專利名稱：在用一種或多種處理流體來處理微電子工件的工具中使用的噴嘴裝置和遮擋結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于利用一種或多種處理流體包括液體和氣體處理微 電子工件的工具的擋板和分配組件。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一 種工具，它包括其流體流、流體容納、熱適應(yīng)和/或千燥能力得到改善 的擋板和分配組件。
背景技術(shù)：
微電子工業(yè)依靠多種不同方法來制造微電子器件。許多方法涉及 一系列處理，其中根據(jù)所期望的方式讓不同種類的處理流體接觸工件。 這些流體可以為流體、氣體或其組合。在一些處理中，固體可以懸浮 或溶解在液體中或夾雜在氣體中。由于多種原因例如適當(dāng)廢棄、循環(huán) 利用、煙氣收集、處理監(jiān)測(cè)、處理控制或其它操作，最好收集并且回 收這些處理流體。
一種收集技術(shù)涉及使用適當(dāng)設(shè)置的管道來收集處理流體。例如， 在微電子工業(yè)中的典型制造工具涉及將在處理腔室中的一個(gè)或多個(gè)工 件支撐在合適的支撐件例如固定臺(tái)、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤或可旋轉(zhuǎn)卡盤上。 一個(gè)或多個(gè)管道至少部分設(shè)置在支撐件的外周邊周圍。在將處理流體導(dǎo)入 到處理腔室中時(shí)，可以使用排氣來幫助將處理流體吸入到一個(gè)或多個(gè) 管道中。對(duì)于旋轉(zhuǎn)支撐件而言，離心力使得在旋轉(zhuǎn)工件和/或支撐表面 上的流體從旋轉(zhuǎn)軸線徑向向外流并且進(jìn)入管道。
一般來說，工具可以包括單個(gè)用來收集不同處理流體的管道。但 是，像這樣使用單個(gè)管道并不在所有情況中都理想。例如， 一些處理 流體在存在其它處理材料中會(huì)太活潑。其它時(shí)候，最好使用不同收集 條件來收集不同的流體。還有，例如在期望循環(huán)利用時(shí)，最好在專用 管道中收集流體以避免被其它流體污染。
因此，已經(jīng)采用包含有多個(gè)相對(duì)于彼此固定的層疊管道的工具。 工件支撐件和/或?qū)盈B管道自身上升和下降以便使得適當(dāng)?shù)墓艿肋M(jìn)入 到適當(dāng)位置。該普通方法存在嚴(yán)重缺陷。層疊管道使得高密度工具裝 配更加困難。不同的管道還會(huì)交叉污染，因?yàn)樗鼈兛偸窍蚬ぜ蜷_和/
或排氣沒有受到單獨(dú)控制。 一些普通管道系統(tǒng)還可能沒有使排出流的 液體和氣體組分分離的能力。在其中管道結(jié)構(gòu)自身可以運(yùn)動(dòng)的一些工
具中，通向外部管道的排泄和排氣連接部分也必須運(yùn)動(dòng)，由此給工具 設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)增加了不必要的復(fù)雜性。
在受讓人的共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)No.US-2007/0022948 - Al(下 面被稱為共同未決申請(qǐng)No.l);以及在受讓人的共同未決美國(guó)專利申 請(qǐng)序列號(hào)11/376996(Collins等人于2006年3月15日提交，題目為 "BARRIER STRUCTURE AND NOZZLE DEVICE FOR USE IN
TOOLS USED TO PROCESS MICROELECTRONIC WORKPIECES WITH ONE OR MORE TREATMENT FLUIDS"，代 理巻號(hào)No.FS10166US)(下面被稱為共同未決申請(qǐng)No.2)中描述了結(jié)合 有柔性管道系統(tǒng)的新型工具。這些共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容 在此被引用作為參考。共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)的"處理部分ll"包括
嵌套管道部分，它們使得一個(gè)或多個(gè)管道通道能夠選擇地打開和關(guān)閉。 例如，在這些結(jié)構(gòu)相對(duì)分離運(yùn)動(dòng)時(shí)，管道通道打開并且在這些結(jié)構(gòu)之 間擴(kuò)大。在這些結(jié)構(gòu)相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，在這些管道之間的管道被堵塞并且尺寸減小。在優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)如何設(shè)置這些可動(dòng)管道結(jié)構(gòu)，在相 同的空間體積中可以存在多個(gè)管道。因此，多個(gè)管道可以占據(jù)最小大 于由單個(gè)管道所占據(jù)的體積的體積。這些管道用來收集各種處理流體， 例如液體和/或氣體，以便循環(huán)使用、廢棄或進(jìn)行其它處理?？梢栽诓?同的單獨(dú)管道中回收不同的處理流體以減小交叉污染和/或?qū)τ诓煌?流體采用獨(dú)特的收集方案。因?yàn)楣艿澜Y(jié)構(gòu)的嵌套特征，所以該管道系 統(tǒng)也非常緊湊。
這些共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)還描述了一種新型的噴射噴嘴/遮擋 結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括用于按照多種方式例如通過噴射、中央分配和噴頭 來分配處理材料的能力。遮擋結(jié)構(gòu)疊置在下面工件上方。遮擋結(jié)構(gòu)的 下表面如此成形，從而它在工件上形成錐形流動(dòng)通道。該方法具有許 多好處。錐形流動(dòng)通道幫助促進(jìn)從工件中央向外的徑向流同時(shí)減小的 再循環(huán)區(qū)域。該錐體還用有助于平滑地會(huì)聚和增大靠近工件外緣的流 動(dòng)流體的速度。這有助于降低液體飛濺效應(yīng)。下表面的傾角還幫助在 下表面上的液體朝著外周邊排出。該錐形結(jié)構(gòu)還有助于減少顆粒物再 循環(huán)回到工件上。該結(jié)構(gòu)通過更好地容納流體從而有助于化學(xué)品回收 利用效率。
盡管存在所有這些好處，但是仍然期望作出進(jìn)一步的改進(jìn)。首先， 在處理工件的過程中，遮擋結(jié)構(gòu)的下表面會(huì)承載在處理期間所使用的 液滴或液體膜。最好找到一種能夠迅速有效清潔和/或干燥遮擋結(jié)構(gòu)的 下表面并且不會(huì)對(duì)周期時(shí)間造成不利影響的方法。
作為另 一個(gè)問題，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)工件的中央?yún)^(qū)域在用只是大體上橫跨 下面工件的半徑的噴射桿進(jìn)行處理時(shí)容易受到程度更小的處理。使用
橫跨半徑的噴射桿而不是使用全直徑的噴射桿對(duì)于制造方便而言或者 在期望在工件的中央附近進(jìn)行流體分配時(shí)是理想的。因此，最好改善 半徑式噴射桿的處理均勻性。
還有以前公知的遮擋結(jié)構(gòu)將噴射桿機(jī)構(gòu)結(jié)合為整體構(gòu)件。該整體 部件具有相對(duì)較大的熱質(zhì)。在受熱材料通過噴射桿機(jī)構(gòu)分配時(shí)，整體 部件的較大熱質(zhì)的散熱器作用會(huì)使所分配的材料冷卻并且影響接觸工
10件的材料的溫度均勻性。這會(huì)對(duì)處理性能造成不利影響。因此，需要 減小這種不期望的熱影響。
另外，存在涉及在處理腔室容納霧氣的問題。遮擋結(jié)構(gòu)的中央?yún)^(qū) 域即使在處理期間也通常是打開的。中央?yún)^(qū)域允許空氣流動(dòng)并且向煙 囪一樣作用，通過它將管件等導(dǎo)向到分配部件。在處理尤其是噴射處 理期間， 一些分配材料容易通過煙囪向上逸出。非常期望在仍然讓氣 流通道打開的同時(shí)將這些材料容納在處理腔室中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種用于使用 一種或多種處理材料包括液體、氣體、 流化固體、分散體、其組合物等處理微電子工件的工具。本發(fā)明提供 了一種用于迅速有效沖洗和/或干燥潤(rùn)濕表面的方法，并且在用于干燥 可動(dòng)遮擋結(jié)構(gòu)例如按照在工件上形成錐形流動(dòng)通道這樣一種方式覆在 所處理工件上的擋板的下表面時(shí)尤為有利。在代表性實(shí)施例中，遮擋 結(jié)構(gòu)的下表面設(shè)有多個(gè)特征部分(包括在該表面中的凹槽或其它凹部 或者從該表面伸出的凸緣、凸起或其它突出部)，它們有助于將液體收 集和/或包含在下表面上。然后采用抽吸和/或燈芯抽吸技術(shù)來去除所 收集或包含的液體，例如以便幫助干燥該表面。該技術(shù)尤其在與用來 接觸所述表面的干燥氣體等結(jié)合使用時(shí)尤為快速有效。可以按照各種 方式來吸取所抽吸的流體。例如，可以在遮擋結(jié)構(gòu)的下表面上、在外 緣上或者在設(shè)置成與遮擋結(jié)構(gòu)流體連通的單獨(dú)部件上設(shè)置抽吸入口。
本發(fā)明還提供了用于減小在噴射機(jī)構(gòu)和擋板之間的熱作用的策
略。盡管受讓人的共同未決申請(qǐng)Nos.l和2描述了其中噴射機(jī)構(gòu)和擋 板為單個(gè)整體相對(duì)較大的熱質(zhì)部件，但是本發(fā)明的一些方面涉及將這 些部件設(shè)置成單獨(dú)部件。相對(duì)較低的熱質(zhì)噴射機(jī)構(gòu)將更迅速并且更均 勻地加熱。換句話說，減小了擋板用作噴射桿的散熱器的程度。將噴 射機(jī)構(gòu)和遮擋結(jié)構(gòu)設(shè)置成單獨(dú)部件使得每個(gè)部件能夠由更多適用目的 的材料單獨(dú)構(gòu)造出。認(rèn)識(shí)到不同材料可以具有不同的熱膨脹率，則本 發(fā)明的優(yōu)選方面以有助于協(xié)調(diào)在這些部件之間在熱膨脹率方面的差異
ii這樣一種方式將噴射機(jī)構(gòu)連接在擋板上。
