(57)【要約】【課題】【解決手段】基板上に薄膜を供給するためのヘッドを開示する。ヘッドは、少なくとも基板の幅である第一および第二の端部間に延びる本体組立体を含む。本体は、第一および第二の端部間に画成された主ボアを含み、主ボアは、リザーバの上側に、主ボアとリザーバとの間の画成された複数の供給部を介して接続される。本体は、さらに、リザーバの下側に接続され、出口スロットへ延びる複数の出口を含む。複数の供給部は、複数の出口より大きな断面積を有し、複数の供給部は、複数の出口より数が少ない。【選択図】図３Ｄ
2011527123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体材料を基板の表面に分配する装置であって、
（ａ）前記基板の幅よりも大きい第一の端部と第二の端部との間の長さにわたって延びる本体であり、
（ｉ）前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、送給マニホルドに結合するように構成された主ボア、
（ｉｉ）前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記主ボアと実質的に平行である本体流路、および
（ｉｉｉ）前記主ボアと、前記本体の本体接触面へ延びる前記本体流路とを接続する複数の供給部、
を含む、本体と、
（ｂ）前記本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記本体接触面と接合するように構成されたフェイスプレート接触面を有するフェイスプレートであり、
（ｉ）前記本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記主ボアと実質的に平行であるフェイスプレート流路であって、前記本体接触面と前記フェイスプレート接触面とを接合させることにより、前記供給部に結合するリザーバが画成されるように前記フェイスプレート接触面に画成されたフェイスプレート流路、および
（ｉｉ）前記本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記フェイスプレート接触面とは反対に傾けて配され出口スロットとの間に結合された複数の出口、
を含む、フェイスプレートとを備え、
前記流体材料は、前記送給マニホルドから前記主ボアへ流れ、前記供給部に至り、前記リザーバ内へ入り、前記出口を通り、前記出口スロットを介して前記基板の前記表面上へ流れるように構成される、装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、さらに、
（ｃ）前記基板の幅よりも大きい第一の端部と第二の端部との間の長さに渡って延びる第二の本体であり、
（ｉ）前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、第二の送給マニホルドに結合するように構成された第二の主ボア、
（ｉｉ）前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記第二の主ボアと実質的に平行である第二の本体流路、
（ｉｉｉ）前記第二の主ボアと、前記第二の本体の本体接触面へ延びる前記第二の本体流路と、を接続する第二の複数の供給部、および
（ｉｖ）少なくとも一本の回収ライン、
を含む、第二の本体と、
（ｄ）前記第二の本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記本体接触面と接合するように構成されたフェイスプレート接触面を有する第二のフェイスプレートであり、
（ｉ）前記第二の本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記第二の主ボアと実質的に平行である第二のフェイスプレート流路であって、前記本体接触面と前記フェイスプレート接触面とを接合させることにより、前記供給部に結合する流体レジスタが画成されるように、前記フェイスプレート接触面に画成された第二のフェイスプレート流路、
（ｉｉ）前記第二の本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記フェイスプレート接触面とは反対に傾けて配された出口スロットとの間に結合された第二の複数の出口、および
（ｉｉ）前記回収ラインに接続されている少なくとも一つの回収容器、
を含む、フェイスプレートとを備え、
前記流体材料は、前記第二の送給マニホルドから前記第二の主ボアへ流れ、前記供給部に至り、前記リザーバ内へ入り、前記出口を通り、前記出口スロットを介して前記基板の前記表面上へ流れるように構成される、装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置であって、
前記複数の供給部内の個々の供給部は、異なる断面積を有する、装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置であって、
前記複数の供給部内の供給部群は、異なる断面積を有する、装置。
【請求項５】
請求項２記載の装置であって、
前記基板の前記表面上に留まらない流体材料は、前記回収容器内に収容される、装置。
【請求項６】
流体を基板へ送給するアプリケータであって、
（ａ）装置の端部間に延びる主ボアと、
（ｂ）前記装置の端部間に延び、前記主ボアと実質的に平行であるリザーバと、
（ｃ）前記主ボアと前記リザーバとを接続する複数の供給部と、
（ｄ）前記リザーバを前記装置の外側に接続する複数の出口と、
（ｅ）前記複数の出口を接続する出口スロットと、を備え、
前記流体は、前記主ボアを通り、前記複数の供給部を経由して、前記リザーバに至り、前記出口を介して前記出口スロットに到達して、前記出口スロットに隣接した通路内において前記基板を移動させる際に前記基板上へ送給される、アプリケータ。
【請求項７】
請求項６記載のアプリケータであって、
前記複数の供給部は、異なる断面積を有する、アプリケータ。
【請求項８】
請求項６記載のアプリケータであって、
前記複数の出口および前記出口スロットは、フェイスプレートに形成される、アプリケータ。
【請求項９】
請求項６記載のアプリケータであって、
前記主ボアおよび前記供給部は、本体に形成される、アプリケータ。
【請求項１０】
請求項７記載のアプリケータであって、
前記複数の供給部は、前記複数の出口の断面積より大きな断面積を有する、アプリケータ。
【請求項１１】
請求項６記載のアプリケータであって、
前記複数の出口は、前記複数の供給部より数が少ない、アプリケータ。
【請求項１２】
基板上に薄膜を配するためのヘッドであって、
少なくとも基板の幅である第一および第二の端部間に延びる本体組立体を備え、前記本体は、
（ａ）前記ヘッド内において前記第一および前記第二の端部間に画成された主ボアであって、前記主ボアとリザーバとの間に画成された複数の供給部を介して、リザーバの上側に接続された主ボアと、
（ｂ）前記リザーバの下側に接続され、出力スロットへ延びる複数の出口と、を含み、前記複数の供給部は、前記複数の出口より大きな断面積を有し、前記複数の供給部は、前記複数の出口より数が少なく、
流体は、前記主ボアを通り、前記ボアに沿って前記複数の供給部を介して流れ、少なくとも閾値レベルまで前記リザーバを満たし、その後、流体は、前記出口スロットから前記基板上へ、膜として均一に出力される、ヘッド。
【請求項１３】
請求項１２記載のヘッドであって、
前記複数の供給部内の供給部群は、異なる断面積を有する、ヘッド。
【請求項１４】
請求項１２記載のヘッドであって、
前記ヘッド組立体は、本体と、フェイスプレートとを含む、ヘッド。
【請求項１５】
請求項１４記載のヘッドであって、
前記本体は、前記主ボアと、前記供給部とを含み、前記フェイスプレートは、前記出口と、前記出口スロットとを含み、前記リザーバは、前記本体と前記フェイスプレートとの間に画成される、ヘッド。
【請求項１６】
基板を処理するチャンバであって、
（ａ）前記チャンバ内で水平に摺動するように構成された基板キャリアと、
（ｂ）前記基板キャリアの経路の下方に傾けて配される流体供給ヘッドであって、少なくとも前記基板キャリアに保持された時の前記基板の幅まで延びる幅を有する出口スロットを有すると共に、前記出口スロットを囲む回収領域を有する流体供給ヘッドであり、前記回収領域は再利用管に接続される、流体供給ヘッドと、を備え、
前記主送給ノズルを出た流体は、前記基板が存在する時に前記基板の裏面の方向に向けて上方へ送られ、その結果、実質的に均一な膜を前記基板上へ送給し、前記回収領域は、前記膜を形成しない流体を回収する、チャンバ。
【請求項１７】
請求項１６記載のチャンバであって、
前記流体供給ヘッドは、本体と、フェイスプレートとを含み、前記本体およびフェイスプレートは、本体／フェイスプレート接触面に沿って共に固定される、チャンバ。
【請求項１８】
請求項１７記載のチャンバであって、
前記本体は、前記流体供給ヘッドの端部間に延びる主ボアおよび本体リザーバと、前記主ボアおよび前記リザーバを接続する複数の供給部とを含む、チャンバ。
【請求項１９】
請求項１７記載のチャンバであって、
前記フェイスプレートは、前記流体供給ヘッドの端部間に延びるフェイスプレートリザーバと、前記リザーバの上側に接続する複数の出口と、出口スロットとを含む、チャンバ。
【請求項２０】
請求項１７記載のチャンバであって、
流体レジスタは、前記本体／フェイスプレート接触面に沿って形成され、前記流体レジスタは、前記フェイスプレート内に部分的に画成され、かつ前記本体内に部分的に画成される、チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
洗浄動作は、半導体ウェーハの製造中における重要性がさらに高まっている。製造作業の性質の変化、および特徴部のサイズをさらに低減するための継続的な探求のため、半導体基板からの粒子材料の時宜を得た除去は、極めて重要となっている。基板上に形成された敏感な電子構造に損傷を与える可能性を最小化しつつ基板からの粒子の除去を達成する特殊な流体が開発されている。特殊な流体はコストが高くなる場合があるため、基板処理中の消費量を最小にすることが望ましい。同様に、処理の変動を最低限に抑える堅牢なシステムを有することにより、基板処理設備の休止時間を最短化することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
したがって、基板洗浄流体の消費量を最小化する堅牢な基板洗浄システムを提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
基板に流体の薄膜を付与する処理モジュールを開示する。流体は、マニホルドを介して処理モジュールに供給される。流体は、複数の供給部と交差した主ボアを介して移動する。複数の供給部は、様々な断面積を有し、主ボアから複数の出口を有するリザーバへ流体を流動させる。表面張力により、流体は、出口を介して自由に流動することを防止される。様々な断面積により、リザーバは、処理モジュールの全長に渡って実質的に一定の割合で充填することが可能となる。リザーバ内の流体が定められた量を超えると、出口内の流体は、表面張力を克服し、出口を介して出口スロット内へ流動し始める。出口スロットにより、流体は、処理モジュールから流体の薄膜として基板の表面上へ出力される。
【０００４】
一実施形態では、流体材料を基板の表面へ分配する装置を開示する。装置は、基板の幅よりも大きい第一の端部と第二の端部との間の長さに渡って延びる本体を含む。本体は、第一の端部と第二の端部との間に延び、送給マニホルドに結合するように構成された主ボアを含む。本体は、さらに、第一の端部と第二の端部との間に延び、主ボアと実質的に平行である本体流路を含む。さらに、本体には、主ボアと本体流路とを接続する複数の供給部が含まれ、本体流路は、本体の本体接触面へ延びる。装置は、さらに、本体の第一の端部と第二の端部との間に延び、本体接触面と接合するように構成されたフェイスプレート接触面を有するフェイスプレートを含む。フェイスプレートは、本体の第一の端部と第二の端部との間に延びるフェイスプレート流路を含む。さらに、フェイスプレート上には、主ボアと実質的に平行であるフェイスプレート流路が含まれる。フェイスプレート流路は、本体接触面とフェイスプレート接触面とを接合させることにより、供給部に結合するリザーバが画成されるように、フェイスプレート接触面に画成される。フェイスプレートは、さらに、本体の第一の端部と第二の端部との間に延び、フェイスプレート接触面とは反対に傾けて配され出口スロットとの間に結合された複数の出口を含む。流体材料は、送給マニホルドから主ボアへ流れ、供給部に至り、リザーバ内へ入り、出口を通り、出口スロットを介して基板の表面上へ流れるように構成される。
