喷嘴以及使用该喷嘴处理基材的设备和方法

专利名称：喷嘴以及使用该喷嘴处理基材的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种通过在光致抗蚀剂涂布工艺和曝光工艺之后在基材表面上供给显影液以进行显影工艺的喷嘴，以及使用所述喷嘴处理基材的设备和方法。
背景技术：
通常，在制作半导体器件时，通过以下步骤形成电路图案在作为目标基材的半导体晶片上涂布光致抗蚀剂，进行曝光工艺将掩模图案转移到光致抗蚀剂，以及使光致抗蚀剂显影。 当使光致抗蚀剂显影时，通常使用所谓的坑洼(puddle)法，其中从喷嘴将显影液连续供应到基材，并且显影液仅在形成图案的表面上聚集预定时间，从而使光致抗蚀剂层的图案显影。 坑洼法广泛使用所谓的具有长度大于基材直径的排放口的狭缝喷嘴。使用狭缝喷嘴的显影方法分为旋转法和扫描法，在旋转法中，在从狭缝喷嘴排放显影液的同时基材旋转约180° ，在扫描法中，狭缝喷嘴沿平行于基材的预定方向运动，而没有旋转基材。
在旋转法中，基材在喷嘴被固定的状态下旋转约180° 。在这种情况下，由于新鲜的显影液总是供应到基材的中央部，因而中央部相对于边缘部被过度显影。
在扫描法中，显影液通过长度大于基材直径的排放口供应，在基材中形成坑洼。在这种情况下，由于显影液被供应到基材外的区域，因而显影液被浪费，并且处理时间增加。
此外，由于典型的喷嘴具有一个排放口，因而很难将显影液集中到特定区域。
此外，当喷嘴具有很短的狭缝状排放口时，显影液在移动喷嘴的同时排放到基材上。因此，由于喷嘴移动造成的振动和驱动装置的驱动误差，处理均匀性变差。

发明内容
本发明提供一种改善显影工艺的均匀性和线宽度均匀性的喷嘴，以及使用所述喷
嘴处理基材的设备和方法。 本发明还提供一种可减少显影液浪费量的喷嘴，以及使用所述喷嘴处理基材的设备和方法。 本发明还提供一种可进行液体接触扫描排放过程和特定范围排放过程的喷嘴，以及使用所述喷嘴处理基材的设备和方法。 本发明的实施例提供基材处理设备，其包括基材支撑元件，包括在其上放置基材的旋转头；喷嘴，用于向置于所述旋转头上的基材排放处理液；和处理液供应源，用于向所述喷嘴供应处理液，其中所述喷嘴具有多个离散排放口 ，所述离散排放口具有狭缝状截面并沿着预定方向连续排列。 在一些实施例中，每个离散排放口可以离散地排放所述处理液。 在其他实施例中，每个离散排放口可以在所述离散排放口长度方向的两端处具有
圆的表面，在中间具有延伸部，并且所述延伸部的宽度大于所述狭缝状截面的宽度。
在其他实施例中，所述喷嘴可以包括与所述处理液供应源连接的主通道；连接
所述主通道与所述离散排放口的多个分支通道；和设置在所述分支通道上的多个阀门。 在其他实施例中，所述喷嘴可以包括分配器，用于将处理液分配到每个离散排放
口 ；和控制部，用于控制所述分配器。所述分配器可以包括与所述处理液供应源连接的主
通道；连接所述主通道与每个离散排放口的多个分支通道；和根据所述控制部提供的信号
打开和关闭所述分支通道的多个阀门。 在其他实施例中，所述离散排放口可以具有彼此表面接触的邻近的侧表面，和所述离散排放口的长度之和可以等于或大于所述基材的半径并小于所述基材的直径。
在本发明的其他实施例中，基材处理设备包括基材支撑元件，包括在其上放置基材的旋转头；喷嘴，用于向置于所述旋转头上的基材排放处理液；和处理液供应源，用于向所述喷嘴供应处理液，其中所述喷嘴包括具有多个离散排放口和整合排放口的喷嘴主体，所述离散排放口具有呈第一长度的狭缝状截面并沿着预定方向连续排列，和所述整合排放口通过将各个离散排放口彼此连接成长度大于第一长度的一体狭缝状而形成，并最终排放处理液。 在一些实施例中，所述基材处理设备还可以包括在其上可旋转地安装所述喷嘴的臂，用于调节从所述整合排放口排放的处理液的排放角度；和角度调节驱动部，用于调节安装在所述臂上的喷嘴的排放角度。 在其他实施例中，所述喷嘴可以包括分配器，与所述喷嘴主体连接并用于将从所述处理液供应源供应的处理液分配到每个离散排放口 ；和控制部，用于控制所述分配器。