本發(fā)明還提供了一種有助于將霧包含在處理腔室中的簡(jiǎn)單容易實(shí) 施的方法，從而噴射材料從在處理腔室中的開口逸出的趨勢(shì)大大降低。 在代表性實(shí)施例中，將文氏管狀通道設(shè)置在開口的上游或下游。由于 在使得氣流流動(dòng)穿過文氏管并且進(jìn)入處理腔室時(shí)導(dǎo)致的壓降，所以很 容易將材料包含在處理腔室中。由于在處理過程中，廣泛采用了彌補(bǔ) 氣體、惰性氣體、載氣等，所以該方法可以與許多不同的處理方法兼 容。
本發(fā)明還提供了 一種有助于確保工件的中央?yún)^(qū)域在使用徑向噴射 機(jī)構(gòu)來將處理材料噴射到工件上時(shí)接受適當(dāng)處理的方法。已經(jīng)觀察到， 在噴射物到達(dá)工件時(shí)，產(chǎn)生噴射物的噴嘴覆蓋區(qū)域沒有與噴射物在工 件上覆蓋區(qū)域相匹配。在工件上的覆蓋區(qū)域小于預(yù)期的覆蓋區(qū)域。具
體地說，在使用噴射機(jī)構(gòu)例如噴射桿178利用氣體使得液體霧化時(shí)， 噴射物在工件上的覆蓋區(qū)域小于從中分配出分配材料的噴嘴陣列的跨 距。因此，如果噴嘴口的覆蓋區(qū)域主要是從工件中心到外緣，則根據(jù) 旋轉(zhuǎn)速度、排出流速、在工件上的噴射桿高度等，所得到的噴射物實(shí) 際上不會(huì)有效到達(dá)中央或外緣。分配氣體的高速度是由于柏努利效應(yīng) 而形成更低壓力區(qū)域。下面將對(duì)如圖20a至20c中所示的變得向內(nèi)回 收的噴射物末端處的分配陣列部分進(jìn)行進(jìn)一步說明。
因此，朝著工件中央的至少一些材料不會(huì)到達(dá)中心，而是更朝著 外周撞擊工件。因?yàn)楣ぜ诖蠖鄶?shù)處理期間旋轉(zhuǎn)，并且因?yàn)樾D(zhuǎn)使得 材料通常在工件表面上徑向向外流動(dòng)，所以結(jié)果導(dǎo)致工件中央看起來 其處理材料少于所期望的量。因此在那里容易受到比所期望更少的處 理。
例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在進(jìn)行蝕刻處理時(shí)在中央會(huì)出現(xiàn)更少的 蝕刻。作為另一個(gè)實(shí)施例，在粒子去除過程中觀察到更少的顆粒去除 效率。本發(fā)明在構(gòu)造徑向噴射桿時(shí)明顯認(rèn)識(shí)到并且解決了這種效果， 從而所分配出的噴射物即使在由于柏努利效應(yīng)而收縮的情況下也將仍 然具有足夠的跨距以按照更加均勻的方式有效處理整個(gè)工件表面。在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于處理微電子工件的設(shè)備，該設(shè) 備包括其中在處理期間布置有工件的處理腔室、包括在處理期間覆蓋 并且至少部分覆蓋工件的下表面的遮擋結(jié)構(gòu)以及以用來讓在下表面上 的液體能夠從擋板的下表面回吸的方式與遮擋結(jié)構(gòu)流體連通的抽吸通 道。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于處理微電子工件的設(shè)備，該 設(shè)備包括其中在處理期間布置有工件的處理腔室、包括具有外周邊的 下表面的遮擋結(jié)構(gòu)、按照有助于將液體吸附或包含在遮擋結(jié)構(gòu)的下表 面上的方式設(shè)置在該設(shè)備中的特征部分以及具有以用來使得所包含或 吸附的液體從擋板的下表面回收的方式位于特征部分附近的流體入口 的抽吸通道。所述下表面在處理期間疊置在工件上方和至少覆蓋一部 分工件的下表面。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種處理微電子工件的方法，該方
法包括以下步驟將工件放置在設(shè)備的處理腔室中；使得遮擋結(jié)構(gòu)疊 置在工件上方，對(duì)所覆蓋的工件進(jìn)行處理，所述處理包括將液體導(dǎo)入 到所述處理腔室中；以及抽吸或燈芯抽吸去除收集在所述遮擋結(jié)構(gòu)下 表面上的一部分液體。所述遮擋結(jié)構(gòu)包括在處理期間覆蓋所述工件的 至少一部分的下表面。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種遮擋結(jié)構(gòu)，其包括其下表面 與主體軸線不垂直的環(huán)狀主體和/或與下表面流體連通以使得在下表 面上的液體能夠回收的抽吸通道。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種處理微電子工件的設(shè)備，該 設(shè)備包括其中在處理期間布置有工件的處理腔室、用來將至少一種處 理材料噴射物導(dǎo)入到處理腔室中的至少 一個(gè)噴嘴以及用來將至少 一種 氣體導(dǎo)入到處理腔室中的文氏管狀通道。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種處理微電子工件的方法，該 方法包括將工件設(shè)置在設(shè)備的處理腔室中、使得遮擋結(jié)構(gòu)覆蓋工件、 將處理材料噴射到工件上、使得文氏管狀通道與通孔流體連通，并且 在噴射步驟的至少一部分期間，使得至少一種氣體按照有助于將霧包
13含在處理腔室中的方式流經(jīng)文氏管狀通道。該遮擋結(jié)構(gòu)包括疊置在工件中央部分上方的打開的通孔。噴射產(chǎn)生出霧。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種處理微電子工件的方法，該
方法包括以下步驟在將所述工件設(shè)置在具有在噴射期間打開的孔道的腔室中期間將至少一種液體噴射到工件上；設(shè)置與開口孔道流體連通的文氏管狀通道；并且利用通過文氏管狀通道加速的氣流來幫助將噴射的液體包含在腔室中。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于處理微電子工件的方法，該方法包括以下步驟在將所述工件設(shè)置在具有在分配期間打開的孔道的腔室中期間將至少一種液體噴射到工件上；設(shè)置與開口孔道流體連通的文氏管狀通道；并且利用通過文氏管狀通道加速的氣流來幫助將噴射的液體包含在腔室中。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種處理微電子工件的設(shè)備，該設(shè)備包括其中在處理期間布置有具有一半徑的工件的處理腔室和噴射機(jī)構(gòu)，該噴射機(jī)構(gòu)包括用來分配氣體的至少第一組噴嘴開口和用來分配液體的至少第二組噴嘴開口 。第一組噴嘴開口以用來使得分配的氣體和液體能夠在位于第 一 和第二組噴嘴開口外面的開放空間中霧化撞擊以提供接觸工件的噴射物。第一和第二組噴嘴開口中的至少一個(gè)的噴嘴覆蓋區(qū)域以提供在工件上的覆蓋區(qū)域跨過大體上從工件中心至少部分到工件外周的工件半徑的噴射物的方式延伸越過工件中心。噴射
物在工件上的覆蓋區(qū)域的跨度小于第一和第二組噴嘴開口的所述至少一個(gè)的噴嘴覆蓋區(qū)域的跨度。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種處理微電子工件的方法，該方法包括以下步驟使得氣流從第 一組噴嘴開口分配出并且使得液體流從第二組噴嘴開口分配出；使得氣體和液體流在用來產(chǎn)生出接觸工件的噴射物的條件下霧化撞擊。工件具有一中心和一半徑。噴射物的在工件上覆蓋區(qū)域與工件的半徑大體上對(duì)應(yīng)。第一和第二組噴嘴開口中的至少一個(gè)的分配覆蓋區(qū)域大于噴射物在工件上的覆蓋區(qū)域。分配覆蓋區(qū)域延伸越過工件中心。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于處理微電子工件的設(shè)備，該設(shè)備包括用來將噴射物分配到工件上的相對(duì)較低熱質(zhì)噴射機(jī)構(gòu)和覆蓋工件的相對(duì)較高熱值擋板。擋板包括至少一個(gè)孔道，用來將噴射物朝著工件分配。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于處理微電子工件的方法，該方法包括使用這種設(shè)備來將材料分配到工件上的步驟。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于處理微電子工件的設(shè)備，該
設(shè)備包括噴射機(jī)構(gòu)，其具有至少一個(gè)用來將流體材料朝著工件分配的組噴嘴開口；擋板，其具有至少一個(gè)用來將流體材料朝著工件分配的孔道；以及彈性元件，其以用來幫助協(xié)調(diào)在噴射機(jī)構(gòu)和擋板之間的熱膨脹率差異的方式插入在噴射機(jī)構(gòu)和擋板之間。噴射機(jī)構(gòu)具有第一熱膨脹率，并且擋板具有與第一熱膨脹率不同的第二熱膨脹率。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種處理微電子工件的方法，該方法包括使用這種設(shè)備來將材料分配到工件上的步驟。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于處理微電子工件的設(shè)備，該設(shè)備包括處理腔室、遮擋結(jié)構(gòu)、用來分配液體的噴射機(jī)構(gòu)、用來幫助吸附或包含液體的部分、抽吸或燈芯抽吸通道以及文氏管狀通道。工件在處理期間設(shè)置在處理腔室中。遮擋結(jié)構(gòu)包括在處理期間覆蓋并且至少部分地蓋著所述工件的下表面。遮擋結(jié)構(gòu)具有覆蓋工件的中央部分的第一孔道。第一孔道是開口的并且貫通的。噴射機(jī)構(gòu)包括用來分配氣體的至少第一組噴嘴開口和用來分配液體的至少第二組噴嘴開口。第一組噴嘴開口相對(duì)于第二組噴嘴開口以用來使得所分配的氣體和液體在位于第一和第二組噴嘴開口外面的打開空間中霧化撞擊的方式設(shè)置，以便提供接觸工件的噴射物。第一和第二組噴嘴開口中的至
少一個(gè)的噴嘴覆蓋區(qū)域以提供在工件上的覆蓋區(qū)域跨過大體上從工件中心至少部分到工件外周的工件半徑的噴射物的方式延伸越過工件中
心。噴射物的工件上覆蓋區(qū)域的跨度小于第一和第二組噴嘴開口的所述至少一個(gè)的噴嘴覆蓋區(qū)域的跨度。部件以有助于吸附或者幫助包含位于遮擋結(jié)構(gòu)的下表面上的液體的方式設(shè)置在設(shè)備中。抽吸或燈芯抽
15吸通道以用來使得位于下表面上的液體能夠從遮擋結(jié)構(gòu)的下表面回收的方式與遮擋結(jié)構(gòu)流體連通。通過文氏管狀通道將至少一種氣體導(dǎo)入到處理腔室中。文氏管狀通道與遮擋結(jié)構(gòu)的第一孔道流體連通。


圖1示意性地顯示出結(jié)合有本發(fā)明的原理的設(shè)備。
