處理至少一個(gè)載體的方法以及處理設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]各個(gè)實(shí)施例大體涉及一種用于處理至少一個(gè)載體的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，通過(guò)半導(dǎo)體技術(shù)處理的載體(例如，晶片)可以被粒子、灰塵、或者附著在載體的表面處(例如，主要在晶片的處理表面處)的其他沉積物污染。因此，在處理期間以及/或者在處理之后，可以使用至少一種處理工具，以便濕法清潔(wet cleaning)并且隨后干燥載體。常規(guī)地，可以使用去離子水來(lái)清洗載體以及從載體的至少一個(gè)表面去除沉積物。在這點(diǎn)上，可以使用醇類(lèi)(alcohol)蒸汽(例如，二甲基甲醇-也稱(chēng)為異丙醇、丙二醇、或者IPA)、或者呈氣體、蒸汽、氣霧(aerosol)形式的另一有機(jī)化合物，以便干燥載體而不會(huì)生成干燥殘留物(例如，可以在干燥處理期間從載體完全去除去離子水)。常規(guī)地，可以對(duì)載體進(jìn)行醇類(lèi)蒸汽處理(例如，可以使醇類(lèi)蒸汽吹過(guò)載體的濕表面)，或者可以將載體從去離子水拉出，同時(shí)可以通過(guò)設(shè)置在水之上的醇類(lèi)蒸汽在水表面上形成醇類(lèi)表面層。通過(guò)使用清潔液，例如水(例如，去離子水)，醇類(lèi)可以允許對(duì)載體進(jìn)行清潔并且利用所謂的馬朗戈尼(Marangoni)效應(yīng)(吉布斯馬朗戈尼(Gibbs-Marangoni)效應(yīng))來(lái)有效地留下干燥的晶體表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，一種方法可以包括:用第一液體來(lái)填充腔室和耦接(couple)至腔室的管道(tube)，該管道從腔室向上延伸；將第二液體的部分引入到在管道中的第一液體中；以及從腔室至少部分地去除第一液體以將管道的內(nèi)容物排空到腔室中，從而在腔室中的第一液體上通過(guò)引入的第二液體提供連續(xù)表面層。
【附圖說(shuō)明】
[0004]在附圖中，貫穿這些不同的視圖，類(lèi)似的附圖標(biāo)記一般表示相同的部分。附圖并不一定是按比例繪出而成，相反重點(diǎn)一般放在圖示本發(fā)明的原理上。在以下說(shuō)明中，參考以下附圖對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述，其中:
[0005]圖1A和圖1B分別示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的處理設(shè)備的示意圖；
[0006]圖2A至圖2E分別示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的在操作期間的各個(gè)步驟中的處理設(shè)備;
[0007]圖3示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的處理設(shè)備的示意圖；
[0008]圖4A至圖4D分別示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的在操作期間的各個(gè)步驟中的處理設(shè)備;
[0009]圖5示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于處理載體的方法的示意性流程圖；
[0010]圖6A至圖6G分別示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的在操作期間的各個(gè)步驟中的處理設(shè)備;
[0011]圖6H示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的處理設(shè)備的示意性管道和閥門(mén)布局；
[0012]圖7A至圖7G分別示出了在根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的操作期間的各個(gè)步驟中的處理設(shè)備；以及
[0013]圖7H示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的處理設(shè)備的示意性管道和閥門(mén)布局。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下詳細(xì)說(shuō)明參考了通過(guò)圖示的方式示出了具體細(xì)節(jié)和可以實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)應(yīng)附圖。
[0015]在本文中使用的詞語(yǔ)“示例性”指“充當(dāng)示例、實(shí)例或者圖示”。在本文中描述為“示例性”的任何實(shí)施例或者設(shè)計(jì)不一定要解釋為比其他實(shí)施例或者設(shè)計(jì)更加優(yōu)選或者有利。
