CN110402170B - 用于将暴露于紫外线辐射的液体介质涂布至基板上的装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于将暴露于紫外线(UV)辐射的液体介质涂布至基板上的装置。装置具有以下：壳体，具有细长腔室、具有朝腔室打开的至少一个进入口及具有位在与至少一个进入口相对的在腔室的长度上延伸的至少一个缝状排出口；管件，在纵向方向上延伸穿过腔室且对UV辐射至少部分透明，管件布置于腔室中，使得在管件与腔室的壁之间形成流动空间；以及在管件中的至少一个UV辐射源，经配置以在流动空间的方向上并穿过排出口自壳体发射UV辐射，以在液体中产生自由基并将自由基送至基板的表面。本公开的装置可在装置的处理区域上使处理均匀化。

Description

用于将暴露于紫外线辐射的液体介质涂布至基板上的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将暴露于紫外线辐射的液体介质涂布至基板上以便处理基板的装置，其中在所述装置的区域中将所述液体介质局部涂布至基板的部分区域，且其中将紫外线辐射引入至液体介质中。

背景技术

在半导体技术中，已知的是，例如在光罩的制造及使用过程，需要对其进行不同处理步骤，特别是清洁步骤。举例而言，已知的是，为对光罩进行湿式清洁，其中至少局部地在基板上形成液膜及将紫外线辐射引入至此液膜中。在半导体晶圆的制造过程中，针对其的对应清洁步骤亦为已知的。在此情况下，液体及紫外线辐射如此相互匹配，使得大部分紫外线辐射在液膜中被吸收，以在液膜中产生有助于清洁的自由基。特定而言，已知的是，例如在经稀释的过氧化氢水或臭氧水O₃-H₂O中产生羟基自由基。此类羟基自由基使得来自基板表面的有机材料选择性溶解，而不侵蚀基板表面上可能存在的金属层。引入至液体中的部分辐射通常并未被吸收且自身撞击(impinge)至基板上。撞击至基板上的辐射的强度以及基板表面处的自由基的浓度两者实质上有助于实现一定工艺结果，诸如抗蚀剂剥除(resist strip)。

在此湿处理中，通常使液体的涂布单元(其亦用于将紫外线辐射引入至液体中)以越过基板上的方式移动，使得液体涂覆在基板上。主要在涂布单元下方通过自由基进行处理，因为当涂布单元继续移动且刚才被紫外线辐射照射的区域不再被紫外线辐射照射时，自由基迅速分解。因此，基板表面的处理在涂布单元下方的小处理区域中进行。

适用于此的装置例如自本案申请人提出的德国专利申请案DE 10 2009 058 962A1所揭示。特定而言，所述申请案示出一种根据权利要求1的前言的装置。在已知设计中，在涂布单元的排出口下方的纵向中心区域中形成较高的自由基浓度，然而，其浓度在横向于排出口的方向上迅速降低。

在湿处理之后，还已知干燥处理，其中紫外线辐射引入至干燥气体中(例如O₂)或引入至干燥气体与蒸汽的混合物(例如N₂+H₂O)中，所述干燥气体或混合物导引至基板上。在干燥处理过程进行的光解反应实质上不同于在湿处理过程进行的反应，且实质上较不复杂且比湿处理进行得更快。在不同处理方案中使用的技术可因此并不容易更换。

发明内容

鉴于根据上述申请案的装置，本申请案的目标在于，在装置的处理区域上使处理均匀化(例如抗蚀剂剥除(resist strip))。本发明与上述德国专利申请案DE 10 2009 058962 A1的装置的区别在于根据权利要求1的特征部分的附加特征。

特定而言，提供一种用于将暴露于紫外线辐射的液体介质涂布至基板上的装置，装置包括：具有细长腔室的壳体；通向腔室的至少一个进入口；以及与进入口相对的并在腔室的长度上延伸的至少一个缝状排出口；在纵向方向上延伸穿过腔室的管件，管件对紫外线辐射而言至少部分透明，其中管件配置于腔室中，使得在管件与腔室的壁之间形成流动空间，流动空间相对于腔室的纵向中心平面(longitudinal center plane)对称，纵向中心平面在其中间剖开(dissecting)所述排出口，且使得管件延伸至壳体中的缝状排出口中，且藉此在管件与壳体之间形成两个纵向延伸的排出缝；以及在管件中的至少一个紫外线辐射源，经配置以在流动空间的方向上并穿过排出口自壳体发射紫外线辐射，从而在液体中产生自由基并将自由基送至基板的表面。装置的特征在于用于调节通过管件离开排出口的辐射，以使得辐射的强度朝向腔室的纵向中心平面增加。此类装置能够藉助于辐射的强度的增加朝向纵向中心平面至少部分地补偿自由基的减少，从而在排出口的宽度上提高工艺反应，诸如漆(lacquer)或抗蚀剂(resist)剥除的均匀性。

在一个实施例中，管件具有圆形横截面，且装置包括至少一个光学元件，所述至少一个光学元件经配置以改变经由排开口及管件排出的辐射的强度，使得强度增大，特别是朝向腔室的纵向中心平面稳定地增加。因此，以尤其简单的方式，可实现液体在基板上的良好分布及所要求的辐射分布。至少一个光学装置可包括至少一个镜元件，其配置在至少一个辐射源的与基板相对的侧面处及/或与辐射源相邻，并以朝向排出口的方式反射辐射，从而实现上述强度分布。较佳地，镜元件相对于腔室的纵向中心平面对称。在一较佳实施例中，镜元件至少部分地包围至少一个辐射源，使得辐射源的发射可主要朝向排出口。

