TWI413203B - Substrate processing device - Google Patents
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Description
本發明係關於用以對半導體零件或平面顯示器等之基板執行蝕刻或洗淨或乾燥等之處理的基板處理裝置。
以往，於製造半導體零件或平面顯示器等時，使用用以對半導體晶圓或液晶基板等之基板施予蝕刻或洗淨或乾燥等之各種處理的基板處理裝置。
例如，於執行半導體晶圓之洗淨後執行半導體晶圓表面之乾燥之基板處理裝置，係由用以處理當作基板之半導體晶圓之基板處理部，和用以將當作乾燥處理基板之處理流體的異丙醇(IPA)之蒸氣供給至基板處理部之處理流體供給部，和分離除去自基板處理部排出之排氣中之水分的排水處理部。
然後，以往之基板處理裝置，係藉由對基板噴霧IPA之蒸氣，在附著於基板表面之水滴中溶解IPA而使基板和水滴剝離，依此執行基板之乾燥處理。之後，對自基板處理部所排出之排氣，在排水處理部中執行氣液分離，將溶解於水中之IPA當作廢液而予以廢棄，另外經排氣設備將氣體狀之排氣排出至外部(例如，參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2002-110621號公報
但是，上述以往之基板處理裝置，因僅設置對自基板處理部所排出之排氣執行水分之分離除去的排水處理部，故溶解於水中之處理流體(IPA)雖當作廢液被處理，但不溶解於水中而當作氣體存在的處理流體(IPA)則如此地被送到排氣設備。
因此，在以往之基板處理裝置，於用以處理排氣而設置之排氣設備流入處理流體，排氣設備被處理流體污染，必須以排氣設備另外處理處理流體，使得排氣設備之負荷變大。
本發明係一種基板處理裝置，其特徵為：具備用以處理基板之基板處理部；用以將處理基板之處理流體供給至基板處理部的處理流體供給部；流入包含由基板處理部所排出之處理流體之排氣，含有朝向該排氣噴霧溶解處理流體之溶媒的噴霧噴嘴，用以降低排氣中之處理流體濃度之排氣處理部。
本發明係上述噴霧噴嘴具有對流入排氣處理部之排氣，朝向與排氣之氣流正交之方向，噴霧上述溶媒之第1噴霧噴嘴。
本發明係上述噴霧噴嘴又具有對流入上述排氣處理部之排氣，朝向與排氣之氣流平行之方向，噴霧上述溶媒之第2噴霧噴嘴。
本發明係上述排氣處理部具有用以使排氣分散之多孔狀的分散板。
本發明係上述噴霧噴嘴係朝向分散板噴霧上述溶媒之至少一部分。
本發明係上述噴霧噴嘴被配置在排氣流入排氣處理部之排氣流入口之附近。
本發明係上述排氣處理部具有流入排氣，朝向該流入之排氣自上述噴霧噴嘴噴霧溶媒之排氣處理流路，和被設置在該排氣處理流路之下游側，由下方朝向上方流動排氣的排氣上升流路。
本發明係在上述排氣上升流路設置氣液分離過濾器。
本發明係上述排氣上升流路之剖面面積較上述排氣處理流路之剖面面積大，使流動於上述排氣上升流路之排氣之流速較流動於上述排氣處理流路之排氣之流速慢。
本發明係使用有機溶媒之蒸氣或霧以當作上述處理流體。
本發明係使用水以當作上述溶媒。
在本發明中，藉由自噴霧噴嘴朝向藉由基板處理部排出之排氣噴霧溶解處理流體之溶媒，可以降低排氣中之處理流體濃度，並可以降低流入連接於基板處理裝置之排氣設備之處理流體，減輕排氣設備之負擔。
