化学制品供应设备、用于从化学制品去除颗粒的方法、喷嘴单元以及基板处理设备

摘要

一种化学制品供应设备，包括：蒸发单元，其设置在化学制品供应源的下游以使向其中供应的化学制品蒸发；过滤器单元，其设置在所述蒸发单元的下游，其中当蒸发的化学制品通过所述过滤器单元时，所述过滤器单元过滤所述蒸发的化学制品中的杂质；液化单元，其设置在所述过滤器单元的下游以液化所述蒸发的化学制品；以及化学制品储罐，其设置在所述液化单元的下游以在其中储存所述液化的化学制品，其中在所述化学制品供应源与所述液化单元之间设置电极，其中所述电极与所述化学制品或所述化学制品中的颗粒发生电反应以改变所述化学制品或所述颗粒的电特性。

说明书

背景技术

本文所述的本发明构思的实施例涉及化学制品供应设备、用于从化学制品去除颗粒的方法、喷嘴单元以及基板处理设备。

在一般的半导体器件制造工艺和平板显示器制造工艺中使用各种化学制品。例如，在清洁基板的过程中，诸如IPA的各种化学制品可以用于清洁基板，以去除残留在基板的表面上的异物。

用于供应化学制品的设备可以包括中央化学制品供应系统(CCSS)。从CCSS供应的化学制品被转移到混合罐中，并且随后在其中使用。过滤器设置在将CCSS连接到混合罐的供应管线中，以去除与化学制品混合的颗粒。然而，因为过滤器价格昂贵，所以相关行业需要可以降低成本的装置。

此外，因为化学制品供应设备不是循环结构，所以无论过滤器存在或不存在，阳离子、阴离子、金属颗粒和非极性颗粒都很有可能积聚在混合罐中。酸性溶液用于去除这些颗粒，但是没有方法以高纯度纯化化学制品。

发明内容

本发明构思的实施例提供了能够有效地处理基板的化学制品供应设备、用于从化学制品去除颗粒的方法、喷嘴单元以及基板处理设备。

本发明构思的实施例提供了能够有效地去除与化学制品混合的颗粒(优选地是阳离子、阴离子、金属颗粒和非极性颗粒)的化学制品供应设备以及用于从化学制品中去除颗粒的方法。

本发明构思的实施例提供了可以控制所供应的化学制品的电势并且控制以高纯度纯化的化学制品的电势，从而防止当基板和化学制品彼此接触时发生的ESD(静电放电)现象的化学制品供应设备、用于从化学制品中去除颗粒的方法、喷嘴单元以及基板处理设备。

根据一方面，化学制品供应设备包括蒸发单元，其设置在化学制品供应源的下游以使向其中供应的化学制品蒸发；过滤器单元，其设置在所述蒸发单元的下游，其中当所述蒸发的化学制品通过所述过滤器单元时，所述过滤器单元过滤所述蒸发的化学制品中的杂质；液化单元，其设置在所述过滤器单元的下游以液化所述蒸发的化学制品；以及化学制品储罐，其设置在所述液化单元的下游以在其中储存所述液化的化学制品，其中在所述化学制品供应源与所述液化单元之间设置电极，其中所述电极与所述化学制品或所述化学制品中的颗粒发生电反应以改变所述化学制品或所述颗粒的电特性。