对于装置的简单构造及所要强度分布，至少一个辐射源较佳地配置于腔室的纵向中心平面上且在管件的横向中心平面(transverse center plane)下方，所述至少一个辐射源垂直于腔室的纵向中心平面延伸且并在中间剖开(dissecting)管件。因此，辐射元件朝向排出口移位。

在一个实施例中，镜元件至少部分地配置于管件的横向中心平面下方，以便将强壮辐射自管件的下部部分导引出壳体。

在装置的另一实施例中，至少一个光学装置包括在管件内的多个至少三个紫外线辐射源，其定位成彼此相邻且相邻于配置在排除口中或腔室外的部分管件，其中相邻辐射源以不同辐射强度发射紫外线辐射，使得辐射强度朝向腔室的纵向中心平面增加。在此实施例中，至少一个分隔元件可设置在管件中，其基本上阻挡了所述多个紫外线辐射源中的在流动空间方向上的辐射，且特定而言反射。此处，术语基本意谓多个紫外线辐射源中的在流动空间方向上的辐射的至少90％被阻挡。

在一个实施例中，装置具有在管件中的第一紫外线辐射源，其经配置以将紫外线辐射主要发射至流动空间中；及至少一个第二紫外线辐射源，其经配置以主要经由排出口发射紫外线辐射，其中在此上下文中的「主要」是指源自相应辐射源且排出管件的辐射的强度的至少80％。

附图说明

在本文中，下文将参考附图更详细地解释本发明。在附图中：

图1为基板处理装置的俯视图，其具有用于将暴露于紫外线辐射的液体介质涂布至基板上的根据本发明的装置；

图2为根据本发明的装置沿图1中的线II-II的剖视图；

图3为沿图4中的线III-III截取的剖视图，其类似于图2，但示出一替代性实施例；

图4为图3中所示的本发明的替代性实施例中的壳体沿图3中的线IV-IV的纵向剖视图；

图5为图4所示壳体的透视图；

图6为图4所示壳体的俯视图；

图7为夹紧托架(clamping bracket)的前视图；

图8a及图8b为根据本发明的装置的排出缝区域中的水平剖视图，其对夹紧托架的效果进行说明；

图9a至图9c为上述类型的装置的辐射部分的不同配置的剖视图；

图10a至图10c为辐射部件的发明性替代性实施例的剖视图；

图11为辐射部件的另一替代性配置的剖视图；

图12为类似于图11的辐射部件的另一配置的剖视图。

具体实施方式

在以下描述中使用的方向参考，如上或下，左或右，参考附图中的说明且不应被理解为限制本申请案，尽管其可为较佳的配置方案。在以下描述中，术语“钻孔”将理解为纵向延伸的盲孔或通孔，与其制造方式无关，亦即，毋需通过打孔或钻孔过程，但可以任何合适的方式制造这种钻孔。

图1为装置1的俯视图，装置1用于在紫外线辐射的协助下对基板2进行湿处理，特别是对用于晶片制造的遮罩或半导体晶圆进行湿处理，其中基板亦可为以下中的一者：用于制造半导体晶圆的光罩；一半导体晶圆，特别是Si晶圆、Ge晶圆、GaAs晶圆、InP晶圆；平板基板和多层陶瓷基板。图2为装置1沿图1中的线II-II的剖视图。装置1大体包括基板固持器(substrate holder)4及涂布单元6。基板固持器4及涂布单元6可容纳于未示出的压力腔室中，其中可通过适当的手段产生过压或负压。

应注意，在湿处理中，将液体(例如经稀释的过氧化氢水或臭氧水O₃-H₂O或某一其他特别是含水的液体)涂布至基板上。在对液体进行紫外线照射的过程中会发生若干复杂的反应，其中仅在将水作为液体时例如会产生14种不同的物质，例如H₂O、H^●、HO^●、e-aq、HO₂ ^●、O2^●-、H₂、O₂、H₂O₂、H₂O^-、H₃O⁺、HO^-、O3^●-及HO₃ ^●。与紫外线照射用的气体相比，液体中的此类反应的复杂度大幅提升，且自由基的寿命大幅缩短，故湿处理装置无法与使用气体的处理装置相比。发生的反应与波长相关，并且针对一种或另一种物质的反应方向可受波长选择影响。

如图1中所指示，基板固持器4呈现为用于接纳亦为矩形的基板2的扁平矩形板。然而，基板容器4亦可采用不同形状，且与待处理的基板2的形状匹配。基板固持器4具有用于液体介质的至少一个未绘示的排放口，所述液体介质可经由涂布单元6涂布至基板2。

涂布单元6由主部件8及支承部件10组成，所述支承部件如双箭头A及双箭头B所指示以可移动方式承载主部件8。特定而言，支承部件10具有支承臂12，所述支承部件的一端连接至主部件8而另一端则连接至未示出的驱动单元。如双箭头A及双箭头B所示，驱动单元可例如提供支承部件10和主部件8的枢转运动以及线性移动中的至少一者。因此，主部件8可以所要求的方式越过容纳于基板固持器4上的基板2，以便允许对基板的部分区域或基板的整个表面进行处理。另外，支承部件10亦有可能执行升降运动，以便能够调节主部件8与接纳在基板固持器4上的基板2的表面之间的距离。

