本文所描述的发明构思的实施例涉及一种基板处理装置、工艺流体处理装置及臭氧分解方法。
背景技术：
对基板进行各种工艺来制造半导体器件或者液晶显示器，该各种工艺例如为光刻、刻蚀、灰化、离子注入、薄膜沉积和清洗等。在这些工艺中，刻蚀工艺用于从形成在基板上的薄膜中去除不需要的区域，并且该薄膜需要高刻蚀选择性和高刻蚀速率。
在刻蚀或清洗工艺中，通常按顺序在基板上执行化学处理步骤、冲洗步骤以及干燥步骤。在化学处理步骤中，向基板供应化学品来刻蚀形成在基板上的薄膜或者去除基板上的外来物质，并在冲洗步骤中，向基板供应冲洗溶液，例如去离子(di)水。此外，用于处理基板的流体可以包括臭氧。
技术实现要素：
本发明构思的实施例提供了一种有效地处理基板的基板处理装置、工艺流体处理装置及臭氧分解方法。
根据实施例的一方面，基板处理装置包括：工艺腔室，该工艺腔室利用包含臭氧的工艺流体处理基板；排放管道，该排放管道连接至工艺腔室以排放用于处理基板的工艺流体；以及工艺流体处理装置，该工艺流体处理装置与排放管道连接。工艺流体处理装置包括：具有内部空间的壳体，该内部空间具有容纳工艺流体的设定容积；以及喷射喷嘴，该喷射喷嘴连接排放管道和壳体的内部空间。
喷射喷嘴可向下喷射工艺流体。
喷射喷嘴可包括多个喷孔，工艺流体通过该多个喷孔喷射。
喷射喷嘴可通过喷雾法喷射工艺流体。
工艺流体处理装置还可包括挡板，该挡板位于壳体的内部，这样挡板的顶侧面向通过喷射喷嘴喷射的工艺流体。
工艺流体处理装置还可包括气体供应管道，该气体供应管道将包含氧气的气体供应到壳体的内部空间。
工艺流体处理装置还可包括循环管线，该循环管线具有连接到壳体的相对两端，并允许从壳体排放的工艺流体再次流入到壳体中。
工艺流体处理装置还可包括气体供应管道，该气体供应管道将包含氧气的气体供应到壳体的内部空间。
工艺流体处理装置还可包括挡板，该挡板位于壳体的内部，这样挡板的顶侧面向通过喷射喷嘴喷射的工艺流体，气体供应管道可包括上喷射部，该上喷射部朝向壳体的内部空间延伸，并将气体喷射到喷射喷嘴和挡板之间的空间中。
气体供应管道可包括下喷射部，该下喷射部朝向壳体的内部空间延伸，并将气体喷射至壳体的内部空间所容纳的工艺流体中。
工艺流体处理装置还可包括循环管线，该循环管线具有连接到壳体的相对两端，并允许从壳体排放的工艺流体再次流入到壳体中。
循环管线可在其内具有湍流生成部，以允许流过循环管线的工艺流体变为湍流。
湍流生成部可具有带一个或多个流动孔的板形。
流动孔可形成为关于循环管线的轴向方向倾斜。
湍流生成部可包括第一板和第二板，该第一板和第二板阻挡循环管线内的流动通道的一部分，并定位成关于循环管线的轴向方向具有不同的斜度。
在所述循环管线上可设有泵。
在所述循环管线上可设有加热器。
在所述循环管线的一端可设有循环喷嘴，流过循环管线的工艺流体通过循环喷嘴再次流入到壳体中。
循环喷嘴可向下喷射工艺流体。
工艺流体处理装置还可包括挡板，该挡板位于壳体的内部，这样挡板的顶侧面向通过喷射喷嘴喷射的工艺流体。
工艺流体处理装置还可包括气体供应管道，该气体供应管道将包括氧气的气体供应到壳体的内部空间。
根据实施例的另一方面，工艺流体处理装置包括：壳体，该壳体具有内部空间，该内部空间具有容纳包含臭氧的工艺流体的设定容积；排放管道，该排放管道连接至壳体，以将工艺流体供应到壳体的内部空间；以及挡板，该挡板位于由排放管道引入的工艺流体的移动路径中。
工艺流体处理装置还可包括喷射喷嘴，该喷射喷嘴位于排放管道的端部，以将工艺流体喷射至壳体的内部空间。
根据实施例的另一方面，工艺流体处理装置包括：壳体，该壳体具有内部空间，该内部空间具容纳包含臭氧的工艺流体的设定容积；排放管道，该排放管道连接至壳体，以将工艺流体供应到壳体的内部空间；以及循环管线，该循环管线具有连接至壳体的相对两端，并允许从壳体排放的工艺流体再次流入到壳体内。
