專利名稱：使用彎液面、負壓、ipa蒸汽、干燥歧管進行基板處理的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體晶片的加工、清洗以及干燥，更具體地，涉及用于在減少污染和降低晶片加工成本的同時，更有效地在晶片表面上添加和去除流體的設備和技術。
背景技術：
在半導體芯片制造工藝中，公知地，需要對執(zhí)行了制造工序(該制造工序在晶片的表面上留下了不期望的殘留物)的晶片進行清洗和干燥。這種制造工序的示例包括等離子體蝕刻(例如，鎢回蝕刻(WEB))和化學機械拋光(CMP)。在CMP中，將晶片設置在夾具中，該夾具使晶片的表面緊靠在卷動的傳送帶上。該傳送帶使用由化學和研磨劑材料組成的漿料來進行拋光。不幸的是，這種工藝容易在晶片表面上留下漿料顆粒和殘留物的淤積物。如果在晶片上殘留有不期望的殘留材料和顆粒，則這些殘留材料和顆?？赡軙诰砻嫔蠈е掠绕涫侵T如劃痕的缺陷或者在金屬化特性之間導致不良的相互作用。在某些情況下，這些缺陷可能導致晶片上的器件無法正常工作。為了避免因廢棄具有無法正常工作的器件的晶片而造成的不合理成本，必須在殘留不期望的殘留物的制造工序之后，對晶片進行充分而有效的清洗。
在對晶片進行濕法清洗之后，必須對晶片進行有效的干燥，以防止水或清洗液殘留物殘留在晶片上。如果允許晶片表面上的清洗液蒸發(fā)(如在形成小液滴時通常發(fā)生的那樣)，則在蒸發(fā)之后，以前溶解在清洗液中的殘留物或雜質會殘留在晶片表面上(例如，形成污點)。為了防止產(chǎn)生蒸發(fā)，必須盡可能快地去除清洗液，而不在晶片表面上形成污點。在實現(xiàn)該目的的嘗試中，采用了多種不同的干燥技術之一，例如旋轉干燥(spin drying)、IPA或者馬蘭高尼(Marangoni)干燥。所有這些干燥技術都利用了晶片表面上的移動液體/氣體界面的某種形式，如果適當?shù)乇３衷摻缑?，則可以實現(xiàn)對晶片表面的干燥，而不會形成小液滴。不幸的是，如所有的前述干燥方法中經(jīng)常發(fā)生的那樣，如果移動液體/氣體界面被破壞，則會形成小液滴并產(chǎn)生蒸發(fā)，導致在晶片表面上殘留雜質。
目前最常用的干燥技術是旋轉清洗干燥(SRD)。圖1表示在SRD干燥工藝過程中晶片10上的清洗液的運動。在該干燥工藝中，使?jié)窬匦D方向14高速旋轉。在SRD中，如流體方向箭頭16所示，通過利用離心力，將用于清洗晶片的水或清洗液從晶片中心甩到晶片的外部，并且最終脫離晶片。在將清洗液甩離晶片時，在晶片的中央產(chǎn)生移動液體/氣體界面12，并且隨著干燥工藝的進行，該移動液體/氣體界面12向晶片的外側移動(即，由該移動液體/氣體界面12形成的圓變大)。在圖1所示的示例中，由移動液體/氣體界面12形成的圓的內部區(qū)域沒有流體，而由移動液體/氣體界面12形成的圓的外部區(qū)域是清洗液。因此，隨著干燥工藝的繼續(xù)，移動液體/氣體界面12的內部部分(干區(qū))增大，同時該移動液體/氣體界面12的外部區(qū)域(濕區(qū))減小。如前所述，如果移動液體/氣體界面12被破壞，則會在晶片上形成清洗液的小液滴，并且由于這些小液滴的蒸發(fā)，可能會產(chǎn)生雜質。這樣，必須限制小液滴的形成和隨后的蒸發(fā)，以避免在晶片表面上產(chǎn)生雜質。不幸的是，現(xiàn)有的干燥方法對于防止移動液體界面的破壞僅僅取得了部分的成功。
此外，SRD工藝對疏水性的晶片表面進行干燥具有一定難度。因為疏水性晶片表面排斥水和水基(含水)清洗液，所以難以對疏水性晶片表面進行干燥。因此，隨著干燥工藝的進行以及將清洗液從晶片表面甩離，殘留清洗液(如果是含水的)將會受到晶片表面的排斥。結果，含水清洗液將趨向于以最小的面積與疏水性晶片表面相接觸。此外，由于表面張力的作用(即，由于分子氫鍵合(bonding))，使得含水清洗液趨于縮成一團。因此，由于疏水性相互作用和表面張力，而在疏水性晶片表面上以不可控的形式形成了含水清洗液球(或小液滴)。該小液滴的形成導致前述的有害蒸發(fā)和雜質。SRD的局限性在晶片中心表現(xiàn)得尤其嚴重，在晶片中心，作用在小液滴上的離心力最小。因此，雖然SRD工藝是目前最為常用的晶片干燥方法，但是這種方法在減少形成在晶片表面上的清洗液小液滴方面還存在困難，尤其是在用于疏水性晶片表面時。
因此，需要下述的方法和設備，該方法和設備使得能夠實現(xiàn)快速有效的半導體晶片的清洗、加工和干燥，同時減少大量水或清洗液小液滴的形成，這些小液滴可能會導致雜質淀積在晶片表面上。目前經(jīng)常發(fā)生的這種淀積會降低合格晶片的合格率，并增加制造半導體晶片的成本。

發(fā)明內容
概括地說，本發(fā)明通過提供一種清洗和干燥設備來滿足這些需求，該清洗和干燥設備能夠從晶片表面上迅速去除流體，同時減少晶片污染。應當理解，本發(fā)明可以通過多種方式來實現(xiàn)，包括作為工藝、設備、系統(tǒng)、裝置或方法的方式。下面將對本發(fā)明的多個創(chuàng)造性實施例進行說明。
在一個實施例中，提供了一種基板制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括干燥系統(tǒng)，其中該干燥系統(tǒng)包括用于干燥基板的至少一個接近頭(proximity head)。該系統(tǒng)還包括清洗系統(tǒng)，用于清洗基板。
在另一實施例中，提供了一種用于加工晶片的群集體系結構系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括集成干燥系統(tǒng)，其中該集成干燥系統(tǒng)包括用于干燥基板的至少一個接近頭。該系統(tǒng)還包括與該集成干燥系統(tǒng)相連的加工模塊，其中該加工模塊選自化學機械平整模塊、兆頻超聲波(megasonic)加工模塊、清洗模塊以及蝕刻模塊中的一個或更多個。
在另一實施例中，提供了一種用于對基板進行群集加工的方法。該方法包括執(zhí)行蝕刻基板、平整基板、兆頻超聲波加工基板、清洗基板中的至少一種。該方法還包括基板的干燥處理。該干燥處理包括在基板的一表面的第一區(qū)域上施加第一流體；在基板的該表面上的第二區(qū)域上施加第二流體；以及從基板的該表面上去除第一流體和第二流體。該去除處理從基本上圍繞第一區(qū)域的第三區(qū)域開始進行。該第二區(qū)域基本上圍繞第三區(qū)域的至少一部分，并且該施加處理和該去除處理能夠形成受控的流體彎液面。
在一個實施例中，提供了一種基板制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在制備晶片表面時所使用的頭，該頭包括頭的第一表面，其中，能夠將該第一表面設置為非常接近晶片表面。該頭還包括該頭上的第一管道區(qū)，其中該第一管道區(qū)被限定用于向晶片表面輸送第一流體，并且將該第一管道區(qū)限定在該頭的中央部分。該頭還包括該頭上的第二管道區(qū)，其中該第二管道區(qū)被構造為圍繞該第一管道區(qū)，并且該頭還包括該頭上的第三管道區(qū)，其中該第三管道區(qū)被限定用于向晶片表面輸送第二流體，并且該第三管道區(qū)限定了該第一管道區(qū)和該第二管道區(qū)的半封閉界限(enclosure)。第二管道區(qū)使得能夠去除該第一流體和第二流體，其中在進行操作時，該第一流體和第二流體的輸送與由該頭的第三管道區(qū)進行的去除結合在一起限定了可控的彎液面，該彎液面被限定在該頭與晶片表面之間，并且該頭接近于晶片表面。
在另一實施例中，提供了一種基板制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括頭，該頭具有頭表面，其中該頭表面在操作時接近于基板的表面。該頭還包括至少一個第一管道，用于通過該頭向該基板的表面輸送第一流體；以及至少一個第二管道，用于通過該頭向該基板的表面輸送第二流體，其中該第二流體與第一流體不同。該頭還包括至少一個第三管道，用于從該基板的表面上去除該第一流體和該第二流體中的每一個，將該至少一個第三管道設置為基本上圍繞該至少一個第一管道，其中該至少一個第一管道、該至少一個第二管道和該至少一個第三管道在操作時基本上同時動作。將該至少一個第二管道設置為基本上圍繞該至少一個第三管道的至少一部分。
在另一實施例中，提供了一種制備晶片表面的方法，該方法包括在晶片表面上的第一區(qū)域中提供第一流體；由一負壓區(qū)域圍繞該第一區(qū)域；由一所施加表面張力減小流體區(qū)域半封閉該負壓區(qū)域，該半封閉處理限定了通向該負壓區(qū)域的開口。該方法還包括掃描該第一區(qū)域，其中該負壓區(qū)域和所施加的表面張力減小了晶片表面上的流體區(qū)域，其中通過該開口引導該掃描。
在另一實施例中，提供了一種晶片制備模塊，該模塊包括晶片刷洗單元，其中該晶片刷洗單元能夠在向晶片施加清洗液的同時擦洗晶片。該模塊還包括晶片干燥襯墊(insert)，其中該晶片干燥襯墊能夠集成到該晶片刷洗單元中，該晶片干燥襯墊包括用于無需接觸晶片表面即可對晶片表面進行干燥的接近頭。
在一個實施例中，提供了一種用于處理基板的方法，該方法包括在垂直定向的基板的表面上產(chǎn)生流體彎液面；以及在該垂直定向的基板的該表面上移動該流體彎液面，以處理該基板的該表面。
在另一實施例中，提供了一種在基板處理操作中使用的基板制備設備，該設備包括能夠在該基板的第一邊緣到該基板的第二邊緣之間垂直移動的臂。該設備還包括連接到該臂的頭，該頭能夠在該基板的表面上形成流體彎液面，并且能夠在該基板的表面上方移動。
在另一實施例中，提供了一種在制備晶片表面時使用的歧管。該歧管包括位于該歧管的第一部分中的第一處理窗口，該第一處理窗口被構成用來在該晶片表面上產(chǎn)生第一流體彎液面。該歧管還包括位于該歧管的第二部分中的第二處理窗口，該第二處理窗口被構造用來在該晶片表面上產(chǎn)生第二流體彎液面。
本發(fā)明的優(yōu)點很多。最突出地，在此所述的設備和方法可以有效地干燥和清洗半導體晶片，同時減少殘留在晶片表面上的流體和污染。因此，由于進行了較低污染程度的有效晶片干燥，使得可以提高晶片處理和生產(chǎn)能力，從而可以獲得較高的晶片合格率。本發(fā)明使得能夠通過結合流體輸入使用負壓流體去除來改善干燥和清洗處理。由前述的力在晶片表面的流體膜上產(chǎn)生的壓力使得能夠最優(yōu)地去除晶片表面上的流體，同時與其它清洗和干燥技術相比，顯著地減少了殘留污染物。
此外，本發(fā)明可以采用向晶片表面施加異丙醇(IPA)蒸汽和去離子水，并且基本上同時在晶片表面附近產(chǎn)生負壓的方法。這使得能夠產(chǎn)生和智能控制彎液面，并減小沿去離子水界面的表面張力，并因此使得能夠從晶片表面上最優(yōu)地去除流體，而不會殘留污染物?？梢匝鼐砻嬉苿油ㄟ^輸入IPA、DIW和輸入流體而產(chǎn)生的彎液面，以清洗和干燥晶片。因此，本發(fā)明可以非常高效地從晶片表面去除流體，同時充分地減少由于無效的干燥處理(例如，旋轉干燥)而形成的污染物。
此外，還可以將本發(fā)明并入多種類型的系統(tǒng)，以構成具有群集工具(cluster tool)的晶片處理系統(tǒng)，這些群集工具為這些系統(tǒng)提供了多種類型的處理能力。通過可以進行不同類型的晶片處理的系統(tǒng)，能夠以更加有效的方式對晶片進行處理。通過晶片處理系統(tǒng)中的不同類型的群集工具，因為將這些模塊/工具集成在一個系統(tǒng)中，所以可以使晶片傳送時間更少。此外，可以節(jié)省空間，從而需要較少的占地面積來容納晶片處理設備。因此，可以將本發(fā)明并入任何適當類型的系統(tǒng)中，以使晶片處理更加有效并且成本效率更高。
通過以下結合附圖的詳細說明，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將會變得顯而易見，附圖通過示例的方式來說明本發(fā)明的原理。


通過以下結合附圖的詳細說明，將容易理解本發(fā)明。為了方便該描述，使用相同的標號表示相同的結構元件。
圖1表示在SRD干燥工藝過程中晶片上的清洗液的運動。
圖2A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)。
圖2B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的另選視圖。
圖2C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的夾持有晶片的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側視特寫視圖。
圖2D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的另一側視特寫視圖。
圖3A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有雙接近頭的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的俯視圖。
圖3B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有雙接近頭的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側視圖。
圖4A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的俯視圖，該晶片處理系統(tǒng)包括用于晶片的特定表面的多個接近頭。
圖4B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)包括用于晶片的特定表面的多個接近頭。
圖5A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的俯視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有水平構造的接近頭，該接近頭跨越晶片108的直徑延伸。
圖5B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有水平構造的多個接近頭，這些接近頭跨越晶片的直徑延伸。
圖5C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的俯視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有水平構造的多個接近頭，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)被構造用來清洗和/或干燥處于靜止狀態(tài)的晶片。
圖5D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有水平構造的多個接近頭，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)被構造用來清洗和/或干燥處于靜止狀態(tài)的晶片。
圖5E表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有能夠清洗和/或干燥處于靜止狀態(tài)的晶片的垂直構造的多個接近頭。
圖5F表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的另選側視圖，該側視圖相對于圖5E所示的側視圖轉動了90度。
圖5G表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的俯視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有水平構造的接近頭，該接近頭延伸跨越晶片的半徑。
圖5H表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有水平構造的多個接近頭，這些接近頭延伸跨越晶片的半徑。
圖6A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭入口/出口排列方式(orientation)，可以利用該排列方式來清洗和干燥晶片。
圖6B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的另一種接近頭入口/出口排列方式，可以利用該排列方式來清洗和干燥晶片。
