使用低黏度流体去除颗粒的单基板加工头的制作方法

专利名称：使用低黏度流体去除颗粒的单基板加工头的制作方法
使用低黏度流体去除颗粒的单基板加工头
背景技术：
清洁操作在半导体晶片的生产过程中正变得越来越重要。为了适应生产操作的 多变性质和对进一步减小特征尺寸的持续要求，从半导体基板上及时去除材料颗粒成为关 键。已发明了专用流体，所述专用流体能够从基板上有效去除颗粒，同时尽可能减小对基板 上形成的敏感电子结构的潜在破坏。由于所述专用流体可能非常昂贵，因此迫切需要减少 其在基板处理中的用量。类似地，迫切需要一种能够使处理差异最小化的稳定的系统，以尽 可能减少基板处理工具的停机时间。据上所述，需要提供一种能够尽可能减少基板清洁流体消耗量的稳定的基板清洁 系统。

发明内容
本发明披露了 一种在基板上施加流体薄膜的处理模块。流体通过多支管 (manifold)供应到所述处理模块。流体流经主膛(main bore)，所述主膛分流至多个给料 管(feed)。所述多个给料管具有不同的截面积，允许流体由主膛流入储料腔(reservoir)， 所述储料腔具有多个出口(outlet)。表面张力使流体无法自由流过所述出口。所述不同的 截面积使所述储料腔能够跨越整个处理模块长度以基本恒定的速度填料。当所述储料腔内 的流体超过特定体积后，所述出口内的流体克服所述表面张力，流出所述出口，流入出口槽 (outlet slot)。所述出口槽允许所述流体作为流体薄膜从所述处理模块输出到所述基板 表面上。在一个实施方式中，披露了一种在基板表面分配流体材料的设备。所述设备包括 延伸长度在第一端面和第二端面之间的本体，所述长度大于基板宽度。所述本体包括主膛， 所述主膛在第一端面与第二端面间延伸，并配置为与配料多支管(delivery manifold)相 连。所述本体还包括本体槽，所述本体槽在第一端面与第二端面间延伸，并基本平行于所述 主膛。所述本体还包括连通所述主膛和所述本体槽的多个给料管，其中所述本体槽延伸至 本体交界面。所述设备还包括面板，所述面板在本体第一端面与第二端面间延伸，并具有被 配置为能够与所述本体交界面相匹配的面板交界面。所述面板包括在所述本体的第一端面 与第二端面间延伸的面板槽。所述面板上还包括基本平行于所述主膛的面板槽。所述面板 槽被限定在所述面板交界面上以匹配所述本体交界面，且所述面板交界面形成了与所述给 料管相连的储料腔。所述面板槽还包括在所述本体的第一端面与第二端面间延伸的多个出 口，并与出口槽相连，所述出口槽与面板交界面相对布置。其中，流体材料被配置为由配料 多支管流向主膛，再到给料管，进入储料腔，通过出口，并通过出口槽到达基板表面上。在另一个实施方式中，披露了一种将流体输送到基板上的施加器。所述施加器包 括在所述设备两端面间延伸的主膛。所述施加器还包括在该设备两端面之间延伸的储料 腔，其中所述储料腔基本平行于所述主膛。所述施加器还包括连通所述主膛和所述储料腔 的多个给料管，以及连通所述储料腔和所述设备外部的多个出口。所述施加器还有连通所 述多个出口的出口槽，其中流体由主膛流出，通过多个给料管，流到储料腔，通过出口流入出口槽，并当基板在紧靠出口槽的通道中移动时，流上基板。在另一个实施方式中，披露了 一种将薄膜分布到基板上的工作头(head)。所述工作头包括在第一和第二端面间延伸的 本体装配件，其长度不小于基板宽度。所述本体装配件包括主膛，所述主膛被限定在第一端 面与第二端面之间，所述主膛通过多个给料管与储料腔上表面相连，所述多个给料管被限 定在主膛和储料腔之间。所述本体装配件还包括多个出口，所述多个出口与储料腔下表面 相连，并延伸至出口槽。所述多个给料管，与所述多个出口相比，截面积较大，数量较少。其 中，流体被配置为流经主膛，通过沿主膛分布的多个给料管，然后填充储料腔至不少于某一 阈值，而后流体由出口槽流出，并作为膜均勻输出到基板上。在另一实施方式中，披露了一种处理基板的室。所述室包括被配置为可在所述室 内水平滑动的基板载具。所述室还包括位于载具路径下方的流体分布头(fluid dispense head)。所述流体分布头包括出口槽，其宽度至少达到基板宽度。所述流体分布头还包括包 围在所述出口槽周围的回收区，所述回收区与回收管连接。其中从主输送喷嘴流出的流体 被向上引导流向基板(当其存在时)下表面，以便在基板上输送基本均勻的膜并且回收区 回收未形成膜的流体。本发明的其他方面及优势将通过下面的具体描述结合附图