循环管线可在其内具有湍流生成部以允许流过循环管线的工艺流体变为湍流。
在所述循环管线上可设有泵。
在所述循环管线上可设有加热器。
喷射工艺流体的循环喷嘴可位于循环管线的一端，流过循环管线的工艺流体通过循环喷嘴再次流入到壳体中。
根据实施例的另一方面，分解包含在工艺流体中的臭氧的方法包括：将包含臭氧并已用于处理基板的工艺流体回收至壳体的内部空间，在这种情况下，工艺流体通过喷雾法喷射到壳体的内部空间中。
工艺流体可朝向设置在壳体的内部空间中的挡板喷射。
该方法还可包括：通过循环管线对喷射到壳体内的工艺流体进行循环，并在循环过程中通过使用施加到工艺流体的力对臭氧进行分解。
工艺流体可流过循环管线同时产生湍流。
工艺流体可在流过循环管线时被加热。
包含氧气的气体可被供应至壳体的内部空间中。
气体可被供应至所述壳体的被工艺流体喷射到的部分中。
气体可被供应至喷射后容纳在壳体中的工艺流体中。
根据本发明构思的实施例，可以提供一种能够有效处理基板的基板处理装置、工艺流体处理装置和臭氧分解方法。
附图说明
通过以下参照下面附图的描述，以上和其他的目的和特征将变得显而易见，其中，除非另有规定，各附图中相同的附图标记指代相同的部件，其中：
图1为根据本发明构思实施例的基板处理装置的平面图；
图2示出了用于将工艺流体供应到工艺腔室的构件与用于从工艺腔室回收工艺流体的构件之间的连接关系；
图3示出了工艺流体处理装置；
图4示出了喷射喷嘴；
图5为循环管线的部分剖视图；
图6为湍流生成部的纵向剖面图；
图7为根据另一实施例的循环管线的部分剖视图；
图8示出了根据另一实施例的工艺流体处理装置。
具体实施方式
下文中，将参照附图对本发明构思的实施例进行更详细地描述。然而，本发明构思可以以不同的形式实施，并且不应当被解释为局限于本文所阐述的实施例。而是，提供这些实施例，使得对于本领域技术人员而言，本公开将更加透彻和完整并且将更充分地表达本发明构思的范围。附图中，构件的尺寸被放大以更清楚的示出。
图1为根据本发明构思实施例的基板处理装置的平面图。
参见图1，基板处理装置1包括索引模块10和工艺模块20。索引模块10具有多个装载端口11和传输框架14。装载端口11、传输框架14和工艺模块20顺序地布置成一排。在下文中，装载端口11、传输框架14和工艺模块20排布的方向称为第一方向2。从上方看时，垂直于第一方向2的方向称为第二方向3，且垂直于包括第一方向2和第二方向3的平面的方向称为第三方向4。
该多个装载端口11上分别放置有在内部容纳基板w的载体13。该多个装载端口11沿第二方向3排成一排。图1示出了4个装载端口11。但是，装载端口11的数量可根据条件增加或者减少，该条件例如为工艺模块20的效率和占地面积。每个载体13具有形成在其内以支撑基板w的边缘的多个狭槽(未示出)。该多个狭槽在第三方向4上布置，且基板w位于载体13中以便在第三方向4上彼此堆叠，且基板之间具有空间间隙。前开式晶圆盒(foup)可用作载体13。
工艺模块20具有缓冲单元22、传输腔室25和工艺腔室26。传输腔室25设置为其长度方向平行于第一方向2。工艺腔室26沿第二方向3设置于传输腔室25的相对两侧。位于传输腔室25一侧的工艺腔室26与位于传输腔室25的相对侧的工艺腔室26关于传输腔室25对称设置。一些工艺腔室26沿传输腔室25的长度方向布置。此外，另一些工艺腔室26彼此堆叠布置。也就是说，工艺腔室26可以以axb阵列(a和b是1或者更大的自然数)方式设置于传输腔室25的相对两侧。此处，a是沿第一方向2设置的工艺腔室26的行数，b是沿第三方向4设置的工艺腔室26的列数。在传输腔室25的相对两侧均设置有四个或六个工艺腔室26的情况下，工艺腔室26可以以2乘2或者3乘2的阵列排布。工艺腔室26的数量可增加或者减少。可选地，工艺腔室26可以仅设置在传输腔室25的一侧。在另一种情况下，工艺腔室26可以以单层方式设置在传输腔室25的相对两侧。
