CN1316572C - 衬底处理系统和衬底处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种衬底处理系统，配置有通过对含氧气体放电而产生含臭氧气体的臭氧发生器，以及多个都能够在其中容纳衬底以通过供应的含臭氧气体处理衬底的处理容器。流量调节器控制供给臭氧发生器的含氧气体。控制器控制流量调节器，从而通过控制供给臭氧发生器的含氧气体的流速来控制来自臭氧发生器并供给一个或多个处理容器的含臭氧气体的流速。

Description

衬底处理系统和衬底处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理衬底的衬底处理系统和一种衬底处理方法，所述衬底可以是诸如半导体晶片或用于LCD(液晶显示器)的玻璃衬底等等。
背景技术
例如，包括在半导体器件制作工艺中、用于除去覆在半导体晶片(下文简称为“晶片”)表面上抗蚀膜的一种公知除抗蚀膜方法，是使置于处理容器(processing chamber)中的晶片暴露在由混合臭氧和蒸汽制备的混合处理流体中，从而通过氧化作用使抗蚀膜变为水溶性膜，然后用纯水冲掉该水溶性膜。进行这种去除抗蚀膜处理的常规处理系统配有多个处理容器，由单个臭氧发生器产生的臭氧通过臭氧供给管分送到那些处理容器中。臭氧发生器通过对由混合氧气和氮气而制备的含氧气体进行放电而产生臭氧。
通常的衬底处理系统通过支管将单一源产生的处理流体分送到多个处理容器，在这种系统中存在一种可能，即在某一个处理容器中加载或卸载晶片的操作会影响在其他处理容器中正在进行的处理的工艺条件。例如，在单一处理流体源通过支管向两个处理容器提供处理流体的衬底处理系统中，当晶片送入或运出一个处理容器时，供给另一个处理容器的处理流体的压力和流速将改变，由此降低了抗蚀膜溶解处理的均匀性。因此，诸如除去抗蚀膜步骤和蚀刻步骤等后续步骤的均匀性和可靠性效果进一步降低。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种衬底处理系统和衬底处理方法，即使处理系统配置成使用一个公共臭氧气体源向多个处理容器提供臭氧，也能够将具有稳定臭氧浓度的臭氧气体(含臭氧气体)以稳定流速供应到每个处理容器中。
为了实现该目的，本发明提供一种衬底处理系统，其包括：配有电极的臭氧发生器，它通过电极对供给臭氧发生器的含氧气体进行放电由此产生含臭氧气体；多个处理容器，每个处理容器都适于利用臭氧发生器产生的含臭氧气体处理置于其中的衬底；多个含臭氧气体供给支管，每个含臭氧气体供给支管都将臭氧发生器与每个处理容器相连；流量调节器，适于调节供给臭氧发生器的含氧气体的流速；以及控制器，用于确定处理容器中进行处理时对含臭氧气体的需求量，并用于控制流量调节器调节供给臭氧发生器的含氧气体的流速，从而使得从臭氧发生器排出而供给一个或多个处理容器的含臭氧气体的流速与含臭氧气体需求量相吻合。
本发明进一步提供一种衬底处理系统，其包括：配有电极的臭氧发生器，它通过电极对供给臭氧发生器的含氧气体进行放电而产生含臭氧气体；多个处理容器，每个处理容器都适于利用臭氧发生器产生的含臭氧气体处理在其中的衬底；多个含臭氧气体供给管，每个含臭氧气体供给管都将臭氧发生器与每个处理容器相连；多个排污管，与每个含臭氧气体供给管相连，适用于在含臭氧气体到达每个处理容器之前从每个臭氧供给管排出含臭氧气体；以及多个阀，每个阀都适用于将每个排污管与每个含臭氧气体供给管相通或断开。
本发明进一步提供一种衬底处理系统，其包括：多个第一气体通路；多个臭氧发生器，每个臭氧发生器都插入到一个第一气体通路中，每个臭氧发生器都配有电极，并通过电极从每个第一气体通路上游侧供给到每个臭氧发生器的含氧气体进行放电从而产生含臭氧气体，进而向每个第一气体通路下游侧排出含臭氧气体；与第一气体通路相连的第二气体通路；多个处理容器，每个处理容器都适于利用臭氧发生器产生的含臭氧气体处理置于其中的衬底；多个第三气体通路，从第二气体通路分出并分别与处理容器相连，从而将含臭氧气体供给处理容器；以及控制器，用于确定在处理容器中进行处理操作时对含臭氧气体的需求量，并用于控制至少一个臭氧发生器的工作状态，使其处于所述至少一个臭氧发生器发出臭氧气体的第一状态与所述至少一个臭氧发生器停止发出臭氧气体的第二状态之间，进而使得来自这些臭氧发生器并朝向第一气体通路下游侧排出气体的流速之和满足臭氧气体需求量。
根据本发明的另一方面，提供一种衬底处理方法，该方法包括步骤：提供一种处理系统，包括配有电极的臭氧发生器，以及多个处理容器，每个处理容器都适用于利用臭氧发生器产生的含臭氧气体处理在其中的衬底；确定在处理容器中进行处理时对含臭氧气体的需求量；将含氧气体以一定流速供给臭氧发生器，这一流速使臭氧发生器能以满足含臭氧气体需求量的流速排出含臭氧气体；在臭氧发生器电极上施加电压以产生放电，由此通过对供给臭氧发生器的含氧气体进行放电而产生含臭氧气体；将臭氧发生器如此产生并从中排出的含臭氧气体供给一个或多个处理容器，从而利用含臭氧气体对放置在每个处理容器中的衬底进行处理：以及在含臭氧气体需求量发生改变的情况下，改变供给臭氧发生器的含氧气体的流速。
本发明进一步提供一种衬底处理方法，包括步骤：提供一种处理系统，包括配有电极的臭氧发生器，以及多个处理容器，每个处理容器都适用于利用臭氧发生器提供的含臭氧气体处理置于其中的衬底；确定是否每个处理容器需要含臭氧气体；将含氧气体供给臭氧发生器；再臭氧发生器电极上施加电压以产生放电，由此通过对供给臭氧发生器的含氧气体进行放电而产生含臭氧气体；将臭氧发生器如此产生的含臭氧气体供给到需要含臭氧气体的一个或多个处理容器中，从而利用含臭氧气体对放置在每个处理容器中的衬底进行处理；以及排出由臭氧发生器产生的部分含臭氧气体，而不将这部分气体供给任何一个处理容器。
本发明进一步提供一种衬底处理方法，包括步骤：提供一种处理系统，包括多个配有电极的臭氧发生器，以及多个处理容器，每个处理容器都适用于利用臭氧发生器提供的含臭氧气体处理置于其中的衬底；确定在处理容器中进行处理时对含臭氧气体的需求量；根据含臭氧气体需求量来确定将要操作的产生含臭氧气体的臭氧发生器的数量；将含氧气体供给到启动的一个或多个臭氧发生器中；在将要操作的一个或多个臭氧发生器电极上施加电压以产生放电，由此通过对供给一个或多个臭氧发生器的含氧气体进行放电而产生含臭氧气体；将一个或多个臭氧发生器如此产生的含臭氧气体供给到一个或多个处理容器中，从而利用含臭氧气体对放置在每个处理容器中的衬底进行处理；以及在含臭氧气体需求量增加或减少的情况下，改变将要操作的臭氧发生器数量。
附图说明
图1是根据本发明的衬底处理系统的平面示意图；
图2是图1所示衬底处理系统的示意性侧视图；
图3是图1所示衬底处理系统中管道系统的管道布置图；
图4是图1所示衬底处理系统中处理容器的纵剖视图；
图5是涉及臭氧供给的管道系统的详细管道布置图，是从图3所示处理系统的整个管道系统中选取出来；
图5A示意性地表示出图5所示臭氧发生器的结构；
图6是涉及图3所示捕雾器的管道系统的管道布置图；
图7是图6所示捕雾器的横断面视图；
图8是根据图5所示系统进行修改的管道系统的管道布置图，其配有附加的臭氧发生器和附加的处理容器；