使其清晰化，该附图通 过举例的方式说明了本发明的原理。附图简要说明将通过下面的具体描述结合附图使本发明的各方面清晰化，该附图通过举例的方 式说明了本发明的原理。图IA是显示根据本发明中一个实施方式的，处理模块中施加器本体的立体简图。图IB是显示根据本发明中一个实施方式的，处理模块的俯视简化示意图。图IC是显示根据本发明中一个实施方式的，连接到上多支管的上施加器，及连接 到下多支管的下施加器。图ID是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器的典型下表面与上多支管 的示意图。图IE是显示根据本发明中一个实施方式的，具有上多支管和下多支管的多个示 例的测试台(test bench)的典型示意图。图IF是显示根据本发明中一个实施方式的，处理室以及上施加器和下施加器的 典型截面图。图2A是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器和下施加器的截面典型示 意图。图2B是显示根据本发明中一个实施方式的，处理区域简化示意图。图2C-2E是显示根据本发明中一个实施方式的，基板从上施加器下方通过的测试 台典型示意图。图2F-1和2F-2是显示根据本发明中一个实施方式的，向基板和载具施加流体的 上施加器的俯视简化示意图。图3A和;3B是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器的典型示意图。图3C和3D是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器典型内部结构的简化 示意图。
6
图3E显示的是根据本发明中一个实施方式的，上施加器中不同元件的典型尺寸。图3F-1显示的是根据本发明中一个实施方式的，沿主膛长度上的给料管的不同 结构。图3F-2显示的是根据本发明中一个实施方式的，在上施加器给料管截面积固定 和变化的情况下，跨越上施加器宽度的出口速度实验结果。图3G-1至3G-8显示的是根据本发明中一个实施方式的，流过上施加器的一个出 口端口截面的典型流体流。图3H是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器10 的一部分的典型截面 图。图4A是显示根据本发明中一个实施方式的，在基板、上施加器和下施加器之间的 流体界面的简化示意图。图4B是显示根据本发明中一个实施方式的，典型下施加器的立体简图。图4C是显示根据本发明中一个实施方式的，下施加器的截面图；图4D是显示细节418的简化示意图。图5是显示根据本发明中一个实施方式的，与下施加器共同使用的流体循环系统 简化图。
具体实施例方式本发明描述的实施方式提供一种在基板上均勻施加流体膜的系统。流体通过多支 管供应到施加器本体的主膛内。所述主膛分流至多个给料管，在一个实施方式中，所述多个 给料管具有各种截面积，根据在所述主膛上的不同位置，限制或增强流体流动。流体由所述 给料管流入有多个出口的储料腔。所述出口允许流体由所述储料腔通过出口槽分布到整个 基板表面上。所述出口槽联结所述多个出口并将流体分配到所述基板的整个宽度上。图IA显示的是根据本发明中一个实施方式的，处理模块100中施加器本体10 的立体简图。典型的处理模块100包括处理室108，所述处理室被设置为容纳上施加器本体 103a、104a和104b_l。上施加器本体104a和104b_l与上多支管105相接，上施加器本体 103a与上多支管106相接。由图IA中亦可见与下多支管106，相连的下施加器本体103b。 虽然图中未显示，在上施加器10 和104b-l与各自相对的下施加器本体之间形成通道，其 中所述下施加器本体与下多支管相连。所述处理室108包括输入口 110和输出口 112。载 具111将基板109通过一通道在输入口 110和输出口 112之间移动，其中所述通道在所述 上施加器本体103a、104a、104b_l与所述下施加器本体103形成，所述下施加器本体与对应 的上施加器本体相关联。图IB是显示根据本发明中一个实施方式的，处理模块100的俯视简化示意图。在 该实施方式中，载具111的定位使基板109能够通过输出口 112从处理室108中取出。所述 处理室108中，载具折返位置109-1显示了所述载具111的折返位置，以便在其上加载另一 块基板。如图所示，所述上施加器103a与上多支管106相连。类似的，可见上施加器本体 104a和104b-l与上多支管105相连。在另一个实施方式中，上施加器本体10 和104b_l 可具有单独的多支管。