TWI716437B - 用於將暴露於uv照射的液體介質施予在基板上的裝置 - Google Patents

用於將暴露於uv照射的液體介質施予在基板上的裝置 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種用於將暴露於UV照射的液體介質施予在 基板上的裝置，具有以下組件：殼體，包含長條形腔室、至少一朝所述腔室打開的進入口，以及與至少一進入口相對的並在腔室之長度範圍內延伸的縫狀排出口；沿縱向穿過腔室延伸的管件，其對UV輻射而言至少部分透明，其中管件如此配置在腔室中，使得在管件與腔室之壁部之間形成流動腔，其相對腔室之將排出口中剖的縱向中心面對稱，以及，管件伸入殼體中之縫狀排出口，且其中，在管件與殼體之間形成兩個沿縱向延伸的排出縫；以及至少一位於管件中的UV輻射源，其適於以朝向流動腔並透過排出口自殼體射出的方式發射UV輻射。裝置之特徵在於若干構件，其適於對至少一UV輻射源所發出的以及自排出***出的輻射產生影響，使得在位於排出口之至少50%的下方的區域內，在基板之表面上實現自由基之大體均勻的空間分佈。在採用習知之構造時，在位於排出口中心下方的區域內形成較高的自由基濃度，其沿橫向於排出口的方向迅速降低。

Description

用於將暴露於UV照射的液體介質施予在基板上 的裝置
本發明是有關於一種用於將暴露於紫外光(UV)照射的液體介質施予在基板上的裝置，用以對所述基板進行處理，其中在所述裝置之區域內將所述液體局部施予至所述基板之分區，以及將UV輻射送入所述液體。
在半導體技術中已為吾人所知的是，例如在光罩之製造及使用過程中，需要對其實施不同的操作步驟，特別是清潔步驟。例如已為吾人所知的是，對光罩進行濕式清潔，其中至少局部地在基板上產生液膜，以及將UV輻射引入此液膜。在半導體晶圓之製造過程中的針對其的相應清潔步驟亦為吾人所知。其中液體與UV輻射如此相互匹配，使得UV輻射之大部分在液膜中被吸收，以在此液膜中產生有助於清潔的自由基。特定言之已為吾人所知的是，例如在經稀釋之過氧化氫水或臭氧水O3-H2O中產生羥基自由基。此類羥基自由基使得基板表面之有機材料選擇性溶解，而不侵蝕 基板表面上可能設有之金屬層。在此種濕處理中，通常使液體之施覆單元(其亦用於將UV輻射送入液體)以越過基板的方式運動，從而將液體塗覆在基板上。主要在施覆單元下方藉由自由基進行處理，因為在此施覆單元進一步運動，且剛被施加UV輻射之區域不再被施加UV輻射的情況下，自由基迅速分解。
適用於此之裝置例如由本案申請人所提出之DE 10 2009 058 962 A1揭示。特定言之，所述申請案揭示一種如申請專利範圍第1項之前言的裝置。就習知之結構而言，在施覆單元之排出口下方的縱向中心區域內形成較高之自由基濃度，但其沿橫向於所述排出口的方向迅速降低。
以上述公開案所揭示之裝置為基礎，本申請案之目的在於，在基板之表面上實現良好的自由基分佈。與上述DE 10 2009 058 962 A1中的裝置相比，本發明之特徵在於請求項1之特徵部分的附加特徵。
特定言之，提出一種用於將暴露於UV照射的液體介質施予在基板上的裝置，其具有以下組件：一殼體，包含一長條形腔室、至少一朝所述腔室打開的進入口，以及一與所述至少一進入口相對的並在所述腔室之長度範圍內延伸的縫狀排出口；一沿縱向穿過所述腔室延伸的管件，其對UV輻射而言至少部分透明，其中所述管件如此配置在所述腔室中，使得在所述管件與所述腔室之壁部之間形成一流動腔，其相對所述腔室之將所述排出口中剖的縱向中心面對稱，以及，所述管件伸入所述殼體中之縫狀排出口， 且其中，在管件與殼體之間形成兩個沿縱向延伸的排出縫；以及至少一位於所述管件中的UV輻射源，其適於以朝向所述流動腔並透過所述排出口自所述殼體射出的方式發射UV輻射。所述裝置之特徵在於若干構件，其適於對所述至少一UV輻射源所發出的以及自所述排出***出的輻射產生影響，使得在位於所述排出口之至少50%的下方的區域內，在所述基板之表面上實現自由基之大體均勻的空間分佈。如上文所述，在採用習知之構造時，在位於所述排出口中心下方的區域內形成較高的自由基濃度，其沿橫向於所述排出口的方向迅速降低。可藉由上述構件以橫向於所述排出口的方式將此區域加寬，使得在所述排出口的至少50%的下方實現自由基之大體均勻的空間分佈。在以下情況下，將此種區域內空間分佈視作均勻：局部自由基濃度相對所述區域之平均自由基濃度的偏差最大為20%。
在一實施方式中，所述構件具有一朝向所述基板之表面的管件整平部，其可平行於所述基板表面配置，其中所述整平部之面積為所述排出口之面積的至少50%。藉此便能實現構建於所述基板上之液膜的均勻厚度，以及，使得在所述液膜中，特別是在所述液膜之界面區域內產生自由基之輻射的強度分佈更加均勻。藉此便能在所述基板表面上在此區域內實現均勻的自由基濃度。所述構件較佳具有至少一光學元件，其適於在越過所述整平部之區域的範圍內將穿過所述整平部進入的輻射的強度均勻化。
