CN112397418A - 支承单元、包括支承单元的基板处理设备及基板处理方法 - Google Patents

支承单元、包括支承单元的基板处理设备及基板处理方法 Download PDF

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李映一
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Abstract

本发明概念提供一种用于支承基板的支承单元。该支承单元包括：支承板，其具有内部空间并且该支承板上放置有基板；加热构件，其设置在内部空间中并且加热放置在该支承板上的基板；隔热板，其设置在内部空间中并且安置在该加热构件的下方；反射板，其设置在内部空间中并且安置在该隔热板的下方；以及散热板，其设置在内部空间中并且安置在该反射板的下方。

Description

支承单元、包括支承单元的基板处理设备及基板处理方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年8月14日提交韩国专利局的、申请号为10-2019-0099574的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
在本文中描述的发明概念的实施方案涉及一种支承单元、包括该支承单元的基板处理设备以及基板处理方法，并且尤其涉及一种用于在加热基板的情况下执行基板处理工艺的基板处理设备。
背景技术
通常，在制造平板显示装置或半导体装置的工艺中，执行诸如光刻胶涂覆工艺、显影工艺、蚀刻工艺和灰化工艺等各种工艺来处理玻璃基板或晶片。在各工艺中，执行使用化学品或去离子水的湿式清洁工艺、和用于干燥残留在基板表面上的化学品或去离子水的干燥工艺，以去除粘附到基板的各种污染物。
近来，已经使用在高温下通过使用诸如硫酸或磷酸的化学品选择性地去除氮化硅膜和氧化硅膜的蚀刻工艺。在使用高温化学品的基板处理设备中，使用用于加热基板的设备来提高蚀刻速率。通常，用于加热基板的设备包括安置在自旋头(spin head)中并加热基板的灯。安置在自旋头中的灯产生热量，并且由该灯产生的热量被传送到基板以加热该基板。
随着在基板上形成的图案之间的临界尺寸(critical dimension，CD)的减小，需要对基板进行精细加工。例如，在通过使用化学品选择性地去除基板上的氮化硅膜和氧化硅膜的蚀刻工艺中，需要将基板加热到更高的温度并增加基板保持在高温的时间。增加由灯产生的热能的方法可以被认为是升高基板温度的方法。然而，该方法升高旋转自旋头的致动器的温度。在这种情况下，致动器难以正常操作或涉及高的故障风险。
发明内容
本发明概念的实施方案提供一种用于有效地处理基板的支承单元、包括该支承单元的基板处理设备以及基板处理方法。
此外，本发明概念的实施方案提供一种用于提高基板的蚀刻速率的支承单元、包括该支承单元的基板处理设备以及基板处理方法。
此外，本发明概念的实施方案提供一种用于使旋转基板的自旋致动器(spinactuator)的异常操作或自旋致动器出故障的次数最小化的支承单元、包括该支承单元的基板处理设备以及基板处理方法。
本发明概念要解决的技术问题不限于上述问题，并且本发明概念所属领域的技术人员从以下描述中将清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。
根据一个示例性实施方案，一种用于处理基板的设备包括支承基板的支承单元、以及将处理液体供应到支承在该支承单元上的基板的液体供应单元，并且该支承单元包括：支承板，其上放置有基板；加热构件，其安置在支承板的内部并且加热放置在支承板上的基板；隔热板，其设置在支承板的内部并且安置在加热构件的下方；反射板，其设置在支承板的内部并且安置在隔热板的下方；以及散热板，其设置在支承板的内部并且安置在反射板的下方。
根据一个实施方案，加热构件可以包括发光的灯。
根据一个实施方案，灯可以发出具有在红外范围内的波长的光。
根据一个实施方案，反射板由反射具有在红外范围内的波长的光的材料形成。
根据一个实施方案，隔热板可以由透明材料形成。
根据一个实施方案，隔热板可以由含有陶瓷或玻璃的材料形成。
根据一个实施方案，散热板可以由含有金属的材料形成。
根据一个实施方案，散热板可以由具有比隔热板更高的热导率的材料形成。
根据一个实施方案，支承板可以设置为可旋转的，并且加热构件、隔热板、反射板和散热板可以独立于支承板的旋转而定位。
根据一个实施方案，灯可以包括多个环形灯，该多个环形灯具有不同的半径并且彼此同心。
根据一个实施方案，冷却流体流经的流体通道可以形成在散热板的内部。
根据一个实施方案，该设备还可以包括将冷却流体供应到流体通道中的冷却构件、和控制加热构件和冷却构件的控制器。控制器可以将基板的温度升高到预设的目标温度，可以在设定的时间段内将基板的温度保持在目标温度，并且可以控制加热构件和冷却构件以在设定的时间段过去后冷却基板。