在另一个实施方式中，上施加器本体103a，10 和104b-l可共用一 个上多支管。在图IB所示的实施方式中，处理模块114-1，114-2和114-3在基板109穿过所述处理室108的过程中，对其进行各种的处理操作。每个处理模块114-1，114-2和114-3 能够形成一个通道(未图示)，在所述通道中能够对基板109施加处理气体、液体、固体及其 混合物。例如，在基板109被输送到所述输出口 112之前，处理模块114-1能够清洗并干燥 基板109。处理模块114-2和114-3能够被用于，但不限于，镀膜、清洗及其他的基板处理。 在一个实施方式中，上施加器10 向所述基板109表面施加处理液，而上施加器104b-l执 行冲洗和清洁操作。在一个实施方式中，所述处理液是一种含有有助于去除颗粒的脂肪酸 的低黏度流体。上述处理液是示意性的而不应当被解释为限制性的，根据对所述基板109 执行的处理，可以使用额外的处理液。。如下面将讨论的，下施加器也可用于将处理液施加 到所述基板109的相对一侧。图IC显示的是根据本发明中一个实施方式的，连接到上多支管105的上施加器 10 和104b-l，及连接到下多支管107的下施加器104b-2和104b_3。上多支管105有供 应管116、118和120，所述供应管被用于将流体供应到上施加器10 和104b_l中。类似 的，下多支管107有供应管122和124，所述供应管将流体供应到下施加器104b_2和104b_3 中。在一个实施方式中，供应管116被用于向上施加器10 供应流体，而供应管118和120 向上施加器104b-l供应流体。在一个实施方式中，供应管118、120、122和IM可供应流体， 例如但不限于，去离子水、异丙醇或其组合。供应管118、120、122和IM也可用于供应流体 (比如氮气)或用于抽真空，以从上施加器104b-l、104b-2和104b-3中排出流体。上面向 上多支管105和下多支管107供应的流体的具体示例不是穷尽的或限制性的。此外，上多 支管105和下多支管107的其他实施方式可采用更多或更少的供应管。图ID显示的是根据本发明中一个实施方式的，上施加器10 和104b_l的典型下 表面与上多支管的示意图。如前所述，供应管116通过上多支管105向上施加器10 供应 流体。类似的，供应管118和120通过上多支管105向上施加器104b-l供应流体和/或抽 空。在上多支管105中，流体可在被供应到上施加器10 或104b-l之前进行调整。例如， 上多支管105可被用于对分别从供应管118和120供应来的流体进行混合。在其他的实施 方式中，供应管118和120可运载在上多支管105中混合的流体以产生泡沫。在其他的实 施方式中，上施加器10 可有多个供应管，以通过上多支管105供应各种流体。图IE是显示根据本发明中一个实施方式的，具有上多支管105和下多支管107的 多个示例的测试台的典型示意图。图示了典型的实施方式，其中不同的多支管有各种供应 管。如供应管118-1和118-2上的箭头所示，与供应管118-1和118-2相关联的多支管被 用于从相关联的施加器中排出流体。类似的，由其他供应管上的箭头可知，流体被供应到多 支管和相关联的施加器中。根据所执行的基板处理操作，多支管和相关联的施加器数量能 够变少或者变多，因此如图IE所示的测试台设置不应被理解为限制性的。图IF是显示根据本发明中一个实施方式的，处理室108及上施加器104b_l和下 施加器104b-3的截面图。与各供应管一起，上多支管105和下多支管107也在图中可见。 在上施加器104b-l和下施加器104b-3之间形成了通道130，其中载具上的基板通过。图2A是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器10 和104b_l和下施加器 106a、106b的截面的典型示意图。所述载具111移动基板109通过上施加器104b_l、104a、 103a和下施加器104b-2、104b-3、103b之间形成的通道。在一个实施方式中，上施加器103a 和下施加器10 形成预处理模块，所述预处理模块施加去离子水或其他表面预处理流体。在其他实施方式中，上施加器103a和下施加器10 可选，因此载具111和基板109通过上 施加器10 和104b-l及下施加器104b-2和104b-3之间形成的通道。处理区域200中突 出了一块区域，其中基板109被暴露于来自上施加器104b-l和10 及下施加器104b-2和 104b-3的流体中。