此外，作为替代或附加方案，有可能提供针对基板固持器4的运动机构，以便能够提供基板2与主部件8之间的相对运动。

主部件8大体由壳体14、若干介质接口(media port)16以及辐射部件18组成。壳体14具有由合适的塑胶(诸如TFM、经改质的PTFE)制成的细长立方形主体20。壳体亦可由另一合适的材料制成。材料应如此选择使得其就所使用的温度及介质而言具有耐受性。在主体20中定义有纵向延伸的腔室22，其在主体的整个长度上延伸。在主体20的纵向端处可附接有若干未示出的遮盖元件，以便在纵向方向上界定腔室22。主体20和腔室22的长度大于基板2的宽度尺寸，以便能够在基板2的整个宽度上涂布液体介质，如下文将对此作更详细解释。然而，主体20或腔室22亦有可能具有较小的尺寸。腔室的内壁23可形成，使得其特别是针对紫外线辐射具有高反射率，而IR辐射则基本被吸收。

腔室22具有实质上圆形的横截面，而腔室22朝向主体20的下部面或底部打开，使得主体20定义朝下(朝向基板2)的开口21。因此，腔室22的内壁23在剖面中仅描述大于半圆的部分圆形，且其较佳地在250°至300°，特别是270°至290°的角范围内延伸。

在腔室22的上部区域中，主体20中设置有流体连接(fluidly connect)至接口16的至少一个供应管线24，所述供应管线24经配置与开口21直接相对。供应管线24流体连接至腔室22，以便能够将液体介质引导至腔室22中，如下文将对此作更详细解释。

在图1的平面视图中，示出三个接口16，其可各自经由相应供应管线24流体连接至腔室22。然而，亦可提供更大或更小数目的接口。经由接口16，可将单个液体介质引导至腔室22中，或可将数个介质引导至腔室22中，其可同时或依序引入。特别是，可将不同介质源连接至接口16，藉此例如可同时将不同介质引导至相应的接口16，以便产生原位混合物。特别是将液体用作介质，但亦可供应气体，在引入至腔室22中之前，这种气体例如在接口16以及供应管线24中与液体混合。

辐射部件18大体由管件30及至少一个辐射源32形成。管件30具有细长形状且在腔室22的整个长度上延伸且可延伸穿过(或伸入)未示出的在主体20的端处的遮盖构件。管件30由对紫外线辐射实质上透明的材料制成且具有圆形横截面。具有圆形横截面的管件30的中心点在开口21的方向上相对于由腔室22的内壁23形成的部分圆形的中心点偏移。管件30部分地穿过开口21自壳体14延伸，如图2中所示。

因此，在管件30与腔室22的内壁23之间形成流动空间。所述流动空间相对于腔室22的纵向中心平面C(参见图3中的线IV-IV)对称，所述纵向中心平面在中心与排出口21及供应管线24相交。流动空间形成右分枝及左分枝，如图2的横截面图中所示。分枝中的每一者在其下端处具有排出缝37，其在开口21的区域中形成于管件30与内壁23相应端之间。自供应管线24起且朝向相应排出缝37延伸，流动空间的分枝中的每一者皆具有逐渐变窄的流动横截面。特定而言，流动空间的在每一个分枝中的流动横截面在相应排出缝37的方向上连续变细。流动空间的在邻近至少一个供应管线24的区域中的流动横截面与在排出缝37处的流动横截面的比率在10:1至40:1范围内，较佳在15:1至25:1范围内。因此在排出缝37方向上流动的介质大幅加速。介质的相应加速一方面使得流动均匀化，且另一方面导致排出缝37处的高流速。高流速有助于在开口21下方形成实质上连续的液体介质幕，其可用于在设置于其下的基板2上形成液膜。

图2中指示流动箭头，其示出液体介质自接口16经由供应管线24及腔室22自壳体14流出的流动。

在所说明组态中，辐射源32为棒状灯，其居中配置在管件30内。棒状灯32又在腔室22的整个长度上延伸，以在腔室22的长度上提供均匀的辐射分布。辐射源32主要发射在所要光谱范围内的紫外线辐射，其中经发射的辐射既发射至腔室22的流动空间中，亦经由开口21自壳体14射出。可针对特定目的特定地选择辐射，如下文将更详细地解释。辐射亦可受控制以使得发射至流动空间中的辐射与自开口21射出的辐射不同。

作为此种管状辐射源的替代或附加方案，亦可提供其他辐射源，如后续实施例中部分所示。特定而言，超过一个辐射源32可设置于管件30内。举例而言，可将气体放电灯，但亦可将LED或在所要光谱范围内(至少亦在紫外线范围内)发射的其他合适的光源用作辐射源32。

可向形成于管件30与辐射源32之间的空间40供应冷却介质，特别是气态冷却介质，以防止元件过热。在此情况下，应如此选择冷却介质，使得其实质上不吸收紫外线辐射。

现将参考图3至图8b对涂布单元6的，特别是可用于根据图1的装置的替代性主部件108的另一实施例进行描述。主部件108大体具有壳体114、介质导引件116以及辐射部件118。

壳体114同样具有由合适的材料(诸如TFM)制成的细长立方形主体120，所述主体具有纵向延伸腔室122，其在主体120的整个长度上延伸。遮盖元件(未示出)可附接在主体120的纵向端处以用于在纵向方向上界定腔室122。遮盖元件可例如通过提供可释放连接的螺钉附接。然而，实际上可使用连接较佳可释放的遮盖元件的其他方式。腔室122的长度可同样大于上面将涂布液体介质的基板2的宽度尺寸。

