TWI381473B - 利用彎液面處理晶圓表面時之相對於近接頭實質上均一流體流率用的設備 - Google Patents
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Description
概括而言,本發明係關於晶圓溼式清理製程以及用以處理晶圓的裝備,尤其係關於在藉由彎液面處理晶圓之表面時用以提升相對於近接頭之均一流體流的設備。
在半導體晶片製造業中,於製造操作之後,假使例如此操作在基板的表面上留下多餘的殘留物時,則必須清理與乾燥晶圓(例如基板)。此種製造操作的範例包含電漿蝕刻與化學機械研磨(CMP,chemical mechanical polishing),上述每一種方法皆會在基板的表面上留下多餘的殘留物。不幸地,假使多餘的殘留物留在基板上時,會造成由此基板所製成之裝置的缺陷,在某些情況下,會使這些裝置無法操作。
在製造操作之後清理基板係為了移除多餘的殘留物。在基板經過溼式清理之後,此基板必須被有效乾燥,以防止水或其他處理流體(以下稱為「流體」)剩餘物亦在基板上留下多餘的殘留物。假使基板表面上的流體可被蒸發(此通常發生在液滴形式)時,先前溶在流體中的殘留物或污染物在蒸發之後將會留在基板表面上,並且形成污點且造成缺陷。為了防止蒸發的發生,必須儘速移除清理流體而不在基板表面上形成液滴。在實現上述內容的一嘗試中,吾人可利用數種不同乾燥技術的其中一種,例如旋轉乾燥、IPA、或Marangoni乾燥。所有這些乾燥技術皆在基板表面上利用某種形式的移動液體/氣體界面,假使其被正確維持時,可造成基板表面的乾燥而不形成液滴。不幸地,假使移動液體/氣體界面崩潰(此經常伴隨上述所有乾燥方法、液滴形式而發生)時,將會發生液滴蒸發,並且會在基板表面上留下污染物。
以上述觀點而言,亟需改善的清理設備,其可提供有效的基板清理,而降低污染物從乾流體液滴留在基板表面上的可能性。
大體而言,本發明之實施例可藉由在以彎液面處理晶圓之表面時調節相對於近接頭的流體流而滿足上述需求。吾人可藉由將近接頭設置成單件式,俾能使流體可被導入近接頭而輸送至晶圓表面,以及使流體可從晶圓的表面被導入近接頭,並且即使當此近接頭被加長而可清理具有較大直徑的晶圓時仍維持頭剛度(head rigidity),而滿足此需求。此近接頭可具有頭表面,此頭表面具有複數平面。以設置成位在相對於晶圓之表面之實質平行方位上的複數平面,在頭內之主流中流動而輸送至晶圓表面的流體被實質上調節,以界定從複數流出孔到晶圓表面的實質上均一之流體流出。以在此方位上的複數平面,在頭內之從複數流入孔到另一主流的分離流動路徑中流動的流體被實質上調節,以界定從晶圓表面進入流入孔的實質上均一流體流入。吾人可藉由被設置成以單件式構造維持頭剛度的近接頭,而進一步滿足此需求,此近接頭可界定主流體流以及相對於晶圓表面之流體的分流。來回晶圓表面的流可界定延伸至晶圓之表面的彎液面。這些分流係位於流體運送流動路徑中,其可進入流入孔且可離開流出孔。這些流中的每一個可處在相對於在其他路徑中之流率呈現實質上均一的流率下。
為了提供來回頭部之調節流,此近接頭設有許多依照低公差的結構,以及設有減量之依照高公差而設置的結構。一種依照高公差的結構包含設置在頭部內的流阻器單元,其可在主流體流與各複數流入及流出孔之間提供最高的流阻路徑。一最高流阻流動路徑可容納位於進入流入孔之流體運送流動路徑中的分流。在離開流出孔之流體運送流動路徑中,存在有來自另一最高流阻流動路徑之分流。由各流阻器單元所進行的流體調節,產生了流體在相對於其他各路徑中之流率為實質上一致的速率下之各流入孔與流出孔流。雖然頭的其他結構係依照低公差而設置,但依照高公差而設置的結構仍可因此有效提供實質上一致之橫越近接頭
之長度的各流體流。
吾人應明白本發明可以許多方式加以實現,其包含例如設備或系統。以下將說明本發明之數個發明實施例。
在一實施例中,提供一種在彎液面處理晶圓表面時用以調節相對於近接頭之表面而流動之流體的設備。此設備可由單件式(one-piece)塊體所設置,此塊體設有延伸而橫越整個晶圓表面範圍的長度。對於流體運送單元,此塊體可包含主流體運送鑽孔,此鑽孔被設置成概略平行於橫越塊體長度的頭表面。對於此單元,此塊體亦可包含流阻器單元,此流阻器單元延伸而橫越塊體長度,並且設置在主鑽孔與頭表面之間,以將阻力加諸在相對於頭表面(例如進入或離開孔洞)而在主鑽孔與頭表面之間流動的流體上。對於流體運送單元,此塊體亦可包含第一複數鑽孔以及第二複數鑽孔。此種鑽孔可被稱為複數流體運送單元陣列。每一個此種陣列僅在流體運送方向上延伸。這些複數陣列係由第一組流體運送鑽孔以及第二組流體運送鑽孔所組成(即僅包含)。第一組係由第一複數鑽孔所代表,而第二組係由第二複數鑽孔所代表。第一組的鑽孔係通往並位於主鑽孔與流阻器單元之間。第二組的鑽孔係通往並位於流阻器單元與頭表面之間,俾能使此單元的流阻器單元可實質上調節相對於頭表面而流動、以及在主鑽孔與頭表面之間流動且完全橫越晶圓表面的流體。
在另一實施例中,一種設備可包含用以調節被導入近接頭而輸送至晶圓表面之流體流的結構。此近接頭具有頭表面,此頭表面具有複數平面,這些複數平面被設置成位在相對於晶圓的表面之實質平行方位上。此設備可包含主流入鑽孔,此鑽孔被設置成在初始時接收待提供至近接頭的流體。主流入鑽孔沿著近接頭的長度而延伸。具有第一端的複數向下流動鑽孔被連接至主流入鑽孔。複數向下流動鑽孔沿著近接頭的長度而彼此隔開。上部充氣腔可被連接至複數向下流動鑽孔的第二端。每一個向下流動鑽孔可將流體的供給提供到上部充氣腔內,上部充氣腔係沿著近接頭的長度而延伸。流阻器鑽孔可沿著近接頭的長度而延伸,並
且被連接至上部充氣腔。流阻器鑽孔可被設置成容納流阻器,此流阻器具有可限制通過流阻器鑽孔之流體流的形狀。下部充氣腔係沿著近接頭的長度而延伸,並且可被連接至流阻器鑽孔,下部充氣腔被設置成接收來自流阻器鑽孔並藉由流阻器所限制的流體。複數流出孔係沿著近接頭的長度而界定,並且在下部充氣腔與頭表面的平面之間延伸。流過上部充氣腔、具有流阻器之流阻器鑽孔、以及下部充氣腔的流體被實質上調節,並且始於流阻器鑽孔之最高流阻流動路徑,存在有位於離開流出孔之流體運送路徑中的分流。由流阻器鑽孔及流阻器所進行的流體調節,產生了流體在相對於來自其他流出孔路徑流的流率為實質上一致的速率下之流出孔流。
在另一實施例中,提供一種用以界定主流體流以及流體之分流的近接頭。這些分流係位在相對於複數平面的流動路徑中,以界定延伸至晶圓之表面的彎液面。位在各流動路徑中的分流係處在相對於其他路徑中之流率而呈現實質均一的速率。複數平面可被設置成位在相對於晶圓的表面之實質平行方位上。塊體可在長度方向、垂直於此長度方向的流體運送方向、以及垂直於此長度與流體運送方向的寬度方向上延伸,此塊體可界定複數平面。主鑽孔可被設置在此塊體內,以在初始時接收主流體流,此主鑽孔係沿著近接頭的長度而延伸。複數分離流動鑽孔被設置在塊體內並且具有連接至主鑽孔的第一端,複數分離流動鑽孔係沿著主鑽孔的長度而彼此隔開並且具有第二端。上部充氣腔可被設置在塊體內並且連接至各分離流動鑽孔的第二端,以運送相對於分離流動鑽孔的流體流。流阻器設有在塊體內沿著上部充氣腔之長度而延伸並與上部充氣腔相交的鑽孔,此流阻器更設有容納在流阻器鑽孔內的流動限制器,以界定相對於上部充氣腔之流體流的至少一曲折路徑。下部充氣腔可被設置在塊體內而具有在長度方向上延伸的開放頂部,以運送相對於曲折流體流動路徑的流體,下部充氣腔在流體運送方向上從開放頂部延伸至橫越長度方向而相隔開的一系列流體出口。複數流出孔可被設置在塊體內,
一流出孔被連接至各個別流體出口,此流體出口用以運送相對於近接頭之流體的其中一分流。通過曲折路徑的流體流可使各流出孔流中的流處在相對於其他流出孔中之流的流率而呈現實質均一的速率。
在另一實施例中,提供一種用以設置複數流體運送單元的近接頭。每一個單元可提供主流體流,並且提供相對於晶圓表面之流體的分流。這些單元協同界定從近接頭延伸到晶圓表面的彎液面,俾能使相對於晶圓表面之流體的分流在橫越近接頭之長度的各單元中為實質均一。塊體可界定在橫越晶圓表面之長度方向、流體運送方向、以及頭寬度方向上延伸的近接頭,此塊體設有第一流體運送單元。此第一單元包含設置在塊體內以運送主流體流的主鑽孔,此主鑽孔沿著頭長度而延伸。上部複數流動通道在塊體內以流體運送方向延伸,並且具有與主鑽孔流體連通的第一端,上部通道橫越頭長度而隔開並且具有第二端。上部充氣腔被設置在塊體內,並且連接至各流動通道的第二端而運送流體。主鑽孔以及上部複數流動通道被設置成將主流直接分成總量的分離流動路徑,這些路徑係位於主鑽孔與上部充氣腔之間。流阻器單元設有在塊體內以長度方向延伸的流阻器鑽孔,以限制在流體運送方向上相對於上部充氣腔的流體運送。下部充氣腔設有沿著頭長度而延伸並與流阻器單元流體連通的開放頂部,下部充氣腔進一步被設置成在流體運送方向上從開放頂部延伸到橫越頭長度而均勻隔開的一系列流體運送孔。流阻器單元更設有容納在流阻器鑽孔內的阻性嵌入件,以界定在此嵌入件周圍的細流動路徑,而抵抗相對於上部充氣腔及相對於下部充氣腔的流體流。複數流體運送管道被設置在塊體內,而在流體運送方向上延伸,一管道被連接至各流體運送孔,此流體運送孔用以提供相對於晶圓表面之流體的其中一分流,關於由此單元之所有其他流體運送管道所提供之流體的所有其他分流,相對於各流體運送管道之流體的分流係實質均一。複數流體運送管道以及上部複數流動通道可在塊體內界定僅在流體運送方向上的唯一分流。
在又另一實施例中,揭露一種近接頭的製造方法,此近接頭用於將流體輸送至半導體晶圓的表面。此方法包含:(a)從塑膠材料形成第一塊體,此第一塊體延伸至少大至半導體晶圓之直徑的長度;(b)在第一塊體內形成主鑽孔,此主鑽孔與此長度對正;(c)在第一塊體內形成複數上部中間鑽孔,這些複數上部中間鑽孔係實質垂直於主鑽孔,並且具有連接至主鑽孔的第一端;(d)在第一塊體內形成流阻器鑽孔,此流阻器鑽孔係沿著此長度而平行於主鑽孔,此流阻器鑽孔在第二端耦合至複數上部中間鑽孔,此流阻器鑽孔被設置成容納流阻器,此流阻器用以阻擋並調節被導入主鑽孔的流體流;(e)在第一塊體內形成複數下部中間鑽孔,這些複數下部中間鑽孔具有連接至流阻器鑽孔的第一端;(f)在第一塊體上形成熔接表面,此熔接表面露出複數下部中間鑽孔的第二端;(g)形成具有熔接表面的第二塊體,此第二塊體具有輸送鑽孔,這些輸送鑽孔與第一塊體之複數下部中間鑽孔的第二端相連通;以及(h)熔接第一塊體與第二塊體的第一與第二熔接表面,此第二塊體具有與熔接表面相對之近接表面,俾將此近接表面設置成位於靠近半導體晶圓的表面,以獲得橫越此長度的實質上均勻之流體流。
然而,吾人應瞭解到上述方法操作不需以特定順序來執行,而某些步驟可被結合。此外,形成的方法步驟可在許多熟知的機械操作上加以實施,例如成型、機械加工、切削、鑽鑿、雕刻、拱曲修平(hogging-out)、噴砂、研磨、熔融、加熱、對正等等。
吾人可從以下與隨附圖式結合的詳細說明而明白本發明之其他實施樣態與優點,此詳細說明係經由範例來說明本發明之原理。
揭露數個示範性實施例,其用以定義在近接頭方面的調節流體流範例。這些範例係關於此頭的流體運送,並且在一範例中,流體被輸送至晶圓的表面,而在另一範例中,從晶圓表面接
收流體。在這些範例中,即使當將此頭加長而進行具有大直徑之晶圓的清理時,頭剛度仍維持不變。同樣在這些範例中,近接頭被設置成藉由單件式的頭構造以維持頭剛度,而界定主流體流以及界定相對於晶圓表面的流體分流。為了將已調節的流從此頭提供以及提供到此頭內,近接頭設有許多依照低公差(low tolerances)而設置的結構,並且設有減量之依照高公差而設置的結構。依照高公差所設置的結構包含設置在頭內的流阻器單元,其可在主流體流與各複數流入及流出孔之間提供最高的流阻路徑。相對於各最高流阻流動路徑,在流體運送流動路徑中,存在有例如進入流入孔或離開流出孔的分流。就流體調節而言,以設置在實質上與晶圓表面平行之方位上的頭表面,在流體運送用之頭內流動的流體可被實質上調節,因此,相對於在其他遍佈此頭之加長長度之各流入孔或流出孔內的流率,進入各流入孔以及離開各流出孔之此流的流率可為實質上一致。
以下將說明本發明的數個發明實施例(在此稱為「實施例」)。熟習本項技藝者可明白在不具某些或所有於此所提出之具體細節的情況下,可實施本發明。
如在此所使用之「晶圓」一詞不限於指半導體基板、硬碟、光碟、玻璃基板、平面顯示表面、液晶顯示表面等等,可在例如於其中建立用於處理(例如蝕刻或沉積)之電漿之腔室的處理室內,於這些表面上形成或定義材料或各種材料的層。吾人可依據於其中改善的清理系統與方法提供有效晶圓清理而降低出自乾液滴之污染物留在晶圓表面上之可能性的實施例,而處理所有此種晶圓。
以下就正交的X、Y以及Z軸來說明晶圓的(以及結構的)方位。此種軸可定義方向,例如表面、或移動、或平面等等的方向。
如在此所使用之「流體」一詞係指液體與氣體。
如在此所使用之「彎液面」一詞係指因液體表面張力而部分被束縛與圍阻的液體體積。在實施例中,成圍阻形狀的彎液
面可相對於表面而移動。舉例而言,此「表面」可為晶圓的表面(「晶圓表面」),或用以裝置晶圓之載具的表面(「載具表面」)。「W/C表面」一詞係指晶圓表面與載具表面全體。用於彎液面處理的期望彎液面係穩定的。穩定的彎液面具有連續的構造。此種構造係完全連續橫越X方向上的期望寬度(參考圖1A的WH),並且橫越Y方向上的期望長度(參考圖1A的LM),且彎液面連續地延伸橫越Z方向上的期望間隙(圖1A與1C)。在具體實施例中,吾人可藉由將液體輸送至W/C表面時又從W/C表面移除液體,而建立具有此種連續構造的穩定彎液面。此移除可以係藉由將降低壓力施加至彎液面,而稱為「返回」。
如在此所使用之「近接頭」一詞係指當近接頭與W/C表面產生緊密關係時,可接收液體、將此液體施加至此W/C表面、以及從此W/C表面移除此液體的設備。此緊密關係是指下列情況:在(i)載具表面(或晶圓表面)與(ii)用以將彎液面施加至W/C表面之近接頭的表面(「頭表面」)之間存在有小間隙(例如0.5 mm)。因此,以此間隙將此頭與W/C表面隔開。在一實施例,頭表面係實質平行於晶圓表面並且實質平行於載具表面。在一實施例中,近接頭被設置成將多種液體供應至此間隙,並且又設有用以移除所供應之液體的真空口。
「與...產生緊密關係」一詞係指頭表面與W/C表面的「近接量」,此近接量係藉由此間隙來加以定義。此間隙為在Z方向上所量測的近接距離。吾人可藉由調整載具與頭表面的相對Z方向定位而達到不同程度的近接量。在一實施例中,示範的近接距離(間隙)可介於約0.25 mm與約4 mm之間,而在另一實施例中,可介於約0.5 mm與約1.5 mm之間,以及在最佳實施例中,此間隙可為約0.5 mm。
由於控制通往彎液面的液體輸送以及從彎液面的液體移除,彎液面可被控制並且相對於W/C表面而移動。在處理期間,當近接頭被固定時,可移動晶圓。亦可當晶圓保持固定時,移動此頭。又,對於完整性而言,吾人應瞭解此處理可發生在任何方
位,並就其本身而論,彎液面可被施加至非水平的W/C表面(例如載具或晶圓係處於水平角度)。說明一較佳實施例,於其中:(i)藉由載具而在X方向移動晶圓;(ii)W/C表面的期望方位為水平並且平行於頭表面(即在X-Y平面);(iii)固定近接頭;(iv)頭表面的長度LH於Y方向延伸而橫越W/C表面並且被平行於X方向進行移動的載具與晶圓通過;(v)以具有均一值(即在橫越間隙之整個X與Y方向範圍的Z方向上均一)的期望間隙,將頭表面與W/C表面隔開;以及(vi)彎液面為穩定並且以連續構造(即無間隔)延伸橫越間隙,並因此在橫越間隙的每一X、Y以及Z方向上連續延伸。
