CN100565793C - 处理基材的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种基材处理设备，其包括：处理单元，包括供应并储存处理溶液的处理槽和用于将处理溶液供应到该处理槽的处理溶液供应装置；以及干燥单元，包括供应并注入流体的干燥槽和用于将流体供应到该干燥槽的流体供应装置，该流体供应装置包括用于在将该流体供应到该干燥槽之前过滤该流体的过滤器和用于加热该过滤器的第一加热器，其中该第一加热器包括包围该过滤器的护套式加热器，该护套式加热器包括：与该过滤器的表面接触并包括加热线的加热垫；以及包围该加热垫并由柔性绝缘材料制成的护套。根据这种基材处理设备，抑制了因供应固化的干燥流体到干燥槽所引起的颗粒生成，从而可以没有问题地处理基材。其结果是，生产性和产率增大。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2006年9月12日提交的韩国专利申请2006-87940的优先权，在此引入该韩国专利申请的全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种基材处理设备和基材处理方法。更具体而言，本发明涉及一种包括上下布置的处理槽和干燥槽的基材处理设备以及使用这种设备的基材处理方法。
背景技术
在半导体器件的制造中，已经使用清洁设备来除去附着到目标物体(下文称作“基材”)如半导体晶片或LCD有机基材表面上的颗粒，如有机污染物和金属杂质。在清洁设备中，湿式清洁设备由于其去除颗粒的高效性和其较高的生产能力而被越来越多地使用。常规湿式清洁设备用于进行化学品处理、水清洁处理和干燥处理。然而，处理槽和干燥槽的单独安装使设备尺寸增大，造成颗粒可能会附着到暴露在空气中并将被转移的晶片上。
因此，为防止设备尺寸增大以及有效地对基材进行处理，进行了多种尝试。基材处理设备的一种改进例子记载在韩国专利公开No.1998-25068中。这种改进的基材处理设备包括单独上下布置的处理槽和干燥槽。晶片在处理槽中化学处理后，在干燥槽中干燥。
通常，改进的基材处理设备使用异丙醇(IPA)作为干燥流体。在流进干燥槽中之前，IPA可能固化。固化的IPA可能被注入并附着到基材上而起到颗粒作用。
发明内容
本发明的示例性实施例提供一种基材处理设备。在示例性实施例中，所述基材处理设备可以包括：处理单元，包括处理槽和用于将处理溶液供应到所述处理槽的处理溶液供应装置；以及干燥单元，包括干燥槽和用于将流体供应到所述干燥槽的流体供应装置，所述流体供应装置包括用于在将所述流体供应到所述干燥槽之前过滤所述流体的过滤器和用于加热所述过滤器的第一加热器，其中所述第一加热器包括包围所述过滤器的护套式加热器，所述护套式加热器包括：与所述过滤器的表面接触并包括加热线的加热垫；以及包围所述加热垫并由柔性绝缘材料制成的护套。
在另一个示例性实施例中，所述基材处理设备可以包括：处理槽；安装在所述处理槽内部并用于将处理溶液注入所述处理槽的处理溶液注入嘴；置于所述处理槽外侧上部并具有打开的顶部和底部的干燥槽，其中在所述打开的底部和所述处理槽之间设有滑动门，在所述打开的顶部上设有盖子；用于支撑所述基材并在所述处理槽和所述干燥槽之间转移所述基材的基材支撑件；置于所述干燥槽内部并用于将干燥所述基材用的气体注入所述干燥槽的气体注入嘴；置于所述干燥槽外部并用于过滤所述气体的过滤器；以及包围所述过滤器并用于加热所述过滤器的加热套，其中所述加热套包括：与所述过滤器的表面接触并包括加热线的加热垫；以及包围所述加热垫并由柔性绝缘材料制成的护套。
本发明的示例性实施例提供一种使用上述基材处理设备的基材处理方法。在示例性实施例中，所述基材处理方法可以包括：将基材放入干燥槽中；将所述基材从所述干燥槽转移到处理槽；将处理溶液供应到所述处理槽以处理所述基材；将经处理的基材转移到所述干燥槽；将流体供应到所述干燥槽以干燥所述基材，其中在将所述流体供应到所述干燥槽之前，使用所述护套式加热器或所述加热套加热所述流体以防止所述流体固化；以及取出经干燥的基材。
在另一个示例性实施例中，使用上述基材处理设备的基材处理方法可以包括：将基材放入干燥槽中；通过过滤器过滤第一流体并将经过滤的第一流体供应到所述干燥槽以第一次干燥所述基材；通过过滤器过滤第二流体并将经过滤的第二流体供应到所述干燥槽以第二次干燥所述基材；以及使用所述护套式加热器或所述加热套加热所述过滤器以防止所述第一流体和第二流体中的至少一种在所述过滤器固化。