以下，針對本發明之具體實施例，舉出施予半導體晶圓(基板)之洗淨處理或乾燥處理之基板處理裝置為例，一面參照圖面，一面予以說明。
如第1圖所示般，基板處理裝置1係由收容多片半導體晶圓(以下，稱為「基板2」)之載體3之搬入及搬出之載體搬入搬出單元4，和執行被收容在載體3之基板2之搬入及搬出的基板搬入搬出單元5，和執行基板2之洗淨處理以及乾燥處理之基板處理單元6所構成。
載體搬入搬出單元4係具有載置載體3之載體台7，在該載體台7形成密閉狀之開關門8，在該開關門8之內側，配設有載體搬運機構9和載體儲存部10和載體載置台11。
然後，載體搬入搬出單元4係因應所需藉由載體搬運機構9將被載置在載體台7之載體3暫時性保管在載體儲存部10，並且搬入至載體載置台11。再者，載體搬入搬出單元4係對收容在基板處理單元6完成處理之基板2之載體3，搬入時則相反，因應所需將被載置在載體載置台11之載體3藉由載體搬運機構9暫時性保管在載體儲存部10，並且搬出至載體台7。
基板搬入搬出單元5係具有在載體搬入搬出單元4之間所形成之密閉狀之開關門12，並且在該開關門12之內側，配設基板搬入搬出機構13和基板搬運機構14之始端部。
然後，基板搬入搬出單元5係藉由基板搬入搬出機構13將收容在載體3之基板2搬入至基板搬運機構14，該載體3載置於載體搬入搬出單元4之載體載置台11，並且藉由基板搬運機構14而將基板2搬運至基板處理單元6。另外藉由基板搬運機構14將在基板處理單元6完成處理之基板2從基板處理單元6搬運至基板搬入搬出機構13，並且藉由基板搬入搬出機構13從基板搬運機構14搬出至載置在載體搬入搬出單元4之載體載置台11之載體3。
基板處理單元6具有依序配置的執行基板2之洗淨處理及乾燥處理之基板洗淨乾燥裝置15，和執行基板2之洗淨處理之基板洗淨裝置16、17、18，和執行保持設置在基板搬運機構14之基板2的保持體19之洗淨的洗淨裝置20，並且沿著該些各裝置15、16、17、18、20而配設有基板搬運機構14。
然後，在基板處理單元6中，藉由基板搬運機構14從基板搬入搬出單元5將基板2搬運至基板洗淨乾燥裝置15或基板洗淨裝置16、17、18，執行基板2之洗淨處理或乾燥處理，之後，藉由基板搬運機構14將處理後之基板2再次搬運至基板搬入搬出單元5。
再者，基板處理單元6係以洗淨裝置20洗淨基板搬運機構14之保持體19，使附著於保持體19之污染物質不轉印至基板2。
接著，針對成為本發明之重要部位的基板洗淨乾燥裝
置15之構成予以說明。
基板洗淨乾燥裝置15係如第2圖所示般，由用以對基板2施予洗淨處理以及乾燥處理之基板處理部21，和用以對基板處理部21供給當作處理流體之異丙醇(IPA)之蒸氣的處理流體供給部22，和用以處理自基板處理部21排出之排氣的排氣處理部23而構成。
基板處理部21具有上端開口之中空箱型狀之洗淨槽24，經左右滑動自如之開關蓋26在該洗淨槽24之上部，升降自如安裝有下端開口之中空箱形狀之乾燥室25。且在洗淨槽24及乾燥室25之內部升降自如設置有保持基板2之保持體27。並且，基板處理部21並不限定於基板2之洗淨及乾燥，即使僅執行基板2之洗淨或乾燥亦可。
