CN118231278A - 基板处理装置 - Google Patents

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王晖
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Shengwei Semiconductor Equipment Shanghai Co ltd
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Abstract

本发明提出了一种基板处理装置，包括处理槽，用于收容多个基板及贮存浸没多个基板的处理液；鼓泡器，配置在处理槽中，且位于多个基板的下方，用于向处理液中提供气泡，鼓泡器包括面向多个基板的鼓泡板以及鼓泡腔，鼓泡板上具有多个开孔，鼓泡腔用于向多个开孔提供气体。在本发明中，鼓泡腔的内部划分为供气流量独立控制的至少两个气体通道和/或鼓泡板上划分为开孔密度独立设置的至少两个开孔区。本发明通过调整各气体通道的供气流量和/或开孔区的开孔密度控制基板不同区域的鼓泡行为，以使基板面内以及多个基板之间的刻蚀速率相同，达到改善基板面内及片间均一性的目的。

Description

基板处理装置
技术领域
本发明涉及半导体制造设备领域，特别是涉及一种基板处理装置。
背景技术
在半导体制造过程中，基板处理装置可以通过将多张基板浸没在处理槽内，由处理液对多张基板同时进行清洗或刻蚀等工艺处理。为提高基板液处理的均匀性，例如基板刻蚀均匀性，通常会在处理槽内配置气泡供给管，向处理液中供应气泡，对处理液进行搅动以促进基板表面的传质效率，以此提高基板刻蚀的均匀性。
例如，在专利文献1(CN114446822A)公开的基板处理装置中，在浸渍于处理液中的多个基板下方配置多个气泡产生管，多个气泡产生管沿多个基板主面的法线方向(即基板的排列方向)延伸，通过控制各个气泡产生管内的气体流量，使从多个气泡产生管产生的气泡量大致相等，从而抑制基板整个面内的处理不均匀。
然而，专利文献1仍然存在基板面内不均匀的问题，这是因为气泡主要集中在气泡产生管上方区域，也即气泡产生管产生的气泡在基板上的覆盖面积有限。如图28所示，基板上虚线框所指区域，基本上无气泡或气泡量明显不足，这将使基板局部区域刻蚀效率降低，进而难以控制基板的面内均一性。此种情况在基板表面形成有凹凸结构时更为明显。
又如，在专利文献2(CN111430270A)公开的基板处理装置中，在多个基板的下方配置具有在多个基板排列方向不同区域喷出流体的多个喷出路径的流体供给部，以及对多个喷出路径配置移动机构，使多个喷出路径在基板液处理过程中变更喷出位置，由此，提高多个基板间处理的均匀性，以及基板整个面内的均匀性。
然而，在专利文献2中，通过移动机构来实现基板液处理的面内和片间均一性，会使得装置的结构和控制变得复杂、成本变高、维修养护难度增大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够改善基板面内以及多个基板片间的液处理均匀性的基板处理装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基板处理装置，包括：
处理槽，用于收容沿水平方向排成一列的多个基板，及贮存浸没所述多个基板的处理液，基板排列方向定义为Y方向，与基板的主面平行的水平方向定义为X方向，X方向和Y方相互垂直；
鼓泡器，配置在所述处理槽中，且位于所述多个基板的下方，用于向所述处理液中提供气泡，所述鼓泡器包括：
鼓泡板，所述鼓泡板面向所述多个基板，所述鼓泡板上具有多个开孔；
鼓泡腔，所述鼓泡腔用于向所述多个开孔提供气体；
其中，所述鼓泡腔的内部划分为相互独立的至少两个气体通道，所述至少两个气体通道的供气流量独立控制。
本发明为解决上述技术问题，还提出了一种基板处理装置，包括：
处理槽，用于收容沿水平方向排成一列的多个基板，及贮存浸没所述多个基板的处理液，基板排列方向定义为Y方向，与基板的主面平行的水平方向定义为X方向，X方向和Y方相互垂直；
鼓泡盒，配置在所述处理槽中，且位于所述多个基板的下方，用于向所述处理液中提供气泡，所述鼓泡盒包括：
鼓泡板，所述鼓泡板面向所述多个基板，所述鼓泡板上具有多个开孔；
鼓泡腔，所述鼓泡腔用于向所述多个开孔提供气体；
其中，所述多个开孔不均匀地分布在所述鼓泡板上。
本发明为解决上述技术问题，还提出了一种基板处理装置，包括：
