专利名称：衬底处理设备和衬底处理方法
技术领域：
本发明涉及一种衬底处理设备，其对诸如半导体衬底，用于液晶显示器的玻璃衬底，以及用于光掩膜的玻璃衬底等衬底进行预定处理，以及一种衬底处理方法。
背景技术：
传统公知的衬底的制造步骤采用一种衬底处理设备，该衬底处理设备在腔室中执行诸如衬底的清洁处理等处理。例如，公知一种衬底处理设备，其中，在设置在腔室中的清洁池中储存有化学溶液，通过将衬底浸入到该化学溶液中来实现清洁处理。
这种衬底处理设备放置并使用在各种场合。因此，该衬底处理设备周围的大气压不能总保持恒定。例如，当将该衬底处理设备放置于低位时，其周围的大气压不同于将其放置于高位时的大气压。该衬底处理设备周围的大气压可以根据天气状况和放置于工厂中净室中等因素而发生变化。
该衬底处理设备周围大气压的变化将改变腔室中的压力，除非该腔室中的压力经受特别的控制。如果该腔室中的压力仅通过腔室的相对于外界大气压的相对压力控制而受控，则外界大气压的改变还是可能会改变腔室中的压力。因此，传统的衬底处理设备难以不受所处大气压的影响而保持腔室中压力的恒定。
此外，在传统的衬底处理设备中，当腔室中的压力受控时，包括处理部分的整个腔室均经受压力控制。然而，由于腔室还包括除了处理部分以外的其它部分，因此覆盖整个腔室的压力控制的压力控制效率很低。
发明内容
本发明致力于提供一种衬底处理设备，该衬底处理设备对衬底进行预定处理。
根据本发明的一个方案，衬底处理设备包括a)腔室；b)分隔构件，其分隔出部分地形成在所述腔室中的处理间；c)处理部，其使用所述处理间中的处理溶液处理所述衬底；d)测量部，其测量所述处理间中的压力；以及e)压力调节部，其根据所述测量部的测量结果调节所述处理间中的压力。
无论该衬底处理设备所处的大气压如何，该处理间能够受控至预定的压力。由于处理间是部分地形成在腔室中的空间，所以该衬底处理设备还允许对最小需求量的区域进行有效的压力控制。
优选地，所述压力调节部包括e-1)气体供应部，其向所述处理间中供应气体；e-2)气体排放部，其排放所述处理间中气体；以及e-3)控制器，其控制所述气体供应部和所述气体排放部的至少其中之一的气流。
这样，能够快速并容易地控制处理间中的压力。
优选地，所述处理间为第一处理室，所述衬底在所述第一处理室中经受化学溶液处理，以及所述分隔构件将所述腔室的内部分隔成所述第一处理室和第二处理室，所述第二处理室在所述第一处理室和使所述衬底相对于所述腔室载入和载出的门之间，所述衬底在所述第二处理室中经受去离子水处理。
所述第二处理室设置于该腔室的门和第一处理室之间。这样，防止了通过第一处理室中的化学溶液蒸发产生的气体排放至腔室的外部。这样同样防止了腔室外部的空气进入到该第一处理室中，从而防止了化学溶液在第一处理室中变质。
优选地，所述第一处理室和所述第二处理室在所述腔室中竖直设置。
这样允许该衬底处理设备的底部(footprint)(衬底的占地面积)减小。本发明还致力于提供一种衬底处理方法，该衬底处理方法用于对衬底进行预定处理。
因此本发明的目的在于提供一种无论衬底处理设备所述的大气压如何，均能有效地控制腔室中的压力至预定压力的技术。
本发明的这些和其它目的、特征、方案和优点将通过以下结合附图对本发明的详细描述而变的更加清晰。
图1为示出了根据本发明的衬底处理设备的结构的简图；图2为示出了在衬底处理设备中的化学溶液处理与清洗处理的流程的流程图；以及图3至图9为分别示出了在衬底处理设备中的各相应阶段的处理情况的简图。
具体实施例方式
以下将参考附图对本发明的优选实施进行描述。
首先描述衬底处理设备的构造。
图1为示出了根据本发明的衬底处理设备1的结构的简图。衬底处理设备1对多个衬底(下文中将“多个衬底”简称为“衬底”)W进行批量运送，并且进行化学溶液处理与清洗处理。衬底处理设备1主要包括腔室10、处理池20、提升器30、压力调节部40、去离子水供应部50、排泄部60以及控制器70。
