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表面处理装置

阅读：1037发布：2020-09-28

IPRDB可以提供表面处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且为了防止处理气体从用于处理被处理物表面的处理槽中泄漏，并稳定处理空间中的处理气体的流动。被处理物(9)由输送机(20)通过入口(13)输送到处理槽(10)的内部，并被定位处理空间(19)中。处理气体由供给系统(30)供给至处理空间(19)，并且对被处理物(9)进行表面处理。随后，通过出口(14)将被处理物(9)输送出。处理槽(10)内部的气体由排气系统(40)排出。气体的排出使处理槽(10)外面的气体通过开口(13，14)流入处理槽(10)的内部，使得流入气体的平均流速至少为0.1m/sec，但仍然小于将允许流入气体到达处理空间的速度。，下面是表面处理装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种表面处理装置，该表面处理装置通过使处理气体与被处理物的表面接触而处理该被处理物的所述表面，该装置包括：处理槽，具有入口和出口以及处理空间，所述处理空间设置在处理槽的内部，位于与入口和出口隔开的位置，用于进行表面处理；

输送机，通过入口将被处理物输送到处理槽的内部，将被处理物定位在处理空间中，并且随后搬送被处理物通过出口；

供给系统，将处理气体供给至处理空间；和

排气系统，将气体从处理槽的内部排出，

其中通过排气系统进行的气体的排出使处理槽外面的气体通过所述口流入处理槽的内部，使得流入气体的平均流速为至少0.1m/sec，但仍小于将允许流入气体到达处理空间的速度。

2.根据权利要求1所述的表面处理装置，其中平均流速为至少0.3m/sec。

3.根据权利要求1所述的表面处理装置，其中平均流速为不大于2m/sec。

4.根据权利要求1所述的表面处理装置，其中平均流速为不大于1m/sec

5.根据权利要求1所述的表面处理装置，其中平均流速为0.3m/sec至0.7m/sec。

6.根据权利要求1所述的表面处理装置，其中，处理槽的内部还包括沿输送装置的输送方向将处理槽的内部隔开成多个腔的一个或多个间壁，所述一个或多个间壁具有用于从中传递被处理物的连通开口，其中处理空间设置在所述多个腔中的一个(以后称为“第一腔”)的内部，并且供给系统和排气系统直接连接至第一腔，并且其中通过排气系统进行的气体的排出使流入气体通过连通开口流向处理空间，使得已经通过连通开口的流入气体流入在连通开口的下游侧的腔中的平均流速为0.1m/sec。

7.根据权利要求6所述的表面处理装置，其中，所述下游侧的流入气体的平均流速为至少0.3m/sec。

8.根据权利要求6所述的表面处理装置，其中第一腔内部的处理空间设置为与所述间壁的面向第一腔的连通开口(以后称为“第一连通开口”)隔开，并且其中通过排气系统进行的气体的排出使流入气体通过第一连通开口流向处理空间，使得已经通过第一连通开口的流入气体流入第一腔中的平均流速为至少0.1m/sec，但仍小于将允许流入气体到达处理空间的速度。

9.根据权利要求8所述的表面处理装置，其中流入气体的平均流速为至少0.3m/sec。

10.根据权利要求1所述的表面处理装置，其中排气系统还包括以分散方式设置在处理槽中的多个排气口和为所述排气口一对一地设置的调节器，所述调节器用于调节通过对应的排气口中的每一个的排气流量。

11.根据权利要求1所述的表面处理装置，其中还包括再循环系统，该再循环系统从由排气系统排放的气体中收集处理气体的反应组分并将反应组分发送至供给系统。

12.根据权利要求1所述的表面处理装置，还包括：

后处理器，沿输送机的输送方向设置在相对于处理槽的下游，并进行后处理步骤；

后处理等待槽，设置在处理槽和后处理器之间；和

第二排气系统，从后处理等待槽的内部排放气体，其中输送机经由后处理等待槽将通过出口从处理槽中输送出来的被处理物输送至后处理器。

13.根据权利要求12所述的表面处理装置，其中第二入口设置在后处理等待槽的在处理槽侧的壁中；其中第二出口设置在后处理等待槽的在后处理器侧的壁中；并且处理槽的出口和后处理等待槽的第二入口沿输送方向彼此隔开20-300mm。

14.根据权利要求1所述的表面处理装置，还包括：

包围处理槽的外槽；和

降压器，该降压器将外槽和处理槽之间的空间的压力降低到大气压力以下。

15.根据权利要求12所述的表面处理装置，还包括：

包围处理槽和后处理等待槽的外槽；和

降压器，该降压器将外槽和处理槽之间的空间以及外槽和后处理等待槽之间的空间的压力降低到大气压力以下。

说明书全文

表面处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及用于通过使处理气体与被处理物的表面接触而处理被处理物的表面的装置，且特别地涉及适于采用具有毒性或腐蚀性的处理气体处理的表面处理装置。

背景技术

[0002] 将处理气体吹到诸如玻璃基板或半导体晶片之类的被处理物上并进行诸如刻蚀、清洗、表面改性和沉积之类的表面处理是本领域熟知的。用在这种表面处理中的处理气体包含在安全或环境方面(如果该气体泄漏到外面)不是更可取的成分。处理这种问题的常用方式是将处理空间封闭在处理槽(腔)内，以防止处理气体泄漏到外面。

[0003] 在专利文献1和2的表面处理装置中，处理槽(腔)具有用于将被处理物引入槽中的入口和用于将被处理物引出槽的出口。入口和出口是狭缝形的。缓冲室设置在处理槽的相对端，以缓和等离子体产生气体流出处理槽和外部空气流入处理槽。处理槽内的气体通过排气口排出。

[0004] 专利文献3中的表面处理装置包括包围放电等离子体发生器的内槽和包围内槽的外槽。外槽和内槽之间的空间的内部压力低于内槽的内部压力并低于外部空气压力。结果，处理气体流出内槽进入外槽和内槽之间的空间，并且外部空气流入外槽。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本专利公开No.4058857(图9)