圖2為在圖1中示意性所示的遮擋/分配部分的透視圖，其中一些部件用剖面顯示出。
圖3為在圖1中示意性所示的遮擋/分配部分的透視圖，其中一些部件用剖面顯示出。
圖4為在圖1中示意性所示的遮擋/分配部分的透視圖，其中一些部件用剖面顯示出。
圖5為朝著擋板頂部看用在圖2的遮擋/分配部分中的擋板的透視圖。
圖6為朝著擋板底部看用在圖2的遮擋/分配部分中的擋板的透視圖。
圖7為朝著擋板頂部看用在圖2的遮擋/分配部分中的擋板的透視圖。
圖8為大體上朝著擋板底部看用在圖2的遮擋/分配部分中的擋板的透視圖。
圖9顯示出圖5的擋板的一部分，其中與以剖面顯示出的一些相關(guān)部件和元件一起可以看到抽吸槽。
圖IO為用來覆蓋在圖9中所示的抽吸槽的密封環(huán)的頂視圖。
圖ll為在圖10中所示的密封環(huán)的側(cè)剖視圖。
圖12為用在圖2的遮擋-分配部分中的噴射桿的示意性剖面圖，顯示出可以用來通過噴射桿的噴嘴開口分配材料的流體通道。
圖13為大體上朝著噴射桿的頂部看用在圖2的遮擋-分配部分中的噴射桿的透視圖。
圖14為大體上朝著噴射桿的底部看用在圖2的遮擋-分配部分中的噴射桿的透視圖。
圖15為透視圖，顯示出包括設(shè)置到圖5的擋板凹穴中就位的圖14的噴射桿的組件。
圖16為用來將圖13的噴射桿保持在圖15所示的擋板凹穴中的緊固夾的透視圖。
圖17為用來將圖13的噴射桿保持在圖15所示的擋板凹穴中的緊固夾的頂視圖，其中一些部分用陰影線顯示出。
圖18為朝著過濾部件的底部看用在圖2的遮擋-分配部分中的過濾部件的透視圖。
圖19為朝著過濾部件的頂部看用在圖2的遮擋-分配部分中的過濾部件的透視圖。
圖20a、20b和20c示意性地顯示出柏努利效應(yīng)如何能夠影響霧化噴射物在工件上的覆蓋區(qū)域。
圖21為大體上在凸緣頂部處看到的用在圖2的遮擋-分配部分中的進(jìn)氣凸緣的透視圖。
圖22為大體上在凸緣頂部處看到并且用剖面顯示出的用在圖2的遮擋-分配部分中的進(jìn)氣凸緣的透視圖。
圖23為大體上在凸緣的頂部處看到的用在圖2的遮擋/分配部分中的進(jìn)氣凸緣的頂視圖。
圖24為大體上朝著頂部看的用在圖2的遮擋/分配部分中的噴頭間隔件的透視圖25為大體上朝著底部看的用在圖2的遮擋/分配部分中的噴頭間隔件的透視圖26為用在圖2的遮擋/分配部分中的噴頭間隔件的頂視圖27為用在圖2的遮擋/分配部分中的噴頭間隔件的側(cè)剖視圖28為用在圖2的遮擋/分配部分的噴頭組件中的底座的透視圖29為用在圖2的遮擋/分配部分的噴頭組件中的底座的頂視圖30為用在圖2的遮擋/分配部分的噴頭組件中的底座的側(cè)剖視
17圖31為用在圖2的遮擋/分配部分的噴頭組件中的蓋子的透視圖；圖32為用在圖2的遮擋/分配部分的噴頭組件中的底座的側(cè)剖視
圖33為用在圖2的遮擋/分配部分的噴頭組件中的蓋子的底視圖；圖34為透視圖，其中用陰影線顯示出用在圖2的遮擋/分配部分
中的中央分配噴嘴緊固件的一些部件；
圖35為用在圖2的遮擋/分配部分中的中央分配噴嘴緊固件的頂視圖。
圖36為用來幫助夾著在圖34和35中的中央分配噴嘴緊固件的緊固件的頂視圖37為用在圖2的遮擋-分配部分中的沖洗管支架的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面所述的本發(fā)明實(shí)施例不是意圖進(jìn)行窮舉或是將本發(fā)明限制于在下面詳細(xì)說明書中所披露的具體形式。而是這些實(shí)施例被如此選擇并且說明，從而本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到并且理解本發(fā)明的原理和實(shí)踐。雖然將在基于流體的微電子基板清潔系統(tǒng)的具體上下文中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但是本發(fā)明的原理同樣可以適用于其它微電子處理系統(tǒng)。
圖l-37顯示出結(jié)合了本發(fā)明原理的示例性工具10。為了便于說明，工具10為這樣一種類型，其中在任一時(shí)刻將單個(gè)工件18容納在工具10中并且對(duì)它進(jìn)行一種或多種處理，在處理中使得液體、氣體和/或其它處理介質(zhì)接觸工件18。在微電子工業(yè)中，例如工具10可以指代單個(gè)圓晶處理工具。工件18通常為半導(dǎo)體圓晶或其它微電子基板。
作為主組件，工具10通?；撞糠?2和遮擋/分配部分14。在圖1中，示意性地顯示出基底部分12和遮擋/分配部分14。在圖2-37中，更詳細(xì)顯示出遮擋/分配部分14及其組成部件的細(xì)節(jié)。在實(shí)際使用中，基底部分12和遮擋/分配部分14可以安裝在框架(未示出)并且封裝在工具10的外殼(未示出)內(nèi)?？梢园凑杖我夥绞嚼缤ㄟ^螺釘、
18螺栓、鉚釘、粘接劑、焊接、夾具、托架以及這些手段的組合等來進(jìn)
行這種安裝。理想的是，這些部分12和14和/或其組成部件單獨(dú)并且 可拆卸地安裝以便于保養(yǎng)、維護(hù)、升級(jí)和/或更換。
基底部分12和遮擋/分配部分14幫助形成處理腔室16，其中在處 理期間安放有工件18。基底部分12和/或遮擋/分配部分14包括一個(gè) 或多個(gè)特征部分或能力以使得工件18能夠裝載到處理腔室16中并且 從中取出。這些特征部分和能力例如可以包括門，它可以打開或關(guān)閉 以提供所期望的出口?？蛇x的是，如在優(yōu)選實(shí)施方式中所預(yù)期的一樣， 基底部分12和遮擋/分配部分14可以相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)以形成該出口 。 一般來說，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過在使基底部分12保持固定在周圍框架 (未示出)上的同時(shí)使得遮擋/分配部分14上升和下降來進(jìn)行的。
如在圖1中示意性地所示一樣，基底部分12通常包括外殼17、 卡盤20、馬達(dá)22和背面的分配頭24。在處理腔室16內(nèi)，工件18由 卡盤20支撐并且保持著。理想地，卡盤20為圓柱形并且包括上表面 26、下表面28、環(huán)形基底30、中央通孔32以及位于外周邊的側(cè)壁34。 卡盤20可以為固定的或者它可以繞著中央軸線36轉(zhuǎn)動(dòng)。為了便于說 明，這些附圖顯示出工具10的實(shí)施例，其中卡盤20由馬達(dá)22可轉(zhuǎn)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)，從而工件18可以在處理期間繞著軸線36旋轉(zhuǎn)。在其中通過旋 轉(zhuǎn)卡盤20使得工件18旋轉(zhuǎn)的那些實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)有助于使得所分配 的處理材料均勻地分配在工件18上。馬達(dá)22可以為中空軸類型，并 且可以通過任意方便的方法安裝在工具10上。
卡盤20可以根據(jù)目前現(xiàn)有的或以后開發(fā)的手段的多種不同方式 中的任一種方式固定工件18。優(yōu)選的是，夾盤20包括邊緣夾持結(jié)構(gòu)(未 示出)，用來將工件18固定保持在可選分配頭24(下面所述的)的上表 面25上方，從而在工件18和上表面25之間存在間隙。這種定位使得 處理化學(xué)藥品包括沖洗水能夠分配到工件18的上表面或下表面上。
可選的是，工件10可以包括用于處理工件18的下表面19的分配 結(jié)構(gòu)。示例性的背面分配機(jī)構(gòu)顯示為大體上為圓形的分配頭24，其中 可以將一種或多種處理化學(xué)藥品朝著工件18的下表面分配。通過穿過卡盤20的中央孔道40和馬達(dá)22的中央孔道42的軸38將處理化學(xué)藥 品提供給背面的分配頭24。在其中卡盤20旋轉(zhuǎn)的實(shí)施例中，在軸38 以及中央孔道40和42之間存在間隙，從而這些部分不會(huì)在卡盤20 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)接觸。背面的分配頭24可以與處理材料的一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)源 (未示出)連接以在需要時(shí)提供或混合時(shí)分配。
在尤為優(yōu)選的實(shí)施例中，基底部分12采取在受讓人的共同未決申 請(qǐng)Nos.l和2中所述和所說明的"處理部分ll"的形式。換句話說， 當(dāng)前說明書的遮擋分配部分14優(yōu)選可以與"可動(dòng)構(gòu)件526"連接，由 此代替受讓人的共同未決申請(qǐng)Nos.l和2的"分配組件554"。
圖2至37顯示出在處理一個(gè)或多個(gè)微電子工件18的過程中在分 配一種或多種處理材料中所用的一種優(yōu)選遮擋/分配部分14的示例性 實(shí)施例的更多細(xì)節(jié)。遮擋/分配結(jié)構(gòu)14的分配部件可以與通過供應(yīng)管 道(未示出)提供的處理材料的一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)源(未示出)連接。這些材 料可以在根據(jù)需要提供或混合時(shí)分配?？梢圆捎枚喾N處理材料，因?yàn)?工具10在可以進(jìn)行的許多處理中都相當(dāng)靈活。代表性處理材料的僅僅 一小部分示例包括氣體和液體例如氮?dú)狻⒍趸?、潔凈干燥空氣?氬氣、HF氣、水性HF、水性異丙醇或其它醇和/或表面活性材料、去 離子水、水性或其它氫氧化銨溶液、水性或其它硫酸溶液、水性或其 它硝酸溶液、水性或其它磷酸溶液、水性或其它鹽酸溶液、過氧化氫、 臭氧、水性臭氧、有機(jī)酸和溶劑、這些的組合物等。
在工具10中適用的處理和化學(xué)過程的代表性示例包括在文獻(xiàn) No.2006-0219258A1中所披露的那些，該文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容在這里蜂皮引 用作為參考。在工具10中使用的處理和化學(xué)工程的其它代表性示例包 括在于2006年7月7日提交的其中一個(gè)發(fā)明人叫Jeffrey Butterbaugh 的并且題目為 "LIQUID AEROSOL PARTICLE REMOVAL METHOD"的受讓人的共同未決申請(qǐng)No.60/819179中所述的那些， 該文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容整個(gè)在這里被引用作為參考。
優(yōu)選的遮擋/分配部分14包括最好將安裝在受讓人的共同未決申 請(qǐng)Nos.l和2的"可動(dòng)支撐構(gòu)件526"的下端上。分配組件100通常
