CN111077742B - 液体分配喷嘴和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明构思涉及一种液体分配喷嘴和一种用于处理基板的装置。液体分配喷嘴包括第一流体通道，其形成在喷嘴中，并且处理液流过该第一流体通道，和第二流体通道，其与第一流体通道连通，第二流体通道连接到喷嘴的分配端。第二流体通道具有大于第一流体通道的宽度，并且第一流体通道的中心轴线和第二流体通道的中心轴线以直线彼此连接。

Description

液体分配喷嘴和基板处理装置
相关技术的交叉引用
本申请要求申请号为10-2018-0125479、2018年10月19日提交韩国专利申请的权益和优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本文中所述的本发明构思的实施方案涉及一种液体分配喷嘴和一种基板处理装置，更具体地，涉及一种用于将处理液分配到基板上的液体分配喷嘴，和一种包括该液体分配喷嘴的基板处理装置。
背景技术
执行例如光刻、蚀刻、灰化、薄膜沉积、清洁等各种工艺，以制造半导体元件和平板显示面板。在这些工艺中，光刻工艺包括依次执行的涂覆工艺、曝光工艺和显影工艺。涂覆工艺是用诸如光刻胶的光敏材料涂覆基板的工艺。曝光工艺是通过将基板暴露在光线下，在具有形成在其上的光刻胶膜的基板上印刷电路图案的工艺。显影工艺是选择性地显影基板的曝光的区域的工艺。显影工艺可以包括显影液分配步骤、冲洗液分配步骤和干燥步骤。
图1为用于分配显影液的传统液体分配喷嘴的剖视图。图2为示出了图1的液体分配喷嘴分配显影液的状态的视图。图3为沿着图2的线A-A’截取的剖视图。参照图1至3，用于将显影液分配到基板上的传统液体分配喷嘴100具有主体110、圆形流体通道130和狭缝流体通道150。通常，圆形流体通道130从主体110的上端垂直向下形成。狭缝流体通道150以相对于圆形流体通道130的纵轴的倾斜方向形成，以便与圆形流体通道130连接。引入圆形流体通道130中的显影液以液幕的方式通过狭缝流体通道150分配。
然而，引入液体分配喷嘴100中的显影液在从圆形流体通道130的上端垂直向下流动的情况下与圆形流体通道130的下端碰撞。因此，在圆形流体通道130的下端发生显影液的涡流。涡流在显影液中产生气泡。显影液中的气泡造成显影工艺中的缺陷。
此外，由于显影液与圆形流体通道130的下端的碰撞，传递至显影液的分配压力减小。因此，如图2中所示，分配的显影液的液幕的横向宽度随着远离液体分配喷嘴100的分配端逐渐减小。在这种情况下，由于分配到基板上的显影液的狭窄宽度，因此执行显影工艺所需的时间增加。
参照分配的显影液的液幕的剖视图，分配的显影液集中在相反的两侧。即，显影液的液幕的垂直宽度不均匀。这是因为，由于在圆形流体通道130中显影液的碰撞，在流体通道中的处理液的流动不稳定，使得当分配化学药品时，液幕的垂直宽度任意地改变。在这种情况下，对于基板的各个区域，供应的显影液的量是不同的。因此，在基板上不均匀地执行显影工艺，这影响基板上形成的图案的临界尺寸(CD，critical dimension)的均匀性下降。
发明内容
本发明构思的实施方案提供一种用于提高通过分配处理液处理基板的效率的液体分配喷嘴，以及包括该液体分配喷嘴的基板处理装置。
此外，本发明构思的实施方案提供一种用于使喷嘴中形成的流体通道中产生的涡流最小化的液体分配喷嘴，以及包括该液体分配喷嘴的基板处理装置。
另外，本发明构思的实施方案提供了一种用于均匀地分配处理液的液体分配喷嘴，以及包括该液体分配喷嘴的基板处理装置。
本发明构思所要解决的技术问题不限于上述问题，且本发明构思所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。
根据一示例性实施方案，用于处理基板的装置包括支承单元，其包括具有座表面的支承板，所述基板支承在所述座表面上；以及液体分配单元，其将第一处理液分配到所述基板上。液体分配单元包括分配第一处理液的第一喷嘴，且第一喷嘴包括第一流体通道，其形成在所述第一喷嘴中，且所述第一处理液流过所述第一流体通道；和第二流体通道，其与所述第一流体通道连通，所述第二流体通道连接到所述第一喷嘴的分配端。第二流体通道具有大于第一流体通道的宽度，并且第一流体通道的中心轴线和第二流体通道的中心轴线以直线彼此连接。
根据一实施方案，第一流体通道可以具有垂直于第一流体通道的纵向方向的圆形横截面，并且其中，所述第二流体通道具有垂直于所述第一处理液流动的方向的狭缝状横截面。
根据一实施方案，第二流体通道的宽度可以沿从第一流体通道到分配端的方向逐渐增加。
根据一实施方案，第一流体通道可以包括上部流体通道，其中，垂直于上部流体通道的纵向方向的横截面的面积是恒定的，和从上部流体通道延伸的下部流体通道，其中，垂直于下部流体通道的纵向方向的横截面的面积逐渐减小。下部流体通道的下端可以位于第二流体通道的上端的下游。
根据一实施方案，第二流体通道的上端可以与下部流体通道的上端一致。
根据一实施方案，下部流体通道可以具有漏斗形状，并且下部流体通道的中心轴线可以与第一流体通道的中心轴线和第二流体通道的中心轴线一致。
根据一实施方案，当观察下部流体通道的垂直截面时，下部流体通道和第二流体通道彼此邻接的部分形成的角可以是锐角。
根据一实施方案，第二流体通道可以具有弧形形状，并且弧的中心可以在第一流体通道的中心轴上。
根据一实施方案，弧的中心角可以是锐角。
根据一实施方案，分配端可以具有朝着分配第一处理液的方向凸出的圆形形状。
