CN104756242A - 清洗室及具有清洗室的基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施方式，基板处理装置包括：处理室，在该处理室中进行对基板处理的过程；清洗室，该清洗室用于去除该基板上存留的污物；以及输送室，该输送室被构造为使得处理室和清洗室在一侧相连，并且该输送室包括位于处理室与清洗室之间的基板操作器，该基板操作器将完成了所述处理的基板输送至清洗室。清洗室包括：腔室，该腔室具有内部空间以及供基板进出该内部空间的通道；基板夹持装置，该基板夹持装置被布置在腔室内并且在该基板夹持装置上放置基板；气体供应口，该气体供应口以通道为基准被布置在一个侧表面上，以向内部空间供应气体；以及排放口，其该排放口被布置在与气体供应口相对的一侧，以排放在所述内部空间中的气体。

Description

清洗室及具有清洗室的基板处理装置
技术领域
在此公开的本发明涉及一种基板处理装置以及清洗室，尤其涉及一种用于去除基板上存留的污物的装置，该过程通过使用布置在输送室的一个侧面上的清洗室通过预定过程来处理。
背景技术
通常来说，在半导体装置制造过程中，例如沉积处理、光微影处理、蚀刻处理、离子喷射处理、研磨处理、清洁处理等等单元处理可在用作基板的硅基板上重复执行，以便形成具有所需电气特性的电路模式。在使用二氯硅烷(SiCl2H2)处理来沉积基板的情况下，化学反应可能会如下进行：
(SiH2Cl2+2N2O→SiO2+2N↑+2HCl)------反应方程式(1)
如反应式(1)中所示，在基板上形成二氧化硅(SiO2)层并在该基板上执行二氯硅烷(SiCl2H2:DCS)以及一氧化二氮(2N2O)的沉积处理。另一方面，当在基板表面上所吸收的HCl被输送至装备前端模块(EFEM)时，该HCl与该EFEM内的水汽反应而产生盐酸。因此，盐酸会腐蚀EFEM内的金属。尤其是，在单晶圆型处理逐一清洁该基板的情况中，相比于分批式处理，该处理可以迅速地执行。因此，从基板产生的腐蚀气体(例如HCl)的残留量增加，从而明显腐蚀周边部件和装置。
同样，如果基板(在该基板上执行沉积过程)的烟气进入容纳有多个基板的容纳容器中而未被去除，则该烟气会被输送至容纳容器内的其它基板，从而导致该基板遭到污染。
发明内容
技术问题
本发明提供一种用于将处理基板输送到清洗室中以便去除烟气的装置。
本发明还提供了一种去除处理基板所产生的烟气以避免周边设备遭到腐蚀的装置。
参照下列详细说明及附图，本发明的另一个目的将变得明显。
技术方案
本发明的实施方式提供了基板处理装置，所述基板处理装置包括：处理室，在所述处理室中执行用于处理基板的过程；清洗室，所述清洗室用于去除所述基板上存留的污物；以及输送室，所述输送室连接至所述处理室以及所述清洗室中的每个的侧表面，所述输送室包括基板操作器，该基板操作器在所述处理室与所述清洗室之间将进行了所述处理的所述基板输送至所述清洗室，其中所述清洗室包括：腔室，所述腔室具有内部空间，以及供所述基板进出所述内部空间的通道；基板夹持装置，在所述基板夹持装置上放置所述基板，所述基板夹持装置被布置在所述腔室内；气体供应口，所述气体供应口以所述通道为基准被布置在侧表面上，以便向所述内部空间供应气体；以及排放口，所述排放口被布置在与所述气体供应口相对的一侧，以便排放所述内部空间中的所述气体。
在一些实施方式中，所述清洗室可进一步包括被布置在所述腔室的侧壁上的至少一个扩散板，所述至少一个扩散板连接至所述气体供应口，以便使通过所述气体供应口供应的所述气体扩散。
在其他实施方式中，所述基板夹持装置可包括：一个或多个加载板，所述一个或多个加载板具有形状对应于所述基板形状的开口、限定在所述通道一个侧面内以与所述开口连通的开口部，以及座沟槽，所述座沟槽沿着所述开口的周边被限定，其中所述一个或多个加载板彼此垂直堆叠；以及夹持装置盖，所述夹持装置盖被布置为从所述加载板向上间隔开，所述夹持装置盖竖直地分割所述内部空间。
在又一个实施方式中，所述基板夹持装置可包括：上框架，所述上框架被布置在所述基板上方；下框架，所述下框架被布置在所述基板下方；以及至少一个支撑杆，所述支撑杆将所述上框架连接至所述下框架，所述至少一个支撑杆具有沿其长度方向限定的多个支撑槽，在所述多个支撑槽中容纳有所述基板的边缘。
