專(zhuān)利名稱(chēng)：襯底處理系統(tǒng)和襯底處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理襯底的襯底處理系統(tǒng)和一種襯底處理方法，所述襯底可以是諸如半導(dǎo)體晶片或用于LCD(液晶顯示器)的玻璃襯底等等。
背景技術(shù)：
例如，包括在半導(dǎo)體器件制作工藝中、用于除去覆在半導(dǎo)體晶片(下文簡(jiǎn)稱(chēng)為“晶片”)表面上抗蝕膜的一種公知除抗蝕膜方法，是使置于處理容器(processing chamber)中的晶片暴露在由混合臭氧和蒸汽制備的混合處理流體中，從而通過(guò)氧化作用使抗蝕膜變?yōu)樗苄阅?，然后用純水沖掉該水溶性膜。進(jìn)行這種去除抗蝕膜處理的常規(guī)處理系統(tǒng)配有多個(gè)處理容器，由單個(gè)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧通過(guò)臭氧供給管分送到那些處理容器中。臭氧發(fā)生器通過(guò)對(duì)由混合氧氣和氮?dú)舛苽涞暮鯕怏w進(jìn)行放電而產(chǎn)生臭氧。
通常的襯底處理系統(tǒng)通過(guò)支管將單一源產(chǎn)生的處理流體分送到多個(gè)處理容器，在這種系統(tǒng)中存在一種可能，即在某一個(gè)處理容器中加載或卸載晶片的操作會(huì)影響在其他處理容器中正在進(jìn)行的處理的工藝條件。例如，在單一處理流體源通過(guò)支管向兩個(gè)處理容器提供處理流體的襯底處理系統(tǒng)中，當(dāng)晶片送入或運(yùn)出一個(gè)處理容器時(shí)，供給另一個(gè)處理容器的處理流體的壓力和流速將改變，由此降低了抗蝕膜溶解處理的均勻性。因此，諸如除去抗蝕膜步驟和蝕刻步驟等后續(xù)步驟的均勻性和可靠性效果進(jìn)一步降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種襯底處理系統(tǒng)和襯底處理方法，即使處理系統(tǒng)配置成使用一個(gè)公共臭氧氣體源向多個(gè)處理容器提供臭氧，也能夠?qū)⒕哂蟹€(wěn)定臭氧濃度的臭氧氣體(含臭氧氣體)以穩(wěn)定流速供應(yīng)到每個(gè)處理容器中。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種襯底處理系統(tǒng)，其包括配有電極的臭氧發(fā)生器，它通過(guò)電極對(duì)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電由此產(chǎn)生含臭氧氣體；多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適于利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體處理置于其中的襯底；多個(gè)含臭氧氣體供給支管，每個(gè)含臭氧氣體供給支管都將臭氧發(fā)生器與每個(gè)處理容器相連；流量調(diào)節(jié)器，適于調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體的流速；以及控制器，用于確定處理容器中進(jìn)行處理時(shí)對(duì)含臭氧氣體的需求量，并用于控制流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體的流速，從而使得從臭氧發(fā)生器排出而供給一個(gè)或多個(gè)處理容器的含臭氧氣體的流速與含臭氧氣體需求量相吻合。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種襯底處理系統(tǒng)，其包括配有電極的臭氧發(fā)生器，它通過(guò)電極對(duì)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適于利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體處理在其中的襯底；多個(gè)含臭氧氣體供給管，每個(gè)含臭氧氣體供給管都將臭氧發(fā)生器與每個(gè)處理容器相連；多個(gè)排污管，與每個(gè)含臭氧氣體供給管相連，適用于在含臭氧氣體到達(dá)每個(gè)處理容器之前從每個(gè)臭氧供給管排出含臭氧氣體；以及多個(gè)閥，每個(gè)閥都適用于將每個(gè)排污管與每個(gè)含臭氧氣體供給管相通或斷開(kāi)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種襯底處理系統(tǒng)，其包括多個(gè)第一氣體通路；多個(gè)臭氧發(fā)生器，每個(gè)臭氧發(fā)生器都插入到一個(gè)第一氣體通路中，每個(gè)臭氧發(fā)生器都配有電極，并通過(guò)電極從每個(gè)第一氣體通路上游側(cè)供給到每個(gè)臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電從而產(chǎn)生含臭氧氣體，進(jìn)而向每個(gè)第一氣體通路下游側(cè)排出含臭氧氣體；與第一氣體通路相連的第二氣體通路；多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適于利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體處理置于其中的襯底；多個(gè)第三氣體通路，從第二氣體通路分出并分別與處理容器相連，從而將含臭氧氣體供給處理容器；以及控制器，用于確定在處理容器中進(jìn)行處理操作時(shí)對(duì)含臭氧氣體的需求量，并用于控制至少一個(gè)臭氧發(fā)生器的工作狀態(tài)，使其處于所述至少一個(gè)臭氧發(fā)生器發(fā)出臭氧氣體的第一狀態(tài)與所述至少一個(gè)臭氧發(fā)生器停止發(fā)出臭氧氣體的第二狀態(tài)之間，進(jìn)而使得來(lái)自這些臭氧發(fā)生器并朝向第一氣體通路下游側(cè)排出氣體的流速之和滿(mǎn)足臭氧氣體需求量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種襯底處理方法，該方法包括步驟提供一種處理系統(tǒng)，包括配有電極的臭氧發(fā)生器，以及多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適用于利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體處理在其中的襯底；確定在處理容器中進(jìn)行處理時(shí)對(duì)含臭氧氣體的需求量；將含氧氣體以一定流速供給臭氧發(fā)生器，這一流速使臭氧發(fā)生器能以滿(mǎn)足含臭氧氣體需求量的流速排出含臭氧氣體；在臭氧發(fā)生器電極上施加電壓以產(chǎn)生放電，由此通過(guò)對(duì)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；將臭氧發(fā)生器如此產(chǎn)生并從中排出的含臭氧氣體供給一個(gè)或多個(gè)處理容器，從而利用含臭氧氣體對(duì)放置在每個(gè)處理容器中的襯底進(jìn)行處理；以及在含臭氧氣體需求量發(fā)生改變的情況下，改變供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體的流速。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種襯底處理方法，包括步驟提供一種處理系統(tǒng)，包括配有電極的臭氧發(fā)生器，以及多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適用于利用臭氧發(fā)生器提供的含臭氧氣體處理置于其中的襯底；確定是否每個(gè)處理容器需要含臭氧氣體；將含氧氣體供給臭氧發(fā)生器；再臭氧發(fā)生器電極上施加電壓以產(chǎn)生放電，由此通過(guò)對(duì)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；將臭氧發(fā)生器如此產(chǎn)生的含臭氧氣體供給到需要含臭氧氣體的一個(gè)或多個(gè)處理容器中，從而利用含臭氧氣體對(duì)放置在每個(gè)處理容器中的襯底進(jìn)行處理；以及排出由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的部分含臭氧氣體，而不將這部分氣體供給任何一個(gè)處理容器。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種襯底處理方法，包括步驟提供一種處理系統(tǒng)，包括多個(gè)配有電極的臭氧發(fā)生器，以及多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適用于利用臭氧發(fā)生器提供的含臭氧氣體處理置于其中的襯底；確定在處理容器中進(jìn)行處理時(shí)對(duì)含臭氧氣體的需求量；根據(jù)含臭氧氣體需求量來(lái)確定將要操作的產(chǎn)生含臭氧氣體的臭氧發(fā)生器的數(shù)量；將含氧氣體供給到啟動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)臭氧發(fā)生器中；在將要操作的一個(gè)或多個(gè)臭氧發(fā)生器電極上施加電壓以產(chǎn)生放電，由此通過(guò)對(duì)供給一個(gè)或多個(gè)臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；將一個(gè)或多個(gè)臭氧發(fā)生器如此產(chǎn)生的含臭氧氣體供給到一個(gè)或多個(gè)處理容器中，從而利用含臭氧氣體對(duì)放置在每個(gè)處理容器中的襯底進(jìn)行處理；以及在含臭氧氣體需求量增加或減少的情況下，改變將要操作的臭氧發(fā)生器數(shù)量。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的襯底處理系統(tǒng)的平面示意圖；圖2是圖1所示襯底處理系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖；圖3是圖1所示襯底處理系統(tǒng)中管道系統(tǒng)的管道布置圖；圖4是圖1所示襯底處理系統(tǒng)中處理容器的縱剖視圖；圖5是涉及臭氧供給的管道系統(tǒng)的詳細(xì)管道布置圖，是從圖3所示處理系統(tǒng)的整個(gè)管道系統(tǒng)中選取出來(lái)；
圖5A示意性地表示出圖5所示臭氧發(fā)生器的結(jié)構(gòu)；圖6是涉及圖3所示捕霧器的管道系統(tǒng)的管道布置圖；圖7是圖6所示捕霧器的橫斷面視圖；圖8是根據(jù)圖5所示系統(tǒng)進(jìn)行修改的管道系統(tǒng)的管道布置圖，其配有附加的臭氧發(fā)生器和附加的處理容器；圖9是根據(jù)圖5所示系統(tǒng)進(jìn)行修改的管道系統(tǒng)的管道布置圖，其配有排污管道，以及圖10是根據(jù)圖5所示系統(tǒng)進(jìn)行修改的管道系統(tǒng)的管道布置圖，其配有二氧化碳?xì)怏w供給裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1和2表示了根據(jù)本發(fā)明用于進(jìn)行抗蝕膜溶解過(guò)程和去除抗蝕膜過(guò)程的襯底處理系統(tǒng)1。該襯底處理系統(tǒng)1包括襯底處理區(qū)2和晶片傳送區(qū)3，其中襯底處理區(qū)2用于通過(guò)清潔過(guò)程和抗蝕膜溶解過(guò)程來(lái)處理晶片W(即襯底)，晶片傳送區(qū)3用于將晶片W運(yùn)送到襯底處理區(qū)2，反之亦然。
