CN106971960A - 用于处理基板的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于处理基板的装置和方法。所述装置可以包括：处理腔室，所述处理腔室包括彼此联接以限定处理空间的上腔室和下腔室；支撑单元，所述支撑单元被设置在所述处理空间内以支撑基板；以及排气元件，所述排气元件被配置成从所述处理空间或所述处理空间的相邻区域排出空气。所述排气元件可以包括与外排气孔连接的外排气管线，以及所述外排气孔可以形成在所述上腔室或所述下腔室中或穿过所述上腔室或所述下腔室形成且可以与所述上腔室和所述下腔室彼此接触的位置处的接触表面连接。

Description

用于处理基板的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于处理基板的装置和方法，且特别地涉及被配置成向基板供应紧密接触的气体的基板处理装置和使用其处理基板的方法。

背景技术

半导体制作工艺可以包括用于在晶片上形成所需图案的光刻工艺。光刻工艺通常在与曝光系统连接的旋涂器局部系统中执行并被配置成以依次方式执行涂覆工艺、曝光工艺和显影工艺。旋涂器系统用于依次地或选择性地执行六甲基二硅氮烷(HMDS)处理工艺、涂覆工艺、烘焙工艺和显影工艺。HMDS处理工艺被执行以提高光致抗蚀剂(PR)溶液的紧密接触效率并包括在PR溶液的涂覆工艺之前将HMDS供应至晶片上。烘焙工艺被执行以强化形成在晶片上的PR层或将晶片的温度调节至预定温度，并包括加热或冷却晶片。

图1是示出用于执行HMDS处理工艺的一般装置2的图。装置2具有上壳体3、下壳体4、密封元件5、支撑单元6和供气单元7。供气单元7被配置成供给HMDS气体。HMDS气体用于将基板W的表面性质从亲水性改变为疏水性。上壳体3和下壳体4被配置成在HMDS处理工艺期间提供气密式腔室空间。密封元件5的使用使得可以在HMDS工艺过程期间保持该气密式腔室空间。

在装载或卸载基板W的步骤中，竖直移动上壳体3和下壳体4中的一者以打开腔室空间。然而，在某些情况下，该操作可以导致密封元件5的损坏或其相邻部件的裂开，因此，在HMDS处理工艺期间可能不能将腔室空间保持在真空状态。此外，使用昂贵部件以将腔室空间保持在高真空状态下，但在频繁发生真空相关故障的情况下，可以损坏真空相关部件并应将其更换。

此外，当存在真空相关故障或靠近密封元件5的部件裂开时，可以不期望地将外部空气供给到腔室空间中并可以引起工艺故障。在工艺过程中在靠近密封元件5的裂缝中沉积的烟气可以与外部空气一起流入腔室空间中，且可以引起工艺故障。而且，HMDS气体可以通过裂缝被排到装置2外部，从而污染环境。

发明内容

本发明构思的一些实施方式提供基板处理装置以及使用其处理基板的方法，所述基板处理装置被配置成当将HMDS气体供给至基板上以处理基板时将处理空间的内部压力保持在期望水平。

本发明构思的一些实施方式提供基板处理装置以及使用其处理基板的方法，所述基板处理装置被配置成防止外部空气流入处理空间中。

本发明构思的一些实施方式提供基板处理装置以及使用其处理基板的方法，所述基板处理装置被配置成防止内部气体不期望地排到外部。

根据本发明构思的一些实施方式，提供一种基板处理装置。

在一些实施方式中，基板处理装置可以包括：处理腔室，所述处理腔室包括彼此联接以限定处理空间的上腔室和下腔室；支撑单元，所述支撑单元被设置在所述处理空间内以支撑基板；以及排气元件，所述排气元件被配置成从所述处理空间或所述处理空间的相邻区域排出空气。所述排气元件可以包括与外排气孔连接的外排气管线，以及所述外排气孔可以形成在所述上腔室或所述下腔室中或穿过所述上腔室或所述下腔室形成且可以与所述上腔室和所述下腔室彼此接触的位置处的接触表面连接。

在一些实施方式中，基板处理装置还可以包括密封元件，所述密封元件被设置在所述上腔室和所述下腔室之间的所述接触表面上以相对于外部气密封所述处理空间。所述外排气孔可以形成在与所述密封元件相比更远离所述支撑单元的外部位置处。

在一些实施方式中，所述排气元件还可以包括与内排气孔连接的内排气管线。在此，所述内排气孔可以形成在所述上腔室或所述下腔室中或穿过所述上腔室或所述下腔室形成且可以用于从所述处理空间排出空气。

在一些实施方式中，所述排气元件还可以包括：与所述内排气管线和所述外排气管线两者连接的组合管线；和设置在所述组合管线上的减压元件。

在一些实施方式中，所述基板处理装置还可以包括：加热单元，所述加热单元被配置成对装载在所述支撑单元上的所述基板加热；和供气单元，所述供气单元被配置成将气体供入所述处理空间中。

