提供的高斯分布的激光束转变为均匀化的平顶激光束。透镜组821包括在来自激光发生器81的激光束移动的路径即光束移动路径上沿光束移动路径排列的三个透镜阵列LA1、LA2、LA3。通过激光发生器81提供的激光束在光束移动路径中的至少一部分区间朝向基板沿第三方向(参照图2的附图标记D-3)移动。三个透镜阵列LA1、LA2、LA3沿第三方向呈一列排列。三个透镜阵列LA1、LA2、LA3同轴配置。聚光透镜822与三个透镜阵列LA1、LA2、LA3同轴配置。

三个透镜阵列LA1、LA2、LA3各自包括透镜座以及小透镜L。小透镜L在透镜座以一定间隔排列成具有多个列及多个行。在三个透镜阵列LA1、LA2、LA3各自中，彼此相邻的列或彼此相邻的行的小透镜L既可以配置于彼此相同的位置，也可以配置于彼此错开的位置。在三个透镜阵列LA1、LA2、LA3各自中，作为小透镜L可以应用凹透镜和凸透镜中至少任一个。作为小透镜L，凹透镜或凸透镜可以是微透镜(microlens)。三个透镜阵列LA1、LA2、LA3可以彼此相同。

到达基板的下面的激光束的模样可以根据小透镜L的形状决定其形状。即，若小透镜L的形状为四边形，则激光束的模样也成为四边形，若小透镜L的形状为圆形，则激光束的模样也成为圆形。小透镜L的形状形成为与基板对应的形状。例如，若基板为晶圆，则小透镜L形成为与晶圆对应的圆形。此时，透镜座也可以是与晶圆对应的圆形。

三个透镜阵列LA1、LA2、LA3是第一透镜阵列LA1、第二透镜阵列LA2以及第三透镜阵列LA3，第二透镜阵列LA2配置于第一透镜阵列LA1与第三透镜阵列LA3之间，第三透镜阵列LA3配置于第二透镜阵列LA2与聚光透镜822之间，来自激光发生器81的激光束依次透过第一透镜阵列LA1、第二透镜阵列LA2、第三透镜阵列LA3以及聚光透镜822。第一透镜阵列LA1和聚光透镜822位置固定，相反，第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3提供为各自能够在光束移动路径上沿与第三方向(参照图2的附图标记D-3)平行的区间移动。

第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3沿在第三方向(参照图2的附图标记D-3)上延伸的导向件(guide)823各自直线移动。光束整形器82还包括使得各自能够移动的第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3独立移动的透镜驱动构件824。透镜驱动构件824可以构成为通过来自动力源的动力分别使第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3移动。

在图7中，f

在此，激光束的模样的大小D可以通过下式1计算。作为参考，若小透镜L为圆形且排列成彼此相邻，则间距p可以是小透镜L的直径。

[式1]

并且，若要加工成激光束的模样具有最佳的斜率和均匀度，则需要满足成像条件(imaging condition)。成像条件可以如下式2以及式3那样整理。

[式2]

[式3]

若第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3移动而配置到满足式2或式3的位置或者式2和式3都满足的位置，则能够提供具有最佳的斜率和均匀度的平顶激光束。具有最佳的斜率和均匀度的平顶激光束是具有整体上均匀化的能量分布的整体均匀形态的平顶激光束即第一光束B1。对此，若第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3移动而配置到式2和式3都不满足的位置，则能够提供具有相对下降的斜率和均匀度的平顶激光束。具有相对下降的斜率和均匀度的平顶激光束是具有边缘区域相对强化的能量分布的边缘强化形态的平顶激光束即第二光束B2。

当满足成像条件时，激光束的模样的大小D可以用式4计算。

[式4]