晶片傳送區(qū)3包括入/出口4，其配有用于支撐晶片支架C的工作臺(tái)6，每一個(gè)晶片支架都能在其中容納例如25個(gè)盤(pán)形(disk-shaped)的晶片W，晶片傳送區(qū)3還包括配有晶片輸送器7的晶片承載區(qū)5，晶片輸送器將晶片W從置于工作臺(tái)6上的晶片支架C傳送到襯底處理區(qū)2，反之亦然。
晶片支架C的一側(cè)配有一開(kāi)口，用蓋將其蓋住。打開(kāi)晶片支架C的蓋可從晶片支架C上取出晶片W，和將晶片W放入晶片支架C。隔板支撐在晶片支架C各個(gè)側(cè)壁的內(nèi)表面上，從而以預(yù)定間隔支撐晶片W。這些隔板限定出例如25個(gè)用于容納晶片W的插槽。晶片W以主表面(其上形成半導(dǎo)體裝置)朝上的方式插入每個(gè)槽。
例如，三個(gè)晶片支架C可沿水平面內(nèi)的Y軸排列在入/出口4的工作臺(tái)6之上的預(yù)定位置。晶片支架C以其配有蓋的那側(cè)面向隔墻8的方式放置于工作臺(tái)6之上，隔墻將入/出口4和晶片承載區(qū)5分開(kāi)。窗9在隔墻上形成，其位置對(duì)應(yīng)于晶片支架C放置于工作臺(tái)6上的位置。窗板(shutter)(未示出)安裝于晶片承載區(qū)5對(duì)應(yīng)于窗9的那側(cè)，窗板由窗板操作機(jī)構(gòu)10控制以打開(kāi)和關(guān)閉窗9。
每個(gè)窗板操作機(jī)構(gòu)10也能打開(kāi)和關(guān)閉晶片支架C的蓋。窗板操作機(jī)構(gòu)同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉蓋住窗9的窗板和晶片支架C的蓋。窗9和晶片支架C的開(kāi)口側(cè)打開(kāi)之后，置于晶片承載區(qū)5的晶片輸送器7能夠進(jìn)入晶片支架C運(yùn)送晶片W。
置于晶片承載區(qū)5內(nèi)的晶片輸送器7可沿Y軸水平移動(dòng)，沿Z軸垂直移動(dòng)，并可沿水平面，即XY平面內(nèi)的θ方向轉(zhuǎn)動(dòng)。晶片輸送器7有晶片傳送臂11，能夠保持和承載晶片W。晶片傳送臂11可沿X軸水平移動(dòng)。這樣，晶片傳送裝置7能夠進(jìn)入置于工作臺(tái)6上的晶片支架C中不同水平位置處的每一個(gè)插槽中，并且能夠進(jìn)入兩個(gè)垂直布置的晶片輸送單元16和17中的任一個(gè)。因此，晶片輸送器7能夠?qū)⒕瑥娜?出口4傳送到襯底處理區(qū)2，反之亦然。
襯底處理區(qū)2包括晶片主輸送器18，在輸送之前暫時(shí)保持晶片W的晶片輸送單元16和17，四個(gè)襯底清潔單元12，13，14和15，以及襯底處理單元23a至23f，這些處理單元使晶片W經(jīng)過(guò)抗蝕膜溶解過(guò)程，使抗蝕膜變?yōu)樗苄誀顟B(tài)。
襯底處理區(qū)2配有包含臭氧發(fā)生器42的臭氧生產(chǎn)單元24，以及存儲(chǔ)著將要供給到襯底清潔單元12，13，14和15的處理液的化學(xué)液體儲(chǔ)存單元25。由臭氧生產(chǎn)單元24生產(chǎn)的含臭氧氣體被供應(yīng)到襯底處理單元23a至23f。
風(fēng)扇過(guò)濾單元(FFU)26安裝于襯底處理區(qū)2的頂壁，用以向那些單元和晶片主輸送器18提供潔凈的空氣。通過(guò)FFU26向下吹入的部分潔凈空氣通過(guò)晶片輸送單元16和17，并遍布晶片輸送單元16和17的空間而進(jìn)入晶片承載區(qū)5。這樣，防止了例如微粒的雜質(zhì)從晶片承載區(qū)5遷移到襯底處理區(qū)2，從而保持了襯底處理區(qū)2內(nèi)部的清潔。
每個(gè)晶片輸送單元16和17(即，晶片中轉(zhuǎn)單元16、17)都能夠暫時(shí)保持從晶片輸送器7接收的晶片W，和將要輸送到晶片輸送器7的晶片。晶片輸送單元16和17垂直堆疊。上部晶片輸送單元16可用于將晶片W從襯底處理區(qū)2傳送到入/出口4，下部晶片輸送單元17可用于將晶片W從入/出口4傳送到襯底處理區(qū)2。
晶片主輸送器18有一基座，其可沿平行于X軸和Z軸的方向移動(dòng)，并且可沿XY平面內(nèi)的θ方向轉(zhuǎn)動(dòng)。晶片主輸送器18具有安裝于其基座上并可保持晶片W的承載臂18a。當(dāng)晶片輸送器18的基座位于圖1所示的角位置時(shí)，承載臂18a可沿平行于Y軸的方向移動(dòng)。這樣，晶片主輸送器18能夠進(jìn)入晶片輸送單元16和17，襯底清潔單元12至15，以及襯底處理單元23a至23f。
襯底清潔單元12，13，14和15執(zhí)行清潔和干燥處理過(guò)程，從而清潔和干燥經(jīng)襯底處理單元23a至23f的抗蝕膜溶解過(guò)程處理過(guò)的晶片W。兩個(gè)晶片清潔單元12和13堆疊在一起，另兩個(gè)晶片清潔單元14和15堆疊在一起。晶片清潔單元12至15結(jié)構(gòu)基本相似，只是兩個(gè)晶片清潔單元12，13以及另兩個(gè)晶片清潔單元14，15關(guān)于壁27對(duì)稱(chēng)，壁27將兩個(gè)晶片清潔單元12，13以及另兩個(gè)晶片清潔單元14，15隔開(kāi)，如圖1所示。
襯底處理單元23a至23f執(zhí)行抗蝕膜溶解處理過(guò)程，用于使晶片W表面上形成的抗蝕膜變成水溶性的。如圖2所示，襯底處理單元23a至23f堆疊成兩堆；襯底處理單元23e，23c和23a依次堆疊起來(lái)成為左堆，襯底處理單元23f，23d和23b依次堆疊起來(lái)成為右堆。襯底處理單元23a至23f的結(jié)構(gòu)實(shí)際上相類(lèi)似，只是襯底處理單元23a和23b，襯底處理單元23c和23d，以及襯底處理單元23e和23f分別關(guān)于壁28對(duì)稱(chēng)，壁28將右堆和左堆隔開(kāi)，如圖1所示。用于襯底處理單元23a和23b的管道系統(tǒng)，用于襯底處理單元23c和23d的管道系統(tǒng)，以及用于襯底處理單元23e和23f的管道系統(tǒng)相類(lèi)似。襯底處理單元23a和23b，以及用于襯底處理單元23a和23b的管道系統(tǒng)將以實(shí)例的方式加以說(shuō)明。
圖3示出用于襯底處理單元23a和23b的管道系統(tǒng)。襯底處理單元23a和23b分別配有處理器皿(即處理容器)30A和30B。每個(gè)處理容器30A和30B用于在其中保持晶片W。處理容器30A和30B分別通過(guò)供汽管38a和38b(以下稱(chēng)為“主供給管38a和38b”)與蒸汽發(fā)生器40相連。
臭氧發(fā)生器42和氮?dú)庠?3通過(guò)供給選擇器41a與主供給管38a相連，并通過(guò)供給選擇器41b與主供給管38b相連。臭氧發(fā)生器42包含在臭氧生產(chǎn)單元24中。供給選擇器41a和41b分別包括流量調(diào)節(jié)閥50a和50b，流量調(diào)節(jié)閥52a和52b，截止閥54a和54b。
流量調(diào)節(jié)閥50a(50b)能夠?qū)⑾鄳?yīng)的處理容器30A(30B)與蒸汽發(fā)生器40連通和斷開(kāi)，也能夠調(diào)節(jié)從蒸汽發(fā)生器40向相應(yīng)處理容器30A(30B)供給晶片蒸汽(wafer vapor)(蒸汽)的流速。
流量調(diào)節(jié)閥52a(52b)能夠?qū)⑾鄳?yīng)的處理容器30A(30B)與臭氧發(fā)生器42連通和斷開(kāi)，也能夠調(diào)節(jié)從臭氧發(fā)生器42向?qū)?yīng)處理容器30A(30B)供給含臭氧氣體的流速。
截止閥54a(54b)能夠?qū)⑻幚砣萜?0A(30B)與氮?dú)庠?3連通和斷開(kāi)。
與臭氧發(fā)生器42相連的是含臭氧氣體供給主管60，其分為兩個(gè)含臭氧氣體供給支管61a和61b。支管61a和61b分別通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b與主供給管38a和38b相連。這樣，主供給管60，支管61a，61b以及主供給管38a，38b構(gòu)成含臭氧氣體供應(yīng)管道，該管道將臭氧發(fā)生器42產(chǎn)生的含臭氧氣體分別運(yùn)送到處理容器30A，30B。過(guò)濾器64和臭氧濃度測(cè)量裝置65從臭氧發(fā)生器42那側(cè)起依次放置于含臭氧氣體供給主管60中，其中，臭氧濃度測(cè)量裝置65用于測(cè)量由臭氧發(fā)生器42產(chǎn)生的含臭氧氣體的臭氧濃度。流量計(jì)66a和66b以及流量調(diào)節(jié)閥52a和52b分別從臭氧發(fā)生器42那側(cè)起依次放置于含臭氧氣體供給支管61a和61b中。流量計(jì)66a和66b測(cè)量分別供給處理容器30A和30B的含臭氧氣體的流速。
當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b打開(kāi)時(shí)，預(yù)先調(diào)整的流量調(diào)節(jié)閥52a和52b各自的流量調(diào)節(jié)特性，使得由流量計(jì)66a和66b測(cè)得的流速相等。在流量調(diào)節(jié)閥52a和52b均打開(kāi)情況下，經(jīng)含臭氧氣體供給主管60輸送的含臭氧氣體等分到含臭氧氣體供給支管61a和61b，即以相同的流速流入處理容器30A和30B。假定含臭氧氣體以大約8升/分鐘供應(yīng)到含臭氧氣體供給主管60，那么含臭氧氣體以大約4升/分鐘流過(guò)每根含臭氧氣體供給支管61a和61b。
與氮?dú)庠?3相連的是氮?dú)夤┙o管53，分為兩個(gè)氮?dú)夤┙o支管53a和53b。支管53a和53b分別從氮?dú)庠?3那側(cè)開(kāi)始依次通過(guò)流動(dòng)選擇閥68，68，至供給選擇器41a和41b的截止閥54a和54b，與主供給管38a和38b相連。每個(gè)流動(dòng)選擇閥68具有高流動(dòng)性位置和低流動(dòng)性位置。
流量調(diào)節(jié)閥50a和50b可調(diào)節(jié)為，使蒸汽發(fā)生器40產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)主供給管38a和38b以等流速供應(yīng)到處理容器30A和30B中。如果流動(dòng)選擇閥68的位置(高流動(dòng)性位置或低流動(dòng)性位置)相同，那么氮?dú)饪蓮牡獨(dú)庠?3通過(guò)氮?dú)夤┙o支管53a和53b以及主供給管38a和38b以等流速供應(yīng)到處理容器30A和30B。
處理容器30A和30B上連接著排出管70a和70b的部分，分別與處理容器30A和30B上連接著主供給管38a和38b的部分徑向相對(duì)。排出管70a和70b接合到與捕霧器71相連的排出管70c。作為處理容器30A和30B的壓力調(diào)節(jié)器的排放選擇器72分別配備在排出管70a和70b中。