此外，腔室122具有大体上环形的横截面，其中腔室122向主体120的下部面或底部124打开，以便定义朝下的开口121。因此，腔室122的内壁123同样描述部分圆形，但其大于半圆。开口121的张角较佳地在60°与120°之间，且特别是70°与90°之间的范围内。

主体120的底部124经配置以形成向上朝向主体120的侧壁128倾斜的斜面。在斜面与开口121之间形成实质上平面区域，且主体120具有紧邻开口121的圆形边缘126。此圆形边缘连接底部124的实质上平面部分与腔室122的圆形内壁123，且在其顶点处定义主体120中的实际开口121。

在主体120的底部124与侧壁128之间的过渡区中设置有多个斜凹口(例如每侧5个，如图所示)。在此等凹口130中的每一者的区域中，主体120具有通向腔室122的通孔132。通孔132为阶梯式的，且具有面向凹口130的较宽区域及面向腔室122的较窄区域。在面向凹口130的较宽区域中，通孔132具备内螺纹。相应通孔132用于接纳调节元件134，其具有对应于通孔132阶梯形状的阶梯形状。调节元件134具有头部件136及调节部件138。头部分136经大小设定以穿过通孔132的狭窄区域，以便能够伸入腔室122。调节部件138具有外螺纹，其可与通孔132的较宽区域中的内螺纹啮合，以拧入其中。在此情况下，调节部件138的啮合深度决定调节元件134的头部件136伸入腔室122的程度。调节元件134由合适的材料制成，所述材料对所使用的温度及介质具有耐受性，且可具有一定弹性。特定而言，已证实PFA材料(多氟烷氧基聚合物材料)为合适的材料。然而，亦可使用其他材料，特别是其他塑胶材料。

主体120的顶侧140具有横向于主体120的纵向方向延伸的多个凹口142，其在主体120的纵向方向上与凹口130对准。在每个凹口142的区域中，设置有另一凹口144及螺纹孔146。螺纹孔146用于接纳螺钉，经由所述螺钉，盖板147可经附接以填充凹口142。

凹口144具有在凹口142的底部横向于主体120的纵向方向延伸的第一区段。凹口144进一步具有邻近于侧壁128的相应侧壁且在平行于侧壁128的方向上延伸至主体120中的区段。因此，凹口144大体呈U形，如图3所示。

凹口144用于接纳夹持元件150，如图3所示。图7示出夹持元件150在未安装且因此松弛的状态下的透视图。夹持元件150大体呈U形，其中(在松弛状态下)，U形夹持元件150的侧边152自夹持元件150的底座部分154朝向彼此延伸而不彼此接触。换句话说，侧边152的自由端之间的距离小于所述侧边在底座部分154处的距离。因此，当夹持元件150的侧边152插入至U形凹口144中时，需要将所述侧边轻微地弯曲分开，且其接着将向内的偏力施加至主体120的与侧边相邻的部分上。特定而言，在调节元件134的区域中提供向内的偏力。

前述介质导引件116整体形成于主体120中，下文将对此作更详细解释。介质导引件116基本划分成供应元件160、介质分布通道162以及入口通道164。

在所说明的实施例中，设置有四个供应元件160，其在主体120的纵向方向上间隔开。供应元件160并非均匀地间隔开。确切而言，中间供应元件160之间的距离小于其与相应外部供应元件160的距离。供应元件160各自形成于主体120的顶部表面140上且各自具有自顶部表面140向上延伸的实质上截锥形部分166。在截锥形部分(frusto-conical portion)166上方设置有适当地用以连接至外部供应线的环状接口168。在截锥形部分166中，形成垂直延伸的通孔170。所述通孔完全穿过供应元件160的截锥形部分166延伸至介质分布通道162中，下文将对此介质分布通道作更详细解释。

介质分布通道162由在主体120的横向方向上居中定位的纵向孔174形成。纵向孔174完全穿过主体120而延伸且设置在顶部表面140与腔室122之间。在末端区域中，纵向孔174具有加宽区段176，其可通过未示出的合适端盖封闭。实际的介质分布通道162仅由纵向孔174的未封闭的中心部分形成。当然，如熟习此项技术者将了解，纵向孔174亦将有可能仅朝向主体120的一端打开，且因此仅在此端处具有可以合适的方式封闭的加宽区段176。

特别是如图4中可见，形成介质分布通道162的纵向孔174在四个位置处与通孔170流体连通。经由供应元件160引入的任何介质可在不同位置处引入至介质分布通道162中，且随后在主体120的纵向方向上分布于介质分布通道162内。

在位于介质分布通道162与腔室122之间的壁部件177中形成多个通孔，其流体地连接介质分布通道162与腔室122且因此形成入口通道164。在所说明的实施例中设置有十二个入口通道164。入口通道164相对于通孔170在主体120的纵向方向上偏移配置。当然，可设置有不同数目的入口通道164。入口通道164在主体120的纵向方向上较佳地均匀间隔开，其中目前较佳采用在3/100mm至12/100mm范围内，特别是在4/100mm至10/100mm范围内的密度，以促进介质在腔室122中的均匀流动。

在壁部件177面向腔室122的侧面中设置有两个盲孔178(参见图4)，其各自用于接纳间隔件179(参见图3)。间隔件179由合适的材料制成，所述材料就所使用的温度及介质而言耐用且具有一定弹性。特定而言，在此亦可如调节元件134那般使用PFA。间隔件179各自具有未示出的用于接纳在盲孔178中的相应一者中的支脚及截锥形主部件，可参见图3。