[0008] 专利文献2：日本专利公开No.3994596(图7)

[0009] 专利文献3：日本专利申请公开No.2003-142298

发明内容

[0010] 要解决的技术问题

[0011] 处理槽需要用于从中输入和输出被处理物的开口。然而，存在槽内部的处理气体将通过所述开口泄漏的可能性。防止这种泄漏的一种方式可以是将外部单元连接至用于将气体从槽中排出的槽。这可以通过所述开口将气流从槽的外部引导至槽的内部。然而，如果排气流量太高，则存在外部空气将通过所述开口很快流入所述槽并扰乱处理空间中的处理气体的流动的可能性。而且，它会增加用于净化和再循环废气的负担。

[0012] 技术方案

[0013] 为了解决上述问题，本发明提供了一种表面处理装置，该表面处理装置通过使处理气体与被处理物的表面接触而处理该被处理物的所述表面，该装置包括：

[0014] 处理槽，具有入口和出口以及处理空间，处理空间设置在处理槽的内部，位于与入口和出口隔开的位置，用于进行表面处理；

[0015] 输送机，通过入口将被处理物输送到处理槽的内部，将被处理物定位在处理空间中，并且随后搬送被处理物通过出口；

[0016] 供给系统，将处理气体供给至处理空间；和

[0017] 排气系统，将气体从处理槽的内部排出，

[0018] 其中通过排气系统进行的气体的排出使处理槽外面的气体通过所述口流入处理槽的内部，使得流入气体的平均流速为至少0.1m/sec，但仍小于将允许流入气体到达处理空间的速度。

[0019] 通过将流入流的平均流速设置为至少0.1m/sec，可以防止处理气体通过入口或出口泄漏到处理槽的外面。设置流入流的平均流速的上限使流入气体在入口或出口与处理空间之间的空间中被充分稀薄，因而防止流入气体到达处理空间。因此，可以保护处理气体在处理空间中的流动免受流入气体的干扰，允许处理气体的流动被稳定化，以便可以以稳定方式进行表面处理。而且，这允许处理槽的内部的恒定通风，以便可以将处理槽内部的处理气体的浓度维持恒定，用于更稳定的表面处理。而且，由于排气系统中的排气流量将相对小，则可以在其中进行解毒和回收的情况中最小化废气处理负担。

[0020] 优选地，流入气体的平均流速为在被处理物未设置在入口或出口的内部或附近时确定的值。

[0021] 优选地，入口和出口是一直敞开的。这使得能够将多个被处理物连续地输送到处理槽中，被处理，随后以连续的方式被输送出。

[0022] 优选地，流入气体的平均流速为至少0.3m/sec。

[0023] 通过这种配置，可以安全地防止处理气体通过入口或出口泄漏。

[0024] 优选地，流入气体的平均流速为不大于2m/sec，更优选地为不大于1m/sec，且进一步更优选地，不大于0.7m/sec。

[0025] 通过这种配置，可以更加安全地保护处理空间中的处理气体免受干扰。这可以确保处理气体的稳定流动，因而使得能够以可靠且稳定的方式进行表面处理。

[0026] 更优选地，平均流速为0.3m/sec-0.7m/sec。通过这种配置，可以更加安全地防止处理气体通过入口或出口泄漏，并且可以更加安全地保护处理空间中的处理气体免受干扰。

[0027] 优选地，处理槽的内部由还一个或多个间壁沿输送装置的输送方向隔开成多个腔，用于从中传递被处理物的连通开口设置在所述间壁的每一个中，其中处理空间设置在所述多个腔中的一个腔(以后称为“第一腔”)的内部，并且供给系统和排气系统直接连接至第一腔。这种配置可以更加安全地防止处理气体泄漏。

[0028] 优选地，由排气系统进行的气体的排出使流入气体通过连通开口流向处理空间，使得已经穿过连通开口流入连通开口下游侧的第一腔中的流入气体的平均流速为至少0.1m/sec，更优选地，为至少0.3m/sec。

[0029] 通过这种配置，可以更加安全地防止处理气体泄漏。

[0030] 更优选地，流入连通开口下游侧的第一腔中的流入气体的平均流速为从0.3m/sec至0.7m/sec。通过这种配置，可以更加安全地防止处理气体泄漏，并且可以更加安全地保护处理气体的流动免受干扰。

[0031] 优选地，第一腔内部的处理空间设置为与所述间壁的面向第一腔的连通开口(以后称为“第一连通开口”)隔开。优选地，通过排气系统进行的气体的排出使流入气体通过第一连通开口流向处理空间，使得已经通过第一连通开口的流入气体流入第一腔中的平均流速为至少0.1m/sec，但仍小于将允许第一腔中的流入气体到达处理空间的速度。

[0032] 这可以更加安全地防止处理气体泄漏，并且可以确保处理气体在处理空间中的流动可靠性，因此使得能够以可靠且稳定的方式进行表面处理。

[0033] 优选地，所述多个腔包括三个或更多个腔，且第一腔是除设置在输送方向的相对端的腔之外的腔。

[0034] 更优选地，进入第一腔的流入气体的平均流速至少为0.3m/sec。

[0035] 通过这种配置，可以更加安全地防止处理气体泄漏。

[0036] 更优选地，进入第一腔的流入气体的平均流速为0.3m/sec-0.7m/sec。通过这种配置，可以更加安全地防止处理气体泄漏，并且可以更加安全地保护处理气体的流动免受干扰。