每個(gè)排出管70a和70b分別分為三個(gè)支管76，77和85。支管76配有第一轉(zhuǎn)換閥81。支管77配有第二轉(zhuǎn)換閥82。支管85配有第三轉(zhuǎn)換閥86。第一轉(zhuǎn)換閥81中具有限流器，當(dāng)其打開(kāi)時(shí)允許流體以相對(duì)低的流速流過(guò)。第二轉(zhuǎn)換閥82打開(kāi)時(shí)允許流體以相對(duì)高的流速流過(guò)。通常，第三轉(zhuǎn)換閥86關(guān)閉。第三轉(zhuǎn)換閥86在緊急狀態(tài)下打開(kāi)，如在處理容器30A(30B)的內(nèi)部壓力變得過(guò)大的情況。支管76，77和85的下游端連成一體再成為單一的排出管70a(70b)。每個(gè)排放選擇器72包括支管76和77，以及第一和第二轉(zhuǎn)換閥81和82。
捕霧器71將處理容器30A和30B排出的處理流體冷卻，將排出的處理流體中所含的液體與含臭氧氣體分開(kāi)，并將流體經(jīng)排水管90排出。排出管91將排出的處理流體中提取的含臭氧氣體輸送到臭氧消除器(ozone killer)92。臭氧消除器92通過(guò)熱分解將含臭氧氣體中所含的臭氧分解為氧氣，冷卻氧氣并通過(guò)排出管94排出冷卻的氧氣。
如上所述，流量調(diào)節(jié)閥50a和50b分別調(diào)節(jié)供給處理容器30A和30B的蒸汽的流速。流量調(diào)節(jié)閥52a和25b分別調(diào)節(jié)供給處理容器30A和30B的含氧氣體的流速。通過(guò)選擇性地打開(kāi)第一或第二轉(zhuǎn)換閥81，82，排放選擇器72分別調(diào)節(jié)來(lái)自處理容器30A和30B的流體的排出速度，從而控制處理容器30A和30B中的蒸汽、含臭氧氣體或包括蒸汽和含臭氧氣體的處理流體的壓力。
檢漏器95分別與處理容器30A和30B相連以監(jiān)控來(lái)自處理容器30A和30B的處理流體的泄漏。
處理容器30A和30B結(jié)構(gòu)相同，因此僅僅將處理容器30A作為例子進(jìn)行描述。參考圖4，處理容器30A具有，作為主要部件且用于在其中保持晶片W的容器體(vessel body)100和蓋101，蓋用于將晶片W從晶片主輸送器18傳送到容器體100，反之亦然。當(dāng)蓋101接收來(lái)自主晶片輸送器18的晶片W時(shí)，包括缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)(未示出)的蓋提升機(jī)構(gòu)(未示出)把蓋101和容器體100分開(kāi)，當(dāng)晶片W在處理容器30A中進(jìn)行處理時(shí)，蓋提升機(jī)構(gòu)將蓋101緊密連接到容器體100。封閉的處理空間S1通過(guò)將容器體100和蓋101緊密連接在一起而形成。
容器體100有盤(pán)形的基座100a，以及從基座100a周?chē)∑鸬闹鼙?00b?；?00a內(nèi)部配有加熱器105。直徑小于晶片W的圓臺(tái)(circular land)110形成在基座100a的上表面。圓臺(tái)110上表面的高度低于周壁100b上表面的高度。環(huán)形槽100c在周壁100b和圓臺(tái)110之間形成。
四個(gè)用于支撐置于容器體100內(nèi)的晶片W的支撐元件111布置于圓臺(tái)110外緣部分的四個(gè)位置處。四個(gè)支撐元件111將置于其上的晶片W穩(wěn)定地支撐在適當(dāng)位置。支撐元件111定位支撐的晶片W的下表面與圓臺(tái)110上表面之間形成約1毫米的間隙G。支撐元件111由樹(shù)脂，如PTFF樹(shù)脂形成。
兩個(gè)同心圓槽在周壁100b的上表面形成。兩個(gè)O環(huán)115a和115b裝配在圓槽中以密封周壁100b上表面與蓋101下表面之間的間隙，從而當(dāng)容器體100和蓋101連接到一起時(shí)可以封閉處理空間S1。
供給口120形成在周壁100b上。處理流體通過(guò)供給口120供應(yīng)到處理容器30A中。排出口121形成在周壁110b上，其位置與供給口120的位置徑向相對(duì)。主供給管38a和排出管70a分別與供給口120和排出口121相連。
供給口120和排出口121分別通向環(huán)形槽100c的上部和下部?？?20和121的布置使處理流體流暢地通過(guò)供給口120供應(yīng)到處理空間S1中，從而使得處理流體不可能停滯，并且也防止了處理流體從處理容器30A排出時(shí)仍滯留在處理容器30A中。
實(shí)際上，供給口120通向兩個(gè)相鄰的支撐元件111之間的空間，排出口121通向另兩個(gè)相鄰的支撐元件111之間的空間，從而使得處理流體流暢地供應(yīng)到處理容器30A，和從處理容器30A中流出，而不會(huì)被支撐元件阻塞。然而在圖4中，為了簡(jiǎn)化附圖，支撐元件111以其與供給口和排出口120和121徑向?qū)?zhǔn)的方式示出。
蓋101具有其內(nèi)配置有加熱器125的蓋體101a，以及一對(duì)保持元件112，保持元件從蓋101下表面直徑方向相對(duì)的部分向下伸出。每個(gè)保持元件112有基本上L形的截面，頂部沿徑向向內(nèi)彎曲，晶片W置于其上。當(dāng)蓋提升機(jī)構(gòu)朝容器體100放下蓋101時(shí)，保持晶片W的保持元件112進(jìn)入環(huán)形槽100c中，以將晶片W放置于容器體100的支撐元件111上。
蒸汽發(fā)生器40有一水箱(未示出)，來(lái)自純水(DIW)源141的純水供應(yīng)到水箱中。蒸汽發(fā)生器40通過(guò)用加熱器加熱水箱內(nèi)的純水來(lái)產(chǎn)生蒸汽，或水蒸汽。水箱的內(nèi)部空間保持在大約120o的溫度和加壓狀態(tài)下。參考圖3，主供給管38a和38b上在蒸汽發(fā)生器40和供給選擇器41a和41b之間延伸的部分用管狀溫度調(diào)節(jié)器136覆蓋。調(diào)節(jié)器136調(diào)節(jié)從蒸汽發(fā)生器40流到供給選擇器41a和41b的蒸汽的溫度。
流量調(diào)節(jié)閥V2置于純水供給管140內(nèi)，管140將純水從純水源141輸送到蒸汽發(fā)生器40。支管142從連接到氮?dú)庠?3的氮?dú)夤┙o支管53b處分出來(lái)，連接到純水供給管140上位于流量調(diào)節(jié)閥V2和蒸汽發(fā)生器40之間的部分。支管142中配有流量調(diào)節(jié)閥V3。流量調(diào)節(jié)閥V2和V3不僅能夠調(diào)節(jié)分別流過(guò)管140和142的流體的流速，而且能夠分別開(kāi)通和關(guān)斷管140和142。
排水管145與蒸汽發(fā)生器40未示出的水箱相連，以從中排出純水。排水管145配有排水閥DV，DV與支管142中的流量調(diào)節(jié)閥V3互鎖。排水管145的下游端與捕霧器148相連。卸壓管150與蒸汽發(fā)生器40未示出的水箱相連，從中排出蒸汽以防止蒸汽發(fā)生器40的水箱內(nèi)部壓力增大而超過(guò)規(guī)定的極限。卸壓管150也用于控制供給處理容器30A和30B的蒸汽的流速，如下文所述。卸壓管150的下游端與排水管145上位于排水閥DV下游側(cè)的部分相連。卸壓管150配有流量調(diào)節(jié)閥V4和截止閥V5。支管153與卸壓管150相連。支管153的一端與卸壓管150上位于流量調(diào)節(jié)閥V4上游側(cè)的部分相連，支管153的另一端與卸壓管150上位于截止閥V5下游側(cè)的部分相連。支管配有卸壓閥RV1。捕霧器148冷卻通過(guò)排水管145排出的純水和通過(guò)卸壓管150排出的蒸汽，并通過(guò)排水管154排出冷卻的純水和冷凝的蒸汽。
向蒸汽發(fā)生器40的加熱器提供固定的電力，從而使蒸汽發(fā)生器40蒸汽產(chǎn)生率保持恒定。如上所述，預(yù)先調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥50a和50b的流量調(diào)節(jié)特性，使得蒸汽發(fā)生器40產(chǎn)生的蒸汽以等流速分別供應(yīng)到處理容器30A和30B。
現(xiàn)在，假定蒸汽發(fā)生器每單位時(shí)間產(chǎn)生5個(gè)單位的蒸汽。
如果蒸汽需要同時(shí)供給處理容器30A和30B，那么每單位時(shí)間向處理容器30A供兩個(gè)單位的蒸汽，每單位時(shí)間向處理容器30B提供兩個(gè)單位的蒸汽，以及每單位時(shí)間通過(guò)卸壓管150從蒸汽發(fā)生器40排出一個(gè)單位的蒸汽。在這種情況下，對(duì)流量調(diào)節(jié)閥V4進(jìn)行調(diào)節(jié)使得每單位時(shí)間有一個(gè)單位的蒸汽流過(guò)卸壓管150，并且此時(shí)流量調(diào)節(jié)閥50a和50b以及卸壓管150的截止閥V5打開(kāi)。
如果蒸汽僅僅需要供給處理容器30A或處理容器30B，諸如晶片W向處理容器30A(或30B)中運(yùn)送，與此同時(shí)在處理容器30B(或30A)中正利用蒸汽和含臭氧氣體進(jìn)行抗蝕膜溶解過(guò)程，這種情況下，每單位時(shí)間由蒸汽發(fā)生器40產(chǎn)生的五個(gè)單位的蒸汽中僅有兩個(gè)單位供給處理容器30B(或30A)，并且每單位時(shí)間有三個(gè)單位的蒸汽通過(guò)卸壓管150排出。因此，對(duì)流量調(diào)節(jié)閥V4進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得當(dāng)蒸汽只需要供給處理容器30B(或30A)時(shí)，每單位時(shí)間五個(gè)單位中有三個(gè)單位的蒸汽通過(guò)卸壓管150排出，此時(shí)流量調(diào)節(jié)閥50a(或50b)關(guān)閉，截止閥V5打開(kāi)。
當(dāng)處理容器30A或處理容器30B均不需要蒸汽時(shí)，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥50a和50b、同時(shí)打開(kāi)截止閥V5和流量調(diào)節(jié)閥V4，使蒸汽發(fā)生器40產(chǎn)生的所有蒸汽經(jīng)卸壓管150排出。
為了有效地執(zhí)行上述操作，每個(gè)流量調(diào)節(jié)閥50a和50b中配有可變的并能預(yù)先調(diào)節(jié)的節(jié)流閥，以及只能夠選定完全打開(kāi)位置和關(guān)閉位置的關(guān)斷閥。將流量調(diào)節(jié)閥50a和50b的可變節(jié)流閥預(yù)先調(diào)整為打開(kāi)狀態(tài)，使得由蒸汽發(fā)生器40產(chǎn)生的蒸汽均勻分配到主供給管38a和38b，以及處理容器30A和30B中，這時(shí)，流量調(diào)節(jié)閥50a和50b中的關(guān)斷閥均打開(kāi)。
調(diào)節(jié)含臭氧氣體的流量調(diào)節(jié)閥52a和52b的結(jié)構(gòu)與流量調(diào)節(jié)閥50a和50b的結(jié)構(gòu)相同。因此，每個(gè)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b也包括可變節(jié)流閥和關(guān)斷閥。
通過(guò)卸壓管150從蒸汽發(fā)生器40排出的蒸汽，經(jīng)排水管145被輸送到捕霧器148。卸壓閥RV1在水箱130的內(nèi)部壓力增高至超過(guò)規(guī)定極限時(shí)打開(kāi)，用以通過(guò)卸壓管150，支管153，卸壓管150和排水管145從水箱130排出蒸汽。