根据一个示例性实施方案，用于支承基板的支承单元包括：支承板，其具有内部空间并且该支承板上放置有基板；加热构件，其设置在该内部空间中并且加热放置在支承板上的基板；隔热板，其设置在该内部空间中并且安置在加热构件的下方；反射板，其设置在该内部空间中并且安置在隔热板的下方；以及散热板，其设置在该内部空间中并且安置在隔热板的下方。
根据一个实施方案，加热构件可以包括发光的灯，并且隔热板可以由透明材料形成。
根据一个实施方案，隔热板可以由含有玻璃的材料形成。
根据一个实施方案，灯可以发出具有在红外范围内的波长的光，并且反射板可以由反射该光的材料形成。
根据一个实施方案，灯可以包括多个环形灯，该多个环形灯具有不同的半径并且彼此同心。
根据一个实施方案，冷却流体流经的流体通道可以形成在散热板的内部。
根据一个实施方案，散热板可以由具有比隔热板更高的热导率的材料形成。
根据一个示例性实施方案，提供一种用于处理基板的方法，其中通过将加热状态的处理液体供应到基板来处理基板，并且在将处理液体供应到基板的情况下加热基板。
根据一个实施方案，该方法可以包括：加热步骤，将支承在支承板上的基板加热到预设的目标温度；保持步骤，在设定的时间段内将基板的温度保持在目标温度；以及冷却步骤，在设定的时间段过去后冷却基板。
根据一个实施方案，该处理液体可以包括硫酸或磷酸。
附图说明
参照以下附图，上述和其他目的和特征将从以下描述中变得显而易见，其中除非另有说明，否则在各个附图中相同的附图标记表示相同的部件，并且其中：
图1是示出包括根据本发明概念的实施方案的基板处理设备的基板处理装备(equipment)的示意性平面图；
图2是示出图1的基板处理设备的平面图；
图3是示出图1的基板处理设备的截面图；
图4是示出图3的支承单元的一个实施方案的截面图；
图5是示出图4的支承单元的一部分的放大图；
图6是示出图4的支承单元加热基板的状态的视图；
图7是示出流体在图4的支承单元中流动的状态的视图；
图8是示出根据本发明概念的实施方案的基板处理方法的流程图；
图9是示出在根据本发明概念的实施方案的基板处理设备中加热的基板的温度变化的视图；
图10是示出根据本发明概念的实施方案的基板处理设备中的自旋致动器的温度变化的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明概念的实施方案，使得本发明概念所属领域的技术人员能够容易地实施本发明概念。然而，本发明概念可以以各种不同的形式实现，并且不限于本文中描述的实施方案。此外，在描述本发明概念的实施方案时，当与公知功能或配置相关的详细描述可能使本发明概念的主题不必要地模糊时，将省略这些详细描述。此外，在所有附图中，执行类似功能和操作的组件具有相同的附图标记。
本说明书中的术语“包括(include)”和“包括(comprise)”是“开放型”的表达方式，仅为了说明存在相应的组件，并且除非有相反的具体描述，否则不排除而是可以包括附加的组件。具体地，应当理解的是，术语“包括”、“包括”和“具有”在本文中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的存在或添加。
除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。此外，在附图中，为了说明的清楚，可能夸大了组件的形状和尺寸。
图1是示出本发明概念的基板处理装备1的示意性平面图。
参照图1，基板处理装备1包括索引模块1000和工艺模块2000。索引模块1000包括装载端口1200和传送框架1400。装载端口1200、传送框架1400和工艺模块2000顺序地布置成排。在下文中，装载端口1200、传送框架1400和工艺模块2000布置的方向被称为第一方向12。当从上方观察时，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。
其中接收基板W的载体1300坐落在装载端口1200上。可以设置多个装载端口1200。装载端口1200可以沿着第二方向14安置成排。图1示出索引模块1000包括四个装载端口1200的实施例。然而，装载端口1200的数量可以根据诸如工艺模块2000的工艺效率和所占空间(footprint)的条件而增加或减少。支承基板W的***的槽(未示出)形成在载体1300中。这些槽布置在第三方向16上。基板W以沿着第三方向16彼此间隔开的状态堆叠在载体1300中。前开式晶圆盒(Front Opening Unified Pod，FOUP)可用作载体1300。
