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CN117936410A - 排放设备和包括该排放设备的衬底处理装置 - Google Patents

排放设备和包括该排放设备的衬底处理装置 Download PDF

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CN117936410A
CN117936410A CN202311248847.7A CN202311248847A CN117936410A CN 117936410 A CN117936410 A CN 117936410A CN 202311248847 A CN202311248847 A CN 202311248847A CN 117936410 A CN117936410 A CN 117936410A
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CN
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substrate
substrate processing
processing apparatus
discharge
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CN202311248847.7A
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金钟翰
宋振旭
吴来泽
金芝镐
姜镐敬
孙光成
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Semes Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Semes Co Ltd
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Abstract

一种衬底处理装置包括：衬底支撑结构，包括旋转头，衬底支撑结构被配置为支撑衬底并使衬底旋转；至少一个处理液回收容器，被配置为回收至少一种衬底处理液；以及排放设备，包括第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴被配置为将化学品排放到衬底上，并且第二喷嘴被配置为将去离子水排放到衬底上，其中，第一喷嘴包括在第一喷嘴的内表面上被配置为提供粗糙度的表面图案。

Description

排放设备和包括该排放设备的衬底处理装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年10月25日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2022-0138566的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明构思的各个示例实施例涉及一种排放设备、包括该排放设备的衬底处理装置和/或操作该排放设备的方法。更具体地，本发明构思的一个或多个示例实施例涉及一种在清洁工艺中使用的排放设备和/或包括该排放设备的衬底处理装置等。
背景技术
可以在半导体制造设施内连续地执行半导体制造工艺，并且制造工艺可以划分为预处理和后处理。半导体制造设施可以安装在半导体制造工厂(下文中称为“Fab”)内以制造半导体。
预处理是指在晶片上形成电路图案以完成芯片的过程。预处理可以包括在晶片上形成薄膜的沉积工艺、使用光掩模将光刻胶转移到薄膜上的光刻工艺、使用化学材料和/或反应气体选择性地去除不期望和/或不必要的部分以便在晶片上形成期望电路图案的蚀刻工艺、去除在蚀刻工艺之后剩余的光刻胶的灰化工艺、将离子注入到与电路图案连接的部分中以赋予电子元件的特性的离子注入工艺、去除晶片上的污染源的清洁工艺等。
后处理是指评估通过预处理制造的产品的性能的过程。后处理可以包括：检查每个晶片并确定晶片上的每个芯片是否正常操作、将芯片分类为良品和不良品的初级检查工艺；通过划片、管芯接合、布线接合、模塑、标记等来切割并分离每个芯片以形成产品的形状的封装工艺；通过电特性检查、老化检查等来最终检查产品的特性和可靠性的最终检查工艺等。
通过在清洁工艺中顺序地使用化学品和去离子水(DIW)来去除残留在衬底上的异物，并最终通过干燥工艺去除衬底上的水分。
当去除衬底上的水分时，已经使用了将异丙醇(IPA)排放到衬底上以允许水分被IPA的成分替代的方法。然而，即使在已经完成IPA的排放之后，残留在喷嘴中的IPA也继续向下流动到衬底的表面，导致衬底未完全被干燥的情况和/或导致完全干燥衬底所需的时间被延迟和/或增加的问题等。
发明内容
本发明构思的各个示例实施例提供了一种排放设备和包括该排放设备的衬底处理装置，该排放设备包括喷嘴，该喷嘴能够通过具有在其内表面上形成的表面粗糙度来减少和/或防止化学品向下流动。
然而，本发明构思的示例实施例不限于本文所阐述的实施例。通过参考以下给出的本发明构思的示例实施例的详细描述，本发明构思的示例实施例的上述和其他方面对于本发明构思所属领域的普通技术人员将变得更加清楚。
