TW446575B - Device for treating substrates in a fluid container - Google Patents

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TW446575B
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Martin Weber
John Oshinowo
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Steag Micro Tech Gmbh
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Description

經濟部中央橾準局負工消費合作社印装 4465?g A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於一種在液體容器内處理基質之裝置。 此型裝置習知例如US-PS 5 275 184或本案申請人提出 之DE-A-44 13 077，在這些裝置内，液體經由一個注入開 口或一個擴散器被導入液體槽内’並且自槽的上端溢流 出。當在液體容器的底部設一個單獨入流口，則單位時 間的流入量及注入液體的速度受到限制。更甚者，不能 在容器内達到均勻的流動關係，使液體槽内欲處理的基 質或晶圓片能均勻地以液體噴射及沖洗整片基質寬度或 表面範圍。當運用一個擴散器，雖然能在液體容器内把 注入的液體較佳地分佈於整個液體表面，但單位時間的 流入量及特別是液體流入速度受到擴散器的運用而大幅 被限制住。 本發明之課題即，製造一種在液體容器内處理基質之 裝置’其能在液體容器内有最佳的流動關係，並且實現 .最大的滾動及流動速度。 此既定課題，如本發明所述，係經由一個噴嘴系統解 決，其含有多個導入液體的喷嘴。基於多個噴嘴的構造 ，被導入的液體在液體容器内具有所欲的流動關係或欲 達到的所需流動關係，而能把整片欲處理的基質以液體 均勻地沖洗及喷射。經由運用噴嘴導引液體，能以單位 時間高流入速度及高流量把液體注入到液體容器内而 達到極高流速卻維持一個層狀流動。藉此不僅改善基質 的處理，同時也縮短處理程序而提升裝置的工作效率。 依據本發明特別合宜的構造，至少有幾個噴嘴具備不 本紙張ΛΛΛΛΙ +¾时縣（CNS)从狀（
(請先Μ讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 — 446575 A7 B7 五、發明说明（2 ) 同的喷出角度。噴嘴的喷出形狀以圓錐形為佳，但亦可 以是扇葉形’而使得液體的引入端視各情形的性質和嘴 嘴的位置，且基於在液體容器内達到一個均勻的、層狀 的液流，而使液體均句沖洗基質的考慮能被最佳化。 噴嘴主要被排列在容器的底部，並且根據一個特別合 適的實施例，是以矩陣形式分佈在容器的底部。依此方 式，液體被引入且均勻地分佈在整個液體容器的表面， 並且尤其也能夠在邊緣部位實現最佳的流動關係。 噴嘴宜被組成喷嘴群，其最好設置在不同的容器底部 區域。合適的方式是，安排一组噴嘴在中央區域及在兩 個外圍區域各設置一組喷嘴，而在個別區域的喷嘴密度 和數目可以不同。同樣也適合在各個喷嘴及/或喷嘴群 設置分離的液體供給裝置，而使得噴嘴能以不同的液壓 喷射。 依據本發明一優異的實施例，在液體容器的底部預設 一個液體注入腔與喷嘴銜接。依據本發明另一實施例， 液體注入腔針對各個喷嘴及/或喷嘴群被分割成部份空 腔。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 位於液體容器底部的液體注入腔主要被構造成為介於 一個雙底部之間的一個夾層空間形式。 依據本發明一個特別合宜的實施例，除了喷嘴之外， 預設有任意清洗噴嘴的任意清洗開口，其亦宜以矩陣形 式設於噴嘴之間。依此方式，亦可能任意清洗介於噴嘴 和死角之間的中間區域。任意清洗開口最好亦如同喷嘴 本紙張尺度適用t國國家揉準（CNS > Α4规格（210Χ2!»7公釐） -5 - ^ 446 571 A7 B7 五 經濟部中央標孳局負工消費合作杜印褽 發明説明（3 ) 與位於下面的液體注入腔銜接。 依據本發明另一優異的實施例，液體容器的底部成斜 面，底部宜朝向中央傾斜，大致朝向液體容器的中心線 或中央點下降。依此方式，則液體容器朝下排放液體時 能快速且完全漏完。 為了快速排放液體，而在液體容器内，且特別在該容 器内的中央或中心線’預設一個具有大直徑可緊閉的開 口。