專利名稱：一種用于處理襯底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片的清洗和干燥，更具體來說，涉及用于從晶 片表面更有效地去除流體同時(shí)減少污染和降低晶片清洗成本的方法和技 術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體芯片制造工藝中，眾所周知，需要清洗和干燥已經(jīng)進(jìn)行了 制造操作的晶片，該制造操作在晶片表面上留下了不希望的殘余物。這 種制造操作的例子包括等離子體刻蝕(例如，鎢回蝕(WEB))和化學(xué)機(jī) 械拋光(CMP)。在CMP中，把晶片放在支座中，支座將晶片表面推向 滾動(dòng)的傳送帶。該傳送帶使用包含化學(xué)劑和研磨材料的研槳來進(jìn)行拋光。 不幸的是，該工藝往往在晶片表面上留下研漿顆粒和殘余物。如果留在 晶片上，不希望的殘余材料和顆粒可能產(chǎn)生缺陷，尤其是如晶片表面上 的刮痕以及金屬化結(jié)構(gòu)之間的不適當(dāng)?shù)南嗷プ饔?。在有些情況下，這種 缺陷可能導(dǎo)致晶片上的器件變得失效。為了避免丟棄具有失效器件的晶 片的不適當(dāng)成本，必須在留下了不希望的殘余物的制造操作之后適當(dāng)且 有效地清洗晶片。
濕法清^fe晶片之后，必須有效地干燥該晶片以防止水分或清洗流體 殘余物留在晶片上。如果允許蒸發(fā)晶片表面上的清洗流體，如當(dāng)小滴形 成時(shí)通常發(fā)生的那樣，先前溶解在清洗流體中的殘余物或污染物在蒸發(fā)
之后將保留在晶片表面上(例如，并且形成斑點(diǎn))。為了防止發(fā)生蒸發(fā)， 必須在不在晶片表面上形成小滴的情況下盡可能快地去除清洗流體。在
嘗試著實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)時(shí)，釆用了幾種不同的干燥技術(shù)，如離心干燥、IPA或 Mamngoni干燥。所有這些干燥技術(shù)都利用了在晶片表面上的某種形式的 運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面，如果適當(dāng)保持的話，這將導(dǎo)致在不形成小滴的情況 下干燥晶片。不幸的是，如果運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面破裂，如利用前述干燥 方法經(jīng)常發(fā)生的那樣，將形成小滴并發(fā)生蒸發(fā)，導(dǎo)致在晶片表面上留下 污染物。
現(xiàn)在使用的最普遍的干燥技術(shù)是離心清洗干燥(SRD)。圖1A示出 了在SRD干燥處理期間清洗流體在晶片IO上的運(yùn)動(dòng)。在該干燥處理中， 由旋轉(zhuǎn)14使?jié)窬愿咚傩D(zhuǎn)。在SRD中，利用離心力，將用于清洗 晶片的水或清洗流體從晶片的中心甩到晶片的外部，并最終使其脫離晶 片，如流體方向箭頭16所示。在將清洗流體甩脫晶片時(shí)，隨著干燥處理 的進(jìn)行，在晶片的中心產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面12，并且該液體/氣體界 面12向晶片的外部移動(dòng)(即，由運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面12產(chǎn)生的圓圈漸漸 變大)。在圖1A的例子中，由運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面12形成的圓圈的內(nèi)側(cè) 區(qū)域沒有流體，而由該運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面12形成的圓圈的外側(cè)區(qū)域是清 洗流體。因此，隨著干燥處理的繼續(xù)進(jìn)行，運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面12的內(nèi)側(cè) 部分(干燥區(qū)域)增大，同時(shí)該運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面12的外側(cè)區(qū)域(濕區(qū) 域)減小。如前所述，如果運(yùn)動(dòng)液體/氣體界面12破裂，則將在晶片上形 成清洗流體的小滴，并且可能會(huì)由于小滴的蒸發(fā)而產(chǎn)生污染。因此，限 制小滴形成和后來的蒸發(fā)以保持晶片表面無污染是事在必行的。不幸的 是，該干燥方法只在防止運(yùn)動(dòng)液體界面的破裂上部分地獲得成功。
此外，SRD工藝在干燥疏水性的晶片表面上有困難。疏水性的晶片 表面可能難以干燥，因?yàn)檫@種表面排斥水和水基(含水的)清洗液。因 此，在千燥處理繼續(xù)進(jìn)行和從晶片表面甩掉清洗流體時(shí)，剩余的清洗流 體(如果是水基的)將被晶片表面排斥。結(jié)果，含水清洗流體將要以最 小面積與疏水性的晶片表面接觸。此外，由于表面張力的作用(即，由 于分子氫鍵合的作用)，含水清洗液會(huì)抱在一起。因此，由于疏水性的相
互作用和表面張力，會(huì)不可控制地在疏水性的晶片表面上形成含水清洗 流體的球體(或小滴)。這種小滴的形成將導(dǎo)致前述的有害蒸發(fā)和污染。
SRD的這些限制在晶片中央特別嚴(yán)重，在那里作用在小滴上的離心力最 小。因而，盡管SRD工藝是目前最通用的晶片干燥方法，但是這種方法 很難減少在晶片表面上形成清洗流體小滴，特別是當(dāng)在疏水性晶片表面 上使用時(shí)更是如此。
使用聲能是一種高度先進(jìn)的、非接觸式的清洗技術(shù)，用于從襯底(如 各種制造狀態(tài)中的半導(dǎo)體晶片、平板顯示器、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、微 光電tL械系統(tǒng)(MOEMS)等)上去除小顆粒。該清洗工藝通常包括通過 液體介質(zhì)傳播聲能以從襯底表面去除顆粒和清洗襯底表面。兆聲 (megasonic)能通常在約600KHz (0.6兆赫(MHz))到約1.5MHz (包 含0.6MHz和1.5MHz)之間的范圍內(nèi)傳播。能夠使用的典型液體介質(zhì)是 去離子水或者幾種襯底清洗化學(xué)劑中的任何一種或多種及其組合，如DI 水中稀釋的氫氧化氨/過氧化氫溶液。聲能在液體介質(zhì)中的傳播主要通過 以下過程來實(shí)現(xiàn)非接觸式的襯底清洗在液體介質(zhì)中由溶解的氣體形成 氣泡和使氣泡破裂，這里稱為氣穴現(xiàn)象；微流；當(dāng)化學(xué)劑通過強(qiáng)化的質(zhì) 量輸運(yùn)而用作液體介質(zhì)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)增強(qiáng)；優(yōu)化；電勢(shì)以利于在液體介 質(zhì)中攜帶顆粒并阻止再沉積；或者提供活化能以便于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
圖1B是典型的批量襯底清洗系統(tǒng)10的示意圖。圖1C是批量襯底 清洗系統(tǒng)10的俯視圖。槽11中充滿清洗液16，如去離子水或其它襯底 清洗化學(xué)劑。襯底載具12 (通常是襯底盒)夾持將要清洗的一批襯底14。 一個(gè)或更多個(gè)換能器18A、 18B、 18C產(chǎn)生通過清洗液16傳播的發(fā)射聲 能15。對(duì)于每批襯底14來說，通過接觸和定位所述載具12的定位夾具 19A、 19B，使襯底14與換能器18A、 18B和18C之間的相對(duì)位置和距 離通?；颈３趾愣?。
如果使用了清洗化學(xué)劑，不管有沒有控制顆粒再粘接的適當(dāng)化學(xué)性， 發(fā)射能量15都通過氣穴、聲流和強(qiáng)化質(zhì)量輸運(yùn)而實(shí)現(xiàn)了襯底清洗。批量 襯底清洗工藝通常需要較長(zhǎng)的處理時(shí)間，并且會(huì)消耗過量的清洗化學(xué)劑 16。此外，難以實(shí)現(xiàn)一致性和不同襯底間的控制。
圖ID是提供給換能器18A、 18B、 18C中的一個(gè)或更多個(gè)的RF供 給源的現(xiàn)有技術(shù)示意圖30?？烧{(diào)壓控振蕩器(VCO) 32按選定頻率向 RF發(fā)生器34輸出信號(hào)33。 RF發(fā)生器34將該信號(hào)33放大以產(chǎn)生具有更 高功率的信號(hào)35。信號(hào)35被輸出到換能器18B。功率傳感器36監(jiān)測(cè)該 信號(hào)35。換能器18B輸出發(fā)射能量15。
不幸的是，典型的兆聲系統(tǒng)具有化學(xué)交換速度慢和有效反應(yīng)室容積 大的問題。這可能導(dǎo)致污染物留在兆聲反應(yīng)室中從而再沉積在晶片上。 因而，這可能導(dǎo)致無效的清洗并降低晶片處理合格率。此外，由于聲波 從襯底和槽壁的反射產(chǎn)生的有益或無益的干涉的作用，可能在批量清洗 系統(tǒng)中產(chǎn)生熱點(diǎn)或冷點(diǎn)。這些熱點(diǎn)或冷點(diǎn)可能破壞襯底中的敏感結(jié)構(gòu)， 或者引起低效或不均勻的清洗。
因此，需要一種方法和設(shè)備，其能夠快速和有效地清洗半導(dǎo)體晶片， 同時(shí)減少在清洗操作后污染物在晶片上的再沉積，并且使用少量清洗流 體以及在沒有熱點(diǎn)或冷點(diǎn)的情況下向襯底提供均勻的功率密度輸送，從 而避免了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。如目前經(jīng)常發(fā)生的，這種污染物的沉 積降低了合格晶片的產(chǎn)量，并且提高了半導(dǎo)體晶片的制造成本。
因此，還需要一種方法和設(shè)備，其能夠快速且高效地清洗和干燥半 導(dǎo)體晶片，同時(shí)減少各種水或清洗流體小滴的形成，由此避免了現(xiàn)有技 術(shù)中存在的問題，其中所述小滴可能使污染物沉積在晶片表面上。如目 前經(jīng)常發(fā)生的，這種沉積物降低了合格晶片的產(chǎn)量，并且提高了半導(dǎo)體 晶片的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
廣義地說，本發(fā)明通過提供能夠從晶片表面快速去除流體同時(shí)降低 晶片污染的清洗和干燥設(shè)備而滿足了這些需要。應(yīng)該理解本發(fā)明可以采 用多種方式來實(shí)現(xiàn)，包括作為工藝、設(shè)備、系統(tǒng)、裝置或方法來實(shí)現(xiàn)。 下面說明本發(fā)明的幾個(gè)創(chuàng)造性的實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，提供了一種用于處理襯底的方法，該 方法包括以下步驟把第一流體施加到襯底表面上；把第二流體施加到
所述襯底的表面上，接近于所述第一流體的施加而施加所述第二流體， 而且，所述第一流體及所述第二流體的施加是通過接近頭進(jìn)行的，該接 近頭具有被設(shè)置為非接觸地接近所述襯底表面的頭部表面；以及從所述 襯底表面去除所述第一流體及所述第二流體，所述去除是在把所述第一 流體及所述第二流體施加到所述襯底表面上的同時(shí)進(jìn)行的，而且，所述 去除是當(dāng)所述接近頭被設(shè)置為非接觸地接近所述襯底表面時(shí)通過所述接 近頭進(jìn)行的；其中，由所述接近頭引導(dǎo)的所述施加和去除限定了保持在 所述襯底表面與所述接近頭的表面之間受控的彎液面，所述接近頭的表 面被限定為包括基本上平坦的表面區(qū)域并包括對(duì)用于施加所述第一流體 和第二流體及去除所述第一流體和第二流體的導(dǎo)管進(jìn)行限定的離散孔， 所述離散孔延伸穿過所述接近頭的頭部表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通過被設(shè)置為非接觸地接近襯 底表面的接近頭來處理襯底的方法，該方法包括以下步驟當(dāng)所述頭部 接近所述襯底的表面時(shí)，從所述頭部中的導(dǎo)管把第一流體施加到所述襯 底的表面上；從所述襯底的表面去除所述第一流體，所述去除是在與把 所述第一流體施加到所述襯底表面上的同時(shí)進(jìn)行的，所述去除確保了所 施加的第一流體被包含在所述頭部的表面與所述襯底的表面之間并且所 施加及所去除的第一流體限定了受控的彎液面；以及當(dāng)要求移動(dòng)所述頭 部或所述襯底時(shí)，在所述襯底表面的不同區(qū)域上移動(dòng)所述受控的彎液面， 所述受控彎液面的移動(dòng)使得能夠使用所述第一流體來處理所述襯底表面 的一部分或全部，而且，所述頭部的表面被限定為包括基本上平坦的表 面區(qū)域并包括對(duì)用于施加及去除所述第一流體的導(dǎo)管進(jìn)行限定的離散 孔，所述離散孔延伸穿過所述接近頭的頭部表面，當(dāng)被設(shè)置為非接觸地 接近所述襯底的表面時(shí)，所述頭部的基本上平坦的表面區(qū)域使得能夠在 所述不同區(qū)域上保持所述受控的彎液面。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種襯底制備系統(tǒng)，其包括具有頭部表面 的頭部，其中在工作時(shí)頭部表面接近襯底表面。該系統(tǒng)還包括用于通過 頭部向所述襯底表面輸送第一流體的第一導(dǎo)管和用于通過頭部向所述襯 底表面輸送第二流體的第二導(dǎo)管，其中第二導(dǎo)管不同于第一導(dǎo)管。該系
統(tǒng)還包括用于從所述襯底表面去除第一流體和第二流體的第三導(dǎo)管，其 中當(dāng)工作時(shí)第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管和第三導(dǎo)管基本上同時(shí)起作用，以在所 述頭部表面和所述襯底表面之間形成彎液面。
在另一實(shí)施例中，提供了一種用于處理襯底的方法，該方法包括通 過接近頭向襯底表面施加第一流體和向該襯底表面施加第二流體，其中 接近第一流體而施加第二流體。該方法還包括通過所述接近頭從所述襯 底表面去除第一流體和第二流體，其中在向所述襯底表面施加第一流體 和第二流體的同時(shí)進(jìn)行所述去除處理。該施加和該去除在所述接近頭和 所述襯底的表面之間形成受控的彎液面。
在又一實(shí)施例中，提供了一種在襯底處理操作中使用的襯底制備設(shè) 備。該設(shè)備包括接近頭，該接近頭被配置成朝向襯底表面移動(dòng)。該接近 頭包括至少一個(gè)第一源入口，其中當(dāng)接近頭處于接近所述襯底表面的位 置處時(shí)，該第一源入口向所述襯底表面施加第一流體。該設(shè)備還包括至 少一個(gè)第二源入口，其中該第二源入口被配置成在接近頭處于接近所述 襯底表面的位置處時(shí)向所述襯底表面施加第二流體。該設(shè)備還包括至少 一個(gè)源出口，其中該源出口被配置成當(dāng)接近頭處于接近所述襯底表面 的位置處時(shí)該源出口施加真空壓力以便從所述襯底表面去除第一流體和 第二流體，其中去除所述第一流體和所述第二流體的真空壓力使得能夠 在所述襯底表面和所述接近頭之間限定受控的彎液面。