「處方」一詞係指電腦資料,或其他形式的資訊,其用以定義,或特定(1)待用於晶圓之期望彎液面處理的處理參數;以及(2)關於建立此間隙的物理參數。對於液體或用以界定彎液面的液體,處理參數可包含液體的種類、壓力、流率以及液體的化學性質。對於彎液面,處理參數可包含液體彎液面的尺寸、形狀以及位置。
如在此所使用之「化學品」一詞係指由用於已知種類之晶圓之彎液面處理的處方所特定之液體的特殊組合;並且包含此種液體的物理與化學性質,以及從其製造彎液面處理設備之材料的物理與化學性質。一般而言,對於特殊種類的晶圓,特定化學品被用於彎液面處理的處方加以特定。又,彎液面處理設備的構造必須與此種特定化學品相容。
如下所述,如在此所使用之「公差」一詞可被理解成關於近接頭的「設置」,或如何「設置」此頭。在一範例中,「標稱尺寸(nominal dimension)」為待由此設置所達成的理想、精確尺寸。當用於已設置之特徵部(或結構)的規格僅需待達成的標稱尺寸時,此已設置的特徵部被稱作係「依照」「零公差」。在另一範例中,已設置的特徵部可被特定成需達成(i)「標稱尺寸」或(ii)稍微不同於精確標稱尺寸的尺寸。標稱(或精確)尺寸與所容許之不同尺寸之間的差異稱為「公差」。當公差被限制在小量差異時,此公差被稱作為「高」;一般係難以達成或需高價來達成;以及此設置被
稱作係「依照高公差」。當公差係低限制並且規格容許較大量的差異時,此公差被稱作為「低」,一般係較易達成或較低價即可達成;以及此已設置的特徵部(或結構)被稱作係「依照低公差」。此種「高」公差可例如以百分比來表示。吾人可藉由小量的差異除以標稱尺寸來定義此百分比。此種「低」公差亦可例如以百分比來表示。吾人可藉由較大量的差異除以標稱尺寸來定義此百分比。當許多高公差被特定時,已設置的特徵部(或結構)被稱作係「依照高公差」。當許多低公差被特定時,已設置的特徵部(或結構)被稱作係「依照低公差」。在其他範例中,待設置的尺寸可為孔洞或鑽孔的直徑、或塊件的長度、或方向。相同的準則可用於此種尺寸的其中一標稱尺寸,以及關於此種尺寸的高低公差。
由本案申請人所作的分析指出:藉由實施例可克服在使用定義於近接頭與待處理之W/C表面之間的處方控制彎液面上的一個問題。此問題係在半導體晶片製造時使用直徑越來越大之晶圓的趨勢。例如,這些直徑從早期的25.4 mm直徑經過許多重複(iteration)而變化至後來的200 mm直徑,其在2007年被直徑為300 mm的晶圓所取代,並且在2007年的預測中顯示例如在2013年之前將可使用450 mm直徑。當近接頭橫跨大於晶圓直徑的Y方向距離時,以及當晶圓變得越來越大時,彎液面長度LD必須在Y方向上變得越來越長,才能在近接頭與晶圓之間的一種相對運動情況下處理整個晶圓。此分析亦指出此問題係關於增加藉由此種彎液面所處理之晶圓之產量的期望,例如在彎液面處理期間增加相對於近接頭之晶圓移動的速度。以增加彎液面長度與相對速度兩者而言,本案申請人已確認出定義此一彎液面之流體之流率的均一性,與獲得彎液面處理之期望結果有關。本案申請人所作的分析指出對用以調節流體流之系統的需求,例如對於為了輸送至晶圓表面而導入近接頭的流以及從晶圓表面移除而進入近接頭的流體流。
本案申請人所作的分析指出藉由設置成單件式並且用
以界定流動路徑的近接頭可滿足調節流體流的需求,此流動路徑係(i)為了使流體輸送至晶圓表面而用以將其導入近接頭,以及(ii)用以從晶圓表面移除流體。對於經由一流體運送單元而進入近接頭的示範流,此需求係藉由下列方式加以滿足:設置近接頭,俾使在單元進入近接頭之許多流動路徑的每一路徑中,橫越近接頭之長度存在有實質上相同之流率。又,即使將近接頭加長以清理直徑越來越大的晶圓,如此設置的近接頭仍維持頭剛度。為了從此頭提供已調節的流並且將已調節的流提供進入此頭,本案申請人所作的此種分析亦指出此頭應被設置成增加依照低公差而設置之頭結構的數量,並且限制或減少依照高公差而設置之頭結構的數量。又,依照高公差而設置的結構應被限制在執行流體調節。
將上述設計動機謹記在心,以下將參考可滿足上述以及其他需求的示範結構構造,儘管(i)增加(a)晶圓直徑(因此增加彎液面與頭長度)以及(b)頭到晶圓的相對速度兩者,以及(ii)由特殊彎液面處理用之處方所特定之化學品加諸的限制,此結構構造可獲得期望的彎液面處理結果。在流動調節單元中,待獲得的期望結果可提供相對於此單元之流體流率的實質上均一性。因此,在一範例中,進入一流體運送單元之每一流入孔之流的流率可相對於橫越此單元之加長頭長度而隔開之其他流入孔的流率而呈現實質上均一。在各情況下,實質上均一性必須橫跨近接頭的長度。又,在每一流體運送單元中,依照高公差的設置被限制在一高阻力流動路徑以及鄰接於此高阻力流動路徑的流動路徑,包含引導至近接頭之流體運送表面的一流動路徑。雖然此流體運送單元的複數其他結構係依照低公差而設置,但此種設置可有效地提供流體相對於流體運送表面之橫越與晶圓相對之近接頭長度的實質上均一之個別流率。
圖1A顯示用於晶圓102之彎液面處理的設備100,於其中設備100以及晶圓102係相對於彼此而移動。晶圓之兩相反側或表面104的其中之一可被分離的近接頭106所處理。顯示示
範的相對移動,於其中近接頭為固定,而晶圓102可移動通過近接頭106(箭頭107)。頭106被顯示跨立於晶圓102,以致於晶圓側104在同一時間被處理。在頭106被顯示成延伸而完全橫越並通過晶圓直徑D時,可瞭解到由增加晶圓直徑D所引起的上述問題。因此,當晶圓直徑D增加時,頭106的長度LH必定會增加。作為參考,頭長度LH被顯示在Y軸方向。上部頭106U被顯示位在下部頭106L的上方,並且被顯示在Z軸方向上與下部頭106L隔開。通過頭106之晶圓102的示範移動107被顯示成在X軸方向上的移動。每一個頭106用以建立彎液面108,此彎液面橫跨各頭到各表面104之間的間隙110。長度LH的增加會增加頭106在橫跨長度LH而不產生例如下垂(sagging)時所需的結構剛度。需要足夠的結構剛度以維持均一橫越長度LH的間隙110。彎液面108在X、Y以及Z三個方向上延伸。因此,圖1A顯示在Z方向上從上部頭106U延伸至晶圓上表面104U的彎液面108。此彎液面亦被顯示具有在Y方向上延伸而完全橫越並通過晶圓102的長度LM。從頭106向下觀看,顯示晶圓102的上表面104U。顯示上部頭106U的寬度WH以及彎液面108的寬度WM,以及此兩寬度皆在X方向上延伸。
圖1B係從彎液面108正上方向上觀看到上部頭106U之一實施例上的視圖,其顯示流動調節單元或通道114的示範性排列或網絡113。在網絡113中,每一個示範流動調節單元114以在頭106之長度LH之Y方向上的列116來延伸。亦標示出晶圓102的直徑D作為參考。將單元114的示範實施例標示為單元114-1與114-2(參見此單元的括弧標示範圍)。所顯示之單元114-1部分橫越頭106的長度LH而延伸成列116,並且延伸超出晶圓102的直徑D,且其為如下所述之供應單元。單元114-2以類似方式延伸,但其為如下所述之返回單元。為了使頭106建立可橫跨在位於各頭106與各表面104間之間隙110的彎液面108,單元114-1與114-2被顯示設有各自具有示範圓形構造的孔洞或流體運送孔121,透過此流體運送孔,流體可被運送以建立彎液面108。流體
被供應至頭106而通過並離開稱為流出孔121O的孔洞,或者流體被吸取而通過並進入稱為返回孔121R的孔洞121,進而被吸取進入頭106內。又概括而言,為了提升穩定的彎液面,而設置單元114,以使輸送至晶圓表面104的流體流動以及從晶圓表面所收集的流體流動被「實質上調節」。詳細言之,單元114的構造為:對於各單元114的各種流體流,此流體被「實質上調節」,即供應與返回。在頭106之單元114中被實質上調節之流體的特徵為均一流體流率分成兩方面:(i)從例如供應單元114-1之列116的複數流出孔121O到晶圓表面104的均一流出率;以及(ii)從晶圓表面104進入例如返回單元114-2之列116之複數返回孔121R的均一流入率。可如下所述來判定通過單元114-1或114-2之每一孔洞121的流體的流率是否「均一」。通過單元114之孔洞121的流率的「均一性」可被三個因子加以定義。供應單元114-1被使用作為說明均一性的示範單元。一個因子,「平均流率(“AFR”)」係由通過示範單元114-1之所有孔洞121的「總流率(“TFR”)」所構成(例如以每分鐘盎司表示),並且將總流率除以示範單元114-1中之孔洞121的數量。第二個因子為通過示範單元114-1中之其中任一孔洞121的最大流率值,並且將其標示為「MAX」。第三個因子為通過示範單元114-1中之其中任一孔洞121的最小流率值,並且將其標示為「MIN」。均一性(「U」)如下基於這三個因子:U=[MAX-MIN/AFR]×100 [方程式1]
在適用於經由示範單元114-1之氣體與液體之供應以及經由示範單元114-2之透過真空之返回的一般意義中,通過示範單元114之每一孔洞121的「均一」流率係以方程式1的零值加以表示。具有方程式1之零值的流體已被「調節」,即已在單元114-1中被理想地調節。同樣在適用於經由示範單元114-1之氣體與液體之供應以及經由示範單元114-2之透過真空之返回的一般意義中,具有除了零以外之方程式1之數值且如下所述的流體被稱作係已被「實質上調節」。在下述範圍內之方程式1的數值指出相對於在示範單元114-1之所有其他孔洞121中流動之流體的流率,流
過單元114-1之每一孔洞121之流體的流率係呈現實質上均一。
更具體來說,對應於「實質上均一」通過示範單元114之每一孔洞121之流率的方程式1的數值範圍,係相對於此單元所運送的流體而加以判定。例如,在於其中施加至頭106的真空引起返回之返回單元114的一實施例中,方程式1的數值(即均一性)被判定為約6%,其與下述約14%的返回頭106P進行比較。對於此種返回單元114的一實施例,實質上均一的流率可具有例如範圍從約9%到約4%的方程式1的數值。如另一範例,在於其中N2/IPA被供應至頭106之供應單元114的一實施例中,方程式1的數值(即均一性)被判定為約3%,其與用於相同N2/IPA並於下敘述之約5%的供應頭106P進行比較。對於此種供應單元114的一實施例,實質上均一的流率可具有例如範圍從約2%到約4%的方程式1的數值。如另一範例,在水被供應至頭106之供應單元114的一實施例中,方程式1的數值(即均一性)被判定為約0.7%,其與如下所述用於水之約3%的供應頭106P進行比較。對於此種供應單元114的一實施例,實質上均一的流率可具有例如範圍從約0.5%到約2%的方程式1的數值。上述頭106P不被設置成實施例,並且具有下列特徵:(a)許多支流層,於其中主充氣腔可分支成數個流動路徑,而這些流動路徑中的每一個路徑又分支成小量的流動路徑,並且這些流動路徑再次以類似方式進行分支;(b)流動路徑各自依照高公差而設置;(c)需要四個以上的頭分離塊件,以設置流動路徑的許多支流系列;以及(d)藉由扣合件將分離塊件固定在一起。
吾人可從圖1A-1C初步瞭解到單元(或通道)114之構造的其他實施樣態。這些圖式的聯合顯示頭106係設置如單件式塊體或多面體122。塊體122可為一具有或以許多面124為界面的堅固、立體塊件。概括而言,圖1A顯示單件式塊體122(i)在頭長度LH的Y方向上延伸;(ii)在垂直於頭長度方向Y的Z、或流體流動、或輸送或返回方向上延伸;以及(iii)在垂直於Y與Z方向的寬度方向WH(方向X)上延伸。示範塊體122可被設置成長方體。其
他示範塊體122可設有面124,這些面可視各種單元114所執行之功能的需求而排列。在一實施例中,塊體122可由面124所定義,這些面為互相垂直的外部面124。
同樣參考圖1C的橫剖面圖,上部頭106U被顯示具有一底面124B,以及在使用時,此種面被定位而相反於此處理用的晶圓表面104。面124B可由平面126所構成。一頂面124T係相反於底面124B。圖1B顯示用以定義頭長度LH的相反側面124S1與124S2。圖1C顯示一正面124F,當晶圓102為了進行處理而接近(箭頭107)頭106時,晶圓會首先通過此正面;以及一背面124R,當晶圓在處理之後離開頭106時,晶圓會通過此背面。從一平面126靠近正面124F的示範間隙值可為約0.70 mm;而從另一平面126靠近另一面124R的示範間隙值可為約0.78 mm(圖1C)。
在一較佳實施例中,每一個頭106的塊體122係由具有高強度性質的材料所製造,此強度性質在需要使平面126在適度的間隙值範圍內保持與晶圓表面104隔開時,能夠使此材料橫跨晶圓102。提供一更佳實施例,當用以設置塊體122的材料必須達成下列條件時:(i)具有最高的強度性質,此強度性質能夠視需要橫跨晶圓102,以使平面126保持與晶圓表面104適當地隔開;(ii)與其中流體包含N2、IPA、以及水之彎液面處理化學品相容;以及(iii)提供流體流率的最窄均一性範圍,並因此提供如上所定義的期望實質上均一性。此種更佳實施例設有由單件之下述材料所製造之每一個頭106的塊體122。在此種更佳實施例中,此示範材料可為聚偏二氟乙烯(PVDF,polyvinylidine di-fluoride),或例如以Halar商標進行販賣的乙烯-氯三氟乙烯(ECTFE,ethylene-chlorotrifluoroethylene)。
圖1C的橫剖面圖顯示在(單元114-2的)一實施例中,流體可在複數流體運送流動路徑128中進行運送,這些路徑係通往孔洞121。所顯示的流體運送流動路徑128係例如屬於示範單元114-2,而單元114-2被顯示在Z方向上延伸。如上所述,在單元114-2中,位在路徑128(例如橫越晶圓102之直徑D的每一個路
徑128)中的流,係具有相對於位在同一示範單元114-2之其他路徑128中的流率而呈現(如上所定義之)「實質上均一」的流率。亦即,位在相反於晶圓102之直徑D的單元114-2之每一個路徑128中的流率,係具有相對於位在同樣與晶圓102之直徑D相反之單元114-2之其他路徑128中的流率而呈現實質上均一的流率。
另一實施例可藉由參考圖1D而獲得瞭解。圖1D係從本實施例之彎液面108正上方往上觀看到上部頭106U的視圖,其同樣顯示流動調節單元或通道114的示範排列或網絡113-2。在圖1D中,將單元114的實施例標示為單元114-1到114-14。為清楚說明,單元114的孔洞121被顯示成點或小圓圈,但被敘述如下。每一個此種單元114-1到114-14皆以部分地橫越頭106的長度LH而延伸成列116其中一者,並且延伸超出晶圓102的直徑D。在標示為114-2與114-10之單元114的實施例中,這些單元中的每一個皆進一步橫越頭106的長度LH、超出晶圓102的直徑D、以及超出單元114-3到114-9而延伸成列116。在網絡113中,單元114-2亦被顯示連接在X方向上延伸成行(參見線118)的單元114-11與114-12。單元114-10亦被顯示連接同樣在X方向上延伸成行(參見線118)的單元114-13與114-14。各連接單元114-2、114-11及114-12,與114-10、114-13及114-14聯合包圍並且界定環繞內單元114-2到114-8的封閉區域120。最後的示範排列單元114被顯示成單元114-1,其沿頭106之長度LH的Y方向、在封閉區域120的外部延伸成列116。
