專利名稱：基板處理設(shè)備和基板處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板處理設(shè)備和基板處理方法，更具體地，涉及用于清洗作為處理 對象的基板，例如半導(dǎo)體晶片等的基板處理設(shè)備，并且涉及為此的基板處理方法。
背景技術(shù)：
在例如半導(dǎo)體晶片等基板的制造工序中，基板處理設(shè)備通過將液體(例如化學(xué) 溶液等)提供到基板來處理基板。關(guān)于這點(diǎn)，日本專利申請公開No.2007-103825公開了 一種結(jié)構(gòu)，其中將基板保持在轉(zhuǎn)盤上；將處理噴嘴附接到臂；處理液體通過將所述處 理噴嘴與所述臂一起移動(dòng)來提供到基板。如上面所描述的傳統(tǒng)的基板處理設(shè)備使用噴射清洗技術(shù)來清洗掉基板上的污染 物。在噴射清洗技術(shù)中，提供到基板的液滴與基板碰撞，并且產(chǎn)生壓力和液體流，由此 所述液滴將基板上的污染物清洗掉。

發(fā)明內(nèi)容
近年來，半導(dǎo)體基板具有形成其上的微細(xì)圖案。當(dāng)污染物附著到該基板的圖案 時(shí)，將通過向其提供液滴來去除污染物。但是，所提供的液滴可能由于其壓力等損壞該 圖案。因此，控制將要提供到基板的液滴的能量來避免圖案損壞，例如圖案塌陷是很 重要的。更具體地，通過調(diào)整噴嘴等的形狀控制液滴粒徑、飛行速度等能夠抑制損壞。 在一些情況下，雙流體噴嘴可用作傳統(tǒng)的噴霧嘴。為了產(chǎn)生微細(xì)的液滴，該雙流體噴嘴 需要將液體和氣體提供到噴嘴；并將液體和氣體在噴嘴內(nèi)部混合。但是，由于基板上的圖案變得更加微細(xì)，因此即使傳統(tǒng)的雙流體噴嘴控制提供 到基板的液滴的能量，這樣微細(xì)的圖案仍可能損壞，例如圖案塌陷。具體地，當(dāng)基板使 用傳統(tǒng)的雙流體噴嘴通過液滴與基板的碰撞進(jìn)行清洗時(shí)，很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效去除污染物 和減少圖案的損壞。本發(fā)明的目的是提供一種基板處理設(shè)備和一種基板處理方法，其能夠去除附著 到基板的污染物，同時(shí)防止基板上較微細(xì)的圖案損壞，例如圖案塌陷。本發(fā)明的第一方面是構(gòu)造用于通過將液滴提供到基板，從而在基板上進(jìn)行清洗 處理的基板處理設(shè)備。所述基板處理設(shè)備包括至少一個(gè)液滴供給噴嘴，其構(gòu)造用于噴 射液滴；和液滴霧化器，其構(gòu)造用于將從所述液滴供給噴嘴噴射的液滴霧化，以將所述 霧化的液滴提供到所述基板。所述至少一個(gè)液滴供給噴嘴可包括多個(gè)噴嘴。期望液滴霧化器以使分別從多個(gè)
3噴嘴噴射的液滴流彼此相交的方式布置所述多個(gè)噴嘴，因而液滴霧化器能夠形成液滴相 交區(qū)域，在該液滴相交區(qū)域中，從所述多個(gè)噴嘴噴射的液滴相互碰撞。期望液滴霧化器包括至少一個(gè)氣體供給噴嘴，其構(gòu)造用于將氣體提供到從所述 液滴供給噴嘴噴射的所述液滴。期望所述氣體供給噴嘴的噴嘴軸與所述液滴供給噴嘴的噴嘴軸相交，以在所述 液滴供給噴嘴的噴射端口和所述基板之間的區(qū)域中產(chǎn)生所述液滴的湍流。所述至少一個(gè)液滴供給噴嘴可包括多個(gè)噴嘴。在該情況下，液滴霧化器可以是 保持構(gòu)件，其構(gòu)造用于將所述多個(gè)噴嘴一體保持。所述液滴霧化器可包括保持構(gòu)件，其構(gòu)造用于將所述液滴供給噴嘴和所述氣體 供給噴嘴一體保持。本發(fā)明的第二方面是一種通過將液滴提供到基板，從而在基板上進(jìn)行清洗處理 的基板處理方法，所述方法包括以下步驟噴射液滴；和將所述液滴更微細(xì)地霧化，以 及將所述霧化的液滴提供到所述基板。本發(fā)明可提供基板處理設(shè)備和基板處理方法，其允許去除附著到基板的污染 物，同時(shí)防止較微細(xì)的圖案損壞，例如圖案塌陷。