在再一實(shí)施例中，提供了一種在晶片制造操作中使用的晶片清洗器 和干燥器，它包括沿著晶片半徑進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)的接近頭載具組件。該接 近頭載具組件包括能夠設(shè)置在晶片上方的第一接近頭和能夠設(shè)置在晶片 下方的第二接近頭。該接近頭載具組件還包括與第一接近頭連接的上臂， 其中該上臂被配置成使得第一接近頭可以在晶片上方移動(dòng)接近晶片以開 始晶片清洗和晶片干燥中的一種。該接近頭載具組件還包括與第二接近 頭連接的下臂，其中下臂被配置成使得第二接近頭可以在晶片下方移動(dòng) 接近晶片以開始晶片清洗和晶片干燥中的一種。
在另一實(shí)施例中，提供了一種用于清洗和干燥半導(dǎo)體晶片的方法。 在本實(shí)施例中，該方法提供接近頭，該接近頭包括至少一個(gè)第一源入口、 至少一個(gè)第二源入口和至少一個(gè)源出口。該方法還包括向晶片表面移動(dòng) 接近頭，和當(dāng)接近頭處于接近晶片表面的第一位置處時(shí)在位于晶片表面 上的流體膜上產(chǎn)生第一壓力。該方法還包括當(dāng)接近頭處于接近晶片表面 的第一位置時(shí)在位于晶片表面上的流體膜上產(chǎn)生第二壓力，以及當(dāng)接近 頭處于第一位置處時(shí)在位于晶片表面上的流體膜上引入第三壓力。該方 法還包括產(chǎn)生壓力差，其中第一壓力和第二壓力大于第三壓力，并且該 壓力差使得從晶片表面去除了流體膜。
在另一實(shí)施例中，提供了一種在襯底處理操作中使用的襯底制備設(shè)
備。該設(shè)備包括被配置成沿著晶片半徑運(yùn)動(dòng)的接近頭載具組件。該接近 頭載具組件包括設(shè)置在襯底上方的第一接近頭和設(shè)置在襯底下方的第二
接近頭。該組件還包括與第一接近頭連接的上臂，其中該上臂被配置成 使得第一接近頭可以在晶片上方移動(dòng)接近晶片以開始晶片制備。該組件 還包括與第二接近頭連接的下臂，其中該下臂被配置成使得第二接近頭 可以在晶片下方移動(dòng)接近晶片以開始晶片制備，其中在第一接近頭和第 二接近頭與所述襯底之間各限定了受控的彎液面。
在另一實(shí)施例中，提供了一種在襯底制備設(shè)備中使用的頭部。該頭 部包括用于通過該頭部向襯底表面輸送第一流體的至少一個(gè)第一源入 口、和用于通過該頭部向所述襯底表面輸送第二流體的至少一個(gè)第二源 入口，該第二流體不同于第一流體。該頭部還包括用于從所述襯底表面 去除第一流體和第二流體的至少一個(gè)源出口 ，其中所述至少一個(gè)源出口 的至少一部分位于所述至少一個(gè)第一源入口與所述至少一個(gè)第二源入口 之間。當(dāng)工作時(shí)，所述至少一個(gè)第一源入口、所述至少一個(gè)第二源入口 和所述至少一個(gè)源出口基本上同時(shí)起作用，以使得可以限定受控的彎液 面。該頭部還包括能夠向第一流體所限定的受控彎液面施加聲能的換能 器。所述至少一個(gè)第二源入口至少包圍所述至少一個(gè)源出口的后緣側(cè)。
在又一實(shí)施例中，提供了一種用于制備晶片表面的管簇。該管簇包 括位于該管簇的第一部分中的清洗區(qū)，該清洗區(qū)被配置成在晶片表面產(chǎn) 生第一流體彎液面。該管簇還包括被限定在清洗區(qū)內(nèi)并能夠向第一流體 彎液面施加聲能的換能器。該頭部還包括位于管簇的第二部分中的干燥
區(qū)，該干燥區(qū)被配置成在晶片表面上產(chǎn)生第二流體彎液面。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)很多。特別是，這里所述的設(shè)備和方法可以有效且高 效地清洗半導(dǎo)體晶片，同時(shí)減少留在晶片表面上的流體和污染物。因而， 由于污染水平較低的高效晶片清洗，可以提高晶片處理和生產(chǎn)的效率并 實(shí)現(xiàn)更高的晶片合格率。本發(fā)明結(jié)合流體輸入和兆聲施加來使用真空流 體去除，實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的清洗。與其它清洗技術(shù)相比，由上述各種力在晶 片表面上產(chǎn)生的壓力能夠最佳地去除晶片表面上的污染物，顯著地減少 污染物的再沉積。本發(fā)明可向晶片表面施加異丙醇(IPA)蒸氣和清洗化 學(xué)劑，且基本上同時(shí)在晶片表面附近產(chǎn)生真空。這能產(chǎn)生和智能地控制 彎液面，并且減小清洗化學(xué)劑界面的水表面張力，因此能在不留下污染 物的情況下從晶片表面最佳地去除流體?？苫旧贤瑫r(shí)地將兆聲波施加 于該彎液面上以提供基于兆聲的晶片清洗而不存在一般兆聲應(yīng)用中存在
的問題。此外，通過輸入IPA、清洗化學(xué)劑和輸出流體而產(chǎn)生的清洗彎液 面可以沿著晶片表面移動(dòng)，從而清洗晶片。而且，在附加的實(shí)施例中， 與現(xiàn)有技術(shù)的清洗和干燥系統(tǒng)相比，這里所述的設(shè)備和方法可以清洗和 干燥晶片，同時(shí)減少留在晶片表面上的污染物。因此，本發(fā)明能以極高 效率清洗晶片表面同時(shí)顯著減少污染物的形成。
其它優(yōu)點(diǎn)包括干燥和清洗半導(dǎo)體晶片同時(shí)減少晶片表面上留下的流 體和污染物的高效性。因而，由于污染水平較低的高效晶片千燥，可以 提高晶片處理和制造的效率并可以實(shí)現(xiàn)更高的晶片合格率。本發(fā)明使用 結(jié)合流體輸入的真空流體去除，實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的干燥和清洗。與其它清洗 和干燥技術(shù)相比，通過上述各種力在晶片表面的流體膜上產(chǎn)生的壓力實(shí) 現(xiàn)了對(duì)晶片表面的流體的最佳去除，并顯著地減少了殘留的污染物。此 外，本發(fā)明可基本上同時(shí)向晶片表面施加異丙醇(IPA)蒸氣和去離子水 且在晶片表面附近產(chǎn)生真空。這能產(chǎn)生并智能地控制彎液面，并且減小 去離子水界面的水表面張力，因此能夠在不留下污染物的情況下最佳地 從晶片表面去除流體。通過輸入IPA、 DIW和輸出流體而產(chǎn)生的彎液面 可沿著晶片表面移動(dòng)以清洗和干燥晶片。因此，本發(fā)明以極高效率從晶 片表面去除流體，同時(shí)顯著減少了由于低效干燥(例如，離心干燥)造
成的污染物形成。
由以下的詳細(xì)說明，結(jié)合附圖，可以更加清楚地理解本發(fā)明的其它 方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖以示例的方式解釋了本發(fā)明的原理。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明更容易理解本發(fā)明。為了便于進(jìn)行該 說明，使用相同的標(biāo)號(hào)來表示相同的結(jié)構(gòu)元件。
圖1A表示在SRD干燥處理期間晶片上的清洗流體的運(yùn)動(dòng)。 圖1B是典型的批量襯底清洗系統(tǒng)的示意圖。 圖1C是批量襯底清洗系統(tǒng)的俯視圖。
圖1D是表示向一個(gè)或更多個(gè)換能器供電的現(xiàn)有技術(shù)RF電源的示意圖。
圖2A表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)。
圖2B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的另一個(gè)視圖。
圖2C是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的載有晶片的晶片清洗和干燥系統(tǒng) 的側(cè)視特寫圖。
圖2D是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的另一側(cè)視 特寫圖。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)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是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有雙接近頭的晶片清洗和干燥 系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有用于晶片特定表面的多個(gè)接 近頭的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的俯視圖。
圖4B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有用于晶片特定表面的多個(gè)接 近頭的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)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)具有在晶片108的直徑上水平配置的接近頭。 圖5B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側(cè)視圖，該 晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有在晶片108的直徑上水平配置的接近頭。
圖5C是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)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)具有水平配置的接近頭，配置成清洗和/或干燥固定 的晶片。
圖5D是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側(cè)視圖，該 晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有水平配置的接近頭，配置成清洗和/或干燥固定 的晶片。
圖5E是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的側(cè)視圖，該 晶片清洗和干燥系統(tǒng)具有水平配置的接近頭，配置成清洗和/或干燥固定 的晶片。
圖5F是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)的另一側(cè)視 圖，該側(cè)視圖相對(duì)圖5E所示的側(cè)視圖旋轉(zhuǎn)了90度。
圖5G是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)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)具有橫跨晶片半徑延伸的水平配置的接近頭。
圖5H是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)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)具有橫跨晶片半徑延伸的水平配置的接近頭。
圖6A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可用于清洗和干燥晶片的接 近頭入口/出口方向。
圖6B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可用于清洗和干燥晶片的另 一接近頭入口/出口方向。
圖6C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可用于清洗和干燥晶片的又 一接近頭入口/出口方向。
圖6D顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可由接近頭執(zhí)行的晶片干燥 處理的優(yōu)選實(shí)施例。
圖6E顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可由接近頭執(zhí)行的利用另一 源入口/出口方向的另一晶片干燥處理。
圖6F顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一源入口和出口方向，其中 可以利用一附加源出口來輸入附加流體。
圖7A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的進(jìn)行干燥操作的接近頭。 圖7B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接近頭的一部分的俯視圖。 圖7C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有用于進(jìn)行干燥操作的多
個(gè)傾斜源入口的接近頭。
圖7D顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有用于進(jìn)行干燥操作的多
個(gè)傾斜源入口和傾斜源出口的接近頭。
圖8A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在雙晶片表面清洗和干燥系
統(tǒng)中使用的接近頭的側(cè)視圖。
圖8B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的雙晶片表面清洗和干燥系統(tǒng)
中的接近頭。
圖9A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圓形接近頭的俯視圖。
圖9B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圓形接近頭的側(cè)視圖。
圖9C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圓形接近頭106-1的仰視圖。
圖IOA顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)橢圓形接近頭。
圖10B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)橢圓形接近頭的俯視圖。
圖10C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)橢圓形接近頭的側(cè)視圖。
圖IIA顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方形接近頭的俯視圖。
圖11B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方形接近頭的側(cè)視圖。
圖11C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方形接近頭的仰視圖。
圖12A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的部分方形和部分圓形的接近頭。
圖12B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的部分方形和部分圓形的接近 頭的后視圖。
圖12C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的部分方形和部分圓形的接近 頭的俯視圖。