在其他实施例中，所述分配器可以包括与所述处理液供应源连接的主通道；连接所述主通道与每个离散排放口的多个分支通道；和根据所述喷嘴控制部提供的信号打开和关闭所述分支通道的多个阀门。 在其他实施例中，所述喷嘴控制部可以控制所述分配器以调节每个离散排放口的排放开始时间点和排放结束时间点。 在其他实施例中，设置在所述喷嘴主体两端的离散排放口可以向所述基材的边缘区和所述基材的中心区排放处理液。 在其他实施例中，所述整合排放口的长度可以等于或大于所述基材的半径并小于所述基材的直径。 在其他实施例中，所述喷嘴的排放位置可以沿着平行于连接所述基材边缘与所述基材旋转中心的中心线并与其间隔预定距离的偏心线延伸。 在其他实施例中，所述喷嘴主体可以具有相应于所述离散排放口长侧的第一和第二内表面以及相应于其短侧的第三和第四圆的内表面。 在其他实施例中，所述第一和第二内表面可以具有宽度大于所述狭缝状截面宽度的延伸部。
在本发明的其他实施例中，向基材排放处理液的喷嘴包括主通道；离散排放口，处理液通过所述离散排放口排放；连接所述主通道与每个离散排放口的多个分支通道；和
安装在所述分支通道上的多个阀门，其中所述离散排放口沿着预定方向排列。 在一些实施例中，所述喷嘴可以具有整合排放口 ，所述整合排放口通过将各个离
散排放口彼此连接成一体狭缝状而形成，并最终排放处理液。 在其他实施例中，每个离散排放口可以在所述离散排放口长度方向的两端处具有
圆的表面，在中间具有延伸部，并且所述延伸部的宽度大于所述狭缝状截面的宽度。
在本发明的其他实施例中，向基材排放处理液的方法包括准备所述基材；准备
具有整合排放口的喷嘴，通过将呈直线排列的短狭缝状的多个离散排放口彼此连接成一体
的长狭缝状形成所述整合排放口 ，通过所述整合排放口排放处理液；将所述喷嘴放在所述
基材上方，使得所述离散排放口覆盖从所述基材边缘区到所述基材中心区的区域；和在固
定所述喷嘴位置的状态下向旋转的基材排放处理液。 在一些实施例中，在排放处理液时，至少两个离散排放口的排放量和排放时间之 一可以彼此不同。 在其他实施例中，各个离散排放口的排放开始时间点和排放结束时间点可以彼此 不同。 在其他实施例中，邻近的离散排放口的排放时间可以部分地彼此重叠。 在其他实施例中，各个离散排放口的排放开始时间点可以相同并且排放结束时间
点可以不同。 在其他实施例中，当两个离散排放口彼此靠近时，接近所述基材中心的离散排放 口的排放开始时间点可以设置在接近所述基材边缘的离散排放口的排放开始时间点与其 排放结束时间点之间，和接近所述基材中心的离散排放口的排放结束时间点可以晚于接近 所述基材边缘的离散排放口的排放结束时间点。 在其他实施例中，处理液可以通过所述离散排放口按照从接近所述基材边缘的离 散排放口到接近所述基材中心的离散排放口的顺序连续地排放。 在其他实施例中，处理液的排放可以包括通过接近所述基材中心的离散排放口重 复地排放处理液。 在其他实施例中，处理液的排放可以包括旋转所述喷嘴以调节从所述离散排放口 排放的处理液的排放角度。 在其他实施例中，从所述离散排放口排放的处理液的排放角度可以在所述基材的 旋转方向上倾斜。


附图用于进一步理解本发明，且被并入说明书中构成说明书的一部分。附图显示
本发明的示例性实施例，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中
图！是显示根据本发明实施例的基材处理设备的示意图； 图2是显示图1所示的基材处理设备的处理部的立体图； 图3是显示图2所示的处理部的第一处理室的平面图； 图4是显示图2所示的处理部的第二处理室的平面图； 图5和图6是显示根据本发明实施例的显影单元构成的平面图和侧视 图7是显示根据本发明实施例的对于基材而言喷嘴的显影液排放线的示意图； 图8是显示根据本发明实施例的安装在臂上的喷嘴的立体图； 图9是显示根据本发明实施例的喷嘴构成的示意图； 图10和图11是显示图8的喷嘴构成的水平剖视图和垂直剖视图； 图12是显示图8的喷嘴构成的前剖视图； 图13是沿着图12的线13-13的剖视图； 图14A是显示根据本发明实施例的通过液体接触基材并排放显影液的喷嘴的示 意图； 图14B是显示根据本发明实施例的与基材间隔开并排放显影液的喷嘴的示意图； 图15A 图15E是显示根据本发明实施例的喷嘴的各种排放方法的示意图； 图16A是显示根据本发明实施例的喷嘴主体的一部分的仰视图； 图16B是显示根据本发明实施例的具有排放口的第一板和第二板的接合面的立 体图； 图17A是显示根据本发明实施例的包括延伸部的排放口的仰视图； 图17B是显示根据本发明实施例的包括具有延伸部的排放口的第一板和第二板
