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一种用于对基板执行液体处理的基板处理装置以及利用其的基板处理方法。

背景技术

一般，在半导体或显示器的制造中，使用向半导体晶圆、玻璃等的基板上供应工作液体执行液体处理的装置。作为这种装置的例子，存在将附着于基板的污染物去除的基板清洗装置等。

作为基板处理装置的一种的基板清洗装置构成为，利用液体供应单元向被基板支承单元支承的基板供应工作液体，通过处理容器回收供应到基板的工作液体。当然，在处理容器中容纳基板支承单元。

另一方面，处理容器为了防止工作液体引起的腐蚀、高温环境下的稳定性等而由氟树脂(例如，聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE))之类的绝缘性材质形成。因此，在处理容器中，在回收供应到基板的工作液体的过程中可能因工作液体发生摩擦带电，因其，可能在基板发生感应带电。例如，当将去离子水(deionized water，DIW)用作工作液体时，氟树脂的处理容器会带电为负(-)，去离子水会带电为正(+)。

由于这样的带电现象，既有可能存在于基板周边的粒子向基板移动而污染基板，也有可能在基板发生静电引起的弧光(arcing)。

(现有技术文献)

(专利文献)

(专利文献1)韩国授权专利公告第10-1147656号(2012年05月24日)

(专利文献2)韩国授权专利公告第10-1910796号(2018年10月25日)

发明内容

本发明的实施例的目的在于提供一种能够防止基于带电现象的液体处理工艺不良(例：粒子引起的基板污染问题、基板上的弧光发生问题等)的基板处理装置以及利用其的基板处理方法。

所要解决的课题不限于此，通常的技术人员可以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，可以提供一种基板处理装置，其包括：基板支承单元，支承基板；液体供应单元，向被所述基板支承单元支承的所述基板上供应工作液体(例如，可以是包含去离子水的液体。)；处理容器，容纳所述基板支承单元并回收从所述液体供应单元供应到所述基板上的所述工作液体；以及导电性部件，设于所述处理容器并以电阻(电阻率)比所述处理容器的材质小的材质提供。

可以是，所述处理容器包括围绕所述基板支承单元的壁体，所述导电性部件设于所述壁体。

可以是，所述导电性部件插入所述壁体的内部。或者，可以是，所述导电性部件安装于所述壁体的外壁面。这样的所述导电性部件既可以沿所述壁体的整个圆周方向设置，也可以沿所述壁体的圆周方向隔有间隔设有多个。

可以是，所述壁体包括：壁主体，在内壁面或外壁面形成有容纳所述导电性部件的容纳槽；以及槽罩，遮蔽所述容纳槽的入口，从而所述导电性部件插入所述壁体的内部。

可以是，所述容纳槽形成为与所述导电性部件一起容纳所述槽罩，所述槽罩形成为当容纳于所述容纳槽中而遮蔽所述容纳槽的入口时形成与所述容纳槽的入口周围相同的平面。

所述壁主体与所述槽罩之间密封，从而可以防止异物渗入所述容纳槽。可以是，所述导电性部件电接地。可以是，所述处理容器以包括氟树脂的绝缘性材质提供。可以是，所述导电性部件是由金属材质形成的网格或板。

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，包括在下侧支承基板的支承销以及在周围支承被所述支承销支承的所述基板的卡盘销，并能够以上下方向的轴为中心旋转；液体供应单元，向被所述基板支承单元支承的所述基板上供应工作液体；处理容器，容纳所述基板支承单元，并回收从所述液体供应单元供应到所述基板上而在所述基板上飞散的所述工作液体，并以绝缘性材质提供而通过与所述工作液体的摩擦带负(-)电；以及导电性部件，设于所述处理容器，并以电阻比所述处理容器的材质小的材质提供，从而抑制所述处理容器的电位增大，所述处理容器包括：壁体，围绕所述基板支承单元；以及底面，竖立有所述壁体，所述导电性部件提供于所述壁体。此时，可以是，所述壁体包括：壁主体，在内壁面或外壁面形成有容纳所述导电性部件的容纳槽；以及槽罩，遮蔽所述容纳槽的入口。