处理槽，用于收容沿水平方向排成一列的多个基板，及贮存浸没所述多个基板的处理液；
鼓泡器，配置在所述处理槽中，且位于所述多个基板的下方，用于向所述处理液中提供气泡，所述鼓泡器具有进气口，所述进气口处设置有挡板，所述挡板设置在气体流动方向上，用以使经进气口供应至所述鼓泡器内的气体在所述鼓泡器内均匀扩散。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中的基板处理装置的立体图；
图2显示为本发明实施例一中的基板处理装置的俯视图；
图3显示为图2沿A-A向的剖面图；
图4显示为图2沿B-B向的剖面图；
图5a至图5d显示为本发明实施例一中的液体供给部和气体供给部的位置关系示意图；
图6显示为图2中C处的局部放大图；
图7显示为本发明实施例一中的气体供给部的立体图；
图8显示为图7沿X方向的剖面图；
图9a至图9c显示为本发明实施例一中的鼓泡腔内部气体通道的示意图；
图10显示为基板上沿X方向划分的刻蚀区域的示意图；
图11显示为本发明实施例二中的鼓泡器的立体图；
图12a显示为图11沿X方向的剖面图，其中，鼓泡腔内未设置隔板；
图12b显示为图11沿X方向的剖面图，其中，鼓泡腔内设置隔板；
图13a至图13c显示为本发明实施例二中的鼓泡板上开孔区的示意图；
图14显示为本发明一示例中鼓泡板上的开孔区及开孔密度的示意图；
图15显示为本发明另一示例中鼓泡板上的开孔区及开孔密度的示意图；
图16显示为本发明又一示例中鼓泡板上的开孔区及开孔密度的示意图；
图17显示为多个基板沿Y方向划分的基板组的示意图；
图18a至图18c显示为本发明实施例二中的一个开孔区中多列开孔的示意图；
图19显示为本发明实施例三中的鼓泡器的立体图；
图20显示为图19沿X方向的剖面图；
图21a显示为本发明实施例四中的鼓泡器的剖面图，其中，进气口处设置挡板；
图21b显示为一种鼓泡器的剖面图，其中，进气口处未设置挡板；
图22显示为本发明实施例四中的鼓泡器的俯视图；
图23a显示为图21a所示鼓泡器沿Y方向的气速分布模拟曲线；
图23b显示为图21b所示鼓泡器沿Y方向的气速分布模拟曲线；
图24a显示为图21a所示鼓泡器沿X方向的气速分布模拟曲线；
图24b显示为图21b所示鼓泡器沿X方向的气速分布模拟曲线；
图25显示为本发明实施例五中的鼓泡器的仰视图；
图26显示为本发明实施例五中一示例的鼓泡器沿X方向的剖视图；
图27显示为本发明实施例五中另一示例的鼓泡器沿X方向的剖视图；
图28显示为现有技术中气泡产生管的鼓泡示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
在本申请中，基板处理装置利用处理液对多张基板执行清洗或刻蚀等批量处理。处理液的种类及温度不做特别限定。例如，处理液可以为SC-1(1号标准清洗液)、SC-2(2号标准清洗液)、H2SO4(硫酸)等用于对基板进行清洗处理的清洗液，也可以为DIW(去离子水)、UPW(超纯水)等用于对基板进行冲洗处理的冲洗液，还可以为BHF(缓冲氢氟酸)、高温磷酸(H3PO4)等用于对基板进行刻蚀处理的刻蚀液。
在本示例中，以基板处理装置进行磷酸刻蚀工艺为例进行说明。具体地，基板处理装置利用高温磷酸水溶液(温度约为160℃)对基板图形面中作为掩蔽层的氮化硅进行选择性湿法刻蚀，用以将光刻掩模版上的图形精确地转移到基板的表面。
图1为本实施例一中基板处理装置的立体图。图2为本实施例一中基板处理装置的俯视图。图3为图2中沿A-A向的剖面图。图4为图2中沿B-B向的剖面图。
如图1至图4所示，基板处理装置包括处理槽101、基板保持部102、气体供给部103和液体供给部104。
处理槽101用于贮存处理液并收容多张基板W。处理槽101贮存的处理液例如为磷酸溶液，磷酸溶液的温度为140°～160°。在本示例中，处理槽101包括内槽111和外槽112，内槽111位于外槽112中。内槽111的底壁和侧壁与外槽112的内壁均具有一定间隔，内槽111中的处理液能够溢流至外槽112中。外槽112中的处理液将内槽111包围，能够对内槽111内的处理液起到一定的保温作用，进而可以降低处理液的温度损失，降低能耗，同时提高工艺的稳定性。
需要说明的是，在其他实施例中，外槽112还可以围绕内槽111的上部外围设置，仅作为溢流槽使用。