根据本发明构思的至少一个示例实施例，提供了一种衬底处理装置。该衬底处理装置包括：衬底支撑结构，包括旋转头，衬底支撑结构被配置为支撑衬底并使衬底旋转；至少一个处理液回收容器，被配置为回收至少一种衬底处理液；排放设备，包括第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴被配置为将化学品排放到衬底上；并且第二喷嘴被配置为将去离子水排放到衬底上，其中，第一喷嘴包括在第一喷嘴的内表面上提供粗糙度的表面图案。
根据本发明构思的至少一个示例实施例，提供了一种衬底处理装置。该衬底处理装置包括：排放设备，包括第一喷嘴和第二喷嘴，排放设备被配置为通过第一喷嘴和第二喷嘴将衬底处理液提供到衬底上，第一喷嘴被配置为将化学品排放到衬底上，并且第二喷嘴被配置为将去离子水排放到衬底上，并且第一喷嘴包括在第一喷嘴的内表面上被配置为提供表面粗糙度的表面图案，该表面图案在第一喷嘴的内表面的一部分上，并形成在第一喷嘴的与排放口相邻的端部处，或者形成在第一喷嘴的端部处并形成在排放口的表面上，并且表面图案具有0.4至5的粗糙度值。
根据本发明构思的至少一个示例实施例，提供了一种排放设备，该排放设备被配置为提供用于处理衬底的衬底处理液。该排放单元包括：第一喷嘴，被配置为将化学品排放到衬底上；第二喷嘴，被配置为将去离子水排放到衬底上；并且第一喷嘴包括在第一喷嘴的内表面上被配置为提供表面粗糙度的表面图案。
应当注意，本发明构思的一个或多个示例实施例的效果不限于上面所述的那些，并且根据以下描述，本发明构思的示例实施例的其他效果将变得显而易见。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明构思的示例实施例，本发明构思的示例实施例的以上和其他方面和特征将变得更清楚，在附图中：
图1是示出了根据至少一个示例实施例的在清洁工艺中使用的衬底处理系统的内部组件的框图。
图2是示意性地示出了根据至少一个示例实施例的在清洁工艺中使用的衬底处理装置的内部结构的说明图。
图3是用于描述根据至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构与化学品的表面粘合力之间的关系的第一说明图。
图4是用于描述根据至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构与化学品的表面粘合力之间的关系的第二说明图。
图5是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第一说明图。
图6是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第二说明图。
图7是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第三说明图。
图8是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第四说明图。
图9是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第五说明图。
图10是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第六说明图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明构思的各个示例实施例。附图中的相同组件将由相同的附图标记表示，并且将省略其重复的描述。
本发明构思的一个或多个示例实施例涉及一种排放化学品的排放单元、包括该排放单元的衬底处理装置、和/或操作该排放单元的方法，但示例实施例不限于此。该排放单元包括喷嘴，该喷嘴能够通过具有在其内表面上形成的表面粗糙度来减少和/或防止化学品向下流动。在下文中，将参照附图等详细描述本发明构思的各个示例实施例。
图1是示出了在清洁工艺中使用的衬底处理系统的内部组件的框图。如图1所示，衬底处理系统100可以包括衬底处理装置110、衬底处理液提供装置120和/或控制器130等，但示例实施例不限于此，例如，衬底处理系统100可以包括更多或更少数量的构成组件。
衬底处理装置110使用至少一种化学品、液体、物质、气体、等离子体等来处理至少一个衬底(例如，半导体晶片等)。这种衬底处理装置110可以设置为使用化学品清洁衬底的清洁处理室，但不限于此。
化学品可以是液体材料(例如，有机溶剂等)和/或气体材料等，但不限于此。化学品可以包括具有高挥发性的材料，可以产生大量烟雾和/或可以由于高粘度而具有高残留属性等。化学品可以是例如包括异丙醇(IPA)成分的材料、包括硫酸成分(例如，包括硫酸成分和过氧化氢成分的硫酸过氧化氢混合物(SPM))的材料、包括氨水成分(例如SC-1(H2O2+NH4OH))的材料、包括氢氟酸成分(例如，稀释的氟化氢(DHF))的材料、以及包括磷酸成分的材料等中的至少一种，但示例实施例不限于此。在下文中，用于处理衬底的这些化学品将被定义为衬底处理液。