然後，基板處理部21係藉由將以保持體27保持之基板2浸漬在貯留於洗淨槽24內部之洗淨液而執行基板之洗淨處理，之後，利用保持體27將基板2從洗淨槽24移動至乾燥室25，並在乾燥室25之內部使用從處理流體供給部22被供給之IPA蒸氣來執行基板2之乾燥處理。
處理流體供給部22係具有供給IPA蒸氣之IPA蒸氣供給源28和供給氮氣之氮氣供給源29，IPA蒸氣供給源28和氮氣供給源29係經連通管30、31而與切換器32連接。將供給管33之基端部連接於切換器32，供給管33之前端部係連接於安裝在基板處理部21之乾燥室25之內部的供給噴嘴34、34。作為處理流體供給部22，若為用以供給處理基板2之處理流體者即可，作為處理流體，並
不限於蒸氣狀之IPA，可以使用蒸氣狀或液體狀或霧狀之有機溶媒等。
然後，處理流體供給部22之自IPA蒸氣供給源28所供給之IPA蒸氣係從供給噴嘴34、34供給至乾燥室25之內部，在乾燥室25之內部，藉由IPA蒸氣乾燥處理基板2，於乾燥處理後，藉由從氮氣供給源29被供給之氮氣沖洗乾燥室25之內部。
排氣處理部23係具有經排出管35連接於基板處理部21之乾燥室25的矩形中空箱形狀之排氣處理室36，並在排氣處理室36連接排氣管37和排水管38，排氣管37係連接於排氣設備(省略圖示)，排水管38係連接於排水設備(省略圖示)。
排氣處理室36係如第3圖~第5圖所示般，在上端左側後部具有連接有排出管35之排氣流入口39，並且在右下部具有連接有排氣管37之排氣排出口40和排水管38之排水流出口41。在排氣流入口39和排氣流出口40以及排水流出口41之附近，分別設有分隔壁42、43。
依此，排氣處理室36係在內部，形成從排氣流入口39朝下方排氣流動之排氣處理流路44，和從排氣處理流路44流入之液體(排液)朝排水流出口41從左向右流動之排水流路45，和從排氣處理流路44流入之氣體(排氣)從下向上流動之排氣上升流路46，和從排氣上升流路46流入之氣體(排氣)朝向排氣流出口40從上向下流動之排氣流路47。並且，藉由分隔壁42、43隔開間隔，使
排氣上升流路46之剖面積較排氣處理流路44之剖面積寬。
然而，排氣處理流路44係在排氣流入口39之附近位置安裝兩個第1及第2噴霧噴嘴48、49。在各噴霧噴嘴48、49經連通管51連接有溶媒供給源50，從各噴霧噴嘴48、49朝向從排氣流入口39流入至排氣處理室36之內部之排氣噴霧溶媒。並且，溶媒係指可以溶解在基板處理部21用於處理基板2之處理流體(在此為IPA)的溶媒(在此為純水)。
再者，排氣處理流路44在排氣處理室36之內壁和分隔壁42之間，於上下隔著間隔水平安裝有3片多孔狀之分散板52、53、54。在該分散板52、53、54形成有多數矩形狀之貫通孔55，並且使上下之分散板52、53、54之貫通孔55之位置左右交錯配置，使在排氣處理流路44流動之排氣蛇行。
在此，安裝在排氣處理室36之側部之第1噴霧噴嘴48，係被安裝成朝向前方水平噴霧溶媒，對流入排氣處理室36之排氣，朝向與排氣之氣流正交之方向，噴霧溶媒。而且，第1噴霧噴嘴48係將溶媒之噴霧方向設為與分散板52平行，並安裝於分散板52之附近位置。
再者，安裝在排氣處理室36之上部之第2噴霧噴嘴49，係被安裝成朝向下方噴霧溶媒，對流入排氣處理室36之排氣，朝向與排氣之氣流平行之方向，噴霧溶媒。而且，第2噴霧噴嘴49係安裝於所噴出之溶媒與從第1