基板保持部102用于在处理槽101内保持多个基板W，多个基板W呈竖直姿态以规定间隔p沿水平方向排列成一列。规定间隔p例如为5mm。这里，定义基板的排列方向为Y方向，定义与基板主面平行的水平方向为X方向，并且X方向和Y方向垂直，定义与X方向和Y方向所在平面垂直的方向为Z方向。
另外，在本示例中，基板保持部102可升降地设置在处理槽101内，即基板保持部102具有同时带动多个基板W在处理槽101中升降的功能。在进行基板液处理时，基板保持部102带动基板W下降进入处理槽101中，使基板W浸没在处理液中；在基板液处理结束之后，基板保持部102再带动基板W升高离开处理槽101。在其他示例中，基板保持部102可以固定设置在处理槽101内。
气体供给部103包括鼓泡器131和进气管路132。鼓泡器131设置在处理槽101内，位于多个基板W的下方，用于向处理液中提供气泡。鼓泡器131生成的气泡平均直径为d，其中，30％p≤d≤95％p，p为多个基板W的规定间隔。进气管路132用于向鼓泡器131提供气体。进气管路132中的至少部分管路以盘管形式固定在处理槽101的外壁上，这样在气体供应至处理液之前，可以使进气管路132中的气体与处理槽101中的处理液进行热交换，从而避免气体与处理液之间的温差过大引起处理液的温度波动，进而影响基板的刻蚀效果。在图1中，部分进气管路132呈蛇形盘管状固定在外槽112的外壁上。
液体供给部104包括进液管路141和液体喷出管142。进液管路141用于向液体喷出管142供应处理液，例如140℃～160℃的磷酸溶液。进液管路141具有分支管路(图未示出)，分支管路与外槽112相连，以使处理液在内槽111和外槽112之间循环。液体喷出管142位于鼓泡器131和多个基板W之间，液体喷出管142沿Y方向延伸，用于向处理槽101内供应处理液，结合参考图5a至图5d，液体喷出管142上设置有多个液体出口1421，多个液体出口1421朝向基板W，且液体出口1421与竖直方向呈0～180°夹角。
液体喷出管142可以设置在鼓泡器131的正上方和/或侧上方。如图5a和图5b所示，液体喷出管142设置有两个，两个液体喷出管142关于基板W的中心对称分布且设置在鼓泡器131的正上方。在图5a中，鼓泡器131在液体喷出管142的垂直投影区域内具有开孔；在图5b中，鼓泡器131在液体喷出管142的垂直投影区域不具有开孔。如图5c所示，液体喷出管142设置有两个，两个液体喷出管142关于基板W的法线对称分布且设置在鼓泡器131的侧上方。如图5d所示，液体喷出管142设置有三个，在三个液体喷出管142中，位于外侧的两个液体喷出管142关于基板W的中心对称分布并设置在鼓泡器131的侧上方，位于中央的液体喷出管142设置在鼓泡器131的正上方。
图6为图2中C处局部放大图，示出了鼓泡器中开孔与基板的位置关系。图7示出了鼓泡器的立体图。图8示出了鼓泡器沿X方向的剖面图。
图9a至图9c示出了鼓泡腔内部气体通道的示意图。图10示出了基板上沿X方向划分的刻蚀区域的示意图。
下面结合图6至图10对鼓泡器的结构进行说明。
如图7所示，鼓泡器131为一呈扁平状的鼓泡盒131。鼓泡盒131的顶面为具有多个开孔13111的鼓泡板1311。鼓泡板1311面向多个基板W，多个开孔13111可以均匀分布，也可以非均匀分布。在本示例中，多个开孔13111沿Y方向呈N排设置，且从上方观察，相邻基板W之间具有一排开孔13111，N为正整数，具体地，N通常不小于基板保持部102所能承载的基板数量。如图6所示，在X方向上相邻的两个开孔13111之间的间隔为t，其中，30％p≤t≤4p，p为多个基板W的规定间隔。在相邻基板W之间配置一排开孔13111，可以更好地使气泡沿基板面方向(即X方向)均匀的覆盖基板的整个表面，避免基板局部区域无气泡搅拌，进而改善基板面内的均一性。
如图7和图8所示，鼓泡盒131的内部空间形成具有至少两个气体通道L的鼓泡腔1312，用于向鼓泡板1311上的多个开孔13111提供气体。如图8所示，鼓泡腔1312内具有隔板1313，隔板1313将鼓泡腔1312内划分为至少两个气体通道L，至少两个气体通道L的供气流量独立控制。隔板1313可以是可拆卸的，也可以是固定的。
每个气体通道L各自配置有进气管路132和进气口1321，进气管路132通过进气口1321与相应的气体通道L相连通。进气管路132上配置有流量控制元件(图未示出)，例如MFC(质量流量控制器)，用于调整对应的气体通道L内的供气流量。