附图说明
图1是本发明的基材处理设备的结构图。
图2是图1所示的基材处理设备的一部分的立体图。
图3是图2的部分放大图。
图4是显示本发明的基材处理方法的流程图。
具体实施方式
下面参考显示本发明优选实施例的附图，将更完整地描述本发明。然而，可以以许多不同的形式体现本发明，并且不应当认为本发明限制于在此描述的实施例。相反，提供这些实施例将使本发明内容清楚、完整，并向本领域技术人员充分表达本发明的范围。相同的附图标记始终表示相同的元件。
本发明的基材处理设备100示于图1。参见图1，基材处理设备100包括用于使用处理溶液对基材131进行湿法处理的处理单元140和置于处理单元140外侧上部以使用干燥流体干燥湿法处理的基材131的干燥单元110。在该实施例中，基材131可以是半导体晶片、LCD基材、玻璃基材等中的任一种。
处理单元140包括处理槽141，用于接收由基材支撑件130所支撑的并且直立的多个基材131。喷嘴144置于处理槽141的相对下侧，用于将处理溶液供应到处理槽141。根据阀146和阀147是打开还是关闭，将混合溶液或去离子水(DIW)供应到喷嘴144。混合溶液包括化学品，例如，HF、HCl或NH4。
回收槽142置于处理槽141外部，用于回收从处理槽141溢出的处理溶液。回收到回收槽142的处理溶液在被再供应到喷嘴144之前通过阀145和阀147、泵148和过滤器149流通。根据阀145是打开还是关闭，回收到回收槽142的处理溶液被流通或排出。排出孔143形成在处理槽141的最下部。当阀143A打开时，供应到处理槽141的处理溶液通过排出孔143排放到处理槽141的外部。由于化学品的原因，处理槽141可能充满有害气体或烟雾或从干燥槽111供应到处理槽141的干燥流体。因此，可借助于阀151和节气阀152排放处理槽141中的有害气体或烟雾或干燥流体。
干燥单元110包括干燥槽111，用于接收由基材支撑件130支撑的多个基材131。基材支撑件130在处理槽141和干燥槽111之间上升或下降，以将基材131运送到干燥槽111或处理槽141。
盖子113置于干燥槽111顶部，滑动门119置于其底部。当打开盖子113时，基材131被放入干燥槽111中。当打开滑动门119时，基材131从干燥槽111被转移到处理槽141，反之亦然。当打开阀153和阀154时，干燥槽111中的气体通过滑动门119排放到外部。
干燥槽111设有喷嘴112，用于将干燥流体如IPA和氮气(N2)供应到干燥槽111。以向下流动方式供应干燥流体。干燥流体可以是有机溶剂，它们可以在水中溶解并用于降低基材上的去离子水(DIW)的表面张力，如IPA、醇类、酮类(例如，二乙基酮)、醚类(例如，甲基醚或乙基醚)。可以用不活泼气体如氦气或氩气代替氮气。
使用气相氮气，将液相IPA供应到蒸发器114进行蒸发。在供应到喷嘴112之前，由加热器116加热蒸发的IPA。氮气可以在加热的同时供应到蒸发器114。阀117控制是否将干燥流体(IPA和N2的混合流体)供应到喷嘴112。在将干燥流体供应到喷嘴112之前，通过过滤器118过滤干燥流体的杂质。
在供应到喷嘴112之前，干燥流体可能在过滤器118固化。在IPA的供应量增大的情况下(例如，400ml/min或更大)，IPA可能在未完全蒸发的同时供应到喷嘴112。未完全蒸发的IPA可能在过滤器118固化。如果将固化的IPA供应到干燥槽111，那么其可能附着到基材131上而起到颗粒作用。加热器120用于加热过滤器118，以抑制IPA在过滤器118的固化。如下所述，加热器120是包围过滤器118的被称作护套式加热器的加热器。加热器120接收电力产生热。
图2是图1所示的基材处理设备100的一部分的放大立体图，图3是图2所示的加热器120的部分放大图。
参见图2和图3，加热器120可以是包围过滤器118的被称作护套式加热器或加热套的加热器。加热器120包括护套123和加热垫121。加热垫121与过滤器118的外表面118A接触。加热线122设在加热垫121上。加热线122由导热材料如镍或镍铬合金制成。在加热线122上施加电力以产生热。加热线122产生的热通过热导直接传递到过滤器118。护套123从加热垫121径向向外伸展，并包围加热垫121。护套123由柔性绝缘材料(例如，氧化硅纤维)制成，其具有相对较低的热导率，能够使加热垫121产生的热径向向内流向过滤器118。由于上述结构的原因，从加热垫121到过滤器118的热传递效率增强，并在圆周面128绝热以防止热损失。