圖1是顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的基板處理設(shè)備的示意圖。圖2是顯示出圖1中所示的基板處理設(shè)備中處理單元結(jié)構(gòu)的示例的示意圖。圖3是顯示出噴霧嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)示例的詳細(xì)示意圖。圖4是顯示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的基板處理設(shè)備中處理單元的示意圖。圖5是圖4中所示的處理單元中噴霧嘴結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6是顯示出由根據(jù)本發(fā)明每一個(gè)實(shí)施例的基板處理設(shè)備產(chǎn)生并且然后提供到 基板的液滴的粒徑分布和由傳統(tǒng)的雙流體噴嘴產(chǎn)生并且然后提供到基板的液滴粒徑分布 之間的對比的示意圖。圖7是顯示出通過使用由根據(jù)本發(fā)明每一個(gè)實(shí)施例的處理設(shè)備提供到基板的液 滴獲得的從基板頂部去除微粒的速率與通過使用由傳統(tǒng)的雙流體噴嘴提供到基板的液滴 獲得的從基板頂部表面去除微粒的速率之間的對比的示意圖。圖8是顯示出關(guān)于能量的液滴出現(xiàn)率的示意圖。圖9A和9B是顯示出從根據(jù)本發(fā)明各實(shí) 施例的每一個(gè)基板處理設(shè)備中的噴嘴噴 射的液滴間碰撞的示例和分裂的示例的示意圖。圖9C是顯示出液滴間碰撞的比較例的示 意圖。
具體實(shí)施例方式將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。(第一實(shí)施例)圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的基板處理設(shè)備。圖1中所示的基板處理設(shè)備1包括卡盒裝卸臺(tái)2、機(jī)械手3和多個(gè)處理單元4， 4。
基板處理設(shè)備1是對每一片基板單獨(dú)進(jìn)行處理的設(shè)備，并且該設(shè)備有時(shí)被稱為 單片基板(晶片)處理設(shè)備。卡盒裝卸臺(tái)2包括多個(gè)盒5，5。每一個(gè)盒5容納多片基板 W。所述基板例如為半導(dǎo)體晶片基板。機(jī)器人3設(shè)置在卡盒裝卸臺(tái)2和多個(gè)處理單元4，4之間。機(jī)器人3將容納在每 一個(gè)盒5中的基板W傳送到相應(yīng)的處理單元4。機(jī)器人3在由處理單元4處理后將基板 W返回到其他盒5。每一個(gè)處理單元4例如通過將液滴提供到頂部表面來清洗基板的頂 部表面，同時(shí)保持和旋轉(zhuǎn)基板W。圖2顯示了圖1中所示的基板處理設(shè)備1中處理單元4的結(jié)構(gòu)的示例。圖2中所示的處理單元4是構(gòu)造用于單獨(dú)清洗基板W的旋洗滌器，所述基板為處 理對象。處理單元4包括噴霧嘴10 (液滴供給噴嘴)、基板支架11、噴嘴操作單元12、 用于下行流的過濾風(fēng)機(jī)13、杯14、處理室15和控制器100。圖2中所示的基板支架11包括圓盤狀的底座構(gòu)件17、旋轉(zhuǎn)軸18和馬達(dá)19。底 座構(gòu)件17是轉(zhuǎn)盤?；錡可拆卸地固定(通過卡盤固定)到底座構(gòu)件17的頂部，以通 過使用多個(gè)卡盤銷16升高到底座構(gòu)件17上方。多個(gè)卡盤銷16沿底座構(gòu)件17的圓周方 向設(shè)置。例如，三個(gè)銷以120度的間距設(shè)置。噴霧嘴10、杯14、底座構(gòu)件17和馬達(dá)19的旋轉(zhuǎn)軸18容納在圖2中所示的處理 室15內(nèi)。