圖1E顯示塊體122之末端124S1之一實施例的前視圖。相較於圖1C的橫剖面圖(其顯示在塊體122內於Z方向上延伸的單元114),較少之單元114的結構會延伸穿過塊體122而到達末端124S1。代表性單元的Z延伸區以括弧114-1顯示在圖1E中。其他單元不以括弧加以標示,並且同樣在Z方向上延伸。如上所述,其中某些單元114可例如設有流出孔121O。這些單元可被稱為流體供應調節單元。圖1E將這些單元標示為:114-1-O、114-3-O、114-5-O、114-7-O、以及114-9-O,並且全部用以將流體
供應至彎液面108。又,其他單元可例如設有返回孔121R。這些單元可被稱為流體返回調節單元。圖1E將這些單元標示為:114-2-R、114-4-R、114-6-R、114-8-R、以及114-10-R,並且全部用以將流體吸取進入頭106內。孔洞121聯合建立並維持相對於如上所述之晶圓102而延伸的彎液面108。
如顯示在圖1D中之孔洞121的列116所示,單元114亦可從面124S1延伸進入塊體122。每一個單元114係相同的,例如除了如下所述之塊體122的長度、位置以及構造;對此塊體之隅角130(圖1D)的近接量;對面124S1或124S2的近接量;或所執行的特定功能(流體供應或返回)以外。再次參考圖1E所示的面124S1,以開始說明一單元114而代表所有單元114之共通構造。所顯示之面124S1設有示範性的十個單元114-1到114-10,在此亦藉由如上所述之「-O」或「-R」來加以標示。每一個此種單元114-1到114-10包含主鑽孔132,有數個代表性鑽孔132標示於其中,此主鑽孔在Y方向上延伸穿過面124S1並且進入塊體122。圖1E顯示十個示範鑽孔132的示範性間隔排列,其在X方向上錯開並延伸。主鑽孔132-1被顯示靠近背面124R,而主鑽孔132-10被顯示靠近正面124F。為了清楚說明,位於鑽孔132-1與132-10之間的其他主鑽孔132-2到132-9將不個別標示。鑽孔132-1、132-3、132-5、132-7、以及132-9可被稱為主流出鑽孔,因為其供應流出孔121O。鑽孔132-2、132-4、132-6、132-8、以及132-10可被稱為主返回鑽孔,因為其使返回流進入返回孔121R。概括而言,期望的流體會被導入每一個主流出鑽孔132-1、132-3、132-5、132-7、以及132-9。又概括而言,設置各單元114-1-O、114-3-O、114-5-O、114-7-O、以及114-9-O,以使從各主流出鑽孔132流動而輸送到晶圓表面104的流體可被實質上調節,其中已調節的流體可從單元114-1-O、114-3-O、114-5-O、114-7-O、以及114-9-O之各列116的複數各別流出孔121O,將實質上一致的流體流出提供至晶圓表面104。
又,吾人可瞭解低壓被施加至每一個主返回鑽孔
132-2、132-4、132-6、132-8、以及132-10。又概括而言,設置各單元114-2-R、114-4-R、114-6-R、114-8-R、以及114-10-R,以使從晶圓表面104流動或被吸取入每一個此種單元之各返回孔121R內的流體可被實質上調節,並且具有實質上一致之流體流率。
仍然描述所有流動調節單元114的共通構造,圖1E所示之面124S1亦顯示出示範流動調節單元114-1到114-10之構造的其他實施樣態。每一個此種單元被顯示包含流阻器單元133。每一個單元133在Y方向上延伸穿過面124S1並且進入塊體122。圖1E顯示示範流阻器單元133的示範性間隔排列,其亦在X方向上錯開並延伸。流阻器單元133在Z方向上與主鑽孔132隔開。流阻器單元133-1被顯示靠近背面124R,而流阻器單元133-10被顯示靠近正面124F。為了清楚說明,位於流阻器單元133-1與133-10之間的其他流阻器單元133-2到133-9將不個別標示。概括而言,為了各流動調節單元114的功能(即流出或返回)而設置流阻器單元133。
圖2A係從例如圖1D所示之塊體122所獲得的橫剖面,其顯示圖1D與1E之實施例之包含各流阻器單元133之示範流動調節單元114的橫剖面構造。主流出鑽孔132-1、132-3、132-5、132-7以及132-9與主返回鑽孔132-2、132-4、132-6、132-8以及132-10呈交錯排列。流阻器單元133-1、133-3、133-5、133-7、以及133-9與流阻器單元133-2、133-4、133-6、133-8、以及133-10呈交錯排列,並且以括弧來標示五個單元133-1、133-2、133-8、133-9以及133-10。單元133被概略顯示在圖2A與3A中,並且於下將說明其細節。
圖2B係貫穿圖2A之塊體122所獲得的橫剖面前視圖,其顯示流動調節單元114的其中一個範例,此範例為單元114-8,其可被指定成用於返回的114-8-R。概括而言,流出單元(例如114-3-O)的橫剖面構造係類似於圖2B所示的構造,以致於除了如上所述以外,以下說明可適用於流出單元。主返回鑽孔132-8被顯示位在單元114-8-R的頂部,並且在Y方向上沿著單元長度LU
而從面124S1延伸至封閉端(blind end)132B。對於圖2B的返回,主返回鑽孔132-8被設置成在初始時接收所施加的低流體壓力,而低壓待以單元114-8-R施加至單元114-8-R的返回孔121R(或121-8-R)。為了清楚說明,將不顯示流體。主返回鑽孔132-8的長度LU沿著近接頭之長度LH(圖1A)的部分,而在塊體122內延伸。
概括而言,圖2A與2B顯示複數垂直流體流鑽孔134,其具有連接至主返回鑽孔132的第一端136。對於單元114-8,複數垂直流體流鑽孔134-8在塊體122內沿著長度LU,並因此沿著近接頭106之長度LH的部分延伸而彼此隔開。在單元114-8以及相關單元114-2、114-4、114-6、以及114-10中,鑽孔134可設有卵形外觀,於其中鑽孔134的卵形體可延伸至位在比面124S1更遠之鑽孔的Y方向上的更大範圍。圖2A與2B顯示連接至複數鑽孔134之第二端140-8的上部充氣腔138-8,俾能使每一個垂直流體流鑽孔134-8將低流體壓力施加至上部充氣腔138-8。圖2B顯示類似於主返回鑽孔132-8之在塊體122內延伸的上部充氣腔138-8。在圖2A中,流阻器單元133-8的流阻器鑽孔142-8被顯示位在塊體122內,並且連接至上部充氣腔138-8。流阻器鑽孔142-8被設置成容納流阻器144-8(參見圖4A之位於鑽孔142-8內並在Y方向上延伸的流阻器144-8)。在圖3A的視圖中,流阻器144-8-R亦被顯示位在鑽孔142-8內。在流阻器單元133-8中,以144-8(或144-8-R)標示流阻器144。概括而言,每一個流阻器144皆具有用以限制通過各流阻器鑽孔142之流體流的形狀,而流阻器144在塊體122之流阻器鑽孔內延伸至封閉端142B(圖2B)。圖2B與3A顯示位在塊體122內的下部充氣腔146-8。下部充氣腔146-8平行於主鑽孔132-8而延伸,並且連接至流阻器鑽孔142-8。下部充氣腔146-8可接收從流阻器鑽孔142-8所施加並藉由流阻器144-8加以限制的低壓。複數流體運送鑽孔148-8(或148-8-R)被界定在塊體122內。鑽孔148-8以類似於垂直流體流鑽孔134-8的方式加以隔開,並且以Z方向在下部充氣腔146-8與底面124B的平面126之間延伸。位於面124B,每一個鑽孔148-8終止在各一流體運送孔(例
如返回孔)121-8-R(圖2B)。圖1B的列116以終止在流體運送孔121-8-R(在圖1D中,其中某些孔被概略顯示成點)的鑽孔148-8顯示在圖2B中。
又概括而言,關於圖3A,在適用於所有返回單元114R(即114-2、114-4、114-6、以及114-8)的操作中,由於施加至示範單元114-8-R之主返回鑽孔132-8-R的低壓,從返回孔121-8流動通過下部充氣腔146-8、流阻器鑽孔142-8(於其中容納流阻器144-8)、以及上部充氣腔138-8而到達主返回鑽孔132-8的流體可被實質上調節,以界定從彎液面108進入到單元114-8-R之複數返回孔121-8-R之實質上均一的流體流入率。實質上均一的流體流入率敘述如上,並且可從圖2B獲得進一步的瞭解,於其中複數返回孔121-8-R被顯示沿著頭106(沿著長度LU)而隔開並且對應於單元114-8。從間隙110進入到單元114-8-R之每一複數返回孔121-8-R之實質上均一的流體流入率係對於單元114與孔洞121而進行如上的敘述。
再次參考圖2A,以上將流動調節單元114的其中一個示範描述為示範返回單元114-8-R。以上吾人亦可注意到通常流出單元(例如114-3-O)的橫剖面構造係類似於圖3A之返回單元114-8-R所示。參考圖2A,以下說明可適用於示範網絡113的示範流出單元114。這些流出單元在圖2A中被標示為示範單元114-3-O、114-5-O、114-7-O、以及114-9-O。對於流出功能的說明,總括的參考符號(不具「-#」)亦被使用在圖2B。
位在單元114之頂部的主鑽孔132為主流出鑽孔132,並且被設置成起始時在高壓下接收流體,例如示範性地將水供應至(例如單元114-3之)流出孔121O。示範流體從主流出鑽孔132流動並分開而流入垂直流穿孔134,以流至容納流阻器144的流阻器鑽孔142。如下所述,通過流阻器鑽孔142的流體流會被流阻器144所限制,並且當被限制時,流體可流入下部充氣腔146,然後進入複數流體運送鑽孔148,並且之後進入並通過複數流體運送(出)孔121。
通過示範單元114之流出孔121的流體流率如上所述為實質上均一,其中實質上均一性係相對於完全橫越晶圓直徑之一單元114的孔洞121S。以上述流動調節單元114的概觀,詳細參考圖3A與圖3B,以下其係透過所有單元114之實施例來對流體流進行敘述。圖3B係圖3A所示之返回單元114-2的放大視圖。就通用於所有單元114的結構來說明圖3A與3B,因此「-#」將不用於此說明。各上部與下部充氣腔138與146的構造以及流阻器單元133的構造皆具有相對於同一縱軸(例如Z軸)的橫剖面。流阻器鑽孔142設有側壁152。分別設置上部充氣腔138及下部充氣腔146及流阻器鑽孔142,俾能使各橫剖面的聯合界定「十字形橫剖面」,或「十字形鑽孔構造」157。
十字形流阻構造的特徵為:(i)充氣腔138與146係直立沿著Z軸;(ii)流阻器鑽孔142係位於充氣腔138與146之間;以及(iii)流阻器鑽孔142係相對於Z軸進行橫向延伸(平行於X軸),並且橫向延伸超出直立充氣腔138與146。因此,流阻器鑽孔142延伸至圖3B的左邊而超出充氣腔138與146的一左垂直線158L。又,流阻器鑽孔142延伸至圖3B的右邊而超出充氣腔138與146的一右垂直線158R。
概括而言,圖3B顯示:(a)十字形鑽孔構造157;以及(b)在示範返回單元114-2之十字形鑽孔構造157的流阻器鑽孔142內之流阻器144的橫剖流阻形狀或構造。特徵部(a)與(b)係通用於所有單元114。這些圖式所示之示範流阻器144係相對於直立充氣腔138與146而進行橫向延伸,並且藉由橫向阻流空間或狹縫160,而與流阻器鑽孔142的側壁152隔開。凸條(ribs)161(放大顯示於圖3B中)從流阻器延伸而與側壁152接觸。凸條161使流阻器144集中於鑽孔142內,因此來在整個流阻器144(亦稱為144-8)的縱軸R周圍均將橫向阻流空間160維持於一選取值。軸R係在Y方向上延伸。概括而言,阻流空間160被顯示成界定曲折流動路徑(參見圖3B的箭頭162)。曲折流動路徑162從上部充氣腔橫向Z軸延伸經過線158R,然後到Z方向上,之後橫向地朝Z軸延
伸而與下部充氣腔146交會。依舊概括地參考圖3B,以十字形鑽孔構造157而言,存在有流阻器144的構造,此構造具有完全相對於Z軸而進行橫向、然後平行、之後反橫向延伸並且符合曲折路徑(箭頭162)的阻障表面164。
參考圖4A(其係相反於圖2B而定位),概括之流阻器144
的進一步說明如下。流阻器鑽孔142被顯示從封閉端142B延伸到位在面124S1的開放端。流阻器144被嵌入鑽孔142直到流阻器144接觸封閉端142B為止。圖4A顯示流阻長度LR加上栓塞或扣合件166的長度LP係等於流阻器鑽孔142的長度LRB。為了使已知流阻器單元133產生適當功能,栓塞組中的僅一個栓塞166以及網絡113之流阻器組中的僅一個流阻器144可適用於此功能。為了適用,不僅結合的長度LP與LR必須等於鑽孔142的長度LRB,而且調整片(tab)168亦必須與鄰接於鑽孔142之末端的槽170配合。
將流阻器144的長度謹記在心,而再次參考圖3B,以及(a)十字形鑽孔構造157、及(b)位於構造157之流阻器鑽孔142內之流阻器144的橫剖面形狀。吾人可瞭解到一流動調節單元114的特徵部(a)與(b)可結合而對位在主鑽孔132與孔洞121之間的流動結構的流體流提供最高阻力。如上所述,由特徵部(a)與(b)所引起之對流體流的最高阻力係沿著曲折路徑162,以使在Z方向上來自主鑽孔132、或來自孔洞121以及下部充氣腔146的初始流,在返回平行於Z軸的軸流之前,改變成遠離Z軸的相反流。因此對流體流的最高阻力係適用於流出單元(例如114-3-O)與返回單元(例如114-8-R)兩者。例如,由於此種對流體流的最高阻力,位在流出單元(例如在單元114-1、114-3、114-5、114-7、以及114-9內)之主流出鑽孔132內的初始流體流會與位在下部充氣腔146以及流出單元114-3之流體運送鑽孔148內的各流體流產生去耦合。在另一返回單元範例中,亦因為此種對流體流的最高阻力,位在返回單元(例如單元114-2、114-4、114-6、114-8、以及114-10)之流體運送鑽孔148內的初始流體流會與位在主鑽孔132內的各流體
流產生去耦合。在每一個流出與返回單元中,即使當依照如上所定義之相對「低」公差來設置各種鑽孔132與134時,尚會產生此種最高阻力以及去耦合。在一實施例中,每一個+與-百分比可例如為約1.149%,以使偏離標稱的變異可在約2.3%的範圍內。又,當例如使用深孔鑽(gun drill)來設置鑽孔132時,可存在有偏離最期望之鑽孔132之中心位置的鑽孔132的中心偏差。此種偏差會在鑽孔132從面124S1鑽向並到達鑽孔132的封閉端124B時發生(圖2B)。此種偏差可被稱為「偏離(walkout)」或「偏轉(runout)」,並且可就鑽孔132之實際中心是否在圓圈內或外而加以定義。此種圓圈具有與最期望之鑽孔132的中心位置一致的偏離中心。此圓圈的半徑可為鑽孔132之標稱直徑的百分比。在一實施例中,此半徑可為約2.298%。例如另一範例,垂直鑽孔134之直徑的「低」公差可為鑽孔134之直徑的+或-百分比。在一實施例中,鑽孔134的每一個這些+與-百分比可例如為約2.5%。
吾人可瞭解到低公差的一般不利結果為各鑽孔(例如132或134)的實際尺寸會因為全量的百分比,例如因為完全較大量的上述差異,產生變化而偏離標稱。又,例如,位於這些各別鑽孔內之流體的流率可廣泛地變化。一種無法接受、高成本之用以克服此種低公差之一般不利結果的方式為依照如上所定義之「高」公差來設置所有鑽孔與充氣腔。在本實施例中,與流體運送鑽孔148之構造相關連的十字形橫剖面157的構造可克服這些低公差的一般不利結果。詳言之,在不對每一單元114的所有鑽孔使用高價公差,並且藉由對充氣腔138與146以及流阻器單元133與鑽孔148限制高公差的使用,即使這些多種鑽孔132與134係依照低公差而設置,以及即使塊體122為單件式塊體,單元114仍可達到相對於近接頭106的期望實質上均一之流體流率。
