專利名稱：化學(xué)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過向諸如半導(dǎo)體晶片、光掩膜的玻璃基板、液晶顯示器的玻璃基板或光盤的基板之類的基板表面供給諸如抗蝕劑溶液、顯影劑或沖洗溶液之類的處理溶液對基板進(jìn)行所需處理的化學(xué)處理裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種無需擴(kuò)大裝置便可有效控制處理溶液溫度的技術(shù)。
背景技術(shù)：
上述化學(xué)處理裝置的一種已知實(shí)例為一種旋轉(zhuǎn)涂覆裝置，該裝置可向基板表面運(yùn)送處理溶液，以在其上形成一層薄膜。以下，將參照圖1和圖2描述已知的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置。圖1為已知的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的處理溶液供給臂110的剖視圖。圖2為已知的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的側(cè)視圖。如圖1和圖2所示，這種旋轉(zhuǎn)涂覆裝置包括一轉(zhuǎn)盤100，該轉(zhuǎn)盤100用于以水平狀態(tài)支承并旋轉(zhuǎn)晶片W；以及處理溶液供給臂110，該供給臂110用于向晶片W運(yùn)送處理溶液。
處理溶液供給臂110的近端與一支承塊111相連，并且它的末端連有一噴嘴112，它可沿X、Y和Z方向移動。處理溶液供給臂110具有一個(gè)三重管結(jié)構(gòu)的臂部分113，這種結(jié)構(gòu)包括一處理溶液管114、一溫度控制管115以及一金屬管116。噴嘴112與處理溶液供給臂110的末端相連，它用于向晶片W的表面運(yùn)送處理溶液。處理溶液管114的前端與噴嘴112相連，其另一端與處理溶液源(未圖示)相連。
例如在處理溶液為抗蝕劑溶液的情況下，已知的是，根據(jù)抗蝕劑的溫度，形成在晶片W上的抗蝕劑膜沿晶片W平面方向的厚度是可變化的。因此，旋轉(zhuǎn)涂覆裝置具有圍繞處理溶液管114的溫度控制管115，以調(diào)節(jié)處理溶液管114中的處理溶液的溫度。
具體地說，對于置于處理溶液管114和金屬管116之間的溫度控制管115，一溫度控制水的向前通道117形成在處理溶液管114和溫度控制管115之間，而溫度控制水的返回通道118形成在溫度控制管115和金屬管116之間。從外部恒溫箱供應(yīng)的溫度控制水(即調(diào)節(jié)在恒定溫度的水)沿著處理溶液管114通過向前通道117流向噴嘴112，由此將處理溶液管114中的處理溶液調(diào)節(jié)至預(yù)定溫度。達(dá)到噴嘴112的溫度控制水引入返回通道118中，以流回到恒溫箱。以這種結(jié)構(gòu)，從噴嘴112運(yùn)送出的處理溶液可調(diào)節(jié)至預(yù)定溫度，從而在晶片W的表面上形成厚度均勻的薄膜。
上述傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有下列缺陷。
如圖1和圖2所示，在溫度控制水沿圍繞具有與前端相連的噴嘴112的處理溶液管114的溫度控制管115循環(huán)的情況中，在噴嘴112的移動時(shí)，溫度控制管115的較大直徑僅允許用于處理溶液管114的有限的曲率。因此，晶片W上需要有較大的垂直空間，這使裝置垂直方向不能做得緊湊。
隨著近年來半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)的日益精細(xì)化以及基板直徑的增大，新型的處理溶液被開發(fā)出來，并且目前的基板被供以更多種類的處理溶液。因此，必須為每一種處理溶液提供一種溫度控制管115。管線路徑變得復(fù)雜化。循環(huán)器的數(shù)量也必須增加，以調(diào)節(jié)每個(gè)溫度控制管115中的溫度控制水的溫度。所有這些需要擴(kuò)大而復(fù)雜的裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對本技術(shù)領(lǐng)域的上述情況而做出的，其目的在于提供一種具有緊湊結(jié)構(gòu)的化學(xué)處理裝置，但它又能夠有效地控制處理溶液的溫度。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的可通過一種化學(xué)處理裝置來滿足，該裝置用于通過向一基板的主表面運(yùn)送處理溶液而執(zhí)行預(yù)定的處理，該裝置包括一個(gè)用于向基板的主表面運(yùn)送處理溶液的處理溶液運(yùn)送噴嘴，所述噴嘴包括一與其尖端相鄰的、用于貯存處理溶液的處理溶液容器；以及溫度控制裝置，該裝置用于保持處理溶液容器以通過與處理溶液的熱交換來控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度。
根據(jù)本發(fā)明，相鄰于噴嘴尖端的處理溶液容器被保持成可通熱交換來控制容器中處理溶液的溫度。容器中的溫度受到控制的處理溶液被運(yùn)送到基板以進(jìn)行處理。因此，可以免去使用如傳統(tǒng)裝置中設(shè)置的那種沿處理溶液管延伸的溫度控制管，由此使得處理溶液供給系統(tǒng)更加緊湊。這樣，為處理溶液容器中的處理溶液提供了一種有效的熱交換，從而有效地控制了處理溶液的溫度。
較佳地，溫度控制裝置包括一個(gè)溫度控制容器，該容器用于接納處理溶液運(yùn)送噴嘴以及保持處理溶液容器，從而通過與處理溶液熱交換來控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度。
以這種結(jié)構(gòu)，溫度控制容器可接納處理溶液運(yùn)送噴嘴并且保持處理溶液容器，從而通過與處理溶液的熱交換來控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度。這種結(jié)構(gòu)可以免去使用如傳統(tǒng)裝置中設(shè)置的那種沿處理溶液管延伸的溫度控制管，由此使得處理溶液供給系統(tǒng)更加緊湊。這樣，為處理溶液容器中的處理溶液提供了一種有效的熱交換，從而有效地控制了處理溶液的溫度。
較佳地，溫度控制裝置包括一個(gè)噴嘴溫度控制和移動裝置，該裝置用于保持處理溶液容器，以通過與處理溶液的熱交換來控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度，并且它在保持處理溶液容器的同時(shí)使處理溶液運(yùn)送噴嘴移至基板的主表面上的一預(yù)定位置。
以這種結(jié)構(gòu)，噴嘴溫度控制和移動裝置在保持處理溶液容器的同時(shí)使處理溶液運(yùn)送噴嘴移至基板的主表面上的一預(yù)定位置。因此，這種結(jié)構(gòu)可以免去使用如傳統(tǒng)裝置中設(shè)置的那種沿處理溶液管延伸的溫度控制管，由此使得處理溶液供給系統(tǒng)更加緊湊。這樣，可以為處理溶液容器的處理溶液提供一種有效的熱交換，從而有效地控制處理溶液的溫度。此外，這種結(jié)構(gòu)可有效地避免在噴嘴移至基板的主表面上預(yù)定位置的過程中在處理溶液容器中的處理溶液中發(fā)生的溫度變化。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，化學(xué)處理裝置通過向基板的主表面運(yùn)送一處理溶液而對其進(jìn)行預(yù)定的處理，該裝置包括一處理溶液運(yùn)送噴嘴，該噴嘴包括一個(gè)與其尖端相鄰的、用于貯存處理溶液的處理溶液容器；以及一溫度控制裝置，該裝置用于至少接觸或接近形成處理溶液容器的表面之一的主要部分，從而通過與處理溶液的熱交換來控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度。