圖13A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的類似于圖9A中所示接近頭 的圓形接近頭的俯視圖。
圖13B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的仰視的接近頭。 圖13C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視的接近頭。
圖14A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接近頭，該接近頭的形狀類 似于圖12A中所示的接近頭。
圖14B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的其中一端為方形而另一端為 圓形的接近頭的俯視圖。
圖14C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接近頭的方形端的側(cè)視圖。
圖15A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的25孔接近頭的仰視圖。
圖15B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的25孔接近頭的俯視圖。
圖15C顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的25孔接近頭的側(cè)視圖。
圖16A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在晶片表面兆聲清洗系統(tǒng)中 使用的接近頭的側(cè)視圖。
圖16B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在雙晶片表面兆聲清洗系統(tǒng) 中使用的接近頭的側(cè)視圖。
圖17顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的兆聲換能器位于源出口和源 入口之間的接近頭的側(cè)視圖。
圖18顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有圖7A所示結(jié)構(gòu)的接近頭 的側(cè)視圖，其中兆聲換能器位于前緣側(cè)的源出口和源入口之間。
圖19A顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的清洗/兆聲區(qū)和干燥區(qū)相組 合的接近頭的側(cè)視圖。
圖19B顯示了根據(jù)本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例的在清洗/兆聲區(qū)中具有雙兆聲 換能器的接近頭的側(cè)視圖。
圖20顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有多個(gè)源入口和多個(gè)源出 口的示例處理窗口。
圖21顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基本上為方形的接近頭的俯 視圖。
具體實(shí)施例方式
公開了本發(fā)明的用于清洗和/或干燥晶片的方法和設(shè)備。在下面的說 明中，為了提供對(duì)本發(fā)明的全面理解而列舉了很多具體細(xì)節(jié)。然而，本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在缺少一些或所有這些具體細(xì)節(jié)的情況下
也可以實(shí)施本發(fā)明。在其它例子中，為了防止使本發(fā)明不清楚而沒有詳 細(xì)介紹公知的工藝操作。
雖然根據(jù)幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是應(yīng)該理解，本 領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀前述說明并研究附圖將能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種替 換、添加、變換及其等效形式。因此本發(fā)明將包括落入本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)的所有這種替換、添加、變換和等效形式。
下面的圖2A-2D顯示了示例晶片處理系統(tǒng)的實(shí)施例。應(yīng)該理解，該 系統(tǒng)是示例性的，可以采用能夠移動(dòng)接近頭使其接近晶片的任何其它合 適類型的結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，(多個(gè))接近頭可以按線性方式從晶片 中央部分向晶片邊緣運(yùn)動(dòng)。應(yīng)該理解也可以采用其它實(shí)施例，其中，(多 個(gè))接近頭可以按線性方式從晶片的一個(gè)邊緣向晶片在直徑上的另一相 對(duì)邊緣運(yùn)動(dòng)，或者可以采用其它非線性運(yùn)動(dòng)，例如，圓周運(yùn)動(dòng)、螺旋型 運(yùn)動(dòng)、之字形運(yùn)動(dòng)等。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，可以使晶片旋轉(zhuǎn)并且使 接近頭以線性方式運(yùn)動(dòng)，從而使接近頭可以處理晶片的所有部分。還應(yīng) 該理解，也可以采用其它實(shí)施例，其中，晶片不旋轉(zhuǎn)，而將接近頭構(gòu)成 為按能夠處理晶片的所有部分的方式在晶片上方運(yùn)動(dòng)。此外，這里所述 的接近頭和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 襯底，例如200mm晶片、300mm晶片、平板等。該晶片清洗和干燥系統(tǒng) 可用于清洗和/或干燥晶片，這取決于該系統(tǒng)的配置。
圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100。系 統(tǒng)100包括滾輪102a、 102b和102c，這些滾輪可保持和旋轉(zhuǎn)晶片以干燥 晶片表面。該系統(tǒng)100還包括接近頭106a和106b，在一個(gè)實(shí)施例中，分 別把這些接近頭安裝到上臂104a和下臂104b。上臂104a和下臂104b是 接近頭載具組件104的一部分，該接近頭載具組件104能使接近頭106a 和106b沿著晶片的半徑基本上做線性運(yùn)動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，將接近頭載具組件104配置成將接近頭106a保持 在晶片上方并將接近頭106b保持在晶片下方，接近晶片。這可以通過以 下方式來實(shí)現(xiàn)使上臂104a和下臂104b可按垂直方式運(yùn)動(dòng)，從而一旦 將所述接近頭水平地移動(dòng)到開始晶片處理的位置處，就可將接近頭106a
和106b垂直移動(dòng)到接近晶片的位置處。可用任何合適的方式構(gòu)成上臂 104a和下臂104b，以便可以移動(dòng)接近頭106a和106b以進(jìn)行這里所述的 晶片處理。應(yīng)該理解，可用任何合適的方式構(gòu)成系統(tǒng)100，只要所述(多 個(gè))接近頭可以移動(dòng)接近晶片，從而產(chǎn)生并控制如下面參照?qǐng)D6D-8B所 述的彎液面即可。還應(yīng)理解，所述接近可以是距離晶片任何合適的距離， 只要進(jìn)一步參照?qǐng)D6D-8B討論的彎液面可保持不變即可。在一個(gè)實(shí)施例 中，接近頭106a和106b (以及這里所述的任何其它接近頭)可分別移動(dòng) 到距離晶片為約0.1mm到約lOmm之間的距離，從而開始晶片處理操作。 在一優(yōu)選實(shí)施例中，接近頭106a和106b (以及這里所述的任何其它接近 頭)可各移動(dòng)到距離晶片約0.5mm到約4.5mm之間的距離，從而開始晶 片處理操作，并且在一更優(yōu)選的實(shí)施例中，接近頭106a和106b (以及這 里所述的任何其它接近頭)可移動(dòng)到距離晶片約2mm的距離，從而開始 晶片處理操作。
圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的另 一個(gè)示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100具有接近頭載具組件104，該載 具組件104被配置成能使接近頭106a和106b從晶片中心向晶片邊緣移 動(dòng)。應(yīng)該理解，可用任何合適的方式移動(dòng)接近頭載具組件104，從而使接 近頭106a和106b移動(dòng)以按照希望的那樣清洗和/或干燥晶片。在一個(gè)實(shí) 施例中，接近頭載具組件104可以利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)以便從晶片中心向晶片 邊緣移動(dòng)接近頭106a和106b。應(yīng)該理解，盡管所示的晶片清洗和干燥系 統(tǒng)IOO具有接近頭106a和106b，但是可以使用任何合適數(shù)量(例如1、 2、 3、 4、 5、 6等)的接近頭。晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的接近頭106a 和/或106b還可以是任何合適尺寸或形狀的，如參照?qǐng)D6-15所討論的接 近頭106、 106-1、 106-2、 106-3、 106-4、 106-5、 106-6、 106-7。這里所 述的不同結(jié)構(gòu)在接近頭與晶片之間產(chǎn)生流體彎液面。通過向晶片表面施 加流體和從該表面去除流體，流體彎液面可橫跨晶片移動(dòng)，從而清洗和 干燥晶片。因此，接近頭106a和106b可具有如這里所示的任何多種類 型的結(jié)構(gòu)或能進(jìn)行這里所述的處理的其它結(jié)構(gòu)。還應(yīng)該理解，系統(tǒng)100 可清洗和干燥晶片的一個(gè)表面或者晶片的頂面和底面兩者。
此外，除了清洗或干燥晶片的頂面和底面之外，如果需要的話，通
過輸入和輸出不同類型的流體，還可以將系統(tǒng)100配置成清洗晶片的一 側(cè)和干燥晶片的另一側(cè)。應(yīng)該理解，根據(jù)所希望的操作，系統(tǒng)100可在 頂面和底面上分別在接近頭106a和106b中施加不同的化學(xué)劑。除了清 洗和/或干燥晶片的頂面和/或底面之外，還可將所述接近頭配置成清洗和 干燥晶片的斜邊。這可以通過移動(dòng)彎液面使其離開晶片的邊緣而實(shí)現(xiàn)， 這清洗了斜邊。還應(yīng)該理解接近頭106a和106b可以是相同類型的頭部 或不同類型的頭部。
圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的夾持有晶片108的晶片清洗和 干燥系統(tǒng)100的側(cè)面特寫圖。晶片108可由滾輪102a、 102b和102c以 任何合適的方向夾持和旋轉(zhuǎn)，只要該方向能使所希望的接近頭接近要被 清洗或干燥的晶片108的一部分即可。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過使用轉(zhuǎn) 軸111使?jié)L輪102b旋轉(zhuǎn)，可由滾輪臂109支撐并旋轉(zhuǎn)滾輪102c。滾輪102a 也可由它自己的轉(zhuǎn)軸(如圖3B所示)來旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，滾輪 102a、 102b和102c沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，以便沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)晶片108。 應(yīng)該理解，所述滾輪可以沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，這取決于所希望 的晶片旋轉(zhuǎn)方向。在一個(gè)實(shí)施例中，由滾輪102a、 102b和102c施加給 晶片108的旋轉(zhuǎn)用于將未經(jīng)處理的晶片區(qū)域移動(dòng)接近接近頭106a和 106b。然而，旋轉(zhuǎn)本身并不會(huì)干燥晶片或使晶片表面上的流體向晶片邊 緣移動(dòng)。因此，在一個(gè)示例性的干燥操作中，通過接近頭106a和106b 的線性運(yùn)動(dòng)并且通過晶片108的旋轉(zhuǎn)，將晶片的濕區(qū)域呈現(xiàn)給接近頭106a 和106b。干燥或清洗操作本身通過至少一個(gè)接近頭來進(jìn)行。因而，在一 個(gè)實(shí)施例中，隨著干燥操作的進(jìn)行，在螺旋運(yùn)動(dòng)中，晶片108的干燥區(qū) 域?qū)木?08的中心區(qū)擴(kuò)展到其邊緣區(qū)。通過改變系統(tǒng)100的配置和 接近頭106a和/或接近頭106b的方向和運(yùn)動(dòng)，可改變干燥運(yùn)動(dòng)以容納幾 乎任何合適類型的干燥路徑。
應(yīng)該理解，可將接近頭106a和106b配置成具有配置成輸入去離 子水(DIW)的至少一個(gè)第一源入口 (也被稱為DIW入口)、配置成輸 入蒸氣形式的異丙醇(IPA)的至少一個(gè)第二源入口 (也被稱為IPA入口 )、
以及配置成通過施加真空而從晶片與特定接近頭之間的區(qū)域輸出流體的 至少一個(gè)源出口 (也被稱為真空出口)。應(yīng)該理解，這里所使用的真空也 可以是抽吸。此外，也可以將其它類型的溶液(例如清洗液、氨7K、 HF 等)輸入到第一源入口和第二源入口中。應(yīng)該理解，盡管在一些示例實(shí)
施例中使用了 IPA蒸氣，也可以使用任何其它類型的蒸氣，例如氮?dú)狻?br> 任何合適的乙醇蒸氣、以及易與水混合的有機(jī)化合物等。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)IPA蒸氣入口與所述至少一個(gè)真空 出口相鄰，而所述至少一個(gè)真空出口又與所述至少一個(gè)DIW入口相鄰， 從而形成IPA-真空-DIW方向。應(yīng)該理解，根據(jù)所希望的晶片處理以及想 要增強(qiáng)什么類型的晶片清洗和干燥機(jī)構(gòu)，可采用其它類型的方向，如 IPA-DIW-真空、DIW-真空-IPA、真空-IPA-DIW等。在一優(yōu)選實(shí)施例中， 可采用IPA-真空-DIW方向，以便巧妙且有效地產(chǎn)生、控制和移動(dòng)接近頭 與晶片之間的彎液面，從而清洗和干燥晶片。如果上述方向保持不變， 可以用任何合適方式來布置DIW入口、 IPA蒸氣入口和真空出口。例如， 除了IPA蒸氣入口、真空出口和DIW入口之外，在一附加實(shí)施例中，可 以有另外的多組IPA蒸氣出口、 DIW入口和/或真空出口，這取決于所希 望的接近頭的結(jié)構(gòu)。因此，其它實(shí)施例可采用IPA-真空-DIW-DIW-真空 -IPA，或者和參照?qǐng)D6D說明的優(yōu)選實(shí)施例一起參照?qǐng)D7-15對(duì)具有IPA 源入口 、真空源出口和DIW源入口結(jié)構(gòu)的其它示例性實(shí)施例進(jìn)行了說明。
圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100的另 一側(cè)向特寫示意圖。在本實(shí)施例中，通過使用接近頭載具組件104，已將 接近頭106a和106b定位成分別接近晶片108的頂面108a和底面108b。 一旦處于這個(gè)位置處，接近頭106a和106b就可利用所述IPA和DIW源 入口和(多個(gè))真空源出口來產(chǎn)生與晶片108接觸的晶片處理彎液面， 這能夠從頂面108a和底面108b去除流體。可根據(jù)參照?qǐng)D6-9B的描述來 產(chǎn)生晶片處理彎液面，其中將IPA蒸氣和DIW輸入到晶片108與接近頭 106a和106b之間的區(qū)域中?；旧吓c此同時(shí)，輸入IPA和DIW，可以 接近晶片表面施加真空，以輸出IPA蒸氣、DIW和可能位于晶片表面上 的流體。應(yīng)該理解，盡管在該示例實(shí)施例中使用了IPA，但是也可以使用
任何其它合適類型的蒸氣，例如氮?dú)?、任何合適的丙醇蒸氣、有機(jī)化合 物、己醇、乙基乙二醇等易與水混合的物質(zhì)。處于接近頭與晶片之間區(qū)
域中的DIW的部分是彎液面。應(yīng)該理解，如這里所使用的，術(shù)語"輸出" 可以指從晶片108與特定接近頭之間的區(qū)域去除流體，術(shù)語"輸入"可以 指向晶片108與特定接近頭之間的區(qū)域引入流體。
在另一示例實(shí)施例中，接近頭106a和106b可以按一定方式運(yùn)動(dòng)， 以便在不旋轉(zhuǎn)晶片108的情況下清洗和/或干燥晶片108的所有部分。在 這個(gè)實(shí)施例中，可將接近頭載具組件104配置成能移動(dòng)接近頭106a和 106b中的任一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)使其接近晶片108的任何合適區(qū)域。在一個(gè) 實(shí)施例中，可將接近頭配置成按螺旋方式從晶片108的中心向其邊緣移 動(dòng)或按相反方向移動(dòng)。在另一實(shí)施例中，可將接近頭106a和106b配置 成以線性方式橫跨晶片108來回移動(dòng)，從而可以處理晶片表面108a和/ 或108b的所有部分。在又一實(shí)施例中，可采用下面參照?qǐng)D5C-5F所討論 的結(jié)構(gòu)。因而，為了實(shí)現(xiàn)晶片處理操作的最佳化，很多不同結(jié)構(gòu)的系統(tǒng) IOO都可以采用。
圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)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。如前面參照?qǐng)D2A-2D所述，可將上臂104a配置 成將接近頭106a移動(dòng)并保持在接近晶片108上方的位置處。還可將上臂 104a配置成按基本上線性的方式113從晶片108的中心部分向晶片108 的邊緣移動(dòng)接近頭106a。因而，在一個(gè)實(shí)施例中，隨著晶片108如旋轉(zhuǎn) 112所示那樣運(yùn)動(dòng)，接近頭106a能夠使用參照?qǐng)D6-8進(jìn)一步詳細(xì)說明的 工藝從晶片108的頂面108a去除流體膜。因此，接近頭106a可在晶片 108上方沿基本螺旋路徑來干燥晶片108。在參照?qǐng)D3B所示的另一實(shí)施 例中，可以有位于晶片108下方的第二接近頭，以從晶片108的底面108b 去除流體膜。
圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有雙接近頭的晶片清洗和 干燥系統(tǒng)100的側(cè)視圖。在本實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括能夠處理晶片108 的頂面的接近頭106a和能夠處理晶片108的底面的接近頭106b。在一個(gè) 實(shí)施例中，轉(zhuǎn)軸llla和lllb連同滾輪臂109可分別旋轉(zhuǎn)滾輪102a、 102b
和102c。滾輪102a、 102b和102c的該旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)晶片108，從而可以把 晶片108的基本上所有表面都呈現(xiàn)給接近頭106a和106b，以進(jìn)行干燥和 /或清洗。在一個(gè)實(shí)施例中，在晶片108旋轉(zhuǎn)時(shí)，分別由臂104a和104b 使接近頭106a和106b接近晶片表面108a和108b。一旦接近頭106a和 106b接近晶片108，就開始進(jìn)行晶片干燥或清洗。在操作中，通過向晶 片108的頂面和底面施加IPA、去離子水和真空，如參照?qǐng)D6所述那樣， 接近頭106a和106b可各從晶片108去除流體。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過使用接近頭106a和106b，系統(tǒng)100可在少于 3分鐘的時(shí)間內(nèi)干燥200mm的晶片。應(yīng)該理解，通過增大接近頭106a 和106b從晶片108的中心向晶片108的邊緣運(yùn)行的速度，可以減少干燥 或清洗的時(shí)間。在另一實(shí)施例中，使用接近頭106a和106b并結(jié)合更快 的晶片旋轉(zhuǎn)速度，以便在更短的時(shí)間內(nèi)干燥晶片108。在又一實(shí)施例中， 可以一起調(diào)節(jié)晶片108的旋轉(zhuǎn)和接近頭106a和106b的運(yùn)動(dòng)，以便獲得 最佳干燥/清洗速度。在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭106a和106b可以按約5mm 每分鐘到約500mm每分鐘之間的速度從晶片108的中心區(qū)域向晶片108 的邊緣線性地運(yùn)動(dòng)。
圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO'的 俯視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO'包括用于晶片108的特定表面的多 個(gè)接近頭。在本實(shí)施例中，系統(tǒng)IOO'包括上臂104a-l和上臂104a-2。如 圖4B所示，系統(tǒng)IOO'還可包括分別與接近頭106b-l和106b-2相連的下 臂104b-l和下臂104b-2。在系統(tǒng)100'中，接近頭106a-l和106a-2 (如果 要進(jìn)行頂部和底部表面處理，還有106b-l和106b-2)聯(lián)合工作，從而利 用兩個(gè)接近頭來處理晶片108的特定表面，可將干燥時(shí)間或清洗時(shí)間減 少到約一半的時(shí)間。因此，在操作中，在晶片108旋轉(zhuǎn)時(shí)，接近頭106a-l、 106a-2、 106b-l和106b-2在晶片108的中心附近開始處理晶片108，并 基本上按線性方式朝著晶片108的邊緣向外移動(dòng)。通過這種方式，由于 晶片108的旋轉(zhuǎn)112使晶片108的所有區(qū)域接近接近頭，從而將處理晶 片108的所有部分。因此，隨著接近頭106a-l、 106a-2、 106b-l和腸誦2 的線性運(yùn)動(dòng)和晶片108的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，正被干燥的晶片表面以螺旋方式從
晶片108的中心向晶片108的邊緣運(yùn)動(dòng)。
在另一實(shí)施例中，接近頭106a-l和106b-l可以開始處理晶片108, 并且在它們已從晶片108的中心區(qū)域移開之后，接近頭106a-2和106b-2 可移動(dòng)到晶片108的中心區(qū)域，從而增強(qiáng)晶片處理操作。因此，通過使 用多個(gè)接近頭來處理特定晶片表面，可以顯著地減少晶片處理時(shí)間。
圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100'的側(cè) 視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)100'包括用于晶片108的特定表面的多個(gè) 接近頭。在本實(shí)施例中，系統(tǒng)100'包括能夠處理晶片108的頂面108a的 兩個(gè)接近頭106a-l和106a-2以及能夠處理晶片108的底面108b的接近 頭106b-l和106b層2。如系統(tǒng)100中那樣，轉(zhuǎn)軸llla和lllb連同滾輪臂 109可分別旋轉(zhuǎn)滾輪102a、 102b和102c。滾輪102a、 102b和102c的這 種旋轉(zhuǎn)可使晶片108旋轉(zhuǎn)，從而可以使晶片108的基本上所有表面都接 近接近頭106a-l、 106a-2、 106b-l和106b-2，以進(jìn)行晶片處理操作。
在操作中，每個(gè)接近頭106a-l、 106a畫2、 106b-l和106b-2可通過向 晶片108的頂面和底面施加IPA、去離子水和真空而從晶片108去除流體， 例如如圖6-8中所示。通過在晶片每側(cè)使用兩個(gè)接近頭，可在更少的時(shí)間 內(nèi)完成晶片處理操作(即清洗和域干燥)。應(yīng)該理解，如利用參照?qǐng)D3A 和3B所述的晶片處理系統(tǒng)那樣，可將晶片的旋轉(zhuǎn)速度改變到任何合適速 度，只要該配置能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木幚砑纯?。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)使 用晶片108的一半旋轉(zhuǎn)來干燥整個(gè)晶片時(shí)，可減少晶片處理時(shí)間。在這 種實(shí)施例中，晶片處理速度可以大約是晶片每側(cè)只用一個(gè)接近頭時(shí)的處 理速度的一半。
圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO"的 俯視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO"具有在晶片108的直徑上延伸的水 平設(shè)置的接近頭106a-3。在本實(shí)施例中，接近頭106a-3由橫跨晶片108 的直徑延伸的上臂104a-3支撐。在本實(shí)施例中，可通過上臂104a-3的垂 直運(yùn)動(dòng)而將接近頭106a-3移動(dòng)到清洗和/或干燥位置，以便接近頭106a-3 可處于接近晶片108的位置處。 一旦接近頭106a-3接近晶片108,就可 進(jìn)行晶片108的頂面的晶片處理操作。
圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO"的 側(cè)視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO"具有橫跨晶片108的直徑延伸的水 平設(shè)置的接近頭106a-3和106b-3。在本實(shí)施例中，接近頭106a-3和接近 頭106b-3都是長(zhǎng)形的，從而能夠橫跨晶片108的直徑。在一個(gè)實(shí)施例中， 當(dāng)晶片108正在旋轉(zhuǎn)時(shí)，分別通過上臂104a和下臂104b使接近頭106a-3 和106b-3接近晶片表面108a和108b。由于接近頭106a-3和106b-3橫跨 晶片108延伸，所以清洗/干燥晶片108只需要全轉(zhuǎn)的一半。
圖5C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO"'的 俯視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)100"'具有配置成清洗和/或干燥固定的晶 片108的水平設(shè)置的接近頭106a-3和106b-3。在本實(shí)施例中，晶片108 可以由任何合適類型的晶片夾持設(shè)備(例如，邊緣夾具、具有邊緣固定 器的指狀物等)保持固定。將接近頭載具組件104"'配置成可從晶片108 在直徑上的一邊跨越晶片108的直徑移動(dòng)到晶片108另一側(cè)的邊緣。采 用這種方式，接近頭106a-3和/或接近頭106b-3 (如下面參照?qǐng)D5D所示) 可沿著晶片108的直徑從一邊向相對(duì)邊橫跨晶片移動(dòng)。應(yīng)該理解，接近 頭106a-3和/或106b-3可按從晶片108的一邊向直徑上相對(duì)的另一邊移 動(dòng)的任何合適方式移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭106a-3和/或接近頭 106b-3可沿方向121 (例如，圖5C中從頂部向底部或從底部向頂部的方 向)移動(dòng)。因此，晶片108可固定不動(dòng)而沒有任何旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)，并且接 近頭106a-3和/或接近頭106b-3可移動(dòng)接近晶片，并且利用在晶片108 上方的一次通過，清洗/干燥晶片108的頂面和/或底面。
圖5D示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO"'的 側(cè)視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)100"'具有被配置為清洗和/或干燥固定晶 片108的水平設(shè)置的接近頭106a-3和106b-3。在本實(shí)施例中，接近頭 106a-3水平設(shè)置，晶片108也水平設(shè)置。通過使用至少橫跨晶片108的 直徑的接近頭106a-3和接近頭106b-3，可通過沿如參照?qǐng)D5C所述的方 向121移動(dòng)接近頭106a-3和106b-3而在一次通過中清洗和/或干燥晶片 亂
圖5E示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)IOO""的
側(cè)視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)100""具有被配置為清洗和/或干燥固定晶 片108的垂直設(shè)置的接近頭106a-3和106b-3。在本實(shí)施例中，接近頭 106a-3和106b-3垂直設(shè)置，并且接近頭106a-3和106b-3被配置成從左 向右或從右向左移動(dòng)，從晶片108的第一邊緣開始向晶片108的與該第 一邊緣在直徑上相對(duì)的第二邊緣運(yùn)動(dòng)。因此，在這種實(shí)施例中，接近頭 載具組件104"'可將接近頭106a-3和106b-3移動(dòng)接近晶片108，并使接近 頭104a-3和104b-3從一個(gè)邊緣向另一個(gè)邊緣橫跨晶片運(yùn)動(dòng)，從而可以在 一次通過中處理晶片108,由此減少清洗和/或干燥晶片108的時(shí)間。