圖6C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的另一種接近頭入口/出口排列方式，可以利用該排列方式來清洗和干燥晶片。
圖6D表示晶片干燥工藝的優(yōu)選實施例，可以通過根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭來執(zhí)行該晶片干燥工藝。
圖6E表示使用另一種源入口/出口排列方式的另一晶片干燥工藝，可以通過根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭來執(zhí)行該晶片干燥工藝。
圖6F表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的另一種源入口和出口排列方式，其中可以利用附加源出口來輸入附加流體。
圖7A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的執(zhí)行干燥操作的接近頭。
圖7B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的一部分的俯視圖。
圖7C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭，該接近頭具有用于執(zhí)行干燥操作的多個傾斜的源入口。
圖7D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭，該接近頭具有用于執(zhí)行干燥操作的多個傾斜的源入口和多個傾斜的源出口。
圖8A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于雙晶片表面清洗和干燥系統(tǒng)中的多個接近頭的側視圖。
圖8B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雙晶片表面清洗和干燥系統(tǒng)中的多個接近頭。
圖9A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理窗。
圖9B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的大致圓形的處理窗。
圖9C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理窗。
圖9D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理窗。
圖10A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有多個源入口以及多個源出口的示例性處理窗。
圖10B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的處理區(qū)域。
圖11A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的俯視圖，該接近頭具有大致矩形的形狀。
圖11B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的側視圖。
圖11C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的后視圖。
圖12A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭，該接近頭具有部分矩形和部分圓形的形狀。
圖12B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的側視圖，該接近頭具有部分矩形和部分圓形的形狀。
圖12C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的后視圖，該接近頭具有部分矩形和部分圓形的形狀。
圖13A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的矩形接近頭。
圖13B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的后視圖。
圖13C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的側視圖。
圖14A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的矩形接近頭。
圖14B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的矩形接近頭的后視圖。
圖14C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的矩形接近頭的側視圖。
圖15A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處于操作狀態(tài)的接近頭。
圖15B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的如圖15A所示具有IPA輸入的接近頭。
圖15C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的如圖15B所示的接近頭，不過該接近頭具有增加到24毫升/分鐘的IPA流量。
圖15D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭，其中示出了在晶片進行旋轉的情況下的流體彎液面。
圖15E表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭，其中示出了在晶片的旋轉速度高于圖15D所示旋轉的情況下的流體彎液面。
圖15F表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭，其中與圖15D的IPA流量相比，提高了IPA流量。
圖16A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的清洗/干燥系統(tǒng)的俯視圖。
圖16B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的清洗/干燥系統(tǒng)的另選視圖。
圖17表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有前置框架組件的晶片處理系統(tǒng)，其中該前置框架組件具有干燥模塊。
圖18表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，該晶片處理系統(tǒng)具有多個晶片處理工具。
圖19表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的沒有蝕刻模塊的晶片處理系統(tǒng)。
圖20表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，該晶片處理系統(tǒng)包括干燥模塊和清洗模塊。
圖21表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)的方框圖。
圖22A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的開始進行晶片處理操作的接近頭，其中對晶片進行垂直掃描。
圖22B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的從圖16A繼續(xù)進行的晶片處理，其中接近頭已開始掃描晶片。
圖22C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的從圖16B繼續(xù)進行的晶片處理操作。
圖22D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的從圖16C繼續(xù)進行的晶片處理操作。
圖22E表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的從圖16D繼續(xù)進行的晶片處理操作。
圖22F表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的位于垂直定位晶片上部上方的接近頭的側視圖。
圖22G表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在晶片的雙面處理過程中的接近頭的側視圖。
圖23A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，其中晶片保持靜止。
圖23B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，其中可以使接近頭承載架保持在適當?shù)奈恢没蛘呤蛊湟苿印?br> 圖23C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，其中接近頭延伸大約晶片的半徑。
圖23D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，其中接近頭垂直運動并且晶片旋轉。
圖24A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭，該接近頭可以用于對晶片進行垂直掃描。
圖24B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的側視圖。
圖24C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭的正等軸測試圖。
圖25A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多處理窗接近頭。
圖25B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有三個處理窗的多處理窗接近頭。
具體實施例方式
公開了用于清洗和/或干燥晶片的方法和設備的發(fā)明。在下面的說明中，描述了大量具體的細節(jié)，以提供對本發(fā)明的全面理解。然而，本領域的普通技術人員將會理解，在沒有某些或全部這些細節(jié)的情況下，也可以實施本發(fā)明。在其它示例中，沒有詳細描述公知的處理操作，以免給本發(fā)明造成不必要的混淆。
盡管根據(jù)多個優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明，但是應該理解，在閱讀了前述的說明書并且研究了附圖后，本領域的技術人員將能夠實現(xiàn)各種變化、添加、置換和及其等效物。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落入本發(fā)明的基本思想和范圍內的所有這些變化、添加、置換和等效物。
以下圖2A到2D表示了一示例性晶片處理系統(tǒng)的實施例。應當理解，該系統(tǒng)是示例性的，并且可以利用能夠將該(這些)接近頭移動到非常接近晶片的位置上的任何其它適當類型的結構。在所示實施例中，該(這些)接近頭可以按直線方式從晶片的中心部分移動到晶片的邊緣。應當理解，也可以采用其它實施方式，其中該(這些)接近頭按直線方式從晶片的一個邊緣移動到該晶片的沿直徑相對的邊緣，或者可以采用其它非直線移動方式，例如沿徑向運動的方式、以螺旋運動的方式、以之字形運動的方式等。此外，在一個實施方式中，晶片可以旋轉，并且接近頭按直線方式移動，從而接近頭可以處理晶片的所有部分。還應當理解，可以采用其它實施方式，其中晶片不旋轉，而將接近頭構造為以能夠處理晶片的所有部分的方式在晶片上方移動。此外，在此所述的接近頭以及晶片清洗和干燥系統(tǒng)可以用于清洗和干燥任何形狀和尺寸的基板，例如200mm晶片、300mm晶片、平板(flat panel)等。
圖2A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100。該系統(tǒng)100包括輥102a、102b和120c，這些輥可以夾持并轉動晶片，以使得能夠對晶片表面進行干燥。系統(tǒng)100還包括接近頭106a和106b，在一個實施例中，這些接近頭分別安裝在上臂104a和下臂104b上。上臂104a和下臂104b是接近頭承載架組件104的一部分，該接近頭承載架組件104使得接近頭106a和106b能夠沿晶片的半徑方向基本上直線移動。
在一個實施例中，將接近頭承載架組件104構造為將接近頭106a與晶片非常接近地保持在晶片上方，而將接近頭106b與晶片非常接近地保持在晶片下方。這可以通過下述處理來實現(xiàn)使上臂104a和下臂104b可以以垂直方式移動，從而一旦接近頭水平移動到開始進行晶片處理的位置，就可以將接近頭106a和106b垂直移動到非常接近晶片的位置?？梢砸匀魏芜m當?shù)姆绞絹順嬙焐媳?04a和下臂104b，只要可以移動接近頭106a和106b以使得能夠實現(xiàn)在此所述的晶片處理即可。應當理解，可以以任何適當?shù)姆绞綐嬙煜到y(tǒng)100，只要可以將該(這些)接近頭移動到非常接近晶片的位置，以生成和控制稍后參照圖6D到8B描述的彎液面即可。還應當理解，非常接近可以是到晶片的任何適當?shù)木嚯x，只要可以保持稍后參照圖6D到8B進一步描述的彎液面即可。在一個實施例中，可以將接近頭106a和106b(以及在此所述的任何其它接近頭)分別移動到距離晶片約0.1mm到約10mm之間的位置，以開始晶片處理操作。在一個優(yōu)選實施例中，可以將接近頭106a和106b(以及在此所述的任何其它接近頭)分別移動到距離晶片約0.5mm到約4.5mm之間的位置，以開始晶片處理操作，并且在更優(yōu)選的實施例中，可以將接近頭106a和106b(以及在此所述的任何其它接近頭)移動到距離晶片約2mm的位置，以開始晶片處理操作。
圖2B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的另選視圖。在一個實施例中，該系統(tǒng)100具有接近頭承載架組件104，該接近頭承載架組件104被構造為使得接近頭106a和106b能夠從晶片的中心向晶片的邊緣移動。應當理解，接近頭承載架組件104可以以任何適當?shù)姆绞揭苿?，只要這些方式使得接近頭106a和106b的移動能夠根據(jù)要求清洗和/或干燥晶片。在一個實施例中，可以使接近頭承載架組件104機動化，以將接近頭106a和106b從晶片的中心移動到晶片的邊緣。應當理解，雖然所示的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100具有兩個接近頭106a和106b，但是可以使用任何適當數(shù)量的接近頭，例如1個、2個、3個、4個、5個、6個等。晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的接近頭106a和/或106b還可以具有如在此所述的任何一種接近頭的任何適當尺寸或形狀。在此所述的不同結構在接近頭和晶片之間產(chǎn)生流體彎液面。可以使該流體彎液面移過整個晶片，以通過在晶片表面施加流體并從該表面上去除這些流體來清洗和干燥晶片。因此，接近頭106a和106b可以具有在此所述的任何類型的結構或者能夠實現(xiàn)在此所述的處理的其它結構。還應當理解，系統(tǒng)100可以清洗和干燥晶片的一個表面，或者清洗和干燥晶片的上表面和下表面。
此外，除了清洗或干燥晶片的上表面和下表面以外，如果需要的話，還可以將系統(tǒng)100構成為通過輸入和輸出不同類型的流體來清洗晶片的一面而干燥晶片的另一面。應當理解，系統(tǒng)100可以根據(jù)所需的操作，分別在接近頭106a和106b的頂部和底部施加不同的化學試劑?？梢詫⒔咏^構成為除了能夠清洗和/或干燥晶片的頂部和/或底部之外，還能夠清洗和干燥晶片的斜邊(bevel edge)。這可以通過將清洗斜邊的彎液面移開晶片的邊緣來實現(xiàn)。還應當理解，接近頭106a和106b可以是相同類型的裝置或者不同類型的接近頭。