的接合面的立体图；禾口 图18A 图18E是显示根据本发明实施例的从各种形状的离散排放口排放的显影 液的排放截面的立体图。
具体实施例方式
下面参照附图更详细地说明本发明的优选实施例。然而，本发明可以体现为多种 不同形式，并且不应当认为本发明受限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了 使本发明的公开内容清楚和完整，并向本领域技术人员全面地表达本发明的范围。在所有 附图中，相同附图标记指的是相同元件。此外，没有对公知的功能或结构进行详细说明，以 避免使本发明的主题不清楚。
[实施例] 将半导体基材作为可以使用根据本发明实施例的基材处理设备1进行处理的基 材。然而，本发明的精神和范围并不限于此，因而，各种基材(包括玻璃基材)可以用作使 用基材处理设备1进行处理的基材。 图1是显示在基材上进行光刻过程的基材处理设备1的示意图。
参照图l，基材处理设备1包括沿着预定方向(下面，称作第一方向62)顺序排列 的分度部10、处理部20和交接部30。分度部10包括盒子支撑件12和自动装置通道14。
容纳诸如晶片等半导体基材的盒子12a放置在盒子支撑件12上。自动装置14a 设置在自动装置通道14中，用于在置于盒子支撑件12上的盒子12a和处理部20之间输送 晶片。自动装置14a可以在水平面上沿着垂直于第一方向62的方向(下面，称作第二方向 64)移动，并且可以沿着上下方向移动。由于沿着水平方向和上下方向移动自动装置14a的 结构对于本领域技术人员来说是公知的，因此省略其详细说明。 处理部20用来进行将诸如光致抗蚀剂等感光液涂布到晶片上的涂布工艺和在对 晶片进行曝光工艺之后从晶片上除去曝光区域或曝光区域之外区域的显影工艺。处理部20包括涂布单元70、显影单元80和烘烤单元50。 与曝光部40连接的交接部30设置在处理部20的一侧。自动装置32设置在交接 部30中，用于在曝光部40和处理部20之间输送晶片。自动装置32可以沿着第二方向64 和上下方向移动。 图2是显示图1的处理部20的立体图。 处理部20包括彼此叠置的第一处理室20a和第二处理室20b。第一处理室20a设 有用于进行涂布工艺的单元，第二处理室20b设有用于进行显影工艺的单元。S卩，第一处理 室20a设有涂布单元70和烘烤单元50，第二处理室20b设有显影单元80和烘烤单元50。 例如，第一处理室20a设置在第二处理室20b的上部。或者，可以将第一处理室20a设置在 第二处理室20b的下部。 因此，晶片顺序移动到分度部10、第一处理室20a、交接部30、第二处理室20b和分 度部10。 S卩，当进行光刻工艺时，晶片沿着上下方向以环形移动。
图3是显示第一处理室20a的平面图。 参照图3，第一通道60a在第一处理室20a的中间沿着第一方向62延伸。第一通 道60a的一端与分度部10连接，其另一端与交接部30连接。第一通道60a的一侧设有沿着 第一通道60a直线排列的烘烤单元50。第一通道60a的另一侧设有沿着第一通道60a直线 排列的涂布单元70。此外，烘烤单元50和涂布单元70沿着上下方向叠置。第一通道60a 设有第一 自动装置62a，用于在交接部30、涂布单元70、烘烤单元50和分度部10之间输送 晶片。第一通道60a设有导轨64a，用于沿着第一方向62直线移动第一 自动装置62a。
例如，第一处理室20a的烘烤单元50可以进行在涂布光致抗蚀剂之前在预定温度 下加热基材以从基材表面上除去有机物质或湿气的预烘工艺、在基材上涂布光致抗蚀剂的 软烘工艺和对基材的冷却工艺。