圖5F示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的從圖5E所示的側(cè)視圖旋轉(zhuǎn)90 度的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100""的另一側(cè)視圖。應(yīng)該理解，可以使接近頭 載具組件104"'按任何合適方式定向，例如使接近頭載具組件104"'相對(duì)于 圖5F所示的方向旋轉(zhuǎn)180度。
圖5G示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-5的 俯視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-5具有橫跨晶片108的半徑延伸的水 平設(shè)置的接近頭106a-4。在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭106a-4的跨距小于正 被處理的襯底的半徑。在另一實(shí)施例中，接近頭106a-4在正被處理襯底 的半徑上延伸。在一優(yōu)選實(shí)施例中，接近頭106a-4在晶片108的半徑上 延伸使該接近頭可以覆蓋并處理晶片108的中心點(diǎn)和晶片108的邊緣， 從而使該接近頭106a-4可覆蓋并處理晶片的中心點(diǎn)和晶片的邊緣。在本 實(shí)施例中，可通過上臂104a-4的垂直運(yùn)動(dòng)將接近頭106a-4移動(dòng)到清洗/ 干燥位置處，從而可使該接近頭106a-4處于接近晶片108的位置處。一 旦接近頭106a-4接近晶片108,就開始進(jìn)行晶片108的頂面的晶片處理 操作。在一個(gè)實(shí)施例中，由于接近頭106a-4在晶片的半徑上延伸，所以 可以在一轉(zhuǎn)中清洗/干燥晶片。
圖5H示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-5的 側(cè)視圖，該晶片清洗和干燥系統(tǒng)100-5具有橫跨晶片108的半徑延伸的水 平設(shè)置的接近頭106a-4和106b-4。在本實(shí)施例中，接近頭106a-4和接近 頭106b-4都是細(xì)長(zhǎng)的，以跨越并超出晶片108的半徑。如參照?qǐng)D5G所 述，根據(jù)所希望的實(shí)施例，接近頭106a-4的跨距可短于晶片108的半徑、正好等于該半徑或者長(zhǎng)于該半徑。在一個(gè)實(shí)施例中，在晶片108旋轉(zhuǎn)的 同時(shí)，分別通過上臂104a和下臂106b-4使接近頭106a-4和106b-4接近 晶片表面108a和108b。在一個(gè)實(shí)施例中，由于接近頭106a-4和106b-4 超出晶片108的半徑，所以只需要一次完整旋轉(zhuǎn)來清洗/干燥晶片108。
圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可用于清洗和干燥晶片108 的接近頭入口/出口方向117。在一個(gè)實(shí)施例中，方向117是接近頭106 的一部分，其中，除了所示方向117之外，可使用其它源出口 304和其 它源入口 302和306。方向117可包括前緣109上的源入口 306,其中源 出口 304處于源入口 306和源出口 302之間。
圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可用于清洗和干燥晶片108 的另一接近頭入口/出口方向119。在一個(gè)實(shí)施例中，方向119是接近頭 106的一部分，其中，除了所示方向119以外，還可以使用其它源出口 304和其它源入口 302和306。方向119可包括前緣109上的源出口 304， 其中源入口 302處于源出口 304和源入口 306之間。
圖6C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可用于清洗和干燥晶片108 的又一接近頭入口/出口方向121。在一個(gè)實(shí)施例中，方向121是接近頭 106的一部分，其中，除了所示方向121以外，還可以使用其它源出口 304和其它源入口 302和306。方向119可包括前緣109上的源入口 306， 其中源入口 302處于源出口 304和源入口 306之間。
圖6D示出了根據(jù)本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例的可由接近頭106執(zhí)行的晶片干 燥處理的優(yōu)選實(shí)施例。盡管圖6示出了被干燥頂面108a，但是應(yīng)該理解， 對(duì)于晶片的底面108b可以基本上采用相同的方式來實(shí)現(xiàn)晶片干燥處理。 在一個(gè)實(shí)施例中，可用源入口 302向晶片108的頂面108a施加異丙醇 (IPA)蒸氣，并且可用源入口 306向晶片108的頂面108a施加去離子 水(DIW)。此外，可用源出口 304向接近晶片表面的區(qū)域施加真空，以 便去除可能位于頂面108a上或附近的流體或蒸氣。應(yīng)該理解，可以使用 源入口和源出口的任何合適組合，只要存在至少一個(gè)源入口 302與至少 一個(gè)源出口 304相鄰、而至少一個(gè)源出口 304又與至少一個(gè)源入口 306 相鄰的至少一個(gè)組合。IPA可以處于任何合適的形態(tài)，例如，IPA蒸氣，
其中利用N2氣輸入處于蒸氣形態(tài)的IPA。而且，盡管這里使用了DIW， 也可以使用可進(jìn)行或增強(qiáng)晶片處理的任何其它合適的流體，例如按其它 方式純化的水、清洗流體等。在一個(gè)實(shí)施例中，通過源入口 302提供IPA 入流310，可通過源出口 304施加真空312，并且可通過源入口 306施加 DIW入流314。因此，利用了前面參照?qǐng)D2所述的IPA-真空-DIW方向的 實(shí)施例。因而，如果在晶片108上留下流體膜，可通過IPA入流310向 晶片表面施加第一流體壓力，可通過DIW入流314向晶片表面施加第二 流體壓力，并可通過真空312施加第三流體壓力，從而去除晶片表面上 的DIW、 IPA和流體膜。
因此，在一個(gè)實(shí)施例中，隨著向晶片表面施加DIW入流314和IPA 入流310，晶片表面上的任何流體都與DIW入流314混合。此時(shí)，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 (也被稱為IPA/DIW界面118)，并且連同真空312—起對(duì) 從晶片108的表面去除DIW入流314與任何其它流體起到輔助作用。在 一個(gè)實(shí)施例中，IPA/DIW界面118減小了DIW的表面張力。在操作中， 向晶片表面施加DIW，并且通過由源出口 304施加的真空立即將該DIW 與晶片表面上的流體一起去除。向晶片表面施加并在接近頭和晶片表面 之間的區(qū)域中駐留一定時(shí)間的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，彎液面 116是向該表面施加并與晶片表面上的任何流體基本上同時(shí)去除的恒定 流體流。從晶片表面幾乎立即去除DIW防止了在被干燥的晶片表面的區(qū) 域上形成流體小滴，由此減少污染物在晶片108上變干的可能性。向下 注入的IPA的壓力(由IPA的流速產(chǎn)生的)也有助于限制彎液面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(jìn)入源出口 304，通過源出口 304可從接近頭輸出流體。因此，隨著IPA 和DIW被推到源出口 304中，構(gòu)成IPA/DIW界面118的邊界就不是連續(xù) 的邊界，因?yàn)闅怏w(例如，空氣)與流體一起被推到源出口 304中。在 一個(gè)實(shí)施例中，由于來自源出口 304的真空牽引DIW、 IPA和晶片表面 上的流體，進(jìn)入源出口 304的流是不連續(xù)的。當(dāng)對(duì)流體和氣體的組合施
加真空時(shí)，這個(gè)流動(dòng)的不連續(xù)性類似于通過細(xì)管來上拉流體和氣體。因
而，隨著接近頭106移動(dòng)，彎液面也和接近頭一起移動(dòng)，并且先前由彎 液面占據(jù)的區(qū)域由于IPA/DIW界面118的移動(dòng)而被干燥。還應(yīng)該理解， 可以使用任何合適數(shù)量的源入口 302、源出口 304和源入口 306，這取決 于設(shè)備的配置和所希望的彎液面尺寸和形狀。在另一實(shí)施例中，液體流 速和真空流速使得進(jìn)入真空出口的總液體流是連續(xù)的，而沒有氣體流入 真空出口。
應(yīng)該理解，對(duì)于IPA、 DIW和真空可以使用任何合適的流速，只要 可以保持彎液面116即可。在一個(gè)實(shí)施例中，通過一組源入口 306的DIW 的流率在約25ml每分鐘到約3000ml每分鐘之間。在一優(yōu)選實(shí)施例中， 通過所述一組源入口 306的DIW的流率為約400ml每分鐘。應(yīng)該理解， 流體的流率可以根據(jù)接近頭的尺寸而改變。在一個(gè)實(shí)施例中，較大接近 頭的流體流率大于較小接近頭的流體流率。在一個(gè)實(shí)施例中，這可能是 因?yàn)楦蟮慕咏^具有更多的源入口 302和306和源出口 304，因此更大 的接近頭具有更大的流量。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過一組源入口 302的IPA蒸氣的流速在約1標(biāo) 準(zhǔn)立方英尺每分鐘(SCFM)到約100SCFM之間。在一優(yōu)選實(shí)施例中， IPA流速在約10SCFM到40SCFM之間。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過一組源出口 304的真空的流速在約IO標(biāo)準(zhǔn)立 方英尺每小時(shí)(SCFH)到約1250SCFH之間。在一優(yōu)選實(shí)施例中，通過 所述一組源出口 304的真空的流速約為350SCFH。在示例實(shí)施例中，可 使用流量計(jì)來測(cè)量IPA、 DIW和真空的流速。
圖6E示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可由接近頭106執(zhí)行的使用另 一源入口/源出口方向的另一晶片干燥處理。在本實(shí)施例中，接近頭106 可以在晶片108的頂面108a上方移動(dòng)，從而彎液面可沿著晶片表面108a 移動(dòng)。該彎液面將流體施加于晶片表面并從該晶片表面去除流體，由此 同時(shí)清洗和干燥晶片。在本實(shí)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，而源出口 312 從晶片表面108a去除流體。應(yīng)該理解，在這里所述的接近頭106的本實(shí)
施例以及其它實(shí)施例中，其它數(shù)量和類型的源入口和源出口可以與圖6E 中所示的源入口 302和306以及源出口 304的方向一起使用。此外，在 本實(shí)施例以及其它接近頭實(shí)施例中，通過控制流向晶片表面108a的流體 流量并控制所施加的真空，可以采用任何合適的方式來管理和控制彎液 面。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通過增加DIW流314和/或減少真空312， 通過源出口 304的出流幾乎可以全是DIW以及從晶片表面108a去除的 流體。在另一實(shí)施例中，通過減少DIW流314和/或增加真空312，通過 源出口 304的出流基本上可以全是DIW和空氣以被從晶片表面108a去 除的流體的組合。
圖6F示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一源入口和出口方向，其中 附加源出口 307可用于輸入附加流體。圖6F中所示的入口和出口的方向 基本上是參照?qǐng)D6D所詳細(xì)描述的方向，除了包括在源出口 304的相對(duì)側(cè) 與源入口 306相鄰的附加源出口 307之外。在這個(gè)實(shí)施例中，可以通過 源入口 306輸入DIW，同時(shí)通過源入口 307輸入不同的溶液，例如清洗 液。因此，可使用清洗液流315來增強(qiáng)晶片108的清洗，并且基本上同 時(shí)干燥晶片108的頂面108a。
圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的進(jìn)行干燥操作的接近頭106。 在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭106移動(dòng)，同時(shí)接近晶片108的頂面108a，以 便進(jìn)行清洗和/或干燥操作。應(yīng)該理解，接近頭106還可以用于處理(例 如，清洗、干燥等)晶片108的底面108b。在一個(gè)實(shí)施例中，晶片108 旋轉(zhuǎn)，以便接近頭106可以按線性方式隨頭部運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，同時(shí)從頂面 108a去除流體。通過經(jīng)源入口 302施加IPA310、經(jīng)源出口 304施加真空 312、和經(jīng)源入口 306施加去離子水314，可以產(chǎn)生如參照?qǐng)D6所述的彎 液面116。
圖7B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接近頭106的一部分的俯視 圖。在一個(gè)實(shí)施例的俯視圖中，從左向右依次為一組源入口 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， 在將IPA和DIW輸入到接近頭106和晶片108之間的區(qū)域中時(shí)，真空將 去除IPA和DIW以及可能駐留在晶片108上的任何流體膜。這里所述的
源入口 302、源入口 306、和源出口 304還可以具有任何合適類型的幾何 形狀，例如，圓形開口、方形開口等。在一個(gè)實(shí)施例中，源入口 302和 306和源出口 304具有圓形開口。
圖7C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的進(jìn)行干燥操作的具有傾斜的 源入口 302'的接近頭106。應(yīng)該理解，這里所述的源入口 302'和306和(多 個(gè))源出口 304可以按任何合適的方式傾斜，以便優(yōu)化晶片清洗和/或干 燥處理。在一個(gè)實(shí)施例中，向晶片108輸入IPA蒸氣的傾斜源入口 302' 向源入口 306傾斜，以便引導(dǎo)IPA蒸氣流使其限定彎液面116。
圖7D示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的進(jìn)行干燥操作的具有傾斜源 入口 302'和傾斜源出口 304'的接近頭106。應(yīng)該理解，這里所述的源入口 302'和306以及傾斜源出口 304'可以按任何合適的方式傾斜，以便優(yōu)化晶 片清洗和/或干燥處理。
