專利名稱：易揮發(fā)組分的原地回收的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及半導(dǎo)體晶片處理以及，尤其是，涉及用
于消除半導(dǎo)體晶片表面清潔過程中的化學(xué)制品損失的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在電子器件制造過程中，廣泛V吏用通常-皮稱為"溶劑" 或"專用溶劑，，的昂貴的專用化學(xué)制品混合物(mixtures)或摻合 物(blends)以從半導(dǎo)體晶片表面除去微粒污染物、刻蝕后殘留、 和金屬污染物。這種化學(xué)溶劑一般來"i兌分成兩大類"水成基 (aqueous-based)"溶劑和"有機(jī)基"溶劑。水成基溶劑是水基的清 潔化學(xué)物質(zhì)(也就是說，按重量計(jì)算，水高達(dá)95%，其余成分由活 性化學(xué)試劑組成)。有機(jī)基溶劑是用液體有機(jī)化學(xué)制品或其混合物 代替水的清潔化學(xué)物質(zhì)，其也包含用于清潔半導(dǎo)體晶片表面的活性 化學(xué)試劑。因?yàn)楂@得這些溶劑代價(jià)不菲，所以在處理完之后通常將 其回收并再次使用。例如，圖l描繪了一個(gè)傳統(tǒng)的液體化學(xué)制品回 收系統(tǒng)IOO。在圖l中，經(jīng)由供應(yīng)管線112從供應(yīng)槽108向半導(dǎo)體晶片 106的表面104施力。〗t學(xué)溶劑，以形成4匕學(xué)制品彎液面102 。該4匕學(xué) 制品彎液面102用以清潔該半導(dǎo)體晶片表面104。向該化學(xué)制品彎液 面102施加周邊空氣氣流(未示)以防止該彎液面102突石皮限定的足 跡(footprint)并淹沒該半導(dǎo)體晶片表面104。當(dāng)該鄰近頭110沿著 該半導(dǎo)體晶片表面104移動(dòng)時(shí)，該彎液面102的^f匕學(xué)溶劑作用于該半 導(dǎo)體晶片表面104。 4吏用真空機(jī)構(gòu)從該半導(dǎo)體晶片表面104除去該化 學(xué)溶劑。具體地說，此真空機(jī)構(gòu)從該半導(dǎo)體晶片106的表面104吸收空氣和化學(xué)溶劑，從該鄰近頭110中出去，并經(jīng)由l禺接于真空槽114 的空氣-液體回流管線116進(jìn)入該真空槽114。在該真空槽114，將該 化學(xué)溶劑與空氣分離并將空氣經(jīng)由排氣裝置118從該真空槽114排 出。通過使該化學(xué)溶劑從該真空槽114經(jīng)由流體泵120回到該供應(yīng)槽 108再纟盾環(huán)，完成該4b學(xué)溶劑的回收。在與

圖1中所示的系統(tǒng)100類似的傳統(tǒng)的液體回收系統(tǒng) 中，化學(xué)溶劑的蒸發(fā)是一個(gè)嚴(yán)重的問題。這種蒸發(fā)可能導(dǎo)致清潔性 能由于化學(xué)溶劑的消耗和/或過量的化學(xué)制品濃度而出現(xiàn)重大變化。 會(huì)發(fā)生化學(xué)溶劑的消耗是因?yàn)?，在?biāo)準(zhǔn)操作過程中，在到該真空槽 114的途中，化學(xué)制品彎液面流體和周邊空氣會(huì)充分混合。因此， 通過該排氣裝置118排出的存在于該真空槽114中的空氣(氣體)流 被該易揮發(fā)的化學(xué)溶劑的每種組分飽和。并且一旦該飽和氣體(空 氣)流離開該真空槽114,且在該飽和氣體(空氣)流^皮送往^是純 洗滌器(purification scrubber )之前，該々包和氣體(空氣)流中包括
的化學(xué)溶劑沒有,皮回收。另一方面，4吏用專用溶劑時(shí)，通常產(chǎn)生過量的4匕學(xué)制品 濃度。專用的溶劑包含非揮發(fā)性組分，而且，如果該專用溶劑是水 成基的，蒸發(fā)導(dǎo)致該非揮發(fā)性組分的濃度隨時(shí)間增大。非揮發(fā)性組 分的這種增加可能對(duì)該化學(xué)溶劑的清潔性能產(chǎn)生不利影響。而且，
如果該非揮發(fā)性組分的濃度增加過多，可能會(huì)乂于該半導(dǎo)體晶片106 造成損害。而且，專用溶劑通常是在高溫(例如30攝氏度到60攝氏 度)下使用的，以獲得更佳的清潔性能。因?yàn)檎舭l(fā)是由蒸汽壓強(qiáng)決 定的，其隨著溫度的升高而指凄t級(jí)增加，化學(xué)制品的損失可能急劇 增加，導(dǎo)致化學(xué)溶劑浴(bath)的可用生命周期相應(yīng)地急劇縮短。鑒于上文，需要一種可以減少由于蒸發(fā)及其它原因?qū)е?的化學(xué)制品損失的回收途徑。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明^是供流體回收系統(tǒng)。該流體 回收系統(tǒng)包含能夠在晶片表面上生成流體彎液面的鄰近頭，其中氣 體4皮施加到該流體彎液面以將該流體彎液面限制在該晶片表面上
的足跡。該鄰近頭包括"故配置為乂人該晶片表面除去流體^:學(xué)物質(zhì)的 至少一個(gè)出口 ，其中除去該流體4匕學(xué)物質(zhì)在該至少一個(gè)出口中產(chǎn)生 該氣體和該流體化學(xué)物質(zhì)的混合物。該鄰近頭還包括耦4妄于該至少 一個(gè)出口的內(nèi)表面的熱交換元件，其中該熱交換元件能夠冷卻該氣
