CN1638059A - 流体供给喷嘴、基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流体供给喷嘴、基板处理装置及基板处理方法,流体供给喷嘴(100)包括流入流体的流体流入部(101),蓄积流体的储液部(102),设置在流体流入部(101)和储液部(102)之间的、具有用于边降低流速边使流体流入储液部(102)的节流孔(103a)的流速调整壁(103),以及具有用于由施加在储液部(102)上的压力排出流体的狭缝(105)的排出部(104)。基板处理装置用这样的流体供给喷嘴构成。另外,基板处理方法包括通过以连续的一层膜状排出流体并供给到基板上来进行基板的处理的工序。因此,能使用流体供给喷嘴(100)。

Description

流体供给喷嘴、基板处理装置及基板处理方法
技术领域
本发明涉及一种流体供给喷嘴,特别涉及用于半导体器件或者平板显示面板(液晶显示装置及PDP(P1asma display panel)等)等的基板处理的流体供给喷嘴、使用它的基板处理装置及基板处理方法。
背景技术
在半导体器件的制造工序中对半导体基板使用流体的基板处理中,不仅有半导体基板的湿法刻蚀,还有用各种流体对半导体基板的清洗等,在半导体器件制造工序的各处都进行该处理。以前多采用把多枚晶片同时浸入流体槽内,进行湿法刻蚀或者清洗处理的分批式的处理方法。可是,在这样的分批式的处理方法中,不管半导体基板的处理枚数的多少,都需要大的流体处理槽,所以随着半导体基板的大直径化,产生了制造装置整体大型化这样的问题。
另外,即使对多枚半导体基板用分批式的处理装置同时进行处理,在下道工序是使用单枚式处理装置的情况下,对于每枚半导体基板,处理等待时间也是不同的。其结果是对于在湿法刻蚀处理后处理等待时间增长的半导体基板,产生这样的不利现象:在半导体基板表面上产生自然氧化膜等,其影响半导体器件的器件特性。
因此,提出了与其它工序一样,在使用流体的基板处理装置中也一枚一枚地处理半导体基板的单枚式的基板处理装置。
单枚式的使用流体的基板处理装置,是在处理室内,一边使安放在旋转台上的半导体基板旋转,一边从设置在半导体基板中央位置附近的流体供给喷嘴向半导体基板表面或者背面供给一定时间的流体来进行半导体基板的湿法刻蚀或者表面处理等的装置。但是,即使是单枚式的使用流体的基板处理装置,伴随着半导体基板的大直径化,也会产生以下的问题。
即,在半导体基板的中心部,供给了大量的洁净的流体的半导体基板表面被充分地进行了流体处理,与此相反,越往半导体基板的外周部行进,单位面积的处理流体量越少。再有,与刚排出的流体状态相比,流体越往外周部行进状态变得越差,难以使半导体基板面内的处理均匀化。
在例如专利文献1中提出了用于解决该问题的单枚式基板处理装置。下面,参照附图对其进行说明。
图13是现有的使用流体的单枚式基板处理装置的概略结构图。
在处理室10内,旋转台11接地,旋转台11连接在驱动部12上,并可以由驱动部12的旋转操作而使之旋转。
硅基板13设置在旋转台11上,与旋转台11一起旋转。
设置在处理室10内的上部的流体供给喷嘴14,把流体15供给到硅基板13上,并且由喷嘴调整机构16控制角度及方向等。在此,所谓流体15是药液及纯水等液体。
另外,由泵装置17向流体供给喷嘴14供给流体15,泵装置17及喷嘴调整机构16由控制系统18控制。这样,根据处理,将向硅基板13上供给的流体15的流量等控制到最佳状态。
在硅基板13的处理中使用的流体15,通过废液排液管19从处理室10内排出。
由这样的处理装置进行的处理,通过把硅基板13设置在旋转台11上,一边旋转一边由流体供给喷嘴14向硅基板13上供给流体15来进行。
图13所示的基板处理装置,使用了用于使硅基板13的平面内的处理均匀化的流体供给喷嘴14的配置,对此,在图14中,用俯视图示出了一个例子。
如图14所示,考虑了在硅基板13的中心附近的位置A、比位置A更靠近外周的位置B及比位置B更靠近外周的位置C。这时,瞄准位置A供给流体15的流体供给喷嘴14a设置了1个,瞄准位置B供给流体15的流体供给喷嘴14b设置了2个,瞄准位置C供给流体15的流体供给喷嘴14c设置了4个。即,流体供给喷嘴14总计使用7个,越到靠近硅基板13的外周部的位置数量越多。
这样,对于硅基板13的外周部可以增加流体15的流量,因此可以均匀地向硅基板13上的整个面供给流体。
除此而外,由控制系统18控制喷嘴调整机构14及泵装置17,根据对硅基板13进行的处理,设定流体供给喷嘴14排出流体15的方向及角度、流体15的流量等,使得成为最佳值。
这样,当使设置在旋转台11上的硅基板13旋转,从7个流体供给喷嘴14供给流体15时,可以对硅基板13的整个面供给未劣化的流体15。其结果是可以减轻对硅基板13的处理的面内不均匀性。
再有,作为现有的基板处理装置中的流体供给喷嘴,一般地使用简单的管。
另外,作为用于进行基板整个面的均匀处理的处理装置的另一个例子,有例如专利文献2的装置。
专利文献2的装置,配置了多个流体供给喷嘴和多个流体回收喷嘴,使得能覆盖硅基板13的整个面。
【专利文献1】
日本特开2002-151455号公报(第3-4页,第1、2图)
【专利文献2】
日本特开2001-68449号公报
发明内容
但是,在以上说明的基板处理装置中,伴随着硅基板的大直径化,喷嘴的个数增加。因此,装置结构变得复杂起来,关于流体排出必须控制的参数增多。其结果是为了确定对基板的处理的最佳条件,需要非常长的时间。另外,当装置结构复杂时,在产生在流体供给喷嘴或者流体供给管路等中出现粒子等问题的情况下,难以查清原因部位。
再有,在流体处理工序中,连续进行多个使用流体的流体处理的情况很多。因此,在现有的基板处理装置中,为了在同一处理室内连续地进行使用不同的流体的处理,设置了分别供给流体的单独的流体供给喷嘴。其结果是,设置非常多的流体供给喷嘴,确定最佳的处理条件的参数所需要的时间进一步增长,并且装置的维护作业也变得非常麻烦。
另外,一般来讲,当用简单的管,即现有构造的流体供给喷嘴供给流体时,有时即使是使用多个流体供给喷嘴的处理方法,基板的处理也会随基板上的区域不同而变得不均匀。这是由于在基板上存在从流体供给喷嘴排出的流体直接冲击的区域和因流体流出这样的区域而与流体接触的区域。
另外,为了提高处理效率、处理速度及处理均匀性等,最好加大流体的流量(为此,例如提高加在流体上的排出压力),并且提高基板的旋转速度。这样,在基板上流体置换的速度(称为液体置换性或者去除率)增高。
但是,当加大流体的流量时,排出的流体与基板接触时的物理冲击变大,产生在基板上形成的图形坍塌或者剥离等对基板的损伤。
再有,在进行用例如超纯水的基板(晶片等)的清洗处理等的情况下,由于旋转的基板和超纯水的摩擦产生电荷并蓄积在基板上,在基板内产生电场。当这样的电场变大,产生超过在基板内形成的绝缘膜等的绝缘耐压的电压时,在基板内形成的图形被破坏。在此,在基板的旋转速度快的情况下,或者流体的排出压力高(流体的流量大)的情况下,容易带电,图形的破坏增多。这可以通过添加CO2来降低超纯水的电阻率等方法谋求缓和,但即使在这样的情况下,也会因基板的旋转速度及流体的排出压力而出现问题。
鉴于上述问题,本发明的目的在于,提供能简化装置的构造,并且能提高基板处理的效率、速度和均匀性且能减轻对基板的损伤的基板处理方法,以及能用于该方法的流体供给喷嘴及具有该流体供给喷嘴的基板处理装置。
为了达到上述目的,本发明的流体供给喷嘴,包括:流体流入的流体流入部;储液部,连接在上述流体流入部上,蓄积流体;流速调整壁,设置在流体流入部和储液部之间,具有用于边降低流速边使流体通过的节流孔;排出部,连接在储液部上,具有用于由通过节流孔的流体的压力排出流体的狭缝。
根据本发明的流体供给喷嘴,流入流体流入部的流体,通过流速调整壁具有的节流孔,由此边减低流速边向储液部移动。因此,在储液部的内部,不直接施加具有流入流体流入部时的流速的流体的压力,而是均匀施加由流速调整壁调整了流速的流体的压力。流体因这样均匀的压力而从排出部具有的狭缝中排出,因此流体以膜状被排出,并且在排出时,在膜的各部分流量是均匀的。
