TWI309063B - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents

Description

1309063 九、發明說明： • 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種基板處理裝置，其對諸如半導體基 板、用於液晶顯示設備之玻璃基板及用於光掩膜之玻璃基 板之基板進行預定處理，且本發明係關於一種基板處理方 法。 【先前技術】 按照慣例，基板製造步驟中已知為一進行諸如在一腔室 ’鲁 内對該等基板進行清潔處理之處理之基板處理裝置。舉例 而言，已知一基板處理裝置，其中化學溶液儲存在一置於 該腔室内之清潔槽内，且藉由將基板浸入該化學溶液中來 進行清潔處理。 將該基板處理裝置置放於不同位置且在不同位置處使 用。因此，基板處理裝置周圍之空氣並非一直，]·互定。舉例 而言’置放於低位置處之基板處理裝置周圍之空氣與置放 於高位置處之基板處理裝置周圍之空氣不同。亦可根據氣 籲 候及工廠中清潔室之設置而改變基板處理裝置周圍之空 氣。 基板處理裝置周圍空氣之變化改變腔室内之壓力，除非 該壓力受特定控制。若腔室内之壓力僅藉由基於周圍空氣 之腔室之相對壓力控制進行控制，則周圍空氣之變化可改 變腔室内之壓力。因此難以使習知基板處理裝置在無關於 所在環境下保持腔室内之壓力不變。 另外’當在習知基板處理裝置中控制腔室内之壓力時， 113442.doc 1309063 使包括一處理部件之整個腔室經受壓力控制。然而，由於 腔室進一步包括除該處理部件外之一區域，因此覆蓋整個 腔至之壓力控制具有低效率之壓力控制。 【發明内容】 本發明係針對一種對一基板進行預定處理之基板處理裝 置。

根據本發明之一態樣，一基板處理裝置包括：約一腔 至，b)一分隔—局部形成於該腔室内之處理空間之隔板構 件，C) 一在該處理空間内以處理溶液處理該基板之處理部 件，d)量測處理空間内之壓力之量測部件；及e) 一基於 該量測部件之量測來調節處理空間内之壓力的壓力調節部 件。 在無關於該基板處理裝置之所在環境下可將處理空間控 制至-預定壓力。由於處理空間為局部形成於腔室中之空

間，因此該基板處理裝置亦允許對於區域之最小所需量: 有效壓力控制^ 較佳地，該壓力調節部件包括：叫一將氣體供應至 理空間内之氣體供應部件；e_2)一排出處理空間内之氣 之氣體排放部件；及卜3)一控制該氣體供應部件及該氣 排放部件中至少一者之流量之控制器。 此使處理空間内之塵力能迅速且容易地加以控制 較佳地，該處理空間為-其中基板經受化學溶液處理 第-處理室’且該隔板構件將腔室内部分隔為該 室，及-處於第一處理室與一閉之間的其中基板經受去: 113442.doc 1309063 子水處理之第二處理室，經由該閘相對於腔室裝载及卸載 該基板。 該第二處理室在腔室中置於閘與第一處理室之間。此防 止藉由第一處理室中化學溶液之汽化所產生之氣體排出腔 室。此亦防止腔室外部之氣體進入第一處理室内，藉此防 止該化學溶液在第一處理室内變質。 較佳地’第一處理室與第二處理室在腔室中垂直排列。 此允許基板處理裝置之佔據面積（基板底面積）減少。 本發明係亦針對一種對一基板進行預定處理之基板處理 方法。 因此’本發明之一目的係在無關於基板處理裝置之所在 環境下’提供一種將腔室内之壓力有效控制至一預定壓力 之技術。 本發明之此等及其他目的、特徵、態樣及優點將因結合 附圖之本發明之以下詳述而變得更顯而易見。 【實施方式】 本發明之較佳實施例將參考附圖作以下描述。 <1.基板處理裝置之構造> 圖1為說明根據本發明之一基板處理裝置之構造圖。該 基板處理裝置1分批輸送複數個基板（下文簡稱為"基板"） W，且進行化學溶液處理及洗滌處理。該基板處理裝置1 主要由一腔室1〇、一處理槽2〇、一升降機3〇、一壓力調節 部件40、一去離子水供應部件5〇、一排水部件6〇及一控制 器7 0組成。 113442.doc 1309063 該腔室10為一箱’其内部具有用於處理該等基板w之空 間。腔室10具有經由一隔板構件11垂直排列之兩個處理 室。置於該隔板構件11下方之處理室為一化學溶液處理室 12，其中基板W經受化學溶液處理。置於隔板構件丨丨上方 之處理室為一洗滌處理室13，其中基板|經受洗滌處理。 腔室10及隔板構件11之内壁由一氣密材料形成。 該洗蘇處理室13之上表面（即腔室1〇之上表面）具備一閘

