Настоящее изобретение относится к устройству для нанесения жидкой среды, подвергаемой ультрафиолетовому облучению, на подложку, чтобы обрабатывать подложку, при этом жидкость наносится локально в области устройства на часть площади подложки, причем жидкость подвергается ультрафиолетовому излучению.
В технологии полупроводников известно, что, например, фотошаблоны должны быть подвергнуты различным этапам обработки, в частности этапам очистки, как во время их изготовления, так и во время их использования. Например, известно, что фотошаблоны подвергаются влажной очистке, при которой, по меньшей мере локально, на подложке формируется жидкостная пленка, и эта жидкостная пленка подвергается ультрафиолетовому излучению. Соответствующие этапы очистки также известны для полупроводниковых пластин во время их изготовления. В этом случае жидкость и ультрафиолетовое излучение согласуются таким образом, что основная часть ультрафиолетового излучения поглощается в жидкостной пленке для того, чтобы создавать радикалы в жидкостной пленке, которые способствуют очистке. В частности, известно, что для создания гидроксильных радикалов, например, используется разбавленный водный раствор пероксида водорода или озонированная вода O3-H2O. Такие гидроксильные радикалы вызывают выборочное растворение органических материалов с поверхности подложки без повреждения металлических слоев на поверхности подложки, если они присутствуют. Разбавленный водный раствор пероксида водорода или озонированная вода O3-H2O, однако, могут также содержать нежелательные активные частицы, которым не следует позволять попадать на подложку.
Устройство, подходящее для этой цели, известно, например, из германской патентной заявки DE 10 2009 058 962 A1 того же самого заявителя, что и для настоящей заявки. В частности, в заявке описано устройство, выполненное согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Принимая во внимание устройство, выполненное в соответствии с вышеупомянутой заявкой, задача настоящей заявки заключается в том, чтобы улучшить предварительную обработку жидкости перед ее нанесением на подложку. Для решения этой задачи настоящее устройство теперь дополнительно имеет признаки отличительной части пункта 1 формулы изобретения.
В частности, обеспечивается устройство для нанесения жидкой среды, подвергаемой ультрафиолетовому облучению, на подложку, при этом устройство содержит: кожух, имеющий продолговатую камеру, по меньшей мере одно впускное отверстие, которое открыто в камеру, и по меньшей мере одно щелевое выпускное отверстие, противоположное впускному отверстию, которое проходит по длине камеры, трубчатый элемент, который проходит в продольном направлении через камеру, при этом трубчатый элемент по меньшей мере частично является прозрачным для ультрафиолетового излучения, этот трубчатый элемент расположен в камере таким образом, что формируется пространство для потока между трубчатым элементом и стенкой камеры, пространство для потока является симметричным относительно продольной центральной плоскости камеры, продольная центральная плоскость рассекает выпускное отверстие в его середине, и таким образом, что трубчатый элемент проходит в щелевое выпускное отверстие в кожухе и, таким образом, образует две проходящих продольно выпускных щели между трубчатым элементом и кожухом, и по меньшей мере один источник ультрафиолетового излучения в трубчатом элементе, который выполнен с возможностью испускать ультрафиолетовое излучение в направлении пространства для потока и через выпускное отверстие наружу относительно кожуха. Устройство отличается средством, с помощью которого вызывается ультрафиолетовое излучение, которое должно испускаться главным образом в первом диапазоне длин волн через первую секцию трубчатого элемента в пространство для потока, а также вызывается ультрафиолетовое излучение, которое должно испускаться главным образом во втором диапазоне длин волн через вторую секцию трубчатого элемента через выпускное отверстие кожуха и, необязательно, в концевую область пространства для потока, прилегающую к выпускным щелям. Первый и второй диапазоны длин волн различаются, при этом по меньшей мере для одной из секций максимум 20%, предпочтительно максимум 5%, от мощности излучения, испускаемого через соответствующую секцию, приходится на другой диапазон длин волн.
Таким образом, различному излучению могут подвергаться различные области, которые могут быть предназначены для специальной цели. Таким образом, в пространство для потока может поступать, например, излучение главным образом в диапазоне длин волн менее 200 нм, в частности главным образом в диапазоне приблизительно 185 нм. В этом диапазоне излучение особенно подходит для разложения жидкой среды в пространстве для потока, чтобы образовывать или разлагать активные частицы. Например, конкретно может разлагаться озон, или, например, может создаваться OH из воды. Здесь сочетание среды и используемого диапазона длин волн определяет то, что происходит образование или разложение активных частиц, и это можно регулировать, в зависимости от необходимости. С другой стороны, в области выпускных щелей и в области, находящейся вне пространства для потока (в направлении обрабатываемой подложки), например, может поступать излучение главным образом в диапазоне длин волн свыше 200 нм, в частности главным образом в области приблизительно 254 нм. В этом диапазоне излучение особенно подходит для создания радикалов в жидкой среде. Средство, используемое для этой цели, может иметь различную природу. В вышеупомянутых примерах граница для выбора длин волн была установлена на значение 200 нм. Однако можно произвести настройку на другие границы или различные диапазоны длин волн. Кроме того, это также относится к последующим примерам и всему раскрываемому изобретению. В частности, предварительная обработка жидкости излучением в первом диапазоне длин волн (в области впускного отверстия) и последующее облучение во втором диапазоне длин волн (в области выпускного отверстия) позволяет в этой предварительно обработанной жидкости обеспечивать дополнительное образование радикалов. Это приводит к двухэтапному процессу, который запускается "автоматически" в направлении потока жидкости.
В одном варианте осуществления изобретения средство содержит различные материалы с разными характеристиками прозрачности для соответствующих диапазонов длин волн, которые влияют на характеристики прозрачности первой и второй секций трубчатого элемента. Например, первая, верхняя, секция трубчатого элемента (которая по меньшей мере частично ограничивает пространство для потока) может быть главным образом непрозрачной для ультрафиолетового излучения в диапазоне свыше 200 нм (менее 50% излучения в этом диапазоне длин волн проходит через трубчатый элемент), но для ультрафиолетового излучения в диапазоне ниже 200 нм она по существу прозрачна. Аналогично, второй, нижний, участок, выходящий по меньшей мере частично за пределы кожуха, может быть главным образом непрозрачным для ультрафиолетового излучения в диапазоне менее 200 нм (менее 50% излучения в этом диапазоне длин волн проходит через трубчатый элемент), но для ультрафиолетового излучения в диапазоне свыше 200 нм он по существу является прозрачным. Диапазоны углов соответствующих секций могут находиться в любом подходящем диапазоне, и также возможно обеспечивать дополнительные секции с различными свойствами прозрачности. Таким образом, например, в области впуска среды свойства прозрачности могут быть такими, что по существу излучение не выходит из трубчатого элемента, поскольку поток среды здесь еще является неравномерным и соответствующий эффект не будет в этом случае проявляться равномерно.
Свойства прозрачности секций трубчатого элемента могут быть настроены, например, посредством выбора самого материала трубчатого элемента. Например, обычное стекло поглощает ультрафиолетовое излучение, в то время как кварцевое стекло прозрачно в ультрафиолетовом спектральном диапазоне. Однако также возможно, например, выборочно обеспечивать отражающие или поглощающие материалы, например, в виде слоев и/или фольги, на соответствующих секциях или прилегающих секциях трубчатого элемента.
В одном варианте осуществления изобретения средство содержит по меньшей мере два различных источника ультрафиолетового излучения, и по меньшей мере один разделяющий элемент в трубчатом элементе, расположенный между различными источниками ультрафиолетового излучения, при этом по меньшей мере один первый источник излучения испускает излучение главным образом в первом диапазоне длин волн, а по меньшей мере один второй источник излучения испускает излучение главным образом во втором диапазоне длин волн. Главным образом здесь и в других местах в этой заявке означает по меньшей мере 80%, это процентное отношение основывается на интенсивности излучения в соответствующем диапазоне длин волн. Предпочтительно, разделяющий элемент проходит по существу по всей ширине трубчатого элемента, и концы разделяющего элемента определяют разделение между первой и второй секциями трубчатого элемента. Поверхности разделяющего элемента, обращенные к соответствующим источникам излучения, могут быть выполнены таким образом, чтобы они были по меньшей мере частично отражающими, в частности отражающими для соответствующего преимущественного диапазона эмиссии источника излучения, к которому они обращены. Таким образом, вклад излучения в соответствующем диапазоне длин волн в первой и второй секциях может увеличиваться.