在停電或其他偶發事件時，但亦與常見的製程步驟 相關’依此方式’能把在液體容器内的基質快速從處理 液’例如酸蝕劑’移開。一般在液體槽下面預設一個承 接容器’以承接快速排放出的液體。 本發明另一實施例為，除了或替代在容器底部的喷嘴 之外’在液體容器的邊壁上預設喷嘴，以此方式，方便 在侧邊或在液體底部和邊壁之間的過渡區域内導引液體 而在液體容器内流動，因此進一步地改善流動關係或 提昇液體滾動體積。 依據本發明另一優異的實施例，噴嘴及/或喷嘴群配 屬於不同的液體。屬於不同組群的各別噴嘴及/或噴嘴 群也因此基於導管和幫浦而彼此分開，則不同的液體， 如不同的化學劑，經由配屬化學劑的噴嘴及/或噴嘴群 被導引《如此，能夠快速更換液體且不會有混雜的顧慮 ’此係只有配置到這個嘴嘴的液體流到這個別的噴嘴。 依據本發明另一優異的實施例，除了經由噴嘴導引的 液體之外’導引其他的液體，如附加的化學劑、氣體、 本紙張又度速用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210>：23_7公釐） 經濟部中央樣準局負工消費合作社印聚 ^ 446β?Β Α7 ______Β7 _ 五、發明説明（4 ) 臭氧、水等到液體容器内。特別是為了附加引入化學劑 、氣體、臭氧或水，而在液體容器肉至少預設一個擴散 器。 本發明之一個也很合宜的實施例為，在液體容器的上 面區域’大約靠在邊壁上安排噴灑噴嘴，以清潔液體容 器及/或在同一液體容器内進行不同程序的中間，大致 是介於酸蝕、清洗及乾燥過程之間，作為基質濕潤及維 持潮濕之用。此處主要是把氣溶膠、水份、其他的化學 劑蒸氣噴灑出去，或者也喷灑從下面被導引入液體容器 的液體。 上述課題的解決方式是，在液體容器設置一個基質承 載裝置’其含有三個撐托基質的撐托部位，此可以與上 述特徵結合，但也可以與之無關。在三個位置撐托基質 則保持基質的一個確定位置，而不需在液體槽内導引。 .基質承載裝置主要能夠抬昇及降下。此處適宜的作法是 ，至少有一個撐托部位是一個刀形架，其在橫著架梁走 向具有狹縫以承載基質的邊緣部位。主要至少有一個撐 托部位，相對於至少其他的一個撐托部位，沿著垂直方 向能夠移動。為了不重複敘述，關於這個特徵此參閱本 案申請人未預先公開的文件DE-A-196 15 108和DE-A_195 46 990，以避免一再敘述，此特徵係被作為目前本發明的 物件。 依據本發明另一優異的實施例，基質承載裝置僅具有 —個約成為刀形架的撐托部位，而在液體容器至少一個 用中目«家標率（) A4祕（210XM7公釐)~~~ : ---
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
446575 A7 ___________ B7 五、發明説明（5 ) 邊壁的内側表面的裡面或上面預設基質的導引件。此實 施例的優點是，基質承載裝置在液體槽内沒有或僅有微 小的空間需求’因而維持小的容器體積和化學劑體積， 並且處理程序的成本，大致依照化學劑的損耗量而定， 就能夠被降低《導引件由狹缝，然而主要是架子、梢柱 及/或粒結所構成，與狹縫的結構比較，其優點為較容 易且快速被清潔，並且必要時被乾燥。當先後浸入一種 液體或注滿液體容器’則在狹缝内停留相對多的液體， 並且污染後續注入的液體。 依據本發明另一優異的實施例，在液體容器邊壁的内 侧表面具有不含導引件的區域。為了不妨礙在液體容器 内確實的導引和基質的撐托，把内侧表面沒有導引件的 區域相對於内侧表面含有導引件的區域偏移安置。例如 若在一個内侧表面區域已預設導引件，則在對面的内侧 .表面區域不必設置導引件，因為導引件在一個侧邊已足 夠了。在内側表面無導引件的區域主要預設注入開口、 噴灑噴嘴、擴散器、紫外線光源及/或超音波發射裝置 0 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 本發明另一合適的實施例為，運用一個從液體槽上面 可以放置的罩蓋，其主要至少具備一個液體注入開口， 特別作為按照MARANGONI原理的乾燥處理時注入一種 液體之用。為了避免重覆敘述此實施例，特別參閱DE_A-44 13 077及未預先公開之由本案申請人提出的專利案DE_ A-195 00 239、DE-A-196 15 108及在 1996年4月 22 日申請 本紙張尺度適用中βΗ家樣丰{ CNS ) A4規格（210X297公釐） 446575 Α7 Β7 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印1i 五、發明説明（6) 的專利案DE-A-196 15 970.9，其被作為目前本發明的物件 〇 另外合宜的是運用一個加溫及/或冷卻裝置，以加溫 及/或冷卻在液體容器内的液體，藉此能把液溫調整在 一個可選擇的最佳值。