底座構(gòu)件17固定到旋轉(zhuǎn)軸18的頂端部分。當(dāng)?shù)鬃R達(dá)19響應(yīng)于來自控制器 100的命令運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，底座構(gòu)件17能夠連續(xù)地沿由附圖標(biāo)記R標(biāo)示的方向旋轉(zhuǎn)。圖2中所示的杯14圍繞基板支架11安裝。通過由排出單元15H將液滴和氣體 排出到處理單元14外部，杯14能夠回收被提供到基板W表面的液滴和氣體。排出泵 (未示出)連接到排出裝置15H的頂端。處理單元4包括閘門15s，基板通過其放到處理 單元4中并且從處理單元4取出。將參照圖2和圖3描述噴霧嘴10的結(jié)構(gòu)。圖3是詳細(xì)顯示出噴霧嘴10內(nèi)部結(jié) 構(gòu)的示例的示意圖。如圖2中所示，噴霧嘴10是例如雙流體噴嘴。噴霧嘴10設(shè)置在基板W上方。 當(dāng)該噴嘴操作裝置12響應(yīng)于來自控制器100的命令操作時(shí)，噴霧嘴10能夠沿Z方向(沿 垂直方向)和沿X方向(沿基板W的徑向)移動(dòng)，并且能夠?qū)⑽⒓?xì)的液滴噴射到基板W 的表面S，該微細(xì)的液滴粒徑均勻。如圖2和3中所示，噴霧嘴10包括第一噴嘴21和第二噴嘴22。第一噴嘴21和 第二噴嘴22中的每一個(gè)均是雙流體噴嘴。期望第一噴嘴21和第二噴嘴22由保持構(gòu)件23 一體保持。當(dāng)?shù)谝粐娮?1和第二噴嘴22—體保持時(shí)，第一噴嘴21和第二噴嘴22在移 動(dòng)過程中彼此不移動(dòng)，并且因此能夠一體移動(dòng)。這使得噴霧嘴10的結(jié)構(gòu)簡化成為可能。如圖3中所示，第一噴嘴21和第二噴嘴22中的每一個(gè)均具有雙流體噴嘴結(jié)構(gòu)， 并且均包括第一通道31和第二通道32。當(dāng)晶片上的布線圖案變得更為精細(xì)時(shí)，附著到該 圖案的微粒(污染物)直徑變得越來越小?？紤]到這點(diǎn)，具有高清洗功率的雙流體噴嘴 用于有效地清洗掉微粒。如圖3中所示，第一噴嘴21的第一通道31和第二通道32關(guān)于第一噴嘴21的噴 嘴軸L同軸形成。類似地，第二噴嘴22的第一通道31和第二通道32關(guān)于第二噴嘴22 的噴嘴軸L同軸形成。每一個(gè)第一通道31具有圓形橫截面。每一個(gè)第二通道32圍繞相應(yīng)的第 一通道31形成。圖3中，當(dāng)液體經(jīng)過相應(yīng)的第一通道31從每一個(gè)噴射端口 31B噴射時(shí)，氣體經(jīng) 過相應(yīng)的第二通道32從每一個(gè)噴射端口 32B噴出。由此，液體霧化為薄霧，并且因而可 產(chǎn)生具有微細(xì)粒徑的液滴。如圖3中所示，第一噴嘴21的第一通道31和第二噴嘴22的第一通道31通過管 42和閥43連接到液體供給裝置41。類似地，第一噴嘴21的第二通道32和第二噴嘴22 的第二通道32通過管45和閥46連接到氣體供給裝置44。因此，當(dāng)閥43響應(yīng)于來自控 制器100的命令打開時(shí)，液體從液體供給裝置41提供到第一噴嘴21的第一通道31和第 二噴嘴22的第一通道31。另外，當(dāng)閥46響應(yīng)于來自控制器100的命令打開時(shí)，氣體從 氣體供給裝置44提供到第一噴嘴21的第二通道32和第二噴嘴22的第二通道32。從而 同時(shí)通過第一噴嘴21和第二噴嘴22產(chǎn)生微細(xì)霧化的液滴M。同時(shí)，在圖3中省略了提 供給所述第一噴嘴21的閥43和46。圖9A示意性顯示了從根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的基板處理設(shè)備中的每一個(gè)中的噴嘴 21噴射的和從噴嘴22噴射的液滴之間碰撞的示例。圖9B示意性顯示了從噴嘴21，22噴 射的液滴分裂的示例。