供給處理容器30A和30B的蒸汽的流速，可通過(guò)以合適的排出速率排出由蒸汽發(fā)生器40產(chǎn)生的蒸汽來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，合適的排出速率由流量調(diào)節(jié)閥V4調(diào)節(jié)得到。即使處理容器進(jìn)行處理的蒸汽需求量改變(換句話說(shuō)，同時(shí)需要蒸汽的處理容器的數(shù)量改變)，預(yù)先調(diào)整的流量調(diào)節(jié)閥50a和50b的流量調(diào)節(jié)特性(可變節(jié)流閥打開(kāi))也不需要改變，只有流量調(diào)節(jié)閥50a和/或流量調(diào)節(jié)閥50b的關(guān)斷閥需要打開(kāi)和/或關(guān)閉。上述利用流量調(diào)節(jié)閥V4對(duì)流入處理容器30A和30B的蒸汽的流速進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，比控制流量調(diào)節(jié)閥50a和50b打開(kāi)的流量調(diào)節(jié)方法或控制加熱器的輸出從而控制蒸汽發(fā)生器40的蒸汽產(chǎn)生率的流量調(diào)節(jié)方法更容易。因此，供給處理容器30A和30B的蒸汽的流速可根據(jù)處理容器30A和30B中進(jìn)行的處理而得以精確調(diào)整，這增強(qiáng)了抗蝕膜溶解過(guò)程的效果均勻性和可靠性。
圖5示出與臭氧供給有關(guān)的管道系統(tǒng)的管道布置圖，是為了詳細(xì)說(shuō)明而從圖3所示處理系統(tǒng)的整個(gè)管道系統(tǒng)中選取的。氧氣源181通過(guò)氧氣供給管180與臭氧發(fā)生器42相連。氮?dú)夤┙o管182的一端與氮?dú)庠?83相連，另一端與氧氣供給管180相連。截止閥185和質(zhì)量流量控制器(mass flow controller)188從氧氣源181那側(cè)開(kāi)始依次排列在氧氣供給管180內(nèi)，質(zhì)量流量控制器188即一種流量調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器42的氧氣的流量。氮?dú)夤┙o管182與氧氣供給管180中位于質(zhì)量流量控制器188下游側(cè)的部分相連。截止閥190和質(zhì)量流量控制器191從氮?dú)庠?83那側(cè)開(kāi)始依次排列在氮?dú)夤┙o管182內(nèi)，質(zhì)量流量控制器191即一種流量調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器42的氮?dú)獾牧髁?。氧氣?81提供的氧氣和氮?dú)庠?83提供的氮?dú)夥謩e以質(zhì)量流量控制器188和191調(diào)節(jié)后的流速流動(dòng)。然后，氧氣和氮?dú)饣旌仙珊鯕怏w。氧氣供給管180將含氧氣體送入臭氧發(fā)生器42中。
參考圖5A，臭氧發(fā)生器42包括放電電極42a，42b，含氧氣體從兩電極之間通過(guò)。放電電極42a和42b中至少一個(gè)覆有絕緣材料，未示出。交流電源42c，典型為高頻電源，在放電電極42a和42b上施加電壓從而在放電電極42a和42b之間產(chǎn)生電暈放電，即，放電。穿過(guò)放電電極42a和42b之間的含氧氣體經(jīng)歷電暈放電，由此包含在含氧氣體內(nèi)的部分氧分子電離從而轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞?。這樣，產(chǎn)生的臭氧和其他氣體(諸如氮?dú)夂臀捶磻?yīng)的氧氣)，如含臭氧氣體，一起從臭氧發(fā)生器42排出。交流電源42c包括功率調(diào)節(jié)器，該功率調(diào)節(jié)器能夠改變施加于放電電極42a和42b上的電壓，從而控制含臭氧氣體的臭氧濃度。再次參考圖5，從臭氧發(fā)生器42排出的含臭氧氣體能通過(guò)含臭氧氣體供給管60和含臭氧氣體供給支管61a和61b，分別供應(yīng)到處理容器30A和30B。
單元控制CPU200分析由襯底處理單元23a和23b執(zhí)行處理的信息，且能夠檢測(cè)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b各自的狀態(tài)，即，每個(gè)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b是否打開(kāi)。單元控制CPU200將信息發(fā)送到CPU201，CPU201即為一種用于控制質(zhì)量流量控制器188和191以及臭氧發(fā)生器42的控制器，所述信息包括由襯底處理單元23a和23b進(jìn)行的處理的信息，以及上述有關(guān)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b各自狀態(tài)的信息。
CPU201根據(jù)單元控制CPU200給出的有關(guān)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b各自狀態(tài)的信息確定供應(yīng)給處理容器30A和30B的含臭氧氣體的流速之和。換言之，CPU201確定將要在材料容器30A和30B內(nèi)進(jìn)行材料的含臭氧氣體的需要量。CPU201控制質(zhì)量流量控制器188和191以便將氧氣和氮?dú)庖怨?yīng)速率(流速)供給臭氧發(fā)生器42，該速率使得臭氧發(fā)生器42以排出速率(流速)排出含臭氧氣體，該排出速率與將要供應(yīng)到處理容器30A和30B的含臭氧氣體的所述流速之和一致或重合。CPU201控制質(zhì)量流量控制器188和191，使得供應(yīng)到臭氧發(fā)生器42的含氧氣體的氮氧比保持大致恒定，而不考慮供應(yīng)到臭氧發(fā)生器42的含氧氣體的流速。
如果處理容器30A和30B中只有一個(gè)需要含臭氧氣體，那么臭氧發(fā)生器42以例如大約4升/分鐘的速度產(chǎn)生含臭氧氣體。
當(dāng)處理容器30A和30B均需要含臭氧氣體時(shí)，臭氧發(fā)生器42以例如大約8升/分鐘的速度產(chǎn)生含臭氧氣體。在這種情況下，由于流量調(diào)節(jié)閥52a和52b的流量調(diào)節(jié)特性已預(yù)先調(diào)整，那么含臭氧氣體以等流速，如大約4升/分鐘的速度分別供給處理容器30A和30B。
在上述說(shuō)明中，CPU201根據(jù)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b的狀態(tài)確定含臭氧氣體的需求量。另外，CPU201可以根據(jù)處理方法確定含臭氧氣體的需求量，所述處理方法確定由處理單元執(zhí)行并預(yù)置于系統(tǒng)控制器(未示出)中的處理過(guò)程時(shí)序，所述系統(tǒng)控制器用于控制CPU200和CPU201。
CPU201能夠檢測(cè)臭氧濃度測(cè)量裝置165測(cè)得的臭氧濃度，并能夠控制臭氧發(fā)生器42的放電電壓，換句話說(shuō)，是施加于電極42a和42b上的電壓。測(cè)得的臭氧濃度用作臭氧發(fā)生器42放電電壓反饋控制的控制信號(hào)。這樣，含臭氧氣體的臭氧濃度在反饋控制模式下進(jìn)行控制。因此，即使流入臭氧發(fā)生器42的含氧氣體流速，含氧氣體的氧—氮比，或臭氧發(fā)生器42內(nèi)的壓力發(fā)生變化，也可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整放電電壓而產(chǎn)生具有穩(wěn)定臭氧濃度的含臭氧氣體。
具有穩(wěn)定臭氧濃度和理想壓強(qiáng)的含臭氧氣體可通過(guò)CPU201的控制操作以理想流速供給處理容器30A和30B。因此，僅僅向處理容器30A和30B之一供應(yīng)含臭氧氣體而處理的晶片W，和同時(shí)向處理容器30A和30B供應(yīng)含臭氧氣體而處理得到的晶片，都能夠進(jìn)行相同工藝條件的抗蝕膜溶解過(guò)程。
在示出的實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)有兩個(gè)獨(dú)立的CPU200和201，然而，這些CPU可以合并成為單一的處理部件。
參考圖6和圖7，捕霧器71具有冷卻單元210和水箱211，冷卻單元210用于冷卻從處理容器30A和30B排出的排出流體，并容納蒸汽和含臭氧氣體，水箱211用于儲(chǔ)存通過(guò)冷卻單元210冷卻的排出流體而產(chǎn)生的液化含臭氧水。
冷卻單元210具有冷卻盤(pán)管，由套管215卷繞例如六圈而形成，其中套管215包括內(nèi)部管213和環(huán)繞內(nèi)部管213的外部管214。冷卻水通過(guò)內(nèi)部管213和外部管214之間的環(huán)形空間以冷卻流過(guò)內(nèi)部管213的排出流體。從卷繞的套管215頂端伸出的內(nèi)部管213的上端部與排出管70c相連。冷卻水排出管221與套管215中外部管214的上端相連，在這一位置內(nèi)部管213的上端部從套管215伸出。冷卻水向上流過(guò)環(huán)形空間，并經(jīng)冷卻水排出管221排出。從卷繞的套管215下端伸出的內(nèi)部管213的下端部貫穿水箱211頂壁進(jìn)入水箱211中。冷卻水供給管222與外部管214的下端相連，在這一位置內(nèi)部管下端部從套管215伸出。冷卻水通過(guò)冷卻水供給管222供應(yīng)到內(nèi)部管213和外部管214之間的環(huán)形空間中。
冷卻水排出管221和冷卻水供給管222分別與冷卻水回收裝置232和冷卻水供給裝置231相連，如圖6所示。冷卻水流過(guò)內(nèi)部管213和外部管214之間的環(huán)形空間。冷卻水供給裝置231和冷卻水回收裝置232與冷卻裝置93相連，以使冷卻水通過(guò)冷卻單元93循環(huán)。
包括含臭氧氣體，蒸汽和氮?dú)?，并通過(guò)排出管70c排出的處理流體，流過(guò)內(nèi)部管213，并由流過(guò)內(nèi)部管和外部管213和214之間的環(huán)形空間的冷卻水進(jìn)行冷卻。因此，包含在排出的處理流體內(nèi)的蒸汽冷凝成水。這樣，排出的處理流體還原成水和包含氧氣，氮?dú)夂统粞醯暮粞鯕怏w。實(shí)際上，排出的處理流體經(jīng)冷卻還原成含臭氧水和含臭氧氣體，這是因?yàn)椴糠殖粞跞苡谟烧羝D(zhuǎn)變得到的純水中。
內(nèi)部管213和排出管91的下端部貫穿水箱211的頂壁進(jìn)入水箱211中。排水管90和供氣口230貫穿水箱211的底壁。氣體源232與供氣口230相連。與水箱211相連的液面指示器233顯示水箱211中的液面高度。排出管91向上延伸穿過(guò)套管215的盤(pán)管所圍住的空間，從冷卻單元210向上伸出，并與臭氧消除器92相連。
內(nèi)部管213將含臭氧水和含臭氧氣體輸送到水箱211中。充滿(mǎn)水箱211上部空間的含臭氧氣體通過(guò)排出管91從水箱211排出到臭氧消除器92中。氣體，諸如空氣，通過(guò)供氣口230引入儲(chǔ)存在水箱211下部空間的含臭氧水中，從而通過(guò)起泡而將臭氧從含臭氧水中除去。起泡能將含臭氧水的臭氧濃度從約15ppm減至某一值，該值不高于5ppm的排出物標(biāo)準(zhǔn)臭氧濃度(effluent standard ozoneconcentration)。這樣，將含臭氧水的臭氧濃度降為排出物標(biāo)準(zhǔn)臭氧濃度以下之后，含臭氧水通過(guò)排水管90排出。這種降低臭氧濃度的方法能夠在其操作成本(at a running cost)低于利用純水稀釋含臭氧水或使用臭氧分解化學(xué)品的方法來(lái)降低含臭氧水中臭氧濃度所需成本的情況下，降低排放物的危害。