在化学制品供应设备的一个实施例中，所述电极与所述化学制品或所述颗粒之间的所述电反应可以包括所述颗粒的还原反应。

在化学制品供应设备的一个实施例中，所述电极与所述化学制品或所述颗粒之间的所述电反应可以包括所述颗粒的极化。

在化学制品供应设备的一个实施例中，所述颗粒可以包括非极性颗粒。

在化学制品供应设备的一个实施例中，所述电极可以包括在所述过滤器单元中。

在化学制品供应设备的一个实施例中，所述电极可以包括在所述液化单元中。

在化学制品供应设备的一个实施例中，所述电极可以设置在所述过滤器单元的前端处。

在化学制品供应设备的一个实施例中，所述蒸发单元可以包括第一蒸发单元和第二蒸发单元，其中所述第一蒸发单元和所述第二蒸发单元中的每一个可以包括所述电极。

在化学制品供应设备的一个实施例中，所述颗粒可以包括金属颗粒。

根据另一方面，用于去除包含在化学制品中的颗粒的方法包括改变包含在所述化学制品中的所述颗粒的电特性，以及收集其电特性已改变的所述颗粒。

在方法的一个实施例中，改变包含在所述化学制品中的所述颗粒的所述电特性可以包括还原包含在所述化学制品中的所述颗粒。

在方法的一个实施例中，所述颗粒可以包括金属颗粒。

在方法的一个实施例中，改变包含在所述化学制品中的所述颗粒的所述电特性可以包括使包含在所述化学制品中的所述颗粒极化。

在方法的一个实施例中，所述颗粒可以包括非极性颗粒。

根据又一方面，喷嘴单元包括：主体，在该主体中限定有供应通道，化学制品通过所述供应通道供应；以及电极，其容纳在所述供应通道中，其中所述电极连接到接地线或电源。

在喷嘴单元的一个实施例中，所述喷嘴单元还可以包括控制器，其中所述控制器可以启用或禁用所述电极与所述接地线之间的连接以及所述电极与所述电源之间的连接。

在喷嘴单元的一个实施例中，所述电源可以向所述电极施加负电压。

根据又一方面，基板处理设备包括蒸发单元，其设置在化学制品供应源的下游以使向其中供应的化学制品蒸发；过滤器单元，其设置在所述蒸发单元的下游，其中当所述蒸发的化学制品通过所述过滤器单元时，所述过滤器单元过滤所述蒸发的化学制品中的杂质；液化单元，其设置在所述过滤器单元的下游以液化所述蒸发的化学制品；化学制品储罐，其设置在所述液化单元的下游以在其中储存所述液化的化学制品；电极，其设置在所述化学制品供应源与所述液化单元之间，其中所述电极与所述化学制品或所述化学制品中的颗粒发生电反应以改变所述化学制品或所述颗粒的电特性；容器，在该容器中限定有处理空间；支撑单元，其设置在所述处理空间中以在其上支撑所述基板；以及喷嘴单元，其设置在所述液化单元的下游并且与所述液化单元流体连通，其中所述喷嘴单元将所述化学制品供应到支撑在所述支撑单元上的所述基板上，其中所述喷嘴单元包括：主体，在该主体中限定有供应通道，化学制品通过所述供应通道供应；以及电极，其容纳在所述供应通道中，其中所述喷嘴单元的所述电极连接到接地线或电源。

在基板处理设备的一个实施例中，所述喷嘴单元还可以包括控制器，其中所述控制器可以启用或禁用所述电极与所述接地线之间的连接以及所述电极与所述电源之间的连接。

在基板处理设备的一个实施例中，所述电源可以向所述电极施加负电压。

附图说明

根据以下参考以下附图的描述，上述和其他目的和特征将变得显而易见，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个附图中是指相同的部分，并且其中：

图1是示出根据本发明构思的基板处理系统的图；

图2示出其中多个过滤器单元130以平行的方式布置的实施例；

图3示出根据另一个实施例的过滤器单元1130；

图4是更详细地示出根据实施例的蒸发单元120的视图；

图5和图6示出根据本发明构思的实施例的喷嘴单元28；

图7示出根据本发明构思的实施例的喷嘴单元28的根据另一个实施例的电极1282；

图8示出根据一个实施例的电极282连接到接地线284以使得供应化学制品的状态；并且

图9示出根据实施例的电极282连接到电源283以使得供应化学制品的状态。

具体实施方式

在下文中，将参考附图更详细地描述发明构思的实施例。可以各种形式修改本发明构思的实施例，并且本发明构思的范围不应被解释为限于以下实施例。提供实施例以向本领域技术人员更完整地解释本发明构思。因此，附图中的元件的形状被放大以强调其更清晰的描述。

图1是示出根据本发明构思的基板处理系统的图。参考图1，根据本发明构思的基板处理系统包括化学制品供应源10、化学制品处理设备20以及化学制品供应设备100。

化学制品供应源10在其中存储化学制品。例如，化学制品可以是异丙醇化学制品(以下称为“IPA”)。化学制品供应源10是将化学制品供应到化学制品供应设备100的设施。例如，化学制品供应源10可以是中央化学制品供应系统(CCSS)。

化学制品处理设备20执行处理半导体基板(以下称为晶片W)的过程。化学制品处理设备20具有至少一个处理室。处理室包括容器22、旋转卡盘24、驱动器26以及喷嘴单元28。