[0037] 优选地，排气系统还包括以分散方式设置在处理槽中的多个排气口和为所述排气口一对一地设置的调节器，以调节通过对应的排气口的排气流量。

[0038] 这使得能够控制处理槽内部的宽区域范围内的气流，这可以防止处理气体的流动沿某些方向不均匀地分布。因此，可以确保处理的均匀性。

[0039] 优选地，该表面处理装置还包括再循环系统，该再循环系统从由排气系统排放的气体中收集处理气体的反应组分并将反应组分发送至供给系统。

[0040] 通过这种配置，可以降低处理气体所要求的反应组分的量，导致运行成本的降低。此外，还可以降低释放至大气的反应组分的量。因此，例如当反应组分是具有大的全球变暖趋势的氟化合物或类似物时，可以最小化对环境的影响。而且，由于排气系统中的排气流量相对小，因此从外面吸入处理槽的周围气体的流量相对小，还可以最小化再循环系统的负担。

[0041] 优选地，表面处理装置还包括：进行后处理步骤的后处理器，沿输送机的输送方向设置在相对于处理槽的下游；后处理等待槽，设置在处理槽和后处理器之间；和第二排气系统，从后处理等待槽的内部排放气体。优选地，输送机经由后处理等待槽将从处理槽中输送出来的被处理物通过出口输送至后处理器。

[0042] 存在其中处理气体成分或使用的处理气体成分粘附至或被吸引至已经经过表面处理的被处理物的情况。通过在被处理物离开处理槽之后且在被处理物进行后处理器之前将被处理物输送通过后处理等待槽，即使粘附的被吸引的成分从被处理物上挥发，也可能将挥发气体限制在后处理等待槽，并且可以通过第二排气系统排放挥发气体。这可以防止挥发气体泄漏到外面。

[0043] 优选地，第二入口设置在后处理等待槽的在处理槽侧的壁中，并且第二出口设置在后处理等待槽的在后处理槽侧的壁中。优选地，处理槽的出口和后处理等待槽的第二入口沿输送方向彼此隔开。更优选地，处理槽的出口和后处理等待槽的第二入口之间的隔开距离为20-300mm。

[0044] 通过将处理槽的出口和后处理等待槽的第二入口之间的隔开距离设置为至少20mm，可以防止处理槽内部的压力和后处理等待槽内部的压力彼此影响。例如，这可以防止处理槽内部的气体通过处理槽的出口泄漏并被吸入后处理等待槽中。而且，这使得能够容易地进行来自处理槽和后处理等待槽的各个排出流量的调节。通过将处理槽的出口和后处理等待槽的第二入口之间的隔开距离设置为不大于300mm，可以缩短从被处理物离开处理槽时至被处理物进入后处理等待槽的第二入口时的转移时间。这可以降低在转移时间期间粘附至或被吸引至被处理物表面的处理气体成分或使用的处理气体成分的挥发量。

[0045] 处理槽和后处理等待槽可以彼此连接。处理槽的出口和后处理等待槽的第二入口可以彼此直接连通。

[0046] 优选地，该表面处理装置还包括包围处理槽的外槽和降压器，该降压器将外槽和处理槽之间的空间的压力降低到大气压力以下。

[0047] 通过这种配置，即使处理气体从处理槽中泄漏，也可以将该气体限制在外槽和处理槽之间的槽间空间中，并且可以安全地防止该气体进一步泄漏到外槽的外面。

[0048] 优选地，该表面处理装置还包括：包围处理槽以及后处理等待槽的外槽；和降压器，该降压器将外槽和处理槽之间的空间以及外槽和后处理等待槽之间的空间的压力降低到大气压力以下。

[0049] 通过这种配置，即使处理气体从处理槽泄漏，可以将泄漏的处理气体限制在外槽和处理槽之间的以及外槽和后处理等待槽之间的槽间空间中，因而安全地防止该气体进一步泄漏到外槽的外面。而且，即使从处理槽和后处理等待槽之间的被处理物表面上产生挥发气体，或者即使在后处理等待槽中挥发的气体从后处理等待槽中泄漏，也可以将挥发气体限制在外槽和处理槽之间的以及外槽和后处理等待槽之间的槽间空间中。这可以安全地防止挥发气体进一步泄漏到外槽的外面。

[0050] 有益效果

[0051] 根据本发明，可以防止处理气体泄漏到处理槽的外面。而且，可以稳定处理气体在处理空间中的流动，因而，使得能够以稳定的方式进行表面处理。而且，可以降低诸如从排气系统排出的气体的净化和再循环之类的废气处理的负担。

附图说明

[0052] 图1为示出本发明第一实施方式的示意性配置的说明图。

[0053] 图2为示出本发明第二实施方式的示意性配置的说明图。

[0054] 图3为示出本发明第三实施方式的示意性配置的说明图。

[0055] 图4为示出本发明第四实施方式的示意性配置的说明图。

[0056] 图5为示出本发明第五实施方式的示意性配置的说明图。

[0057] 图6为示出本发明第六实施方式的示意性配置的说明图

具体实施方式

[0058] 以下将描述本发明的各实施方式。

[0059] 图1示出了本发明的第一实施方式。在该实施方式中，被处理物9为用于平板显示器的玻璃基板。然而，本发明的应用不限于此。例如，本发明可以应用于各种被处理物，包括但不限于具有连续的片状结构的半导体晶片和树脂膜。在该实施方式中进行的表面处理是涂覆在玻璃基板9的表面上的硅(未示出)的刻蚀。然而，本发明的应用不限于此。例如，本发明可以应用于氧化硅或氮化硅的刻蚀。而且，本发明的应用不限于刻蚀，而且可以包括多种表面处理，如沉积、清洗、疏水化和亲水化。本发明特别适于其中处理空间中的处理气体的轻微扰动可能导致处理不均匀的处理(刻蚀、沉积等)。

[0060] 为用于平板显示器的玻璃基板的被处理物9的长度(沿图1中的左右方向的尺寸)例如为1500mm，被处理物9的宽度(沿垂直于图1的平面的方向的尺寸)例如为1100mm，被处理物9的厚度例如为0.7mm。