图9是根据图5所示系统进行修改的管道系统的管道布置图，其配有排污管道，以及
图10是根据图5所示系统进行修改的管道系统的管道布置图，其配有二氧化碳气体供给装置。
具体实施方式
图1和2表示了根据本发明用于进行抗蚀膜溶解过程和去除抗蚀膜过程的衬底处理系统1。该衬底处理系统1包括衬底处理区2和晶片传送区3，其中衬底处理区2用于通过清洁过程和抗蚀膜溶解过程来处理晶片W(即衬底)，晶片传送区3用于将晶片W运送到衬底处理区2，反之亦然。
晶片传送区3包括入/出口4，其配有用于支撑晶片支架C的工作台6，每一个晶片支架都能在其中容纳例如25个盘形(disk-shaped)的晶片W，晶片传送区3还包括配有晶片输送器7的晶片承载区5，晶片输送器将晶片W从置于工作台6上的晶片支架C传送到衬底处理区2，反之亦然。
晶片支架C的一侧配有一开口，用盖将其盖住。打开晶片支架C的盖可从晶片支架C上取出晶片W，和将晶片W放入晶片支架C。隔板支撑在晶片支架C各个侧壁的内表面上，从而以预定间隔支撑晶片W。这些隔板限定出例如25个用于容纳晶片W的插槽。晶片W以主表面(其上形成半导体装置)朝上的方式插入每个槽。
例如，三个晶片支架C可沿水平面内的Y轴排列在入/出口4的工作台6之上的预定位置。晶片支架C以其配有盖的那侧面向隔墙8的方式放置于工作台6之上，隔墙将入/出口4和晶片承载区5分开。窗9在隔墙上形成，其位置对应于晶片支架C放置于工作台6上的位置。窗板(shutter)(未示出)安装于晶片承载区5对应于窗9的那侧，窗板由窗板操作机构10控制以打开和关闭窗9。
每个窗板操作机构10也能打开和关闭晶片支架C的盖。窗板操作机构同时打开和关闭盖住窗9的窗板和晶片支架C的盖。窗9和晶片支架C的开口侧打开之后，置于晶片承载区5的晶片输送器7能够进入晶片支架C运送晶片W。
置于晶片承载区5内的晶片输送器7可沿Y轴水平移动，沿Z轴垂直移动，并可沿水平面，即XY平面内的θ方向转动。晶片输送器7有晶片传送臂11，能够保持和承载晶片W。晶片传送臂11可沿X轴水平移动。这样，晶片传送装置7能够进入置于工作台6上的晶片支架C中不同水平位置处的每一个插槽中，并且能够进入两个垂直布置的晶片输送单元16和17中的任一个。因此，晶片输送器7能够将晶片从入/出口4传送到衬底处理区2，反之亦然。
衬底处理区2包括晶片主输送器18，在输送之前暂时保持晶片W的晶片输送单元16和17，四个衬底清洁单元12，13，14和15，以及衬底处理单元23a至23f，这些处理单元使晶片W经过抗蚀膜溶解过程，使抗蚀膜变为水溶性状态。
衬底处理区2配有包含臭氧发生器42的臭氧生产单元24，以及存储着将要供给到衬底清洁单元12，13，14和15的处理液的化学液体储存单元25。由臭氧生产单元24生产的含臭氧气体被供应到衬底处理单元23a至23f。
风扇过滤单元(FFU)26安装于衬底处理区2的顶壁，用以向那些单元和晶片主输送器18提供洁净的空气。通过FFU26向下吹入的部分洁净空气通过晶片输送单元16和17，并遍布晶片输送单元16和17的空间而进入晶片承载区5。这样，防止了例如微粒的杂质从晶片承载区5迁移到衬底处理区2，从而保持了衬底处理区2内部的清洁。
每个晶片输送单元16和17(即，晶片中转单元16、17)都能够暂时保持从晶片输送器7接收的晶片W，和将要输送到晶片输送器7的晶片。晶片输送单元16和17垂直堆叠。上部晶片输送单元16可用于将晶片W从衬底处理区2传送到入/出口4，下部晶片输送单元17可用于将晶片W从入/出口4传送到衬底处理区2。
晶片主输送器18有一基座，其可沿平行于X轴和Z轴的方向移动，并且可沿XY平面内的θ方向转动。晶片主输送器18具有安装于其基座上并可保持晶片W的承载臂18a。当晶片输送器18的基座位于图1所示的角位置时，承载臂18a可沿平行于Y轴的方向移动。这样，晶片主输送器18能够进入晶片输送单元16和17，衬底清洁单元12至15，以及衬底处理单元23a至23f。
衬底清洁单元12，13，14和15执行清洁和干燥处理过程，从而清洁和干燥经衬底处理单元23a至23f的抗蚀膜溶解过程处理过的晶片W。两个晶片清洁单元12和13堆叠在一起，另两个晶片清洁单元14和15堆叠在一起。晶片清洁单元12至15结构基本相似，只是两个晶片清洁单元12，13以及另两个晶片清洁单元14，15关于壁27对称，壁27将两个晶片清洁单元12，13以及另两个晶片清洁单元14，15隔开，如图1所示。
衬底处理单元23a至23f执行抗蚀膜溶解处理过程，用于使晶片W表面上形成的抗蚀膜变成水溶性的。如图2所示，衬底处理单元23a至23f堆叠成两堆；衬底处理单元23e，23c和23a依次堆叠起来成为左堆，衬底处理单元23f，23d和23b依次堆叠起来成为右堆。衬底处理单元23a至23f的结构实际上相类似，只是衬底处理单元23a和23b，衬底处理单元23c和23d，以及衬底处理单元23e和23f分别关于壁28对称，壁28将右堆和左堆隔开，如图1所示。用于衬底处理单元23a和23b的管道系统，用于衬底处理单元23c和23d的管道系统，以及用于衬底处理单元23e和23f的管道系统相类似。衬底处理单元23a和23b，以及用于衬底处理单元23a和23b的管道系统将以实例的方式加以说明。
图3示出用于衬底处理单元23a和23b的管道系统。衬底处理单元23a和23b分别配有处理器皿(即处理容器)30A和30B。每个处理容器30A和30B用于在其中保持晶片W。处理容器30A和30B分别通过供汽管38a和38b(以下称为“主供给管38a和38b”)与蒸汽发生器40相连。
臭氧发生器42和氮气源43通过供给选择器41a与主供给管38a相连，并通过供给选择器41b与主供给管38b相连。臭氧发生器42包含在臭氧生产单元24中。供给选择器41a和41b分别包括流量调节阀50a和50b，流量调节阀52a和52b，截止阀54a和54b。
流量调节阀50a(50b)能够将相应的处理容器30A(30B)与蒸汽发生器40连通和断开，也能够调节从蒸汽发生器40向相应处理容器30A(30B)供给晶片蒸汽(wafer vapor)(蒸汽)的流速。
流量调节阀52a(52b)能够将相应的处理容器30A(30B)与臭氧发生器42连通和断开，也能够调节从臭氧发生器42向对应处理容器30A(30B)供给含臭氧气体的流速。
截止阀54a(54b)能够将处理容器30A(30B)与氮气源43连通和断开。
与臭氧发生器42相连的是含臭氧气体供给主管60，其分为两个含臭氧气体供给支管61a和61b。支管61a和61b分别通过流量调节阀52a和52b与主供给管38a和38b相连。这样，主供给管60，支管61a，61b以及主供给管38a，38b构成含臭氧气体供应管道，该管道将臭氧发生器42产生的含臭氧气体分别运送到处理容器30A，30B。过滤器64和臭氧浓度测量装置65从臭氧发生器42那侧起依次放置于含臭氧气体供给主管60中，其中，臭氧浓度测量装置65用于测量由臭氧发生器42产生的含臭氧气体的臭氧浓度。流量计66a和66b以及流量调节阀52a和52b分别从臭氧发生器42那侧起依次放置于含臭氧气体供给支管61a和61b中。流量计66a和66b测量分别供给处理容器30A和30B的含臭氧气体的流速。