根據(jù)本發(fā)明，溫度控制裝置至少接觸或接近形成處理溶液容器的表面之一的一個(gè)主要部分，從而通過熱交換來控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度。容器中溫度受到控制的處理溶液被輸送到基板以進(jìn)行處理。因此，這樣可以免去使用如傳統(tǒng)裝置中設(shè)置的那種沿處理溶液管延伸的溫度控制管，由此使得處理溶液供給系統(tǒng)更加緊湊。此外，可以為處理溶液容器的處理溶液提供一種有效的熱交換，從而有效地控制處理溶液的溫度。
說明書中揭示的發(fā)明還與下列化學(xué)處理方法和化學(xué)處理裝置相關(guān)(1)一種通過向基板的主表面運(yùn)送處理溶液來對其進(jìn)行預(yù)定處理的化學(xué)處理方法，該方法包括一貯存步驟，該步驟用于將處理溶液貯存在與處理溶液運(yùn)送噴嘴的尖端相鄰形成的、用于將處理溶液運(yùn)送到基板主表面的一處理溶液容器中；一溫度控制步驟，該步驟通過與處理溶液的熱交換來保持處理溶液容器并且控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度；以及一運(yùn)送步驟，該步驟用于將所述溫度控制步驟中溫度受到控制的處理溶液運(yùn)送到基板的主表面上。
根據(jù)上述化學(xué)處理方法(1)，處理溶液容器保持為可通過熱交換來控制容器中的處理溶液的溫度。容器中溫度受到控制的處理溶液被運(yùn)送到基板以進(jìn)行處理。因此，這樣可以免去使用如傳統(tǒng)裝置中設(shè)置的那種沿處理溶液管延伸的溫度控制管，由此使得處理溶液供給系統(tǒng)更加緊湊。并且可以為處理溶液容器的處理溶液提供一種有效的熱交換，從而有效地控制處理溶液的溫度。
(2)一種化學(xué)處理裝置，該裝置用于通過向基板的一主表面運(yùn)送處理溶液來對其進(jìn)行預(yù)定的處理，該裝置包括一處理溶液運(yùn)送噴嘴，該噴嘴用于向基板的主表面運(yùn)送處理溶液，該噴嘴包括一個(gè)與其尖端相鄰的用于貯存處理溶液的處理溶液容器；一溫度控制容器，溫度控制容器用于接納處理溶液運(yùn)送噴嘴并且保持處理溶液容器，從而通過與處理溶液的熱交換來控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度；以及一備用容器，所述容器設(shè)置在溫度控制容器之下，用于接納處于溫度控制容器中的處理溶液運(yùn)送噴嘴的排出開孔，并且將備用的排出開孔保持在預(yù)定的氣氛中。
上述化學(xué)處理裝置(2)具有設(shè)置在溫度控制容器之下的備用容器，根據(jù)這種化學(xué)處理裝置，無須擴(kuò)大化學(xué)處理裝置占據(jù)的水平面積即可安裝這些容器。在備用的排出開孔保持在備用容器內(nèi)的預(yù)定的氣氛中時(shí)，處理溶液容器中的處理溶液的溫度可以得到控制。
(3)一種化學(xué)處理裝置，該裝置用于通過向基板的一主表面運(yùn)送處理溶液來對其進(jìn)行預(yù)定的處理，該裝置包括一處理溶液運(yùn)送噴嘴，該噴嘴用于向基板的主表面運(yùn)送處理溶液，該噴嘴包括一個(gè)與其尖端相鄰的用于貯存處理溶液的處理溶液容器；一備用容器，該容器用于接納處理溶液運(yùn)送噴嘴的排出開孔，并且將備用的排出開孔保持在一預(yù)定氣氛中；以及一溫度控制容器，該溫度控制容器獨(dú)立于備用容器，它用于接收處理溶液運(yùn)送噴嘴并且保持處理溶液容器，從而通過與處理溶液的熱交換來控制處理溶液容器中處理溶液的溫度。
根據(jù)上述化學(xué)處理裝置(3)，處理溶液運(yùn)送噴嘴的排出開孔可以備用地保持在備用容器內(nèi)部的預(yù)定氣氛中。下一次使用的處理溶液運(yùn)送噴嘴從備用容器移入溫度控制容器中，這樣，處理溶液容器中的處理溶液的溫度可以在溫度控制容器中得到控制。溫度控制容器的數(shù)量無須與備用容器相當(dāng)。只要提供至少一個(gè)溫度控制容器即足夠了。這就避免了由于設(shè)置多個(gè)溫度控制容器而使裝置復(fù)雜化。
為了說明本發(fā)明，附圖中示出了目前較佳的幾種形式，然而，需理解的是，本發(fā)明不局限于示出的精確的設(shè)置和手段。
圖1為示出了一種傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的處理溶液供給臂的截面圖；圖2為傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的側(cè)視圖；圖3為示出了本發(fā)明第一實(shí)施例中的化學(xué)處理裝置的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的輪廓的平面圖；圖4為圖3示出的化學(xué)處理裝置的側(cè)視圖；圖5A為示出了噴嘴的外觀的立體圖；圖5B為示出了噴嘴的溫度控制表面的立體圖；圖6A為噴嘴的縱剖視圖；
圖6B為噴嘴的側(cè)視圖；圖6C為噴嘴的仰視圖；圖6D為沿圖6A的線B-B剖取的剖視圖；圖7為示出了一噴嘴夾輪廓的平面圖；圖8A為示出了一貯存罐輪廓的立體圖；圖8B為示出了以溫度控制罐的溫度控制部分對噴嘴中的處理溶液容器進(jìn)行溫度控制的分解示圖；圖9A為沿圖3的線A-A剖視的貯存罐的截面圖；圖9B為示出了當(dāng)噴嘴位于貯存罐中時(shí)位于一備用罐中的噴嘴的凸部的分解示圖；圖10為示出了作為本發(fā)明第二實(shí)施例中的化學(xué)處理裝置的一旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的輪廓的平面圖；圖11為示出了作為本發(fā)明第三實(shí)施例中的化學(xué)處理裝置的一旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的輪廓的平面圖；圖1 2為示出了一夾持臂溫度控制單元的輪廓的平面圖；圖13為示出了一噴嘴夾的輪廓的平面圖；圖14A至圖14F為噴嘴的改進(jìn)的處理溶液容器的剖視圖和仰視圖；圖15為一種改進(jìn)的處理溶液容器的剖視圖；圖16為另一種改進(jìn)的處理溶液容器的剖視圖；圖17為示出了一種改進(jìn)的噴嘴夾的剖視圖；圖18為示出了如圖1 7中示出的噴嘴夾的夾持作用的說明性示圖；圖19為示出了第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的一保持臂和一噴嘴的輪廓的立體圖；圖20為示出了近側(cè)的溫度控制的實(shí)例的放大示圖；圖21為示出了一種改進(jìn)的保持臂和噴嘴的輪廓的立體圖；圖22為示出了另一種改進(jìn)的保持臂和噴嘴的輪廓的立體圖；圖23為示出了又一種改進(jìn)的保持臂和噴嘴的輪廓的立體圖；圖24為示出了又一種改進(jìn)的保持臂和噴嘴的輪廓的立體圖；以及圖25為示出了又一種改進(jìn)的保持臂和噴嘴的輪廓的立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
<第一實(shí)施例>
圖3為示出了本發(fā)明第一實(shí)施例中的化學(xué)處理裝置的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的輪廓的平面圖。圖4為該裝置的側(cè)視圖。
在第一實(shí)施例中，將以旋轉(zhuǎn)涂覆裝置作為化學(xué)處理裝置的實(shí)例進(jìn)行描述。旋轉(zhuǎn)涂覆裝置通過以防蝕劑溶液作為處理溶液供給到半導(dǎo)體晶片(以下簡稱為“晶片”)上來執(zhí)行晶片的防蝕處理。