[0061] 如图1所示，表面处理装置1包括处理槽10、输送机20和气体管线2。

[0062] 输送机20为辊式运输机。辊式运输机的辊子21中的多数(多个)沿左右方向彼此隔开设置，其轴线沿垂直于图1的平面的方向。被处理物9被放置在辊子21上，并在附图中被从右至左(输送方向)输送。处于辊子21的上端部附近的高度的虚拟水平面为载送平面P9。

[0063] 输送机20不限于辊式运输机，例如可以包括活动台、浮动台、机械手等等。

[0064] 处理槽10(处理腔)形成为具有足够尺寸的容器，以在其内容纳被处理物9。辊式运输机20的一部分设置在处理槽10的内部。处理空间19形成在处理槽10内部的大致中间部分中。换句话说，处理槽10包围处理空间19。处理空间19被限定在随后将描述的供给喷嘴33和输送平面P9之间。更具体地，如由图1中的两条垂直链双点划线所示，处理空间19被限定在供给喷嘴33底表面部和突出部之间。突出部为喷嘴33底表面部垂直突出到输送平面P9上的突起。供给喷嘴33底表面部是从沿左右方向上位于供给喷嘴33的底表面中的排出口34和局部排气口45的最外面的喷嘴排出口34和局部排气口45延伸的部分。在附图中，处理空间19的厚度(供给喷嘴33的底表面和输送平面P9之间的距离)被放大了。处理空间19的实际厚度约0.5-5mm。

[0065] 入口13形成在处理槽10的一端侧(图1中的右侧)的入口侧壁11中。出口14形成在处理槽10的一端侧(图1中的左侧)的出口侧壁12中。开口13，14中的每一个都由一对流动引导板15，15限定。在壁11，12中的每一个中，该对流动引导板15，15彼此相对垂直设置。流动引导板15，15中的每一个具有沿着垂直于图1的平面的方向的细长板结构。具有沿着垂直于图1的平面的方向延伸的狭缝结构的缝隙形成在上、下流动引导板15、15之间。狭缝状间隙是开口13，14。开口13，14的宽度(垂直于图1的平面的方向的尺寸)稍微大于被处理物9沿同一方向的尺寸。优选地，开口13，14的厚度(沿垂直方向的尺寸)，即，该对流动引导板15，15的相对表面之间的距离为被处理物9的厚度的2-10倍。
开口13，14的高度(沿垂直方向的位置)适于与被处理物9的输送平面P9的高度(沿垂直方向的位置)一致。开口13，14一直敞开，且不适于被打开和关闭。没有必要在壁11，12中设置用于打开和关闭开口13，14的门。

[0066] 如上所述，用于平板显示器的玻璃基板的被处理物9的宽度例如约为1100mm。另一方面，该实施方式的开口13，14的宽度约为1200mm。用于平板显示器的玻璃基板的被处理物9的厚度大致约为0.7mm。另一方面，该实施方式中的开口13，14的厚度约为5mm。

[0067] 入口13和出口14设置在处理空间19的相对侧，每一个都与处理空间19隔开。优选地，入口13和处理空间19之间的隔开距离D1为D1＝150-300mm。距离D1等于入口13的流动引导板15的内端部(处理槽10内部的端部)与供给喷嘴33的喷嘴排出口34和局部排气口45的位于最靠近入口13的一个之间沿水平方向的隔开距离。优选地，出口14和处理空间19之间的隔开距离(出口14的流动引导板15的内端部与喷嘴排出口34和局部排气口45的位于出口14最近的一个之间沿水平方向的隔开距离)等于入口13和处理空间19之间的隔开距离D1。

[0068] 气体管线2具有供给系统30、排气系统40和再循环系统50。

[0069] 供给系统30具有原料气体供给单元31和供给喷嘴33。供给通道32从原料气体供给单元31延伸。供给通道32连接至供给喷嘴33。供给喷嘴33设置在处理槽10的天花板部分中。虽然附图中未详细示出，但供给喷嘴33沿垂直于图1的平面的方向延伸。喷嘴排出口34和局部排气口45形成在供给喷嘴33的底表面(喷嘴远端面)中。喷嘴排出口34和局部排气口45具有沿垂直于图1的平面的方向的狭缝结构。喷嘴排出口34和局部排气口45沿垂直于图1的平面的方向的长度与被处理物9沿同一方向的尺寸大致相同或稍微大于被处理物9沿同一方向的尺寸。

[0070] 喷嘴排出口34和局部排气口45沿左右方向(被处理物9的输送方向)彼此隔开设置。局部排气口45设置到每个喷嘴排出口34的紧邻左侧和右侧。在供给喷嘴33的底表面沿左右方向的最外侧，分别地设置局部排气口45。如上所述，设置在最外侧的局部排气口45限定处理空间19的端部。喷嘴排出口34和局部排气口45的数量和位置不限于附图中图示的那些。在附图中，喷嘴排出口34和局部排气口45交替设置。然而，多于两个的局部排气口45可以设置在邻近喷嘴排出口34之间，或者多于两个的喷嘴排出口34可以设置在邻近局部排气口45之间。可替换地，在供给喷嘴33中不设置局部排气口45，处理槽10的排气可以仅通过随后将描述的排气口43进行。

[0071] 供给系统30供给处理气体，其包括适于在处理空间19中发生的处理种类的反应组分及其原料。处理气体组成(如上述反应组分和原料)具有环境影响或具有毒性或腐蚀性是常见的。在涉及硅的刻蚀的该实施方式中，使用氟反应组分和氧化反应组分。氟反应组分可以包括HF、COF2和氟基。例如可以通过用水(H2O)湿润氟原料并且随后等离子体化(包括分解、激发、活化和电离)增湿的氟原料而生成氟反应组分。在该实施方式中，CF4用作氟原料。代替CF4，诸如C2F6、C3F8和C3F8之类的其它PFC(全氟化碳)，诸如CHF3、CH2F2和CH3F之类的HFC(含氢碳氟化合物(hydrofluorocarbons))，或者除PFS或HFC之外的诸如SF6、NF3和XeF2之类的含氟化合物可以用作氟原料。

