CN101834116A - 液体散射防止杯、基底处理设备及设备的操作方法 - Google Patents

液体散射防止杯、基底处理设备及设备的操作方法 Download PDF

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Abstract

一种液体散射防止杯，其提供在基底处理设备中，其可容易地且有效地附接亲水元件，例如PVA海绵，至液体散射防止杯体的内表面。液体散射防止杯包括一液体散射防止杯体和一具有附接在液体散射防止杯体的内表面的整个区域或预定区域的表面亲水材料层的液体散射防止片层。液体散射防止片层通过附接附接在液体散射防止杯体上，由此亲水材料层暴露。

Description

液体散射防止杯、基底处理设备及设备的操作方法
技术领域
本发明涉及一种液体散射防止杯，其围绕一由基底旋转机构保持的基底，以防止处理液离开基底时散射。液体散射防止杯提供在包括用于保持和旋转基底的基底旋转机构的基底处理设备中，基底例如是半导体晶片、玻璃基底、液晶面片层等，基底处理设备提供处理液到基底以处理基底，以及处理之后，旋转基底并通过离心力使处理液离开基底。本发明还涉及装备有该液体散射防止杯的基底处理设备以及操作该基底处理设备的方法。
背景技术
在半导体器件制造工序中，例如，在完成基底如半导体晶片的表面的镀铜或CMP(化学机械抛光)工序之后，一般实施基底的清洁以去除杂质或污染物。
公知的用于实施基底清洁工艺的基底清洁设备(基底处理设备)包括用于水平地保持和旋转基底的基底旋转机构和用于提供处理液如化学溶液或纯水至由基底旋转结构保持的基底的前表面和后表面的处理液供给部(处理液供给喷嘴)。此设备通过在旋转基底时提供处理液且紧接着提供纯水以清洗基底从而完成基底的清洁。在基底的清洁之后，通过高速旋转基底的旋转脱水基底以通过离心力从基底去除液体是公知手段。
在这样的基底清洁设备中，传统手段使用液体散射防止杯，其如此放置以使其围绕由基底旋转机构保持的基底的周边以防止液滴散射到一长的距离，液滴在旋转脱水时由于离心力离开旋转的基底。虽然这样的传统的液体散射防止杯可防止液滴的长距离散射，但一般无法防止从基底离开并与杯内表面碰撞的液滴反弹并从内表面散射。从液体散射防止杯的内表面反弹的液滴可重新附接在基底上，这可导致基底表面上水印的形成。这样的水印可导致在基底的水印部分的漏洞或弱粘附性，这造成成品率的降低。如何降低水印的形成因此成为重要问题。
一种防止液滴从液体散射防止杯内表面反弹的技术是公知的。这种技术包括附接一亲水元件至液体散射防止杯的主体内表面上以使与液体散射防止杯体的内表面碰撞的液滴被吸收进亲水元件中(参见，例如，日本专利Laid-Open公开No.2003-100687)。液滴在杯内表面上的反弹可如此抑制。
发明内容
PVA海绵，例如，是公知的可用作亲水元件，其附接在液体散射防止杯体的内表面上。这样的元件薄的时候很柔软，因此，很难均一地、牢固地将这样的元件附接在具有三维形状的液体散射防止杯体的内表面上，而不引起褶皱。
本发明考虑到背景技术中的上述情形而做。因此本发明的一个目的是提供液体散射防止杯，其提供在基底处理设备中，可简单有效地在液体散射防止杯体内表面附接亲水元件，例如PVA海绵。
本发明的另一目的提供一种基底处理设备，其可通过结构简单的润湿部使提供在液体散射防止杯内表面上的亲水材料层，例如PVA海绵，保持湿润，并可防止液滴从液体散射防止杯内表面反弹且重新附着在基底表面上，以及提供一种操作该基底处理设备的方法。
为达到上述目的，本发明提供一液体散射防止杯，设置在包括基底旋转机构的基底处理设备中，该基底旋转机构用于保持并旋转基底，且该液体散射防止杯如此布置以使其围绕由基底旋转机构保持的基底的周边，用于防止离开旋转基底的液滴的散射。该液体散射防止杯包括：液体散射防止杯体；和液体散射防止片层，具有表面亲水材料层，附接到液体散射防止杯体的内表面的整个区域或预定区域。液体散射防止片层通过附接装置从而附接在液体散射防止杯体上，从而亲水材料层被暴露。