如圖3所示，旋轉(zhuǎn)涂覆裝置包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)處理工位10，該處理工位用于向晶片W旋轉(zhuǎn)涂覆供給的處理溶液；一噴嘴夾30，該噴嘴夾30用于夾持運(yùn)送處理溶液的一噴嘴20；一垂直移動裝置40，該裝置40用于使噴嘴夾30垂直(沿Z軸方向)移動；一Y軸水平移動裝置50，該裝置50用于使噴嘴夾30沿Y軸方向移動；一X軸水平移動裝置60，該裝置60用于使噴嘴夾30沿X軸方向移動；以及一備用工位70，該備用工位用于貯存多個(gè)(例如，在第一實(shí)施例中為六個(gè))噴嘴20。
旋轉(zhuǎn)處理工位10包括一個(gè)轉(zhuǎn)盤11，該轉(zhuǎn)盤用于使晶片W支承在一水平狀態(tài)并在該狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)；一個(gè)中空的防散罩12，該防散罩圍繞著轉(zhuǎn)盤11，用于防止從晶片驅(qū)散出的處理溶液散布到環(huán)境中。防散罩12通過一提升機(jī)構(gòu)(未圖示)垂直移動。在旋轉(zhuǎn)晶片W時(shí)，防散罩12升起以防止供給到晶片W的處理溶液散開到罩12之外。防散罩12內(nèi)部散開由其接納的處理溶液通過一為防散罩12設(shè)置的排出收集結(jié)構(gòu)(未圖示)來收集。
如圖3和圖4所示，用于將不同類型的處理溶液運(yùn)送到晶片W的多個(gè)(例如六個(gè))噴嘴20貯存在備用工位70中。在使用中，選定的一個(gè)噴嘴20從備用工位70移到旋轉(zhuǎn)處理工位10中的晶片W上方的一個(gè)預(yù)定位置，并且處理溶液從噴嘴20尖端的一排出開孔運(yùn)送到晶片W。
以下，將參照圖5和圖6詳細(xì)描述噴嘴20。圖5A為示出了噴嘴20外觀的立體圖。圖5B為示出了噴嘴20的溫度控制表面的立體圖。圖6A為噴嘴20的垂直截面的視圖。圖6B為噴嘴20的側(cè)視圖。圖6C為噴嘴20的仰視圖。圖6D為沿圖6A的線B-B剖取的噴嘴20的剖視圖。
如圖5A所示，噴嘴20具有一個(gè)相鄰其尖端設(shè)置的容器22，該容器22用于貯存通過處理溶液管21供給的固定量的處理溶液。處理溶液容器22的尺寸被設(shè)定成貯存的處理溶液的量至少可供下次運(yùn)送循環(huán)使用。也就是說，下一次運(yùn)送到晶片W的一次使用的處理溶液(例如1到8cm3)被貯存在容器22中，處理溶液通過尖端處的排出開孔25a從容器22運(yùn)送到晶片W。
具體地說，如圖5B所示，噴嘴20的處理溶液容器22是一個(gè)由導(dǎo)熱材料和絕熱材料形成的板式的殼體23。殼體23具有由導(dǎo)熱材料形成的一前板23a和一后板23b。另外，殼體23具有由絕熱材料形成的一頂板23c、一底板23d、一左側(cè)板23e和一左側(cè)板23f。導(dǎo)熱材料例如可以為鋁、銅或碳。當(dāng)使用鋁或銅作為導(dǎo)熱材料時(shí)，與處理溶液接觸的鋁或銅部分可以涂覆一層高度耐化學(xué)制品的材料(例如氟樹脂涂層)。當(dāng)使用碳作為導(dǎo)體材料時(shí)，與處理溶液接觸的碳部分涂有一層高度耐化學(xué)制品的材料(例如金剛石涂層)。
參照圖6A至6C，噴嘴20的處理溶液容器22被上述的板式殼體23覆蓋。如圖6A所示，容器22為曲折的管子24的形式，從而具有較大的單位體積的表面積，由此形成了卷繞的處理溶液通道。處理溶液貯存在曲折的管子24中，其中的量至少可供下次運(yùn)送循環(huán)使用。處理溶液容器22的下端具有一凸部25，并且該凸部25與曲折的管子24相連。排出開孔25a形成在用于運(yùn)送處理溶液的凸部25的尖端處。如圖6D所示，殼體23和曲折管子24之間的空間填充了高導(dǎo)熱性的材料26。
如圖5A所示，噴嘴20具有一個(gè)相鄰于其近端(即在處理溶液容器22上方的位置中)設(shè)置的夾持部分27，以通過噴嘴夾30的一對夾持臂31來夾持。噴嘴20的夾持部分27是由絕熱材料形成的。噴嘴20隨著夾持噴嘴20的夾持部分27的噴嘴夾30而移動。
上述噴嘴20相當(dāng)于本發(fā)明的處理溶液運(yùn)送噴嘴。處理溶液容器22的前板23a和后板23b相當(dāng)于本發(fā)明的熱交換部分。夾持部分27相當(dāng)于本發(fā)明的配合部分。
以下，將參照圖7詳細(xì)描述噴嘴夾30。圖7為噴嘴夾30的輪廓的平面圖。噴嘴夾30包括一對用于夾持噴嘴20的夾持部分27的夾持臂31。夾持臂31被安裝成可沿位于基部32的上表面上的軌道33的Y軸方向相互相向或相反地移動。
與該對夾持臂31的近端相鄰的是一個(gè)用于使夾持臂31相互相向或相反地水平移動的連桿機(jī)構(gòu)34以及一個(gè)用于致動連桿機(jī)構(gòu)34的驅(qū)動缸體35。連桿機(jī)構(gòu)34具有一種四點(diǎn)連桿結(jié)構(gòu)，連桿34a的一端和連桿34b的一端樞軸連接，而連桿34c和連桿34d之間的連接部分與驅(qū)動缸體35的一桿相連。另外，連桿34b和連桿34c之間的連接部分與連桿34a和連桿34c之間的連接部分分別連接到夾持臂31上。當(dāng)驅(qū)動缸體35的桿延伸時(shí)，夾持臂31相互反向地移動以釋放開噴嘴20。當(dāng)驅(qū)動缸體35的桿收縮時(shí)，夾持臂31相互接近以夾持住噴嘴20的夾持部分27。
如圖3和圖4所示，噴嘴夾30與使噴嘴夾30垂直(即沿Z軸方向)移動的垂直移動裝置40相連。垂直移動裝置40包括一個(gè)用于支承噴嘴夾30的支承構(gòu)件41以及一個(gè)使支承構(gòu)件41垂直移動的提升機(jī)構(gòu)42。
提升機(jī)構(gòu)42與用于使噴嘴夾30沿Y軸方向水平移動的Y軸水平移動裝置50的水平移動構(gòu)件51相連。水平移動構(gòu)件51具有的一端與沿Y軸延伸的旋轉(zhuǎn)螺桿52配合。旋轉(zhuǎn)螺桿52可通過驅(qū)動電動機(jī)(未圖示)旋轉(zhuǎn)。這樣，與旋轉(zhuǎn)螺桿52配合的水平移動構(gòu)件51可沿Y軸方向往復(fù)運(yùn)動，由此，垂直移動裝置40和噴嘴夾30也可沿Y軸方向往復(fù)運(yùn)動。
另外，Y軸水平移動裝置50包括一個(gè)滑板61，該滑板的一端與沿X軸延伸的X軸水平移動裝置60的旋轉(zhuǎn)螺桿62配合。旋轉(zhuǎn)螺桿62可通過一驅(qū)動電動機(jī)(未圖示)旋轉(zhuǎn)。隨著旋轉(zhuǎn)螺桿62的轉(zhuǎn)動，滑板61在X軸方向中沿一導(dǎo)向件63往復(fù)運(yùn)動，由此，Y軸水平移動裝置50、垂直移動裝置40和噴嘴夾30也沿X軸方向往復(fù)運(yùn)動。上述噴嘴夾30、垂直運(yùn)動裝置40、Y軸水平移動裝置50和X軸水平移動裝置60構(gòu)成的本發(fā)明的噴嘴移動裝置。
如圖3所示，備用工位70例如包括六個(gè)沿Y軸設(shè)置的貯存罐71，這些將在下文中進(jìn)行描述。這些貯存罐71分別貯存了六個(gè)通過處理溶液管21與處理溶液源(未圖示)相連的噴嘴20，用于供給不同類型的處理溶液。每個(gè)處理溶液管2 1具有一個(gè)電磁閥和一個(gè)與處理溶液源(未圖示)相鄰的連接著的泵(未圖示)。這樣，通過處理溶液管21，預(yù)定量的處理溶液可供給到噴嘴20。
接著，將參照圖8和圖9詳細(xì)描述貯存罐71。圖8A為示出了貯存罐71的輪廓的立體圖。圖8B為示出了帶有溫度控制罐80的溫度控制部分的噴嘴20中的處理溶液容器22的溫度控制的說明性示圖。圖9A為沿圖3的線A-A剖取的貯存罐71的剖視圖。圖9B為示出了當(dāng)噴嘴位于貯存罐71中時(shí)處于備用罐90中的噴嘴20的凸部25。