根据一实施方案，液体分配单元还可以包括第二喷嘴，该第二喷嘴分配与第一处理液不同的第二处理液，和第三喷嘴，其分配与所述第一喷嘴分配的所述第一处理液相同的所述第一处理液。第二喷嘴和第三喷嘴可以分别以液流的方式分配第二处理液和第一处理液。第一处理液可以是化学制品，第二处理液可以是去离子水。
根据一实施方案，第一喷嘴可以沿倾斜方向将第一处理液分配到支承在支承单元上的基板的顶侧上。
根据一示例性实施方案，用于分配处理液以处理基板的喷嘴包括第一流体通道，其形成在喷嘴中并且处理液流过该第一流体通道，和第二流体通道，其与所述第一流体通道连通，所述第二流体通道连接到所述喷嘴的分配端。第二流体通道具有大于第一流体通道的宽度，并且第一流体通道的中心轴线和第二流体通道的中心轴线以直线彼此连接。
根据一实施方案，第一流体通道可以具有垂直于第一流体通道的纵向方向的圆形横截面，并且第二流体通道可以具有垂直于处理液流动的方向的狭缝状横截面。
根据一实施方案，第二流体通道的宽度可以沿从第一流体通道到分配端的方向逐渐增加。
根据一实施方案，第一流体通道可以包括上部流体通道，其中，垂直于上部流体通道的纵向方向的横截面的面积是恒定的，和从上部流体通道延伸的下部流体通道，其中，垂直于下部流体通道的纵向方向的横截面的面积逐渐减小。下部流体通道的下端可以位于第二流体通道的上端的下游。
根据一实施方案，第二流体通道的上端可以与下部流体通道的上端一致。
根据一实施方案，下部流体通道可以具有漏斗形状，并且下部流体通道的中心轴线可以与第一流体通道的中心轴线和第二流体通道的中心轴线一致。
根据一实施方案，当观察下部流体通道的垂直截面时，下部流体通道和第二流体通道彼此邻接的部分形成的角可以是锐角。
根据一实施方案，第二流体通道可以具有弧形形状，并且弧的中心可以在第一流体通道的中心轴上。
根据一实施方案，弧的中心角可以是锐角。
根据一实施方案，分配端可以具有朝着分配处理液的方向凸出的圆形形状。
根据一示例性实施方案，在用于制造喷嘴的方法中，通过在喷嘴的上端沿处理液流动的方向执行钻孔操作形成第一流体通道，和通过在分配端沿与形成第一流体通道的方向相反的方向执行狭缝加工操作来形成第二流体通道。
根据一实施方案，可以执行狭缝加工操作直到下部流体通道开始的端部。
附图说明
参照以下附图，从以下描述中，上述和其他目的及特征将变得显而易见，除非另有说明，否则在各个附图中，相同的附图标记表示相同部件，并且其中：
图1为用于分配显影液的传统液体分配喷嘴的剖视图；
图2为示出图1的液体分配喷嘴分配显影液的状态的示图；
图3为沿着图2的线A-A’截取的剖视图；
图4为示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理装置的示意性立体图；
图5为示出了图4的涂覆块和显影块的基板处理装置的剖视图；
图6为示出了图4的基板处理装置的平面图；
图7为示出了图6的传送单元的手的实施例的视图；
图8为示出了图6的热处理腔室的实施例的示意性横向剖视图；
图9为示出了图8的热处理腔室的正剖视图；
图10为示出了图5的显影腔室的剖视图；
图11为示出了图10的显影腔室的平面图；
图12为示出了根据另一实施方案的显影腔室的平面图；
图13为示出了图11的喷嘴单元的立体图；
图14为图13的液体分配喷嘴中的第一喷嘴的正剖视图；
图15为图13的液体分配喷嘴中的第一喷嘴的侧剖视图；
图16为示出了图13的液体分配喷嘴中的第一喷嘴的第二流体通道和分配端的结构的正剖视图；
图17为示出了根据本发明构思的实施方案的液体分配喷嘴分配处理液的状态的视图；和
图18为沿着图17的线B-B’截取的剖视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明构思的实施方案，使得本发明构思所属领域的技术人员可以容易地实现本发明构思。然而，本发明构思可以以各种不同的形式来实施，且不限于本文中描述的实施方案。此外，在描述本发明构思的实施方案时，当与已知的功能或配置相关的详细描述可能使得本发明构思的主题不必要地难以理解时，该详细描述被省略。另外，在整个附图中，执行相似的功能和操作的组件具有相同的附图标记。
说明书中的术语“包括(include)”和“包括(comprise)”为“开放式”表述，仅为了说明存在相应的组件，除非另有特别的说明，否则不排除但可能包括额外的组件。特别地，应当理解的是，术语“包括”、“包含”和“具有”，在本文中使用时，特指存在所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组。
除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。此外，在附图中，组件的形状和尺寸可被夸大以为了清楚的说明。
图4为示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理装置的示意性立体图。图5为示出了图4的涂覆块和显影块的基板处理装置的剖视图。图6为示出了图4的基板处理装置的平面图。
参照图4至6，基板处理装置1包括索引模块20、处理模块30和接口模块40。根据一实施方案，索引模块20、处理模块30和接口模块40顺序地布置成一排。在下文中，布置有索引模块20、处理模块30和接口模块40的方向称为X轴方向12，当从上方观察时垂直于X轴方向12的方向称为Y轴方向14，以及与X轴方向12和Y轴方向14都垂直的方向称为Z轴方向16。