在一些实施方式中，所述基板处理装置还可以包括控制所述供气单元和所述减压元件的控制器。所述控制器可以控制所述供气单元和所述减压元件以在处理基板的过程期间将所述处理空间保持在50帕斯卡至500帕斯卡的压力。

在一些实施方式中，待通过所述供气单元供给的气体可以包含六甲基二硅氮烷(HMDS)。

根据本发明构思的一些实施方式，基板处理装置可以包括：处理腔室，所述处理腔室包括彼此联接以限定处理空间的上腔室和下腔室；支撑单元，所述支撑单元被设置在所述处理空间内以支撑基板；排气元件，所述排气元件被配置成从所述处理空间或所述处理空间的相邻区域排出空气，和控制所述排气元件的控制器。在将用作紧密接触气体的六甲基二硅氮烷气体供给至所述基板上以处理基板的过程期间，所述控制器可以控制所述排气元件以将所述处理空间保持在50帕斯卡至500帕斯卡的压力。

在一些实施方式中，基板处理装置还可以包括密封元件，所述密封元件设置在所述上腔室和所述下腔室彼此接触的位置处的接触表面上，以相对于外部气密封所述处理空间。所述排气元件可以包括：外排气管线，所述外排气管线与外排气孔连接，所述外排气孔形成在所述上腔室或所述下腔室中或穿过所述上腔室或所述下腔室形成并与所述接触表面连接；和内排气管线，所述内排气管线与内排气孔连接，所述内排气孔形成在所述上腔室或所述下腔室中或穿过所述上腔室或所述下腔室形成并用于从所述处理空间中排出空气。所述外排气孔可以形成在与所述密封元件相比更远离所述支撑单元的外部位置处。

在一些实施方式中，所述排气元件还可以包括：与所述内排气管线和所述外排气管线两者连接的组合管线；和设置在所述组合管线上的减压元件。

在一些实施方式中，基板处理装置还可以包括：加热单元，所述加热单元被配置成对装载在所述支撑单元上的所述基板加热；和供气单元，所述供气单元被配置成将所述六甲基二硅氮烷气体供入所述处理空间中。

根据本发明构思的一些实施方式，可以提供一种处理基板的方法。

在一些实施方式中，所述方法可以包括将紧密接触气体供入气密封的处理空间中以处理布置在所述处理空间中的基板。在此，所述紧密接触气体可以为六甲基二硅氮烷气体。在供给所述紧密接触气体期间，可以将所述处理空间或所述处理空间的相邻区域减压以将所述处理空间保持在50帕斯卡至500帕斯卡的压力。

在一些实施方式中，供给所述紧密接触气体可以包括从所述处理空间或所述处理空间的相邻区域排出空气。可以通过与外排气孔连接的外排气管线执行从所述处理空间的所述相邻区域排出空气。在此，所述外排气孔可以形成在上腔室或下腔室中或穿过上腔室或下腔室形成且可以与所述上腔室和所述下腔室彼此接触的位置处的接触表面连接，且所述处理空间可以通过所述上腔室和所述下腔室限定。

在一些实施方式中，通过与内排气孔连接的内排气管线执行从所述处理空间排出空气。在此，所述内排气孔可以形成在所述上腔室或所述下腔室中或穿过所述上腔室或所述下腔室形成。

在一些实施方式中，所述外排气孔可以与所述上腔室和所述下腔室之间的所述接触表面连接并可以形成在与密封元件相比更远离所述处理空间的外部位置处，所述密封元件被配置成相对于外部气密封所述处理空间。

附图说明

从结合附图进行的以下简要说明中将更清楚地理解示例性实施方式。附图表示如本文中描述的非限制性的示例性实施方式。

图1是示出用于执行HMDS工艺的一般装置的图。

图2是示出根据本发明构思的一些实施方式的基板处理装置的俯视图。

图3是示出沿图2的A-A方向看到的基板处理装置的结构图。

图4是沿图2的B-B方向看到的基板处理装置的结构图。

图5是设置在图2的热处理腔室中的基板处理装置的示例的截面图。

图6是图5的基板处理装置的另一示例的截面图。

图7是示意性示出在使用图5的基板处理装置的基板处理工艺中控制工艺压力的方法的图。

应当注意，这些附图意在说明在特定示例性实施方式中使用的方法、结构和/或材料的一般特征并意在补充下面提供的书面说明。然而，这些附图没有按比例绘制且可能不能精确地反映任何给定实施方式的精确结构特征或性能特征，而不应当解释为定义或限定示例性实施方式涵盖的值的范围或性质。例如，为清楚起见，可以缩小或夸大分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和定位。在各附图中相似或相同的附图标记的使用意在指示存在相似或相同的元件或特征。

具体实施方式

现在结合其中示出示例性实施方式的附图更全面地描述本发明构思的示例性实施方式。然而，本发明构思的示例性实施方式可以以许多不同的形式实现且不应视为限于在本文中所描述的实施方式；而是，提供这些实施方式以使得本公开将是完全和完整的，且将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的普通技术人员。在附图中，为清楚起见，夸大层和区域的厚度。附图中相同的附图标记表示相同的元件，因此将省略其描述。