如上所述，当衬底处理装置110应用于清洁工艺时，衬底处理装置110可以使用旋转头来使衬底旋转，并使用和/或经由至少一个喷嘴向衬底提供化学品。当如上所述将衬底处理装置110设置为液体处理室时，衬底处理装置110可以包括衬底支撑单元210(例如，衬底支撑件、衬底支撑设备等)、处理液回收单元220(例如，处理液回收室、处理液回收器、处理液回收容器等)、升降单元230(例如，升降设备、升降平台等)、和/或排放单元240(例如，排放设备、排放结构、排放管等)等，如图2所示，但示例实施例不限于此。
图2是示意性地示出了在清洁工艺中使用的衬底处理装置的内部结构的说明图。在下文中，将参考图2来提供描述。
衬底支撑单元210(例如，衬底支撑件、衬底支撑设备等)是支撑至少一个衬底W的结构和/或模块。当衬底W正在被处理时，衬底支撑单元210可以沿着垂直于第三方向30的方向(第一方向10和/或第二方向20)使衬底W旋转。衬底支撑单元210可以在处理液回收单元220内部，以便回收用于处理衬底W的至少一种衬底处理液，但不限于此。
衬底支撑单元210可以包括旋转头211、旋转轴212、旋转驱动模块213(例如，旋转驱动器、旋转驱动设备等)、一个或多个支撑销214和/或一个或多个引导销215，但不限于此。
旋转头211沿着旋转轴212的旋转方向(例如，垂直于第三方向30的方向)旋转。这种旋转头211可以具有与衬底W的形状相同的形状。然而，示例实施例不限于此。例如，根据至少一个其他示例实施例，旋转头211可以具有与基底W的形状不同的形状。
旋转轴212使用从旋转驱动模块213提供的能量来产生扭矩。根据至少一个示例实施例，旋转驱动模块213可以实现为电机、致动器等，但不限于此。这种旋转轴212可以耦接到旋转驱动模块213和旋转头211中的每一个，以通过旋转驱动模块213将扭矩传递到旋转头211，但不限于此，并且例如，旋转轴212可以耦接到与旋转驱动模块213和/或旋转头211附接的一个或多个中间齿轮等。旋转头211沿着旋转轴212的旋转轴线旋转，并且在这种情况下，安置在旋转头211上的衬底W也可以与旋转头211一起旋转。
一个或多个支撑销214和/或一个或多个引导销215将衬底W的位置固定在旋转头211上，或者换言之，将衬底W附接和/或连接到旋转头211等。为此，支撑销214在旋转头211上支撑衬底W的下表面，并且引导销215支撑衬底W的侧表面，但不限于此。多个支撑销214和多个引导销215可以安装在旋转头211上，但示例实施例不限于此。
例如，支撑销214整体上可以具有圆环形状，但不限于此。支撑销214可以支撑衬底W的下表面，使得衬底W可以通过支撑销214与旋转头211的上部间隔开期望的和/或预定的距离，但不限于此。
例如，引导销215可以是卡销(chucking pin)，并且可以支撑衬底W，使得当旋转头211旋转时衬底W不偏离其原始位置，但不限于此。
处理液回收单元220回收用于处理衬底W的衬底处理液。处理液回收单元220可以安装为围绕衬底支撑单元210，因此可以提供和/或限定在其中执行对衬底W的处理工艺的空间和/或体积。
当在衬底W安置并固定在衬底支撑单元210上之后，衬底W开始通过衬底支撑单元210旋转时，排放单元240可以根据和/或基于控制器130的控制(例如，至少一个控制信号等)将衬底处理液排放到衬底W上。在这种情况下，由于衬底支撑单元210的扭矩所产生的离心力(和/或向心力)，排放到衬底W上的衬底处理液可以在处理液回收单元220被定位的方向上分散。在这种情况下，当衬底处理液通过入口(例如，稍后将描述的第一回收容器221的至少一个第一开口224、第二回收容器222的至少一个第二开口225、和/或第三回收容器223的至少一个第三开口226等)流入到处理液回收单元220中时，处理液回收单元220可以回收衬底处理液。
处理液回收单元220可以包括多个回收容器。处理液回收单元220可以包括例如三个回收容器，但不限于此，并且可以包括更多或更少数量的回收容器。当如上所述处理液回收单元220包括多个回收容器时，处理液回收单元220可以使用多个回收容器中的一个或多个回收容器来单独回收在衬底处理工艺中使用的衬底处理液，因此衬底处理液可以被回收利用(recycled)。
当处理液回收单元220包括三个回收容器时，处理液回收单元220可以包括第一回收容器221、第二回收容器222和第三回收容器223，但不限于此。第一回收容器221、第二回收容器222和第三回收容器223可以实现为例如碗状(例如，圆形等)，但不限于此，并且例如，可以具有圆柱形、矩形、椭圆形、多边形等。
第一回收容器221、第二回收容器222和/或第三回收容器223可以回收不同的衬底处理液等。例如，第一回收容器221可以回收冲洗液(例如，去离子(DI)水)，第二回收容器222可以回收第一化学品，并且第三回收容器223可以回收第二化学品等。
第一回收容器221、第二回收容器222和第三回收容器223可以分别连接到从其底表面沿向下方向(即，第三方向30)延伸的多条回收管线(例如，回收管线227、228和229等)，但示例实施例不限于此。分别通过第一回收容器221、第二回收容器222和/或第三回收容器223等回收的多种处理液和/或物质(例如，第一处理液、第二处理液和/或第三处理液等)可以通过处理液再生系统(未示出)进行处理以可再使用。