再有,狭缝最好具有长宽比大于或等于10的开口面。
这样,可以可靠地以膜状供给流体。在此,狭缝具有例如矩形的开口面,将其长边的尺寸称为长度,将其短边的尺寸称为宽度。在是矩形以外的形状的开口部的情况下,也将长的尺寸称为长度,将短的尺寸称为宽度。另外,所谓开口面是指狭缝的与储液部相反的一侧的端面。
另外,储液部最好,在与狭缝的开口面的长度方向垂直的剖面上,相对于连接储液部内壁和流速调整壁的接点及储液部的内壁和狭缝的接点的直线,具有向与流量调整壁相反的一侧膨胀的剖面形状。
这样,由于储液部可以储存足够多的流体,所以在储液部的内部,能可靠地均匀施加压力,在排出流体时,在各部分能可靠地以流量均匀的膜状排出流体。
另外,储液部最好,在与狭缝的开口面的长度方向垂直的剖面上,相对于连接储液部内壁和流速调整壁的接点及储液部的内壁和狭缝的接点的直线,具有向与流量调整壁相反的一侧曲线状地膨胀的剖面形状。
这样,由于储液部能储存足够多的流体,所以在储液部的内部,能可靠地均匀施加压力,除此之外,由于储液部的内壁是曲线状,所以流体顺滑地流动。根据以上所述,在各部分能可靠地以流量均匀的膜状排出流体,并且能进一步增加流量。
另外,狭缝最好在相对于流体供给喷嘴的中心轴具有角度的方向排出流体。
这样,由于可以单独设定设置流体供给喷嘴的方向和流排出体的方向,所以在把该流体供给喷嘴装入例如基板处理装置中使用时,将提高基板处理装置的设计的自由度。
为了达到上述的目的,本发明的基板处理装置,包括:本发明的流体供给喷嘴;以及流量控制部,控制流入该流体供给喷嘴的流体的流量;从流体供给喷嘴向基板供给流体,狭缝具有的开口面的长度方向,实际上与基板平行。
根据本发明的基板处理装置,对于作为被处理体的基板等,能以连续的膜状供给流体,该膜状在流体接触基板时,接触区域各部分的流体的流量是均匀的。其理由是,首先,当使用本发明的流体供给喷嘴进行流体的排出时,流体以膜状排出,并且在排出时在膜的各部分的流量是均匀的。除此而外,由于使狭缝的开口面的长度方向与基板平行,因此在基板和流体接触时,流体的流量(单位时间及单位面积的流体的供给量)在各部分是均匀的。
另外,与使用简单的管,即现有的流体供给喷嘴的情况相比,可以由1个流体供给喷嘴对较宽的范围供给流体。
根据以上的结果,当使用本发明的基板处理装置时,可以得到下面的效果。
由于以膜状排出,因此可以在较宽的范围内供给流体,因此即使基板大直径化也不必增加流体供给喷嘴的数量。为此,能防止基板处理装置的构造复杂化
另外,由于能向基板上以在各部分具有均匀的流量的膜供给流体,所以能防止基板的处理因位置不同而变得不均匀。
另外,以均匀的膜状供给的流体,在落到基板上时的物理的冲击小,因此可以减轻在基板上形成的图形坍塌或者剥离等损伤。在由超纯水进行处理之际,由于物理的冲击小,所以产生的静电也小,可以防止在基板上产生电场而破坏在基板内部形成的图形。
另外,与由现有的流体供给喷嘴供给流体的情况相比,能抑制对基板的损伤,并且能增加供给的流体的流量,因此,能提高液体置换性并提高处理效率及处理速度。
再有,狭缝的开口面的长度方向和基板,可以是实际上是平行的,但不要求严格地平行。即,即使是在偏离严格平行的情况下,只要对基板的处理的均匀性等效果能满足要求,就可以认为实际上是平行的。
为了达到上述的目的,本发明的基板处理方法,是通过向基板上供给流体来进行上述基板的处理的基板处理方法,流体以连续的膜状向基板供给,流体接触基板时,接触区域各部分的上述流体的流量是均匀的。
根据本发明的基板处理方法,以连续的膜状供给流体,该膜状在接触基板时,接触区域各部分的流量是均匀的。因此,与在本发明的基板处理装置的说明中说明的一样,可以在基板的整个面上高效地进行均匀且损伤少的处理。
再有,对基板的流体的供给,最好使用本发明的流体供给喷嘴进行。
这样,能可靠地以连续的膜状向基板供给流体,流体与基板接触时,接触区域各部分的流体的流量是均匀的。因此,能可靠地实现本发明的效果。
另外,在基板上,最好形成图形宽度小于或等于0.13μm且纵横比大于或等于2.5的图形。
当在基板上形成了这样的图形时,能可靠地实现本发明的效果,即减轻对图形的损伤的同时进行基板处理。
当使用本发明的流体供给喷嘴时,流体以膜状排出,并且在排出时膜的各部分的流量是均匀的。当这样供给流体来进行基板的处理时,能在基板的整个面上进行均匀的处理。由于能抑制与基板接触时的物理的冲击,同时能增加流体的流量,所以可以减轻对形成在基板上的图形的物理的损伤及由产生的电荷引起的损伤,同时能提高基板处理的效率。另外,由于可以由1个流体供给喷嘴向较宽的范围供给流体,所以处理大直径的基板所必需的流体供给喷嘴的数量可以较少,例如,只用1个就可以。因此,使用本发明的流体供给喷嘴的基板处理装置,构造变简单了。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的流体供给喷嘴的一个例子的外观的图。
图2A~图2C是表示本发明的第1实施方式的流体供给喷嘴的概略结构的剖面图,图2A表示水平剖面,图2B表示垂直剖面。图2C表示排出部104及狭缝105的剖面形状。
图3A是表示由本发明的第1实施方式的流体供给喷嘴排出流体的样子的图,图3B是表示由不具有流速调整壁103的对比流体供给喷嘴排出流体的样子的图。
图4是表示用本发明的第1实施方式的流体供给喷嘴进行排出时的流体流量和流体的排出形状的关系图。
图5A是表示在硅基板上形成的正常的线图形的示意图。图5B是表示被流体处理破坏了的线图形的示意图。
图6是表示对流体流量的粒子去除率及图形破坏率的特性图。
图7是表示本发明的第2实施方式的基板处理装置的概略结构的图。
图8是表示本发明的第3实施方式的流体供给喷嘴的垂直剖面的示意图。
图9是表示本发明的第3实施方式的基板处理装置的概略结构图。
图10A~图10C是表示本发明的第4实施方式的流体供给喷嘴的概略结构的剖面图,图10A表示水平剖面,图10B表示垂直剖面。图10C表示排出部104及狭缝105的剖面形状。
图11A~图11C是表示本发明的第5实施方式的流体供给喷嘴的概略结构的剖面图,图11A表示水平剖面,图11B表示垂直剖面。图11C表示排出部104及狭缝105的剖面形状。
图12是表示本发明的第6实施方式的流体供给喷嘴的垂直剖面的示意图。
图13是表示使用现有的流体供给喷嘴的基板处理装置的结构的示意图。
图14是说明使用多个流体供给喷嘴的现有的基板处理方法的俯视图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。所谓流体,被认为是例如刻蚀液及纯水等用于基板的处理的液体。但并不限于此。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式的流体供给喷嘴100的外观的图。
图2A表示图1中的IIa-IIa′线的剖面(以后,称为水平剖面),图2B表示IIb-IIb′线的剖面(以后,称为垂直剖面)。
如图1、图2A和图2B所示,流体供给喷嘴100具有流体流入部101、蓄积流入流体流入部101的流体的储液部102、设置在流体流入部101和储液部102之间的流速调整壁103(在图1中未示出)、以及连接在储液部102上的排出部104。流速调整壁103是平板状,设置有用于边降低流速边使流体通过的节流孔103a。节流孔103a具有储液部102侧变细了的圆锥台形的形状。
在此,把通过流速调整壁103的中心且垂直于流速调整壁103的直线称为中心轴200。
另外,排出部104具有用于排出流体的狭缝105。狭缝105,如图2B所示,从与储液部102连接的一侧朝向相反侧的前端(以后称开口面)的方向与中心轴200平行。
在图2A所示的水平剖面图及图2B所示的垂直剖面图中,用虚线将流体流入部101、储液部102、流速调整壁103、排出部104划分开来表示,但也可以一体地形成这些结构要素。在该情况下,不存在用虚线表示的分界线清晰的构造。