在本发明的一个优选方面，所述附接装置将液体散射防止片层的与亲水材料层相反的一侧通过粘结剂附接到液体散射防止杯体的内表面上。
在本发明的一个优选方面，所述附接装置将液体散射防止片层的与亲水材料层相反的一侧通过使用附接夹具可拆地附接到液体散射防止杯体的内表面上。
在本发明的一个优选方面，液体散射防止片层包括多个液体散射防止片层件，每个液体散射防止片层件被切割成预定形状适应于与液体散射防止杯体的内表面紧密接触，且每个液体散射防止片层件具有树脂片层，且表面亲水材料层通过粘结剂附接到树脂片层上。
在本发明的一个优选方面，液体散射防止片层被切割成预定的形状，适应于与液体散射防止杯体的内表面紧密接触，液体散射防止片层包括弹性片层以及通过粘结剂附接到弹性片层上的表面亲水材料层，且通过将液体散射防止片层插入到液体散射防止杯体中，借助于液体散射防止片层的弹性变形，液体散射防止片层附接在液体散射防止杯体的内表面，且经由弹性片层的弹性恢复力使弹性片层与液体散射防止杯体的内表面紧密接触。
在本发明的一个优选方面，附接到液体散射防止杯体的内表面的液体散射防止片层具有接缝，该接缝从液体散射防止杯体的竖直方向朝着与基底旋转机构的旋转方向相反的方向倾斜。
本发明还提供一种基底处理设备，包括：用于保持和旋转基底的基底旋转机构；和液体散射防止杯，液体散射防止杯如此布置以使其围绕由基底旋转机构保持的基底的周边，以防止离开旋转基底的液体的散射。其中用于防止离开旋转基底的液滴从液体散射防止杯的内表面反弹的亲水材料层设置在液体散射防止杯的部分或整个的内表面中。以及基底处理设备包括润湿部，用于提供清洗液至亲水材料层以保持亲水材料层在湿润状态。
在本发明的一个优选方面，润湿部包括多个清洗液喷嘴，其被如此布置以使清洗液均一地提供到亲水材料层的表面上。
清洗液喷嘴可布置在液体散射防止杯的下方。
可选地，清洗液喷嘴可布置在液体散射防止杯附近。
优选地，每一清洗液喷嘴配置有喷射角度调整机构，用于调整清洗液喷射的角度以调整在亲水材料层表面上的喷射点的位置。
本发明还提供一种基底处理设备的操作方法，该基底处理设备包括用于保持和旋转基底的基底旋转机构以及液体散射防止杯，液体散射防止杯如此布置以使其围绕由基底旋转结构保持的基底的周边，用于防止离开旋转基底的液体的散射。该方法包括：在液体散射防止杯的部分或整个的内表面上设置亲水材料层以防止离开旋转基底的液滴从液体散射防止杯的内表面反弹；以及在设备空置时从清洗液供给部提供清洗液至亲水材料层以保持亲水材料层在湿润状态。
优选地，清洗液供给部包括清洗液喷嘴。
根据本发明的液体散射防止杯，具有表面亲水材料层的液体散射防止片层通过附接装置附接在液体散射防止杯体的内表面的整个区域或预定区域以使亲水材料层暴露。即使当亲水材料是薄片形状元件，例如PVA海绵时，这使得可以简单而紧密地将亲水材料平滑地附接在具有三维曲面的液体散射防止杯体的内表面。
附接在液体散射防止杯体的内表面的液体散射防止片层可具有接缝，其从液体散射防止杯体竖直方向向与基底旋转机构的旋转方向相反的方向倾斜。这可减少处理液在液体散射防止片层的接缝上的反弹。
根据本发明的基底处理设备，润湿部的提供可使配置在液体散射防止杯的内表面的亲水材料层在基底处理设备空置时保持在湿润状态，并由此可防止亲水材料层变干。在开始处理基底时，离开基底的液滴与处于湿润状态的柔软的亲水材料层碰撞且被吸收入该层，因此液滴在该层上的反弹可被抑制。因此，从亲水材料层反弹的液滴重新附着到基底的情况减少。
根据本发明的基底处理设备的操作方法，在设备空置时从清洗液供给部提供清洗液至亲水材料层以保持亲水材料层在湿润状态。这可防止在基底处理过程中离开基底的液滴从亲水材料层反弹，并重新附着到基底。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的液体散射防止杯的外视图；
图2是根据本发明另一个实施例的液体散射防止杯的截面图；
图3是根据本发明的液体散射防止杯的侧壁的部分截面图；