现将更详细地解释此实施例的辐射部件118。辐射部件118具有管件180及至少一个辐射源182。其结构与根据第一实施例的管件30及至少一个辐射源32实质上相同。管件180具有呈圆形横截面的细长形状且由对紫外线辐射实质上透明的材料制成。管件180接纳在腔室122中，以便在腔室的整个长度上延伸，并且具有圆形横截面的管件180的中心相对于腔室122的内壁123的部分圆形的中心朝向开口121偏移。圆形管件180亦部分地穿过开口121延伸出壳体14。亦在管件180与腔室122的内壁123之间形成流动空间184，流动空间184相对于腔室122的纵向中心平面C对称，所述纵向中心平面在中间与开口121及供应元件160相交。流动空间184形成右分枝及左分枝，如图3的横截面图中可见。分枝中的每一者在其下端处具有排出缝186。自入口通道164起至相应排出缝186止，流动腔室的分枝中的每一者具有逐渐变细的流动横截面。分枝以与第一实施例相同的方式逐渐变细。

如根据图3的视图中可见，管件180位于相应调节元件134的头部136上，且在其上部侧接触间隔件179。调节元件134及间隔件179因此提供3点接触，且因此定义管件180在腔室122中的精确位置。如此可知，可通过调节元件134在一定范围内对排出缝186的宽度进行调节。调节元件134的相应头部136形成点式支承，其并不实质上影响介质围绕头部的流动，使得可在排出缝186的区域中形成实质上连续的介质幕。辐射源132可以与第一实施例相同的方式置放于管件180内。

根据图2的主部件8的实施例与根据图3至图7的主部件108的第二实施例之间的主要差异在介质导引件的区域中。在第一实施例中经由供应线24将介质直接引入至腔室122中，而在第二实施例中则经由供应元件160引入至介质分布通道162中，且随后经由入口通道164引入至腔室122中。因此，实现液体介质在主体120的纵向方向上的更均匀分布。因此，在腔室122的区域中，在流动空间184中提供更均匀的流动。特定而言，结合流动空间184的逐渐变细的横截面，可在排出缝186处实现均匀流动，从而形成均匀液幕。

另一差异在于夹持元件150、调节元件134以及间隔件179的使用，但其亦可以对应方式在第一实施例中使用。夹持元件150用于在腔室122的区域中提供向内偏力，如参考图8a及图8b将更详细解释。

当液体介质经由介质导引件116引入至腔室122中时，在腔室的内壁123上产生向外的压力。特别是在腔室122的最宽区域中，其中主体120具有较小横截面，相应压力可导致主体120变形，使得排出缝186处的宽度可增大。此点尤其适用于在主体120的纵向方向上的中间区域，因为在末端处，遮盖部件(未绘示)将抵消相应变形。

特定而言，如图8a中所示，排出缝186的宽度例如可能在中心区域中实质上增大，相应介质自排出缝186的排出自然亦发生变化。此将会对介质的均匀分布起反作用。通过使用夹持元件150可防止此情况，如图8b中所示。特别是在与调节元件134结合的情况下，夹持元件150可确保排出缝186的均匀宽度。与流动腔室的流动横截面的变化无关，夹持元件150在确保排出缝186的恒定宽度方面亦可为有利的，特别是在与调节元件134结合时。

现将参考图9a至图12对第一实施例的辐射部件18的不同组态进行更详细解释。然而，此等组态可以相同方式用于第二实施例中。

图9a为类似于图2的一般配置，其具有横截面呈圆形的管件30及居中配置于管件30中的棒状辐射源32。在适当的情况下，下文使用与第一实施例中相同的元件符号，其中不同的组态当然亦可用于第二实施例中。

具有腔室22及供应线24的壳体14仅为示意性示出。在此单元下方示意性地示出基板2。

在不同组态的示意性表示下方示出两个图表，其中上图表表示在液体介质(例如过氧化氢(H₂O₂)或去离子水)经由供应线24供应至基板且同时对辐射源32进行操作时，基板2的表面上的自由基浓度分布。下图表指示在通过自由基促进的清洁过程中，可在基板上实现的漆层厚度变化，其中在此假定静止的过程控制，亦即，单元并不跨越基板移动，而是静止。两个分布皆以标准化形式示出。

如可见，自由基浓度对移除的漆层具有大的影响。另外，撞击至基板上的辐射亦对漆层的移除量具有影响，即使此并未示出于图9a中。举例而言，自由基的较低浓度可通过撞击至基板上的辐射的增加补偿，所述较低浓度将减少漆层的移除量。此并非线性关系，且通过大量光或辐射来补偿极低的自由基浓度是不可能的。因此，对于补偿存在限制。在腔室22的纵向中心平面(参见虚线)区域中的自由基浓度最高，且朝外急剧降低。因此，在基板2的表面上，在横向于腔室22的方向上的自由基浓度差异极大。排出管件的紫外线辐射大体均匀分布，且因此漆层的移除量大体遵循自由基浓度。

图9b为与图9a的配置相同，然而，此处，臭氧水O₃-H₂O经由供应线24导引至基板上，同时辐射源32经激活。此处，自由基分布的图表示出在排出缝37直接下方的自由基最高浓度，且所述浓度朝向纵向中心平面降低。排出管件的紫外线辐射大体均匀分布，且因此漆层的移除量亦大体遵循自由基浓度。本发明者已意识到，在此类应用中，朝向纵向中心平面增加光的强度以实现漆移除的更佳均匀性(或以类似方式受影响的过程结果)将是有益的。