[0016]針對(duì)形成“在”側(cè)或者表面“之上”的沉積材料所使用的詞語(yǔ)“在...之上”在本文中可以用于指沉積材料可以“直接”形成在暗指的側(cè)或者表面“上”，例如，與暗指的側(cè)或者表面直接接觸。針對(duì)形成“在”側(cè)或者表面“之上”的沉積材料所使用的詞語(yǔ)“在…之上”在本文中可以用于指沉積的材料可以“間接”形成在暗指的側(cè)或者表面“上”，其中一個(gè)或者多個(gè)附加層布置在暗指的側(cè)或者表面與沉積材料之間。
[0017]—般而言，可以應(yīng)用各種不同的處理來(lái)清潔載體的一個(gè)或者多個(gè)表面(例如，晶片的、玻璃載體的、板的、或者在載體上的涂層的表面)。例如，半導(dǎo)體處理可以包括光刻處理和圖案化處理(例如，蝕刻，例如，濕法蝕刻)，其都需要清潔處理，例如漂洗(例如，用去離子水或者水基試劑，例如，用酸或者堿)以及/或者干燥?？梢詧?zhí)行干燥，以從載體的表面去除水或者水基試劑而不會(huì)留下水印，并且具有最小可能的表面污染或者例如具有比如通過(guò)用于指定技術(shù)的相應(yīng)規(guī)范所限定的預(yù)定表面污染限制更低的表面污染。進(jìn)一步地，干燥處理可以例如被包括在用于在晶片上或者在另一合適的襯底或者載體上制造集成電路(例如，芯片或者微芯片)和/或電子電路的半導(dǎo)體處理中。
[0018]典型的干燥處理(例如，在濕法清潔處理之后)可以包括例如IPA蒸汽干燥機(jī)、氣霧干燥機(jī)、或者馬朗戈尼干燥機(jī)(也稱(chēng)為表面張力梯度干燥機(jī)、STG干燥機(jī)、或者梯度干燥機(jī))的使用的示例。最常用的干燥方案可以普遍具有IPA的一種汽化，例如在蒸汽干燥機(jī)中的IPA熱蒸發(fā)，例如在馬朗戈尼干燥機(jī)中或者在氣霧干燥機(jī)中提供的氣霧，該氣霧由氣霧器、兆音波振蕩器或者超聲波振蕩器、或者由文丘里噴嘴生成。
[0019]然而，載體的有效干燥可以通過(guò)利用馬朗戈尼效應(yīng)來(lái)獲得。馬朗戈尼干燥可以包括:在附著至襯底的水的薄膜的彎月面附近，引入(通常通過(guò)蒸發(fā)以及/或者蒸汽的擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn))表面張力減小有機(jī)化合物(例如，醇類(lèi)諸如IPA)，其中可以將襯底拉出水中。由于表面張力梯度的影響，水可以流動(dòng)離開(kāi)襯底，從而使得襯底表面保持無(wú)水。
[0020]通常使用的利用馬朗戈尼效應(yīng)的干燥處理(例如，被包括在濕法化學(xué)系統(tǒng)中)，可以基于IPA的蒸發(fā)、汽化、以及/或者原子化，以便在水表面上生成液體IPA層。因此，只有耗費(fèi)很大精力才可以控制該處理，例如，可能難以控制使用的IPA的量，這可以導(dǎo)致干燥質(zhì)量的波動(dòng)，從而，例如，不能滿足給定規(guī)范。進(jìn)一步，由于IPA的蒸發(fā)的影響，所以污染物(例如，金屬污染物)可以集中在剩余的液體IPA中，這是由于每個(gè)IPA生產(chǎn)都具有金屬污染的殘余。因此，常用的干燥處理可能要求使用昂貴的高質(zhì)量IPA(具有更少的殘余金屬污染)以及/或者增加的維護(hù)精力和成本。由于在常用的干法處理中需要蒸發(fā)IPA，所以可以排除使用不同醇類(lèi)的混合溶液的可能性，這是由于不同的醇類(lèi)可以具有不同的蒸發(fā)行為，這使得不可能精確地控制處理。例如，IPA的汽化可能不允許使用乙醇和/或甲醇與IPA的混合物。
[0021]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，可以提供一種處理設(shè)備和對(duì)應(yīng)的方法，其可以允許利用馬朗戈尼效應(yīng)來(lái)干燥晶片(或者任何其他類(lèi)型的載體)，而無(wú)需汽化在含有待干燥的晶片的第一液體之上形成表面張力減小表面層的第二液體。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，可以豎直地將晶片拉出水，從而使得水表面形成在該水表面處的彎月面，其中可以在水表面上提供表面張力減小有機(jī)化合物(例如，醇類(lèi)或者IPA)，而無(wú)需蒸發(fā)表面張力減小有機(jī)化合物。
[0022]說(shuō)明性地，此處圖示的方法和處理可以用于在第二液體之上提供第一液體的薄液體表面層，其中兩種液體可溶于彼此。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，表面張力減小有機(jī)化合物(例如，一種醇類(lèi)或者包括不同類(lèi)型的表面張力減小有機(jī)化合物的混合物(例如，不同類(lèi)型的醇類(lèi)))的薄液體表面層，可以設(shè)置在主液體之上，例如，在水或者水基液體之上。