20包括一個(gè)或多個(gè)用于將處理材料分配到處理腔室16中的單獨(dú)機(jī)構(gòu)。例 如，分配組件100的示例性實(shí)施例包括至少一種、優(yōu)選至少兩種并且 更優(yōu)選至少三種不同的分配能力。作為一種能力，這些機(jī)構(gòu)包括一個(gè) 或多個(gè)分配機(jī)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)使得組件100能夠大體上在工件18的半徑 上將一種或多種處理流體向下朝著工件18分配，從而通過工件18在 噴射物下方的轉(zhuǎn)動(dòng)來獲得全表面覆蓋。在優(yōu)選實(shí)施例中，通過分配機(jī) 構(gòu)例如噴射桿178來提供這種能力。中央分配噴嘴組件518使得能夠 將處理材料大體上朝著工件18的中央向下分配。在工件18旋轉(zhuǎn)時(shí)， 中央分配材料分布在工件表面上。另外，噴頭分配構(gòu)件426提供了另 一種方式來將處理材料通常為氣體、蒸汽和/或夾雜材料導(dǎo)入到處理腔 室16中。
更詳細(xì)地說，并且如在圖l-9和14中最清楚地所示一樣，擋板 102包括具有下表面106和上表面108以及內(nèi)周邊110和外周邊112 的環(huán)形主體104。內(nèi)周邊110通常是圓形的以幫助促進(jìn)平穩(wěn)氣流穿過 中央孔道120和122。優(yōu)選的是，擋板102的下表面106包括一個(gè)或 多個(gè)部件，這些部件部分幫助收集和去除可能存在的液體。這些特征 部分可以包括凹陷(例如，槽、凹槽等)和/或突出部(例如按鈕，凸緣、 支柱等)，這些部分的組合等，這有助于吸附、包含和/或回收液體。 這些部件可以位于擋板102自身上，或者可以按照操作方式與擋板102 臨近。
本發(fā)明想到可以單獨(dú)或組合采用一種或多種策略來從擋板102的 下表面106中去除液體。在一些實(shí)施例中，可以將一種或多種干燥氣 體源導(dǎo)向到擋板102的下表面106上以便將液體吹掉。在其他實(shí)施例 中，可以在擋板102的下表面106上或其附近設(shè)置燈芯抽吸部件。例 如，如果擋板102的下表面106為吸水性的，則可以i殳置吸水部件或 者使吸水部件運(yùn)動(dòng)到一位置，以便吸掉液體。也可以采用抽吸技術(shù)， 并且在這些附圖中顯示出這種策略。
為了例舉說明一種應(yīng)用抽吸技術(shù)來干燥擋板102的方式，圖6、 8 和9顯示出在外周邊112附近從下表面106向下伸出的環(huán)形凸緣116。如在下面進(jìn)一步描述的一樣，環(huán)形凸緣116有助于將液體收集在下表 面106上，從而可以將這些液體吸掉。抽吸所收集的液體有助于干燥 下表面106，并且防止從下表面不期望地滴落到下面的工件18上。通 過根據(jù)受讓人的共同未決申請(qǐng)Nos.l和2的"可動(dòng)支撐構(gòu)件526"的z 軸運(yùn)動(dòng)，可以控制擋板102相對(duì)于下面工件18的位置。
優(yōu)選的是，至少擋板102的下表面106相對(duì)于工件18的下面半徑 沿著徑向向外方向向下傾斜，以便在工件18和擋板102的下表面106 之間建立錐形流動(dòng)通道114。通道114的這種錐形結(jié)構(gòu)有助于在減小 再循環(huán)區(qū)域的同時(shí)促進(jìn)從工件18的中央向外的徑向流。該錐形還有助 于平滑地會(huì)聚和將接近工件18的外緣的流動(dòng)流體的速度提高。這有助 于降低液體飛濺效應(yīng)。下表面106的角度還有助于在下表面106上的 液體朝著環(huán)形凸緣116排出，在那里可以將所收集的液體吸掉而不是 向下滴落到工件18或用來從處理腔室16輸送或取出工件18的設(shè)備 (未示出)上。該錐形結(jié)構(gòu)還有助于減少顆粒再循環(huán)回到工件18上。該 結(jié)構(gòu)通過更好地約束流體而有助于化學(xué)回收利用效率。
另外對(duì)于這個(gè)具體實(shí)施例而言，分配組件100的大體上為環(huán)形的 擋板102在一個(gè)方面用作在處理腔室16上的蓋子，以便幫助為工件處 理提供受保護(hù)的環(huán)境并且?guī)椭鷮⑺峙涞牟牧习谔幚砬皇?6中。 但是，大體上為環(huán)形的主體104優(yōu)選沒有密封處理腔室16，而是與其 他遮擋件緊密鄰接，從而有助于形成處理腔室16。
傾斜的下表面106可以具有許多種幾何形狀。例如，幾何形狀可 以為線性(錐形)、拋物線形、多項(xiàng)式等中的一種或多種。為了便于說 明，下表面106通常沿著徑向向外方向線性地朝著工件18會(huì)聚。
擋板102包括將開口中央?yún)^(qū)域劃分成第一和第二進(jìn)氣孔道120和 122的臂118。在處理期間，可以使得流體處理介質(zhì)通過這些孔道流進(jìn) 處理腔室16。從頂面108可以看到，臂118和環(huán)狀體104的鄰接部分 成形為形成用于保持噴射桿178的凹穴124。凹穴包括側(cè)面126和底 部128。底部128包括狹槽130，噴射桿178在處理期間通過該狹槽將 材料向下分配到工件18上。中央設(shè)置的孔132形成在側(cè)面126中。中
22央分配噴嘴部件(下面所述的)通過這些孔132供料以便將處理材料大 體上分配到下面工件18的中央部分上。
從頂面108可以看出，臂118還包括升起的凸起134，它具有螺 紋孔道136。噴頭間隔件382(下面作進(jìn)一步說明)使用緊固件例如螺釘 支撐并且緊固在凸起134上。在環(huán)狀體104的內(nèi)周邊110周圍分布有 其它的升起凸起140。這些升起的凸起140中的一個(gè)或多個(gè)可以包括 一個(gè)或多個(gè)螺紋孔道142。進(jìn)氣凸緣338(在下面作進(jìn)一步說明)例如通 過與螺紋孔道142螺紋接合的螺釘支撐并且固定在這些凸起140上。 為了便于說明，顯示出四個(gè)不同的升起凸起140。在其它實(shí)施例中， 可以采用更多或更少的這些凸起140。在一些實(shí)施例中，這些凸起140 中的一個(gè)或多個(gè)可以跨過內(nèi)周邊110的更長(zhǎng)部分，但是如所示一樣使 用分散的凸起140有助于減輕重量。
在外周邊112附近在凹穴124的每一側(cè)上在上表面108上還設(shè)有 另外的升起凸起146。每個(gè)凸起146至少包括一個(gè)螺紋孔148。將緊固 板266(在下面做進(jìn)一步說明)固定在這些凸起146上以便幫助將噴射桿 178固定在凹穴124中。緊固板266通過與孔道148螺紋接合的螺釘 緊固在這些凸起上。
在將抽吸系統(tǒng)的一部分裝到擋板102中時(shí)，在環(huán)狀體104的外周 邊112附近在頂面108中形成環(huán)形槽152。抽吸通道(未示出)在位于環(huán) 狀體104的下表面106上的端口 156和通向凹槽152的相應(yīng)端口 158 之間延伸。
在圖2-4以及9-11中最清楚地看到，在凹槽152上方將密封環(huán) 160緊固在環(huán)狀體104上以密封凹槽152的頂部開口 ?？梢园凑杖我?便利的方式將密封環(huán)160緊固在環(huán)狀體104上。例如，密封環(huán)160包 括一組孔168,它們使得密封環(huán)能夠通過將螺釘172緊固穿過孔168 并且進(jìn)入到在環(huán)狀體104的頂面108中的螺紋孔道170中來固定在凹 槽152上面。密封環(huán)160為環(huán)形，并且具有穿過環(huán)限定端部162和164 的溝槽166。噴射桿178的端部202在將噴射桿178裝配到凹穴124 中并且固定不動(dòng)時(shí)裝配到該溝槽166中。
23另外，密封環(huán)160設(shè)有出口孔174和176，它們提供了用于將部件引導(dǎo)穿過凹槽152的出口。為了便于說明，在密封環(huán)160中設(shè)有三對(duì)孔174和176。在代表性實(shí)施例中，每對(duì)孔中的一個(gè)孔174與能夠用來在凹槽152上抽真空的管道(未示出)連接。真空有助于通過抽吸通道(未示出)將液體材料從下表面106抽入到凹槽152中。每對(duì)孔的另一個(gè)孔176可以用來將抽吸管更深地導(dǎo)入到凹槽152中以將收集在那里的液體吸出。優(yōu)選的是，周邊抽吸有助于使擋板102的底部保持潔凈干燥，并且還有助于防止由于液滴或顆粒在工件18上形成缺陷。
至少環(huán)狀體104的下表面106可以根據(jù)使用工具10可能進(jìn)行的處理的特性而如所期望的一樣為親水的或疏水的。在優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選的是，下表面106由親水材料例如石英制成，因?yàn)閘)便于將在擋板上的液體朝著在邊緣上的抽吸器排出；2)使得液體在表面上擴(kuò)散，從而形成更薄的薄膜并且因此加速干燥；和/或3)在受到許多不同化學(xué)材料時(shí)保持所期望的親水特性。
在圖2-4和12-15中最清楚地顯示出噴射桿178。噴射桿178具有頂部188、底部180、大體上與下面工件18的中央?yún)^(qū)域重疊的第一端部200以及與下面工件18的外周邊大體上重疊的第二端部202。噴射桿178包括有利于與分配組件100的其它部件組裝在一起的部件。另外，凹穴208和212每個(gè)都包括相應(yīng)的突起210和214。相應(yīng)的O形環(huán)(未示出)裝配到這些凹穴中，并且其尺寸設(shè)定為在頂部188的表面上方伸出。0形環(huán)在將噴頭間隔件382緊固在噴射桿178上時(shí)形成彈性承載面。O形環(huán)還有助于在熱質(zhì)相對(duì)較低的噴射桿178和熱質(zhì)相對(duì)較高的擋板102之間形成絕熱。這改善了通過噴射桿分配的流體的溫度均勻性，這導(dǎo)致在工件上的處理均勻性更好。通過噴射桿分配熱流體能夠?qū)е略趪娚錀U和擋板之間出現(xiàn)明顯的溫度差。O形環(huán)還有助于提供適應(yīng)性安裝系統(tǒng)，它能夠允許在噴射桿和擋板之間存在不同的熱膨脹同時(shí)在更高分配壓力下減小在部件中的應(yīng)力。
另外，凹穴204保持著中央分配噴嘴緊固件520，并且包括孔206,這些孔使得中央分配管522從中穿過至這樣一個(gè)位置，在該位置處管
24子522能夠?qū)⑻幚斫橘|(zhì)輸送給處理腔室16。