【０００５】
他の実施形態では、流体を基板へ送給するアプリケータを開示する。アプリケータは、装置の端部間に延びる主ボアを含む。アプリケータは、さらに、装置の端部間に延びるリザーバを含み、リザーバは、主ボアと実質的に平行となる。さらに、アプリケータには、主ボアとリザーバとを接続する複数の供給部が、リザーバを装置の外側に接続する複数の出口と共に含まれる。アプリケータは、さらに、複数の出口を接続する出口スロットを有し、流体は、主ボアを通り、複数の供給部を経由して、リザーバに至り、出口を介して出口スロットに到達して、出口スロットに隣接した通路内において基板を移動させる際に基板上へ送給される。
【０００６】
他の実施形態では、基板上に薄膜を配するためのヘッドを開示する。ヘッドは、少なくとも基板の幅である第一および第二の端部間に延びる本体組立体を含む。本体は、第一および第二の端部間に画成された主ボアを含み、主ボアは、リザーバの上側に、主ボアとリザーバとの間に画成された複数の供給部を介して接続される。本体は、さらに、リザーバの下側に接続され、出口スロットへ延びる複数の出口を含む。複数の供給部は、複数の出口より大きな断面積を有し、複数の供給部は、複数の出口より数が少ない。流体は、主ボアを通り、ボアに沿って複数の供給部を介して流れ、少なくとも閾値レベルまでリザーバを満たし、その後、流体は、出力スロットから基板上へ、膜として均一に出力される。
【０００７】
他の実施形態では、基板を処理するチャンバを開示する。チャンバは、チャンバ内で水平に摺動するように構成された基板キャリアを含む。さらに、チャンバには、基板キャリアの経路の下方に傾けて配され流体供給ヘッドが含まれる。流体供給ヘッドは、少なくとも基板の幅まで延びる幅を有する出口スロットを含む。流体供給ヘッドは、さらに、出口スロットを囲む回収領域を含み、回収領域は、再利用管に接続される。主送給ノズルを出た流体は、基板が存在する時にその裏面の方向に向けて上方へ送られ、実質的に均一な膜を基板上へ送給し、回収領域では、膜を形成しない流体を回収する。
【０００８】
本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を一例として示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の態様は、本発明の原理を一例として示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、処理モジュール内のアプリケータ本体を示す簡略斜視図である。
【００１１】
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による、処理ステーションの上面を示す簡略概略図である。
【００１２】
【図１Ｃ】本発明の一実施形態による、上部マニホルドに接続された上部アプリケータを、下部マニホルドに接続された下部アプリケータと共に示す図である。
【００１３】
【図１Ｄ】本発明の一実施形態による、上部マニホルドに加えて上部アプリケータの裏面の一例を示す概略図である。
【００１４】
【図１Ｅ】本発明の一実施形態による、上部マニホルドおよび下部マニホルドの複数の例を備えたテストベンチの例図である。
【００１５】
【図１Ｆ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータおよび下部アプリケータと共に処理チャンバの一例を示す断面図である。
【００１６】
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、下部アプリケータと共に上部アプリケータの断面の例を示す概略図である。
【００１７】
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、処理領域を示す簡略図である。
【００１８】
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの下を通過する基板のテストベンチの例図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの下を通過する基板のテストベンチの例図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの下を通過する基板のテストベンチの例図である。
【００１９】
【図２Ｆ１】本発明の一実施形態による、基板およびキャリアに流体を付与する上部アプリケータの上面を示す簡略概略図である。
【図２Ｆ２】本発明の一実施形態による、基板およびキャリアに流体を付与する上部アプリケータの上面を示す簡略概略図である。
【００２０】
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの例を示す図である。
【００２１】
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの内部構成例を示す簡略図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの内部構成例を示す簡略図である。
【００２２】
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータ内の様々な要素の寸法の例を示す図である。
【００２３】
【図３Ｆ１】本発明の一実施形態による、主ボアの長さに沿った供給部の様々な構成を示す図である。
【００２４】
【図３Ｆ２】本発明の一実施形態による、断面積を固定した供給部を備えた上部アプリケータと、断面積を変化させた供給部を備えた上部アプリケータとの幅全体の出口速度の実験結果を示す図である。
【００２５】
【図３Ｇ１】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ２】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ３】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ４】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ５】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ６】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ７】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ８】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【００２６】
【図３Ｈ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの一部の例を示す断面図である。
【００２７】
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、基板と、上部アプリケータと、下部アプリケータとの間の流体界面を示す簡略図である。
【００２８】
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、下部アプリケータの一例の簡略斜視図である。
【００２９】
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による、下部アプリケータの断面を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の一実施形態による、詳細部４１８を示す簡略図である。
【００３０】
【図５】本発明の一実施形態による、下部アプリケータと共に使用される流体再利用システムを示す簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明において説明する実施形態は、流体の膜を基板全体に均一に付与するシステムを提供する。流体は、マニホルドを介してアプリケータ本体の主ボアへ供給される。主ボアは、複数の供給部と交差しており、一実施形態において、複数の供給部は、主ボア上の供給部の位置に基づいて、流体の流れを抑制または強化する様々な断面積を有する。流体は、供給部から、複数の出口を備えたリザーバ内へ流動する。出口により、流体を、リザーバから基板の表面全体へ、出口スロットを介して供給することが可能となる。出口スロットは、複数の出口を連結し、流体を基板の幅全体に分配する。
【実施例】
【００３２】
図１Ａは、本発明の一実施形態による、処理モジュール１００内のアプリケータ本体１０４ａを示す簡略斜視図である。処理ステーション１００の一例は、上部アプリケータ本体１０３ａ、１０４ａ、および１０４ｂを収容するように構成された処理チャンバ１０８を含む。上部アプリケータ本体１０４ａおよび１０４ｂは、上部マニホルド１０５に結合され、一方、上部アプリケータ本体１０３ａは、上部マニホルド１０６に結合される。さらに、図１Ａでは、下部マニホルド１０６’に接続された下部アプリケータ本体１０３ｂを確認できる。図示してはいないが、上部アプリケータ本体１０４ａおよび１０４ｂと、それぞれの相手となる、下部マニホルドに接続された下部アプリケータ本体との間には、通路を形成することができる。処理チャンバは、入力部１１０および出力部１１２を含む。キャリア１１１は、上部アプリケータ本体１０３ａ、１０４ａ、１０４ｂと下部アプリケータ本体１０３との間に形成された通路を通って、入力部１１０と出力部１１２との間で基板１０９を移動させ、それぞれの下部アプリケータ本体は、上部アプリケータ本体に関連している。
【００３３】
図１Ｂは、本発明の一実施形態による、処理ステーション１００の上面を示す簡略概略図である。本実施形態において、キャリア１１１は、基板１０９を処理チャンバ１０８から出力部１１２を介して引き出すことが可能となるように位置決めされている。処理チャンバ１０８内において、キャリア戻り位置１０９−１は、別の基板をキャリアに搭載できるようにキャリア１１１が戻る場所を示している。上部アプリケータ１０３ａは、上部マニホルド１０６に取り付けられた状態で図示している。同様に、上部アプリケータ本体１０４ａおよび１０４ｂ−１は、上部マニホルド１０５に取り付けられた状態で確認できる。別の実施形態において、上部アプリケータ本体１０４ａおよび１０４ｂ−１は、別個のマニホルドを有してもよい。さらに別の実施形態において、上部アプリケータ１０３ａ、１０４ａ、および１０４ｂ−１は、単一の上部マニホルドを共有してもよい。図１Ｂに図示した本実施形態において、処理モジュール１１４−１、１１４−２、および１１４−３は、処理チャンバ１０８を横断する際に、基板１０９に対して様々な処理動作を実行する。各処理モジュール１１４−１、１１４−２、および１１４−３は、処理ガス、流体、固体、およびその混合物を基板１０９に付与することが可能な通路（図示せず）を形成することができる。例えば、基板１０９が出力部１１２へ搬送されるまでに、処理モジュール１１４−１は、基板１０９を洗浄して乾燥させることができる。処理モジュール１１４−２および１１４−３は、メッキ、洗浄、および他の基板処理等に使用することができる。一実施形態において、上部アプリケータ１０４ａは、処理流体を基板１０９の表面に付与し、一方、上部アプリケータ本体１０４ｂ−１は、リンスおよび洗浄動作を行う。一実施形態において、処理流体は、脂肪酸を含み粒子の除去を支援する低粘性流体である。処理流体は、例示を目的とするものであり、基板１０９に施す処理に基づいて追加の処理流体を使用可能であるため、限定として解釈されるべきではない。後述するように、下部アプリケータを使用して、基板１０９の反対側に処理流体を付与することもできる。
【００３４】