根据本发明的实施例，可以提供一种基板处理方法，准备如上所述那样构成的具备基板支承单元、液体供应单元、处理容器以及导电性部件的基板处理装置之后；通过所述基板支承单元支承基板，通过所述液体供应单元向被支承的所述基板上供应工作液体，通过所述处理容器回收从所述液体供应单元供应到所述基板上的所述工作液体，由此处理所述基板；在如此处理所述基板的过程中，通过所述导电性部件抑制所述处理容器的电位增大。

课题的解决手段会通过下面说明的实施例、附图等变得更具体且明确。另外，下面会追加揭示所提及解决手段以外的各种解决手段。

根据本发明的实施例，在通过基板支承单元支承基板，通过液体供应单元向被支承的基板上供应工作液体，通过处理容器回收从液体供应单元供应到基板上的工作液体并处理基板的液体处理工艺中，通过导电性部件能够抑制基于带电现象的处理容器的电位增大，由此能够防止基板被粒子、静电弧光等损伤。

发明的效果不限于此，通常的技术人员可以从本说明书以及所附的图会明确地理解未提及的其它效果。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施例的基板处理装置的截面图。

图2是示出图1所示的处理容器的一部分的放大图。

图3是从上观察图1所示的处理容器的截面图。

图4是示出图2所示的第一杯部件的组装图。

图5是示出本发明的第二实施例的基板处理装置的处理容器的一部分的截面图。

图6是从上观察图5所示的处理容器的截面图。

(附图标记说明)

1：腔室；2：处理容器；3：基板支承单元；4：升降驱动单元；5：旋转驱动单元；6：供应单元；7：导电性部件。

具体实施方式

以下，参照所附的图说明本发明的优选实施例。作为参考，在为了说明本发明的实施例而参照的图中，从便于理解角度出发有时会多少夸张呈现构成要件的尺寸、线的厚度等。另外，在本发明的实施例的说明中所使用的术语是主要考虑本发明中的功能而定义的，可以根据使用者、运用者的意图、常规等而不同。因此，关于术语，应基于贯穿本说明书整体的内容来解释。

图1是概要示出本发明的第一实施例的基板处理装置的结构的截面图。

参照图1，本发明的第一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、升降驱动单元4、旋转驱动单元5、液体供应单元6以及导电性部件7。

腔室1可以提供对基板W实施液体处理工艺的内部空间。液体处理工艺可以在常压或真空下实施。在腔室1可以连接用于将腔室1的内部空间形成为真空气氛的真空泵(未图示)。

处理容器2可以布置于腔室1的内部空间。处理容器2可以形成为具有上方开放且在内部设有与开放的上方连通的处理空间的杯结构。在处理容器2内的处理空间可以容纳基板支承单元3，通过液体供应单元6可以向被基板支承单元3支承的基板W(以下，省略并标附图标记。)上供应工作液体，处理容器2可以回收从液体供应单元6供应到基板上的工作液体。

处理容器2可以包括围绕处理空间的第一杯部件(第一处理容器21)、将第一杯部件21隔有一定间隔围绕的第二杯部件(第二处理容器22)以及将第二杯部件22隔有一定间隔围绕的第三杯部件(第三处理容器23)。在此之上，在内侧的第一杯部件21与外侧的第三杯部件23之间可以布置第二杯部件22。如此，处理容器2可以由多个杯部件21、22、23构成。各个杯部件21、22、23可以以回收彼此不同工作液体的用途使用。第一杯部件21可以具有供要回收的工作液体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之间的开口可以以供要回收的工作液体流入的第二流入口22a发挥功能，第二杯部件22与第三杯部件23之间的开口可以以供要回收的工作液体流入的第三流入口23a发挥功能。

第一杯部件21可以包括第一壁体211、212和第一底面213。第一壁体211、212可以形成为围绕处理空间的周围。第一壁体211、212可以包括形成为横截面具有一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的上端可以设有环形状的第一凸起。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。在第一底面213可以立起第一下壁211。