当流量调节阀52a和52b打开时，预先调整的流量调节阀52a和52b各自的流量调节特性，使得由流量计66a和66b测得的流速相等。在流量调节阀52a和52b均打开情况下，经含臭氧气体供给主管60输送的含臭氧气体等分到含臭氧气体供给支管61a和61b，即以相同的流速流入处理容器30A和30B。假定含臭氧气体以大约8升/分钟供应到含臭氧气体供给主管60，那么含臭氧气体以大约4升/分钟流过每根含臭氧气体供给支管61a和61b。
与氮气源43相连的是氮气供给管53，分为两个氮气供给支管53a和53b。支管53a和53b分别从氮气源43那侧开始依次通过流动选择阀68，68，至供给选择器41a和41b的截止阀54a和54b，与主供给管38a和38b相连。每个流动选择阀68具有高流动性位置和低流动性位置。
流量调节阀50a和50b可调节为，使蒸汽发生器40产生的蒸汽通过主供给管38a和38b以等流速供应到处理容器30A和30B中。如果流动选择阀68的位置(高流动性位立置或低流动性位置)相同，那么氮气可从氮气源43通过氮气供给支管53a和53b以及主供给管38a和38b以等流速供应到处理容器30A和30B。
处理容器30A和30B上连接着排出管70a和70b的部分，分别与处理容器30A和30B上连接着主供给管38a和38b的部分径向相对。排出管70a和70b接合到与捕雾器71相连的排出管70c。作为处理容器30A和30B的压力调节器的排放选择器72分别配备在排出管70a和70b中。
每个排出管70a和70b分别分为三个支管76，77和85。支管76配有第一转换阀81。支管77配有第二转换阀82。支管85配有第三转换阀86。第一转换阀81中具有限流器，当其打开时允许流体以相对低的流速流过。第二转换阀82打开时允许流体以相对高的流速流过。通常，第三转换阀86关闭。第三转换阀86在紧急状态下打开，如在处理容器30A(30B)的内部压力变得过大的情况。支管76，77和85的下游端连成一体再成为单一的排出管70a(70b)。每个排放选择器72包括支管76和77，以及第一和第二转换阀81和82。
捕雾器71将处理容器30A和30B排出的处理流体冷却，将排出的处理流体中所含的液体与含臭氧气体分开，并将流体经排水管90排出。排出管91将排出的处理流体中提取的含臭氧气体输送到臭氧消除器(ozone killer)92。臭氧消除器92通过热分解将含臭氧气体中所含的臭氧分解为氧气，冷却氧气并通过排出管94排出冷却的氧气。
如上所述，流量调节阀50a和50b分别调节供给处理容器30A和30B的蒸汽的流速。流量调节阀52a和25b分别调节供给处理容器30A和30B的含氧气体的流速。通过选择性地打开第一或第二转换阀81，82，排放选择器72分别调节来自处理容器30A和30B的流体的排出速度，从而控制处理容器30A和30B中的蒸汽、含臭氧气体或包括蒸汽和含臭氧气体的处理流体的压力。
检漏器95分别与处理容器30A和30B相连以监控来自处理容器30A和30B的处理流体的泄漏。
处理容器30A和30B结构相同，因此仅仅将处理容器30A作为例子进行描述。参考图4，处理容器30A具有，作为主要部件且用于在其中保持晶片W的容器体(vessel body)100和盖101，盖用于将晶片W从晶片主输送器18传送到容器体100，反之亦然。当盖101接收来自主晶片输送器18的晶片W时，包括缸执行机构(未示出)的盖提升机构(未示出)把盖101和容器体100分开，当晶片W在处理容器30A中进行处理时，盖提升机构将盖101紧密连接到容器体100。封闭的处理空间S1通过将容器体100和盖101紧密连接在一起而形成。
容器体100有盘形的基座100a，以及从基座100a周围隆起的周壁100b。基座100a内部配有加热器105。直径小于晶片W的圆台(circular land)110形成在基座100a的上表面。圆台110上表面的高度低于周壁100b上表面的高度。环形槽100c在周壁100b和圆台110之间形成。
四个用于支撑置于容器体100内的晶片W的支撑元件111布置于圆台110外缘部分的四个位置处。四个支撑元件111将置于其上的晶片W稳定地支撑在适当位置。支撑元件111定位支撑的晶片W的下表面与圆台110上表面之间形成约1毫米的间隙G。支撑元件111由树脂，如PTFE树脂形成。
两个同心圆槽在周壁100b的上表面形成。两个O环115a和115b装配在圆槽中以密封周壁100b上表面与盖101下表面之间的间隙，从而当容器体100和盖101连接到一起时可以封闭处理空间S1。
供给口120形成在周壁100b上。处理流体通过供给口120供应到处理容器30A中。排出口121形成在周壁110b上，其位置与供给口120的位置径向相对。主供给管38a和排出管70a分别与供给口120和排出口121相连。
供给口120和排出口121分别通向环形槽100c的上部和下部。口120和121的布置使处理流体流畅地通过供给口120供应到处理空间S1中，从而使得处理流体不可能停滞，并且也防止了处理流体从处理容器30A排出时仍滞留在处理容器30A中。
实际上，供给口120通向两个相邻的支撑元件111之间的空间，排出口121通向另两个相邻的支撑元件111之间的空间，从而使得处理流体流畅地供应到处理容器30A，和从处理容器30A中流出，而不会被支撑元件阻塞。然而在图4中，为了简化附图，支撑元件111以其与供给口和排出口120和121径向对准的方式示出。
盖101具有其内配置有加热器125的盖体101a，以及一对保持元件112，保持元件从盖101下表面直径方向相对的部分向下伸出。每个保持元件112有基本上L形的截面，顶部沿径向向内弯曲，晶片W置于其上。当盖提升机构朝容器体100放下盖101时，保持晶片W的保持元件112进入环形槽100c中，以将晶片W放置于容器体100的支撑元件111上。
蒸汽发生器40有一水箱(未示出)，来自纯水(DIW)源141的纯水供应到水箱中。蒸汽发生器40通过用加热器加热水箱内的纯水来产生蒸汽，或水蒸汽。水箱的内部空间保持在大约120o的温度和加压状态下。参考图3，主供给管38a和38b上在蒸汽发生器40和供给选择器41a和41b之间延伸的部分用管状温度调节器136覆盖。调节器136调节从蒸汽发生器40流到供给选择器41a和41b的蒸汽的温度。
流量调节阀V2置于纯水供给管140内，管140将纯水从纯水源141输送到蒸汽发生器40。支管142从连接到氮气源43的氮气供给支管53b处分出来，连接到纯水供给管140上位于流量调节阀V2和蒸汽发生器40之间的部分。支管142中配有流量调节阀V3。流量调节阀V2和V3不仅能够调节分别流过管140和142的流体的流速，而且能够分别开通和关断管140和142。