图2B是显示根据本发明中一个实施方式的，处理区域200简化示意图。所述处理 区域200图示了一种由上施加器10 和104b-l及下施加器104b-2和104b_3向基板109 施加流体的实施方式。在该实施方式中，上施加器104b-l和下施加器104b-2和104b-3冲 洗并干燥所述基板109。上施加器104b-l和下施加器104b-2，104b_3有分配端口(dispense port)208和真空端口 206。在一个实施方式中，分配端口 208被用于将流体(例如去离子 水)施加在基板109上。通过真空端口 206抽真空，将分配端口 208施加的流体去除。图 2B还图示了向基板109施加流体202的上施加器l(Ma。在一个实施方式中，上施加器10 跨越基板109提供均勻的流量。根据所输送流体的种类和载具在上施加器10 下方的速 度，流体可以在大约20CC/min至500CC/min之间的范围被供应到基板。当通过多支管(未 图示)的流体流打开时上施加器10 精确地分配流体，而当所述流被关闭时，流体表面张 力防止流体从上施加器10 滴落或渗漏。图2C-2E是显示根据本发明中一个实施方式的，基板109从上施加器10 下方通 过的测试台的典型示意图。图2C和2D图示了在上施加器10 将流体施加到基板109之 前的载具111和基板109。基板109的镜面般的端面表示流体尚未被施加在基板109上。 图2E图示了所述上施加器10 施加流体之后的所述基板109。流体被施加到基板109和 载具111上，形成了覆盖区域Illa和未覆盖区域111b。在该实施方式中，为保证流体完全 覆盖基板，覆盖区域Illa包含了比基板109更大的区域。在其他实施方式中，为了使上施 加器所施加的流体消耗量最小化，覆盖区域Illa可涵盖更靠近基板边缘109a的区域。图 2E还图示了覆盖区域Illa与未覆盖区域Illb之间的分界边缘111c。通过控制上施加器 104a分配的流体的薄膜形成清晰的边缘。图2F-1和2F-2是显示根据本发明中一个实施方式的，向基板109和载具111施 加流体的上施加器10 的俯视简化示意图。当载具111和基板109通过上施加器10 下 方时，上施加器10 控制跨越宽度l(Ma-l的流体分配。被限定的宽度l(Ma-l带来覆盖区 域Illa和未覆盖区域111b。边缘Illc显示了覆盖区域Illa和未覆盖区域Illb之间的分 界。边缘Illc也显示了从上施加器10 分配的流体受到控制，以使流体消耗量最小化，以 防止过度的流体施加造成溢流。如下所述，所述上施加器10 的特征控制流体流动，使流 体能够均勻分布在宽度l(Ma-l上。图3A和:3B是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器10 的典型示意图。 所述上施加器10 包括主膛300，其由端部303开始延伸，但不穿透端部303，。端部303 与上多支管(未图示)相连，因此流体可通过所述上多支管供应到主膛300中。上施加器 104a还包括多个由主膛300分流的给料管302。给料管302将主膛300与储料腔304相连。 类似地，出口 306a将储料腔304与出口槽306b相连。出口槽306b使各单独的出口 306a 贯通，以助于跨越所述基板均勻分配流体。在操作中，通过上多支管供应的流体进入主膛300。当主膛300内的流体分流到 302时，流体由主膛300流入储料腔304。流体由储料腔304流出并填入出口 306a。当所述储料腔内的流体积累到一定体积，流体由所述出口流入出口槽306b并均勻分配到基板上。 启动由出口流出流体所需的流体体积决定于一系列参数，例如，但不限于，流体黏度、流体 表面张力、以及出口 306a的物理尺寸。当流向主膛300的流体流被停止后，由所述出口流 出的流体流也随之停止。图3C和3D是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器10 典型内部结构的 简化示意图。图3C和3D图示的是根据本发明中的一个实施方式的，上施加器104的截面 图。在图示的实施方式中，上施加器104是包括本体10 和面板10 ’的装配件。图中本 体10 和面板104a’采用不同的阴影，以便清晰显示这两个部件是分别加工的。可采取不 同方式将面板104a’锁定或黏贴在本体10 上，例如，但不限于，机械锁扣、粘合剂或其组 合。本体10 有主膛300、给料管302和面板交界面310。面板104a，有出口 306a，出口槽 306b和本体交界面312。