図１Ｃは、本発明の一実施形態による、上部マニホルド１０５に接続された上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１を、下部マニホルド１０７に接続された下部アプリケータ１０６ａおよび１０６ｂと共に示す図である。上部マニホルド１０５は、流体を上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１へ供給するために使用される供給ライン１１６、１１８、および１２０を有する。同様に、下部マニホルド１０７は、流体を下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３へ供給する供給ライン１２２および１２４を有する。一実施形態において、供給ライン１１６は、上部アプリケータ１０４ａへ流体を供給するために使用され、一方、供給ライン１１８および１２０は、上部アプリケータ１０４ｂ−１へ流体を供給する。一実施形態において、供給ライン１１８、１２０、１２２、および１２４は、脱イオン水、イソプロピルアルコール、またはその混合物等の流体を提供することができる。供給ライン１１８、１２０、１２２、および１２４は、窒素ガス等の流体の供給にも使用可能であり、あるいは、上部アプリケータ１０４ｂ−１、１０４ｂ−２、および１０４ｂ−３を介して流体を除去する目的で、真空に引くために使用することができる。上部マニホルド１０５および下部マニホルド１０７へ供給可能な流体の具体的な例は、網羅的または限定的なものではない。さらに、上部マニホルド１０５および下部マニホルド１０７の他の実施形態では、供給ラインを追加すること、あるいは少なくすることが可能である。
【００３５】
図１Ｄは、本発明の一実施形態による、上部マニホルド１０５に加えて上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１の裏面の一例を示す概略図である。上述したように、供給ライン１１６は、上部マニホルド１０５を介して上部アプリケータ１０４ａへ流体を供給する。同様に、供給ライン１１８および１２０は、上部マニホルド１０５を介して上部アプリケータ１０４ｂ−１へ流体および／または真空を供給する。上部マニホルド１０５の内部では、上部アプリケータ１０４ａまたは１０４ｂ−１へ供給する前に、流体を調節することができる。例えば、上部マニホルド１０５は、供給ライン１１８および１２０を介して別々に供給された流体を混合するために使用できる。他の実施形態において、供給ライン１１８および１２０は、上部マニホルド１０５内で混合され発泡体を発生させる流体を運ぶことができる。他の実施形態において、上部アプリケータ１０４ａは、上部マニホルド１０５を介して様々な流体を供給する複数の供給ラインを有することができる。
【００３６】
図１Ｅは、本発明の一実施形態による、上部マニホルド１０５および下部マニホルド１０７の複数の例を備えたテストベンチの例図である。例図は、様々なマニホルドが多様な供給ラインを有する実施形態の一例を示している。供給ライン１１８−１および１１８−２に関連するマニホルドは、供給ライン１１８−１および１１８−２上の矢印が示すように、関連するアプリケータから流体を排出するために使用される。同様に、他の供給ライン上の矢印は、流体がマニホルドおよび関連するアプリケータ内へ供給されることを示している。実行される基板処理動作に応じて、より少数または多数のマニホルドおよび関連アプリケータを使用可能であるため、図１Ｅに示したテストベンチの設定は、限定として解釈されるべきではない。
【００３７】
図１Ｆは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ｂ−１および下部アプリケータ１０４ｂ−３と共に処理チャンバ１０８の一例を示す断面図である。上部マニホルド１０５および下部マニホルド１０７も、様々な供給ラインと共に確認できる。基板がキャリア上で通過する通路１３０は、上部アプリケータ１０４ｂ−１と下部アプリケータ本体１０４ｂ−３との間に形成される。
【００３８】
図２Ａは、本発明の一実施形態による、下部アプリケータ１０６ａおよび１０６ｂと共に上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１の断面の一例を示す概略図である。キャリア１１１は、上部アプリケータ１０４ｂ−１、１０４ａ、１０３と下部アプリケータ１０４ｂ−２、１０４ｂ−３、１０３との間に形成された通路を介して基板１０９を移動させる。一実施形態において、上部アプリケータ１０３ａおよび下部アプリケータ１０３ｂは、脱イオン水または他の表面前処理流体を供給する前処理モジュールを形成する。他の実施形態において、上部アプリケータ１０３ａおよび１０３ｂは、オプションであり、キャリア１１１および基板１０９は、上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１と下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３とが形成する通路を通過する。処理領域２００は、上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１と下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３とからの流体に基板１０９が晒される領域を強調している。
【００３９】
図２Ｂは、本発明の一実施形態による、処理領域２００を示す簡略図である。処理領域２００は、上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１と下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３とからの基板１０９に対する流体付与の一実施形態を示す。本実施形態において、上部アプリケータ１０４ｂおよび下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３は、基板１０９をリンスし乾燥させる。上部アプリケータ１０４ｂおよび下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３は、供給ポート２０８と真空ポート２０６とを有する。一実施形態において、供給ポート２０８は、脱イオン水等の流体を基板２０９へ付与するために使用される。供給ポート２０８を介して付与された流体を除去するために、真空ポート２０６を経由して真空に引く。
【００４０】
図２Ｂは、さらに、基板１０９へ流体２０２を付与する上部アプリケータ１０４ａを示している。一実施形態において、上部アプリケータ１０４ａは、基板１０９全体に均一な流れを提供する。送給する流体の種類および上部アプリケータ１０４ａ下のキャリアの速度に応じて、流体は、約２０ｃｃ／分ないし５００ｃｃ／分の範囲で供給することができる。上部アプリケータ１０４ａは、オンになった時に流体の膜を正確に供給（分注）し、マニホルド（図示せず）を経由した流体の流れがオフになった時には、流体の表面張力により、上部アプリケータ１０４ａからの流体の滴下または漏出が防止される。
【００４１】
図２Ｃないし図２Ｅは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの下を通過する基板１０９のテストベンチの例図である。図２Ｃおよび図２Ｄは、上部アプリケータ１０４ａにより流体を基板１０９に付与する前のキャリア１１１および基板１０９を示している。基板１０９の鏡面仕上げは、流体が基板１０９に付与されていないことを示している。図２Ｅは、上部アプリケータ１０４ａにより流体を付与した後の基板１０９の図である。流体は基板１０９およびキャリア１１１に付与されており、これにより被覆領域１１１ａと非被覆領域１１１ｂとが生じている。本実施形態において、流体が基板を完全に覆う状態を確保するために、被覆領域１１１ａは、基板１０９よりも大きな領域を包含する。他の実施形態では、上部アプリケータ１０４ａが付与する流体の消費量を最小化するために、被覆領域１１１ａは、基板１０９ａの縁部に近い領域を包含することができる。図２Ｅは、さらに、非被覆領域１１１ｂから被覆領域１１１ａを区分する縁部１１１ｃを示している。明確な縁部は、上部アプリケータ１０４ａからの制御された流体膜の供給の結果である。
【００４２】
図２Ｆ１および図２Ｆ２は、本発明の一実施形態による、基板１０９およびキャリア１１１に流体を付与する上部アプリケータ１０４ａの上面を示す簡略概略図である。上部アプリケータ１０４ａは、キャリア１１１および基板１０９が上部アプリケータ１０４ａの下を通過する際に、幅１０４ａ−１に渡って流体の供給を制御する。定められた幅１０４ａ−１により、被覆領域１１１ａおよび非被覆領域１１１ｂが生じる。縁部１１１ｃは、被覆領域１１１ａと非被覆領域１１１との間の区分を表す。縁部１１１ｃは、さらに、流出を発生させる過剰な流体の付与を防止するために、上部アプリケータ１０４ａからの流体の供給が流体の消費量を最小化するように制御されていることを示している。後述するように、上部アプリケータ１０４ａの特徴部は、流体が幅１０４ａ−１全体に均一に分配されるように流体の流れを制御する。
【００４３】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの例を示す図である。上部アプリケータ１０４ａは、端部３０３から延びるが端部３０３’を通過しない主ボア３００を含む。端部３０３は、上部マニホルド（図示せず）に接続し、上部マニホルドを経由して主ボア３００へ流体を供給することが可能となる。上部アプリケータ１０４ａは、さらに、主ボア３００と交差する複数の供給部３０２を含む。供給部３０２は、主ボア３００をリザーバ３０４に接続する。同様に出口３０６ａは、リザーバ３０４を出口スロット３０６ｂに接続する。出口スロット３０６ｂは、個々の出口３０６ａを相互に接続して、基板全体に流体を均一に分配することを支援する。
【００４４】
動作中、上部マニホルドを介して供給された流体は、主ボア３００に入る。主ボア３００内の流体が供給部３０２と交差する時、流体は、主ボア３００からリザーバ３０４へ流れる。流体は、リザーバ３０４から流動して出口３０６ａを満たす。一定の量の流体がリザーバ内に溜まると、流体は、出口から出口スロット３０６ｂへ流れ、基板上に均一に分配される。流体の出口からの流動開始に必要な流体の量は、流体粘度、流体の表面張力、および出口３０６ａの物理的サイズ等の様々なパラメータに基づく。主ボア３００への流体の流れを停止すると、出口からの流体の流れは停止する。
【００４５】
図３Ｃおよび図３Ｄは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの内部構成例を示す簡略図である。図３Ｃおよび図３Ｄは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの断面を示す。図示した実施形態において、上部アプリケータ１０４ａは、本体１０４ａとフェイスプレート１０４ａ’とを含む組立体である。本体１０４ａとフェイスプレート１０４ａ’との陰影の差は、構成要素が別々に形成されていることを明確にするためのものである。機械的留め具、接着剤、またはその組み合わせ等、様々な方法を使用して、フェイスプレート１０４ａ‘を本体１０４ａに固定または接着することができる。本体１０４ａは、主ボア３００、供給部３０２、およびフェイスプレート接触面３１０を有する。フェイスプレート１０４ａ’は、出口３０６ａ、出口スロット３０６ｂ、および本体接触面３１２を有する。リザーバ３０４は、フェイスプレート接触面３１０上の本体流路３０４ａが本体接触面３１０上のフェイスプレート流路３０４ｂと整合した時に形成される。
【００４６】
図３Ｅは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａ内の様々な要素の寸法の例を示す図である。一実施形態において、出口３０６ａは、直径約０．０４インチの孔であり、スロット３０６ｂは、出口３０６ａを中心とした幅０．０３インチの流路である。本実施形態において提示される測定値は、密度約１０００ｋｇ／ｍ3、粘度約６．２ｃＰ、および表面張力約２６ｍＮ／ｍを有する流体の付与に基づくものである。異なる流体の付与には、所望の結果を達成するために、異なる実施形態が必要になる場合がある。他の実施形態では、水等のニュートン流体を供給可能となる。さらに他の実施形態では、ゲル等の非ニュートン流体を、約１ｃＰないし６０ｃＰの粘性範囲および約２５ｄｙｎ／ｃｍないし約７５ｄｙｎ／ｃｍの表面張力範囲において供給（分注）可能となる。
【００４７】
図３Ｆ１は、本発明の一実施形態による、主ボア３００の長さに沿った供給部３０２の様々な構成を示す図である。一実施形態において、供給部３０２は、端部３０３からの距離に応じて断面積が変化する。供給部３０２の断面積を変化させることにより、主ボア３００を介して供給される流体は、上部アプリケータ１０４ａの長さ全体で均一に分布させることができる。図３Ｆ１では、供給部３０２の三種類の断面積を、供給部３０２ａ、供給部３０２ｂ、および供給部３０２ｃのグループとして区別している。こうした実施形態において、供給部３０２ａの断面積は、供給部３０２ｂより小さく、供給部３０２ｂは供給部３０２ｃより小さい。一実施形態において、供給部の断面は、円形であり、供給部３０２ａは直径約０．０６インチ、供給部３０２ｂは直径約０．０７インチ、供給部３０２ｃは直径約０．０８インチである。主ボア３００からの流体の流れは、大きな直径を有する供給部３０２ｃと比較して小さな供給部３０２ａの直径により抑制される。しかしながら、流体の圧力および流体の体積は、流体が供給部３０２Ｃと遭遇する前に減少するため、出口速度および供給量は、出口スロット全体で相対的に一貫した状態を維持する。別の実施形態において、個別の供給部毎に固有の断面積を定めることにより、流体の流れをさらに最適化することができる。