圖2C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的夾持有晶片108的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的側視特寫視圖。晶片108可以由以任何適當排列方式排列的輥102a、102b和102c夾持和旋轉，只要該排列方式能夠使所需接近頭位于與待清洗或干燥的晶片108的一部分非常接近的位置即可。在一個實施例中，可以通過使用心軸111來使輥102b轉動，而可以通過輥臂109支承和轉動輥102c。輥102a也可以通過其自身的心軸(如圖3B所示)轉動。在一個實施例中，輥102a、102b和102c可以順時針方向轉動，以使晶片108逆時針方向轉動。應當理解，根據(jù)所需的晶片旋轉方向，可以使這些輥順時針或逆時針轉動。在一個實施例中，由輥102a、102b和102c傳遞給晶片108的轉動用于將未經(jīng)處理的晶片區(qū)域移動到與接近頭106a和106b非常接近的位置。然而，該轉動本身并沒有干燥晶片或者將晶片表面上的流體朝向晶片的邊緣移動。因此，根據(jù)一示例性的干燥操作，可以通過接近頭106a和106b的線性運動并通過晶片108的旋轉，使晶片的濕區(qū)位于接近頭106a和106b的位置處。干燥或清洗操作本身是通過至少一個接近頭來進行的。因此，在一個實施例中，隨著干燥操作的進行，晶片108的干區(qū)將以螺旋運動的方式從晶片108的中心區(qū)域擴展到晶片108的邊緣區(qū)域。在一優(yōu)選實施例中，晶片108的干燥區(qū)域圍繞晶片108運動，并且通過改變系統(tǒng)100的構造和接近頭106a和/或接近頭106b的取向或運動，可以在一次旋轉過程中使晶片108干燥(如果接近頭106a和106b的長度至少為晶片108的半徑)，可改變干燥運動，以適應幾乎任何適當類型的干燥路徑。
應當理解，可以將接近頭106a和106b構造為具有至少一個第一源入口、至少一個第二源入口和至少一個源出口，其中該第一源入口被構造用來輸入去離子水(DIW)(也稱為DIW入口)，該第二源入口被構造用來輸入蒸汽形式的異丙醇(IPA)(也稱為IPA入口)，該源出口被構造用來通過施加負壓從晶片與一特定的接近頭之間的區(qū)域輸出流體(也稱為負壓出口)。應該理解，這里所利用的負壓也可以是虹吸(suction)。此外，也可以向第一源入口和第二源入口輸入其它類型的溶液，例如清洗液、氨水、HF等。應該理解，雖然在某些示例性實施例中使用了IPA蒸汽，但是也可以使用任何其它類型的蒸汽，例如氮、任何合適的酒精蒸汽、有機化合物等，它們都是可與水混合的。
在一個實施例中，該至少一個IPA蒸汽入口與該至少一個負壓出口相鄰，該至少一個負壓出口進而與該至少一個DIW入口相鄰，以形成IPA-負壓-DIW排列方式。應該理解，根據(jù)所需的晶片處理和設法改良何種類型的晶片清洗和干燥機構，也可以采用其它類型的排列方式，例如IPA-DIW-負壓、DIW-負壓-IPA、負壓-IPA-DIW等。在一優(yōu)選實施例中，可以利用IPA-負壓-DIW排列方式，來巧妙且有力地產(chǎn)生、控制和移動位于接近頭與晶片之間的彎液面，以清洗和干燥晶片。如果保持了上述排列方式，則DIW入口、IPA蒸汽入口和負壓出口可以以任何適當?shù)姆绞皆O置。例如，在另外一個實施例中，除了IPA蒸汽入口、負壓出口和DIW入口之外，根據(jù)所需的接近頭結構，還可以有另外多組IPA蒸汽入口、DIW入口和/或負壓出口。因此，另一實施例可采用IPA-負壓-DIW-DIW-負壓-IPA，或者通過在此參照圖6D所述的優(yōu)選實施例來描述的具有IPA源入口、負壓源出口和DIW源入口結構的其它示例性實施方式。應該理解，IPA-負壓-DIW排列方式的實際結構可以根據(jù)應用而改變。例如，可以改變IPA輸入、負壓、DIW輸入位置之間的距離，使得它們之間的距離一致或不一致。此外，根據(jù)接近頭106a的大小、形狀和結構以及參照圖10進一步詳細介紹的處理窗的所需尺寸(即，彎液面的尺寸)，IPA輸入、負壓和DIW輸出之間的距離可以在大小(magnitude)方面有所不同。此外，如參照圖10所討論的，將IPA-負壓-DIW排列方式構造為負壓區(qū)域基本上圍繞DIW區(qū)域，并且IPA區(qū)域基本上圍繞負壓區(qū)域的至少后緣(trailing edge)區(qū)域。
圖2D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的另一側面特寫視圖。在這個實施例中，通過利用接近頭承載架組件104，將接近頭106a和106b分別定位得非常接近晶片108的頂面108a和底面108b。一旦處于這種位置，接近頭106a和106b就可以利用IPA和DIW源入口和(多個)負壓源出口來產(chǎn)生與晶片108相接觸的晶片處理彎液面，該彎液面能夠從頂面108a和底面108b上去除流體。該晶片處理彎液面可以是根據(jù)參照圖6到9B所述那樣產(chǎn)生的，其中將IPA蒸汽和DIW輸入到晶片108和接近頭106a和106b之間的區(qū)域中?；旧显谳斎隝PA和DIW的同時，可以在非常接近晶片表面的位置上施加負壓來輸出IPA蒸汽、DIW以及可能存在于晶片表面上的流體。應該理解，雖然在示例性實施例中采用了IPA，但是也可以采用任何其它適當類型的蒸汽，例如氮、任何適當?shù)木凭羝?、有機化合物、己醇、乙二醇-乙醚等，它們可與水混合。DIW的處于接近頭與晶片之間的區(qū)域中的部分是彎液面。應該理解，在此所使用的術語“輸出”可以指從晶片108與一特定的接近頭之間的區(qū)域中去除流體，而術語“輸入”可以是向晶片108與該特定的接近頭之間的區(qū)域中引入流體。
在另一示例性實施例中，接近頭106a和106b可以下述方式移動，該方式可以清洗、干燥或者同時清洗和干燥晶片108的所有部分，而不用使晶片108旋轉。在這種實施例中，可以將接近頭承載架組件104構造為能夠將接近頭106a和106b中的任何一個或二者移動到非常接近晶片108的任何適當區(qū)域。在一實施例中，接近頭的長度小于晶片的半徑，這些接近頭可以被構造為以螺旋的方式從晶片108的中央移動到邊緣，或者從晶片108的邊緣移動到中央。在一優(yōu)選實施例中，當這些接近頭的長度大于晶片的半徑時，接近頭106a和106b可以在一次轉動過程中移過晶片的整個表面。在另一實施例中，接近頭106a和106b可以被構造為以直線方式來回橫穿晶片108，所以可以處理晶片表面108a和/或108b的所有部分。在另一實施例中，可以采用下面參照圖5C到5H描述的結構。因此，可以采用系統(tǒng)100的無數(shù)不同的結構，以獲得最優(yōu)的晶片處理操作。
圖3A是表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有雙接近頭的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的俯視圖。如上面參照圖2A到2D所述，上臂104a可以被構造為在晶片108的上方非常接近晶片108的位置移動和夾持接近頭106a。還可以將上臂104a構造為以基本上直線的方式113將接近頭106a從晶片108的中央部分朝向晶片108的邊緣移動。因此，在一個實施例中，隨著晶片108根據(jù)旋轉方向112所示的方向運動，使用參照圖6到8進一步詳細介紹的工藝，接近頭106a能夠從晶片108的頂面108a上去除流體膜。因此，接近頭106a可以在晶片108上方沿著基本上呈螺旋形的路徑來干燥晶片108。在參照圖3B所示的另一實施例中，可以存在位于晶片108下方的第二接近頭，以從晶片108的底面108b上去除流體膜。
圖3B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有雙接近頭的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的側視圖。在該實施例中，系統(tǒng)100包括接近頭106a和接近頭106b，其中接近頭106a能夠處理晶片108的頂面，接近頭106b能夠處理晶片108的底面。在一個實施例中，主軸111a和111b與輥臂109可以分別使輥102a、102b和102c轉動。輥102a、102b和102c的這種轉動可以使晶片108轉動，以使晶片108的基本上所有表面呈現(xiàn)給接近頭106a和106b，來進行干燥和/或清洗。在一個實施例中，在使晶片108旋轉的同時，通過臂104a和104b分別使接近頭106a和106b非常接近晶片表面108a和108b。一旦使接近頭106a和106b非常接近晶片108，就可以開始進行晶片干燥或清洗。在操作過程中，如參照圖6所述，接近頭106a和106b可以通過分別對晶片108的頂面和底面施加IPA、去離子水和負壓，從晶片108上去除流體。
在一個實施例中，通過使用接近頭106a和106b，系統(tǒng)100可以在少于45秒的時間內干燥一個200mm的晶片。在另一實施例中，接近頭106a和106b的長度至少為晶片的半徑，對晶片進行干燥的時間可以少于30秒。應當理解，通過提高接近頭106a和106b從晶片108中央到晶片108邊緣的行進速度，可以減少干燥或清洗的時間。在另一實施例中，可以通過加快晶片的轉速，利用接近頭106a和106b來以較少的時間對晶片108進行干燥。在另一實施例中，可以關聯(lián)地調整晶片108的轉速和接近頭106a和106b的移動速度來獲得最佳的干燥/清洗速度。在一個實施例中，接近頭106a和106b可以以大約0mm每秒到大約50mm每秒之間的速度從晶片108的中央?yún)^(qū)域直線運動到晶片108的邊緣。
圖4A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-1的俯視圖，該系統(tǒng)包括用于晶片108的特定表面的多個接近頭。在這個實施例中，系統(tǒng)100-1包括上臂104a-1和上臂104a-2。如圖4B所示，該系統(tǒng)100-1還可以包括分別與接近頭106b-1和106b-2相連的下臂104b-1和下臂104b-2。在系統(tǒng)100-1中，接近頭106a-1和106a-2(如果同時進行頂面和底面的處理，則還包括106b-1和106b-2)協(xié)同工作，從而，通過采用兩個接近頭來處理晶片108的特定表面，可以使干燥時間或清洗時間縮短為原有時間的大約一半。因此，在操作過程中，在使晶片108旋轉的同時，接近頭106a-1、106a-2、106b-1和106b-2在晶片108的中央附近開始處理晶片108，并以基本上直線的方式向外朝著晶片108的邊緣移動。通過這種方式，晶片108的旋轉方向112使晶片108的所有區(qū)域都與接近頭接近，以處理晶片108的所有部分。因此，通過接近頭106a-1、106a-2、106b-1和106b-2的直線運動和晶片108的旋轉運動，所干燥的晶片表面以螺旋的方式從晶片108的中央移動到晶片108的邊緣。
在另一實施例中，接近頭106a-1和106b-1可以開始處理晶片108，并在它們已移動遠離晶片108的中央?yún)^(qū)域之后，將接近頭106a-2和106b-2移動到晶片108的中央?yún)^(qū)域的位置上，以增加晶片處理操作。因此，通過使用多個接近頭來處理特定的晶片表面，可以明顯減少晶片處理時間。
圖4B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-1的側視圖，該系統(tǒng)包括用于晶片108的特定表面的多個接近頭。在這個實施例中，系統(tǒng)100-1包括能夠處理晶片108的頂面108a的接近頭106a-1和106a-2，以及能夠處理晶片108的底面108b的接近頭106b-1和106b-2。與系統(tǒng)100一樣，主軸111a和111b與輥臂109可以分別使輥102a、102b和102c轉動。輥102a、102b和102c的這種轉動可以使晶片108轉動，從而可以基本上使晶片108的所有表面與接近頭106a-1、106a-2、106b-1和106b-2非常接近，以進行晶片處理操作。
在操作過程中，接近頭106a-1、106a-2、106b-1和106b-2中的每一個都可通過對晶片108的頂面和底面施加IPA、去離子水和負壓，從晶片108上去除流體，例如如圖6到8所示。通過使每個晶片側面具有兩個接近頭，可以在相當少的時間內完成晶片處理操作(即，清洗和/或干燥)。應該理解，與參照圖3A和3B所述的晶片處理系統(tǒng)相同，只要該結構能夠進行適當?shù)木幚?，就可以將晶片旋轉的速度改變?yōu)槿魏芜m當?shù)乃俣?。在一個實施例中，當使用晶片108的半轉來干燥整個晶片時，可以減少晶片處理時間。在這種實施例中，晶片處理速度可以大約為在晶片的每一側僅使用一個接近頭時的處理速度的一半。
圖5A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-2的俯視圖，該系統(tǒng)100-2具有水平結構的接近頭106a-3，該接近頭跨越晶片108的直徑延伸。在這個實施例中，由跨越晶片108的直徑延伸的上臂104a-3夾持接近頭106a-3。在這個實施例中，可以通過上臂104a-3的垂直運動將接近頭106a-3移動到清洗/干燥位置，從而可使接近頭106a-3處于非常接近晶片108的位置。一旦接近頭106a-3非常接近晶片108，就可以進行晶片108頂面的晶片處理操作。
圖5B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-2的側視圖，該系統(tǒng)100-2具有水平結構的接近頭106a-3和106b-3，這些接近頭跨越晶片108的直徑延伸。在這個實施例中，接近頭106a-3和106b-3都是細長的，以使得能夠跨越晶片108的直徑。在一個實施例中，在晶片108旋轉的同時，通過上臂104a和下臂104b分別使接近頭106a-3和106b-3非常接近晶片表面108a和108b。因為接近頭106a-3和106b-3跨越晶片108延伸，所以僅需半轉就可以清洗/干燥晶片108。
圖5C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-3的俯視圖，該系統(tǒng)100-3具有水平結構的接近頭106a-3和106b-3，該系統(tǒng)100-3被構造用來清洗和/或干燥靜止的晶片108。在這個實施例中，可以使用任何適當類型的晶片夾持裝置(例如邊緣夾具、具有邊緣附件的接頭(fingers))等)靜態(tài)地夾持晶片108。接近頭承載架組件104被構造為可以從晶片108的一個邊緣跨越晶片108的直徑，在跨越整個晶片直徑之后，移動到晶片108另一側的邊緣。通過這種方式，接近頭106a-3和/或接近頭106b-3(如下面參照圖5D所示)可以根據(jù)沿晶片108的直徑從一個邊緣到相對邊緣的路徑跨越晶片移動。應該理解，接近頭106a-3和106b-3可以以能夠從晶片108的一個邊緣移動到直徑方向上的另一相對邊緣的任何適當?shù)姆绞揭苿?。在一個實施例中，接近頭106a-3和/或106b-3可以沿方向121移動(例如，圖5C的從上到下或從下到上)。因此，晶片108可以保持靜止，不用進行任何旋轉或移動，而接近頭106a-3和/或接近頭106b-3可移動到非常接近晶片，并且通過在晶片108上方的一次行程(one pass)，來清洗/干燥晶片108的頂面和/或底面。
圖5D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-3的側視圖，該系統(tǒng)100-3具有水平結構的接近頭106a-3和106b-3，該系統(tǒng)100-3被構造用來清洗和/或干燥靜止的晶片108。在這個實施例中，接近頭106a-3處于水平位置，同時晶片108也處于水平位置。如參照圖5C所述，通過使用跨度至少為晶片108的直徑的接近頭106a-3和接近頭106b-3，可以通過沿方向121移動接近頭106a-3和106b-3，在一次行程中對晶片108進行清洗和/或干燥。