图2C表示图2A中的IIc-IIc′线的剖面,示出了排出部104及狭缝105的剖面形状。在本实施方式中,狭缝105具有角部变圆的矩形的剖面。把用L表示的忽略圆角的长边的尺寸称为长度,把用W表示的忽略圆角的短边的尺寸称为宽度。
另外,如图2B所示,相对于连接储液部102和流速调整壁103的接点及储液部102和排出部104的接点的直线201,储液部102曲线状地具有向外侧(与流速调整壁103相反的一侧)膨胀的形状。当形成这样的形状时,在储液部102内可以蓄积足够量的流体,并且,从节流孔103a流入储液部102的流体,顺滑地流动并到达排出部104。
再有,水平剖面是包含中心轴200且平行于狭缝105的开口面的长度方向的面,垂直剖面是包含中心轴200且与水平剖面垂直的面。
对于使用具有以上那样的构造的流体供给喷嘴100的流体的排出,下面参照附图进行说明。
图3A示意地表示了使用本发明的流体供给喷嘴100排出流体时的流体的流动,与图2A一样,是图1中的IIa-IIa′线的剖面图。图3B示意地表示了使用用于比较的对比流体供给喷嘴100b排出流体时的流体的流动。对比流体供给喷嘴100b,具有在本发明的流体供给喷嘴100中没有形成流速调整壁103、流体流入部101和储液部102直接连接的结构。
在使用本实施方式的流体供给喷嘴100的情况下,如图3A所示,流体按箭头202的指向流入流体流入部101。流体在此之后,因通过设置在流速调整壁103上的节流孔103a而使流速降低,并且,移动到储液部102,蓄积在储液部102中。
由于把狭缝105的宽度做得十分狭窄,所以可以使储液部102处于几乎密闭的状态。这样,当储液部102充满流体时,在储液部102中的流体承受由通过节流孔103a流入的流体产生的均匀的压力。通过这样的均匀的压力,如图3A中的箭头的排列202a所示,流体以一层连续的膜状排出。
排出的流体,在空中表现出一定的稳定的形状的同时下落。这时,流体表现出的形状按照狭缝105的剖面形状成为一层薄的膜状,这样的流体的流动形成的膜,维持成下落一定的距离之前不会散乱。例如,在进行基板处理的情况下,排出的流体在落到基板上之前可以维持膜状。对于流体供给喷嘴100,通过连续地供给流体,既能防止形状散乱或者中途断开又能以膜状连续地排出流体。所谓流体以一层连续的膜状排出,就是这样的意思。
这时,在排出面上,单位面积及单位时间的流体的流量是均匀的。
与上述相对,下面说明使用对比流体供给喷嘴100b进行流体的排出的情况。
如图3B所示,流体按箭头202流入流体流入部101,这一点是与使用图3A所示的流体供给喷嘴100的情况是相同的。
但是,由于在对比流体供给喷嘴100b中没有设置流速调整壁103,所以流体几乎原封不动地维持流入流体流入部101时的流速向储液部102移动。
在此,储液部102,流体流入部101侧做成圆形的形状,排出部104侧做成扁平的形状。因此,在供给流体流入部101的流体的流量过多(换句话说,流速过高)的情况下,填充在储液部102内的流体的压力变得不均匀。即,在狭缝105的中央附近(中心轴200的附近)和两端附近(离开中心轴200的位置)压力不一样。结果是从对比流体供给喷嘴100b的狭缝105排出的流体,不能维持与狭缝105的剖面形状相同的剖面形状。具体地讲,如图3B中的箭头的排列202b所示的那样,一从排出部104排出后,就在狭缝105的两端和中央分开,不能作为一层膜排出。因此,在排出面上,单位面积及单位时间的流体的流量是不均匀的。
如以上说明的那样,本实施方式的流体供给喷嘴100,由于包括具有宽度狭窄的狭缝105的排出部104、因具有向外侧(与流速调整壁103相反的一侧)膨胀的形状而能积蓄足够的流体的储液部102、具有边降低流体的流速边使流体通过节流孔103a的流速调整壁103,所以能以连续的一层的膜状排出流体。
再有,本实施方式的流体供给喷嘴100,例如,也可以使流体流入部101为内径25mm的圆形,使流速调整壁103的厚度为10mm。另外,可以使节流孔103a的流体流入部101侧的内径为5mm,使储液部102侧的内径为4mm。
另外,使从排出部104与储液部102的接点到前端的长度为5mm,在图2C所示的排出部104的剖面形状中,使长度为53mm,厚度为1.5mm。狭缝105的宽度为0.7mm。
以上的尺寸,是适于处理直径200mm的硅基板的情况的一个例子,除了这样的值之外,也可以根据需要的流体的流量或者形成流体供给喷嘴100时的加工难易程度等适当地进行设定。
另外,对于狭缝105的剖面形状,例如,当做成宽度为0.5mm~1mm、长宽比大于或等于10的矩形形状时,能可靠地得到以膜状排出流体的效果。另外,在储液部102内,最好能蓄积足够量的流体,为此,使储液部102相对于直线201为向外侧(与流速调整壁103相反的一侧)膨胀的形状。
另外,在本实施方式中,流体供给喷嘴100可以做成一个整体,也可以分割形成任意的多个部分,组合后成为图1及图2A~图2C所示的形状来进行使用,此时,也可以在各零件的接合部装入用于防止泄漏的O型圈等。
另外,在本实施方式中,使狭缝105的剖面形状为圆角的矩形,但并不限于此。例如,也可以是没有形成圆角的矩形,也可以是具有弧状弯曲的剖面形状及开口面的狭缝。
另外,在本实施方式中,在流速调整壁103上设置有2个圆锥台形的节流孔103a,但这不是必需的特征。为了以一层膜状进行流体的排出,可以调整流速,对储液部102施加均匀的压力。为此,例如,可以形成为如下的构造:对于填充在储液部102中的流体,流入到流体流入部101内的流体的压力由流速调整壁103的一部分施加。而且,可以根据流体的种类、需要的流量等设计节流孔的数量及形状等。
再有,流速调整壁103为平板状,但也并不限于此。
另外,作为流体供给喷嘴100的材料,选择与排出的流体的种类对应的耐化学腐蚀性等性质,例如,防止杂质污染作为处理对象的硅基板。例如,可以考虑使用氟树脂或者不锈钢等。
另外,如CMP(Chemical Mechanical Polishing)工序之后那样,处理表面平坦的硅基板时,最好在储液部102和排出部104的连接部附近设置筛网(mesh)等,这样,可以产生气泡并使排出的流体中含有气泡,可以进一步缓和对基板的物理冲击。因此,能在防止对基板的损坏的同时,增加流体的排出量。
下面,用图4说明本实施方式的流体供给喷嘴100供给的流体的流量和表示从狭缝105排出的流体的排出形状的关系。
图4是表示狭缝105水平地设置流体供给喷嘴100并排出流体的样子的图。即,本实施方式的流体供给喷嘴100,由于从狭缝105与储液部102连接侧朝向开口面的方向与中心轴200平行,所以设置成中心轴200及狭缝105的开口面的长度方向都是水平的。
另外,排出的流体,落在例如水平设置的硅基板上,进行硅基板的流体的处理。这时,硅基板在旋转。
首先,如图4的(B)所示,对合适流量的情况进行说明。
此时,流入流体供给喷嘴100的流体的流量是合适的。具体地讲,在处理先前举例说明的直径200mm的硅基板时,如果是合适的尺寸的流体供给喷嘴100,则流量在例如10~20升/分的范围。
这时,在排出部104的中心轴200附近及两端附近的任意一处,排出时的流速都相等,流体以一层连续的膜状排出。之后,维持膜状不变,在离开排出部104一定距离的位置上落到硅基板上。
因此,当从上面观察时,排出形状为四边形形状。当从侧面观察时,以大致成圆弧的曲线的排出形状下落到硅基板上。在由流体形成的一层膜与硅基板接触的接触区域的各部分,流体的流量是均匀的。即,无论是接触区域内的哪个部分,单位面积及单位时间的流体的供给量都相等。
与此相对,下面对图4的(A)表示的流量不足的情况进行说明。
此时,对流体供给喷嘴100的流体流量不足。如果是与上述相同的流体供给喷嘴100,则流量为例如小于或等于10升/分。
这时,流体在接近滴漏的状态下被排出,而不能由施加在储液部102中的流体上的均匀的压力排出流体。