工艺模块2000包括缓冲单元2200、传送腔室2400和工艺腔室2600。传送腔室2400被安置成使得其长度方向平行于第一方向12。工艺腔室2600沿着第二方向14被安置在传送腔室2400的一侧和相对侧上。在传送腔室2400的一侧上的工艺腔室2600和在传送腔室2400的相对侧上的工艺腔室2600相对于传送腔室2400对称地布置。一些工艺腔室2600沿着传送腔室2400的长度方向安置。此外，其他工艺腔室2600彼此上下堆叠。换言之，工艺腔室2600可以以A×B阵列(A和B为1或更大的自然数)安置在传送腔室2400的一侧上。这里，“A”是沿着第一方向12设置成排的工艺腔室2600的数量，并且“B”是沿着第三方向16设置成列的工艺腔室2600的数量。当四个或六个工艺腔室2600被设置在传送腔室2400的一侧上时，工艺腔室2600可以被安置成2×2或3×2阵列。工艺腔室2600的数量可以增加或减少。可替代地，工艺腔室2600可以仅设置在传送腔室2400的一侧上。在另一种情况中，工艺腔室2600可以在传送腔室2400的一侧上和相对侧上以单层设置。
缓冲单元2200被安置在传送框架1400和传送腔室2400之间。缓冲单元2200提供基板W在传送腔室2400和传送框架1400之间传送之前停留在其中的空间。缓冲单元2200具有多个槽(未示出)，基板W放置在这些槽中。这些槽(未示出)沿着第三方向16彼此间隔开。缓冲单元2200在面向传送框架1400的一侧处和面向传送腔室2400的相对侧处是敞开的。
传送框架1400在坐落于装载端口1200上的载体1300与缓冲单元2200之间传送基板W。索引轨道1420和索引机械手1440设置在传送框架1400中。索引轨道1420被安置成使得其长度方向平行于第二方向14。索引机械手1440安装在索引轨道1420上并且在第二方向14上沿着索引轨道1420直线移动。索引机械手1440具有基座1441、主体1442和索引臂1443。基座1441安装成沿着索引轨道1420是可移动的。主体1442耦合到基座1441。主体1442在基座1441上沿着第三方向16是可移动的。此外，主体1442在基座1441上是可旋转的。索引臂1443耦合到主体1442、并且相对于主体1442是可向前和向后移动的。可以设置多个索引臂1443。索引臂1443可以被单独地驱动。索引臂1443沿着第三方向16彼此上下堆叠，其间具有间隔间隙(spacing gap)。一些索引臂1443可用于将基板W从工艺模块2000传送到载体1300，并且其他索引臂1443可用于将基板W从载体1300传送到工艺模块2000。因此，在索引机械手1440在载体1300和工艺模块2000之间传送基板W的工艺中，可以防止从待处理的基板W产生的粒子粘附至处理后的基板W。
传送腔室2400在缓冲单元2200和工艺腔室2600之间以及在工艺腔室2600之间传送基板W。导轨2420和主机械手2440设置在传送腔室2400中。导轨2420被安置成使得其长度方向平行于第一方向12。主机械手2440安装在导轨2420上并在导轨2420上沿着第一方向12直线移动。主机械手2440具有基座2441、主体2442和主臂2443。基座2441安装成沿着导轨2420是可移动的。主体2442耦合到基座2441。主体2442在基座2441上沿着第三方向16是可移动的。此外，主体2442在基座2441上是可旋转的。主臂2443耦合到主体2442并且相对于主体2442是可向前和向后移动的。可以设置多个主臂2443。主臂2443可以被单独地驱动。主臂2443沿着第三方向16彼此上下堆叠，其间具有间隔间隙。用于将基板W从缓冲单元2200传送到工艺腔室2600的主臂2443可以不同于用于将基板W从工艺腔室2600传送到缓冲单元2200的主臂2443。
各工艺腔室2600在其中具有基板处理设备10，在该基板处理设备中对基板W执行清洁工艺。各个工艺腔室2600中的基板处理设备10可以根据由基板处理设备10执行的清洁工艺的类型而具有不同的结构。选择性地，各个工艺腔室2600中的基板处理设备10可以具有相同的结构。选择性地，工艺腔室2600可以被分成多个组。属于相同组的工艺腔室2600中的基板处理设备10可以具有相同的结构，并且属于不同组的工艺腔室2600中的基板处理设备10可以具有不同的结构。例如，在工艺腔室2600被分成两组的情况下，第一组工艺腔室2600可以安置在传送腔室2400的一侧上，并且第二组工艺腔室2600可以安置在传送腔室2400的相对侧上。选择性地，在传送腔室2400的一侧和相对侧上，第一组工艺腔室2600可以设置在下层中，并且第二组工艺腔室2600可以设置在上层中。根据使用的化学品的类型和清洁方法的类型，可以将第一组工艺腔室2600与第二组工艺腔室2600区分开。
在下面的实施方案中，将以使用诸如高温硫酸、碱性化学品、酸性化学品、冲洗溶液和干燥气体的处理流体来清洁基板W的设备作为实施例进行描述。然而，不限于此，本发明概念的精神和范围适用于在旋转基板W的情况下执行诸如蚀刻工艺的工艺的各种类型的设备。
图2是示出图1的基板处理设备的平面图，并且图3是示出图1的基板处理设备的截面图。参照图2和图3，基板处理设备10包括腔室100、碗状件(bowl)200、支承单元300、液体供应单元400、排气单元500和升降单元600。
腔室100具有密封的内部空间。腔室100在其顶部处配备有气流供应构件110。气流供应构件110在腔室100中形成向下的气流。