圖9C示意性顯示出液滴簡單碰撞的比較例。如圖9A中所示，當(dāng)由虛線標(biāo)示的氣流200沿相反方向流動(dòng)時(shí)，由于這些氣流 200而出現(xiàn)湍流，并且液滴M的方向因此受到擾動(dòng)。該方向不一致使得液滴M彼此碰 撞。因此可產(chǎn)生粒徑比液滴M更小的液滴N。另外，如圖9B中所示，當(dāng)由于氣流200 出現(xiàn)湍流時(shí)，液滴M由于受到沿與液滴M的原始方向相反方向的力而分裂。因而，可產(chǎn) 生粒徑比液滴M更小的液滴N。作為對比，在圖9C中所示的比較例中，液滴301很難相互碰撞，并且由于氣流 300僅沿由附圖標(biāo)記V標(biāo)示的方向相對于液滴301流動(dòng)，因此液滴301很難分裂為更小的 碎片。液體供給裝置41提供純凈水作為液體的實(shí)例。氣體供給裝置提供氮?dú)庾鳛闅怏w 的實(shí)例。如圖2和3中所示，第一噴嘴21的噴嘴軸L和第二噴嘴22的噴嘴軸L相交成交 角Θ。換句話說，如圖3中所示，第一噴嘴21和第二噴嘴22由保持構(gòu)件23以第一噴 嘴21的噴射端口 31B和第二噴嘴22的噴射端口 31B彼此靠近的方式一體地并且傾斜地保持。如上所述，第一噴嘴21的噴嘴軸L和第二噴嘴22的噴嘴軸L相交成交角θ。 由于該原因，由于第一噴嘴21的噴射而被微細(xì)霧化的液滴M和由于第二噴嘴22的噴射 而被微細(xì)霧化的液滴Μ，通過其相互碰撞和分裂來更微細(xì)地霧化。由此可產(chǎn)生更微細(xì)霧 化的液滴N。通過以這種方式更微細(xì)霧化產(chǎn)生的液滴N控制成具有更微細(xì)的粒徑。另 夕卜，液滴N到達(dá)基板W。液滴霧化器為保持構(gòu)件23。該保持構(gòu)件23將第一噴嘴21和第二噴嘴22以從第 一噴嘴21噴射的液滴M流和從第二噴嘴22噴射的液滴M流相交的方式保持。采取該措 施來更微細(xì)地霧化從噴霧嘴10中的第一噴嘴21和第二噴嘴22噴射的液滴Μ，以獲得液 滴N，并且因而將液滴N提供到基板W。該保持構(gòu)件23形成液滴相交區(qū)域H，在該液 滴相交區(qū)域H中，從第一噴嘴21噴射的和從第二噴嘴22噴射的液滴M相交。在液滴相交區(qū)域H中，通過液滴M的碰撞和分裂可產(chǎn)生粒徑比液滴M更小的液滴N。期望該交角θ為90度或更大，并且小于180度。但是即使在交角θ小于90 度的情況下，仍可能充分防止損壞基板W上的微細(xì)圖案，防止例如圖案的塌陷。更優(yōu)選 交角θ設(shè)置在120度到160度的范圍內(nèi)。該設(shè)置允許產(chǎn)生更微細(xì)霧化的液滴N，該液滴 N能夠從基板W去除污染物而不損壞基板W上的微細(xì)圖案，例如不造成圖案塌陷。接下來將參照圖2和3描述通過使用包括在前述基板處理設(shè)備1中的處理單元4 來清洗例如基板W的表面S的清洗工藝。圖2中所示的基板W，其為處理對象，可拆卸地固定到底座構(gòu)件17的頂部，以 通過使用多個(gè)卡盤銷16升高到底座構(gòu)件17上方。當(dāng)馬達(dá)19響應(yīng)于來自控制器100的命 令運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，基板W與底座構(gòu)件17 —起沿由附圖標(biāo)記R標(biāo)示的方向旋轉(zhuǎn)。如圖2中所示，當(dāng)閥43響應(yīng)于來自控制器100的命令打開時(shí)，液體從液體供給 裝置41提供到第一噴嘴21的第一通道31和第二噴嘴22的第一通道31。另外，當(dāng)閥46 響應(yīng)于來自控制器100的命令打開時(shí)，氣體從氣體供給裝置44提供到第一噴嘴21的第二 通道32和第二噴嘴22的第二通道32。如圖3中所示，當(dāng)液體經(jīng)過相應(yīng)的第一通道31從噴射端口 31Β噴射時(shí)，氣體經(jīng) 過相應(yīng)的第二通道32從噴射端口 32Β噴射。