在另一个实施方式中，所述清洗室可进一步包括布置在所述腔室的侧壁上的至少一个隔板，所述排放口连接至所述至少一个隔板，以便排出所述内部空间中的气体。
在又一个实施方式中，所述气体可具有与所述基板的进入方向垂直的流动方向。
在另一个实施方式中，所述气体可包括惰性气体。
在又一个实施方式中，所述清洗室可进一步包括其中供应有制冷剂的制冷剂通道。
在本发明的其它实施方式中，所述清洗室包括：腔室，所述腔室包括内部空间，以及供基板进出所述内部空间的通道；基板夹持装置，在所述基板夹持装置上放置该基板，所述基板夹持装置被布置在腔室中；气体供应口，所述气体供应口以所述通道为基准被布置在侧表面上，以便向所述内部空间供应气体；以及排放口，所述排放口被布置在与所述气体供应口相对的一侧，以用于排放所述内部空间中的气体，其中所述基板夹持装置包括：一个或多个加载板，所述一个或多个加载板具有形状与所述基板形状相对应的开口、限定在所述通道一个侧面中以与所述开口连通的开口部，以及沿着所述开口的周边限定的座沟槽，其中所述一个或多个加载板彼此垂直堆叠；以及夹持装置盖，所述夹持装置盖被布置为从所述加载板向上间隔开，所述夹持装置盖竖直地分割所述内部空间。
在又一个实施方式中，所述清洗室包括：腔室，所述腔室包括内部空间，以及供基板进出所述内部空间的通道；基板夹持装置，在所述基板夹持装置上放置所述基板，所述基板夹持装置被布置在腔室中；气体供应口，所述气体供应口以所述通道为基准被布置在侧表面上，以便向所述内部空间供应气体；以及排放口，所述排放口被布置在与所述气体供应口相对的一侧，以用于排放所述内部空间中的气体，其中所述基板夹持装置包括：上框架，该上框架被布置在所述基板上方；下框架，所述下框架被布置在所述基板下方；以及至少一个支撑杆，所述至少一个支撑杆将所述上框架连接至所述下框架，所述至少一个支撑杆具有沿其长度方向限定的多个支撑槽，在所述多个支撑槽中容纳有所述基板的边缘。
有益效果
根据本发明的这些实施方式，因经处理的基板被传输至单独的清洗室中以便去除该基板上存留的污物，因而能够防止周边装置被腐蚀。同样，尽管基板被暴露于大气中，不过其对人体是无害的。同样，因去除了已完成处理的基板的烟气，所以基板的缺陷因该烟气而被避免，并且产品的产量得以提高。
附图说明
图1是示出安装有清洗室的位置的示图；
图2是根据本发明的一个实施方式的清洗室的示意图；
图3是根据本发明的一个实施方式的基板夹持装置的示图；
图4是示出了在其中布置有图3中的基板夹持装置的清洗室内部的气流的示图；
图5是根据本发明的另一个实施方式的基板夹持装置的示图；以及
图6是示出了在其中布置有图5中的基板夹持装置的清洗室内部的气流的后视图。
具体实施方式
以下将参照图1至图4详细描述本发明的例示性实施方式。然而，本发明可被实施为不同的形式并且不应仅限于此处所述的实施方式。而是提供这些实施方式，从而使该公开更彻底和完整，并且将本发明的保护范围完整传达给本领域技术人员。在附图中，为了清晰起见而夸大了组件的形状。
图1是示出安装有清洗室的位置的示图。参照图1，其中执行有关基板的处理的基板加工设备包括处理室110，在该处理室中执行有关基板W的处理过程，并且包括装备前端模块(EFEM)200，基板W通过该装备前端模块被加载到处理室110中或从处理室110卸载。基板处理装置100包括清洗室1、多个处理室110、输送室170以及被布置在该输送室170内在处理室110与清洗室1之间输送基板W的基板操作器160。真空闸门阀(未显示)被布置在输送室170、清洗室1与处理室110之间。将该真空闸门阀开启或关闭以便将该基板W从输送室170输送至清洗室1或处理室110。
每一处理室110接收基板W以便执行半导体处理，例如蚀刻处理、清洁处理、灰化处理等等，进而处理基板W。从上方观看时，输送室170具有大致多边形的形状。另外，输送室170连接至清洗室1、每个处理室110以及加载互锁室150。基板操作器160可被布置在输送室170内部。该基板操作器可将基板W加载至清洗室1中以及每个处理室110中，或从清洗室1以及每个处理室110将基板W卸载。同样地，基板操作器160可在清洗室1、每一个处理室110与加载互锁室150之间输送基板W。