同樣使用一個紫外線光源也是合 宜，其被安置在液體容器的底部及/或邊壁上面。 本發明另一合適的實施例為，預設一個基質下止動架 ’其形式大約為一個停住框架，可以置放在基質的上邊 緣區域。為了避免在此重覆敘述，可參閱由本案申請人 在1996年4月22日申請的DE-A-196 159 70.9，其被作為目 前本發明的内容。 另外較佳的方式是一個超音波發射裝置，其主要是以 一個超音波轉換器的形式一個或多個組合到液體容器内 。就此適宜的放置位置是在由液體容器的底部和邊壁構 .成的角落，而發射方向和水平主要成45度。 因為使用本發明的裝置能夠很快速裝填容器，並且在 引入液體到容器内產生一個強勁的噴嘴效應，則最好有 一個覆住液體容器的裝置，其防止液體噴射到一個既有 之主要為乾燥處理程序設置的罩蓋。 本發明裝置主要和一個液體淨化再生設備連接，在此 設備内液體或混和液被收取並被淨化再生，因此能夠被 重複使用並且主要被送回到液體容器内。 另外宜有一個隔離設備，以區隔開在排放氣内含有鹼 性和酸性的蒸氣。 -請 先 Μ 面 之 注 3 訂 冬紙》尺度適用中8躪家梯芈（CNS > Α4規格（2丨0Χ297公釐) -9 - 446575 經濟部中央標隼局月工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（7 ) 特別合宜的作法是，在處理和沖洗過程能夠在液體容 器内轉動基質。為此主要預設一個在液體容器内轉動基 質的裝置》 當使用混合液時’液體宜在放入液體容器前先行混合 0 . 本發明將在下文藉由較佳的實施例，並參閱圖式加以 說明。圖中： 圖一本發明裝置之一實施例的橫切面， 圖二圖一所示裝置之俯視圖，或從上面看入液體容器的 方向，及 圖三沿著一個相對於圖一所示圖形之橫切面旋轉90度的 切平面的一個橫切面β 從囷式可以看到，本發明裝置之液體容器丨具有一個 底部2和邊壁3。在圖一内相向對立的邊壁3上面預設狹縫 4，在狹缝内，基質片5豎立在一個基質承載裝置6上面被 導引，而基質承載裝置藉一個未圖示之驅動裝置在垂直 方向移動，並且把晶圓片5降入液體容器i内及從其内移 出。在此實施例，基質承載裝置6是由一個刀形架組成， 内有狹縫或凹痕，其在相向對立的邊壁3内以對應於導引 狹縫4之間的間距隔開排列。 如最好從圖一可以看出，在一條中心線的兩側的展部 2朝内傾斜，使得當排洩容器〗時液體在中央向流出。 底部2設置多個噴嘴7以矩陣形式排列，此可以從圖三 清楚看到。噴嘴有不同的噴嘴出口或射出角度8, 9，如圖 冬紙張尺度通用宁K国家梯準（CNS > A4規格 210X297 公漦） •10·
^' 44657^ A7 B7 五、發明説明（8〉 所不。基於不同的射出角度或由於不同的射出型，則 在整個液體容器輪廓範圍產生一個良好的均句層流，並 且基質5的整片範園均句地被從噴嘴7射出的液體喷射。 從圖一可以看出，底部2的下面構造出空腔12, 13, 14, 15，其下面被一片密閉平板16封閉住。液體經由空腔^ 至15被導引到各個和空腔銜接的嘴嘴7。 介於噴嘴7之間，在底部2内預設任意清洗開口 18，此 對應圖二在液體容器1的底部2同樣以矩陣形式分佈設置 。任意清洗開口 18自由清洗底部2介於喷嘴7之間的區域 ’並且同樣連接到在底部2下面的液體輸送空腔12至15， 以供給液體。 如圖一所示’在底部2的中央預設一個開口 19，以快 速排放液體容器1内的液體，此係在發生停電時及/或在 液體容器1内的基質5必須從液體環境，如一個酸蝕劑， ，快速脫離時的措施。當打開一個封蓋2〇時，液體即在短 時間内排放進入一個未圖示之安置在液體容器1下面的一 個承接容器。 基質承載裝置6的位置是在封蓋20的上面區域内，部 份在底部2内，並且只有一個微小部位向上突出到噴嘴開 口的上面》因此，基質承載裝置只在液體容器1内佔有一 小部份額外的空間，而使得在液體容器1内可以維持小量 的液體體積。 在邊壁3的上邊是溢流開口21，從下面注入的液體可 從此溢流開口流掉。 本紙張尺度適用中國«家揉準（CNS ) A4現格（210XW7公* ) -11 - 先 閲 .讀 背 *面 之 注 3 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 446575 A7 B7 五、發明説明（9 ) 請 閲 讀 $ 以上藉由較佳實施例說明本發明的内容。然而專業人 士可在不偏離本發明的構想下，做出許多變化和設計。 例如在液體容器1上面可以放置一個罩蓋，或者在液體容 器1的邊壁3上，例如在上邊部位，設置噴灑喷嘴，以做 作為清潔容器或在各個程序和處理步驟之間噴灑基質5之 用。如上所述，也可以在液體容器1内安置超音波轉換器 、紫外線光源或轉動晶圓片5的裝置。 填 寫 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家揉率（CNS > A4規格< 210x_2|^jfc )