如圖8A和圖9A所示，每個(gè)貯存罐71包括一個(gè)用于控制噴嘴20的處理溶液容器22的溫度的溫度控制罐80以及一個(gè)用于將噴嘴20的凸部25保持在一溶劑氣氛中的備用罐90。貯存罐71具有一種兩段式結(jié)構(gòu)，其中溫度控制罐80堆疊在備用罐90之上。
首先，對溫度控制罐80進(jìn)行描述。如圖8所示，溫度控制罐80包括一個(gè)用于接納噴嘴20的溫度控制容器本體81以及一對設(shè)置在容器本體81內(nèi)用于將噴嘴20的處理溶液容器22保持在它們之間的溫度控制板82。容器本體81在其頂部和底部開口。噴嘴20通過頂部開口移入容器本體81中。如圖8B所示，當(dāng)噴嘴20移入或移出容器本體81時(shí)，該對溫度控制板82可相互相向移動以在溫度控制時(shí)保持住處理溶液容器22，以及可相互反向移動以釋放開容器22。溫度控制板82的尺寸與處理溶液容器22的熱交換部分(即，前板23a和后板23b)相應(yīng)。溫度控制板82可以比處理溶液容器22的熱交換部分更大。只要容器22的溫度控制沒問題，溫度控制板82也可以比處理溶液容器22的熱交換部分小。
如圖9A所示，該對溫度控制板82具有與其相對表面相連的夾緊板83，它用于與處理溶液容器22接觸。夾緊板83具有與其非夾緊表面相連的珀耳貼元件84，以使其作為熱電冷卻元件。通過熱電冷卻效應(yīng)，珀耳貼元件84可以在短時(shí)間內(nèi)將夾緊板83設(shè)置到預(yù)置溫度。珀耳貼元件84具有水冷卻循環(huán)構(gòu)件85，這些構(gòu)件85設(shè)置在元件84與夾緊板83相反的表面上，它們用于供給冷卻水以消除由珀耳貼元件84產(chǎn)生的熱量。每個(gè)水冷卻循環(huán)構(gòu)件85的一端連有一個(gè)用于向循環(huán)構(gòu)件85內(nèi)供給冷卻水的冷卻水供給管86以及用于排出冷卻水的冷卻水排出管87。冷卻水供給管86和冷卻水排出管87與設(shè)置在外側(cè)的一冷卻水供給器(未圖示)相連。
如圖4所示，在旋轉(zhuǎn)涂覆裝置內(nèi)的預(yù)定位置設(shè)有一個(gè)用于驅(qū)動珀耳貼元件84的控制單元88以及一個(gè)用于向控制單元88供給源電壓的電源89。在每個(gè)溫度控制罐80中的溫度控制板82具有一個(gè)溫度傳感器(例如熱電偶)，而溫度控制罐80的溫度從溫度傳感器傳向控制單元88。每個(gè)噴嘴20的處理溶液容器22也具有一個(gè)溫度傳感器(例如熱電偶)，而處理溶液容器22的處理溶液的溫度從溫度傳感器傳向控制單元88。當(dāng)處理溶液容器22的溫度傳感器(例如熱電偶)設(shè)置成與處理溶液接觸的情況下，傳感器例如可以設(shè)有氟樹脂涂層?？刂茊卧?8將溫度控制罐80中的溫度與處理溶液的溫度相比，并且控制控制向溫度控制板82的珀耳貼元件84提供能量控制，從而將處理溶液設(shè)定到預(yù)定溫度。溫度的差值可以通過測定溫度控制罐80的溫度和處理溶液的溫度來確定，從而以加快的速度來執(zhí)行溫度控制。并且，測得的溫度可更接近處理溶液的實(shí)際溫度。
在溫度控制過程中，噴嘴20設(shè)置在溫度控制罐80中。一對溫度控制板82以預(yù)定的壓力將噴嘴20的處理溶液容器22夾持在它們之間。也就是說，溫度控制板82設(shè)置成在增加的接觸壓力下與處理溶液容器22的前板23a和后板23b接觸。處理溶液容器22中的處理溶液的溫度通過熱交換來控制。上述溫度控制罐80相當(dāng)于本發(fā)明的溫度控制容器。
接著，將描述設(shè)置在溫度控制罐80下的備用罐90。備用罐90包括一個(gè)備用容器本體92，該本體92的上表面中形成有一孔91，該孔91用于接納噴嘴20的凸部25。備用的噴嘴20的凸部25置于一溶劑氣氛中。備用容器本體92形成了一個(gè)位于其下部位置中用于貯存溶劑的溶劑槽93以及一個(gè)位于溶劑槽93上的溶劑空間94。一溶劑供給管95與溶劑空間94相連用于供給溶劑。一排出管96連接到噴嘴20的凸部25下方的備用容器本體92的一個(gè)位置，用于排出從噴嘴20滴出的處理溶液。
當(dāng)噴嘴20從貯存罐71抽出時(shí)，為了阻止溶劑氣氛通過孔91流入溫度控制罐80，備用罐90的接納孔91可以適當(dāng)?shù)亻]合。
因此，當(dāng)噴嘴20如圖9A所示置于貯存罐71中時(shí)，溫度控制罐80中的一對溫度控制板82將處理溶液容器22夾在其間。溫度控制板82的珀耳貼元件84將夾緊板83的溫度調(diào)節(jié)到預(yù)定溫度，由此通過熱交換控制夾在溫度控制板82之間的容器22的溫度。這樣，備用的噴嘴20的處理溶液容器22中的處理溶液可保持在預(yù)定溫度中。噴嘴20的凸部25通過溫度控制罐80下的備用罐90的孔91延伸，從而使其保持在溶劑氣氛中。上述備用罐90相當(dāng)于本發(fā)明的備用容器。
接著，將描述本發(fā)明第一實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的操作。如圖3所示，備用工位70貯存了多個(gè)(第一實(shí)施例中為六個(gè))與處理溶液源(未圖示)相連的噴嘴20，這些噴嘴可通過處理溶液管21提供不同種類的處理溶液。這些噴嘴20是備用的并且設(shè)置在貯存罐71中。
如圖8所示，設(shè)置在貯存罐71中的每個(gè)噴嘴20具有來自處理溶液源(未圖示)通過處理溶液管21供給的處理溶液。這些處理溶液以預(yù)定量貯存在處理溶液容器22中。此外，處理溶液容器22夾在溫度控制罐80中的一對溫度控制板82之間?？刂茊卧?8將溫度控制罐80內(nèi)的溫度與處理溶液容器22中的處理溶液的溫度作比較。根據(jù)比較結(jié)果，控制單元88驅(qū)動溫度控制板82的珀耳貼元件84，從而將處理溶液容器22中的處理溶液控制到預(yù)定溫度。將處理溶液貯存在噴嘴20的處理溶液容器22中的步驟相當(dāng)于本發(fā)明的貯存步驟。夾緊處理溶液容器22并且通過熱交換來控制處理溶液容器22中的處理溶液的溫度相當(dāng)于本發(fā)明的溫度控制步驟。
該旋轉(zhuǎn)涂覆裝置根據(jù)預(yù)定的處理情況選擇一處理溶液供給至晶片W，并且選擇一相應(yīng)的噴嘴20。一旦噴嘴20選定，垂直移動裝置40、Y軸水平移動裝置50以及X軸水平移動裝置60被驅(qū)動，從而使噴嘴夾30朝著選定的噴嘴20的夾部分27移動，而一對夾持臂31打開。
一對夾持臂31被驅(qū)動而夾持住噴嘴20的夾持部分27。而后，垂直移動裝置40被驅(qū)動使被夾持的噴嘴20上升，并且Y軸水平移動裝置50和X軸水平移動裝置60被驅(qū)動使噴嘴20移動至旋轉(zhuǎn)處理工位10中的晶片W上的預(yù)定位置，例如晶片W中心上的一個(gè)位置。
處于晶片W上方預(yù)定位置中的噴嘴20將調(diào)節(jié)于預(yù)定溫度的處理溶液容器22中的處理溶液運(yùn)送至晶片W的表面。而后，晶片W被旋轉(zhuǎn)，以將晶片W表面上的處理溶液蔓延開。調(diào)節(jié)至預(yù)定值的處理溶液的溫度可有效地阻止薄膜的厚度由于處理溶液不適當(dāng)?shù)臏囟榷兓?。將溫度受控制的處理溶液運(yùn)送到晶片主要表面的步驟相當(dāng)于本發(fā)明的運(yùn)送步驟。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置，其中置有噴嘴20的溫度控制罐80夾緊處理溶液容器22，并且通過熱交換來控制容器22中的處理溶液的溫度。這種結(jié)構(gòu)省卻了如圖1中示出的傳統(tǒng)裝置中設(shè)有的沿處理溶液管114延伸的溫度控制管115。本實(shí)施例中的裝置僅需要較小的處理溶液供給系統(tǒng)，并且可為處理溶液容器22中的處理溶液提供有效的熱交換，從而有效地控制處理溶液的溫度。