作為限制使用高公差的一範例,用於流阻器鑽孔142之尺寸的「高」公差可僅為鑽孔142之尺寸的+百分比,而不具有-百分比。在鑽孔142的實施例中(舉例而言,如圖2A之142-2與142-10所示),例如,-百分比可為零(零公差),而+百分比可為約
1.2%。在鑽孔142的另一實施例中(舉例而言,如圖2A之單元114-3-O的142所示),可存在有例如各為約1.5%的+與-百分比。
此外,流阻器144用於嵌入流阻器鑽孔142並自鑽孔142移除之構造,使得在完成塊體122中之鑽孔142的十字形橫剖面構造157之後,能夠將一流阻器替換成另一流阻器。因此,不需調整已完成之塊體122的構造,即可在各單元114中達到期望的實質上均一之流體流率。確切地說,此種置換方式,結合設置唯一被替換之流阻器144之容易性,可例如提供被設置成符合已完成之流阻器鑽孔142的實際尺寸之凸條161。吾人亦可藉由待設在上述流阻器144之橫剖面形狀中的更佳材料PVDF與ECTFE(以上所述),對上述流阻器鑽孔142之十字形橫剖面構造157中之受容(reception)的適合性,而促進流阻器144的此種設置。又,以與流阻器鑽孔142之側壁152產生嚙合的凸條161,即使存在有上述偏離,流阻器144仍可保持在鑽孔142的中央。在一實施例中,關於流阻器鑽孔142之實際與期望的中心,對於流阻器鑽孔142的偏離,有利地不界定公差。
此外,吾人可瞭解到其中一流阻器144可進一步用以克服使用相對低公差的結果。例如,可選擇在Y方向上之凸條161間的距離(舉例而言,參見圖4D、5D的放大凸條161),並且可依照實際流阻器鑽孔142的橫剖面尺寸而加以選擇。此種橫剖面尺寸可用以決定位於不同對凸條161之間的流阻器144的橫剖面尺寸,並因此選擇在位於凸條161之間的流阻器144與鑽孔142之間的狹縫160的數值。又,在已完成的塊體122內並且對於從主鑽孔132到流體運送孔121的一單元114,並不存在密封件(例如O形環),並且不需要扣合件來將單件式塊體122固定在一起。確切而言,(i)在流阻器鑽孔142內的栓塞166,以及(ii)真空線路或流體供應管線(無圖示)到各主鑽孔132的連接,僅為進入被封閉之塊體122的開口。
流阻器144的其他優點與特徵可藉由參考下列單元114之實施例的說明而獲得明白。例如,再次參考圖3A,顯示單元114
的五個示範構造,其包含流阻器單元133。每一個此種示範構造的特徵為上述特徵部:(a)十字形鑽孔構造157、以及(b)位於構造157之流阻器鑽孔142內之流阻器144的橫剖面形狀。
圖3A顯示單元114之五個示範構造的第一個,其埋設在返回單元114-4、114-6、以及114-8(亦標示為114-4-R等等)內。作為第一單元114的一範例,返回單元114-8被詳細顯示在圖4A-4D中。此種說明以及關於單元114-8的圖3B說明同樣可適用於單元114-4與114-6,並且可變化鑽孔142與流阻器144的尺寸。參考圖4A與4B,流阻器單元133-8設有被顯示具有已說明長度LR的流阻器144-8。待嵌入鑽孔142的末端可具有用以指出單元114-4、114-6、以及114-8之流阻器144為可交換(於其中各具有指標「5」)的指標(例如「5」的數字,參見圖4D,於其中「5」被隱藏起來)。圖4B的橫剖面顯示凸條161延伸而圍繞流阻器144-8之矩形橫剖面的三個邊。圖4D的平面視圖顯示流阻器144-8的放大部分,以及從流阻器144-8之三個邊的其中之一而朝外延伸的凸條161。第四個邊被顯示在圖4B與4D中,其不設有凸條以允許此邊直接與鑽孔142的一側壁152(圖4B,左邊)嚙合。因此,此種構造可界定如圖3B所示之狹縫(流動空間)160以及曲折流動路徑162,其包含如上所述關於圖3B之橫向延伸的剖面。圖4C的端視圖顯示具有螺紋端(threaded end)鑽孔172的流阻器144-8,螺紋工具(無圖示)可固定於此螺紋端鑽孔,以促進流阻器144到鑽孔142的嵌入以及從鑽孔142的抽出。末端調整片174被顯示可用以進入位在鑽孔142左端的槽(無圖示),以正確地將流阻器144-8定位在鑽孔142內。
以顯示流出單元114-3、114-5、114-7、以及114-9的圖2A來顯示流阻器單元133之五個示範構造的第二個。同樣地,圖3A的橫剖面圖亦顯示這些單元,圖5A顯示一示範單元114-3的前視圖,以及圖5B與5D顯示以凸條161隔開的流阻器144-3。圖5B與5C的視圖顯示示範流阻器144-3的橫剖面。參考這些圖式,流阻器單元133-3設有被顯示具有已說明長度LR(圖5A)的流
阻器144-3,此長度為如下所述之出口所特有的。待嵌入鑽孔142-3的末端具有用以指出單元114-3、114-5、114-7、以及114-9之流阻器144為可交換(於其中各具有指標「4」)的指標(例如「4」的數字)。圖5B的橫剖面以及圖5D顯示凸條161延伸而圍繞流阻器144-3的圓周。因此,具有凸條161的此種構造可界定狹縫(流動空間)160(顯示在圖3B中),並且以流阻器144-3與鑽孔142-3的圓形橫剖面,空間160與曲折流動路徑(參見圖5B中的箭頭162)可延伸至單元軸R的左邊與右邊兩者。路徑162係位在凸條161的圓圈之內,並且位在介於鄰接之凸條161間的流阻器144-3的外部之外。端視圖5C顯示具有螺紋端鑽孔172的流阻器144-3,螺紋工具(無圖示)可固定於此螺紋端鑽孔,以促進流阻器144-3到鑽孔142-3的嵌入以及從鑽孔142-3的抽出。
以關於流出單元114-1與流阻器單元133-1的圖2A來顯示流阻器單元133之五個示範構造的第三個。圖3A亦顯示流阻器單元133-1,以及圖6A-6C詳細顯示單元114-1與133-1。參考與示範單元114-1以及流阻器單元133-1相關的這些圖式,吾人可瞭解到流阻器單元133-1設有流阻器144-1,其具有已說明的長度LR,此長度為流出單元114-1所特有。待嵌入鑽孔142-1的末端具有指標(例如數字「1」),以區別單元114-1的流阻器144-1與所有其他單元114的流阻器144。圖6B與6C顯示流阻器144-1的橫剖面,以及圖6B顯示凸條161延伸而圍繞流阻器144-1之矩形外部的三個邊。因此,具有凸條161的此種構造可界定(依此方式顯示在圖3B中的)狹縫(流動空間)160,此狹縫橫向延伸至單元軸R的右邊。圖6C的端視圖顯示具有螺紋端鑽孔172的流阻器144-1,螺紋工具(無圖示)可固定於此螺紋端鑽孔,以促進流阻器144-1到鑽孔142-1的嵌入以及從鑽孔142-1的抽出。流阻器144-1的構造可用以將N2/IPA供應至晶圓表面104,並且用以引發曲折流動,凹部144D被顯示位在上表面內。
流阻器單元133之五個示範構造的第四個與第五個被顯示在圖2A中,例如各別單元114-2以及114-10,其為返回單元
114-2-R以及114-10-R。概括而言,除了下述以外,這些各別單元係類似於上述圖3A所示。回想圖1D係以下列方式來進行描述:在各列116內延伸而超出晶圓102之直徑D並且越過單元114-3到114-9的單元114-2與114-10;以及連接在X方向上以行(參見線118)延伸之單元114-11與114-12的單元114-2。單元114-10亦被顯示連接單元114-13與114-14。單元114-2為流阻器單元133之五個示範構造的其中之一,於其中設置流阻器144-2,俾能使流體流從返回單元114-11與114-12返回而進入單元114-2。單元114-10為流阻器單元133之五個示範構造的其中之一,於其中設置流阻器144-10,俾能使流體流從返回單元114-13與114-14返回。單元114-2-R與114-10-R係以單元114-2-R例示在圖3A、7A、以及7B中。單元114-2-R的描述亦適用於單元114-10-R,差異係關於不同流體流方向(例如來自返回單元114-11與114-12以及來自返回單元114-13與114-14)之流阻器144之構造。參考圖7A,流阻器單元133-2設有被顯示具有已說明長度LR的流阻器144-2。圖7A顯示相反末端176(在左邊)與178(在右邊)。在末端176與178之間,流阻器144-2設有依此種方式顯示在圖3B以及圖4D(在圖4中係例如對於144-8)中的凸條161。依此種方式顯示在圖3B中,流阻器144-2的主體協同鑽孔142的側壁152來界定流動空間160。待嵌入鑽孔142-2的末端176具有指標(對於流阻器144-10,例如「2」的數字,以及對於流阻器144-10的「3」數字),此指標用以指出關於單元114-11與114-12,單元114-2的流阻器144係特有的;以及關於單元114-13與114-14,單元114-10的流阻器144係特有的。
概括地參考圖7A,流阻器144-2與144-10係各自設置在各末端176與178上,以將低壓施加至各單元114-11與114-13(始於末端178)以及114-12與114-14(始於末端176)中的各兩個,並因此從上述各單元中的各兩個來吸取流體流。更詳細言之,在正面124F與背面124R之間,單元114-11與114-12於X方向上延伸而橫越頭106的一半。這些單元協同鄰接於背面124R的單元114-2,
並因此協同流阻器144-2。在圖7A中,末端176與178被描述顯示各自具有末端返回(或分流)鑽孔180,鑽孔180L係位於左末端176,而鑽孔180R係位於右末端。在圖7A的視圖中(其與圖1D的視圖相反),末端返回鑽孔180L被顯示向外朝面124S2外傾。參考圖1D,以朝向正面之單元114-11的延伸觀點來看,末端返回鑽孔180L亦在X方向上朝正面124F外傾。又,在圖7A中,末端返回鑽孔180R向外朝相反面124S1外傾,並且以朝向正面124F之單元114-11的延伸觀點來看,亦在X方向上朝正面124F外傾。
以類似的方式但鄰接於正面124F,單元114-10協同在正面124F與背面124R之間於X方向上延伸而橫越頭106一半的單元114-13與114-14。這些單元協同流阻器144-10。根據圖7A,吾人可瞭解到以朝向背面之單元114-14的延伸觀點來看,單元114-10的末端返回鑽孔180L亦在X方向上朝背面124R外傾。吾人亦可瞭解到單元114-10的末端返回鑽孔180R向外朝相反面124S1外傾,並且以朝向背面124R之單元114-13的延伸觀點來看,亦在X方向上朝背面124R外傾。
吾人可藉由參考圖1D而進一步瞭解到單元114-2與單元114-11及114-12的協力,以及單元114-10與單元114-13及114-14的協力。在此,舉例來說,單元114-2之列116中的孔洞121(其在Y方向上延伸)被顯示與單元114-11及114-12之行118中的孔洞121(其在X方向上延伸)會合。此會合係位在彎曲的隅角130。藉由設有如上述外傾之末端返回鑽孔180L與180R的流阻器144-2(圖7A),可促進將低返回壓力施加至單元114-11與114-12的孔洞121。又,單元114-10之列116中的孔洞121(其在Y方向上延伸)被顯示與單元114-13及114-14之行118中的孔洞121(其在X方向上延伸)會合。此會合係位在彎曲的隅角130。藉由設有如上所述之末端返回鑽孔180L與180R的流阻器144-10,可促進將低返回壓力施加至單元114-13與114-14的孔洞121。
參考圖1D,圖7B的剖面線沿著位在面124S2附近的示範單元114-14與114-12而延伸。沿著位在面124S1附近之單元
114-13與114-11而延伸的剖面線可顯示類似的結構。參考圖7B與7C而進行適用於單元114-2與114-10兩者結構的說明。流阻器單元133-2被顯示在圖7B中並具有連接至下部充氣腔146-2的流。阻器鑽孔142-2。流阻器144-2沒有被顯示。圖7C的剖面係貫穿單元114-2而獲得,並且亦顯示單元114-12。流阻器鑽孔142-2會終止並且不與單元114-12會合。又,上部充氣腔138-2會終止並且不與單元114-12會合。流阻器144-2亦被顯示終止鄰接於流阻器鑽孔142-2的末端。下部充氣腔146-2被顯示與單元114-12的彎曲返回供給通道182-12合併。彎曲返回供給通道182-12係圍繞彎曲隅角130而彎曲,並且與在X方向上延伸的直線返回通道184-12合併。圖7B顯示在通道184-12遠離隅角130而延伸時,其會進行對角向下延伸或傾斜。回想在上述最高阻力已加諸於通往主鑽孔132-2的流體流之後,下部充氣腔146-2具有經由流阻器144-2而施加至其的低壓;以及僅在末端176與178具有直接經由分流鑽孔180L與180R而施加至下部充氣腔146-2的低壓。因為(a)下部充氣腔146-2(經由彎曲返回通道182-12)與示範直線返回通道184-12產生開放的連通,並且因為(b)分流鑽孔180L的作用,在流體運送鑽孔148-12內的流體流率會傾向與在流體運送鑽孔148-2內的流體流率達到平衡。在圖7B中,通道184-12被顯示位在單元114-12之流體運送鑽孔148-12的行118上方,並因此位在孔洞121-12的上方,這些孔洞係位在這些鑽孔148-12的末端。在圖7B中,單元114-12之流體運送鑽孔148-12的行118被顯示通往直線返回通道184-12。
在回顧時,吾人可明白流阻器144-2之末端176的構造(具有末端返回鑽孔180L)係不同於上述曲折流動路徑162,以及分流鑽孔180L係朝向面124S2外傾。因此,延伸穿過流阻器144-2之末端176的末端返回鑽孔180L可使延伸至單元114-2之下部充氣腔146-2的曲折流動路徑162產生分流,並且將低壓施加至單元114-12的鑽孔148-12。以此種分流的效果而言,鑽孔180L並不會對位於主鑽孔132-2與單元114-12的孔洞121-12之間之流動結構
的流體流提供高阻力。確切來說,經由上部充氣腔138而施加至流阻器鑽孔142-2的低壓被允許施加通過末端返回鑽孔180L而到達彎曲返回供給通道182-12,此彎曲返回供給通道係圍繞彎曲隅角130而彎曲,並且與直線返回通道184-12合併。通道184-12依序將低壓施加至鑽孔148-12的頂部。為了補償最高阻力的損失,由於通道182-12與184-12的斜度,在Z方向上之流體運送鑽孔148-12的長度係最接近末端返回鑽孔180L,並且隨著在X方向上從鑽孔180L朝向單元114-12之距離的增加而減少。鑽孔148-12的此種變化長度會傾向於等分經由鑽孔148-12施加至孔洞121-12的低壓。因為對末端返回鑽孔180L與流體運送鑽孔148-12中之流動的結合阻力,流入孔洞121-12的流體流率具有可接受的均一性程度,但其小於沿著列116而進入流體運送孔121-2之實質上均一之流體流率的均一性。
單元114-2與單元114-12協力的上述說明亦適用於單元114-2與單元114-11的協力,以及單元114-10與單元114-13及114-14的協力。因此,鑽孔148-11、148-13、以及148-14的變化Z方向長度傾向於等分經由各鑽孔施加至各孔洞121-11、121-13、以及121-14的低壓,並且由於對各末端返回鑽孔180L與180R以及各流體運送鑽孔148中之流動的結合阻力,進入行118之各孔洞121的流體流率具有可接受的均一性,此均一性係接近關於沿著列116進入流體運送孔121之流體流率的實質上均一性。