第一回收容器221、第二回收容器222和/或第三回收容器223可以具有它们围绕衬底支撑单元210的圆环形状，但不限于此，并且例如，可以具有非圆环形状，和/或一个或多个回收容器可以具有与其余回收容器的形状不同的形状。第一回收容器221、第二回收容器222和第三回收容器223的尺寸可以从第一回收容器221朝向第三回收容器223(例如，在第二方向20上)增大。当第一回收容器221和第二回收容器222之间的间隔被定义为第一间隔并且第二回收容器222和第三回收容器223之间的间隔被定义为第二间隔时，第一间隔可以与第二间隔相同。然而，示例实施例不限于此。第一间隔也可以不同于第二间隔。即，第一间隔可以大于第二间隔或者小于第二间隔。
升降单元230在竖直方向(例如，第三方向30)上线性地移动处理液回收单元220。升降单元230可以用于通过线性移动来调整处理液回收单元220相对于衬底支撑单元210(和/或衬底W)的相对高度。
升降单元230可以包括至少一个支架231、至少一个第一支撑轴232和/或至少一个第一驱动模块233等，但不限于此。根据至少一个示例实施例，第一驱动模块233可以实现为电机、致动器等，但不限于此。
支架231固定到处理液回收单元220的外壁。支架231可以耦接到第一支撑轴232，并且可以通过第一驱动模块233在竖直方向上移动。
当衬底W安置在衬底支撑单元210上时，衬底支撑单元210可以定位在比处理液回收单元220的水平高的水平处，但不限于此。类似地，即使当衬底W与衬底支撑单元210分离时，衬底支撑单元210可以定位在比处理液回收单元220的水平高的水平处，但不限于此。在这种情况下，升降单元230可以用于降低处理液回收单元220等。
当执行对衬底W的处理工艺时，可以根据和/或基于排放到衬底W上的衬底处理液的类型等，通过第一回收容器221、第二回收容器222和/或第三回收容器223中的任一回收容器来回收对应的处理液，但不限于此。同样，在这种情况下，升降单元230可以用于将处理液回收单元220升降至对应的位置。例如，当第一处理液用作衬底处理液时，升降单元230可以升降处理液回收单元220，使得衬底W定位在与第一回收容器221的第一开口224相对应的高度处等。
同时，在至少一个示例实施例中，升降单元230还可以通过在竖直方向上线性移动衬底支撑单元210来调整处理液回收单元220相对于衬底支撑单元210(和/或衬底W)的相对高度。
然而，示例实施例不限于此。升降单元230还可以通过在竖直方向上同时线性移动衬底支撑单元210和处理液回收单元220等来调整处理液回收单元220相对于衬底支撑单元210(和/或衬底W)的相对高度。
排放单元240是在处理衬底W时将衬底处理液供应、喷射、发射、排放、喷洒等到衬底W上的模块，但不限于此，并且例如，可以喷射气态物质和/或等离子体物质等。至少一个这样的排放单元可以安装在衬底处理装置110中。当多个排放单元240安装在衬底处理装置110中时，相应排放单元可以将不同的衬底处理液排放到衬底W上。
排放单元240可以包括至少一个喷嘴241、至少一个喷嘴支撑模块242、至少一个第二支撑轴243和/或至少一个第二驱动模块244等，但不限于此。根据至少一个示例实施例，第二驱动模块244可以实现为电机、致动器等，但不限于此。
喷嘴241安装在喷嘴支撑模块242的端部处。喷嘴241可以通过第二驱动模块244移动到至少一个处理位置和/或待用位置，但不限于此。
这里，处理位置是指衬底W上方的区域，并且待用位置是指除了处理位置之外的区域。当喷嘴241将衬底处理液排放到衬底W上时，喷嘴241可以移动到处理位置，并且在喷嘴241将衬底处理液排放到衬底W上之后，喷嘴241可以离开处理位置并移动到待用位置。
喷嘴支撑模块242(例如，喷嘴支撑结构、喷嘴支撑设备、喷嘴支撑装置等)支撑喷嘴241。这样的喷嘴支撑模块242可以形成为沿着与旋转头211的长度方向相对应的方向延伸，但不限于此。即，喷嘴支撑模块242的长度方向可以沿第二方向20等设置。
喷嘴支撑模块242可以耦接到沿垂直于其长度方向的方向延伸的第二支撑轴243。第二支撑轴243可以形成为沿与旋转头211的高度方向相对应的方向延伸。即，第二支撑轴243的长度方向可以沿第三方向30设置。
第二驱动模块244是旋转和/或升降第二支撑轴243的模块，并且喷嘴支撑模块242与第二支撑轴243一起移动。根据第二驱动模块244的这种功能，喷嘴241可以移动到处理位置和/或待用位置等。
将再次参考图1提供描述。
衬底处理液提供装置120向衬底处理装置110提供衬底处理液等。为此，衬底处理液提供装置120可以连接到衬底处理装置110的排放单元240，并且可以根据和/或基于控制器130的控制(例如，经由由控制器130提供和/或生成的控制信号和/或指令等)来操作。
控制器130控制衬底处理装置110的至少一种操作。具体地，控制器130可以控制衬底支撑单元210的旋转驱动模块213、升降单元230的第一驱动模块233、和/或排放单元240的第二驱动模块244等的操作。