下面說(shuō)明由上述襯底處理系統(tǒng)1對(duì)晶片W進(jìn)行處理的處理方法。
晶片傳送臂11每次從晶片支架C取出一個(gè)晶片W，并將該晶片W運(yùn)送到晶片輸送單元17，其中晶片支架C置于入/出口4的工作臺(tái)6之上。然后，晶片主輸送器18接收來(lái)自晶片輸送單元17的晶片W。晶片主輸送器18將晶片W一個(gè)接一個(gè)順次運(yùn)送到襯底處理單元23a至23f。襯底處理單元23a至23f使晶片W進(jìn)行抗蝕膜溶解處理，從而使晶片W上形成的抗蝕膜成為水溶性的。然后，承載臂18a依次從襯底處理單元23a至23f取出晶片W，并將晶片W分送到襯底清潔單元12至15。然后，襯底清潔單元12至15使晶片W進(jìn)行清潔處理，除去晶片W上的水溶性抗蝕膜，當(dāng)需要時(shí)使晶片W進(jìn)行除金屬處理以便利用化學(xué)液體除去晶片W的微粒，并使清潔過(guò)的晶片W經(jīng)過(guò)干燥處理。然后，承載臂18a將干燥后的晶片W運(yùn)送到晶片輸送單元17。于是晶片傳送臂11將清潔過(guò)的晶片W從晶片輸送單元17運(yùn)送到晶片支架C。
襯底處理單元23a的操作(即，由單元23a進(jìn)行的處理)將作為襯底處理單元23a至23f的操作的典型例子進(jìn)行說(shuō)明。
首先，執(zhí)行晶片裝載步驟。參考圖4，蓋101和容器體100分開(kāi)。晶片主輸送器18用于保持晶片W的承載臂18a動(dòng)到蓋101的蓋體101a下面的位置。蓋101的保持元件112接收來(lái)自承載臂18a的晶片W。然后，未示出的筒狀提升機(jī)構(gòu)朝向容器體100降低蓋101，以便將保持元件112推進(jìn)容器體100的環(huán)形槽100c中，并將晶片W置于排列在容器體100的圓臺(tái)110上的支撐元件111上。間隙G在晶片W的下表面和圓臺(tái)110的上表面之間形成，其中晶片W由支撐元件支撐。晶片W支撐在支撐元件111上以后，蓋101進(jìn)一步降低。蓋101與容器體100的周壁100b的上表面接合，從而壓縮O環(huán)115a和115b來(lái)密封處理容器30A。這樣，完成了將晶片W裝載到處理容器30A中的步驟。
晶片裝載步驟完成之后，執(zhí)行加熱步驟。給加熱器105和125通電以加熱處理容器30A內(nèi)部和晶片W。加熱過(guò)程增強(qiáng)抗蝕膜溶解處理的效果。
加熱過(guò)程完成之后，執(zhí)行含臭氧氣體充入步驟。處理容器30A內(nèi)部和晶片W在預(yù)定溫度下加熱之后，單元控制CPU200給CPU201一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)表示處理容器30A的內(nèi)部和晶片W已經(jīng)在預(yù)定溫度下進(jìn)行加熱。然后，CPU201決定開(kāi)始將含臭氧氣體供應(yīng)到處理容器30A中。單元控制CPU200給流量調(diào)節(jié)閥52a一個(gè)控制信號(hào)以打開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥52a。然后，隨著流量調(diào)節(jié)閥52a的可變節(jié)流閥預(yù)先調(diào)整為打開(kāi)狀態(tài)，具有預(yù)定臭氧濃度的含臭氧氣體從臭氧發(fā)生器42通過(guò)含臭氧氣體供給主管60，含臭氧氣體供給支管61a，流量調(diào)節(jié)閥52a以及主供給管38a以某一流速供應(yīng)到處理容器30A中。如前所述，流量調(diào)節(jié)閥52a的可變節(jié)流閥預(yù)先調(diào)整為打開(kāi)狀態(tài)，使得當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b均打開(kāi)時(shí)，含臭氧氣體以等流速供應(yīng)到處理容器30A和30B中。
排放選擇器72的第一轉(zhuǎn)換閥81打開(kāi)，并調(diào)節(jié)從處理容器30A排出的處理流體的流量，從而使得排出的處理流體以預(yù)定的流速通過(guò)排出管70a。這樣，當(dāng)處理流體經(jīng)排出管70a排出時(shí)，含臭氧氣體供應(yīng)到處理容器30A中，從而在處理容器30A中產(chǎn)生固定壓強(qiáng)的含臭氧氣體層。處理容器30A的內(nèi)部壓強(qiáng)保持正壓強(qiáng)，該壓強(qiáng)高于大氣壓例如約0.2Mpa的標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)。加熱器105和125在預(yù)定溫度下加熱處理容器30A的內(nèi)部溫度和晶片W。處理流體從處理容器30A排出，經(jīng)排出管70a進(jìn)入捕霧器71。這樣，處理容器30A就充滿(mǎn)了具有預(yù)定臭氧濃度的含臭氧氣體。
CPU201控制質(zhì)量流量控制器188和191以及臭氧發(fā)生器42，從而控制供給處理容器30A的含臭氧氣體的流速和臭氧濃度。CPU201根據(jù)流量調(diào)節(jié)閥52a和52b各自的狀況(打開(kāi)或關(guān)閉)控制質(zhì)量流量控制器188和191，從而控制流入臭氧發(fā)生器42的含氧氣體的流速，由此控制由臭氧發(fā)生器42產(chǎn)生并從中排出的含臭氧氣體的流速，流量調(diào)節(jié)閥52a和52b各自的狀態(tài)由單元控制CPU200提供的信號(hào)表示。
反饋控制系統(tǒng)包括CPU201，臭氧發(fā)生器42以及臭氧濃度測(cè)量裝置165，通過(guò)反饋控制模式控制含臭氧氣體的臭氧濃度。含臭氧氣體通過(guò)打開(kāi)的流量調(diào)節(jié)閥52a和含臭氧氣體供給支管61a流入處理容器30A。由于流量調(diào)節(jié)閥52b關(guān)閉，因此含臭氧氣體不能通過(guò)含臭氧氣體供給支管61b流入處理容器30B。具有理想臭氧濃度的含臭氧氣體以例如分鐘4升/分鐘的理想流速供應(yīng)到處理容器30A，而不管處理容器30B的情況。
完成含臭氧氣體充入步驟之后，執(zhí)行抗蝕膜溶解步驟。蒸汽和含臭氧氣體一起供應(yīng)到處理容器30A中。蒸汽和含臭氧氣體同時(shí)供應(yīng)到處理容器30A中，排放選擇器72的第一轉(zhuǎn)換閥81打開(kāi)，以便從處理容器30A排出處理流體。蒸汽發(fā)生器40產(chǎn)生并流過(guò)主供給管38a的蒸汽的溫度調(diào)節(jié)為例如約115℃。蒸汽和含臭氧氣體在供給選擇器41a混合產(chǎn)生處理流體，處理流體供應(yīng)到處理容器30A中。處理容器30A的內(nèi)部壓強(qiáng)仍然保持正壓強(qiáng)，該壓強(qiáng)高于大氣壓例如約0.2Mpa的標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)。加熱器105和125保持在預(yù)定溫度下加熱處理容器30A的內(nèi)部溫度和晶片W。在抗蝕膜溶解過(guò)程中，處理流體使晶片W表面上形成的抗蝕膜氧化。
在抗蝕膜溶解過(guò)程中，含臭氧氣體通過(guò)主供給管38a，以流量調(diào)節(jié)閥52a的可變節(jié)流閥預(yù)先調(diào)整為打開(kāi)狀態(tài)而確定的流速進(jìn)行供應(yīng)，蒸汽通過(guò)主供給管38a以流量調(diào)節(jié)閥50a的節(jié)流閥預(yù)先調(diào)整為打開(kāi)狀態(tài)而確定的流速進(jìn)行供應(yīng)。打開(kāi)排放選擇器72的第一轉(zhuǎn)換閥81以控制排出的處理流體的流速，該處理流體從處理容器30A排出并經(jīng)第一轉(zhuǎn)換閥81流過(guò)排出管70a。這樣，當(dāng)處理流體通過(guò)排出管70a排出時(shí)，含臭氧氣體和蒸汽分別以預(yù)定的流速供應(yīng)到處理容器30A中，以便在處理容器30A中產(chǎn)生具有固定壓強(qiáng)并包括蒸汽和含臭氧氣體的處理流體大氣層。
在執(zhí)行抗蝕膜溶解步驟中，處理流體通過(guò)主供給管38a連續(xù)不斷地供應(yīng)到處理容器30A中，并通過(guò)排出管70a連續(xù)不斷地從處理容器30A中排出。處理流體沿著晶片W的上表面和下表面(間隙G)流向與排出管70a相連的排出口121。至少抗蝕膜溶解過(guò)程的部分周期，通過(guò)主供給管83a供應(yīng)處理流體和通過(guò)排出管70a排出處理流體在溶解抗蝕膜過(guò)程中可被停止，以便通過(guò)容納于處理容器30A中的處理流體對(duì)抗蝕膜進(jìn)行處理。
在抗蝕膜溶解處理的步驟中，CPU201也控制質(zhì)量流量控制器188和191以及臭氧發(fā)生器42，以控制供給處理容器30A內(nèi)的含臭氧氣體的流速和臭氧濃度。因此，具有理想臭氧濃度的含臭氧氣體以理想流速供應(yīng)到處理容器30A中，而不管處理容器30B的操作條件。以固定流速供應(yīng)含臭氧氣體使處理容器30A的內(nèi)部壓強(qiáng)保持恒定。這樣，處理容器30A的內(nèi)部壓強(qiáng)，晶片W周?chē)奶幚砹黧w的流量，以及處理流體的臭氧濃度可分別保持理想值，而不管處理容器30B的操作條件。同時(shí)由處理容器30A和30B進(jìn)行抗蝕膜溶解處理的晶片W，以及處理模式下由抗蝕膜溶解步驟處理的晶片W同樣受抗蝕膜溶解步驟的處理，所述處理模式中處理容器30A(或30B)進(jìn)行抗蝕膜溶解處理，而處理容器30B(或30A)進(jìn)行晶片裝載處理。
完成抗蝕膜溶解步驟之后，進(jìn)行清潔處理。流量調(diào)節(jié)閥50a和52b關(guān)閉，截止閥54a打開(kāi)，流動(dòng)選擇閥68設(shè)定為高流動(dòng)性位置從而將氮?dú)庖愿吡魉購(gòu)牡獨(dú)庠?3供應(yīng)到處理容器30A中，與排出管70a相連的排放選擇器72的第二排放調(diào)節(jié)閥82打開(kāi)。這樣，氮?dú)鈴牡獨(dú)庠垂?yīng)到處理容器30A中，處理流體從處理容器30A排出從而通過(guò)氮?dú)馇鍧嵵鞴┙o管38a，處理容器30A和排出管70a。排出的處理流體由排出管70a運(yùn)送到捕霧器71中。這樣包括含臭氧氣體和蒸汽的處理流體從處理容器30A排出。
完成清潔步驟之后，進(jìn)行晶片卸載步驟。驅(qū)動(dòng)蓋提升機(jī)構(gòu)抬起蓋101，從而將蓋101和容器體100分開(kāi)，并將晶片W從容器體100的支撐元件111傳送到蓋101的徑向?qū)χ玫谋３衷?12。然后，主輸送器18的承載臂18a進(jìn)入蓋101的蓋體101a下面的空間，從蓋101的保持元件112接收晶片W，并將晶片W運(yùn)出處理容器30A。
有這樣一種情況，襯底處理單元23b進(jìn)行需要含臭氧氣體的含臭氧氣體供給步驟或抗蝕膜溶解步驟，而襯底處理單元23a進(jìn)行含臭氧氣體供給步驟或抗蝕膜溶解步驟，還有一種情況，襯底處理單元23b進(jìn)行抗蝕膜溶解步驟的含臭氧氣體供應(yīng)步驟，而襯底處理單元23a進(jìn)行不需要含臭氧氣體的晶片加載步驟，處理流體排出步驟，或晶片卸載步驟。在前者的情況下，含臭氧氣體同時(shí)供給處理容器30A和30B。在后者的情況下，含臭氧氣體只供給處理容器30A或處理容器30B。