Для того чтобы достигнуть специального пространственного распределения интенсивности излучения, испускаемого соответствующими секциями, по меньшей мере одна из поверхностей разделяющего элемента, обращенная к источникам излучения, может быть выполнена изогнутой, чтобы распределить излучение, отраженное от поверхности, в виде специфической структуры. В частности, в секции, проходящей за пределы корпуса, такое пространственное распределение может быть благоприятным, так как оно может воздействовать на распределение радикалов на поверхности обрабатываемой подложки. В частности, как необязательная возможность, область высокой концентрации радикалов может быть расширена. Например, поверхность разделяющего элемента, обращенная к первому источнику излучения, может быть выполнена выпуклой, и/или поверхность, обращенная ко второму источнику излучения, может иметь по меньшей мере один вогнутый участок, чтобы обеспечивать желаемое распределение излучения.
В одном варианте осуществления изобретения средство находится в трубчатом элементе и является смежным с по меньшей мере участком трубчатого элемента или соприкасается с ним, а также содержит фильтрующий элемент, который выборочно пропускает ультрафиолетовое излучение в желаемом диапазоне длин волн и поглощает излучение вне желаемого диапазона длин волн. Первый диапазон длин волн может быть, например, в области длин волн менее 200 нм, а второй диапазон длин волн может быть в области длин волн более 220 нм.
Предпочтительно, может быть обеспечено второе средство, воздействие которого приводит к тому, что в третьем участке трубчатого элемента, который обращен к пространству для потока, ультрафиолетовое излучение не испускается в пространство для потока. Например, второе средство может содержать элемент, который является непрозрачным для ультрафиолетового излучения, расположенный между по меньшей мере одним источником излучения и пространством для потока. Третья область предпочтительно обращена в направлении по меньшей мере одного впускного отверстия, будучи расположенной симметрично относительно продольной центральной плоскости, и проходит в круговом направлении трубчатого элемента вплоть до значения самое большее чем 5° до соответствующих выпускных щелей.
Вторая секция может, как необязательная возможность, также испускать излучение в пространство для потока и таким образом может перекрывать это пространство для потока. В этом случае, перекрытие ограничивается последней четвертью расстояния между впускным отверстием и соответствующей выпускной щелью, при этом расстояние измеряется вдоль направления потока на внутренней поверхности пространства для потока.
Вторая секция предпочтительно покрывает, если смотреть из центральной точки трубчатого элемента, по меньшей мере один угловой диапазон, который соответствует угловому диапазону щелевидного отверстия в кожухе, если смотреть из центральной точки трубчатого элемента. Другими словами, угловой диапазон покрывает по меньшей мере область щелевидного отверстия в кожухе. Это гарантирует, что по существу только излучение второго диапазона длин волн испускается из отверстия в кожухе. Однако вторая секция может также покрывать угловой диапазон, который больше на значение, вплоть до 40°, чем угловой диапазон щелевидного отверстия в кожухе, если смотреть из центральной точки трубчатого элемента. Другими словами, вторая секция также перекрывает область пространства для потока, сформированную между трубчатым элементом и стенкой камеры, максимум на 20° в каждом направлении, начиная от выпускных щелей. В результате, например, уже в концевых областях пространства для потока еще до выпуска жидкости могут образовываться радикалы.
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертежи.
На фиг. 1 показан схематический вид сверху устройства для обработки подложек, имеющего устройство согласно изобретению для нанесения жидкой среды, подвергаемой ультрафиолетовому облучению, на подложку;
на фиг. 2 - схематический вид в разрезе устройства в соответствии с изобретением по линии II-II, изображенной на фиг. 1;
на фиг. 3 - схематический вид в разрезе, взятый вдоль линии III-III, изображенной на фиг. 4, который является аналогичным показанному на фиг. 2, но показывает альтернативный вариант осуществления изобретения;
на фиг. 4 - схематический продольный вид в разрезе кожуха альтернативного варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 3, вдоль линии IV-IV, изображенной на фиг. 3;
на фиг. 5 - схематический вид в перспективе кожуха, изображенного на фиг. 4;
на фиг. 6 - схематический вид сверху кожуха, изображенного на фиг. 4;
на фиг. 7 - схематический вид спереди зажимной скобы;
на фиг. 8а и 8b - схематические горизонтальные виды в разрезе в области выпускных щелей устройства согласно изобретению, которые поясняют действие зажимных скоб;
на фиг. 9а-9с - схематические виды в разрезе различных конфигураций участков облучения устройства согласно изобретению, при этом на фиг. 9а показана обычная конфигурация, а на фиг. 9а и 9с показаны альтернативные конфигурации;
на фиг. 10а-10с - схематические виды в разрезе дополнительных альтернативных вариантов осуществления изобретения;
на фиг. 11 - схематический вид в разрезе дополнительной альтернативной конфигурации участка облучения;
на фиг. 12 - схематический вид в разрезе, аналогичный фиг. 11, дополнительной конфигурации участка облучения.
Прямые ссылки, используемые в последующей части описания, такие как верх или дно, левый или правый, относятся к иллюстрациям на фигурах и не должны рассматриваться как ограничивающие заявку, хотя они могут быть предпочтительными компоновками. В последующей части описания термин "отверстие" следует понимать как проходящее в продольном направлении глухое или сквозное отверстие, которое не зависит от способа его изготовления, т.е. необязательно оно должно быть выполнено с помощью процесса сверления или растачивания, но может быть изготовлено любым подходящим способом.
На фиг. 1 показан схематический вид сверху устройства 1 для ультрафиолетового облучения с улучшенной влажной обработкой подложек 2, в частности шаблонов или полупроводниковых пластин для производства интегральных схем, при этом подложка может также быть одним из перечисленного: фотошаблоном для производства полупроводниковых пластин, полупроводниковой пластиной, в частности пластиной из кремния, пластиной из германия, пластиной из арсенида галлия, пластиной из фосфида индия, подложкой в виде плоской панели и многослойной керамической подложкой. На фиг. 2 показан схематический вид в разрезе устройства 1 вдоль линии II-II, изображенной на фиг. 1. Устройство 1 содержит по существу держатель 4 подложки и модуль 6 для нанесения. Держатель 4 подложки и модуль 6 для нанесения могут быть размещены в камере высокого давления (не показана), в которой с помощью соответствующего средства может быть создано избыточное или отрицательное давление.
Следует отметить, что при влажной обработке жидкость, например, такая как водный раствор пероксида водорода, или озонированная вода O3H2O, или какая-либо другая, в частности водосодержащая жидкость, наносится на подложку. При облучении жидкости ультрафиолетовым излучением происходят сложные реакции, и, даже если только вода используется в качестве жидкости, образуются 14 различных частиц, таких как H2O, H●, HO●, e-aq, HO2●, O2●-, H2, O2, H2O2, H2O-, H3O+, HO-, O3●- и HO3●. Такие реакции в жидкости являются намного более сложными, и радикалы имеют намного более короткое время жизни, чем реакции, происходящие в газах, подвергаемых ультрафиолетовому облучению, и, следовательно, устройство для влажной обработки нельзя с готовностью сравнивать с устройством для обработки, использующим газы. Реакции зависят от длины волны, и на направление реакции от одной частицы к другой можно оказывать влияние посредством выбора длины волны.
Держатель 4 подложки, как проиллюстрировано на фиг. 1, показан как плоская прямоугольная плита для размещения на ней также прямоугольной подложки 2. Однако приемник 4 подложки может также иметь различные формы и соответствовать форме обрабатываемых подложек 2. Держатель 4 подложки имеет по меньшей мере один дренажный канал (не показан) для жидкой среды, которая может наноситься на подложку 2 посредством модуля 6 для нанесения.