由此，液體霧化為薄霧，并且因而可產(chǎn)生微 細(xì)粒徑的液滴Μ。換句話說，由于氣體，液體霧化為薄霧。因此，由第一噴嘴21和第 二噴嘴22同時(shí)產(chǎn)生微細(xì)霧化的液滴Μ(其霧化為薄霧)。另外，液滴相交區(qū)域H通過使由從第一噴嘴21噴射來微細(xì)霧化的液滴M和由從 第二噴嘴22噴射來微細(xì)霧化的液滴M碰撞和分裂而形成。在液滴相交區(qū)域H中，液滴 M可通過液滴M的碰撞和分裂更微細(xì)地霧化。將通過以該方式更微細(xì)的霧化形成的液滴 N控制成具有更微細(xì)的粒徑。另外，這樣的液滴N到達(dá)基板W。如上文所述，在第一霧化步驟中，微細(xì)霧化的液滴M通過從第一噴嘴21和第二 噴嘴22噴射例如純凈水等液體形成。然后在第二霧化步驟中，通過液滴M在液滴相交 區(qū)域H中的碰撞和分裂，由微細(xì)霧化的液滴M形成更微細(xì)霧化的液滴N。這些液滴N之 后被提供到基板W的表面。由于該原因，控制成具有微細(xì)粒徑的液滴N可從基板W去 除污染物而不損壞基板W上的微細(xì)圖案，例如不使該圖案塌陷。(第二實(shí)施例)接下來將參照附圖4和5描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的基板處理設(shè)備。圖4顯示出包括在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的基板處理設(shè)備中的處理單元4Α。圖 5顯示出包括在圖4中所示的處理單元4Α中的噴霧嘴10Α(液滴供給噴嘴)的結(jié)構(gòu)。對于圖4中所示的處理單元4Α，基本上與圖2中所示的處理單元4的部件相似 的部件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。在第一實(shí)施例中對這些部件進(jìn)行的描述以引用的方式并 入下文中。圖4中所示的處理單元4Α的部件和圖2中所示的處理單元4的部件之間的唯 一區(qū)別是噴霧嘴IOA的結(jié)構(gòu)。圖4和5中所示的噴霧嘴IOA包括一個(gè)雙流體噴嘴70和兩個(gè)氣體供給噴嘴73。 這些噴嘴由保持構(gòu)件23Α—體保持，并且因此能夠一體移動(dòng)。這使得簡化噴霧嘴IOA的 結(jié)構(gòu)成為可能。如圖5中所示，雙流體噴嘴70具有兩種流體噴嘴結(jié)構(gòu)，其中設(shè)置第一通道71和
7第二通道72。第一通道71和第二通道72關(guān)于噴嘴軸T同軸形成。第一通道71具有圓 形橫截面，第二通道72圍繞第一通道71形成。如圖5中所示，雙流體噴嘴70的第一通道71通過管42和閥43連接到液體供給 裝置41。類似地，雙流體噴嘴70的第二通道72通過管45和閥46連接到氣體供給裝置 44。因此，當(dāng)閥43響應(yīng)于來自控制器100的命令打開時(shí)，液體從液體供給裝置41提供 到雙流體噴嘴70的第一通道71。另外，當(dāng)閥46響應(yīng)于來自控制器100的命令打開時(shí)， 氣體從氣體供給裝置44提供到雙流體噴嘴70的第二通道72。當(dāng)液體經(jīng)過第一通道71從噴射端口 71B噴射時(shí)，氣體經(jīng)過第二通道72從噴射端 口 72B噴射。由此，液體霧化成薄霧，并且因而可產(chǎn)生微細(xì)粒徑的液滴M。液體供給 裝置41提供純凈水作為液體的實(shí)例。氣體供給裝置44提供氮?dú)庾鳛闅怏w的實(shí)例。同時(shí)，如圖5中所示，兩種氣體供給噴嘴73通過閥61和管62連接到氣體供給 裝置60。保持構(gòu)件23A傾斜地保持兩種氣體供給噴嘴73，從而使其噴射端口彼此靠近的 方式。兩個(gè)氣體供給噴嘴73的各噴嘴軸P相交成交角G，并且，在位于雙流體噴嘴70 的噴射端口和基板W之間的區(qū)域，各噴嘴軸P與雙流體噴嘴70的噴嘴軸T相交。兩個(gè) 氣體供給噴嘴73中每一個(gè)的噴嘴軸P關(guān)于噴嘴70的噴嘴軸T的角度由G/2表示。當(dāng)兩 個(gè)氣體供給噴嘴73朝向液滴M噴射氣體時(shí)，例如氮?dú)猓瑒t產(chǎn)生湍流區(qū)域。液滴M在湍 流區(qū)域中彼此碰撞或分裂，并且更微細(xì)地霧化來形成下文將描述的液滴N。液滴N到達(dá) 基板W。兩個(gè)氣體供給噴嘴73和構(gòu)造用于保持這兩個(gè)氣體供給噴嘴73的保持構(gòu)件23A 構(gòu)成液滴霧化器150。