应当理解，当元件被称为“连接”或“联接”到另一元件时，其可以直接连接或联接到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一元件时，不存在中间元件。在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项目的任何和所有组合。用于描述元件或层之间的关系的其它词语应以相同的方式(例如，“在...之间”对“直接在...之间”，“相邻”对“直接相邻”，“在...上”对“直接在...上”)来解释。

应当理解，虽然在本文中可以使用术语“第一”，“第二”等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施方式的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

在本文中可以使用空间相对术语，诸如“在…下方”、“在…之下”、“下”，“在…上方”、“上”等，以便于描述一个元件或特征与另外的一个或多个元件或一个或多个特征的关系，如附图所示。应当理解，空间相对术语旨在包括除了图中所描述的取向之外的在使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件或特征的“之下”或“下方”的元件将被取向为在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“在…下方”可以包括上方和下方的取向。装置可以被另外取向(旋转90度或在其它取向)，并且相应地解释在本文中使用的空间相对描述符)。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而并非意在限制示例性实施方式。如本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应当理解，如果在本文中使用术语“包括”和/或“包含”，则这些术语指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思的示例性实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还应当理解，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且不被解释为理想化或过度形式化的含义，除非本文明确地这样定义。

根据本实施方式的装置可用于在基板(例如半导体晶片或平板显示面板)上执行光刻工艺。尤其是，根据本实施方式的装置可用于在基板上进行涂覆工艺或显影工艺。

图2至图4是示意性示出根据本发明构思的一些实施方式的基板处理装置的图。图2是基板处理装置的俯视图，图3是示出沿图2的A-A方向看到的基板处理装置的结构图，且图4是沿图2的B-B方向看到的基板处理装置的结构图。

参考图2至图4，基板处理装置1可以包括装载端口100、转位模块200、缓冲模块300、涂覆和显影模块400、和净化模块800。装载端口100、转位模块200、缓冲模块300、涂覆和显影模块400、和接口模块700可以以连续的列式方式布置。净化模块800可以被设置在接口模块700内。在某些实施方式中，净化模块800可以被设置在各个位置(例如，在与曝光系统连接的接口模块700的后部，或在接口模块700的侧部处)。

下文，将设置装载端口100、转位模块200、缓冲模块300、涂覆和显影模块400、和接口模块700的方向称为第一方向12。当在俯视图中观察时，将与第一方向12垂直的方向称为第二方向14，且将与第一方向12和第二方向14垂直的方向称为第三方向16。

基板W可以储存在盒20中，并且当需要移动基板W时，基板W可以与盒20一起移动。盒20可以被配置成提供气密式空间。作为示例，盒20可以是具有前向门的前开式晶圆传送盒(FOUP)。

在下文中，将更详细地描述装载端口100、转位模块200、缓冲模块300、涂覆和显影模块400、接口模块700和净化模块800。

装载端口100可以包括装载台120，该装载台120被配置成装载具有基板W的盒20。在一些实施方式中，装载端口100可以包括沿第二方向14成行布置的多个装载台120。如图2所示，可以在装载端口100中设置四个装载台120，但本发明构思不限于此。

转位模块200可以用于在装载在装载端口100的装载台120上的盒20和缓冲模块300之间传送基板W。转位模块200可以包括框架210、转位机械手220和导轨230。框架210可以被设置成具有基本中空的平行六面体结构，并且可以被设置在装载端口100和缓冲模块300之间。可以将转位模块200的框架210设置在比下面将要描述的缓冲模块300的框架310的层面低的层面处。转位机械手220和导轨230可以被设置在框架210内。手爪221可以直接用于处理基板W，且转位机械手220可以被配置成允许手爪221在第一方向12、第二方向14和第三方向16上具有可移动且可旋转的结构。转位机械手220可以包括手爪221、臂222、支撑件223和支架224。手爪221可以固定地与臂222连接。臂222可以被设置成具有可伸缩且可旋转的结构。支撑件223可以被设置成具有平行于第三方向16的纵向方向。臂222可以联接到支撑件223，从而可以沿着支撑件223移动。支撑件223可以固定地连接到支架224。导轨230可以被设置成具有平行于第二方向14的纵向方向。支架224可以联接到导轨230，从而可以沿着导轨230移动。虽然未示出，但是用于打开或关闭盒20的门的开门器可以进一步被设置在框架210中。

缓冲模块300可以包括框架310、第一缓冲器320、第二缓冲器330、冷却腔室350和第一缓冲机械手360。框架310可以被设置成具有中空的平行六面体结构，并且可以被设置在转位模块200与涂覆和显影模块400之间。第一缓冲器320、第二缓冲器330、冷却腔室350和第一缓冲机械手360可以位于框架310内。冷却腔室350、第二缓冲器330和第一缓冲器320可以从底部开始沿第三方向16依次设置。第一缓冲器320可以位于与下面将要描述的涂覆和显影模块400的涂覆模块401的层面相对应的层面处，并且第二缓冲器330和冷却腔室350可以被设置在与下面将描述的涂覆和显影模块400的显影模块402的层面相对应的层面处。第一缓冲机械手360可以被设置成沿第二方向14与第二缓冲器330、冷却腔室350和第一缓冲器320间隔开预定距离。

