用于处理基板的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年4月30日提交的、申请号为10-2019-0050340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
本文中描述的本发明构思的实施方案涉及一种用于处理基板的装置和方法。
背景技术
执行诸如涂覆、光刻、沉积、灰化、蚀刻和离子注入等各种工艺，以处理基板，例如用于制造平板显示器的半导体晶片或玻璃板。当在基板上执行工艺时，基板具有施用到或沉积在基板表面上的固化的薄膜。需要边缘珠粒(edge bead)去除工艺以增加基板边缘处的生产出品率(yield)。在边缘珠粒去除工艺中，从基板的边缘区域去除不需要的薄膜和附着的副产物聚合物。
通常，基板处理装置通过将化学品分配到基板W的边缘区域上来去除边缘珠粒。在使用化学品执行边缘珠粒去除工艺的情况下，可能无法适当地执行从基板W的边缘区域去除膜。例如，如图1所示，可以去除基板W的边缘区域上的膜F，以使膜F在基板W的径向方向上向下倾斜。当没有适当地去除边缘珠粒时，制造工艺的出品率降低。另外，在工艺之后，可能在基板W的表面上形成针状标记(pin mark)，并因此可能额外地污染基板W。
发明内容
本发明构思的实施方案提供了一种用于改进基板处理效率的基板处理装置和方法。
此外，本发明构思的实施方案提供了一种基板处理装置和方法，即使当基板的上边缘和下边缘的膜状况(film condition)彼此不同时，其也可以同时地且有效地处理基板的上边缘和下边缘。
本发明构思所要解决的技术问题不限于上述问题，且本发明构思所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。
根据示例性实施方案，一种用于处理基板的装置包括：支承单元，其支承所述基板，所述基板包括待去除的膜；激光生成单元，其生成激光束以处理所述待去除的膜；分束器，其将从所述激光生成单元发射并引导至所述分束器的所述激光束分成沿着朝向所述基板的上边缘的第一路径行进的第一激光束、和沿着朝向所述基板的下边缘的第二路径行进的第二激光束；第一束整形单元(first beam shaping unit)，其设置在所述第一路径上并整形所述第一激光束；第二束整形单元，其设置在所述第二路径上并整形所述第二激光束；第一束扫描单元(first beam scanning unit)，其设置在所述第一路径上的所述第一束整形单元的下游，并以扫描的方式将所述第一激光束施用到所述基板的所述上边缘；和第二束扫描单元，其设置在所述第二路径上的所述第二束整形单元的下游，并以扫描的方式将所述第二激光束施用到所述基板的所述下边缘。由所述第一束整形单元整形的所述第一激光束的束形状不同于由所述第二束整形单元整形的所述第二激光束的束形状。
在实施方案中，所述基板的所述上边缘的膜状况可以不同于所述基板的所述下边缘的膜状况。
在实施方案中，所述基板可以同时通过所述第一激光束和所述第二激光束进行处理。
在实施方案中，由所述第二束整形单元整形的所述第二激光束可以具有比由所述第一束整形单元整形的所述第一激光束大的截面。
在实施方案中，由所述第一束整形单元整形的所述第一激光束的每单位面积的能量可以大于由所述第二束整形单元整形的所述第二激光束的每单位面积的能量。
在实施方案中，由所述第一束整形单元整形的所述第一激光束的膜蚀刻速率可以大于由所述第二束整形单元整形的所述第二激光束的膜蚀刻速率。
在实施方案中，所述第一束扫描单元的扫描速度可以不同于所述第二束扫描单元的扫描速度。
在实施方案中，所述第一束扫描单元的扫描速度可以低于所述第二束扫描单元的扫描速度。
根据示例性实施方案，一种用于处理基板的边缘的方法包括：装载所述基板，所述基板包括待去除的膜；生成激光束以处理所述待去除的膜；将所述激光束分成沿第一路径行进的第一激光束和沿第二路径行进的第二激光束；将所述第一激光束整形为第一束形状；将所述第二激光束整形为第二束形状；和通过将整形为所述第一束形状的所述第一激光束传输到所述基板的上边缘来处理所述基板的所述上边缘，并通过将整形为所述第二束形状的所述第二激光束传输到所述基板的下边缘来处理所述基板的所述下边缘。所述第一束形状不同于所述第二束形状。
在实施方案中，具有所述第一束形状的所述第一激光束的膜蚀刻速率可以大于具有所述第二束形状的所述第二激光束的膜蚀刻速率，所述第二激光束由所述第二束整形单元整形。