在一替代性實施方案中，所述管件具有圓形橫截面，以及，所述構件具有至少一光學元件，其適於改變穿過所述排出口及所述管件射出的輻射的強度，使得所述強度朝所述腔室之縱向中 心面減小，特別是遞減。藉此，即便在層厚不同且在所述腔室之縱向中心面區域內最小的情況下，亦能實現均勻的自由基分佈。其中，所述至少一光學構件可具有至少一鏡元件，其配置在所述至少一輻射源之背離所述基板的一側上及/或與之相鄰，並將輻射朝所述排出口反射，從而實現上述強度分佈。所述鏡元件在此較佳相對所述腔室之縱向中心面對稱。
在一實施方式中，所述至少一光學構件可為位於所述管件內的至少一薄膜元件或塗層，其位於所述管件之處於所述排出口中或所述腔室外的區域內或者與之相鄰，其中所述薄膜元件/所述塗層之相對UV輻射的透射率具空間變化特性。
所述至少一光學構件可具有所述管件之至少一處於所述排出口中或所述腔室外的區域，其相對UV輻射的透射率具空間變化特性。藉由所述管件本身之材料便能實現對輻射強度分佈的相應影響。
特定言之，所述薄膜元件、所述塗層及/或所述管件之透射率可自所述縱向中心面朝所述排出縫增大，特別是遞增。
在所述裝置之另一實施方式中，所述至少一光學構件具有至少三個UV輻射源，其在所述管件內彼此相鄰並與所述管件之處於所述排出口中或所述腔室外的區域相鄰，其中所述相鄰之輻射源以不同的輻射強度，特別是以使輻射強度朝所述腔室之縱向中心面減小的方式，發射UV輻射。在此實施方式中，在所述管件中還可設有至少一分隔元件，其大體將所述數個UV輻射源之朝向所述流動腔的輻射阻隔，且特別是具有反射特性。其中「大體」表示，所述數個UV輻射源之朝向所述流動腔的輻射中的至少 90%被阻隔。
1:裝置
2:基板
4:基板容置件
6:施覆單元
8:主部件
10:支承部件
14:殼體
16:介質接口
18:輻射部件
20:主體
21:開口
22:腔室
23:內壁
24:輸入管路
30:管件
32:輻射源
37:排出縫
40:空間
108:主部件
114:殼體
116:介質導引系統
118:輻射部件
120:主體
121:開口
122:腔室
123:內壁
124:底側
126:倒圓
128:側壁
130:凹口
132:通孔
134:調節元件
136:頭部件
138:調節部件
140:頂側
142:凹口
144:凹口
146:螺紋孔
147:蓋板
150:夾持元件
152:側邊
154:基本部件
160:輸入管路元件
162:介質分佈通道
164:引入通道
166:截錐形區段
170:通孔
174:長孔
176:加寬區域
177:壁元件
178:盲孔
179:間隔件
180:管件
182:輻射源
184:流動腔
186:排出縫
200:鏡元件
210:輻射源
220:輻射源
222:輻射源
226:反射器
下面參照附圖對本發明作進一步說明。其中：圖1為一基板處理裝置之俯視圖，其包含本發明之用於將暴露於UV照射的液體介質施予在基板上的裝置。
圖2為本發明之裝置的沿圖1中之線Ⅱ-Ⅱ的剖視圖。
圖3為沿圖4中之線Ⅲ-Ⅲ的剖視圖，其與圖2相似，但示出一種替代性實施方式。
圖4為圖3所示替代性實施方式中的殼體的沿圖3中之線Ⅳ-Ⅳ的縱向剖視圖。
圖5為圖4所示殼體的透視圖。
圖6為圖4所示殼體的俯視圖。
圖7為一夾緊箍之前視圖。
圖8A及圖8B為本發明之裝置之排出縫區域內的水平剖視圖，其對夾緊箍之效果進行說明。
圖9A至圖9C為本發明之裝置的輻射部件的不同配置的剖視圖，其中圖9A示出普通配置，圖9B及圖9C示出替代性配置。
圖10A至圖10C為其他實施方案之剖視圖。
圖11為所述輻射部件之另一替代性配置的剖視圖。
圖12為類似於圖11的，所述輻射部件之另一配置的剖視圖。
下文採用的方向說明，如上或下，左或右，皆以附圖所示為准且不構成限制，儘管可能涉及較佳之配置方案。在下文中，術語「鑽孔」指縱向延伸之盲孔或通孔，而與製造方式無關，亦即，毋需透過鑽削過程，而是可以任意適合的方式製造這種鑽孔。
圖1為裝置1之俯視圖，其用於在UV輻射的協助下對基板2，特別是對用於晶片製造的遮罩或半導體晶圓進行濕處理，其中所述基板亦可為以下中的一個：用於製造半導體晶圓的光罩，一特別是為Si晶圓、Ge晶圓、GaAs晶圓、InP晶圓的半導體晶圓，平板基板，多層陶瓷基板。圖2示出裝置1之沿線Ⅱ-Ⅱ的剖視圖。裝置1大體由基板容置件4與施覆單元6構成。基板容置件4及施覆單元6可容置於一未繪示之壓力腔中，其中可透過適當的手段產生過壓或負壓。
其中需要注意，在濕處理中，將液體，例如經稀釋之過氧化氫水或臭氧水O3-H2O抑或其他特別是含水之液體施予在基板上。在對液體進行UV照射的過程中會發生若干複雜的反應，其中僅在將水作為液體時例如便會產生14個不同的物質，例如H2O、H‧、HO‧、e-aq、HO2 ‧、O2 ‧-、H2、O2、H2O2、H2O-、H3O+、HO-、O3 ‧-及HO3 ‧。與UV照射用的氣體相比，此類反應的複雜度大幅提昇，且自由基之壽命大幅縮短，故濕處理裝置無法與採用氣體的處理裝置相比。發生的反應與波長相關，並且可透過特定方向上的波長選擇對反應施加影響。
如圖1所示，基板容置件4呈現為用於容置亦為矩形之基板2的扁平矩形板件。但基板容置件4亦可具有不同的形狀，並且與待處理之基板2的形狀匹配。針對可透過施覆單元6施覆 至基板2的液體介質，基板容置件4具有至少一未繪示之出口。