缓冲单元22位于传输框架14和传输腔室25之间。缓冲单元22具有基板w在传输腔室25与传输框架14之间传送之前所停留的空间。缓冲单元22在其内具有多个狭槽(未示出)，基板w放置在所述多个狭槽上。所述多个狭槽(未示出)沿第三方向4彼此间隔开。缓冲单元22的面对传输框架14的一侧和面对传输腔室25的相对侧是开放的。
传输框架14将基板w在放置于装载端口11上的载体13与缓冲单元22之间进行传送。传输框架14包括索引轨道17和索引机械手16。索引轨道17设置为其长度方向平行于第二方向3。索引机械手16安装在索引轨道17上，并沿索引轨道17在第二方向3上线性移动。索引机械手16具有基部16a、主体16b和多个索引臂16c。基部16a安装为沿索引轨道17可移动。主体16b耦合到基部16a。主体16b可配置为在基部16a上沿第三方向4移动。此外，主体16b可配置为在基部16a上旋转。所述多个索引臂16c耦合到主体16b，以相对于主体16b向前和向后移动。所述多个索引臂16c可各自操作。索引臂16c沿第三方向4彼此堆叠，其之间具有空间间隙。一些索引臂16c可用于将基板w从工艺模块20传送到载体13，另一些索引臂16c可用于将基板w从载体13传送到工艺模块20。因此，可防止在索引机械手16将基板w运进工艺模块20或从工艺模块20运出的过程中，从待处理基板w上产生的颗粒附着到处理之后的基板w上。
传输腔室25将基板w在缓冲单元22与工艺腔室26之间、各工艺腔室26之间进行传送。传输腔室25包括导轨29和主机械手24。导轨29设置为其长度方向平行于第一方向2。主机械手24安装在导轨29上，并沿导轨29在第一方向2上线性移动。主机械手24具有基部24a、主体24b和多个主臂24c。基部24a安装为沿导轨29可移动。主体24b耦合到基部24a。主体24b可配置为在基部24a上沿第三方向4移动。此外，主体24b可配置为在基部24a上旋转。所述多个主臂24c耦合到主体24b，以相对于主体24b向前和向后移动。所述多个主臂24c可各自操作。主臂24c沿第三方向4彼此堆叠，其之间具有空间间隙。将基板w从缓冲单元22传送到工艺腔室26时所使用的主臂24c与将基板w从工艺腔室26传送到缓冲单元22时所使用的主臂24c可以是不同的。
所述多个工艺腔室26在其内分别具有基板处理装置30，以在基板w上执行清洗工艺。各工艺腔室26中的基板处理装置30(见图2)可以根据要执行的清洗工艺的类型而具有不同的结构。可选地，各工艺腔室26中的基板处理装置30可以具有相同的结构。在另一种情况下，工艺腔室26可被分为多组；属于相同组的工艺腔室26中的基板处理装置30可具有相同的结构，而属于不同组的工艺腔室26中的基板处理装置30可具有不同的结构。例如，在工艺腔室26被分成两组的情况下，第一组工艺腔室26可设置在传输腔室25的一侧，第二组工艺腔室26可设置在传输腔室25的相对侧。可选地，第一组工艺腔室26可设置在传输腔室25的相对两侧上较低的层中，第二组工艺腔室26可设置在传输腔室25的相对两侧上较高的层中。第一组工艺腔室26和第二组工艺腔室26可以根据待使用化学品的种类和清洗方法的类型进行区分。
图2示出了用于将工艺流体供应到工艺腔室的构件与用于从工艺腔室回收工艺流体的构件之间的连接关系。