在实施方案中，通过所述第一激光束对所述基板的所述上边缘的处理和通过所述第二激光束对所述基板的所述下边缘的处理可以同时执行。
附图说明
参照以下附图，上述和其他目的及特征将从以下描述中变得显而易见，其中，除非另有说明，否则贯穿各个附图，相同的附图标记指代相同的部件，并且其中：
图1是示出了通过化学品去除边缘珠粒后的截面的视图；
图2是示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理设备的平面图；
图3是图2的基板处理装置的侧视图；
图4是示出了以扫描的方式将第一激光束和第二激光束施用到在其上具有膜的基板的边缘的实施例的截面图；
图5是去除了基板边缘上的膜的基板的截面图；和
图6是示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明构思的实施方案，使得本发明构思所属领域的技术人员可以容易地实现本发明构思。然而，本发明构思可以以各种不同的形式来实施，且不限于本文中描述的实施方案。此外，在描述本发明构思的实施方案时，当与已知的功能或配置相关的详细描述可能使得本发明构思的主题不必要地难以理解时，该详细描述被省略。另外，在整个附图中，执行相似的功能和操作的组件具有相同的附图标记。
说明书中的术语“包括(include)”和“包括(comprise)”为“开放式”表述，仅为了说明存在相应的组件，且除非另有特别的说明，否则不排除且可能包括额外的组件。特别地，应当理解的是，术语“包括(include)”、“包括(comprise)”和“具有(have)”，在本文中使用时，特指存在所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组。
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，组件的形状和尺寸可被夸大以为了清楚的说明。
在下文中，将参照图2至图6详细描述本发明构思的实施方案。
图2是示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理设备的平面图。参照图2，基板处理设备(substrate processing equipment)10具有索引模块100和处理模块200。索引模块100包括装载端口120和传送框架140。装载端口120、传送框架140和处理模块200依序地布置成排。在下文中，装载端口120、传送框架140和处理模块200布置的方向被称为第一方向12，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。
载体130坐落在装载端口120上，各载体130具有接收在其中的基板W。装载端口120沿第二方向14设置成排。装载端口120的数量可以根据处理模块200的处理效率和占地面积条件来增加或减少。各载体130具有多个槽(未示出)，其用于在相对于地面的水平位置中接收基板W。前开式晶圆盒(front opening unified pod,FOUP)可以用作载体130。
处理模块200包括缓冲单元220、传送腔室240、液体处理腔室260和激光处理腔室280。传送腔室240设置成使得其长度方向平行于第一方向12。液体处理腔室260和激光处理腔室280设置在传送腔室240的相对侧上。液体处理腔室260和激光处理腔室280以相对于传送腔室240对称的方式设置在传送腔室240的一侧和相对侧上。液体处理腔室260设置在传送壳体240的一侧上。一些液体处理腔室260沿传送腔室240的纵向方向设置。另外，其他液体处理腔室260彼此堆叠。也就是说，液体处理腔室260可以以A×B阵列设置在传送腔室240的一侧上。此处，“A”表示沿第一方向12设置成排的液体处理腔室260的数量，而“B”表示沿第三方向16设置成列的液体处理腔室260的数量。当四个或六个液体处理腔室260设置在传送腔室240的一侧上时，液体处理腔室260可以设置成2×2或3×2阵列。液体处理腔室260的数量可以增加或减少。另外，与液体处理腔室260类似地，激光处理腔室280可以设置在传送腔室240的相对侧上。与以上描述不同，可以以各种方式修改液体处理腔室260和激光处理腔室280。例如，液体处理腔室260和激光处理腔室280可以仅设置在传送腔室240的一侧上。替代地，液体处理腔室260和激光处理腔室280可以在传送腔室240的相对侧上设置在单层中。