施覆單元6由主部件8及支承部件10構成，所述支承部件如雙向箭頭A及B所示以可動的方式支承主部件8。特定言之，支承部件10由支承臂12構成，其一端與主部件8連接，另一端與未繪示之驅動器連接。如雙向箭頭A及B所示，所述驅動器例如能夠實現所述支承臂10及所述主部件8之偏轉運動，以及/或者實現線性運動。藉此便能使主部件8以期望的方式越過容置於基板容置件4上之基板2，從而對其分區，抑或對整個表面進行處理。此外，支承臂10亦能夠實施升降運動，以對主部件8與設於基板容置件4上之基板2的表面的距離進行調節。
此外，作為替代或附加方案，亦可設有一針對基板容置件4的運動機構，以實現基板2與主部件8之間的相對運動。
主部件8大體由殼體14、若干介質接口16以及一輻射部件18構成。殼體14具有由適合之塑膠(例如TFM，經改質之PTFE)構成的長條形的立方形主體20。但所述殼體亦可由另一適合之材料構成。其中應如此選擇所述材料，使得其就所採用的溫度及介質而言具有耐受性。在主體20中設有沿縱向延伸的腔室22，其在整個長度範圍內穿過主體20延伸。在主體20之縱向末端處安裝有若干未繪示之遮蓋元件，以沿縱向界定腔室22。主體20及腔室22之長度大於基板2之寬度，以便在整個寬度範圍內將液體介質施予至此基板，下文將對此作進一步說明。但主體20或腔室22亦可具有較小之尺寸。所述腔室之內壁23可如此設計，從而特別是針對UV輻射具有高反射率，而IR輻射則大體被吸收。
腔室22具有大體呈圓形之橫截面，其中腔室22朝主體 20之底側打開，使得主體20在此定義一朝下(朝向基板2)的開口21。因此，腔室22之內壁23在剖視圖中僅描述一大於半圓的節圓，且其較佳為250°至300°，特別是為270°至290°。
在腔室22之上區中，在主體20中設有至少一與接口16建立流體連接的輸入管路24，其與開口21直接相對。輸入管路24與腔室22建立流體連接，以將液體介質引入腔室22，下文將對此作進一步說明。
在圖1所示俯視圖中示出三個接口16，其可分別透過一相應的輸入管路24與腔室22建立流體連接。但亦可設有更大或更小數目之接口。透過所述接口16可將單獨一個液體介質引入腔室22，抑或將多個介質同時或依序引入。特別是可將不同的介質源與所述接口16連接，藉此例如同時將不同的介質導引至相應的接口16，以產生原位混合物。在此特別是可將液體用作介質，但亦可送入氣體，在被送入腔室22前，這種氣體例如在接口16以及輸入管路24中與一液體混合。
輻射部件18大體由一管件30與至少一輻射源32構成。管件30呈長條形並沿整個腔室22延伸，且視情況亦穿過(或伸入)未繪示的位於主體20之末端上的遮蓋元件。管件30由對UV輻射而言大體透明之材料構成，並具有圓形橫截面。橫截面呈圓形的管件30的圓心相對腔室22之內壁23之節圓的圓心朝開口21錯開，且部分透過開口21自殼體14伸出，如圖2所示。
如此便在管件30與腔室22之內壁23之間形成一流動腔。所述流動腔相對腔室22之縱向中心面C(參閱圖3中之線Ⅳ-Ⅳ，此縱向中心面將排出口21及輸入管路24中剖)對稱，並形 成一右分枝以及一左分枝，如圖2之橫截面圖所示。每一個分枝之末端皆具有一排出縫37，其在開口21之區域內形成於管件30與內壁23之相應末端之間。自輸入管路24起至相應排出縫37為止，所述流動腔之每一個分枝皆具有一逐漸變細之流動橫截面。特定言之，所述流動腔之在每個分枝中的流動橫截面朝相應排出縫37逐漸變細。所述流動腔之在與至少一輸入管路24相鄰之區域內的流動橫截面與在排出縫37處的流動橫截面的比例為10：1至40：1，較佳為15：1至25：1。故朝排出縫37流動之介質大幅加速。介質之相應加速一方面使得流動均勻化，另一方面導致排出縫37處的高流速。這種高流速有助於在開口21下方構建大體不間斷的液體介質幕，其可用於在配置於其下之基板2上構建液膜。
圖2示出流向箭頭，其揭示液體介質自接口16透過輸入管路24及腔室22自殼體14流出的流動。
在所示配置中，輻射源32為棒狀燈，其居中配置在管件30內。棒狀燈32又在腔室22之整個長度範圍內延伸，以在腔室22之長度範圍內實現均勻的輻射分佈。輻射源32主要發射處於期望之光譜範圍內的UV輻射，其中經發射之輻射既進入腔室22之流動腔，亦透過開口21自殼體14射出。其中可針對某一目的選擇輻射，下文將對此作進一步說明。亦可如此對輻射進行控制，使得射入所述流動腔之輻射與自開口21射出之輻射不同。
作為此種管狀輻射源的替代或附加方案，亦可設有其他輻射源，其部分揭示於下列實施例中。特定言之，在管件30內可設有超過一個輻射源32。例如可將氣體放電燈，但亦可將LED或其他在期望之光譜範圍內(至少亦在UV範圍內)發射的適合之光 源用作輻射源32。
可使一冷卻介質，特別是一氣態冷卻介質流過形成於管件30與輻射源32之間的空間40，以防止元件過熱。其中應如此選擇所述冷卻介質，使得其大體不吸收UV輻射。
下面結合圖3至8對施覆單元6的，特別是可應用於圖1所示裝置中之替代性主部件108的另一實施方式進行說明。主部件108大體由一殼體114、一介質導引系統116及一輻射部件118構成。
殼體114亦具有一由適合之材料(例如TFM)構成的長條形的立方形主體120，所述主體具有一沿縱向延伸之腔室122，其在主體120之整個長度範圍內延伸。在主體120之縱向末端上可(例如透過若干實現可解除之連接的螺釘)安裝有若干未繪示的、用於沿縱向界定腔室122的遮蓋元件。腔室122之長度亦可大於待施加液體介質之基板2的寬度。