更具體地說，盡管傳統(tǒng)裝置在每個(gè)處理溶液系統(tǒng)中包括一個(gè)溫度控制的雙管結(jié)構(gòu)(帶有溫度控制管115)，但本實(shí)施例中的裝置無需這種結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中的裝置需要較少數(shù)量的構(gòu)造步驟以及較少數(shù)量的組件。噴嘴的管子可以具有較小的直徑，也就是說，僅需設(shè)置處理溶液管21。每個(gè)處理溶液管21在噴嘴移動時(shí)可以具有較大的曲率，由此，裝置可以具有較小的垂直尺寸。在多噴嘴的系統(tǒng)中，噴嘴例如沿Y軸方向設(shè)置。然而，由于現(xiàn)在省卻了控制溫度的雙管，因此，可以減小橫向間隙(沿Y軸方向的)。
在傳統(tǒng)的裝置中，恒定溫度的水被供給到每個(gè)處理溶液系統(tǒng)的控制溫度的雙管中，從而控制若干升水的溫度，這些水用于控制一次運(yùn)送的若干立方厘米的處理溶液。本實(shí)施例中的裝置僅控制處理溶液容器22中的若干立方厘米的溫度。這將顯著減少溫度控制中所消耗的能量。由于僅處理溶液容器22中的處理溶液的溫度受到控制，因此，在極短的時(shí)間內(nèi)便可實(shí)現(xiàn)溫度的改變。
該裝置包括用于保持噴嘴20并可將其移至晶片W的主要表面上的預(yù)定位置的噴嘴移動裝置(該裝置包括噴嘴夾30、垂直移動裝置40、Y軸水平移動裝置50和X軸水平移動裝置60)。噴嘴20具有可由噴嘴夾30夾持的夾持部分27，它設(shè)置在除可被夾緊在溫度控制罐80中的處理溶液容器22的熱交換部分(前板23a和后板23b)以外的位置中，并且夾持部分27是由一絕熱材料形成的。因此，噴嘴移動裝置不會與熱交換部分接觸，從而減少了噴嘴移動裝置和處理溶液容器22之間的熱交換，并且減少了容器22中的處理溶液的溫度的變化。
處理溶液容器22例如是為曲折管子24的形式。這種結(jié)構(gòu)具有的單位體積的表面積更大，從而可加速熱交換。
此外，處理溶液容器22的尺寸被設(shè)置成可貯存下一次運(yùn)送循環(huán)中使用的量的處理溶液。由于僅對下一次運(yùn)送所需的處理溶液的最小量進(jìn)行處理，因此，可以快速地實(shí)現(xiàn)熱交換。
<第二實(shí)施例>
以下，將參照圖10描述第二實(shí)施例。圖10為示出了為本發(fā)明第二實(shí)施例的化學(xué)處理裝置的一旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的輪廓的平面圖。
在上述第一實(shí)施例中，備用工位70包括六個(gè)貯存罐71，每個(gè)貯存罐71具有設(shè)置兩個(gè)垂直階段中的溫度控制罐80和備用罐90。在第二實(shí)施例中，備用工位70僅包括六個(gè)備用罐90，而一單個(gè)的溫度控制罐80獨(dú)立于備用罐90設(shè)置。與第一實(shí)施例中相同的零件以相同的標(biāo)號表面，并且不再特別進(jìn)行描述。
第二實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的特點(diǎn)是，單個(gè)溫度控制罐80獨(dú)立于六個(gè)備用罐90設(shè)置。
接著，將描述第二實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的操作。備用工位70貯存了六個(gè)與處理溶液源(未圖示)相連的噴嘴20，這些溶液源供通過處理溶液管21供給不同類的處理溶液。每個(gè)噴嘴20都是備用的，其凸部25延伸通過備用罐90的接納孔91。
如圖10所示，噴嘴夾30夾持了從處于備用工位70的備用的六個(gè)噴嘴20中選出的一個(gè)噴嘴20，并且將此噴嘴20置于單個(gè)溫度控制罐80中。溫度控制罐80可控制噴嘴20的處理溶液容器22中的處理溶液的溫度。當(dāng)通過溫度控制罐80控制容器22中的處理溶液的溫度之后，噴嘴夾30可夾持溫度控制罐80中的噴嘴20，并且使其移至旋轉(zhuǎn)處理工位10中的晶片W上的預(yù)定位置中。而后，噴嘴20將溫度受控的處理溶液運(yùn)送到晶片W。當(dāng)處理溶液運(yùn)送到晶片W處之后，通過噴嘴夾30使噴嘴20移至備用工位70中的相應(yīng)的備用罐90。晶片W可通過溫度受控的處理溶液來接受預(yù)定的處理。
如上所述，根據(jù)第二實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置，噴嘴20的排出開孔25a可以在備用罐90的預(yù)定氣氛中保持備用狀態(tài)，而一個(gè)選用的噴嘴從其備用罐90移至溫度控制罐80。處理溶液容器22中的處理溶液可以通過溫度控制罐80來控制。無需提供與備用罐90數(shù)量相當(dāng)?shù)臏囟瓤刂乒?0。如果提供至少一個(gè)溫度控制罐80便足以達(dá)到目的。這樣，就可以避免由于提供多種溫度控制罐80而導(dǎo)致裝置復(fù)雜化。
<第三實(shí)施例>
參照圖11至圖13將描述第三實(shí)施例。圖11是本發(fā)明第三實(shí)施例中的化學(xué)處理裝置的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的輪廓的平面示圖。圖12為示出了夾持臂溫度控制單元97的輪廓的平面示圖。圖13為示出了一噴嘴夾30的輪廓的平面圖。
在上述第二實(shí)施例中，備用工位70包括六個(gè)備用罐90，而單個(gè)的溫度控制罐80獨(dú)立于備用罐90設(shè)置。噴嘴夾30夾持了每個(gè)噴嘴20的夾持部分27。在第三實(shí)施例中，如圖11所示，一個(gè)用于控制噴嘴夾30的夾持臂31的夾持臂溫度控制單元獨(dú)立于溫度控制罐80設(shè)置。如圖13所示，噴嘴夾30的夾持臂3 1夾持住每個(gè)噴嘴20的處理溶液容器22的熱交換部分(前板23a和后板23b)。與第一和第二實(shí)施例中相同的零件以相同的標(biāo)號表示，此處不再作特定的描述。
如圖11所示，第三實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的特點(diǎn)在于，用于控制噴嘴夾30的夾持臂31的夾持臂溫度控制單元97獨(dú)立于溫度控制罐80設(shè)置。如圖12所示，夾持臂溫度控制單元97包括一對溫度控制板98，它們與一對用于控制夾持臂31溫度的噴嘴夾30的夾持臂31接觸。每個(gè)溫度控制板98包括一個(gè)用于接一個(gè)夾持臂31的接觸板99以及與上述第一實(shí)施例中相同的珀耳貼元件84和冷卻水循環(huán)構(gòu)件85。上述夾持臂溫度控制單元97相當(dāng)于本發(fā)明的保持件溫度控制容器。
如圖13所示，這對夾持臂31包括用于夾持各個(gè)噴嘴20的處理溶液容器22的熱交換部分(前板23a和后板23b)的導(dǎo)熱構(gòu)件31a，以及不夾持熱交換部分的絕熱構(gòu)件31b，導(dǎo)熱構(gòu)件31a和絕熱構(gòu)件31b相互連接。這種結(jié)構(gòu)避免了導(dǎo)熱構(gòu)件31a和絕熱構(gòu)件31b之間的熱傳遞。上述的一對夾持臂31相當(dāng)于本發(fā)明的保持件。
由于各個(gè)噴嘴20的處理溶液容器22的熱交換部分(前板23a和后板23b)由這對夾持臂31夾持，因此，第三實(shí)施例中的噴嘴20不包括如圖5A所示的夾持部分27。
接著，將描述第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的操作。備用工位70貯存了六個(gè)噴嘴20，這些噴嘴與通過處理溶液管21供給不同類型的處理溶液的處理溶液源(未圖示)相連。每個(gè)噴嘴20處理備用狀態(tài)，其中的凸部25延伸通過備用罐90的接納孔91。