容器22在其中提供用于清洁晶片W的空间。容器22具有带有开口顶部的杯形形状。容器22的开口顶部用作晶片W可以通过其进入和离开的通道。

在处理期间，旋转卡盘24将其上的晶片W支撑在容器22内。旋转卡盘24安装在容器22的中央，并且执行旋转和竖直运动。旋转卡盘24由驱动器26驱动。在处理期间，喷嘴单元28将IPA供应到通过旋转卡盘24旋转的晶片W的处理目标表面。提供至少一个喷嘴单元28。

化学制品供应设备100包括蒸发单元120、过滤器单元130、液化单元140、化学制品储罐150以及将蒸发单元120、过滤器单元130、液化单元140和化学制品储罐150彼此连接的供应管线161、162、163、164和165。

蒸发单元120使化学制品蒸发。蒸发单元120设置在化学制品供应源10的下游。蒸发单元120经由第一供应管线161连接到化学制品供应源10。蒸发单元120使从化学制品供应源10供应的化学制品蒸发。蒸发单元120包括罐121、加热器122以及电极125。电极125可以包括第一电极125a和第二电极125b。电极125连接到电源126。第一电极125a可以接收正电压以充当正电极，并且第二电极125b可以接收负电压以充当负电极。所供应的化学制品被暂时存储在罐121中。临时存储的化学制品中可能包含阳离子、阴离子、金属颗粒和非极性颗粒。电极125可以去除阳离子、阴离子和金属颗粒。例如，阳离子收集在负电极上，并且阴离子收集在正电极上。金属颗粒通常是阳离子，并且因此可以在被还原的同时被收集在负电极上。

在化学制品在蒸发单元120中蒸发并且然后移动到液化单元140的过程中，可以通过过滤器单元130过滤蒸发的化学制品。过滤器单元130设置在蒸发单元120与液化单元140之间。蒸发单元120和过滤器单元130经由第二供应管线162彼此连接，并且过滤器单元130和液化单元140经由第三供应管线163彼此连接。

过滤器单元130去除蒸发状态下的未去除的颗粒。过滤器单元130可以包括过滤器131和电极135。过滤器131可以体现为HEPA过滤器或膜过滤器，但不限于此。

电极135可以被包括在过滤器单元130中。在实施例中，电极135可以包括第一电极135a、第二电极135b、第三电极135c和第四电极135d。第一电极135a、第二电极135b、第三电极135c和第四电极135d可以顺序地布置在蒸发的化学制品的移动路径上。正电压施加到第一电极135a和第三电极135c中的每一个以充当正电极，而负电压施加到第二电极135b和第四电极135d中的每一个以充当负电极。本发明构思的示例性实施例示出了电极135体现为两对电极棒。然而，本公开不限于此。例如，电极135可以体现为离子发生器、静电产生单元或超声波仪。

电极135与非极性颗粒发生电反应以表现出电特性。例如，电极135可以将电力施加到电中性的非极性颗粒，从而引起非极性颗粒的极化。非极性颗粒可以被极化，并且因此可以容易地被过滤器131收集。

多个过滤器单元130可以串联布置(未示出)。另外，多个过滤器单元130可以并联布置。

图2示出其中多个过滤器单元130并联布置的实施例。在一个示例中，第二供应管线162被分为第一分支管线167和第二分支管线168，并且然后分支管线167和168在第三供应管线163处重新汇合。第一过滤器单元130a设置在第一分支管线167处，并且第二过滤器单元130b设置在第二分支管线168处。阀167a可以设置在第一分支管线167中的第一过滤器单元130a的前端处。阀168a可以设置在第二分支管线168中的过滤器单元130b的前端处。由于多个过滤器单元130并联布置，因此在正在修理一个过滤器单元130a的同时，设备可以使用另一个过滤器单元130b连续地操作。

图3示出根据另一个实施例的过滤器单元1130。在另一个实施例中，过滤器单元1130可以被分为电极单元1135和过滤器1138。例如，电极单元1135设置在过滤器1138的前端处或上游，以将电力施加到蒸发的化学制品。这允许颗粒被极化并且因此被设置在其后端处或下游的过滤器1138收集。可以对所示实施例进行修改，使得使用所提供的电极在电中性颗粒中发生极化，并且因此使用过滤器收集极化颗粒。

返回参考图1，液化单元140设置在过滤器单元130的下游。液化单元140将过滤后的化学制品液化。液化的化学制品存储在化学制品储罐150中。化学制品储罐150经由第四供应管线164连接到液化单元140。