例如，当假设p是4.0mm，f

图8是示出被光束整形器82加工的激光束的能量分布的曲线图，(A)表示针对第一光束B1的能量分布，(B)表示针对第二光束B2的能量分布。

在图8的(A)中，可确认到若第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3配置成满足式2和式3中至少任一个则平顶激光束的斜率和均匀度保持为最佳而提供整体均匀形态的平顶激光束。在图8的(B)中，可确认到若第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3配置成式2和式3都不满足则平顶激光束的斜率和均匀度相对低而提供边缘强化形态的平顶激光束。在图8的(A)和(B)的曲线图中，对比与平顶激光束的边缘区域对应的部分，图8的(A)的第一光束B1是可确认到由于由衍射效应引起的激光束的变化相对小而激光束的能量分布偏差小，图8的(B)的第二光束B2是可确认到边缘区域的能量强度因衍射效应大幅上升而边缘区域得到强化。另外，在图8中可确认到，由于(A)的第一光束B1和(B)的第二光束B2的斜率不同，第一光束B1接近垂直，相反，第二光束B2与第一光束B1相比平缓。

温度检测器83可以包括配置于基板支承单元3的上方的热像仪(thermalimager)。若温度检测器83检测到的基板的温度分布为整体上恒定的水准，则控制器84可以以使得整体均匀形态的第一光束B1照射于基板而将基板加热到整体上均匀化的温度的方式使透镜驱动构件824运转。相反，若由于基板的边缘区域的温度相对低，被温度检测器83检测为基板的温度分布不均匀，则控制器84可以以使得边缘强化形态的第二光束B2照射于基板而加热成基板的边缘区域与基板的中央区域相比温度上升的方式使透镜驱动构件824运转。通过第二光束B2，可以最小化基板的中央区域与边缘区域间的温度差。基板的中央区域与边缘区域间的温度差可能起因于，供应到基板的中心部分中的高温的处理液向基板的边缘侧扩散并产生的温度下降现象。

这样的基板加热单元8可以通过将由激光发生器81提供的高斯分布的激光束加工成均匀化的平顶激光束并向基板提供，加热基板。此时，根据第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3的位置决定平顶激光束的模样的大小以及平顶激光束的特性，因此既可以通过将第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3配置于满足成像条件的位置来提供第一光束(整体均匀形态)B1作为平顶激光束，也可以通过将第二透镜阵列LA2和第三透镜阵列LA3配置于不满足成像条件的位置来提供第二光束(边缘强化形态)B2作为平顶激光束。例如，基板加热单元8可以设定并运转为，第一光束B1的模样具有与基板对应的大小，第二光束B2的模样具有与基板相比稍微小或大的大小。相反，基板加热单元8也可以设定并运转为，第二光束B2的模样具有与基板对应的大小，第一光束B1的模样具有与基板相比稍微小或大的大小。

另一方面，附图标记86是调节基板和光束整形器82的隔开距离的距离调节单元。距离调节单元86可以在壳体61的内部安装于壳体61并结合于套管85且构成为通过来自动力源的动力使套管85沿第三方向(参照图2的附图标记D-3)移动。若壳体61沿第三方向向基板侧移动，则基板与光束整形器82的隔开距离缩短。相反，若壳体61沿第三方向向基板的对面移动，则基板和光束整形器82的隔开距离延长。

图9示出应用在本发明的实施例的基板处理装置中的基板加热单元的另一例。参照图9，基板加热单元的另一例与前面说明的基板加热单元的一例相比，仅在透镜组821包括两个透镜阵列LA1、LA2这一点不同，其它结构及其作用都相同。作为参考，在图9中，基板加热单元的另一例主要示出光束整形器。

如图9所示，两个透镜阵列LA1、LA2是第一透镜阵列LA1以及第二透镜阵列LA2，第二透镜阵列LA2配置于第一透镜阵列LA1与聚光透镜822之间，来自激光发生器的激光束依次透过同轴上的第一透镜阵列LA1、第二透镜阵列LA2以及聚光透镜822。当然，第一透镜阵列LA1和聚光透镜822位置固定，相反，第二透镜阵列LA2提供为能够在光束移动路径上沿与第三方向(参照图2的附图标记D-3)平行的区间移动，透镜驱动构件使第二透镜阵列LA2移动。

在图9中，f

在此，激光束的模样的大小D可以用下式5计算。

[式5]

并且，若要加工成激光束的模样具有最佳的斜率和均匀度，则需要满足成像条件。成像条件可以如下式6那样整理。若第二透镜阵列LA2移动而配置到满足式5的位置，则能够提供具有最佳的斜率和均匀度的平顶激光束(即，整体均匀形态的第一光束)。对此，若第二透镜阵列LA2移动而配置到不满足式5的位置，则能够提供具有相对下降的斜率和均匀度的平顶激光束(即，边缘强化形态的第二光束)。