鼓泡腔1312的内部沿X方向和/或Y方向划分出至少两个气体通道。例如：如图9a所示，鼓泡腔1312内设置沿Y方向延伸的纵向隔板1313a，将鼓泡腔1312内部沿X方向划分为四个气体通道L1～L4。又如：如图9b所示，鼓泡腔1312内设置沿X方向延伸的横向隔板1313b，将鼓泡腔1312内部沿Y方向划分为四个气体通道L1～L4。又如：如图9c所示，鼓泡腔1312内设置沿Y方向延伸的纵向隔板1313a和沿X方向延伸的横向隔板1313b，将鼓泡腔1312内部沿X方向和Y方向网格化划分为九个气体通道L1～L9。
需要说明的是，图9a至图9c仅为示例，不用于限制气体通道的划分数量和划分方向，以及各气体通道的相对大小。例如，隔板可以与X方向或Y方向具有一定夹角，划分出倾斜的气体通道，亦或者，隔板可以为圆环形隔板或者矩形隔板，划分出环形气体通道。又例如，参考图9a中，气体通道L1～L4在X方向的宽度分别记为W1～W4，在一示例中，鼓泡腔1312内部可以沿X方向按等分的方式划分出气体通道L1～L4，即W1＝W2＝W3＝W4，在另一示例中，鼓泡腔1312内部可以沿X方向按不等分的方式划分出气体通道L1～L4，例如，W1＝W4＜W2＝W3。
以图9a所示鼓泡腔的划分方式对各气体通道的供气流量独立控制进行说明。参见图9a和图10，鼓泡腔1312沿X方向划分出气体通道L1～L4，同样地，基板W沿X方向划分成与气体通道L1～L4一一对应的刻蚀区域M1～M4，在本实施例中，通过调整气体通道的供气流量控制对应刻蚀区域的鼓泡行为，例如气泡数量，以使基板上各个刻蚀区域中的刻蚀速率相同，从而提高基板刻蚀的面内均一性。例如，在气体通道L1～L4的供应气量相同条件下对基板进行刻蚀，获得基板刻蚀区域M1～M4各自的平均刻蚀速率V1～V4，当实验结果显示：V1＝V4＜V2＝V3，则可以通过提高气体通道L1和L4的供气流量，增加刻蚀区域M1和M4的气泡数量，提高刻蚀区域M1和M4的搅动效果和传质效率，从而提升刻蚀区域M1和M4的刻蚀速率，使V1＝V2＝V3＝V4，进而达到改善基板刻蚀的面内均一性的目的。
实施例二
请参阅图11至图15，本实施例提供了一种基板处理装置，与实施例一相比，实施例二的区别之处在于鼓泡器231的结构，其他结构与实施例一相同，不再赘述。
鼓泡器231包括鼓泡板2311和鼓泡腔2312。进气管路232与鼓泡腔2312内部的气体通道L相连通，用以向鼓泡板2311供应气体。在一示例中，鼓泡腔2312的内部空间不进行区域划分，为一个贯通的气体通道L，如图12a所示；在另一示例中，鼓泡腔2312的内部空间设置隔板2313，隔板2313将鼓泡腔2312的内部空间划分为至少两个气体通道L，如图12b所示，至少两个气体通道L的供气流量独立控制，各气体通道具体供气流量控制方式可参见实施例一的相关描述。
在本示例中，鼓泡板2311上划分出至少两个开孔区K，至少两个开孔区K的开孔密度独立设置。需要说明的是，当鼓泡腔2312内设置隔板2313时，鼓泡板2311上的至少两个开孔区K可以与鼓泡腔2312内的至少两个气体通道L一一对应，也可以不一一对应，简言之，鼓泡板2311和鼓泡腔2312的区域划分是相对独立的，在本申请中，鼓泡板2311和鼓泡腔2312的区域划分依据在于基板面内的刻蚀速率分布以及多个基板之间的刻蚀速率分布。
可以采用具有多个开孔的且可拆卸的活动面板构成鼓泡板2311上的至少部分开孔区K，活动面板可以密封拼接在相应的开孔区。
在本示例中，鼓泡板2311上沿X方向和/或Y方向划分出至少两个开孔区K。图13a至图13c示出了鼓泡板2311上开孔区的示意图。如图13a所示，鼓泡板2311上沿X方向划分为四个开孔区K1～K4，四个开孔区K1～K4均沿Y方向延伸。如图13b所示，鼓泡板2311上沿Y方向划分为三个开孔区K1～K3，三个开孔区K1～K3均X方向延伸。如图13c所示，鼓泡板2311上沿X方向和Y方向划分为九个开孔区K1～K9。
下面将结合图14至图16对鼓泡板2311各开孔区的开孔密度独立设置进行说明。
如图14和图15所示，鼓泡板2311上沿X方向划分出四个开孔区K1～K4，四个开孔区K1～K4的开孔密度分别记为Q1～Q4，同样地，结合参考图10，基板W沿X方向划分成与开孔区K1～K4一一对应的刻蚀区域M1～M4，通过设置开孔区的开孔密度调整对应刻蚀区域的鼓泡行为，例如气泡数量，以使基板上各个刻蚀区域中的刻蚀速率相同，从而提高基板刻蚀的面内均一性。