噴射桿178還包括用來使得一種或多種處理材料能夠大體上在工件18的半徑上向下分配的部件。在底部180上形成有大體上為三角形的溝槽182。溝槽182包括頂端區(qū)域184和相鄰面186。頂端區(qū)域184和面186包括噴嘴部件，用來使得材料能夠從噴射桿178分配出并且分配到工件18上。該溝槽182橫跨的距離通常稍大于下面工件18的整個(gè)半徑，以幫助確保從噴嘴部件分配出的噴射物在工件處的分配覆蓋區(qū)域(spray footprint)至少橫跨工件的整個(gè)半徑。下面將結(jié)合圖20a - 20c對(duì)分配材料在工件18上的覆蓋區(qū)域進(jìn)行更詳細(xì)說明。
為了給噴射桿178的噴嘴部件提供處理材料，供應(yīng)管222和246將這些材料輸送給流體入口構(gòu)件216和流體入口構(gòu)件240。流體入口構(gòu)件216為流體通道的一部分，該流體通道在溝槽182的頂端184處將處理材料輸送給噴嘴陣列234。通道262為在流體入口構(gòu)件216和噴嘴陣列234之間的流體通道的一部分。流體入口構(gòu)件216包括帶螺紋的底部218(未顯示出螺紋)和開口連接件220。供應(yīng)管222通過緊固螺母224緊固在開口連接件220上。流體入口構(gòu)件240為用來給設(shè)在溝槽182的表面186上的噴嘴陣列260輸送處理材料的流體通道的一部分。通道264和265為在流體入口構(gòu)件240和噴嘴陣列260之間的流體通道的一部分。插塞238和236被插入在通道262、 264和265的端部上。
流體入口構(gòu)件240包括帶螺紋底部242(未示出螺紋)和開口連接件244。供應(yīng)管246安裝在開口連接件244上，并且通過緊固螺母248保持就位。在流體入口構(gòu)件216和240及其相應(yīng)的噴嘴組開口之間的流體通道可以如所示一樣相對(duì)于在受讓人的共同未決專利申請(qǐng)中所示
的噴射桿臂設(shè)置。
可以使用噴射桿178分配液體、氣體或者其混合物。在典型的實(shí)施例中，如圖12所示，液體材料(未示出)通過通道264和265運(yùn)送，并通過噴射桿溝槽182表面186上的噴嘴陣列260分配，同時(shí)加壓氣體(未示出)通過通道262運(yùn)送，并從沿著溝槽182的頂端184設(shè)置的噴嘴陣列234分配。氣體射流與液流碰撞，將液體材料霧化成微小液滴(未示出)。在碰撞之后，氣體射流幫助將霧化的液體傳送到工件18。在實(shí)踐操作的其它模式中，從相鄰表面上的噴嘴陣列只分配液體材料。在碰撞之后，混合的液流與工件18接觸。在實(shí)踐操作的其它方
氣體:料。、 、 、 '
可以改變噴嘴間隔、相對(duì)于工件18表面的分配軌跡、噴嘴開口的
孔尺寸等，以調(diào)整分配的流體的特征(例如分配特性)。例如，噴嘴間
隔和開口尺寸可以是統(tǒng)一或者變化的。
但是，現(xiàn)在已經(jīng)觀察到，噴射在下面的工件上的覆蓋區(qū)域小于本
來所期望的。具體地說，當(dāng)利用噴射機(jī)構(gòu)例如噴射桿178使用氣體將
液體霧化的時(shí)候，在工件上的覆蓋區(qū)域小于分配噴射材料的噴嘴陣列
的跨度。因此如果噴嘴開口的覆蓋區(qū)域僅僅以工件為中心橫越至外部周邊，則根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度、排放流速、工件之上的噴射桿高度以及它們的組合，所得到的噴射實(shí)際上可能不會(huì)有效達(dá)到中心或者外部周邊。所分配氣體的高度方向的速度形成一個(gè)較低壓力區(qū)，因?yàn)榘嘏?yīng)會(huì)導(dǎo)致在噴頭朝著工件移動(dòng)的時(shí)候噴射成向內(nèi)的角度。在噴頭端部的噴頭陣列部分向內(nèi)回收，如圖20b和20c所示。圖20a-20c分別顯示了噴射310、 320、 330分別相對(duì)于工件312、 322和332的軌跡。與工件18—樣，工件312、 322和332 —般是半導(dǎo)體硅圓晶或者其它微電子基底。
圖20a顯示出理想的狀況，其中噴射桿308將噴射310分配到下面旋轉(zhuǎn)的工件312上。噴射在分配時(shí)覆蓋區(qū)域的長(zhǎng)度與噴射在工件上的覆蓋區(qū)域相匹配。由于分配時(shí)噴射的覆蓋區(qū)域與工件312在中心316和外周邊314之間的半徑相匹配，所以實(shí)現(xiàn)了對(duì)工件312的整個(gè)半徑覆蓋。由于工件312圍繞著其中心316旋轉(zhuǎn)，所以工件312的整個(gè)表面受到均勻的處理。這個(gè)理想狀況大體上代表操作模式，其中液體材料通過與分離的氣流撞擊在沒有霧化的情況下分配到工件312上。
圖20b示意性地顯示出該狀況在使用氣流來霧化液流時(shí)尤其在通
26過在至少一股氣流和至少一股液流之間的撞擊來實(shí)現(xiàn)霧化時(shí)是不同
的。在圖20b中，噴射桿318將霧化的噴射物320分配到下面的旋轉(zhuǎn)工件322上。在分配時(shí)，噴射物的覆蓋區(qū)域與在工件中心326和工件外周邊324之間的工件322的半徑相匹配。4旦是，噴射物320的覆蓋區(qū)域隨著噴射物320到達(dá)工件322而減小。由于用至少一股氣流來使液流霧化，所以建立了柏努利效應(yīng)，這如圖20b中所示一樣將外部霧化流向內(nèi)拉。在蝕刻或顆粒去除過程中，例如這種效應(yīng)在工件上的結(jié)果在于工件中心或周邊實(shí)際上會(huì)受到更少的蝕刻或顆粒去除。該效應(yīng)似乎在工件中央處比在工件周邊處作用更大，但是可以在兩個(gè)區(qū)域中都觀察到這種效應(yīng)。相對(duì)于工件中心326,噴射物320由于柏努利效應(yīng)而沒有完全分配到工件中心326上，并且因?yàn)樵趪娚湮?20材料接觸旋轉(zhuǎn)工件322之后噴射物320材料在處理過程中容易從工件中心326徑向向外流動(dòng)，所以中間中心326保持缺乏噴射物320材料。對(duì)于工件外周邊324而言，噴射物320由于柏努利效應(yīng)而沒有完全分配到工件周邊324上，工件322的旋轉(zhuǎn)仍然使得所分配的噴射物320的質(zhì)量流徑向向外流動(dòng)并且處理外周邊324，從而外周邊324不是完全與工件中央326 —樣缺乏。
本發(fā)明通過首先認(rèn)識(shí)到柏努利效應(yīng)然后使用用來分配具有足夠大覆蓋區(qū)域的噴射的噴射桿從而有助于克服柏努利效應(yīng)，從而減小了的工件上覆蓋區(qū)域仍然足夠大以相對(duì)于工件的其它表面區(qū)域按照理想均勻的方式大體上有效地處理工件中央?yún)^(qū)域。該效應(yīng)由于至少兩個(gè)原因所以更容易在外周邊處適應(yīng)。首先，柏努利效應(yīng)看起來在外周邊處對(duì)處理均勻性的影響更小。認(rèn)為該效應(yīng)至少部分因?yàn)榇蟛糠址峙湟后w質(zhì)量流在旋轉(zhuǎn)工件上徑向向外所以在外周邊處更小。因此，外周邊在處理過程中沒有和中央?yún)^(qū)域一樣缺乏處理材料。第二，噴射覆蓋區(qū)域可以延伸越過工件周邊，從而受到不浪費(fèi)太多處理材料的實(shí)踐約束。
一般來說，在噴射物朝著工件行進(jìn)時(shí)覆蓋區(qū)域"損失"量可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。然后，可以將足夠多的額外噴嘴加入到該陣列中，從而噴射物仍然足夠大，從而在噴射物到達(dá)工件時(shí)橫跨工件半徑。例如，
27如果噴射物在每個(gè)端部上損失大約10.5mm，則在噴射桿的一個(gè)端部或兩個(gè)端部處優(yōu)選的是至少在覆蓋著工件中央的端部處增加3個(gè)中心間隔3.5mm的額外噴嘴元件或部分噴嘴元件就可以克服該損失。根據(jù)用于評(píng)估噴射物覆蓋區(qū)域損失的一個(gè)實(shí)踐方法，可以使用具有特定噴射物覆蓋區(qū)域的噴射桿來對(duì)工件進(jìn)行測(cè)試處理例如蝕刻處理、顆粒去除處理等。通常使用其噴嘴覆蓋區(qū)域如此設(shè)定的噴射桿來開始這種試驗(yàn)分析，即噴嘴覆蓋區(qū)域與工件中央緊密配合。也就是說，大部分徑向內(nèi)部噴嘴開口最好直接覆蓋著工件中央。通常還有噴嘴覆蓋區(qū)域至少達(dá)到或超過工件的外周邊。在處理之后，可以對(duì)經(jīng)處理的工件進(jìn)行分析以根據(jù)距離工件中央的距離來評(píng)價(jià)處理性能。如果存在柏努利效應(yīng)，則在鄰近工件中央的工件區(qū)域中將觀察到處理性能明顯損害。
在實(shí)施該方法時(shí)，可以使用許多策略來改變噴射桿。根據(jù)一個(gè)策略，噴嘴陣列可以沿著工件18的半徑偏移以幫助確保噴射物在工件18上的覆蓋區(qū)域至少包括工件18的中央。
在另 一個(gè)策略中，可以向噴嘴陣列加入額外的噴嘴以擴(kuò)展其覆蓋區(qū)域。如在圖20c中示意性所示一樣，可以如此向噴射桿328增加額外噴嘴，從而這些額外噴嘴設(shè)置通過在工件332的工件中心336以幫助補(bǔ)償柏努利效應(yīng)。也就是說，在噴射桿328將噴射物330分配到下面的工件332上時(shí)，工件上的噴射物覆蓋區(qū)域更緊密地與在工件中心336和工件外周邊334之間的工件半徑相匹配。包括額外噴嘴的實(shí)施例涉及包括一個(gè)或多個(gè)額外分配元件以擴(kuò)展噴射桿的覆蓋區(qū)域。在使用噴射桿178時(shí)，這將涉及每個(gè)元件增加三個(gè)額外噴嘴孔。 一個(gè)孔為在溝槽182的頂端184處的氣體分配噴嘴，而兩個(gè)額外液體噴嘴開口加入在位于相鄰面186上的額外氣體開口附近。包括額外噴嘴的另一個(gè)實(shí)施例涉及向噴嘴陣列增加一個(gè)或多個(gè)額外氣體噴嘴以擴(kuò)展其覆蓋區(qū)域。包括額外噴嘴的又一個(gè)實(shí)施例包括僅僅加入一個(gè)或多個(gè)附加的液體分配噴嘴開口組以擴(kuò)展其噴嘴覆蓋區(qū)域。這些額外噴嘴開口其尺寸可以與噴射桿的其它噴嘴開口相同或不同。
再次參照?qǐng)D2-4和12-15，在一個(gè)實(shí)施例中，在頂端184處的噴嘴陣列234包括一排噴嘴開口 ，其直徑為0.02英寸并且中心間隔3.5mm。理想地，在溝槽182的頂端184處的這個(gè)噴嘴陣列稍長(zhǎng)于工件半徑以確保噴射物在工件18上的覆蓋區(qū)域至少尤其在中心處與工件18的半徑匹配。例如，陣列234的總跨度包括在內(nèi)端200上延伸越過工件18中央的額外噴嘴孔，并且任選包括延伸越過下面工件18的周邊的噴嘴孔。