[0072] 氟原料可以用稀释气体来稀释。诸如Ar和He之类的稀有气体或N2例如可以用作稀释气。代替水(H2O)，包含OH基的诸如酒精之类的化合物可以用作氟原料的添加剂。

[0073] 氧化反应组分可以是O3或O基团或类似物。在该实施方式中，O3用作氧化反应组分。可以采用臭氧发生器由作为原料的氧气(O2)生成O3。可替换地，可以通过等离子体化诸如O2之类的氧原料生成氧化反应组分。

[0074] 可以通过将包括上述原料的气体引导至等离子体生成装置的一对电极之间的等离子体空间进行氟原料或氧原料的等离子体化。优选地，在接近大气压力下进行等离子体化。更优选地，所述电极之间的等离子体空间中的压力为接近大气压力。接近大气压力涉4 4
及1.013×10-50.663×10Pa范围内的压力。考虑到压力调节的简易性和装置结构的简单
4 4 4 4
性，1.333×10-10.664×10Pa范围内的压力是优选的，且9.331×10-10.397×10Pa范围内的压力是更优选的。

[0075] 在该实施方式中，通过在原料气体供给单元31处用Ar稀释作为氟原料的CF4并添加H2O而获得氟原料气体(CF4+Ar+H2O)。通过供给通道32将氟原料气体引导至供给喷嘴33。一对电极(未示出)设置在供给喷嘴33处。氟原料气体在电极之间被等离子化。供给喷嘴33还用作等离子体生成装置。以这种方式生成诸如HF之类的氟反应组分。虽然附图中未示出，通过臭氧发生器单独生成作为氧化反应组分的O3，并将它引入供给喷嘴33中并与等离子体化气体混合。结果，产生包含氟反应组分(HF等等)和氧化反应组分(O3等等)的处理气体。不必说，原料气体组分(CF4，H2O，Ar，O2等等)也包含在处理气体中。处理气体通过喷嘴排出口34排入处理空间19中。

[0076] 可替换地，可以在气体供给单元31处产生包含氟反应组分和氧化反应组分的处理气体，并且可以经由供给通道32将处理气体输送至供给喷嘴33，并通过喷嘴排出口34排出。

[0077] 通过喷嘴排出口34排出的处理气体可以排放到处理空间19中的被处理物9上，以进行被处理物9的表面处理。在硅刻蚀中，硅由处理气体中的氧化组分(如O3)氧化，随后氧化的硅与处理气体中的氟反应组分(如HF)反应，以生成易挥发的SiF4产物。结果，可以去除被处理物表面上的硅层。

[0078] 以下描述处理槽排气系统40。排气口43例如设置在处理槽10的底部的大致中间部分中。排气通道42从排气口43延伸。排气泵41连接至排气通道42。虽然附图中未示出，但延伸至局部排气口45的吸入通道与供给喷嘴33的上部连通。吸入通道合并到排气通道42中。局部排气口45和排气通道42之间的局部排气口45和吸入通道也是排气系统40的部件。

[0079] 排气泵41的运转使处理槽10内部的气体被吸入排气口43，并经由排气通道42输送至排气泵41。此外，已经被吹到处理空间19中的被处理物9上的处理气体(以下将被称为“使用的处理气体”)大部分被吸入局部排气口45，并经由未示出的吸入通道并入排气通道42。使用的处理气体包含处理气体(HF，O3，CF4，H2O和Ar等等)的成分和表面处理反应的副产物(SiF4，等等)。存在使用的处理气体的一部分将从处理空间19泄漏的可能性。这种使用的处理气体被吸引通过排气口43。

[0080] 排气系统40处的废气流量大于供给系统30处的处理气体供给流量。例如，在该实施方式中，当处理气体供给流量约为32slm时，废气流量约为200-400slm。因此，环境气体(空气)g经由开口13，14从处理槽10的外面以对应于废气流量和处理气体供给流量之间的差的流量流入处理槽10的内部。

[0081] 在这里，通过开口13，14流入处理槽10的流入气体g的平均流速设置为至少为0.1m/sec，且优选地被设置为至少为0.3m/sec。流入气体g的平均流速的上限设置为小于流入气体g到达处理空间19的速度。在该实施方式中，流入气体g的平均流速优选不大于
2m/sec，更优选地不大于1m/sec，进一步更优选地不大于0.7m/sec。上述设置平均流速优选地为在其中被处理物9没有设置在开口13，14内或附近的条件下确定的速度。

[0082] 流入气体g的平均流速可以由处理槽10的尺寸和排气系统40处的排气流量等等调节。在处理槽10的尺寸中，开口13，14的厚度(垂直尺寸)极大地影响流入气体g的平均流量。具体地，开口13，14的厚度优选地设置在2-8mm的范围内，更优选地设置为约5mm。当如上所述，处理气体供给流量约为32slm时，排气系统40处的排气流量可以设置为在200-400的范围内。

[0083] 通常，通过用于输送进出用于平板显示器普通表面处理装置中的处理槽的开口的流入气体的平均流速大于2m/sec。

[0084] 为了使流入气体g的平均流速的上限小于流入气体g到达处理空间19的速度，可以调节流入气体g的平均流速。可替换地，可以调节开口13，14与处理空间19之间的隔开距离D1。

[0085] 由排气系统40从处理槽10排出的大部分废气是通过入口和出口13、14从外面进入的空气。因此，占废气最大百分比的气体成分是氮气。废气还包含使用的处理气体(HF，O3，CF4，H2O，Ar，SiF4，等等)的成分。虽然附图中未示出，但将HF等从废气中去除的净气器、将H2O从废气中去除的捕雾器和将O3从废气中去除的臭氧消除器等等设置在排气口43和排气泵41之间的排气通道42中。

