基板處理裝置及用于其的混合噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基板處理裝置及用于其的混合噴嘴(nozzle)，涉及將氣體和微細(xì)固體顆粒混合而噴射在基板的混合噴嘴及包括其的基板處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造半導(dǎo)體設(shè)備(device)的工藝中包括如下工藝:類似于化學(xué)機(jī)械研磨(CMP, Chemical Mechanical Polishing)工藝等，使得異物殘留在表面。由此，使用將附著于晶元(wafer)的表面的粒子、有機(jī)污染物、金屬雜質(zhì)等進(jìn)行去除并清洗的裝置。此外，在制造顯示(display)裝置的工藝方面也需要在去除粘附于玻璃基板的表面的異物后的干凈的玻璃基板上覆蓋液態(tài)顯不兀件。
[0003]由此，在玻璃基板等基板(以下，將“晶元”、“玻璃基板”等稱作“基板”)的處理工藝中必然伴隨有基板的清洗工藝，所述基板在制造晶元或顯示裝置時(shí)所使用，所述晶元或顯示裝置在制造半導(dǎo)體設(shè)備時(shí)所使用。
[0004]基板的清洗工藝通過多種形態(tài)實(shí)現(xiàn)，但其中一種方式廣為人知，所述方式為利用流體噴嘴，從而混合清洗液和高壓氣體，進(jìn)而向晶元表面進(jìn)行噴射。圖1示出用于現(xiàn)有的基板清洗的基板處理裝置1。
[0005]圖1所示的基板處理裝置1中，將基板W擱置于外殼(casing)內(nèi)部的基板擱置臺(tái)10，并進(jìn)行如下操作:將基板擱置臺(tái)10的旋轉(zhuǎn)軸12通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(motor)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)10r，同時(shí)從噴嘴20向基板W的表面噴射清洗液或漂洗液。
[0006]在此，噴嘴20雖然可構(gòu)成為通過高壓噴射清洗液，但為了提高清洗效率，如圖3所示，所述噴嘴可構(gòu)成為混合噴嘴，所述混合噴嘴包括:第一部件21，其具備供給高壓氣體(AIR)91的氣體通道21p ;第二部件22，其具備供給92去離子水(De1nized water, DI)92的去離子水通道22p，從而使得通過氣體通道21p所供給的高壓氣體91、以及通過去離子水通道22p所供給的去離子水92在混合區(qū)域(Mx)得以混合，進(jìn)而可通過混合通道23p使得混合流體93得以排出。
[0007]并且，噴嘴20相對(duì)于基板W，沿徑向成分進(jìn)行往返移動(dòng)20d的同時(shí)，向基板W上確定的路徑10s噴射混合流體93，從而使得混合流體93到達(dá)基板W的整個(gè)表面。
[0008]由此，通過將混合了高壓的氣體91與去離子水92的混合流體93向基板W的表面進(jìn)行噴射，從而可更加提高基板W的清洗效率。
[0009]但是，如圖3所示，現(xiàn)有的基板處理裝置1中所使用的噴嘴20雖然使得高壓氣體91與去離子水22混合，但是問題在于，在混合區(qū)域Mx中未充分混合，并到達(dá)基板W的混合流體93的均質(zhì)性較低。并且，供給去離子水22的去離子水通道22p的截面為逐漸變小的圓錐形狀，因此圓錐狀流動(dòng)與直線供給的氣體91未實(shí)現(xiàn)順利混合。由此，局限性在于清洗或漂洗效率低下。
[0010]不僅如此，即使向作為清洗對(duì)象物的基板W的表面噴射高壓的流體，如圖4所示，基板W的表面上側(cè)形成有邊界層(boundary layer) 66，使得氣體和液體混合而成的混合流體(mixed fluid) 93無法穿過邊界層66而向周圍消散93d，同時(shí)可去除暴露于邊界層66的上側(cè)的液滴(droplet)或異物(dusts)，但是無法使得混合流體93到達(dá)位于邊界層66的下側(cè)的較低固著物質(zhì)88，從而問題在于，基板W的清洗或漂洗效率低下。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型用于解決所述問題，其目的在于提供一種噴嘴及包括其的基板處理裝置，所述噴嘴可以有效地去除以較低高度緊貼于基板表面的異物。
[0012]并且，本實(shí)用新型的目的在于，在到達(dá)基板的表面時(shí)，由于壓力調(diào)節(jié)而引起溫度下降現(xiàn)象，從而混合流體到達(dá)基板而得到基板的冷卻效果。
[0013]由此，目的在于，抑制從基板分離的微細(xì)粒子被重新吸附，并將緊貼于基板的較低的異物毫無保留地去除，從而提高處理效率。
[0014]為了達(dá)成所述技術(shù)課題，本實(shí)用新型提供一種混合噴嘴，其包括:氣體供給通道，其包括截面減小區(qū)域和排出區(qū)域，所述截面減小區(qū)域沿著氣體的流動(dòng)方向而截面逐漸減小，所述排出區(qū)域從所述截面減小區(qū)域延長(zhǎng)至排出口 ；分貧通道(diverged passage)，其與所述氣體供給通道在第一位置連通(connected)并供給干冰，從而在所述截面減小區(qū)域加速的氣體流動(dòng)與固體狀態(tài)的干冰共同通過所述排出口得以排出。