如圖11所示，噴嘴夾30夾持住從備用工位70中的備用的六個(gè)噴嘴20中選出的一個(gè)噴嘴20的處理溶液容器22的熱交換部分(前板23a和后板23b)，并且將該噴嘴20設(shè)置到單個(gè)溫度控制罐80中。當(dāng)噴嘴夾30釋放開溫度控制罐80中的噴嘴20后，噴嘴夾30移入夾持臂溫度控制單元97中。噴嘴夾30的這對夾持臂31被設(shè)置成與夾持臂溫度控制單元97接觸。溫度控制罐80可將噴嘴20的處理溶液容器22內(nèi)的處理溶液控制到一預(yù)定溫度。夾持臂溫度控制單元97以溫度控制板98將噴嘴夾30的夾持臂31控制到與處理溶液容器22內(nèi)的處理溶液相同的溫度。
當(dāng)通過溫度控制罐80對處理溶液罐22內(nèi)的處理溶液進(jìn)行溫度控制且噴嘴夾30的夾持臂31進(jìn)行溫度控制之后，噴嘴夾30的這對夾持臂31夾持住貯存在溫度控制罐80中的噴嘴20的處理溶液容器22的熱交換部分(前板23a和后板23b)。噴嘴20移至旋轉(zhuǎn)處理工位10內(nèi)晶片W上的預(yù)定位置。而后，噴嘴20將溫度受到控制的處理溶液運(yùn)送到晶片W。當(dāng)噴嘴20運(yùn)送到晶片W之后，噴嘴20通過噴嘴夾30移至備用工位70中的相應(yīng)備用罐90。晶片W可通過溫度受到控制的處理溶液接受預(yù)定處理。
如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置，噴嘴20的處理溶液容器22的溫度通過溫度控制罐80來控制，而溫度由夾持臂溫度控制單元97控制的噴嘴夾30的這對夾持臂31保持處理溶液容器22，從而使噴嘴20移至晶片W的主表面上方的預(yù)定位置。這種結(jié)構(gòu)有效地避免了在將噴嘴20移至晶片W的主表面上方預(yù)定位置的過程中處理溶液容器22中的處理溶液的溫度發(fā)生變化。
本發(fā)明不局限于第一至第三實(shí)施例，它還可以作如下變化(1)在上述第一和第二實(shí)施例中，每個(gè)噴嘴20的夾持部分27是由絕熱材料形成的。絕熱構(gòu)件也可以設(shè)置在處理溶液容器22和噴嘴20的夾持部分27之間，即，可以設(shè)置在用作熱交換部分和夾持部分27的前板23a和后板23b之間，以防止處理溶液容器22和夾持部分27之間的熱傳遞。
(2)在上述各個(gè)實(shí)施例中，晶片W保持在固定位置，而噴嘴20移動。本發(fā)明也可用于晶片W從一個(gè)位置移向另一個(gè)位置的情況。
(3)在上述的各個(gè)實(shí)施例中，備用工位70包括用于六個(gè)噴嘴20的六個(gè)備用罐90。也可以僅設(shè)置一個(gè)噴嘴20或六個(gè)以上的噴嘴20。
(4)在上述各個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，各個(gè)噴嘴20的處理溶液容器22由板形構(gòu)成。如圖14A和圖14B所示，也可以使用圓形管的處理溶液容器22A。這種處理溶液容器22A的形狀設(shè)置成圓柱形。另外，如圖14C和圖14D所示，也可以使用一種雙管結(jié)構(gòu)的處理溶液容器22B。這種處理溶液容器22B具有一個(gè)安裝在內(nèi)部的嵌套28，從而提供了更大的單位體積表面積，其中帶有相鄰于外壁貯存的處理溶液。這種結(jié)構(gòu)可更有效地執(zhí)行容器22B中的處理溶液的熱交換。如圖14E和圖14F所示，也可以使用盤管型的處理溶液容器22C。這種處理溶液容器22C具有一個(gè)螺旋管29，以提供更大的單位體積表面積，用于實(shí)現(xiàn)以更大的效率來執(zhí)行容器22B內(nèi)的處理溶液的熱交換。
(5)在上述各個(gè)實(shí)施例中，如圖9A所示，為了消除珀耳貼元件84中產(chǎn)生的熱，相鄰于溫度控制罐81中的溫度控制板82的珀耳貼元件設(shè)置了冷卻水循環(huán)構(gòu)件85。用于供給冷卻水的冷卻水循環(huán)構(gòu)件85也可以由冷卻氣體循環(huán)裝置或散熱片來代替。
(6)在上述各個(gè)實(shí)施例中，如圖9A所示，噴嘴20的溫度控制表面(前板23a和后板23b)由溫度控制罐81中的溫度控制板82直接接觸?；蛘?，可以在接觸或相互相鄰的溫度控制板82和噴嘴20的溫度控制表面之間的界面中設(shè)置一高導(dǎo)熱性的凝膠狀物質(zhì)或磁性流體，以減小接觸熱阻并提高熱交換率。另外，在第三實(shí)施例中，高導(dǎo)熱性的凝膠狀物質(zhì)或磁性流體可以設(shè)置在相互接觸或相鄰的夾持臂31和溫度控制板82之間的界面中，以減小接觸熱阻并提高熱交換率。
(7)如圖6A和14D所示，在上述各個(gè)實(shí)施例中的處理溶液容器22具有填充在殼體23和圓形截面的曲折管子24之間的空間中的高導(dǎo)熱性的材料26。如圖1 5所示，也可以使用帶有方形截面的曲折的管子24A來消除殼體23和內(nèi)部管之間的空間，即，以高導(dǎo)熱性的材料26來填充的這些空間。
(8)在上述各個(gè)實(shí)施例中，如圖6A所示，處理溶液容器22中的曲折的管子24形成了一個(gè)沿從頂部到底部的蜿蜒路線的處理溶液通道?；蛘?，如圖16所示，處理溶液容器22可以包括一個(gè)通道24A，該通道24A將處理溶液引向一下部位置，而后引向一個(gè)比下部位置更高的上部位置，接著再向下以使其從排出開孔排出。以如圖6A所示的處理溶液容器22中的曲折的管子24，處理溶液可以在重力的作用下以比預(yù)定的供給速度更快的速度下落，并且無意地將空氣引入管子24中。在如圖16所示的結(jié)構(gòu)中，通道24A使處理溶液一次流向容器22中的下部位置，而后從那里向上流動。這種流動模式可以減少空氣混入處理溶液中的可能性。這種結(jié)構(gòu)也可以用于圖14A至圖14F中示出的各種處理溶液容器。
(9)上述各個(gè)實(shí)施例采用溫度控制罐80作為溫度控制裝置，它通過夾緊處理溶液容器22進(jìn)行熱交換來控制處理溶液容器22中的處理溶液的溫度。除使用溫度控制罐80之外，如圖17所示，一噴嘴夾30A的一對夾持臂31可分別具有溫度控制板82，用于將處理溶液容器22夾緊在其間，并且通過熱交換來控制處理溶液容器22中的處理溶液的溫度。在上述第一實(shí)施例中，每個(gè)溫度控制板82包括一夾緊板83、一珀耳貼元件84、一冷卻水循環(huán)構(gòu)件85、一冷卻水供給管86以及一冷卻水排出管87。如圖18所示，噴嘴夾30A的這對夾持臂31夾持住噴嘴20的處理溶液容器22的熱交換部分(前板23a和后板23b)，并且通過熱交換來控制處理溶液容器22中的處理溶液的溫度。圖17和圖18中示出的噴嘴夾30A相當(dāng)于本發(fā)明的噴嘴溫度控制和移動裝置。
在這種情況中，如圖17所示，當(dāng)噴嘴夾30A夾持住處理溶液容器22時(shí)，噴嘴夾30A使噴嘴20移至晶片W的主表面上的預(yù)定位置。這種結(jié)構(gòu)省卻了如傳統(tǒng)裝置中設(shè)置的沿處理溶液管延伸的溫度控制管，由此，僅需要小型的處理溶液供給系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)了處理溶液容器22中的處理溶液有效的熱交換，從而有效地控制處理溶液的溫度。