图4是显示第二处理室20b的平面图。 参照图4，第二通道60b在第二处理室20b的中间沿着第一方向62延伸。第二通 道60b的一端与分度部IO连接，其另一端与交接部30连接。第二通道60b的一侧设有沿着 第二通道60b直线排列的烘烤单元50。第二通道60b的另一侧设有沿着第二通道60b直线 排列的显影单元80。此外，烘烤单元50和显影单元80沿着上下方向叠置。第二通道60b 设有第二自动装置62b，用于在交接部30、显影单元80、烘烤单元50和分度部10之间输送
曰b!r 例如，第二处理室20b的烘烤单元50可以在用光照射使光致抗蚀剂显影之后进行
硬烘工艺、在使光致抗蚀剂曝光之后进行曝光后工艺和对基材的冷却工艺。 第二通道60b设有导轨64b，用于沿着第一方向62使第二自动装置62b直线移动。
或者，第一通道可以设置在第一处理室的一侧，涂布单元和烘烤单元可以设置在第一处理
室的另一侧；第二通道可以设置在第二处理室的一侧，显影单元和烘烤单元可以设置在第
二处理室的另一侧。 图5和图6是显示显影单元80构成的平面图和侧视图。尽管在本实施例中以显 影单元80为例进行说明，但是也适用于涂布单元或者使用各种处理流体从基材表面上进 行除去异物和层的清洁和蚀刻的单元。在图6中，为清楚起见未显示清洁喷嘴。
参照图5和图6，显影单元80包括腔室82、处理容器100、基材支撑元件200和喷嘴元件300。 腔室82提供封闭的内部空间，风扇过滤单元89设置在腔室82的上部。风扇过滤 单元89在腔室82内产生垂直气流。基材端口 84形成在腔室82靠近第二通道60b的表面 83中。维护用的敞开面85形成在与设有基材端口 84的表面83相对的表面中，并被盖子 86盖着。 风扇过滤单元89是在一个单元中包括过滤器和空气供应风扇的模块，用于过滤 空气并将新鲜空气供应到腔室82。新鲜空气经风扇过滤单元89供应到腔室82内，从而产 生均匀供应到基材上部的垂直气流。 参照图6，腔室82被安装有处理容器100和喷嘴元件300的基座900分成处理区 PA和设施区UA。虽然在图6中未完全显示，但是与处理容器100连接的排放管线141和排 气管线148、与喷嘴元件300连接的各个管子以及升降单元的驱动部都设置在设施区UA中。 可以使处理区PA与设施区UA隔离，从而实现高度新鲜状态。 处理容器100设置在基座900上，呈上部敞开的圆柱形状，并且提供处理基材W的 处理空间。处理容器100的敞开上表面用作晶片W的装载/卸载通道。处理容器100包围 基材支撑元件200。在对晶片W进行显影、清洁和干燥工艺的过程中，处理容器100用于引 入各种流体(显影液、清洁液和干燥气体)并收集从旋转的晶片W飞溅的流体。因此，处理 容器IOO可以防止外部设备或周围环境被污染，可以收集显影液，并且在基材上部提供均 匀气流。 处理容器100包括外部空间'a'和内部空间'b'。从晶片W飞溅的显影液和气体 被引到由外壁132、垂直壁134和底壁136限定的外部空间'a'中。用于排出显影液的排放 管线150与底壁136连接。用于排出气体的排气管线152与处理容器100的内部空间'b' 的下表面连接。 可升降的环形盖子160设置在外壁132上。升降单元600上下移动盖子160以在 旋转头210上装载或卸载基材W，使得盖子160可以设置在基材上方的位置或基材下方的位置。 升降单元600上下直线移动处理容器100，从而改变处理容器100相对于旋转头 210的高度。当从旋转头210装载或卸载基材W时，向下移动盖子160，使得旋转头210突 出于处理容器100的上部。 根据本实施例，基材处理设备1垂直移动处理容器100，以改变处理容器100和基 材支撑元件200之间的相对垂直位置。可选择地，基材处理设备1可以垂直移动基材支撑 元件200，以改变处理容器100和基材支撑元件200之间的相对垂直位置。