噴霧噴嘴48所噴出之溶媒交叉之位置上。
再者，各噴霧噴嘴48、49係直接對自排氣流入口39流入之排氣噴霧，使噴霧之溶媒之一部份直接噴霧在最上段(最上游側)之分散板52。
並且，各噴霧噴嘴48、49即使設置在較分散板52、53、54更下游側亦可。再者，各噴霧噴嘴48、49若為噴霧溶媒者即可，噴霧型態可以使用圓錐形狀或扇形狀等。
再者，排氣上升流路46係在分隔壁42、43之間安裝有氣液分離過濾器56，以捕捉上升排氣上升流路46之排氣所含有之水分(尤其處理流體)。
排氣處理部23係如上述說明般構成，在基板處理部21之基板2的處理中或處理後從基板處理部21排出之排氣流入至排氣處理室36，藉由在排氣處理流路44自噴霧噴嘴48、49被噴霧之溶媒，排氣中所含之處理流體被溶解，成為排液者通過排水流路45而從排水流出口41排出外部。另外，排氣在排氣上升流路46上升，通過氣液分離過濾器56，之後通過排氣流路47，從排氣流出口40被排出至外部。
因此，從基板處理部21被排出之排氣中所含有之處理流體，係在排氣處理部23藉由溶媒被捕捉且當作排氣而被處理，依此可以降低排氣中所含有之處理流體之濃度。並且，從基板處理部21成為液體而被排出之處理流體，係直接當作排氣而從排水流出口41被排出。
如此一來，上述基板處理裝置1，係具有用以處理基
板2之基板處理部21，和用以將處理基板2之處理流體供給至基板處理部21之處理流體供給部22，和包含朝向藉由基板處理部21被排出之排氣而噴霧溶解處理流體之溶媒的噴霧噴嘴48、49，依此用以降低排氣中之處理流體濃度之排氣處理部23。
因此，在上述基板處理裝置1中，可以藉由自噴霧噴嘴48、49噴霧的作用將排出中含有之處理流體當作排液予以處理，並可以降低排氣中之處理流體濃度。因此可以減少朝連接於基板處理裝置1之排氣設備流入之處理流體，減輕排氣設備之負擔。
並且，上述基板處理裝置1設置有對流入排氣處理部23之排氣，朝向與排氣之氣流正交之方向，噴霧溶媒之第1噴霧噴嘴48。
在上述構成之基板處理裝置1中，藉由自第1噴霧噴嘴48噴霧之溶媒與排氣衝突，排氣和溶媒之接觸成為良好，則可以藉由溶媒使排氣中之處理流體良好溶解，並可以降低排氣中之處理流體濃度。尤其，於將第1噴霧噴嘴48之噴霧型態設為圓錐形狀或扇形狀之時，則可以對排氣以面狀噴霧溶媒，並可以增大排氣和溶媒之接觸面積而效率佳溶解排氣中之處理流體。
並且，上述基板處理裝置1也設置有對流入排氣處理部23之排氣，朝向與排氣之氣流平行之方向，噴霧溶媒之第2噴霧噴嘴49。
因此，在上述構成之基板處理裝置1中，藉由自第2
噴霧噴嘴49噴霧之溶媒沿著排氣之氣流流動，排氣和溶媒之接觸成為良好，則可以藉由溶媒使排氣中之處理流體良好溶解，並可以降低排氣中之處理流體濃度。尤其，於將第2噴霧噴嘴49之噴霧型態設為圓錐形狀或扇形狀之時，則可以對排氣以面狀噴霧溶媒，並可以增大排氣和溶媒之接觸面積而效率佳溶解排氣中之處理流體。再者，於使自第2噴霧噴嘴49噴霧之溶媒與自第1噴霧噴嘴48噴霧之溶媒交叉之時，則可以使溶媒以高密度接觸於排氣，依此也可以效率佳溶解排氣中之處理流體。此時，將第2噴霧噴嘴49之噴霧形態設為圓錐形狀之一方，較增大與從第1噴霧噴嘴48噴霧之溶媒交叉之面積，可以效率更佳溶解排氣中之處理流體。