[0086] 再循环系统50连接至排气系统40。再循环系统50从由排气系统40排出的气体中收集处理气体的反应成分。具体地，再循环系统50包括分离-回收单元51。隔离膜52设置在分离-回收单元51中。隔离膜52将分离-回收单元51的内部间隔成浓缩腔53和稀释腔54。对于隔离膜52，例如使用玻璃聚合物隔膜(参见专利公开No.3151151，等等)。隔离膜52允许CF4(反应成分)从中渗透的速率相对小，隔离膜52允许氮气(杂质物质)从中渗透的速率相对。排气通道42的比排气泵41更下游的部分延伸至浓缩腔53。来自排气泵41的废气被引入浓缩腔53，并由隔离膜52分成将留在浓缩腔53中的回收气体和将通过隔离膜52进入稀释腔54的释放气体。回收气体中的CF4的浓度高(CF4＝90vol％或更大)，且回收气体的流量低。释放气体中的CF4的浓度低(CF4＝1vol％或更小)，且释放气体的流量高。

[0087] 虽然在附图中仅示出了一个分离-回收单元51，但再循环系统可以包括多个分离-回收单元51。多个分离-回收单元51可以串联连接，可以并联连接，或者可以以串联和并联的组合连接。

[0088] 回收通道55从浓缩腔53的下游端延伸。回收通道55连接至原料气体供给单元31。

[0089] 释放通道46从稀释腔54延伸。释放通道46连接至解毒器47。

[0090] 根据具有上述结构的表面处理装置1，被处理物9被放置在辊子21上，并被沿着输送平面P9输送。通过入口13将被处理物9输送至处理槽10的内部并将其引导至处理空间19。处理气体由供给系统30供给至处理空间19。处理气体与被处理物9接触，因而进行诸如刻蚀之类的表面处理。在所述处理之后，将被处理物9引出处理空间19并通过出口14输送出处理槽10。多个被处理物9隔开布置放置在单排辊式运输机20上，被输送到处理槽10中，在表面处理之后，以连续方式被输送出处理槽10。

[0091] 处理气体供给的同时，处理槽10内的气体由排气系统40吸引通过排气口43和局部排气口45。采用这种吸引，处理槽10外面的环境气体(空气)经由进口和出口13，14流入处理槽10的内部。通过将流入气体g的平均流速设置为至少为0.1m/sec，优选地至少为0.3m/sec，可以防止处理槽10内部的使用的处理气体通过开口13，14泄漏到外面。因此，即使处理气体或使用的处理气体中包含毒性成分，也可以确保操作安全。而且，即使处理气体或使用的处理气体中包含诸如CF4之类的具有大的全球变暖趋势的成分时，也可以降低对环境的影响。而且，可以防止附近装置的腐蚀。

[0092] 通过设置流入气体g的平均流速的上限，可以在到处理空间19的途中充分稀薄流入气体g。因此，流入气体g不能到达处理空间19。这可以防止处理空间19中的处理气体的流动被流入气体g扰乱，因而稳定处理气体的流动。通过将流入气体g的平均流速设置为优选不大于2m/sec，更优选不大于1m/sec，进一步更优选不大于0.7m/sec，可以稳定地防止处理空间19中的处理气体的流动被流入气体g扰乱，因而进一步稳定处理气体的流动。这使得能够以稳定方式进行表面处理。

[0093] 而且，由于处理槽10的内部由来自外面的流入气体g连续通风，因此处理槽10内部的处理气体的浓度可以保持恒定，因而进一步稳定表面处理。

[0094] 由排气系统40从处理槽10排出的气体被引入分离-回收单元51，并被分成具有高CF4浓度的回收气体和具有低CF4浓度的释放气体。通过回收通道55将回收气体输送至原料气体供给单元31。这将在分离-回收单元51处收集的反应组分(CF4)返回至原料气体供给单元31，用于再循环。因此，可以减少由表面处理装置1使用的CF4的总量，因而限制运行成本。

[0095] 释放气体在被输送至解毒器47并由解毒器47解除毒性之后被释放至大气。

[0096] 由于排气系统40处的废气流量相对小，因此被从外面吸入处理槽10中的周围气体的流量相对小，使得能够减少在分离-回收单元51上的负荷。而且，还可以降低解毒器47上的负荷。这使得能够减小分离-回收单元51和解毒器47的尺寸。

[0097] 现在将描述本发明的其它实施方式。在附图中，相同的附图标记将用来表示与前述实施方式相同的元件，且省略对它们的描述。

[0098] 图2示出了本发明的第二实施方式。在该实施方式中，两个(多个)间壁16设置在处理槽10中。处理槽10的内部由间壁16分隔成沿左右方向(被处理物9的输送方向)设置的三个(多个)腔10b，10a，10b。处理空间19设置在中间的第一腔10a(位于相对端处的腔之外的腔)中。供给系统30和排气系统40直接连接至第一腔10a。具体地，供给喷嘴33设置在第一腔10a的上部中，排气口43设置在第一腔10a的底部中。

[0099] 连通开口17设置在间壁16中。连通开口17由以类似于开口13，14的方式彼此垂直相对的一对流动引导板15，15限定。间壁16的尺寸和间壁16沿垂直方向的位置优选与开口13，14的尺寸和位置相同。被处理物9由输送机20通过入口13输送到右端的腔10b中。随后，被处理物9穿过右侧的连通开口17，被输送到第一腔10a中，并被引导处理空间19中，以及进行表面处理。表面处理之后的被处理物9穿过左侧的连通开口17，被输送到左端的腔10b中，进一步穿过出口14，并被输送到处理槽10的外面。

[0100] 排气泵41的启动使外面的周围气体通过开口13，14进入在相对端处的腔10b。在相对端处的腔10b的内部的包含通过开口13，14的流入气体g的气体流过连通开口17进入中间(下游侧)的第一腔10a。气体g’在流入第一腔10a时的平均流速被设置为至少为0.1m/sec，优选被设置为至少0.3m/sec，这种流速是在其中被处理物9未位于连通开口17内部或附近如有通过开口13，14的流入气体g的条件下确定的。