例如，在四个开孔区K1～K4的开孔密度相同的条件下对基板进行刻蚀，获得基板刻蚀区域M1～M4各自的平均刻蚀速率V1～V4，当实验结果显示：V1＝V4＜V2＝V3，则可以通过增大开孔区K1和K4的开孔密度(如图14所示)，增加刻蚀区域M1和M4的气泡数量，提高刻蚀区域M1和M4的搅动效果和传质效率，从而提升基板W上刻蚀区域M1和M4的刻蚀速率，使V1＝V2＝V3＝V4，进而达到改善基板刻蚀的面内均一性的目的。同样地，当实验结果显示：V1＝V4＞V2＝V3，则可以通过增加开孔区K2和K3的开孔密度(如图15所示)，增加刻蚀区域M2和M3位置处的气泡数量，提高基板W上刻蚀区域M2和M3的搅动效果和传质效率，从而提升刻蚀区域M2和M3的刻蚀速率，使V1＝V2＝V3＝V4，进而达到改善基板刻蚀的面内均一性的目的。
如图16所示，鼓泡板2311上沿Y方向划分出两个开孔区K1和K2，两个开孔区K1和K2的开孔密度分别记为Q1和Q2，与此同时，结合参考图17，多个基板W沿排列方向Y划分成与开孔区K1和K2一一对应的基板组G1和G2，通过设置开孔区的开孔密度调整各基板组处的鼓泡行为，例如气泡数量，以使各基板组的刻蚀速率相同，从而提高基板刻蚀的基板与基板之间的均一性。
例如，在两个开孔区K1和K2的开孔密度相同的条件下对基板进行刻蚀，获得基板组G1和G2各自的平均刻蚀速率V1和V2，当实验结果显示，V1＞V2，则可以通过增大开孔区K2的开孔密度(如图16所示)，增加向基板组G2供应的气泡数量，提高基板组G2所处区域的搅动效果和传质效率，从而提升基板组G2的刻蚀速率，使V1＝V2，进而达到改善基板刻蚀的片间均一性的目的。
开孔区内的密度改变在本申请主要是指改变每个开孔区内沿X方向相邻开孔之间的间隔，具体的，每个开孔区内沿X方向相邻开孔之间的间隔可以是相等的，也可以是部分不相等。在本示例中，如图18a至图18c给出了一个开孔区中的多个开孔沿X方向呈多列排布的三种示意图，多列开孔沿X方向的列间距可以是相等的，或者可以部分是不相等。如图18a所示，开孔区K中具有5列开孔，5列开孔之间的列间距相等。如图18b所示，开孔区K中具有10列开孔，10列开孔的列间距自中心向外侧逐渐增大。如图18c所示，开孔区K中具有7列开孔，左侧5列开孔的列间距自左向右逐渐增大，右侧3列开孔的列间距相等。
需要说明的是，在其他示例中，开孔区内的多个开孔在X方向不按列排布，开孔区内的多个开孔在Y方向形成多排开孔，各排开孔中相邻开孔的间隔可调整。
此外，可以同时调整开孔区的开孔密度和气体通道的供气流量，用以改善基板刻蚀的均匀性。例如，在一示例中，鼓泡板2311上如图13a所示沿X方向划分出四个开孔区K1～K4。与此同时，鼓泡腔2322内如图12b所示沿X方向划分出四个气体通道L1～L4，结合参考图10，四个气体通道L1～L4与四个开孔区K1～K4一一对应，假设四个开孔区K1～K4的开孔密度相同，仅通过调整四个气体通道L1～L4的供气流量调整对应基板W上不同刻蚀区域的刻蚀速率，受到供气流量上限值的约束，这是因为供气流量达到上限值之后继续提高供气流量，可能会使气泡的平均直径超出预定范围，例如，供气流量过大，尽管气泡量较多，但是气泡之间并聚加快，会使气泡尺寸增大，即单纯依靠改变供气流量可能会导致气泡尺寸不可控，然而，气泡尺寸也是决定基板刻蚀均一性的关键因素之一，基于此，可以同时调整气体通道的供气流量和开孔区的开孔密度，发挥两者的协同作用，在气泡尺寸可控的基础上改善鼓泡行为，例如气泡数量，以使基板刻蚀获得更好地面内及片间均一性。
实施例三
请参阅图19和图20，本实施例提供了一种基板处理装置，与实施例一相比，本实施例的区别之处在于鼓泡器331的结构，其他结构与实施例一相同，不再赘述。图19示出了本实施例中鼓泡器的立体图。图20示出了本实施例中鼓泡器的剖面图。如图19和图20所示，鼓泡器331为至少两个鼓泡管330，鼓泡管330呈扁平状，每个鼓泡管330的顶面具有多个开孔33111，每个鼓泡管330的内部构成至少一个气体通道L，每个气体通道L的供气流量独立控制。鼓泡管330可以沿X方向或Y方向延伸。
在本示例中，鼓泡器331具有四个鼓泡管330。如图19所示，四个鼓泡管330沿Y方向延伸，并沿X方向呈一字排开。每个鼓泡管330内部构成一个气体通道L，且每个鼓泡管330连接一条进气管路332。通过进气管路332上配置的流量调节元件(例如MFC)调节相应鼓泡管330内的供气流量。在其他示例中，鼓泡管330内部可以设置隔板(图未示出)，通过隔板将鼓泡管330内部划分出至少两个气体通道，各气体通道的供气流量可独立控制。