排水管145与蒸汽发生器40未示出的水箱相连，以从中排出纯水。排水管145配有排水阀DV，DV与支管142中的流量调节阀V3互锁。排水管145的下游端与捕雾器148相连。卸压管150与蒸汽发生器40未示出的水箱相连，从中排出蒸汽以防止蒸汽发生器40的水箱内部压力增大而超过规定的极限。卸压管150也用于控制供给处理容器30A和30B的蒸汽的流速，如下文所述。卸压管150的下游端与排水管145上位于排水阀DV下游侧的部分相连。卸压管150配有流量调节阀V4和截止阀V5。支管153与卸压管150相连。支管153的一端与卸压管150上位于流量调节阀V4上游侧的部分相连，支管153的另一端与卸压管150上位于截止阀V5下游侧的部分相连。支管配有卸压阀RV1。捕雾器148冷却通过排水管145排出的纯水和通过卸压管150排出的蒸汽，并通过排水管154排出冷却的纯水和冷凝的蒸汽。
向蒸汽发生器40的加热器提供固定的电力，从而使蒸汽发生器40蒸汽产生率保持恒定。如上所述，预先调整流量调节阀50a和50b的流量调节特性，使得蒸汽发生器40产生的蒸汽以等流速分别供应到处理容器30A和30B。
现在，假定蒸汽发生器每单位时间产生5个单位的蒸汽。
如果蒸汽需要同时供给处理容器30A和30B，那么每单位时间向处理容器30A提供两个单位的蒸汽，每单位时间向处理容器30B提供两个单位的蒸汽，以及每单位时间通过卸压管150从蒸汽发生器40排出一个单位的蒸汽。在这种情况下，对流量调节阀V4进行调节使得每单位时间有一个单位的蒸汽流过卸压管150，并且此时流量调节阀50a和50b以及卸压管150的截止阀V5打开。
如果蒸汽仅仅需要供给处理容器30A或处理容器30B，诸如晶片W向处理容器30A(或30B)中运送，与此同时在处理容器30B(或30A)中正利用蒸汽和含臭氧气体进行抗蚀膜溶解过程，这种情况下，每单位时间由蒸汽发生器40产生的五个单位的蒸汽中仅有两个单位供给处理容器30B(或30A)，并且每单位时间有三个单位的蒸汽通过卸压管150排出。因此，对流量调节阀V4进行调节，使得当蒸汽只需要供给处理容器30B(或30A)时，每单位时间五个单位中有三个单位的蒸汽通过卸压管150排出，此时流量调节阀50a(或50b)关闭，截止阀V5打开。
当处理容器30A或处理容器30B均不需要蒸汽时，关闭流量调节阀50a和50b、同时打开截止阀V5和流量调节阀V4，使蒸汽发生器40产生的所有蒸汽经卸压管150排出。
为了有效地执行上述操作，每个流量调节阀50a和50b中配有可变的并能预先调节的节流阀，以及只能够选定完全打开位置和关闭位置的关断阀。将流量调节阀50a和50b的可变节流阀预先调整为打开状态，使得由蒸汽发生器40产生的蒸汽均匀分配到主供给管38a和38b，以及处理容器30A和30B中，这时，流量调节阀50a和50b中的关断阀均打开。
调节含臭氧气体的流量调节阀52a和52b的结构与流量调节阀50a和50b的结构相同。因此，每个流量调节阀52a和52b也包括可变节流阀和关断阀。
通过卸压管150从蒸汽发生器40排出的蒸汽，经排水管145被输送到捕雾器148。卸压阀RV1在水箱130的内部压力增高至超过规定极限时打开，用以通过卸压管150，支管153，卸压管150和排水管145从水箱130排出蒸汽。
供给处理容器30A和30B的蒸汽的流速，可通过以合适的排出速率排出由蒸汽发生器40产生的蒸汽来进行调节，合适的排出速率由流量调节阀V4调节得到。即使处理容器进行处理的蒸汽需求量改变(换句话说，同时需要蒸汽的处理容器的数量改变)，预先调整的流量调节阀50a和50b的流量调节特性(可变节流阀打开)也不需要改变，只有流量调节阀50a和/或流量调节阀50b的关断阀需要打开和/或关闭。上述利用流量调节阀V4对流入处理容器30A和30B的蒸汽的流速进行调节的方法，比控制流量调节阀50a和50b打开的流量调节方法或控制加热器的输出从而控制蒸汽发生器40的蒸汽产生率的流量调节方法更容易。因此，供给处理容器30A和30B的蒸汽的流速可根据处理容器30A和30B中进行的处理而得以精确调整，这增强了抗蚀膜溶解过程的效果均匀性和可靠性。
图5示出与臭氧供给有关的管道系统的管道布置图，是为了详细说明而从图3所示处理系统的整个管道系统中选取的。氧气源181通过氧气供给管180与臭氧发生器42相连。氮气供给管182的一端与氮气源183相连，另一端与氧气供给管180相连。截止阀185和质量流量控制器(mass flow controller)188从氧气源181那侧开始依次排列在氧气供给管180内，质量流量控制器188即一种流量调节装置，用于调节供给臭氧发生器42的氧气的流量。氮气供给管182与氧气供给管180中位于质量流量控制器188下游侧的部分相连。截止阀190和质量流量控制器191从氮气源183那侧开始依次排列在氮气供给管182内，质量流量控制器191即一种流量调节装置，用于调节供给臭氧发生器42的氮气的流量。氧气源181提供的氧气和氮气源183提供的氮气分别以质量流量控制器188和191调节后的流速流动。然后，氧气和氮气混合生成含氧气体。氧气供给管180将含氧气体送入臭氧发生器42中。
参考图5A，臭氧发生器42包括放电电极42a，42b，含氧气体从两电极之间通过。放电电极42a和42b中至少一个覆有绝缘材料，未示出。交流电源42c，典型为高频电源，在放电电极42a和42b上施加电压从而在放电电极42a和42b之间产生电晕放电，即，放电。穿过放电电极42a和42b之间的含氧气体经历电晕放电，由此包含在含氧气体内的部分氧分子电离从而转变为臭氧。这样，产生的臭氧和其他气体(诸如氮气和未反应的氧气)，如含臭氧气体，一起从臭氧发生器42排出。交流电源42c包括功率调节器，该功率调节器能够改变施加于放电电极42a和42b上的电压，从而控制含臭氧气体的臭氧浓度。再次参考图5，从臭氧发生器42排出的含臭氧气体能通过含臭氧气体供给管60和含臭氧气体供给支管61a和61b，分别供应到处理容器30A和30B。
单元控制CPU200分析由衬底处理单元23a和23b执行处理的信息，且能够检测流量调节阀52a和52b各自的状态，即，每个流量调节阀52a和52b是否打开。单元控制CPU200将信息发送到CPU201，CPU201即为一种用于控制质量流量控制器188和191以及臭氧发生器42的控制器，所述信息包括由衬底处理单元23a和23b进行的处理的信息，以及上述有关流量调节阀52a和52b各自状态的信息。
CPU201根据单元控制CPU200给出的有关流量调节阀52a和52b各自状态的信息确定供应给处理容器30A和30B的含臭氧气体的流速之和。换言之，CPU201确定将要在材料容器30A和30B内进行材料的含臭氧气体的需要量。CPU201控制质量流量控制器188和191以便将氧气和氮气以供应速率(流速)供给臭氧发生器42，该速率使得臭氧发生器42以排出速率(流速)排出含臭氧气体，该排出速率与将要供应到处理容器30A和30B的含臭氧气体的所述流速之和一致或重合。CPU201控制质量流量控制器188和191，使得供应到臭氧发生器42的含氧气体的氮氧比保持大致恒定，而不考虑供应到臭氧发生器42的含氧气体的流速。
如果处理容器30A和30B中只有一个需要含臭氧气体，那么臭氧发生器42以例如大约4升/分钟的速度产生含臭氧气体。
当处理容器30A和30B均需要含臭氧气体时，臭氧发生器42以例如大约8升/分钟的速度产生含臭氧气体。在这种情况下，由于流量调节阀52a和52b的流量调节特性已预先调整，那么含臭氧气体以等流速，如大约4升/分钟的速度分别供给处理容器30A和30B。