在襯底處理單元23b進(jìn)行晶片加載步驟而襯底處理單元23a進(jìn)行含臭氧氣體供給步驟，用以將含臭氧氣體供應(yīng)到處理容器30A的情況下，流量調(diào)節(jié)閥52a打開(kāi)，流量調(diào)節(jié)閥52b關(guān)閉，并且臭氧發(fā)生器42以某一速度產(chǎn)生含臭氧氣體，這一速度滿(mǎn)足僅僅向處理容器30A供含臭氧氣體。含臭氧氣體以大約4升/分鐘的流速流過(guò)含臭氧氣體供給支管61a，并通過(guò)主供給管38a流入處理容器30A。
在襯底處理單元23b開(kāi)始含臭氧氣體供應(yīng)步驟而襯底處理單元23a進(jìn)行抗蝕膜溶解步驟，并且含臭氧氣體和蒸汽供應(yīng)到處理容器30A中的情況下，流量調(diào)節(jié)閥52b打開(kāi)，單元控制CPU200發(fā)送一個(gè)表示流量調(diào)節(jié)閥52a和52b均打開(kāi)的信號(hào)給CPU201，CPU201控制質(zhì)量流量控制器188和191從而以某一流速向臭氧發(fā)生器42供應(yīng)含氧氣體，所述流速是含臭氧氣體只需供給處理容器30A或處理容器30B時(shí)含氧氣體供給臭氧發(fā)生器42的流速的兩倍。然后，因流量調(diào)節(jié)閥52a和52b均打開(kāi)，所以含臭氧氣體以大約8升/分鐘極的流速流過(guò)供給主管60，以大約4升/分鐘級(jí)的流速流過(guò)含臭氧氣體供給支管61a和61b，并且含臭氧氣體以相同的流速通過(guò)主供給管38a和38b供應(yīng)到處理容器30A和30B中。這樣，含臭氧氣體供給模式用于將含臭氧氣體只供給處理容器30A，含臭氧氣體供給模式用于將含臭氧氣體供給處理容器30A和30B。
完成抗蝕膜溶解步驟之后，襯底處理單元23a開(kāi)始處理流體排出過(guò)程，此時(shí)流量調(diào)節(jié)閥52a關(guān)閉，單元控制CPU200向CPU201發(fā)送有關(guān)流量調(diào)節(jié)閥52a已經(jīng)關(guān)閉的信息。然后CPU201控制質(zhì)量流量控制器188和191使得含氧氣體的流速減小一半，所述含氧氣體是為了向兩個(gè)處理容器30A和30B提供含臭氧氣體所需的含氧氣體。因?yàn)榱髁空{(diào)節(jié)閥52a關(guān)閉，所以含臭氧氣體以大約4升/分鐘級(jí)的流速流過(guò)供給主管60，并且以大約4升/分鐘級(jí)的流速只流過(guò)含臭氧氣體供給支管61b。含臭氧氣體通過(guò)主供給管38b流入處理容器30B。這樣含臭氧氣體僅僅供給處理容器30B。
由于臭氧濃度測(cè)量裝置165測(cè)量臭氧濃度，并且CPU201根據(jù)測(cè)得的臭氧濃度控制臭氧發(fā)生器42的放電電壓，所以即使含氧氣體的流速改變，或者含臭氧氣體的氧氣濃度改變，也能夠產(chǎn)生具有預(yù)定臭氧濃度的含臭氧氣體。
如上所述，具有理想臭氧濃度的含臭氧氣體能以理想流速供應(yīng)到處理容器30A和30B中，不管含臭氧氣體所供應(yīng)的處理容器30A和30B的數(shù)量(一個(gè)或兩個(gè))。
襯底處理系統(tǒng)1能夠根據(jù)處理容器30A和30B對(duì)含臭氧氣體的需求而產(chǎn)生具有穩(wěn)定臭氧濃度的含臭氧氣體。由于處理容器30A和30B內(nèi)含臭氧氣體的壓強(qiáng)，供給處理容器30A和30B的含臭氧氣體的流速，以及含臭氧氣體的臭氧濃度是穩(wěn)定的，因此處理容器30A和30B內(nèi)抗蝕膜溶解過(guò)程的效果均勻性得以提高，由此通過(guò)襯底清潔單元12至15在隨后進(jìn)行除去抗蝕膜的清潔過(guò)程的效果均勻性和可靠性，以及包括由襯底處理系統(tǒng)進(jìn)行處理的蝕刻過(guò)程的效果均勻性和可靠性也得以提高。
盡管本發(fā)明在其優(yōu)選實(shí)施方式中描述為適用于處理半導(dǎo)體片，但是通過(guò)本發(fā)明處理的襯底并不限于此；本發(fā)明適用于處理包括LCD的玻璃襯底，印刷電路板，陶瓷襯底等襯底。
含氧氣體不限于氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，而可以是任何適合的混合氣體，只要該混合氣體包括氧氣。例如，含氧氣體可以是氧氣和空氣的混合氣體。
控制臭氧發(fā)生器42的放電電壓的控制裝置不限于包括CPU201，臭氧發(fā)生器42和臭氧濃度測(cè)量裝置165的反饋控制系統(tǒng)。例如，當(dāng)含氧氣體的流速突然改變時(shí)，并且如果臭氧濃度在一個(gè)寬范圍內(nèi)變化，或者需要時(shí)間進(jìn)行臭氧濃度的穩(wěn)定，那么用于改變質(zhì)量流量控制器188和191的流量控制設(shè)置，打開(kāi)或關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥52a和52b，以及改變放電電壓的操作可進(jìn)行時(shí)間控制，從而在不同的時(shí)間進(jìn)行那些操作，使得臭氧濃度不可以在寬的范圍內(nèi)變化。
蒸汽分配比率，即每單位時(shí)間由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽與每單位時(shí)間供給處理容器30A或處理容器30B的蒸汽之比，不限于5比2。例如，如果由蒸汽發(fā)生器40產(chǎn)生的蒸汽需要分配到多個(gè)處理容器中的三個(gè)，那么根據(jù)需要蒸汽的處理容器的數(shù)量，蒸汽發(fā)生器40的蒸汽發(fā)生率增加，并且蒸汽能以合適的分配率分配到處理容器。
盡管在該實(shí)施例中，兩個(gè)襯底處理單元(23a，23b)的兩個(gè)處理容器(30A，30B)與單個(gè)的臭氧發(fā)生器42相連，但是三個(gè)或多個(gè)處理單元的三個(gè)或多個(gè)處理容器可以與單個(gè)的臭氧發(fā)生器42相連。
如果許多處理容器與公共的臭氧供給裝置相連，那么處理系統(tǒng)可以構(gòu)成為包括一個(gè)或多個(gè)附加的臭氧發(fā)生器。圖8示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。在圖8所示系統(tǒng)中，提供兩個(gè)臭氧發(fā)生器240和241，臭氧發(fā)生器中只有一個(gè)(240)或全部?jī)蓚€(gè)用于提供含臭氧氣體，這取決于需要含臭氧氣體的處理容器30A至30F的數(shù)量。
與圖5類(lèi)似，圖8示出與臭氧供給有關(guān)的管道系統(tǒng)的管道布置圖，為了詳細(xì)說(shuō)明，其從處理系統(tǒng)的整個(gè)管道系統(tǒng)中選取出來(lái)。圖8中與圖5所標(biāo)明的參考數(shù)字相同或相似的元件，與圖5所示元件相同或相似。當(dāng)然，具有圖8的管道系統(tǒng)的處理系統(tǒng)具有類(lèi)似于圖3所示的蒸汽供給系統(tǒng)和處理流體排出系統(tǒng)，然而，隨處理容器數(shù)量的改變而有所改變。
圖8的襯底處理系統(tǒng)中，兩個(gè)支管180a和180b從氧氣供給管180的下游端岔開(kāi)，分別與臭氧發(fā)生器240和241相連。支管180b配有截止閥242。每個(gè)臭氧發(fā)生器240和241都具有一定的臭氧產(chǎn)生能力，即它能將含臭氧氣體同時(shí)供給三個(gè)處理容器。
含臭氧氣體供應(yīng)通道裝置51包括含臭氧氣體供給主管60，以及從主管60分支的含臭氧氣體供給支管61a，61b，61c，61d，61e和61f。主管60的上游端分岔成為兩個(gè)支管，分別與臭氧發(fā)生器240和241相連。含臭氧氣體供給支管61配有流量計(jì)66a至66f流量調(diào)節(jié)閥52a至52f，流量調(diào)節(jié)閥52a至52f用于調(diào)節(jié)含臭氧氣體分別流入處理容器30A至30F的流速。流量計(jì)66a至66f和流量調(diào)節(jié)閥52a至52f從臭氧發(fā)生器240和241那側(cè)開(kāi)始依次排列。預(yù)先調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥52a至52f的流量調(diào)節(jié)特性，從而當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥52a至52f的兩個(gè)或多個(gè)打開(kāi)時(shí)，由對(duì)應(yīng)于打開(kāi)的流量調(diào)節(jié)閥的流量計(jì)(66a至66f)測(cè)得的流速相等。
含臭氧氣體供給支管61a至61f主供給管38a至38f在分別包括流量調(diào)節(jié)閥52至52f供給選擇器處相連(其與圖3所示的供給選擇器41a和41b具有相同的結(jié)構(gòu)，但是在圖8中未示出)，使得含臭氧氣體獨(dú)自或與水蒸汽一起供應(yīng)到處理容器30A至30F中。
類(lèi)似于CPU201控制單個(gè)臭氧發(fā)生器42的情況，CPU201根據(jù)臭氧濃度測(cè)量裝置65測(cè)得的臭氧濃度來(lái)控制臭氧發(fā)生器240和241的放電電壓。CPU201根據(jù)需要供應(yīng)含臭氧氣體的處理容器的數(shù)量來(lái)控制截止閥242的設(shè)定位置以及附加的臭氧發(fā)生器241的操作。當(dāng)含臭氧氣體需要供給三個(gè)或更少的處理容器時(shí)，截止閥242關(guān)閉，臭氧發(fā)生器241停止工作，僅僅臭氧發(fā)生器240工作。
當(dāng)含臭氧氣體需要供給四個(gè)或更多的處理容器時(shí)，截止閥242打開(kāi)，兩個(gè)臭氧發(fā)生器240和241均工作以產(chǎn)生臭氧。這樣，根據(jù)需要含臭氧氣體的處理容器的數(shù)量而選擇性地僅使用臭氧發(fā)生器240或同時(shí)使用兩個(gè)臭氧發(fā)生器240和241。因此含臭氧氣體能以足夠高的生產(chǎn)率產(chǎn)生，即使處理容器對(duì)含臭氧氣體的需求超過(guò)了臭氧發(fā)生器240和241之一生產(chǎn)含臭氧氣體的能力。
圖9示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。與圖5類(lèi)似，圖9示出與臭氧供給有關(guān)的管道系統(tǒng)的管道布置圖，為了詳細(xì)說(shuō)明，其從處理系統(tǒng)的整個(gè)管道系統(tǒng)中提取出來(lái)。圖9中與圖5標(biāo)明的參考數(shù)字相同或相似的元件，與圖5所示元件相同或相似。當(dāng)然，具有圖9的管道系統(tǒng)的處理系統(tǒng)具有類(lèi)似于圖3所示的蒸汽供給系統(tǒng)和處理流體排出系統(tǒng)，然而，根據(jù)下面要提到的排污管道的設(shè)置，排出系統(tǒng)有所改變。排出系統(tǒng)具有排放選擇器(72，參見(jiàn)圖3)，在圖9中未示出。