腔室122亦具有大體呈圓形之橫截面，其中腔室122朝主體120之底側124打開，從而定義一朝下的開口121。故腔室122之內壁123亦描述一大於半圓的節圓。其中開口121之張角較佳為60°至120°，特別是為70°至90°。
主體120之底側124以相對主體120之側壁128形成一上升斜面的方式構建。在所述斜面與開口121之間形成一大體平整的區域，以及，主體120具有一緊鄰開口121的倒圓126。此倒圓將底側124之大體平整的部分與腔室122之圓形內壁123連接，並在其頂點處定義主體120中之實際開口121。
在主體120之底側124與側壁128之間的過渡區域內設 有多個斜凹口(例如每側5個，如圖所示)。在這種凹口130之區域內，主體120分別具有一通向腔室122之通孔132。通孔132採用分階式構建方案，因而具有一朝向凹口130的較寬區域，以及一朝向腔室122的較窄區域。在所述朝向凹口130的較寬區域內，通孔132配設有內螺紋。相應通孔132用於容置調節元件134，其具有與通孔132對應的、包含頭部件136及調節部件138的分階形狀。頭部件136之尺寸如此設計，使得其穿過通孔132之狹窄區域，以便伸入腔室122。調節部件138具有一外螺紋，其能夠與通孔132之較寬部分中的內螺紋嚙合，以擰入其中。其中調節部件138之擰入深度決定調節元件134之頭部件136伸入腔室122的程度。調節元件134是用一適合之材料製造，其就所採用的溫度及介質而言具有耐受性，且可具有一定的彈性。特定言之，PFA材料(全氟烷氧基聚合物材料)為適合之材料。但亦可採用其他材料，特別是其他塑膠。
主體120之頂側140具有多個橫向於主體120之縱向延伸的凹口142，其沿主體120之縱向與凹口130對準。在每個凹口142之區域內分別設有另一凹口144以及一螺紋孔146。螺紋孔146用於容置一螺釘，透過其便能將一用於填塞凹口142的蓋板147固定。
凹口144具有在凹口142之底部上橫向於主體120之縱向延伸的第一區段。凹口144還分別具有一與相應側壁128緊鄰的、平行於側壁128延伸的下陷區段。故凹口144大體呈U形，自圖3可最明顯地看出此點。
如圖3所示，凹口144用於容置一夾持元件150。圖7為 夾持元件150在未裝入及未張緊狀態下的透視圖。夾持元件150大體呈U形，其中(在未張緊狀態下)U形夾持元件150之側邊152自夾持元件150之基礎部件154出發朝向彼此延伸，而不發生接觸。換言之，側邊152之自由端的距離小於所述側邊在基礎部件154上的距離。因此，在將夾持元件150之側邊152***U形凹口144的情況下，需要將所述側邊輕微地自彼此彎曲，且這種側邊向主體120之相對側邊處於內部的部分施加朝內的預應力。特定言之，在調節元件134之區域內實現朝內的預應力。
先前述及之介質導引系統116整合在主體120中，下文將對此作進一步說明。介質導引系統116大體劃分成若干輸入管路元件160、一介質分佈通道162以及若干引入通道164。
在所示實施方式中設有四個輸入管路元件160，其沿主體120之縱向彼此間隔一定距離。其中所述輸入管路元件160之間距並不均勻。確切言之，所述中心輸入管路元件160之間的距離小於其與外側輸入管路元件160的距離。輸入管路元件160皆構建於主體120之頂側140，且分別具有一自頂側140朝上延伸的大體呈截錐形的區段166。在截錐形區段166上方設有一環形連接部件168，其適於以適當的方式與一外部輸入管路連接。在截錐形部件166中構建有一垂直延伸的通孔170。此通孔以完全穿過輸入管路元件160之截錐形部件166的方式延伸至介質分佈通道162，下文將對此介質分佈通道作進一步說明。
介質分佈通道162由一沿主體120之橫向居中配置的長孔174構成。長孔174以完全穿過主體120的方式延伸，並配置在頂側140與腔室122之間。在末端區域內，長孔174各具一加 寬區域176，其可藉由未詳細繪示的適合的端蓋封閉。實際之介質分佈通道162僅由長孔174之未封閉的中心部分構成。如本領域通常知識者所知，長孔174當然亦可僅朝主體120的一端打開，且相應地僅在此端上具有一可以適當方式封閉的加寬部176。
特別是如圖4所示，構成介質分佈通道162的長孔174在四個位置上與鑽孔170建立流體連接。故透過輸入管路元件160引入之介質能夠在不同位置上進入介質分佈通道162，並於隨後沿主體120之縱向分佈在介質分佈通道162內。
在位於介質分佈通道162與腔室122之間的壁元件177中構建有多個通孔，其為介質分佈通道162與腔室122建立流體連接，進而構成引入通道164。在所示實施方式中設有十二個引入通道164。引入通道164相對鑽孔170沿主體120之縱向錯開配置。當然，亦可設有另一數目的引入通道164。引入通道164之沿主體120之縱向的間距較佳均勻，其中目前較佳採用3/100mm至12/100mm，特別是4/100mm至10/100mm的密度，以促進腔室122中之流動均勻性。