[0101] 流入气体g’的平均流速的上限被设置为小于流入气体g’到达处理空间19的速度。具体地，流入气体g’的平均流速优选地被设置为不大于2m/sec，更优选地被设置位置不大于1m/sec，进一步更优选地被设置为不大于0.7m/sec。可以由处理槽10的尺寸(特别是连通开口17的厚度(沿垂直方向的尺寸))或排气系统40处的流量等调节流入气体g’的平均流速。为了使流入气体g’的平均流速的上限小于流入气体g’到达处理空间19的速度，除了调节流入气体g’的平均流速之外，可以调节连通开口17和处理空间19之间的隔开距离。

[0102] 在第二种实施方式中，由于间壁16设置在第一腔10a和开口13、14之间，则可以更安全地防止第一腔10a中的使用的处理气体泄漏到处理槽10的外面。而且，通过设置流入气体g’的平均流速的范围，可以更安全地防止使用的处理气体泄漏。这可以进一步确保操作安全，充分降低环境影响，并防止附近装置的腐蚀。而且，可以保护处理空间19中的处理气体的流动免受流入气体g’的干扰，可以稳定处理气体的流动，并可以确保表面处理的稳定性。

[0103] 图3示出了本发明的第三实施方式。在该实施方式中，作为后处理器的清洗单元3沿输送方向设置在处理槽10的下游侧(图3中的左侧)。清洗单元3湿法清洗已经在处理空间19中被表面处理过的被处理物9。在后处理器中进行的后处理不限于湿法清洗，例如还可以是采用大气压力等离子体的干法清洗。

[0104] 后处理等待槽60设置在处理槽10和清洗单元3之间。入口63形成在后处理等待槽60的在处理槽10侧的壁61中。入口63由以类似于处理槽10的流动引导板15的方式沿垂直方向彼此相对的一对流动引导板65，65限定。入口63的尺寸和入口63沿垂直方向的位置优选与开口13，14，17的尺寸和位置相同。

[0105] 出口64形成在等待槽60的在清洗单元3侧的壁62中。出口64的宽度(沿正交于图3的平面的方向的尺寸)和厚度(沿垂直方向的尺寸)以及出口64沿垂直方向的位置优选与开口13，14，17，63的宽度、厚度和位置相同。出口64与清洗单元3连通。由辊式运输机组成的输送机20被设置为延伸至等待槽60的内部。

[0106] 处理槽10的出口侧壁12和等待槽60的入口侧壁61彼此隔开，间隙1e形成在壁12，61之间。出口侧壁12中的出口14和入口侧壁61的入口63之间的隔开距离D2(更确切地说，出口14的流动引导板15和入口63的流动引导板65之间的距离)被设置在D2＝
20-300mm的范围内。

[0107] 第二排气系统70(等待槽排气系统)连接至后处理等待槽60。第二排气系统70的排气口73设置在等待槽60的底部。排气通道72从排气口73延伸。排气泵71连接至排气通道72。解毒器47可以连接在排气通道71的下游。而且，例如，排气通道72可以合并到排气通道42中，并且可以省略排气泵71。换句话说，处理槽排气系统40和等待槽排气系统60可以分享共用排气泵41，处理槽排气泵41还可以用作等待槽排气泵。

[0108] 由于在第三种实施方式中出口14和入口63之间的距离D2设置为不是太小的距离(D2≥20mm)，则间隙1e可以处于与外面(大气压力)相同的压力环境，因而防止处理槽10内部的压力和后处理等待槽60内部的压力相互影响。即使在等待槽60内部的压力例如由第二排气系统70降低时，这也可以防止处理槽10内部的气体通过出口14泄漏并被吸入等待槽60中。而且，可以容易地调节来自两个槽10、60中的每一个的排气流量。

[0109] 由输送机20通过出口14带出处理槽10的被处理物9穿过间隙1e。存在其中处理气体的成分或使用的处理气体的成分粘附至或被吸引至已经经过表面处理的被处理物9的情况。然而，可以使被处理物9通过间隙1e的时间非常短，因为出口14和入口63之间的距离D2设置为不是太大的距离(D2≤300mm)。因此，可以充分最小化从通过间隙1e的被处理物9挥发的粘附或被吸引的成分的量。已经通过间隙1e的被处理物9穿过入口63并被输送到等待槽60的内部，在那里被处理物9处于等待后处理的状态。然而，即使在被处理物9等待后处理期间，也向着后处理器3连续地输送被处理物。如果粘附或被吸引的成分在等待期间从被处理物9挥发，则可以将挥发的气体限制在后处理等待槽60的内部，并可以防止它泄漏到外面。而且，挥发的气体成分可以由第二排气系统70从后处理等待槽60排放至排气通道72。通过这种配置，可以进一步确保操作安全性，可以有效地降低环境影响，并且可以安全地防止附近装置的腐蚀。

[0110] 随后，被处理物9被输送通过出口64，被引导至清洗单元3，并被清洗处理。

[0111] 图4示出了本发明的第四实施方式。该实施方式的表面处理装置1还包括外槽80和降压器90。外槽80包围处理槽10和后处理等待槽60。入口81设置在外槽80右端的壁(沿被处理物9的输送方向的上游侧的端部)中。入口81的尺寸和入口81沿垂直方向的位置优选与开口13，14，17的尺寸和位置相同。

[0112] 降压器90连接至外槽80。降压器90以如下方式构造。降压器90的多个(在附图中为两个)吸引开口93设置在外槽80的底部中，彼此隔开。单独的吸入通道92a从吸引开口93中的每一个延伸。来自吸引开口93的单独的吸入通道92a彼此并入吸入通道92中，并且吸入通道92连接至降压泵91。例如，泵91和泵41或71可以由一个公共抽吸泵构成，并且在外槽80中可以仅设置一个吸引开口93。

[0113] 降压泵91的启动将外槽80和内槽10、60之间的空间80a的压力降低至稍微低于大气压力。具体地，优选的是，槽间空间80a的内部压力比大气压力低10Pa。