基材支撑元件200设置在处理容器100的内部。基材支撑元件200用于在处理过 程中支撑基材W，并且在处理过程中可由驱动器240(后面说明)驱动旋转。基材支撑元件 200包括旋转头210，旋转头210具有平的上表面，以便在其上放置基材W。旋转头210中形 成有真空管线(图未示)，使得旋转头210可以直接吸引基材，从而防止基材因离心力而脱 离旋转头210。可选择地，基材支撑元件200可以通过安装在旋转头210上的夹持销来机械 地固定靠近基材W侧面的边缘。心轴220被固定在旋转头210的下表面上，并由驱动器240 驱动旋转。尽管图中未显示，但是驱动器240包括用于提供转矩的马达、皮带和皮带轮。
喷嘴元件300用于将显影液排放到基材，其包括喷嘴310、设置喷嘴310的臂370、移动臂370的臂驱动部340和控制臂驱动部340的控制部350。喷嘴310通过流体通道(供 应管线)362从处理液供应源360接收显影液。 臂370可以通过沿x-轴方向延伸的臂驱动部340在基座900上水平移动，并可以 垂直移动以调节其高度。 控制部350控制喷嘴元件300的臂驱动部340的驱动操作和处理液供应源360的 显影液供应。 喷嘴元件300包括喷嘴槽390，用于在喷嘴310处于等待位置时清洁喷嘴310。喷
嘴槽390使用氮气和清洁液从喷嘴310端部除去诸如化学品液等污染物。 图7是显示对于基材W而言喷嘴310的显影液排放线K的示意图。 参照图7，显影液排放线K是连接基材W的边缘和靠近其中心的部分的直线，S卩，连
接基材W的边缘和与基材W的旋转中心C间隔预定距离的偏心EC的直线，以防止显影液直
接排放到基材W的旋转中心C。偏心EC可以与基材W的旋转中心C间隔约lmm 约30mm
的距离。 换句话说，喷嘴310在与通过基材W的旋转中心C的中心线间隔约lmm 约30mm 距离的直线上排放显影液， 图8是显示安装在臂370上的喷嘴310的立体图。图9是显示喷嘴310构成的示 意图。图10和图11是显示图8的喷嘴310构成的水平剖视图和垂直剖视图。图12是显 示图8的喷嘴310构成的前剖视图。图13是沿着图12的线13-13的剖视图。
参照图8 图13，喷嘴310的显影液排放长度可以大于基材W的半径并小于基材 W的直径。根据本实施例，喷嘴310的显影液排放长度可以相应于基材W的半径。
喷嘴310与臂370的铰轴372联接。铰轴372平行于喷嘴310的长度方向。臂 370设有旋转喷嘴310的角度调节驱动部374。角度调节驱动部374绕着铰轴372旋转喷 嘴310，以调节从喷嘴310排放的显影液的排放角度。 从喷嘴310排放的显影液的排放角度可以根据排放显影液到基材W的方法变化。 例如，如图14A所示，当与基材液体接触的喷嘴310W排放显影液时，显影液的排放角度可以 垂直于基材W的表面。如图14B所示，当与基材W间隔开的喷嘴310排放显影液时，显影液 的排放角度可以在基材W的旋转方向上倾斜，以防止喷嘴310造成显影液由于下降而飞溅。
换句话说，由于从喷嘴310排放的显影液的排放角度在基材W的旋转方向上倾斜， 因而基材W的离心力使排放到基材W的显影液在基材W对着喷嘴310的那侧上展开。艮卩， 由于基材W的旋转方向与显影液的排放方向相同，因而显影液的其余部分快速地排放到基 材W的外部。可以防止喷嘴310被从基材W回弹的显影液污染。 由于喷嘴310可以调节显影液的排放角度，因此喷嘴310适于液体接触型排放过
程(参照图14A)和间隔型排放过程(参照图14B)。 喷嘴310包括喷嘴主体320、分配器330和喷嘴控制部338。 喷嘴主体320包括彼此重叠形成一体的第一板322和第二板324。喷嘴主体320 在其上端包括铰接部321，铰接部321与臂370的铰轴372联接。在第一板322和第二板 324之间形成有间隙，用于提供以带状排放显影液的排放口 S 。 排放口 S分为具有薄短狭缝状的离散排放口 Sl和具有从离散排放口 Sl延伸的一 体长狭缝状的最终排放显影液的整合排放口 S2。离散排放口 Sl的邻近内表面彼此表面接触。排放口 S的长度方向垂直于臂370的移动方向。 第一板322的第一表面322a与第二板324的第一表面324a紧密接触。分配器 330与第一板322的第二表面322b联接。第一板322具有设置在离散排放口 SI上端并与 分配器330的分支通道334连接的引入口 323。 