[0015]這是為了:氣體通過截面減小區(qū)域的同時(shí)進(jìn)行高速流動(dòng)，使得固體狀態(tài)的干冰以微細(xì)粒子狀態(tài)與高壓氣體混合于高速流動(dòng)的氣體流動(dòng)而噴射，由此比氣體或液體慣性力大的固體狀態(tài)的干冰穿透形成于基板上側(cè)的邊界層，并可直接到達(dá)基板表面，從而可有效地去除較低地固著于基板表面的異物。
[0016]此外，從混合噴嘴所噴射的固體狀態(tài)的干冰被噴射至基板的同時(shí)，暴露于常溫的大氣中，同時(shí)固體的一部分氣化升華并體積瞬間膨脹，從而通過膨脹的力可以從基板表面分離固著于基板表面的異物。
[0017]與此同時(shí)，通過氣體供給通道所供給的壓縮氣體在通過截面減小區(qū)域的同時(shí)流速加快的狀態(tài)下，在以固定流速流動(dòng)的截面固定區(qū)域的第一位置上，與通過分叉通道所供給的干冰進(jìn)行混合，由此可獲得如下有利效果:干冰均勻地分布在氣體流動(dòng)內(nèi)，并同時(shí)可將更加均質(zhì)地分布的干冰固體粒子通過排出口排出。
[0018]此時(shí)，供給至所述分岔通道的干冰可構(gòu)成為供給液體狀態(tài)的二氧化碳。如果將保持為大約40bar至60bar的高壓、且以液體狀態(tài)保管的二氧化碳向分岔通道供給，則液體狀態(tài)的二氧化碳到達(dá)與氣體供給通道相連通的第一位置的瞬間，壓力變小的同時(shí)固化為微細(xì)粒子的固體，從而排除至排出口的噴射體均質(zhì)地分布有微細(xì)的干冰固體粒子，并同時(shí)噴射至基板的表面。
[0019]所述氣體供給通道的中心軸為直線，從而在抑制氣體的壓力下降的同時(shí)，可提高與干冰的混合。
[0020]并且，所述分岔通道的中心軸配置為相對(duì)于所述氣體供給通道的中心軸銳角的相同行進(jìn)方向成分，從而在不妨礙氣體的流動(dòng)的同時(shí)，可促進(jìn)氣體與液體的均質(zhì)的混合。
[0021]并且，優(yōu)選地，相比氣體供給通道，所述分岔通道以更小的截面形成，從而就氣體與干冰的成分比而言以氣體具有比干冰多的體積的狀態(tài)構(gòu)成噴射體。
[0022]所述排出口可形成為圓形或正方形形態(tài)，但是也可形成為一側(cè)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的狹縫(slit)形態(tài)。由此，使噴射體一次到達(dá)更寬的區(qū)域的基板表面，從而可在更短的時(shí)間內(nèi)完成基板的清洗、漂洗等處理工藝。此外，根據(jù)混合噴嘴的排出口形成為狹縫形態(tài)，基板旋轉(zhuǎn)(spin)時(shí)，通過從狹縫形態(tài)的排出口所噴射的噴射體向基板表面掃射，并同時(shí)更能提高清洗及漂洗效率。
[0023]并且，所述氣體雖然可由空氣形成，但也可包括對(duì)化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定的氮?dú)饣蚨栊詺怏w而形成。并且，所述液體可包括清洗液和去離子水中的某一個(gè)以上而形成。
[0024]并且，所述第一位置位于截面固定區(qū)域，所述截面固定區(qū)域位于所述截面減小區(qū)域的尾流側(cè)，從而隨著氣體的流速以增加的狀態(tài)而進(jìn)行一定地流動(dòng)的期間，從分岔通道流入干冰，由此干冰通過氣體流動(dòng)而壓力下降，并同時(shí)成為順利地分散為固體粒子的狀態(tài)。
[0025]并且，在截面固定領(lǐng)域的尾流側(cè)，通過沿著流動(dòng)方向截面逐漸增加的截面擴(kuò)大領(lǐng)域的同時(shí)氣體膨脹并且溫度降低，因此可得到如下效果:能夠降低所排出的混合流體的溫度。由此，使得較低溫度的氣體到達(dá)基板的表面，由此可獲得如下效果:清洗時(shí)可通過熱泳效果抑制微細(xì)粒子的重新附著。
[0026]優(yōu)選地，所述截面減小區(qū)域和所述截面擴(kuò)大區(qū)域可連續(xù)配置。
[0027]另外，本實(shí)用新型提供基板處理裝置，其包括:擱置臺(tái)，其用于擱置基板；前面所述的混合噴嘴，其向所述基板表面混合并排出固體狀態(tài)的干冰和氣體。由此，可在更短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行基板的清洗及漂洗工藝，并可獲得如下效果:通過所排出的噴射體的溫度下降現(xiàn)象，對(duì)基板的表面進(jìn)行冷卻，并同時(shí)防止從基板脫落的微細(xì)粒子通過熱泳效果重新粘附在基板的表面的現(xiàn)象。
[0028]由此，所述基板處理裝置不僅可適用于執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝的基板的清洗工藝，而且為了在執(zhí)行