在一個(gè)實(shí)施例中，向晶片108上輸入IPA蒸氣的傾斜源入口 302'按 角度05oo向源入口 306傾斜，以便引導(dǎo)IPA蒸氣流使其限定彎液面116。 在一個(gè)實(shí)施例中，傾斜源出口 304'可以按角度e5Q2向彎液面116傾斜。應(yīng) 該理解，角度05。。和05()2可以是可優(yōu)化彎液面116的管理和控制的任何合
適的角度。在一個(gè)實(shí)施例中，角度e5W大于o度并小于90度，角度 e502
大于0度并小于90度。在一優(yōu)選實(shí)施例中，角度95()()約為15度，在另一
優(yōu)選實(shí)施例中，以角度05O2傾斜的角度約為15度。可以按任何合適的方
式來調(diào)節(jié)角度05()()和角度65()2，以便優(yōu)化彎液面的管理。在一個(gè)實(shí)施例中， 角度65()()和角度05()2可以相同，在另一實(shí)施例中，角度05()()和角度05()2可 以不同。通過使(多個(gè))傾斜源入口 302'和/或(多個(gè))源出口 304'傾斜， 可以更清楚地限定彎液面的邊界，并由此控制被處理表面的干燥和/或清 洗。
圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在雙晶片表面清洗和干燥系 統(tǒng)中使用的接近頭106a和106b的側(cè)視圖。在本實(shí)施例中，通過使用源 入口 302和306分別輸入IPA和DIW，同時(shí)用源出口 304提供真空，可 以產(chǎn)生彎液面116。此外，在源入口 306的與源入口 302相對(duì)的一側(cè)，可 以有源出口 304，以去除DIW并保持彎液面116完整。如上所述，在一
個(gè)實(shí)施例中，源入口 302和306可分別用于IPA入流310和DIW入流314， 而源出口 304可用于施加真空312。應(yīng)該理解，可以使用源入口 302、源 出口 304和源入口 306的任何合適的配置。例如，接近頭106a和106b 可具有類似于參照?qǐng)D7A和7B所述配置的源入口和源出口的配置。此外， 在其它實(shí)施例中，接近頭106a和106b可以具有如下面參照9-15所示的 配置。通過將彎液面116移動(dòng)進(jìn)入和離開表面，可以干燥與彎液面116 接觸的任何合適表面。
圖8B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的雙晶片表面清洗和干燥系統(tǒng) 中的接近頭106a和106b。在本實(shí)施例中，接近頭106a處理晶片108的 頂面108a，接近頭106b處理晶片108的底面108b。通過由源入口 302 和306分別輸入IPA和DIW，并且利用來自源出口 304的真空，可以在 接近頭106a和晶片108之間以及在接近頭106b和晶片108之間產(chǎn)生彎 液面116。接近頭106a和106b以及彎液面116可以按一定方式在晶片表 面的濕區(qū)域上移動(dòng)，從而可以干燥整個(gè)晶片108。
圖9一15示出了接近頭106的示例實(shí)施例。如下列示例圖所示，接 近頭可以具有能夠執(zhí)行如圖6—8所述的流體去除處理的任何合適的結(jié)構(gòu) 或尺寸。因此，這里所述的任何、 一些或所有接近頭都可以在任何合適 的晶片清洗和干燥系統(tǒng)(例如，如參照?qǐng)D2A-2D所述的系統(tǒng)100或其變 型)中使用。此外，接近頭還可具有任何合適數(shù)量或形狀的源出口 304 和源入口 302和306。應(yīng)該理解，從俯視圖所示的接近頭的一側(cè)是接近晶 片以進(jìn)行晶片處理的一側(cè)。圖9一15中所述的所有接近頭都能使用如參 照?qǐng)D2和6所述的IPA-真空-DIW方向或其變型。此外，這里所述的接近 頭可用于清洗或干燥操作，這取決于從源入口 302和306以及源出口 304 輸入和輸出的流體。此外，這里所述的接近頭可具有多個(gè)入口管線和多 個(gè)出口管線，這些入口管線和出口管線具有控制液體和/或蒸氣和/或氣體 流過出口和入口的相對(duì)流速的能力。應(yīng)該理解，每組源入口和源出口都 可對(duì)流量進(jìn)行獨(dú)立的控制。
應(yīng)該理解，源入口和出口的尺寸以及位置可以改變，只要產(chǎn)生的彎 液面是穩(wěn)定的即可。在一個(gè)實(shí)施例中，源入口 302、源出口 304和源入口
306的開口的直徑尺寸在約0.02英寸到約0.25'英寸之間。在一優(yōu)選實(shí)施 例中，源入口 302和源出口 304的開口的尺寸約為0.03英寸，源入口 306 的開口的尺寸約為0.06英寸。
在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)源入口 302、 306以及多個(gè)源出口 304隔開約 0.03英寸和約0.5英寸。在一優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)源入口 306彼此以0.125 英寸的間隔隔開，多個(gè)源出口 304以0.03英寸的間隔隔開，多個(gè)源入口 302以約0.03英寸的間隔隔開。
圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圓形接近頭106-1的俯視圖。 在本實(shí)施例中，接近頭106-1包括三個(gè)源入口 302，在一個(gè)實(shí)施例中，該 三個(gè)源入口 302向晶片108的表面施加IPA。接近頭106-1還包括位于頭 部106-1的中央部分的三個(gè)源出口 304。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)源入口 306 位于與源入口 302和源出口 304相鄰的位置處。在本實(shí)施例中，另一個(gè) 源入口 306位于源出口 304的另一側(cè)。
在本實(shí)施例中，接近頭106-1示出了三個(gè)源出口 304位于中央部分 并位于接近頭106-1的頂面的凹槽內(nèi)。此外，源入口 302位于與源入口 306不同的水平面上。接近頭106-1的該側(cè)是接近晶片108以進(jìn)行清洗和 /或干燥操作的一側(cè)。
圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圓形接近頭106-1的側(cè)視圖。 接近頭106-1具有位于底部343的多個(gè)輸入口，該多個(gè)輸入口通向源入口 302和306以及源出口 304，如參照?qǐng)D9C進(jìn)一步詳細(xì)討論的那樣。在一 個(gè)實(shí)施例中，接近頭106-1的頂部341在圓周上小于底部343。如前所述， 應(yīng)該理解，這里所述的接近頭106-1以及其它接近頭可以具有任何合適的 形狀和/或結(jié)構(gòu)。
圖9C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圓形接近頭106-1的仰視圖。 接近頭106-1還包括端口 342a、 342b和342c，在一個(gè)實(shí)施例中，這些端 口分別對(duì)應(yīng)于源入口 302、源出口 304和源入口 306。通過經(jīng)端口 342a、 342b和342c輸入或去除流體，可以經(jīng)源入口 302、源出口 304和源入口 306輸入或輸出流體，如參照?qǐng)D9A所述的那樣。
應(yīng)該理解，用于這里所述的任何接近頭的端口 342a、 342b和342c
可以具有任何合適的方向和尺寸，只要可由源入口 302、源出口 304和源 入口 306產(chǎn)生并保持穩(wěn)定的彎液面即可。這里所述的端口 342a、 342b和 342c的實(shí)施例可適用于這里所述的任何接近頭。在一個(gè)實(shí)施例中，端口 342a、 342b和342c的端口直徑尺寸可以在約0.03英寸到約0.25英寸之 間。在一優(yōu)選實(shí)施例中，端口直徑尺寸約為0.06英寸到0.18英寸。在一 個(gè)實(shí)施例中，端口之間的距離在約0.125英寸到約1英寸之間。在一優(yōu)選 實(shí)施例中，端口之間的距離在約0.25英寸到約0.37英寸之間。
圖10A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)橢圓形接近頭106-2。接 近頭106-2包括源入口 302、源出口 304和源入口 306。在本實(shí)施例中， 源入口 302能夠向晶片表面區(qū)域施加EPA，源入口 306能夠向晶片表面區(qū) 域施加DIW，源出口 304能夠向接近晶片108的表面的區(qū)域施加真空。 通過施加真空，可以去除可能駐留在晶片表面上的IPA、 DIW和任何其 它類型的流體。
接近頭106-2還包括端口 342a、 342b和342c，在一個(gè)實(shí)施例中，這 些端口分別對(duì)應(yīng)于源入口 302、源出口 304和源入口 306。通過經(jīng)端口 342a、 342b和342c輸入或去除流體，可以經(jīng)源入口 302、源出口 304和 源入口 306輸入或輸出流體。盡管在這個(gè)示例實(shí)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(duì)應(yīng)，應(yīng)該理解，端 口 342a、 342b和342c可從任何合適的源入口或源出口輸送或去除流體， 這取決于所希望的結(jié)構(gòu)。由于源入口 302和306以及源出口 304的結(jié)構(gòu)， 可以在接近頭106-2和晶片108之間形成彎液面116。彎液面116的形狀 可以根據(jù)接近頭106-2的結(jié)構(gòu)和尺寸而改變。
圖10B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)橢圓形接近頭106-2的俯 視圖。在圖10B中，示出了源出口 304和源入口 302和306的圖案。因 此，在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭106-2包括位于多個(gè)源出口 304外側(cè)的多個(gè) 源入口 302，而多個(gè)源出口 304又位于多個(gè)源入口 306的外側(cè)。因此，多 個(gè)源入口 302大致包圍多個(gè)源出口 304，而多個(gè)源出口 304又大致包圍多 個(gè)源入口 306，從而實(shí)現(xiàn)了IPA-真空-DIW方向。在一個(gè)實(shí)施例中，源入 口 306位于接近頭106-2的長(zhǎng)軸的中部的下面。在這種實(shí)施例中，源入口
302和306分別向正被干燥和/或清洗的晶片108的區(qū)域輸入IPA和DIW。 本實(shí)施例中的源出口 304在接近正被干燥的晶片108的區(qū)域處抽真空， 由此輸出來自源入口 302和306的IPA和DIW，以及來自正被干燥晶片 108的區(qū)域的流體。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，可以發(fā)生如參照?qǐng)D6所述的 干燥和/或清洗動(dòng)作，從而以更有效的方式清洗/干燥晶片108。
圖10C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)橢圓形接近頭106-2的側(cè) 視圖。應(yīng)該理解，接近頭106-2實(shí)際上是示例性的，可以具有任何合適的 尺寸，只要源入口 302和306以及源出口 304被構(gòu)成得能夠按照如這里 所述方式來清洗和/或干燥晶片108即可。
圖11A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方形接近頭106-3的俯視圖。 在本實(shí)施例中，如圖IIA所示，接近頭106-3包括位于圖上部的兩行源 入口 302、位于源入口 302下方的一行源出口 304、位于源出口 304下方 的一行源入口 306、以及位于源入口 306下方的一行源出口 304。在一個(gè) 實(shí)施例中，可分別經(jīng)源入口 302和306將IPA和DIW輸入到正被干燥的 晶片108的區(qū)域。源出口 304可用于從晶片108的表面去除諸如IPA和 DIW的流體以及晶片108表面上的其它流體。
圖11B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方形接近頭106-3的側(cè)視圖。 接近頭106-3包括端口 342a、 342b和342c,在一個(gè)實(shí)施例中，這些端口 可用于經(jīng)源入口 302和306以及源出口 304輸入和/或輸出流體。應(yīng)該理 解，在這里所述的任何接近頭中可使用任何合適數(shù)量的端口 342a、 342b 和342c，這取決于所希望的結(jié)構(gòu)以及源入口和出口。
圖IIC示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方形接近頭106-3的仰視圖。 接近頭106-3包括背部上的端口 342a、342b和342c，而底部的連接孔340 可用于將接近頭106-3安裝到如參照?qǐng)D2A-2D所述的上臂104a上。
圖12A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的部分方形和部分圓形的接近 頭106-4。在本實(shí)施例中，接近頭106-4包括一行源入口 306，在該一行 源入口 306的兩側(cè)與之相鄰有多行源出口 304。該多行源出口 304中的一 行與兩行源入口 302相鄰。垂直于上述行并且位于上述行的端部的是多 行源出口 304。
圖12B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的部分方形和部分圓形的接近 頭106-4的后視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭106-4包括位于背側(cè)的端口 342a、 342b和342c，如后視圖所示，其中該背側(cè)是接近頭106-4的方形 端。端口 342a、 342b和342c可用于經(jīng)源入口 302和306以及源出口 304 輸入和/或輸出流體。在一個(gè)實(shí)施例中，端口 342a、 342b和342c分別對(duì) 應(yīng)于源入口 302、源出口 304和源入口 306。
圖12C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的部分方形和部分圓形的接近 頭106-4的俯視圖。如該圖所示，接近頭106-4包括能使用IPA-真空-DIW 方向的源入口 302和306以及源出口 304的配置。
圖13A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的類似于圖9A中所示的接近 頭106-1的圓形接近頭106-5的俯視圖。在本實(shí)施例中，源入口和源出口 的圖案與接近頭106-1的相同，但是如圖13B所示，接近頭106-5包括連 接孔340，在該連接孔340處接近頭106-5可與能使接近頭向晶片移動(dòng)的 設(shè)備連接。