【００４８】
図３Ｆ２は、本発明の一実施形態による、断面積を固定した供給部を備えた上部アプリケータと、断面積を変化させた供給部を備えた上部アプリケータとの幅全体の出口速度の実験結果を示す図である。Ｘ軸は、上部アプリケータの幅に沿った位置を表し、ゼロは、上部マニホルドに最も近く、数字が増えるにつれて上部マニホルドから遠くなる。全体として、断面積を固定した供給部では、上部マニホルドに対する位置が近くなるほど、出口速度が高くなり、位置３での約０．０２４５ｍ／ｓから、位置１００での約０．０２１ｍ／ｓまで変化する。しかしながら、全体として、断面積を変化させた供給部では、出口速度は、より一貫した状態を維持しており、約０．０２３４ｍ／ｓないし約０．０２２ｍ／ｓの範囲内に留まっている。他の実施形態において、様々な流体および様々な処理速度に対して、出口速度は約０．０１ｍ／ｓないし約０．５ｍ／ｓの範囲で変化する場合がある。
【００４９】
図３Ｇ１ないし図３Ｇ８は、本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。図３Ｇ１ないし図３Ｇ７の連続図は、一個の供給部の例であり、主ボアに交差する供給部の全体で連続的に発生するものである。図３Ｇ１において、主ボア３００内の流体３０１は、供給部３０２を通って流動し始めている。図３Ｇ２において、流体３０１は、供給部３０２を満たしており、リザーバ３０４へ入っている状態で図示されている。図３Ｇ３において、主ボア３００から供給部３０２を介して供給された流体３０１は、リザーバ３０４を満たし始める。流体３０１がリザーバ内に溜まるにつれ、流体３０１は、出口３０６ａを下方へ移動し始める。この時、流体３０１と出口３０６ａの壁との間の表面張力により、流体３０１は、出口３０６ａを通って自由に流動することを防止される。
【００５０】
図３Ｇ４は、流体３０１が引き続きリザーバ３０４を満たしている状態を示しており、流体３０１は、出口３０６のほぼ完全に満たしている。図３Ｇ５は、流体３０１が出口３０６ａを完全に満たし、出口スロット３０６ｂをほぼ完全に満たした状態を示している。図３Ｇ５は、さらに、流体３０１が閾値量３０５直下のレベルまでリザーバ３０４を満たしている状態を示している。リザーバ３０４内の流体３０１が閾値量３０５を超えると、リザーバ内の流体３１０の量は、出口３０６ａおよび出口スロット３０６ｂ内の流体の表面張力を克服し、流体３０１の膜を基板１０９上へ流動させる。図３Ｇ６は、リザーバ３０４内の流体３０１が閾値量３０５を上回り、その結果、流体の膜が出口スロット３０６ｂを介して基板１０９上に供給されている状態を示している。流体３０１は、図３Ｇ７に示したようにリザーバ３０４内の流体レベルが閾値量３０５を上回る限り、継続して供給される。リザーバ３０４内の流体レベルを維持するために必要な主ボア内の流体３０１の流量は、流体の物理的特性に応じて変化させることができる。同様に、供給部、出口、出口スロットの断面積および構成と閾値量とのとき、粘性および表面張力等の流体の特性を使用することができる。図３Ｇ８は、リザーバ３０４内の流体レベルが閾値レベル３０５を下回った時に、出口スロット３０６ｂからの流体の供給が停止することを示している。主ボア内の流体３０１によりリザーバ内の流体が閾値レベル３０５より上に維持されなくなると、出口スロットを通過する流体の流れが停止し、流体と出口スロットとの間の表面張力により、流体は、出口スロット内へ引き込まれて基板から離れる。したがって、リザーバ３０４内の流体レベルが閾値レベル３０５を下回ると、基板への流体の流れは停止し、出口スロットへの引き込み作用により、上部アプリケータからの流体の滴下が防止される。
【００５１】
図３Ｈは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの一部の例を示す断面図である。主ボア３００は、最初に断面積の小さな供給部３０２−１へ流体３０１を供給し、その後、供給部３０２−２へ供給する。供給部３０２−１および３０２−２からの流体は、閾値高さ３０５を超えてリザーバ３０４を満たし、基板１０９上へ流体の薄膜を均一に供給（分注）する出口スロット３０６ｂへの出口３０６ａを介した流体の流動を開始させる。供給部３０２−１および３０２−２により供給された流体がリザーバ内の流体レベルを閾値高さ３０５より上に維持するため、出口スロットからの流体の定常流が、基板を均一に被覆する。供給部３０２−１の小さな断面積は、供給部からリザーバへの流体の流れを抑制する。供給部３０２−２の大きな断面積により、供給部３０２−２より先に供給部３０２−１に流体が供給されるために発生する時間的および体積的な差を、供給部からの流体の流れにより補正することが可能となる。様々な断面積による体積的および時間的補正により、上部アプリケータの幅全体に渡って実質的に一定の割合でリザーバ３０４を満たすことが可能となる。これにより、流体は、上部アプリケータ全体で実質的に同時に閾値高さ３０５を超え、基板全体で均一に薄膜として流体が供給される。一実施形態において、基板１０９と出口スロットとの間の隙間は、約０．５ｍｍである。他の実施形態において、基板１０９と出口スロットとの間の隙間は、約０．２ｍｍないし約０．８ｍｍで変化する。一実施形態において、主ボアを通過する初期流体流量は、約５００ｃｃ／分であり、基板は、基板キャリアにより、約１０ｍｍ／秒ないし約２０ｍｍ／秒の速度で輸送される。他の実施形態において、キャリアは、基板を約５ｍｍ／秒ないし約７０ｍｍ／秒の速度で輸送する。一実施形態において、処理中の流体の流量は、約２５ｃｃ／分ないし５００ｃｃ／分である。
【００５２】
図４Ａは、本発明の一実施形態による、基板１０９と、上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂと、下部アプリケータ４００との間の流体界面を示す簡略図である。本実施形態において、下部アプリケータ４００は、上述した上部アプリケータ１０４ａと同様の形で基板１０９に流体２０２’を付与する。基板１０９が方向４０２へ移動する際に、上部アプリケータ１０４ａは流体２０２を付与し、一方、下部アプリケータ４００は流体２０２’を付与する。一部の実施形態において、流体２０２および２０２’は、同一にすることができるが、他の実施形態において、流体２０２および２０２’は、異なるものにすることができる。基板１０９は、上部アプリケータ１０４ｂと下部アプリケータ１０４ｂ’’との間を通過する際に洗浄し乾燥させる。一実施形態では、ポート２０８を介してリンス剤２０４を基板１０９に付与する。リンス剤２０４は、一実施形態において脱イオン水であり、他の実施形態では脱イオン水とイソプロピルアルコールとの混合物となる。リンス剤２０４を流体２０２および２０２’と共に基板１０９から除去するために、ポート２０６を介して真空に引く。
【００５３】
図４Ｂは、本発明の一実施形態による、下部アプリケータ４００の一例の簡略斜視図である。下部アプリケータ４００は、端部４０３と端部４０３’との間に画成された長さＬ４０５を有する。下部アプリケータ４００の長さＬ４０５は、基板のサイズまたは処理チャンバのサイズにより定められる。下部マニホルド（図示せず）により供給された流体は、下部アプリケータ４００の端部４０３を介して供給され、出口スロット４１６を介して基板に対して均一に分配される。下部アプリケータ４００が基板の裏面に対して流体を供給する際に、余分な流体または基板に付着しない流体は、収集領域４１０において再利用のために収集される。収集領域４１０内には、複数の戻りポート４１３が配置される。戻りポート４１３の付加的な詳細は後述する。
【００５４】
図４Ｃは、下部アプリケータ４００の断面を示す図であり、図４Ｄは、本発明の一実施形態による、詳細部４１８を示す簡略図である。上部アプリケータと同様に、下部アプリケータ４００は、フェイスプレート４００ａおよび本体４００ｂを含む。本体４００ｂは、主ボア４０２と、供給部４１２と、リザーバ４０８と、流体レジスタ４０５の一部分とを含む。主ボア４０２は、下部アプリケータ４００の端部間に延び、下部マニホルド（図示せず）に接続する。リザーバ４０８は、主ボア４０２と実質的に平行であり、複数の供給部４１２により主ボア４０２に接続される。図３Ｅにおいて説明した供給部サイズの変化と同様に、供給部４１２のサイズは、様々なサイズにして、下部アプリケータ４００の長さに沿った流量の変化を最小にすることができる。本体は、さらに、主ボア４０２と実質的に平行であり、かつ戻り供給部４２２を介して戻りポート４１３に接続する戻りライン４０６を含む。
【００５５】
フェイスプレート４００ａは、流体レジスタ４０５の別の部分と、リザーバ４０４と、出口４１４と、出口スロット４１６と、収集領域４１０とを含む。本体４００ｂおよびフェイスプレート４００ａの対向面間に形成された流体レジスタ４０５は、リザーバ４０８からリザーバ４０４へ入る流体の流れを調節する。したがって、一実施形態において、下部アプリケータ４００の長さに沿って流体レジスタ４０５のサイズを変更することを用いて、下部アプリケータ４００全体での流体の流量を制御することができる。複数の出口４１４は、リザーバ４０４をフェイスプレートの外側に接続する。出口スロット４１６は、複数の出口の全てを連結して、基板の裏面へ流体を均一に分配する流路を形成する。
【００５６】
下部アプリケータ４００が基板の裏面に流体を付与する際には、基板から滴下する、あるいは基板に接着しない、流出流体が存在し得る。一部の流体は高価となる場合があるため、収集領域４１０を使用して、流出流体を再利用のために収集する。収集領域４１０内には、戻り供給部４２２に接続された複数の戻りポート４１３がある。戻り供給部４２２は、下部マニホルド（図示せず）を介して真空に接続可能な戻りライン４０６に接続される。一実施形態において、戻りラインは、真空無しで機能する重力排出部である。
【００５７】
図５は、本発明の一実施形態による、下部アプリケータ４００と共に使用される流体再利用システムを示す簡略図である。タンク５０２は、下部マニホルド（図示せず）を介して下部アプリケータ４００へ供給される流体５０４を収容する。簡略化のため、下部アプリケータ４００内部の詳細は省略している。上述したように、流体５０４は、出口スロットを介して供給され、基板１０９が下部アプリケータ４００の上を通過する際に薄膜５０６として基板１０９上に付与される。薄膜５０６の一部を形成しない流体は、収集領域４１０内に収容され、戻りポート、戻り供給部、および戻りラインを経由してタンク５０２へ戻される。図示した実施形態では、流体を直接タンク５０２内へ戻す。別の実施形態において、タンク５０２へ戻る流体は、タンク５０２へ戻る前に分析および処理される。処理には、緩衝および調整を含めることができる。
【００５８】
以上、理解を明確にする目的から、ある程度詳細に本発明を説明してきたが、添付の特許請求の範囲内で一定の変更および変形を実施可能であることは明らかであろう。したがって、本実施形態は、例示的であって、限定的ではないと見做すべきであり、本発明は、本明細書に記載の詳細に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲内およびその等価物の範囲内で変形し得る。特許請求の範囲において、要素および／またはステップは、特許請求の範囲において明示が無い限り、特定の動作の順序を意味するものではない。
【図１Ａ】
2011527123.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ１】
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【図２Ｆ２】
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2011527123.tif 000016
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ１】
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【図３Ｆ２】
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【図３Ｇ１】