圖5E表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-4的側視圖，該系統(tǒng)100-4具有能夠清洗和/或干燥靜止的晶片108的垂直結構的接近頭106a-3和106b-3。在這個實施例中，接近頭106a-3和106b-3具有垂直結構，并且接近頭106a-3和106b-3被構造為從晶片108的第一邊緣開始，從左到右或從右到左移動到在直徑方向上與第一邊緣相對的晶片108的第二邊緣。因此，根據(jù)該實施例，接近頭承載架組件104可以與晶片108非常接近地移動接近頭106a-3和106b-3，并且還使得接近頭106a-3和106b-3能夠跨越晶片從一個邊緣到另一個邊緣移動，以在一次行程中對晶片108進行處理，從而減少了清洗和/或干燥晶片108的時間。
圖5F表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-4的另選側視圖，該側視圖相對于圖5E中的側視圖轉動了90度。應該理解，接近頭承載架組件104可以任何適當?shù)姆绞饺∠?，例如，與圖5F中所示的相比，使接近頭承載架組件104旋轉180度。
圖5G表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-5的俯視圖，該系統(tǒng)100-5具有水平結構的接近頭106a-4，該接近頭106a-4跨越晶片108的半徑延伸。在一個實施例中，接近頭106a-4的跨度小于所處理的基板的半徑。在另一實施中，接近頭106a-4的跨度為所處理的基板的半徑。在一優(yōu)選實施例中，接近頭106a-4的跨度超過晶片108的半徑，以使該接近頭可以處理晶片108的中點以及晶片108的邊緣，從而該接近頭106a-4可覆蓋并處理晶片的中點和晶片的邊緣。在該實施例中，可以通過上臂104a-4的垂直運動將接近頭106a-4移動到清洗/干燥位置，以使接近頭106a-4可以處于與晶片108非常接近的位置。一旦接近頭106a-4與晶片108非常接近，就可以進行晶片108頂面的晶片處理操作。因為，在一個實施例中，接近頭106a-4的跨度超過晶片的半徑，所以可以在一次旋轉過程中實現(xiàn)晶片的清洗和/或干燥。
圖5H表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-5的側視圖，該系統(tǒng)100-5具有水平結構的接近頭106a-4和106b-4，這些接近頭106a-4和106b-4跨越晶片108的半徑延伸。在這個實施例中，接近頭106a-4和接近頭106b-4都是細長的，以使得能夠在晶片的半徑上延伸并超過晶片108的半徑。如參照圖5G所討論的那樣，根據(jù)所需的實施方式，接近頭106a-4的跨度可以小于晶片108的半徑、等于晶片108的半徑或大于晶片108的半徑。在一個實施例中，在晶片108旋轉的同時，分別通過上臂104a-4和下臂104b-4使接近頭106a-4和106b-4非常接近晶片表面108a和108b。因為，在一個實施例中，接近頭106a-4和106b-4的跨度超過晶片108的半徑，所以僅需要一次完整的旋轉即可實現(xiàn)晶片108的清洗/干燥。
應當理解，系統(tǒng)100、100-1、100-2、100-3、100-4、100-5以及它們的任何適當變形中的任何一種，都可以用作為晶片處理系統(tǒng)中的群集工具。群集工具是下述的設備，該設備可以與其它晶片處理設備組合成為一個框架組件(例如參照圖17到21詳細描述的那些組件)，以使得可以在一個系統(tǒng)中進行多個晶片和/或多種類型的晶片的處理。
圖6A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭入口/出口排列方式117，可采用該排列方式來清洗和干燥晶片108。在一個實施例中，該排列方式117是接近頭106a的一部分，其中除了所示的排列方式117之外，還可以采用除其它源出口304之外的其它源入口302和306。該排列方式117可包括位于前緣109上的源入口306，同時源出口304位于該源入口306和源出口302之間。
圖6B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的另一接近頭入口/出口排列方式119，可以采用該排列方式來清洗和干燥晶片108。在一個實施例中，該排列方式119是接近頭106a的一部分，其中除了所示的排列方式119之外，還可以采用除了其它源出口304之外的其它源入口302和306。該排列方式119可以包括位于前緣109上的源出口304，同時源入口302位于該源出口304和源入口306之間。
圖6C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的另一接近頭入口/出口排列方式121，可以采用該排列方式來清洗和干燥晶片108。在一個實施例中，該排列方式121是接近頭106a的一部分，其中除了所示的排列方式121之外，還可以采用除了其它源出口304之外的其它源入口302和306。該排列方式121可包括位于前緣109上的源入口306，同時源入口302位于該源出口304和源入口306之間。
圖6D表示晶片干燥處理的優(yōu)選實施例，該晶片干燥處理可以由根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106a來執(zhí)行。雖然圖6D表示對頂面108a進行干燥，但是應該理解，可以以基本上相同的方式對晶片108的底面108b進行該晶片干燥處理。在一個實施例中，可以利用源入口302向晶片108的頂面108a施加異丙醇(IPA)蒸汽，并且可以利用源入口306向晶片108的頂面108a施加去離子水(DIW)。此外，可以利用源出口304對非常接近晶片表面的區(qū)域施加負壓，以去除可能位于頂面108a上面或上方的流體或蒸汽。應該理解，可以利用源入口和源出口的任何適當?shù)慕M合，只要至少一個組合存在下述情況至少一個源入口302與至少一個源出口304相鄰，該至少一個源出口304進而與至少一個源入口306相鄰。IPA可以是任何適當?shù)男问?，例如，IPA蒸汽，其中通過使用N2氣體輸入蒸汽形式的IPA。而且，雖然這里采用了DIW，但是也可以采用能夠實現(xiàn)或增強晶片處理的任何其它適當?shù)牧黧w，例如以其它方式提純的水、清洗液等。在一個實施例中，可以通過源入口302提供IPA入流310，可以通過源出口304施加負壓312，并且可以通過源入口306提供DIW入流314。因此，采用了上面參照圖2所述的IPA-負壓-DIW排列方式的實施例。從而，如果在晶片108上存在流體膜，則可以通過IPA入流310對晶片表面施加第一流體壓力，通過DIW入流314對晶片表面施加第二流體壓力，并且通過負壓312施加第三流體壓力，以去除晶片表面上的DIW、IPA和流體膜。
因此，在一個實施例中，由于向晶片表面施加DIW入流314和IPA入流310，所以晶片表面上的任何流體與DIW入流314相混合。此時，向晶片表面施加的DIW入流314與IPA入流310相遇。IPA與DIW入流314形成界面118(也稱為IPA/DIW界面118)，并且與負壓312一起幫助從晶片108的表面上與任何其它流體一起去除DIW入流314。在一個實施例中，IPA/DIW界面118減小了DIW的張力表面。在操作過程中，向晶片表面施加DIW，并且是通過由源出口304施加的負壓幾乎立即將DIW與晶片表面上的流體一起去除。向晶片表面施加的并且在接近頭與晶片表面之間的區(qū)域短暫停留的DIW與晶片表面上的任何流體一起形成彎液面116，其中彎液面116的邊界是IPA/DIW界面118。因此，該彎液面116是向表面施加的并且基本上與晶片表面上的任何流體同時被去除的恒流流體。從晶片表面上幾乎立即去除DIW防止了在正在進行干燥處理的晶片表面的區(qū)域上形成流體小滴，從而減小了晶片108表面上的污染干燥的可能性。IPA的向下注入的壓力(由IPA的流速導致)也有助于維持彎液面116。
IPA的流速有助于將水流移出或推出接近頭和晶片表面之間的區(qū)域并進入源出口304，通過該源出口304，可以將流體從接近頭輸出。因此，當將IPA和DIW拉進源出口304時，構成IPA/DIW界面118的邊界不是連續(xù)的邊界，因為氣體(例如空氣)也與流體一起被拉進源出口304中。在一個實施例中，當從源出口304拉出DIW、IPA和晶片表面上的流體時，進入源出口304的流量是不連續(xù)的。這種流量的不連續(xù)類似于當負壓作用在流體和氣體的組合時通過吸管吸起流體和氣體。因此，當接近頭106a移動時，彎液面和該接近頭一起移動，并且由于IPA/DIW界面118的移動，以前由彎液面占據(jù)的區(qū)域變得干燥。還應當理解，根據(jù)設備的結構和所需的彎液面尺寸和形狀，可以采用任何適當數(shù)量的源入口302、源出口304和源入口306。在另一實施例中，液體流速和負壓流速使得進入負壓出口的總液體流量是連續(xù)的，從而沒有空氣流入負壓出口。
應該理解，對于IPA、DIW和負壓，可以使用任何適當?shù)牧魉?，只要可以保持彎液?16即可。在一個實施例中，DIW通過一組源出口306的流速在大約25毫升每分鐘到大約3000毫升每分鐘之間。在一優(yōu)選實施例中，DIW通過一組源出口306的流速為大約400毫升每分鐘。應當理解，流體的流速可以根據(jù)接近頭的大小而不同。在一個實施例中，較大的接近頭可以具有比較小的接近頭大的流體流速。產(chǎn)生這種情況的原因是，在一個實施例中，較大的接近頭具有較多的源入口302和306以及源出口304。接近頭越大流量越大。
在一個實施例中，IPA蒸汽通過一組源入口302的流速在大約1標準立方英尺每小時(SCFH)到大約100 SCFH之間。在一個優(yōu)選實施例中，IPA流速在5到50 SCFH之間。
在一個實施例中，負壓通過一組源出口304的流速在大約10標準立方英尺每小時(SCFH)到大約1250 SCFH之間。在一個優(yōu)選實施例中，負壓通過一組源出口304的流速是大約350 SCFH。在一個示例性實施例中，可以使用流量計來測量IPA、DIW和負壓的流速。
圖6E表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用另一源入口/出口排列方式的另一晶片干燥處理，該晶片干燥處理可以由接近頭106a來執(zhí)行。在這個實施例中，可以在晶片108的頂面108a上方移動接近頭106a，以使得可以沿晶片表面108a移動彎液面。彎液面向晶片表面上施加流體，并從晶片表面上去除流體，從而同時清洗和干燥晶片。在這個實施例中，源入口306向晶片表面108a施加DIW流314，源入口302向晶片表面108a施加IPA流310，并且源出口312從晶片表面108a上去除流體。應該理解，在這個實施例中以及在此所述的接近頭106a的其它實施例中，可以與圖6E中所示的源入口302和306以及源出口304相結合地使用附加數(shù)量和類型的源入口和源出口。此外，在這個實施例以及其它接近頭的實施例中，通過控制到晶片表面108a上的流體的流量并且通過控制所施加的負壓，可以以任何適當?shù)姆绞教幚砗涂刂茝澮好?。例如，在一個實施例中，通過增大DIW流314和/或減小負壓312，可以使通過源出口304的流出物為從晶片表面108a上去除的幾乎全部DIW和流體。在另一實施例中，通過減小DIW流314和/或增大負壓312，可以使通過源出口304的流出物基本上為DIW和空氣的混合物以及從晶片表面108a上去除的流體。
圖6F表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的另一源入口和出口排列方式，其中可以利用附加源入口307來輸入附加流體。除了包括在源出口304的相對側與源入口306相鄰的附加源入口307以外，圖6F所示的入口和出口的排列方式是參照圖6D進一步詳細描述的排列方式。在這種實施例中，可以通過源入口306輸入DIW，同時可以通過源入口307來輸入不同的溶液，例如清洗液。因此，可以利用清洗液流315來增強晶片108的清洗，同時基本上同時對晶片108的頂面108a進行干燥。
圖7A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的執(zhí)行干燥操作的接近頭106。在一個實施例中，該接近頭106在非常接近晶片108的頂面108a時移動，以執(zhí)行清洗和/或干燥操作。應該理解，還可以利用接近頭106來處理(例如清洗、干燥等)晶片108的底面108b。在一個實施例中，晶片108轉動，以使接近頭106沿著頭移動方向以直線方式移動，同時從頂面108a上去除流體。通過經(jīng)源入口302施加IPA 310、經(jīng)源出口304施加負壓、并經(jīng)源入口306施加去離子水314，可以產(chǎn)生如參照圖6所述的彎液面116。
圖7B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106的一部分的俯視圖。在一個實施例的俯視圖中，從左到右為一組源入口302、一組源出口304、一組源入口306、一組源出口304和一組源入口302。因此，當將IPA和DIW輸入到接近頭106和晶片108之間的區(qū)域中時，負壓將該IPA和DIW與可能留在晶片108上的任何流體膜一起去除。在此所述的源入口302、源入口306和源出口304還可以具有任何適當類型的幾何結構，例如圓形開口、方形開口等。在一個實施例中，源入口302和306以及源出口304具有圓形開口。
圖7C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的執(zhí)行干燥操作的接近頭106，該接近頭具有傾斜的源入口302’。應該理解，在此所述的源入口302’和306以及(這些)源出口304均可以以任何適當?shù)姆绞絻A斜，以優(yōu)化晶片清洗和/或干燥處理。在一個實施例中，使向晶片108上輸入IPA蒸汽的傾斜源入口302’朝向源入口306傾斜，以使IPA蒸汽流包含彎液面116。
圖7D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的執(zhí)行干燥操作的接近頭106，該接近頭具有傾斜的源入口302’和傾斜的源出口304’。應該理解，在此所述的源入口302’和306以及(這些)傾斜的源出口304’可以以任何適當?shù)姆绞絻A斜，以優(yōu)化晶片清洗和/或干燥處理。
在一個實施例中，使向晶片108上輸入IPA蒸汽的傾斜源入口302’朝向源入口306傾斜角度θ500，以使IPA蒸汽流包含彎液面116。在一個實施例中，傾斜源出口304’可以朝向彎液面116傾斜角度θ502。應該理解，角度θ500和角度θ502可以是能夠優(yōu)化彎液面116的處理和控制的任何適當角度。在一個實施例中，角度θ500大于0度且小于90度，而角度θ502大于0度且小于90度。在一優(yōu)選實施例中，角度θ500為大約15度，并且在另一優(yōu)選實施例中，角度θ500為大約15度?？梢匀魏芜m當?shù)姆绞秸{整角度θ500和角度θ502來優(yōu)化彎液面處理。在一個實施例中，角度θ500和角度θ502可以相同，而在另一實施例中，角度θ500和角度θ502可以不同。通過使(這些)傾斜源入口302’傾斜和/或使(這些)傾斜源出口304’傾斜，可以更加明確地確定彎液面的邊界，并因此對正在處理的表面的干燥和/或清洗進行控制。
圖8A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于雙晶片表面清洗和干燥系統(tǒng)中的接近頭106a和106b的側視圖。在這個實施例中，通過利用源入口302和306來分別輸入IPA和DIW，同時使用源出口304提供負壓，可產(chǎn)生彎液面116。此外，在源入口306對于源入口302的相對側，可以存在源出口304，以去除DIW并保持彎液面116完整。如上所述，在一個實施例中，可以分別將源入口302和306用于IPA入流310和DIW入流314，同時可以利用源出口304來施加負壓312。應該理解，可以采用源入口302、源出口304和源入口306的任何適當結構。例如，接近頭106a和106b可以具有如上面參照圖7A和7B所述結構的源入口和源出口的結構。此外，在更多的實施例中，接近頭106a和106b可以具有如下將參照圖9到圖15所示的結構。通過使彎液面116移入和移出表面，可以使與彎液面116相接觸的任何表面變得干燥。