(10)在上述各個(gè)實(shí)施例中，熱交換發(fā)生在處理溶液容器22的兩個(gè)表面(前板23a和后板23b)?；蛘撸瑹峤粨Q也可以在處理溶液容器22的所有主表面上實(shí)現(xiàn)(例如，由導(dǎo)熱材料形成的左側(cè)板23e及右側(cè)板23f以及前板23a和后板23b)。在處理溶液容器22A-22C具有如圖14所示的圓柱形周邊的情況下，可以使用具有與容器22A-22C的周邊結(jié)構(gòu)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的溫度控制板或者通過具有與容器22A-22C的周邊結(jié)構(gòu)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)溫度控制。
(11)上述各實(shí)施例是以旋轉(zhuǎn)涂覆裝置為例進(jìn)行描述的。但本發(fā)明不僅局限于這種裝置，而是還可用于非旋轉(zhuǎn)型的涂覆裝置。本發(fā)明可應(yīng)用于各類通過向需被處理的基板表面運(yùn)送適合的處理溶液(如顯影劑、沖洗溶液等)來執(zhí)行對基板的處理(例如顯影、清洗等)的化學(xué)處理裝置。
(12)在上述各實(shí)施例中，珀耳貼元件84被用于溫度控制板82?；蛘撸缈梢允箿囟瓤刂扑畤@溫度控制板82循環(huán)。
(13)在第二和第三實(shí)施例中，噴嘴20的處理溶液容器22移入溫度控制罐80中。相反，為了執(zhí)行溫度控制，溫度控制罐80可以移到下次使用的噴嘴20的處理溶液容器22的備用位置。
<第四實(shí)施例>
以下將描述與上述實(shí)施例不同的一實(shí)施例，在此實(shí)施例中，處理溶液容器22的溫度通過吸附、夾持或其它裝置來控制。
(1)真空吸附參照圖19。圖19為示出了本實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置中的保持臂和噴嘴的輪廓的立體圖。相同的標(biāo)號用來表示與上述實(shí)施例中相同的零件，并且此處不再加以特定描述。
噴嘴保持件30B包括一個(gè)與元件31a的末端相連的保持臂31A。該保持臂31A具有上述溫度控制板82的功能，并且它具有一個(gè)形成在表面中用于與噴嘴20接觸的吸附縫31A1。用于接觸噴嘴20的保持臂31A的表面(溫度控制板82)的尺寸基本與形成噴嘴20的處理溶液容器22的兩個(gè)大面積部分之一相應(yīng)。
上述噴嘴保持件30B相當(dāng)于本發(fā)明中的噴嘴溫度控制和移動裝置。
當(dāng)一吸附力從一真空泵或其它吸附源(未圖示)施加到吸附縫31A1上時(shí)，噴嘴保持件30B被移至噴嘴20，以吸附處理溶液容器22并控制容器22中的處理溶液的溫度。
因此，同樣通過接觸形成處理溶液容器22一部分的大面積部分，容器22中的處理溶液溫度通過熱交換得以控制。容器22中的溫度受到控制的處理溶液被輸送到晶片W以進(jìn)行處理。因此，可以免去如傳統(tǒng)裝置中設(shè)置的沿處理溶液管延伸的溫度控制管，由此，使得處理溶液供給系統(tǒng)更為緊湊。此外，提供了在處理溶液容器22中的處理溶液的有效的熱交換，以有效地控制處理溶液的溫度。
如圖20所示，溫度控制板82上可以形成凸部31A2，從而使溫度控制板82與處理溶液容器22稍稍隔開，而不是面對面的接觸。即使有這樣微小的間隔，也可以實(shí)現(xiàn)溫度控制。較佳地，凸部31A2的高度例如為0.1到0.3mm。這種程度的間隔可確保充分溫度控制的可靠性。
上述凸部可以形成在處理溶液容器22上，而不是形成在溫度控制板82上。
(2)磁性吸附參照圖21。圖21為示出了本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置中的一改進(jìn)的保持臂和一噴嘴的輪廓的立體圖。
在本實(shí)例中，保持臂31B具有溫度控制板82的功能，它包括設(shè)置在與噴嘴20相對的表面上的磁場產(chǎn)生元件31A3。該磁場產(chǎn)生元件31A3例如為永磁鐵或電磁鐵。在這種情況下，處理溶液容器22的接觸表面由磁性材料形成。用于接觸噴嘴20的保持臂31B(溫度控制板82)的表面的大小與形成噴嘴20的處理溶液容器22的兩個(gè)大面積部分之一基本相應(yīng)。
當(dāng)磁場產(chǎn)生元件31A3產(chǎn)生磁力時(shí)，噴嘴保持件30B移至噴嘴20，以通過磁力吸附住處理溶液容器22并且控制容器22中的處理溶液的溫度。
(3)挖鏟參照圖22。圖22為示出了本實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置的一改進(jìn)的保持臂和一噴嘴的輪廓的立體圖。
本實(shí)施例中的噴嘴20與上述實(shí)施例中的不同之處在于，處理溶液容器22的形狀是平坦的(水平延伸的)，并且在其底面的一角處形成有一凸部25。一保持臂3 1C包括具有較大面積的上表面。該面積的大小足以至少與構(gòu)成處理溶液22的一個(gè)表面的主要部分接觸。為了避免與凸部25干涉，保持臂31C的溫度控制板82的面積比處理溶液容器22的大面積部分稍小。
以這種結(jié)構(gòu)，噴嘴保持件30B從下將噴嘴20鏟起，并且在控制噴嘴20的溫度的同時(shí)將噴嘴20移至一預(yù)定位置。
溫度控制板82可以包括用于防止噴嘴20側(cè)向偏位的停止件。
(4)從上真空吸附參照圖23。圖23為示出了本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置中的一改進(jìn)的保持臂和一噴嘴的輪廓的立體圖。
本實(shí)施例相當(dāng)于上述結(jié)構(gòu)(1)和(3)的結(jié)合。也就是說，如上述結(jié)構(gòu)(1)，保持臂31D的下表面中形成有一吸附縫31A1。噴嘴20和噴嘴保持件30B與上述結(jié)構(gòu)(3)中的類似，但它們的垂直關(guān)系作了對換。
當(dāng)吸附力施加到吸附縫31A1上時(shí)，噴嘴保持件30B從上移至噴嘴20，從而吸附住噴嘴20的上表面并且在控制噴嘴20的溫度的同時(shí)將噴嘴20移至預(yù)定位置。
除真空吸附外，也可以采用上述結(jié)構(gòu)(2)中的磁性吸附。
(5)鉸接對參照圖24。圖24為示出了本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置中的一改進(jìn)的保持臂和一噴嘴的輪廓的立體圖。
噴嘴20的形狀為圓柱形，它包括形成在其下表面中的凸部25。一保持臂31E包括一對臂構(gòu)件31E1和31E2，而溫度控制板82安裝在內(nèi)部并且形成了一個(gè)孔，該孔的直徑比噴嘴20的短軸外徑稍大。這對臂構(gòu)件31E1和31E2鉸接在一起，用于相互相對地打開及閉合。
以這種結(jié)構(gòu)，這對臂構(gòu)件31E1、31E2打開，朝噴嘴20移動，閉合以將噴嘴20保持在其中，并且控制處理溶液的溫度。
溫度控制板82無需圍繞噴嘴20的整個(gè)周邊表面，但可以包圍其中的大部件。
(6)止動類型參照圖25。圖25示出了本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)涂覆裝置中的一改進(jìn)的保持臂和一噴嘴的輪廓的立體圖。
包括處理溶液容器22的噴嘴20為一種倒轉(zhuǎn)錐形，該錐形的下端形成有一凸部25。一保持臂31F為盒形，它包括一溫度控制板82，該控制板形成在其上表面中心并且沿比噴嘴20的外部結(jié)構(gòu)稍大的倒轉(zhuǎn)錐形向下延伸。溫度控制板82的下端形成有一開孔，該開孔用于接納噴嘴20的凸部25。
以這種結(jié)構(gòu)，保持臂31F定位在噴嘴20的之下。當(dāng)保持臂31F上升時(shí)，溫度控制板82與噴嘴20接觸。以這種方式，保持臂31在控制噴嘴20中的處理溶液的溫度同時(shí)使噴嘴20移至一預(yù)定位置。
本發(fā)明不局限于上述第四實(shí)施例，而是可如下進(jìn)行改變。