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【図３Ｇ２】
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【図３Ｇ３】
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【図３Ｇ４】
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【図３Ｇ５】
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【図３Ｇ６】
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【図３Ｇ７】
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【図３Ｇ８】
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【図３Ｈ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
2011527123.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月1日(2011.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
洗浄動作は、半導体ウェーハの製造中における重要性がさらに高まっている。製造作業の性質の変化、および特徴部のサイズをさらに低減するための継続的な探求のため、半導体基板からの粒子材料の時宜を得た除去は、極めて重要となっている。基板上に形成された敏感な電子構造に損傷を与える可能性を最小化しつつ基板からの粒子の除去を達成する特殊な流体が開発されている。特殊な流体はコストが高くなる場合があるため、基板処理中の消費量を最小にすることが望ましい。同様に、処理の変動を最低限に抑える堅牢なシステムを有することにより、基板処理設備の休止時間を最短化することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
したがって、基板洗浄流体の消費量を最小化する堅牢な基板洗浄システムを提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
基板に流体の薄膜を付与する処理モジュールを開示する。流体は、マニホルドを介して処理モジュールに供給される。流体は、複数の供給部と交差した主ボアを介して移動する。複数の供給部は、様々な断面積を有し、主ボアから複数の出口を有するリザーバへ流体を流動させる。表面張力により、流体は、出口を介して自由に流動することを防止される。様々な断面積により、リザーバは、処理モジュールの全長に渡って実質的に一定の割合で充填することが可能となる。リザーバ内の流体が定められた量を超えると、出口内の流体は、表面張力を克服し、出口を介して出口スロット内へ流動し始める。出口スロットにより、流体は、処理モジュールから流体の薄膜として基板の表面上へ出力される。
【０００４】
一実施形態では、流体材料を基板の表面へ分配する装置を開示する。装置は、基板の幅よりも大きい第一の端部と第二の端部との間の長さに渡って延びる本体を含む。本体は、第一の端部と第二の端部との間に延び、送給マニホルドに結合するように構成された主ボアを含む。本体は、さらに、第一の端部と第二の端部との間に延び、主ボアと実質的に平行である本体流路を含む。さらに、本体には、主ボアと本体流路とを接続する複数の供給部が含まれ、本体流路は、本体の本体接触面へ延びる。装置は、さらに、本体の第一の端部と第二の端部との間に延び、本体接触面と接合するように構成されたフェイスプレート接触面を有するフェイスプレートを含む。フェイスプレートは、本体の第一の端部と第二の端部との間に延びるフェイスプレート流路を含む。さらに、フェイスプレート上には、主ボアと実質的に平行であるフェイスプレート流路が含まれる。フェイスプレート流路は、本体接触面とフェイスプレート接触面とを接合させることにより、供給部に結合するリザーバが画成されるように、フェイスプレート接触面に画成される。フェイスプレートは、さらに、本体の第一の端部と第二の端部との間に延び、フェイスプレート接触面とは反対に傾けて配され出口スロットに結合された複数の出口を含む。流体材料は、送給マニホルドから主ボアへ流れ、供給部に至り、リザーバ内へ入り、出口を通り、出口スロットを介して基板の表面上へ流れるように構成される。
【０００５】
他の実施形態では、流体を基板へ送給するアプリケータを開示する。アプリケータは、装置の端部間に延びる主ボアを含む。アプリケータは、さらに、装置の端部間に延びるリザーバを含み、リザーバは、主ボアと実質的に平行となる。さらに、アプリケータには、主ボアとリザーバとを接続する複数の供給部が、リザーバを装置の外側に接続する複数の出口と共に含まれる。アプリケータは、さらに、複数の出口を接続する出口スロットを有し、流体は、主ボアを通り、複数の供給部を経由して、リザーバに至り、出口を介して出口スロットに到達して、出口スロットに隣接した通路内において基板を移動させる際に基板上へ送給される。
【０００６】
他の実施形態では、基板上に薄膜を配するためのヘッドを開示する。ヘッドは、少なくとも基板の幅である第一および第二の端部間に延びる本体組立体を含む。本体組立体は、第一および第二の端部間に画成された主ボアを含み、主ボアは、リザーバの上側に、主ボアとリザーバとの間に画成された複数の供給部を介して接続される。本体組立体は、さらに、リザーバの下側に接続され、出口スロットへ延びる複数の出口を含む。複数の供給部は、複数の出口より大きな断面積を有し、複数の供給部は、複数の出口より数が少ない。流体は、主ボアを通り、ボアに沿って複数の供給部を介して流れ、少なくとも閾値レベルまでリザーバを満たし、その後、流体は、出口スロットから基板上へ、膜として均一に出力される。
【０００７】
他の実施形態では、基板を処理するチャンバを開示する。チャンバは、チャンバ内で水平に摺動するように構成された基板キャリアを含む。さらに、チャンバには、基板キャリアの経路の下方に傾けて配され流体供給ヘッドが含まれる。流体供給ヘッドは、少なくとも基板の幅まで延びる幅を有する出口スロットを含む。流体供給ヘッドは、さらに、出口スロットを囲む回収領域を含み、回収領域は、再利用管に接続される。主送給ノズルを出た流体は、基板が存在する時にその裏面の方向に向けて上方へ送られ、実質的に均一な膜を基板上へ送給し、回収領域では、膜を形成しない流体を回収する。
【０００８】
本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を一例として示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の態様は、本発明の原理を一例として示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、処理モジュール内のアプリケータ本体を示す簡略斜視図である。
【００１１】
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による、処理モジュールの上面を示す簡略概略図である。
【００１２】
【図１Ｃ】本発明の一実施形態による、上部マニホルドに接続された上部アプリケータを、下部マニホルドに接続された下部アプリケータと共に示す図である。
【００１３】
【図１Ｄ】本発明の一実施形態による、上部マニホルドに加えて上部アプリケータの裏面の一例を示す概略図である。
【００１４】
【図１Ｅ】本発明の一実施形態による、上部マニホルドおよび下部マニホルドの複数の例を備えたテストベンチの例図である。
【００１５】
【図１Ｆ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータおよび下部アプリケータと共に処理チャンバの一例を示す断面図である。
【００１６】
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、下部アプリケータと共に上部アプリケータの断面の例を示す概略図である。
【００１７】
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、処理領域を示す簡略図である。
【００１８】
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの下を通過する基板のテストベンチの例図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの下を通過する基板のテストベンチの例図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの下を通過する基板のテストベンチの例図である。
【００１９】
【図２Ｆ１】本発明の一実施形態による、基板およびキャリアに流体を付与する上部アプリケータの上面を示す簡略概略図である。
【図２Ｆ２】本発明の一実施形態による、基板およびキャリアに流体を付与する上部アプリケータの上面を示す簡略概略図である。
【００２０】
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの例を示す図である。
【００２１】
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの内部構成例を示す簡略図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの内部構成例を示す簡略図である。
【００２２】
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータ内の様々な要素の寸法の例を示す図である。
【００２３】
【図３Ｆ１】本発明の一実施形態による、主ボアの長さに沿った供給部の様々な構成を示す図である。
【００２４】
【図３Ｆ２】本発明の一実施形態による、断面積を固定した供給部を備えた上部アプリケータと、断面積を変化させた供給部を備えた上部アプリケータとの幅全体の出口速度の実験結果を示す図である。
【００２５】
【図３Ｇ１】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ２】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ３】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ４】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ５】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ６】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ７】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【図３Ｇ８】本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。
【００２６】
【図３Ｈ】本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの一部の例を示す断面図である。
【００２７】
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、基板と、上部アプリケータと、下部アプリケータとの間の流体界面を示す簡略図である。
【００２８】
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、下部アプリケータの一例の簡略斜視図である。
【００２９】
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による、下部アプリケータの断面を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の一実施形態による、詳細部４１８を示す簡略図である。
【００３０】