Модуль 6 для нанесения состоит из основной части 8 и поддерживающей части 10, которая поддерживает основную часть 8 с возможностью перемещения, как показано двойными стрелками А и В. В частности, поддерживающий элемент 10 имеет поддерживающий рычаг 12, который подсоединен одним концом к основной части 8, в то время как другой его конец подсоединен к приводному устройству (не показано). Как показано двойными стрелками А и В, приводное устройство может, например, обеспечивать по меньшей мере вращательное движение поддерживающего рычага 12 и, таким образом, основной части 8, а также линейное перемещение. В результате, основная часть 8 может перемещаться желаемым образом над подложкой 2, расположенной на держателе 4 подложки, чтобы позволить обработку отдельных областей подложки или также всей поверхности подложки. Кроме того, также возможно для поддерживающего рычага 12 выполнять подъемное перемещение вверх для того, чтобы сделать возможным регулировку расстояния между основной частью 8 и поверхностью подложки 2, расположенной на держателе 4 подложки.
Кроме того, есть альтернативная или дополнительная возможность обеспечить механизм перемещения для держателя 4 подложки, чтобы было возможно обеспечить относительное перемещение подложки 2 и основной части 8.
Основная часть 8 по существу состоит из кожуха 14, отверстий 16 для подачи среды и излучающей части 18. Кожух 14 имеет продолговатый корпус 20 в форме прямоугольного параллелепипеда, изготовленный из подходящего пластика, такого как модифицированный политетрафторэтилен (TFM) или модифицированный политетрафторэтилен (PTFE). Кожух может также быть изготовлен из другого подходящего материала. Следует выбирать материал, стойкий к температурам и используемым средам. В корпусе определена вытянутая в продольном направлении камера 22, которая проходит по всей длине корпуса 20. На продольных концах корпуса 20 могут быть прикреплены закрывающие элементы (не показаны), чтобы ограничить камеру 22 в продольном направлении. Корпус 20 и, таким образом, камера 22 имеют длину, которая превышает ширину подложки 2, чтобы обеспечить возможность нанесения жидкой среды по всей ширине подложки 2, как будет более подробно описано далее. Однако также возможно, чтобы корпус 20 или камера 22 имели меньшие размеры. Внутренняя стенка 23 камеры может быть сформирована такой, чтобы иметь высокую отражающую способность, в частности для ультрафиолетового излучения, в то время как инфракрасное излучение по существу поглощается.
Камера 22 имеет по существу круглое сечение, при этом камера 22 открыта в направлении нижней стороны или дна корпуса 20, таким образом, корпус 20 определяет направленное вниз (по направлению к подложке 2) отверстие 21. Следовательно, внутренняя стенка 23 камеры 22 в сечении описывает только неполный круг, который представляет собой больше, чем половину круга, и предпочтительно находится в угловом диапазоне от 250° до 300°, в частности от 270° до 290°.
В верхней области камеры 22 в корпусе 20 имеется по меньшей мере один канал 24 для подачи среды, который соединен по текучей среде с отверстием 16, причем канал 24 для подачи расположен непосредственно напротив отверстия 21. Канал 24 для подачи среды соединен по текучей среде с камерой 22, чтобы иметь возможность подавать жидкую среду в камеру 22, как будет более подробно описано далее.
На виде сверху на фиг. 1 показаны три отверстия 16, каждое из которых может быть соединено по текучей среде с камерой 22 через соответствующий канал 24 для подачи среды. Однако также может быть обеспечено большее или меньшее количество отверстий. Через отверстия 16 в камеру 22 может подаваться отдельная жидкая среда, или в камеру 22 может быть подано несколько сред, которые могут вводиться одновременно или последовательно. В частности, возможно подсоединять различные источники среды к отверстиям 16, через которые, например, различные среды могут подаваться одновременно к соответствующим отверстиям 16, чтобы создавать смесь на месте. В частности, в качестве среды рассматриваются жидкости, но также могут подаваться газы, которые, например, смешиваются с жидкостью в отверстии 16 и канале 24 для подачи среды перед тем, как они вводятся в камеру 22.
Излучающая часть 18 по существу сформирована из трубчатого элемента 30 и по меньшей мере одного источника 32 излучения. Трубчатый элемент 30 имеет продолговатую форму и проходит по всей длине камеры 22, при этом он может проходить через (или в) закрывающие элементы (не показаны) на концах корпуса 20. Трубчатый элемент 30 изготавливается из материала, который по существу прозрачен для ультрафиолетового излучения, и имеет круглое поперечное сечение. Центральная точка трубчатого элемента 30, имеющего круглое поперечное сечение, смещена относительно центральной точки неполного круга, образованного внутренней стенкой 23 камеры 22, в направлении отверстия 21. Трубчатый элемент 30 проходит частично через отверстие 21 за пределы кожуха 14, как показано на фиг. 2.
Таким образом, формируется пространство для потока между трубчатым элементом 30 и внутренней стенкой 23 камеры 22. Пространство для потока является симметричным относительно продольной центральной плоскости С камеры 22 (см. линию IV-IV на фиг. 3), которая по центру пересекает выпускное отверстие 21 и канал 24 для подачи среды. Пространство для потока формирует правое и левое ответвления, как показано на виде в разрезе на фиг. 2. Каждое ответвление имеет на своем нижнем конце выпускную щель 37, которая образована между трубчатым элементом 30 и соответствующим концом внутренней стенки 23 в области отверстия 21. Начинаясь от канала 24 для подачи среды и проходя по направлению к соответствующей выпускной щели 37, каждое из ответвлений пространства для потока имеет сужающееся поперечное сечение потока. В частности, поперечное сечение потока пространства для потока в каждом ответвлении непрерывно сужается в направлении соответствующей выпускной щели 37. Соотношение поперечного сечения потока пространства для потока в области, прилегающей к по меньшей мере одному каналу 24 для подачи среды, и сечения выпускных щелей 37 находится в диапазоне от 10:1 до 40:1, и предпочтительно находится в диапазоне от 15:1 до 25:1. Следовательно, среда, протекающая в направлении выпускных щелей 37, значительно ускоряется. Соответствующее ускорение среды приводит, с одной стороны, к повышению равномерности потока, а с другой стороны, к высоким скоростям течения в выпускных щелях 37. Высокие скорости течения способствуют образованию по существу непрерывной завесы жидкой среды под отверстием 21, которая может использоваться для формирования жидкой пленки на подложке 2, расположенной ниже.
На фиг. 2 показаны стрелки направления течения, которые показывают поток жидкой среды, проходящий от отверстия 16, через канал 24 для подачи среды и камеру 22 за пределы кожуха 14.
Источник 32 излучения в проиллюстрированной конфигурации является стержнеобразной лампой, которая расположена по центру внутри трубчатого элемента 30. Стержнеобразная лампа 32 также проходит по всей длине камеры 22, чтобы обеспечивать равномерное распределение излучения по длине камеры 22. Источник 32 излучения первоначально испускает ультрафиолетовое излучение в желаемом спектральном диапазоне, в котором испускаемое излучение испускается как в пространство для потока камеры 22, так и через отверстие 21 за пределы кожуха 14. Излучение может быть особым образом подобрано для специальной цели, как будет более подробно описано далее. Излучение может также управляться таким образом, чтобы излучение, испускаемое в пространство для потока, отличалось от излучения, испускаемого за пределы отверстия 21.
Вместо или в дополнение к такому трубчатому источнику излучения, также могут быть обеспечены другие источники излучения, как отчасти показано в последующих вариантах осуществления изобретения. В частности, в трубчатом элементе 30 может быть обеспечено более одного источника 32 излучения. Например, газоразрядные лампы, а также светодиоды или другие подходящие источники света, в которых испускание происходит в желаемом спектральном диапазоне (по меньшей мере также в ультрафиолетовом диапазоне), могут использоваться в качестве источника 32 излучения.
В пространство 40, которое образовано между трубчатым элементом 30 и источником 32 излучения, может подаваться охлаждающая среда, в частности газообразная охлаждающая среда, чтобы предотвращать перегрев элементов. В этом случае должна выбираться охлаждающая среда, которая по существу не поглощает ультрафиолетовое излучение.