图9c示出替代性配置，其适合于在如图9b中所示的自由基分布存在时改善过程结果的均匀性。此处，亦使用具有圆形横截面的管件30。辐射源32亦与先前所描述的相同。管件30经改质使得其在不同区域中具有不同透射率特性。管件30在处于腔室22内的区域具有第一透射率，且在腔室22外的区域具有另一第二透射率。特定而言，第一区域例如对紫外线辐射具有尽可能高透射率，亦即，在流动腔室内，由辐射源32提供的所有紫外线辐射实质上皆可引入至腔室22中。

另一方面，管件30的位于腔室外的区域具有较低透射率，因为紫外线辐射的吸收或反射有所增强。特定而言，管件30在纵向中心平面区域中具有最高透射率，并且透射率在朝向排出缝37的方向上逐渐降低。因此，可对撞击至基板2的表面上的紫外线光的辐射强度进行调节，使得所述辐射强度在纵向中心平面附近最高，其中自由基的浓度与排出缝37直接下方的区域相比更低，且横向降低。因此，不管自由基的不均匀分布如何，可设置有提供漆的实质上均匀移除的加宽区域。即使可能未完全补偿减少的自由基浓度，但可实现如图9b中所示的情况下的大体均匀化。因此，不管自由基的浓度变化如何，可在主体20中的开口21的宽度上设定实质上均匀的过程结果，如图9c的图表中所示。因此，在主体20中的开口21的宽度上提供实质上均匀的大量漆移除。

对应效应可通过管件自身的材料实现，或者通过在管件的相应区域上或与其相邻的涂层或箔片实现。在后一情况下，涂层或膜应较佳地配置在管件内部，以便避免对液体的任何污染，且亦能够忽略涂层对所使用的介质的耐受性。

在图10a至图10c中示出辐射部件18的其他配置，其中在每种情况下仅示意性地示出具有腔室22的壳体14及供应线24。同样亦示意性地示出基板2。图10a至图10c中并未示出如图9a至图9c中所示的图表。

在根据图10a的组态中，亦设置有容纳于管件30中的单个辐射源32。在此组态中，反射涂层设置于管件30的处于腔室22内的部分上。举例而言，此可设计为附接到管件，例如可附接到内部或外部的层或箔片。此箔片层可将自辐射源32发出的辐射完全反射，或其可仅在某一波长范围内进行反射。在图10a中，反射涂层的形状以简化方式绘示以遵循管件的轮廓。然而，就此而言形状可偏离，其中形状应特定设计，使得自与排出缝37相邻的区域中管件30排出的辐射强度低于纵向中心平面C的区域中的强度，且特定而言，大体上朝向纵向中心平面C稳定地增加。因此，自管件30排出的辐射的强度在中心(纵向中心平面C附近)最高，且横向降低。

图10b示出反射涂层的另一配置，其中在此示出反射镜面的另一形状，其在上部区域中为平坦的且在剖面中相对于管件的原形呈弓弦状。此种形状使得尤其可能在管件30的上部区域(在反射涂层上方)设置另一幅射源(未绘示)。此另一辐射源可在不同于辐射源32的光谱范围内进行发射，以便在流动通道的区域中提供与朝向排除缝37的区域且在基板2的方向上导引的辐射不同的辐射。除过程结果，诸如漆移除(藉助于调节局部地撞击至基板上的辐射与局部自由基浓度之间的特定比率)的均匀化以外，亦可实现波长选择(在装置的不同区域中，特别是在腔室22内以及在主体外，提供具有不同主要光谱范围的辐射)。

此亦可经由反射涂层的选择性反射特性实现，其例如可允许波长小于200纳米的紫外线辐射通过，且实质上可反射波长大于200纳米的紫外线辐射。此当然亦适用于根据图10a的实施例。

在两种情况下，即在根据图10a及图10b的配置中，亦可通过以使额外辐射源自外部发射至腔室22中的方式将额外辐射源配置于主体20内来实现波长选择。在此情况下，发射至腔室22中的辐射可例如主要在小于200纳米的范围内，例如大致为185纳米。自腔室22经由开口21射出的辐射可主要在大于200纳米的范围内，例如大致为254纳米。小于200纳米的辐射可主要用于使流动通道中的介质分解，而大于200纳米的辐射可主要用于产生自由基。

除辐射强度的特定空间分布以外，亦可通过上述组态轻易实现额外波长选择，其在流动腔室内提供与自腔室朝基板2射出的辐射不同的辐射。

同样在此情况下，反射涂层或镜元件应特定地设计以使得自管件30排出的辐射的强度在纵向中心平面C附近最高，且在此横向降低。

根据图10c的实施例亦可实现类似效果。在此实施例中，辐射部件18亦具有管件30。在管件内设置有第一辐射源32，其可属于上文所描述的类型。在第一辐射源下方设置有呈凹面状向上弯曲的镜元件200，其实质上将辐射源32发射的辐射向上反射回去。在镜元件200下方设置有不同配置的第二辐射源210。特定而言，示出七个辐射源210。此等辐射源210各自至少以不同强度发射紫外线范围内的光。特定而言，强度自中间辐射源210至外侧辐射源210不断降低。亦即，最外侧辐射源210以最低强度发射光。在此配置中，亦可实现自管件30排出的光的所要强度分布，使得自管件30排出的辐射的强度在所述配置的纵向中心平面C附近最高，且横向降低。