在上述说明中，CPU201根据流量调节阀52a和52b的状态确定含臭氧气体的需求量。另外，CPU201可以根据处理方法确定含臭氧气体的需求量，所述处理方法确定由处理单元执行并预置于系统控制器(未示出)中的处理过程时序，所述系统控制器用于控制CPU200和CPU201。
CPU201能够检测臭氧浓度测量装置165测得的臭氧浓度，并能够控制臭氧发生器42的放电电压，换句话说，是施加于电极42a和42b上的电压。测得的臭氧浓度用作臭氧发生器42放电电压反馈控制的控制信号。这样，含臭氧气体的臭氧浓度在反馈控制模式下进行控制。因此，即使流入臭氧发生器42的含氧气体流速，含氧气体的氧一氮比，或臭氧发生器42内的压力发生变化，也可以通过适当地调整放电电压而产生具有稳定臭氧浓度的含臭氧气体。
具有稳定臭氧浓度和理想压强的含臭氧气体可通过CPU201的控制操作以理想流速供给处理容器30A和30B。因此，仅仅向处理容器30A和30B之一供应含臭氧气体而处理的晶片W，和同时向处理容器30A和30B供应含臭氧气体而处理得到的晶片，都能够进行相同工艺条件的抗蚀膜溶解过程。
在示出的实施方式中，处理系统有两个独立的CPU200和201，然而，这些CPU可以合并成为单一的处理部件。
参考图6和图7，捕雾器71具有冷却单元210和水箱211，冷却单元210用于冷却从处理容器30A和30B排出的排出流体，并容纳蒸汽和含臭氧气体，水箱211用于储存通过冷却单元210冷却的排出流体而产生的液化含臭氧水。
冷却单元210具有冷却盘管，由套管215卷绕例如六圈而形成，其中套管215包括内部管213和环绕内部管213的外部管214。冷却水通过内部管213和外部管214之间的环形空间以冷却流过内部管213的排出流体。从卷绕的套管215顶端伸出的内部管213的上端部与排出管70c相连。冷却水排出管221与套管215中外部管214的上端相连，在这一位置内部管213的上端部从套管215伸出。冷却水向上流过环形空间，并经冷却水排出管221排出。从卷绕的套管215下端伸出的内部管213的下端部贯穿水箱11顶壁进入水箱211中。冷却水供给管222与外部管214的下端相连，在这一位置内部管下端部从套管215伸出。冷却水通过冷却水供给管222供应到内部管213和外部管214之间的环形空间中。
冷却水排出管221和冷却水供给管222分别与冷却水回收装置232和冷却水供给装置231相连，如图6所示。冷却水流过内部管213和外部管214之间的环形空间。冷却水供给装置231和冷却水回收装置232与冷却装置93相连，以使冷却水通过冷却单元93循环。
包括含臭氧气体，蒸汽和氮气，并通过排出管70c排出的处理流体，流过内部管213，并由流过内部管和外部管213和214之间的环形空间的冷却水进行冷却。因此，包含在排出的处理流体内的蒸汽冷凝成水。这样，排出的处理流体还原成水和包含氧气，氮气和臭氧的含臭氧气体。实际上，排出的处理流体经冷却还原成含臭氧水和含臭氧气体，这是因为部分臭氧溶于由蒸汽转变得到的纯水中。
内部管213和排出管91的下端部贯穿水箱211的顶壁进入水箱211中。排水管90和供气口230贯穿水箱211的底壁。气体源232与供气口230相连。与水箱211相连的液面指示器233显示水箱211中的液面高度。排出管91向上延伸穿过套管215的盘管所围住的空间，从冷却单元210向上伸出，并与臭氧消除器92相连。
内部管213将含臭氧水和含臭氧气体输送到水箱211中。充满水箱211上部空间的含臭氧气体通过排出管91从水箱211排出到臭氧消除器92中。气体，诸如空气，通过供气口230引入储存在水箱211下部空间的含臭氧水中，从而通过起泡而将臭氧从含臭氧水中除去。起泡能将含臭氧水的臭氧浓度从约15ppm减至某一值，该值不高于5ppm的排出物标准臭氧浓度(effluent standard ozoneconcentration)。这样，将含臭氧水的臭氧浓度降为排出物标准臭氧浓度以下之后，含臭氧水通过排水管90排出。这种降低臭氧浓度的方法能够在其操作成本(at a nmning cost)低于利用纯水稀释含臭氧水或使用臭氧分解化学品的方法来降低含臭氧水中臭氧浓度所需成本的情况下，降低排放物的危害。
下面说明由上述衬底处理系统1对晶片W进行处理的处理方法。
晶片传送臂11每次从晶片支架C取出一个晶片W，并将该晶片W运送到晶片输送单元17，其中晶片支架C置于入/出口4的工作台6之上。然后，晶片主输送器18接收来自晶片输送单元17的晶片W。晶片主输送器18将晶片W一个接一个顺次运送到衬底处理单元23a至23f。衬底处理单元23a至23f使晶片W进行抗蚀膜溶解处理，从而使晶片W上形成的抗蚀膜成为水溶性的。然后，承载臂18a依次从衬底处理单元23a至23f取出晶片W，并将晶片W分送到衬底清洁单元12至15。然后，衬底清洁单元12至15使晶片W进行清洁处理，除去晶片W上的水溶性抗蚀膜，当需要时使晶片W进行除金属处理以便利用化学液体除去晶片W的微粒，并使清洁过的晶片W经过干燥处理。然后，承载臂18a将干燥后的晶片W运送到晶片输送单元17。于是晶片传送臂11将清洁过的晶片W从晶片输送单元17运送到晶片支架C。
衬底处理单元23a的操作(即，由单元23a进行的处理)将作为衬底处理单元23a至23f的操作的典型例子进行说明。
首先，执行晶片装载步骤。参考图4，盖101和容器体100分开。晶片主输送器18用于保持晶片W的承载臂18a移动到盖101的盖体101a下面的位置。盖101的保持元件112接收来自承载臂18a的晶片W。然后，未示出的筒状提升机构朝向容器体100降低盖101，以便将保持元件112推进容器体100的环形槽100c中，并将晶片W置于排列在容器体100的圆台110上的支撑元件111上。间隙G在晶片W的下表面和圆台110的上表面之间形成，其中晶片W由支撑元件支撑。晶片W支撑在支撑元件111上以后，盖101进一步降低。盖101与容器体100的周壁100b的上表面接合，从而压缩O环115a和115b来密封处理容器30A。这样，完成了将晶片W装载到处理容器30A中的步骤。
晶片装载步骤完成之后，执行加热步骤。给加热器105和125通电以加热处理容器30A内部和晶片W。加热过程增强抗蚀膜溶解处理的效果。
加热过程完成之后，执行含臭氧气体充入步骤。处理容器30A内部和晶片W在预定温度下加热之后，单元控制CPU200给CPU201一个信号，该信号表示处理容器30A的内部和晶片W已经在预定温度下进行加热。然后，CPU201决定开始将含臭氧气体供应到处理容器30A中。单元控制CPU200给流量调节阀52a一个控制信号以打开流量调节阀52a。然后，随着流量调节阀52a的可变节流阀预先调整为打开状态，具有预定臭氧浓度的含臭氧气体从臭氧发生器42通过含臭氧气体供给主管60，含臭氧气体供给支管61a，流量调节阀52a以及主供给管38a以某一流速供应到处理容器30A中。如前所述，流量调节阀52a的可变节流阀预先调整为打开状态，使得当流量调节阀52a和52b均打开时，含臭氧气体以等流速供应到处理容器30A和30B中。