第一缓冲器320和第二缓冲器330均可以被配置成临时储存多个基板W。第二缓冲器330可以包括壳体331和多个支撑件332。支撑件332可以被设置在壳体内并且可以沿第三方向16彼此间隔开。每个基板W可以被设置在支撑件332中相应的一着上。壳体331可以包括开口(未示出)，所述开口朝向转位机械手220和第一缓冲机械手360形成并且允许转位机械手220和第一缓冲机械手360将基板W装载到壳体331中的支撑件332上或从壳体331中的支撑件332卸下基板W。第一缓冲器320可以具有基本上类似于第二缓冲器330结构的结构。然而，第一缓冲器320的壳体321可以被设置成具有朝向第一缓冲机械手360和涂覆模块401的涂覆机械手432形成的开口。设置在第一缓冲器320中的支撑件322的数量可以与设置在第二缓冲器330中的支撑件332的数量相等或不同。在一些实施方式中，设置在第二缓冲器330中的支撑件332的数量可以大于设置在第一缓冲器320中的支撑件322的数量。

第一缓冲机械手360可以用于在第一缓冲器320和第二缓冲器330之间传送基板W。第一缓冲机械手360可以包括手爪361、臂362和支撑件363。手爪361可以固定地连接到臂362。臂362可以被设置成具有可伸缩结构，以允许手爪361沿第二方向14移动。臂362可以联接到支撑件363，从而可以沿着支撑件363或沿第三方向16线性移动。支撑件363可具有从与第二缓冲器330对应的位置延伸到与第一缓冲器320对应的位置的长度。支撑件363可进一步沿向上方向或向下方向延伸。第一缓冲机械手360可以被设置成允许手爪361仅沿第二方向14和第三方向16(即，在双轴驱动模式下)被驱动。

冷却腔室350可以用于降低基板W的温度。冷却腔室350可以包括壳体351和冷却板352。冷却板352可以具有其上装载基板W的上表面，以及用于冷却基板W的冷却单元353。可以使用各种方式(例如，使用冷却水或热电元件)来实现冷却单元353的冷却操作。此外，升降销组件可以被设置在冷却腔室350中以将基板W放置在冷却板352上。壳体351可以包括开口，所述开口朝向转位机械手220和显影模块402中的显影机械手形成并且允许转位机械手220和显影机械手将基板W装载到冷却板352上或从冷却板352卸下基板W。另外，可以在冷却腔室350中设置门以打开或关闭开口。

涂覆模块401可以被配置成执行用感光材料(例如，光致抗蚀剂材料)的溶液涂覆基板W的抗蚀剂涂覆工艺和在抗蚀剂涂覆工艺之前或之后加热或冷却基板W的热处理工艺。涂覆模块401可以包括涂覆腔室410、热处理腔室500、烘焙腔室420和传送腔室430。涂覆腔室410、热处理腔室500、烘焙腔室420和传送腔室430可以沿第二方向14依次布置。在一些实施方式中，涂覆模块401可以包括沿第一方向12和第三方向16布置的多个涂覆腔室410。多个烘焙腔室420可以沿第一方向12和第三方向16中的每一者布置。

传送腔室430可以沿第一方向12与第一缓冲模块300的第一缓冲器320平行设置。涂覆机械手432和导轨433可以被设置在传送腔室430内。传送腔室430可以具有基本上矩形的结构。涂覆机械手432可以用于在烘焙腔室420、涂覆腔室410和第一缓冲模块300的第一缓冲器320之间传送基板W。导轨433可以被设置成具有平行于第一方向12的纵向方向。导轨433可以被配置成使得涂覆机械手432沿第一方向12线性地移动。涂覆机械手432可以包括手爪434、臂435、支撑件436和支架437。手爪434可以固定地连接到臂435。臂435可以被设置成具有可伸缩结构，以允许手爪434在水平方向上移动。支撑件436可以被设置成具有与第三方向16平行的纵向方向。臂435可以联接到支撑件436，从而可以沿着支撑件436或沿第三方向16线性移动。支撑件436可以固定地连接到支架437，并且支架437可以联接到导轨433，从而能够沿着导轨433移动。

所有的涂覆腔室410可以具有相同的结构。然而，待在涂覆腔室410中使用的光致抗蚀剂材料可以是不同种类的。作为示例，可以使用化学增幅抗蚀剂作为光致抗蚀剂。涂覆腔室410可以用于用光致抗蚀剂涂覆基板W。涂覆腔室410可以包括壳体411、支撑板412和喷嘴413。壳体411可以具有顶部开口的杯形结构。支撑板412可以被设置在壳体411内并且可以用于支撑基板W。支撑板412可以被设置成具有可旋转结构。喷嘴413可以用于将光致抗蚀剂材料供给到装载在支撑板412上的基板W上。喷嘴413可以具有圆形管状并且可以用于朝向基板W的中心供给光致抗蚀剂材料。在某些实施方式中，喷嘴413可以具有与基板W的直径相对应的长度并且可以具有狭缝形喷射孔。此外，涂覆腔室410还可以包括被配置成供给清洗溶液(例如，去离子水)的喷嘴414，并且在这里，清洗溶液可以用于清洗基板W的涂覆有光致抗蚀剂材料的表面。