【図５】本発明の一実施形態による、下部アプリケータと共に使用される流体再利用システムを示す簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明において説明する実施形態は、流体の膜を基板全体に均一に付与するシステムを提供する。流体は、マニホルドを介してアプリケータ本体の主ボアへ供給される。主ボアは、複数の供給部と交差しており、一実施形態において、複数の供給部は、主ボア上の供給部の位置に基づいて、流体の流れを抑制または強化する様々な断面積を有する。流体は、供給部から、複数の出口を備えたリザーバ内へ流動する。出口により、流体を、リザーバから基板の表面全体へ、出口スロットを介して供給することが可能となる。出口スロットは、複数の出口を連結し、流体を基板の幅全体に分配する。
【実施例】
【００３２】
図１Ａは、本発明の一実施形態による、処理モジュール１００内のアプリケータ本体１０４ａを示す簡略斜視図である。処理モジュール１００の一例は、上部アプリケータ本体１０３ａ、１０４ａ、および１０４ｂ−１を収容するように構成された処理チャンバ１０８を含む。上部アプリケータ本体１０４ａおよび１０４ｂ−１は、上部マニホルド１０５に結合され、一方、上部アプリケータ本体１０３ａは、上部マニホルド１０６に結合される。さらに、図１Ａでは、下部マニホルド１０６’に接続された下部アプリケータ本体１０３ｂを確認できる。図示してはいないが、上部アプリケータ本体１０４ａおよび１０４ｂ−１と、それぞれの相手となる、下部マニホルドに接続された下部アプリケータ本体との間には、通路を形成することができる。処理チャンバは、入力部１１０および出力部１１２を含む。キャリア１１１は、上部アプリケータ本体１０３ａ、１０４ａ、１０４ｂ−１と下部アプリケータ本体１０３との間に形成された通路を通って、入力部１１０と出力部１１２との間で基板１０９を移動させ、それぞれの下部アプリケータ本体は、上部アプリケータ本体に関連している。
【００３３】
図１Ｂは、本発明の一実施形態による、処理モジュール１００の上面を示す簡略概略図である。本実施形態において、キャリア１１１は、基板１０９を処理チャンバ１０８から出力部１１２を介して引き出すことが可能となるように位置決めされている。処理チャンバ１０８内において、キャリア戻り位置１０９−１は、別の基板をキャリアに搭載できるようにキャリア１１１が戻る場所を示している。上部アプリケータ１０３ａは、上部マニホルド１０６に取り付けられた状態で図示している。同様に、上部アプリケータ本体１０４ａおよび１０４ｂ−１は、上部マニホルド１０５に取り付けられた状態で確認できる。別の実施形態において、上部アプリケータ本体１０４ａおよび１０４ｂ−１は、別個のマニホルドを有してもよい。さらに別の実施形態において、上部アプリケータ１０３ａ、１０４ａ、および１０４ｂ−１は、単一の上部マニホルドを共有してもよい。図１Ｂに図示した本実施形態において、処理モジュール１１４−１、１１４−２、および１１４−３は、処理チャンバ１０８を横断する際に、基板１０９に対して様々な処理動作を実行する。各処理モジュール１１４−１、１１４−２、および１１４−３は、処理ガス、流体、固体、およびその混合物を基板１０９に付与することが可能な通路（図示せず）を形成することができる。例えば、基板１０９が出力部１１２へ搬送されるまでに、処理モジュール１１４−１は、基板１０９を洗浄して乾燥させることができる。処理モジュール１１４−２および１１４−３は、メッキ、洗浄、および他の基板処理等に使用することができる。一実施形態において、上部アプリケータ１０４ａは、処理流体を基板１０９の表面に付与し、一方、上部アプリケータ本体１０４ｂ−１は、リンスおよび洗浄動作を行う。一実施形態において、処理流体は、脂肪酸を含み粒子の除去を支援する低粘性流体である。処理流体は、例示を目的とするものであり、基板１０９に施す処理に基づいて追加の処理流体を使用可能であるため、限定として解釈されるべきではない。後述するように、下部アプリケータを使用して、基板１０９の反対側に処理流体を付与することもできる。
【００３４】
図１Ｃは、本発明の一実施形態による、上部マニホルド１０５に接続された上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１を、下部マニホルド１０７に接続された下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３と共に示す図である。上部マニホルド１０５は、流体を上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１へ供給するために使用される供給ライン１１６、１１８、および１２０を有する。同様に、下部マニホルド１０７は、流体を下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３へ供給する供給ライン１２２および１２４を有する。一実施形態において、供給ライン１１６は、上部アプリケータ１０４ａへ流体を供給するために使用され、一方、供給ライン１１８および１２０は、上部アプリケータ１０４ｂ−１へ流体を供給する。一実施形態において、供給ライン１１８、１２０、１２２、および１２４は、脱イオン水、イソプロピルアルコール、またはその混合物等の流体を提供することができる。供給ライン１１８、１２０、１２２、および１２４は、窒素ガス等の流体の供給にも使用可能であり、あるいは、上部アプリケータ１０４ｂ−１、および下部アプリケータ１０４ｂ−２、および１０４ｂ−３を介して流体を除去する目的で、真空に引くために使用することができる。上部マニホルド１０５および下部マニホルド１０７へ供給可能な流体の具体的な例は、網羅的または限定的なものではない。さらに、上部マニホルド１０５および下部マニホルド１０７の他の実施形態では、供給ラインを追加すること、あるいは少なくすることが可能である。
【００３５】
図１Ｄは、本発明の一実施形態による、上部マニホルド１０５に加えて上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１の裏面の一例を示す概略図である。上述したように、供給ライン１１６は、上部マニホルド１０５を介して上部アプリケータ１０４ａへ流体を供給する。同様に、供給ライン１１８および１２０は、上部マニホルド１０５を介して上部アプリケータ１０４ｂ−１へ流体および／または真空を供給する。上部マニホルド１０５の内部では、上部アプリケータ１０４ａまたは１０４ｂ−１へ供給する前に、流体を調節することができる。例えば、上部マニホルド１０５は、供給ライン１１８および１２０を介して別々に供給された流体を混合するために使用できる。他の実施形態において、供給ライン１１８および１２０は、上部マニホルド１０５内で混合され発泡体を発生させる流体を運ぶことができる。他の実施形態において、上部アプリケータ１０４ａは、上部マニホルド１０５を介して様々な流体を供給する複数の供給ラインを有することができる。
【００３６】
図１Ｅは、本発明の一実施形態による、上部マニホルド１０５および下部マニホルド１０７の複数の例を備えたテストベンチの例図である。例図は、様々なマニホルドが多様な供給ラインを有する実施形態の一例を示している。供給ライン１１８−１および１１８−２に関連するマニホルドは、供給ライン１１８−１および１１８−２上の矢印が示すように、関連するアプリケータから流体を排出するために使用される。同様に、他の供給ライン上の矢印は、流体がマニホルドおよび関連するアプリケータ内へ供給されることを示している。実行される基板処理動作に応じて、より少数または多数のマニホルドおよび関連アプリケータを使用可能であるため、図１Ｅに示したテストベンチの設定は、限定として解釈されるべきではない。
【００３７】
図１Ｆは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ｂ−１および下部アプリケータ１０４ｂ−３と共に処理チャンバ１０８の一例を示す断面図である。上部マニホルド１０５および下部マニホルド１０７も、様々な供給ラインと共に確認できる。基板がキャリア上で通過する通路１３０は、上部アプリケータ１０４ｂ−１と下部アプリケータ本体１０４ｂ−３との間に形成される。
【００３８】
図２Ａは、本発明の一実施形態による、下部アプリケータ１０６ａおよび１０６ｂと共に上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１の断面の一例を示す概略図である。キャリア１１１は、上部アプリケータ１０４ｂ−１、１０４ａ、１０３ａと下部アプリケータ１０４ｂ−２、１０４ｂ−３、１０３ｂとの間に形成された通路を介して基板１０９を移動させる。一実施形態において、上部アプリケータ１０３ａおよび下部アプリケータ１０３ｂは、脱イオン水または他の表面前処理流体を供給する前処理モジュールを形成する。他の実施形態において、上部アプリケータ１０３ａおよび下部アプリケータ１０３ｂは、オプションであり、キャリア１１１および基板１０９は、上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１と下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３とが形成する通路を通過する。処理領域２００は、上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１と下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３とからの流体に基板１０９が晒される領域を強調している。
【００３９】
図２Ｂは、本発明の一実施形態による、処理領域２００を示す簡略図である。処理領域２００は、上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１と下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３とからの基板１０９に対する流体付与の一実施形態を示す。本実施形態において、上部アプリケータ１０４ｂ−１および下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３は、基板１０９をリンスし乾燥させる。上部アプリケータ１０４ｂ−１および下部アプリケータ１０４ｂ−２および１０４ｂ−３は、供給ポート２０８と真空ポート２０６とを有する。一実施形態において、供給ポート２０８は、脱イオン水等の流体を基板１０９へ付与するために使用される。供給ポート２０８を介して付与された流体を除去するために、真空ポート２０６を経由して真空に引く。
【００４０】
図２Ｂは、さらに、基板１０９へ流体２０２を付与する上部アプリケータ１０４ａを示している。一実施形態において、上部アプリケータ１０４ａは、基板１０９全体に均一な流れを提供する。送給する流体の種類および上部アプリケータ１０４ａ下のキャリアの速度に応じて、流体は、約２０ｃｃ／分ないし５００ｃｃ／分の範囲で供給することができる。上部アプリケータ１０４ａは、オンになった時に流体の膜を正確に供給（分注）し、マニホルド（図示せず）を経由した流体の流れがオフになった時には、流体の表面張力により、上部アプリケータ１０４ａからの流体の滴下または漏出が防止される。
【００４１】
図２Ｃないし図２Ｅは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの下を通過する基板１０９のテストベンチの例図である。図２Ｃおよび図２Ｄは、上部アプリケータ１０４ａにより流体を基板１０９に付与する前のキャリア１１１および基板１０９を示している。基板１０９の鏡面仕上げは、流体が基板１０９に付与されていないことを示している。図２Ｅは、上部アプリケータ１０４ａにより流体を付与した後の基板１０９の図である。流体は基板１０９およびキャリア１１１に付与されており、これにより被覆領域１１１ａと非被覆領域１１１ｂとが生じている。本実施形態において、流体が基板を完全に覆う状態を確保するために、被覆領域１１１ａは、基板１０９よりも大きな領域を包含する。他の実施形態では、上部アプリケータ１０４ａが付与する流体の消費量を最小化するために、被覆領域１１１ａは、基板１０９ａの縁部に近い領域を包含することができる。図２Ｅは、さらに、非被覆領域１１１ｂから被覆領域１１１ａを区分する縁部１１１ｃを示している。明確な縁部は、上部アプリケータ１０４ａからの制御された流体膜の供給の結果である。
【００４２】
図２Ｆ１および図２Ｆ２は、本発明の一実施形態による、基板１０９およびキャリア１１１に流体を付与する上部アプリケータ１０４ａの上面を示す簡略概略図である。上部アプリケータ１０４ａは、キャリア１１１および基板１０９が上部アプリケータ１０４ａの下を通過する際に、幅１０４ａ−１に渡って流体の供給を制御する。定められた幅１０４ａ−１により、被覆領域１１１ａおよび非被覆領域１１１ｂが生じる。縁部１１１ｃは、被覆領域１１１ａと非被覆領域１１１ｂとの間の区分を表す。縁部１１１ｃは、さらに、流出を発生させる過剰な流体の付与を防止するために、上部アプリケータ１０４ａからの流体の供給が流体の消費量を最小化するように制御されていることを示している。後述するように、上部アプリケータ１０４ａの特徴部は、流体が幅１０４ａ−１全体に均一に分配されるように流体の流れを制御する。