排放选择器72的第一转换阀81打开，并调节从处理容器30A排出的处理流体的流量，从而使得排出的处理流体以预定的流速通过排出管70a。这样，当处理流体经排出管70a排出时，含臭氧气体供应到处理容器30A中，从而在处理容器30A中产生固定压强的含臭氧气体层。处理容器30A的内部压强保持正压强，该压强高于大气压例如约0.2Mpa的标准压强。加热器105和125在预定温度下加热处理容器30A的内部温度和晶片W。处理流体从处理容器30A排出，经排出管70a进入捕雾器71。这样，处理容器30A就充满了具有预定臭氧浓度的含臭氧气体。
CPU201控制质量流量控制器188和191以及臭氧发生器42，从而控制供给处理容器30A的含臭氧气体的流速和臭氧浓度。CPU201根据流量调节阀52a和52b各自的状况(打开或关闭)控制质量流量控制器188和191，从而控制流入臭氧发生器42的含氧气体的流速，由此控制由臭氧发生器42产生并从中排出的含臭氧气体的流速，流量调节阀52a和52b各自的状态由单元控制CPU200提供的信号表示。
反馈控制系统包括CPU201，臭氧发生器42以及臭氧浓度测量装置165，通过反馈控制模式控制含臭氧气体的臭氧浓度。含臭氧气体通过打开的流量调节阀52a和含臭氧气体供给支管61a流入处理容器30A。由于流量调节阀52b关闭，因此含臭氧气体不能通过含臭氧气体供给支管61b流入处理容器30B。具有理想臭氧浓度的含臭氧气体以例如分钟4升/分钟的理想流速供应到处理容器30A，而不管处理容器30B的情况。
完成含臭氧气体充入步骤之后，执行抗蚀膜溶解步骤。蒸汽和含臭氧气体一起供应到处理容器30A中。蒸汽和含臭氧气体同时供应到处理容器30A中，排放选择器72的第一转换阀81打开，以便从处理容器30A排出处理流体。蒸汽发生器40产生并流过主供给管38a的蒸汽的温度调节为例如约115℃。蒸汽和含臭氧气体在供给选择器41a混合产生处理流体，处理流体供应到处理容器30A中。处理容器30A的内部压强仍然保持正压强，该压强高于大气压例如约0.2Mpa的标准压强。加热器105和125保持在预定温度下加热处理容器30A的内部温度和晶片W。在抗蚀膜溶解过程中，处理流体使晶片W表面上形成的抗蚀膜氧化。
在抗蚀膜溶解过程中，含臭氧气体通过主供给管38a，以流量调节阀52a的可变节流阀预先调整为打开状态而确定的流速进行供应，蒸汽通过主供给管38a以流量调节阀50a的节流阀预先调整为打开状态而确定的流速进行供应。打开排放选择器72的第一转换阀81以控制排出的处理流体的流速，该处理流体从处理容器30A排出并经第一转换阀81流过排出管70a。这样，当处理流体通过排出管70a排出时，含臭氧气体和蒸汽分别以预定的流速供应到处理容器30A中，以便在处理容器30A中产生具有固定压强并包括蒸汽和含臭氧气体的处理流体大气层。
在执行抗蚀膜溶解步骤中，处理流体通过主供给管38a连续不断地供应到处理容器30A中，并通过排出管70a连续不断地从处理容器30A中排出。处理流体沿着晶片W的上表面和下表面(间隙G)流向与排出管70a相连的排出口121。至少抗蚀膜溶解过程的部分周期，通过主供给管83a供应处理流体和通过排出管70a排出处理流体在溶解抗蚀膜过程中可被停止，以便通过容纳于处理容器30A中的处理流体对抗蚀膜进行处理。
在抗蚀膜溶解处理的步骤中，CPU201也控制质量流量控制器188和191以及臭氧发生器42，以控制供给处理容器30A内的含臭氧气体的流速和臭氧浓度。因此，具有理想臭氧浓度的含臭氧气体以理想流速供应到处理容器30A中，而不管处理容器30B的操作条件。以固定流速供应含臭氧气体使处理容器30A的内部压强保持恒定。这样，处理容器30A的内部压强，晶片W周围的处理流体的流量，以及处理流体的臭氧浓度可分别保持理想值，而不管处理容器30B的操作条件。同时由处理容器30A和30B进行抗蚀膜溶解处理的晶片W，以及处理模式下由抗蚀膜溶解步骤处理的晶片W同样受抗蚀膜溶解步骤的处理，所述处理模式中处理容器30A(或30B)进行抗蚀膜溶解处理，而处理容器30B(或30A)进行晶片装载处理。
完成抗蚀膜溶解步骤之后，进行清洁处理。流量调节阀50a和52b关闭，截止阀54a打开，流动选择阀68设定为高流动性位置从而将氮气以高流速从氮气源43供应到处理容器30A中，与排出管70a相连的排放选择器72的第二排放调节阀82打开。这样，氮气从氮气源供应到处理容器30A中，处理流体从处理容器30A排出从而通过氮气清洁主供给管38a，处理容器30A和排出管70a。排出的处理流体由排出管70a运送到捕雾器71中。这样包括含臭氧气体和蒸汽的处理流体从处理容器30A排出。
完成清洁步骤之后，进行晶片卸载步骤。驱动盖提升机构抬起盖101，从而将盖101和容器体100分开，并将晶片W从容器体100的支撑元件111传送到盖101的径向对置的保持元件112。然后，主输送器18的承载臂18a进入盖101的盖体101a下面的空间，从盖101的保持元件112接收晶片W，并将晶片W运出处理容器30A。
有这样一种情况，衬底处理单元23b进行需要含臭氧气体的含臭氧气体供给步骤或抗蚀膜溶解步骤，而衬底处理单元23a进行含臭氧气体供给步骤或抗蚀膜溶解步骤，还有一种情况，衬底处理单元23b进行抗蚀膜溶解步骤的含臭氧气体供应步骤，而衬底处理单元23a进行不需要含臭氧气体的晶片加载步骤，处理流体排出步骤，或晶片卸载步骤。在前者的情况下，含臭氧气体同时供给处理容器30A和30B。在后者的情况下，含臭氧气体只供给处理容器30A或处理容器30B。
在衬底处理单元23b进行晶片加载步骤而衬底处理单元23a进行含臭氧气体供给步骤，用以将含臭氧气体供应到处理容器30A的情况下，流量调节阀52a打开，流量调节阀52b关闭，并且臭氧发生器42以某一速度产生含臭氧气体，这一速度满足仅仅向处理容器30A提供含臭氧气体。含臭氧气体以大约4升/分钟的流速流过含臭氧气体供给支管61a，并通过主供给管38a流入处理容器30A。
在衬底处理单元23b开始含臭氧气体供应步骤而衬底处理单元23a进行抗蚀膜溶解步骤，并且含臭氧气体和蒸汽供应到处理容器30A中的情况下，流量调节阀52b打开，单元控制CPU200发送一个表示流量调节阀52a和52b均打开的信号给CPU201，CPU201控制质量流量控制器188和191从而以某一流速向臭氧发生器42供应含氧气体，所述流速是含臭氧气体只需供给处理容器30A或处理容器30B时含氧气体供给臭氧发生器42的流速的两倍。然后，因流量调节阀52a和52b均打开，所以含臭氧气体以大约8升/分钟极的流速流过供给主管60，以大约4升/分钟级的流速流过含臭氧气体供给支管61a和61b，并且含臭氧气体以相同的流速通过主供给管38a和38b供应到处理容器30A和30B中。这样，含臭氧气体供给模式用于将含臭氧气体只供给处理容器30A，含臭氧气体供给模式用于将含臭氧气体供给处理容器30A和30B。
完成抗蚀膜溶解步骤之后，衬底处理单元23a开始处理流体排出过程，此时流量调节阀52a关闭，单元控制CPU200向CPU201发送有关流量调节阀52a已经关闭的信息。然后CPU201控制质量流量控制器188和191使得含氧气体的流速减小一半，所述含氧气体是为了向两个处理容器30A和30B提供含臭氧气体所需的含氧气体。因为流量调节阀52a关闭，所以含臭氧气体以大约4升/分钟级的流速流过供给主管60，并且以大约4升/分钟级的流速只流过含臭氧气体供给支管61b。含臭氧气体通过主供给管38b流入处理容器30B。这样含臭氧气体仅仅供给处理容器30B。