气流供应构件110过滤高湿度的外部空气并将其供应到腔室100中。高湿度的外部空气穿过气流供应构件110，并在供应到腔室100中的情况下形成向下的气流。向下的气流在基板W上方提供均匀的气流，并将在用处理流体处理基板W的表面的工艺中产生的污染物通过碗状件200的回收碗状件210、220和230释放到排气单元500。
腔室100由水平分隔壁102分成工艺区域120和保持区域130。碗状件120和支承单元300位于工艺区域120中。除了与碗状件200和排气管线510连接的回收管线241、243和245之外，升降单元600的致动器、与液体供应单元400连接的致动器和供应管线等也位于保持区域130中。保持区域130与工艺区域120分离。
碗状件200具有顶部敞开的圆柱形形状，并且具有用于处理基板W的工艺空间。碗状件200的敞开顶侧用作通道，通过该通道将基板W运送到碗状件200中或运送出碗状件200。支承单元300位于工艺空间中。支承单元300在工艺期间支承基板W的情况下旋转基板W。
碗状件200在其底部中具有下空间，排气管290连接到该下空间以强制排气。碗状件200包括第一回收碗状件210、第二回收碗状件220和第三回收碗状件230，这些回收碗状件被安置在多级(multiple stage)中，并接收飞散在旋转的基板W上的处理流体和气体。
第一回收碗状件210、第二回收碗状件220和第三回收碗状件230具有连接到一个公共(common)环形空间的排气孔H。具体地，第一回收碗状件210、第二回收碗状件220和第三回收碗状件230中的每一个包括具有环形形状的底壁和具有从底壁延伸的圆柱形形状的侧壁。第二回收碗状件220围绕第一回收碗状件210并与第一回收碗状件210间隔开。第三回收碗状件230围绕第二回收碗状件220并与第二回收碗状件220间隔开。
第一回收碗状件210、第二回收碗状件220和第三回收碗状件230分别具有第一回收空间RS1、第二回收空间RS2和第三回收空间RS3，含有从基板W飞散的处理液体和烟尘的气流被引入到第一至第三回收空间中。第一回收空间RS1由第一回收碗状件110限定，第二回收空间RS2由第一回收碗状件110和第二回收碗状件120之间的间隔空间限定，并且第三回收空间RS3由第二回收碗状件120和第三回收碗状件130之间的间隔空间限定。
第一回收碗状件210、第二回收碗状件220和第三回收碗状件230中的每一个的顶侧在中心是敞开的。第一回收碗状件210、第二回收碗状件220和第三回收碗状件230各自包括倾斜壁，倾斜壁向上倾斜使得该倾斜壁和相应的底壁之间的距离从侧壁到敞开顶侧逐渐增加。从基板W飞散的处理液体沿着第一回收碗状件210、第二回收碗状件220和第三回收碗状件230的顶侧流入回收空间RS1、RS2和RS3中。
引入第一回收空间RS1的第一处理液体通过第一回收管线241排出到外部。引入第二回收空间RS2的第二处理液体通过第二回收管线243排出到外部。引入第三回收空间RS3的第三处理液体通过第三回收管线245排出到外部。
液体供应单元400可将处理液体供应到基板W以处理基板W。液体供应单元400可以将加热的处理液体供应到基板W。处理液体可以是用于蚀刻基板W的表面的高温化学品。例如，该化学品可以是硫酸、磷酸或其混合物。
液体喷嘴构件410包括喷嘴411、喷嘴臂413、支承杆415和喷嘴致动器417。喷嘴411接收来自供应单元420的处理液体。喷嘴411将处理液体分配到基板W的表面上。喷嘴臂413在一个方向上延伸，并且在其末端处配备有喷嘴411。喷嘴臂413支承喷嘴411。喷嘴臂413在其后端处配备有支承杆415。支承杆415位于喷嘴臂413的底部上。支承杆415垂直于喷嘴臂413安置。喷嘴致动器417设置在支承杆415的下端处。喷嘴致动器417使支承杆415围绕支承杆415的纵向轴线旋转。喷嘴臂413和喷嘴411通过支承杆415的旋转来围绕支承杆415摆动。喷嘴411可以在碗状件200的外侧和内侧之间摆动。喷嘴411可以在基板W的中心和基板W的边缘区域之间摆动的情况下分配处理液体。
排气单元500可以排空碗状件200的内部。例如，在第一回收碗状件210、第二回收碗状件220和第三回收碗状件230之中，排气单元500向在工艺期间回收处理液体的回收碗状件施加排气压力(抽吸压力)。排气单元500包括与排气管290和节气阀(damper)520连接的排气管线510。排气管线510接收来自排气泵(未示出)的排气压力，并与埋设在半导体制造线的底部空间中的主排气管线连接。
碗状件200与改变碗状件200的垂直位置的升降单元600耦合。升降单元600在上/下方向上直线地移动碗状件200。当碗状件200垂直移动时，碗状件200相对于支承单元300的高度改变。