特定而言，通过前述优势，可在主体20中的开口21的宽度上获得实质上均匀的过程结果，诸如漆移除(藉助于调节局部撞击至基板上的辐射与局部自由基浓度之间的特定比率)。另外，此组态亦提供某一波长选择，使得发射至流动空间中的辐射可具有与自开口21发射的辐射不同的光谱范围。

举例而言，第一辐射源亦可在小于200纳米的范围内发射，例如大致为185纳米，而辐射源210例如在大于200纳米的范围内发射辐射，特别是大致为254纳米。

图11及图12示出辐射部件18的其他配置。此外，示意性地示出具有腔室22及开口21的主体20以及基板2。

根据图11的配置中的辐射部件18亦具有管件30，其对紫外线辐射实质上透明。在管件30内，示出两个辐射源220、222。两个辐射源220、222在管件30内相迭配置。辐射源220、222属于不同类型，且尤其在不同光谱范围内进行发射。在此，上辐射源220例如主要在小于200纳米的光谱范围内发射辐射，例如为185纳米，而下辐射源222主要在大于200纳米的光谱范围内发射辐射，例如为254纳米。

在辐射源220与辐射源222之间设置有两侧皆具反射性的弯曲反射器226。反射器基本上使得发射至流动空间中的辐射与自开口21射出的辐射分隔。反射器226经配置使得辐射自上部辐射源220及下辐射源222两者发射至相应流动通道的与排出缝37相邻的末端区域中。

如上文所提及，小于200纳米的辐射主要用于实质上使流动通道中的介质分解，而大于200纳米的辐射用于产生自由基。由于期望在流动通道的末端区域中产生自由基，如图所示的组态是有利的。反射器226的向下指向区域的曲率可以使得局部撞击至基板上的辐射与局部自由基浓度之间的所要比率亦可在尽可能宽的区域上实现的方式特定地选择，所述比率实现均匀处理。此处，比率发生改变，使得辐射的强度随着自由基浓度降低而增大，如上文所描述。特定而言，辐射的强度在配置的纵向中心平面附近最高，且降低横向。

在根据图12的实施例中，再次提供具有两个辐射源220、222的管件30，其如图11中的可在不同光谱区域中发射。亦有可能省掉上部辐射源220。此外，镜元件240设置于管件30中。镜元件具有风格化的M形状，如图12中可见，其中较低辐射源配置于M形状内，而任选的上部辐射源220配置于镜元件上方。特定而言，镜元件具有两个间隔开且实质上平行的第一侧边241。在第一侧边中的每一者的上部末端处设置有第二侧边242，第二侧边242向内成角度。在第二侧边242中的每一者的上部末端处，设置有向内延伸的第三侧边243。第三侧边243经配置在相同平面中且实质上彼此平行并垂直于第一侧边241延伸。在每一第三腿部的内部末端处设置有第四侧边244，其相对于第三侧边243以一定角度向内延伸且在第一侧边241之间的中心中接合。在每种情况下，第一侧边与第二侧边之间、第二侧边与第三侧边之间以及第三侧边与第四侧边之间的相应角度大于90°。如图所示，相应第二侧边、第三侧边以及第四侧边形成屋顶形状。镜元件240配置于管件30中，使得第一侧边实质上平行于所述配置的纵向中心平面，且镜元件相对于所述配置的纵向中心平面对称。如图12中所示，镜元件240经配置使得第二辐射源222的辐射至少部分地达到腔室22，且尤其达到与腔室22的相应排出缝37相邻的区域。替代地或附加地，额外反射器可设置于如图11中所示的配置中，其例如配置于第一辐射源上方且防止辐射朝向供应线24的区域直接发射。特定而言，此类反射器可在更大区域上延伸且可朝向排出缝37或与排出缝37相邻的腔室22的区域特定地导引辐射。

在此配置中，亦可实现排出管件的光的所要强度分布，使得排出管件的辐射的强度在所述配置的纵向中心平面附近最高，且横向降低。

现将更详细解释装置1的操作。最初假定存在根据图1及图2的配置。对于不同实施例而言，操作不会改变。

将涂布单元6，特别是主部件8送入至与基板2相邻的位置中，在所述位置中，自开口21排出的液体并未到达基板2。经由介质接口16，将液体介质(例如经稀释的过氧化氢水或臭氧水O₃-H₂O)引入至腔室22中并同时打开辐射源32。

在管件30与腔室22的内壁23之间的流动腔室中形成液流，其在排出缝37的方向上加速。特定而言，自供应线24的端处的顶部区域至排出缝为止，液体速度藉助于对应的横截面变化以10:1至40:1的范围内的系数，且较佳地以15:1至25:1的范围内的系数加速。

在主部件8下方形成水幕，其在主部件8的长度的主要部分上均匀地延伸。通过辐射源32发射的辐射，在流动通道中，亦即在供应线24与排出缝36之间将液体分解，以破坏液体内的非所需反应性物质。同时，通过辐射在液体中产生自由基。此等机制主要发生于辐射的不同光谱区域处。对于所述分解，在小于200纳米的光谱范围内的辐射是有利的，而对于自由基产生，大于200纳米，尤其大致254纳米的辐射是所要的。在无特别量测的情况下，如图9a至图11中所描述，自辐射源32发出的辐射在流动通道的区域中及在主体20外实质上相同，且通常既含有大于亦含有小于200纳米的辐射分量。归因于流动通道中的加速流动实现流动的均匀化，且因此在较大宽度上均匀地形成液幕。