设置在热处理腔室500中的基板处理装置500a可以被配置成将紧密接触气体供给到基板W的上表面上。在一些实施方式中，紧密接触气体可以是例如六甲基二硅氮烷(HMDS)气体。

图5是示出可以被设置在图2的热处理腔室中的基板处理装置500a的截面图。如图5所示，基板处理装置500a可以包括处理腔室510、密封元件520、支撑单元530、加热单元540、供气单元550、排气元件570和控制器590。

处理腔室510可以被配置成提供处理空间501。处理腔室510可以被设置成具有圆柱形状。在某些实施方式中，处理腔室510可以被设置成具有平行六面体形状。处理腔室510可以包括上腔室511和下腔室513。上腔室511和下腔室513可以彼此结合以限定处理空间501。

当在俯视图中观察时，上腔室511可以被设置成具有圆形形状。下腔室513可以位于上腔室511下方。当在俯视图中观察时，下腔室513可以被设置成具有圆形形状。

致动器515可以连接到上腔室511。致动器515可以被配置成在竖直方向上移动上腔室511。当基板W被插入处理腔室510中时，上腔室511可以通过致动器515向上移动以打开处理腔室510。在处理基板W的工艺之前，上腔室511可以通过致动器515向下移动，直到上腔室511与下腔室513接触，因此，处理腔室510可以被闭合。如上所述，致动器515可以连接到上腔室511，但是在某些实施方式中，致动器515可以连接到下腔室513并且可以用于改变下腔室513的竖直位置。

密封元件520可以用于相对于处理腔室510的外部气密封处理空间501。密封元件520可以被设置在上腔室511和下腔室513彼此接触的位置处的接触表面上。作为示例，密封元件520可以被设置在下腔室513的与上腔室511接触的接触表面上。

支撑单元530可以被配置成支撑基板W。支撑单元530可以位于处理空间501内。当在俯视图中观察时，支撑单元530可以被设置成具有圆形形状。支撑单元530的上表面可以具有比基板W的面积大的面积。支撑单元530可以由高传导材料形成。此外，支撑单元530可以由良好的耐热材料形成。

加热单元540可以被配置成加热装载在支撑单元530上的基板W。加热单元540可以被设置在支撑单元530中。作为示例，加热单元540可以以加热器的形式设置。在一些实施方式中，可以在支撑单元530中设置多个加热器。

供气单元550可以被配置成将气体供给到布置在处理空间501中的基板W上。气体可以是紧密接触气体。作为示例，气体可以包含六甲基二硅氮烷。气体可以用于将基板W的表面性质从亲水性改变为疏水性。气体可以与载气混合，并且当将气体供给到基板W上时，可以供应气体和载气的混合物。载气可以是惰性或不活泼气体或包含惰性或不活泼气体，惰性或不活泼气体可以是例如氮气。

供气单元550可以包括供气管551和供气管线553。供气管551可以连接到上腔室511的中心区域。供气管551可以用于将通过供气管线553传送的气体供给到基板W。供气管551可以被配置成允许朝向基板W的中心区域供给气体。

排气元件570可以用于从处理空间501或处理空间501的相邻区域排出空气。这里，处理空间501的相邻区域可以指位于上腔室511和下腔室513之间的区域或靠近接触表面的区域。

排气元件570可以包括外排气管线571、内排气管线573、组合管线575和减压元件577。

外排气管线571可以连接到外排气孔572。外排气孔572可以形成在上腔室511或下腔室513中或穿过上腔室511或下腔室513形成。例如，外排气孔572可以形成在下腔室513中，如图5所示。可替选地，如图6所示，外排气孔572可以形成在上腔室511中。外排气孔572可以被设置在与密封元件520相比更远离支撑单元530的位置处。外排气孔572可以是设置在上腔室511中的环形孔。在某些实施方式中，外排气孔572可以以多个孔的形式设置。外排气管线571可以连接到外排气孔572并且可以用于从作为处理空间501的相邻区域的密封元件520的外部区域排出空气。外排气管线571的数量可对应于外排气孔572的数量。

内排气管线573可以用于从处理空间501排出空气。内排气管线573可以连接到内排气孔574。内排气孔574可以被设置在上腔室511或下腔室513中或穿过上腔室511或下腔室513设置。例如，如图5所示，内排气孔574可以穿过下腔室513形成。可替选地，如图6所示，内排气孔574可以形成在上腔室511中。内排气孔574可以位于处理空间501上并连接到处理空间501。当从俯视图中观看时，内排气孔574可以位于支撑单元530的外部。在某些实施方式中，排气元件570可以包括多个内排气孔574。内排气管线573的数量可以对应于内排气孔574的数量。