圖8B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雙晶片表面清洗和干燥系統(tǒng)中的接近頭106a和106b。在這個實施例中，接近頭106a處理晶片108的頂面108a，而接近頭106b處理晶片108的底面108b。通過分別由源入口302和306輸入IPA和DIW，并且通過使用來自源出口304的負壓，可以在接近頭106a和晶片108之間以及接近頭106b與晶片108之間形成彎液面116。接近頭106a和106b可以在晶片表面上的濕區(qū)域上移動，并且因此使得彎液面116可以在晶片表面上的濕區(qū)域上移動，以使整個晶片108干燥。
圖9A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理窗538-1。在一個實施例中，該處理窗538-1可以包括多個源入口302和306以及多個源出口304。處理窗538-1是位于接近頭106(或者在此所述的任何其它接近頭)上的一個區(qū)域，該區(qū)域可以產(chǎn)生并控制彎液面116。因此，處理窗538-1可以是干燥和/或清洗晶片的區(qū)域(如果希望以這種方式使用接近頭106)。在一個實施例中，處理窗538-1具有大致矩形的形狀。應該理解，處理窗538-1的尺寸(或在此所述的任何其它適當?shù)奶幚泶?可以為任何適當?shù)拈L度和寬度(如俯視圖所示)。
圖9B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的大致圓形的處理窗538-2。在一個實施例中，處理窗538-2可以包括多個源入口302和306以及多個源出口304。處理窗538-2是位于接近頭106(或者在此所述的任何其它接近頭)上的一個區(qū)域，該區(qū)域可以產(chǎn)生并控制彎液面116。因此，處理窗538-2可以是干燥和/或清洗晶片的區(qū)域(如果希望以這種方式使用接近頭106)。在一個實施例中，處理窗538-2具有大致圓形的形狀。
圖9C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理窗538-3。在一個實施例中，處理窗538-3可以包括多個源入口302和306以及多個源出口304。處理窗538-3是位于接近頭106(或者在此所述的任何其它接近頭)上的一個區(qū)域，該區(qū)域可以產(chǎn)生并控制彎液面116。因此，處理窗538-3可以是干燥和/或清洗晶片的區(qū)域(如果希望以這種方式使用接近頭106)。在一個實施例中，處理窗538-3具有大致橢圓形的形狀。
圖9D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理窗538-4。在一個實施例中，處理窗538-4可以包括多個源入口302和306以及多個源出口304。處理窗538-4是位于接近頭106(或者在此所述的任何其它接近頭)上的一個區(qū)域，該區(qū)域可以產(chǎn)生并控制彎液面116。因此，處理窗538-4可以是干燥和/或清洗晶片的區(qū)域(如果希望以這種方式使用接近頭106)。在一個實施例中，處理窗538-4具有大致正方形的形狀。
圖10A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有多個源入口302和306以及多個源出口304的示例性處理窗538-1。在一個實施例中，在例如晶片干燥操作過程中，處理窗538-1在操作過程中可以沿方向546橫跨晶片移動。在這種實施例中，接近頭106可以在前緣區(qū)域548上遇到晶片表面上的流體。該前緣區(qū)域是接近頭106的一個區(qū)域，在干燥處理中，該區(qū)域首先遇到流體。相反地，后緣區(qū)域560是接近頭106與所處理的區(qū)域最后相遇的區(qū)域。當接近頭106a和包含在接近頭106a中的處理窗538-1沿方向546跨越晶片移動時，晶片表面的濕區(qū)域經(jīng)過前緣區(qū)域548進入處理窗538-1。然后在通過由處理窗538-1產(chǎn)生并可控地保持和管理的彎液面對晶片表面的濕區(qū)域進行了處理之后，該濕區(qū)域變得干燥并且晶片(或基板)的干燥區(qū)域經(jīng)過接近頭106的后緣區(qū)域560離開處理窗538-1。如參照圖9A到9D所述，處理窗538-1可以具有任何適當?shù)男螤睿?，矩形、正方形、圓形、橢圓形、半圓形等等。
圖10B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106的處理區(qū)域540、542和544。在一個實施例中，處理區(qū)域540、542和544(由虛線表示的區(qū)域)構成如參照圖10A所述的處理窗。應該理解，這些處理區(qū)域540、542和544可以具有任何適當?shù)某叽绾?或形狀，例如圓形、環(huán)形、半圓形、正方形、半正方形、自由形狀等等，只要可以產(chǎn)生能夠以有效的方式向表面上施加并去除流體的穩(wěn)定并且可控的流體彎液面即可。在一個實施例中，處理區(qū)域540包括多個源入口302，處理區(qū)域542(也稱為負壓環(huán))包括多個源出口304，并且處理區(qū)域544包括多個源入口306。在一優(yōu)選實施例中，區(qū)域542使用源出口304的環(huán)(例如，負壓環(huán))圍繞(或基本上圍繞)區(qū)域544。區(qū)域540基本上圍繞區(qū)域544，但具有開口541，其中在處理窗538-1的前緣側沒有源入口302。
因此，在操作過程中，接近頭106通過在處理窗538(如圖10A所示)中的區(qū)域540、542和544中施加IPA、DIW和負壓來產(chǎn)生流體彎液面。在一示例性干燥操作過程中，當接近頭106在晶片表面上方移動時，經(jīng)過區(qū)域542中的開口541移動并與處理窗538內的彎液面116相接觸的晶片表面變得干燥。實現(xiàn)干燥的原因是因為在晶片表面與彎液面116接觸的那部分上的流體隨著彎液面在該表面上的移動而被去除。因此，晶片的濕表面可以經(jīng)過區(qū)域540中的開口541進入處理窗538，并通過與流體彎液面接觸來進行干燥處理。
應該理解，雖然在這個實施例中示出了多個源入口302、多個源入口306和多個源出口304，但是也可以采用其它實施例，其中可以采用任何適當數(shù)量的源入口302、源入口306和源出口304，只要該多個源入口302、源入口306和源出口304的結構和數(shù)量可以產(chǎn)生能夠使基板表面干燥的穩(wěn)定、可控的流體彎液面即可。應當理解，任何適當類型的基板(例如半導體晶片)都可以通過在此所述的設備和方法進行處理。
圖11到圖14表示接近頭106的示例性實施例。應該理解，所述的接近頭106的不同實施例中的任何一個都可以用作為以上參照圖2A到5H所述的接近頭106a和106b之一或二者。如下面的示例性附圖所示，接近頭可以具有能夠實現(xiàn)如圖6到10中所述的流體去除處理的任何適當?shù)慕Y構或大小。因此，可以在任何適當?shù)木逑春透稍锵到y(tǒng)(例如如參照圖2A到2D所述的系統(tǒng)100及其變型)中采用在此所述的接近頭中的任何一個、某些或全部。此外，該接近頭還可以具有任何適當數(shù)量或形狀的源出口304以及源入口302和306。應該理解，在俯視圖中所示的接近頭的側面是與晶片非常接近以執(zhí)行晶片處理的側面。在圖11到圖14中所述的所有接近頭都是歧管，它們能夠在處理窗中使用如上參照圖2到10所述的IPA-負壓-DIW排列方式或其變形。下面參照圖11到圖14所述的接近頭106的實施例全都具有如上參照圖9A到10B所述的處理窗538以及區(qū)域540、542和544的實施例。此外，根據(jù)從源入口302和306以及源出口304輸入和輸出的流體，可以將在此所述的接近頭用于清洗或干燥操作。此外，在此所述的接近頭可以具有多個入口管線和多個出口管線，它們能夠控制通過出口和入口的流體和/或蒸汽和/或氣體的相對流速。應該理解，每一組源入口和源出口都可以具有獨立的流量控制。
應該理解，源入口和源出口的尺寸以及位置是可以變化的，只要所產(chǎn)生的彎液面穩(wěn)定即可。在一個實施例中，源入口302、源出口304和源入口306的開口尺寸的直徑在大約0.02英寸和大約0.25英寸之間。在一優(yōu)選實施例中，源入口306和源出口304的開口尺寸為大約0.06英寸，而源入口302的開口尺寸為大約0.03英寸。
在一個實施例中，除了源出口304之外，源入口302和306的間隔為大約0.03英寸和大約0.5英寸。在一優(yōu)選實施例中，源入口306彼此間隔開0.125英寸，而源出口304間隔開0.125英寸，源入口302間隔開大約0.06英寸。
另外，接近頭在結構上并不必須是“頭”，而是可以具有任何適當?shù)慕Y構、形狀和/或尺寸，例如歧管、圓盤、條狀、正方形、橢圓形盤、管狀、平板等，只要源入口302和306以及源出口304可以被構造為使得能夠產(chǎn)生受控的、穩(wěn)定的、可處理的流體彎液面即可。在一優(yōu)選實施例中，接近頭可以是參照圖10A到14C所述的歧管類型。根據(jù)所需的應用，接近頭的尺寸可改變?yōu)槿魏芜m當?shù)某叽?。在一個實施例中，接近頭的長度(根據(jù)表示處理窗的俯視圖)可以在1.0英寸到大約18.0英寸之間，并且寬度(根據(jù)表示處理窗的俯視圖)可以在大約0.5到大約6.0英寸之間。而且此時可以對接近頭進行優(yōu)化，以處理任何適當尺寸的晶片，例如200mm晶片、300mm晶片等。這些接近頭的處理窗可以以任何適當?shù)姆绞皆O置，只要這種結構可以產(chǎn)生受控的、穩(wěn)定并且可處理的流體彎液面即可。
圖11A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-1的俯視圖，該接近頭106-1具有大致矩形的形狀。在這個實施例中，接近頭106-1包括三個源入口302，在一個實施例中，這些源入口302向晶片108的表面施加IPA。
在這個實施例中，源入口302能夠向晶片表面區(qū)域施加IPA，源入口306能夠向晶片表面區(qū)域施加DIW，而源出口304能夠向非常接近晶片108表面的區(qū)域施加負壓。通過施加負壓，可以去除可能留在晶片表面上的IPA、DIW以及任何其它類型的流體。
接近頭106-1還包括端口342a、342b和342c，在一個實施例中，這些端口分別與源入口302、源出口304和源入口306相對應。通過經(jīng)端口342a、342b和342c輸入或去除流體，可以通過源入口302、源出口304和源入口306輸入或輸出流體。雖然在該示例性實施例中端口342a、342b和342c與源入口302、源出口304和源入口306相對應，但是應該理解，根據(jù)所需的結構，這些端口342a、342b和342c可以從任何適當?shù)脑慈肟诨蛟闯隹谔峁┗蛉コ黧w。源入口302和306與源出口304的結構，使得可以在接近頭106-1與晶片108之間形成彎液面116。彎液面116的形狀可以根據(jù)接近頭106-1的結構和尺寸而有所不同。
應該理解，對于在此所述的任一接近頭，端口342a、342b和342c可以具有任何適當?shù)呐帕蟹绞胶统叽?，只要可以由源入?02、源出口304和源入口306產(chǎn)生和保持穩(wěn)定的彎液面即可。在此所述的端口342a、342b和342c的實施方式可以應用于在此所述的任一接近頭。在一個實施例中，端口342a、342b和342c的端口尺寸可以為直徑在大約0.03英寸到大約0.25英寸之間。在一優(yōu)選實施例中，該端口尺寸為直徑在大約0.06英寸到0.18英寸。在一個實施例中，這些端口之間的距離在大約0.125英寸到大約1英寸的間隔之間。在一優(yōu)選實施例中，這些端口之間的距離在大約0.25英寸到大約0.37英寸的間隔之間。
圖11B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-1的側視圖。接近頭106-1包括端口342a、342b和342c。在一個實施例中，端口342a、342b和342c分別對源入口302、源出口304和源入口306進行輸入。應當理解，這些端口可以具有任何適當?shù)臄?shù)量、尺寸或形狀，只要可以利用源入口302和306以及源出口304來產(chǎn)生、保持和處理彎液面116即可。
圖11C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-1的后視圖。在一個實施例中，該接近頭106-1的后視圖與接近頭106-1的前緣548相對應。應該理解，該接近頭106-1實質上是示例性的，并且可以具有任何適當?shù)某叽?，只要源入?02和306以及源出口304被構造為能夠以在此所述的方式對晶片108進行清洗和/或干燥即可。在一個實施例中，接近頭106-1包括輸入端口342c，該輸入端口342c可以為至少某些源入口302a輸入流體，這些源入口302a與圖11C中所示的輸入端口342c平行。
圖12A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-2，該接近頭106-2具有部分矩形和部分圓形的形狀。在這個實施例中，該接近頭106-2包括一行源入口306，該行源入口306在兩側與多行源出口304相鄰。該多行源出口304中的一行與兩行源入口302相鄰。多行源出口304與上述各行垂直并位于上述各行的端部。
圖12B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有部分矩形和部分圓形形狀的接近頭106-2的側視圖。在一個實施例中，接近頭106-2包括位于接近頭106-2側的端口342a、342b和342c。可以利用這些端口342a、342b和342c來通過源入口302和306以及源出口304輸入和/或輸出流體。在一個實施例中，端口342a、342b和342c分別與源入口302、源出口304和源入口306相對應。
圖12C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有部分矩形和部分圓形形狀的接近頭106-2的后視圖。由該后視圖所示的后側為接近頭106-2的方形端部。
圖13A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的矩形接近頭106-3。在一個實施例中，該接近頭106-3包括源入口302和306以及源出口304’的結構，這與參照圖11A所述的接近頭106-1相似。該矩形接近頭106-3包括源出口304’，其直徑大于源出口304的直徑。在這里所述的任何一個接近頭中，源入口302和306以及源出口304的直徑都可以改變，以對彎液面的產(chǎn)生、保持和處理進行優(yōu)化。在這個實施例中，源入口302能夠向晶片表面區(qū)域施加IPA，源入口306能夠向晶片表面區(qū)域施加DIW，而源出口304’能夠向非常接近晶片108表面的區(qū)域施加負壓。通過施加負壓，可以去除可能留在晶片表面上的IPA、DIW以及任何其它類型的流體。
接近頭106-3還包括端口342a、342b和342c，在一個實施例中，這些端口分別與源入口302、源出口304和源入口306相對應。通過經(jīng)端口342a、342b和342c輸入或去除流體，可以通過源入口302、源出口304和源入口306輸入或輸出流體。雖然在這個示例性實施例中端口342a、342b和342c與源入口302、源出口304和源入口306相對應，但是應該理解，根據(jù)所需的結構，這些端口342a、342b和342c可以從任何適當?shù)脑慈肟诨蛟闯隹谔峁┗蛉コ黧w。源入口302和306與源出口304的結構，使得可以在接近頭106-3與晶片108之間形成彎液面116。彎液面116的形狀可根據(jù)接近頭106-3的結構和尺寸而有所不同。
應該理解，對于在此所述的任一接近頭，端口342a、342b和342c可以具有任何適當?shù)呐帕蟹绞胶统叽纾灰梢杂稍慈肟?02、源出口304和源入口306產(chǎn)生和保持穩(wěn)定的彎液面即可。與接近頭106-1相關描述的端口342a、342b和342c的實施方式可以應用于參照其它附圖所述的任一接近頭。在一個實施例中，端口342a、342b和342c的端口尺寸可以為直徑在大約0.03英寸到大約0.25英寸之間。在一優(yōu)選實施例中，該端口尺寸為直徑在大約0.06英寸到0.18英寸。在一個實施例中，這些端口之間的距離在大約0.125英寸到大約1英寸的間隔之間。在一優(yōu)選實施例中，這些端口之間的距離在大約0.25英寸到約0.37英寸的間隔之間。