[0023]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，此處可以提供一種處理設(shè)備，其中該處理設(shè)備可以允許在水表面之上形成IPA層(或者包括另外的醇類(lèi)或者醇類(lèi)混合物的層)，而無(wú)需蒸發(fā)IPA。從而，可以提供一種基于馬朗戈尼效應(yīng)的干燥處理，其可以包括更好地控制在干燥處理期間的正使用的IPA的量以及IPA層的形成。進(jìn)一步地，根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，由于IPA可能不轉(zhuǎn)換成氣相以便層形成，所以副作用諸如金屬的揮發(fā)析出可以近乎為零或者可以基本上不影響干燥處理。
[0024]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，可以通過(guò)將IPA引入到設(shè)置在管道(導(dǎo)管(pipe))中的水中并且緩慢地降低在管道中的水位(將管道的內(nèi)容物排出到腔室中)從而使得能夠在水之上精確地形成IPA表面層，來(lái)防止IPA和水的混合。
[0025]由于無(wú)濺射、原子化、或者蒸發(fā)可能進(jìn)行，所以除了 IPA(例如，乙醇、甲醇等)之外的其他醇類(lèi)可以用作覆蓋水的表面層。這可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體處理中(例如，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造中)的改進(jìn)。用除了 IPA之外的其他醇類(lèi)進(jìn)行的清潔，可以改進(jìn)例如在半導(dǎo)體處理期間柵極氧化物在晶片上的形成和/或形成在晶片上的柵極氧化物的性質(zhì)。
[0026]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，用于干燥晶片或者載體的處理設(shè)備，可以被包括在如在半導(dǎo)體處理中使用的濕法處理系統(tǒng)、濕法處理站、或者濕法處理臺(tái)系統(tǒng)中。濕法處理系統(tǒng)(wetprocess system)、濕法站(wet stat1n)和 / 或濕法臺(tái)系統(tǒng)(wet bench system)可以用于半導(dǎo)體處理中或者在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)和/或發(fā)光二極管(LED)的制造中。濕法處理系統(tǒng)、濕法站和/或濕法臺(tái)系統(tǒng)可以用于例如晶片的清潔(Si晶片或者GaAs晶片的清潔)、蝕刻(例如，Κ0Η蝕刻)、太陽(yáng)能電池載體的清潔、多晶硅的厚塊(chunk)、條(bar)和塊(ingot)的清潔、以及用于清潔醫(yī)療和/或生物醫(yī)療零部件。
[0027]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，此處描述的用于處理至少一個(gè)載體的方法和設(shè)備，可以提供留在干燥的晶片或者載體上的低的金屬和顆粒污染，這可以防止或者至少減少例如在多晶硅表面上形成多晶塊。進(jìn)一步地，根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，此處描述的用于處理至少一個(gè)載體的方法和設(shè)備，可以不包括IPA的蒸餾(例如，如使用汽化器的情況)，這可以防止在IPA中金屬污染(例如，鐵污染)的濃縮。進(jìn)一步地，根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，此處描述的用于處理至少一個(gè)載體的方法和設(shè)備，可以防止在待干燥的晶片或者載體上形成水印，這種水印的形成通常是由常用的更加不穩(wěn)定的干燥處理而導(dǎo)致的。
[0028]進(jìn)一步地，可以減少用于有效地干燥晶片的載體所消耗的技術(shù)努力，包括比如功耗、氮?dú)夤?yīng)、和必要的技術(shù)設(shè)備等方面。進(jìn)一步地，如已經(jīng)描述的，所有類(lèi)型的醇類(lèi)和來(lái)自醇類(lèi)(例如，來(lái)自乙醇、甲醇和/或IPA)的混合物，都可以用于晶片干燥。
[0029]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，此處描述的用于處理至少一個(gè)載體的方法和設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)更好的IPA控制和對(duì)在IPA與水之間的邊界線(界面)的更好的(容易的并且精確的)控制。
[0030]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，此處描述的用于處理至少一個(gè)載體的方法和設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)IPA劑量(例如，在30ml步驟中)的更好的控制以及/或者對(duì)IPA消耗的更好的控制，這可以導(dǎo)致更少的水印并且改進(jìn)的狹槽干燥。可以將IPA消耗例如從用于在常用的馬朗戈尼干燥器中形成8mm的IPA層的超過(guò)500ml，減少到小于形成6mm的IPA層的大約400ml，而不犧牲干燥質(zhì)量。進(jìn)一步地，由于IPA層可以由流體形成，所以可以防止或者至少減少在干燥之后形成液滴。