Claims (1)

  1. 446575 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申讀利範圍JL86104566號卷利案申諸卷利篏面瘀芷t 1. 一種在液體容器(1)内處理基質(5)之裝置，具有一喷嘴 系統含有多個噴嘴(7)以導入液體’其噴嘴(7)被安置分 佈在一容器的底部(2)上面，其特徵為，液體容器(!）的 底部(2)被作成斜面並且因而朝向液體容器(1)的中央部 位下斜，至少幾個喷嘴(7)具有不同的噴射角度(8, 9), 至少有一噴嘴(7)具有一扇葉形的喷射形狀，至少有一 噴嘴(7)具有一圓錐形的噴射形狀，且喷嘴(7)被組合成 為噴嘴群。 2. 根據申請專利範圍第〖項所述之裝置，其特徵為，喷嘴 群設置在液體容器(1)的不同底部區域》 3. 根據申請專利範固第1項所述之裝置，其特徵為，設置 一組噴嘴群在中央區域，及分別各一組喷嘴群在底部(2) 的兩個外圍區域。 4. 根據申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為，個別 的喷嘴(7)及/或個別的噴嘴群具有彼此分開的液體供 給裝置。 5_根據申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為，在液 體容器⑴的底部(2)下面設置一液體輸送空腔(12, 13, 14, 15)，和喷嘴⑺銜接。 6.根據申請專利範圍第5項所述之裝置，其特徵為，液體 輸送空腔依個別的喷嘴Ρ)及/或個別的喷嘴群，而被 區分成液體區隔空腔(12, 13, 14,15)。 ij!il -裝 i — * . <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· --線' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） -13- U6575 Mi 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 7. 根據申請專利範圍第5項所述之裝置，其特徵為，液體 輸送空腔(12, 13, 14, 15)由一介於一雙底部(2, 16)的夾層 空間所構成。 8. —種在液體容器(1)内處理基質(5)之裝置，具有一喷嘴 系統含有多個噴嘴(7)以導入液體，其噴嘴(7)被安置分 佈在一容器的底部(2)上面，其特徵為，預設任意清洗 開口（18)以自由沖洗噴嘴(7)，其任意清洗開口（18)以矩 陣形式排列，設置在液體容器(1)的底部(2)，任意清洗 開口（18)設置於噴嘴⑺之間，且任意清洗開口（18)和位 於下面的液體輸送空腔(12,13,14, 15)銜接。 9_ 一種在液體容器⑴内處理基質(5)之裝置，具有—喷嘴 系統含有多個噴嘴(7)以導入液體，其噴嘴(7)被安置分 佈在一容器的底部(2)上面，其特徵為，在液體容器(1) 的邊壁(3)旁邊設置噴嘴(7)，喷嘴(7)及/或噴嘴群係為 不同的液體而設置，且設置彼此分離的導管連接到為不 同的液體而設置的噴嘴(7)及/或喷嘴群，將附加的液 體導入液體容器(1)内，附加的液體是化學劑、氣體、 臭氧及/或水，且附加的液體係經由至少一擴散器導 入。 10· —種在液體容器(1)内處理基質(5)之裝置，具有一噴嘴 系統含有多個噴嘴(7)以導入液體，其噴嘴(7)被安置分 佈在一容器的底部(2)上面’其特徵為，喷濃喷嘴被安 置在邊壁上’並且主要位於液體容器(丨）的上面部位， 且預設喷ί麗嘴嘴，以在個別的處理步驟間喷麗出化學