当面板交界面310上的本体沟道30 与本体交界面310上的面 板沟道304b对准时，形成储料腔304。图3E显示的是根据本发明中一个实施方式的，上施加器10 中不同元件的典型 尺寸。在一个实施方式中，出口 306a是直径约0. 04英寸的孔，且出口槽306b是大致以出 口 306a为中点的宽约0.03英寸的沟道。本实施方式中提供的测量结果基于使用密度约 1000kg/m3，黏度约6. 2cP和表面张力约^mN/m的流体。为了达到所需的效果，不同的流体 的施加可能需要不同的实施方式。在其他实施方式中，可分配诸如水的牛顿流体。在另一些 实施方式，可分配诸如凝胶的非牛顿流体，所述非牛顿流体的黏度范围从大约IcP到60cP， 其表面张力范围从大约25dyn/Cm到75dyn/cm。图3F-1显示的是根据本发明中一个实施方式的，沿主膛300长度的给料管302的 不同结构。在一个实施方式中，给料管302的截面积根据其与端部303的距离发生变化。通 过改变给料管302的截面积，经主膛300供应的流体能够在上施加器10 的长度上均勻分 配。在图3F-1中，具有三种不同截面积的给料管302被分为三组给料管30加，给料管302b 和给料管302c。在这样的实施方式中，给料管30 的截面积小于给料管302b，给料管302b 又小于给料管302c。在一个实施方式中，给料管截面为圆形，给料管30 直径约0. 06”，给 料管302b直径约0. 07”，给料管302c直径约0. 08”。相比具有较大直径的给料管302c，给 料管30 的较小的直径对来自主膛300的流体流起到限制作用。然而，由于在流体遇到给 料管302c之前流体压力和流体体积就已有所减小，跨越出口槽的出口速度和分配速率保 持相对一致。在另一个实施方式中，对每个不同的给料管确定独特的截面积能够进一步优 化流体流。图3F-2显示的是根据本发明中一个实施方式的，在上施加器给料管截面积固定 和变化情况下，跨越上施加器宽度的出口速度实验结果。X轴表示沿上施加器宽度方向上的 位置，零点为最接近上多支管的点，随数字增大表示点距离所述上多支管越远。通常而言， 采用固定截面积的给料管，距离所述上多支管越近，出口速度越大，从位置3的0. 0245m/s 变化到位置100的0. 021m/s。然而，通常而言，使用变化截面积的给料管，出口速度保持更 高的一致性，在约0. 0234m/s至约0. 022m/s的范围内。在其他实施方式中，根据不同的流体 和不同的处理速度，所述出口速度能够在从大约0. 01m/s到大约0. 5m/s的范围之间变化。图3G-1至3G-8显示的是根据本发明中一个实施方式的，流过上施加器的一个出 口端口的截面的典型流体流。图3G-1至图3G-7图示了一给料管中的典型序列，在给料管从
10主膛分流的过程中顺序发生。在图3G-1中主膛300中的流体301已开始流过给料管302。 在图3G-2中，流体301充满给料管302并如所示，进入储料腔304。在图3G-3中，由主膛 300通过给料管302供应的流体301开始填充储料腔304。随着流体301在所述储料腔中 的积累，流体301开始向下进入出口 306a。此时，流体301与出口 306a的壁之间的表面张 力防止流体301自由流过出口 306a。在图3G-4中显示流体301继续填充储料腔304，并且流体301几乎完全充满出口 306。图3G-5显示流体301已完全充满出口 306a并且几乎充满出口槽306b。在图3G-5中 还显示了流体301在储料槽304中填充到恰小于阈值体积305的水平。当储料腔304中的 流体301超过阈值体积305，流体301在所述储料腔中的体积克服出口 306a和出口槽306b 中的流体表面张力，允许流体301的膜流到基板109上。图3G-6显示了储料腔304中的流 体301超过阈值体积305，使流体薄膜通过出口槽306b分配在基板109上。只要储料腔304 中的流体水平超过阈值体积305，流体301会持续分配，如图3G-7所示。为保持储料腔304 中的流体水平所必需的主膛301中的流体的流速可以根据流体的物理性质而变化。类似 的，诸如黏度和表面张力的流体性质也可用于确定给料管、出口、出口槽的结构和截面积以 及阈值体积。图3G-8显示了在储料腔304中的流体水平落到阈值水平305以下时，由出口 槽流出的流体的分配停止。当主膛301中的流体流不再维持所述储料腔中的流体在阈值水 平305之上时，通过所述出口槽的流体流动停止，流体与出口槽之间的表面张力将流体通 过毛细作用吸到出口槽内，脱离所述基板。