图4是根据本发明另一个实施例的液体散射防止杯的外视图；
图5是根据本发明另一个实施例的液体散射防止杯的截面图；
图6是根据本发明一个实施例的基底处理设备的示意性外视图；
图7是根据本发明一个实施例的基底处理设备的示意性俯视图；
图8A是沿图7的B-B线的截面图，以及图8B是沿图7的A-A线的截面图；
图9是示出装备有液体散射防止杯的基底处理设备的另一个实施例的整体结构的示意图；
图10是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图11是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图12是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图13是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图14是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图15是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图16是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图17是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图18是示出图9所示的基底处理设备的操作的图；
图19A至19C是用于将液体散射防止片层附接到液体散射防止杯体的各种方法的图；
图20是根据本发明另一个实施例的液体散射防止杯的外视图；
图21A至21C是示出通过根据本发明的或传统的基底处理设备清洁基底时观察到的在半导体基底上的水印的形成的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的优选实施例。图1是示出根据本发明的一个实施例的液体散射防止杯的外视图，以及图2是示出根据本发明另一个实施例的液体散射防止杯的截面图。图1或2中所示的液体散射防止杯10一般为柱体且在上端具有向内倾斜的部分10a。液体散射防止杯10包括由树脂材料(如PET)形成的液体散射防止杯体11和附接到液体散射防止杯体11的内表面上的液体散射防止片层(sheet)16，液体散射防止片层16具有表面亲水材料层12，表面亲水材料层12在液体散射防止杯12的内侧暴露。虽然在该实施例中，液体散射防止杯10的柱体部分的上端和下端具有相同的直径，但上端和下端的直径不必相等。例如，下端的直径可比上端的直径大。
如图3所示，液体散射防止片层16包括片层材料13和通过粘结剂15附接到片层材料13上的亲水材料层12。在此实施例中，PVC片层用作片层材料13，以及具有150-180μm的小孔尺寸和89-90的孔隙率的PVA海绵用作亲水材料层12。具有10-900μm的小孔尺寸和10-99％的孔隙率的PVA海绵可用作亲水材料层12。丙烯酸粘结剂用作粘结剂15。在此实施例中，液体散射防止片层16的片层材料13通过粘结剂14附接到液体散射防止杯体11的内表面上。例如，丙烯酸树脂粘结剂用作粘结剂14。
片层材料13不限于PVC片层：可使用树脂片层(具有不高于0.5％的吸水率)，例如PET、聚丙烯酸酯、PEEK、PP和PE等。亲水材料不限于PVA海绵，任何具有亲水基团的保水的、高吸水的树脂材料，如聚亚安酯海绵，可使用。用于将片层材料13粘结到液体散射防止杯体11的内表面上的粘结剂14不限于人造的粘结剂，如丙烯酸树脂粘结剂，可使用天然的粘结剂。如下面将描述的，弹性材料优选用作片层材料13。
如图2所示，液体散射防止片层16可包括多个液体散射防止片层件16-1、16-2、16-3…，每个被切割成预定的形状以适应于与液体散射防止杯体11的内表面紧密接触。液体散射防止片层件16-1、16-2、16-3…附接到液体散射防止杯体11的内表面，在邻接的片层件之间形成接缝17。可选地，如图1所示，被切割成预定的形状以适应于与液体散射防止杯体11的内表面紧密接触的单一的液体散射防止片层16a可附接到液体散射防止杯体11的内表面，形成接缝17。