加载互锁室150位于输送室170与EFEM 200之间。加载互锁室150可包括加载室(未显示)，在该加载室中加载至加载清洗室1以及处理室110中的基板W被暂放，以及包括卸载室(未显示)，在该卸载室中从清洗室1以及处理室110加载的处理过的基板W被暂放。在此，可以将加载互锁室150的内部转换成真空或大气状态。然而，输送室170、清洗室1和处理室110都维持在真空状态。因此，加载互锁室150阻止外部的污物进入清洗室1、处理室110和输送室170中。
EFEM 200包括多个容纳容器210、多个加载口220、框架5以及第二输送单元230。容纳容器210可容纳多个基板W。在此，每个容纳容器210将尚未处理的基板W提供至基板处理装置100中，并且再次容纳由基板处理装置100处理过的基板W。容纳容器210位于加载口220上，并且加载口220被布置在框架5的前端侧面上，以便支撑容纳容器210。
框架5可位于加载口220与加载互锁室150之间，并且第二输送单元230可位于框架5内部。第二输送单元230在位于加载口220上的容纳容器210与输送室170之间输送基板W。第二输送单元230将基板W从容纳容器210中取出，并将基板W提供至输送室170中。同样地，第二输送单元230接收来自清洗室1以及处理室110的处理过的基板W，并将基板W输送给容纳容器210。
在使用二氯硅烷(DCS)过程来处理基板的情况下，化学反应可如下执行：
(SiH2Cl2+2N2O→SiO2+2N↑+2HCl)-----反应方程式(1)
如反应方程式(1)所示，在基板上形成二氧化硅(SiO2)层，然后在上面执行DCS处理。另一方面，当基板表面上所吸收的HCl被输送至EFEM 200时，HCl与EFEM200内的水汽反应，产生盐酸。如此，盐酸会腐蚀EFEM 200内的金属。尤其是，在单晶圆型处理逐一清洁基板W的情况下，相比于分批式处理，该处理能够迅速地执行。因此，由基板W产生的腐蚀气体(例如HCl)残留量增加，而明显腐蚀周边的组件和装置。
另外，在已经执行沉积处理的基板W的烟气进入容纳多个基板W的容纳容器210内而未被去除时，该烟气会被输送至容纳容器210内的其它基板W，导致基板W遭污染。为了解决上述限制，可在输送室170的侧边上设置清洗室1，以便去除会污染基板W的烟气以及腐蚀气体。下面将参照附图来描述清洗室1。
图2是根据本发明的一个实施方式的清洗室的示意图。如上所述，清洗室1连接至输送室170的侧边，并且在清洗室1内限定有通道(未显示)，基板W可穿过该通道通过开/关真空闸门阀来加载与卸载。在处理室110内处理过的基板W由基板操作器160输送至清洗室1中。该处理过的基板W上残留的腐蚀性烟气会腐蚀周边装置。该处理过的基板W可被立即输送至清洗室1中以去除腐蚀性烟气，从而避免周边装置遭到腐蚀，并且避免该烟气暴露在大气中。
参照图2，腔室10具有开放式上侧面，并且在该腔室10的上部上布置有腔室盖20，以便提供内部空间15。基板夹持装置30位于内部空间15内，并且基板W通过加载在基板夹持装置30上的通道进出。气体供应口40相对于加载和卸载基板W时所通过的通道被布置在侧表面上。气体供应口40包括气体供应孔45，并且气体供应孔45连接至气体供应管146，以便接收来自气体供应储存罐148的气体。阀门47被布置在气体供应管146中，以便控制气体供应量，并且穿过气体供应孔45将气体供应至内部空间15。该气体可以是包括氩(Ar)气的惰性气体。
清洗室1可具有制冷剂通道12，该制冷剂通道12在腔室10中被沿着腔室10的壁加以限定。制冷剂沿着制冷剂通道12流动，并且可将冷却水或冷却气体用作制冷剂。因此，可通过制冷剂通道12来供应制冷剂，以便将清洗室1的内部冷却。该制冷剂可通过连接至制冷剂供应罐(未显示)的制冷剂供应管被供应至制冷剂通道12中。制冷剂可沿着该制冷剂通道循环。在腔室10中循环后被加热的制冷剂可沿着制冷剂供应管被导入冷却器内，并此后被重新冷却。
在连接至气体供应口40的腔室10的侧壁上布置有多个扩散板。参照图2，第一至第三扩散板60、64和67可分别具有多个扩散孔61、65和68，以便通过气体供应孔45向内部空间15连续扩散和供应气体。该第一至第三扩散板60、64和67以一定距离布置，以便通过气体供应孔45向内部空间15均匀扩散和供应气体。