參見(jiàn)圖9，襯底處理系統(tǒng)配有排污管道245a和245b，用于根據(jù)處理容器30A和30B中進(jìn)行的處理排出臭氧發(fā)生器42產(chǎn)生的部分含臭氧氣體，而不將該部分供應(yīng)到處理容器30A和30B，從而分別以所需流速將要所需臭氧濃度的含臭氧氣體供應(yīng)到處理容器30A和30B中。排污管道245a連接在與含臭氧氣體供應(yīng)支管61a相連的選擇閥246a上。排污管道245b連接在與含臭氧氣體供應(yīng)支管61b相連的選擇閥246b上。
單元控制CPU200控制每個(gè)選擇閥246a和246b以便設(shè)定排污管道245a(或245b)與相應(yīng)臭氧氣體供應(yīng)支管61a(或61b)脫離連接從而將含臭氧氣體供應(yīng)到相應(yīng)處理容器30A(或30B)的狀態(tài)，或設(shè)定排污管道245a(或245b)與相應(yīng)的含臭氧氣體供應(yīng)支管61a(或61b)相連以便從中排出含臭氧氣體使得含臭氧氣體不供給對(duì)應(yīng)的處理容器30A(或30B)的狀態(tài)。
排污管道245a和245b分別配有流量調(diào)節(jié)閥248a和248b，以及流量計(jì)250a和250b。排污管道245a和245b的下游端與連接到臭氧消除器92的管道相連。優(yōu)選地，排污管道245a和245b由碳氟樹(shù)脂形成。
在圖9所示系統(tǒng)中，質(zhì)量流量控制器188和191保持供給臭氧發(fā)生器42的氧氣和氮?dú)獾牧魉俸愣ǎ还茉谔幚砣萜鬟M(jìn)行的處理的種類(lèi)。這樣臭氧發(fā)生器42以固定流速，例如8升/分鐘排出含臭氧氣體。
流量調(diào)節(jié)閥52a，52b，248a和248b內(nèi)包括的可變節(jié)流閥預(yù)先調(diào)整為打開(kāi)狀態(tài)，使得含臭氧氣體供給兩個(gè)處理容器30A和30B時(shí)，含臭氧氣體以彼此相同的特定流速，例如4升/分鐘分別供給處理容器30A和30B；當(dāng)含臭氧氣體供給一個(gè)處理容器(30A或30B)時(shí)，含臭氧氣體以所述的特定流速，例如4升/分鐘供給一個(gè)所述處理容器(30A或30B)，并以所述的特定流速，例如4升/分鐘流過(guò)與另一個(gè)處理容器(30B或30A)對(duì)應(yīng)的排污管道(248b或248a)。根據(jù)使用流量計(jì)66a，66b，250a和250b所得的流速測(cè)量值而對(duì)流量調(diào)節(jié)閥52a，52b，248a和248b進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在系統(tǒng)通常的操作過(guò)程中，流量調(diào)節(jié)閥52a，52b，248a和248b打開(kāi)。這樣，不具有關(guān)斷功能的可變節(jié)流閥可以取代流量調(diào)節(jié)閥52a，52b，248a和248b而使用。
圖9所示系統(tǒng)的操作如下。
單元控制CPU200根據(jù)處理容器30A和30B中進(jìn)行處理的含臭氧氣體需求而選擇換向閥246a和246b。
當(dāng)需要含臭氧氣體的處理正在處理容器30A和30B中進(jìn)行時(shí)，選擇閥246a和246b與含臭氧氣體供給支管61a和61b相通。由于流量調(diào)節(jié)閥的上述調(diào)節(jié)，含臭氧氣體分別通過(guò)含臭氧氣體供給支管61a和61b，以及流量調(diào)節(jié)閥52a和52b以所述彼此相等的特定流速供給處理容器30A和30B。
如果處理容器30B正在進(jìn)行不需要含臭氧氣體的處理過(guò)程，如晶片加載過(guò)程，處理容器30A正在進(jìn)行需要含臭氧氣體的處理過(guò)程，如含臭氧氣體供給過(guò)程，那么選擇閥246a開(kāi)通含臭氧氣體供給支管61a，選擇閥246b開(kāi)通排污管道245b。由于流量調(diào)節(jié)閥的上述調(diào)節(jié)，流入含臭氧氣體供給支管61a的含臭氧氣體以所述特定流速，例如4升/分鐘供應(yīng)到處理容器30A，含臭氧氣體供給支管61b的含臭氧氣體以所述特定流速，例如4升/分鐘通過(guò)排污管道245a排出，不供給處理容器30B。這樣，不論含臭氧氣體是否供給處理容器30B，含臭氧氣體都以理想流速供應(yīng)到處理容器30A中。含臭氧氣體能按照與上述關(guān)于處理容器30A的相同的方式僅僅供應(yīng)到處理容器30B中。
含臭氧氣體的臭氧濃度通過(guò)反饋控制系統(tǒng)調(diào)整為預(yù)定值，反饋控制系統(tǒng)包括CPU201，臭氧發(fā)生器42和臭氧濃度測(cè)量裝置165。這樣，具有理想臭氧濃度的含臭氧氣體能夠總是以理想流速，如4升/分鐘供給處理容器30A和30B。
根據(jù)圖9所示的實(shí)施例，由于臭氧發(fā)生器42在穩(wěn)定條件下操作，因此含臭氧氣體具有穩(wěn)定的質(zhì)量，導(dǎo)致晶片W的穩(wěn)定處理。
含臭氧氣體的流速可以通過(guò)使用兩種流速控制方法的結(jié)合來(lái)進(jìn)行控制，這兩種方法是控制氧氣和氮?dú)飧髯粤魉俚牧魉倏刂品椒?，以及控制含臭氧氣體經(jīng)排污管道245a和245b排出的流速控制方法。
優(yōu)選地，含臭氧氣體進(jìn)一步包括二氧化碳?xì)怏w，且其組成為約0.008vo1％的氮?dú)?，約0.1vo1％的二氧化碳?xì)怏w，其余為氧氣。在這種情況下，修改圖5所示的系統(tǒng)，使其進(jìn)一步包括二氧化碳?xì)怏w源，與氧氣供給管180相連的二氧化碳?xì)怏w供應(yīng)管，以及置于二氧化碳?xì)怏w供給管內(nèi)的截止閥和質(zhì)量流量控制器，如圖10所示。圖8示出的系統(tǒng)也可以包括如圖10所示的二氧化碳供給系統(tǒng)。
從前文的描述清楚地了解到，本發(fā)明的襯底處理系統(tǒng)和襯底處理方法能夠產(chǎn)生具有穩(wěn)定臭氧濃度的含臭氧氣體，能夠?qū)⒑粞鯕怏w以某一流速供給處理容器，所述某一流速對(duì)應(yīng)于處理容器進(jìn)行處理的含臭氧氣體需求量。因此，去除抗蝕膜過(guò)程和蝕刻過(guò)程的效果均勻性和可靠性得以提高。
盡管本發(fā)明在某種程度上通過(guò)其優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是顯然可以進(jìn)行多種改變和變化。因此應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明可進(jìn)行與本文具體描述不同的實(shí)踐而不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍和構(gòu)思。
權(quán)利要求
1.一種襯底處理系統(tǒng)，包括配有電極的臭氧發(fā)生器，它通過(guò)電極對(duì)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適于利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體處理置于其中的襯底；多個(gè)含臭氧氣體供給管，每個(gè)含臭氧氣體供給管將臭氧發(fā)生器與每個(gè)處理容器相連；流量調(diào)節(jié)器，適于調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體的流速；以及控制器，配置成確定處理容器在進(jìn)行處理時(shí)對(duì)含臭氧氣體需求量，并配置成控制流量調(diào)節(jié)器以便調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體的流速，從而使得從臭氧發(fā)生器排出以供給一個(gè)或多個(gè)處理容器的含臭氧氣體的流速與含臭氧氣體需求量一致。
2.如權(quán)利要求1所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括多個(gè)可變節(jié)流閥，每個(gè)可變節(jié)流閥都配備在每個(gè)含臭氧氣體供給管中，用以調(diào)節(jié)含臭氧氣體供給管之間的含臭氧氣體分配率。
3.如權(quán)利要求2的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括多個(gè)流速測(cè)量裝置，每個(gè)流速測(cè)量裝置分別設(shè)置在含臭氧氣體供給管中，用于測(cè)量流入處理容器的含臭氧氣體各自的流速。
4.如權(quán)利要求1所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，含氧氣體包括氧氣和氮?dú)猓⑶移渲辛髁空{(diào)節(jié)器包括氧氣流量調(diào)節(jié)裝置和氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)裝置，氧氣流量調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器的氧氣的流速，氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器的氮?dú)獾牧魉佟?br> 5.如權(quán)利要求4所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，含臭氧氣體進(jìn)一步包括二氧化碳?xì)怏w，并且其中流量調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括二氧化碳?xì)怏w流量調(diào)節(jié)裝置，其用于調(diào)節(jié)供給臭氧發(fā)生器的二氧化碳?xì)怏w的流速。
6.如權(quán)利要求1所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括功率調(diào)節(jié)器，適用于調(diào)節(jié)施加于臭氧發(fā)生器電極上的電壓；以及臭氧濃度測(cè)量裝置，測(cè)量臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體的臭氧濃度，其中控制器也設(shè)置為控制功率調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)施加于電極上的電壓，從而使測(cè)量裝置測(cè)得的含臭氧氣體的臭氧濃度符合目標(biāo)值。
7.如權(quán)利要求1所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括蒸汽發(fā)生器，適用于產(chǎn)生水蒸汽；以及多個(gè)蒸汽供給管，每個(gè)蒸汽供給管都適用于通過(guò)每個(gè)含臭氧氣體供給管將水蒸汽供給每個(gè)處理容器。
8.如權(quán)利要求7所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括蒸汽排出管，與蒸汽發(fā)生器相連，并適用于將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的部分水蒸汽通過(guò)其排出，而不將這部分蒸汽供給處理容器；以及流量控制裝置，配備在蒸汽排出管中，用以調(diào)節(jié)通過(guò)蒸汽排出管排出的水蒸汽的流速，其中控制器也設(shè)置為確定在處理容器中進(jìn)行處理時(shí)對(duì)水蒸汽的需求量，并設(shè)置為控制流量控制裝置，用以調(diào)節(jié)通過(guò)蒸汽排出管排出的水蒸汽的流速，從而使得供給一個(gè)或多個(gè)處理容器的水蒸汽的流速之和與水蒸汽的需求量一致。