由此，当储料腔304中的流体水平落到阈值水平 305以下时，流向所述基板的流体流停止，出口槽内的毛细作用防止流体从所述上施加器中 滴落。图3H是显示根据本发明中一个实施方式的，上施加器10 的一部分的典型截 面图。主膛300首先向具有较小截面积的给料管302-1供应流体301，然后供应至给料管 302-2。来自给料管302-1和给料管302-2的流体填充储料腔304直至超过阈值高度305， 启动通过出口 306a流出出口槽306b的流体流，在基板109上均勻分配流体薄膜。当给料 管302-1和给料管302-2供应的流体保持储料腔内的流体水平在阈值高度305之上时，来 自所述出口槽的稳定流体流均勻覆盖所述基板。给料管302-1的较小的截面积对由给料管 流入储料腔的流起限制作用。给料管302-2的较大的截面积允许给料管的流体流补偿时间 和体积上的差异，所述差异是由于给料管302-1比给料管302-2更早供应流体引起的。由不 同截面积引起的体积和时间上的补偿，使储料腔304能够跨越所述上施加器的宽度具有基 本一致的填充速度。由此可使跨越所述上施加器的宽度流体几乎同时超过阈值高度305，且 流体跨越所述基板的宽度分配均勻的薄膜。在一个实施方式中，基板109和所述出口槽之 间的空隙大约为0. 5mm。在其他实施方式中，基板109和所述出口槽之间的空隙在约0. 2mm 到约0. 8mm之间变化。在一个实施方式中，通过主膛的初始流体流速大约为500CC/min，而 基板载具输运基板的速度在约lOmm/sec到约20mm/sec之间。在其他实施方式中，载具输 运基板的速度在约5mm/sec到约70mm/sec之间。在一个实施方式中，处理过程中的流体流 速在大约 25cc/min 至 500cc/min。图4A是显示根据本发明中一个实施方式的，在基板109、上施加器10 和104b_l 以及下施加器400之间的流体界面简化示意图。在此实施方式中，下施加器400以与前述 上施加器10 相似的方式向基板109施加流体202，。随着基板109在方向402上运动，上施加器10 施加流体202，下施加器400施加流体202，。在一些实施方式中，流体202和 流体202’可以是一样的，而在其他实施方式中，流体202和流体202’可以是不同的。基板 109在通过上施加器104b-l和下施加器104b-3的过程中被清洁和干燥。在一个实施方式 中，通过端口 208向基板109施加冲洗剂204。在一个实施方式中，冲洗剂204是去离子水， 在另一些实施方式中，清洗剂是去离子水与异丙醇的混合物。通过端口 206抽空以从基板 109上将冲洗剂204和流体202、202，去除。图4B是显示根据本发明中一个实施方式的，典型下施加器400的简化立体图。下 施加器400具有限定在端部403和403，之间的长度L。下施加器400的长度L 405可通过 基板尺寸或处理室尺寸限定。由所述下多支管(未图示)供应的流体通过下施加器400的 端部403供应，并通过出口槽416均勻施加到基板上。当下施加器400将流体施加到基板 下表面时，多余的流体或未附着于基板上的流体在收集区域410中被回收利用。收集区域 410中分布了多个回流端口 413。关于回流端口 413的其他细节将在下面讨论。图4C是显示根据本发明中一个实施方式的，下施加器400的截面图；图4D是显示 细节418的简化示意图。与所述上施加器相似，下施加器400包括面板400a和本体400b。 本体400b包括包括主膛402、给料管412、储料腔408和流动阻尼405的一部分。主膛402 在下施加器400的两端之间延伸，并连接到下多支管(未图示)。储料腔408基本平行于主 膛402，并通过多个给料管412与主膛402相连。与图3E中讨论的所示的给料管尺寸变化 相似，在一个实施方式中给料管412的尺寸可以发生变化，以减小沿下施加器400长度的流 量变化。所述本体还包括基本平行于主膛402并通过回流给料管422与回流端口 413相连 的回流管406和406，。面板400a包括流动阻尼405的另一部分、储料腔404、出口 414、出口槽416和收集 区域410。在本体400b和面板400a的相对面之间形成的流动阻尼405调控由储料腔408 流入储料腔404的流体流。从而，在一个实施方式中，可通过改变沿下施加器400长度的流 动阻尼405的尺寸，控制跨越下施加器400的流体流速。多个出口 414将储料腔404连接 到面板外部。