腔室10为壳体，其内部具有用于处理衬底W的空间。腔室10具有通过分隔构件11竖直设置的两个处理室。设置于分隔构件11之下的处理室为化学溶液处理室12，所述衬底W在该化学溶液处理室中经受化学溶液处理。设置于分隔构件11之上的处理室为清洗处理室13，所述衬底W在该清洗处理室中经受清洗处理。腔室10的外壁和分隔构件11由气密材料形成。
清洗处理室13的上表面(即腔室10的上表面)设有门14a，通过该门14a载入和载出衬底W；滑动门板14b，其用于打开与关闭门14a。该滑动门板14b通过图1中概念性示出的驱动机构14c所致的滑动门板14的滑动运动来打开与关闭门14a。通过滑动门板14b将门14a关闭，则将腔室10内部的大气与腔室10外部的大气隔离。另一方面，通过将门14a打开，则允许通过门14a载入和载出衬底W。
化学溶液处理室12与清洗处理室13之间的分隔构件11设有传递门15a，衬底W通过该传递门传递；以及滑动门板15b，其用于打开与关闭该传递门15a。该滑动门板15b通过图1中概念性示出的驱动机构15c所致的滑动门板15b的滑动运动来打开与关闭门15a。在滑动门板15b的与传递门15a形成接触的部分上固定有诸如O形圈等密封构件。因此，当滑动门板15b将传递门15a关闭时，则化学处理室12内部的大气与化学处理室12外部的大气隔离。另一方面，当将传递门15a打开时，衬底W可以通过传递门15a传递。
化学处理室12为部分地形成于腔室10中的区域。换句话说，化学处理间12包含的气体少于整个腔室10中的气体。另外，不使用化学溶液的清洗处理室介于化学处理室12与门14a之间。这样就消除了包含化学溶液的气体直接从化学处理室12排放至腔室10外部的可能性。
处理池20设置于化学处理室12内。处理池20为用于储存化学溶液的容器。衬底处理设备1通过将衬底W浸入储存于处理池20中的化学溶液中来对衬底W进行化学溶液处理。在此所使用的化学溶液的实例为SPM溶液(硫酸与过氧化氢水的混合溶液)、氢氟酸、SC-1、SC-2、磷酸以及有机溶剂。并未示出的化学溶液供应部与化学溶液排出部连接至处理池20。当开始处理衬底W时，将化学溶液从化学溶液供应部供至处理池20。在结束对衬底W的处理时，将化学溶液从处理池20排出至化学溶液排出部。处理池20可以设有循环部，其使处理池20内的化学溶液循环。
提升器30为在腔室10中固持并竖直传递衬底W的机构。提升器30具有平台31，平台31用于固持来自下方的衬底W，并将衬底W以竖立状态固持于平台31上。提升器30连接至图1中概念性示出的驱动机构32。当驱动机构32操作时，提升器30竖直地运动，从而使衬底W在处理池20中的浸入位置(图1中由实线所示的位置)与清洗处理室13中的提升位置(图1中由虚线所示的位置)之间移动。
压力调节部40为用于调节化学溶液处理室12内的压力的机构。压力调节部40具有气体供应部41，其用于将氮气供应入化学溶液处理室12中；气体排放部42，其用于排放化学溶液处理室12内的气体；以及测量部43，其用于测量化学溶液处理室12内的压力。
气体供应部41构造为管道41b在氮气供应源41a与化学溶液处理室12之间提供连接，并且管道41b中插入有阀41c。在化学溶液处理室12中，管道41b连接至氮气排出部41d。因此，当阀41c打开时，将氮气从氮气供应源41a经由管道41b和氮气排出部41d供至化学溶液处理室12。阀41c可以采用可变流量阀。通过调节阀41c的开度以调节供至化学溶液处理室12的氮气的流量。
气体排放部42构造为管道42a在化学溶液处理室12与排放管线之间提供连接，并且在管道42a中插入有阀42b。排放管线具有预定的排放压力。因此，当阀42b打开时，化学溶液处理室12内的气体经由管道42a排放至排放管线。阀42b可以采用可变流量阀。通过调节阀42b的开度以调节从化学溶液处理室12排放的气体的流量。