索引模块20将基板W从其内接收有基板W的载体10传送至处理模块30，并将完全处理过的基板W放置在载体10中。索引模块20的纵向方向与Y轴方向14平行。索引模块20具有装载端口22和索引框架24。装载端口22相对于索引框架24位于处理模块30的相反侧。在其内接收有基板W的载体10放置在装载端口22上。装载端口22可沿Y轴方向14布置。
例如前开式晶圆盒(front opening unified pod,FOUP)的气密容器10可以用作为载体10。载体10可以通过诸如高架传送器、高架传送机的传送装置(未示出)、或自动引导车、或通过工人放置在装载端口22上。
索引机械手2200设置在索引框架24中。导轨2300设置在索引框架24中，导轨2300的纵向方向与Y轴方向14平行。索引机械手2200在导轨2300上为可移动的。索引机械手2200包括手(hand)2220，基板W放置在手2220上，并且手2220为向前和向后可移动的、围绕朝向Z轴方向16的轴线可旋转的以及沿Z轴方向16可移动的。
处理模块30在基板W上执行涂覆工艺和显影工艺。处理模块30具有涂覆块30a和显影块30b。涂覆块30a在基板W上执行涂覆工艺，且显影块30b在基板上执行显影工艺。涂覆块30a彼此互相堆叠。显影块30b彼此互相堆叠。根据图4的实施方案，设置有两个涂覆块30a和两个显影块30b。涂覆块30a可设置在显影块30b的下方。根据一实施方案，两个涂覆块30a可执行相同的工艺，并且可具有相同的结构。此外，两个显影块30b可执行相同的工艺，并且可具有相同的结构。
参照图6，各涂覆块30a具有热处理腔室3200、传送腔室3400、涂覆腔室3600和缓冲腔室3800。各热处理腔室3200在基板W上执行热处理工艺。热处理工艺可包括冷却工艺和加热工艺。各涂覆腔室3600通过将液体分配到基板W上在基板W上形成液膜。液膜可以是光刻胶膜或增透膜(anti-reflectin film)。传送腔室3400在涂覆块30a中的热处理腔室3200和涂覆腔室3600之间传送基板W。
各显影块30a具有热处理腔室3200、传送腔室3400、显影腔室3700和缓冲腔室3800。各热处理腔室3200在基板W上执行热处理工艺。热处理工艺可包括冷却工艺和加热工艺。各显影腔室3700执行通过分配显影液来去除部分光刻胶膜的显影工艺以在基板W上获得图案。例如，显影腔室3700可以去除基板W上光刻胶的曝光区域。这时，保护膜的曝光区域也被去除。或者，根据所使用的光刻胶的类型，可以仅去除光刻胶和保护膜的遮盖区域。之后，显影腔室3700在基板W上执行热处理工艺。传送腔室3400在显影块30b中的热处理腔室3200和显影腔室3700之间传送基板W。
传送腔室3400设置成使得其纵向方向平行于X轴方向12。传送单元3420设置在传送腔室3400中。传送单元3420在热处理腔室3200、涂覆腔室3600和缓冲腔室3800之间传送基板W。根据一实施方案，传送单元3420具有基板W放置在其上的手A，并且手A为向前和向后可移动的、围绕朝向Z轴方向16的轴线可旋转的以及沿Z轴方向16可移动的。导轨3300设置在传送腔室3400中，导轨3300的纵向方向与X轴方向12平行。传送单元3420在导轨3300上为可移动的。
图7为示出了图6的传送单元的手的实施例的视图。参照图7，手A具有基底3428和支承突起3429。基底3428可以具有环孔形状，其具有部分弯曲的圆周。基底3428具有大于基板W的直径的内径。支承突起3429从基底3428向内延伸。支承突起3429支承基板W的边缘区域。根据一实施方案，可以以相等的间隔设置四个支承突起3429。
再次参照图5和图6，设置有多个热处理腔室3200。热处理腔室3200沿X轴方向12布置。热处理腔室位于传送腔室3400的一侧。
图8为示出了图6的热处理腔室的实施例的示意性横向剖视图，图9为示出了图8的热处理腔室的正剖视图。热处理腔室3200具有壳体3210、冷却单元3220、加热单元3230和传送板3240。
壳体3210具有大体上的矩形平行六面体的形状。壳体3210在其侧壁中具有入口(未示出)，通过该入口，基板W加载到壳体3210中或从壳体3210中卸载。入口可保持打开。可选地，可设置用于打开或关闭该入口的门(未示出)。冷却单元3220、加热单元3230和传送板3240设置在壳体3210中。冷却单元3220和加热单元3230沿Y轴方向14并排设置。根据一实施方案，冷却单元3220可位于比加热单元3230更靠近传送腔室3400的位置。
冷却单元3220具有冷却板3222。当从上方观察时，冷却板3222可具有大体上的圆形形状。冷却板3222在其中具有冷却构件3224。根据一实施方案，冷却构件3224可形成于冷却板3222中并可以用作冷却流体流过的流体通道。
加热单元3230具有加热板3232、套(cover)3234和加热器3233。当从上方观察时，加热板323可具有大致圆形形状。加热板3232具有比基板W大的直径。加热板3232配备有加热器3233。加热器3233可以为电阻加热元件，电流施加到该电阻加热元件上。加热板3232具有沿Z轴方向16垂直可移动的提升销3238。提升销3238从加热单元3230外部的传送单元接收基板W，并将基板W向下放置在加热板3232上，或将基板W从加热板3232上抬起并将基板W传送至加热单元3230外部的传送单元。根据一实施方案，可以设置三个提升销3238。套3234在其中具有空间，该空间在底部为敞开的。套3234位于加热板3232的上方并通过致动器3236垂直地移动。当套3234与加热板3232接触时，围绕套3234的空间和加热板3232用作加热空间，在该加热空间中加热基板W。