被切割成预定的形状以适应于与具有三维曲面的液体散射防止杯体11的内表面紧密接触的单一的长的液体散射防止片层16a被卷绕并插入液体散射防止杯体11中，且被卷绕的液体散射防止片层16a在液体散射防止杯体11内伸展。通过液体散射防止片层16a的片层材料13的弹性恢复力，片层材料13达到与液体散射防止杯体11的内表面的紧密接触。这便于通过粘结剂或附接夹具将液体散射防止片层16a附接到液体散射防止杯体11的内表面。当片层材料13具有强的弹性恢复力时，液体散射防止片层16a可仅通过片层材料13的弹性恢复力或通过使用简单的附接夹具而附接到液体散射防止杯体11的内表面。
将例如厚度为3mm的薄的PVA海绵片层直接且均一地附接到液体散射防止杯体11的内表面是非常困难的工作。根据本发明，亲水材料的附接工作可通过下面方式而变得简单得多：使用由具有预定形状以适应于与液体散射防止杯体11的内表面紧密接触的单一片层或多个片层件组成的液体散射防止片层16，其通过下面的方式制备：将PVA海绵片粘附和附着到树脂片层材料13，例如厚度为0.5mm的PVC片层，且用粘结剂14将液体散射防止片层16粘附和安装到液体散射防止杯体11的内表面。
图6是示出装备有上述的液体散射防止杯10的用于清洁基底如半导体晶片的基底清洁设备(基底处理设备)结构的示意图。基底清洁设备20包括清洁箱，其将在下面描述，和放置在清洁箱里用于保持基底(例如半导体晶片)Wf周边并旋转基底的基底旋转机构22。基底旋转机构22包括由旋转轴(未示出)支撑的转轮(spinning wheel)24，且被构造为通过旋转驱动部(未示出)在水平面中沿着箭头B方向转动转轮24。转轮24装备有用于保持基底Wf周边的多个保持元件23(例如如图6所示的4个元件)。液体散射防止杯10设置使得它围绕基底旋转机构22。液体散射防止杯10通过提升机构(未示出)可如箭头A所示垂直移动。
参考标记25表示枢转臂。枢转臂25的一端安装有：气体供给喷嘴26，用于供应干燥气体(IPA气体)G1至保持在转轮24上的基底Wf；用于供给液体W1至基底Wf的液体供给喷嘴27；和用于供给清洗液W2至基底Wf以用清洗液W2覆盖基底Wf的覆盖清洗喷嘴36。枢转臂25的另一端由枢转轴29支撑。枢转臂25构造为在基底Wf的径向方向上移动气体供给喷嘴26、液体供给喷嘴27和覆盖清洗喷嘴36。参考标记28表示上部基底表面清洗喷嘴，用于供给清洗液W3至由转轮24的保持元件23保持的基底Wf的上表面，以及，参考标记31表示下部基底表面清洗喷嘴，用于供给清洗液W4至基底Wf的下表面。
图7是基底清洁设备20的下部的平面图(主要示出杯-清洗喷嘴34及其布局)，图8A是沿图7的B-B线的截面图，图8B是沿图7的A-A线的截面图。如图中所示，喷嘴台33设置在液体散射防止杯10的下方。用于提供清洗液W5至在液体散射防止杯10的内表面内的亲水材料层12的多个杯-清洗喷嘴34(例如图7所示的8个喷嘴)安装在喷嘴台33上。这些杯-清洗喷嘴34圆周状以规则间隔距离布置以使清洗液W5可均一地提供至液体散射防止杯10的亲水材料层12的整个圆周上。
每个杯-清洗喷嘴34连接至管35、35中的一个，且通过将清洗液W5提供至管35、35，清洗液W5从每个杯-清洗喷嘴34而喷向液体散射防止杯10的内表面里的亲水材料层12。每个杯-清洗喷嘴34可调整清洗液W5的喷射角度α以使在亲水材料层12上的喷射点的位置可调。清洗液W5可优选提供至亲水材料层12的上部或顶部：由于清洗液向亲水材料层12里的渗透以及清洗液的下流，通过提供清洗液至亲水材料层12的上部或顶部，亲水材料层12可在短时间内均一地润湿。