出口槽416联接所述多个出口以形成通道，所述通道将流体均勻施加到基板 下表面。当下施加器400将流体施加到所述基板的下表面时，可能会有从基板滴落或未粘 附到基板上的溢出流体。由于某些流体可以是非常昂贵的，使用收集区域410将所述溢出 流体回收。收集区域410中含有多个连接到回流给料管422的回流端口 413。回流给料管 422连接到回流管406，所述回流管可通过下多支管(未示)连接到真空腔。在其他实施方 式中，可不使用真空腔，所述回流管可采用利用重力作用的排水道。图5是显示根据本发明中一个实施方式的，与下施加器400共同使用的流体循环 系统简化图。通过所述下多支管(未图示)供应到下施加器400的流体504被盛在箱502 中。为简化起见，下施加器400的内部结构被省略了。如前所述，当基板109从下施加器 400上方通过时，流体504通过出口槽供应并作为薄膜506施加到基板109上。未构成薄膜 506的一部分的流体被包含在收集区域410中，并通过回流端口、回流给料管和回流管返回 储液箱502中。在图示实施方式中，所述流体直接回流到箱502中。在另一个实施方式中， 在所述流体回流到箱502之前，回流到箱502的流体经过分析和处理。处理可包括，但不限 于，过滤、缓冲和调配。
尽管为了能够清晰理解本发明，前面描述了一些本发明的细节，但显然可以在所 附权利要求的范围内进行某些变化和修改。由此，现有实施方式应被认为是说明性而非限 制性的，本发明也不限于上述细节，而是以在所附权利要求的范围及其等同内进行修改。在 权利要求中，除非在其中特别指出，元件和/或步骤并不暗示任何特定的操作顺序。
权利要求
1.一种将流体材料分布到基板表面的设备，包括(a)本体，所述本体在第一端面和第二端面之间的长度上延伸并且所述长度比所述基 板的宽度大，所述本体包括(i)主膛，所述主膛在所述第一端面和所述第二端面之间延伸，所述主膛被配置为连接 至输送多支管；( )本体通道，所述第二本体通道在所述第一端面和所述第二端面之间延伸，所述本 体通道基本平行于所述主膛；以及(iii)多个给料管，所述多个给料管将所述主膛和所述本体通道相连，所述本体通道延 伸至所述本体的本体交界面；以及(b)面板，所述面板在所述本体的所述第一端面和所述第二端面之间延伸，所述面板有 面板交界面，所述面板交界面被配置为与所述本体交界面相匹配，所述面板包括(i)面板通道，所述面板通道在所述本体的所述第一端面和所述第二端面之间延伸，所 述面板通道基本平行于所述主膛，所述面板通道被限定在所述面板交界面上以匹配所述本 体交界面，并且所述面板交界面限定与所述给料管相连的储料腔；以及( )多个出口，所述多个出口在所述本体的所述第一端面和所述第二端面之间延伸， 并与出口槽相连，所述出口槽被定向为与所述面板交界面相对；其中，所述流体材料被配置为从所述输送多支管流至所述主膛，到所述给料管，进入所 述储料腔，通过所述出口，经过所述出口槽流到所述基板表面上。
2.如权利要求1所述的设备，进一步包括(c)第二本体，所述第二本体在第一端面和第二端面之间的长度上延伸并且所述长度 比所述基板的宽度大，所述本体包括(i)第二主膛，所述第二主膛在所述第一端面和所述第二端面之间延伸，所述主膛被配 置为连接到第二输送多支管；( )第二本体通道，所述第二本体通道在所述第一端面和所述第二端面之间延伸，所 述本体通道基本平行于所述第二主膛；(iii)多个第二给料管，所述多个第二给料管与所述第二主膛和所述第二本体通道相 连，所述第二本体通道延伸至所述第二本体的本体交界面；以及(iv)至少一个回收管道；(d)第二面板，所述第二面板在所述第二本体的所述第一端面和所述第二端面之间延 伸，所述第二面板有面板交界面，所述面板交界面被配置为与所述第二本体的所述本体交 界面相匹配，所述第二面板包括(i)第二面板通道，所述第二面板通道在所述第二本体的所述第一端面和所述第二端 面之间延伸，所述第二面板基本平行于所述第二主膛，所述第二面板通道被限定在所述面 板交界面以匹配所述本体交界面，并且所述面板交界面限定与所述多个第二给料管相连的 流体储料腔；( )多个第二出口，所述多个第二出口在所述第二本体的所述第一端面和所述第二端 面之间延伸，并与出口槽相连，所述出口槽被定向为与所述面板交界面相对；以及 (iii)至少一个回收池，所述回收池与所述回收管道相连；其中，所述流体材料被配置为从所述第二输送多支管流至所述第二主膛，到所述给料管，进入所述储料腔，通过所述出口，经过所述出口槽流到所述基板表面上。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述多个给料管中的不同给料管具有不同的截面积。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述多个给料管中的各组给料管具有不同的截面积。