Дополнительный вариант осуществления модуля 6 для нанесения, в частности альтернативная основная часть 108, которая может использоваться в устройстве согласно фиг. 1, сейчас будет описываться со ссылками на фиг. 3-8. Основная часть 108 имеет по существу кожух 114, направляющую 116 для подачи среды и излучающую часть 118.
Кожух 114 также имеет продолговатый корпус 120 в форме прямоугольного параллелепипеда из подходящего материала (такого как модифицированный политетрафторэтилен (TFM)), имеющий продолжающуюся в продольном направлении камеру 122, которая проходит по всей длине корпуса 120. На продольных концах корпуса 120 могут быть прикреплены закрывающие элементы (не показаны) для ограничения камеры 122 в продольном направлении. Закрывающие элементы могут быть, например, прикреплены винтами, которые обеспечивают разъемное соединение. Однако вместо этого могут быть использованы другие способы присоединения закрывающих элементов, которые предпочтительно являются разъемными. Камера 122 может также иметь длину, которая больше ширины подложки 2, на которую наносится жидкая среда.
Как и в предыдущем примере, камера 122 имеет по существу круглое поперечное сечение с отверстием камеры 122, открытым по направлению к нижней стороне или дну 124 корпуса 120 таким образом, чтобы определять направленное вниз отверстие 121. Внутренняя стенка 123 камеры 122, таким образом, снова описывает неполный круг, который, однако, больше, чем половина круга. Угол раскрытия отверстия 121 предпочтительно находится в диапазоне от 60° до 120°, в частности от 70° до 90°.
Дно 124 корпуса 120 выполнено так, что образует уклон вверх по направлению к боковым стенкам 128 корпуса 120. Между уклоном и отверстием 121 образована по существу плоская область, непосредственно прилегающая к отверстию 121, при этом корпус 120 имеет округлый край 126. Этот округлый край соединяет по существу плоский участок дна 124 с круглой внутренней стенкой 123 камеры 122, и его вершина определяет фактические размеры отверстия 121 в корпусе 120.
В переходной области между дном 124 и боковыми стенками 128 корпуса 120 обеспечивается множество наклонных углублений (например, 5 на каждой стороне, как показано на фигуре). В области каждого из этих углублений 130 корпус 120 имеет сквозное отверстие 132, ведущее в камеру 122. Сквозное отверстие 132 является ступенчатым и имеет более широкую область, обращенную к углублению 130, и более узкую область, обращенную к камере 122. В более широкой области, обращенной к углублению 130, сквозное отверстие 132 обеспечивается внутренней резьбой. Соответствующее сквозное отверстие 132 служит для приема регулирующего элемента 134, который имеет ступенчатую форму, соответствующую ступенчатой форме сквозного отверстия 132. Регулирующий элемент 134 имеет головную часть 136 и регулирующую часть 138. Головная часть 136 имеет такой размер, чтобы проходить через узкую область сквозного отверстия 132 так, чтобы иметь возможность выступать в камеру 122. Регулирующая часть 138 имеет внешнюю резьбу, которая может входить в зацепление с внутренней резьбой, имеющейся в более широкой области сквозного отверстия 132, чтобы в нее вкручиваться. В этом случае глубина зацепления регулирующей части 138 определяет, насколько далеко головная часть 136 регулирующего элемента 134 выступает в камеру 122. Регулирующий элемент 134 изготавливается из подходящего материала, который является стойким к температурам и используемым средам, и может иметь некоторую гибкость. В частности, доказано, что подходит материал PFA (полифторалкоксидный полимерный материал). Однако могут использоваться также другие материалы, в частности другие пластические материалы.
Верхняя сторона 140 корпуса 120 имеет множество углублений 142, проходящих перпендикулярно продольному направлению корпуса 120, которые выровнены с углублениями 130 в продольном направлении корпуса 120. В области каждого углубления 142 обеспечиваются дополнительное углубление 144 и резьбовое отверстие 146. Резьбовое отверстие 146 служит для приема винта, посредством которого может прикрепляться покрывающая пластина 147 для заполнения углубления 142.
Углубление 144 имеет первую секцию, которая проходит по дну углубления 142 перпендикулярно продольному направлению корпуса 120. Углубление 144 дополнительно имеет секции, которые непосредственно прилегают к соответствующим боковым стенкам 128 в направлении, параллельном боковым стенкам 128 в корпусе 120. Таким образом, углубление 144 образовано по существу U-образным, как лучше всего видно на фиг. 3.
Углубление 144 служит для приема зажимного элемента 150, как лучше всего видно на фиг. 3. На фиг. 7 показан вид в перспективе зажимного элемента 150 в не установленном и, таким образом, разжатом состоянии. Зажимной элемент 150 имеет по существу U-образную форму, в которой (в разжатом состоянии) ножки 152 U-образного зажимного элемента 150 проходят от участка 154 основания зажимного элемента 150 по направлению друг к другу, не соприкасаясь между собой. Другими словами, расстояние между свободными концами ножек 152 меньше, чем расстояние между ножками вблизи участка 154 основания. Таким образом, когда ножки 152 зажимного элемента 150 вставляются в U-образное углубление 144, они должны незначительно отклониться в разные стороны, и затем они оказывают смещающее давление, направленное внутрь на участок корпуса 120, прилегающий к ножкам. В частности, направленное внутрь смещающее давление обеспечивается в области регулирующих элементов 134.
Вышеупомянутая направляющая 116 для среды выполнена за одно целое с корпусом 120, как будет более подробно описано далее. Направляющая 116 для среды по существу разделена на элементы 160 для подачи среды, канал 162 распределения среды и впускные каналы 164.
В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения имеются четыре элемента 160 для подачи среды, которые разнесены друг от друга в продольном направлении корпуса 120. Элементы 160 для подачи среды распределены неравномерно. Предпочтительнее, если расстояние между средними элементами 160 для подачи среды меньше, чем расстояние до их соответствующих внешних элементов 160 для подачи среды. Каждый из элементов 160 для подачи среды сформирован на верхней поверхности 140 корпуса 120, при этом каждый из этих элементов имеет участок 166 по существу в форме усеченного конуса, проходящий в направлении вверх от верхней поверхности 140. Над участком 166 в форме усеченного конуса имеется кольцевой патрубок 168, соответствующим образом приспособленный для подсоединения к внешней линии подачи среды. В участке 166 в форме усеченного конуса образовано вертикальное сквозное отверстие 170. Сквозное отверстие проходит через весь участок 166 в форме усеченного конуса элемента 160 для подачи среды в канал 162 распределения среды, как будет более подробно описано далее.
Канал 162 распределения среды сформирован продольным отверстием 174, расположенным по центру в поперечном направлении корпуса 120. Продольное отверстие 174 проходит через весь корпус 120 и расположено между верхней поверхностью 140 и камерой 122. В концевых областях продольное отверстие 174 имеет расширенные секции 176, которые могут быть закрыты подходящими концевыми крышками (не показаны). Фактический канал 162 распределения среды формируется только центральным, незакрытым участком продольного отверстия 174. Конечно, как будет понятно специалистам в данной области техники, продольное отверстие 174 может быть открыто только на одном конце корпуса 120 и, таким образом, может иметь расширенную секцию 176 только на этом конце, который может быть закрыт подходящим способом.
Как можно увидеть, в частности, на фиг. 4, продольное отверстие 174, которое образует канал 162 распределения среды, находится в соединении по текучей среде с отверстиями 170 в четырех местах. Любая среда, которая вводится посредством элементов 160 для подачи среды, может быть введена в канал 162 распределения среды в различных местах и затем распределена в продольном направлении корпуса 120 внутри канала 162 распределения среды.