14a及一打開及關閉該閘ua之滑動門14b，經由閘14a裝载 及卸载基板W。該滑動門14b藉由其之滑動打開及關閉閘 14a，該滑動藉由在圖i中概念上說明之一驅動機構i4c引 起。藉由滑動門14b關閉閘14a將腔室1〇内之空氣與腔室1〇 外部之空氣關。另-方面’打開閑14a允許經由閘^裝 載及卸載基板W。 在化學溶液處理室12與洗條處理室13之間的隔板構们 具備-轉移閘15a及一打開及關閉該轉移閘…之滑動門 15b ’經由該轉移閘15a將基板w轉移。該滑動門⑸藉由 其之滑動打開及關閉閘15a ’該滑動藉由圖i中概念上說明 之-驅動機構15c引起。諸如〇形環之一密封構件：用二緊 固使與轉移閉15a接觸之滑動門15b之一部分。因此一 動門糊閉轉移間㈣，化學處理室12内 ;: 處理室12外部之空氣隔開。另-方面，當開l5a打開時 基板W可經由15a得到轉移。 ， 化學處理室12為-局部形成於腔室1〇 之，化學溶液室12含有少於整個腔室i。之氣體域此：而： 113442.doc 1309063 不使用化學溶液之洗滌處理室係置於化學溶液處理室12與 * 閘14a之間。此排除含有化學溶液之空氣自化學溶液處理 室12直接排出腔室1〇之可能性。 該處理槽20係置於化學溶液處理室12内。處理槽2〇為一 儲存化學溶液之容器。基板處理裝置丨藉由將基板w浸入 儲存於處理槽20中之化學溶液中來對基板進行化學溶液處 理。本文所用化學溶液之實例為SPM溶液（硫酸與過氧化 鲁氫水之混合溶液）、氫氟酸、SCM、sc_2、磷酸及有機溶 劑。一化學溶液供應部件及一化學溶液排出部件（未圖示） 連接至處理槽20。當開始處理基板评時，將化學溶液自該 化學溶液供應部件供應至處理槽2〇。在對基板贾之處理結 束時，將該化學溶液自處理槽2〇排至化學溶液排出部件。 處理槽20可具備一在處理槽2〇内循環化學溶液之循環部 件。 該升降機30係一在腔室10中垂直固持且輸送基板评之機 φ 構。升降機30具有一自下部固持基板W之平臺31，且其在 該平臺31上使基板贾保持靜止狀態。升降機3〇連接至在圖 1中概办上說明之一驅動機構32。當操作該驅動機構μ 時，升降機30垂直移動，以使基板|在處理槽2〇之浸入位 置（圖1中以實線所示之位置）與洗滌處理室13之上升位置 (圖1中以虛線所示之位置）之間移動。 5亥壓力調節部件4〇為一調節化學溶液處理室12内之壓力 之機構。壓力調節部件4〇具有一將氮氣供應至化學溶液處 理室12内之氣體供應部件41、一排出化學溶液處理室^内 113442.doc 1309063 之氣體之氣體排放部件42及一量測化學溶液處理室i2内之 壓力之量測部件4 3。 該氣體供應部件41經建構以使管道41b提供一氮氣供應 源41a與化學溶液處理室12之間的連接’且一閥門41〇係置 於該管道41b中。管道41b與化學溶液處理室12内之一氮氣 排出部件41d相連。因此，當該閥門41e打開時，該氮氣供 應源41a經由管道41b及該氮氣排出部件4Μ將氮氣供應至 化學溶液處理室12中。一可變流量閥係用作閥門41c。調 節閥門41c之開口調節供應至化學溶液處理室12之氮氣流 量。 該氣體排放部件42經建構以使管道42a提供化學溶液處 理室12與一排放管線之間的連接’且一閥門421)係置於該 管道42a中。該排放管線具有一預定排放壓力。因此，當 該閥門42b打開時，化學溶液處理室12内之氣體經由管道 42a排至排放管線中。一可變流量閥係用作閥門42b。調節 閥門42b之開口調節自化學溶液處理室丨2排放之氣體流 量。 