图9是装备有上述的液体散射防止杯10的另一基底清洁设备(基底处理设备)的整体结构的示意图。基底清洁设备20设置在清洁箱21中。在该实施例中，省略了安装到枢转臂25的覆盖清洗喷嘴36，且上部基底表面清洗喷嘴28安装到清洁箱21的内壁表面。转轮24通过未示出的旋转驱动部在水平面中旋转。液体散射防止杯10如此设置以使其围绕基底旋转机构22。液体散射防止杯10通过提升机构(未示出)可如箭头A所示垂直移动。
枢转臂25设置在清洁箱21中的上部位置。用于向保持在转轮24上的基底Wf喷射干燥气体的气体供给喷嘴26和用于向基底Wf喷射水的水供给喷嘴27安装至枢转臂25。从气体供给喷嘴26喷射的气体典型地为惰性气体，如氮气。气体可包含一物质的蒸气，当其溶解在水中时，降低表面张力。这样的物质可举例为亲水溶剂，如异丙醇(IPA)、双丙酮醇、乙二醇-乙醚、乙酸乙酯或甲基吡咯烷酮或它们的混合物。从水供给喷嘴27供给的水典型地为纯水。但是，根据预期目的，可使用去离子水、含二氧化碳水或功能水(含氢水、含离子水，等等)，从其中可去除溶解的盐或溶解的有机物质，或酒精，例如IPA，或有机溶剂。
上部基底表面清洗喷嘴28是用于喷射清洗液至保持在转轮24上的基底Wf的上表面的喷嘴，以及杯-清洗喷嘴34是用于清洁液体散射防止杯10的内表面的喷嘴。杯-清洗喷嘴34可放置到液体散射防止杯10的其它位置，例如靠近液体散射防止杯体11的内表面，或靠近向内倾斜部分10a。虽然没有示意地示出，也提供用于喷射清洗液至基底Wf的下表面的下部基底表面喷嘴。与从水供给喷嘴27供给的水一样，纯水、去离子水、含二氧化碳水、酒精例如IPA和有机溶剂等可用作从下基底表面清洗喷嘴供给的清洗液。清洁箱21装备有用于载入和载出基底的输送口21a以及用于打开和关闭输送口21a的封闭件(shutter)30。
图10至18是示出基底清洁设备20在基底清洁/干燥工序中的操作的示意图。基底清洁设备20的操作现在将参考图10至18进行描述。如这些图所示，基底清洁设备20设置在清洁箱21中。首先，如图10所示，液体散射防止杯10被降低，直到其上端被定位在转轮24的下方，同时，封闭件30(shutter)被降低以打开清洁箱21的输送口21a。在此状态下，基底Wf通过基底输送机构(未示出)例如机器臂从输送口21a载入清洁箱21中，且将基底放置在转轮24上，如图11所示。转轮24上的基底Wf在其周边由未示出的保持元件被保持(夹紧)。
接着，如图12所示，液体散射防止杯10被抬高，直到其上端被定位在转轮24的上方，且同时，封闭件30被升起以关闭清洁箱21的输送口21a，由此，基底Wf的周边由液体散射防止杯10围绕。其后，如图13所示，旋转轴23由未示出的旋转驱动部在箭头C的方向上旋转，从而在相同的方向上旋转保持在转轮24上的基底Wf。当以约300rpm的旋转速度旋转基底Wf时，清洗液W1从上部基底表面清洗喷嘴28供给至基底Wf的上表面以清洗基底Wf的上表面。清洗液也从未示出的下部基底表面清洗喷嘴供给至基底Wf的下表面以清洗基底Wf的下表面。
接着，如图14所示，分别通过从气体供给喷嘴26和水供给喷嘴27供给IPA气体G1和清洗液W2到旋转的基底Wf实施干燥工序。在干燥工序中，当以约300rpm的旋转速度旋转基底Wf和供给IPA气体G1和清洗液W2时，枢转臂25移动，以使气体供给喷嘴26和水供给喷嘴27移动到基底Wf的边缘。当喷嘴已经到达基底Wf的中心和边缘之间大体中间的位置时，基底Wf的旋转速度减小到150rpm。在干燥工序中，供给至旋转的基底Wf的清洗液W2通过基底Wf的旋转导致的离心力离开基底Wf的周边。离开基底Wf的清洗液W3与设置在液体散射防止杯10的内表面中的PVA海绵的亲水材料层12碰撞。因为亲水材料层12处于湿润的状态，清洗液吸收进层12中，由此清洗液在层12上的反弹被抑制。因此，可减少清洗液从液体散射防止杯10的内表面反弹而重新附着到基底Wf的干燥表面。