具体地讲,虽然流体刚从排出部104排出后是成膜状,但随着下落而不能维持膜状。当从上面观察时,成为在中心轴200附近比两端附近排出的流体多的凸状的排出形状。当从侧面观察时,排出形状不成一条线状,流体在从靠近排出部104的正下方的位置扩展到一定的距离而落下。其结果是不均匀地落在基板上。而且,此时,尽管流体流量比图4的(B)的合适流量的情况少,但是由于一部分作为液滴落在基板上,所以流体对基板施加的物理冲击,有时在局部上比图4的(B)的情况大。
下面,对图4的(C)所示的流体过多的情况进行说明
此时,对流体供给喷嘴100的流体流量是过剩的,如果是与上述相同的流体供给喷嘴100,则流量为例如大于或等于20升/分。
这时,由于流量过多,不能由流速调整壁103充分降低流速,过剩的压力施加在储液部102中的流体上,因此,不能由均匀的压力使流体从狭缝105中排出。
具体地讲,流量在狭缝105的两端部附近比中心轴200附近多,当从上面观察时,成为凹状的排出形状,当从侧面观察时,排出形状不成为一条线状,流体在从排出部104的正下方开始到离开较大距离的一定范围内落下,结果是,对于基板,在流体落下并接触基板的接触区域中,各部分的流量不是固定的。
如上所述,对于本实施方式的流体供给喷嘴100,当以合适的流量供给流体时,能均匀地且以一层的膜状排出流体。
在此,对作为进行硅基板的流体处理的目的之一的、去除硅基板上的粒子进行研究。此时,与流体的排出形状无关,流体的流量越大,单位时间去除的粒子的量越多。可是,在硅基板上形成的图形,当流量大时容易受损。在为纵横比高的图形的情况下,特别容易受损。当流量变大时,施加在硅基板上的流体的压力变大,会产生形成的图形坍塌或者从硅基板上剥离等损伤。
图5A表示在硅基板210上密集地形成的线图形211的剖面图。在此,线图形211,例如宽度是0.13μm,纵横比是3。图5A表示正常形成的线图形211的样子。当在合适的流体流量等条件下进行流体处理时,在处理后也可以维持这样的正常的线图形211。
与此相对,在流体的流量过多的情况下,对于硅基板,在流体接触的区域等内,从流体施加到硅基板的压力变高,如图5B所示,在线图形211上产生损伤。例如,如213所示那样,线图形211从硅基板210上剥离并消失。或者有时如214所示那样,线图形211坍塌。特别是在线图形的宽度小于或等于0.13μm时,容易产生损伤。
当产生这样的损伤时,成为所制造的半导体器件不良的原因。
因此,下面对流体的流量、粒子的去除率及图形的破坏率进行说明。
图6表示通过用本实施方式的流体供给喷嘴100排出流体来进行基板的处理,调查对流体流量的粒子去除率和图形的破坏率的结果。在此,横轴是流体流量,纵轴是粒子的去除率及图形的破坏率。
在图6中,在用C表示的流量过多的区域中,粒子的去除率非常高。但是,图形的破坏率也高,成为制造半导体器件时的成品率低的原因。
另外,在用A表示的流量不足的区域中,图形的破坏率非常低,但由于粒子的去除率也低,所以需要进行长时间的处理,其结果是生产量降低,生产效率下降。
因此,如果用图形的破坏率开始上升之前的流体流量进行基板的处理,则对半导体器件的制造来说,效率最好。这相当于图6中由B表示的合适流量的区域。如前面所述,如果是直径200mm的硅基板,则例如10~20升/分是合适的流量。
再有,线图形211也可以是作为用于进行刻蚀的掩膜而形成的抗蚀剂图形。另外,也可以是在含有刻蚀后的绝缘膜和导电膜的半导体器件上形成的图形。
另外,虽然纵横比为3,但是只要是大于或等于2.5的图形,就具有防止图形坍塌等效果,对于图形宽度,示出了0.13μm的例子,在小于或等于0.13μm的情况下,效果显著,再有,不仅是线图形,对于点图形也同样具有防止图形坍塌的效果。
另外,流体落在硅基板210上时的物理冲击越大,由流体和硅基板210的摩擦产生的电荷也越多。当这样的电荷蓄积在硅基板210上,由此而使电场变大时,则成为在硅基板210内形成的图形被破坏的原因。
对于由这样的原因引起的损坏,由于可以通过以膜状排出流体并进行处理来缓和物理的冲击,所以能被减轻。
如以上说明的那样,如果通过使用本实施方式的流体供给喷嘴100,以合适的流量向硅基板等被处理体供给流体来进行处理,则可以得到下述的效果。
首先,由于以膜状排出流体,所以可以由1个流体供给喷嘴在较宽的范围内供给流体。因此,可以排除设置多个流体供给喷嘴的必要性。
另外,对于被处理体,在流体落下并与基板接触的区域的各部分,流体的流量(单位面积及单位时间的流体的供给量)是均匀的。因此,可以防止因基板上的位置不同而在处理上产生偏差。
另外,当以稳定的膜状排出流体时,可以减轻落到基板上时的物理冲击。因此,能减轻对基板的损坏,并且能增加流体的流量,提高处理的效率及生产性。
另外,由于物理的冲击被减轻,所以基板和流体之间产生的静电也被减轻。因此,可以抑制电荷蓄积在基板上及由电场破坏在基板内部形成的图形的现象。
再有,在图4中,对把流体供给喷嘴100设置成中心轴200是水平的、流体在水平方向排出的情况作了说明。但是,这样的结构是理想的结构,但不是必须的,对此,下面进行说明。
由流体供给喷嘴100排出的流体,除了在垂直方向排出的情况之外,都具有来自供给压力的水平方向的推进力。但是,这样的水平方向的推进力,在排出后因空气阻力等而丧失。结果是,以一层连续的膜状排出的流体,维持膜状的同时因重力而垂直下落。流体最好在丧失水平方向的推进力之后垂直落在基板上。这样,可以防止基板上的图形等因水平方向的推进力而受到损伤。
再有,从排出后水平方向的推进力丧失并开始在垂直方向落下的位置到基板等为止的距离,最好短。具体地讲,最好是例如小于或等于5mm。当这样的距离变长时,因重力而导致的流体的下落速度的增加变大,因此对基板施加的物理冲击变大,使基板受到损伤。因此,为了减轻损伤,流体垂直落下的距离短为好。
以上,通过设定流体供给喷嘴的尺寸、构造、安装的角度及对基板等的安装位置的高度等,可以实现。
如果是这样,则不必把流体供给喷嘴100设置成中心轴200是水平的及使流体水平排出。但是,由于可以缓和排出时垂直方向的推进力的影响,所以理想的是水平排出。
(第2实施方式)
下面,参照附图对本发明的第2实施方式的基板处理装置进行说明。
图7是表示使用第1实施方式的流体供给喷嘴100的单枚式的基板处理装置的概略结构的图。在该装置中,以进行硅基板的处理作为一个例子。
在处理室300内水平地设置旋转台301,旋转台301连接在驱动部302上并能由驱动部302的旋转操作而使之旋转。
硅基板303放置在旋转台301上,与旋转台301一起旋转。
在处理室300内的硅基板303上方,设置供给用于对硅基板303进行刻蚀等处理的药液的药液供给喷嘴304和用于进行硅基板303的纯水清洗的纯水供给喷嘴305。药液供给喷嘴304及纯水供给喷嘴305,每一个都与本实施方式的流体供给喷嘴100的结构相同。并且每一个狭缝105(参照图2B)都设置成与硅基板303平行。即,狭缝105的开口面的长度方向及中心轴200都设置成与硅基板303平行。因此,流体以与硅基板303平行的膜状排出,然后下落。
从药液供给喷嘴304排出的药液,由设置在处理室300外部且具有温度调整功能及流量调整功能等的药液供给系统306,调整温度及流量等之后供给。供给的药液也可以由集中管路供给到药液供给系统306,也可以在药液供给系统306内备有药液罐,在其中保持供给的药液。
从纯水供给喷嘴305排出的纯水,由设置在处理室300外部且具有温度调整功能及流量调整功能等的纯水供给系统307,调整温度及流量等之后供给。对于纯水,通常使用集中管路供给,但并不限于此。
在处理室300内设置防护壁308,该防护壁308用于防止硅基板303的处理所使用的流体(药液及纯水等)在处理室300内飞散。在处理中用过的流体,作为废液,通过设置在处理室300内的下部的废液管路输送给废液处理系统309。输送的流体,根据种类在废液处理系统309中处理及回收,或者输送到基板处理装置的外部进行处理。
另外,设置有控制系统310对驱动部302、药液供给系统306、纯水供给系统307及废液处理系统309等进行控制。即,由控制系统310指示驱动部302的旋转速度及旋转时间、药液及纯水的温度及流量、废液的处理方法等。