接下來將參照圖4和5描述通過使用包括在基板處理設(shè)備中的處理單元4A來清 洗例如基板W的表面S的清洗工藝。圖4中所示的基板W，其為處理對象，可拆卸地固定到底座構(gòu)件17的頂部，以 通過使用多個(gè)卡盤銷16升高到底座構(gòu)件17上方。當(dāng)馬達(dá)19響應(yīng)于來自控制器100的命 令運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，基板W與底座構(gòu)件17 —起沿由附圖標(biāo)記R標(biāo)示的方向旋轉(zhuǎn)。如圖4中所示，當(dāng)閥43響應(yīng)于來自控制器100的命令打開時(shí)，液體從液體供給 裝置41提供到第一噴嘴70的第一通道71。另外，當(dāng)閥46響應(yīng)于來自控制器100的命令 打開時(shí)，氣體從氣體供給裝置44提供到噴嘴70的第二通道72。由此，由噴嘴70產(chǎn)生微 細(xì)霧化的液滴M。如圖5中所示，當(dāng)液體經(jīng)過相應(yīng)的第一通道71從噴射端口 71B噴射 時(shí)，氣體經(jīng)過第二通道72從噴射端口 72B噴射。因此，液體霧化為薄霧，并且因而可產(chǎn) 生微細(xì)粒徑的液滴M。如圖9A中所示，當(dāng)由虛線標(biāo)示的氣流200沿相反方向流動(dòng)時(shí)，由于這些氣流 200而出現(xiàn)湍流，并且液滴M的方向因此受到擾動(dòng)。該方向不一致使得液滴M彼此碰 撞。因此，可產(chǎn)生粒徑比液滴M更小的液滴N。另外，如圖9B中所示，當(dāng)由于氣流 200出現(xiàn)湍流時(shí)，液滴M由于受到沿與液滴M的原始方向相反方向的力而分裂。因而， 可產(chǎn)生粒徑比液滴M更小的液滴N。作為對比，在圖9C中所示的比較例中，由于氣流300僅沿由附圖標(biāo)記V標(biāo)示的 方向相對于液滴301流動(dòng)，因此液滴301很難相互碰撞，并且很難分裂為更小的碎片。如上文所述，氣體從兩個(gè)氣體供給噴嘴73中每一個(gè)的噴射端口噴射到從噴嘴70 噴射的液滴M。由此，液滴M通過由噴出的氣體造成的湍流更微細(xì)地霧化。湍流使液滴M相互碰撞，并且分裂為更小的碎片，以使液滴M更微細(xì)地霧化。因此可能產(chǎn)生更微 細(xì)霧化的液滴N。通過更微細(xì)的霧化而產(chǎn)生的液滴N可被控制以使液滴N的粒徑變得更 微細(xì)。另外，這樣的液滴N設(shè)計(jì)成能夠到達(dá)基板W。在第一霧化步驟中，微細(xì)霧化的液滴M通過從噴嘴70噴射例如純凈水等液體形 成。然后在第二霧化步驟中，通過液滴M在液滴相交區(qū)域中的碰撞和分裂，由微細(xì)霧化 的液滴M形成更微細(xì)霧化的液滴N。這些液滴N之后提供到基板W的表面S。由于該 原因，被控制以具有微細(xì)粒徑的液滴N可從基板W去除污染物而不會(huì)損壞基板W上的微 細(xì)圖案，例如不使該圖案塌陷。圖6顯示了由根據(jù)本發(fā)明每一個(gè)實(shí)施例的基板處理設(shè)備產(chǎn)生后提供給基板的液 滴的粒徑分布80和由傳統(tǒng)的雙流體噴嘴產(chǎn)生之后提供給基板的液滴的粒徑分布81之間的 對比。如圖6中所示的分布80所表明的，液滴粒徑的分布寬度Cl比根據(jù)傳統(tǒng)示例的分 布81的液滴粒徑分布寬度C2更窄。