由于臭氧浓度测量装置165测量臭氧浓度，并且CPU201根据测得的臭氧浓度控制臭氧发生器42的放电电压，所以即使含氧气体的流速改变，或者含臭氧气体的氧气浓度改变，也能够产生具有预定臭氧浓度的含臭氧气体。
如上所述，具有理想臭氧浓度的含臭氧气体能以理想流速供应到处理容器30A和30B中，不管含臭氧气体所供应的处理容器30A和30B的数量(一个或两个)。
衬底处理系统1能够根据处理容器30A和30B对含臭氧气体的需求而产生具有稳定臭氧浓度的含臭氧气体。由于处理容器30A和30B内含臭氧气体的压强，供给处理容器30A和30B的含臭氧气体的流速，以及含臭氧气体的臭氧浓度是稳定的，因此处理容器30A和30B内抗蚀膜溶解过程的效果均匀性得以提高，由此通过衬底清洁单元12至15在随后进行除去抗蚀膜的清洁过程的效果均匀性和可靠性，以及包括由衬底处理系统进行处理的蚀刻过程的效果均匀性和可靠性也得以提高。
尽管本发明在其优选实施方式中描述为适用于处理半导体片，但是通过本发明处理的衬底并不限于此；本发明适用于处理包括LCD的玻璃衬底，印刷电路板，陶瓷衬底等衬底。
含氧气体不限于氧气和氮气的混合气体，而可以是任何适合的混合气体，只要该混合气体包括氧气。例如，含氧气体可以是氧气和空气的混合气体。
控制臭氧发生器42的放电电压的控制装置不限于包括CPU201，臭氧发生器42和臭氧浓度测量装置165的反馈控制系统。例如，当含氧气体的流速突然改变时，并且如果臭氧浓度在一个宽范围内变化，或者需要时间进行臭氧浓度的稳定，那么用于改变质量流量控制器188和191的流量控制设置，打开或关闭流量调节阀52a和52b，以及改变放电电压的操作可进行时间控制，从而在不同的时间进行那些操作，使得臭氧浓度不可以在宽的范围内变化。
蒸汽分配比率，即每单位时间由蒸汽发生器产生的蒸汽与每单位时间供给处理容器30A或处理容器30B的蒸汽之比，不限于5比2。例如，如果由蒸汽发生器40产生的蒸汽需要分配到多个处理容器中的三个，那么根据需要蒸汽的处理容器的数量，蒸汽发生器40的蒸汽发生率增加，并且蒸汽能以合适的分配率分配到处理容器。
尽管在该实施例中，两个衬底处理单元(23a，23b)的两个处理容器(30A，30B)与单个的臭氧发生器42相连，但是三个或多个处理单元的三个或多个处理容器可以与单个的臭氧发生器42相连。
如果许多处理容器与公共的臭氧供给装置相连，那么处理系统可以构成为包括一个或多个附加的臭氧发生器。图8示出本发明的另一实施例。在图8所示系统中，提供两个臭氧发生器240和241，臭氧发生器中只有一个(240)或全部两个用于提供含臭氧气体，这取决于需要含臭氧气体的处理容器30A至30F的数量。
与图5类似，图8示出与臭氧供给有关的管道系统的管道布置图，为了详细说明，其从处理系统的整个管道系统中选取出来。图8中与图5所标明的参考数字相同或相似的元件，与图5所示元件相同或相似。当然，具有图8的管道系统的处理系统具有类似于图3所示的蒸汽供给系统和处理流体排出系统，然而，随处理容器数量的改变而有所改变。
图8的衬底处理系统中，两个支管180a和180b从氧气供给管180的下游端岔开，分别与臭氧发生器240和241相连。支管180b配有截止阀242。每个臭氧发生器240和241都具有一定的臭氧产生能力，即它能将含臭氧气体同时供给三个处理容器。
含臭氧气体供应通道装置51包括含臭氧气体供给主管60，以及从主管60分支的含臭氧气体供给支管61a，61b，61c，61d，61e和61f。主管60的上游端分岔成为两个支管，分别与臭氧发生器240和241相连。含臭氧气体供给支管61配有流量计66a至66f和流量调节阀52a至52f，流量调节阀52a至52f用于调节含臭氧气体分别流入处理容器30A至30F的流速。流量计66a至66f和流量调节阀52a至52f从臭氧发生器240和241那侧开始依次排列。预先调整流量调节阀52a至52f的流量调节特性，从而当流量调节阀52a至52f的两个或多个打开时，由对应于打开的流量调节阀的流量计(66a至66f)测得的流速相等。
含臭氧气体供给支管61a至61f与主供给管38a至38f在分别包括流量调节阀52至52f的供给选择器处相连(其与图3所示的供给选择器41a和41b具有相同的结构，但是在图8中未示出)，使得含臭氧气体独自或与水蒸汽一起供应到处理容器30A至30F中。
类似于CPU201控制单个臭氧发生器42的情况，CPU201根据臭氧浓度测量装置65测得的臭氧浓度来控制臭氧发生器240和241的放电电压。CPU201根据需要供应含臭氧气体的处理容器的数量来控制截止阀242的设定位置以及附加的臭氧发生器241的操作。当含臭氧气体需要供给三个或更少的处理容器时，截止阀242关闭，臭氧发生器241停止工作，仅仅臭氧发生器240工作。
当含臭氧气体需要供给四个或更多的处理容器时，截止阀242打开，两个臭氧发生器240和241均工作以产生臭氧。这样，根据需要含臭氧气体的处理容器的数量而选择性地仅使用臭氧发生器240或同时使用两个臭氧发生器240和241。因此含臭氧气体能以足够高的生产率产生，即使处理容器对含臭氧气体的需求超过了臭氧发生器240和241之一生产含臭氧气体的能力。
图9示出本发明的另一个实施例。与图5类似，图9示出与臭氧供给有关的管道系统的管道布置图，为了详细说明，其从处理系统的整个管道系统中提取出来。图9中与图5标明的参考数字相同或相似的元件，与图5所示元件相同或相似。当然，具有图9的管道系统的处理系统具有类似于图3所示的蒸汽供给系统和处理流体排出系统，然而，根据下面要提到的排污管道的设置，排出系统有所改变。排出系统具有排放选择器(72，参见图3)，在图9中未示出。
参见图9，衬底处理系统配有排污管道245a和245b，用于根据处理容器30A和30B中进行的处理排出臭氧发生器42产生的部分含臭氧气体，而不将该部分供应到处理容器30A和30B，从而分别以所需流速将要所需臭氧浓度的含臭氧气体供应到处理容器30A和30B中。排污管道245a连接在与含臭氧气体供应支管61a相连的选择阀246a上。排污管道245b连接在与含臭氧气体供应支管61b相连的选择阀246b上。
单元控制CPU200控制每个选择阀246a和246b以便设定排污管道245a(或245b)与相应臭氧气体供应支管61a(或61b)脱离连接从而将含臭氧气体供应到相应处理容器30A(或30B)的状态，或设定排污管道245a(或245b)与相应的含臭氧气体供应支管61a(或61b)相连以便从中排出含臭氧气体使得含臭氧气体不供给对应的处理容器30A(或30B)的状态。
排污管道245a和245b分别配有流量调节阀248a和248b，以及流量计250a和250b。排污管道245a和245b的下游端与连接到臭氧消除器92的管道相连。优选地，排污管道245a和245b由碳氟树脂形成。
在图9所示系统中，质量流量控制器188和191保持供给臭氧发生器42的氧气和氮气的流速恒定，而不管在处理容器进行的处理的种类。这样臭氧发生器42以固定流速，例如8升/分钟排出含臭氧气体。