【００４３】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの例を示す図である。上部アプリケータ１０４ａは、端部３０３から延びるが端部３０３’を通過しない主ボア３００を含む。端部３０３は、上部マニホルド（図示せず）に接続し、上部マニホルドを経由して主ボア３００へ流体を供給することが可能となる。上部アプリケータ１０４ａは、さらに、主ボア３００と交差する複数の供給部３０２を含む。供給部３０２は、主ボア３００をリザーバ３０４に接続する。同様に出口３０６ａは、リザーバ３０４を出口スロット３０６ｂに接続する。出口スロット３０６ｂは、個々の出口３０６ａを相互に接続して、基板全体に流体を均一に分配することを支援する。
【００４４】
動作中、上部マニホルドを介して供給された流体は、主ボア３００に入る。主ボア３００内の流体が供給部３０２と交差する時、流体は、主ボア３００からリザーバ３０４へ流れる。流体は、リザーバ３０４から流動して出口３０６ａを満たす。一定の量の流体がリザーバ内に溜まると、流体は、出口から出口スロット３０６ｂへ流れ、基板上に均一に分配される。流体の出口からの流動開始に必要な流体の量は、流体粘度、流体の表面張力、および出口３０６ａの物理的サイズ等の様々なパラメータに基づく。主ボア３００への流体の流れを停止すると、出口からの流体の流れは停止する。
【００４５】
図３Ｃおよび図３Ｄは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの内部構成例を示す簡略図である。図３Ｃおよび図３Ｄは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの断面を示す。図示した実施形態において、上部アプリケータ１０４ａは、本体１０４ａとフェイスプレート１０４ａ’とを含む組立体である。本体１０４ａとフェイスプレート１０４ａ’との陰影の差は、構成要素が別々に形成されていることを明確にするためのものである。機械的留め具、接着剤、またはその組み合わせ等、様々な方法を使用して、フェイスプレート１０４ａ‘を本体１０４ａに固定または接着することができる。本体１０４ａは、主ボア３００、供給部３０２、およびフェイスプレート接触面３１０を有する。フェイスプレート１０４ａ’は、出口３０６ａ、出口スロット３０６ｂ、および本体接触面３１２を有する。リザーバ３０４は、フェイスプレート接触面３１０上の本体流路３０４ａが本体接触面３１２上のフェイスプレート流路３０４ｂと整合した時に形成される。
【００４６】
図３Ｅは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａ内の様々な要素の寸法の例を示す図である。一実施形態において、出口３０６ａは、直径約０．０４インチの孔であり、出口スロット３０６ｂは、出口３０６ａを中心とした幅０．０３インチの流路である。本実施形態において提示される測定値は、密度約１０００ｋｇ／ｍ3、粘度約６．２ｃＰ、および表面張力約２６ｍＮ／ｍを有する流体の付与に基づくものである。異なる流体の付与には、所望の結果を達成するために、異なる実施形態が必要になる場合がある。他の実施形態では、水等のニュートン流体を供給可能となる。さらに他の実施形態では、ゲル等の非ニュートン流体を、約１ｃＰないし６０ｃＰの粘性範囲および約２５ｄｙｎ／ｃｍないし約７５ｄｙｎ／ｃｍの表面張力範囲において供給（分注）可能となる。
【００４７】
図３Ｆ１は、本発明の一実施形態による、主ボア３００の長さに沿った供給部３０２の様々な構成を示す図である。一実施形態において、供給部３０２は、端部３０３からの距離に応じて断面積が変化する。供給部３０２の断面積を変化させることにより、主ボア３００を介して供給される流体は、上部アプリケータ１０４ａの長さ全体で均一に分布させることができる。図３Ｆ１では、供給部３０２の三種類の断面積を、供給部３０２ａ、供給部３０２ｂ、および供給部３０２ｃのグループとして区別している。こうした実施形態において、供給部３０２ａの断面積は、供給部３０２ｂより小さく、供給部３０２ｂは供給部３０２ｃより小さい。一実施形態において、供給部の断面は、円形であり、供給部３０２ａは直径約０．０６インチ、供給部３０２ｂは直径約０．０７インチ、供給部３０２ｃは直径約０．０８インチである。主ボア３００からの流体の流れは、大きな直径を有する供給部３０２ｃと比較して小さな供給部３０２ａの直径により抑制される。しかしながら、流体の圧力および流体の体積は、流体が供給部３０２Ｃと遭遇する前に減少するため、出口速度および供給量は、出口スロット全体で相対的に一貫した状態を維持する。別の実施形態において、個別の供給部毎に固有の断面積を定めることにより、流体の流れをさらに最適化することができる。
【００４８】
図３Ｆ２は、本発明の一実施形態による、断面積を固定した供給部を備えた上部アプリケータと、断面積を変化させた供給部を備えた上部アプリケータとの幅全体の出口速度の実験結果を示す図である。Ｘ軸は、上部アプリケータの幅に沿った位置を表し、ゼロは、上部マニホルドに最も近く、数字が増えるにつれて上部マニホルドから遠くなる。全体として、断面積を固定した供給部では、上部マニホルドに対する位置が近くなるほど、出口速度が高くなり、位置３での約０．０２４５ｍ／ｓから、位置１００での約０．０２１ｍ／ｓまで変化する。しかしながら、全体として、断面積を変化させた供給部では、出口速度は、より一貫した状態を維持しており、約０．０２３４ｍ／ｓないし約０．０２２ｍ／ｓの範囲内に留まっている。他の実施形態において、様々な流体および様々な処理速度に対して、出口速度は約０．０１ｍ／ｓないし約０．５ｍ／ｓの範囲で変化する場合がある。
【００４９】
図３Ｇ１ないし図３Ｇ８は、本発明の一実施形態による、上部アプリケータの出口ポート一個の断面を介して流動する流体の例を示す図である。図３Ｇ１ないし図３Ｇ７に示されるシーケンスは、一個の供給部の例であり、主ボアに交差する供給部の全体で連続的に発生するものである。図３Ｇ１において、主ボア３００内の流体３０１は、供給部３０２を通って流動し始めている。図３Ｇ２において、流体３０１は、供給部３０２を満たしており、リザーバ３０４へ入っている状態で図示されている。図３Ｇ３において、主ボア３００から供給部３０２を介して供給された流体３０１は、リザーバ３０４を満たし始める。流体３０１がリザーバ内に溜まるにつれ、流体３０１は、出口３０６ａを下方へ移動し始める。この時、流体３０１と出口３０６ａの壁との間の表面張力により、流体３０１は、出口３０６ａを通って自由に流動することを防止される。
【００５０】
図３Ｇ４は、流体３０１が引き続きリザーバ３０４を満たしている状態を示しており、流体３０１は、出口３０６のほぼ完全に満たしている。図３Ｇ５は、流体３０１が出口３０６ａを完全に満たし、出口スロット３０６ｂをほぼ完全に満たした状態を示している。図３Ｇ５は、さらに、流体３０１が閾値量３０５直下のレベルまでリザーバ３０４を満たしている状態を示している。リザーバ３０４内の流体３０１が閾値量３０５を超えると、リザーバ内の流体３０１の量は、出口３０６ａおよび出口スロット３０６ｂ内の流体の表面張力を克服し、流体３０１の膜を基板１０９上へ流動させる。図３Ｇ６は、リザーバ３０４内の流体３０１が閾値量３０５を上回り、その結果、流体の膜が出口スロット３０６ｂを介して基板１０９上に供給されている状態を示している。流体３０１は、図３Ｇ７に示したようにリザーバ３０４内の流体レベルが閾値量３０５を上回る限り、継続して供給される。リザーバ３０４内の流体レベルを維持するために必要な主ボア内の流体３０１の流量は、流体の物理的特性に応じて変化させることができる。同様に、供給部、出口、出口スロットの断面積および構成と閾値量とに対して、粘性および表面張力等の流体の特性を使用することができる。図３Ｇ８は、リザーバ３０４内の流体レベルが閾値レベル３０５を下回った時に、出口スロット３０６ｂからの流体の供給が停止することを示している。主ボア内の流体３０１によりリザーバ内の流体が閾値レベル３０５より上に維持されなくなると、出口スロットを通過する流体の流れが停止し、流体と出口スロットとの間の表面張力により、流体は、出口スロット内へ引き込まれて基板から離れる。したがって、リザーバ３０４内の流体レベルが閾値レベル３０５を下回ると、基板への流体の流れは停止し、出口スロットへの引き込み作用により、上部アプリケータからの流体の滴下が防止される。
【００５１】
図３Ｈは、本発明の一実施形態による、上部アプリケータ１０４ａの一部の例を示す断面図である。主ボア３００は、最初に断面積の小さな供給部３０２−１へ流体３０１を供給し、その後、供給部３０２−２へ供給する。供給部３０２−１および３０２−２からの流体は、閾値高さ３０５を超えてリザーバ３０４を満たし、基板１０９上へ流体の薄膜を均一に供給（分注）する出口スロット３０６ｂへの出口３０６ａを介した流体の流動を開始させる。供給部３０２−１および３０２−２により供給された流体がリザーバ内の流体レベルを閾値高さ３０５より上に維持するため、出口スロットからの流体の定常流が、基板を均一に被覆する。供給部３０２−１の小さな断面積は、供給部からリザーバへの流体の流れを抑制する。供給部３０２−２の大きな断面積により、供給部３０２−２より先に供給部３０２−１に流体が供給されるために発生する時間的および体積的な差を、供給部からの流体の流れにより補正することが可能となる。様々な断面積による体積的および時間的補正により、上部アプリケータの幅全体に渡って実質的に一定の割合でリザーバ３０４を満たすことが可能となる。これにより、流体は、上部アプリケータ全体で実質的に同時に閾値高さ３０５を超え、基板全体で均一に薄膜として流体が供給される。一実施形態において、基板１０９と出口スロットとの間の隙間は、約０．５ｍｍである。他の実施形態において、基板１０９と出口スロットとの間の隙間は、約０．２ｍｍないし約０．８ｍｍで変化する。一実施形態において、主ボアを通過する初期流体流量は、約５００ｃｃ／分であり、基板は、基板キャリアにより、約１０ｍｍ／秒ないし約２０ｍｍ／秒の速度で輸送される。他の実施形態において、キャリアは、基板を約５ｍｍ／秒ないし約７０ｍｍ／秒の速度で輸送する。一実施形態において、処理中の流体の流量は、約２５ｃｃ／分ないし５００ｃｃ／分である。
【００５２】
図４Ａは、本発明の一実施形態による、基板１０９と、上部アプリケータ１０４ａおよび１０４ｂ−１と、下部アプリケータ４００との間の流体界面を示す簡略図である。本実施形態において、下部アプリケータ４００は、上述した上部アプリケータ１０４ａと同様の形で基板１０９に流体２０２’を付与する。基板１０９が方向４０２へ移動する際に、上部アプリケータ１０４ａは流体２０２を付与し、一方、下部アプリケータ４００は流体２０２’を付与する。一部の実施形態において、流体２０２および２０２’は、同一にすることができるが、他の実施形態において、流体２０２および２０２’は、異なるものにすることができる。基板１０９は、上部アプリケータ１０４ｂ−１と下部アプリケータ１０４ｂ−３との間を通過する際に洗浄し乾燥させる。一実施形態では、ポート２０８を介してリンス剤２０４を基板１０９に付与する。リンス剤２０４は、一実施形態において脱イオン水であり、他の実施形態では脱イオン水とイソプロピルアルコールとの混合物となる。リンス剤２０４を流体２０２および２０２’と共に基板１０９から除去するために、ポート２０６を介して真空に引く。
【００５３】
図４Ｂは、本発明の一実施形態による、下部アプリケータ４００の一例の簡略斜視図である。下部アプリケータ４００は、端部４０３と端部４０３’との間に画成された長さＬを有する。下部アプリケータ４００の長さＬ４０５は、基板のサイズまたは処理チャンバのサイズにより定められる。下部マニホルド（図示せず）により供給された流体は、下部アプリケータ４００の端部４０３を介して供給され、出口スロット４１６を介して基板に対して均一に分配される。下部アプリケータ４００が基板の裏面に対して流体を供給する際に、余分な流体または基板に付着しない流体は、収集領域４１０において再利用のために収集される。収集領域４１０内には、複数の戻りポート４１３が配置される。戻りポート４１３の付加的な詳細は後述する。
【００５４】