干燥工序约40秒钟完成。干燥工序完成后，IPA气体G1和清洗液W2从气体供给喷嘴26和水供给喷嘴27的供给停止，如图15所示。其后，如图16所示，开始基底Wf的下表面的干燥工序。基底Wf的下表面的干燥工序中，转轮24的转动速度增加到约1500rpm且该转动速度保持30秒以实施所谓的旋转-干燥。通过转轮24的增加的转动速度导致的强的离心力，附着在基底Wf的下表面上的清洗液W4离开下表面并与液体散射防止杯10的内表面剧烈碰撞。但是，由于在湿润状态的PVA海绵的亲水材料层12的液体吸收效应，清洗液在层12上的反弹被抑制。因此，可减少清洗液从液体散射防止杯10的内表面反弹而重新附着到基底Wf的表面。
基底Wf下表面的干燥工序完成后，液体散射防止杯10被降低，且同时，封闭件30被降低以打开清洁箱21的输送口21a，如图17所示。然后基底Wf通过输送机构例如机器臂从输送口21a被载出清洁箱21。在基底清洁设备20空置(idling)时，为了防止液体散射防止杯10的内表面上的亲水材料层12变干，从杯-清洗喷嘴34供给清洗液W5至亲水材料层12以保持其在湿润状态，如图18所示。
在基底清洁设备20空置时，由于清洗液W5从杯-清洗喷嘴34不断地供给至液体散射防止杯10的内表面上的亲水材料层12，如上所述，亲水材料层12可被保持湿润而不变干。当基底处理设备20停止空置且进入基底Wf处理(清洁)时，离开基底Wf的液滴与液体散射防止杯10的内表面上的亲水材料层12碰撞。液滴然后被吸收入在湿润状态的柔软的亲水材料层12。液滴在该层上的反弹被如此抑制，且因此减少了液滴到基底Wf的重新附着。
如上文所述，通过将具有表面亲水材料层12的液体散射防止片层16如此附接到液体散射防止杯体11的内表面上，以使亲水材料层12在液体散射防止杯10内暴露且保持在湿润状态下，在基底上表面的干燥工序或基底下表面的干燥工序(旋转-干燥)中离开基底Wf并与液体散射防止杯10的内表面碰撞的清洗液滴被吸收入在湿润状态的亲水材料层12，因此，液滴在液体散射防止杯10的内表面上的反弹可被抑制。这可极大地减少清洗液到干燥的基底Wf的重新附着。
在图1或2所示的液体散射防止杯10中，具有表面亲水材料层12的液体散射防止片层16被如此附接到液体散射防止杯体11的整个内表面上以使亲水材料层12在液体散射防止杯10内被暴露。通过利用层12的液体吸收效应，液体散射防止片层16被提供以防止液体在亲水材料层12上的反弹。因此，在液体散射防止杯体11的内表面的下面区域中无需设置液体散射防止片层16，液体几乎不会与该区域碰撞，或者液体会碰撞，但是从内表面反弹的液体不大可能重新附着到基底Wf的干燥表面。
例如，可以附接单个液体散射防止片层16a(其被切割成预定的形状，如图4所示)或多个液体散射防止片层件16-1、16-2、16-3…(其每一个已经被切割成预定的形状，如图5所示)到液体散射防止杯体11的内表面的从上端到预定的下部位置的区域。这样，液体散射防止片层16可被附接到液体散射防止杯体11的内表面的该区域，亲水材料层12暴露，离开基底Wf的清洗液将与该区域碰撞且从内表面反弹的液体将可能重新附着到基底Wf的干燥表面。
在上面的实施例中，通过采用粘结剂14将片层材料13粘合到液体散射防止杯体11的内表面，液体散射防止片层16a或液体散射防止片层件16-1、16-2、16-3…被附接到液体散射防止杯体11的内表面。但是，液体散射防止片层16可通过各种其它方法而不是使用粘结剂附接到液体散射防止杯体11，包括图19A至19C所示的方法。
图19A所示的附接方法如下：
用于保持液体散射防止片层16下端的片层保持夹具(jig)41被附接到在液体散射防止杯体11的内表面上的预定位置。被切割成预定的形状以适应于与液体散射防止杯体11的内表面紧密接触的液体散射防止片层16的片层材料13被如此压在液体散射防止杯体11的内表面上以使亲水材料层12面对液体散射防止杯10的内部，且液体散射防止片层16的上端通过夹子42固定到液体散射防止杯体11的上端。液体散射防止片层16可如此被附接到液体散射防止杯体11的内表面以使亲水材料层12暴露。
图19B所示的附接方法如下：