圖13B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-3的后視圖。在一個實施例中，該接近頭106-3的后視圖與接近頭106-3的前緣548相對應。應該理解，接近頭106-3實質上是示例性的，并且可以具有任何適當?shù)某叽?，只要源入?02和306以及源出口304被構造為能夠以在此所述的方式對晶片108進行清洗和/或干燥即可。在一個實施例中，接近頭106-3包括輸入端口342c，該輸入端口342c可以為至少某些源入口302a輸入流體，這些源入口302a與圖13A中所示的輸入端口342c平行。
圖13C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-3的側視圖。接近頭106-3包括端口342a、342b和342c。在一個實施例中，端口342a、342b和342c分別為源入口302、源出口304和源入口306進行輸入。應當理解，這些端口可以具有任何適當?shù)臄?shù)量、尺寸或形狀，只要可以利用源入口302和306以及源出口304來產(chǎn)生、保持和處理彎液面116即可。
圖14A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的矩形接近頭106-4。在一個實施例中，該接近頭106-4包括源入口302和306以及源出口304’的結構，這與參照圖13A所述的接近頭106-3相似。該矩形接近頭106-4包括源出口304’，其直徑大于源出口304的直徑。在這里所述的任一接近頭中，源入口302和306以及源出口304的直徑都可以改變，以對彎液面的產(chǎn)生、保持和處理進行優(yōu)化。在一個實施例中，與參照圖13A所述的結構相比，源出口304’更接近于源入口302。通過這種類型的結構，可以形成較小的彎液面。由源入口302、306和源出口304’(或者還有參照圖11A所述的源出口304)跨越的區(qū)域可以具有任何適當?shù)某叽绾?或形狀。在一個實施例中，處理窗可以在大約0.03到大約9.0平方英寸之間。在一優(yōu)選實施例中，該處理窗可以為大約0.75英寸。因此，通過調整該實施例中的區(qū)域，源入口302能夠向晶片表面區(qū)域施加IPA，源入口306能夠向晶片表面區(qū)域施加DIW，而源出口304能夠向非常接近晶片108表面的區(qū)域施加負壓。通過施加該負壓，可以去除可能留在晶片表面上的IPA、DIW以及任何其它類型的流體。
接近頭106-3還包括端口342a、342b和342c，在一個實施例中，這些端口分別與源入口302、源出口304和源入口306相對應。通過經(jīng)端口342a、342b和342c輸入或去除流體，可以通過源入口302、源出口304和源入口306輸入或輸出流體。雖然在該示例性實施例中，端口342a、342b和342c與源入口302、源出口304和源入口306相對應，但是應該理解，根據(jù)所需的結構，這些端口342a、342b和342c可以從任何適當?shù)脑慈肟诨蛟闯隹谔峁┗蛉コ黧w。源入口302和306與源出口304的結構，使得可以通過處理窗在接近頭106-1與晶片108之間形成彎液面116。彎液面116的形狀可以與處理窗的形狀相對應，并且因此彎液面116的尺寸和形狀可以根據(jù)源入口302和306的區(qū)域以及源出口304的區(qū)域的結構和尺寸而有所不同。
圖14B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的矩形接近頭106-4的后視圖。在一個實施例中，該接近頭106-4的后視圖與接近頭106-4的前緣548相對應。應該理解，接近頭106-4實質上是示例性的，并且可以具有任何適當?shù)某叽?，只要源入?02和306以及源出口304被構造為能夠以在此所述的方式對晶片108進行清洗和/或干燥即可。在一個實施例中，接近頭106-4包括輸入端口342c，該輸入端口342c可以為至少某些源入口302a輸入流體，這些源入口302a與圖13A中所示的輸入端口342c平行。
圖14C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的矩形接近頭106-4的側視圖。接近頭106-4包括端口342a、342b和342c。在一個實施例中，端口342a、342b和342c分別對源入口302、源出口304和源入口306進行輸入。應當理解，這些端口可以具有任何適當?shù)臄?shù)量、尺寸或形狀，只要可以利用源入口302和306以及源出口304來產(chǎn)生、保持和處理彎液面116即可。
圖15A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的操作過程中的接近頭106。應該理解，DIW和IPA的流速、負壓的大小以及所處理的晶片的旋轉/移動都可以以任何適當?shù)姆绞竭M行改變，以提供最優(yōu)的流體彎液面的可控能力和處理性，來實現(xiàn)增強的晶片處理。在一個示例性實施例中，接近頭106采用參照圖2A所述的結構。如參照圖15A到15F所示，該晶片是透明材料，所以可以在不同流速、負壓率和晶片轉速下，看到流體彎液面的動態(tài)特性。可以根據(jù)干燥期間所遇到的情況來改變DIW和IPA以及負壓的流速和晶片的轉速。在圖15A中，彎液面是通過輸入DIW和負壓來形成的，而沒有輸入任何IPA流。在沒有IPA流的情況下，彎液面具有不平直(uneven)的邊界。在這個實施例中，晶片的轉速為零，而DIW流速為500毫升/分鐘。
圖15B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的如圖15A中所示的接近頭106，該接近頭具有IPA輸入。在這個實施例中，DIW流速為500毫升/分鐘，而IPA流速為12毫升/分鐘，同時晶片的轉速為零。如圖15B所示，使用IPA流使得彎液面的邊界更加平直。因此，該流體彎液面更加穩(wěn)定和可控。
圖15C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的如圖15B中所示的接近頭106，其中將IPA流速增加到24毫升/分鐘。轉速保持為零，并且DIW的流速為500毫升/分鐘。當IPA流速過高時，流體彎液面發(fā)生變形，并且可控性減低。
圖15D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106，其中示出了在晶片旋轉的情況下的流體彎液面。在這個實施例中，晶片的轉速為10轉每分鐘，DIW的流速為500毫升/分鐘，而IPA的流速為12SCFH。負壓的大小為大約30in Hg@80 PSIG。當晶片轉動時，與表示相同DIW和IPA流速但晶片不轉動的圖15C相比，由于增加了晶片動力，而使得流體彎液面的穩(wěn)定性下降。圖15E表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106，其中示出了在晶片的轉速高于圖15D所示轉速的情況下的流體彎液面。在這個實施例中，晶片的轉速為15轉每分鐘。DIW的流速為500毫升/分鐘，而IPA的流速為12SCFH。負壓的大小為大約30in Hg@80PSIG。當晶片旋轉得較快時，與參照圖15D所述的流體彎液面相比，由于作為比較增加了晶片動力，使得流體彎液面具有更加不平直的邊界。
圖15F表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106，其中與圖15D的IPA流量相比，增大了IPA流量。在這個實施例中，諸如DIW流速、晶片轉速和負壓大小的變量與參照圖15D所述的情況相同。在這個實施例中，IPA流速增加到24SCFH。隨著IPA流速的增大，IPA沿邊界保持流體彎液面，以產(chǎn)生高可控性和可處理性的流體彎液面。因此，即使在晶片旋轉的情況下，流體彎液面看起來也是穩(wěn)定的，具有一致的邊界，該邊界基本上與具有多個源入口302的區(qū)域和具有多個源出口304的區(qū)域相對應。因此，在處理窗內部形成了穩(wěn)定且高可控性、可處理性和易于操作的流體彎液面，使得在一示例性的干燥處理過程中，去除了接近頭106在晶片表面上可能遇到的流體，從而快速且有效地使晶片表面干燥。
圖16A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的清洗/干燥系統(tǒng)602的俯視圖。應該理解，在此所述的干燥系統(tǒng)100(例如，清洗系統(tǒng)100-1、100-2、100-3、100-4和100-5)中的實施例中的任何一個都具有在圖2A到15F中所描述的接近頭106的實施例中的任何一個，并且可以與其它晶片處理技術結合使用，以形成集成系統(tǒng)，例如以下圖16A到20中所述的那些系統(tǒng)。在一個實施例中，可以將清洗和干燥系統(tǒng)100結合到由LamResearch of Fremont，California生產(chǎn)的2300刷箱組件(Brush BoxAssembly)中。
在一個實施例中，清洗/干燥系統(tǒng)602是具有刷芯604和噴霧歧管606的以上參照圖5G和5H所述的清洗和干燥系統(tǒng)100-5。在這種實施例中，當清洗和干燥系統(tǒng)100之一與不同的晶片處理系統(tǒng)結合使用時，該清洗和干燥系統(tǒng)(或其中的組件)也可稱為晶片干燥插件。應當理解，其中的刷子可以由任何適當?shù)牟牧现瞥桑摬牧峡梢杂行У厍鍧嵒?，例如聚乙烯?PVA)、橡膠、氨基甲酸乙酯等。在一個實施例中，可以在刷芯604上應用諸如聚乙烯醇(PVA)刷的刷子。刷芯604可具有任何適當?shù)乃⑿窘Y構，例如本領域中公知的那些刷芯結構。因此，在諸如蝕刻、拋光等晶片工藝之后，當刷芯604旋轉時，可以將刷芯604上的刷子應用于晶片102，以清潔晶片的表面。
在一個實施例中，在使用刷子對晶片102進行清潔之后，不必將晶片102從該清洗/干燥系統(tǒng)602(也稱為清洗/干燥模塊)中取出來進行干燥。因此，在晶片清洗之后，可以如以上參照圖2A到15C所述的方式對晶片102進行干燥處理。通過這種方式，可以通過在一個模塊中進行兩個晶片處理操作來節(jié)省時間，并且減少了產(chǎn)生污染的機會，因為不必將晶片102拿到不同的模塊中進行清洗。
圖16B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的清洗/干燥系統(tǒng)602的另選視圖。該清洗/干燥系統(tǒng)602可以是以下參照圖17到21進行說明的各種晶片處理系統(tǒng)中的(多個)模塊(例如，群集工具)。通過使清洗系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)存在于一個模塊中，可以節(jié)省空間，并且可以使晶片處理系統(tǒng)較小并且更加緊湊，同時保持基本相同的功能。
圖17表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有前置框架組件705的晶片處理系統(tǒng)700，其中該前置框架組件705具有干燥模塊704。該干燥模塊704可以是系統(tǒng)100、100-1、100-2、100-3、100-4、100-5及其任何適當?shù)淖冃沃械娜魏我环N。應該理解，任何適當數(shù)量(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個等)的干燥模塊704可以與前置框架組件705相連，以構成具有不同級別的晶片處理能力的晶片處理系統(tǒng)700。還應當理解，任何其它類型的晶片處理工具可以與前置框架組件705相連，例如，拋光工具/模塊、蝕刻工具/模塊、清洗工具/模塊等。
在一個實施例中，晶片處理系統(tǒng)700包括6個干燥模塊704，并且還具有可以將晶片輸入到這些干燥模塊704中以及從這些干燥模塊704中取出晶片的機械手712。該機械手712還可以構成為將晶片輸入到前端加載器710中以及從前端加載器710中取出晶片。應當理解，可以采用任何適當數(shù)量和類型的機械手712以及任何適當數(shù)量和類型的前端加載器710。在一個實施例中，前端加載器710可以容納裝滿了需要由晶片處理系統(tǒng)700進行處理的晶片的晶片盒。
圖18表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)800，其具有多個晶片處理工具。在一個實施例中，該晶片處理系統(tǒng)800包括蝕刻模塊722、干燥模塊704、前端加載器710以及位于框架組件720上的機械手712。該晶片處理系統(tǒng)700與晶片處理系統(tǒng)800可以具有任何適當數(shù)量和任何適當類型的模塊/工具，例如CMP模塊、兆頻超聲波處理模塊、清洗模塊和蝕刻模塊。因此，在一個實施例中，諸如具有不同基板/晶片處理模塊的晶片處理系統(tǒng)800的設備可以稱為群集體系結構系統(tǒng)。在一個實施例中，當在此所述的干燥系統(tǒng)與其它模塊集成在一起以形成群集體系結構系統(tǒng)時，該干燥系統(tǒng)可以是集成干燥系統(tǒng)。在一另選實施例中，晶片處理系統(tǒng)800可以具有蝕刻模塊722、干燥模塊704和清洗模塊。在一個實施例中，晶片處理系統(tǒng)700可以包括3個蝕刻模塊722和6個干燥模塊704。當進行多晶片處理時，這可以稱為群集處理。還應該理解，任何或全部干燥模塊704可以由包含清洗/干燥系統(tǒng)602的模塊代替，以在在同一個模塊中實現(xiàn)清洗和干燥。
圖19表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的沒有蝕刻模塊722的晶片處理系統(tǒng)800’。在一個實施例中，該晶片處理系統(tǒng)800’具有包含多個干燥模塊704的框架720。該晶片處理系統(tǒng)800’可包含任何適當數(shù)量的干燥模塊704。在一個實施例中，該晶片處理系統(tǒng)800’包括8個干燥模塊704。所示的晶片102是通過使用前端加載器710加載到晶片處理系統(tǒng)800’中的。機械手712可以從該前端加載器710中抓取晶片，并將晶片102加載到多個干燥模塊704中的任何一個中。在這個實施例中，去除了以上參照圖18所述的蝕刻模塊722，以產(chǎn)生空間來添加更多的干燥模塊704。此外，這些干燥模塊704可以包括參照圖16A詳細描述的清洗和干燥系統(tǒng)602。通過這種方式，可以在一個模塊中實現(xiàn)干燥和清洗。
圖20表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)800”，其包括干燥模塊704和清洗模塊850。在一個實施例中，該晶片處理系統(tǒng)800可包括獨立的清洗模塊，例如清洗模塊850。應該理解，可以在晶片處理系統(tǒng)800”中使用任何適當數(shù)量和/或類型的清洗設備，例如刷箱(或晶片沖洗擦單元)、兆頻超聲波清洗裝置等。在一個實施例中，清洗模塊850可以是刷箱。該刷箱可以是能夠有效清洗晶片的任何適當類型的刷箱，例如本領域中公知的那些刷箱。
在另一實施例中，晶片處理系統(tǒng)800”可具有清洗模塊850，該清洗模塊為兆頻超聲波模塊。在另一實施例中，除了清洗之外，該兆頻超聲波模塊還可以執(zhí)行其它類型的處理?？梢圆捎萌魏芜m當?shù)恼最l超聲波處理裝置作為兆頻超聲波模塊，例如，在美國專利申請No.10/259,023，“MEGASONIC SUBSTRATE PROCESSING MODULE”中所述的那些兆頻超聲波處理裝置。在此通過引用并入前述專利申請。因此，通過使各種不同類型的模塊或晶片處理裝置互連，可以構成能夠采用多晶片處理方法的晶片處理系統(tǒng)。