圖13B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的仰視看到的接近頭106-5。 根據(jù)該仰視圖，接近頭106-5具有位于底端上的不同位置處的多個(gè)連接孔 340。如果在如參照?qǐng)D2A-2D所示的系統(tǒng)100中使用接近頭106-5，所述 底端可以連接到上臂106a或下臂106b上。應(yīng)該理解，接近頭106-5可具 有任何合適數(shù)量或類型的連接孔，只要可將接近頭106-5固定到可以移動(dòng) 接近頭106-5的如參照?qǐng)D2A-2D所述的任何合適設(shè)備上即可。
圖13C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視看到的接近頭106-5。 接近頭106-5的一側(cè)圓周比移動(dòng)接近晶片108的一側(cè)圓周大。應(yīng)該理解， 接近頭106-5 (以及這里所述的接近頭106的其它實(shí)施例)的圓周可以具 有任何合適的尺寸，并且可以根據(jù)在任何給定時(shí)間內(nèi)希望處理的晶片108 的表面的大小而改變。
圖14A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一端為方形而另一端為圓形 的接近頭106-6。在本實(shí)施例中，接近頭106-6具有類似于如參照?qǐng)D12A 所示的接近頭106-4的圖案的源入口 302和306以及源出口 304的圖案， 除了還有可從圖14B的俯視圖看到的附加的幾行源入口 302之外。 圖14B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一端為方形而另一端為圓形 的接近頭106-6的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭106-6包括由源入口 302和306以及源出口 304構(gòu)成的雙層表面，使得能夠在晶片處理過程中 實(shí)現(xiàn)IPA-真空-DIW方向。
圖14C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接近頭106-6的方形端部的 側(cè)視圖。在本實(shí)施例中，接近頭106-6包括能夠向和從源入口 302和306 以及源出口 304輸入和輸出流體的端口 342a、 342b和342c。
圖15A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的25孔接近頭106-7的仰視 圖。在本實(shí)施例中，接近頭106-7包括25個(gè)開口，其中任何一個(gè)開口都 可用作端口 342a、 342b和342c,這取決于所希望的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例 中，七個(gè)開口用作端口 342a，六個(gè)開口用作源出口 342b，三個(gè)開口用作 端口 342c。在本實(shí)施例中，其它九個(gè)開口保留沒有使用。應(yīng)該理解，可 將其它孔用作端口 342a、 342b和/或342c，這取決于接近頭106-7的結(jié)構(gòu) 和希望功能的類型。
圖15B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的25孔接近頭106-7的俯視 圖。由圖15B所示的接近頭106-7的一側(cè)是接近晶片108以在晶片108 上進(jìn)行干燥和/或清洗操作的一側(cè)。接近頭106-7包括位于接近頭106-7 的中央部分的IPA輸入?yún)^(qū)382、真空出口區(qū)384、和DIW輸入?yún)^(qū)386。在 一個(gè)實(shí)施例中，IPA輸入?yún)^(qū)382包括一組源入口 302，多個(gè)真空出口區(qū)384 各包括一組源出口 304， DIW輸入?yún)^(qū)386包括一組源入口 306。
因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)接近頭106-7工作時(shí)，多個(gè)源入口 302 向IPA輸入?yún)^(qū)輸入IPA，多個(gè)源出口 304在真空出口區(qū)384中產(chǎn)生負(fù)壓(例 如，真空)，多個(gè)源入口 306向DIW輸入?yún)^(qū)386輸入DIW。通過這種方 式，就可以利用IPA-真空-DIW方向來巧妙地干燥晶片。
圖15C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的25孔接近頭106-7的側(cè)視 圖。如這個(gè)圖所示，接近頭106-7的頂面具有雙水平面。在一個(gè)實(shí)施例中， 多個(gè)源入口 302的水平面低于多個(gè)源出口 304和多個(gè)源入口 306的水平 面。
圖16A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在晶片表面兆聲清洗系統(tǒng)中
使用的接近頭106a和106b的側(cè)視圖。在本實(shí)施例中，通過使用分別用 于輸入N2/IPA和清洗化學(xué)劑的源入口 302和306'與用于提供真空的源出 口 304，可以產(chǎn)生彎液面116。應(yīng)該理解，可以使用與接近頭106a和106b
的材料相容的能夠清洗晶片表面的任何合適類型的化學(xué)劑。此外，在源 入口 306'的與源入口 302相對(duì)的一側(cè)，可以有源出口 304以去除清洗化 學(xué)劑并保持彎液面116不變。源入口 302和306'可分別用于IPA入流310 和清洗化學(xué)劑入流314'，而源出口 304可用于施加真空312。應(yīng)該理解， 可以使用源入口 302、源出口 304和源入口 306的任何合適的配置。例如， 接近頭106a和106b可具有類似于參照?qǐng)D6A所述的配置的源入口和源出 口的配置。此外，在其它實(shí)施例中，接近頭106a和106b可以具有如參 照?qǐng)D6B — 8B所示的結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，接近頭106a和106b可具有 不同的結(jié)構(gòu)。通過使彎液面116接近和遠(yuǎn)離與其接觸的任何表面，可以 利用彎液面116來清洗所述表面。
可通過使用兆聲來增強(qiáng)晶片108的清洗。在一個(gè)實(shí)施例中，可將換 能器406限定在(多個(gè))接近頭106a內(nèi)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，可將換能 器406限定在源出口 304和源入口 306'之間的接近頭106a內(nèi)。 一旦形成 彎液面116， RF電源408就可向換能器406提供能量。換能器406將來 自RF電源408的能量轉(zhuǎn)換成聲能。應(yīng)該理解，該換能器可具有能將RF 轉(zhuǎn)換成聲能的任何合適配置。在一個(gè)實(shí)施例中，換能器406是接合到主 體406b上的壓電晶體406a。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該換能器涂覆有例如 Teflon的物質(zhì)，以便保護(hù)晶體406a和主體406b不受可能存在于正被清洗 的晶片表面上的清洗化學(xué)劑和污染物的影響。聲能可產(chǎn)生兆聲 (600kHz-1.5MHz)或超聲(600kHz以下)波。在一優(yōu)選實(shí)施例中，換 能器406產(chǎn)生兆聲波，以便在彎液面116中產(chǎn)生氣穴。包括彎液面116 的清洗化學(xué)劑的氣穴增強(qiáng)了彎液面116的清洗性能。因此，由彎液面116 從晶片洗掉的污染物通過源出口 304脫離晶片。通過與可控彎液面116 一起使用兆聲，這里所述的設(shè)備和方法可以使用兆聲在小體積空間內(nèi)進(jìn) 行清洗，由此可以在清洗期間以強(qiáng)化的質(zhì)量輸運(yùn)進(jìn)行快速的化學(xué)交換。
圖16B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于雙晶片表面兆聲清洗系
統(tǒng)的接近頭106a和106b的側(cè)視圖。在本實(shí)施例中，通過使用源入口 302 和306'分別輸入N2/IPA和清洗化學(xué)劑，同時(shí)由源出口 304提供真空，可 以分別由晶片頂面和底面上的頭部106a和106b來產(chǎn)生彎液面116。在一 個(gè)實(shí)施例中，接近頭106b可具有與接近頭106a基本相同的結(jié)構(gòu)，除了 接近頭106b被定位成用于處理晶片108的另一側(cè)之外。此外，可將兆聲 換能器406限定在每個(gè)頭部106a和106b內(nèi)。RF電源可為壓電晶體406a 提供RF能量，以便轉(zhuǎn)換成聲能。然后可將聲能施加給晶片的頂面和底面 上的彎液面116。因而，可以進(jìn)行雙面兆聲彎液面清洗。
圖17示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接近頭106的側(cè)視圖，在該接 近頭106中，在源出口 304和源入口 306'之間設(shè)置有兆聲換能器406。在 一個(gè)實(shí)施例中，接近頭106具有IPA-真空-液體-兆聲-真空結(jié)構(gòu)。在操作 中，通過源入口 302輸入IPA/N2，通過源出口 304施加真空，通過源入 口 306'施加液體，并由換能器406向彎液面116施加兆聲聲波，并且由 源出口 304在接近頭106的前緣側(cè)施加真空。因此，通過這種方式，可 以形成包含清洗化學(xué)劑的彎液面116，并且與彎液面116直接接觸的兆聲 換能器406可施加超聲或兆聲聲波。如上所述，聲波可在彎液面116中 產(chǎn)生氣穴，由此增強(qiáng)與晶片108的表面接觸的清洗化學(xué)劑的清洗性能。
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有類似于參照?qǐng)D7A所述結(jié) 構(gòu)的接近頭106的側(cè)視圖，其中兆聲換能器406位于源出口 304和前緣 側(cè)的源入口 306'之間。在本實(shí)施例中，彎液面116可由前緣和接近頭106 的后緣上的IPA蒸氣來限制。彎液面116位于源入口 306'的前緣側(cè)。
圖19A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有清洗/兆聲區(qū)442和干燥 區(qū)440的組合的接近頭106a和106b的側(cè)視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，清洗/ 兆聲區(qū)442包括源入口 302、源出口 304和源入口 306'。兆聲換能器406 被按如下方式限定在頭部106a中使換能器406可與清洗/兆聲區(qū)442中 的彎液面116接觸。在一優(yōu)選實(shí)施例中，與干燥區(qū)440的位置相比，清 洗區(qū)442位于接近頭106的前緣側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，干燥區(qū)440包括 源入口 302、源出口 304和源入口 306。在這種實(shí)施例中，源入口 306輸 入去離子水。通過這種方式，可以以高度有效的方式來清洗晶片108。
圖19B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在清洗/兆聲區(qū)442中具有雙 兆聲換能器的接近頭106a和106b的側(cè)視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭 106a和106b各包括可將RP轉(zhuǎn)換成聲能的換能器。在一個(gè)實(shí)施例中，接 近頭106b具有與接近頭106a基本相同的結(jié)構(gòu)，除了接近頭106b被定位 成用于處理晶片108的另一側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，頭部106a和106b的 換能器406都可被配置成直接向彎液面116輸出兆聲波。在一優(yōu)選實(shí)施 例中，可將換能器406配置成直接給晶片108兩側(cè)的彎液面116輸出兆 聲波。還應(yīng)該理解，該換能器可位于接近頭106a和106b的能向正在清 洗晶片的彎液面116直接輸出兆聲波的任何部分中。在一優(yōu)選實(shí)施例中， 換能器406的位置可處于前面參照?qǐng)D19A所述的位置。
圖20示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有多個(gè)源入口 302和306以 及多個(gè)源出口 304的示例性處理窗口 538。在一個(gè)實(shí)施例中，在例如晶片 清洗操作期間，操作中的處理窗口 538可沿方向546橫跨晶片移動(dòng)。處 理窗口 538是其中可形成彎液面116的位置。在這種實(shí)施例中，接近頭 106可能在前緣區(qū)548上遇到晶片表面上的污染區(qū)。前緣區(qū)548是在清洗 處理期間接近頭106的首先遇到污染物的區(qū)域。相反，后緣區(qū)560是接 近頭106的最后遇到被處理區(qū)域的區(qū)域。當(dāng)接近頭106和包含在其中的 處理窗口 538沿方向546橫跨晶片移動(dòng)時(shí)，晶片表面的臟區(qū)(或干燥操 作中的濕區(qū))通過前緣區(qū)548進(jìn)入處理窗口 538。然后，在由處理窗口 538產(chǎn)生、可控制地保持和管理的彎液面對(duì)晶片表面的未清洗區(qū)(或干燥 處理中的濕區(qū))進(jìn)行處理之后，對(duì)該未清洗區(qū)進(jìn)行清洗，并且晶片(或 襯底)的已清洗區(qū)通過接近頭106的后緣區(qū)560離開處理窗口 538。在一 另選實(shí)施例中，對(duì)濕區(qū)進(jìn)行干燥，并且晶片的已干燥區(qū)通過接近頭106 的后緣區(qū)560離開處理窗口 538。
在一個(gè)實(shí)施例中，可將換能器406限定在源入口和源出口之間。因 此，可按如下的方式將換能器406限定在處理窗口 538內(nèi)使換能器406 能夠向由處理窗口 538形成的彎液面直接施加聲波。因此，構(gòu)成彎液面 116的清洗化學(xué)劑和形成在彎液面116內(nèi)的氣穴可最佳地清洗晶片表面。
應(yīng)該理解，上述接近頭106的任何不同實(shí)施例都可用作參照?qǐng)D2A-5H所述的接近頭106a和106b中的一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)。接近頭可以具有能進(jìn) 行上述的流體去除和/或清洗處理的任何合適的結(jié)構(gòu)或尺寸。此外，示例 性的接近頭及源入口 302和304和源出口 306的相應(yīng)圖案可參見美國(guó)專 利申請(qǐng)No.l0/261839、 10/404270和10/330897，這里并入作為參考。因 此，這里所述的任何、 一些或所有接近頭都可用在任何合適的晶片清洗 和干燥系統(tǒng)中，例如用在參照?qǐng)D2A-2D所述的系統(tǒng)100及其變型中。此 外，接近頭還可以具有任何合適數(shù)量或形狀的源出口 304和源入口 302 和306。而且，換能器406可以具有任何合適的尺寸、形狀和數(shù)量，只要 換能器406能向彎液面116施加聲波即可。應(yīng)該理解，從俯視圖所示的 接近頭的 一側(cè)是接近晶片以進(jìn)行晶片處理的 一側(cè)。