再有,药液供给喷嘴304的狭缝位于从硅基板303向上30mm处。排出的氟酸311下落到硅基板303的中央附近。这样,在处理效率及处理的均匀性等方面是理想的,但并不限于此。
当把流体供给喷嘴做成如以上所说明的那样的结构时,与现有的基板处理装置相比构造变简单了。这是由于在现有的基板处理装置中,为了供给一种药液而同时使用了多个药液供给喷嘴,而与此相反,在本实施方式的基板处理装置中,用单一的药液供给喷嘴304供给药液。但是,如果需要,当然可以用多个本实施方式的药液供给喷嘴304构成基板处理装置。
下面,对使用了本实施方式的基板处理装置的硅基板的处理方法进行说明。在此,以刻蚀处理为例子。
首先,在处理室300内的旋转台301上放置作为被处理体的硅基板303。驱动部302根据由控制系统310确定的转数及时间进行动作,由此硅基板303与旋转台301一起旋转。
接着,对旋转的硅基板303排出作为药液的氟酸311。
排出的氟酸落到硅基板303上。这时,由于药液供给喷嘴304的狭缝105被设置成与硅基板303平行,所以在刚刚排出之后,氟酸作为与硅基板303平行的膜被排出。此后,氟酸311在维持一层膜状的同时,大致成圆弧地落到硅基板303上。由于氟酸311的排出与由控制系统310确定的时间相应地连续进行,所以由氟酸311形成的一层膜是连续的。
这样,由供给到硅基板303的氟酸311进行硅基板303的湿法刻蚀处理。
湿法刻蚀处理后,由纯水供给系统307供给的纯水从纯水供给喷嘴305排出,对进行了湿法刻蚀的硅基板303进行清洗。
这时,纯水也以一层连续的膜状排出,成抛物线地落在硅基板303上。
再有,在湿法刻蚀处理及纯水清洗之后,硅基板303进行旋转干燥。即,通过使硅基板303旋转,利用离心力去除残留在硅基板303上的氟酸或者纯水。
另外,在湿法刻蚀之际,氟酸,例如调整到30℃且以15升/分的流量供给。纯水清洗时的纯水,例如调整到25℃且以15升/分的流量供给。这样的温度及流量等的调整,由药液供给系统306及纯水供给系统307和控制它们的控制系统310设定及调整。但是,以上举出的数值都是一个例子,可以根据需要设定。
另外,处理中使用过的氟酸311及纯水,由废液处理系统309进行回收和处理。
另外,在本实施方式的基板处理装置中,药液只使用一个系统,但通过根据需要设置多个药液供给系统等,也可以使用多个药液。
当用本实施方式的基板处理装置进行基板的处理时,不增加由流体直接施加在基板上的力,可以增加流体的流量。因此,在基板上,可以减轻线图形坍塌或者因剥离而消失等损伤,并且可以提高处理的效率及生产性。
另外,由于对一个系统的药液使用一个流体供给喷嘴,所以可以简化流体供给喷嘴的构造,并且,能容易地构成在同一个处理室内进行多个流体处理的基板处理装置。再有,对于进行处理时的条件确定也可以简单化,在短时间内就可以确定。
再有,在本实施方式中,药液供给喷嘴304设置成中心轴200是水平的。但是,与实施方式1中说明的情况一样,这样的结构不是必须的,只要是以一层连续的膜状排出的流体失去水平方向的推进力而垂直地落到基板303上就可以。
(第3实施方式)
下面,参照附图对本发明的第3实施方式的基板处理装置进行说明。
图8是表示本实施方式的流体供给喷嘴150的垂直剖面的图。即,是与表示第1实施方式的流体供给喷嘴100的垂直剖面的图2B相当的图。除了后面说明的而外,流体供给喷嘴150的外观是与图1所示的流体供给喷嘴100相同的,水平剖面图与图2A也相同。因此,在图8中,与图2B相同的结构要素赋与相同的符号并省略详细说明,但是,图2A及图8都是表示概略结构的图,而比例不一致。
图8与图2B的不同之处在于:排出部104及设置在排出部104上的狭缝105为弯曲的形状。即,狭缝105包括从储液部102沿中心轴200延伸的狭缝后部105a和与狭缝后部105a连接的、相对于中心轴200具有角度地延伸的狭缝前部105b。排出部104具有这样结构的狭缝105。
再有,狭缝前部105b的剖面与图2C相同。
其它的结构如前所述,与图1及图2A~图2C所示的流体供给喷嘴100相同。
再有,如果用直线203表示狭缝前部105b的方向,则相对于狭缝后部105a延伸的中心轴200的方向成例如60度的角度。
当使用本实施方式的流体供给喷嘴150进行流体的排出时,与第1实施方式的流体供给喷嘴100一样,可以以一层连续的膜状排出流体,排出的流体具有均匀的流量,因此,都可以实现第1实施方式及第2实施方式中所说明的本发明的效果。
另外,对于用多个部件的组合构成流体供给喷嘴,以及在储液部102的狭缝105附近设置筛网等来使流体含有气泡,当然也可以与第1实施方式的流体供给喷嘴100一样地加以应用。
但是,在第1实施方式的流体供给喷嘴100中,与中心轴200平行地排出流体,与此相对,在第3实施方式的流体供给喷嘴150的情况下,可以在与中心轴200具有角度的直线203的方向排出流体。这是由于狭缝105是弯曲的。因此,当把流体供给喷嘴150用于基板处理装置时,对于基板处理装置的结构,与使用流体供给喷嘴100的情况相比自由度变高。对此,下面进行说明。
图9是表示第3实施方式的基板处理装置的结构的概略图。在此,该基板处理装置,除了使用作为流体供给喷嘴150的药液供给喷嘴354及纯水供给喷嘴355而外,其它结构与图7所示的第2实施方式的基板处理装置一样。因此,对于与图7相同的结构要素,在图9中赋予相同的符号而省略详细的说明。另外,对于设置在处理室300的外部的药液供给系统306等,也省略了图示。
在第2实施方式的基板处理装置中,流体供给喷嘴100设置成中心轴200是水平的。与此相对,在本实施方式的基板处理装置中,作为流体供给喷嘴150的药液供给喷嘴354及纯水供给喷嘴355,如图9所示,每一个狭缝前部105b的方向203都水平地设置(与硅基板303平行)。其结果是中心轴200变成倾斜的。
在此,药液供给喷嘴354等,除了在进行流体的排出时以外,有时从硅基板303上方移动到其它位置并收纳起来。此时,当把药液供给喷嘴354等的中心轴200倾斜设置时,从正上方观察基板处理装置时的投影面积变小,因此容易确保用于收纳药液供给喷嘴354等的空间。
因此,与第2实施方式的基板处理装置相比,可以在处理室300内设置多个流体供给喷嘴150。
另外,在设置防止流体在处理室300内飞散的防护壁308的情况下,可以抑制防护壁308和药液供给喷嘴354等干涉的可能性。这是由于与第2实施方式的情况不同,药液供给喷嘴354等不需要设置成水平的,而可以设置成倾斜的。
这样,当使用流体供给喷嘴150时,由于可以使流体供给喷嘴的中心轴200的方向和作为流体的排出方向的狭缝前部105b的方向203为不同的方向,所以增加了基板处理装置的设计自由度。
再有,在流体供给喷嘴150上,狭缝前部105b相对于中心轴200具有60度的角度地与狭缝后部105a连接。但是,也可以是60度以外的角度,可以根据需要设定。
另外,狭缝105也可以采用没有弯曲的笔直的构造,从与储液部102的连接部分相对于中心轴200具有角度地直接连接。也可以是具有平滑弯曲的垂直剖面的狭缝,也可以相对于中心轴200具有角度地排出流体。
如上所述,本实施方式的流体供给喷嘴150,除了能实现与第1及第2实施方式的每一个相同的效果而外,还具有能提高基板处理装置的设计自由度的效果。例如在处理室300内由于可以缩小收纳所需的空间,所以可以增加能设置在处理室300内的流体供给喷嘴的数量。
再有,在本实施方式中,采用了把药液供给喷嘴354等设置成狭缝前部105b的方向203是水平的,药液相对于基板303以平行的膜状排出的结构。但是,与第1实施方式中说明的一样,这样的结构不必须的,狭缝前部105b的方向203也可以是倾斜的。但是,狭缝105的长度方向最好是水平的。
(第4实施方式)
下面参照附图对本发明的第4实施方式的流体供给喷嘴进行说明。
第4实施方式的流体供给喷嘴,除了后述的几点之外,具有与图2A~图2C所述的第1实施方式的流体供给喷嘴同样的结构。因此,在图10A~图10C中表示了第4实施方式的流体供给喷嘴的结构,由于对与图2A~图2C相同的结构要素赋予相同的符号,所以省略了详细的说明。