将通过气体供应口40供应的气体排出的排放口50位于气体供应口40的相对侧上。排放口50可连接至排气管46，以便利用连接至排气管46的排放泵48，强制地排放内部空间15内的气体。在排放口50上布置具有多个排气孔75的隔板70。保持内部空间15内的气流持续通过排气孔75，以便将气体排放到外部。气体供应口40和排放口50分别被布置在通道的两侧。也就是说，气体沿垂直于基板W的进入方向的方向流动。同样地，在该排放口50上可设置有多个隔板70。
如上所述，基板夹持装置30被布置在腔室10的内部空间15之内。处理过的基板W通过输送室170的基板操作器160被引导至清洗室1的内部空间15之内。已经引导至内部空间15的基板W被加载到基板夹持装置30上。当基板被加载之后，真空闸门阀(未显示)会封锁内部空间15。在该真空闸门阀关闭之后，气体通过气体供应孔45导入，并且此后将导入的气体与基板W上残留的烟气一起导入排放口50。
由于基板W上残留的腐蚀性烟气会腐蚀腔室10的内壁，因而布置盖子25来保护腔室10的内壁。盖子25可由石英或陶瓷材料制成。此外，支撑该基板W的基板夹持装置30可由石英或陶瓷材料制成。将参考下列附图对基板夹持装置30以及基板夹持装置30的安装效果加以描述。
图3是根据本发明的一个实施方式的基板夹持装置的示图。图4是示出了在其中布置有图3中基板夹持装置的清洗室内部的气流的示图。参照图3，加载板35具有形状与基板W的形状相对应的开口34。同样地，开口部32被限定在其中加载和卸载基板W的通道的侧面中，以便与开口34连通。在加载板35中沿开口34的周边限定出座沟槽36。已经导入内部空间15中的基板W接触该座沟槽36，并且由座沟槽36支撑。可提供一个或多个加载板35并且这些板可竖直地相互堆叠。例如：可提供三个加载板35以便容纳三个基板W。
夹持装置盖38连接至最上方加载板35的上部。参照图4，夹持装置盖38可竖直地分割内部空间15。通过扩散板60、64和67导入的大部分气体可被供应到基板W上，以便通过将经过夹持装置盖38的气流空间最小化来充分去除基板上残留的烟气。
尽管参照例示性的实施方式详细描述了本发明，然而本发明可被实施为不同的形式。因此，下述权利要求的技术构思和范围并不限于优选的实施方式。
实施方式
以下，将参照图5至图6来详细描述本发明的例示性实施方式。然而，本发明可被实施为不同的形式并且不应被设计为仅限于这里所述的实施方式。而提供这些实施方式，从而使该公开更彻底和完整，并且将本发明的保护范围完整传达给本领域技术人员。在附图中，为了清晰起见而夸大了组件的形状。
图5是根据本发明另一个实施方式的基板夹持装置的示图。图6是示出了在其中布置有图5中的基板夹持装置的清洗室内部的气流的后视图。参照图5，基板夹持装置30可具有包括上框架80以及下框架83的船形。上框架80位于基板W上方，并且下框架83位于基板W下方。上框架80和下框架83中的每个都具有与基板W形状相对应的圆形。
支撑杆85将上框架80连接至下框架83，并且具有多个支撑槽87。处理过的基板W被导入内部空间15中，并且位于限定在支撑杆85中的支撑槽87上。沿着支撑杆85的长度方向可限定多个支撑槽87，例如：可限定三个支撑槽87以便容纳三个基板W。
参照图6，清洗室1的内部空间15中可另外设置船形基板夹持装置30，以便将基板W与基板夹持装置30之间的接触面积最小化。因此，由于气体被供应至基板W的大部分区域上，因而可去除基板W上残留的大部分腐蚀性烟气。虽然并未被示出，不过因参照图3所描述的夹持装置盖38被布置在船形的基板夹持装置30上，所以夹持装置盖38可将内部空间15分割，以便将通过扩散板60、64和67导入的最大气体量供应至基板W上。
也就是说，因为清洗室1连接至输送室170的一侧以实时地从处理室110将处理过的基板W输送至清洗室1，从而去除该腐蚀性烟气，所以其他周围设备并不会接触基板W上残留的烟气。因此，可避免腐蚀周边组件和装置，改善生产率以及经济上的可行性。此外，因为使用根据本发明的实施方式的基板夹持装置30去除了基板的大部分烟气，所以可避免由于烟气而造成处理过的基板故障，并可改善产量。
虽然参照例示性的实施方式来详细描述本发明，但是本发明可被实施为不同的形式。因此，下述权利要求的技术构思和范围并不限于优选的实施方式。
工业应用性
本发明能够以不同的形式用于半导体加工装置和半导体加工方法。

Claims (10)

1.一种基板处理装置，该基板处理装置包括：
处理室，在所述处理室中进行对基板处理的过程；
清洗室，所述清洗室用于去除所述基板上存留的污物；以及