控制器130可以实现为计算机、服务器等，包括至少一个过程控制器、至少一个控制程序、输入设备、输出设备(和/或显示设备)、存储设备等。根据至少一个示例实施例，控制器130可以实现为处理电路，并且处理电路可以包括：包含逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，例如执行软件和/或固件的处理器；或其组合。例如，处理电路更具体地可以包括但不限于中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等，但不限于此。例如，过程控制器可以包括对构成衬底处理装置110的各个组件执行控制功能的微处理器，并且控制程序可以根据和/或基于过程控制器的控制来执行衬底处理装置110的各种处理。存储器模块(例如，RAM、ROM、SSD、硬盘驱动器和/或任何其他类型的非暂时性计算机可读介质等)存储包括计算机可读指令的程序，该计算机可读指令用于根据各种数据和处理条件(例如，处理配方等)执行衬底处理装置110的各种处理。
同时，控制器130还可以控制衬底处理液提供装置120的至少一种操作，使得当期望和/或必要等时可以将衬底处理液从衬底处理液提供装置120供应到衬底处理装置110。
当对衬底的所制造的集成电路进行湿法和/或干法蚀刻工艺时，颗粒、有机材料等残留在衬底的表面上，执行用去离子水清洗颗粒、有机材料等的至少一种工艺，然后执行通过干燥衬底上的水分而完成的子单元工艺。在这种情况下，当未完全去除水分时，阻碍电路的形成，这对半导体元件的良品率和/或半导体元件的操作等产生影响。
通常，干燥衬底的水分的工艺划分为两种方法，例如以高速(例如，1500rpm至2000rpm，但不限于此)旋转旋转头211并使用离心力(和/或向心力)处理水分的方法，以及将表面张力比水的表面张力低的第二液体(例如，异丙醇(IPA)等)排放到衬底上以允许水分被替换为第二液体(例如，IPA)并被干燥的方法。在上述中，前一种方法难以完全去除水分，因此主要使用后一种方法来去除水分。
然而，在后一种方法(即，使用第二液体(例如IPA)来去除衬底的水分的方法)的情况下，使用管道的内表面平滑的喷嘴作为IPA排放喷嘴，并且由于IPA排放喷嘴的特性，即使完成将IPA排放到衬底W上的工艺，残留在IPA排放喷嘴中的IPA向下流动到衬底W的表面，使得衬底上的所制造的集成电路未完全被干燥，从而产生半导体元件的良品率降低等副作用。
因此，在至少一个示例实施例中，为了减少和/或解决如上所述的问题，提供了一种排放单元240的喷嘴，该喷嘴能够通过具有在其内表面上形成的粗糙度和/或表面粗糙度来减少和/或防止化学品向下流动。在下文中，这将被详细描述。
由于基底W与喷嘴的尖端之间的势差，可能发生化学品的至少一种掉落(例如，不期望的泄漏、排出等)。然而，当如图3所示喷嘴的尖端310的内表面320平滑地形成时，尖端310的内表面320与化学品330之间的粘合力可能减小，并且因此，可能更容易发生化学品330向下流动。图3是用于描述喷嘴的内部结构与化学品的表面粘合力之间的关系的第一说明图。
在至少一个示例实施例中，如图4所示，向喷嘴的尖端310的内表面320赋予表面粗糙度、在该内表面320上形成表面粗糙度、向该内表面320添加表面粗糙度、和/或表面粗糙度被蚀刻到该内表面320中，以增强尖端310的内表面320与化学品330之间的粘合力，并且因此，可以防止化学品330向下流动。具体地，至少一个示例实施例的特征在于提高、增加和/或优化尖端310内部的表面粗糙度，以增加、提高和/或最大化尖端310的内表面320与化学品330之间的粘合力。图4是用于描述喷嘴的内部结构与化学品的表面粘合力之间的关系的第二说明图。
在上文中，表面粗糙度被赋予、压印、添加等到尖端310的内表面320的喷嘴是排放单元240中包括的多个喷嘴之中排放化学品的喷嘴。具体地，表面粗糙度被包括在尖端310的内表面320上的喷嘴是排放表面张力比水的表面张力低的至少一种化学品的喷嘴。更具体地，表面粗糙度被包括在尖端310的内表面320上的喷嘴是排放IPA的喷嘴，但示例实施例不限于此。在IPA的情况下，随着表面粗糙度的增加，接触角可以减小并且IPA对尖端310的内表面320的表面粘合力可以增加。
如上所述，在排放化学品的喷嘴410中，向喷嘴410的内部赋予粗糙度和/或表面粗糙度的至少一种图案420(例如，表面图案等)可以形成在喷嘴410内部的部分表面、区域和/或位置上，但示例实施例不限于此。例如，图案420可以形成在喷嘴410的与排放口440相邻的远端430处，如图5所示，但不限于此。在上文中，远端430可以指喷嘴410的尖端。图5是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第一说明图。
然而，示例实施例不限于此。在排放化学品的喷嘴410中，喷嘴410的内部的包括表面粗糙度的图案420不仅可以位于和/或形成在喷嘴410的与排放口440相邻的远端430处，而且还可以位于和/或形成在喷嘴410的其他表面、区域和/或位置(例如排放口440的表面)上，如图6所示，但示例实施例不限于此。图6是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第二说明图。
同时，示例实施例不限于此，并且赋予表面粗糙度的图案420还可以形成在例如喷嘴410的内部的整个表面上等。