传送板3240具有大体上的圆形板形状，并具有对应于基板W的直径。传送板3240具有形成于其边缘的槽口(notches)3244。槽口3244可具有对应于形成在上述的传送单元3420的手A上的突起3429的形状。此外，对应于突起3429的位置形成与手3420上形成的突起3429一样多的槽口3244。当手A和传送板3240在垂直方向上彼此对齐的垂直位置改变时，基板W在手A和传送板3240之间传送。传送板3240安装在导轨3249上，并通过致动器3246沿着导轨3249移动。在传送板3240中形成有狭缝形状的多个导向槽3242。导向槽3242从传送板3240的边缘向内延伸。导向槽3242的纵向方向与Y轴方向14平行，导向槽3242沿x轴方向12彼此间隔开。导向槽3242防止当基板W在传送板3240和加热单元3230之间传送时，传送板3240和提升销3238彼此相互干扰。
在基板W直接放置在加热板3232上的状态下加热基板W。在其上放置有基板W的传送板3240与冷却板3222接触的状态下冷却基板W。传送板3240由具有高传热速率的材料形成，以在冷却板3222和基板W之间有效地传热。根据一实施方案，传送板3240可以由金属形成。
在一些热处理腔室3200中设置的加热单元3230可通过在加热基板的同时供应气体改善光刻胶对基板W的粘附性。
再次参照图5和图6，设置有多个涂覆腔室3600和多个显影腔室3700。一些涂覆腔室3600和显影腔室3700可以彼此堆叠。涂覆腔室3600和显影腔室3700设置在传送腔室3420的一侧。涂覆腔室3600和显影腔室3700沿X轴方向12并排布置。
设置有多个缓冲腔室3800。一些缓冲腔室3800设置在索引模块20和传送腔室3400之间。在下文中，这些缓冲腔室被称为前部缓冲区3802。多个前部缓冲区3802沿垂直方向彼此堆叠。其他缓冲腔室设置在传送腔室3400和接口模块40之间。在下文中，这些缓冲腔室被称为后部缓冲区3804。后部缓冲区3804沿垂直方向彼此堆叠。前部缓冲区3802和后部缓冲区3804临时存储多个基板W。存储在前部缓冲区3802中的基板W由索引机械手2200和传送单元3420取出。存储在后部缓冲区3804中的基板W由传送单元3420和第一机械手4602取出。
接口模块40连接处理模块30与外部光刻机50。接口模块40具有接口框架4100、附加工艺腔室4200、接口缓冲区4400和传送构件4600。
接口框架4100在其顶部可以具有风扇过滤单元，风扇过滤单元在接口框架4100中形成向下流动的气体。附加工艺腔室4200、接口缓冲区4400和传送构件4600设置在接口框架4100中。在将基板W传送至光刻机50之前，附加工艺腔室4200可以在涂覆块30a中处理的基板W上执行预设的附加工艺。可选地，在将基板W传送至显影块30b之前，附加工艺腔室4200可以在光刻机50中处理的基板W上执行预设的附加工艺。根据一实施方案，附加工艺可以是将基板W的边缘区域暴露于光的边缘的暴露工艺、清洁基板W的顶侧的顶侧清洁工艺、或清洁基板W的后侧的后侧清洁工艺。可以设置多个附加工艺腔室4200。附加工艺腔室4200可以彼此堆叠。附加工艺腔室4200可以全部执行相同的工艺。可选地，一些附加工艺腔室4200可以执行不同的工艺。
接口缓冲区4400提供在涂覆块30a、附加工艺腔室4200、光刻机50和显影块30b之间传送的基板W临时停留的空间。可以设置多个接口缓冲区4400。接口缓冲区4400可以彼此堆叠。
根据一实施方案，附加工艺腔室4200可以设置在朝向传送腔室3400的纵向方向的延长线的一侧，并且接口缓冲区4400可设置在延长线的相反侧。
传送构件4600在涂覆块30a、附加工艺腔室4200、光刻机50和显影块30b之间传送基板W。传送腔室4600可以用一个或多个机械手而实施。根据一实施方案，传送构件4600具有第一机械手4602和第二机械手4606。第一机械手4602可以在涂覆块30a、附加工艺腔室4200和接口缓冲区4400之间传送基板W。接口机械手可以在接口缓冲区4400和光刻机50之间传送基板W。第二机械手4606可以在接口缓冲区4400和显影块30b之间传送基板W。
各第一机械手4602和第二机械手4606都包括手，基板W放置在该手上，并且手为向前和向后可移动的、围绕平行于Z轴方向16的轴线可旋转的以及沿Z轴方向16可移动的。
在下文中，将描述根据本发明构思的实施方案的显影腔室3700。图10为示出了图5的显影腔室的剖视图，图11为示出了图10的显影腔室的平面图。参照图10和11，显影腔室3700包括支承单元3710、处理容器3720、提升单元3740、液体分配单元3750和控制器3790。
支承单元3710支承并旋转基板W。支承单元3710包括支承板3712、旋转驱动构件3714、3715和真空构件3718。支承板3712支承基板W。支承板3712具有圆板形状。支承板3712的上表面可以具有比支承板3712的底表面更大的直径。连接支承板3712的上表面和下表面的支承板3712的侧表面可以朝向支承板3712的中心轴线向下倾斜。支承板3712的上表面用作座表面，基板W坐落在该座表面上。座表面具有比基板W更小的面积。座表面支承基板W的中心区域。多个抽吸孔3716形成在座表面中。抽吸孔3716可以是用于通过真空压力来将基板W紧压至座表面的孔。真空构件3718连接到抽吸孔3716。根据一实施方案，座表面的直径可以小于基板W的半径。真空构件3718可以是用于抽空抽吸孔3716的泵。