去离子水供应部50为用于将去离子水供应至清洗处理室13中的机构。去离子水供应部50构造为管道52在去离子水供应源51与清洗处理室13之间提供连接，并且在管道52中插入有阀53。管道52连接至设置于清洗处理室13中的多个去离子水排出部54。因此，当阀53打开时，去离子水从去离子水供应源51经由管道52和去离子水排出部54而供至清洗处理室13中。多个去离子水排出部54设置于清洗处理室13的左右两侧。各去离子水排出部54设有多个朝向提升至清洗处理室13中的衬底W的排出孔(未示出)。去离子水排出部54将去离子水通过所述多个排出孔以簇射的形式排出至衬底W。
排泄部60为用于排泄清洗处理室13内的去离子水的机构。排泄部60具有管道61，管道61在清洗处理室13与排泄管线之间提供连接。从去离子水排出部54排出的去离子水清洗衬底W的表面，随后滴落在滑动门板15b与分隔构件11的上表面上。随后，滴落在滑动门板15b与分隔构件11的上表面上的去离子水经由管道61而被排泄到排泄管线。清洗处理室13还设有用于排放清洗处理室13内的气体的排放部(未示出)。
举例来说，控制器构造为装备有CPU和存储器的计算机。控制器70电连接至上述测量部43，并且接收来自测量部43的测量结果。控制器70还连接至上述多个驱动机构14c、15c和32，并且连接至上述多个阀41c、42b和53，以便控制其各自的操作。尤其是，控制器70根据测量部43的测量结果来控制压力调节部40中的阀41c和42b。因此，供至化学溶液处理室12的气体量和从化学溶液处理室12排放的气体量受控以便调节化学溶液处理室12内的压力。
其次描述衬底处理设备的操作。
图2为示出了在衬底处理设备1中的化学溶液处理与清洗处理的流程的流程图。图3至图9为分别示出了在衬底处理设备1中的各相应阶段的处理情况的简图。以下将参考图2和图3至图9对衬底处理设备1的操作进行描述。以下操作通过控制均受控制器70影响的驱动机构14c、15c和32以及阀41c、42b和53来进行。
当利用衬底处理设备1来处理衬底W时，衬底处理设备1首先在处理池20中储存化学溶液，并且等待载入衬底W(步骤S1，参考图3)。具体而言，设置于清洗处理室13内的提升器30等待载入衬底W。此时，化学溶液处理室12与清洗处理室13之间的滑动门板15b关闭。因此，通过处理池20内的化学溶液蒸发所产生的气体并不进入清洗处理室13。在化学溶液处理室12中，氮气排出部41d供应氮气，并且化学溶液处理室12内的气体被排放至管道42a中。因此，通过处理池20内的化学溶液蒸发所产生的气体可从管道42a排放到排放管线。
在结束从预先步骤的装置运送衬底W时，衬底处理设备1打开滑动门板14b，并且将衬底W通过门14a载入腔室10中(步骤S2，参考图4)。通过预定的运送自动装置80，将衬底W运送至腔室10中，并随后放置于正在清洗处理室13等候的提升器30上。这时，滑动门板15b保持关闭，并且在化学溶液处理室12中持续保持氮气的供应和气体的排放。
在将衬底W载入腔室10结束时，衬底处理设备1关闭腔室10上方的滑动门板14b。随后，衬底处理设备1打开滑动门板15b并且放下提升器30以便将衬底W放入处理池20中(步骤S3，参考图5)。衬底W与提升器30一起浸入处理池20内的化学溶液中。此时，衬底处理设备1增加阀42b的开度，以使从化学溶液处理室12排放至管道42a的排放量增加，从而有力地排放化学溶液处理室12内的气体。这样就避免通过化学溶液处理室12中的化学溶液蒸发而产生的气体进入清洗处理室13中。
在衬底W浸入化学溶液中时，衬底处理设备1关闭滑动门板15b，以使化学溶液处理室12再次进入关闭状态。随后，衬底处理设备1在处理池20中进行衬底W的化学溶液处理(步骤S4，参考图6)。此时，衬底处理设备1通过使用测量部43来测量化学溶液处理室12内的压力，并且根据测量值来控制阀41和阀42b的开度。因此，供至化学溶液处理室12中的气体量、和从化学溶液处理至12排放的气体量就经受调节，从而将化学溶液处理内12内的压力控制至预定值。例如，供至化学溶液处理室12中的气体量增加，并且从化学溶液处理室12排放的气体量减少，就会使化学溶液处理室12内的压力增大。供至化学溶液处理室12中的气体量减少，并且从化学溶液处理室12排放的气体量增加，就会使化学溶液处理室12内的压力减小。这种压力控制为根据测量部43的测量结果的绝对控制，而非根据环境气压的相对控制。因此，化学溶液处理室12内的压力可以被精确地控制，而与外部大气压无关。