В элементе 177 стенки, расположенном между каналом 162 распределения среды и камерой 122, образовано множество сквозных отверстий, которые по текучей среде соединяют канал 162 распределения среды и камеру 122 и, таким образом, формируют впускные каналы 164. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения имеется двенадцать впускных каналов 164. Впускные каналы 164 смещены относительно отверстий 170 в продольном направлении корпуса 120. Конечно, может обеспечиваться различное количество впускных каналов 164. Впускные каналы 164 предпочтительно равномерно распределены в продольном направлении корпуса 120, при этом частота расположения в диапазоне от 3/100 мм до 12/100 мм, в частности в диапазоне от 4/100 мм до 10/100 мм, в настоящее время является предпочтительной для того, чтобы способствовать равномерному течению среды в камеру 122.
На стороне элемента 177 стенки, обращенной к камере 122, имеются два глухих отверстия 178 (см. фиг. 4), каждое из которых служит для вмещения распорки 179 (см. фиг. 3). Распорки 179 изготавливаются из подходящего материала, который является долговечным при используемых температурах и средах и имеет некоторую гибкость. В частности, здесь снова может использоваться перфторалкоксидный полимер (PFA), как и в случае регулирующих элементов 134. Каждая из распорок 179 имеет ножку (не показана), для вставки в одно из соответствующих глухих отверстий 178 и основную часть в форме усеченного конуса, которую можно увидеть на фиг. 3.
Излучающая часть 118 этого варианта осуществления изобретения будет сейчас описана более подробно. Излучающая часть 118 имеет трубчатый элемент 180 и по меньшей мере один источник 182 излучения. Они имеют по существу ту же структуру, что и трубчатый элемент 30 и по меньшей мере один источник 32 излучения согласно первому варианту осуществления изобретения. Трубчатый элемент 180 имеет продолговатую форму с круглым поперечным сечением и изготовлен из материала, который по существу прозрачен для ультрафиолетового излучения. Трубчатый элемент 180 расположен в камере 122 таким образом, что проходит по всей ее длине, а центр трубчатого элемента 180, имеющего круглое поперечное сечение, смещен относительно центра неполного круга внутренней стенки 123 камеры 122 в направлении отверстия 121. Круглый трубчатый элемент 180 также частично выходит через отверстие 121 за пределы кожуха 114. Как и в предыдущем случае, пространство 184 для потока образовано между трубчатым элементом 180 и внутренней стенкой 123 камеры 122, причем пространство 184 для потока симметрично относительно продольной центральной плоскости С камеры 122, которая пересекает по центру отверстие 121 и элементы 160 для подачи среды. Пространство 184 для потока формирует правое и левое ответвления, как можно увидеть на виде в разрезе, показанном на фиг. 3. Каждое из ответвлений имеет выпускную щель 186 на своем нижнем конце. От впускных каналов 164 до соответствующей выпускной щели 186 каждое из ответвлений проточной камеры имеет сужающееся поперечное сечение. Ответвления сужаются так же, как и в первом варианте осуществления изобретения.
Как можно увидеть на виде согласно фиг. 3, трубчатый элемент 180 опирается на головки 136 соответствующих регулирующих элементов 134 и соприкасается с распорками 179 на своей верхней стороне. Регулирующие элементы 134 и распорки 179, таким образом, обеспечивают контакт в 3 точках и тем самым определяют точное положение трубчатого элемента 180 в камере 122. Как можно увидеть на фигуре, ширина выпускных щелей 186 может быть отрегулирована до определенной степени с помощью регулирующих элементов 134. Соответствующие головки 136 регулирующих элементов 134 формируют точки опоры, которые по существу не влияют на поток текучей среды вокруг головок, таким образом может быть сформирована по существу постоянная завеса среды в области выпускных щелей 186. Источник 132 излучения может быть расположен внутри трубчатого элемента 180 так же, как и в первом варианте осуществления изобретения.
Главное различие между вариантом осуществления основной части 8 согласно фиг. 2 и вторым вариантом осуществления основной части согласно фиг. 3-7 находится в области направляющей для среды. В то время как в первом варианте осуществления изобретения среда вводится непосредственно в камеру 122 через каналы 24 для подачи среды, во втором варианте осуществления изобретения среда вводится посредством элементов 160 для подачи среды в канал 162 распределения среды, а затем через впускные каналы 164 среда вводится в камеру 122. В результате достигается более равномерное распределение жидкой среды в продольном направлении корпуса 120. Таким образом, в области камеры 122, в пространстве 184 для потока обеспечивается более равномерное течение потока. В частности, в сочетании с уменьшающимся поперечным сечением пространства 184 для потока в области выпускных щелей 186 может быть достигнут равномерный поток, чтобы сформировать равномерную жидкую завесу.
Другое различие заключается в использовании скоб 150, регулирующих элементов 134 и распорок 179, которые, однако, могут также использоваться соответствующим образом и в первом варианте осуществления изобретения. Функция зажимов 150 заключается в том, чтобы обеспечивать направленное внутрь смещение в области камеры 122, как будет описано более подробно со ссылкой на фиг. 8а и 8b.
Когда жидкая среда вводится в камеру 122 через направляющую 116 для среды, создается направленное наружу давление на внутренние стенки 123 камеры. В частности, в самой широкой области камеры 122, где корпус 120 имеет самое малое поперечное сечение, соответствующее давление приводит к деформации корпуса 120 таким образом, что ширина выпускных щелей 186 может увеличиваться. Это касается, в частности, средней области в продольном направлении корпуса 120, так как на концах закрывающие элементы (не показаны) будут противодействовать соответствующей деформации.
В частности, как показано на фиг. 8а, например, ширина выпускной щели 186 может увеличиваться по существу в центральной области, что, конечно, будет изменять соответствующее истечение среды из выпускной щели 186. Это будет препятствовать равномерному распределению среды. Посредством использования скоб 150 это может быть предотвращено, как показано на фиг. 8b. Скобы 150, особенно в сочетании с регулирующими элементами 134, могут гарантировать равномерность ширины выпускных щелей 186. Скобы 150, особенно в сочетании с регулирующими элементами 134, могут также быть полезными, независимо от изменения поперечного сечения потока проточной камеры, чтобы гарантировать постоянную ширину выпускных щелей 186.
Различные конфигурации излучающей части 18 первого варианта осуществления изобретения будут сейчас описаны более подробно со ссылкой на фиг. 9-12. Однако эти конфигурации могут использоваться также и во втором варианте осуществления изобретения.
На фиг. 9а показана обычная конфигурация, аналогичная показанной на фиг. 2, имеющая трубчатый элемент 30 с круглым поперечным сечением и стержнеобразный источник 32 излучения, расположенный по центру в трубчатом элементе 30. Там, где это целесообразно, в дальнейшем используются те же номера позиций, что и в первом варианте осуществления изобретения, при этом различные конфигурации, конечно, также могут использоваться и во втором варианте осуществления изобретения.
Кожух 14 с камерой 22 и канал 24 для подачи среды показаны только схематически. Ниже этого модуля схематически показана подложка 2.
Ниже схематического представления различных конфигураций показаны два графика, из которых верхний график представляет распределение концентрации радикалов на поверхности подложки 2 в тот момент, когда жидкая среда, такая как H2O2, подается к подложке через канал 24 для подачи среды во время функционирования источника 32 излучения. Нижний график показывает достижимое изменение толщины слоя фотолака на подложке в процессе очистки, которому способствуют радикалы, при этом здесь допускается, что управление процессом выполняется стационарно, то есть модуль не перемещается вдоль подложки, а остается неподвижным. Оба распределения показаны в нормализированной форме.
Как можно увидеть на фигуре, концентрация радикалов оказывает непосредственное влияние на удаляемый слой фотолака. Концентрация радикалов в области продольной центральной плоскости камеры 22 (см. пунктирную линию) является самой высокой и значительно снижается за ее пределами. Таким образом, концентрация радикалов на поверхности подложки 2 значительно изменяется в поперечном направлении камеры 22. Для того чтобы обеспечивать более широкую область с равномерной (высокой) концентрацией радикалов, предлагаются различные конфигурации излучающей части 18.