5.如权利要求2所述的设备，其中未保留在所述基板表面上的流体材料被容纳在所述 回收池中。
6.一种将流体施加到基板上的施加器，包括(a)主膛，所述主膛在所述施加器的端面之间延伸；(b)储料腔，所述储料腔在所述施加器的端面之间延伸，所述储料腔基本平行于所述主膛；(c)多个给料管，所述多个给料管连接所述主膛和所述储料腔；(d)多个出口，所述多个出口将所述储料腔连接到所述设备的外部；以及(e)出口槽，所述出口槽连通所述多个出口；其中，所述流体通过所述主膛，经过所述多个给料管，进入所述储料腔，经过所述出口 到达所述出口槽，并在所述基板在通道中移动时，流到所述基板上，所述通道紧靠所述出口槽。
7.如权利要求6所述的施加器，其中所述多个给料管具有各自不同的截面积。
8.如权利要求6所述的施加器，其中在一个面板上形成所述多个出口和所述出口槽。
9.如权利要求6所述的施加器，其中在一个本体上形成所述主膛和所述给料管。
10.如权利要求7所述的施加器，其中所述多个给料管的截面积比所述多个出口的截 面积大。
11.如权利要求6所述的施加器，其中所述多个给料管的数量比所述多个出口的数量少。
12.一种在基板上分布薄膜的工作头，包括本体装配件，所述本体装配件在第一和第二端面之间延伸并且其长度至少达到基板宽 度，所述本体装配件包括(a)主膛，所述主膛被限定在所述工作头内、所述第一端面和所述第二端面之间，所述 主膛通过多个给料管连接到储料腔的上表面，所述多个给料管被限定在所述主膛和所述储 料腔之间；(b)多个出口，所述多个出口与所述储料腔的下表面相连并延伸到出口槽，所述多个给 料管相比所述多个出口截面积较大，数量较小；其中，流体被配置为通过所述主膛，流经沿主膛方向上分布的所述多个给料管，并填充 所述储料腔直到至少阈值程度，然后流体作为膜从所述出口槽均勻流出到所述基板上。
13.如权利要求12所述的工作头，其中所述多个给料管中的各组给料管具有不同的截 面积。
14.如权利要求12所述的工作头，其中所述工作头包括本体和面板。
15.如权利要求14所述的工作头，其中所述本体包括所述主膛和所述给料管，所述面 板包括所述出口和所述出口槽，并且所述储料槽被限定在所述本体和所述面板之间。
16.一种用于处理基板的室，包括(a)载具，所述载具被配置为在所述室内水平滑动；(b)流体分布头，所述流体分布头定位在所述基板载具的路径下方，所述流体施加头有 出口槽，所述出口槽的宽度不小于保持在所述基板载具上的所述基板的宽度，所述流体分 布头有包围出口槽的回收区域，所述回收区域与回收管路相连；其中，当存在所述基板时，当从主输送管口流出的流体被向上引导，流向所述基板的底 面方向，以便在所述基板上施加基本均勻的膜，并且所述回收区域将未形成所述膜的流体 回收。
17.如权利要求16所述的室，其中所述流体分布头包括本体和面板，所述本体和所述 面板沿本体/面板交界面固定在一起。
18.如权利要求17所述的室，其中所述本体包括在所述流体分布头端面间延伸的主膛 和本体储料腔，和多个连接所述主膛和所述储料腔的多个给料管。
19.如权利要求17所述的室，其中所述面板包括在所述流体施加头端面间延伸的面板 储料腔，多个连接至所述储料腔的上表面的出口，和出口槽。
20.如权利要求17所述的室，其中沿所述本体/面板交界面形成流动阻尼，所述流动阻 尼被部分限定在所述面板中，部分限定在所述本体中。
全文摘要
本发明中披露了一种在基板上分布薄膜的工作头。所述工作头包括本体装配件，所述本体装配件在第一和第二端面之间延伸并且其至少达到基板宽度。所述本体包括限定在所述第一端面和所述第二端面之间的主膛，所述主膛通过多个给料管与储料腔上表面相连，所述多个给料管被限定在所述主膛和所述储料腔之间。所述本体还包括多个出口，所述多个出口与所述储料腔的下表面相连并延伸到出口槽。所述多个给料管与所述多个出口相比，截面积较大，数量较少。
文档编号H01L21/30GK102105967SQ200980125832
公开日2011年6月22日 申请日期2009年6月30日 优先权日2008年6月30日
发明者利昂·金兹伯格, 安瓦尔·侯塞因, 林成宇, 格雷戈里·A·托马斯奇, 阿诺德·霍洛坚科, 马克·曼德尔保埃姆 申请人:朗姆研究公司