旋转驱动构件3714、3715旋转支承板3712。旋转驱动构件3714、3715包括旋转轴3714和致动器3715。旋转轴3714具有圆柱形形状，其纵向方向定向为垂直方向。旋转轴3714耦合到支承板3712的底表面。致动器3715将旋转动力传送到旋转轴3714。旋转轴3714通过从致动器3715传送的旋转动力，围绕旋转轴的中心轴线为可旋转的。支承板3712与旋转轴3714一起为可旋转的。旋转轴3714的旋转速度由致动器3715来调节以调节基板W的旋转速度。例如，致动器3715可以是电动机。
处理容器3720在其内具有处理空间，在该处理空间内执行显影工艺和烘烤工艺。处理容器3720回收在显影工艺中使用的液体。此外，处理容器3720可以排出在烘烤工艺中产生的烟雾。处理容器3720具有在其顶部开口的杯形。处理容器3720包括内部回收碗(recovery bowl)3722和外部回收碗3726。回收碗3722和3726回收在工艺中使用的不同类型的液体。内部回收碗3722具有围绕支承单元3710的环形形状，外部回收碗3726具有围绕内部回收碗3722的环形形状。内部回收碗3722的内部空间3722a以及外部回收碗3726和内部回收碗3722之间的空间3726a用作入口，通过该入口将液体分别引入到内部回收碗3722和外部回收碗3726中。回收碗3722和3726具有与其连接的回收管线3722b和3726b，回收管线3722b和3726b从回收碗3722和3726的底表面垂直向下延伸。回收管线3722b和3726b将通过回收碗3722和3726引入的液体分离并排出。排出的液体可以通过外部处理液再生系统(未示出)重新使用。
提升单元3740调节处理容器3720和支承单元3710之间的相对高度。例如，提升单元3740可以在垂直方向上移动处理容器3720。提升单元3740包括支架3742、可移动轴3744和致动器3746。支架3742连接处理容器3720和可移动轴3744。支架3742固定地附接至处理容器3720的外部回收碗3726的垂直壁。可移动轴3744设置成使得其纵向方向平行于垂直方向。可移动轴3744的上端固定地耦合到支架3742。可移动轴3744通过致动器3746在垂直方向上移动，并且处理容器3720与可移动轴3744一起升高或下降。例如，致动器3746可以是汽缸或电动机。
液体分配单元3750将液体分配至支承在基板支承单元3710上的基板W上。液体分配单元3750包括喷嘴移动构件3760和喷嘴单元3770。喷嘴移动构件3760在工艺位置和待机位置之间移动喷嘴单元3770。本文中，处理位置是喷嘴单元3770在垂直方向上与基板W相对的位置，待机位置是远离工艺位置的位置。喷嘴移动构件3760直线地移动喷嘴单元3770。构件一实施方案，喷嘴单元3770可以在X轴方向12上直线地移动。
喷嘴移动构件3760包括导轨3762和支承臂3764。导轨3762位于处理容器3720的一侧。导轨3762具有平行于喷嘴单元3770的移动方向的纵向方向。例如，导轨3726的纵向方向可以平行于X轴方向12。支承臂具有棒状形状。当从上方观察时，支承臂3764具有垂直于导轨3762的纵向方向。例如，支承臂3764的纵向方向可以平行于Y轴方向14。喷嘴单元3770耦合到支承臂3764的一端。支承臂3764的另一端安装在导轨3762上。因此，支承臂3764和喷嘴单元3770一起沿导轨3762的纵向为可移动的。
在上述实施方案中，已经例证了，导轨3762的纵向平行于X轴方向12，并且支承臂3764的纵向方向平行于Y轴方向14。然而，并不限于此，如图12中所示，导轨3762可以布置成使得导轨3762的纵向平行于Y轴方向14，并且支承臂3764可以布置成使得支承臂3764的纵向方向平行于X轴方向12。
图13为示出了图11的喷嘴单元的立体图。
参照图13，喷嘴单元3770包括主体3772和液体分配喷嘴4000、3774和3776。喷嘴单元3770可以分配处理液。
主体3772支承液体分配喷嘴4000、3774和3776。例如，主体3772支承第一喷嘴4000、第二喷嘴3774和第三喷嘴3776。主体3772固定地耦合到支承臂3764的一端的底表面。第一喷嘴4000、第二喷嘴3774和第三喷嘴3776可以耦合到主体3772的底表面。
第一喷嘴4000可以耦合至主体3772的突起3773，该突起3773从主体3772的远端沿Z轴方向16延伸。例如，第一喷嘴4000可以通过第一喷嘴4000的单独的耦合构件3779固定地耦合到突起3773。或者，第一喷嘴4000可以可旋转地耦合到突起3773，使得第一喷嘴4000的处理液分配角是可调节的。
第一喷嘴4000以液幕的方式分配处理液。例如，第一喷嘴4000可以分配第一处理液。第一处理液可以是化学制品。例如，第一处理液可以是显影液。第一喷嘴4000具有狭缝状分配口。狭缝状分配口可以具有平行于导轨3762的纵向方向。狭缝状分配口可以具有平行于X轴方向12的纵向方向。狭缝状分配口可以沿向向下倾斜的方向定向。因此，第一喷嘴4000可以沿倾斜方向将处理液分配到支承在支承单元3710上的基板W的顶侧上。例如，第一喷嘴4000可以向下倾斜以与第三喷嘴3776一起将液体分配到同一点上。狭缝状分配口可以具有小于基板W半径的长度。例如，狭缝形分配口可以从第一喷嘴4000朝向第三喷嘴3776向下倾斜。第一喷嘴4000可位于第三喷嘴3776的一侧。第一喷嘴4000可位于第三喷嘴3776的相反侧。当从上方观察时，第一喷嘴4000和第三喷嘴3776可以沿Y轴方向14布置。