喷嘴310具有两级排放结构，包括宽度向下增大的离散排放口S1和在离散排放口 SI下方的单一空间中一体化的整合排放口 S2，从而防止在离散排放口 SI之间的交界处没 有排放显影液。 分配器330包括从处理液供应源360的供应管线362接收显影液的主通道332、连 接主通道332与离散排放口 Sl的分支通道334和根据从喷嘴控制部338提供的信号打开 和关闭分支通道334的阀门336。阀门336安装在分支通道334上。 上述构成的喷嘴310适用于液体接触扫描、离散分段排放和连续排放，并根据分 段来控制排放开始时间点和排放结束时间点。 图15A 图15E是显示喷嘴310的各种排放方法的示意图。 参照图15A，喷嘴310从接近基材W边缘的离散排放口 Sl到设置在基材W中心的 离散排放口 Sl连续地排放显影液。S卩，离散排放口 Sl中较晚排放口的排放开始时间点设 置在离散排放口 Sl中较早排放口的排放开始时间点与其排放结束时间点之间，并且较晚 离散排放口 Sl的排放结束时间点晚于较早离散排放口 Sl的排放结束时间点。排放量从接 近基材W边缘的离散排放口 Sl到基材W的中心下降。 如上所述，喷嘴310可以从基材W边缘到其中心以接力方式离散和连续地排放显 影液。当完成从基材W边缘到其中心的排放时，最接近基材W中心的离散排放口 Sl进行重 复排放过程，交替地重复供应和切断显影液。 因此，显影液在喷嘴310固定和基材W旋转的状态下排放在基材W上的连接排放
法在效果上与短狭缝喷嘴从基材边缘移到其中心以排放显影液的扫描法相同。 由于显影液以扫描方式从基材W边缘到其中心排放，而没有移动喷嘴310，因而可
以降低由于喷嘴移动造成的振动或输送误差。 参照图15B，喷嘴310可以在所需的特定范围内进行重复和交替的排放操作。参照 图15C，喷嘴310可以在特定范围内进行连续排放操作和在另一个特定范围内进行离散排 放操作。 参照图15D和图15E，离散排放口 Sl的排放开始时间点相同，但是离散排放口 Sl 的排放结束时间点从接近基材W边缘的离散排放口 Sl开始(或者从接近基材W中心的离 散排放口 Sl开始)连续变化，从而在基材W上均匀地排放显影液。 图16A是显示喷嘴主体320的一部分的仰视图。图16B是显示具有排放口的第一 板322和第二板324的接合面的立体图。 参照图16A和图16B，第一板322和第二板324的每个接合面(第一表面322a和 324a)设有用于提供离散排放口 Sl的凹槽328。凹槽328的宽度从引入口 323到整合排放 口 S2逐渐增加。 第一板322和第二板324的每个凹槽328均具有相应于离散排放口 Sl长侧的第一 和第二直的内表面328a和328b以及相应于其短侧的第三和第四圆的内表面328c和328d。
由于喷嘴310可以通过离散排放口 Sl的各个分段排放显影液，因此显影液的排放截面根据离散排放口 SI的形状变化。离散排放口 SI具有两个圆端部(第三和第四内表面 328c和328d)，从而防止在排放显影液时显影液在离散排放口 SI的两个端部聚集，并可以 防止离散排放口 Sl两个端部之外的中间部排放过细(参照图18A和图18B)。
第一板322和第二板324可被更换以改变凹槽328的形状，从而调节显影液的注 入量和显影液的排放形状。即，当凹槽328的深度增大时，排放口的宽度增大，从而显影液 的排放量增大。相反，当凹槽328的深度减小时，排放口的宽度减小，从而显影液的排放量 减小。分段的排放长度可以根据凹槽328的长度变化。凹槽328的长度可以减小以精确地 控制显影液在基材上的排放分段。由于第一板322和第二板324与显影液直接接触，因此 第一板322和第二板324可以由具有高憎水性的树脂(如聚氯三氟乙烯(PCTFE))和亲水 性材料(如石英)制成。 图17A是显示包括延伸部329的排放口的仰视图。图17B是显示包括具有延伸部 329的排放口的第一板322和第二板324的接合面的立体图。 参照图17A和图17B，喷嘴主体320的各离散排放口 Sl的中央设有宽度大于离散 排放口 Sl的宽度的延伸部329。