Например, на фиг. 9b показана конфигурация с трубчатым элементом 30 и источником излучения 32. Источник 32 излучения соответствует ранее описанному источнику. В отличие от предыдущего случая, трубчатый элемент 30 имеет плоский участок ниже отверстия 21 основного корпуса 20. Этот плоский участок расположен таким образом, что при нормальной ориентации он проходит горизонтально и по существу параллельно нижней части основного корпуса. Этот плоский участок позволяет располагать плоскую нижнюю сторону трубчатого элемента 30 параллельно поверхности подложки 2. Это гарантирует равномерное расстояние между трубчатым элементом 30 и подложкой 2 в этой области. Это позволяет формироваться равномерной пленке из жидкости между трубчатым элементом 30 и поверхностью подложки 2 так, что по всей ширине плоского участка может формироваться по существу равномерная концентрация радикалов на поверхности подложки 2. Концентрация радикалов в этом случае по существу пропорциональна интенсивности падающего света, достигающего поверхности подложки 2.
Соответственно, область неизменно высокой концентрации радикалов значительно расширяется по сравнению с конфигурацией, показанной на фиг. 9а, и область значительного изменения толщины слоя резиста также расширяется, приводя к повышению эффективности устройства.
На фиг. 9с показана дополнительная альтернативная конфигурация. Здесь также используется трубчатый элемент 30 с круглым поперечным сечением. Источник 32 излучения также соответствует ранее описанному источнику. Трубчатый элемент 30 модифицируется таким образом, что он имеет различные характеристики прозрачности в различных областях. Трубчатый элемент 30 имеет первую прозрачность в области, находящейся внутри камеры 22, и другую, вторую, прозрачность снаружи камеры 22. В частности, первая область имеет, например, самую высокую прозрачность для ультрафиолетового излучения из возможных, то есть внутри проточной камеры по существу все ультрафиолетовое излучение, обеспеченное источником 32 излучения, может быть введено в камеру 22.
С другой стороны, область трубчатого элемента 30, расположенная снаружи камеры, имеет меньшую прозрачность из-за повышенного поглощения или отражения ультрафиолетового излучения. В частности, трубчатый элемент 30 имеет самую низкую прозрачность в области продольной центральной плоскости, при этом прозрачность постепенно возрастает в направлении выпускных щелей 36. В результате, интенсивность ультрафиолетового излучения в жидкости на поверхности подложки 2 может быть отрегулирована таким образом, что достигается по существу равномерная концентрация радикалов по всей ширине отверстия 21 в главном корпусе 20, как показано на графиках, изображенных на фиг. 9с. Соответственно, расширяется ширина слоя резиста, удаляемого с высокой равномерностью.
Соответствующий эффект может быть достигнут с помощью самого материала трубчатого элемента либо за счет нанесения покрытия или фольги на соответствующую область трубчатого элемента или вблизи этой области. В последнем случае покрытие или пленка предпочтительно должны располагаться внутри трубчатого элемента, чтобы избегать какого-либо загрязнения жидкости, а также иметь возможность пренебречь стойкостью к среде используемого покрытия.
На фиг. 10а-10с показаны дополнительные конфигурации излучающего элемента 18, при этом в каждом случае кожух 14, имеющий камеру 22 и канал 24 для подачи среды, показаны только схематично. Подложка 2 в этом случае также показана схематично. Графики, показанные на фиг. 9а-9с, не показаны на фиг. 10.
В конфигурации, показанной на фиг. 10а, снова обеспечивается отдельный источник 32 излучения, который расположен в трубчатом элементе 30. В этой конфигурации обеспечивается отражающее покрытие на участке трубчатого элемента 30, находящегося внутри камеры 22. Это может быть выполнено, например, как слой или фольга, прикрепленные к трубчатому элементу, которые могут, например, прикрепляться внутри или снаружи. Этот слой фольги может быть полностью отражающим для излучения, исходящего от источника 32 излучения, или он может быть отражающим только в определенных диапазонах длин волн. Таким образом, отражающее покрытие имеет такую форму, что при использовании, то есть при облучении среды, излучение, исходящее от источника излучения, по всей ширине отверстия 21, по существу равномерно падает на подложку и, таким образом, генерирует по существу равномерную концентрацию радикалов в среде на поверхности подложки. Для этой цели интенсивность излучения, исходящего от трубчатого элемента 30 в областях, прилегающих к выпускным щелям 36, должна быть выше, чем в области продольной центральной плоскости С.
На фиг. 10b показана дополнительная конфигурация отражающего покрытия, при этом иллюстрируется другая форма отражающего покрытия, которое в верхней области является плоским и в сечении образует хорду по отношению к круглой форме трубчатого элемента. Такая форма дает возможность обеспечивать дополнительный источник излучения (не показан), в частности, в верхней области трубчатого элемента 30 (над отражающим покрытием). Этот дополнительный источник излучения может испускать излучение в другом спектральном диапазоне, отличающемся от спектрального диапазона источника 32 излучения, чтобы обеспечивать другое излучение в области канала для потока, по сравнению с излучением, направленным в сторону области выпускных щелей 36 и в направлении подложки 2. В дополнение к равномерности концентрации радикалов, здесь также может обеспечиваться выбор длины волны (обеспечивая излучение с различными первичными спектральными диапазонами в различных областях устройства, в частности внутри камеры 22 и снаружи корпуса).
Это также может быть достигнуто посредством селективных отражающих характеристик отражающего покрытия, которые, например, могут позволять проходить ультрафиолетовому излучению с длиной волны меньше 200 нм и могут по существу отражать ультрафиолетовое излучение с длиной волны свыше 200 нм. Конечно, это также применимо к варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 10а.
В обоих случаях, то есть в конфигурациях в соответствии с фиг. 10а и 10b, также возможно достигать селекции длин волн посредством размещения дополнительных источников излучения внутри корпуса 20 таким образом, чтобы они испускали излучение снаружи внутрь камеры 22. В этом случае излучение, испускаемое в камеру 22, может, например, главным образом находиться в диапазоне менее 200 нм, например, составлять приблизительно 185 нм. Излучение, испускаемое за пределы камеры 22 через отверстие 21, может, в частности, главным образом находиться в диапазоне свыше 200 нм, например, составлять приблизительно 254 нм. В то время как излучение с длиной волны менее 200 нм может главным образом служить для разложения среды в канале для потока, излучение с длиной волны свыше 200 нм может главным образом служить для создания радикалов.
В дополнение к специальному пространственному распределению интенсивности излучения, дополнительная селекция длин волн может быть легко достигнута с помощью вышеописанных конфигураций, которые обеспечивают другое излучение внутри проточной камеры, по сравнению с излучением, испускаемым наружи от камеры в направлении подложки 2.
Вариант осуществления изобретения согласно фиг. 10с также может достигать аналогичных эффектов. В этом варианте осуществления изобретения излучающая часть 18 снова имеет трубчатый элемент 30. Внутри трубчатого элемента обеспечивается первый источник 32 излучения, который может быть такого же типа, как и описанный выше. Ниже первого источника излучения обеспечивается вогнутый, искривленный вверх зеркальный элемент 200, который по существу отражает излучение, испускаемое источником 32 излучения, обратно вверх. Ниже зеркального элемента 200 обеспечивается структура из различных вторичных источников 210 излучения. В частности, показаны семь источников 210 излучения. Каждый из этих источников 210 излучения испускает свет по меньшей мере в ультрафиолетовом диапазоне с различными интенсивностями. В частности, интенсивность постоянно возрастает от среднего источника 210 излучения к внешним источникам 210 излучения. То есть наиболее удаленные от середины источники 210 излучения испускают свет с самой высокой интенсивностью. В такой конфигурации распределение интенсивности света на поверхности подложки также более равномерное и, таким образом, может быть достигнуто более равномерное распределение радикалов.
В частности, может быть получена в основном равномерная концентрация радикалов с вышеупомянутыми преимуществами по всей ширине отверстия 21 в корпусе 20. Кроме того, эта конфигурация также позволяет осуществлять выбор определенных длин волн таким образом, что излучение, испускаемое в пространство для потока, может иметь спектральный диапазон, отличающийся от спектрального диапазона излучения, испускаемого за пределы отверстия 21.
Например, первый источник излучения снова может испускать в диапазоне ниже 200 нм, например приблизительно 185 нм, в то время как источники 210 излучения, например, испускают излучение в диапазоне свыше 200 нм, в частности приблизительно 254 нм.