吾人可參考圖1C與3A而瞭解到設置單件式近接頭106的輕易。最初,此設置可藉由參考上述美國臨時專利申請案第61/008,856號而被瞭解,其申請於2007年12月20日,以及其標題為「Methods Of Configuring A Proximity Head That Provides Uniform Fluid Flow Relative To A Wafer」(代理人案號LAM2P609B),其已藉由參考文獻方式加以合併。此種設置方法的瞭解可藉由參考顯示具有熔接區域196(以列「xxxx...」所標示)之單件式塊體122的圖1C而獲得,此熔接區域被顯示包含區段196-1與196-2,其各自在X方向上延伸並且與所示單元114-2的下部充
氣腔146-2相交。區段196-1與196-2最初沿著塊體122之分離部件122A與122B的配合面122AM與122BM而延伸。在圖1C與3A中,以線122AM/122BM來標示面122AM與122BM。線122AM用以標示部件122A的配合面。線122BM用以標示部件122B的配合面。吾人應瞭解當如下所述形成(或設置)熔接區域196時,這些面122AM與122BM會產生熔接。更詳細言之,這些部件122A與122B係藉由熔接區段196-1與196-2的面122AM與122BM而連結,以形成設有熔接區域196的完整、單件式塊體122。圖3A顯示設有兩部件122A與122B的塊體122,並且為了清楚說明,線196用以標示熔接區域196。為了促進將單元114設置在塊體122內,部件122A與122B最初為分離,在分離時設置上述單元114的各部分,然後進行連結(熔接)而界定例如設有熔接區域196之單件式塊體的塊體122。第一區段122A沿著近接頭106的長度LH(圖1B)而延伸,並且設有垂直於頭106之長度LH而延伸的面124S1(在X與Z方向上)。內配合面122AM為第一配合面,其係垂直於面124S1以及相反面124S2而延伸。第一配合面122AM係在藉由熔接而進行連結之前,用以定義區段122A與122B之分離的平面。概括參考單元114,第一區段122A被顯示在圖3A中並設有主流入鑽孔132。一鑽孔被顯示在圖7A中並用於通向流阻器鑽孔142(圖1C)的栓塞166。鑽孔132與栓塞鑽孔延伸穿過第一端124S1。圖3A顯示部件122A亦設有上部充氣腔138,以及從第一配合面122AM延伸之下部充氣腔146的部分200。以第一塊體區段122A的此種構造,到第一部件122A內部的出入口(access)可透過對用於加工之第一配合面122AM而獲得。例如,對於單元114-1、114-2、114-4、114-6、114-8、以及114-10,藉由以起槽機(router)進行加工,可設置皆於Y方向上延伸之上部充氣腔138、下部充氣腔146的部分200、以及流阻器鑽孔142。於是可透過部分200、透過流阻器鑽孔142、以及透過上部充氣腔138而獲得出入口,以形成(或鑽鑿)與主流入鑽孔132相交的垂直流動鑽孔134。又,對於單元114-2與114-10,上述顯示在圖7B中的通道
182與184可被加工而穿過配合面122AM。
為了完成第一區段122A的構造,吾人可設置單元114-3、114-5、114-7、以及114-9。最初,深孔鑽可用以經由面124S1進入塊體122並且設置流阻器鑽孔142。如圖5A所示,鑽孔142被設置到達封閉端142B。參考圖5A,並且考慮從鑽孔142所移除的示範流阻器144-3,吾人即可瞭解示範流阻器單元133-3的構造。上部充氣腔138-3被顯示位在流阻器鑽孔142-3上方,而下部充氣腔146-3被顯示位在鑽孔142-3下方。每一個充氣腔138與146被顯示位在藉由橋210所隔開的區段208內。為了設置分離的區段,工具(無圖示)可延伸穿過配合面122AM並且穿過流阻器鑽孔142-3而到達適當的深度(位在上部充氣腔138-3的預定頂部)。此工具在缺乏下一個橋210的期望位置之Y方向上移動。此工具透過配合面122AM而被抽出,並且以橋210之Y方向厚度的量值編上索引。此工具再次用以設置下一個區段208、以及其他區段208。在設置用於栓塞166的鑽孔之後,其可具有大於流阻器鑽孔142的直徑,即完成一單元114之一部分(此部分係位於部件122A內)的設置。例如,吾人可瞭解到各種單元114的構造可如圖2A所示使這些單元隔開。
吾人可瞭解到塊體122的簡易製造亦可藉由設置第二部件122B而達成,此第二部件係沿著近接頭106的長度LH而延伸。第二部件122B設有第二配合面122BM。第二部件122B更設有平行於第二配合面122BM的複數平面126。圖2A、3A、以及5A顯示第二部件122B設有延伸至第二配合面122BM之下部充氣腔146的下部分220。各單元114的此部分可藉由工具(無圖示),經由第二配合面122BM而設置,此工具在Y方向上移動。第二部件122B更設有複數孔洞148,這些孔洞從下部分220延伸穿過其中一平面126。
在圖2A、3A、5A、以及7A中,第一部件122A以及第二部件122B被顯示在熔接區域196產生連結,以將第一與第二配合面122AM與122BM固定在一起(圖3A)。此連結係與下部充
氣腔146的部分200及220進行對正,以界面整個下部充氣腔146。又,舉例而言,如所連結,部件122A與122B的面124S1會進行結合,並且被顯示在圖1A中,如面124S1所標示。相反面124S2以相同方式形成並標示在圖1A中。吾人可瞭解到每一個第一與第二部件122A與122B係由單件的上述材料所設置。當例如藉由熔接來進行連結時,塊體122可如上所述被設置成在用以執行彎液面處理之晶圓102的路徑上方沿Y方向延伸。單件式塊體122可進一步經過處理,而密封位於第一端124S1的流阻器鑽孔142,例如藉由與栓塞166一起使用的O形環。
可代表所有單元之共通構造之一單元114的另一實施例被顯示如圖8A中的114P。流阻器被標示如144P,並且設有符合流阻器鑽孔142的形狀。用以容納流阻器144P之流阻器鑽孔142的構造可包含中央區段248(與上部充氣腔138對正)以及流阻器鑽孔142(橫向偏離上部充氣腔138)。流阻器144P係由開放單元多孔材料(open cell porous material)所建構。圖8B係小部分多孔材料的端視圖。圖8B顯示孔隙250,透過此孔隙,受限制的流體流可從上部充氣腔138流動到下部充氣腔146。由開放單元多孔材料所建構並且容納在流阻器鑽孔142內的流阻器144P可因此提供複數個曲折路徑154,這些路徑包含在寬度(X)方向以及Z方向上延伸的路徑。此多孔材料可具有自持性(self-supporting),並且係由PVDF所製造之具有約500微米孔徑的顆粒部件。開孔型多孔材料的孔隙250可界定許多曲折流動路徑154,以使流阻器144P具有可限制流體流通過流阻器鑽孔142到達下部充氣腔146的形狀。就以類似於上述方式所設置的下部充氣腔146與流體運送鑽孔148而言,在操作時,流過上部充氣腔138、流阻器鑽孔142(與流阻器144P)以及下部充氣腔146的流體可被實質上調節(如上所定義),以界定從複數流體運送鑽孔148進入間隙110的上述實質上均一流體流出。
在回顧時,近接頭106可被描述成用於界定主流體流以及流體的分流。此種構造可由一個以上的上述單元114所提供。
概括而言,吾人可依照單元在頭106內所擔任的功能而選擇單元114。例如,在一實施例中,就單元114-2來說,主流體流可為用以界定外返回的真空;而就單元114-3來說,主流體流可為適合清理晶圓表面104之化學品的供應或輸送。其他範例包含關於單元114-2的主流,其可施加真空以界定另一個返回;以及關於單元114-3的主流,其可供應或輸送適合提供進一步清理晶圓表面104之來源的去離子水(DIW,de-ionized water)。又,在圖1B所示之實施例中,另一個單元114-1可供應或輸送N2或IPA的主流,以在晶圓102通過頭106時,執行晶圓表面104的最終清理。在每一個此種單元114中,主流被分成相對於複數平面126的分流,以界定延伸至晶圓102之表面104的彎液面108,以致於在遍佈頭106之長度LH的單元114內,分流率為實質上均一(如上所定義)。如同所述,複數平面126可被設置成位在上述相對於晶圓102的表面104之實質平行方位上。
吾人亦可瞭解到主流相對於彎液面108而成為分流的分離方式為「直接的」,此說明如下。首先,對於供應單元,例如單元114-1、114-3、114-5、114-7、以及114-9,並且考慮一示範單元114-3,主流體運送鑽孔132-3與垂直流體流鑽孔134-3將主流(位於鑽孔132-3內)直接分成第一總數的分離流動路徑,這些路徑係位於主鑽孔132-3與上部充氣腔138-3之間。換言之,在鑽孔132-3與充氣腔138-3之間,不存在進一步成為更多流動路徑的流分離。同樣地,對於返回單元,例如包含單元114-2與114-10,並且考慮一示範單元114-2,垂直流體流鑽孔134-2將來自流阻器單元133-2的主流直接分成第二總數的分離流動路徑,這些路徑係位於主鑽孔132-2與上部充氣腔138-2之間。換言之,在鑽孔132-2與充氣腔138-2之間,不存在進一步成為更多流動路徑的流分離。
又,在示範流阻器單元133-3的另一側(即鄰接於下部充氣腔146-3)上,可存在有第三總數的分離流動路徑,這些路徑係設置在下部充氣腔146-3與孔洞121-3之間。換言之,在下部充氣腔146-3與孔洞121-3之間,不存在進一步成為更多流動路徑的
流分離。此外,在示範流阻器單元133-2的另一側(即鄰接於下部充氣腔146-2)上,可存在有第四總數的分離流動路徑,這些路徑係設置在下部充氣腔146-2與孔洞121-2之間。換言之,在下部充氣腔146-2與孔洞121-2之間,不存在進一步成為更多流動路徑的流分離。
吾人可就示範比值來描述第一與第三總數,於其中第三總數除以第一總數可小於十,而在一實施例中,例如可約為八。在一實施例中,第一總數可約為十二,第三總數可約為九十八。亦可就示範比值來描述第二與第四總數,於其中第二總數除以第四總數可介於十與二十之間,而在一實施例中,例如可約為十六。在一實施例中,第二總數可約為六,而第四總數可約為一百。吾人可瞭解到第二與第四總數可藉由用於彎液面處理的處方、以及用以決定各第一與第三總數的比值來加以特定。在回顧時,較高的比值需要較少的鑽孔134,並且較佳係從減少在部件122A上所執行之加工操作次數的觀點來看。
此外,「直接」(即以上述方式)設置之流動路徑的這些第一與第二總數係在不使用用於單元114之所有鑽孔之高公差的情況下被設置。如同所述,所有的鑽孔132與134皆依照低公差而設置。又如同所述,單元114的構造可對充氣腔138與146,並且對單元114及鑽孔148限制高公差的使用。雖然單元114的這些鑽孔132與134係依照低公差而設置,並且每一個此種示範單元114係設置在僅具有一熔接區域196的單件式塊體122內,但以此種方式限制高公差使用之單元114的構造,仍可在相對於近接頭106的單元114的鑽孔148內達到期望的實質上均一之流體流率。
在更往前回顧時,設備100已被描述在進行晶圓表面104的彎液面處理時,用以調節相對於近接頭106之表面124B而流動的流體。此設備係由單件式塊體122所設置,其設有延伸而橫越整個晶圓表面範圍(例如直徑D)的長度LH。對於單元114,塊體122可包含主流體運送鑽孔132,此鑽孔被設置成概略平行於
橫越塊體長度(例如超出直徑D)的頭表面124B。對於單元114,塊體122亦可包含延伸橫越塊體長度並設置在主鑽孔132與頭表面124B之間的流阻器單元133,以將阻力加諸在相對於頭表面124B(例如進入或離開孔洞121)而在主鑽孔132與頭表面124B之間流動的流體上。對於單元114,塊體122亦可包含複數鑽孔134以及複數鑽孔148。此種鑽孔134與148可被稱為複數流體運送單元陣列。如圖2A所示,每一個此種陣列可例如僅在Z軸之流體運送方向上延伸。這些複數陣列係由第一組流體運送鑽孔與第二組流體運送鑽孔所組成(即僅包含)。第一組係由鑽孔134所代表,而第二組係由鑽孔148所代表。鑽孔134(第一組)係開通至且位在主鑽孔132與流阻器單元133之間。鑽孔148(第二組)係開通至且位在流阻器單元133與頭部表面124B之間,以使單元114的流阻器單元133實質上可調節相對於頭部表面124B而流動,以及在主鑽孔132與頭表面124B之間流動且完全橫越晶圓表面(即橫越整個直徑D)的流體。
設備100之一實施例的更多實施樣態則包含主鑽孔132與流阻器單元133以及陣列(鑽孔134與148),其用以使流體流相對於頭表面124B而進入第二組流體運送鑽孔(即透過單元114的孔洞121而進入鑽孔148),並且透過流阻器單元133而進入主鑽孔132。舉例而言,單元114-3與114-5的實施例係用以例示此種流動。又,由流阻器單元133所加諸的阻力為「最高」阻力,而「最高」阻力可相對於由第一與第二組鑽孔(134與148)所加諸在位於各第一與第二組鑽孔內流動之流體上的其他阻力,這些其他阻力係小於由流阻器單元所加諸的最高阻力。
此外,在一實施例中,主鑽孔132與流阻器單元133以及陣列(鑽孔134與148)可用以使流體流相對於頭表面124B而從主鑽孔132進入第一組(鑽孔134),並且透過流阻器單元133以及第二組(鑽孔148)而通過頭表面124B以到達晶圓102。第一與第二組鑽孔將其他阻力加諸於在各第一與第二組鑽孔內流動的流體上,這些其他阻力係小於由流阻器單元所加諸的阻力。
同樣在回顧時,在一實施例中,第一組鑽孔134的總數係由少於第二組鑽孔148之總數的鑽孔134所組成。此外,在一實施例中,每一個主鑽孔132以及第一組鑽孔134係依照低公差而設置。
在更往前回顧時,設備100被描述包含用以調節被導入近接頭106而輸送到晶圓102之表面104的流體流的結構(例如流阻器單元133)。近接頭106具有頭表面124B,此頭表面具有複數平面126。將複數平面126設置在實質上與晶圓102的表面104平行之方位上(圖1A)。設備100已被描述成設有單元114,這些單元各自設有主流入鑽孔132,此鑽孔(例如按照132-3)用以在初始時接收待提供至近接頭106的流體。主流入鑽孔132沿著近接頭106之長度LH而延伸達到可與LR(例如圖5A)比擬的距離。單元114亦包含複數垂直、或向下的流動鑽孔134,其具有連接至主流入鑽孔132的第一端136(圖2B),複數鑽孔134係沿著近接頭106的長度而彼此隔開。單元114亦包含上部充氣腔138,其連接至複數向下流動鑽孔134的第二端140。每一個向下流動鑽孔可將流體的供給提供到上部充氣腔138內,以及上部充氣腔138係沿著近接頭106的長度LH而延伸。單元114包含流阻器鑽孔142,其係沿著近接頭106的長度LH而延伸並且連接至上部充氣腔138。流阻器鑽孔142(例如具有圖3B的形狀157)可用以容納流阻器144,此流阻器具有以圖3B、4B、5B、以及6B所定義的示範形狀,俾能限制通過流阻器鑽孔142的流體流量。單元114亦包含下部充氣腔146,其係沿著近接頭106的長度LH而延伸並且連接至流阻器鑽孔142。下部充氣腔146被設置成接收來自流阻器鑽孔142並藉由流阻器144所限制的流體。單元114設有複數個流出孔121,這些流出孔係沿著近接頭106的長度LH而界定,並且在下部充氣腔146與頭表面124B的平面126之間延伸。在各分離單元114內流動而通過上部充氣腔138、流阻器鑽孔142(具有流阻器144)以及下部充氣腔146的流體可被實質上調節,而從此示範單元的複數流出孔界定實質上均一的流體流出。例如,此種流出