在壁元件177之朝向腔室122的一側設有兩個盲孔178(參閱圖4)，其皆用於容置一間隔件179(參閱圖3)。間隔件179是用一適合之材料製造，其就所採用的溫度及介質而言具有耐受性，且具有一定的彈性。特定言之，在此亦可如調節元件134那般採用PFA。間隔件179分別具有一未繪示的用於容置在相應盲孔178中的底座以及一截錐形主部件，如圖3所示。
下面對此實施方式中之輻射部件118作進一步說明。輻射部件118具有一管件180以及至少一輻射源182。其結構大體與 第一實施方式中之管件30及至少一輻射源32相同。管件180呈具圓形橫截面的長條形，並由對UV輻射而言大體透明的材料構成。管件180如下容置在腔室122中：其在整個長度範圍內延伸，以及，橫截面呈圓形的管件180的圓心相對腔室122之內壁123之節圓的圓心朝開口121錯開。圓形管件180亦局部透過開口121自殼體114伸出。在管件180與腔室122之內壁123之間亦形成一流動腔184，其相對腔室122之縱向中心面C(其將開口121及輸入管路元件161中剖)對稱。如圖3之橫截面圖所示，流動腔184形成一右分枝以及一左分枝。每一個分枝的下端皆具有一排出縫186。自引入通道164起至相應排出縫186為止，所述流動腔之每一個分枝皆具有一逐漸變細之流動橫截面。其以與第一實施方式相同的方式逐漸變細。
如圖3所示，管件180位於相應調節元件134之頭部136上，且其頂側與間隔件179發生接觸。如此實現一3點接觸，從而實現管件180在腔室122中的精確定位。如圖所示，可藉由調節元件134在一定範圍內對排出縫186之寬度進行調節。調節元件134之相應頭部136形成點式支承，其對介質圍繞頭部的流動略微產生負面影響，故在排出縫186之區域內能夠形成一大體不間斷的介質幕。輻射源182可以與第一實施方式相同的方式置於管件180內。
如圖2所示之主部件8的實施方式與如圖3至7所示之主部件108的第二實施方式的主要區別存在於介質導引系統之區域內。在第一實施方式中透過輸入管路24將介質直接引入腔室122，而在第二實施方式中則透過輸入管路元件160引入介質分佈 通道162，隨後透過引入通道164引入腔室122。此舉使得液體介質沿主體120之縱向更加均勻地分佈。如此便在腔室122之區域內在流動腔184中實現更加均勻的流動。特定言之，結合流動腔184之逐漸變細的橫截面能夠在排出縫186處實現均勻流動，從而形成一均勻的液幕。
另一區別在於夾持件150、調節元件134及間隔件179，但其亦可相應地在第一實施方式中實現。結合圖8A及圖8B對夾持件150之在腔室122之區域內實現朝內之預應力的功能進行詳細說明。在透過介質導引系統116將一液體介質引入腔室122的情況下，在所述腔室之內壁123上產生一朝外的壓力。特別是在腔室122之最寬區域內(其中主體120可具有較小之橫截面)，相應的壓力可能會導致主體120變形，進而使排出縫186處的距離增大。此點尤其適用於沿主體120之縱向的中心區域，因為在末端上，未繪示之罩蓋會對相應變形產生反作用。
特別是如圖8A所示，排出縫186之寬度例如可能在中心區域內大幅增大，故介質自排出縫186的排出自然亦發生變化。此點會對均勻的介質分佈產生反作用。使用夾持件150便能避免此點，如圖8B所示。特別是在與調節元件134相結合的情況下，夾持件150能夠確保排出縫186的均勻寬度。即便在不考慮流動腔之流動橫截面變化的情況下，夾持件150在實現排出縫186之均勻寬度方面亦具有優點，特別是在與調節元件134相結合時。
下面結合圖9A、圖9B、圖9C至圖12對第一實施方式中之輻射部件18的不同配置作進一步說明。但這種配置亦可以相同的方式應用在第二實施方式中。
圖9A示出一與圖2相似的普通配置，其由一橫截面呈圓形的管件30與一相對於此居中配置的棒狀輻射源32構成。在適當的情況下，下文使用與第一實施方式中相同的元件符號，其中所述不同的配置當然亦可應用在第二實施方式中。
包含腔室22及輸入管路24的殼體14僅為示意性示出。在此單元下方示意性示出基板2。
在此配置之示意圖下方示出兩個圖表，其中上圖表示出在一液體介質(例如H2O2)透過輸入管路24被導引至基板上的情況下，基板2之表面上的自由基濃度分佈，且其中對輻射源32進行操作。所述下圖表示出在透過自由基促進的清潔過程中，可在所述基板上實現的漆層厚度變化，其中在此以靜止的過程控制為前提條件，亦即，所述單元並不以越過所述基板的方式運動，而是靜止。兩個分佈曲線皆以標準化的方式繪示。
首先可以看出，自由基濃度直接對施覆之漆層產生影響。在腔室22之縱向中心面的區域(參見虛線)內，自由基濃度最高，並且朝外側急劇降低。因此，在基板2之表面上，在橫向於腔室22的方向上的自由基濃度差異很大。為加寬具均勻(高)自由基濃度的區域，提出輻射部件18的不同配置。
例如，圖9B所示配置揭示一包含輻射源32的管件30。輻射源32如前文所述。管件30則具有一位於主體20之開口21下方的整平部。其如下配置：就正常定向而言其是水平的，並大體平行於所述主體之底側延伸。此整平部使得管件30之經整平的底側平行於基板2之頂側。藉此在此區域內實現均勻的距離。藉此便能在管件30與基板2之表面之間形成一均勻的液膜，並且在基 板2之表面上在越過所述整平部之寬度的範圍內實現大體均勻的自由基濃度。在此情形下，自由基濃度大體與達到基板2之表面的光強度成比例。