化学制品储罐150接收处理过的化学制品并将其储存在其中。化学制品储罐150可以包括多个化学制品储罐150。储存在化学制品储罐150中的化学制品不含颗粒，并且因此具有高纯度。

储存在化学制品储罐150中的化学制品转移到化学制品处理设备20，并且然后通过喷嘴单元28供应到基板。喷嘴单元28和化学制品储罐150经由第五供应管线165彼此连接。气泡去除器(未示出)可以设置在第五供应管线165处。气泡去除器(未示出)从待供应到化学制品处理设备20的化学制品中去除气泡。

图4是更详细地示出根据实施例的蒸发单元120的视图。在实施例中，蒸发单元120可以包括第一蒸发单元120a和第二蒸发单元120b。第一蒸发单元120a的构型和第二蒸发单元120b的构型中的每一个的描述由上述的蒸发单元120的描述代替。尽管根据实施例示出了两个蒸发单元，但是可以根据需要增加或减少其数量。例如，由于多个蒸发单元120并联布置，因此设备可以在维护第一蒸发单元120a的过程中使用第二蒸发单元120b连续地操作。在一个实施例中，维护可以包括清洁氧化还原电极。

图5和图6示出根据本发明构思的实施例的喷嘴单元28。图5是根据本发明构思的实施例的喷嘴单元28的剖视图，并且图6是根据本发明构思的实施例的喷嘴单元28的局部剖面图。喷嘴单元28包括主体281，所述主体281具有限定在其中以供应化学制品的供应通道281a以及设置在供应通道281a处的电极282。电极282可以设置在与供应通道281a的出料端相邻的位置处。然而，本公开不限于此。电极282可以连接到接地线284或电源283。可以经由开关285将其选择性地连接到接地线284或电源283。开关285可以由控制器(未示出)控制。在一个实施例中，电极282可以体现为以垂直于供应通道281a的长度方向的方式延伸的盘。孔在流动路径方向上形成在盘中，以允许化学制品从中通过。然而，电极282的形状不限于此。电极282的形状可以不受特别限制，只要电极282设置在供应通道281a中并且允许化学制品从中通过，并且化学制品具有与电极282的充分接触即可。例如，在参考图7的另一个实施例中，电极1282包括多个狭缝1282a，并且化学制品可以穿过狭缝1282a。

返回参考图5和图6。此外，参考图8。当电极282连接到接地线284时，电极282能够将包含在化学制品中的电荷释放到地面。换句话说，化学制品可以被制成电中性的。可以容易地控制从上述化学制品供应设备100供应的超高纯度化学制品的诸如电势的电特性。因此，在处理过的晶片是电中性的情况下，可以抑制当晶片和化学制品彼此接触时发生的ESD(静电放电)现象。

参考图5、图6和图9，当电极282连接到电源283时，电极282可以使化学制品具有电极性。例如，当电极282被充电至负电极时，所供应的化学制品可能具有负电荷。因此，当晶片W被以正电荷充电时，可以获得将化学制品的颗粒捕获和去除到以正电荷充电的基板上的效果以及因此使基板电中性的效果，从而防止晶片和化学制品彼此接触时发生的ESD(静电放电)现象。

即，喷嘴单元28可以控制高纯度化学制品的电势，从而防止当晶片和化学制品彼此接触时发生的ESD(静电放电)现象。

在一个示例中，已经描述了其中IPA是化学制品的示例。然而，只要化学制品能够被纯化并且其电势能够被控制，就可以不特别限制化学制品。

在一个示例中，已经描述了其中电极被包括在蒸发单元中的示例。然而，可以使用尖端超声波仪代替电极。

在一个示例中，已经描述了其中加热器被包括在蒸发单元中的实施例。然而，蒸发单元可以使用冷冻干燥方法而不是使用高温和高压。

在一个示例中，已经描述了其中加热器接收在蒸发单元中的实施例。然而，加热器可以设置在蒸发单元的外部。

在本发明构思的实施例中，可以有效地处理基板。

在本发明构思的实施例中，可以有效地去除与化学制品混合的颗粒，优选地是阳离子、阴离子、金属颗粒和非极性颗粒。

在本发明构思的实施例中，可以调节所供应的化学制品的电势，并且可以调节高度纯化的化学制品的电势，从而防止当基板和化学制品彼此接触时发生的ESD(静电放电)现象。

虽然已经参考示例性实施方式描述了本发明构思，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，应当理解，上述实施例不是限制性的而是说明性的。