    I I -----I I ! ' 11 * C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ - --線· -14- A8BSC8DB 446575 六、申請專利範圍 劑。 11_根據申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為，一撐 托基質(5)的基質承載裝置(6)。 12. 根據申請專利範圍第8項所述之裝置，其特徵為，一撐 托基質(5)的基質承載裝置(6)。 13. 根據申請專利範圍第9項所述之裝置，其特徵為，一撐 托基質(5)的基質承載裝置 14. 根據申請專利範圍第1〇項所述之裝置，其特徵為，一 撐托基質(5)的基質承載裝置⑹》 15. 根據申請專利範圍第u項所述之裝置，其特徵為，基 質承載裝置(6)具有三個撐托部位。 16. 根據申請專利範圍第丨丨項所述之裝置，其特徵為，基 質承載裝置(6)可以抬升及下降。 17·根據申請專利範圍第^項所述之裝置，其特徵為，至 少一撐托部位是一個刀形架，其在橫著架梁走向具有狭 缝以承載基質的邊緣部位。 18_根據申請專利範圍第u項所述之裝置，其特徵為，至 少一撐托部位相對於至少一其他的撐托部位沿著垂直方 向能夠移動。 19. 根據申請專利範園第丨丨項所述之裝置，其特徵為，基 質承載裝置(6)具有一撐托部位，並且在液體容器(1)至 少一邊壁(3)的内側的裏面或上面預設基質的導引件 (4)。 20. 根據申請專利範圍第19項所述之裝置，其特徵為，導 本紙張尺度適用中0困家株準（CNb:「A4規格咖χ挪公釐）-- -15- !!}裝 i • * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 .線 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 ABaD 446575 六、申請專利範圍 引件由狹縫、架子、梢柱及/或粒結所構成。 21. 根據申請專利範圍第19項所述之裝置，其特徵為，液 體槽(1)的邊壁(3)的内侧表面具有不含導引件的區域。 22. 根據申請專利範圓第21項所述之裝置，其特徵為，内 侧表面不含導引件的區域相對於内侧表面含有導引件的 區域被偏移安置。 23. 根據申請專利範圍第21項所述之裝置，其特徵為，内 側表面不含導引件的區域設有注入開口，噴灑喷嘴，擴 散器’紫外線光源及/或超音波發射裝置❶ 24. 根據申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為，一覆 蓋住液體容器(1)的裝置〇 25. 根據申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為，至少 一基質停住框架，其套放在基質(5)的上邊緣區域。 26. 根據申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為，一可 以放置在液體槽(1)上面的軍蓋。 27. 根據申請專利範圍第26項所述之裝置，其特徵為，軍 蓋具有至少一液雜注入開口 β 28. 根據申請專利範園第27項所述之裝置，其特徵為’經 由罩蓋注入的液體是為應用Marangoni原理作乾燥處理 所需者。 29. 根據申請專利範園第丨項所述之裝置，其特徵為’一加 溫及/或冷卻裝置，以加溫及/或冷卻在液體容器(1) 内的液體。 30. 根據申請專利範園第1項所述之裝置，其特徵為，一液 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公« ) -16- (請先閲讀背面之注$項再填窝本頁) 訂 --線- 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 4465 75 m gi _ 六、 I?請專利範圍 體淨化再生設備。 31. 根據申請專利範圍第30項所述之裝置，其特徵為，一 隔離設備’以區隔開在排放氣内含有鹼性和酸性的蒸 氣。 32. 根據申請專利範圍第〗項所述之裝置，其特徵為，一紫 外線光源，其被安置在液體容器(1)的底部(2)及/或邊 壁(3)上面。 33. 根據申請專利範圍第丨項所述之裝置，其特徵為，至少 一超音波發射裝置。 34. 根據申請專利範圍第33項所述之裝置，其特徵為，超 音波發射裝置被安置在由液體容器(1)的底部(2)和邊壁 (3)所構成的角落。 35. 根據申請專利範園第1項所述之裝置.，其特徵為’一在 液體容器(1)内轉動基質(5)的裝置。 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 適 度 尺 張 紙 本 準 裸 家 釐 公I 2 X 10 (2 格 規
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