除了使用帶有溫度控制功能的保持臂之外，也可以設(shè)置一個(gè)具有此功能的罐。罐中的溫度控制板82可以設(shè)置成與形成處理溶液容器22的一個(gè)表面的至少主要部分接觸或相鄰，而不是夾緊整個(gè)處理溶液容器22。
這種結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生與上述采用具有溫度控制功能的保持臂的情況相同的溫度控制效果。
在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本發(fā)明可以其他特定的形式來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)以所附權(quán)利要求而不是上述說明來作為本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)處理裝置，所述裝置通過向基板的主表面運(yùn)送處理溶液而進(jìn)行預(yù)定的處理，所述裝置包括一用于向基板的主表面運(yùn)送處理溶液的處理溶液運(yùn)送噴嘴，所述噴嘴包括一與其尖端相鄰的、用于貯存處理溶液的處理溶液容器；以及溫度控制裝置，所述裝置保持所述處理溶液容器以通過與處理溶液的熱交換來控制所述處理溶液容器中的處理溶液的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述溫度控制裝置包括一溫度控制容器，所述溫度控制容器用于接納所述處理溶液運(yùn)送噴嘴并保持所述處理溶液容器，從而通過與處理溶液的熱交換來控制所述處理溶液容器中處理溶液的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述溫度控制裝置包括噴嘴溫度控制和移動裝置，該裝置用于保持所述處理溶液容器，從而通過與處理溶液的熱交換來控制所述處理溶液容器中的處理溶液的溫度，并且在保持住所述處理溶液容器的同時(shí)使所述處理溶液運(yùn)送噴嘴向基板的主表面上的預(yù)定位置移動。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括噴嘴移動裝置，所述裝置使所述處理溶液運(yùn)送噴嘴移至基板主表面上方的一預(yù)定位置中；其中，所述處理溶液運(yùn)送噴嘴具有一個(gè)配合部分，所述配合部分設(shè)置在除由所述溫度控制容器保持的所述處理溶液容器的熱交換部分之外的一個(gè)位置中；一絕熱構(gòu)件，所述絕熱構(gòu)件設(shè)置在熱交換部分和配合部分之間或設(shè)置在配合部分上。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括噴嘴移動裝置，所述噴嘴移動裝置具有一用于夾持所述處理溶液容器的保持件，所述噴嘴移動裝置使所述處理溶液運(yùn)送噴嘴移至基板主表面上的一預(yù)定位置中，所述保持件夾持所述處理溶液容器；以及一保持件溫度控制容器，所述容器獨(dú)立于所述溫度控制容器設(shè)置，它用于接納所述保持件并控制所述保持件的溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理溶液容器的形狀被設(shè)定成具有較大的單位體積表面積。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理溶液容器的尺寸被設(shè)定為可貯存下一次運(yùn)送循環(huán)中使用的一定量的處理溶液。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述處理溶液容器的尺寸被設(shè)定為可貯存下一次運(yùn)送循環(huán)中使用的一定量的處理溶液。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理溶液容器包括一個(gè)通道，所述通道將處理溶液引向下部位置中，而后引向比下部位置高的一上部位置中，再向下從排出開孔送出。
10.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述處理溶液容器包括一個(gè)通道，所述通道將處理溶液引向下部位置中，而后引向比下部位置高的一上部位置中，再向下從排出開孔送出。
11.一種化學(xué)處理裝置，所述裝置通過向基板的主表面運(yùn)送處理溶液而進(jìn)行預(yù)定的處理，所述裝置包括一處理溶液運(yùn)送噴嘴，所述噴嘴包括一個(gè)與其尖端相鄰的用于貯存處理溶液的處理溶液容器；以及溫度控制裝置，所述裝置用于接觸或接近形成所述處理溶液容器的表面之一的于少一主要部分，從而通過與處理溶液的熱交換來控制所述處理溶液容器內(nèi)的處理溶液的溫度。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述溫度控制裝置包括一個(gè)溫度控制容器，所述溫度控制容器接納所述處理溶液運(yùn)送噴嘴以控制所述處理溶液容器內(nèi)的處理溶液的溫度。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述溫度控制裝置包括噴嘴溫度控制和移動裝置，所述噴嘴溫度控制和移動裝置在保持所述處理溶液容器的同時(shí)使所述處理溶液運(yùn)送噴嘴移至基板主表面上的預(yù)定位置中。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴溫度控制和移動裝置被設(shè)置成通過真空吸附來保持所述處理溶液容器。
15.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴溫度控制和移動裝置被設(shè)置成通過磁力來保持所述處理溶液容器。
16.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴溫度控制和移動裝置被設(shè)置成通過挖鏟動作來保持所述處理溶液容器。
17.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴溫度控制和移動裝置被設(shè)置成通過磁力向上吸引所述處理溶液容器來保持所述處理溶液容器。
18.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述處理溶液容器的形狀為倒轉(zhuǎn)的錐形，所述噴嘴溫度控制和移動裝置被設(shè)置成可使所述處理溶液容器保持在一開孔內(nèi)，所述開孔的形狀被設(shè)定成可配合在倒轉(zhuǎn)的錐形上。
19.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴溫度控制和移動裝置包括兩個(gè)鉸接部件，所述鉸接部件可相互相對打開及閉合以保持所述的處理溶液容器。
20.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述處理溶液容器的溫度控制部分或所述溫度控制裝置的溫度控制部分上形成有若干凸部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)處理裝置，該裝置用于通過向基板的主表面運(yùn)送處理溶液而對其進(jìn)行預(yù)定處理。該裝置包括一個(gè)用于向基板的主表面運(yùn)送處理溶液的處理溶液運(yùn)送噴嘴。該噴嘴具有一個(gè)與其尖端相鄰用于貯存處理溶液的處理溶液容器。一溫度控制裝置保持住溫度溶液容器，從而通過與處理溶液的熱交換來控制處理溶液容器中的處理溶液的溫度。
文檔編號H01L21/027GK1435732SQ0310430
公開日2003年8月13日 申請日期2003年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月31日
發(fā)明者后藤茂宏, 吉岡勝司, 松永實(shí)信 申請人:日本網(wǎng)目版制造株式會社