在结束预定时间的化学溶液处理时，衬底处理设备1打开滑动门板15b并且提升提升器30，以便将衬底W从处理池20中提起(步骤S5，参考图7)。此时，衬底处理设备1增加阀42b的开度，以使从化学溶液处理室12排放至管道42a的气体量增加，从而有力地排放化学溶液处理室12内的气体。这样就避免通过化学溶液处理室12中的化学溶液蒸发而产生的气体进入清洗处理室13中。
在结束将衬底W提升入清洗处理室13中时，衬底处理设备1关闭滑动门板15b，并且通过去离子水排出部54排出去离子水，以便进行衬底W的清洗处理(步骤S6，参考图8)。去离子水通过去离子水排出部54以簇射的形式排出至衬底W，从而清洗衬底W的表面。滴落在滑动门板15b与分隔构件11的上表面上的去离子水经由管道61而被排泄到排泄管线。
在结束预定时间的清洗处理时，衬底处理设备1停止通过去离子水排出部54排出去离子水。随后，衬底处理设备1打开腔室10上方的滑动门板14b，并且通过门14a将衬底W载出至腔室10的外部(步骤S7，参考图9)。衬底W从提升器30传递至运送自动装置80，随后在腔室10上方载出。这样完成了在衬底处理设备1中对衬底W组的处理。
如上所述，衬底处理设备1关闭滑动门板15b，以便在进行化学溶液处理期间密封化学溶液处理室12。衬底处理设备1测量化学溶液处理室12内的压力，并根据测量结果调节化学溶液处理室12内的压力。无论衬底处理设备1所处的大气压如何，均可将化学溶液处理室12内的压力控制至预定压力。此外，因为化学溶液处理室12为部分地形成于腔室10中的区域，所以衬底处理设备1还允许对最小需求量的区域进行有效的压力控制。
控制器70可以根据化学溶液处理的情况控制化学溶液处理室12内的压力。这样使得衬底处理设备1能够将化学溶液处理室12内的压力调节至最适用于衬底W处理的压力。例如，衬底处理设备1可以改善化学溶液处理的效果，并且还通过对化学溶液处理室12的内部增压或减压来有利于化学反应。控制器70可以根据化学溶液处理的进展改变化学溶液处理室12内的压力。
此外，在衬底处理设备1中，不使用化学溶液的清洗处理室13介于化学溶液处理室12与门14a之间。这样，避免了通过化学溶液处理室12中的化学溶液蒸发而产生的气体被排放至腔室10的外部。这样同样避免了腔室10外部的空气进入到化学溶液处理室12中。因此，当使用易受空气影响而变质的化学溶液时，就可以避免化学溶液的变质。
而且，在衬底处理设备1中，化学溶液处理室12与清洗处理室13在腔室10中竖直设置。这样允许衬底处理设备1的底部(衬底1的占地面积)减小。
再次描述本发明的改型。
尽管已经公开并描述了本发明的一个实施例，但是显然本发明可以存在有其它实施例和改型。例如，尽管上述衬底处理设备1根据测量部43的测量值而同时控制供至化学溶液处理室12中的气体量和从化学溶液处理室12排放的气体量，然而并非始终需要同时对两者进行控制。就是说，衬底处理设备1可以通过控制供至化学溶液处理室12中的气体量和从化学溶液处理室12排放的气体量中的至少其中一个气体量来调节化学溶液处理间12内的压力。例如，在由气体供应部41供应的氮气量保持恒定的情况下，衬底处理设备1可以控制由气体排放部42排放的气体量。选择性地，在由气体排放部42排放的气体量保持恒定的情况下，衬底处理设备1可以控制由气体供应部41供应的氮气量。
尽管在前述的衬底处理设备1中，腔室10被竖直地分隔，从而使清洗处理室13置于上侧，而化学溶液处理室12置于下侧，然而并非必须这样设置。例如，在腔室10的内部还可以设置一个其它的小腔室，以便使用该小腔室作为化学溶液处理室，并且该小腔室的上部位置用作清洗处理室。