在排放化学品的喷嘴410中，向喷嘴410的内部赋予表面粗糙度的图案420可以包括和/或形成为如图5和图6所示的不规则图案，但示例实施例不限于此。这里，不规则图案是指向喷嘴410的内部提供表面粗糙度的不具有恒定形状的多个突起，但示例实施例不限于此。
然而，示例实施例不限于此。在排放化学品的喷嘴410中，向喷嘴410的内部赋予表面粗糙度的图案420可以形成为例如规则图案、恒定图案等。即，在喷嘴410内部提供表面粗糙度的多个突起可以具有恒定的形状，但不限于此。例如，规则图案可以是连续形成∧形突起的图案，但示例实施例不限于此。
在这种情况下，规则图案可以具有两个倾斜表面，如图7和图8所示，但不限于此。另外，规则图案可以具有一个倾斜表面等，如图9和图10所示。
当规则图案中包括的多个突起具有至少两个倾斜表面(例如，两个表面是倾斜的等)时，这些突起的两个倾斜表面可以以相同的角度形成，但示例实施例不限于此。具体地，当构成规则图案的多个突起中的任何一个突起520包括第一倾斜表面520a和第二倾斜表面520b时，第一倾斜表面520a可以沿上升曲线或上升直线形成，并且第二倾斜表面520b可以沿下降曲线或下降直线形成等。这里，第一倾斜表面520a的倾斜角θ1(例如，0°<θ1<90°)可以与第二倾斜表面520b的倾斜角θ2(例如，0°<θ2<90)相同(例如，θ1＝θ2)，如图7所示，但示例实施例不限于此。
图7的示例是第一倾斜表面520a沿着上升直线(和/或沿着上升直线形成)并且第二倾斜表面520b沿着下降直线(和/或沿着下降直线形成)的情况的示例，但示例实施例不限于此。图7是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第三说明图。
当规则图案中包括的多个突起具有至少两个倾斜表面时，这些突起的两个倾斜表面可以具有不同的角度和/或也可以以不同的角度形成。例如，当规则图案中包括的多个突起中的任何一个突起520包括第一倾斜表面520a和第二倾斜表面520b时，第一倾斜表面520a可以沿着上升曲线和/或上升直线(和/或沿着上升曲线和/或上升直线形成)，并且第二倾斜表面520b可以沿着下降曲线和/或下降直线(和/或沿着下降曲线和/或下降直线形成)等。这里，第一倾斜表面520a的倾斜角θ1(例如，0°<θ1<90°)可以与第二倾斜表面520b的倾斜角θ2(例如，0°<θ2<90)不同(θ2≠θ2)，如图8所示，但示例实施例不限于此。
图8是第一倾斜表面520a沿着上升直线(和/或沿着上升直线形成)并且第二倾斜表面520b沿着下降直线(和/或沿着下降直线形成)的情况的示例，但示例实施例不限于此。图8是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第四说明图。
当规则图案中包括的多个突起具有一个倾斜表面(例如，单个倾斜表面等)时，该倾斜表面可以沿着下降曲线和/或下降直线(和/或沿着下降曲线和/或下降直线形成)。具体地，包括规则图案的多个突起中的任何一个突起520可以包括第一竖直表面520c和/或第三倾斜表面520d等。如图9所示，第一竖直表面520c可以沿着上升直线(和/或沿着上升直线形成)，并且第三倾斜表面520d可以沿着下降曲线和/或下降直线(和/或沿着下降曲线和/或下降直线形成)，但示例实施例不限于此。
第一竖直表面520c的倾斜角θ3(例如，θ3＝90°)的值大于第三倾斜表面520d的倾斜角θ4(例如，0°<θ4<90°)的值，但示例实施例不限于此。图9是第一竖直表面520c沿着上升直线形成并且第三倾斜表面520d沿着下降直线形成的情况的示例，但示例实施例不限于此。图9是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第五说明图。
当规则图案中包括的多个突起具有一个倾斜表面时，该倾斜表面可以沿着上升曲线和/或上升直线(和/或沿着上升曲线和/或上升直线等形成)。具体地，规则图案中包括的多个突起中的任何一个突起520可以包括第四倾斜表面520e和/或第二竖直表面520f等。如图10所示，第四倾斜表面520e可以沿着上升曲线和/或上升直线(和/或沿着上升曲线和/或上升直线形成)，和/或第二竖直表面520f可以沿着下降直线(和/或沿着下降直线形成)等。
第二竖直表面520f的倾斜角θ4(例如，θ4＝90°)的值大于第四倾斜表面520e的倾斜角θ3(例如，0°<θ3<90°)的值，但不限于此。图10是第四倾斜表面520e沿着上升直线形成并且第二竖直表面520f沿着下降直线形成的情况的示例，但示例实施例不限于此。图10是示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的喷嘴的内部结构的第六说明图。
同时，在至少一个示例实施例中，规则图案不限于连续形成∧形突起的图案。即，规则图案可以是其中连续形成诸如半圆形突起等的其他突起的图案。另外，规则图案可以是连续形成半椭圆形突起的图案等。另外，规则图案可以是连续形成多边形突起的图案等。