[0114] 根据第四实施方式，即使使用的处理气体从处理槽10中泄漏，或者当被处理物9穿过间隙1e时从被处理物9产生挥发气体，或者在后处理等待槽60中挥发的气体从后处理等待槽60中泄漏，可以将使用的处理气体或挥发气体限制在槽间空间80a中。这可以更安全地防止使用的处理气体或挥发气体泄漏到外面的环境空气中。而且，由于槽间空间80a中的压力稍微低于大气压力，则可以防止槽间空间80a内部的气体泄漏出外槽80。通过这种配置，可以进一步确保操作安全性，可以进一步最小化环境影响，并且可以安全地防止附近装置的腐蚀。泄漏到槽间空间80a中的处理气体和使用的处理气体可以经由吸入通道92从槽间空间80a中排出。

[0115] 图5示出了本发明的第五实施方式。在该实施方式中，将外槽80和降压器90应用于第一实施方式(图1)。外槽80包围处理槽10。出口82设置在外槽80左端的壁(沿被处理物9的输送方向的下游侧的端部)中。入口82的尺寸和入口82沿垂直方向的位置优选与开口13，14，81的尺寸和位置相同。

[0116] 图6示出了本发明的第六实施方式。在该实施方式中，设置了排气系统40的多个(附图中3个)排气口43。多个排气口43以分散方式设置在处理槽10的底部中。在图6中，多个排气口43以隔开配置沿着被处理物9的输送方向设置。排气口43还以隔开配置沿着垂直于输送方向的方向(垂直于图6的平面的方向)设置。单独的排气通道42a从排气口43中的每一个延伸。单独的排气通道42a彼此合并到排气通道42中，并且排气通道42连接至排气泵41。虽然附图中未示出，但净气器、捕雾器和臭氧清除器设置在合并的排气通道42中。

[0117] 流量控制阀48(调节器)设置在单独的排气通道42a中的每一个中。为排气口43一一对应地提供流量控制阀48，并且流量控制阀48调节通过对应的排气口43中的每一个的排气流量。

[0118] 根据第六实施方式，对应于排气口43的流量控制阀48中的每一个可以单独操作，并且可以独立于其它排气口43调节每个排气口43的排气流量。这使得能够在处理槽10内部的全部或宽的区域范围内控制气体的流动。这使得能够控制从供给系统30供给至处理空间19的处理气体的流动，因此防止处理气体的流动沿一个方向不均匀地分布。因此，可以确保处理的均匀性。

[0119] 本发明不限于上述实施方式，在不偏离本发明的精神和范围的前提下可以进行多种修改。

[0120] 例如，入口13和出口14可以由一个公共开口组成。输送机20可以通过公共开口将被处理物9输送到处理槽10的内部，并将被处理物9定位在处理空间19中，并且在表面处理之后，可以通过公共开口将被处理物9输送到外面。而且，除了通过输送机20之外，例如可以由操作人员进行被处理物9到处理槽10中的输送和被处理物9到处理槽10外面的输送。

[0121] 可以确定排气口43的位置、孔径和数量，以稳定处理气体在处理空间19中的流动。

[0122] 多个实施方式可以组合。例如，第四和第五实施方式(图4和5)的外槽80和降压器90可以应用到第二实施方式(图2)。关于第六实施方式(图6)，如果多个排气口43和流量控制阀48应用到第一实施方式(图1)的处理槽10，则第六实施方式的多个排气口43和48可以应用到第二至第五实施方式(图2-6)。

[0123] 在第四实施方式(图4)的处理槽10和后处理等待槽60中，仅处理槽可以由外槽80包围，后处理等待槽60例如可以设置在外槽80的外面。

[0124] 工业应用性

[0125] 本发明可以应用于平板显示器(FPD)和半导体晶片的制造。

[0126] 附图标记列表

[0127] 1 表面处理装置

[0128] 1e 间隙

[0129] 3 清洗单元(后处理单元)

[0130] 9 被处理物

[0131] 10 处理槽

[0132] 10a 第一腔

[0133] 10b 腔

[0134] 13 入口

[0135] 14 出口

[0136] 16 间壁

[0137] 17 连通开口

[0138] 19 处理空间

[0139] 20 输送机

[0140] 30 供给系统

[0141] 33 供给喷嘴

[0142] 34 喷嘴排出口

[0143] 40 排气系统

[0144] 42 排气通道

[0145] 42a 单独的排气通道

[0146] 43 排气口

[0147] 45 局部排气口

[0148] 47 解毒器

[0149] 48 流量控制阀(调节器)

[0150] 50 再循环系统

[0151] 51 分离-回收单元

[0152] 55 回收通道

[0153] 60 后处理等待槽

[0154] 63 入口

[0155] 70 第二排气系统(等待槽排气系统)

[0156] 80 外槽

[0157] 80a 槽间空间

[0158] 81 入口

[0159] 90 降压器

[0160] g 流入气体流

[0161] g’ 流入气体流

标题	发布/更新时间	阅读量
一种金属表面处理剂-专利编号CN109722658A	2020-05-12	859
铝制热交换器用表面处理剂及表面处理方法-专利编号CN103857828B	2020-05-12	873
铝制热交换器用表面处理剂及表面处理方法-专利编号CN103857828A	2020-05-13	786
一种用于镁合金表面处理的专用表面处理剂-专利编号CN100552087C	2020-05-13	177
铝罐的表面处理方法-专利编号CN105579619A	2020-05-12	197
表面处理设备-专利编号CN103692668B	2020-05-11	755
一种用于镁合金表面处理的专用表面处理剂-专利编号CN101240419A	2020-05-13	405
一种金属表面处理工艺-专利编号CN110643979A	2020-05-11	891
金属表面处理剂及金属表面处理方法-专利编号CN105164313A	2020-05-11	1036
表面处理设备-专利编号CN103692668A	2020-05-11	361

表面处理装置

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