9.如權(quán)利要求1所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括附加的臭氧發(fā)生器，配有電極，并通過(guò)附加的臭氧發(fā)生器的電極對(duì)供給附加的臭氧發(fā)生器的含氧氣體放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；以及適用于停止向附加的臭氧發(fā)生器供應(yīng)含氧氣體的閥，其中當(dāng)含臭氧氣體需求量小于預(yù)定值時(shí)，控制器也設(shè)置為控制閥停止向附加的臭氧發(fā)生器供應(yīng)含氧氣體，用以停止通過(guò)附加的臭氧發(fā)生器產(chǎn)生含臭氧氣體。
10.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)處理流體排出管，分別與處理容器相連，以從中排出處理流體，每個(gè)處理流體排出管都在其中配有流量控制裝置。
11.一種襯底處理系統(tǒng)，包括配有電極的臭氧發(fā)生器，它通過(guò)電極對(duì)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適于利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體處理在其中的襯底；多個(gè)含臭氧氣體供給管，每個(gè)含臭氧氣體供給管將臭氧發(fā)生器與每個(gè)處理容器相連；多個(gè)排污管，與每個(gè)含臭氧氣體供給管相連，適用于在含臭氧氣體到達(dá)每個(gè)處理容器之前從每個(gè)臭氧供給管排出含臭氧氣體；以及多個(gè)閥，每個(gè)閥者適用于將每個(gè)排污管與每個(gè)含臭氧氣體供給管相通或斷開(kāi)。
12.如權(quán)利要求11所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器，設(shè)置為確定每個(gè)處理容器中進(jìn)行的處理是否需要含臭氧氣體，并設(shè)置為控制每個(gè)閥用以將每個(gè)排污管道與每個(gè)含臭氧氣體供給管相通或斷開(kāi)，從而使含臭氧氣體供給需要含臭氧氣體的一個(gè)或多個(gè)處理容器。
13.如權(quán)利要求11所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括多個(gè)可變節(jié)流閥，每個(gè)可變節(jié)流閥都配備在每個(gè)含臭氧氣體供給管和排污管道中，用以調(diào)節(jié)含臭氧氣體供給管和排污管道之間的含臭氧氣體分配比率。
14.如權(quán)利要求13所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括多個(gè)分別配備在含臭氧氣體供給管中的流量測(cè)量裝置，用于測(cè)量流入處理容器的含臭氧氣體各自的流速；以及多個(gè)分別配備在排污管道中的流量測(cè)量裝置，用于測(cè)量流過(guò)排污管道的含臭氧氣體各自的流速。
15.如權(quán)利要求12所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括蒸汽發(fā)生器，用于產(chǎn)生水蒸氣；以及多個(gè)蒸汽供給管，將水蒸氣通過(guò)每個(gè)含臭氧氣體供給管供應(yīng)到每個(gè)處理容器。
16.一種襯底處理系統(tǒng)，包括多個(gè)第一氣體通路；多個(gè)臭氧發(fā)生器，每個(gè)臭氧發(fā)生器都放入每個(gè)第一氣體通路中，每個(gè)臭氧發(fā)生器都配有電極，并通過(guò)電極對(duì)來(lái)自每個(gè)第一氣體通路上游側(cè)并且供給每個(gè)臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體，從而向每個(gè)第一氣體通路下游側(cè)排出含臭氧氣體；第二氣體通路，與第一氣體通路相連；多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適于利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體處理在其中的襯底；多個(gè)第三氣體通路，從第二氣體通路分支，并分別與處理容器相連，從而將含臭氧氣體供給處理容器；以及控制器，設(shè)置成用于確定處理容器在處理過(guò)程中對(duì)含臭氧氣體的需求量，并設(shè)置成用于將至少一個(gè)臭氧發(fā)生器控制在所述至少一個(gè)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生含臭氧氣體的第一狀態(tài)與所述至少一個(gè)臭氧發(fā)生器停止產(chǎn)生含臭氧氣體第二狀態(tài)之間的狀態(tài)，使得來(lái)自臭氧發(fā)生器并朝向第一氣體通路下游側(cè)排出的流速與臭氧氣體需求量一致。
17.如權(quán)利要求16所述的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于與所述至少一個(gè)臭氧發(fā)生器對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)第一氣體通路在其中配有閥，所述閥用于打開(kāi)和關(guān)閉所述至少一個(gè)第一氣體通路；當(dāng)所述至少一個(gè)臭氧發(fā)生器處于第二狀態(tài)時(shí)，通過(guò)關(guān)閉置于所述一個(gè)第一氣體通路中的閥，而將控制器設(shè)置為關(guān)閉所述至少一個(gè)第一氣體通路。
18.如權(quán)利要求16的襯底處理系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)第一氣體通路用于接收來(lái)自公共含氧氣體源的含氧氣體。
19.一種襯底處理方法，包括步驟提供一種處理系統(tǒng)，包括具有電極的臭氧發(fā)生器，以及多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適用于利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體處理在其中的襯底；確定處理容器中進(jìn)行處理時(shí)對(duì)含臭氧氣體的需求量；將含氧氣體以一定流速供給臭氧發(fā)生器，這一流速使臭氧發(fā)生器能以與含臭氧氣體需求量一致的流速排出含臭氧氣體；在臭氧發(fā)生器電極上施加電壓以產(chǎn)生放電，由此通過(guò)對(duì)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；將臭氧發(fā)生器這樣產(chǎn)生并從中排出的含臭氧氣體供給一個(gè)或多個(gè)處理容器，由此利用含臭氧氣體對(duì)容納于每個(gè)處理容器的襯底進(jìn)行處理；以及如果含臭氧氣體需求量改變，則改變供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體的流速。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括步驟測(cè)量臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體的臭氧濃度；以及根據(jù)測(cè)得的臭氧濃度來(lái)控制作用于電極上的電壓，從而使臭氧濃度符合目標(biāo)值。
21.一種襯底處理方法，包括步驟提供一種處理系統(tǒng)，包括具有電極的臭氧發(fā)生器，以及多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適用于利用臭氧發(fā)生器提供的含臭氧氣體處理在其中的襯底；確定是否每個(gè)處理容器需要含臭氧氣體；將含氧氣體供給臭氧發(fā)生器；在臭氧發(fā)生器電極上施加電壓以產(chǎn)生放電，由此通過(guò)對(duì)供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；將臭氧發(fā)生器這樣產(chǎn)生的含臭氧氣體只供給需要含臭氧氣體的一個(gè)或多個(gè)處理容器，由此利用含臭氧氣體對(duì)容納于每個(gè)處理容器的襯底進(jìn)行處理；以及排出由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的部分含臭氧氣體，并且不將這部分氣體供給任何一個(gè)處理容器。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)含臭氧氣體供給管，每個(gè)含臭氧氣體供給管都將臭氧發(fā)生器與每個(gè)處理容器相連，處理系統(tǒng)還包括多個(gè)排污管道，每個(gè)排污管道都用于與每個(gè)含臭氧氣體供給管相連，用以從每個(gè)含臭氧氣體供給管排出含臭氧氣體；以及排污步驟通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)排污管道與一個(gè)或多個(gè)含臭氧氣體供給管相連而進(jìn)行，所述一個(gè)或多個(gè)含臭氧氣體供給管與不需要含臭氧氣體的一個(gè)或多個(gè)處理容器相對(duì)應(yīng)。
23.一種襯底處理方法，包括步驟提供一種處理系統(tǒng)，包括多個(gè)具有電極的臭氧發(fā)生器，以及多個(gè)處理容器，每個(gè)處理容器都適用于利用臭氧發(fā)生器提供的含臭氧氣體處理在其中的襯底；確定在處理容器中進(jìn)行處理時(shí)對(duì)含臭氧氣體的需求量；根據(jù)含臭氧氣體需求量來(lái)確定將要操作以產(chǎn)生含臭氧氣體的臭氧發(fā)生器的數(shù)量；將含氧氣體供給決定將要操作的一個(gè)或多個(gè)臭氧發(fā)生器；在決定將要操作的一個(gè)或多個(gè)臭氧發(fā)生器電極上施加電壓以產(chǎn)生放電，由此通過(guò)對(duì)供給一個(gè)或多個(gè)臭氧發(fā)生器的含氧氣體進(jìn)行放電而產(chǎn)生含臭氧氣體；將一個(gè)或多個(gè)臭氧發(fā)生器如此產(chǎn)生的含臭氧氣體供給一個(gè)或多個(gè)處理容器，由此利用含臭氧氣體對(duì)容納于每個(gè)處理容器的襯底進(jìn)行處理；如果含臭氧氣體需求量增加或減少，那么改變將要操作的臭氧發(fā)生器的數(shù)量。
全文摘要
一種襯底處理系統(tǒng)，配置有通過(guò)對(duì)含氧氣體放電而產(chǎn)生含臭氧氣體的臭氧發(fā)生器，以及多個(gè)都能夠在其中容納襯底以通過(guò)供應(yīng)的含臭氧氣體處理襯底的處理容器。流量調(diào)節(jié)器控制供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體?？刂破骺刂屏髁空{(diào)節(jié)器，從而通過(guò)控制供給臭氧發(fā)生器的含氧氣體的流速來(lái)控制來(lái)自臭氧發(fā)生器并供給一個(gè)或多個(gè)處理容器的含臭氧氣體的流速。
文檔編號(hào)G03F7/42GK1480994SQ0315269
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月26日
發(fā)明者長(zhǎng)野泰博, 伊藤規(guī)宏, 宏 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社