组合管线575可以连接到内排气管线573和外排气管线571两者。组合管线575可以用于将内排气管线573和外排气管线571中的材料排出到基板处理装置500a的外部。

当对处理空间501和处理空间501的相邻区域执行排气过程时，减压元件577可以用于实现减压。减压元件577可以被设置在组合管线575上。在某些实施方式中，多个减压元件577可分别设置在内排气管线573和外排气管线571上。减压元件577可以是例如泵或包括例如泵。然而，任何已知的减压装置也可以用作减压元件577。

控制器590可以控制减压元件577和供气单元550。控制器590可以控制供气单元550和减压元件577，从而在处理基板W的过程期间将处理空间501保持在低压。例如，低压可以在50帕斯卡至500帕斯卡的范围。也就是说，在处理基板W的过程期间，控制器590可以控制供气单元550和减压元件577，从而将处理空间501保持在50-500帕斯卡的压力。

在下文中，将描述使用根据本发明构思的一些实施方式的基板处理装置500a处理基板W的方法。

可以将从外部传送的基板W装载在支撑单元530上。当完成基板W的装载时，可以通过向下移动上腔室511来密封处理腔室510。之后，可以使用供气单元550将气体供给到处理空间501中。气体可以是紧密接触气体，其是六甲基二硅氮烷气体或六甲基二硅氮烷气体和载气的混合物或包含六甲基二硅氮烷气体或六甲基二硅氮烷气体和载气的混合物。如果将气体供给到处理空间501中，则可以操作排气元件570以从处理空间501或处理空间501的相邻区域排出空气或气体。这里，减压元件577和供气单元550可以由控制器590控制，从而将处理空间501保持在50-500帕斯卡的压力。

此外，在工艺期间，可以通过加热单元540加热基板W。

在根据本发明构思的一些实施方式的基板处理方法中，对于将紧密接触气体供给到基板W上的过程，可能仅需要低压(例如，50-500Pa)而不是真空压力，因此可以不需要将处理空间保持在高真空水平。因此，可以不需要使用昂贵的部件来将处理空间保持在高真空水平。另外，可以防止处理空间的高真空水平被密封元件520附近的裂纹或者由于基板W的装载或卸载而破坏。

此外，由于排气元件570用于从处理空间501和处理空间501的相邻区域排出空气，所以可以防止或抑制在基板处理工艺中产生的烟气影响基板W。由于在工艺期间保持低压(例如，50-500Pa)并进行排气过程，因此可以提高包括供给紧密接触气体的步骤的基板处理工艺的工艺效率。

在将处理空间501保持在低压(例如，50-500Pa)的情况下，可以防止或抑制空气从外部流入处理空间501中。可以防止或抑制内部气体泄漏到外部并污染环境。

下文中，参照图2至图4，烘焙腔室420可以用于对基板W进行热处理工艺。例如，烘焙腔室420可以用于执行：预烘焙工艺，执行所述预烘焙工艺以将基板W加热到预定温度或在光致抗蚀剂涂覆工艺之前从基板W的表面除去有机材料或水分；软烘焙工艺，在光致抗蚀剂涂覆工艺之后对基板W执行该软烘焙工艺；或冷却工艺，在任何加热工艺之后执行该冷却工艺以冷却基板W。烘焙腔室420可以包括冷却板421或加热板422。可以在冷却板421中设置冷却元件423(例如，冷却水或热电元件)。此外，可以在加热板422中设置加热元件424(例如，加热线或电镀加热线)。在一些实施方式中，可以在加热板422中设置加热元件424(例如，热电元件)。每个烘焙腔室420可以被配置成仅具有冷却板421和加热板422中的一者。在某些实施方式中，烘焙腔室420中的至少一者可以被配置成具有冷却板421和加热板422两者。

显影模块402可以用于执行显影工艺和热处理工艺。这里，可以执行显影工艺以提供用于去除光致抗蚀剂材料的一部分的显影液并在基板W上形成图案，并且可以执行热处理工艺以在显影工艺之前或之后加热和冷却基板W。显影模块402可以包括显影腔室460、烘焙腔室470和传送腔室480。显影腔室460、烘焙腔室470和传送腔室480可以沿第二方向14依次布置。因此，显影腔室460和烘焙腔室470可以沿第二方向14彼此间隔开，其中传送腔室480置于它们之间。在一些实施方式中，可以沿第一方向12和第三方向16中的每一者设置多个显影腔室460。