参见图2，工艺腔室26与工艺流体供应源31和工艺流体处理装置32连接。工艺流体可是臭氧水或者是臭氧水和液体化学品的混合物。
工艺腔室26内部具有喷嘴100和杯状物200。工艺流体供应源31通过供应管道110将工艺流体供应至喷嘴100。虽然图2示出了工艺流体供应源31与单个工艺腔室26连接，但是工艺流体供应源31可以与两个或者多个工艺腔室26连接。通过喷嘴100供应到基板以执行工艺的工艺流体被杯状物200回收，然后通过连接到杯状物200的排放管道210排出。回收管道220可连接到排放管道210和工艺流体供应源31，以将通过杯状物200回收的工艺流体供应至工艺流体供应源31。
图3示出了工艺流体处理装置，且图4示出了喷射喷嘴。
工艺流体处理装置32连接到排放管道210，以去除包含在工艺流体中的臭氧或者减少包含在工艺流体中臭氧的量。
参见图3，工艺流体处理装置32包括壳体300、喷射喷嘴310、气体供应管道320、挡板330和循环管线350。
壳体300具有空间，该空间容纳通过排放管道210引入的工艺流体。壳体300具有形成在其内以容纳设定量工艺流体的内部空间。
喷射喷嘴310连接排放管道210和壳体300的内部空间，以允许将引入到排放管道210的工艺流体供应至壳体300的内部空间。喷射喷嘴310具有形成在其内的多个喷孔311，且工艺流体可通过喷孔311以多股流的形式或者以通过喷雾法形成的雾的形式喷射。因此，可以增加壳体300的内部空间中工艺流体与气体的接触面积，从而提高了包含在工艺流体中的臭氧的分解程度。
气体供应管道320向壳体300的内部空间供应分解气体，该分解气体与包含在工艺流体中的臭氧反应以促进臭氧的分解。分解气体包括氧气。例如，分解气体可以是空气。
挡板330设置在壳体300的内部空间。挡板330设置为其一侧面向通过喷射喷嘴310喷射的工艺流体。例如，喷射喷嘴310可位于壳体300的顶侧或侧边上，以向下喷射工艺流体。挡板330的侧边的一部分可固定到壳体300的内侧，且挡板330的顶侧可设置在通过喷射喷嘴310喷射的工艺流体移动的路径中。因此，通过喷射喷嘴310喷射的工艺流体与挡板330碰撞，通过碰撞过程中施加到工艺流体的力以及碰撞之后，诸如颗粒在散射过程中被破碎的同时与气体反应的面积增加的效果，提高了臭氧的分解程度。
图5为循环管线的部分剖视图，图6为湍流生成部的纵向剖面图。
循环管线350提供了壳体300内所容纳的工艺流体循环的路径。循环管线350的一端连接至壳体300的底部，壳体300内所容纳的工艺流体流入到循环管线350中。循环管线350的相对端连接至壳体300的顶部，循环管线350中的工艺流体再次流入到壳体300中。循环管线350在其内具有一个或多个湍流生成部3000。湍流生成部3000具有板形，该板形具有形成在其内的一个或多个流动孔3100。因此，循环流体在与湍流生成部3000碰撞并流过流动孔3100时变为湍流，并且湍流产生的力促进了臭氧的分解。形成在湍流生成部3000中的流动孔3100可关于循环管线350的轴向方向倾斜。因此，通过流动孔3100的工艺流体的流动方向可关于循环管线350的轴向方向倾斜，因此可以容易地产生湍流。此外，在湍流生成部3000具有形成在其内的多个流动孔3100的情况下，流动孔3100可以沿不同的方向倾斜以增强湍流产生的程度。
泵351可位于循环管线350上。泵351可设置为邻近循环管线350的工艺流体流入的一端。泵351向工艺流体施加压力以允许工艺流体在产生湍流的同时有效地流动。此外，泵351施加的压力可以促进包含在工艺流体中的臭氧的分解。
加热器352可位于循环管线350上。加热器352可加热工艺流体以促进臭氧的分解。