再有,与图2A~图2C同样,图10A表示流体供给喷嘴的水平剖面,图10B表示流体供给喷嘴的垂直剖面,图10C表示排出部104及狭缝105的剖面形状。
本实施方式的流体供给喷嘴的结构,与第1实施方式的流体供给喷嘴比较,图10B所示的垂直剖面的形状不同。
在第1实施方式的流体供给喷嘴中,如图2B所示,相对于连结储液部102及流速调整壁103的接点和储液部102及排出部104的接点的直线201,储液部102具有向外侧曲线状膨胀的形状。
与此相对,在本实施方式的流体供给喷嘴中,如图10B所示,储液部102具有与直线201一致的形状。
如第1实施方式的流体供给喷嘴那样,当储液部102具有向外侧膨胀的形状时,由于在储液部102内能积蓄足够的流体,所以是理想的形状。
但是,根据使用的流体的种类及储液部102的尺寸等,即使是本实施方式这样形状的储液部102,也能蓄积足够的流体,能发挥与第1实施方式的流体供给喷嘴同样的效果。
作为具体的一个例子,在流体使用超纯水的情况下,流体流入部101是内径20mm的圆形、沿中心轴200的从流速调整壁103到排出部104的长度是46mm、狭缝105的长度方向的尺寸是48mm也可以。例如,如果是这样的尺寸,则可以充分发挥能以一层连续的膜状排出流体这样的本发明的效果。
当使用本实施方式的流体供给喷嘴构成基板处理装置时,可以得到与第1实施方式中所说明的效果相同的效果。即,减少处理基板时的偏差、抑制对在基板上形成的图形的损伤、提高处理效率及生产能力等效果。
另外,当使用本实施方式的流体供给喷嘴构成基板处理装置时,与在第2实施方式中说明的一样,可以得到能简化基板处理装置的结构的效果。
再有,本实施方式的流体供给喷嘴,可以与第3实施方式的流体供给喷嘴一样,具有弯曲构造的狭缝105,如果这样,则可以得到与第3实施方式中说明的效果相同的效果。对于基板处理装置的结构,则是自由度提高等效果。
(第5实施方式)
下面参照附图对本发明的第5实施方式的流体供给喷嘴进行说明。
第5实施方式的流体供给喷嘴,除了后述的几点而外,具有与图2A~图2C所示的第1实施方式的流体供给喷嘴同样的结构。因此,在图11A~图11C中表示了第5实施方式的流体供给喷嘴的结构,对于与图2A~图2C相同的结构要素赋予相同的符号,故省略详细的说明。
再有,与图2A~图2C一样,图11A表示流体供给喷嘴的水平剖面,图11B表示流体供给喷嘴的垂直剖面。图11C表示排出部104及狭缝105的剖面形状。
本实施方式的流体供给喷嘴的结构,如下面说明的那样,与第1实施方式的流体供给喷嘴相比,图11A所示的水平剖面的形状不同。
在第1实施方式的流体供给喷嘴中,如图2A的水平剖面图所示,储液部102在水平方向上具有从流速调整壁103向排出部104扩大的形状。
与此相对,在本实施方式的流体供给喷嘴中,如图11A的水平剖面图所示,储液部102在水平方向上具有宽度恒定的形状。
作为一个例子,适于进行直径200mm硅基板的处理的情况下的本实施方式的流体供给喷嘴,具有内径为50mm的流体流入部101。流速调整壁103的厚度是10mm,节流孔103a做成流体流入部101侧的直径为5mm且储液部102侧的直径为4mm的圆锥台形。狭缝105,从与储液部102的接点到前端(开口面)为5mm,长度方向的长度是50mm,宽度是0.7mm。但是,当然也可以是具有除此以外的尺寸及形状的流体供给喷嘴。
在这样的结构的流体供给喷嘴的情况下,也可以发挥与第1实施方式的流体供给喷嘴同样的效果。
另外,通过把本实施方式的流体供给喷嘴用于基板处理装置,能得到与第2实施方式同样的效果,可以得到与把狭缝105做成弯曲构造的第3实施方式同样的效果。
(第6实施方式)
下面,参照附图对本发明的第6实施方式的流体供给喷嘴进行说明。
本实施方式的流体供给喷嘴的结构,除了流速调整壁103及设置在流速调整壁103上的节流孔103a的形状不同而外,具有与图2A~图2C所示的第1实施方式的流体供给喷嘴相同的结构。因此,在图12中表示第6实施方式的流体供给喷嘴的水平剖面图,对于与图2A~图2C相同的结构要素赋予相同的符号,省略详细的说明。
在第1实施方式的流体供给喷嘴中,流速调整壁103是划分成流体流入部101和储液部102的平板状,设置在这样的流速调整壁103上的节流孔103a,具有流体流入部101侧大的圆锥台形。
与此相对,在第6实施方式的流体供给喷嘴中,节流孔103a成为含有剖面面积比流体流入部101小的圆筒形的孔隙103C和设置在流体流入部101侧及储液部102侧这两侧的圆锥形状的孔隙103b的结构。换而言之,相对于在流速调整壁103的中央形成的剖面面积小的中央的孔隙103C,节流孔103a具有从流体流入部101侧及储液部102侧这双侧圆锥状地圆滑变窄的构造。本实施方式的流体供给喷嘴中的流速调整壁103的垂直剖面的形状没有单独示出,但水平剖面相同。但是,这不是必须的要素。
用具有这样的结构的流速调整壁103的流体供给喷嘴,能得到以一层连续的膜状排出流体的效果,因此都可以实现已经说明的本发明的效果。
另外,当把节流孔103a做成本实施方式那样的构造时,与流速调整壁103成平板状的第1实施方式的流体供给喷嘴等相比,流体从流体流入部101向储液部102顺滑地流动。因此,能边维持膜状的排出形状边增加流体流量,能提高液体置换性。其结果是进一步改善了处理效率及处理速度。
作为一个例子,在处理直径200mm的硅基板时,可以具有以下所示的尺寸及形状。即,流体流入部101是内径20mm的圆形,流速调整壁103的厚度是24mm,孔隙103C为内径及长度均为5mm的圆管形。
这样,对于流速调整壁103及节流孔103a的结构,没有特殊的限制,在流体流入储液部102时,可以充分降低流速。
再有,对于储液部102的形状,可以具有与第1、第4及第5实施方式的任何1个相同的形状。
再有,在第1~第6实施方式中每一个都示出了由流体处理硅基板的情况,但并不限于此。除此而外,例如,可以用于光刻工序中的抗蚀剂显影装置,也可以在显影处理后的纯水清洗中使用等。
另外,在需要增大流体流量且不能以高压排出流体的情况下,本发明表现出特别显著的效果。具体地讲,例如,可以用于液晶显示装置及PDP等的平板显示面板的制造等。也可以用于为了制造它们而使用的光掩模的制造等。
此时,根据被处理体的大小,适合处理的流体的流量不同,但改变流体供给喷嘴的各部分的大小,就可以维持一层连续的膜状的排出形状地使流体落在被处理体上。
另外,对于使基板旋转来进行处理的情况进行了说明,在进行比硅基板等大的平板显示面板等的处理的情况下,使被处理体旋转来进行处理有时很困难,在这种情况下,可以通过使流体供给喷嘴在被处理体上扫描来进行处理。或者,也可以使流体供给喷嘴静止,而通过移动被处理体来进行处理。
另外,在被处理体特别大的情况下等,以及在一个流体供给喷嘴的处理能力不足的情况下,当然也可以由多个流体供给喷嘴供给同一流体。
另外,任何一个实施方式的流体供给喷嘴,在水平剖面及垂直剖面中,都具有相对于中心轴200为对称的形状的流体流入部101、储液部102。但是,这不是必须的。
另外,任何一个实施方式的流体供给喷嘴,作为与储液部102连接的单独的部件都设置了具有狭缝105的排出部104。但是,也可以采用不将排出部104设置为单独的部件,而把狭缝105直接设置在储液部102上的结构。
(工业可利用性)
当采用本发明的流体供给喷嘴、使用流体供给喷嘴的基板处理装置及基板处理方法时,能减轻对作为被处理体的基板的损伤,并且能提高处理效率及处理速度。另外,能简化基板处理装置的结构。因此,对于用流体进行的基板等的处理是有用的,特别对大直径的硅基板及平板显示面板等的处理是有用的。

Claims (9)

1.一种流体供给喷嘴,其特征在于,包括:
流体流入的流体流入部;
储液部,连接在上述流体流入部上,蓄积上述流体;
流速调整壁,设置在上述流体流入部和上述储液部之间,具有用于一边降低流速一边使上述流体通过的节流孔;以及
排出部,连接在上述储液部上,具有用于由通过了上述节流孔的上述流体的压力排出上述流体的狭缝。
2.如权利要求1所述的流体供给喷嘴,其特征在于:
上述狭缝具有长宽比大于或等于10的开口面。
3.如权利要求1所述的流体供给喷嘴,其特征在于:
上述储液部,在与上述狭缝的开口面的长度方向垂直的剖面中,具有相对于连接上述储液部的内壁和上述流速调整壁的接点及上述储液部的上述内壁和上述狭缝的接点的直线,向与上述流量调整壁相反的一侧膨胀的剖面形状。
4.如权利要求1所述的流体供给喷嘴,其特征在于:
上述储液部,在与上述狭缝的开口面的长度方向垂直的剖面中,具有相对于连接上述储液部的内壁和上述流速调整壁的接点及上述储液部的上述内壁和上述狭缝的接点的直线,向与上述流量调整壁相反的一侧曲线状地膨胀的剖面形状。
5.如权利要求1所述的流体供给喷嘴,其特征在于:
上述狭缝在相对于上述流体供给喷嘴的中心轴具有角度的方向排出上述流体。
6.一种基板处理装置,其特征在于,
包括权利要求1所述的流体供给喷嘴,以及控制流入上述流体供给喷嘴的流体的流量的流量控制部;
从上述流体供给喷嘴向基板供给上述流体,
上述狭缝具有的开口面的长度方向,实际上平行于上述基板。
7.一种基板处理方法,通过向基板上供给流体进行上述基板的处理,其特征在于:
上述流体以连续的膜状供给到上述基板,
在上述流体接触上述基板时,接触区域各部分的上述流体的流量是均匀的。
8.一种基板处理方法,通过向基板上供给流体进行上述基板的处理,其特征在于:
上述流体用权利要求1所述的流体供给喷嘴以连续的膜状供给到上述基板,
在上述流体接触上述基板时,接触区域各部分的上述流体的流量是均匀的。
9.如权利要求7所述的基板处理方法,其特征在于:
在上述基板上,形成有图形宽度小于或等于0.13μm、且纵横比大于或等于2.5的图形。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102647932A (zh) * 2009-09-24 2012-08-22 松下电器产业株式会社 淋浴喷头
US9027577B2 (en) 2006-10-13 2015-05-12 SCREEN Holdings Co., Ltd. Nozzle and a substrate processing apparatus including the same
CN107393849A (zh) * 2017-08-14 2017-11-24 通威太阳能(安徽)有限公司 一种喷涂式刻蚀槽用限喷装置
CN108025327A (zh) * 2015-09-18 2018-05-11 Nec能源元器件株式会社 涂覆设备和涂覆方法
CN108269749A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 细美事有限公司 液体供应单元、基板处理装置及去除气泡的方法
CN108292115A (zh) * 2015-09-30 2018-07-17 惠普发展公司,有限责任合伙企业 显影入口
CN108649006A (zh) * 2018-06-04 2018-10-12 中国科学院微电子研究所 晶圆清洗装置及晶圆清洗方法
CN112873585A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 上海新昇半导体科技有限公司 晶棒带锯机喷嘴

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4593947B2 (ja) * 2004-03-19 2010-12-08 キヤノン株式会社 成膜装置および成膜方法
US20100279127A1 (en) * 2005-09-13 2010-11-04 Masaki Ukai Highly Viscous Material Coating Applicator
KR101274083B1 (ko) * 2006-10-20 2013-06-12 주식회사 케이씨텍 약액도포노즐 및 이를 이용한 약액도포장치
JP4323510B2 (ja) * 2006-12-05 2009-09-02 本田技研工業株式会社 シーリング用ノズル及び自動車の車体外板部品の製造方法
US20100022393A1 (en) * 2008-07-24 2010-01-28 Bertrand Vick Glyphosate applications in aquaculture
KR101021062B1 (ko) * 2008-12-29 2011-03-11 주식회사 케이씨텍 슬릿 노즐
US8940340B2 (en) * 2009-01-22 2015-01-27 Aurora Algae, Inc. Systems and methods for maintaining the dominance of Nannochloropsis in an algae cultivation system
US9187778B2 (en) 2009-05-04 2015-11-17 Aurora Algae, Inc. Efficient light harvesting
US8769867B2 (en) * 2009-06-16 2014-07-08 Aurora Algae, Inc. Systems, methods, and media for circulating fluid in an algae cultivation pond
US20100325948A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Mehran Parsheh Systems, methods, and media for circulating and carbonating fluid in an algae cultivation pond
US20100327077A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Mehran Parsheh Nozzles for Circulating Fluid in an Algae Cultivation Pond
DE102009034417A1 (de) * 2009-07-23 2011-01-27 Airbus Operations Gmbh Fluid-Aktuator zur Erzeugung einer gepulsten Auslass-Strömung in der Umströmung eines aerodynamischen Körpers, eine Ausblasvorrichtung mit einem solchen Fluid-Aktuator sowie einen solchen aerodynamischen Körper
US8748160B2 (en) * 2009-12-04 2014-06-10 Aurora Alage, Inc. Backward-facing step
EP2553144B1 (en) * 2010-03-29 2016-11-23 Koolerheadz Gas injection device with uniform gas velocity
US8607827B2 (en) 2010-11-22 2013-12-17 Euramax International, Inc. Low profile downspout extension with non-rectangular outlet
US8752329B2 (en) 2011-04-29 2014-06-17 Aurora Algae, Inc. Optimization of circulation of fluid in an algae cultivation pond
AT515147B1 (de) * 2013-12-09 2016-10-15 4Tex Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einer Flüssigkeit