第二杯部件22可以包括第二壁体221、222和第二底面223。第二壁体221、222可以形成为隔有一定的间隔而围绕第一壁体211、212的周围。第二壁体221、222可以包括形成为横截面具有一定的圆形结构的第二下壁221、以及从第二下壁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。第二上壁222形成为上端的高度高于第一上壁212的上端且内周的尺寸与第一上壁212的内周相同或近似，第一上壁212的上端与第二上壁222的上端之间可以形成以第二流入口22a发挥功能的开口。在第二上壁222的上端可以设有环形状的第二凸起。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向下侧隔开一定的距离。在第二底面223可以竖立第二下壁221。

第三杯部件23可以包括第三壁体231、232和第三底面233。第三壁体231、232可以形成为隔有一定的间隔而围绕第二壁体221、222的周围。第三壁体231、232可以包括形成为横截面具有一定的圆形结构的第三下壁231、以及从第三下壁231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三上壁232。第三下壁231和第三上壁232可以一体形成。第三上壁232形成为上端的高度高于第二上壁222的上端且内周的尺寸与第二上壁222的内周相同或近似，在第二上壁222的上端与第三上壁232的上端之间可以形成以第三流入口23a发挥功能的开口。在第三上壁232的上端可以设有环形状的第三凸起。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向下侧隔开一定的距离。在第三底面233可以竖立第三下壁231。

各个杯部件21、22、23可以在底面213、223、233分别连接液体排出管24、25、26。各个液体排出管24、25、26可以向下侧方向延伸而排出通过各个流入口21a、22a、23a回收到各个杯部件21、22、23的工作液体。通过各个液体排出管24、25、26排出的工作液体可以通过液体再生装置(未图示)再生之后再使用。

这样的处理容器2可以由绝缘性材质形成。例如，各个杯部件21、22、23可以作为绝缘性材质的一种由耐药性、耐热性等优异而在防止工作液体引起的损伤、高温环境下的稳定性等方面有力的氟树脂(聚四氟乙烯(PTFE)等)形成。

基板支承单元3可以支承液体处理工艺中的基板。基板支承单元3包括旋转卡盘，旋转卡盘可以包括旋转头31、支承销32以及卡盘销33。

旋转头31可以提供为可以以上下方向的轴为中心旋转。旋转头31可以具有圆形形状的顶面。旋转头31可以布置于处理容器2内的处理空间中。旋转头31可以通过旋转驱动单元5以上下方向的轴为中心旋转。

支承销32可以具备多个并从旋转头31的顶面凸出成在下侧支承基板。

卡盘销33可以具备多个并布置于比支承销32从旋转头31的中心远离隔开的位置。卡盘销33可以构成为当旋转头31通过旋转驱动单元5旋转时在彼此隔开的位置分别支承基板的侧部而防止基板从原位置脱离。

卡盘销33可以通过销驱动部(未图示)沿旋转头31的径向移动而位于待机位置或位于支承位置。待机位置可以是比通过卡盘销33支承基板的支承位置从旋转头31的中心远离隔开的位置。当在旋转头31的顶面上装载或卸载基板时，卡盘销33可以移动到待机位置而待机，当对装载的基板执行液体处理工艺时，卡盘销33可以移动到支承位置而支承基板。卡盘销33可以在支承位置分别接触于基板的侧部。

升降驱动单元4可以升降处理容器2。升降驱动单元4可以构成为将各个杯部件21、22、23同时移动或独立移动。若处理容器2通过升降驱动单元4升降，则各个杯部件21、22、23可以改变针对基板支承单元3的相对高度。升降驱动单元4可以包括支架41、升降轴42以及轴升降部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的第三壁体231、232的外壁面。升降轴42可以结合于支架41。升降轴42可以沿上下方向布置。轴升降部43可以构成为通过来自动力源的动力而升降升降轴42。

当通过基板输送机器人在旋转头31的顶面上装载或卸载基板时，升降驱动单元4可以使处理容器2下降，以防止基板输送机器人与处理容器2间发生干涉。另外，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，以在液体处理工艺过程中根据从液体供应单元6供应到基板上的工作液体的种类，使工作液体流入预先设定的流入口21a、22a、23a。