在图19中，四个鼓泡管330顶面的开孔密度相同，各自具有沿X方向分布的5列开孔。需要说明的是，每个鼓泡管330顶面的开孔密度独立设置。也即，一个鼓泡管330的顶面相当于一个开孔区。各鼓泡管330顶面的开孔密度设置可以参照实施例二中各开孔区的开孔密度设置的相关描述，在此不再赘述。
鼓泡管330的横截面可以不限于图20所示的矩形，还可以为菱形或者椭圆形等任意形状。
实施例四
请参阅图21a至图24b，本实施例提供了一种基板处理装置，与实施例一相比，本实施例的区别之处在于鼓泡器431的结构，其他结构与实施例一相同，不再赘述。图21a示出了实施例四中鼓泡器的剖面图。鼓泡器431包括鼓泡板4311和鼓泡腔4312，鼓泡腔4312内部形成有气体通道L，气体通道L配置有进气口4321，进气口4321用于与进气管路相连，向气体通道L内供应气体。在本实施例中，进气口4321处配置有挡板4314，挡板4314设置在气体流动方向上，用以使经进气口4321供应至鼓泡腔4312内的气体在鼓泡腔4312内均匀扩散，更具体地说，挡板4314用以使经进气口4321供应至相应气体通道L内的气体在该气体通道L内均匀扩散。
申请人分别对进气口4321处设置挡板4314的鼓泡器431和未设置挡板的鼓泡器531的气体分布进行了模拟分析。图21a示出的鼓泡器431的进气口4321处设置有挡板4314。图21b示出的鼓泡器531的进气口5321处未设置挡板。参见图22，鼓泡器431和鼓泡器531的鼓泡板上的开孔形式相同，具体地，鼓泡器431的鼓泡板4311上的开孔43111呈矩阵排布，在本示例中，鼓泡板4311上沿Y方向设有53排开孔，沿X方向设有23列开孔。
结合参考图22，图23a为鼓泡器431上C1～C6六列开孔的气速分布模拟曲线，图23b为鼓泡器531上C1～C6六列开孔的气速分布模拟曲线。由图23a和图23b可知，鼓泡器431和鼓泡器531上沿Y方向的气体分布都随着开孔与进气口的距离增大而趋于平稳。但是，鼓泡器431上的C1～C6六列开孔在Y方向自进气口4321侧第10排开孔(r10)起气速开始收敛并近似稳定在0.09m/s，而鼓泡器531上的C1～C6六列开孔在Y方向自进气口5321侧第16排开孔(r6)起气速才开始收敛并近似稳定在0.09m/s。此外，鼓泡器431上C1～C6六列开孔中前12排孔(r1～r12)的气速波动明显小于鼓泡器531上C1～C6六列开孔中前12排孔(r1～r12)的气速波动。如图23b所示，鼓泡器531上C1～C6六列开孔中前12排孔(r1～r12)的气速波动范围在0.04m/s～0.14m/s，波动幅度0.1m/s，而鼓泡器431上C1～C6六列开孔中前12排孔(r1～r12)的气速波动范围在0.07m/s～0.09m/s，波动幅度仅0.02m/s。由此表明，鼓泡器431在进气口4321处增设挡板4314，能够明显改善鼓泡板4311上开孔喷出的气体速度沿Y方向上的均匀性。
结合参考图22，图24a为鼓泡器431上靠近进气口4321侧的第一排开孔r1、第5排开孔r5以及第10排开孔r10的气速分布模拟曲线，图24b为鼓泡器531上靠近进气口5321侧的第一排开孔r1、第5排开孔r5以及第10排开孔r10的气速分布模拟曲线。由图24a和图24b可知，鼓泡器431上三排开孔(r1、r5、r10)的气速分布具有较好的均匀性，波动范围在0.03m/s，而鼓泡器531上三排开孔(r1、r5、r10)的气速分布均匀性较差，波动范围在0.11m/s。由此表明，鼓泡器431在进气口4321处增设挡板4314，能够明显改善鼓泡板4311上开孔喷出的气体速度沿X方向上的均匀性。
基于上述分析，进气口4321处配置挡板4314，有利于使气体在鼓泡腔4312内均匀扩散，消除因鼓泡器431进气口4321处气体流速波动引起的基板局部区域出现刻蚀不均匀的现象。
实施例五
请参见图25至图27，本实施例提出了一种基板处理装置，与实施例一相比，本实施例的不同之处在于鼓泡器631的结构，其他结构与实施例一相同，不再赘述。如图25至图27所示，鼓泡器631的下方设置吹扫部700，用以对鼓泡器631下方的处理液进行搅拌，避免鼓泡器631的下方形成死水区。
在一示例中，如图26所示，鼓泡器631包括鼓泡腔6312、位于鼓泡腔6312顶部的鼓泡板6311以及位于鼓泡腔6312底部的底板6313。底板6313的中央区域开设吹扫孔6314，吹扫孔6314与鼓泡腔6312连通，构成吹扫部700，用以对鼓泡器631下方的处理液进行搅拌。