該去離子水供應部件50為一將去離子水供應至洗滌處理 室13内之機構。去離子水供應部件5〇經建構以使管道52提 供去離子水供應源51與洗滌處理室13之間的連接，且一闕 門53係置於該管道52中。管道52與在洗滌處理室13内排列 之複數個去離子水排出部分54相連。因此，當該閥門53打 開時’自去離子水供應源5 1經由管道52及去離子水排出部 分54將去離子水供應至洗滌處理室13内。複數個去離子水 113442.doc -12· 1309063 F出邛刀5 4係置於洗務處理室j 3之右側及左侧上。去離子 水排出部分54中每一者具備複數個排出孔（未圖示），該等 排出孔指向升至洗滌處理室13内之基板貿。去離子水排出 部分54經由複數個排出孔以簇射之形狀將去離子水排至基 板W上。 該排水部件60為一排出洗滌處理室13内之去離子水之機 構。排水部件60具有管道61 ,其提供洗滌處理室13與排水 管線之間的連接。自去離子水排出部分54排出之去離子水 洗滌基板w之表面，且接著滴至滑動門15b及隔板構件u 之上表面上《滴至滑動門15b及隔板構件u之上表面上之 去離子水接著經由該管道61排至排水管線。洗滌處理室13 進一步具備一排放部件（未圖示）以排放洗滌處理室13内之 氣體。 該控制器係藉由（例如）一配備有一 CPU及一記憶體之計 算機來組態。控制器70電連接至上述量測部件43，且接收 來自量測部件43之量測。控制器70亦連接至上述驅動機構 14c、15c及32，且亦連接至上述閥門4ic、42b及53，以控 制其各自之操作。特定言之，控制器7〇基於量測部件43之 量測控制壓力調節部件40中之閥門41〇及421)。因此，供應 至化學溶液處理室12之氣體量及自化學溶液處理室12排放 之氣體量經控制以調節化學溶液處理室12内之壓力》 <2.基板處理裝置之操作> 圖2係說明以上述基板處理裝置1進行化學溶液處理及洗 蘇處理之流程的流程圖。圖3至圖9中每一圖說明在基板處 113442.doc -13· 1309063 理裝置1中之相應階段之處理情形。下文將參考圖2及圖3 至圖9對基板處理裝置丨之操作加以描述。以下操作將藉由 控制驅動機構14c、15c及32及閥門41c、42b及53來進行， 該等驅動機構及閥門中之每一者均由控制器7〇實現。 當以基板處理裝置1處理基板臀時，基板處理裴置丄首先 在處理槽20中儲存化學溶液，且等待裝載基板w(步驟 S1，參看圖3)。置於洗滌處理室13内之升降機3〇特定等待 裝載基板w。此時，處於化學溶液處理室12與洗滌處理室 13之間的滑動門15b關閉。因此，藉由處理槽2〇内化學溶 液之汽化所產生之氣體未進入洗滌處理室丨3。在化學溶液 處理至12中，氮氣排出部件‘id供應氮氣，且將化學溶液 處理室12内之氣體排放至管道42&内。因此，藉由處理槽 20内化學溶液之汽化所產生之氣體可自管道42a排放至排 放管線中。 在自前一步驟之設備輸送基板W結束時，基板處理裝置 1打開滑動門14b，且經由閘14a將基板w裝載至腔室1〇内 (步驟S2,參看圖4)。藉由一預定輸送自動裝置8〇將基板w 輸送至腔室10内且接著置於在洗務處理室13處等待之升降 機30上。此時，滑動門15b保持關閉，且在化學溶液處理 室12中繼續保持氮氣供應及氣體排放。 在基板W裝載至腔室1〇内結束時，基板處理裝置1關閉 腔室10上方之滑動門14b。基板處理裝置丨隨後打開滑動門 15b且降低升降機30以將基板W放入處理槽2〇内（步驟S3， 參看圖5)。