通过在相应于离散排放口 Sl长侧的第一内表面328a和第 二内表面328b中形成三角形锯齿来设置延伸部329。 图18A 图18E是显示从各种形状的离散排放口 Sl排放的显影液的排放截面的 立体图。 参照图18A，下面说明当离散排放口 S 1具有直端部时的显影液的排放截面。显影 液由于表面张力的原因在离散排放口 Sl的两个端部聚集，从而在端部处的排放截面的宽 度过度增大。此外，在端部之外的中间部的排放截面的宽度过度减小，从而使排放均匀性变差。 为防止排放截面的过度宽度变化，改进离散排放口 Sl的形状。参照图18B，当离散 排放口 Sl的端部328c和328d呈圆形时，显影液仍然在端部328c和328d聚集，但是在端 部328c和328d的排放截面宽度减小，并且其长度增大，从而减少了排放截面中间的排放过细。 参照图18C 图18E，离散排放口 Sl具有圆的端部，并在其中间包括延伸部329。 延伸部329的宽度大于离散排放口 Sl的宽度。通过在相应于离散排放口 Sl长侧的第一内 表面328a和第二内表面328b中形成锯齿(三角形、椭圆形或四边形锯齿)来设置延伸部 329。因此，延伸部329设置在离散排放口 Sl的中间，可以防止离散排放口 Sl的长度方向 排放过细，从而提高了排放均匀性。 根据本发明的实施例，显影工艺的均匀性和线宽度均匀性得以改善。 根据本发明的实施例，显影液从基材边缘到其中心连续排放，而没有移动喷嘴，从
而获得了与移动喷嘴以将显影液排放到基材上相同的效果。 根据本发明的实施例，处理时间减少，从而提高了基材的处理量。 根据本发明的实施例，处理液消耗量减少。 根据本发明的实施例，可以选择性地使用利用与基材液体接触的喷嘴的排放过程 以及利用与基材间隔开的喷嘴的排放过程。 上述公开的主题应被认为是说明性的，而不是限制性的，并且所附权利要求书意 图覆盖落入本发明真正精神和范围内的所有修改、增加和其他实施例。因此，在法律允许的最大程度内，本发明的范围应根据所附权利要求和其等同物的最宽可允许解释来确定，而 不应受到上述详细说明的约束或限制。
权利要求
一种基材处理设备，包括基材支撑元件，包括在其上放置基材的旋转头；喷嘴，用于向置于所述旋转头上的基材排放处理液；和处理液供应源，用于向所述喷嘴供应处理液，其中所述喷嘴具有多个离散排放口，所述离散排放口具有狭缝状截面并沿着预定方向连续排列。
2. 如权利要求1所述的基材处理设备，其中每个离散排放口离散地排放所述处理液。
3. 如权利要求2所述的基材处理设备，其中每个离散排放口在所述离散排放口长度方 向的两端处具有圆的表面。
4. 如权利要求2所述的基材处理设备，其中每个离散排放口在中间具有延伸部，并且 所述延伸部的宽度大于所述狭缝状截面的宽度。
5. 如权利要求2所述的基材处理设备，其中所述喷嘴包括 与所述处理液供应源连接的主通道； 连接所述主通道与所述离散排放口的多个分支通道；禾口 设置在所述分支通道上的多个阀门。
6. 如权利要求2所述的基材处理设备，其中所述喷嘴包括 分配器，用于将处理液分配到每个离散排放口 ；禾口 控制部，用于控制所述分配器。
7. 如权利要求6所述的基材处理设备，其中所述分配器包括 与所述处理液供应源连接的主通道； 连接所述主通道与每个离散排放口的多个分支通道；禾口 根据所述控制部提供的信号打开和关闭所述分支通道的多个阀门。
8. 如权利要求6所述的基材处理设备，其中所述离散排放口具有彼此表面接触的邻近 的侧表面，禾口所述离散排放口的长度之和等于或大于所述基材的半径并小于所述基材的直径。
9. 一种基材处理设备，包括 基材支撑元件，包括在其上放置基材的旋转头； 喷嘴，用于向置于所述旋转头上的基材排放处理液；禾口 处理液供应源，用于向所述喷嘴供应处理液，其中所述喷嘴包括具有多个离散排放口和整合排放口的喷嘴主体， 所述离散排放口具有呈第一长度的狭缝状截面并沿着预定方向连续排列，和 所述整合排放口通过将各个离散排放口彼此连接成长度大于第一长度的一体狭缝状 而形成，并最终排放处理液。