係上述方程式1的數值,此數值可指出相對於在示範單元114-3之所有其他孔洞121內流動的流體流率,此種流過其中一單元(例如114-3)之孔洞121的流體流率為實質上均一。
在更往前回顧時,設備100被描述包含用以調節被導入近接頭106而輸送至晶圓102之表面104的流體流的結構(例如流阻器單元133)。近接頭106具有頭表面124B,此頭表面具有複數平面126。複數平面126被設置在實質上與晶圓102的表面104平行之方位上(圖1A)。設備100已被描述成設有單元114,這些單元各自設有主流入鑽孔132,此鑽孔(例如按照132-3)用以在初始時接收待提供至近接頭106的流體。主流入鑽孔132沿著近接頭106之長度LH而延伸達到可與LR(例如圖5A)比擬的距離。單元114亦包含複數垂直、或向下的流動鑽孔134,其具有連接至主流入鑽孔132的第一端136(圖2B),複數鑽孔134係沿著近接頭106的長度而彼此隔開。單元114亦包含上部充氣腔138,其連接至複數向下流動鑽孔134的第二端140。每一個向下流動鑽孔可將流體的供給提供到上部充氣腔138內,以及上部充氣腔138係沿著近接頭106的長度LH而延伸。單元114包含流阻器鑽孔142,其係沿著近接頭106的長度LH而延伸並且連接至上部充氣腔138。流阻器鑽孔142(例如具有圖3B的形狀157)可用以容納流阻器144,此流阻器具有以圖3B、4B、5B、以及6B所定義的示範形狀,俾能限制通過流阻器鑽孔142的流體流。單元114亦包含下部充氣腔146,其係沿著近接頭106的長度LH而延伸並且連接至流阻器鑽孔142。下部充氣腔146被設置成接收來自流阻器鑽孔142並藉由流阻器144所限制的流體。單元114設有複數個流出孔121,這些流出孔係沿著近接頭106的長度LH而界定,並且在下部充氣腔146與頭表面124B的平面126之間延伸。在各分離單元114內流動而通過上部充氣腔138、流阻器鑽孔142(具有流阻器144)以及下部充氣腔146的流體可被實質上調節,而從此示範單元的複數流出孔界定實質上均一的流體流出。例如,此種流出係上述方程式1的數值,此數值可指出相對於在示範單元114-3之所有其
他孔洞121內流動的流體流率,此種流過其中一單元(例如114-3)之孔洞121的流體流率為實質上均一。
在補充回顧時,設備100亦包含具有中央區段300之流阻器鑽孔142(圖3B)的構造,此中央區段與上部充氣腔138進行對正,並且與橫向偏離上部充氣腔138的橫向區段302進行對正。用以限制通過流阻器鑽孔142之流體流的流阻器形狀,包含在中央區段300與橫向區段(例如312)內延伸之流阻器144的寬度,流阻器144被設置成使自上部充氣腔138所接收的流體改道至曲折流動路徑162內,此曲折流動路徑係橫向延伸而遠離中央區段300並且終止與下部充氣腔146連通。
此外,流阻器144的構造可界定包含兩個橫向流動部分的曲折流動路徑162,其一從充氣腔138附近延伸,而另一則延伸至下部充氣腔146。這些流動部分係藉由平行於Z軸方向而延伸的流動部分304所隔開。各上部與下部充氣腔138與146以及流阻器144中的每一個皆設有相對於在Z方向上延伸之同一縱軸的橫剖面157。分別設置上部充氣腔138與下部充氣腔146以及流阻器鑽孔142,俾能使各橫剖面結合而界定十字形橫剖面157,於其中這些充氣腔係直立沿著此軸,而流阻器鑽孔142係位於這些充氣腔之間。因此,流阻器鑽孔142係相對於此軸而進行橫向延伸,並且橫向超出直立充氣腔138與146。在一實施例中(圖3B),流阻器144的形狀包含一般平面側(flat-sided)的橫剖面,其包含相對於直立充氣腔138與146而進行橫向延伸的部分164。部分164的橫剖面係與流阻器鑽孔142隔開而界定連續的流體流動路徑160。流體流動路徑160的第一個(靠近充氣腔138)可在僅橫向超出直立充氣腔的流阻器鑽孔142內界定初始流。流體流動路徑160的另一個係平行於Z軸方向而延伸,而流體流動路徑160的最後一個則係朝Z軸橫向延伸而與第二充氣腔146相交。
同樣在圖3B中,流阻器144之實施例的橫剖面更包含相對於直立上部充氣腔138而橫向延伸之部分164。阻障表面164被顯示具有與上部充氣腔138(在鑽孔142的中央區段300)對正之
第一區段310。部分164亦具有第二區段312,其橫貫上部充氣腔並且與流阻器鑽孔(在鑽孔142的區段302)隔開,以界定用以接收流體之初始流的狹縫160。在圖6B所示之一實施例中,第一阻障表面區段310(位於區段300)在Z軸方向上係呈現下凹狀(參見凹部144D),以使自上部充氣腔138所接收的流體改道至狹縫160內,而建立初始流。
在更往前回顧時,於另一實施例中,設備100可更包含沿著近接頭106之長度LH而延伸的第一塊體(或部件)122A,第一塊體122A設有垂直於頭106之長度LH的第一端124S1,並且設有垂直於第一端124S1而延伸的第一熔接區域196-1。第一塊體122A可設有主鑽孔132以及延伸穿過第一端124S1的流阻器鑽孔142,並且設有延伸穿過第一熔接區段196-1之下部充氣腔146的部分200。第一塊體122A更設有可經由下部充氣腔138之部分200進出的上部充氣腔138,並且設有可經由上部充氣腔138進出之複數垂直、或向下的流動鑽孔134。第二塊體(或部件)122B可沿著近接頭106的長度LH而延伸,並且設有垂直於頭106之長度LH的第二端124S2,以及設有垂直於第二端124S2而延伸的第二熔接區域196-2。第二塊體122B更設有平行於第二配合面122BM的複數平面126,第二塊體122B設有延伸穿過第二熔接區域196-2之下部充氣腔146的下部分220,並且設有延伸穿過其中一平面126的複數流出孔(包含圖3A的鑽孔148)。第一塊體122A的第一熔接區域196-1與第二塊體122B的第二熔接區域196-2被連結,以固定熔接在一起的第一塊體122A與第二塊體122B,而界定單件式塊體122,其具有已對正之第二充氣腔146的部分200與220。在另一實施例中,例如,每一個第一塊體122A以及第二塊體122B更可個別由單件的PVDF所設置。又,流阻器鑽孔142可在第一端124S1被密封,以及主鑽孔132設有相反於第一端124S1的封閉端132B。在圖8A與8B所示之另一實施例中,將流阻器144P成型以符合流阻器鑽孔142。又,流阻器144P係由具有孔隙250的開孔型多孔材料所設置,透過此孔隙,受限的流體流可從上部
充氣腔138流到下部充氣腔146。
在補充回顧另一實施例時,近接頭106被設置而界定流體運送單元114,此單元可界定主流體流以及流體的分流。這些分流係相對於頭106的複數平面126,以界定延伸至晶圓102之表面104的彎液面108,俾使這些橫越頭106的長度LH之分流(例如相對於單元114的孔洞121)為實質上均一。複數平面126可被設置成位在相對於晶圓102的表面104之實質平行方位上。近接頭106可包含塊體122,其可在下列方向上延伸:長度LH的Y方向、垂直於此長度方向的流體運送方向Z、以及垂直於此長度與流體運送方向的寬度方向X。塊體122可定義複數平面126。頭106包含設置在塊體122內的主鑽孔132,用以在初始時接收主流體流,主鑽孔132係沿著近接頭的長度而延伸。複數分離的流動鑽孔134被設置在塊體122內,並且具有連接至主鑽孔132的第一端136。複數分離的流動鑽孔134沿著主鑽孔132的長度而彼此隔開,並且具有第二端140。上部充氣腔138被設置在塊體122內,並且連接至每一分離流動鑽孔134的第二端140,以運送相對於分離流動鑽孔134的流體流。流阻器單元133,例如阻力或流阻器裝置,可設有在塊體122內沿著上部充氣腔138而延伸並與此上部充氣腔相交的鑽孔142。流阻器(即單元133)更設有容納在流阻器鑽孔142內的流動限制器(或流阻器)144,以界定至少一相對於上部充氣腔138之流體流的曲折路徑162。下部充氣腔146被設置在塊體122內而具有在長度方向上延伸的開放頂部,以運送相對於曲折流體流動路徑162的流體。下部充氣腔146在流體運送方向上從開放頂部延伸至橫越長度(或Y)方向而隔開的一系列流體出口(顯示如鑽孔148與孔洞121)。流出孔121被設置在塊體122內,一流出孔121被連接至各流體出口148,此流體出口用以運送相對於頭106之流體的其中一分流。關於界定在此段落所述之實施例之塊體122內的一單元114,相對於來自橫越頭106之長度之該一單元114的流出孔121的所有流而言,與各流出孔121相關的分流為實質上一致。
在回顧又另一實施例時,結合上部充氣腔138與流阻器鑽孔142與下部充氣腔146可界定具有流阻器鑽孔142的十字形橫剖面157,相較於在X方向上延伸的各上部與下部充氣腔138與146,此流阻器鑽孔會在寬度方向X上延伸得更遠。又,流動限制器144被容納在流阻器鑽孔142內,此流阻器鑽孔在寬度(X)方向上比各上部與下部充氣腔138與146延伸得更遠,以界定至少一相對於上部充氣腔138以及下部充氣腔146之流體流的曲折路徑162。本實施例的流阻器鑽孔可更設有作為分流壁(fluid diversion wall)的部分164,其包含在寬度(X)方向上延伸至偏離上部充氣腔138之第一終端324(圖3B)的第一區段312。此分流壁更包含在流體運送方向上(沿著304)從第一終端324延伸至第二終端326的第二區段。此分流壁更包含在寬度(X)方向上從第二終端326延伸至與下部充氣腔146鄰接之第三終端的第三區段328。容納在流阻器鑽孔142內的流動限制器144係沿著此分流壁的區段(沿著302與304)而延伸,並且如同區段328,用以界定曲折路徑162,以便連續地沿著第一、第二、以及第三區段延伸,以限制關於流出孔121以及主鑽孔132所運送之流體流。在一實施例中(圖8A與8B),容納在流阻器鑽孔142內的流動限制器144係由包含孔隙250的開放單元多孔材料所設置,這些孔隙可形成複數曲折路徑162。
在回顧又另一實施例時,用以運送相對於上部充氣腔138之流體的流阻器鑽孔142的構造可包含與上部充氣腔138對正的中央區段300,以及橫向偏離上部充氣腔138的橫向區段302(圖3B)。開孔型多孔材料可被容納在中央區段300以及橫向區段302中,俾能使複數曲折路徑162成為在寬度(X)方向上延伸的路徑。
回顧圖1C所示的另一實施例,流阻器鑽孔142被進一步設置成在寬度(X)方向上延伸而超出各第一與第二充氣腔138與146,以界定橫向相對溝槽330,此溝槽在寬度(X)方向上偏離充氣腔138與146。每一個溝槽330具有一橫剖面,此橫剖面包含:底邊332,在流體運送(Z)方向上延伸;以及對向橫壁334,在寬度(X)
方向上延伸並且被底邊332所隔開。吾人可設置流阻器144,以用於在溝槽330其中一者內抵著該一溝槽之底邊332進行接收。對於的受容,流阻器144可進一步被設置成從該一溝槽330(左溝槽)之底邊332延伸進入另一(右)溝槽330,以用於在與另一(右)溝槽330之壁334及底邊332隔開之其他溝槽內進行接收。因此,流阻器144可界定第一橫向流阻器流體流動路徑(路徑162的上部分),此流動路徑僅可用在相對於第一充氣腔138的橫向流體運送。於是流阻器144可進一步界定與第一橫向流阻器流體流動路徑串聯並且在流體輸送(Z)方向上延伸的流體流動路徑(路徑162的另一部分)。因此,流阻器144進一步界定第二橫向流阻器流體流動路徑(路徑162的下部分),此流動路徑僅可用在相對於第二充氣腔146的橫向流體運送。因此,第一橫向流阻器流體流動路徑係位於上部充氣腔138與流體方向(Z)流動路徑之間,而第二橫向流阻器流體流動路徑係位於下部充氣腔146與流體方向流動路徑之間。
在回顧又另一實施例時,各第一與第二充氣腔138與146皆設有在寬度(X)方向上延伸的充氣腔寬度,這些充氣腔寬度係相等的。流阻器鑽孔142在長度(Y)方向上延伸而平行於主鑽孔132以及上部充氣腔138,並且設有在寬度(X)方向上延伸的流阻器鑽孔寬度。流阻器鑽孔寬度係大於充氣腔寬度,以界定區段334(圖1C)形式的凸肩,一壁334係位於流阻器鑽孔142與各上部充氣腔138之間,另一個壁334則係位於流阻器鑽孔142與下部充氣腔146之間。流阻器鑽孔142更設有壁332(圖1C),其在壁334之間以流體運送(Z)方向延伸。流阻器144可設有分離的外部表面(例如阻障表面164),此外部表面對應於每一個壁334以及流阻器鑽孔142的壁332。外部表面164被設置成容納在流阻器鑽孔142內,並且界定(圖3B,流動路徑162的)薄的一般U型連續流體運送途徑,其係在流阻器鑽孔142內延伸並且位於各上部充氣腔138與下部充氣腔146之間。
在圖2A與3A所示的一實施例中,塊體122被進一步設置成界定複數流體運送單元114。複數單元114係橫越寬度(X)
方向而隔開,並且如圖2A與3A所示彼此隔開。
在另一實施例中,近接頭106可提供複數流體運送單元114,每一個單元114可提供主流體流,並且提供相對於晶圓102之表面104之流體的分流。這些單元協同界定從近接頭106延伸至晶圓表面104的彎液面108,俾使這些分流在橫越近接頭106之長度LH的各單元內為實質上均一。近接頭106可包含塊體122,此塊體用以界定在橫越晶圓表面104之長度(Y)方向上、在流體運送(Z)方向上以及在頭寬度(X)方向上延伸的近接頭106。塊體122可設有第一流體運送單元114其中一者,此單元包含設置在塊體122內以運送主流體流的主鑽孔132,主鑽孔132係沿著頭長度LH延伸。塊體122包含上部的複數流動通道134,這些通道係在塊體122內以流體運送(Z)方向延伸並且具有與主鑽孔132流體連通的第一端136。上部通道134係橫越頭長度LH而隔開並且具有第二端140(圖2B)。上部充氣腔138被設置在塊體122內,並且連接至用以運送流體之每一流動通道134的第二端140。主鑽孔132以及上部的複數流動通道134被設置成將主流直接分成總數的分離流動路徑(例如約100個路徑),這些流動路徑係位於主鑽孔132與上部充氣腔138之間。流阻器(具有流阻器單元133的形式)設有流阻器鑽孔142,此鑽孔在塊體122內以長度(Y)方向延伸,而限制相對於上部充氣腔138之在流體運送(Z)方向上的流體運送。流阻器鑽孔142設有分流壁(圖1C),此分流壁包含:第一區段,在頭寬度(X)方向上進行橫向延伸;壁332,在流體運送(Z)方向上從第一區段延伸;以及第三區段,從平行於第一區段的壁332延伸至在頭寬度(X)方向上與上部充氣腔138對正的終端340(圖3B)。下部充氣腔146設有沿著頭長度LH而延伸的開放頂部,此開放頂部與流阻器144的第三區段(圖1C)流體連通。下部充氣腔146進一步被設置成在流體運送(Z)方向上從開放頂部延伸至一系列的流體運送孔(具有流體運送鑽孔148的形式),這些流體運送孔被隔開而均勻遍佈在此長度(即單元114的長度)。流阻器單元133更設有容納在鑽孔142內的阻性嵌入件(或流阻器)144,以沿著鑽