在另一示例中，如图27所示，吹扫部700设置在鼓泡器631的下方，吹扫部700包括内部中空的壳体701和吹扫管路(图未示出)，壳体701的下表面开设有开孔702，吹扫管路与壳体701内部连通，用以向壳体701内部提供气体，进而对鼓泡器631下方的处理液进行搅拌。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (28)

1.一种基板处理装置，其特征在于，包括：
处理槽，用于收容沿水平方向排成一列的多个基板及贮存浸没所述多个基板的处理液，基板排列方向定义为Y方向，与基板的主面平行的水平方向定义为X方向，X方向和Y方相互垂直；
鼓泡器，配置在所述处理槽中，且位于所述多个基板的下方，用于向所述处理液中提供气泡，所述鼓泡器包括：
鼓泡板，所述鼓泡板面向所述多个基板，所述鼓泡板上具有多个开孔；
鼓泡腔，所述鼓泡腔用于向所述多个开孔提供气体；
其中，所述鼓泡腔的内部划分为相互独立的至少两个气体通道，所述至少两个气体通道的供气流量独立控制。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡腔的内部沿X方向和/或Y方向划分出所述至少两个气体通道。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个开孔沿Y方向呈N排设置，且从上方观察，相邻基板之间具有一排开孔，N为正整数。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，在所述多个开孔中，在X方向上相邻的两个开孔之间的间隔为t，所述多个基板以规定间隔p排成一列，其中，30％p≤t≤4p。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡器生成气泡的平均直径为d，所述多个基板以规定间隔p排成一列，其中，30％p≤d≤95％p。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个开孔均匀分布。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个开孔非均匀分布。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡板上划分出至少两个开孔区，所述至少两个开孔区的开孔密度独立设置。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡板上沿X方向和/或Y方向划分出所述至少两个开孔区。
10.根据权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，每个开孔区内沿X方向相邻的两个开孔之间的间隔是相等的，或者至少部分是不相等的。
11.根据权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡板上的至少部分开孔区由具有多个开孔且可拆卸的活动面板构成。
12.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡器包括鼓泡盒，所述鼓泡盒呈扁平状，所述鼓泡盒的顶面构成所述鼓泡板，所述鼓泡盒的内部构成所述鼓泡腔，所述鼓泡腔内设置有隔板，所述隔板将所述鼓泡腔划分为所述至少两个气体通道。
13.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡器包括至少两个鼓泡管，所述鼓泡管呈扁平状，所述至少两个鼓泡管的顶面共同构成所述鼓泡板，所述至少两个鼓泡管的内部共同构成所述鼓泡腔，每个鼓泡管的内部构成至少一个气体通道，每个鼓泡管的顶面具有多个开孔。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡管内设置有隔板，所述隔板将所述鼓泡管的内部划分出至少两个气体通道。
15.根据权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，每个所述鼓泡管顶面的开孔密度独立设置。
16.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述至少两个气体通道各自配置有进气口，所述进气口用于向对应的气体通道内提供气体。