図４Ｃは、下部アプリケータ４００の断面を示す図であり、図４Ｄは、本発明の一実施形態による、詳細部４１８を示す簡略図である。上部アプリケータと同様に、下部アプリケータ４００は、フェイスプレート４００ａおよび本体４００ｂを含む。本体４００ｂは、主ボア４０２と、供給部４１２と、リザーバ４０８と、流体レジスタ４０５の一部分とを含む。主ボア４０２は、下部アプリケータ４００の端部間に延び、下部マニホルド（図示せず）に接続する。リザーバ４０８は、主ボア４０２と実質的に平行であり、複数の供給部４１２により主ボア４０２に接続される。図３Ｅにおいて説明した供給部サイズの変化と同様に、供給部４１２のサイズは、様々なサイズにして、下部アプリケータ４００の長さに沿った流量の変化を最小にすることができる。本体は、さらに、主ボア４０２と実質的に平行であり、かつ戻り供給部４２２を介して戻りポート４１３に接続する戻りライン４０６、４０６’を含む。
【００５５】
フェイスプレート４００ａは、流体レジスタ４０５の別の部分と、リザーバ４０４と、出口４１４と、出口スロット４１６と、収集領域４１０とを含む。本体４００ｂおよびフェイスプレート４００ａの対向面間に形成された流体レジスタ４０５は、リザーバ４０８からリザーバ４０４へ入る流体の流れを調節する。したがって、一実施形態において、下部アプリケータ４００の長さに沿って流体レジスタ４０５のサイズを変更することを用いて、下部アプリケータ４００全体での流体の流量を制御することができる。複数の出口４１４は、リザーバ４０４をフェイスプレートの外側に接続する。出口スロット４１６は、複数の出口の全てを連結して、基板の裏面へ流体を均一に分配する流路を形成する。
【００５６】
下部アプリケータ４００が基板の裏面に流体を付与する際には、基板から滴下する、あるいは基板に接着しない、流出流体が存在し得る。一部の流体は高価となる場合があるため、収集領域４１０を使用して、流出流体を再利用のために収集する。収集領域４１０内には、戻り供給部４２２に接続された複数の戻りポート４１３がある。戻り供給部４２２は、下部マニホルド（図示せず）を介して真空に接続可能な戻りライン４０６に接続される。一実施形態において、戻りラインは、真空無しで機能する重力排出部である。
【００５７】
図５は、本発明の一実施形態による、下部アプリケータ４００と共に使用される流体再利用システムを示す簡略図である。タンク５０２は、下部マニホルド（図示せず）を介して下部アプリケータ４００へ供給される流体５０４を収容する。簡略化のため、下部アプリケータ４００内部の詳細は省略している。上述したように、流体５０４は、出口スロットを介して供給され、基板１０９が下部アプリケータ４００の上を通過する際に薄膜５０６として基板１０９上に付与される。薄膜５０６の一部を形成しない流体は、収集領域４１０内に収容され、戻りポート、戻り供給部、および戻りラインを経由してタンク５０２へ戻される。図示した実施形態では、流体を直接タンク５０２内へ戻す。別の実施形態において、タンク５０２へ戻る流体は、タンク５０２へ戻る前に分析および処理される。処理には、緩衝および調整を含めることができる。
【００５８】
以上、理解を明確にする目的から、ある程度詳細に本発明を説明してきたが、添付の特許請求の範囲内で一定の変更および変形を実施可能であることは明らかであろう。したがって、本実施形態は、例示的であって、限定的ではないと見做すべきであり、本発明は、本明細書に記載の詳細に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲内およびその等価物の範囲内で変形し得る。特許請求の範囲において、要素および／またはステップは、特許請求の範囲において明示が無い限り、特定の動作の順序を意味するものではない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体材料を基板の表面に分配する装置であって、
（ａ）前記基板の幅よりも大きい第一の端部と第二の端部との間の長さにわたって延びる本体であり、
（ｉ）前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、送給マニホルドに結合するように構成された主ボア、
（ｉｉ）前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記主ボアと実質的に平行である本体流路、および
（ｉｉｉ）前記主ボアと、前記本体の本体接触面へ延びる前記本体流路とを接続する複数の供給部、
を含む、本体と、
（ｂ）前記本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記本体接触面と接合するように構成されたフェイスプレート接触面を有するフェイスプレートであり、
（ｉ）前記本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記主ボアと実質的に平行であるフェイスプレート流路であって、前記本体接触面と前記フェイスプレート接触面とを接合させることにより、前記供給部に結合するリザーバが画成されるように前記フェイスプレート接触面に画成されたフェイスプレート流路、および
（ｉｉ）前記本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記フェイスプレート接触面とは反対に傾けて配され出口スロットに結合された複数の出口、
を含む、フェイスプレートとを備え、
前記流体材料は、前記送給マニホルドから前記主ボアへ流れ、前記供給部に至り、前記リザーバ内へ入り、前記出口を通り、前記出口スロットを介して前記基板の前記表面上へ流れるように構成される、装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、さらに、
（ｃ）前記基板の幅よりも大きい第一の端部と第二の端部との間の長さに渡って延びる第二の本体であり、
（ｉ）前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、第二の送給マニホルドに結合するように構成された第二の主ボア、
（ｉｉ）前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記第二の主ボアと実質的に平行である第二の本体流路、
（ｉｉｉ）前記第二の主ボアと、前記第二の本体の本体接触面へ延びる前記第二の本体流路と、を接続する第二の複数の供給部、および
（ｉｖ）少なくとも一本の回収ライン、
を含む、第二の本体と、
（ｄ）前記第二の本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記第二の本体の前記本体接触面と接合するように構成されたフェイスプレート接触面を有する第二のフェイスプレートであり、
（ｉ）前記第二の本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記第二の主ボアと実質的に平行である第二のフェイスプレート流路であって、前記本体接触面と前記フェイスプレート接触面とを接合させることにより、前記第二の複数の供給部に結合する流体レジスタが画成されるように、前記フェイスプレート接触面に画成された第二のフェイスプレート流路、
（ｉｉ）前記第二の本体の前記第一の端部と前記第二の端部との間に延び、前記フェイスプレート接触面とは反対に傾けて配された出口スロットに結合された第二の複数の出口、および
（ｉｉｉ）前記回収ラインに接続されている少なくとも一つの回収容器、
を含む、フェイスプレートとを備え、
前記流体材料は、前記第二の送給マニホルドから前記第二の主ボアへ流れ、前記供給部に至り、前記リザーバ内へ入り、前記出口を通り、前記出口スロットを介して前記基板の前記表面上へ流れるように構成される、装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置であって、
前記複数の供給部内の個々の供給部は、異なる断面積を有する、装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置であって、
前記複数の供給部内の供給部群は、異なる断面積を有する、装置。
【請求項５】
請求項２記載の装置であって、
前記基板の前記表面上に留まらない流体材料は、前記回収容器内に収容される、装置。
【請求項６】
流体を基板へ送給するアプリケータであって、
（ａ）前記アプリケータの端部間に延びる主ボアと、
（ｂ）前記アプリケータの端部間に延び、前記主ボアと実質的に平行であるリザーバと、
（ｃ）前記主ボアと前記リザーバとを接続する複数の供給部と、
（ｄ）前記リザーバを前記アプリケータの外側に接続する複数の出口と、
（ｅ）前記複数の出口を接続する出口スロットと、を備え、
前記流体は、前記主ボアを通り、前記複数の供給部を経由して、前記リザーバに至り、前記出口を介して前記出口スロットに到達して、前記出口スロットに隣接した通路内において前記基板を移動させる際に前記基板上へ送給される、アプリケータ。
【請求項７】
請求項６記載のアプリケータであって、
前記複数の供給部は、異なる断面積を有する、アプリケータ。
【請求項８】
請求項６記載のアプリケータであって、
前記複数の出口および前記出口スロットは、フェイスプレートに形成される、アプリケータ。
【請求項９】
請求項６記載のアプリケータであって、
前記主ボアおよび前記供給部は、本体に形成される、アプリケータ。
【請求項１０】
請求項７記載のアプリケータであって、
前記複数の供給部は、前記複数の出口の断面積より大きな断面積を有する、アプリケータ。
【請求項１１】
請求項６記載のアプリケータであって、
前記複数の供給部は、前記複数の出口より数が少ない、アプリケータ。
【請求項１２】
基板上に薄膜を配するためのヘッドであって、
少なくとも基板の幅である第一および第二の端部間に延びる本体組立体を備え、前記本体組立体は、
（ａ）前記ヘッド内において前記第一および前記第二の端部間に画成された主ボアであって、前記主ボアとリザーバとの間に画成された複数の供給部を介して、リザーバの上側に接続された主ボアと、
（ｂ）前記リザーバの下側に接続され、出口スロットへ延びる複数の出口と、を含み、前記複数の供給部は、前記複数の出口より大きな断面積を有し、前記複数の供給部は、前記複数の出口より数が少なく、
流体は、前記主ボアを通り、前記ボアに沿って前記複数の供給部を介して流れ、少なくとも閾値レベルまで前記リザーバを満たし、その後、流体は、前記出口スロットから前記基板上へ、膜として均一に送出される、ヘッド。
【請求項１３】
請求項１２記載のヘッドであって、
前記複数の供給部内の供給部群は、異なる断面積を有する、ヘッド。
【請求項１４】
請求項１２記載のヘッドであって、
前記ヘッドは、本体と、フェイスプレートとを含む、ヘッド。
【請求項１５】
請求項１４記載のヘッドであって、
前記本体は、前記主ボアと、前記供給部とを含み、前記フェイスプレートは、前記出口と、前記出口スロットとを含み、前記リザーバは、前記本体と前記フェイスプレートとの間に画成される、ヘッド。
【請求項１６】
基板を処理するチャンバであって、
（ａ）前記チャンバ内で水平に摺動するように構成された基板キャリアと、
（ｂ）前記基板キャリアの経路の下方に傾けて配される流体供給ヘッドであって、少なくとも前記基板キャリアに保持された時の前記基板の幅まで延びる幅を有する出力スロットを有すると共に、前記出力スロットを囲む回収領域を有する流体供給ヘッドであり、前記回収領域は再利用管に接続される、流体供給ヘッドと、を備え、
主送給ノズルを出た流体は、前記基板が存在する時に前記基板の裏面の方向に向けて上方へ送られ、その結果、実質的に均一な膜を前記基板上へ送給し、前記回収領域は、前記膜を形成しない流体を回収する、チャンバ。
【請求項１７】
請求項１６記載のチャンバであって、
前記流体供給ヘッドは、本体と、フェイスプレートとを含み、前記本体およびフェイスプレートは、本体／フェイスプレート接触面に沿って共に固定される、チャンバ。
【請求項１８】
請求項１７記載のチャンバであって、
前記本体は、前記流体供給ヘッドの端部間に延びる主ボアおよび本体リザーバと、前記主ボアおよび前記リザーバを接続する複数の供給部とを含む、チャンバ。
【請求項１９】
請求項１７記載のチャンバであって、
前記フェイスプレートは、前記流体供給ヘッドの端部間に延びるフェイスプレートリザーバと、前記リザーバの上側に接続する複数の出口と、出口スロットとを含む、チャンバ。
【請求項２０】
請求項１７記載のチャンバであって、
流体レジスタは、前記本体／フェイスプレート接触面に沿って形成され、前記流体レジスタは、前記フェイスプレート内に部分的に画成され、かつ前記本体内に部分的に画成される、チャンバ。
【国際調査報告】
2011527123.tif 000038