加热器120包括沿加热器120的长度方向伸展的狭缝124。在过滤器118的表面118A上，形成狭缝124的边缘面125和126彼此接触，或彼此分开，以安装或取下加热器120。柔性带子127设在加热器120的圆周面128上，以使加热器120与过滤器118连接。带子127与设于加热器120的圆周面128上的紧固件129相固定，以防止边缘面125和126伸展以及防止加热器120与过滤器118分开。借助于粘合剂、Velcro(维可牢尼龙搭扣)等可以实现带子127与紧固件129的固定。
下面将详细说明前述基材处理设备的操作。
当关闭滑动门119时，打开盖子113，以打开干燥槽111顶部，并将基材131放入干燥槽111中(S100)。当将基材131放入干燥槽111中时，打开盖子113和打开滑动门119，使基材131下降到处理槽141(S110)。通过使基材支撑件130下降实现基材131的下降。当基材131下降到处理槽141中时，关闭滑动门119。
当将基材131放入处理槽141中时，通过喷嘴144将化学品供应到处理槽141中进行化学品处理(S120)。在将基材131放入处理槽141中之前，化学品可以供应到处理槽141。在进行化学品处理之后，排出化学品，并通过喷嘴144将去离子水(DIW)供应到处理槽141，以清洁基材131(S130)。可选择地，在排出化学品处理中所用化学品的同时，可以将DIW供应到处理槽141，因而可以逐渐稀释化学品，以清洁基材131。当在处理槽141中使用化学品和DIW处理基材131时，通过将干燥流体(例如，IPA或IPA和N2的混合气体)供应到干燥槽111中，可以在干燥槽111内建立于燥流体气氛(S140)。
当化学品处理结束时，打开滑动门119，使基材131上升到干燥槽111(S150)。在基材131上升的同时，可以将IPA或IPA和N2的混合气体供应到干燥槽111中。当基材111到达干燥槽111时，关闭滑动门119以密封干燥槽111。此时，通过打开阀151，可以排出供应到处理槽141中的IPA或IPA和N2的混合气体、化学品引起的烟雾或有害气体(S160)。干燥流体，即IPA以及IPA和N2的混合气体，通过喷嘴112向下流进干燥槽111中，对基材131进行第一次干燥处理(S170)。在进行第一次干燥处理之后，N2气体向下流进干燥槽111中，对基材131进行第二次干燥处理(S190)。
在IPA以及IPA和N2的混合气体供应到干燥槽111中进行第一次干燥处理的情况下，当IPA以及IPA和N2的混合气体通过过滤器118时，IPA可能在过滤器118固化。此外，在N2气体供应到干燥槽111中进行第二次干燥处理的情况下，在过滤器118中固化的IPA与加热的N2一起供应到干燥槽111中。供应到干燥槽111中的固化的IPA附着到基材131上而起到颗粒作用。然而，由于操作包围过滤器118的加热器120加热过滤器118(S180)，因此IPA在过滤器118的固化受到抑制。此外，由于加热器120加热过滤器118，因而除去在过滤器118残留的少量水。可以在任何时间加热过滤器118，例如，在第一次干燥处理之前或之后、在第二次干燥处理之前或在第一次干燥处理和第二次干燥处理之间。
当干燥处理结束时，打开阀153和阀154，排放供应到干燥槽111中的IPA以及IPA和N2的混合气体(S200)。打开盖子113以将基材131取出到外部(S210)。
如前面所解释的，在用于将干燥流体供应到干燥槽的注入嘴前端安装的过滤器带有加热器，以防止干燥流体在过滤器固化并除去基材上的少量残留水。因此，抑制了因供应固化的干燥流体到干燥槽所引起的颗粒生成，从而可以没有问题地处理基材。其结果是，生产性和产率增大。
尽管已经结合附图中所示的本发明实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。显然，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以做出各种替换、修改和变化。