[0031]然而，可以使用除了水之外的其他主液體來(lái)干燥晶片或者載體，例如包括例如HF和/或HCL的酸性溶液或者包括例如NaOH和/或KC1的堿性溶液。在這種情況下，可以將IPA液體層設(shè)置在主液體之上。
[0032]圖1A圖示了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的在示意性截面圖中的用于處理至少一個(gè)載體的處理設(shè)備100。在附圖中圖示的方向101可以是水平方面，并且方向105可以是豎直方向。
[0033]處理設(shè)備100可以包括腔室102，該腔室102用于將至少一個(gè)載體容納在腔室102的處理區(qū)域104p中。進(jìn)一步地，合并區(qū)域104m可以設(shè)置在處理區(qū)域104p之上。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，合并區(qū)域104m可以逐漸減小至比處理區(qū)域104p的水平延伸101p更小的水平延伸101m。說(shuō)明性地，腔室102可以配置為將合并區(qū)域104m設(shè)置在處理區(qū)域104p之上，其中合并區(qū)域104m可以提供與處理區(qū)域104p相比為小的容積。
[0034]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，處理區(qū)域104p的水平延伸101p可以由腔室102的內(nèi)部的形狀限定。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，腔室102或者腔室102的內(nèi)部可以具有圓柱形(或者柱狀)形狀，該形狀具有限定處理區(qū)域104p的橫向延伸的第一內(nèi)徑ΙΟΙρ。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，合并區(qū)域104m的水平延伸101m可以由腔室102的內(nèi)部的形狀限定。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，腔室102或者腔室102的內(nèi)部可以具有圓柱形(或者柱狀)形狀，該形狀具有限定合并區(qū)域104m的橫向延伸的第二內(nèi)徑101m。進(jìn)一步地，根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，腔室102可以配置為在處理區(qū)域104p與合并區(qū)域104m之間提供過(guò)渡區(qū)域104t。
[0035]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，腔室102可以包括本體102b，該本體102b提供處理區(qū)域104p以及可選地提供過(guò)渡區(qū)域104t的一部分。進(jìn)一步地，腔室102可以包括中空結(jié)構(gòu)102m(入口結(jié)構(gòu)102m)，該中空結(jié)構(gòu)102m提供合并區(qū)域104m以及可選地提供過(guò)渡區(qū)域104t的至少一部分。
[0036]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，處理區(qū)域104p的水平延伸ΙΟΙρ可以由腔室102的本體102b的內(nèi)部的形狀限定。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，本體102b或者本體102b的內(nèi)部可以具有圓柱形形狀，該形狀具有限定處理區(qū)域104p的橫向延伸的第一內(nèi)徑ΙΟΙρ。
[0037]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，合并區(qū)域104m的水平延伸101m可以由腔室102的中空結(jié)構(gòu)102的內(nèi)部的形狀限定。中空結(jié)構(gòu)102m可以是例如導(dǎo)管、管道或者導(dǎo)管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)例如從腔室102向上延伸或者從腔室102至少部分地向上延伸。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，中空結(jié)構(gòu)102m可以是歧管(manifold)或者可以包括用于將一種或者多種流體和/或至少一種氣體引入到腔室102中例如引入到處理區(qū)域104p中的歧管。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，中空結(jié)構(gòu)102m可以具有第二內(nèi)徑101m，該第二內(nèi)徑101m限定處理區(qū)域104p的橫向延伸。
[0038]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，腔室102可以配置為用水或者另一流體填充。說(shuō)明性地，腔室102可以是水密的或者氣密的，從而使得腔室102可以用水填充或者使得可以對(duì)腔室102加壓。