17.根据权利要求16所述的基板处理装置，其特征在于，所述进气口处设置有挡板，所述挡板配置在气体流动方向上，用以使经进气口供应至所述气体通道内的气体在该气体通道内均匀扩散。
18.根据权利要求16所述的基板处理装置，其特征在于，还包括供气管路，所述供气管路与所述进气口相连，用以向所述进气口提供气体，所述供气管路的至少部分管路以盘管形式固定在所述处理槽的外壁上，以使所述供气管路中的气体与所述处理槽中的处理液进行热交换。
19.根据权利要求18所述的基板处理装置，其特征在于，所述处理液为磷酸溶液，所述磷酸溶液的温度为140°～180℃。
20.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，还包括液体喷出管，所述液体喷出管配置在所述多个基板的下方，并沿Y方向延伸，用于向所述处理槽内供应所述处理液，所述液体喷出管上设置有多个液体出口，所述多个液体出口朝向基板，且所述液体出口与竖直方向呈0～180°夹角。
21.根据权利要求20所述的基板处理装置，其特征在于，包括两个所述液体喷出管，两个液体喷出管关于所述基板的中心对称分布，两个所述液体喷出管均位于鼓泡器的正上方，或者两个液体喷出管均位于所述鼓泡器的侧上方。
22.根据权利要求20所述的基板处理装置，其特征在于，所述液体喷出管设置有三个，其中，三个液体喷出管等间隔分布，位于外侧的两个液体喷出管关于所述基板的中心对称分布且位于鼓泡器的侧上方，位于中央的液体喷出管位于鼓泡器的正上方。
23.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，还包括吹扫部，所述吹扫部配置在所述鼓泡器的下方，用以对所述鼓泡器下方的处理液进行搅拌。
24.一种基板处理装置，其特征在于，包括：
处理槽，用于收容沿水平方向排成一列的多个基板且贮存浸没所述多个基板的处理液，基板排列方向定义为Y方向，与基板的主面平行的水平方向定义为X方向，X方向和Y方相互垂直；
鼓泡盒，配置在所述处理槽中，且位于所述多个基板的下方，用于向所述处理液中提供气泡，所述鼓泡盒包括：
鼓泡板，所述鼓泡板面向所述多个基板，所述鼓泡板上具有多个开孔；
鼓泡腔，所述鼓泡腔用于向所述多个开孔提供气体；
其中，所述多个开孔不均匀地分布在所述鼓泡板上。
25.根据权利要求24所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个开孔沿Y方向呈N排设置，且从上方观察，相邻基板之间具有一排开孔，N为正整数。
26.根据权利要求24所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡板上划分出至少两个开孔区，所述至少两个开孔区的开孔密度独立设置。
27.根据权利要求26所述的基板处理装置，其特征在于，所述鼓泡板上沿X方向和/或Y方向划分出所述至少两个开孔区。
28.一种基板处理装置，其特征在于，包括：
处理槽，用于收容沿水平方向排成一列的多个基板且贮存浸没所述多个基板的处理液；
鼓泡器，配置在所述处理槽中，且位于所述多个基板的下方，用于向所述处理液中提供气泡，所述鼓泡器具有进气口，所述进气口处设置有挡板，所述挡板设置在气体流动方向上，用以使经进气口供应至所述鼓泡器内的气体在所述鼓泡器内均匀扩散。
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JP4294893B2 (ja) * 2001-08-02 2009-07-15 東京エレクトロン株式会社 基板熱処理装置及びその整流機構並びに整流方法
JP7190912B2 (ja) * 2019-01-10 2022-12-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP7515335B2 (ja) * 2019-12-26 2024-07-12 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
JP7381351B2 (ja) * 2020-01-20 2023-11-15 株式会社ジェイ・イー・ティ 基板処理装置
JP7508339B2 (ja) * 2020-10-30 2024-07-01 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法

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