換句話說，由于分布80的分布寬度Cl集中在比根 據(jù)傳統(tǒng)示例的分布81的分布寬度C2更窄的液滴粒徑寬度中，因此顯而易見的是，本發(fā)明 使液滴的粒徑更微細(xì)。圖7顯示了通過使用根據(jù)本發(fā)明每一個(gè)實(shí)施例的基板處理設(shè)備提供到基板的液 滴獲得的從基板去除微粒(污染物)的速率90和通過使用由傳統(tǒng)的雙流體噴嘴提供到基 板的液滴獲得的從基板去除微粒(污染物)的速率91之間的對比。圖7中，水平軸表示 去除微粒的速率，而垂直軸表示出現(xiàn)在基板圖案上的損壞的數(shù)量。與本發(fā)明相關(guān)的去除 微粒的速率90由方塊繪制，與傳統(tǒng)示例相關(guān)的去除微粒的速率91由圓圈繪制。如圖7中所示，無論去除微粒的速率是多少，本發(fā)明的實(shí)施例都可將基板圖案 的損壞發(fā)生率降低到零。作為對比，在使用傳統(tǒng)的雙流體噴嘴的情況下，顯而易見的 是，基板圖案上的損壞發(fā)生率隨著去除微粒速率的提高顯著提高。更具體地，本發(fā)明的 實(shí)施例即使將微粒從基板去除，也不會(huì)造成基板圖案的損壞，并且因此，可在保持高水 平的去除微粒的速率同時(shí)使得圖案損壞的可能性極低。作為對比，在傳統(tǒng)示例的情況 下，從基板去除微粒越多，越可能損壞基板的圖案。圖8顯示了關(guān)于能量的液滴出現(xiàn)率。圖8顯示了微粒附著到基板時(shí)的能級(jí)E1， 和基板上的圖案損壞時(shí)，例如圖案塌陷時(shí)的能級(jí)E2。表示由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基板處理設(shè)備產(chǎn)生的液滴能量的曲線Dl和表示根據(jù) 傳統(tǒng)示例的液滴能量的曲線D2存在于圖8中所示的能級(jí)El，E2之間。表示液滴能量的 曲線Dl完全落在能級(jí)El，E2之間的范圍內(nèi)。另一方面，表示根據(jù)現(xiàn)有示例的液滴能量 的曲線D2包括與能級(jí)E2重疊的一部分K。重疊部分K的存在意味著基板上的圖案在將 根據(jù)現(xiàn)有示例的液滴提供到圖案時(shí)會(huì)被損壞。從圖8還顯而易見的是，即使將微粒從基 板去除，本發(fā)明的實(shí)施例也不會(huì)造成基板的圖案損壞，并且因此，在保持高水平的微粒 去除速率的同時(shí)，圖案被損壞的可能性極低。本發(fā)明的實(shí)施例可產(chǎn)生粒徑均勻的液滴，并且因而可將這些液滴提供到基板。 由于該原因，其實(shí)施例可提高對施加到基板的液滴壓力和液滴流速分布的控制能力。另 外，其實(shí)施例可從基板去除污染物，同時(shí)防止基板上的圖案損壞，例如圖案塌陷。而 且，其實(shí)施例可控制施加到基板的液滴的能量，以使能量可較小。而且，其實(shí)施例可微小地(微細(xì)地)控制施加到基板的能量，并且因此可去除保留在基板上的污染物而不損壞 基板上的圖案。另外，其實(shí)施例可容易地控制液滴的粒徑，并且因此可適當(dāng)?shù)乜刂魄逑?條件。而且，其實(shí)施例可通過液滴的粒徑和液滴的流速各自的控制因數(shù)來獨(dú)立地控制液 滴的粒徑和液滴的流速，并且因此可控制將要提供到基板的液滴的狀態(tài)。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。例如，圖3中所示的第一噴嘴21和第二噴嘴22由 保持構(gòu)件23—體保持。這允許簡化需要設(shè)置的基板上方的部件，例如噴嘴和管在基板處 理設(shè)備內(nèi)部的布置。但是，本發(fā)明不限于此。第一噴嘴和第二噴嘴可以獨(dú)立體形成，而 無需使用保持構(gòu)件。噴嘴不限于雙流體噴嘴。噴嘴可以是不同的類型的噴嘴，例如為從 其噴射液滴的噴霧式噴嘴。另外，圖5中所示的噴嘴70和氣體供給噴嘴73由保持構(gòu)件23A—體保持。