流量调节阀52a，52b，248a和248b内包括的可变节流阀预先调整为打开状态，使得：含臭氧气体供给两个处理容器30A和30B时，含臭氧气体以彼此相同的特定流速，例如4升/分钟分别供给处理容器30A和30B；当含臭氧气体供给一个处理容器(30A或30B)时，含臭氧气体以所述的特定流速，例如4升/分钟供给一个所述处理容器(30A或30B)，并以所述的特定流速，例如4升/分钟流过与另一个处理容器(30B或30A)对应的排污管道(248b或248a)。根据使用流量计66a，66b，250a和250b所得的流速测量值而对流量调节阀52a，52b，248a和248b进行调节。
在系统通常的操作过程中，流量调节阀52a，52b，248a和248b打开。这样，不具有关断功能的可变节流阀可以取代流量调节阀52a，52b，248a和248b而使用。
图9所示系统的操作如下。
单元控制CPU200根据处理容器30A和30B中进行处理的含臭氧气体需求而选择换向阀246a和246b。
当需要含臭氧气体的处理正在处理容器30A和30B中进行时，选择阀246a和246b与含臭氧气体供给支管61a和61b相通。由于流量调节阀的上述调节，含臭氧气体分别通过含臭氧气体供给支管61a和61b，以及流量调节阀52a和52b以所述彼此相等的特定流速供给处理容器30A和30B。
如果处理容器30B正在进行不需要含臭氧气体的处理过程，如晶片加载过程，处理容器30A正在进行需要含臭氧气体的处理过程，如含臭氧气体供给过程，那么选择阀246a开通含臭氧气体供给支管61a，选择阀246b开通排污管道245b。由于流量调节阀的上述调节，流入含臭氧气体供给支管61a的含臭氧气体以所述特定流速，例如4升/分钟供应到处理容器30A，含臭氧气体供给支管61b的含臭氧气体以所述特定流速，例如4升/分钟通过排污管道245a排出，不供给处理容器30B。这样，不论含臭氧气体是否供给处理容器30B，含臭氧气体都以理想流速供应到处理容器30A中。含臭氧气体能按照与上述关于处理容器30A的相同的方式仅仅供应到处理容器30B中。
含臭氧气体的臭氧浓度通过反馈控制系统调整为预定值，反馈控制系统包括CPU201，臭氧发生器42和臭氧浓度测量装置165。这样，具有理想臭氧浓度的含臭氧气体能够总是以理想流速，如4升/分钟供给处理容器30A和30B。
根据图9所示的实施例，由于臭氧发生器42在稳定条件下操作，因此含臭氧气体具有稳定的质量，导致晶片W的稳定处理。
含臭氧气体的流速可以通过使用两种流速控制方法的结合来进行控制，这两种方法是控制氧气和氮气各自流速的流速控制方法，以及控制含臭氧气体经排污管道245a和245b排出的流速控制方法。
优选地，含臭氧气体进一步包括二氧化碳气体，且其组成为约0.008vol％的氮气，约0.1vol％的二氧化碳气体，其余为氧气。在这种情况下，修改图5所示的系统，使其进一步包括二氧化碳气体源，与氧气供给管180相连的二氧化碳气体供应管，以及置于二氧化碳气体供给管内的截止阀和质量流量控制器，如图10所示。图8示出的系统也可以包括如图10所示的二氧化碳供给系统。
从前文的描述清楚地了解到，本发明的衬底处理系统和衬底处理方法能够产生具有稳定臭氧浓度的含臭氧气体，能够将含臭氧气体以某一流速供给处理容器，所述某一流速对应于处理容器进行处理的含臭氧气体需求量。因此，去除抗蚀膜过程和蚀刻过程的效果均匀性和可靠性得以提高。
尽管本发明在某种程度上通过其优选实施例进行了详细说明，但是显然可以进行多种改变和变化。因此应当清楚，本发明可进行与本文具体描述不同的实践而不会脱离本发明的范围和构思。

Claims (10)

1.一种衬底处理系统，包括：
配有电极的臭氧发生器，它通过电极对供给臭氧发生器的含氧气体进行放电而产生含臭氧气体；
多个处理容器，每个处理容器都适于利用臭氧发生器产生的含臭氧气体处理置于其中的衬底；
多个含臭氧气体供给管，每个含臭氧气体供给管将臭氧发生器与每个处理容器相连；
流量调节器，适于调节供给臭氧发生器的含氧气体的流速；以及
控制器，配置成确定处理容器在进行处理时对含臭氧气体需求量，并配置成控制流量调节器以便调节供给臭氧发生器的含氧气体的流速，从而使得从臭氧发生器排出以供给一个或多个处理容器的含臭氧气体的流速与含臭氧气体需求量相吻合；
其中控制器配置成根据如下情况来确定含臭氧气体需求量：
分别布置在含臭氧气体供应管线上的流量调节阀的各自状态的信息；
限定处理容器中进行处理的时间顺序的处理方法。
2.如权利要求1所述的衬底处理系统，其特征在于，还包括多个可变节流阀，每个可变节流阀都配备在每个含臭氧气体供给管中，用以调节含臭氧气体供给管之间的含臭氧气体分配率。
3.如权利要求2的衬底处理系统，其特征在于，还包括多个流速测量装置，每个流速测量装置分别设置在含臭氧气体供给管中，用于测量流入处理容器的含臭氧气体各自的流速。
4.如权利要求1所述的衬底处理系统，其特征在于，含氧气体包括氧气和氮气，并且其中流量调节器包括氧气流量调节装置和氮气流量调节装置，氧气流量调节装置用于调节供给臭氧发生器的氧气的流速，氮气流量调节装置用于调节供给臭氧发生器的氮气的流速。
5.如权利要求4所述的衬底处理系统，其特征在于，含臭氧气体进一步包括二氧化碳气体，并且其中流量调节器进一步包括二氧化碳气体流量调节装置，其用于调节供给臭氧发生器的二氧化碳气体的流速。
6.如权利要求1所述的衬底处理系统，其特征在于，还包括：
功率调节器，适用于调节施加于臭氧发生器电极上的电压；以及
臭氧浓度测量装置，测量臭氧发生器产生的含臭氧气体的臭氧浓度，
其中控制器也设置为控制功率调节器以调节施加于电极上的电压，从而使测量装置测得的含臭氧气体的臭氧浓度符合目标值。
7.如权利要求1所述的衬底处理系统，其特征在于，还包括：
蒸汽发生器，适用于产生水蒸汽；以及
多个蒸汽供给管，每个蒸汽供给管都适用于通过每个含臭氧气体供给管将水蒸汽供给每个处理容器。
8.如权利要求7所述的衬底处理系统，其特征在于，还包括：
蒸汽排出管，与蒸汽发生器相连，并适用于将蒸汽发生器产生的部分水蒸汽通过其排出，而不将这部分蒸汽供给处理容器；以及
流量控制装置，配备在蒸汽排出管中，用以调节通过蒸汽排出管排出的水蒸汽的流速，
其中控制器也设置为确定在处理容器中进行处理时对水蒸汽的需求量，并设置为控制流量控制装置，用以调节通过蒸汽排出管排出的水蒸汽的流速，从而使得供给一个或多个处理容器的水蒸汽的流速之和与水蒸汽的需求量一致。
9.如权利要求1所述的衬底处理系统，其特征在于，还包括：
附加的臭氧发生器，配有电极，并通过附加的臭氧发生器的电极对供给附加的臭氧发生器的含氧气体放电而产生含臭氧气体；以及
适用于停止向附加的臭氧发生器供应含氧气体的阀，
其中当含臭氧气体需求量小于预定值时，控制器也设置为控制阀停止向附加的臭氧发生器供应含氧气体，用以停止通过附加的臭氧发生器产生含臭氧气体。
10.如权利要求1的衬底处理系统，进一步包括多个处理流体排出管，分别与处理容器相连，以从中排出处理流体，每个处理流体排出管都在其中配有流量控制装置。
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