如所描述，一方面，在流动通道中，液体经分解且非所需反应性物质破碎，而同时自由基，特别是羟基自由基得以产生。当涂布单元6的主部件8随后在基板2上移动时，此等自由基尤其在排出缝37的区域中产生，使得其可存在足够的时间以达至基板2的表面。

基板2例如可为光罩，需要清洁其上的漆或抗蚀剂残留物。可在光罩的整个区域上或仅在遮罩的特定区域上进行此类清洁。通过涂布单元6的主部件8在基板上的移动，液幕跨越基板2移动。辐射源32在液体内持续产生自由基，其中尤其在排出缝的区域中及主体20中的开口21下方的自由基的相应产生较为重要，且如实施例中所描述自由基的产生可通过特定量测集中于此。因此，在开口21下方的液体带有自由基，且对漆或抗蚀剂清洁而言特别有效。

在此，特别是当使用臭氧水O₃-H₂O时，增强的自由基浓度可在排出缝37的直接下方出现，所述浓度横向降低，如图9b所指示。除带有自由基的液体之外，辐射源32的紫外线辐射的部分达至待处理的基板的表面，其中辐射进一步激活表面且藉助于自由基促进相应清洁。在此，局部撞击至基板的表面区域上的辐射的强度与局部自由基浓度应处于所要比率，以便补偿在开口21的宽度上出现的自由基浓度的不均匀性。特别是在自由基浓度局部较低的情况下，应提供较高强度的撞击至待处理的基板的表面上的辐射。特定而言，根据本发明，其经提供以影响经由管件30排出开口21的辐射，使得辐射强度朝向腔室22的纵向中心平面增加。在并不在开口21的直接下方的区域中，液体的自由基浓度迅速降低，因为自由基迅速地分解，其中自由基的降低浓度结合此等区域中的紫外线辐射的低强度导致对基板的影响的快速下降。过程在开口下方最有效且可藉助于紫外线辐射的强度与自由基的浓度的相应调节在开口的宽度上均质化。

可使拂掠基板上的液幕的速度与所需的清洁性能匹配，以实现带有自由基的液体在所述基板上的足够长的停留时间。当遮罩经相应清洁时，可停止介质供应且将辐射源关断，或可以对应方式处理下一基板2。

上文已参考本发明的较佳实施例对本发明进行了详细解释，但本发明不限于所述具体实施例。特定而言，在具备相容性的情况下，可将实施例的不同特征彼此自由组合或交换。

Claims (9)

1.一种用于将暴露于紫外线辐射的液体介质涂布至基板上的装置，所述装置包括：

壳体，具有细长腔室、通向所述腔室的至少一个进入口以及与所述进入口相对且在所述腔室的长度上延伸的至少一个缝状排出口；

管件，在纵向方向上延伸穿过所述腔室，所述管件对所述紫外线辐射而言至少部分透明，其中所述管件配置于所述腔室中，使得在所述管件与所述腔室的壁之间形成流动空间，所述流动空间相对于所述腔室的纵向中心平面对称，所述纵向中心平面在其中间剖开所述排出口，且使得所述管件延伸至所述壳体中的所述缝状排出口中，藉此在所述管件与所述壳体之间形成两个纵向延伸的排出缝；

至少一个紫外线辐射源，位于所述管件中，所述紫外线辐射源经配置以在所述流动空间方向上并穿过所述排出口自所述壳体发射紫外线辐射，以在所述液体介质中产生自由基并将所述自由基送至所述基板的表面，以及

设置在所述管件中或所述管件上的设备，用于调节通过所述管件离开所述排出口的所述紫外线辐射，以使得所述紫外线辐射的强度朝向所述腔室的所述纵向中心平面增加，其中所述设备包括至少三个紫外线辐射源，所述紫外线辐射源位于所述管件内且彼此相邻，所述紫外线辐射源相邻于配置在所述排出口中或所述腔室外的部分所述管件，其中相邻的所述紫外线辐射源以不同辐射强度发射紫外线辐射。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述管件具有圆形横截面，且所述设备包括至少一个光学元件，所述至少一个光学元件经配置以改变排出所述管件的所述紫外线辐射的强度，使得强度朝向所述腔室的所述纵向中心平面稳定地增加。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述至少一个光学元件包括至少一个镜元件，其配置在所述至少一个紫外线辐射源的与所述基板相对的侧面处及/或邻近所述紫外线辐射源并将所述至少一个紫外线辐射朝向所述排出口反射。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述镜元件相对于所述腔室的所述纵向中心平面对称。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述镜元件至少部分地包围所述至少一个紫外线辐射源。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个紫外线辐射源配置于所述腔室的所述纵向中心平面上且在所述管件的横向中心平面下方，所述至少一个紫外线辐射源垂直于所述腔室的所述纵向中心平面延伸并在中间剖开所述管件，亦即所述辐射元件朝向所述排出口移位。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述镜元件至少部分地配置于所述管件的横向中心平面下方。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括：

至少一个分隔元件，位于所述管件中，所述至少一个分隔元件基本上阻挡了所述至少三个紫外线辐射源中的在所述流动空间的方向上的辐射。

9.根据权利要求1所述的装置，所述装置包括：

至少一个第一紫外线辐射源，位于所述管件中，所述第一紫外线辐射源经配置以将紫外线辐射至少发射至所述流动空间中；以及

至少一个第二紫外线辐射源，经配置而只由所述排出口发射紫外线辐射。

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