Claims (14)
1.一种基材处理设备，其包括：
处理单元，包括处理槽和用于将处理溶液供应到所述处理槽的处理溶液供应装置；以及
干燥单元，包括干燥槽和用于将流体供应到所述干燥槽的流体供应装置，
所述流体供应装置包括用于在将所述流体供应到所述干燥槽之前过滤所述流体的过滤器和用于加热所述过滤器的第一加热器，
其中所述第一加热器包括包围所述过滤器的护套式加热器，所述护套式加热器包括：
与所述过滤器的表面接触并包括加热线的加热垫；以及
包围所述加热垫并由柔性绝缘材料制成的护套。
2.如权利要求1所述的基材处理设备，还包括：
用于在将所述流体供应到所述过滤器之前蒸发所述流体的蒸发器；以及
用于加热蒸发的流体的第二加热器。
3.一种基材处理设备，其包括：
处理槽；
安装在所述处理槽内部并用于将处理溶液注入所述处理槽的处理溶液注入嘴；
置于所述处理槽外侧上部并具有打开的顶部和底部的干燥槽，其中在所述打开的底部和所述处理槽之间设有滑动门，在所述打开的顶部上设有盖子；
用于支撑所述基材并在所述处理槽和所述干燥槽之间转移所述基材的基材支撑件；
置于所述干燥槽内部并用于将干燥所述基材用的气体注入所述干燥槽的气体注入嘴；
置于所述干燥槽外部并用于过滤所述气体的过滤器；以及
包围所述过滤器并用于加热所述过滤器的加热套，其中所述加热套包括：
与所述过滤器的表面接触并包括加热线的加热垫；以及
包围所述加热垫并由柔性绝缘材料制成的护套。
4.如权利要求3所述的基材处理设备，其中所述气体包括用于第一次干燥所述基材的不活泼气体及有机溶剂的混合气体和用于第二次干燥所述基材的不活泼气体。
5.如权利要求3所述的基材处理设备，其中所述处理溶液包括用于化学处理所述基材的第一处理溶液和用于漂洗经化学处理的基材的第二处理溶液。
6.如权利要求3所述的基材处理设备，还包括：
回收槽，置于所述处理槽外部，用于回收从所述处理槽溢出的被供应的处理溶液；以及
处理溶液回收装置，用于将回收的处理溶液再供应到所述处理槽。
7.一种使用权利要求1或权利要求3所述的基材处理设备的基材处理方法，其包括：
将基材放入干燥槽中；
将所述基材从所述干燥槽转移到处理槽；
将处理溶液供应到所述处理槽以处理所述基材；
将经处理的基材转移到所述干燥槽；
将流体供应到所述干燥槽以干燥所述基材，其中在将所述流体供应到所述干燥槽之前，使用所述护套式加热器或所述加热套加热所述流体以防止所述流体固化；以及
取出经干燥的基材。
8.如权利要求7所述的基材处理方法，其中将处理溶液供应到所述处理槽以处理所述基材包括：
将化学品供应到所述处理槽以化学处理所述基材；以及
将去离子水供应到所述处理槽以清洁经化学处理的基材。
9.如权利要求7所述的基材处理方法，还包括当将处理溶液供应到所述处理槽以处理所述基材时：
将所述流体供应到所述干燥槽以使所述干燥槽成为所述流体的气氛。
10.如权利要求7所述的基材处理方法，其中将流体供应到所述干燥槽以干燥所述基材包括：
将有机溶剂和不活泼气体的混合气体供应到所述干燥槽以干燥所述基材；以及
将不活泼气体供应到所述干燥槽以干燥所述基材。
11.如权利要求7所述的基材处理方法，其中将流体供应到所述干燥槽以干燥所述基材包括：
在将所述流体供应到所述干燥槽之前，将所述流体供应到蒸发器以蒸发所述流体；
通过过滤器过滤经蒸发的流体；以及
加热所述过滤器以防止经蒸发的流体固化。
12.一种使用权利要求1或权利要求3所述的基材处理设备的基材处理方法，其包括：
将基材放入干燥槽中；
通过过滤器过滤第一流体并将经过滤的第一流体供应到所述干燥槽以第一次干燥所述基材；
通过过滤器过滤第二流体并将经过滤的第二流体供应到所述干燥槽以第二次干燥所述基材；以及
使用所述护套式加热器或所述加热套加热所述过滤器以防止所述第一流体和第二流体中的至少一种在所述过滤器固化。
13.如权利要求12所述的基材处理方法，其中所述第一流体是有机溶剂和不活泼气体的混合气体，所述第二流体是不活泼气体。
14.如权利要求12所述的基材处理方法，其中就在第一次干燥所述基材之前或之后、或者就在第二次干燥所述基材之前、或者在第一次干燥所述基材和第二次干燥所述基材之间加热所述过滤器。
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