缓冲单元220设置在传送框架140和传送腔室240之间。缓冲单元220提供基板W在传送腔室240和传送框架140之间传送之前停留的空间。缓冲单元220具有槽(未示出)，基板W放置在该槽中。槽(未示出)沿第三方向16彼此间隔开。缓冲单元220在面向传送框架140的一侧处、以及在面向传送腔室240的相对侧处是开放的。
传送框架140在坐落于装载端口120上的载体130和缓冲单元220之间传送基板W。索引轨道142和索引机械手144设置在传送框架140中。索引轨道142设置成使得其纵向方向平行于第二方向14。索引机械手144安装在索引轨道142上，并沿着索引轨道142在第二方向14线性移动。索引机械手144包括基部144a、主体144b和索引臂144c。基部144a安装成沿索引轨道142为可移动的。主体144b耦合至基部144a。主体144b在基部144a上沿第三方向16为可移动的。此外，主体144b在基部144a上为可旋转的。索引臂144c耦合至主体144b，且相对于主体144b为前后可移动的。索引臂144c单独地操作。索引臂144c沿第三方向16彼此堆叠，其间具有间隔间隙。一些索引臂144c可用于将基板W从处理模块200传送至载体130，且另一些索引臂144c可用于将基板W从载体130传送至处理模块200。因此，在索引机械手144在载体130和处理模块200之间传送基板W的过程中，可以防止从待处理的基板W产生的颗粒粘附至处理过的基板W。
传送腔室240在缓冲单元220与液体处理腔室260之间、在缓冲单元220与激光处理腔室280之间、在液体处理腔室260之间、在激光处理腔室280之间、以及液体处理腔室260与激光处理腔室280之间传送基板W。也就是说，传送腔室240设置为传送基板W的传送单元。在传送腔室240中设置有导轨242和主机械手244。导轨242设置成使得其纵向方向平行于第一方向12。主机械手244安装在导轨242上，并沿第一方向12在导轨242上线性移动。主机械手244包括基部244a、主体244b和主臂244c。基部244a被安装成沿导轨242为可移动的。主体244b耦合至基部244a。主体244b在基部244a上沿第三方向16为可移动的。另外，主体244b在基部244a上为可旋转的。主臂244c耦合至主体244b，并且相对于主体244b是前后可移动的。主臂244c单独地操作。主臂244c沿第三方向16彼此堆叠，其间具有间隔间隙。
液体处理腔室260通过将处理液分配到基板W上来执行处理基板W的工艺。处理液可以包括化学品、清洗溶液和有机溶剂。化学品可以是具有酸性或碱性的液体。化学品可以包括硫酸(H2SO4)、磷酸(P2O5)、氢氟酸(HF)和氢氧化铵(NH4OH)。化学品可以是稀硫酸过氧化物(diluted sulfuric acid peroxide，DSP)混合物。清洗溶液可以是去离子水(H2O)。有机溶剂可以是异丙醇(IPA)。
液体处理腔室260可以执行清洁工艺。设置在液体处理腔室260中的基板处理装置可以根据清洁工艺的类型具有不同的结构。替代地，设置在液体处理腔室260中的基板处理装置可以具有相同的结构。可选地，液体处理腔室260可以被分成多个组。属于相同组的液体处理腔室260中的基板处理装置可以具有相同的结构，而属于不同组的液体处理腔室260中的基板处理装置可以具有不同的结构。另外，液体处理腔室260可以执行诸如光刻、灰化和蚀刻等各种工艺。
激光处理腔室280可以通过将激光束施用到基板W来执行处理基板W的工艺。激光处理腔室280可以包括基板处理装置(substrate processing apparatus)300。基板处理装置300可以将激光束施用到基板W。基板处理装置300可以将激光束施用到基板W的边缘区域。基板处理装置300可以通过将激光束施用到基板W的边缘区域来执行去除基板W上的膜的工艺。
在下文中，将详细描述设置在激光处理腔室280中的基板处理装置300。参照图3，基板处理装置300可以包括支承单元、激光生成单元410、分束器414、第一束整形单元420、第二束整形单元430、第一束扫描单元440、第二束扫描单元450和控制器500。