將基板W與升降機30 —起浸入處理槽2〇内之化 113442.doc •14· 1309063 學溶液内。此時，基板處理裝置1增大閥門42b之開口以增 加自化學溶液處理室12至管道42a之排放量以有力排放化 學溶液處理室12内之氣體。此避免藉由化學溶液處理室12 中化學溶液之汽化所產生之氣體進入洗滌處理室13内。 隨著基板W浸入化學溶液中，基板處理裝置1關閉滑動 門15b以使化學溶液處理室12再一次進入其關閉狀態。基 板處理裝置1接著在處理槽20中對基板W進行化學溶液處 理（步驟S4，參看圖6)。此時，基板處理裝置1藉由使用量 測部件43量測化學溶液處理室12内之壓力，且基於該等量 測值控制閥門41 c及閥門42b之開口。因此，供應至化學溶 液處理室12之氣體量及自化學溶液處理室12排放之氣體量 經調節以將化學溶液處理室12内之壓力控制至一預定值。 舉例而言，供應至化學溶液處理室12之氣體量之增加及自 化學溶液處理室12排放之氣體量之減少引起化學溶液處理 至12内之壓力增大。供應至化學溶液處理室12之氣體量之 減少及自化學溶液處理室12排放之氣體量之增加引起化學 /奋液處理室12内之壓力減少。此壓力控制為基於量測部件 43之量測之絕對控制，並非基於周圍空氣之相對控制。因 此，化學溶液處理室12内之壓力可在無關於環境空氣下得 以精確控制。 歷夺預疋時間之化學溶液處理結束時，基板處理裝置 1打開滑動門15b且升高升降機3〇以自處理槽2〇升高基板 (步驟S5，參看圖7)。此時，基板處理裝置丨增大閥門 之開口以使得自化學溶液處理室12至管道仏之氣體排放 H3442.doc 15 1309063 • 4增加以有力排放化學發處理室12内之氣體。此避免藉 . 由化學溶液處理室12中化學溶液之汽化所產生之氣體進入 洗滌處理室13内。 在基板W升高至洗滌處理室13内結束時，基板處理裝置 1關閉滑動門15b，且經由去離子水排出部分54排出去離子 水以對基板W進行洗滌處理（步驟S6 ’參看圖8)。去離子水 經由去離子水排出部分54以簇射形狀排至基板臂上，藉此 • 洗滌基板w之表面。滴至滑動門15b及隔板構件u之上表 面上之去離子水經由管道6 1排至排水管線。 在歷時預定時間之洗滌處理結束時，基板處理裝置“亭 止經由去離子水排出部分54排出去離子水。基板處理裝置 接著打開腔室10上方之滑動門14b，且經由閘i4a將基板w 卸載至腔室10外部（步驟S7，參看圖9)。將基板升降機 3〇轉移至輸送自動裝置8〇’且接著却載至腔室之上方。 此完成基板W組在基板處理裝置1中之處理。 φ 如上所述，在進行化學溶液處理期間，基板處理裝置i 關閉滑動門15b以密封化學溶液處理室12。基板處理裝置！ 量測化學溶液處理室12内之壓力’且基於該等量測調節化 學溶液處理室12内之壓力。在無關於基板處理裝置1之所 在環境下，可將化學溶液處理室控制至一預定壓力。此 外’由於化學溶液處理室12為局部形成於腔室10中之區 域’因此基板處理裝置1亦允許對於區域之最小所需量之 有效塵力控制。 控制器70可根據化學溶液處理之内容來控制化學溶液處 113442.doc -16- I3〇9〇63 理室12内之壓力。此使基板處理裝置1能夠將化學溶液處 理室12内之壓力調節至最適用於基板w處理之壓力。舉例 而言，基板處理裝置1可改良化學溶液處理之效果，且亦 藉由對化學溶液處理室12之内部進行加壓或減壓來促進化 學反應。控制器7 0可根據化學溶液處理之進程改變化學溶 液處理室12内之壓力。