10. 如权利要求9所述的基材处理设备，还包括在其上可旋转地安装所述喷嘴的臂，用于调节从所述整合排放口排放的处理液的排放 角度；和角度调节驱动部，用于调节安装在所述臂上的喷嘴的排放角度。
11. 如权利要求9所述的基材处理设备，其中所述喷嘴包括分配器，与所述喷嘴主体连接并用于将从所述处理液供应源供应的处理液分配到每个离散排放口 ；禾口控制部，用于控制所述分配器。
12. 如权利要求11所述的基材处理设备，其中所述分配器包括 与所述处理液供应源连接的主通道； 连接所述主通道与每个离散排放口的多个分支通道；禾口 根据所述喷嘴控制部提供的信号打开和关闭所述分支通道的多个阀门。
13. 如权利要求11所述的基材处理设备，其中所述喷嘴控制部控制所述分配器以调节 每个离散排放口的排放开始时间点和排放结束时间点。
14. 如权利要求11所述的基材处理设备，其中设置在所述喷嘴主体两端的离散排放口 向所述基材的边缘区和所述基材的中心区排放处理液。
15. 如权利要求IO所述的基材处理设备，其中所述整合排放口的长度等于或大于所述基材的半径并小于所述基材的直径。
16. 如权利要求IO所述的基材处理设备，其中所述喷嘴的排放位置沿着平行于连接所 述基材边缘与所述基材旋转中心的中心线并与其间隔预定距离的偏心线延伸。
17. 如权利要求9所述的基材处理设备，其中所述喷嘴主体具有相应于所述离散排放 口长侧的第一和第二内表面以及相应于其短侧的第三和第四圆的内表面。
18. 如权利要求17所述的基材处理设备，其中所述第一和第二内表面具有宽度大于所 述狭缝状截面宽度的延伸部。
19. 一种向基材排放处理液的方法，所述方法包括 准备所述基材；准备具有整合排放口的喷嘴，通过将呈直线排列的短狭缝状的多个离散排放口彼此连 接成一体的长狭缝状形成所述整合排放口 ，通过所述整合排放口排放处理液；将所述喷嘴放在所述基材上方，使得所述离散排放口覆盖从所述基材边缘区到所述基 材中心区的区域；禾口在固定所述喷嘴位置的状态下向旋转的基材排放处理液，其中，在排放处理液时，至少两个离散排放口的排放量和排放时间之一彼此不同。
20. 如权利要求19所述的方法，其中各个离散排放口的排放开始时间点和排放结束时 间点彼此不同。
21. 如权利要求19所述的方法，其中邻近的离散排放口的排放时间部分地彼此重叠。
22. 如权利要求19所述的方法，其中各个离散排放口的排放开始时间点相同并且排放 结束时间点不同。
23. 如权利要求19所述的方法，其中，当两个离散排放口彼此靠近时， 接近所述基材中心的离散排放口的排放开始时间点设置在接近所述基材边缘的离散排放口的排放开始时间点与其排放结束时间点之间，和接近所述基材中心的离散排放口的排放结束时间点晚于接近所述基材边缘的离散排 放口的排放结束时间点。
24. 如权利要求19所述的方法，其中处理液通过所述离散排放口按照从接近所述基材 边缘的离散排放口到接近所述基材中心的离散排放口的顺序连续地排放。
25. 如权利要求20所述的方法，其中处理液的排放包括通过接近所述基材中心的离散排放口重复地排放处理液。
26. 如权利要求19所述的方法，其中处理液的排放包括旋转所述喷嘴以调节从所述离 散排放口排放的处理液的排放角度。
27. 如权利要求26所述的方法，其中从所述离散排放口排放的处理液的排放角度在所 述基材的旋转方向上倾斜。
全文摘要
本发明提供一种喷嘴以及使用该喷嘴处理基材的设备和方法。该基材处理设备包括基材支撑元件，其包括在其上放置基材的旋转头；喷嘴，用于向置于该旋转头上的基材排放处理液；和处理液供应源，用于向该喷嘴供应处理液。该喷嘴包括具有多个离散排放口和整合排放口的喷嘴主体。该离散排放口具有呈第一长度的狭缝状截面并沿着预定方向连续排列。该整合排放口通过将各个离散排放口彼此连接成长度大于第一长度的一体狭缝状而形成，并最终排放处理液。
文档编号G03F7/30GK101738875SQ20091022411
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月23日 优先权日2008年11月26日
发明者朴性云, 朴相旭, 高在升 申请人:细美事有限公司