相應地，與圖9A所示配置相比，所述具同樣高之自由基濃度的區域大幅加寬，且漆層厚度變化較大的區域亦加寬，此點有助於改進所述配置方案的效率。
圖9C示出一種替代性配置。在此亦使用具有圓形橫截面的管件30。輻射源32亦如前文所述。管件30作如下變化：其不同區域具有不同的透射率。故管件30之處於腔室22內的區域具有第一透射率，而處於腔室22外的區域則具有另一第二透射率。特定言之，所述第一區域例如具有儘可能高的相對UV輻射的透射率，亦即，在所述流動腔內，輻射源32所提供的所有UV輻射大體皆能被引入腔室22。
管件30之位於所述腔室外的區域則具有較小之透射率，因為對UV輻射的吸收或阻隔有所增強。特定言之，管件30在所述縱向中心面之區域內的透射率最小，以及，自此區域起，透射率朝排出縫37逐漸增大。如此便能對UV光在基板2之表面上之液體中的輻射強度進行調節，從而在越過主體20之開口21的寬度的範圍內實現大體相同的自由基濃度，如圖9C之圖表所示。相應地，均勻之漆層厚度減薄的寬度範圍亦有所加寬。
可透過所述管件本身的材料實現相應效應，或者透過設於管件之相應區域上或者與其相鄰的塗層或薄膜予以實現。其中較佳將塗層或薄膜配置在所述管件內，以防止液體受到污染，以及忽略所述塗層對所採用之介質的耐受性。
圖10A至圖10C示出輻射部件18的其他配置，其中皆僅示意性示出包含腔室22的殼體14以及輸入管路24。亦示意性示出基板2。圖10A至圖10C未繪示如圖9A至圖9C中揭示的圖表。
在圖10A所示配置中亦設有單獨一個輻射源32，其容置在管件30中。在此配置中，在管件30之位於腔室22內的部分上設有反射鏡面。其例如可構建為設於所述管件上的，例如設於內部或外部的層或薄膜。此反射鏡面既可將輻射源32所發出的輻射完全反射，亦可僅在特定波長範圍內具反射特性。其中所述反射鏡面之形狀如此設計，使得在應用中，即在施加介質時，所述輻射源所發出之輻射在越過開口21之寬度的範圍內大體均勻地到達所述基板，從而在所述基板表面上之介質中實現大體均勻的自由基濃度。為此，與排出縫37相鄰之區域內的自管件30發出的輻射強度必須高於縱向中心面C之區域內的強度。
圖10B示出反射鏡面的另一配置，其中在此示出反射鏡面的另一形狀，其在上部區域內呈平整狀，並在剖面中相對所述管件之圓形呈弓弦狀。基於此種形狀，特別是能在管件30之上部區域內(在所述反射鏡面上方)設置另一輻射源(未繪示)。其可在不同於輻射源32的光譜範圍內進行發射，以在所述流動通道之區域內實現不同於排出縫37之區域內且不朝向基板2的輻射。除自由基濃度之均勻化以外，在此亦能實現波長選擇(在所述裝置之不同區域內，特別是在腔室22內以及在主體外，藉由具不同主要光譜範圍的輻射實現)。
亦可透過所述反射鏡面的選擇性反射特性實現此點，其 例如可供小於200nm範圍內之UV輻射通過，大於200nm的輻射則大體被反射。此點當然亦適用於圖10A所示實施方式。
在兩種情形下，即在圖10A及圖10B所示配置中，為實現波長選擇，亦可在主體20內配置若干自外側朝腔室22發射的輻射源。其中特定言之，射入腔室22之輻射可主要處於小於200nm的波長範圍內，例如約為185nm。特定言之，自腔室22透過開口21射出的輻射可主要處於大於200nm的波長範圍內，例如約為254nm。波長小於200nm之輻射主要用於使所述流動通道中的介質分解，而波長大於200nm之輻射則主要用於產生自由基。
除輻射強度之特定空間分佈以外，在上述配置中還能輕易實現波長選擇，藉此在所述流動腔內實現不同於自所述腔室朝基板2射出之輻射的輻射。
類似地，參見圖10C所示實施方式。在此實施方式中，輻射部件18亦具有一管件30。在所述管件內設有第一輻射源32，其可為前文所述類型。在所述第一輻射源下方設有一呈凹面狀向上拱起的鏡元件200，其大體將輻射源32所發射之輻射向上反射回去。在鏡元件200下方設有若干不同的第二輻射源210。特定言之，示出七個輻射源210。這種輻射源皆至少發射UV範圍內的光，並採用不同的強度。特定言之，強度自中心的輻射源210朝外側的輻射源210持續增大。亦即，最外側之輻射源210以最大的強度發射光。在此配置中亦能夠在基板表面上實現較均勻的光強度分佈，進而實現較均勻的自由基分佈。
特定言之，基於上述優點，能夠在越過主體20之開口21 之寬度的範圍內實現大體均勻的自由基濃度。此外，此配置亦實現某一波長選擇，使得射入所述流動腔之輻射所處於的光譜範圍不同於自開口21射出之輻射。
舉例而言，第一輻射源在小於200nm的範圍內進行發射，例如約為185nm，而第二輻射源例如在大於200nm的範圍內進行發射，特別是約為254nm。
圖11和圖12示出輻射部件18的其他配置，其中亦示意性示出包含腔室22及開口21的主體20以及基板2。
在圖11所示配置中，輻射部件18亦具有管件30，其對UV輻射而言大體透明。在管件30內示出兩個輻射源220及222。所述二輻射源220，222在管件30內相疊配置。輻射源220，222為不同類型，且特別是在不同的光譜範圍內進行發射。其中，上輻射源220例如主要在小於200nm的光譜範圍內進行發射，例如為185nm，而下輻射源222主要在大於200nm的光譜範圍內進行發射，例如為254nm。