升降单元600包括支架612、可移动轴614和致动器616。支架612固定地附接到碗状件200的外壁。可移动轴614固定地耦合到支架612，并通过致动器616垂直移动。当基板W被装载到支承单元300上或从其上卸载时，碗状件200被降低，使得支承单元300突出超过碗状件200。此外，在工艺期间，根据供应到基板W的处理液体的类型来调节碗状件200的高度，以允许处理液体分别被引入到预设的回收碗状件210、220和230中。碗状件200可以改变回收到各个回收空间RS1、RS2和RS3中的处理液体和污染气体的类型。
图4是示出图3的支承单元的一个实施方案的截面图，且图5是示出图4的支承单元的一部分的放大图。参照图4和图5，在工艺期间，支承单元300可以支承和旋转基板W。
支承单元300包括支承板310、自旋致动器320、后喷嘴330、加热构件340、冷却构件350、隔热板360、反射板370、散热板380和控制器390。
支承板310包括卡盘台312和石英窗314。卡盘台312具有圆形上表面。卡盘台312与自旋致动器320耦合并由自旋致动器320旋转。卡紧销(chucking pin)316安装在卡盘台312的外周上。卡紧销316穿过石英窗314并在石英窗314的上方突出。卡紧销316对准基板W以将由多个支承销318支承的基板W定位在正确的位置。在工艺期间，卡紧销316与基板W的侧面接触，以防止基板W偏离正确的位置。
石英窗314位于卡盘台312的上方。石英窗314保护加热构件340。石英窗314可以是透明的。石英窗314可与卡盘台312一起旋转。石英窗314包括支承销318。支承销318被安置在石英窗314的上表面的外周上，并且以预定间隔彼此间隔开。支承销318从石英窗314向上突出。支承销318支承基板W的背面以将基板W从石英窗314向上间隔开。
自旋致动器320具有中空形状。自旋致动器320与卡盘台312耦合并旋转卡盘台312。当卡盘台312旋转时，石英窗314可与卡盘台312一起旋转。此外，设置在支承板310内的组件可以独立于支承板310的旋转而定位。例如，将在下面描述的加热构件340、隔热板360、反射板370和散热板380可以独立于支承板310的旋转而定位。
后喷嘴330将化学品分配到基板W的背面上。后喷嘴330包括喷嘴主体332和化学品分配部件334。化学品分配部件334位于石英窗314的中心部上。喷嘴主体332轴向***通过中空的自旋致动器320。喷嘴主体332在其中可具有化学品输送管线、气体供应管线和吹扫气体供应管线。化学品输送管线将用于蚀刻基板W背面的蚀刻剂供应到化学品分配部件334。气体供应管线将用于调节蚀刻均匀性的氮气供应到基板W的背面。吹扫气体供应管线供应氮气吹扫气体以防止蚀刻剂渗入石英窗314和喷嘴主体332之间。
加热构件340可以在工艺期间加热基板W。加热构件340安置在支承板310内。加热构件340包括灯342和温度控制器344。
灯342安装在卡盘台312的上方。灯342可以具有环形。可以设置多个灯342。灯342可以具有不同的直径。灯342可以分别由温度控制器344控制。灯342可以是发光的灯。灯342可以是发出具有在红外范围内的波长的光的灯。灯342可以是红外(IR)灯。灯342可以发出红外光以加热基板W。
加热构件340可被细分成多个同心部分。灯342可以设置在这些部分中以单独加热这些部分。灯342可以是相对于卡盘台312的中心同心地布置在不同半径处的环形灯。尽管在该实施方案中示出了六个灯342，但是这仅仅是说明性的，并且灯342的数量可以根据将基板W的温度控制到期望温度的程度而增加或减少。通过控制各个部分的温度，加热构件340可以在工艺期间根据基板W的半径连续地升高或降低温度。
冷却构件350可将冷却流体供应到支承板310中。例如，冷却构件350可以将冷却流体供应到流体通道382中，该流体通道382形成在散热板380的内部，其将在下面描述。
隔热板360安置在支承板310的内部。隔热板360安置在支承板310内的加热构件340的下方。隔热板360可以由透明材料形成。从加热构件340发出的光可以穿过透明的隔热板360。隔热板360可以由具有低热导率的材料形成。例如，隔热板360可以由具有比将在下面描述的散热板380更低的热导率的材料形成。例如，隔热板360可以由含有玻璃的材料形成。隔热板360可以由含有耐热微晶玻璃(neoceram)的材料形成。隔热板360可以由含有玻璃陶瓷的材料形成。然而，不限于此，隔热板360可以由含有陶瓷的材料形成。
反射板370安置在支承板310的内部。反射板370安置在支承板310内的隔热板360的下方。反射板370可以由反射从加热构件340发出的光的材料形成。反射板370可以由反射具有在红外范围内的波长的光的材料形成。反射板370可以由含有金属的材料形成。反射板370可以由含有铝的材料形成。反射板370可以由含有镀银铝(silver-plated aluminum)的材料形成，该镀银铝的表面镀有银(Ag)。