圖21表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)900的方框圖。在一個實施例中，該系統(tǒng)900包括清洗系統(tǒng)902、化學機械拋光(CMP)系統(tǒng)904、兆頻超聲波系統(tǒng)906以及具有淀積系統(tǒng)的蝕刻系統(tǒng)908。該系統(tǒng)900還包括能夠向系統(tǒng)902、904、906、908和910傳送基板以及從這些系統(tǒng)取回基板的機器人系統(tǒng)912。因此，該系統(tǒng)900可以包括所有主要的晶片處理工具。應當理解，系統(tǒng)900可以包括系統(tǒng)902、904、906、908和910中的一個、一些或全部。還應該理解，系統(tǒng)900可以包含任何適當數(shù)量的系統(tǒng)902、904、906、908和910以及本領域公知的其它類型的晶片處理系統(tǒng)中的任何一種。因此，系統(tǒng)900在根據(jù)制造商和用戶的需求的晶片處理能力方面具有很大的靈活性。
清洗系統(tǒng)902可以是任何適當?shù)那逑聪到y(tǒng)，例如(多個)刷箱、(多個)旋轉沖洗和干燥(SRD)設備等。在系統(tǒng)900中可以采用任何適當類型的刷箱或SRD設備。CMP系統(tǒng)904可以為任何適當類型的CMP設備，例如那些利用工作臺、一個或多個帶等的設備。兆頻超聲波系統(tǒng)可以為以上參照兆頻超聲波處理裝置(參照圖20進行了詳細說明)進行了說明的兆頻超聲波系統(tǒng)。蝕刻系統(tǒng)908可以是任何類型的基板蝕刻裝置，例如包括能夠通過加載鎖獲取晶片的機械手，并且在任何數(shù)量的處理模塊(其中可以進行蝕刻)中對晶片進行處理的蝕刻裝置。淀積系統(tǒng)可以可選擇地與該蝕刻系統(tǒng)908一起使用。
干燥系統(tǒng)910可以是在此所述的任何干燥系統(tǒng)，其利用了以上參照圖2A到14C描述的接近頭106的不同實施例中的任何一個。因此，該干燥系統(tǒng)可以是系統(tǒng)100、100-1、100-2、100-3、100-4或它們的任何變形。因此，系統(tǒng)900可以以任何適當?shù)姆绞綄?02進行處理，并且可以通過使用本發(fā)明的干燥系統(tǒng)910以高效且高成本效率的方式對晶片102進行干燥。因此，干燥系統(tǒng)910可以降低晶片的制造成本并提高晶片的合格率。
圖22A到25B表示下述的示例性實施例，其中可以通過晶片的移動和/或至少一個接近頭的移動由該至少一個接近頭對垂直取向的晶片進行處理，可以從上到下垂直地對晶片表面進行處理。應該理解，在此所述的晶片處理可以包括清洗、干燥、沖洗等。垂直處理晶片可以在晶片處理過程中增強對彎液面的控制并減少晶片表面上的隨機流體運動。因此，通過使用由(這些)接近頭(也稱為歧管)進行的垂直晶片處理，可以以高效的方式實現(xiàn)諸如清洗、沖洗和/或干燥的晶片處理。應該理解，接近頭/歧管可以具有任何適當?shù)慕Y構或尺寸，只要該接近頭/歧管結構與在此所述的方法和設備相容即可。在一優(yōu)選實施例中，為了實現(xiàn)處理的一致性，彎液面在晶片表面上的駐留時間在整個晶片上都是一致的。因此，可以對掃描方向和速度進行控制，以在整個晶片上對彎液面區(qū)域均勻地進行掃描。
圖22A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的開始進行晶片處理操作的接近頭106a，其中對晶片108進行垂直掃描。在一個實施例中，晶片108以垂直的方式進行定向，以使晶片108的上部108c呈現(xiàn)給接近頭106a以進行掃描。在這種定向中，所處理的晶片表面基本上與接近頭106a的處理窗538平行。應該理解，可以將晶片108夾持在適當?shù)奈恢?，或者根?jù)晶片處理系統(tǒng)的結構移動。在一個實施例中，如參照圖23A進一步詳細說明的那樣，將晶片108夾持在適當?shù)奈恢?，并且接近頭從上向下移動以進行掃描運動，其中晶片108的上部108c在晶片108的下部108d之前被掃描。在這種實施例中，沿基本垂直的方向對晶片108進行定位。因此，晶片108相對于y軸的位置可以是任何適當?shù)慕嵌?，只要晶?08的上部108c沿y軸的位置高于晶片108的下部108d即可。在一優(yōu)選實施例中，將晶片108定位為沿y軸垂直。因此，在這種實施例中，接近頭106a可以以向下的方式垂直移動，并從上到下對晶片的表面進行處理。
在另一實施例中，接近頭106a可以保持靜止，而晶片108可以移動，來以垂直的方式對晶片的表面進行處理，其中，晶片108的上部108c在晶片108的下部108d之前被掃描。應該理解，可以使用任何適當?shù)难b置或設備來垂直移動接近頭106a，以對晶片108的表面進行掃描。在一個實施例中，可以將接近頭106a安裝在臂上，然后將該臂安裝在機械裝置上，以根據(jù)垂直的方式移動該接近頭106a。在另一實施例中，可以將接近頭106a直接安裝在機械裝置或設備上，該機械裝置或設備可以幫助接近頭106a移動到接近晶片108的表面，并將接近頭106a從晶片108的上部108c移動到晶片108的下部108d。
還應該理解，可以與接近頭106a一起使用接近頭106b(在圖22A中未示出，而在圖22F和22G中作為示例性實施例示出)，以在晶片108的兩側處理兩個晶片表面。因此，可以使用接近頭106a和106b，其中一個接近頭可以處理晶片108的一個側面，而另一接近頭可以處理晶片108的另一側面。接近頭106a和106b可以是在此所述的任何適當?shù)慕咏^。在一優(yōu)選實施例中，可以將兩個接近頭106a和106b定位為使得處理窗彼此相對。然后可以將這兩個接近頭的處理窗定位為彼此非常接近。在這種實施例中，處理窗之間的間隔應當足夠大，以大于晶片108的厚度。因此，當在兩個處理窗之間形成了彎液面時，接近頭106a和106b可以從晶片108的上方向下移動。應該理解，接近頭106a和106b(或在此所述的任何其它接近頭)可以距離晶片108任何適當?shù)木嚯x，只要能夠在所處理的表面上形成穩(wěn)定可控的彎液面即可。在一個實施例中，接近頭106a和106b距離各自所處理的表面大約0.1mm到大約3mm。在另一實施例中，接近頭106a和106b距離各自所處理的表面大約1mm到大約2mm，并且在一優(yōu)選實施例中，接近頭106a和106b距離各自所處理的表面大約1.5mm。當接近頭106a和106b向下移動時，彎液面可以與晶片108的上緣相接觸，并且一個處理窗與晶片的一個表面形成彎液面，而另一處理窗與晶片108的另一表面形成彎液面。
還應該理解，可以通過最初在晶片上產(chǎn)生彎液面，而不是將彎液面從上部108a上方移動到晶片108上來開始晶片處理操作(其中接近頭106a和106b開始工作)。
圖22B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接著圖22A繼續(xù)進行的晶片處理，其中接近頭106a已開始掃描晶片108。在一個實施例中，將晶片108的頂面沿基本垂直的取向進行定位，以使得沿水平軸觀察時，可以看到晶片108的頂面。當接近頭106a與晶片非常接近時，在接近頭106a的處理窗538與所處理的晶片表面之間形成彎液面116。在一個實施例中，接近頭106a被構造用來對晶片108進行干燥。在這種實施例中，處理窗538巧妙地控制并處理彎液面116，以便在彎液面116從晶片108的上部108c向晶片108的下部108d移動時，進行干燥處理。因此，在進行干燥處理時，晶片108的干燥部分將沿從上到下的方向變大。已在上文中對彎液面的產(chǎn)生進行了詳細說明。
通過沿從上到下的垂直方向對晶片108進行處理，可以通過限制作用在彎液面116上的力，來對彎液面116進行最優(yōu)控制。在該垂直方向上，在形成受控且可處理的彎液面時，僅需要考慮由重力施加的垂直力。此外，通過從垂直定向的晶片108的上部108c開始以向下的方式掃描接近頭106，可以以最優(yōu)的方式使晶片108的已干燥區(qū)域保持干燥。其原因是還沒有進行處理的晶片108的濕區(qū)域中的流體或水分不能克服重力向上移動到已干燥區(qū)域中。
圖22C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接著圖22B繼續(xù)進行的晶片處理操作。在圖22C中，接近頭106已經(jīng)幾乎處于晶片108的上部108c和下部108d之間的中間位置。
圖22D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接著圖22C繼續(xù)進行的晶片處理操作。在圖22D中，接近頭106a已經(jīng)幾乎完成晶片表面的掃描。在一個實施例中，當接近頭106a和106b正在處理晶片108的各個側面時，由于各個側面上的彎液面116的一部分完成了處理并且不再與晶片108相接觸，所以晶片的兩個側面上的彎液面相接觸并變成一個彎液面。
圖22E表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接著圖22D繼續(xù)進行的晶片處理操作。如圖22E所示，接近頭106a(如果采用了雙接近頭裝置，則還有106b)已經(jīng)完成了對晶片108的處理。
圖22F表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的位于垂直定位的晶片108的上部上方的接近頭106a和106b的側視圖。在一個實施例中，接近頭106a和106b可以形成如上所述的彎液面116。接近頭106a和106b可以基本上一起向下移動，以如參照圖22G詳細說明的那樣對晶片進行處理。
圖22G表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在晶片108的雙表面處理過程中的接近頭106a和106b的側視圖。在一個實施例中，接近頭106a和106b從晶片108上方向下移動。當彎液面116與晶片108接觸時，接近頭106a與晶片108形成彎液面116a，并且接近頭106b與晶片108形成彎液面116b。因此，接近頭106a可以處理晶片108的一個側面，而接近頭106b可以處理該晶片的另一側面。如上所述，應當理解，可以使接近頭106a和106b向下移動，或者使晶片108向上移動，或者使接近頭106a和106b向下移動的同時使晶片108向上移動。因此，可以利用任何適當?shù)倪\動進行晶片108的掃描，只要使接近頭106a和106b相對于晶片108向下移動即可。通過使用這種相對的向下掃描運動，可以從晶片108的上部108c到晶片108的下部108b進行干燥處理。
雖然圖22A到22G示出了接近頭106a從晶片108的邊緣之外跨越晶片直徑移動以離開晶片108的邊緣，但是也可以采用其它的實施方式，其中接近頭106a懸浮在晶片108的上方，位于晶片108的上緣附近，并朝向晶片108的表面移動。一旦與晶片表面非常接近，就形成彎液面，并且使彎液面沿晶片108的直徑向下掃描。在另一實施例中，接近頭可以僅處理晶片表面的一部分。
圖23A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，其中晶片保持靜止。在一個實施例中，通過支架600將晶片108保持在適當?shù)奈恢?。應該理解，該支?00可以是能夠夾持晶片108并且還能夠通過接近頭106對晶片表面進行掃描的任何適當類型的裝置或設備，例如邊緣夾具、具有邊緣附件的接頭等。在該實施例中，可以通過接近頭承載架602夾持并移動接近頭106。應該理解，接近頭承載架602可以是任何適當類型的設備或裝置，其可以從晶片108的上方移動接近頭106并以向下的方式掃描接近頭106，同時將接近頭106保持為非常接近晶片表面。在一個實施例中，除了晶片是垂直定向以外，接近頭承載架602與圖2A中所示的接近頭承載架組件相似，并且該接近頭承載架被構造為以垂直方式從上到下移動。
圖23B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，其中可以將接近頭承載架602’保持在適當?shù)奈恢没蛘呤蛊湟苿印Ｔ谝粋€實施例中，可以通過邊緣夾具604夾持晶片108并使其向上移動。通過這種向上運動，可以通過接近頭106以相對向下的方式對晶片108進行掃描，其中接近頭106在晶片的上部開始對晶片108的表面進行掃描并向下移動。在一個實施例中，可以使接近頭承載架602’保持靜止，并通過使晶片向上移動同時進行掃描，來實現(xiàn)相對向下掃描。在另一實施例中，可以使晶片108向上移動，并且可以使接近頭承載架602’向下移動。因此，可以根據(jù)晶片支架運動和接近頭承載架運動的多種不同的變化中的一種來實現(xiàn)相對向下掃描。
在如圖23B的下部中所示的優(yōu)選實施例中，在接近頭106已對晶片108的大部分進行了掃描并且到達邊緣夾具604之后，支架600(例如參照圖23A所述的)可以夾住晶片108并使其向上移動，以完成晶片處理。一旦支架600夾在晶片108上，則邊緣夾具604可以釋放晶片108。然后將另一晶片移動到通過接近頭106進行晶片處理的位置。
圖23C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，其中接近頭延伸大約晶片108的半徑長度。在一個實施例中，該晶片處理系統(tǒng)可以利用能夠產(chǎn)生彎液面(其可以覆蓋至少晶片108的半徑)的接近頭。在這種實施例中，該接近頭106可以從晶片108的上部108c到下部108d對晶片表面進行掃描。在另一實施例中，可以采用兩個接近頭106，其中由一個接近頭106處理晶片表面的一個半圓，而由另一個接近頭106處理晶片表面的另一個半圓。
圖23D表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶片處理系統(tǒng)，其中接近頭106垂直運動并且晶片108旋轉。在一個實施例中，接近頭106以如參照圖23C所述的方式運動，而同時晶片108通過使用參照附圖所述的輥102a、102b和102c來沿方向112轉動。
圖24A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-5，該接近頭可以用于對晶片進行垂直掃描。在一個實施例中，該接近頭106-5至少與晶片108的直徑一樣長，以使該接近頭106-5可以產(chǎn)生跨越至少晶片的直徑的彎液面。在另一實施例中，接近頭106-5具有足夠的長度，以使得由該接近頭106-5產(chǎn)生的彎液面能夠跨越晶片的直徑延伸，以便包括圍繞在去除區(qū)域(exclusion region)內的晶片表面區(qū)域。因此，通過使用接近頭106-5，可以在一次行程中掃描整個晶片表面。接近頭106-5包括源入口302和306以及源出口304。在一個實施例中，存在具有直線形狀的多個源入口306，這些源入口306由形成為矩形形狀的多個源出口304圍繞。兩條源入口302與該多個源出口304相鄰。在一個實施例中，源入口302和306以及源出口304可以構成處理窗(其中可以形成彎液面)。還應該理解，接近頭106-5以及在此所述的其它接近頭都可以在尺寸上進行變化，以具有不同尺寸和結構的處理窗。通過改變處理窗的結構，可以改變彎液面的尺寸、形狀和功能。在一個實施例中，接近頭的尺寸范圍、源入口302和306以及源出口304的尺寸、端口342a、342b和342c(如圖24B和24C所示)的尺寸如以上參照圖11-14所述。因此，接近頭106-5可以根據(jù)所需的應用而具有任何適當?shù)某叽绾徒Y構。
例如，如果期望使用一個接近頭來在一次進程中掃描整個200mm晶片，則該接近頭106-5必須具有產(chǎn)生長度為至少200mm的彎液面的處理窗。如果不希望處理200mm的去除區(qū)域，則彎液面的長度可以小于200mm。在另一個例子中，如果期望使用一個接近頭來在一次進程中掃描整個300mm晶片，則該接近頭106-5必須具有產(chǎn)生長度為至少300mm的彎液面的處理窗。如果不希望處理300mm的去除區(qū)域，則彎液面的長度可以小于300mm。在另一實施例中，如果期望使用一個接近頭來在一次行程中處理晶片的半圓，則處理窗可以具有能夠產(chǎn)生長度為至少晶片半徑的彎液面的尺寸。因此，可根據(jù)所需的應用來改變歧管、處理窗和彎液面的尺寸。