第二喷嘴3774可以以液流的方式分配处理液。例如，处理液可以是与第一处理液不同的第二处理液。第二处理液可以是冲洗液。冲洗液可以是去离子水(DIW，deionizedwater)。第二喷嘴3774可位于第一喷嘴4000和第三喷嘴3776的相邻位置。当从上方观察时，第二喷嘴3774和第一喷嘴4000可以沿X轴方向12布置。第二喷嘴3774可以具有圆形形状的液流分配口。该液流分配口可以沿垂直向下的方向定向。
第三喷嘴3776可以以液流的方式分配处理液。第三喷嘴3776可以与第一喷嘴4000一起将处理液分配到同一点上。第三喷嘴3776可以具有圆形形状的液流分配口。液流分配口可以沿垂直向下的方向定向。第一喷嘴4000和第三喷嘴3776可以分配相同类型的处理液。例如，第三喷嘴3776可以分配第一处理液。第一处理液可以是化学制品。第一处理液可以是显影液。
图14为图13的液体分配喷嘴中的第一喷嘴的正剖视图。图15为图13的液体分配喷嘴中的第一喷嘴的侧剖视图。图16为示出了图13的液体分配喷嘴中的第一喷嘴的第二流体通道和分配端的结构的正剖视图。参照图14至16，第一喷嘴4000可包括第一流体通道4100、第二流体通道4200和分配端4300。
第一流体通道4100形成在第一喷嘴4000中，并且是处理液流过的流体通道。第一流体通道4100可具有垂直于第一流体通道4100的纵向方向的圆形横截面。
第一流体通道4100可以包括上部流体通道4120和下部流体通道4140。垂直于上部流体通道4120的纵向方向的横截面的面积可以是恒定的。下部流体通道4140可以从上部流体通道4120延伸，并且垂直于下部流体通道4140的纵向方向的横截面的面积可以逐渐减小。例如，上部流体通道4120可具有圆柱形形状，下部流体通道4140可具有漏斗形状。具体地，下部流体通道4140可具有漏斗形状，并且狭缝形状中的第二流体通道4200(下面将描述)可穿过漏斗形状的顶点，使得下部流体通道4140和第二流体通道4200可以彼此连接。根据下部流体通道4140的形状，具有漏斗形状的下部流体通道4140可分为下部流体通道的上端4142和下部流体通道的下端4143。下部流体通道的下端4143可以位于第二流体通道4200(下面将描述)的上端4202的下游。此外，由下部流体通道的下端4143形成的角θ1可以是预先设定的角。例如，由下部流体通道的下端4143形成的角θ1可以是锐角。换句话说，当观察下部流体通道4140的垂直截面时，由下部流体通道4140和第二流体通道4200(下面将描述)彼此邻接的部分形成的角θ1可以是锐角。上部流体通道4120的中心轴线可以与下流体通道4140的中心轴线对齐。
第二流体通道4200的垂直于处理液的流动方向的部分可以具有狭缝形状。第二流体通道4200的远端可以连接至第一喷嘴4000的分配端4300，因此第二流体通道4200可以提供分配处理液的通道。此外，第二流体通道4200可以与第一流体通道4100连接。例如，第二流体通道4200可以从第一流体通道4100延伸。此外，第二流体通道4200的上端4202可以与下部流体通道4140的上端4142一致。第二流体通道4200的上端4202是通过连接第二流体通道4200开始的点而获得的直线。
第二流体通道4200可以比第一流体通道4100更宽。例如，第二流体通道4200可以具有相对于第一流体通道4100的宽度逐渐增大的宽度。第二流体通道4200可以具有朝向分配端4300逐渐增大的宽度。当从上方观察第一喷嘴4000的正剖视图时，第二流体通道4200可以具有弧形形状。此外，第二流体通道4200的弧的中心角θ2可以是预先设定的角。此外，第二流体通道4200的弧的中心角θ2可以是锐角。考虑通过延伸圆弧的圆形部分来绘制的圆，相应的圆的中心点C可以在第一流体通道4100的中心轴线上。此外，中心点C可以位于第一流体通道4100中。而且，第一流体通道4100的中心轴线和第二流体通道4200的中心轴线可以以直线彼此连接。
分配端4300是与第二流体通道4200连接的部分，且通过分配端4300从第一喷嘴4000分配处理液。分配端4300可以具有圆形形状。例如，分配端4300可以具有与第二流体通道4200的远端相同的形状。例如，分配端4300可以具有朝向处理液的分配方向凸出的圆形形状。
将描述制造上述第一喷嘴4000的方法。喷嘴制造方法可以包括钻孔步骤和狭缝加工步骤。
钻孔步骤是形成第一流体通道4100的步骤。在钻孔步骤中，在第一喷嘴4000的上端，沿处理液流动的方向执行钻孔操作。在钻孔步骤中，第一流体通道4120的上部流体通道4120和下部流体通道4140一起形成。
狭缝加工步骤是形成第二流体通道4200的步骤。在钻孔步骤之后执行狭缝加工步骤。在狭缝加工步骤中，在分配端4300沿与形成第一流体通道4100的方向相反的方向执行狭缝加工操作。此外，执行狭缝加工操作直到下部流体通道4140的上端4142，下部流体通道4140从该上端4142开始。
尽管已经描述了在钻孔步骤之后执行狭缝加工步骤，但是喷嘴制造方法不限于此。例如，以与上述相反的顺序，可以在狭缝加工步骤之后执行钻孔步骤。
图17为示出了根据本发明构思的实施方案的液体分配喷嘴分配处理液的状态的视图，图18为沿图17的线B-B’截取的剖视图。参照图17和18，远离分配端4300，从第一喷嘴4000分配的处理液的液幕的宽度变得更大。参照从第一喷嘴4000分配的处理液的液幕的横截面，处理液较少集中在相对两侧。