输送室，所述输送室连接至所述处理室和所述清洗室中的每个的侧表面，所述输送室包括基板操作器，所述基板操作器用于在所述处理室与所述清洗室之间将进行了所述处理的所述基板输送至所述清洗室，
其中所述清洗室包括：
腔室，所述腔室具有内部空间以及供所述基板进出所述内部空间的通道；
基板夹持装置，所述基板被放置在所述基板夹持装置上，所述基板夹持装置被布置在所述腔室内；
气体供应口，所述气体供应口以所述通道为基准被布置在侧表面上，以向所述内部空间供应气体；以及
排放口，所述排放口被布置在与所述气体供应口相对的一侧，以排放所述内部空间中的所述气体。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述清洗室还包括被布置在所述腔室的侧壁上的至少一个扩散板，所述扩散板连接至所述气体供应口，以使通过所述气体供应口供应的所述气体扩散。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，所述基板夹持装置包括：
一个或多个加载板，所述一个或多个加载板具有形状与所述基板的形状相对应的开口、被限定在所述通道的一侧以与所述开口连通的开口部、以及沿着所述开口的周边限定的座沟槽，其中所述一个或多个加载板竖直地彼此堆叠；以及
夹持装置盖，所述夹持装置盖被布置为从所述加载板向上间隔开，所述夹持装置盖竖直地分割所述内部空间。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中所述基板夹持装置包括：
上框架，所述上框架被布置在所述基板上方；
下框架，所述下框架被布置在所述基板下方；以及
至少一个支撑杆，所述至少一个支撑杆将所述上框架连接至所述下框架，所述至少一个支撑杆具有沿着其长度方向限定的多个支撑槽，在所述多个支撑槽中容纳所述基板的边缘。
5.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，所述清洗室还包括被布置在所述腔室的侧壁上的至少一个隔板，所述排放口连接至该至少一个隔板，以排出所述内部空间中的气体。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述气体具有与所述基板的进入方向垂直的流动方向。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述气体包括惰性气体。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述清洗室还包括制冷剂通道，从外部供应的制冷剂在所述制冷剂通道中循环。
9.一种清洗室，所述清洗室包括：
腔室，所述腔室包括内部空间以及供基板进出所述内部空间的通道；
基板夹持装置，所述基板被放置在所述基板夹持装置上，所述基板夹持装置被布置在所述腔室内；
气体供应口，所述气体供应口相对于所述通道被布置在侧表面上，以向所述内部空间供应气体；以及
排放口，所述排放口被布置在与所述气体供应口相对的一侧，以排放所述内部空间中的所述气体，
其中所述基板夹持装置包括：
一个或多个加载板，所述一个或多个加载板具有形状与所述基板的形状相对应的开口、被限定在所述通道的一侧以与所述开口连通的开口部、以及沿着所述开口的周边限定的座沟槽，其中所述一个或多个加载板竖直地彼此堆叠；以及
夹持装置盖，所述夹持装置盖被布置为从所述加载板向上间隔开，所述夹持装置盖竖直地分割所述内部空间。
10.一种清洗室，所述清洗室包括：
腔室，所述腔室包括内部空间以及供基板进出所述内部空间的通道；
基板夹持装置，所述基板被放置在所述基板夹持装置上，所述基板夹持装置被布置在所述腔室内；
气体供应口，所述气体供应口相对于所述通道被布置在侧表面上，以向所述内部空间供应气体；以及
排放口，所述排放口被布置在与所述气体供应口相对的一侧，以排放所述内部空间中的所述气体，
其中所述基板夹持装置包括：
上框架，所述上框架被布置在所述基板上方；
下框架，所述下框架被布置在所述基板下方；以及
至少一个支撑杆，所述至少一个支撑杆将所述上框架连接至所述下框架，所述至少一个支撑杆具有沿其长度方向限定的多个支撑槽，在所述多个支撑槽中容纳所述基板的边缘。
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