另一方面，升降驱动单元4也可以构成为替代处理容器2而使基板支承单元3升降。

旋转驱动单元5可以包括在旋转头31的底面结合于旋转头31的中心的驱动轴51、以及构成为通过来自动力源的动力使驱动轴51旋转的轴旋转部52。若驱动轴51通过轴旋转部52旋转，则旋转头31可以向与驱动轴51相同的方向旋转。此时，被卡盘销33支承的基板也可以一起向相同的方向旋转。

通过旋转驱动单元5，供应到旋转的基板上的工作液体向周围飞散，飞散的工作液体可以流入预先设定的流入口21a、22a、23a。

液体供应单元6可以构成为将工作液体供应于被基板支承单元3支承的基板上。液体供应单元6可以包括喷嘴61、喷嘴臂62、臂支承杆63以及支承杆驱动部64。

臂支承杆63可以在腔室1的内部空间中布置于处理容器2的外部并沿垂直方向延伸。喷嘴臂62可以结合于臂支承杆63的上端部分并沿水平方向延伸。喷嘴61可以在喷嘴臂62的末端部分安装成向下侧方向喷出工作液体。支承杆驱动部64可以构成为执行臂支承杆63的旋转和升降中至少任一个。若支承杆驱动部64启动，则喷嘴61可以移动(旋转移动及/或升降移动)。

液体供应单元6可以是喷嘴61通过支承杆驱动部64以臂支承杆63为中心旋转而位于待机位置或位于供应位置。此时，可以是，待机位置为喷嘴61脱离处理容器2的垂直上方的位置，供应位置为喷嘴61布置于处理容器2的垂直上方以使得从喷嘴61喷出的工作液体供应到基板上。当在旋转头31的顶面上装载或卸载基板时，喷嘴61可以移动到待机位置而待机，当对装载的基板执行液体处理工艺时，喷嘴61可以移动到供应位置而将工作液体供应到基板上。

另一方面，液体供应单元6可以具备多个。在将液体供应单元6具备多个的情况下，各个液体供应单元6可以将彼此不同的工作液体供应到基板上。

工作液体可以包括硫酸、磷酸等清洗液或去离子水(DIW)等冲洗液。工作液体可以通过供液管线从液体储存部传送到喷嘴61。

导电性部件7可以抑制发生液体处理工艺中各个杯部件21、22、23处带电现象引起的静电。导电性部件7可以设于各个杯部件21、22、23并由电阻比由绝缘性材质形成的各个杯部件21、22、23小的材质形成。导电性部件7的材质可以是电阻率小的铝、铜等金属。

在液体处理工艺过程中，供应到基板上的工作液体可以向周围飞散而通过预先设定的流入口21a、22a、23a流入相应杯部件21、22、23中，流入的工作液体可以沿相应壁体211、212、221、222、231、232的内壁面流动。此时，在相应壁体211、212、221、222、231、232的内壁面，由于工作液体与内壁面摩擦而可能发生摩擦带电(在各个杯部件21、22、23由氟树脂之类在摩擦带电序列中位于下位的材质形成而容易带负(-)电的情况下，工作液体(例如，去离子水)可以带正(+)电。)，由此在基板上可能发生感应带电，但是本发明的第一实施例的基板处理装置通过设于各个杯部件21、22、23的导电性部件7的导电性增大处理容器2的静电容量，因此抑制处理容器2的电位增大而能够防止基板处发生感应带电引起的基板损伤问题。

图2至图4中示出处理容器2及设于其的导电性部件7。参照其来观察导电性部件7的话如下。

导电性部件7可以适用于构成各个杯部件21、22、23的每个壁体211、212、221、222、231、232。导电性部件7可以形成为具有夸构成各个壁体211、212、221、222、231、232的下壁211、221、231和上壁212、222、232来适用的尺寸。导电性部件7可以插入各个壁体211、212、221、222、231、232的内部而在构造上加固各个壁体211、212、221、222、231、232。导电性部件7可以通过在各个壁体211、212、221、222、231、232的内部沿壁体211、212、221、222、231、232的圆周方向整体设置，具有形成为与下壁211、221、231对应的形状的圆筒部分以及形成为与上壁212、222、232对应的形状的圆锥台部分。导电性部件7既可以由具有一定的开口率而相对在处理容器2的轻量化方面更有力的网格(mesh)构成，也可以由具有平板构造或波形构造而相对在处理容器2的构造强度上升方面更有力的板构成。虽未图示，这样的导电性部件7也可以适用于构成各个杯部件21、22、23的底面213、223、233。