传送腔室480可以被设置成沿第一方向12与第一缓冲模块300的第二缓冲器330平行。可以在传送腔室480中设置显影机械手482和导轨483。传送腔室480可以具有基本上矩形的形状。显影机械手482可以用于在烘焙腔室470、显影腔室460以及第一缓冲模块300的第二缓冲器330和冷却腔室350之间传送基板W。导轨483可以被设置成具有平行于第一方向12的纵向方向。导轨483可以被配置成使得显影机械手482在第一方向12上线性地移动。显影机械手482可以包括手爪484、臂485、支撑件486和支架487。手爪484可以固定地连接到臂485。臂485可以被设置成具有可伸缩结构，以允许手爪484在水平方向上移动。支撑件486可以被设置成具有平行于第三方向16的纵向方向。臂485可以联接到支撑件486，从而可以沿着支撑件486或沿第三方向16线性移动。支撑件486可以固定地联接到支架487。支架487可以联接到导轨483，从而能够沿着导轨483移动。

所有显影腔室460可以具有相同的结构。然而，待在显影腔室460中使用的显影溶液可以是不同种类的。显影腔室460可以用于从基板W的被照射区域去除光致抗蚀剂材料的一部分。这里，当除去光致抗蚀剂材料的被照射部分时，也可以去除保护层的被照射部分。在某些实施方式中，根据所使用的材料的种类，当光致抗蚀剂材料和保护层不被光照射时，可以去除该光致抗蚀剂材料和保护层。

显影腔室460可以包括壳体461、支撑板462和喷嘴463。壳体461可以具有顶部开口的杯形结构。支撑板462可以位于壳体461中并且可以支撑基板W。支撑板462可以被设置成具有可旋转结构。喷嘴463可以被配置成将显影液供给到装载在支撑板462上的基板W上。喷嘴463可以具有圆管形状并且可以用于朝向基板W的中心供给显影液。在某些实施方式中，喷嘴463可以具有与基板W的直径对应的长度并且可以具有狭缝形喷射孔。显影腔室460还可以包括被配置成供给清洗溶液(例如，去离子水)的喷嘴464，并且这里，清洗溶液可以用于清洗基板W的已经用显影液处理过的表面。

烘焙腔室470可以用于对基板W执行热处理工艺。例如，烘焙腔室470可以用于执行：后烘焙工艺，该后烘焙工艺用于在显影工艺之前加热基板W；硬烘焙工艺，该硬烘焙工艺用于在显影工艺之后加热基板W；和冷却工艺，该冷却工艺用于在每个烘焙工艺之后冷却加热的基板。烘焙腔室470可以包括冷却板471或加热板472。可以在冷却板471中设置冷却元件473(例如，冷却水或热电元件)。可以在加热板472中设置加热元件474(例如，加热线或热电元件)。每个烘焙腔室470可以被配置成仅具有冷却板471和加热板472中的一者。在某些实施方式中，烘焙腔室470中的至少一者可以被配置成具有冷却板471和加热板472两者。

如上所述，在涂覆和显影模块400中，涂覆模块401和显影模块402可以被设置成彼此间隔开。而且，当在俯视图中观察时，涂覆模块401和显影模块402可以被设置成具有相同的腔室构造。

接口模块700可以用于传送基板W。接口模块700可以包括框架710、第一缓冲器720、第二缓冲器730和接口机械手740。第一缓冲器720、第二缓冲器730和接口机械手740可以位于框架710内。第一缓冲器720和第二缓冲器730可以在竖直方向上堆叠并且可以彼此间隔开预定距离。第一缓冲器720可以被设置在比第二缓冲器730的层面更高的层面。

接口机械手740可以被布置成沿第二方向14与第一缓冲器720和第二缓冲器730间隔开。接口机械手740可以用于在第一缓冲器720、第二缓冲器730和曝光系统900之间传送基板W。

第一缓冲器720可以用于在基板W被传送到曝光系统900之前临时储存已经被处理的基板W。第二缓冲器730可以用于在基板W被传送到其他位置之前临时储存已用曝光系统900对其执行曝光工艺的基板W。第一缓冲器720可以包括壳体721和多个支撑件722。支撑件722可以被设置在壳体721内并且可以沿第三方向16彼此间隔开。每个基板W可以被置于支撑件722中的相应的一者上。壳体721可以包括开口，所述开口朝向接口机械手740和预处理机械手632形成并且允许接口机械手740和预处理机械手632将基板W装载到壳体721中的支撑件722上或将基板W从壳体721中的支撑件722卸下。第二缓冲器730可以具有与第一缓冲器720的结构类似的结构。在某些实施方式中，接口模块700可以被配置成仅具有缓冲器和机械手，而不具有用于对基板执行预定处理的腔室。

净化模块800可以被设置在接口模块700中。详细地，净化模块800可以被设置成与第一缓冲器720相对，因此，接口机械手740可以置于第一缓冲器720和净化模块800之间。在某些实施方式中，净化模块800可以被设置在各种位置处(例如，在与曝光系统900连接的接口模块700的后部，或者在接口模块700的侧部)。净化模块800可以用于对涂覆有保护层的基板进行气体净化过程和冲洗过程，并且这里，保护层可以用于防止光致抗蚀剂材料在接口模块700中被损坏。