至少一个示例实施例涉及一种改进的衬底处理装置110的排放单元240，其在衬底W的制造(例如，制作)工艺期间的湿法清洁工艺之后去除水分。至少一个示例实施例提供了一种改进的喷嘴410，使得在衬底W的干燥工艺期间排放单元240的残留IPA处理液不向下流动(例如，泄漏等)到衬底W。在构成排放单元240的多个喷嘴241中的排放化学品(例如，IPA)的喷嘴410的情况下，在本发明构思的示例实施例中，以下可以是有益的和/或重要的：增加IPA的粘合力，使得在已经完成将处理液排放到衬底W上之后，处理液不向下流动。
本发明构思的至少一个示例实施例提供了一种衬底干燥和处理装置，但示例实施例不限于此。根据本发明构思的至少一个示例实施例，可以提供能够处理衬底W的空间，支撑所装载的衬底W的旋转头211可以旋转，可以包括将处理液排放到衬底W上的排放单元240，并且期望的和/或特定水平的粗糙度可以在(和/或形成在)排放单元240中的排放化学品的喷嘴410的内表面上。
根据至少一个示例实施例，提供粗糙度的图案可以形成在和/或位于喷嘴410的一部分(例如，尖端)上，和/或均匀地形成在喷嘴410内部，但示例实施例不限于此。根据至少一个示例实施例，通过对穿透喷嘴410的内部的孔进行注塑(injection-molding)来获得提供粗糙度的图案、和/或通过在注塑之后处理该孔来获得提供粗糙度的图案，但示例实施例不限于此。
根据至少一个示例实施例，粗糙度可以基于Wenzel方程，其增加了化学品和喷嘴410之间的粘合力。(Robert N.Wenzel，1936，Definition of correlation of interfacebetween solid and liquid。)
Wenzel方程涉及液体和固体之间的界面的粘合力，并且具体地，定义了具有粗糙度的固体(例如，喷嘴410)与接触该固体的液体(例如，IPA)之间的界面的粘合力。
Wenzel方程表示当表面粗糙度在喷嘴410内部时由于接触角减小而导致与IPA的粘合力增加的理论基础。Wenzel方程如下：
Wa＝γL(1+cosθ)。
这里，Wa是指化学品对喷嘴410的内表面的粘合力。另外，γL是指化学品的表面张力，并且θ是指喷嘴410的内表面与化学品之间的接触角。
根据Wenzel方程，流体原子在提供表面粗糙度的多个突起之间停滞，使得喷嘴的内表面与流体原子之间的拉力增大，并且由于表面粗糙度，在流体与固体之间的界面处阻力增大，使得处理液的向下流动(例如，泄漏等)减少。
根据至少一种示例实施例，粗糙度将被表示为粗糙度平均值(Ra)，并且在至少一种示例实施例中，粗糙度可以被制造为满足大于注入(injection)粗糙度平均值(例如，0.15Ra或更小)的期望值，例如0.4Ra至5Ra等，但示例实施例不限于此。
根据至少一个示例实施例，粗糙度在例如0.5Ra和5Ra等之间是有效的，但将粗糙度均匀地制造为以0.5±0.3Ra的分布水平形成对于减少和/或防止IPA向下流动是期望的和/或有利的，但示例实施例不限于此。另外，向喷嘴的内部提供例如0.5Ra至5Ra等的粗糙度但以±0.3Ra的误差均匀地形成对于减少和/或防止IPA向下流动是有效的，但示例实施例不限于此。
根据至少一个示例实施例，喷嘴竖直地安装在衬底的表面上，并且喷嘴的内表面的尺寸可以根据和/或基于衬底处理环境自由地改变。
根据至少一个示例实施例，可以根据本领域的特殊性来应用各种处理方法。喷嘴的内表面可以经历多次使喷嘴表面粗糙化的制造工艺，并且可以取决于本领域制造环境的特殊性来改变使喷嘴表面粗糙化的方法。
同时，在喷嘴被制造并且在喷嘴中形成化学品通过的孔之后，孔的表面可以被平滑，但在至少一个示例实施例中，在不需要这样的工艺的情况下，粗糙度可以形成在和/或位于喷嘴的内表面上。另外，在至少一个示例实施例中，还可以在喷嘴的内表面上人工地形成粗糙度，如不规则图案或规则图案等。
根据至少一个示例实施例，喷嘴的内表面的表面粗糙度可以被制造为不规则的圆形形状，但不限于此。喷嘴内表面的粗糙度具有不规则形状并且可以不突出超过平均粗糙度值。
作为衬底干燥处理液的IPA的表面张力(例如，22dynes/cm)是水的表面张力(例如，72dynes/cm)的三分之一或更小，并且由于这种特性，在竖直安装的现有平滑喷嘴中，即使处理液的供给已经完成，也可能发生少量IPA的向下流动和/或喷射现象。向下流动的IPA的量受旋转头211的转数和喷嘴的内表面的尺寸的影响，并且向下流动的IPA阻碍了晶片上的半导体电路的形成并影响晶片的良品率。
根据至少一个示例实施例，通过向排放化学品的喷嘴410的内部管道赋予表面粗糙度以增加IPA的粘合力，可以实现减少和/或防止IPA向下流动的改进效果。即，当喷嘴410的表面粗糙度变为期望水平和/或预定水平或更大时，喷嘴410和IPA之间的粘合力增大，使得在已经完成IPA的排放之后IPA不向下流动到衬底W。
在上文中，已经参考图1至图10描述了包括排放化学品(例如，IPA)的喷嘴、排放去离子水(DIW)的喷嘴等的排放单元240以及包括该排放单元240的衬底处理装置110的各种示例实施例。另外，还描述了向排放化学品的喷嘴410的内表面赋予表面粗糙度的图案。