被切割成预定的形状以适应于与液体散射防止杯体11的内表面紧密接触的液体散射防止片层16的片层材料13，在从上端到预定的下部位置的区域中被如此压在液体散射防止杯体11的内表面上，以使亲水材料层12面对液体散射防止杯10的内部，且液体散射防止片层16通过螺杆43固定到液体散射防止杯体11。液体散射防止片层16可如此被附接到液体散射防止杯体11的内表面以使亲水材料层12暴露。
图19C所示的附接方法如下：
螺杆45被连接到液体散射防止片层16的片层材料13，其被切割成预定的形状以适应于与液体散射防止杯体11的内表面的从上端延伸到预定的下部位置的区域紧密接触。螺栓45被插入到形成在液体散射防止杯体11的内表面里的螺杆孔中，亲水材料层12面对液体散射防止杯10的内部，且螺母44与螺栓45的末端接合，该末端从液体散射防止杯体11的外表面伸出，且螺母44被紧固。液体散射防止片层16可如此被附接到液体散射防止杯体11的内表面以使亲水材料层12暴露。
通过采用如图19A至19C所示的附接夹具将液体散射防止片层16可拆地连接到液体散射防止杯体11的内表面，当其被例如颗粒污染时，可容易地替换液体散射防止片层16，或容易地清洁液体散射防止片层16以去除污染物。液体散射防止片层16的维护工作可更加便利。虽然在图19A至19C所示的实施例中，单个的液体散射防止片层16通过附接夹具附接到液体散射防止杯体11的内表面，但是可通过附接夹具附接多个液体散射防止片层件到液体散射防止杯体11。进一步，虽然在图19A至19C所示的实施例中，液体散射防止片层16附接到液体散射防止杯体11的内表面从上端延伸到预定的下部位置的区域，但是可附接液体散射防止片层16到液体散射防止杯体11的内表面整个区域。
如上所述，液体散射防止杯体11一般为柱体且在上端具有向内倾斜的部分10a。虽然在本实施例中液体散射防止杯体11的柱体部分的上端和下端具有相等的直径，下端的直径可稍微比上端的直径大，如上所述。考虑到液体散射防止杯体11的这样的形状，液体散射防止片层16被切割成这样的形状以在液体散射防止片层16的片层材料13和液体散射防止杯体11的内表面之间不形成间隙。进一步，PVA海绵附接到其处的片层材料13是弹性树脂材料，例如PVC。因此，当液体散射防止片层16被卷起并插入液体散射防止杯体11内且在液体散射防止杯体11内伸展时，液体散射防止片层16通过片层材料13的弹性恢复力与液体散射防止杯体11的内表面形成紧密接触。这便于通过粘结剂或附接夹具将液体散射防止片层16附接到液体散射防止杯体11的内表面。当片层材料13具有强的弹性恢复力时，液体散射防止片层16可仅通过片层材料13的弹性恢复力或通过另外使用简单的附接夹具而附接到液体散射防止杯体11的内表面。
虽然在图1所示的液体散射防止杯10中，液体散射防止片层16a附接到液体散射防止杯体11的内表面以使接缝17竖直地形成，但是也可以，如图20所示，将液体散射防止片层16a附接到液体散射防止杯体11的内表面以使接缝17’从竖直方向上朝着与如箭头E所示的基底旋转机构22(见图13)的旋转方向相反的方向倾斜。
这样的倾斜接缝17’可减少清洗液在接缝17’处的反弹，从而减少基底Wf表面上的水印的形成。
图21A至21C是示出通过如图6所示的基底处理设备清洁基底Wf时观察到的在半导体晶片Wf的表面上的水印的形成的示意图。图21A示出在亲水材料层12未提供在液体散射防止杯10的内表面上的情况下，水印的形成；图21B示出在亲水材料层12提供在液体散射防止杯10的内表面上，但在清洁开始时亲水材料层12是在干燥状态的情况下，水印的形成；图21C示出在亲水材料层12提供在液体散射防止杯10的内表面上，且在清洁开始时亲水材料层12是在湿润状态的情况下，水印的形成。正如可从图中看出，通过在液体散射防止杯10的内表面提供亲水材料层12且使亲水材料层12在清洁开始之前处于湿润状态，可极大地降低清洁后在半导体晶片Wf的表面上形成的水印101的数量。
形成在半导体晶片Wf上的水印101可导致在半导体晶片Wf的水印部分的漏洞或弱粘附性，这造成成品率的降低。根据本发明的基底处理设备和操作该设备的方法，可极大地减少水印101的形成，且可因此极大地提供产率。