在传统的液体分配喷嘴中，圆形流体通道和狭缝流体通道倾斜地连接在一起。因此，引入圆形流体通道的处理液与圆形流体通道的端部碰撞而产生涡流。涡流在处理液中产生气泡。在处理液中产生的气泡造成基板处理工艺中的缺陷。然而，根据本发明构思的实施方案，具有圆柱形形状的第一流体通道4100的中心轴线和具有狭缝形状的第二流体通道4200的中心轴线以直线彼此连接。因此，可以最小化喷嘴的流体通道中的处理液的碰撞。此外，可以最小化流过流体通道的处理液中涡流，并且可以防止在处理液中产生气泡。结果是，可以有效地执行通过分配处理液处理基板的工艺。
因为第一流体通道4100的中心轴线和第二流体通道4200的中心轴线以直线彼此连接，所以可以最小化流体通道中的处理液的碰撞，并且可以稳定流体通道中的处理液的流动。因此，可以防止从分配端分配的处理液的液幕的宽度远离分配端而减小。
根据本发明构思的实施方案，由于流体通道中的处理液流稳定，所以由第一流体通道4100的下部流体通道4120的下端4143形成的角θ1为锐角。流过第二流体通道4200的处理液的流速可以具有相对恒定的数值。具体地，第一流体通道4100和第二流体通道4200具有不同的横截面形状。因此，当流过第一流体通道4100的处理液引入至第二流体通道4200时，处理液的流速改变。在如本发明构思的实施方案中，由下部流体通道4120的下端4143形成的角θ1是锐角的情况下，在处理液从第一流体通道4100引入第二流体通道4200的过程中，处理液流过下部流体通道4140的路径延长。下部流体通道4140具有漏斗形状，其中横截面的宽度逐渐减小。当流过下部流体通道4140的处理液的路径延长时，下部流体通道4140的每单位长度的横截面宽度的变化也减小。因此，当流过第一流体通道4100的处理液引入第二流体通道4200时，处理液的每单位时间的流速变化变小。引入第二流体通道4200的处理液在流速上发生微小的变化。结果是，当观察从分配端4300分配的处理液的液幕的横截面时，处理液较少集中在相对两侧上，并且均匀地分配到基板上。
根据一实施方案，由于流体通道中的处理液流稳定，分配端4300具有朝处理液的分配方向凸出的圆形形状。即，从分配端4300的中央区域分配的处理液比从分配端4300的边缘区域分配的处理液沿更长的路径通过第二流体通道4200。在这种情况下，从分配端4300的中央区域分配的处理液比从分配端4300的边缘区域分配的处理液以更短的时间接触空气并在其间摩擦。因此，从分配端4300的中央区域分配的处理液比从分配端4300的边缘区域分配的处理液更容易到达基板W。结果是，可以进一步减轻处理液集中现象。
上面的详细描述基于根据本发明构思的实施方案的基板处理装置。然而，并不限于此，本发明构思适用于处理基板的所有装置。
根据本发明构思的实施方案，液体分配喷嘴和包括该液体分配喷嘴的基板处理装置可以提高处理基板的效率。
此外，根据本发明构思的实施方案，液体分配喷嘴可以最小化由流过液体分配喷嘴中的流体通道的处理液引起的涡流。
而且，根据本发明构思的实施方案，液体分配喷嘴可以将处理液均匀地分配到基板上。
另外，根据本发明构思的实施方案，液体分配喷嘴可以容易地制造。
虽然已经参照示例性实施方案描述了本发明构思，但对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，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，应当理解的是，上述实施方案并非限制性的，而是说明性的。

Claims (20)

1.一种用于处理基板的装置，所述装置包括：
支承单元，其包括具有座表面的支承板，所述基板支承在所述座表面上；以及
液体分配单元，其配置为将第一处理液分配到所述基板上，
其中，所述液体分配单元包括：
第一喷嘴，其配置为分配所述第一处理液，
其中，所述第一喷嘴包括：
第一流体通道，其形成在所述第一喷嘴中，且所述第一处理液流过所述第一流体通道；和
第二流体通道，其与所述第一流体通道连通，所述第二流体通道连接到所述第一喷嘴的分配端，
其中，所述第二流体通道具有大于所述第一流体通道的宽度，并且
其中，所述第一流体通道的中心轴线和所述第二流体通道的中心轴线以直线彼此连接；
所述第一流体通道包括：
上部流体通道，其中，垂直于所述上部流体通道的纵向方向的横截面的面积是恒定的；和
下部流体通道，其从所述上部流体通道延伸，其中，垂直于下部流体通道的纵向方向的横截面的面积逐渐减小，并且
其中，所述下部流体通道的下端位于所述第二流体通道的上端的下游；
其中，所述第二流体通道的上端与所述下部流体通道的上端一致。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一流体通道具有垂直于所述第一流体通道的纵向方向的圆形横截面，并且
其中，所述第二流体通道具有垂直于所述第一处理液流动的方向的狭缝状横截面。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第二流体通道的宽度沿从所述第一流体通道到所述分配端的方向逐渐增加。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述下部流体通道具有漏斗形状，并且