在至少一个示例实施例中，通过将喷嘴的内部的表面粗糙度保持在特定水平来减小IPA的接触角，并且因此，可以减少和/或防止由于外力导致的IPA的掉落和/或泄漏。可以向排放化学品的喷嘴赋予表面粗糙度，并且可以不向排放去离子水的喷嘴赋予表面粗糙度。另外，可以向排放化学品的喷嘴和排放去离子水的喷嘴两者赋予表面粗糙度，但向排放化学品的喷嘴赋予的表面粗糙度(Ra)的值可以大于向排放去离子水的喷嘴赋予的表面粗糙度(Ra)的值，但不限于此。向排放化学品的喷嘴赋予的表面粗糙度(Ra)的值可以是向排放去离子水的喷嘴赋予的表面粗糙度(Ra)的值的例如3至35倍等，但示例实施例不限于此。
上文已经参考附图描述了本发明构思的各种示例实施例，但本发明构思不限于上述示例实施例，并且可以以各种不同的形式来实现，并且本发明构思所属领域的普通技术人员可以理解，在不改变本发明构思的技术构思或特征的情况下，本发明构思可以以其他特定形式来实现。因此，应当理解，上述示例实施例在所有方面都是说明性的而非限制性的。

Claims (20)

1.一种衬底处理装置，包括：
衬底支撑结构，包括旋转头，所述衬底支撑结构被配置为支撑衬底并使所述衬底旋转；
至少一个处理液回收容器，被配置为回收至少一种衬底处理液；以及
排放设备，包括第一喷嘴和第二喷嘴，
所述第一喷嘴被配置为将化学品排放到所述衬底上，并且
所述第二喷嘴被配置为将去离子水排放到所述衬底上，其中，
所述第一喷嘴包括在所述第一喷嘴的内表面上被配置为提供粗糙度的表面图案。
2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述表面图案在所述第一喷嘴的所述内表面的一部分上。
3.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述表面图案在所述第一喷嘴的与排放口相邻的端部上。
4.根据权利要求3所述的衬底处理装置，其中，所述表面图案还在所述排放口的表面上。
5.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述表面图案具有0.4至5的粗糙度值。
6.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述表面图案包括不具有恒定形状的多个突起。
7.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述表面图案包括具有恒定形状的多个突起。
8.根据权利要求7所述的衬底处理装置，其中，每个所述突起包括第一倾斜表面和第二倾斜表面。
9.根据权利要求8所述的衬底处理装置，其中，
所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面具有相同的倾斜角。
10.根据权利要求8所述的衬底处理装置，其中，
所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面具有不同的倾斜角。
11.根据权利要求7所述的衬底处理装置，其中，每个所述突起包括竖直表面和倾斜表面。
12.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，
所述表面图案是通过对穿透所述第一喷嘴的内部的孔进行注塑而获得的；或
所述表面图案是通过在所述注塑之后处理所述孔而获得的。
13.根据权利要求1所述的衬底处理装置，还包括：
第二表面图案，在所述第二喷嘴的内表面上。
14.根据权利要求13所述的衬底处理装置，其中，所述第一喷嘴的内表面上的所述表面图案的粗糙度值大于所述第二喷嘴的内表面上的所述第二表面图案的粗糙度值。
15.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述化学品是表面张力低于水的表面张力的材料。
16.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述化学品是异丙醇IPA。
17.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述衬底处理装置还被配置为使用所述化学品干燥所述衬底。
18.一种衬底处理装置，包括：
排放设备，包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述排放设备被配置为通过所述第一喷嘴和所述第二喷嘴将衬底处理液提供到衬底上，所述第一喷嘴被配置为将化学品排放到所述衬底上，并且所述第二喷嘴被配置为将去离子水排放到所述衬底上；并且
所述第一喷嘴包括在所述第一喷嘴的内表面上被配置为提供表面粗糙度的表面图案，
所述表面图案在所述第一喷嘴的所述内表面的一部分上，并且形成在所述第一喷嘴的与排放口相邻的端部处，或者形成在所述第一喷嘴的所述端部处并形成在所述排放口的表面上，并且
所述表面图案具有0.4至5的粗糙度值。
19.一种排放设备，被配置为提供用于处理衬底的衬底处理液，所述排放设备包括：
第一喷嘴，被配置为将化学品排放到衬底上；
第二喷嘴，被配置为将去离子水排放到所述衬底上；并且
所述第一喷嘴包括在所述第一喷嘴的内表面上被配置为提供表面粗糙度的表面图案。
20.根据权利要求19所述的排放设备，其中，所述表面图案在所述第一喷嘴的与排放口相邻的端部处，并且所述表面图案在所述排放口的表面上。
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