为了在各个壁体211、212、221、222、231、232的内部中插入导电性部件7，各个壁体211、212、221、222、231、232可以包括在内壁面形成有用于容纳导电性部件7的容纳槽G的壁主体、以及遮蔽容纳槽G的入口的槽罩C。分别容纳导电性部件7的容纳槽G在壁主体中也可以形成于不是内壁面的外壁面。或者，分别容纳导电性部件7的容纳槽G在壁主体中形成于所有内壁面和外壁面，各个导电性部件7也可以分别布置于壁主体的两面。

各个容纳槽G可以形成为具有能够与导电性部件7一起容纳槽罩C的尺寸。各个槽罩C形成为容纳于容纳槽G中遮蔽容纳槽G的入口时与容纳槽G的入口周围的面形成相同平面而可引导工作液体能够沿各个壁体211、212、221、222、231、232的内壁面自然地流动。

各个壁主体与槽罩C之间通过熔接密封，从而能够防止沿各个壁体211、212、221、222、231、232的内壁面流动的工作液体或异物流入容纳槽G中。各个壁主体与槽罩C之间也可以通过密闭部件密封。

若如此将导电性部件7插入各个壁体211、212、221、222、231、232的内部中，则能够安全地保护导电性部件7免受工作液体影响。

另一方面，各个导电性部件7可以电接地。根据各个导电性部件7电接地的结构，能够更可靠地抑制处理容器2的电位增大。

如此构成的本发明的第一实施例的基板处理装置通过设于各个杯部件21、22、23的导电性部件7的导电性增大处理容器2的静电容量，因此能够在原样保持处理容器2的材质特性的同时以低廉的费用抑制液体处理工艺中摩擦带电引起处理容器2的电位大幅增大，由此防止基板处发生感应带电，从而能够防止在基板形成的微细图案被粒子(带电粒子)、静电弧光等损伤的问题。

另外，本发明的第一实施例的基板处理装置由于导电性部件7插入各个杯部件21、22、23的内部中，能够加固处理容器2的构造上强度。

本发明的第二实施例的基板处理装置示出于图5以及图6。图5以及图6示出本发明的第二实施例的基板处理装置的处理容器以及设于其的导电性部件。如图5以及图6所示，当与前面观察的第一实施例相比较时，本发明的第二实施例的基板处理装置仅是导电性部件7-1、7-2的适用结构不同，其它结构以及作用都相同。观察其的话如下。

第一杯部件21和第二杯部件22可以在其壁体211、212、221、222的内部分别容纳导电性部件7-1。适用于第一杯部件21和第二杯部件22的导电性部件7-1可以具备多个，并沿第一杯部件21、第二杯部件22的壁体211、212、221、222的圆周方向隔有一定的间隔布置。

第一杯部件21、第二杯部件22的壁体211、212、221、222可以在其壁主体的内壁面(和/或外壁面)形成分别容纳多个导电性部件7-1的容纳槽G-1，这些容纳槽G-1的入口分别被槽罩C-1遮蔽。根据如此导电性部件7-1具备多个并独立地插入第一杯部件21、第二杯部件22的壁体211、212、221、222中适用结构，能够改善导电性部件7-1的制造及组装性。

最外侧的第三杯部件23没有第三壁体231、232的外壁面与工作液体接触的担心，因此可以在第三壁体231、232的外壁面安装导电性部件7-2。

另一方面，本发明的第二实施例的基板处理装置是各个导电性部件7-1、7-2可以电接地。

以上，说明了本发明，但本发明不限于公开的实施例及所附的图，通常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，也可以彼此组合两个以上来实施。