其中，所述下部流体通道的中心轴线与所述第一流体通道的中心轴线和所述第二流体通道的中心轴线一致。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，当观察所述下部流体通道的垂直截面时，所述下部流体通道和所述第二流体通道彼此邻接的部分形成的角是锐角。
6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第二流体通道具有弧形形状，并且
其中，所述弧形的中心在所述第一流体通道的中心轴线上。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述弧形的中心角是锐角。
8.一种用于处理基板的装置，所述装置包括：
支承单元，其包括具有座表面的支承板，所述基板支承在所述座表面上；以及
液体分配单元，其配置为将第一处理液分配到所述基板上，
其中，所述液体分配单元包括：
第一喷嘴，其配置为分配所述第一处理液，
其中，所述第一喷嘴包括：
第一流体通道，其形成在所述第一喷嘴中，且所述第一处理液流过所述第一流体通道；和
第二流体通道，其与所述第一流体通道连通，所述第二流体通道连接到所述第一喷嘴的分配端，
其中，所述第二流体通道具有大于所述第一流体通道的宽度，并且
其中，所述第一流体通道的中心轴线和所述第二流体通道的中心轴线以直线彼此连接；
所述第一流体通道包括：
上部流体通道，其中，垂直于所述上部流体通道的纵向方向的横截面的面积是恒定的；和
下部流体通道，其从所述上部流体通道延伸，其中，垂直于下部流体通道的纵向方向的横截面的面积逐渐减小，并且
其中，所述下部流体通道的下端位于所述第二流体通道的上端的下游；
其中所述分配端具有朝分配所述第一处理液的方向凸出的圆形形状。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述液体分配单元还包括：
第二喷嘴，其配置为分配与所述第一处理液不同的第二处理液；和
第三喷嘴，其配置为分配与所述第一喷嘴分配的所述第一处理液相同的所述第一处理液，
其中，所述第二喷嘴和所述第三喷嘴分别以液流的方式分配所述第二处理液和所述第一处理液，
其中，所述第一处理液是化学制品，并且
其中，所述第二处理液是去离子水。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一喷嘴沿倾斜方向将所述第一处理液分配到支承在所述支承单元上的所述基板的顶侧上。
11.一种用于分配处理液以处理基板的喷嘴，所述喷嘴包括：
第一流体通道，其形成在所述喷嘴中，并且所述处理液流过所述第一流体通道；和
第二流体通道，其与所述第一流体通道连通，所述第二流体通道连接到所述喷嘴的分配端，
其中，所述第二流体通道具有大于所述第一流体通道的宽度，并且
其中，所述第一流体通道的中心轴线和所述第二流体通道的中心轴线以直线彼此连接；
所述第一流体通道包括：
上部流体通道，其中，垂直于所述上部流体通道的纵向方向的横截面的面积是恒定的；和
下部流体通道，其从所述上部流体通道延伸，其中，垂直于所述下部流体通道的纵向方向的横截面的面积逐渐减小，并且
其中，所述下部流体通道的下端位于所述第二流体通道的上端的下游；
其中，所述第二流体通道的上端与所述下部流体通道的上端一致。
12.根据权利要求11所述的喷嘴，其中，所述第一流体通道具有垂直于所述第一流体通道的纵向方向的圆形横截面，并且
其中，所述第二流体通道具有垂直于所述处理液流动的方向的狭缝形横截面。
13.根据权利要求12所述的喷嘴，其中，所述第二流体通道的宽度沿从所述第一流体通道到所述分配端的方向逐渐增加。
14.根据权利要求11所述的喷嘴，其中，所述下部流体通道具有漏斗形状，并且
其中，所述下部流体通道的中心轴线与所述第一流体通道的中心轴线和所述第二流体通道的中心轴线一致。
15.根据权利要求14所述的喷嘴，其中，当观察所述下部流体通道的垂直截面时，所述下部流体通道和所述第二流体通道彼此邻接的部分形成的角是锐角。
16.根据权利要求14所述的喷嘴，其中，所述第二流体通道具有弧形形状，并且
其中，所述弧形的中心在所述第一流体通道的中心轴线上。
17.根据权利要求16所述的喷嘴，其中，所述弧形的中心角是锐角。
18.一种用于分配处理液以处理基板的喷嘴，所述喷嘴包括：
第一流体通道，其形成在所述喷嘴中，并且所述处理液流过所述第一流体通道；和
第二流体通道，其与所述第一流体通道连通，所述第二流体通道连接到所述喷嘴的分配端，
其中，所述第二流体通道具有大于所述第一流体通道的宽度，并且
其中，所述第一流体通道的中心轴线和所述第二流体通道的中心轴线以直线彼此连接；
所述第一流体通道包括：
上部流体通道，其中，垂直于所述上部流体通道的纵向方向的横截面的面积是恒定的；和
下部流体通道，其从所述上部流体通道延伸，其中，垂直于所述下部流体通道的纵向方向的横截面的面积逐渐减小，并且
其中，所述下部流体通道的下端位于所述第二流体通道的上端的下游；
其中所述分配端具有朝分配所述处理液的方向凸出的圆形形状。
19.一种用于制造权利要求13至17中任一项所述的喷嘴的方法，其中，通过在所述喷嘴的上端沿所述处理液流动的方向执行钻孔操作来形成所述第一流体通道，并且
其中，通过在所述分配端沿与形成所述第一流体通道的方向相反的方向执行狭缝加工操作来形成所述第二流体通道。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，执行所述狭缝加工操作直到所述下部流体通道开始的端部。
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