在輻射源220與222之間設有一兩側皆具反射能力的彎曲反射器226。所述反射器大體將射入所述流動腔的輻射與自開口21射出的輻射分隔。其中反射器226如此配置，使得在相應流動通道之末端區域內(與排出縫37相鄰)既由上輻射源220亦由下輻射源222發射輻射。
如上文所述，波長小於200nm之輻射主要用於使所述流動通道中之介質分解，而波長大於200nm之輻射則用於產生自由基。由於亦期望儘可能在所述流動通道之末端區域內實現相應的產生操作，故所示配置為較佳方案。其中，反射器226之朝下區域 的曲率可如此選擇，從而如前文所述，在所述基板上實現儘可能均勻的輻射強度分佈。
在圖12所示實施方式中，亦設有包含單獨一個輻射源32的管件30。管件30在腔室22內以及在腔室22外的吸收特性亦不相同。特定言之，管件30之位於所述腔室外的區域大體可供UV輻射透過，而管件30之位於腔室22內的區域則將大部分UV輻射吸收。特定言之，所述位於腔室22內之區域的吸收特性如此調節，從而主要吸收大於200nm的波長範圍內的UV輻射。如圖12所示，所述大體透明的區域部分伸入腔室22，從而如前文所述，亦將波長大於200nm的UV輻射射入腔室22之與排出縫相鄰的末端區域，故在此處便已產生自由基。
自所述管件之圓心視之，腔室22之末端區域與管件30之透明區域的重疊最大可達20°(故所述末端區域之總重疊最多可達40°)。此點不僅適用於此實施方式，亦適用於其他需要選擇性地將具不同波長的輻射射入流動通道以及自殼體射出的實施方式。儘管未具體繪示，但亦可設有若干附加構件，其使得在所述管件之朝向所述流動腔的第三區域內，不將UV輻射射入所述流動腔。舉例而言，所述第二構件可具有一設於至少一輻射源與所述流動腔之間的、對UV輻射而言不透明的元件。所述第三區段較佳朝向至少一進入口並相對縱向中心面對稱，以及，沿所述管件之周向的延伸度不超過60°。
下面對裝置1的操作作進一步說明。其中首先以圖1及2所示配置為出發點。但對於不同的實施方式而言，操作過程不會改變。
將施覆單元6，特別是主部件8送入一與基板2相鄰的位置，在所述位置中，自開口21排出的液體不到達基板2。通過介質接口16將液體介質，例如經稀釋的過氧化氫水或臭氧水O3-H2O引入腔室22，與此同時輻射源32接通。
在位於管件30與腔室22之內壁23之間的流動腔中形成一液流，其朝排出縫37加速流動。特定言之，自輸入管路24之上端起至排出縫為止，液體速度透過相應的橫截面變化以10：1至40：1的係數，較佳以15：1至25：1的係數加速。
在主部件8下方構建一水幕，其以經過主部件8之長度的主要部分的方式均勻延伸。透過輻射源32所發射的輻射，在所述流動通道中，即在輸入口24與排出縫37之間將所述液體分解，以將所述液體內的非期望的反應性物質破壞。同時透過輻射產生若干自由基。這種機制主要發生於輻射的不同光譜範圍內。例如，較佳採用小於200nm的光譜範圍內的輻射來實現分解，而為產生自由基，則期望採用大於200nm，較佳約254nm的輻射。在不採取如圖9至11所描述之特殊措施的情況下，輻射源32所發射之輻射在所述流動通道之區域內以及在主體20外大體相同，故通常既包含大於亦包含小於200nm的輻射分量。透過在所述流動通道中的加速流動實現流體之均勻化，從而在較大的寬度範圍內均勻地構建液幕。
如前文所述，在所述流動通道中既將液體分解以及將非期望之反應性物質破壞，同時亦產生若干自由基，特別是羥基自由基。特定言之，亦在排出縫37之區域內產生這種自由基，使得其能足夠久地存在，以便在施覆單元6之主部件8以越過基板2的 方式運動的情況下，到達基板2之表面。
基板2例如可為光罩，需要將漆殘餘自其移除。可整面地，或僅在所述遮罩之特定區域內進行此種清潔。透過施覆單元6之主部件8之越過所述基板的運動，使得所述液幕在基板2之範圍內運動。藉由輻射單元32在所述液體內持續產生自由基，其中在所述排出縫之區域內以及在主體20之開口21的下方的自由基產生較為重要，故視情況如實施方式中所述，透過特定的措施集中於此。如此一來，位於開口21下方的液體帶有自由基，且對漆清潔而言特別有效。所述自由基迅速分解，故在並非位於開口21下方的區域內，所述液體不再如此有效。
可使塗覆速度與所需的清潔結果匹配，以實現帶有自由基之液體在所述基板上的足夠長的停留時間。在所述遮罩經過相應清潔的情況下，可停止介質輸入以及將輻射源關斷，或可以相應的方式處理下一基板2。
上文結合若干較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，但本發明不僅侷限於所述具體實施方式。特定言之，在具備相容性的情況下，可將所述實施方式之不同特徵任意組合或交換。特別需要說明的是，即便不考慮流動腔之流動橫截面變化，夾緊元件與間隔銷的組合亦有助於實現排出縫的恆定寬度。
8‧‧‧主部件
14‧‧‧殼體
16‧‧‧介質接口
18‧‧‧輻射部件
20‧‧‧主體
21‧‧‧開口
22‧‧‧腔室
23‧‧‧內壁
24‧‧‧輸入管路
30‧‧‧管件
32‧‧‧輻射源
37‧‧‧排出縫
40‧‧‧空間

Claims (11)