根据本发明构思的一些实施方式，在将紧密接触气体供给到基板上的过程期间，可以将处理空间保持在恒定的压力，这可以使得在供给HMDS气体过程中提高效率。

根据本发明构思的一些实施方式，在将HMDS气体供给到基板上的过程期间，可以将空气从处理空间及其相邻区域排出，这可以使得在供给紧密接触气体的过程中提高效率。

根据本发明构思的一些实施方式，可以防止或抑制外部空气流入处理空间内。

根据本发明构思的一些实施方式，可以防止或抑制处理空间中的内部气体泄漏到外部并防止且污染环境。

虽然已经具体示出和描述了本发明构思的示例性实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的变化。

Claims (15)

1.一种基板处理装置，包括：

处理腔室，所述处理腔室包括彼此联接以限定处理空间的上腔室和下腔室；

支撑单元，所述支撑单元被设置在所述处理空间内以支撑基板；以及

排气元件，所述排气元件被配置成从所述处理空间或所述处理空间的相邻区域排出空气，

其中，所述排气元件包括与外排气孔连接的外排气管线，以及

所述外排气孔形成在所述上腔室或所述下腔室中且与所述上腔室和所述下腔室彼此接触的位置处的接触表面连接。

2.根据权利要求1所述的基板处理装置，还包括密封元件，所述密封元件被设置在所述上腔室和所述下腔室之间的所述接触表面上以相对于外部气密封所述处理空间。

其中，所述外排气孔形成在与所述密封元件相比更远离所述支撑单元的外部位置处。

3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述排气元件还包括与内排气孔连接的内排气管线，以及

所述内排气孔形成在所述上腔室或所述下腔室中并用于从所述处理空间排出空气。

4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，所述排气元件还包括：

与所述内排气管线和所述外排气管线两者连接的组合管线；以及

设置在所述组合管线上的减压元件。

5.根据权利要求4所述的基板处理装置，还包括：

加热单元，所述加热单元被配置成对装载在所述支撑单元上的所述基板加热；以及

供气单元，所述供气单元被配置成将气体供入所述处理空间中。

6.根据权利要求5所述的基板处理装置，还包括控制所述供气单元和所述减压元件的控制器，

其中，所述控制器控制所述供气单元和所述减压元件以在处理所述基板的过程期间将所述处理空间保持在50帕斯卡至500帕斯卡的压力。

7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其中，待通过所述供气单元供给的所述气体包含六甲基二硅氮烷HMDS。

8.一种基板处理装置，包括：

处理腔室，所述处理腔室包括彼此联接以限定处理空间的上腔室和下腔室；

支撑单元，所述支撑单元被设置在所述处理空间内以支撑基板；

排气元件，所述排气元件被配置成从所述处理空间或所述处理空间的相邻区域排出空气，以及

控制器，所述控制器控制所述排气元件，

其中，在将用作紧密接触气体的六甲基二硅氮烷气体供给至所述基板上以处理所述基板的过程期间，所述控制器控制所述排气元件以将所述处理空间保持在50帕斯卡至500帕斯卡的压力。

9.根据权利要求8所述的基板处理装置，还包括密封元件，所述密封元件设置在所述上腔室和所述下腔室彼此接触的位置处的接触表面上，以相对于外部气密封所述处理空间，

其中，所述排气元件包括：

外排气管线，所述外排气管线与外排气孔连接，所述外排气孔形成在所述上腔室或所述下腔室中并与所述接触表面连接；以及

内排气管线，所述内排气管线与内排气孔连接，所述内排气孔形成在所述上腔室或所述下腔室中并用于从所述处理空间中排出空气，

其中，所述外排气孔形成在与所述密封元件相比更远离所述支撑单元的外部位置处。

10.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，所述排气元件还包括：

与所述内排气管线和所述外排气管线两者连接的组合管线；以及

设置在所述组合管线上的减压元件。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的基板处理装置，还包括：

加热单元，所述加热单元被配置成对装载在所述支撑单元上的所述基板加热；以及

供气单元，所述供气单元被配置成将所述六甲基二硅氮烷气体供入所述处理空间中。

12.一种处理基板的方法，包括：

将紧密接触气体供入气密封的处理空间中以处理布置在所述处理空间中的基板，所述紧密接触气体为六甲基二硅氮烷气体，

其中，在供给所述紧密接触气体期间，将所述处理空间或所述处理空间的相邻区域减压以将所述处理空间保持在50帕斯卡至500帕斯卡的压力。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，供给所述紧密接触气体包括从所述处理空间或所述处理空间的相邻区域排出空气，

通过与外排气孔连接的外排气管线执行从所述处理空间的相邻区域排出所述空气，

所述外排气孔形成在上腔室或下腔室中且与所述上腔室和所述下腔室彼此接触的位置处的接触表面连接，且

所述处理空间通过所述上腔室和所述下腔室限定。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过与内排气孔连接的内排气管线执行从所述处理空间排出所述空气，以及

所述内排气孔形成在所述上腔室或所述下腔室中。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述外排气孔与所述上腔室和所述下腔室之间的所述接触表面连接并形成在与密封元件相比更远离所述处理空间的外部位置处，所述密封元件被配置成相对于外部气密封所述处理空间。