散热板380可以将从隔热板360传送的热量释放到外部。流体通道382可以形成在散热板380的内部，由冷却构件350供应的冷却流体流经该流体通道。散热板380安置在支承板310的内部。散热板380安置在支承板310内的反射板370的下方。散热板380可以由具有高热导率的材料形成。例如，散热板380可以由具有比上述隔热板360更高的热导率的材料形成。散热板380可以由含有金属的材料形成。散热板380可以由含有铝和/或银的材料形成。
控制器390可以控制基板处理设备10。例如，控制器390可以控制支承单元300和液体供应单元400。控制器390可以控制支承单元300和液体供应单元400以执行基板处理设备10的操作以及将在下面描述的基板处理方法。
图6是示出图4的支承单元加热基板的状态的视图。参照图6，加热构件340可以加热基板W。例如，加热构件340的灯342可以通过发出具有在红外范围内的波长的光来加热基板W。加热构件340加热基板W的热量可以包括直接辐射热量H1和间接辐射热量H2。直接辐射热量H1是指通过从加热构件340发出的红外光直接传送到基板W的热量。间接辐射热量H2是指通过从加热构件340发出然后从反射板370反射的红外光传送到基板W的热量。根据本发明概念的实施方案，在基板W上收集直接辐射热量H1和间接辐射热量H2，以提高加热基板W的效率。此外，隔热板360由具有低热导率的材料形成。因此，隔热板360可以通过向下的传导使残留在支承板310内的热量向自旋致动器320的传送最小化。
自旋致动器320的温度上升极大地受到从加热构件340发出的并且具有在红外范围内的波长的光的辐射热量的影响。根据本发明概念的实施方案，隔热板360由透明材料形成。安置在隔热板360的下方的反射板370由反射具有在红外范围内的波长的光的材料形成。例如，反射板370可以由铝材料形成，该铝材料的表面镀有银(Ag)。即，根据本发明概念的实施方案，从加热构件340发出的并且具有在红外范围内的波长的光被反射板370向上反射。因此，可以使具有在红外范围内的波长的光的辐射热量到自旋致动器320的传送最小化。
图7是示出流体在图4的支承单元中流动的状态的视图。冷却构件350可以将冷却流体供应到流体通道382中，该流体通道形成在散热板380的内部。冷却流体可以是惰性气体或空气。惰性气体可以是氮气，且空气可以是外部气流。供应到散热板380中的冷却流体在循环通过散热板380的情况下冷却散热板380。当散热板380被冷却时，自旋致动器320的温度上升可以被最小化。此外，散热板380可以将隔热板360和反射板370保持在恒定温度。
根据本发明概念的实施方案，将热量传送到自旋致动器320的组件的影响可以通过将隔热板360、反射板370和散热板380顺序地安置在支承板310内来最小化。由具有低热导率的材料形成的隔热板360使残留在支承板310内的热量的向下传导最小化。此外，由反射具有在红外范围内的波长的光的材料形成的反射板370使热量从加热构件340到自旋致动器320的辐射最小化。此外，由具有高热导率的材料形成的散热板380和循环通过形成在散热板380内的流体通道382的冷却流体可以使残留在支承板310内的热量到自旋致动器320的对流最小化。即，根据本发明概念的实施方案，热量到自旋致动器320的传导、辐射和对流都可以被阻挡。因此，即使通过升高加热构件340的输出来加热基板W，也可以使热量到自旋致动器320的传送最小化。此外，根据本发明概念的实施方案，当使热量到自旋致动器320的传送最小化时，加热构件340的输出可以自由调节。因此，可以根据基板W所需的蚀刻速率(etching rate，E/R)来自由调节基板W的温度。
为了有效地反射从加热构件340发出的光，反射板370可以含有对具有在红外范围内的波长的光具有优异反射率(reflectance)的材料。对具有在红外范围内的波长的光有优异反射率的材料可以举例铝(Al)或铜(Cu)等。然而，由于与热量的高反应性，难以将铝或铜直接定位在加热构件340的下方。因此，可以考虑将与热量具有相对低反应性的金(Au)、银(Ag)或铑(Rh)施加或沉积在反射板370上以形成薄膜并且反射板370反射具有在红外范围内的波长的光的方法。然而，在这种情况下，形成在反射板370上的薄膜可能被从加热构件340发出的光褪色或剥离。因此，可能出现振荡现象，其中在基板W上不均匀地执行热处理，并且不能确保基板W的处理的可靠性。此外，金(Au)、银(Ag)或铑(Rh)增加了设备的制造成本。然而，根据本发明概念的实施方案，含有诸如玻璃的材料的隔热板360被安置在反射板370的上方。隔热板360使由加热构件340发出的光产生的热量向反射板370的传送最小化。因此，即使将诸如铝或铜的相对廉价的材料应用于反射板370，也可使由热反应性引起的问题最小化，并且可以使设备制造成本的增加最小化。
图8是示出根据本发明概念的实施方案的基板处理方法的流程图，且图9是示出在根据本发明概念的实施方案的基板处理设备中加热的基板的温度变化的视图。参照图8和图9，基板处理方法可以通过向基板供应加热状态的处理液体来处理基板。基板处理方法可以包括加热步骤S01、保持步骤S02和冷却步骤S03。