圖21中所述的接近頭是能釆用上述IPA-真空-液體方向的管簇。此 外，這里所述的接近頭可用于清洗或干燥操作，這取決于從源入口 302 和306以及源出口 304輸入和輸出的流體。此外，這里所述的接近頭可 具有多個(gè)入口管線和多個(gè)出口管線，這些管線能夠控制通過出口和入口 的液體和/或蒸氣和/或氣體的相對(duì)流速。應(yīng)該理解，每組源入口和源出口 可對(duì)流量進(jìn)行獨(dú)立的控制。
應(yīng)該理解，可以改變?cè)慈肟诤统隹诘某叽绾臀恢?，只要產(chǎn)生的彎液 面是穩(wěn)定的即可。在一個(gè)實(shí)施例中，源入口 302、源出口 304和源入口 306的開口的直徑尺寸在約0.02英寸到約0.25英寸之間。在一優(yōu)選實(shí)施 例中，源入口 306和源出口 304的開口的尺寸約為0.06英寸，源入口 302 的開口的尺寸約為0.03英寸。
在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)源入口 302、 306和多個(gè)源出口 304隔開約 0.03英寸和約0.5英寸。在一優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)源入口 306彼此隔開 0.125英寸，多個(gè)源出口 304隔開0.125英寸，多個(gè)源入口 302隔開約0.06 英寸。在一個(gè)實(shí)施例中，可以采用一個(gè)或更多個(gè)槽或通道的形式而非多 個(gè)開口的形式來組合多個(gè)源入口 302、多個(gè)源出口 304。例如，可以按一 個(gè)或更多個(gè)通道的形式來組合多個(gè)源出口 304,使得至少部分地包圍用于 彎液面部分的多個(gè)源出口 306的區(qū)域。同樣地，可以將多個(gè)IPA出口 302 組合成位于多個(gè)源出口 304的區(qū)域的外側(cè)的一個(gè)或更多個(gè)通道。也可以
將多個(gè)源出口 306組合成一個(gè)或更多個(gè)通道。
此外，接近頭在結(jié)構(gòu)上不必是"頭部"，可以具有任何合適的結(jié)構(gòu)、 形狀和/或尺寸，例如管簇、圓盤壓輪(circular puck)、棒、正方形、橢 圓壓輪(ovalpuck)、管子、板等，只要源入口 302和306以及源出口304 可被配置成能產(chǎn)生可控的、穩(wěn)定的、可管理的流體彎液面即可。單個(gè)接 近頭也可包括足夠多的源入口 302和306以及源出口 304,以便該單個(gè)接 近頭也可支持多個(gè)彎液面。該多個(gè)彎液面可同時(shí)執(zhí)行單獨(dú)的功能(例如， 刻蝕、沖洗和干燥處理)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，接近頭可以是如參照附圖 所述的管簇形式的，或者是其它合適結(jié)構(gòu)的。接近頭的尺寸可根據(jù)所希 望的應(yīng)用而改變?yōu)槿魏魏线m尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，接近頭的長(zhǎng)度(由 示出處理窗口的俯視圖可見)可以在1.0英寸到約18.0英寸之間，寬度 (由示出處理窗口的俯視圖可見)可以在約0.5英寸到約6.0英寸之間。 而且，當(dāng)接近頭可被優(yōu)化以處理任何合適尺寸的晶片時(shí)，例如200mm晶 片、300晶片等時(shí)，可以按任何合適的方式來設(shè)置接近頭的處理窗口，只 要這種結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生可控的、穩(wěn)定的和可管理的流體彎液面即可。
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的大致為方形的接近頭106-1的 俯視圖。在本實(shí)施例中，接近頭106-1包括三個(gè)源入口 302,在一個(gè)實(shí)施 例中，這三個(gè)源入口 302向晶片108的表面施加IPA。
在本實(shí)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)域施加清洗化學(xué)劑，源出口 304能夠向接近晶片 108的表面的區(qū)域施加真空。通過施加真空可以去除可能駐留在晶片表面 上的IPA、清洗化學(xué)劑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(gè)實(shí)施例中，這 些端口分別對(duì)應(yīng)于源入口 302、源出口 304和源入口 306。通過經(jīng)端口 342a、 342b和342c輸入或去除流體，可經(jīng)源入口 302、源出口 304和源 入口 306輸入或輸出流體。盡管端口 342a、 342b和342c在本示例實(shí)施 例中對(duì)應(yīng)于源入口 302、源出口 304和源入口 306，但是應(yīng)該理解，端口 342a、 342b和342c可從任何合適源入口或源出口提供或去除流體，這取 決于所希望的結(jié)構(gòu)。由于源入口 302和306以及源出口 304的配置，可
以在接近頭106-1和晶片108之間形成彎液面116。彎液面116的形狀可 根據(jù)接近頭106-1的結(jié)構(gòu)和尺寸而改變。
應(yīng)該理解，用于這里所述的任何接近頭的端口 342a、 342b和342c 可以具有任何合適的方向和尺寸，只要可由源入口 302、源出口 304和源 入口 306產(chǎn)生并保持穩(wěn)定的彎液面即可。這里所述的端口 342a、 342b和 342c的實(shí)施例可應(yīng)用于這里所述的任何接近頭。在一個(gè)實(shí)施例中，端口 342a、 342b和342c的端口直徑尺寸可在約0.03英寸到約0.25英寸之間。 在一優(yōu)選實(shí)施例中，端口的直徑尺寸為約0.06英寸到0.18英寸。在一個(gè) 實(shí)施例中，端口之間的距離在約0.125英寸到約1英寸之間。在一優(yōu)選實(shí) 施例中，端口之間的距離在約0.25英寸到約0.37英寸之間。
在一個(gè)實(shí)施例中，換能器406位于源入口 306和源出口 304之間。 應(yīng)該理解，換能器406可位于頭部106-1的任何合適區(qū)域中，只要換能器 406可向彎液面施加聲波即可。因此，如上所述，換能器406可向彎液面 116施加聲波，例如超聲波和/或兆聲波。因而，通過使用清洗化學(xué)劑和 兆聲，可以巧妙地優(yōu)化和增強(qiáng)晶片表面的清洗。
雖然已經(jīng)采用幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是應(yīng)該理解， 本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀前述說明并研究附圖將能實(shí)現(xiàn)各種替換、添加、 變換及其等效形式。因此，本發(fā)明將包括落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的 所有這些替換、添加、變換及其等效形式。
權(quán)利要求
1.一種用于處理襯底的方法，該方法包括以下步驟把第一流體施加到襯底表面上；把第二流體施加到所述襯底的表面上，接近于所述第一流體的施加而施加所述第二流體，而且，所述第一流體及所述第二流體的施加是通過接近頭進(jìn)行的，該接近頭具有被設(shè)置為非接觸地接近所述襯底表面的頭部表面；以及從所述襯底表面去除所述第一流體及所述第二流體，所述去除是在把所述第一流體及所述第二流體施加到所述襯底表面上的同時(shí)進(jìn)行的，而且，所述去除是當(dāng)所述接近頭被設(shè)置為非接觸地接近所述襯底表面時(shí)通過所述接近頭進(jìn)行的；其中，由所述接近頭引導(dǎo)的所述施加和去除限定了保持在所述襯底表面與所述接近頭的表面之間受控的彎液面，所述接近頭的表面被限定為包括基本上平坦的表面區(qū)域并包括對(duì)用于施加所述第一流體和第二流體及去除所述第一流體和第二流體的導(dǎo)管進(jìn)行限定的離散孔，所述離散孔延伸穿過所述接近頭的頭部表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，該方法還包括以下 步驟對(duì)所述襯底表面上的受控彎液面進(jìn)行掃描。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，所述第一流 體是DIW和清洗流體中的一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，所述第一流 體是異丙醇(IPA)蒸氣、氮?dú)?、有機(jī)化合物、己醇、乙基乙二醇、以及易與水混合的化合物中的一種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，去除所述第一流體及所述第二流體包括接近所述襯底的表面施加真空。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于處理襯底的方法，其中，所述施加真 空包括調(diào)節(jié)所述真空的強(qiáng)度以形成穩(wěn)定的彎液面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于處理襯底的方法，其中，所述受控彎 液面是穩(wěn)定的，并從所述襯底表面去除流體薄膜。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，所述表面是 低k值介電體。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，所述彎液面 延伸直至襯底的直徑。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，所述彎液 面延伸超出襯底的直徑。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，施加所述 第一流體包括調(diào)節(jié)所述第一流體的流以形成所述穩(wěn)定的彎液面。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，施加所述 第二流體包括調(diào)節(jié)所述第二流體的流以形成所述穩(wěn)定的彎液面。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理襯底的方法，其中，當(dāng)從所述 襯底去除所述彎液面時(shí)，對(duì)所述彎液面進(jìn)行控制。
14、 一種通過被設(shè)置為非接觸地接近襯底表面的接近頭來處理襯底 的方法，該方法包括以下步驟當(dāng)所述頭部接近所述襯底的表面時(shí)，從所述頭部中的導(dǎo)管把第一流 體施加到所述襯底的表面上；從所述襯底的表面去除所述第一流體，所述去除是在與把所述第一 流體施加到所述襯底表面上的同時(shí)進(jìn)行的，所述去除確保了所施加的第 一流體被包含在所述頭部的表面與所述襯底的表面之間并且所施加及所 去除的第一流體限定了受控的彎液面；以及當(dāng)要求移動(dòng)所述頭部或所述襯底時(shí)，在所述襯底表面的不同區(qū)域上 移動(dòng)所述受控的彎液面，所述受控彎液面的移動(dòng)使得能夠使用所述第一 流體來處理所述襯底表面的一部分或全部，而且，所述頭部的表面被限 定為包括基本上平坦的表面區(qū)域并包括對(duì)用于施加及去除所述第一流體 的導(dǎo)管進(jìn)行限定的離散孔，所述離散孔延伸穿過所述接近頭的頭部表面， 當(dāng)被設(shè)置為非接觸地接近所述襯底的表面時(shí)，所述頭部的基本上平坦的 表面區(qū)域使得能夠在所述不同區(qū)域上保持所述受控的彎液面。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于處理襯底的方法，該方法還包括以下步驟通過所述頭部把第二流體施加到所述襯底的表面上，在與所述第一 流體的施加接近的方向上施加所述第二流體；以及與所述第一流體的去除同時(shí)地去除所述第二流體，使得當(dāng)在所述襯 底表面的不同區(qū)域上移動(dòng)所述受控的彎液面時(shí)能夠保持所述受控的彎液 面。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于處理襯底的方法，其中，所述第一 流體是DIW和清洗流體中的一種。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于處理襯底的方法，其中，施加所述 第二流體包括調(diào)節(jié)所述第二流體的流以形成所述穩(wěn)定的彎液面。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于處理襯底的方法，其中，所述第一 流體是異丙醇(IPA)蒸氣、氮?dú)?、有機(jī)化合物、己醇、乙基乙二醇、以 及易與水混合的化合物中的一種。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于處理襯底的方法，其中，去除所述 第一流體包括接近所述襯底表面施加真空。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于處理襯底的方法，其中，施加所述 第一流體包括調(diào)節(jié)所述第一流體的流以形成所述穩(wěn)定的彎液面。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理襯底的方法。該方法包括把第一流體施加到襯底表面上；接近于第一流體的施加而施加第二流體到襯底的表面上，而且，第一及第二流體的施加是通過接近頭進(jìn)行的，接近頭具有被設(shè)置為非接觸地接近襯底表面的頭部表面；從襯底表面去除第一及第二流體，所述去除是在把第一及第二流體施加到襯底表面上的同時(shí)進(jìn)行的，而且，該去除是當(dāng)接近頭被設(shè)置為非接觸地接近襯底表面時(shí)通過接近頭進(jìn)行的；由接近頭引導(dǎo)的施加和去除限定了保持在襯底表面與接近頭的表面之間受控的彎液面，接近頭的表面被限定為包括基本上平坦的表面區(qū)域并包括對(duì)用于施加第一和第二流體及去除第一和第二流體的導(dǎo)管進(jìn)行限定的離散孔，離散孔延伸穿過接近頭的頭部表面。
文檔編號(hào)C25D7/12GK101369522SQ20081016090
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者卡爾·武德, 弗利茨·雷德克, 約翰·M·德拉芮奧, 約翰·博伊德, 詹姆士·P·加西亞, 阿夫辛·尼克宏, 麥克·拉夫金 申請(qǐng)人:拉姆研究公司