  1. 一種用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，包括以下組件：殼體，包含長條形的腔室、至少一朝所述腔室打開的進入口以及與所述至少一進入口相對的並在所述腔室之長度範圍內延伸的縫狀排出口；管件，沿縱向穿過所述腔室延伸，所述管件對紫外光輻射而言至少部分透明，其中所述管件配置在所述腔室中，使得在所述管件與所述腔室之壁部之間形成流動腔，其相對所述腔室之將所述排出口中剖的縱向中心面對稱，以及，所述管件伸入所述殼體中之所述縫狀排出口，且其中，在所述管件與所述殼體之間形成兩個沿縱向延伸的排出縫；以及至少一紫外光輻射源，位於所述管件中，所述紫外光輻射源適於以朝向所述流動腔並透過所述排出口自所述殼體射出的方式發射紫外光輻射，以在所述液體介質中產生自由基並將其送至所述基板之表面；多個構件，其適於對所述至少一紫外光輻射源所發出的以及自所述排出***出的輻射產生影響，使得在位於所述排出口之至少50%的下方的區域內，在所述基板之表面上實現自由基之大體均勻的空間分佈，其中所述多個構件的至少一個具有至少一鏡元件，其配置在所述至少一紫外光輻射源之背離所述基板的一側上及/或與之相鄰，並將所述輻射朝所述排出口反射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用於將暴露於紫外光照 射的液體介質施予在基板上的裝置，其中所述構件具有朝向所述基板之表面的管件整平部，其可平行於所述基板表面配置，其中所述整平部之面積為所述排出口之面積的至少50%。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，其中所述構件具有至少一光學元件，其適於將穿過所述整平部進入的輻射的強度均勻化。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，其中所述管件具有圓形橫截面，以及所述構件具有至少一光學元件，其適於改變穿過所述管件透過所述排出***出的輻射的強度，使得所述強度朝所述腔室之縱向中心面減小。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，其中所述鏡元件相對所述腔室之縱向中心面對稱。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，其中所述至少一光學元件在所述管件中具有至少一薄膜元件及/或塗層，其位於所述管件之處於所述排出口中或所述腔室外的區域內或者與之相鄰，其中所述薄膜元件及/或所述塗層之相對紫外光輻射的透射率具空間變化特性。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，其中所述至少一光學元件具有在所述管件之至少一處於所述排出口中或所述腔室外的區域，其相對紫外光輻射的透射率具空間變化特性。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所述的用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，其中所述薄膜元件、所述塗層及/或所述管件之透射率朝所述腔室之縱向中心面減小。
  9. 一種用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，包括以下組件：殼體，包含長條形的腔室、至少一朝所述腔室打開的進入口以及與所述至少一進入口相對的並在所述腔室之長度範圍內延伸的縫狀排出口；管件，沿縱向穿過所述腔室延伸，所述管件對紫外光輻射而言至少部分透明，其中所述管件配置在所述腔室中，使得在所述管件與所述腔室之壁部之間形成流動腔，其相對所述腔室之將所述排出口中剖的縱向中心面對稱，以及，所述管件伸入所述殼體中之所述縫狀排出口，且其中，在所述管件與所述殼體之間形成兩個沿縱向延伸的排出縫；以及至少一紫外光輻射源，位於所述管件中，所述紫外光輻射源適於以朝向所述流動腔並透過所述排出口自所述殼體射出的方式發射紫外光輻射，以在所述液體介質中產生自由基並將其送至所述基板之表面；多個構件，其適於對所述至少一紫外光輻射源所發出的以及自所述排出***出的輻射產生影響，使得在位於所述排出口之至少50%的下方的區域內，在所述基板之表面上實現自由基之大體均勻的空間分佈，其中所述構件具有至少三個紫外光輻射源，其中所述紫外光輻射源配置在所述管件內且彼此相鄰，並與所述管件之處於所述 排出口中或所述腔室外的區域相鄰，其中相鄰之所述紫外光輻射源以不同的輻射強度發射紫外光輻射。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，還具有至少一分隔元件，位於所述管件中，其大體將所述數個紫外光輻射源之朝向所述流動腔的輻射阻隔。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的用於將暴露於紫外光照射的液體介質施予在基板上的裝置，其中相鄰之所述紫外光輻射源以使輻射強度朝所述腔室之縱向中心面減小的方式發射紫外光輻射。
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