再者，在上述基板處理裝置1中，在排氣流入至排氣處理部23之排氣流入口39的附近配置有噴霧噴嘴48、49。
因此，上述構成之基板處理裝置1，係可以於流入於排氣處理部23之排氣分散之前集中性噴霧溶媒。依此排氣和溶媒之接觸也成為良好，藉由溶媒可以使排氣中之處理流體良好溶解，並可以降低排氣中之處理流體濃度。
再者，上述基板處理裝置1係在排氣處理部23之內部設置有用以分散排氣之多孔狀之分散板52、53、54。
因此，上述構成之基板處理裝置1，係藉由排氣利用分散板52、53、54分散而增大排氣和溶媒之接觸面積。依此也使排氣和溶媒之接觸成為良好，可以藉由溶媒使排
氣中之處理流體良好溶解，並可以降低排氣中之處理流體濃度。
再者，上述基板處理裝置1係構成從噴霧噴嘴48、49朝向分散板52、53、54噴霧溶媒之至少一部份。
因此，上述構成之基板處理裝置1，係排氣通過分散板52、53、54時與溶媒直接性接觸。依此也使排氣和溶媒之接觸成為良好，可以藉由溶媒使排氣中之處理流體良好溶解，並可以降低排氣中之處理流體濃度。尤其，將來自第1噴霧噴嘴48之溶媒之噴霧方向和分散板52設為平行，並且接近配置第1噴霧噴嘴48和分散板52之時，則可以將自第1噴霧噴嘴48噴霧之溶媒良好噴霧至分散板52，並增大在分散板52之排氣與溶媒之接觸面積，可以使處理流體更加良好溶解。此時，將第1噴霧噴嘴48之噴霧形態設為圓錐形狀之一方，可以在整個分散板52之全體噴霧溶媒，可以效率更佳溶解排氣中之處理流體。
再者，上述基板處理裝置1係在排氣處理部23形成有於自噴霧噴嘴48、49朝向流入之排氣噴霧溶媒之排氣處理流路44之下游側，使排氣從下方朝向上方流動的排氣上升流路46。
因此，上述構成之基板處理裝置1即使在排氣處理流路44處理之後的排氣中含有霧狀之排液，通過排氣上升流路46而上升之時，由於水分之重量作用，霧狀之排液落下而當作排氣被處理，依此亦可以降低排氣中之處理流體濃度。
並且，在上述基板處理裝置1中，使排氣上升流路46之剖面面積大於排氣處理流路44之剖面面積，並使流動於排氣上升流路46之排氣之流速慢於流動於排氣處理流路44之排氣之流速。
因此，上述構成之基板處理裝置1係排氣在排氣上升流路46上升之時間變長，可以使更多霧狀之排液落下，依此亦可以降低排氣中之處理流體濃度。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧基板
3‧‧‧載體
4‧‧‧載體搬入搬出單元
5‧‧‧基板搬入單元
6‧‧‧基板處理單元
7‧‧‧載體台
8‧‧‧開關門
9‧‧‧載體搬運機構
10‧‧‧載體儲存部
11‧‧‧載體載置台
12‧‧‧開關門
13‧‧‧基板搬入搬出機構
14‧‧‧基板搬運機構
15‧‧‧基板洗淨乾燥裝置
16、17、18‧‧‧基板洗淨裝置
19‧‧‧保持體
20‧‧‧洗淨裝置
21‧‧‧基板處理部
22‧‧‧處理流體供給部
23‧‧‧排氣處理部
24‧‧‧洗淨槽
25‧‧‧乾燥室
26‧‧‧開關蓋
27‧‧‧保持體
28‧‧‧IPA蒸氣供給源
29‧‧‧氮氣體供給源
30、31‧‧‧連通管
32‧‧‧切換器
33‧‧‧供給管
34‧‧‧供給噴嘴
25‧‧‧排出管
36‧‧‧排氣處理室
37‧‧‧排氣管
38‧‧‧排水管