按照類似的方式，在一個(gè)實(shí)施例中，在相鄰面186上的每個(gè)噴嘴陣列包括噴嘴開口，它們與在頂端184上的噴嘴陣列對(duì)應(yīng)以能夠進(jìn)行霧化并且直徑為0.026英寸并且中心間隔3.5mm。噴嘴陣列260稍長(zhǎng)于工件半徑以幫助確保噴射物在工件18上的覆蓋區(qū)域尤其至少在工件中心處與工件18的半徑相匹配。例如，每個(gè)陣列260的總跨度包括在內(nèi)端200上延伸越過工件18的中心的額外噴嘴孔，并且任選地包括在下面工件18的周邊之外延伸的額外噴嘴孔。
在優(yōu)選實(shí)施例中，噴射桿178裝配到擋板102中，但是為單獨(dú)部件形式。該方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，它使得這些部件中的每一個(gè)可以由更適合每個(gè)部件的用途的不同材料制成。例如，在噴射桿178以及工具10的其它分配部件的情況下，為了高純度，工具10在流體輸送/潤(rùn)濕通道中的分配部件或者至少其表面優(yōu)選由一種或多種含氟聚合物形成。這些部件包括噴射桿178、噴頭組件426以及至少中央分配噴嘴組件518的管道。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聚四氟乙烯(可以從E.I. Du Pont deNemours & Co.以商標(biāo)TEFLON買到)是適合的。另一方面，擋板102或者至少其下表面106最好由親水材料例如石英等制成以便優(yōu)化下表面106的清潔和干燥。具體地說，親水性表面例如石英與疏水性表面相比在許多情況下更容易有效地沖洗和干燥。
使用單獨(dú)噴射桿和擋板部件還能夠在噴射桿178和擋板102之間形成更好的絕熱。在噴射桿和擋板為單個(gè)整體部件時(shí)，整個(gè)組件具有相對(duì)較大的熱質(zhì)，這在將加熱流體分配在工件18上時(shí)能夠用作散熱器。由于損失給擋板的熱質(zhì)的熱量所以在進(jìn)入噴射桿的流體和在噴射桿的外端離開的相對(duì)更冷的流體之間造成溫度下降。沿著噴射桿的這個(gè)溫度差導(dǎo)致在工件上分配的材料的溫度不均勻性。這會(huì)對(duì)在工件上
以及工件之間的處理均勻性產(chǎn)生不利影響。但是，在噴射桿178如所 示一樣為單獨(dú)部件時(shí)，大大降低了熱質(zhì)。還有，通過將噴射桿178裝 配到擋板102的凹穴124中并且只有溝槽182的噴嘴區(qū)域通過狹縫130 暴露出，所以噴射桿178暴露給處理腔室16的區(qū)域減小，并且噴射桿 178在較大程度上與擋板102隔熱。該方法使得噴射桿178在很大程 度上與工件18隔熱，從而減小了會(huì)損害處理性能的非均勻熱效應(yīng)。
彈性承載表面的使用在那些實(shí)施例中還適應(yīng)了在噴射桿178和擋 板102之間的熱膨脹差異，其中兩個(gè)部件由不同的材料形成或者在明 顯不同的溫度下工作。使用彈性O(shè)形環(huán)作為承載表面還減小了在噴射 桿178和擋板102之間的表面接觸。這有助于使噴射桿178隔熱，從 而有助于防止來自受熱流體/化學(xué)物輸送的熱效應(yīng)將熱量傳遞給擋板 102然后最終傳遞給工件18。
緊固板266有助于將噴射桿178緊固到擋板102的凹穴124中。 圖2、 16和17更詳細(xì)顯示出緊固板266。緊固板266包括頂部268、 底部270和側(cè)面272、 274、 276和278、緊固板266包括孔282，從而 螺釘或其它合適的緊固技術(shù)(未示出)可以與螺紋孔道148接合以將緊 固板緊固到擋板102上。底部270包括具有突起286的凹穴284。 O 形環(huán)(未示出)裝配到該凹穴284中。O形環(huán)其尺寸如此設(shè)定，從而它 在緊固板266將噴射桿178夾住就位時(shí)受到擠壓以在緊固板266和噴 射桿178之間提供彈性承載表面。
參照?qǐng)D2、 18和19、在密封環(huán)160的端部162和164之間的槽口 166中裝配有過濾件288。過濾件288包括頂部290、底部292以及側(cè) 面294、 295、 296和297。在底部中形成有槽310以形成與在端部162 和164之間的槽152相互連接的通道。過濾件288還包括尾部303以 填充在噴射桿178和擋板102之間的間隙，從而防止在那里可能出現(xiàn) 的泄漏。槽口 305提供應(yīng)力釋放，從而使得過濾件288能夠與擋板102 的凹槽299緊密一致配合。過濾件288通過噴射桿178和密封環(huán)160 保持不動(dòng)。管道、空氣進(jìn)口等可以通過遮擋/分配部分14的中央煙道103(在 圖1中示意性地顯示出)進(jìn)給。該煙道可以在許多實(shí)踐模式中甚至在處 理期間打開。 一個(gè)問題在于在煙道處于打開情況中時(shí)容納在處理腔室 16中的分配材料尤其是噴射材料和氣體。 一個(gè)選擇是使得煙道103足 夠高以實(shí)現(xiàn)所期望的容納程度。但是，該方法需要相當(dāng)長(zhǎng)的煙道。在 將工具IO按照層疊的方式一體形成在更大的工具組(未示出)中時(shí)，更 有效地利用豎直空間是不斷提高的更優(yōu)先考慮事項(xiàng)。
因此，本發(fā)明可以實(shí)施能夠使用長(zhǎng)度更短的煙道同時(shí)仍然實(shí)現(xiàn)所 期望的容納程度的一種或多種策略。根據(jù)一個(gè)方法，在至少一部分處 理期間通過煙道103將合適的氣流(例如，進(jìn)氣等)導(dǎo)入到處理腔室16 中。通過使用這種氣流，因?yàn)闊煹揽梢愿?，所以可以在工具段之間 實(shí)現(xiàn)更好的層疊效率。
特別優(yōu)選的實(shí)踐模式涉及提供具有文氏管形狀輪廓的煙道。文氏 管通常包括位于入口和出口的張開端部和插入在入口和出口之間的相 對(duì)狹窄的喉部。文氏管的輪廓最好總體上平滑以促進(jìn)形成平穩(wěn)的氣流 并且減小渦流。文氏管有助于使得氣流在壓降最小的情況下流過喉部。 文氏管與普通圓柱形通道相比提供了很好的容納度同時(shí)能夠進(jìn)一步減 小煙道高度。
在將文氏管結(jié)合到煙道103中的示例性模式中，煙道103通過使 用進(jìn)氣凸緣338設(shè)有文氏管部件。在圖2-4和21-23中最清楚地顯示 出進(jìn)氣凸緣338。進(jìn)氣凸緣338包括主體340、頂端342、位于頂端342 處的圓化邊緣344以及底端348。圓化邊緣344的底面包括用來減輕 重量的環(huán)形槽346。內(nèi)壁350和外壁360中的每一個(gè)從頂端342延伸 至底端348。外壁360形成有小面而不是與內(nèi)壁350平行，以提供通 向安裝硬件的通道并且減輕重量。
優(yōu)選的是，內(nèi)壁350形成為在噴射桿178的每一側(cè)上形成文氏管 狀通道352。每個(gè)通道352包括其中通道352受到限制的相對(duì)較窄的 喉部354以及相對(duì)更寬的張開端部356和358。在使用中，張開端部 356用作入口，通過它將一種或多種氣體例如空氣、潔凈干燥空氣、
31氮?dú)?、二氧化碳、氬氣、異丙醇蒸汽、它們的組合物等抽入到進(jìn)氣凸
緣338中。張開端部358用作出口，通過它將一種或多種氣體向下排
出到處理腔室16中。在氣體流經(jīng)文氏管形狀通道352時(shí)，速度隨著通
道受到限制而增大。在流速增大時(shí)，流動(dòng)氣體的壓力減小。這意味著
在文氏管中的壓力在張開入口端356附近相對(duì)更高并且在喉部354處
相對(duì)較低。通過文氏管的壓力隨著速度增大而降低。因此，在通過文
氏管的流速足夠高時(shí)，在入口端356處的相對(duì)更高的壓力足夠高以幫
助將處理材料容納在處理腔室16中?？傊氖瞎軤钔ǖ?52在其中
必須將可以為液體、固體或氣體的處理材料容納在需要用于導(dǎo)入處理 氣體的開口的腔室中的許多情況中用作容納系統(tǒng)。
例如，在典型的過程中，構(gòu)成氣體或其它氣體通過文氏管狀通道 352進(jìn)入處理腔室。進(jìn)入的空氣或氣體隨著它通過通道352的喉部而 加速。運(yùn)動(dòng)經(jīng)過喉部354并且進(jìn)入腔室16的高速空氣或氣體防止了霧 氣從進(jìn)氣凸緣338逸出。相反，在沒有喉部限制部分或高度不夠的進(jìn) 氣通道中，處理腔室霧氣會(huì)逸出，從而造成安全問題，導(dǎo)致污染以及 由于處理材料損失而導(dǎo)致的處理性能降低。
在一個(gè)示例性的工作條件下，使用50cfm入口空氣實(shí)現(xiàn)了基本上 完全的霧氣和蒸汽容納。這是使用3英寸排出真空來實(shí)現(xiàn)的。在該測(cè) 試中，工件在其卡盤上以250rpm的速度旋轉(zhuǎn)同時(shí)以每分鐘1升的速 度噴射65'C的去離子水。每個(gè)文氏管喉部的厚度變得寬度為1.12英 寸，而每個(gè)相應(yīng)的入口和出口其寬度為1.75英寸。每個(gè)文氏管狀通道 的長(zhǎng)度為3英寸。
仍然主要參照在說明進(jìn)氣凸緣338中的圖2-4和21-23，外壁360 的底部如此成形，從而出氣凸緣368裝配在擋板102的內(nèi)周邊110上。 內(nèi)壁350的底部370被成形為提供從內(nèi)壁部分370到擋板102的下表 面106的平滑過渡部分。
周邊凸緣372在底端348附近圍繞著進(jìn)氣凸緣338的主體340。 周邊凸緣327加強(qiáng)了主體340。周邊凸緣372還包括孔374，從而進(jìn)氣 凸緣338能夠使用螺釘?shù)染o固在擋板102的螺紋孔道142上。豎立支
32撐件380螺紋地接合于形成在圓化邊緣314中的螺紋孔378。包括有 螺紋孔道(未示出)的豎立支撐件380幫助支撐和固定噴頭組件426，下 面作進(jìn)一步說明。
進(jìn)氣凸緣338的內(nèi)壁350還包括相對(duì)的凹穴362和366。這些凹 穴其尺寸設(shè)定為保持著噴頭間隔件382，下面作進(jìn)一步說明。凹穴362 的壁包括三個(gè)孔364。這些孔364中的一個(gè)、兩個(gè)或全部用來引導(dǎo)管 件例如管道穿過凸緣338。
除了噴射能力之外，分配組件100還結(jié)合有其它分配能力以大體 上向噴頭一樣向下朝著工件18分配一種或多種處理流體。該方法對(duì)于 將一種或多種均勻的氣體和/或蒸汽流分配到處理腔室16中尤為有用。 在優(yōu)選實(shí)施例中，該能力是通過分配結(jié)構(gòu)例如噴頭分配構(gòu)件426來提 供的。噴頭間隔件382和豎立支撐件380幫助安裝和支撐噴頭分配構(gòu) 件426。為了便于i兌明，噴頭分配構(gòu)件426由兩個(gè)相同或獨(dú)立的供應(yīng) 源供給，因此能夠同時(shí)將兩種不同的處理材料分配到處理腔室16中。 當(dāng)然，其它實(shí)施例可以根據(jù)需要只是包括單個(gè)供應(yīng)源或三個(gè)或更多的 供應(yīng)源。