這 允許簡化需要設(shè)置在基板上方的部件，例如噴嘴和管在基板處理設(shè)備內(nèi)部的布置。由保持構(gòu)件固定的噴嘴的數(shù)量不限于兩個(gè)，并且可以是三個(gè)或多個(gè)。增加噴嘴 的數(shù)量使得可能形成更為大量的微細(xì)霧化的液滴N，并且因此將大量的微細(xì)霧化的液滴N 提供到基板W。所用的氣體不限于氮?dú)?，并且可以是壓縮空氣、氬氣、二氧化碳?xì)怏w等。一個(gè) 或多個(gè)噴嘴的材料可以是樹脂，例如特氟龍(注冊商標(biāo))，來代替金屬。而且，通過適當(dāng)組合本發(fā)明實(shí)施例中公開的多個(gè)部件中的一些，可獲得多個(gè)發(fā) 明。例如，一些部件可以不包括在本發(fā)明實(shí)施例中所示的所有部件中。而且，一個(gè)實(shí)施 例中的部件和其他實(shí)施例中的部件可根據(jù)需要組合在一起。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)造用于通過將液滴提供到基板，從而在基板上進(jìn)行清洗處理的基板處理設(shè) 備，所述基板處理設(shè)備包括至少一個(gè)液滴供給噴嘴，其構(gòu)造用于噴射液滴；和液滴霧化器，其構(gòu)造用于將從所述液滴供給噴嘴噴射的液滴霧化，以將霧化后的所 述液滴提供到所述基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理設(shè)備，其中所述至少一個(gè)液滴供給噴嘴包括多個(gè)噴嘴，并且所述液滴霧化器以使分別從所述多個(gè)噴嘴噴射的液滴流彼此相交的方式布置所述多 個(gè)噴嘴，并且，所述液滴霧化器因而形成液滴相交區(qū)域，在所述液滴相交區(qū)域中，從所 述多個(gè)噴嘴噴射的所述液滴相互碰撞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理設(shè)備，其中，所述液滴霧化器包括至少一個(gè)氣體供 給噴嘴，其構(gòu)造用于將氣體提供給從所述液滴供給噴嘴噴射的所述液滴。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板處理設(shè)備，其中，所述氣體供給噴嘴的噴嘴軸與所述液 滴供給噴嘴的噴嘴軸相交，以在所述液滴供給噴嘴的噴射端口和所述基板之間的區(qū)域中 產(chǎn)生所述液滴的湍流。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理設(shè)備，所述液滴霧化器為保持構(gòu)件，其構(gòu)造用于將 所述多個(gè)噴嘴一體保持。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板處理設(shè)備，所述液滴霧化器包括保持構(gòu)件，其構(gòu)造用于 將所述液滴供給噴嘴和所述氣體供給噴嘴一體保持。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板處理設(shè)備，所述液滴霧化器包括保持構(gòu)件，其構(gòu)造用于 將所述液滴供給噴嘴和所述氣體供給噴嘴一體保持。
8.—種通過將液滴提供到基板從而在基板上進(jìn)行清洗處理的基板處理方法，所述方 法包括以下步驟噴射液滴；將所述液滴更微細(xì)地霧化；和將所述霧化的液滴提供到所述基板。
全文摘要
一種基板處理設(shè)備，包括至少一個(gè)液滴供給噴嘴，其構(gòu)造用于噴射液滴；和液滴霧化器，其構(gòu)造用于將從所述噴嘴噴射的液滴霧化，以將所述霧化的液滴提供到基板。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102013389SQ201010272100
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者菊池勉 申請人:芝浦機(jī)械電子裝置股份有限公司