循环喷嘴353位于循环管线350的相对端。循环喷嘴353具有形成在其内的多个孔，循环喷嘴353类似于图4的喷射喷嘴310。因此，通过循环管线350再次流入到壳体300中的工艺流体可以以多股流的形式或者以雾的形式喷射，因此提高了臭氧的分解程度。循环喷嘴353可位于壳体300的顶侧或者侧边上，以朝向挡板330向下喷射工艺流体，从而允许喷射的工艺流体与挡板330碰撞。
如果包含在工艺流体中的臭氧随着设定时间流逝而分解，则连接至壳体300底部的排放管线370上的排放阀371打开，以从壳体300排放工艺流体。壳体300内的气体可通过打开气体排放管线360上的气体排放阀361经气体排放管线360排出。可在臭氧正分解的同时执行壳体300内的气体的排放。
图7为根据另一实施例的循环管线的部分剖视图。
参见图7，湍流生成部3200可包括第一板3210和第二板3220。第一板3210和第二板3220可具有板形形状，并可设置为阻挡循环管线350a内的流动通道的一部分。第一板3210和第二板3220可以以关于循环管线350a的轴向方向不同的斜度安装。例如，如图7中所示出的，第一板3210和第二板3220可沿与循环管线350a的轴向方向不同的方向倾斜地安装。在另一示例中，第一板3210和第二板3220中的一个可安装成垂直于循环管线350a的轴向方向，另一个可倾斜地安装成关于循环管线350a的轴向方向倾斜。因此，工艺流体可在流动过程中与湍流生成部3200碰撞，并可流过第一板3210与第二板3220之间的空间同时产生湍流，从而促进了包含在工艺流体中的臭氧的分解。
图8示出了根据另一实施例的工艺流体处理装置。
参见图8，工艺流体处理装置32a包括壳体300a、喷射喷嘴310a、气体供应管道320a、挡板330a和循环管线350a。
由于壳体300a、喷射喷嘴310a、挡板330a、循环管线350a、排放管线370a、气体排放管线360a、和沿循环管线350a设置的泵351a、加热器352a和循环喷嘴353a与图3的工艺流体处理装置32中的这些部件相同，因此，这些部件的重复描述将被省略。
气体供应管道320a朝向壳体300a的内部空间延伸。气体供应管道320a包括上喷射部325。上喷射部325配置为将分解气体喷射到喷射喷嘴310a和挡板330a之间的空间中。因此，通过喷射喷嘴310a喷射的工艺流体和通过循环喷嘴353a喷射的工艺流体可在与挡板330a碰撞前和碰撞后频繁地与分解气体接触，因此可提高臭氧的分解程度。
气体供应管道320a还包括下喷射部326。下喷射部326位于壳体300a的较低内部空间中，以将分解气体喷射至容纳在壳体300a中的工艺流体中。下喷射部326可关于竖直方向倾斜。例如，下喷射部326可水平地延伸，并可配置为从其一个或多个位置沿纵向方向喷射分解气体，从而增加了分解气体和工艺流体之间的接触。
以上描述例证了本发明构思。此外，上述内容描述了本发明构思的示例性实施例，而本发明构思可用于各种其他组合、变化和环境。也就是说，在不脱离本发明构思在说明书中公开的范围、本书面公开的等同范围、和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下，可对本发明构思进行变型或修改。书写的实施例描述了用于实现本发明构思的技术精神的最佳状态，且可以进行本发明构思的特定应用和目的所需的各种修改。因此，本发明构思的详细描述并不旨在将本发明构思限制为所公开的实施例状态。此外，应当解释为所附的权利要求包括其他实施例。
虽然已参照实施例描述了本发明构思，但是显而易见的是，本领域技术人员可在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下作出各种改动和修改。因此，应当理解的是，上述实施例并非限制性的，而是说明性的。