基板处理装置300可以位于具有内部空间的壳体(未示出)中。壳体具有在其一侧上形成的开口，并且该开口用作将基板W放置在壳体中或从壳体中取出所通过的入口。可以在开口中设置门，以打开或关闭该开口。壳体在其底部中具有与排气管线连接的排气孔，并且通过该排气孔，在内部空间中的基板W的处理期间生成的副产物被释放到外部。另外，用于将气体供应到内部空间的气体供应管线可以连接到壳体。该气体可以是惰性气体，例如氮气。由气体供应管线供应的气体可以提供内部空间中的气流。内部空间中的气流使在基板W的处理期间生成的副产物能够更有效地被释放。
支承单元支承和旋转基板W。支承单元可以包括支承板310、旋转轴320和驱动构件330。支承板310支承基板W。支承板310具有圆板形状。支承板310的上表面可以具有比支承板310的下表面更大的直径。连接支承板310的上表面和下表面的支承板310的侧表面可以朝向支承板310的中心轴线向下倾斜。支承板310的上表面用作座表面，基板W坐落在该座表面上。座表面具有比基板W的面积小的面积。根据实施方案，座表面的直径可以小于基板W的半径。座表面支承基板W的中心区域。座表面中形成有多个抽吸孔313。抽吸孔313可以是通过其将真空压力施用到座表面上的基板W的孔以夹持基板W。真空构件(未示出)连接至抽吸孔313。真空构件(未示出)可以是用于抽空抽吸孔313的泵。然而，不限于此，真空构件(未示出)可以包括各种公知的用于向抽吸孔313提供真空压力的装置。
旋转轴320具有圆柱形形状，其纵向方向定向为垂直方向。旋转轴320耦合到支承板310的下表面。驱动构件330将旋转动力(rotary power)传递到旋转轴320。旋转轴320通过从驱动构件330提供的旋转动力而绕其中心轴线为可旋转的。
支承板310与旋转轴320一起为可旋转的。驱动构件330可以调节旋转轴320的旋转速度，以调节基板W的旋转速度。例如，驱动构件330可以是电动机。然而，不限于此，驱动构件330可以包括各种公知的用于向旋转轴320提供旋转动力的装置。
激光生成单元410生成激光束411。激光生成单元410可以是被施用到基板W的激光束411的来源。激光生成单元410可以以多个单位脉冲激光束的方式施用激光束411。
波长调节构件(未示出)设置在激光束411的路径上。波长调节构件(未示出)可以改变激光束411的波长。例如，波长调节构件(未示出)可以是改变激光束411的波长的光学元件。波长调节构件(未示出)可以改变激光束411的波长，使得激光L具有150nm至1200nm的波长。当激光L具有150nm以下的波长时，基板W以及基板W上的膜被蚀刻，而当激光L具有1200nm以上的波长时，基板W上的膜未被去除。
镜412可以反射从激光生成单元410生成的激光束411，并且可以调节光束路径(beam path)。镜412的数量和位置可以根据需要进行调节。由镜412反射的激光束411被导向至朝向分束器414。
分束器414可以将激光束411分成沿第一路径行进的第一激光束415、和沿第二路径行进的第二激光束418。第一路径是朝向基板W的上边缘的路径，而第二路径是朝向基板W的下边缘的路径。可以在第二路径上设置用于改变第二激光束418的路径的镜417。镜417的数量和位置可以根据需要进行调节。镜417可以根据需要设置在第一路径上。
第一束整形单元420设置在第一路径上，以整形第一激光束415。第二束整形单元430设置在第二路径上，以整形第二激光束418。
由第一束整形单元420形成的第一束形状和由第二束整形单元430形成的第二束形状彼此不同。根据实施方案，第一束形状可以是矩形形状，并且第二束形状可以是圆形形状。根据另一实施方案，第一束形状可以是圆形形状，并且第二束形状可以是矩形形状。根据实施方案，第一束形状可以在尺寸上大于第二束形状。根据另一实施方案，第一束形状可以在尺寸上小于第二束形状。根据示例性实施方案，第一束形状具有比第二束形状小的截面面积。根据实施方案，通过第一束形状的第一激光束415的每单位面积的能量可以大于通过第二束形状的第二激光束418的每单位面积的能量。根据实施方案，通过第一束形状的第一激光束415的膜蚀刻速率可以大于通过第二束形状的第二激光束418的膜蚀刻速率。
由第一束整形单元420整形的第一激光束415a被导向至朝向第一束扫描单元440。由第二束整形单元430整形的第二激光束418a被导向至朝向第二束扫描单元450。