DE102013225612B4 (de) * 2013-12-11 2017-12-14 Lechler Gmbh Injektordüse
WO2017090505A1 (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 東京エレクトロン株式会社 基板液処理装置、基板液処理方法および記憶媒体
US11779938B2 (en) 2019-07-30 2023-10-10 Hen Nozzles, Inc. High-efficiency smooth bore nozzles
US12103018B2 (en) 2019-07-30 2024-10-01 HEN Nozzles Inc. High-efficiency smooth bore nozzles
KR102567124B1 (ko) * 2020-04-15 2023-08-14 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤 기판 처리 장치
GB202016750D0 (en) * 2020-10-22 2020-12-09 Lam Res Ag Apparatus for processing a wafer-shaped article

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1133711A (en) * 1913-03-20 1915-03-30 Benjamin L Cornelius Oil-burner tip.
US2039938A (en) * 1935-12-23 1936-05-05 Frederick W Schultz Sandblast nozzle
US2116863A (en) * 1937-05-05 1938-05-10 Solvent Machine Company Spray and jet nozzle
US2684690A (en) * 1949-10-01 1954-07-27 Paper Patents Co Flow control apparatus
US4043397A (en) * 1975-09-22 1977-08-23 Glowienke Richard A Fire fighting equipment
US4236672A (en) * 1979-04-16 1980-12-02 Angelus Sanitary Can Machine Company Nozzle for steaming retortable pouches
JPS56141860A (en) 1980-04-07 1981-11-05 Nippon Steel Corp Liquid injector
US4326553A (en) * 1980-08-28 1982-04-27 Rca Corporation Megasonic jet cleaner apparatus
JP3315611B2 (ja) * 1996-12-02 2002-08-19 三菱電機株式会社 洗浄用2流体ジェットノズル及び洗浄装置ならびに半導体装置
US5779816A (en) * 1997-01-30 1998-07-14 Trinh; Tieu T. Nozzle and system for use in wafer cleaning procedures
DE19916345A1 (de) * 1999-04-12 2000-10-26 Steag Electronic Systems Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Substraten
JP2001044602A (ja) 1999-07-30 2001-02-16 Kyocera Corp 描画装置
JP3379487B2 (ja) * 1999-08-24 2003-02-24 日本電気株式会社 枚葉型のウエット処理装置及びそのウエット処理方法
JP2002151455A (ja) * 2000-08-31 2002-05-24 Super Silicon Kenkyusho:Kk 半導体ウエハ用洗浄装置
JP3958539B2 (ja) * 2001-08-02 2007-08-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP3946999B2 (ja) * 2001-12-21 2007-07-18 株式会社東芝 流体吐出ノズル、その流体吐出ノズルを用いた基板処理装置及び基板処理方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9027577B2 (en) 2006-10-13 2015-05-12 SCREEN Holdings Co., Ltd. Nozzle and a substrate processing apparatus including the same
CN102647932B (zh) * 2009-09-24 2016-01-20 松下知识产权经营株式会社 淋浴喷头
CN102647932A (zh) * 2009-09-24 2012-08-22 松下电器产业株式会社 淋浴喷头
US10493485B2 (en) 2015-09-18 2019-12-03 Envision Aesc Energy Devices, Ltd. Coating device and coating method
CN108025327B (zh) * 2015-09-18 2021-05-14 远景Aesc能源元器件有限公司 涂覆设备和涂覆方法
CN108025327A (zh) * 2015-09-18 2018-05-11 Nec能源元器件株式会社 涂覆设备和涂覆方法
US10906060B2 (en) 2015-09-18 2021-02-02 Envision AESC Enerev Devices Ltd. Coating device and coating method
CN108292115A (zh) * 2015-09-30 2018-07-17 惠普发展公司,有限责任合伙企业 显影入口
CN108269749A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 细美事有限公司 液体供应单元、基板处理装置及去除气泡的方法
CN107393849A (zh) * 2017-08-14 2017-11-24 通威太阳能(安徽)有限公司 一种喷涂式刻蚀槽用限喷装置
CN107393849B (zh) * 2017-08-14 2023-07-04 通威太阳能(安徽)有限公司 一种喷涂式刻蚀槽用限喷装置
CN108649006A (zh) * 2018-06-04 2018-10-12 中国科学院微电子研究所 晶圆清洗装置及晶圆清洗方法
CN108649006B (zh) * 2018-06-04 2021-11-05 中国科学院微电子研究所 晶圆清洗装置及晶圆清洗方法
CN112873585A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 上海新昇半导体科技有限公司 晶棒带锯机喷嘴

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US7669780B2 (en) 2010-03-02
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KR100708037B1 (ko) 2007-04-16

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