На фиг. 11 и 12 показаны дополнительные конфигурации излучающей части 18. Снова подложка 2 и корпус 20 с камерой 22 и отверстием 21 показаны схематично.
Излучающая часть 18 в конфигурации согласно фиг. 11 снова имеет трубчатый элемент 30, который по существу является прозрачным для ультрафиолетового излучения. Внутри трубчатого элемента 30 показаны два источника 220 и 222 излучения. Эти два источника 220 и 222 излучения размещены один на другим внутри трубчатого элемента 30. Источники 220, 222 излучения являются источниками различного типа и, в частности, испускают излучение в различных спектральных диапазонах. Таким образом, верхний источник 220 излучения, например, испускает излучение главным образом в спектральном диапазоне ниже 200 нм, например на длине волны 185 нм, в то время как нижний источник 222 излучения испускает излучение главным образом в спектральном диапазоне свыше 200 нм, например на длине волны 254 нм.
Между источниками 220 и 222 излучения обеспечивается изогнутый отражатель 226, который является отражающим с обеих сторон. Отражатель по существу вызывает разделение излучения, которое испускается в пространство для потока, и излучения, которое испускается за пределы отверстия 21. Отражатель 226 расположен таким образом, что излучение испускается как от верхнего источника 220 излучения, так и от нижнего источника 222 в концевую область соответствующих каналов для потока, смежную с выпускными щелями 36.
В то время как излучение с длиной волны ниже 200 нм, как упоминалось выше, главным образом служит по существу для того, чтобы вызывать разложение среды в канале для потока, излучение с длиной волны свыше 200 нм служит для создания радикалов. Так как создание радикалов желательно уже в конечной области канала для потока, показанная конфигурация является предпочтительной. Кривизна обращенной вниз области отражателя 126 может быть, в частности, подобрана таким образом, что снова может быть достигнуто равномерное распределение интенсивности излучения на подложке, как описывалось выше.
В варианте осуществления изобретения согласно фиг. 12 снова обеспечивается трубчатый элемент 30 с единственным источником 32 излучения. Трубчатый элемент 30 снова имеет различные характеристики поглощения внутри камеры 22 и за пределами камеры 22. В частности, область трубчатого элемента 30, находящаяся за пределами камеры, по существу является прозрачной для ультрафиолетового излучения, в то время как область трубчатого элемента, расположенная внутри камеры 22, поглощает существенную долю ультрафиолетового излучения. В частности, характеристики поглощения области трубчатого элемента, расположенного внутри камеры 22, регулируются таким образом, что в основном поглощается ультрафиолетовое излучение в диапазоне свыше 200 нм. Как можно увидеть на фиг. 12, по существу прозрачная область частично проходит в камеру 22, таким образом, как упоминалось выше, ультрафиолетовое излучение с длиной волны свыше 200 нм также испускается в концевых областях камеры 22, прилегающих к выпускным щелям, чтобы обеспечивать здесь желаемую генерацию радикалов.
Соответствующее перекрытие между концевыми областями камеры 22 и прозрачной областью трубчатого элемента 30 может быть обеспечено на диапазоне углов до 20°, если смотреть из центра трубчатого элемента (т.е. общее перекрытие двух концевых областей достигает 40°). Это применимо не только к этому варианту осуществления изобретения, но также и к другим вариантам осуществления изобретения, в которых излучение на различных длинах волн выборочно испускается в канал для потока и за пределы кожуха. Хотя специально это не показано, может быть обеспечено дополнительное средство, которое вызывает отсутствие ультрафиолетового излучения, испускаемого в пространство для потока из третьей области трубчатого элемента, обращенной к пространству для потока. Например, дополнительное средство может содержать элемент, который непрозрачен для ультрафиолетового излучения и расположен между по меньшей мере одним источником излучения и пространством для потока. Третья область предпочтительно обращена по направлению к по меньшей мере одному впускному отверстию, расположена симметрично относительно продольной центральной плоскости и проходит в круговом направлении трубчатого элемента не более чем на 60°.
Функционирование устройства 1 сейчас будет описано более подробно. Изначально предполагается, что представлена конфигурация согласно фиг. 1 и 2. Функционирование устройства не изменяется для других вариантов осуществления изобретения.
Модуль 6 для нанесения, в частности основная часть 8, располагается вблизи подложки 2, при этом жидкость, исходящая из отверстия 21, не попадает на подложку 2. Посредством отверстий 16 для подачи среды жидкая среда, например водный раствор пероксида водорода или озонированная вода O3-H2O, вводится в камеру 22, и в то же самое время включается источник 32 излучения.
В проточной камере между трубчатым элементом 36 и внутренней стенкой 23 камеры 22 формируется поток жидкости, который ускоряется в направлении выпускных щелей 36. В частности, скорость жидкости увеличивается от верхней области в конце канала 24 для подачи среды к выпускным щелям с коэффициентом в диапазоне от 10:1 до 40:1, и предпочтительно с коэффициентом в диапазоне от 15:1 до 25:1, посредством соответствующего изменения поперечного сечения.
Ниже основной части 8 формируется завеса воды, которая проходит равномерно по всему основному участку длины основной части 8. Излучение, испускаемое источником 32 излучения, разлагает жидкость в канале для потока, то есть между каналом 24 для подачи среды и выпускными щелями 36, чтобы разрушать нежелательные реактивные частицы в жидкости. В то же время, посредством излучения в жидкости генерируются радикалы. Эти механизмы главным образом происходят в различных спектральных областях излучения. Для разложения предпочтительным является излучение в спектральном диапазоне ниже 200 нм, в то время как для создания радикалов желательно излучение в диапазоне свыше 200 нм, в частности приблизительно 254 нм. Без специальных мер, которые описываются на фиг. 9-11, излучение, исходящее от источника 32 излучения в области канала для потока и снаружи корпуса 20, по существу является одинаковым и в основном содержит компоненты излучения с длиной волны, которая как превышает 200 нм, так и находится ниже этого значения. Из-за ускорения потока в канале для потока достигается равномерность потока и, таким образом, жидкая завеса формируется равномерно на большой ширине.
Как было описано ранее, в канале для потока, с одной стороны, жидкость разлагается, и разрушаются нежелательные активные частицы, в то же время создаются радикалы, в частности гидроксильные радикалы. Эти радикалы, в частности, создаются также в области выпускных щелей 36, таким образом, они могут существовать в течение достаточного времени, чтобы достигнуть поверхности подложки 2, когда основная часть 8 модуля 6 для нанесения последовательно перемещается над подложкой 2.
Подложка 2 может быть, например, фотошаблоном, имеющим остатки фотолака или фоторезиста, который нужно очистить. Такая очистка может выполняться по всей площади фотошаблона или только в определенных его областях. Посредством перемещения основной части 8 модуля 6 для нанесения над подложкой жидкая завеса перемещается вдоль подложки 2. Источник 32 излучения непрерывно создает радикалы в жидкости, при этом соответствующее создание радикалов, в частности, в области выпускных щелей и ниже отверстия 21 в корпусе 20, является очень важным, при этом создание радикалов здесь может концентрироваться с помощью определенных мер, которые описываются в вариантах осуществления изобретения. Таким образом, жидкость насыщается радикалами ниже отверстия 21 и особенно эффективна для очистки фотолака или фоторезиста. Так как радикалы быстро разрушаются, жидкость в областях, не находящихся ниже отверстия 21, не является в такой же степени эффективной.
Скорость перемещения жидкой завесы над подложкой может быть согласована с требуемой производительностью очистки, чтобы добиться достаточно длительного времени пребывания насыщенной радикалами жидкости на подложке. Когда фотошаблон очищается таким способом, то либо может быть остановлена подача среды и выключен источник излучения, либо может обрабатываться соответствующим способом следующая подложка 2.
Изобретение подробно описано выше со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, не ограничиваясь конкретными вариантами осуществления. В частности, различные признаки вариантов осуществления изобретения могут свободно комбинироваться или заменяться между собой, при условии, что они совместимы. Следует также упомянуть, что сочетание смещающих элементов и распорных штифтов может также быть полезным, независимо от изменения поперечного сечения потока пространства для потока, чтобы гарантировать постоянную ширину выпускных щелей.