此外’在基板處理裝置1中’未使用化學溶液之洗條處 理室13係置於化學溶液處理室12與閘14a之間。此避免藉 由在化學溶液處理室12内化學溶液之汽化所產生之氣體排 出腔室10。此亦避免腔室10外之空氣進入化學溶液處理室 12内。因此，當使用若經受空氣則易變質之化學溶液時， 則可避免化學溶液之變質。 此外’在基板處理裝置丨中，化學溶液處理室12及洗條 處理室13在腔室1〇中垂直排列。此允許基板處理裝置丄之 佔據面積（基板處理裝置丨之底面積）減少。 <3.修改> 儘管已揭示且描述本發明之一實施例，但顯而易見本智 明之其他實施似修改係有可^舉例而言，儘管上述差 板處理裝置1基於根據量測部件量

,.^ ^ β 丨忏43重利之值來控制供應J 化學溶液處理室12之氣體量及自化學溶液 氣體量’但並非總需要兩者皆控制。亦即，基板處理裝3 1 二藉處由里㈣供應至化學溶液處理室12之氣體量及自… 浴液處理至I2排放之氣體量中至少一

理宮D 厭士 來調郎化學溶液J

至2之壓力。舉例而言，基板處理裝h可控制藉由I 113442.doc 1309063 體排放部件42排放之氣體量’而使藉由氣體供應部件“供 應之氮氣量保持不變。或者，基板處理襞置丨可控制藉由 氣體供應部件41供應之氮氣量，而使藉由氣體排放部件42 排放之氣體量保持不變。 儘管在前述基板處理裝置}中，腔室1〇經垂直分隔以使 洗務處理室13置於上部’且使化學溶液處理室12置於下 部，但並非必需如此排列。舉例而言，其他小腔室可排列 在腔室10之内部以使該小腔室用作化學溶液處理室，且使 小腔室之上方位置用作洗滌處理室。 儘管前述基板處理裝置1對基板w進行分批處理，但可 逐個處理基板W。儘管前述基板處理裝置丨藉由將基板臂浸 入儲存在處理槽20中之化學溶液内來進行化學溶液處理， 但可藉由相對於基板W排出化學溶液進行化學溶液處理。 雖然已展示且詳述本發明，但前述說明為全部態樣之說 明且非限制。因此應暸解可在不脫離本發明之範_下進行 大量修改及變化。 【圖式簡單說明】 圖1為說明根據本發明之一基板處理裝置之構造圖； 圖2為說明該基板處理裝置中之化學溶液處理及洗滌處 理之流程的流程圖；且 圖3至圖9中每一圖說明在基板處理裝置中之相應階段之 處理情形。 【主要元件符號說明】 1 基板處理裝置 H3442.doc -18 - 1309063 ίο 腔室 11 隔板構件 12 化學溶解處理室/化學處理室/化學溶液室 13 洗滌處理室 14a、15a 閘 14b、15b 滑動門 14c、15c、32驅動機構 20 處理槽

30 升降機 31 平臺 40 壓力調節部件 41 氣體供應部件 41a 氮氣供應源 41b、42a、52 管道 41c 、 42b 、 53 閥門

41d 42 43 50 51 54 60 61 70 氮氣排出部件 氣體排放部件 量測部件 去離子水供應部件 去離子水供應源 去離子水排出部分 排水部件 管道 控制器 113442.doc -19- 1309063 80 輸送自動裝置 W 基板

113442.doc -20-

Claims (1)

1. <•130^0^28573號專利申請案 办年/月々曰修(更)正本 [s申文申請專利範圍替換本⑽年！月） 十、申請專利範圍： '^種對基板進行預定處理之基板處理裝置，其包含： 的一腔室’其具有第-處理室及第二處理室； )隔板構件，其將該腔室分隔成該第一處理室及第 二處理室； )於。亥第處理室中以化學溶液處理該基板之處理 部件； d) 一量測該第—處理室内之壓力之量測部件；及 e) -基於該量測部件之量測來調節該第一處理室内之 壓力之壓力調節部件； 該處理部件包含： c-1)-處理槽，其储存化學溶液且配置於該第一處理 室内；及 c-2)-固持部件，其固持該等基板且將其浸入儲存在 該處理槽中之化學溶液中；

   該弟處理室與該第-虚π>α» ^ 芏〇 4弟一處理至在該腔室内係上下排 列； 該第二處理室具備複數個去離子水排出部件，經由該 等部件而將去離子水供應至基板上。 2.如請求項1之基板處理裝置，其中， 該隔板構件具備一允許該基板通過之轉移閘，及一用 以打開及關閉該轉移閘之門；及 在該門關F才 1日寺，該壓力調節部件調節該第—處理室内 之該壓力。 113442-9801l4.doc 7309063 3.如請求項2之基板處理裝置’其中， 該壓力調節部件包含： e-Ι)—將氣體供應至該第一處理室内之氣體供應邹 件； e-2)—排放該第一處理室内之氣體之氣體排放部件； 及

   e-3) —控制該氣體供應部件及該氣體排放部件中至少 一者之流量之控制器。 4. 如請求項3之基板處理裝置，其中， 忒第二處理室配置於該第一處理室與一閘之間，經由 該閘相對於該腔室裝載及卸载該基板。 5. 如請求項4之基板處理裝置，其中， 該固持部件在該第—處理室與該第二處理室之間輸送 基板。

   6.如請求項5之基板處理裝置，其中 第 /工制裔根據在5亥處理部件中一處理之内容來調節該 一處理室内之壓力。 113442-980114.doc