孔142之壁的第一區段、壁332、以及第三區段,而界定細流動路徑162,以抵抗相對於上部充氣腔138以及相對於下部充氣腔146的流體流。複數流體運送管道148被設置在塊體122內,一管道148係連接至各流體運送孔121,此流體運送孔用以提供相對於晶圓102之表面104的流體的其中一分流。對於由一單元之所有其他流體運送管道所提供之流體的所有其他分流,相對於此單元之各流體運送管道的流體的分流為實質上均一。
又如同所述,複數流體運送管道148以及上部的複數流動通道(或鑽孔134)可在塊體122內界定僅位於流體運送(Z)方向上的唯一分流。在一實施例中,對於這些在單元114內的分離Z方向流,塊體122可例如僅包含複數鑽孔134(第一組陣列)以及複數鑽孔148(第二組陣列)。此種鑽孔134與148被稱為複數流體運送單元陣列,並且舉例來說,如圖2A所示,每一此種陣列僅在Z軸的流體運送方向上延伸。同時,一單元114的鑽孔134與148為單元114的唯一鑽孔,其在塊體122內界定僅位於流體運送(Z)方向上的唯一分流。
在另一實施例中,塊體122設有依照低公差的主鑽孔132以及上部的複數流動通道134,並且設有依照高公差的充氣腔138與146及流阻器單元133及鑽孔148。塊體122被設置成單件式塊體,其包含熔接區域196。
在另一實施例中,近接頭106的特徵為(在鑽孔132內的)主流體流係處於相對低於相對於流體運送管道148之分流之壓力的壓力,俾能使實質上均一的流體流為進入流體運送管道148內者。上部充氣腔138及流阻器鑽孔142及下部充氣腔146聯合界定具有流阻器鑽孔142的十字形橫剖面157,相較於各上部與下部充氣腔138與146,此流阻器鑽孔可在寬度(X)方向上延伸得更遠。容納在流阻器鑽孔142內的阻性嵌入件144被設置成與流阻器鑽孔142協力,以抵抗從下部充氣腔146穿過流阻器鑽孔142而到達上部充氣腔138的流體流,俾能使進入各流體運送管道148的分離流體流係相對於進入第一流體運送單元114之所有其他流
體運送管道148的所有其他分離流體流而呈現實質上均一。
在另一實施例中,(在鑽孔132內的)主流體流係處於相對低於相對於流體運送管道148之分流之壓力的壓力,俾能使實質上均一的流體流為進入流體運送管道148內者。塊體122設有第一端表面124S2,此第一端表面在寬度(X)方向上延伸並且界定塊體的隅角130。上部充氣腔138及流阻器鑽孔142及阻性嵌入件144會終止而與例如124S2的一端表面隔開,以界定在塊體122內鄰接於塊體122之端表面124S2及隅角130的體積。第二流體運送單元(圖7B,當示範單元為114-2時,具有沿著面124S2之示範單元114-12的形式)被設置在此體積內並且沿著端表面124S2,示範第二單元114-12包含第二下部充氣腔146-12、第二複數流體運送管道148-12、以及第二系列的孔洞121-12。阻性嵌入件144-12設有低阻力流體流管道180L(圖7A與7C),此管道延伸穿過阻性嵌入件144-12並因此使細流動路徑(或阻流空間)160(圖3B)產生分流,而直接將低壓提供至第二下部充氣腔146-12以及第二複數流體運送管道148-12。第二流體運送管道148-12用以將低壓從第二下部充氣腔146-12分配至第二單元114-12的孔洞121-12,而提升進入第二單元114-12之所有流體運送管道148-12的實質上均一流體流。
以上述說明及圖式的觀點而言,吾人可瞭解到當近接頭106橫跨大於晶圓直徑D之Y方向距離時以及當晶圓直徑D變得越來越大時,可藉由這些實施例來滿足上述需求。起因於(i)增加在Y方向上之彎液面長度LD(俾能以近接頭106與晶圓102之間的一相對移動來處理整個晶圓102)、以及(ii)增加相對於近接頭之晶圓之移動速度的習知問題,可藉由上述流率的實質上均一性加以克服。因此,對於用以調節被導入近接頭而輸送至晶圓表面之流體流之系統的已確認需求可被近接頭106所滿足。近接頭106例如具有頭表面124B,此頭表面具有複數平面126。以設置在實質上與晶圓102的表面104平行之方位上(圖1A)的複數平面126而言,在一實施例中,為輸送至晶圓表面104的流體流動被實質
上調節,以界定從複數流出孔148到表面126的實質上均一之流體流出。在另一實施例中,近接頭106可界定在主鑽孔132內的主流體流,並且可界定在孔洞148內輸送至晶圓表面104之流體的分流,以界定延伸至晶圓102之表面104的彎液面108,以及一單元114之分流的流率係實質上均一而橫越頭106的頭長度LH。在又另一實施例中,主流體流可處於相對低於進入近接頭106之流體運送管道148之分流之壓力的壓力。流阻器144被設置在近接頭106內,以提供在一單元114內進入遍佈此頭之流體運送鑽孔148的實質上均一之流體流率。
關於近接頭106之操作方面的更多資訊,例如對於彎液面108的形成以及到基板102之表面104的此彎液面的施加,可參考:(1)美國專利第6616772號,公告於2003年9月9日,以及標題為「METHODS FOR WAFER PROXIMITY CLEANING AND DRYING」;(2)美國專利申請案第10/330843號,申請於2002年12月24日,以及標題為「MENISCUS,VACUUM,IPA VAPOR,DRYING MANIFOLD」;(3)美國專利第6998327號,公告於2005年1月24日,以及標題為「METHODS AND SYSTEMS FOR PROCESSING A SUBSTRATE USING A DYNAMIC LIQUID MENISCUS」;(4)美國專利第6998326號,公告於2005年1月24日,以及標題為「PHOBIC BARRIER MENISCUS SEPARATION AND CONTAINMENT」;以及(5)美國專利第6488040號,公告於2002年12月3日,以及標題為「CAPILLARY PROXIMITY HEADS FOR SINGLE WAFER CLEANING AND DRYING」,上述每一專利皆受讓給Lam Research Corporation,其為本申請案之受讓人,並且上述每一專利皆藉由參考文獻方式合併於此。
對於與牛頓及非牛頓流體之功能性與組成物相關的額外資訊,可參考:(1)美國專利申請案第11/174080號,申請於2005年6月30日,以及標題為「METHOD FOR REMOVING MATERIAL FROM SEMICONDUCTOR WAFER AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME」;(2)美國專利申請
案第11/153957號,申請於2005年6月15日,以及標題為「METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A SUBSTRATE USING NON-NEWTONIAN FLUIDS」;以及(3)美國專利申請案第11/154129號,申請於2005年6月15日,以及標題為「METHOD AND APPARATUS FOR TRANSPORTING A SUBSTRATE USING NON-NEWTONIAN FLUID」,上述每一專利皆藉由參考文獻方式合併於此。
近接頭106與用以操縱並以彎液面108之流體供應及控制參數作為介面的操作,可使用電腦控制來進行自動化方式的控制。因此,本發明之實施樣態可以電腦系統型態加以實現,其包含手持式裝置、微處理器系統、以微處理器為基礎或可程式的消費性電子產品、小型電腦、大型電腦等等。本發明之實施例亦可在分佈計算環境(distributing computing environments)中被實現,在此環境中,工作係藉由透過網路而聯結的遠端處理裝置加以執行。
對於近接頭的自動化控制以及連接此近接頭的系統,這些實施例可利用各種電腦執行操作,其包含儲存在電腦系統內的資料。這些操作為要求物理量的物理操控者。通常,雖然沒有一定,但這些量可為電或磁信號的形式,此電或磁信號能夠被儲存、傳輸、結合、比較、以及用其他方式加以控制。又,所執行的這些控制通常係關於例如產生、識別、判定、或比較。
在此所述之用以形成本發明之實施例之部分的任一操作係有用的機械操作。本發明亦關於用以執行這些操作的裝置或設備。此設備可為了所需目的而特地製造,或者其可包含通用電腦,此電腦可被儲存在其內的電腦程式所選擇性啟動或設置。尤其,各種通用機械可與依照此處之教示而編寫的電腦程式一起被使用,或者可更便利地製造出更為專用的設備,以執行所需操作。
本發明亦可在電腦可讀取媒體上執行電腦可讀取碼。此電腦可讀取媒體為任何可儲存資料的資料儲存裝置,以下其可被電腦系統所讀取。電腦可讀取媒體的範例包含硬碟、網路附接
儲存器(NAS,network attached storage)、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROMs、CD-Rs、CD-RWs、DVDs、快閃記憶體、磁帶、以及其他光學與非光學資料儲存裝置。此電腦可讀取媒體亦可被分佈在耦合電腦系統的網路上,俾能使此電腦可讀取碼以分佈的方式被儲存與執行。
雖然本發明已就數個實施例來進行說明,但吾人可明白熟習本項技藝者在閱讀上述說明書並且研究圖式之後,當可瞭解其各種變化、附加、置換以及等效設計。舉例而言,吾人可設置不同數量的單元114並以不同方式使其互相關連,並且仍在本發明的真實精神與範圍內。因此,此意指本發明包含落入本發明之真實精神與範圍的所有此種變化、附加、置換、以及等效設計。在請求項中,元件及/或步驟並不暗指任何特定的操作順序,除非在請求項中有明確陳述。
100‧‧‧設備
102‧‧‧晶圓
104‧‧‧晶圓表面
104U‧‧‧上表面
106‧‧‧近接頭
106L‧‧‧下部頭
106U‧‧‧上部頭
107‧‧‧移動
108‧‧‧彎液面
110‧‧‧間隙
113‧‧‧網絡
113-2‧‧‧網絡
114‧‧‧流動調節單元
114P‧‧‧流動調節單元
114-1‧‧‧流動調節單元
114-1-O‧‧‧流體供應調節單元
114-2‧‧‧流動調節單元
114-2-R‧‧‧流體返回調節單元
114-3‧‧‧流動調節單元
14-3-O‧‧‧流體供應調節單元
114-4‧‧‧流動調節單元
114-4-R‧‧‧流體返回調節單元
114-5‧‧‧流動調節單元
114-5-O‧‧‧流體供應調節單元
114-6‧‧‧流動調節單元
114-6-R‧‧‧流體返回調節單元
114-7‧‧‧流動調節單元
114-7-O‧‧‧流體供應調節單元
114-8‧‧‧流動調節單元
114-8-R‧‧‧流體返回調節單元
114-9‧‧‧流動調節單元
114-9-O‧‧‧流體供應調節單元
114-10‧‧‧流動調節單元
114-10-R‧‧‧流體返回調節單元
114-11‧‧‧流動調節單元
114-12‧‧‧流動調節單元
114-13‧‧‧流動調節單元
114-14‧‧‧流動調節單元
116‧‧‧列
118‧‧‧行
120‧‧‧封閉區域
121‧‧‧孔洞
121O‧‧‧流出孔
121R‧‧‧返回孔
121-1‧‧‧孔洞
121-2‧‧‧孔洞
121-3‧‧‧孔洞
121-8‧‧‧孔洞
121-8-R‧‧‧返回孔
121-12‧‧‧孔洞
122‧‧‧塊體
122A‧‧‧塊體部件
122B‧‧‧塊體部件
122AM‧‧‧配合面
122BM‧‧‧配合面
124‧‧‧面
124B‧‧‧底面
124F‧‧‧正面
124R‧‧‧背面
124S1‧‧‧側面
124S2‧‧‧側面
124T‧‧‧頂面
126‧‧‧平面
128‧‧‧流體運送流動路徑
130‧‧‧隅角
132‧‧‧主鑽孔
132B‧‧‧封閉端
132-1‧‧‧主流出鑽孔
132-2‧‧‧主返回鑽孔
132-3‧‧‧主流出鑽孔
132-4‧‧‧主返回鑽孔
132-5‧‧‧主流出鑽孔
132-6‧‧‧主返回鑽孔
132-7‧‧‧主流出鑽孔
132-8‧‧‧主返回鑽孔
132-8-R‧‧‧主返回鑽孔
132-9‧‧‧主流出鑽孔
132-10‧‧‧主返回鑽孔
133‧‧‧流阻器單元
133-1‧‧‧流阻器單元
133-2‧‧‧流阻器單元
133-3‧‧‧流阻器單元
133-8‧‧‧流阻器單元
133-9‧‧‧流阻器單元
133-10‧‧‧流阻器單元
134‧‧‧垂直流體流鑽孔
134-1‧‧‧垂直流體流鑽孔
134-2‧‧‧垂直流體流鑽孔
134-3‧‧‧垂直流體流鑽孔
134-8‧‧‧垂直流體流鑽孔
136‧‧‧第一端
138‧‧‧上部充氣腔
138-1‧‧‧上部充氣腔
138-2‧‧‧上部充氣腔
138-3‧‧‧上部充氣腔
138-8‧‧‧上部充氣腔
140-8‧‧‧第二端
142‧‧‧流阻器鑽孔
142B‧‧‧封閉端
142-1‧‧‧流阻器鑽孔
142-2‧‧‧流阻器鑽孔
142-3‧‧‧流阻器鑽孔
142-8‧‧‧流阻器鑽孔
144D‧‧‧凹部
144P‧‧‧流阻器
144-1‧‧‧流阻器
144-2‧‧‧流阻器
144-3‧‧‧流阻器
144-8‧‧‧流阻器
144-8-R‧‧‧流阻器
146‧‧‧下部充氣腔
146-1‧‧‧下部充氣腔
146-2‧‧‧下部充氣腔
146-3‧‧‧下部充氣腔
146-8‧‧‧下部充氣腔
146-12‧‧‧下部充氣腔
148-1‧‧‧流體運送鑽孔
148-2‧‧‧流體運送鑽孔
148-3‧‧‧流體運送鑽孔
148-4‧‧‧流體運送鑽孔
148-5‧‧‧流體運送鑽孔
148-8‧‧‧流體運送鑽孔
148-8-R‧‧‧流體運送鑽孔
148-10‧‧‧流體運送鑽孔
148-12‧‧‧流體運送鑽孔
148-14‧‧‧流體運送鑽孔
152‧‧‧側壁
154‧‧‧曲折流動路徑
157‧‧‧十字形鑽孔構造
158L‧‧‧左垂直線
158R‧‧‧右垂直線
160‧‧‧流動空間
161‧‧‧凸條
162‧‧‧曲折流動路徑
164‧‧‧阻障表面
166‧‧‧栓塞
168‧‧‧調整片
170‧‧‧槽
172‧‧‧螺紋端鑽孔
174‧‧‧末端調整片
176‧‧‧末端
178‧‧‧末端
180L‧‧‧末端返回鑽孔
180R‧‧‧末端返回鑽孔
182-12‧‧‧彎曲返回供給通道
184-12‧‧‧直線返回通道
196‧‧‧熔接區域
196-1‧‧‧第一熔接區段
196-2‧‧‧第二熔接區段
200‧‧‧部分
208‧‧‧區段
210‧‧‧橋
220‧‧‧下部分
248‧‧‧中央區段
250‧‧‧孔隙
300‧‧‧中央區段
302‧‧‧橫向區段
304‧‧‧流動部分
310‧‧‧區段
312‧‧‧區段
324‧‧‧第一終端
326‧‧‧第二終端
328‧‧‧第三區段
330‧‧‧溝槽
332‧‧‧壁
334‧‧‧壁
340‧‧‧終端
吾人可藉由以下與隨附圖式結合的詳細說明而輕易瞭解本發明,以及相同的參考符號指定相同的結構元件。
圖1A係本發明之一實施例的立體圖,其顯示包含用於晶圓之彎液面處理之近接頭的設備,於其中此設備與晶圓係相對於彼此而移動;圖1B係呈現圖1A之線1B-1B的平面圖,其顯示近接頭的上部分以說明流動調節單元;圖1C係呈現圖1B之線1C-1C的橫剖面圖,其顯示近接頭之上部分的底面,以說明於其中流動調節單元被設置在近接頭內的本發明示範實施例;圖1D係類似於圖1B的平面圖,其顯示近接頭的上部分,以說明整組的流動調節單元;圖1E係圖1D所示之流動調節單元的端視圖,其顯示主鑽孔與阻性單元延伸穿過其中一近接頭的一端;圖2A係圖1E所示之流動調節單元的橫剖面圖,其顯