加热步骤S01是加热基板的步骤。加热步骤S01可以在液体供应单元400向基板供应处理液体的情况下执行。在加热步骤S01中，支承在支承板310上的基板的温度可以升高到预设的目标温度TE11。
保持步骤S02是在设定的时间段(t11至t12)内将加热的基板的温度保持在目标温度TE11的步骤。保持步骤S02可以在加热步骤S01之后执行。保持步骤S02中的设定的时间段(t11至t12)可以根据所处理的基板的类型或基板所需的蚀刻速率而变化。
冷却步骤S03是冷却基板的步骤。冷却步骤S03可以在保持步骤S02之后执行。在冷却步骤S03中，冷却构件350可以将冷却流体供应到流体通道382中，该流体通道382形成在散热板380的内部。当上述保持步骤S02继续时，自旋致动器320可能由于自旋致动器320的温度上升而无法正常操作。因此，在冷却步骤S03中，冷却流体被供应到散热板380中以防止自旋致动器320的温度过度升高。
可以重复执行上述加热步骤S01、保持步骤S02和冷却步骤S03。可以在一个基板上执行加热步骤S01、保持步骤S02和冷却步骤S03。经过加热步骤S01和保持步骤S02的基板可以在冷却步骤S03中从支承单元300卸载，并且未处理的基板可以装载到支承单元300上。当未处理的基板装载到支承单元300上时，可以再次执行加热步骤S01、保持步骤S02和冷却步骤S03。
图10是示出根据本发明概念的实施方案的基板处理设备中的自旋致动器的温度变化的视图。参照图10，在本发明概念的实施方案中，隔热板360使热量传导最小化，反射板370向上反射由加热构件340发出的光，并且散热板380有效地释放热量。因此，自旋致动器320的温度可以保持在温度T14，温度T14低于自旋致动器320被异常驱动的参考温度T13。由此，可以使自旋致动器320的异常操作最小化。此外，可以使自旋致动器320故障的次数最小化。
如上所述，根据本发明概念的实施方案，该支承单元、该基板处理设备和该基板处理方法可以有效地处理基板。
此外，根据本发明概念的实施方案，该支承单元、该基板处理设备和该基板处理方法可以提高基板的蚀刻速率。
此外，根据本发明概念的实施方案，该支承单元、该基板处理设备和该基板处理方法可以在将基板保持在高温的情况下使自旋致动器的温度上升最小化。
本发明概念的效果不限于上述效果，并且本发明概念所属领域的技术人员从本说明书和附图可以清楚地理解本文中未提及的任何其他效果。
以上描述举例说明了本发明概念。此外，上述内容描述了本发明概念的示例性实施方案，并且本发明概念可以用于各种其他组合、改变和环境。即，在不脱离在本说明书中所公开的本发明概念的范围、书面公开的等同范围和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下，可以对本发明概念进行变化或修改。所写的实施方案描述了用于实现本发明概念的技术精神的最佳状态，并且可以进行在本发明概念的特定应用和目的中所需的各种改变。因此，本发明概念的详细描述并不旨在将本发明概念限制在所公开的实施方案状态中。此外，应当理解的是，所附权利要求包括其他实施方案。
虽然已经参照示例性实施方案描述了本发明概念，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明概念的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，应当理解的是，上述实施方案不是限制性的，而是说明性的。
附图标记
1 基板处理装备
10 基板处理设备
12 第一方向
14 第二方向
16 第三方向
100 腔室
110 气流供应构件
130 保持区域
200 碗状件
210 第一回收碗状件
220 第二回收碗状件
230 第三回收碗状件
241 第一回收管线
243 第二回收管线
245 第三回收管线
290 排气管
300 支承单元
310 支承板
312 卡盘台
314 石英窗
316 卡紧销
318 支承销
320 自旋致动器
330 后喷嘴
332 喷嘴主体
334 化学品分配部件
340 加热构件
342 灯
344 温度控制器
350 冷却构件
360 隔热板
370 反射板
380 散热板
382 流体通道
390 控制器
400 液体供应单元
410 液体喷嘴构件
411 喷嘴
413 喷嘴臂
415 支承杆
417 喷嘴致动器
420 供应单元
500 排气单元
510 排气管线
520 节气阀
600 升降单元
612 支架
614 可移动轴
616 致动器
1000 索引模块
1200 装载端口
1300 载体
1400 传送框架
1420 索引轨道
1440 索引机械手
1441 基座
1442 主体
1443 索引臂
2000 工艺模块
2200 缓冲单元
2400 传送腔室
2420 导轨
2440 主机械手
2441 基座
2442 主体
2443 主臂
2600 工艺腔室
H 排气孔
H1 直接辐射热量
H2 间接辐射热量
RS1 第一回收空间