尽管上述衬底处理设备1对衬底W进行批处理，然而也可以对衬底W一个接一个地进行处理。尽管前述衬底处理设备1通过将衬底W浸入存储于处理池20中的化学溶液中来进行化学溶液处理，然而化学溶液处理也可以通过对着衬底W排出化学溶液来进行。
尽管已经详细地示出与描述了本发明，但是上述描述并非全方位的描述并且为非限制性。因此，应当理解在不背离本发明范围的情况下，可以做出各种修改与变化。
权利要求
1.一种衬底处理设备，其对衬底进行预定处理，所述衬底处理设备包括a)腔室；b)分隔构件，其分隔出部分地形成在所述腔室中的处理间；c)处理部，其使用所述处理间中的处理溶液处理所述衬底；d)测量部，其测量所述处理间中的压力；以及e)压力调节部，其根据所述测量部的测量结果调节所述处理间中的压力。
2.如权利要求1所述的衬底处理设备，其中，所述分隔构件设有传递门，其允许所述衬底通过，并且具有打开和关闭所述传递门的门板；以及所述压力调节部在所述门板关闭的情况下调节所述处理间内的压力。
3.如权利要求2所述的衬底处理设备，其中，所述压力调节部包括e-1)气体供应部，其向所述处理间中供应气体；e-2)气体排放部，其排放所述处理间中的气体；以及e-3)控制器，其控制所述气体供应部和所述气体排放部的至少其中之一的气流。
4.如权利要求3所述的衬底处理设备，其中，所述处理部包括c-1)处理池，其储存处理溶液，并且所述处理池设置于所述处理间中；以及c-2)固持部，其将所述衬底固持并浸入储存在所述处理池中的处理溶液中。
5.如权利要求4所述的衬底处理设备，其中，所述处理间为第一处理室，所述衬底在所述第一处理室中经受化学溶液处理；以及所述分隔构件将所述腔室分隔成所述第一处理室和第二处理室，所述第二处理室在所述第一处理室和使所述衬底相对于所述腔室载入和载出的门之间，所述衬底在所述第二处理室中经受去离子水处理。
6.如权利要求5所述的衬底处理设备，其中，所述固持部在所述第一处理室和所述第二处理室之间运送所述衬底。
7.如权利要求6所述的衬底处理设备，其中，所述第一处理室和所述第二处理室在所述腔室内竖直设置。
8.如权利要求7所述的衬底处理设备，其中，所述第二处理室设有多个去离子水排出部，去离子水通过所述去离子水排出部供至所述衬底。
9.如权利要求8所述的衬底处理设备，其中，所述控制器根据所述处理部中的处理情况调节所述第一处理室中的压力。
10.一种衬底处理方法，其用于对衬底进行预定处理，所述衬底处理方法包括以下步骤a)将所述衬底载入部分地形成在所述腔室中的处理间中；b)密封所述处理间；c)在所述处理间中测量压力，并且根据测量值调节所述处理间中的压力；以及d)使用所述处理间中的处理溶液处理所述衬底。
11.如权利要求10所述的衬底处理方法，其中，在所述c)步骤中，所述处理间中的压力通过控制供至所述处理间的气体量和从所述处理间排放的气体量中的至少一个气体量来进行调节。
12.如权利要求11所述的衬底处理方法，其中，在所述a)步骤中，排放所述处理间中的气体。
13.如权利要求12所述的衬底处理方法，其中，在所述d)步骤之后还包括以下步骤e)在所述处理间和使所述衬底相对于所述腔室载入和载出的门之间对该衬底进行去离子水处理。
全文摘要
一种衬底处理设备，其在部分地形成于腔室中的化学溶液处理室中进行化学溶液处理。在该化学溶液处理的过程中，该衬底处理设备密封该化学溶液处理室，测量该化学溶液处理室中的压力，并且根据测量值控制化学溶液处理室中的压力。无论该衬底处理设备所处的大气压如何，该化学溶液处理室能够受控至预定的压力。该衬底处理设备还允许对最小需求量的区域进行有效的压力控制。
文档编号B08B3/04GK1917143SQ20061011107
公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月18日 优先权日2005年8月19日
发明者我孙子良隆, 广江敏朗 申请人:大日本网目版制造株式会社