第一束扫描单元440接收第一激光束415a，并且以扫描的方式将第一激光束415b施用到基板W的上边缘。第二束扫描单元450接收第二激光束418a，并且以扫描的方式将第二激光束418b施用到基板W的下边缘。
第一束扫描单元440可以改变施用穿过第一束整形单元420的第一激光束415a的方向。第一束扫描单元440可以在内部包括扫描仪(未示出)，并且该扫描仪(未示出)可以沿着基板W的径向方向改变将第一激光束415b施用到基板W的区域。
第二束扫描单元450可以改变施用穿过第二束整形单元430的第二激光束418a的方向。第二束扫描单元450可以在内部包括扫描仪(未示出)，并且该扫描仪(未示出)可以沿着基板W的径向方向改变将第二激光束418b施用到基板W的区域。
控制器500可以控制第一束扫描单元440、第二束扫描单元450和驱动构件330。例如，控制器500可以控制第一束扫描单元440的扫描速度。例如，控制器500可以控制第二束扫描单元450的扫描速度。例如，控制器500可以调节驱动构件330的RPM。
图4是示出了以扫描的方式将第一激光束和第二激光束施用到在其上具有膜的基板的边缘的实施例的截面图；而图5是去除了基板边缘上的膜的基板的截面图。参照图4，膜F的边缘珠粒(edge bead，EB)形成在基板W的边缘上。在基板W的上边缘上形成的边缘珠粒(EB)形成厚膜，而在基板W的下边缘上形成的边缘珠粒(EB)形成薄膜。根据实施方案，在基板W的上边缘上形成的边缘珠粒(EB)可以具有对基板W的高附着力，而在基板W的下边缘上形成的边缘珠粒(EB)可以具有对基板W的低附着力。
具有第一束形状的第一激光束415b的膜蚀刻速率可以大于具有第二束形状的第二激光束418b的膜蚀刻速率。第一激光束415b和第二激光束418b可以同时施用到基板W，并且即使当膜状况彼此不同时也可以有效地处理基板W。另外，当基板W的上边缘和下边缘的膜状况彼此不同时，可以通过使第一束扫描单元440的扫描速度低于第二束扫描单元450的扫描速度来设定有效的处理配方(effective process recipe)。
图6是示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理方法的流程图。
在根据实施方案的基板处理方法中，装载包括待去除的膜的基板(S110)，并且激光生成单元410生成激光束411以处理待去除的膜(S120)。分束器414将激光束411分成沿第一路径行进的第一激光束415、和沿第二路径行进的第二激光束148(S130)。第一束整形单元420将第一激光束415整形为第一束形状415a(S140)，并且整形的第一激光束415a沿第一路径传输到基板的上边缘(S150)。第二束整形单元430将第二激光束418整形为第二束形状418a(S160)，并且整形的第二激光束418a传输到基板的下边缘(S170)。此时，第一束形状415a的第一束形状和第二束形状418a的第二束形状彼此不同。另外，同时处理基板的上边缘和下边缘(S180)。
如上所述，根据本发明构思的实施方案，基板处理装置和方法可以改进基板处理效率。
此外，根据本发明构思的实施方案，即使当基板的上边缘和下边缘的膜状况彼此不同时，基板处理装置和方法也可以同时地且有效地处理基板的上边缘和下边缘。
本发明构思的效果不限于上述效果，且本发明构思所属领域的技术人员可以从本说明书和附图中清楚地理解本文中未提及的任何其他效果。
以上描述例证了本发明构思。此外，上述内容描述了本发明构思的示例性实施方案，并且本发明构思可以用于各种其他的组合、变化和环境中。也就是说，在不脱离本说明书中公开的本发明构思的范围、与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，可以对本发明构思进行变化或修改。书面实施方案描述了实现本发明构思的技术精神的最佳状态，且可以进行本发明构思的特定应用和目的所需的各种改变。因此，本发明构思的详细描述并非旨在将发明构思限制在所公开的实施方案状态中。另外，应当理解的是，所附权利要求包括其他的实施方案。
虽然已经参照示例性实施方案描述了本发明构思，但对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明构思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，上述实施方案并非限制性的，而是说明性的。