Изобретение относится к устройству для нанесения жидкой среды, подвергаемой ультрафиолетовому облучению, на подложку, чтобы обрабатывать подложку, при этом жидкость наносится локально в области устройства на часть площади подложки, причем жидкость подвергается ультрафиолетовому облучению. Устройство для нанесения жидкой среды, подвергаемой ультрафиолетовому облучению, на подложку, содержит кожух, имеющий продолговатую камеру, по меньшей мере одно впускное отверстие, которое открыто в камеру. Устройство также содержит по меньшей мере одно щелевое выпускное отверстие, противоположное впускному отверстию, которое проходит по длине камеры, и трубчатый элемент, который проходит в продольном направлении через камеру. Трубчатый элемент является по меньшей мере частично прозрачным для ультрафиолетового излучения. Трубчатый элемент расположен в камере таким образом, что между трубчатым элементом и стенкой камеры образовано пространство для потока. Пространство для потока является симметричным относительно продольной центральной плоскости камеры. Продольная центральная плоскость рассекает выпускное отверстие в его середине и таким образом, что трубчатый элемент проходит в щелевое выпускное отверстие в кожухе и тем самым образует две проходящие продольно выпускные щели между трубчатым элементом и кожухом. Кроме того, устройство содержит по меньшей мере один источник ультрафиолетового излучения в трубчатом элементе, который выполнен с возможностью испускать ультрафиолетовое излучение в направлении пространства для потока и через выпускное отверстие наружу относительно кожуха, чтобы создавать радикалы в жидкости и доставлять радикалы к поверхности подложки. Устройство также содержит средство, обеспечивающее ультрафиолетовое излучение, испускаемое главным образом в первом диапазоне длин волн через первую секцию трубчатого элемента в пространство для потока, и обеспечивающее ультрафиолетовое излучение, испускаемое главным образом во втором диапазоне длин волн через вторую секцию трубчатого элемента через выпускное отверстие кожуха и, необязательно, в концевую область пространства для потока, прилегающую к выпускным щелям. Первый и второй диапазоны длин волн различаются, причем по меньшей мере для одной из секций максимум 20%, предпочтительно максимум 5% от мощности излучения, испускаемого через соответствующую секцию, приходится на другой диапазон длин волн. 14 з.п. ф-лы, 12 ил.
1. Устройство для нанесения жидкой среды, подвергаемой ультрафиолетовому облучению, на подложку, содержащее:
кожух, имеющий продолговатую камеру, по меньшей мере одно впускное отверстие, которое открыто в камеру, и по меньшей мере одно щелевое выпускное отверстие, противоположное впускному отверстию, которое проходит по длине камеры;
трубчатый элемент, который проходит в продольном направлении через камеру, причем трубчатый элемент является по меньшей мере частично прозрачным для ультрафиолетового излучения, при этом трубчатый элемент расположен в камере таким образом, что между трубчатым элементом и стенкой камеры образовано пространство для потока, причем пространство для потока является симметричным относительно продольной центральной плоскости камеры, при этом продольная центральная плоскость рассекает выпускное отверстие в его середине, и таким образом, что трубчатый элемент проходит в щелевое выпускное отверстие в кожухе и тем самым образует две проходящие продольно выпускные щели между трубчатым элементом и кожухом; и
по меньшей мере один источник ультрафиолетового излучения в трубчатом элементе, который выполнен с возможностью испускать ультрафиолетовое излучение в направлении пространства для потока и через выпускное отверстие наружу относительно кожуха, чтобы создавать радикалы в жидкости и доставлять радикалы к поверхности подложки;
отличающееся тем, что оно содержит:
средство, обеспечивающее ультрафиолетовое излучение, испускаемое главным образом в первом диапазоне длин волн через первую секцию трубчатого элемента в пространство для потока, и обеспечивающее ультрафиолетовое излучение, испускаемое главным образом во втором диапазоне длин волн через вторую секцию трубчатого элемента через выпускное отверстие кожуха и, необязательно, в концевую область пространства для потока, прилегающую к выпускным щелям, при этом первый и второй диапазоны длин волн различаются, причем по меньшей мере для одной из секций максимум 20%, предпочтительно максимум 5%, от мощности излучения, испускаемого через соответствующую секцию, приходится на другой диапазон длин волн;
при этом средство содержит по меньшей мере два различных источника ультрафиолетового излучения и по меньшей мере один разделяющий элемент в трубчатом элементе, расположенный между различными источниками ультрафиолетового излучения, при этом по меньшей мере один первый источник излучения выполнен с возможностью испускать излучение главным образом в первом диапазоне длин волн, а по меньшей мере один второй источник излучения выполнен с возможностью испускать излучение главным образом во втором диапазоне длин волн.
2. Устройство по п. 1, в котором средство содержит различные материалы с разными характеристиками прозрачности для соответствующих диапазонов длин волн, которые влияют на характеристики прозрачности первой и второй секций трубчатого элемента.
3. Устройство по п. 1, в котором разделяющий элемент проходит по существу по всей ширине трубчатого элемента, при этом концы разделяющего элемента определяют разделение между первой и второй секциями трубчатого элемента.
4. Устройство по п. 1 или 3, в котором поверхности разделяющего элемента, обращенные к соответствующим источникам излучения, выполнены таким образом, чтобы они были по меньшей мере частично отражающими, в частности отражающими для соответствующего преимущественного диапазона длин волн излучения источника излучения, к которому они обращены.
5. Устройство по любому из пп. 1–4, в котором по меньшей мере одна поверхность разделяющего элемента, обращенная к соответствующему источнику излучения, является криволинейной для распределения на поверхности отраженного излучения в виде заданной структуры.
6. Устройство по п. 5, в котором поверхность разделяющего элемента, обращенная к первому источнику излучения, имеет выпуклую кривизну и/или поверхность, обращенная ко второму источнику излучения, имеет по меньшей мере одну вогнутую криволинейную секцию.
7. Устройство по любому из пп. 1–6, в котором средство в трубчатом элементе, являющееся смежным с по меньшей мере участком трубчатого элемента или находящееся в контакте с ним, содержит фильтрующий элемент, который выполнен с возможностью выборочно пропускать ультрафиолетовое излучение в желаемом диапазоне длин волн и поглощать излучение вне желаемого диапазона длин волн.
8. Устройство по любому из пп. 1–7, в котором первый диапазон длин волн находится в области длин волн меньше 200 нм, а второй диапазон длин волн находится в области длин волн больше 220 нм.
9. Устройство по любому из пп. 1–8, которое дополнительно содержит второе средство, воздействие которого приводит к тому, что на третьем участке трубчатого элемента, который обращен к пространству для потока, ультрафиолетовое излучение не испускается в пространство для потока.
10. Устройство по п. 9, в котором второе средство содержит элемент, который является непрозрачным для ультрафиолетового излучения, расположенный между по меньшей мере одним источником излучения и пространством для потока.
11. Устройство по п. 9 или 10, в котором третья область обращена в направлении по меньшей мере одного впускного отверстия и расположена симметрично относительно продольной центральной плоскости.
12. Устройство по п. 11, в котором третья область проходит в круговом направлении трубчатого элемента вплоть до значения самое большее 5° до соответствующих выпускных щелей.
13. Устройство по любому из пп. 1–12, в котором вторая секция перекрывает пространство для потока вдоль канала для потока между по меньшей мере одним впускным отверстием и соответствующей выпускной щелью самое большее в его последней четверти.
14. Устройство по любому из пп. 1–13, в котором вторая секция, если смотреть из центральной точки трубчатого элемента, покрывает угловой диапазон, который соответствует угловому диапазону щелевидного отверстия в кожухе, если смотреть из центральной точки трубчатого элемента.
15. Устройство по п. 14, в котором вторая секция покрывает угловой диапазон, который не более чем на 40° больше, чем угловой диапазон щелевидного отверстия в кожухе, если смотреть из центральной точки трубчатого элемента.