更詳細(xì)地說，并且如在圖2-4和24-27中最清楚地所示一樣，噴 頭間隔件382包括頂部384、底部386、底板408以及側(cè)面3卯、396、 400和404。側(cè)面390包括三個(gè)孔392,它們分別與穿過進(jìn)氣凸緣338 的孔364相配。在使用中，可以使用孔364和392的組來引導(dǎo)管件(未 示出)穿過噴頭間隔件382和進(jìn)氣凸緣338。為此可以使用孔364和392 的這些組中的一種或多種。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，與排氣源(未 示出)連接的管道(未示出)通過噴頭間隔件382的內(nèi)部向下送入然后分 別通過一組孔392和364通過間隔件382和進(jìn)氣凸緣338向外供給。 在進(jìn)氣凸緣338外面，管道與分別通向設(shè)在密封環(huán)160中的出口孔174 的三個(gè)其它管道連接。該管道足夠深地插入到這些孔174中以在凹槽 152中抽真空。其它管道(未示出)同樣通過噴頭間隔件382的內(nèi)部向下 送入并且分別通過另 一組孔382和364穿過間隔件382和進(jìn)氣凸緣338 向外送出。在進(jìn)氣凸緣338外面，另一個(gè)管道與三個(gè)分別通向設(shè)在密封環(huán)160中的出口孔176的其它管子連接。該管道足夠深地插入到這 些孔176中以去除收集在槽152中的液體材料。
在側(cè)面390和396的頂部中形成有減重孔294。側(cè)面400和404 每個(gè)都包括相應(yīng)的三個(gè)孔402。孔402用來保持著沖洗管支架510。如 圖37所示，每個(gè)沖洗管支架510包括頸部512、主體514和孔516。 頸部512優(yōu)選通過螺紋接合(未示出螺紋部分)接合著孔402。沖洗管 504通過孔516向下導(dǎo)入到處理腔室16中。這些管子的端部設(shè)置在這 樣的高度處，從而在管子的端部處的噴嘴508能夠大體上水平噴射以 沖洗或以其它方式處理擋板102的下表面106。
優(yōu)選的是，沖洗管504能夠沖洗和干燥擋板102的下表面106以 幫助保持擋板102清潔和干燥。在典型的實(shí)踐模式中，擋板102的清 潔和干燥是在存在工件18的情況下進(jìn)行的，并且至少部分與工件18 的沖洗和干燥共同進(jìn)行以便減小周期時(shí)間。難以去除在下表面106的 外周邊112附近的液滴。結(jié)合到擋板102中的抽吸系統(tǒng)有助于克服這 種困難。
底板408包括孔410，從而螺釘138可以接合在升起突起134中 的螺紋孔道136以將噴頭間隔件382緊固在擋板102上。底板408包 括用于緊固下面作進(jìn)一步說明的中央分配部件的孔412。孔414使得 供應(yīng)管道能夠通向中央分配部件。孔416和418分別裝配在流體入口 構(gòu)件216和240上面。O形環(huán)(未示出)裝配到位于噴頭間隔件382和 噴射桿178之間并且位于噴頭間隔件382和擋板102之間的空腔419 中。
噴頭間隔件382被如此安裝，從而底端420和底板408支撐在噴 射桿178的頂面上，同時(shí)腿部422裝配在擋板102的臂118周圍。腿 部422的外表面424成形為與凹穴124的側(cè)面126相匹配。
噴頭分配構(gòu)件426安裝在豎立支撐件380和在受讓人的共同未決 申請(qǐng)Nos.l和2中所述的"可動(dòng)支撐構(gòu)件"之間。噴頭分配組件426 通常包括底部428和蓋子458。底部428通常包括具有大體上為矩形 的中央孔432的圓形底板430和從中央孔432的邊緣向下伸出的凸緣
34434。凸緣434和孔432其尺寸設(shè)定為裝配在下面支撐噴頭間隔件382 上面。中央孔432提供了用于將管件導(dǎo)向中央噴嘴組件518和噴射桿 178的方Y(jié)更通道。
底板430包括幾個(gè)孔部分，它們有利于噴頭分配組件426的功能 和安裝。在中央孔432的每一側(cè)上，底板430包括用來幫助支撐沖洗 管504并且將它導(dǎo)向處理腔室16的孔444。在底部428周邊周圍的相 對(duì)較大的通孔446用來利用螺釘?shù)葘⒌撞?28安裝在豎立支撐件380 上。相對(duì)較小的螺紋孔道448使得能夠使用螺釘?shù)葘⑸w子458和可動(dòng) 構(gòu)件(未示出，但是在受讓人的共同未決申請(qǐng)中描述的)安裝在底部428 上。
底部428的底板430包括通向中央孔432的一側(cè)的第一區(qū)域450 和設(shè)置在中央孔432的另一側(cè)上的第二區(qū)域454。第一區(qū)域450包括 一組噴嘴開口 452，而第二區(qū)域454包括第二組噴嘴開口 456。
蓋子458通常包括升起的面板460和464。第一和第二腔室462 和466形成在面板460和464與底板430之間。中央孔492覆蓋著底 部428的中央孔432，從而提供了用于將管件導(dǎo)向中央分配噴嘴組件 518和噴射桿178的方便通道。在蓋子458的頂部上，使用槽口 494 和496來在泄漏情況中排泄。
可以將一種或多種處理材料通常為氣體和/或蒸汽提供給噴頭分 配構(gòu)件426并且通過流體入口構(gòu)件468和/或480將它們導(dǎo)入到噴頭分 配構(gòu)件426。流體入口構(gòu)件468包括帶螺紋底部470和張開的連接件 472。供應(yīng)管(未示出)與張開連接件472流體連通并且通過與帶螺紋底 部470螺紋接合的緊固螺母(未示出)保持就位。管道478通向腔室462。 流體入口構(gòu)件480包括帶螺紋底部428和張開的連接件484。供應(yīng)管(未 示出)與張開的連接件484流體連通并且通過與帶螺紋底部482螺紋接 合的緊固螺母(未示出)保持就位。管道4卯通入到腔室466中。
在中央孔492的每一側(cè)上，直接覆蓋著孔444的孔498幫助支撐 沖洗管504并且將它們導(dǎo)向處理腔室16。在蓋子458周邊周圍的相對(duì) 較大的通孔500覆蓋著在底部428上的類似孔446，并且同樣用來利
35用螺釘將蓋子458安裝在豎立支撐件380上。相對(duì)較小的通孔502覆 蓋著螺紋孔道448，并且使得能夠使用螺釘?shù)葘⑸w子458和可動(dòng)構(gòu)件 安裝在底部428上。
在使用中，通過一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)管(未示出)給噴頭分配構(gòu)件426 提供一種或多種處理流體尤其是一種或多種氣流。提供給每個(gè)管子的 處理流體可以是相同的或不同的。這些處理流體分別通過管道478和 490導(dǎo)入到腔室462和466中。在腔室462和466內(nèi)的處理流體壓力 通常相等，從而經(jīng)過噴嘴452和456的氣流是均勾的。優(yōu)選的是，在 噴頭噴嘴上游在腔室462和466內(nèi)的流體的壓力差根據(jù)常規(guī)實(shí)踐理想 地小于通過噴嘴452和456自身的壓降以促進(jìn)這種均勻的氣流。在通 過噴嘴452和456分配時(shí)，所分配的流體通常通過文氏管狀通道352 朝著處理腔室16和工件18流動(dòng)。分配組件IOO還具有將一種或多種 處理流體大體分配到下面工件18的中央上的分配能力。處理流體可以 順序、同時(shí)、按照重疊的方式等分配。在優(yōu)選實(shí)施例中，該能力是通 過分配結(jié)構(gòu)例如中央噴嘴組件518來提供的。為了便于能夠，所示的 中央噴嘴組件518包括兩個(gè)單獨(dú)噴嘴，從而能夠同時(shí)將兩種不同的處 理材料分配到工件18上。當(dāng)然，其它實(shí)施例可以根據(jù)要求只是包括單 個(gè)噴嘴或三個(gè)或更多噴嘴。還有，可以通過兩個(gè)噴嘴分配相同的處理材料。
更詳細(xì)地說，如在圖2-4、 34和35中所示一樣，中央噴嘴組件 518通常包括與在孔524中與噴嘴管522裝配在一起的噴嘴緊固件 520。管子522包括座靠在噴嘴緊固件520的頂部上的張開的連接件 526。供應(yīng)管528與張開的連接件526連接，并且通過緊固螺母530 保持就位。管子522的底端在噴嘴緊固件520下方向下伸出，并且通 常朝著下面工件18的中央。噴嘴緊固件520裝配到噴射桿178的凹穴 204中。螺釘540裝配到噴嘴緊固件520的螺紋孔道532中。
如圖2-4所示，緊固件534和螺釘540用來幫助將噴嘴緊固件520 牢固地保持就位。如圖2-4和36中所示一樣，緊固件534包括裝配在 供應(yīng)管528上面并且支撐著供應(yīng)管528的孔536。緊固件534的孔538裝配有螺釘540。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀該說明書或者通過在這里所披露的 發(fā)明的實(shí)踐可以很容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在不脫離由下面權(quán)利要求限定的本發(fā)明真實(shí)范圍和精神的情況下可 以對(duì)在這里所述的原理和實(shí)施例作出各種刪除、變型和變化。
權(quán)利要求
1. 一種用于處理微電子工件的設(shè)備，它包括a)處理腔室，在處理期間在所述處理腔室中布置有工件；b)遮擋結(jié)構(gòu)，其包括在處理期間疊置在工件上方并且至少部分地覆蓋工件的下表面；以及c)抽吸通道，其以使得在下表面上的液體能夠從擋板的下表面上抽吸回的方式與遮擋結(jié)構(gòu)流體連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述抽吸通道包括抽吸管道，遮擋結(jié)構(gòu)的頂面上的出口之間延伸。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述入口圍繞著所述遮擋結(jié)構(gòu) 的下表面的外周邊分布。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述遮擋結(jié)構(gòu)的頂面還包括圍 繞著遮擋結(jié)構(gòu)的頂面的外周邊延伸的環(huán)型槽，并且所述出口以這樣一 種方式設(shè)置，即，使得通過所述抽吸管道從所述遮擋結(jié)構(gòu)的下表面抽 出的液體離開出口進(jìn)入環(huán)型槽。
5. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述遮擋結(jié)構(gòu)的下表面還包括 從所述遮擋結(jié)構(gòu)的下表面延伸出的環(huán)形邊緣，其中所述環(huán)形邊緣以幫 助將液體收集在下表面的方式設(shè)置在所述遮擋結(jié)構(gòu)的下表面上，使得 能夠通過抽吸管道抽吸回所述液體。
6. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中在所述遮擋結(jié)構(gòu)的下表面和工 件之間的距離沿著朝著遮擋結(jié)構(gòu)的外周邊的方向逐漸變小。
7. —種用于處理微電子工件的設(shè)備，其包括a) 處理腔室，在處理期間在所述處理腔室中布置工件；b) 遮擋結(jié)構(gòu)，其包括具有外周邊的下表面，所述下表面在處理期 間疊置在工件上方并且至少部分覆蓋著工件；c) 一部件，其以用來幫助吸附或者幫助容納位于遮擋結(jié)構(gòu)的下表 面上的液體的方式布置在所述設(shè)備中；d)抽吸通道，其具有以用來使得所吸附或容納的液體能夠從擋板 下表面收回的方式位于所述部件附近的流體入口 。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述部件設(shè)置在遮擋結(jié)構(gòu)的下 表面上，并且所述部件選自凹部、凸起及它們的組合。
9. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述擋板的下表面和所述部件 為親水性的。
10. 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述擋板的下表面由包括石英 的材料制成。
11. 一種處理微電子工件的方法，該方法包括以下步驟a) 將工件放置在設(shè)備的處理腔室中；b) 使得遮擋結(jié)構(gòu)疊置在工件上方，所述遮擋結(jié)構(gòu)包括在處理期間 覆蓋所述工件的至少一部分的下表面；c) 對(duì)所覆蓋的工件進(jìn)行處理，所述處理包括將液體導(dǎo)入到所述處 理腔室中；以及d) 抽吸或燈芯抽吸去除收集在所述遮擋結(jié)構(gòu)下表面上的一部分液體。
12. —種遮擋結(jié)構(gòu)，其包括a) 環(huán)狀體，其下表面與主體的軸線不垂直；以及b) 與下表面流體連通的抽吸或燈芯抽吸通道，其能夠回收在下表 面上的液體。
13. 如權(quán)利要求12所述的遮擋結(jié)構(gòu)，其中所述下表面具有選自錐 形表面、拋物面和多項(xiàng)式表面的表面幾何形狀。
14. 一種用于處理微電子工件的設(shè)備，其包括a) 處理腔室，在處理期間在所述處理腔室中布置有工件；b) 至少一個(gè)噴嘴，其用來將至少一種處理材料的噴射物導(dǎo)入到所 述處理腔室中；以及c) 文氏管狀通道，其用來將至少一種氣體導(dǎo)入到所述處理腔室中。
15. 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，還包括遮擋結(jié)構(gòu)，其具有在處理 期間疊置在工件上方并且至少部分覆蓋著工件的下表面，其中所述遮擋結(jié)構(gòu)具有疊置在工件的中央部分上方的開口通孔，所述文氏管狀通 道與所述通孔流體連通。
16. —種處理微電子工件的方法，該方法包括以下步驟；a) 將工件放置在設(shè)備的處理腔室中；b) 使得遮擋結(jié)構(gòu)疊置在所述工件上方，所述遮擋結(jié)構(gòu)覆蓋著所述 工件的中央部分的開口通孔；c) 將處理材料噴射到所述工件上，所述噴射產(chǎn)生霧；d) 使得文氏管狀通道與所述通孔流體連通；以及e) 在噴射的至少 一部分期間，使得至少 一種氣體以用來幫助將所 述霧容納在處理腔室中的方式流經(jīng)文氏管狀通道。
17. —種處理微電子工件的方法，該方法包括以下步驟a) 在將所述工件布置在具有在噴射期間打開的孔的腔室中時(shí)將至 少一種液體噴射到所述工件上；b) 設(shè)置與所述打開孔流體連通的通道；以及c) 使用流經(jīng)所述通道的氣體來幫助將噴射的液體容納在腔室中。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述通道為文氏管狀通道， 并且所述氣流通過文氏管狀通道加速以幫助將噴射的液體容納在所述 腔室中。
19. 一種用于處理微電子工件的設(shè)備，其包括a) 處理腔室，在處理期間在處理腔室中布置有工件；以及b) 噴射機(jī)構(gòu)，其至少包括用來分配氣體的第一組噴嘴開口和用來 分配液體的第二組噴嘴開口 ，其中所述第 一組噴嘴開口以用來使得分 配的氣體和液體在位于第一和第二組噴嘴開口外面的開放空間中霧化 撞擊的方式相對(duì)于所述第二組噴嘴開口布置，以提供與工件接觸的噴 射物，其中第一和第二組噴嘴開口中的至少一組具有一噴嘴覆蓋區(qū)域， 所述噴嘴覆蓋區(qū)域以用來給噴射物提供大體上從工件中央至少部分橫 跨至工件外周邊的工件上覆蓋區(qū)域的方式延伸越過工件中央，所述噴 射物的在所述工件上的覆蓋區(qū)域的跨距小于所述第一和第二組噴嘴開 口中的至少一個(gè)的噴嘴覆蓋區(qū)域的跨距。
20. 如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述工件具有一半徑，并且 所述噴射物的在所述工件上的覆蓋區(qū)域橫跨所述半徑。
21. 如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述第一和第二組噴嘴開口 的噴嘴覆蓋區(qū)域從工件的外周邊延伸到越過工件中心。
22. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括第三組噴嘴開口，用來分 配液體，其中所述第一、第二和第三組噴嘴開口以用來使得所分配的 氣體和液體在位于所述第一、第二和第三組噴嘴開口外面的開放空間中霧化撞擊的方式相對(duì)于彼此設(shè)置，以便提供與所述工件接觸的噴射 物。
23. —種處理微電子工件的方法，該方法包括以下步驟a) 從第一組噴嘴開口中分配出氣流；b) 從第二組噴嘴開口中分配出液流；以及c) 使得氣流和液流在用來產(chǎn)生出與工件接觸的噴射物的條件下霧 化撞擊，所述工件具有一中心和一半徑；其中噴射物的在工件上的覆蓋區(qū)域大體對(duì)應(yīng)于工件的半徑，并且 所述第一和第二組噴嘴開口中的至少一組的分配覆蓋區(qū)域大于所述噴 射物在工件上的覆蓋區(qū)域，所述覆蓋區(qū)域延伸越過所述工件的中心。
24. —種處理微電子工件的設(shè)備，其包括a) 熱質(zhì)相對(duì)較低的噴射機(jī)構(gòu)，用來將噴射物分配到工件上；以及b) 熱質(zhì)相對(duì)較高的擋板，其疊置在工件上方，所述擋板包括至少 一個(gè)用來將噴射物朝著工件分配的孔。
25. —種處理微電子工件的方法，該方法包括使用如權(quán)利要求24 所述的設(shè)備將材料分配到工件上的步驟。
26. —種用于處理微電子工件的設(shè)備，其包括a) 噴射機(jī)構(gòu)，其包括至少 一組用來將流體材料朝著工件分配的噴 嘴開口；b) 擋板，它包括至少一個(gè)用來將流體材料朝著工件分配的孔；以及c) 設(shè)置在噴射機(jī)構(gòu)和擋板之間的彈性元件。
27. 如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中所述噴射機(jī)構(gòu)具有第一熱膨 脹率，所述擋板具有與第一熱膨脹率不同的第二熱膨脹率；并且所述 彈性元件以用來幫助適應(yīng)在噴射機(jī)構(gòu)和擋板之間的熱膨脹率差異的方 式設(shè)置在噴射機(jī)構(gòu)和擋板之間。
28. —種處理微電子工件的方法，該方法包括使用如權(quán)利要求26 所述的設(shè)備將材料分配到工件上的步驟。
29. —種用于處理微電子工件的設(shè)備，其包括a) 處理腔室，在處理期間在所述處理腔室中布置有工件；b) 遮擋結(jié)構(gòu)，其包括在處理期間疊置在工件上方并且至少部分覆 蓋著工件的下表面，其中所述遮擋結(jié)構(gòu)具有疊置在工件的中央部分上 方的第一孔，所述第一孔是敞開的并且貫通的；c) 噴射機(jī)構(gòu)，其至少包括用來分配氣體的第 一組噴嘴開口和用來 分配液體的笫二組分配開口，其中所述第一組噴嘴開口以用來使得分 配的氣體和液體在位于第 一和第二組噴嘴開口外面的開放空間中霧化 撞擊的方式相對(duì)于所述第二組噴嘴開口設(shè)置，以提供與工件接觸的噴 射物，其中第一和第二組噴嘴開口中的至少 一組的噴嘴覆蓋區(qū)域以用 來給噴射物提供大體上從工件中央至少部分橫跨至工件的外周邊的在 工件上的覆蓋區(qū)域的方式延伸越過工件中央，所述噴射物在所述工件 上的覆蓋區(qū)域的跨距小于所述第一和第二組噴嘴開口中的至少一個(gè)的 噴嘴覆蓋區(qū)域的跨距；d) —部件，其以用來幫助吸附或者幫助容納位于遮擋結(jié)構(gòu)的下表 面上的液體的方式設(shè)在所述設(shè)備中；d)抽吸或燈芯抽吸通道，其與用來使得位于下表面上的液體能夠 從所述遮擋結(jié)構(gòu)的下表面回收的方式與遮擋結(jié)構(gòu)流體連通；以及f)文氏管狀通道，用來將至少一種氣體導(dǎo)入到所述處理腔室中， 其中所述文氏管狀通道與所述遮擋結(jié)構(gòu)的第 一孔流體連通。
30. 如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其中所述遮擋結(jié)構(gòu)還包括至少一 個(gè)用來將噴射物朝著工件分配的第二孔，其中所述噴射機(jī)構(gòu)具有第一 熱膨脹率，所述遮擋結(jié)構(gòu)具有與第一熱膨脹率不同的第二熱膨脹率，并且還包括以用來幫助適應(yīng)在噴射機(jī)構(gòu)和遮擋結(jié)構(gòu)之間的熱膨脹率差 異的方式設(shè)置在噴射機(jī)構(gòu)和遮擋結(jié)構(gòu)之間的彈性元件。
31. 如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其中所述擋板的下表面和所述部 件是親水性的。
32. 如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述擋板的下表面由包括石 英的材料制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于采用一種或多種處理材料來處理微電子工件的工具，所述處理材料包括液體、氣體、流化固體、這些的組合物等。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101484974SQ200780025698
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者A·D·羅斯, D·德科雷克, J·D·柯林斯, T·A·加斯特 申請(qǐng)人:Fsi國(guó)際公司