虽然根据实施例描述了本发明，本领域技术人员将明白，本发明不限于上面描述的具体实施例，而是覆盖在此总体发明构思内的变形。例如，本发明根据用于清洁半导体晶片的基底清洁设备进行了描述，根据本发明的液体散射防止杯、使用液体散射防止杯的基底处理设备和操作该设备的方法，也可运用于用于除了半导体晶片的基底例如玻璃基底、液晶面板等的清洁设备。进一步，本发明不限于基底清洁设备，而是可用于任何基底处理设备，该设备包括用于保持和旋转基底的基底旋转机构，并通过提供处理液到旋转的基底上实施基底的处理。

Claims (12)

1.一种液体散射防止杯，设置在包括基底旋转机构的基底处理设备中，该基底旋转机构用于保持并旋转基底，且该液体散射防止杯如此布置以使其围绕由基底旋转机构保持的基底的周边，用于防止离开旋转基底的液滴的散射，该液体散射防止杯包括：
液体散射防止杯体；和
液体散射防止片层，具有表面亲水材料层，附接到液体散射防止杯体的内表面的整个区域或预定区域，
液体散射防止片层通过附接装置从而附接在液体散射防止杯体上，从而亲水材料层被暴露。
2.根据权利要求1的液体散射防止杯，其特征在于，所述附接装置将液体散射防止片层的与亲水材料层相反的一侧通过粘结剂附接到液体散射防止杯体的内表面上。
3.根据权利要求1的液体散射防止杯，其特征在于，所述附接装置将液体散射防止片层的与亲水材料层相反的一侧通过使用附接夹具可拆地附接到液体散射防止杯体的内表面上。
4.根据权利要求1的液体散射防止杯，其特征在于，液体散射防止片层包括多个液体散射防止片层件，每个液体散射防止片层件被切割成预定形状适应于与液体散射防止杯体的内表面紧密接触，且每个液体散射防止片层件具有树脂片层，且表面亲水材料层通过粘结剂附接到树脂片层上。
5.根据权利要求1的液体散射防止杯，其特征在于，液体散射防止片层被切割成预定的形状，适应于与液体散射防止杯体的内表面紧密接触，液体散射防止片层包括弹性片层以及通过粘结剂附接到弹性片层上的表面亲水材料层，且通过将液体散射防止片层插入到液体散射防止杯体中，借助于液体散射防止片层的弹性变形，液体散射防止片层附接在液体散射防止杯体的内表面，且经由弹性片层的弹性恢复力使弹性片层与液体散射防止杯体的内表面紧密接触。
6.根据权利要求1的液体散射防止杯，其特征在于，附接到液体散射防止杯体的内表面的液体散射防止片层具有接缝，该接缝从液体散射防止杯体的竖直方向朝着与基底旋转机构的旋转方向相反的方向倾斜。
7.一种基底处理设备，包括：
用于保持和旋转基底的基底旋转机构；和
液体散射防止杯，液体散射防止杯如此布置以使其围绕由基底旋转机构保持的基底的周边，以防止离开旋转基底的液滴的散射，
其中用于防止离开旋转基底的液滴从液体散射防止杯的内表面反弹的亲水材料层设置在液体散射防止杯的部分或整个的内表面中，以及
基底处理设备包括润湿部，用于提供清洗液至亲水材料层以保持亲水材料层在湿润状态。
8.根据权利要求7的基底处理设备，其特征在于，润湿部包括多个清洗液喷嘴，其被如此布置以使清洗液均一地提供到亲水材料层的表面上。
9.根据权利要求8的基底处理设备，其特征在于，清洗液喷嘴布置在液体散射防止杯的下方。
10.根据权利要求7的基底处理设备，其特征在于，每个清洗液喷嘴配置有喷射角度调整机构，用于调整清洗液喷射的角度以调整在亲水材料层的表面上的喷射点的位置。
11.一种基底处理设备的操作方法，该基底处理设备包括用于保持和旋转基底的基底旋转机构以及液体散射防止杯，液体散射防止杯如此布置以使其围绕由基底旋转结构保持的基底的周边，用于防止离开旋转基底的液滴的散射，该方法包括：
在液体散射防止杯的部分或整个的内表面上设置亲水材料层以防止离开旋转基底的液滴从液体散射防止杯的内表面反弹；以及
在设备空置时从清洗液供给部提供清洗液至亲水材料层以保持亲水材料层在湿润状态。
12.根据权利要求11的基底处理设备的操作方法，其特征在于，清洗液供给部包括清洗液喷嘴。
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