圖24B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-5的側視圖。在這個實施例中，接近頭106-5還包括端口342a、342b和342c，在一個實施例中，這些端口分別與源入口302、源出口304和源入口306相對應。通過經(jīng)端口342a、342b和342c輸入或去除流體，可以通過源入口302、源出口304和源入口306輸入或輸出流體。雖然在該示例性實施例中，端口342a、342b和342c與源入口302、源出口304和源入口306相對應，但是應該理解，根據(jù)所需的結構，這些端口342a、342b和342c可以從任何適當?shù)脑慈肟诨蛟闯隹谔峁┗蛉コ黧w。源入口302和306以及源出口304的結構，使得可以在接近頭106-5與晶片108之間形成彎液面116。彎液面116的形狀可以根據(jù)接近頭106-5的結構和尺寸而有所不同。如圖24B所示，可以將端口342c和源入口306構造為使IPA的輸入相對于晶片表面傾斜。如以上參照圖7C和7D所述，通過使用傾斜的源入口306，可以對彎液面進行有效的處理，以使得能夠以最優(yōu)的方式控制和保持彎液面的形狀。在一個實施例中，源入口306可以在源出口304的方向上成傾斜大約0度到大約90度之間的角度，其中角度90將指向晶片，而角度0將向內指向源出口304。在一優(yōu)選實施例中，源入口306傾斜大約15度。應當理解，源入口302和源出口304可以任何適當?shù)慕嵌葍A斜，這可以對穩(wěn)定的流體彎液面的產(chǎn)生、控制和處理進行優(yōu)化。
圖24C表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接近頭106-5的正等軸測視圖。圖24C中所示的接近頭106-5的視圖表示與處理窗相對的后側，其包括連接孔580和對準孔582。連接孔580可以用于將接近頭106-5安裝到接近頭承載架上。對準孔可以用于根據(jù)所需的應用與歧管對準。接近頭106-5還包括位于接近頭106-5的與該接近頭106-5的前緣相對的一側上的端口342a、342b和342c。應該理解，端口342a、342b和342c以及連接孔580和對準孔582的結構和位置可以是獨立應用的，并且因此可以具有任何適當?shù)慕Y構和位置，只要根據(jù)在此所述的內容可以處理彎液面即可。
圖25A表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多處理窗接近頭106-6。該接近頭106-6包括兩個處理窗538-1和538-2。在一個實施例中，處理窗538-2可以使用清洗液代替DIW來清洗晶片。處理窗538-2可以使用任何適當結構的源入口和源出口，這些源入口和源出口可以向晶片施加任何適當類型的清洗液。在一個實施例中，處理窗538-2可以僅包括施加清洗液的源入口。在另一實施例中，處理窗538-2可以包括在此所述的其它結構和功能的源入口和源出口。
然后處理窗538-1可以對晶片進行干燥處理。處理窗538-1可以使用與在此所述的用于對晶片表面進行干燥處理的結構和功能一致的任何適當結構和功能的源入口和源出口。因此，通過使用多個處理窗，可以通過一個接近頭來實現(xiàn)諸如清洗和干燥的多種功能。在另一實施例中，使用多個接近頭來處理晶片，而不是一個接近頭上具有多個處理窗，在這種情況下，例如，根據(jù)在此所述的設備和方法，一個接近頭可以清洗晶片，而另一個接近頭可以干燥晶片。
圖25B表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多處理窗接近頭106-7，該接近頭具有三個處理窗。應該理解，根據(jù)希望由接近頭106-7實現(xiàn)的處理的數(shù)量和類型，接近頭106-7可以包括任何適當數(shù)量的處理窗。在一個實施例中，接近頭106-7包括處理窗538-1、538-2和538-3。在一個實施例中，這些處理窗538-1、538-2和538-3分別為清洗、沖洗/干燥以及干燥處理窗。在一個實施例中，處理窗538-1可以形成由DIW構成的彎液面，以沖洗晶片表面。處理窗538-2可以產(chǎn)生清洗液彎液面，以清洗晶片表面。處理窗538-1和538-2包括至少一個源入口306，以向晶片表面施加流體。在一個實施例中，處理窗538-1和538-2可以可選擇地包括源入口302和源出口304，以產(chǎn)生穩(wěn)定且可控的流體彎液面。處理窗538-3可以產(chǎn)生流體彎液面116，以干燥晶片。應該理解，因為流體彎液面是由DIW構成的，所以處理窗538-3同時沖洗和干燥了晶片表面。因此，在接近頭106-7中可以包括不同類型的處理窗。如以上參照圖25A所述，可以使用多個接近頭，而不是在一個接近頭中具有多個處理窗，在這種情況下，一個或多個接近頭可以用于不同的目的，例如清洗、沖洗、干燥等。
盡管以多個優(yōu)選實施例的方式對本發(fā)明進行了說明，但是應該理解，本領域的技術人員在閱讀前述說明書并研究附圖的基礎上，將實現(xiàn)本發(fā)明的各種變化、添加、置換和等同物。因此本發(fā)明旨在涵蓋落入本發(fā)明的主旨和范圍內的所有這些變化、添加、置換和等同物。
權利要求
1.一種基板制備系統(tǒng)，其包括頭，具有頭表面，該頭表面被構造為在操作時接近所述基板的表面；至少一個第一管道，用于通過所述頭向所述基板的所述表面提供第一流體；至少一個第二管道，用于通過所述頭向所述基板的所述表面提供第二流體，所述第二流體與所述第一流體不同；以及至少一個第三管道，用于從所述基板的所述表面上去除所述第一流體和所述第二流體中的每一個，所述至少一個第三管道被定位為基本上圍繞所述至少一個第一管道，其中所述至少一個第一管道、所述至少一個第二管道和所述至少一個第三管道被構造為在操作時基本上同時動作；其中所述至少一個第二管道被定位為基本上圍繞所述至少一個第三管道的至少一部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的基板制備系統(tǒng)，其中所述基板沿指定的運動廓線移動，以使所述頭橫向經(jīng)過所述基板的所述表面。
3.一種處理基板的方法，其包括向所述基板的表面上的第一區(qū)域上施加第一流體；向所述基板的所述表面上的第二區(qū)域上施加第二流體；以及從所述基板的所述表面上去除所述第一流體和所述第二流體，所述去除是從第三區(qū)域開始的，所述第三區(qū)域基本上圍繞所述第一區(qū)域；其中所述第二區(qū)域基本上圍繞所述第三區(qū)域的至少一部分，并且所述施加和所述去除形成了受控的流體彎液面。
4.根據(jù)權利要求3所述的處理基板的方法，還包括使所述受控的彎液面在所述基板的整個表面上進行掃描。
5.根據(jù)權利要求3所述的處理基板的方法，其中所述第一流體是DIW和清洗液中的一種。
6.根據(jù)權利要求3所述的處理基板的方法，其中所述第二流體是異丙醇(IPA)蒸汽、氮、有機化合物、己醇、乙二醇-乙醚和可與水混合的化合物中的一種。
7.根據(jù)權利要求3所述的處理基板的方法，其中去除所述第一流體和所述第二流體包括在非常接近所述基板的所述表面施加負壓。
8.根據(jù)權利要求3所述的處理基板的方法，其中所述彎液面可以延伸到所述基板的直徑長度。
9.一種基板制備系統(tǒng)，其包括歧管，其具有一表面，所述表面被構造為在操作時接近所述基板的表面；至少一個第一源入口，用于通過所述歧管向所述基板的所述表面提供第一流體；至少一個第二源入口，用于通過所述歧管向所述基板的所述表面提供第二流體，所述第二流體與所述第一流體不同；以及至少一個源出口，用于從所述基板的所述表面上去除所述第一流體和所述第二流體中的每一個，所述至少一個源出口被定位為基本上圍繞所述至少一個第一源入口，并且所述至少一個第一源入口、所述至少一個第二源入口和所述至少一個源出口被構造為在操作時基本上同時動作；其中所述至少一個第二源入口圍繞所述至少一個源出口的至少后緣側。
10.一種在制備晶片表面時使用的頭，其包括所述頭的第一表面，所述第一表面能夠被設置得非常接近所述晶片表面；所述頭上的第一管道區(qū)，所述第一管道區(qū)被限定用來向所述晶片表面提供第一流體，所述第一管道區(qū)被限定在所述頭的中央部分；所述頭上的第二管道區(qū)，所述第二管道區(qū)被構造為圍繞所述第一管道區(qū)；以及所述頭上的第三管道區(qū)，所述第三管道區(qū)被限定用來向所述晶片表面提供第二流體，所述第三管道區(qū)限定所述第一管道區(qū)和所述第二管道區(qū)的半封閉界限；其中第二管道區(qū)使得能夠去除所述第一流體和所述第二流體，并且所述第一流體和所述第二流體的所述提供與由所述頭的所述第三管道區(qū)進行的所述去除一起限定了可控彎液面，所述可控彎液面在操作時被限定在所述頭與所述晶片表面之間，并且所述頭接近所述晶片表面。
11.根據(jù)權利要求10所述的在制備晶片表面時使用的頭，其中在所述半封閉界限中存在一開口。
12.根據(jù)權利要求10所述的在制備晶片表面時使用的頭，其中所述晶片表面能夠由所述頭進行掃描，在這種情況下，所述半封閉界限的所述開口引導掃描的方向。
13.一種用于處理晶片的群集體系結構系統(tǒng)，其包括集成干燥系統(tǒng)，所述集成干燥系統(tǒng)包括至少一個接近頭，用于干燥基板；以及處理模塊，與所述集成干燥系統(tǒng)相連，所述處理模塊選自化學機械拋光模塊、兆頻超聲波處理模塊、清洗模塊以及蝕刻模塊中的一個或更多個。
14.根據(jù)權利要求13所述的用于處理晶片的群集體系結構系統(tǒng)，其中所述清洗模塊是刷箱以及旋轉沖洗和干燥(SRD)模塊之一。
15.根據(jù)權利要求13所述的用于處理晶片的群集體系結構系統(tǒng)，還包括前端加載器，用于將所述基板加載到所述清洗模塊、所述兆頻超聲波處理模塊、所述CMP模塊、所述蝕刻模塊和所述集成干燥系統(tǒng)之一中。
16.根據(jù)權利要求15所述的用于處理晶片的群集體系結構系統(tǒng)，其中一機械手將晶片從所述前端加載器加載到所述清洗模塊、所述兆頻超聲波處理模塊、所述CMP模塊、所述蝕刻模塊和所述集成干燥系統(tǒng)之一中。
17.根據(jù)權利要求16所述的用于處理晶片的群集體系結構系統(tǒng)，其中所述機械手在所述蝕刻模塊、所述清洗模塊、所述CMP模塊、所述兆頻超聲波處理模塊和所述集成干燥系統(tǒng)之間傳送所述基板。
18.根據(jù)權利要求13所述的用于處理晶片的群集體系結構系統(tǒng)，其中所述集成干燥系統(tǒng)包括，接近頭承載架組件，被構造用來掃描所述基板，所述接近頭承載架組件包括，第一接近頭，設置在基板上方；第二接近頭，設置在所述基板下方；上臂，與所述第一接近頭相連，所述上臂被構造為使得所述第一接近頭可以移動到所述基板上方非常接近所述基板的位置，以開始基板制備；以及下臂，與所述第二接近頭相連，所述下臂被構造為使得所述第二接近頭可以移動到所述基板下方非常接近所述基板的位置，以開始基板制備。
19.根據(jù)權利要求18所述的用于處理晶片的群集體系結構系統(tǒng)，其中所述接近頭包括，所述頭的第一表面，所述第一表面能夠設置得非常接近所述晶片表面；所述頭上的第一管道區(qū)，所述第一管道區(qū)被限定用來向所述晶片表面提供第一流體，所述第一管道區(qū)被限定在所述頭的中央部分；所述頭上的第二管道區(qū)，所述第二管道區(qū)被構造為圍繞所述第一管道區(qū)；以及所述頭上的第三管道區(qū)，所述第三管道區(qū)被限定用來向所述晶片表面提供第二流體，所述第三管道區(qū)限定所述第一管道區(qū)和所述第二管道區(qū)的半封閉界限；其中第二管道區(qū)使得能夠去除所述第一流體和所述第二流體，并且所述第一流體和所述第二流體的所述提供與由所述頭的所述第三管道區(qū)進行的所述去除一起限定了可控彎液面，所述可控彎液面在操作時被限定在所述頭與所述晶片表面之間，并且所述頭接近所述晶片表面。
20.一種處理基板的方法，所述基板基本上垂直定向，該方法包括在所述垂直定向的基板的表面上產(chǎn)生流體彎液面；以及在所述垂直定向的基板的整個表面上移動所述流體彎液面，以處理所述基板的表面。
21.根據(jù)權利要求20所述的處理基板的方法，其中產(chǎn)生所述流體彎液面的步驟包括，將第一流體施加到所述基板的所述表面的第一區(qū)域上；將第二流體施加到所述基板的所述表面的第二區(qū)域上；以及從所述基板的所述表面上去除所述第一流體和所述第二流體，所述去除是從第三區(qū)域開始的，所述第三區(qū)域基本上圍繞所述第一區(qū)域；其中所述第二區(qū)域基本上圍繞所述第三區(qū)域的至少一部分，并且所述施加和所述去除形成所述流體彎液面。
22.根據(jù)權利要求20所述的處理基板的方法，其中所述第一流體是DIW和清洗液中的一種。
23.根據(jù)權利要求21所述的處理基板的方法，其中所述第二流體是異丙醇(IPA)蒸汽、氮、有機化合物、己醇、乙二醇-乙醚和可與水混合的化合物中的一種。
24.根據(jù)權利要求21所述的處理基板的方法，其中去除所述第一流體和所述第二流體的步驟包括非常接近所述基板的所述表面施加負壓。
25.根據(jù)權利要求20所述的處理基板的方法，其中所述彎液面可以延伸到至少所述基板的直徑長度，并且從所述基板的上部區(qū)域移動到所述基板的下部區(qū)域。
26.根據(jù)權利要求20所述的處理基板的方法，其中對所述基板的所述表面進行的所述處理包括干燥、沖洗和清洗操作中的至少一種。
27.根據(jù)權利要求20所述的處理基板的方法，其中產(chǎn)生所述彎液面的步驟包括，在所述基板的所述表面上的第一區(qū)域提供第一流體；使用負壓區(qū)域圍繞所述第一區(qū)域；使用所施加表面張力減小的流體區(qū)域半封閉所述負壓區(qū)域，所述半封閉限定了一開口，所述開口導向所述負壓區(qū)域。
28.根據(jù)權利要求20所述的處理基板的方法，還包括在所述垂直定向的基板的另一表面上產(chǎn)生另一流體彎液面；以及在所述垂直定向的基板的整個所述另一表面上移動所述另一流體彎液面，以處理所述基板的所述另一表面。
29.一種在基板處理操作中使用的基板制備設備，其包括臂，能夠在所述基板的第一邊緣與所述基板的第二邊緣之間垂直移動；以及頭，與所述臂聯(lián)接，所述頭能夠在所述基板的表面上形成流體彎液面，并且能夠在所述基板的整個表面上方移動。
30.根據(jù)權利要求29所述的基板制備設備，其中所述頭包括，至少一個第一源入口，用于通過所述頭向所述基板的所述表面提供第一流體；至少一個第二源入口，用于通過所述頭向所述基板的所述表面提供第二流體，所述第二流體與所述第一流體不同；以及至少一個源出口，用于從所述基板的所述表面去除所述第一流體和所述第二流體中的每一個，所述至少一個源出口被定位為基本上圍繞所述至少一個第一源入口，并且所述至少一個第一源入口、所述至少一個第二源入口和所述至少一個源出口被構造為在操作時基本上同時動作；其中所述至少一個第二源入口圍繞所述至少一個源出口的至少后緣側。
31.根據(jù)權利要求29所述的基板制備設備，其中所述臂被構造為使所述頭向下移動所述基板的直徑的距離。
32.根據(jù)權利要求29所述的基板制備設備，其中所述頭延伸至少所述基板的直徑長度。
33.一種在制備晶片表面時使用的歧管，其包括第一處理窗，位于所述歧管的第一部分中，所述第一處理窗被構造用來在所述晶片表面上產(chǎn)生第一流體彎液面；以及第二處理窗，位于所述歧管的第二部分中，所述第二處理窗被構造用來在所述晶片表面上產(chǎn)生第二流體彎液面。
34.根據(jù)權利要求33所述的在制備晶片表面時使用的歧管，其中所述第一流體彎液面清洗所述晶片表面，而所述第二流體彎液面清洗并干燥所述晶片表面。
全文摘要
提供了一種用于處理晶片的設備和方法。該系統(tǒng)和方法被設計用來利用彎液面對晶片的表面進行處理。該彎液面是受控的，并且能夠在晶片的整個表面上移動，以使得能夠進行清洗、沖洗、化學處理和干燥處理?？梢允褂枚喾N結構來定義該設備，以使得能夠利用彎液面對晶片表面進行特定的處理，并且這些結構可以包括使用接近頭。
文檔編號H01L21/00GK1685472SQ03823355
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權日2002年9月30日
發(fā)明者卡爾·武德, 詹姆士·P·加西亞, 約翰·的拉芮奧, 麥克·拉夫金, 佛瑞德·C·瑞德克, 阿夫辛·尼克宏 申請人:拉姆研究公司