RS2 第二回收空间
RS3 第三回收空间
S01 加热步骤
S02 保持步骤
S03 冷却步骤
TE11 目标温度
T13 参考温度
T14 温度
t11～t12 时间段
W 基板

Claims (20)

1.一种用于处理基板的设备，所述设备包括：
支承单元，其被配置为支承所述基板；以及
液体供应单元，其被配置为将处理液体供应到支承在所述支承单元上的所述基板，
其中，所述支承单元包括：
支承板，其上放置有所述基板；
加热构件，其安置在所述支承板的内部并且被配置为加热放置在所述支承板上的所述基板；
隔热板，其设置在所述支承板的内部并且安置在所述加热构件的下方；
反射板，其设置在所述支承板的内部并且安置在所述隔热板的下方；以及
散热板，其设置在所述支承板的内部并且安置在所述反射板的下方。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述加热构件包括被配置为发光的灯。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述灯发出具有在红外范围内的波长的光。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述反射板由被配置为反射具有在所述红外范围内的所述波长的所述光的材料形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述隔热板由透明材料形成。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述隔热板由含有陶瓷或玻璃的材料形成。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述散热板由含有金属的材料形成。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述散热板由具有比所述隔热板更高的热导率的材料形成。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述支承板被设置成可旋转的，并且
其中，所述加热构件、所述隔热板、所述反射板和所述散热板独立于所述支承板的旋转而定位。
10.根据权利要求2至4中任一项所述的设备，其中，所述灯包括具有不同半径的多个环形灯，所述多个环形灯彼此同心。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，冷却流体流经的流体通道形成在所述散热板的内部。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述设备还包括：
冷却构件，其被配置为将所述冷却流体供应到所述流体通道中；以及
控制器，其被配置为控制所述加热构件和所述冷却构件，并且
其中，所述控制器：
将所述基板的温度升高至预设的目标温度；
在设定的时间段内将所述基板的所述温度保持在所述目标温度；以及
在所述设定的时间段过去后，控制所述加热构件和所述冷却构件以冷却所述基板。
13.一种用于支承基板的支承单元，所述支承单元包括：
具有内部空间的支承板，所述基板放置在所述支承板上；
加热构件，其设置在所述内部空间中并且被配置为加热放置在所述支承板上的所述基板；
隔热板，其设置在所述内部空间中并且安置在所述加热构件的下方；
反射板，其设置在所述内部空间中并且安置在所述隔热板的下方；以及
散热板，其设置在所述内部空间中并且安置在所述隔热板的下方。
14.根据权利要求13所述的支承单元，其中，所述加热构件包括被配置为发光的灯，并且
其中，所述隔热板由透明材料形成。
15.根据权利要求14所述的支承单元，其中，所述隔热板由含有玻璃的材料形成。
16.根据权利要求14所述的支承单元，其中，所述灯发出具有在红外范围内的波长的光，并且
其中，所述反射板由被配置为反射所述光的材料形成。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的支承单元，其中，所述散热板由具有比所述隔热板更高的热导率的材料形成。
18.一种使用根据权利要求1所述的设备来处理基板的方法，其中，通过将加热状态的处理液体供应到所述基板来处理所述基板，其中，在将所述处理液体供应到所述基板的情况下加热所述基板。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法包括：
加热步骤，将支承在所述支承板上的所述基板加热至预设的目标温度；
保持步骤，在设定的时间段内将所述基板的温度保持在所述目标温度；以及
冷却步骤，在所述设定的时间段过去后冷却所述基板。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所述处理液体包括硫酸或磷酸。
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