39‧‧‧排氣流入口
40‧‧‧排氣流出口
41‧‧‧排水流出口
42、43‧‧‧分隔壁
44‧‧‧排氣處理流路
45‧‧‧排水流路
46‧‧‧排氣上升流路
47‧‧‧排氣流路
48、49‧‧‧噴霧噴嘴
50‧‧‧溶媒供給源
51‧‧‧連通管
52、53、54‧‧‧分散板
55‧‧‧貫通孔
56‧‧‧氣液分離過濾器
第1圖為表示基板處理裝置之俯視圖。
第2圖為表示基板洗淨乾燥裝置之模式圖。
第3圖為表示排氣處理部之正面剖面圖。
第4圖為表示排氣處理部之平面剖面圖。
第5圖為表示排氣處理部之側面剖面圖。
23‧‧‧排氣處理部
35‧‧‧排出管
36‧‧‧排氣處理室
37‧‧‧排氣管
38‧‧‧排水管
39‧‧‧排氣流入口
40‧‧‧排氣流出口
41‧‧‧排水流出口
42、43‧‧‧分隔壁
44‧‧‧排氣處理流路
45‧‧‧排水流路
46‧‧‧排氣上升流路
47‧‧‧排氣流路
48、49‧‧‧噴霧噴嘴
51‧‧‧連通管
52、53、54‧‧‧分散板
55‧‧‧貫通孔
56‧‧‧氣液分離過濾器
Claims (8)
- 一種基板處理裝置，其特徵為：具備用以處理基板之基板處理部；用以將處理基板之處理流體供給至基板處理部的處理流體供給部；及用以藉由從噴霧噴嘴朝向由基板處理部所排出的排氣噴霧溶解處理流體的溶媒使排氣中之處理流體濃度降低的排氣處理部，上述噴霧噴嘴具有：對流入排氣處理部之排氣，朝向與排氣之氣流正交之方向，噴霧上述溶媒之第1噴霧噴嘴，和對流入上述排氣處理部之排氣，朝向與排氣之氣流平行之方向，噴霧上述溶媒之第2噴霧噴嘴，上述第1噴霧噴嘴和上述第2噴霧噴嘴被安裝在所噴霧之溶媒互相交叉的位置上。
- 如申請專利範圍第1項所記載之基板處理裝置，其中，上述排氣處理部具有用以使排氣分散之多孔狀的分散板。
- 如申請專利範圍第1項所記載之基板處理裝置，其中，朝向上述分散板噴霧上述溶媒之至少一部分。
- 如申請專利範圍第1項所記載之基板處理裝置，其中， 上述噴霧噴嘴係被配置在排氣流入排氣處理部之排氣流入口之附近。
- 一種基板處理裝置，其特徵為：具備用以處理基板之基板處理部；用以將處理基板之處理流體供給至基板處理部的處理流體供給部；及用以藉由從噴霧噴嘴朝向由基板處理部所排出的排氣噴霧溶解處理流體的溶媒使排氣中之處理流體濃度降低的排氣處理部，上述排氣處理部具有：流入排氣，朝向該流入之排氣自上述噴霧噴嘴噴霧溶媒之排氣處理流路；和被設置在該排氣處理流路之下游側，由下方朝向上方流動排氣的排氣上升流路，在上述排氣處理流路，設置有用以使排氣分散的多孔狀之分散板，在上述分散板上，形成有其位置左右偏移而使在排氣處理流路流動之排氣蛇行的複數個矩形狀之貫通孔，使上述排氣上升流路之剖面面積大於上述排氣處理流路之剖面面積，並使流動於上述排氣上升流路之排氣之流速較流動於上述排氣處理流路之排氣之流速慢。
- 如申請專利範圍第5項所記載之基板處理裝置，其中，在上述排氣上升流路設置有氣液分離過濾器。
- 如申請專利範圍第1或5項所記載之基板處理裝置 ，其中，使用有機溶媒之蒸氣或霧以當作上述處理流體。
- 如申請專利範圍第1或5項所記載之基板處理裝置，其中，使用水當作上述溶媒。
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