示主鑽孔與阻性單元連接至其他鑽孔,以將流體供應至彎液面並從彎液面接收流體;圖2B係呈現圖2A之線2B-2B的橫剖面圖,其顯示在晶圓表面方向上延伸之一流動調節單元的示範構造;圖3A係類似於圖2A的橫剖面圖,其顯示附加在流動調節單元的流阻器,這些流阻器用以實質上調節在這些單元內流動的流體;圖3B係圖3A所示之其中一流阻器的放大視圖,其說明在頭之一末端協同另一個單元之返回流動調節單元的流阻器構造;圖4A係呈現圖3A之線4A-4A的橫剖面圖,其顯示可被圖3B所示之單元部分包圍之一返回流動調節單元的示範構造;圖4B係呈現圖4A之線4B-4B的橫剖面圖,其顯示圖4A之返回流動調節單元的示範構造,以說明此單元之流阻器的示範矩形橫剖面;圖4C係圖4A之返回流動調節單元之示範構造的端視圖;圖4D係圖4A所示之返回流動調節單元之流阻器構造的平面圖;圖5A係呈現圖3A之線5A-5A的橫剖面圖,其顯示一供應流動調節單元的示範構造;圖5B係圖5A所示之單元之流阻器的橫剖面圖,其顯示此單元之流阻器的示範圓形構造;圖5C係圖5A之供應流動調節單元之流阻器之示範構造的端視圖;圖5D係圖5A所示之供應流動調節單元之流阻器構造的立體圖;圖6A係呈現圖3A之線6A-6A的橫剖面圖,其顯示供應流動調節單元之另一實施例的示範構造;圖6B係圖6A所示之單元之流阻器的橫剖面圖,其顯
示具有面向輸入流體流之下凹表面之此供應單元的流阻器的示範矩形構造;圖6C係圖6A之供應流動調節單元之流阻器之示範構造的端視圖;圖7A係圖3A所示之在頭之一末端協同另一單元之返回單元之流阻器的橫剖面圖,其顯示經由繞過流阻器之阻力方向(resistive aspect)而將低壓施加至另一單元的旁通鑽孔;圖7B係近接頭的橫剖面圖,其說明圖7A所示之返回單元以及在頭之末端的另一個單元,並顯示末端單元的構造,此末端單元用以提升施加至另一個單元之孔洞之低壓的均一性;圖7C係圖7B所示之兩協力單元的平面圖,其說明末端單元繞過一隅角並且具有經由旁通鑽孔所施加的低壓;圖8A係流阻器之另一實施例的放大視圖,其說明開孔型多孔材料的橫剖面;及圖8B係圖8A之開孔型多孔材料之一部分的放大視圖,其說明此材料可用以界定曲折流動路徑。
114-2‧‧‧流動調節單元
133‧‧‧流阻器單元
138‧‧‧上部充氣腔
142‧‧‧流阻器鑽孔
144‧‧‧流阻器
146‧‧‧下部充氣腔
152‧‧‧側壁
157‧‧‧十字形鑽孔構造
158L‧‧‧左垂直線
158R‧‧‧右垂直線
160‧‧‧流動空間
161‧‧‧凸條
162‧‧‧曲折流動路徑
164‧‧‧阻障表面
300‧‧‧中央區段
302‧‧‧橫向區段
304‧‧‧流動部分
310‧‧‧區段
312‧‧‧區段
324‧‧‧第一終端
326‧‧‧第二終端
328‧‧‧第三區段
340‧‧‧終端
Claims (20)
- 一種在晶圓表面之彎液面處理中用以調節相對於近接頭表面而流動之流體的設備,該設備包含:一第一塊體,設有延伸橫越整個範圍之該晶圓表面的長度,該塊體包含:一主流體運送鑽孔,設置成概略平行於橫越該塊體長度的該近接頭表面;一流阻器單元,實質上延伸橫越該塊體長度並且設置在該主鑽孔與該近接頭表面之間,以將阻力加諸在相對於該近接頭表面而在該主鑽孔與該近接頭表面之間流動的該流體上;及複數流體運送單元陣列,每一陣列僅在一流體運送方向上延伸,該複數陣列係由一第一組流體運送鑽孔以及一第二組流體運送鑽孔所組成,該第一組流體運送鑽孔係通往且位在該主鑽孔與該流阻器單元之間,而該第二組流體運送鑽孔係通往且位在該流阻器單元與該近接頭表面之間,俾能使該流阻器單元實質上調節相對於該近接頭表面以及在該主鑽孔與該近接頭表面之間且完全橫越該晶圓表面而流動的該流體,該調節提供由橫越該長度之該第二組流體運送鑽孔的實質上均勻流出。
- 如申請專利範圍第1項所述之在晶圓表面之彎液面處理中用以調節相對於近接頭表面而流動之流體的設備,其中:該主鑽孔及該流阻器單元及該陣列用以使相對於該近接頭表面的該流體流進入該第二組流體運送鑽孔,並且經過該流阻器單元而進入該主鑽孔;及該第一與第二組鑽孔將其他阻力加諸於在各該第一與第二組鑽孔內流動的該流體上,該其他阻力係小於由該流阻器單元所加諸的該阻力。
- 如申請專利範圍第1項所述之在晶圓表面之彎液面處理中用以調節相對於近接頭表面而流動之流體的設備,其中: 該主鑽孔及該流阻器單元及該陣列用以使相對於該近接頭表面的該流體流從該主鑽孔進入該第一組鑽孔,且經過該流阻器單元及該第二組鑽孔而通過該近接頭表面以到達該晶圓;及該第一與第二組鑽孔將其他阻力加諸於在各該第一與第二組鑽孔內流動的該流體上,該其他阻力係小於由該流阻器單元所加諸的該阻力。
- 如申請專利範圍第1項所述之在晶圓表面之彎液面處理中用以調節相對於近接頭表面而流動之流體的設備,其中該第一組鑽孔的數量少於該第二組鑽孔之數量。
- 如申請專利範圍第1項所述之在晶圓表面之彎液面處理中用以調節相對於近接頭表面而流動之流體的設備,更包含沿著該第一塊體之長度而延伸的一第二塊體,該第二塊體包含容納該第一塊體之該第二組流體運送鑽孔的鑽孔,該第二塊體具有待配置於接近該晶圓表面的一表面,該彎液面被界定在該第二塊體的該表面與該晶圓表面之間。
- 一種包含用以調節流體流之結構的設備,該流體流被導入一近接頭內而輸送至一晶圓的一表面,該近接頭具有一頭表面,該近接頭表面具有複數平面,該設備包含:一主流入鑽孔,用以在初始時接收待提供至一近接頭的一流體,該主流入鑽孔係沿著該近接頭的一長度而延伸;複數向下流動鑽孔,具有連接至該主流入鑽孔的第一端,該複數向下流動鑽孔係沿著該近接頭的該長度而彼此隔開;一上部充氣腔,連接至該複數向下流動鑽孔的第二端,每一個向下流動鑽孔將該流體的饋入提供到該上部充氣腔內,該上部充氣腔係沿著該近接頭的該長度而延伸;一流阻器鑽孔,沿著該近接頭的該長度而延伸並且連接至該上部充氣腔,該流阻器鑽孔被設置成容納一流阻器,該流阻器具 有用以限制該流體通過該流阻器鑽孔之流量的形狀;一下部充氣腔,沿著該近接頭的該長度而延伸並且連接至該流阻器鑽孔,該下部充氣腔被設置成接收來自該流阻器鑽孔並由該流阻器所限制的流體;及複數流出孔,沿著該近接頭的該長度而界定,並且在該下部充氣腔與該近接頭表面的該平面之間延伸;其中流過該上部充氣腔、具有該流阻器之該流阻器鑽孔以及該下部充氣腔的流體被實質上調節,以界定到該晶圓上之來自該複數流出孔的實質上均一之流體流出。
- 如申請專利範圍第6項所述之包含用以調節流體流之結構的設備,其中:該流阻器鑽孔的構造包含與該上部充氣腔對正的一中央區段、以及橫向偏離該上部充氣腔的橫向區段;及用以限制該流體通過該流阻器鑽孔之流量的該流阻器形狀包含一流阻器寬度,該流阻器寬度在該中央與橫向流阻器鑽孔區段內延伸,並且被設置成使由該上部充氣腔所接收的該流體改道至一曲折流動路徑內,該曲折流動路徑橫向延伸而遠離該中央區段並終止與該下部充氣腔連通。
- 如申請專利範圍第7項所述之包含用以調節流體流之結構的設備,其中該流阻器的構造界定包含兩橫向流動部分的該曲折流動路徑,該兩橫向流動部分被平行於該流出孔的一流動部分隔開。
- 如申請專利範圍第6項所述之包含用以調節流體流之結構的設備,其中:該上部與下部充氣腔以及該流阻器中之每一者皆設有相對於同一縱軸的橫剖面;分別設置該上部充氣腔與該下部充氣腔及該流阻器鑽孔,俾能結合個別橫剖面以界定一十字形橫剖面,於該十字形橫剖面 中,該等充氣腔係沿著該軸而直立,而該流阻器鑽孔係位於該等充氣腔之間,該流阻器鑽孔相對於該軸而橫向延伸並且橫向超出該等直立充氣腔之外;及該流阻器的形狀包含一般平面側(flat-sided)的橫剖面,該橫剖面包含相對於該等直立充氣腔而橫向延伸的部分,該橫剖面與該流阻器鑽孔相隔以界定連續的流體流動路徑,該流體流動路徑的第一個在僅橫向超出該等直立充氣腔之外的該流阻器鑽孔內界定一初始流,該流體流動路徑的下一個平行於該軸而延伸,以及該流體流動路徑的最後一個則係朝該軸橫向延伸而與該下部充氣腔相交。
- 如申請專利範圍第9項所述之包含用以調節流體流之結構的設備,其中:該流阻器的橫剖面更包含相對於該直立上部充氣腔而橫向延伸的一阻障表面,該阻障表面具有與該上部充氣腔對正的一第一區段,該阻障表面具有一第二區段,該第二區段係橫越該上部充氣腔並且與該流阻器鑽孔相隔,以界定用以接收該初始流的一狹縫,該第一阻障表面區段在該軸之方向上係呈現下凹狀,以使由該上部充氣腔接收的流體改道至該狹縫內,而建立該初始流。
- 如申請專利範圍第6項所述之包含用以調節流體流之結構的設備,其中該設備更包含:一第一塊體,沿著該近接頭的該長度而延伸,該第一塊體設有垂直於該近接頭之該長度的一第一端、以及垂直於該第一端而延伸的一第一熔接區域,該第一塊體設有該主鑽孔以及延伸穿過該第一端的該流阻器鑽孔、以及延伸穿過該第一熔接區域之該下部充氣腔的一部分,該第一塊體更設有可經由該下部充氣腔之該部分進出的該上部充氣腔、以及可經由該上部充氣腔進出的該複數向下流動鑽孔;及一第二塊體,沿著該近接頭的該長度而延伸,該第二塊體設 有垂直於該近接頭之該長度的一第二端、以及垂直於該第二端而延伸的一第二熔接區域,該第二端更設有平行於一配合面的該複數平面,該第二塊體設有延伸穿過該第二熔接區域之該下部充氣腔的另一部分、以及延伸穿過該平面其中一者的該複數流出孔;連結該第一塊體的第一熔接區域與該第二塊體的第二熔接區域,以將該第一塊體與該第二塊體固定在一起,並對正該下部充氣腔的該部分。
- 如申請專利範圍第11項所述之包含用以調節流體流之結構的設備,其中:該第一與第二塊體中之每一者係進一步由單件的PVDF所建構;該流阻器鑽孔在該第一端被密封;及該主鑽孔設有相反於該第一端的一封閉端。
- 如申請專利範圍第6項所述之包含用以調節流體流之結構的設備,其中:該流阻器形狀係符合該流阻器鑽孔;及該流阻器係由具有孔隙的開放單元多孔材料所建構,該受限制的流體流從該上部充氣腔透過該孔隙而流到該下部充氣腔。
- 一種界定主流體流與流體之分流的近接頭,該分流係相對於複數平面以界定延伸至一晶圓之表面的一彎液面,俾能使該分流在橫越該近接頭的長度上為實質上均一,該複數平面被設置成位在相對於該晶圓之該表面之一實質平行方位上,該近接頭包含:一塊體,在該長度之方向以及垂直於該長度方向的流體運送方向以及垂直於該長度與該流體運送方向的寬度方向上延伸,該塊體界定該複數平面;一主鑽孔,設置在該塊體內以在初始時接收一主流體流,該主鑽孔係沿著該近接頭的長度而延伸; 複數分離流動鑽孔,設置在該塊體內並且具有連接至該主鑽孔的第一端,該複數分離流動鑽孔係沿著該主鑽孔的該長度而彼此隔開並且具有第二端;一上部充氣腔,設置在該塊體內並且連接至各該分離流動鑽孔的該第二端,以運送相對於該分離流動鑽孔的該流體流;一流阻器,設有在該塊體內沿著該上部充氣腔之該長度延伸並與該上部充氣腔相交的一鑽孔,該流阻器更設有容納在該流阻器鑽孔內的一流動限制器,以界定相對於該上部充氣腔之流體流的至少一曲折路徑;一下部充氣腔,設置在該塊體內而具有在該長度方向上延伸的一開放頂部,以運送相對於該曲折流體流動路徑的流體,該下部充氣腔在該流體運送方向上從該開放頂部延伸至橫越該長度方向而相隔開的一系列流體出口;及複數流出孔,設置在該塊體內,一流出孔被連接至用以運送相對於該近接頭之該流體之其中一分流的各個別流體出口,關於來自橫越該近接頭之該長度的其他流出孔的所有流,相對於該流出孔其中一者的該分流係呈現均一。
- 如申請專利範圍第14項所述之界定主流體流與流體之分流的近接頭,其中:該上部充氣腔及該流阻器鑽孔及該下部充氣腔聯合界定一十字形橫剖面,該流阻器鑽孔在該寬度方向上延伸得比該上部與下部充氣腔之每一者更遠;及該流動限制器被容納於在該寬度方向上延伸得比該上部與下部充氣腔之每一者更遠之該流阻器鑽孔內,以界定相對於該上部充氣腔與該下部充氣腔之流體流的該至少一曲折路徑。
- 如申請專利範圍第14項所述之界定主流體流與流體之分流的近接頭,其中:該流阻器鑽孔更設有一分流壁,該分流壁包含一第一區段, 該第一區段在該寬度方向上延伸至偏離該上部充氣腔的一第一終端,該分流壁更包含一第二區段,該第二區段在該流體運送方向上從該第一終端延伸到一第二終端,該分流壁更包含一第三區段,該第三區段在該寬度方向上從該第二終端延伸到鄰接於該下部腔氣腔的一第三終端;及容納在該流阻器鑽孔內的該流動限制器係沿著該分流壁的區段而延伸,以界定沿著該第一、第二、以及第三區段而連續地延伸的該曲折路徑,以限制相對於該流出孔與該主鑽孔而運送的該流體流。
- 如申請專利範圍第14項所述之界定主流體流與流體之分流的近接頭,其中容納在該流阻器鑽孔內的該流動限制器係由開放單元多孔材料所設置,該多孔材料包含用以形成複數曲折路徑的孔隙。
- 如申請專利範圍第17項所述之界定主流體流與流體之分流的近接頭,其中:用以運送關於該上部充氣腔之該流體之該流阻器鑽孔的構造包含對正該上部充氣腔的一中央區段、以及橫向偏離該上部充氣腔的一橫向區段;及該開放單元多孔材料被容納在該中央區段與該橫向區段內,俾使該複數曲折路徑包含在該寬度方向上延伸的路徑。
- 如申請專利範圍第14項所述之界定主流體流與流體之分流的近接頭,其中:該流阻器鑽孔被進一步設置成在該寬度方向上延伸而超出該第一與第二充氣腔之每一者,以界定在該寬度方向上偏離該等充氣腔的橫向相對溝槽,每一溝槽具有一橫剖面,該橫剖面包含在該流體運送方向上延伸的一底邊、以及在該寬度方向上延伸並且被該底邊所隔開的對向橫壁; 該流阻器係用以在該溝槽其中一者內抵著該一溝槽之底邊進行接收;該流阻器更用以從該一溝槽的該底邊延伸進入另一溝槽,以在與該壁及該另一溝槽之該底邊相隔開之其他溝槽中進行接收,該流阻器界定一第一橫向流阻器流體流動路徑,該第一橫向流阻器流體流動路徑僅用在相對於該第一充氣腔的橫向流體運送,該流阻器進一步界定與該第一橫向流阻器流體流動路徑串聯並且在該流體運送方向上延伸的一流體流動路徑,該流阻器進一步界定一第二橫向流阻器流體流動路徑,該第二橫向流阻器流體流動路徑僅用在相對於該第二充氣腔的橫向流體運送,該第一橫向流阻器流體流動路徑係位於該上部充氣腔與該流體流動路徑之間,而該第二橫向流阻器流體流動路徑係位於該下部充氣腔與該流體流動路徑之間。
- 一種近接頭的製造方法,該近接頭用以將流體輸送至一半導體晶圓的一表面,該方法包含下列步驟:從一塑膠材料形成一第一塊體,該第一塊體延伸至少與該半導體晶圓之直徑一樣大的長度;在該第一塊體內形成一主鑽孔,該主鑽孔與該長度對正;在該第一塊體內形成複數上部中間鑽孔,該複數上部中間鑽孔係實質上垂直於該主鑽孔,並且具有連接至該主鑽孔的第一端;在該第一塊體內形成一流阻器鑽孔,該流阻器鑽孔係沿著該長度而平行於該主鑽孔,該流阻器鑽孔在第二端耦接至該複數上部中間鑽孔,該流阻器鑽孔被設置成容納一流阻器,該流阻器用以阻擋並調節被導入該主鑽孔內的流體流;在該第一塊體內形成複數下部中間鑽孔,該複數下部中間鑽孔具有連接至該流阻器鑽孔的第一端;在該第一塊體上形成一熔接表面,該熔接表面露出該複數下部中間鑽孔的第二端;形成具有一熔接表面的一第二塊體,該第二塊體具有輸送鑽 孔,該輸送鑽孔與該第一塊體之該複數下部中間鑽孔的該第二端相連通;及熔接該第一塊體與該第二塊體的該第一與第二熔接表面,該第二塊體具有與該熔接表面相對之一近接表面,俾將該近接表面設置成位於靠近該半導體晶圓的一表面,以獲得橫越該長度的實質上均勻之流體流。
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