[式6]

d

当满足成像条件时，激光束的模样的大小D可以用式7计算。

[式7]

如此，即使具备两个透镜阵列而不是三个透镜阵列，能够将第一光束(整体均匀形态)和第二光束(边缘强化形态)中任一个选择性地提供于基板。

图10示出应用在本发明的实施例的基板处理装置中的基板加热单元的又另一例。并且，图11以及图12是与基板加热单元的又另一例相关的参考图。

参照图10，基板加热单元的又另一例与前面说明的基板加热单元的一例以及另一例相比，仅在透镜组821包括任意多个(例如，四个以上)的透镜阵列LA1、LA2、LA3、LA4且聚光透镜822具备至少一个这一点不同，其它结构及其作用都相同。作为参考，在图10中，基板加热单元的又另一例主要示出光束整形器。

如图10所示，光束整形器包括透镜组821和聚光透镜组G3。透镜组821包括具有至少一个透镜阵列LA1、LA2的第一透镜阵列组G1以及具有至少一个透镜阵列LA3、LA4的第二透镜阵列组G2。聚光透镜组G3具有至少一个聚光透镜822。透镜阵列组G1、G2的透镜阵列LA1、LA2以及聚光透镜组G3的聚光透镜822沿光束移动路径排列并同轴配置。第二透镜阵列组G2配置于第一透镜阵列组G1与聚光透镜组G3之间，来自激光发生器的激光束依次透过第一透镜阵列组G1、第二透镜阵列组G2以及聚光透镜组G3。第一透镜阵列组G1和第二透镜阵列组G2中至少任一个可以具有多个透镜阵列。

以激光束的移动方向为基准配置于最前端的透镜阵列LA1的位置固定，剩余的透镜阵列LA2、LA3、LA4中至少一部分提供为能够在光束移动路径上沿与第三方向(参照图2的附图标记D-3)平行的区间移动。当聚光透镜组G3具有一个聚光透镜822时，聚光透镜822的位置固定。当聚光透镜组G3具有多个聚光透镜822时，以激光束的移动方向为基准配置于最后端的聚光透镜822的位置固定，但剩余的聚光透镜822既可以至少一部分提供为能够在光束移动路径上沿与第三方向平行的区间移动也可以全部的位置固定。可移动的透镜阵列或者可移动的透镜阵列和聚光透镜通过透镜驱动构件移动。

在图10中，f

在此，激光束的模样的大小D可以用下式8计算。

[式8]

从第一透镜阵列组G1的主平面到第二透镜阵列组G2的主平面为止的距离可以与第二透镜阵列组G2的等效焦距f

参照图11，主平面是指在第一透镜阵列组G1、第二透镜阵列组G2以及聚光透镜组G3各自中在将入射的激光束延长的虚拟直线与将射出的激光束延长的虚拟直线相交的点与光束轴垂直的虚拟平面，当具备多个透镜(透镜阵列、聚光透镜)时可以用一个透镜假设主平面。

等效焦距是将由多个透镜构成的透镜组(透镜阵列组、聚光透镜组)的焦距用一个虚拟透镜的焦距表示的焦距。

参照图12，当将第i个透镜的屈光力设为K

[式9]

n

[式10]

h

另一方面，等效焦距可以用屈光力的倒数表示。

[式11]

因此，透镜为1个时的等效焦距可以用下式12表示。

[式12]

另外，透镜为2个时的等效焦距可以用下式13表示。

[式13]

K＝K

透镜为N个时的等效焦距可以用下式14表示。

[式14]

因此，可以利用上面的公式计算第一透镜阵列组G1的等效焦距f

如上所述，基板加热单元的又另一例也能够与基板加热单元的一例以及另一例相同地将第一光束(整体均匀形态)和第二光束(边缘强化形态)中任一个选择性地提供于基板，能够与基板加热单元的一例相同地调节激光束的模样的大小。

以上，说明了本发明，但本发明不限于所公开的实施例以及所附附图，普通的技术人员可以在不脱离本发明的技术构思的范围内进行各种变形。另外，在本发明的实施例中说明的技术构思既可以各自独立实施，也可以组合两个以上来实施。