體和該流體化學(xué)物質(zhì)的該混合物以防止該流體4b學(xué)物質(zhì)的蒸發(fā)損失。在另 一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種能夠在晶片表面 上由流體化學(xué)物質(zhì)生成流體彎液面的鄰近頭，其中氣體一皮施加到該 流體彎液面以將該流體彎液面限制在該晶片表面上的足跡。該鄰近 頭包含被配置為從該晶片表面除去流體化學(xué)物質(zhì)的至少一個(gè)出口 ， 其中除去該流體^R:學(xué)物質(zhì)在該至少一個(gè)出口中產(chǎn)生該氣體和該'流 體4b學(xué)物質(zhì)的混合物。該鄰近頭還包含導(dǎo)熱溝道，該導(dǎo)熱溝道還包 括入口和對(duì)著該入口的出口 ，其中該導(dǎo)熱溝道是一體成型于該鄰近
頭中的，其中該導(dǎo)熱溝道能夠冷卻該鄰近頭以防止該氣體^口該流體 化學(xué)物質(zhì)的該混合物中包4舌的該流體化學(xué)物質(zhì)的蒸發(fā)損失。在又一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種防止液體化學(xué)物
質(zhì)的蒸發(fā)損失的方法。該方法包含向晶片表面上形成的彎液面施加 氣體，其中選擇性地將該氣體用一種組分飽和。該方法還包含供應(yīng) 液體化學(xué)物質(zhì)以在該晶片表面上形成該彎液面，其中該液體化學(xué)物 質(zhì)包括該組分，其中該氣體中該組分的濃度和該液體化學(xué)物質(zhì)中該 組分的濃度才是供為產(chǎn)生氣相平4紆，以防止該氣體和該液體4匕學(xué)制品 混合過程中該液體化學(xué)物質(zhì)的蒸發(fā)。
本發(fā)明的這些和其他特征將在下面結(jié)合附圖、作為本發(fā) 明示例說明本發(fā)明的原理的具體描述中變^尋更加明顯。
附圖i兌明參考下面的描述，并結(jié)合附圖，可以更好的理解本發(fā)明 及其進(jìn)一步的^尤點(diǎn)，在附圖中圖1是傳統(tǒng)的液體化學(xué)制品回收系統(tǒng)的框圖示；圖2是，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式， 一個(gè)原地回收系統(tǒng) 的方框和橫截面視圖；圖3是一個(gè)示例性兩相鄰近頭的圖示；圖4是，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式， 一個(gè)候選的原地回 收系統(tǒng)的方4匡和沖黃截面視圖；圖5是，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式， 一個(gè)候選的原地回 收系統(tǒng)的方?jīng)_匡和沖黃截面 一見圖；圖6是依照本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式， 一個(gè)熱交換鄰近頭的 一黃截面3見圖；以及圖7是，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，防止蒸發(fā)損失的方 法的圖示。
具體實(shí)施例方式
等的表面的溶劑的系統(tǒng)、裝置和方法。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了利用冷凝機(jī)構(gòu)來回收蒸發(fā)的溶劑組分的原地回收途徑。在 這些實(shí)施方式中，該冷凝可在鄰近頭自身之內(nèi)和/或沿著/人該鄰近頭 到真空槽的真空管線發(fā)生。本發(fā)明的其它實(shí)施方式^是供一種通過維 持用于處理晶片表面的該液體化學(xué)物質(zhì)和氣體之間的適當(dāng)?shù)钠健秎f 氣相濃度，在一開始就防止溶劑蒸發(fā)的原地回收途徑。在此處對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的描述中，^是供了許多的具 體細(xì)節(jié)，比如組分和/或方法的示例，以提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的 徹底的了解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看出，不使用一個(gè)或 多個(gè)具體細(xì)節(jié)，或者4吏用其它的裝置、系統(tǒng)、組件、方法、組分、 材泮牛、部件等，本發(fā)明仍然可以實(shí)現(xiàn)。在有的情況下，沒有對(duì)熟知 的結(jié)構(gòu)、材料或操作進(jìn)行具體顯示或描述，以免模糊本發(fā)明的實(shí)施 方式'的各方面。本發(fā)明包4舌若干方面，并在下面寫關(guān)系附圖和實(shí)施方 式進(jìn)4亍i兌明和i^S侖。在圖2中，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，描繪了液體化學(xué) 制品原地回收系統(tǒng)200。該系統(tǒng)200包括鄰近頭202和耦4妄于供應(yīng)槽 206的真空槽204 。該供應(yīng)槽206通過供應(yīng)管線205井馬接于該鄰近頭 202的進(jìn)口218。該真空槽204通過真空回3各管線207耦接于該鄰近頭 202中包括的一個(gè)或多個(gè)出口 (或返回歧管)220。該真空槽2(M可 以通過液體泵208耦接于該供應(yīng)槽206。在該系統(tǒng)200中，乂人該供應(yīng) 槽206向化學(xué)制品彎液面210供應(yīng)液體化學(xué)物質(zhì)201。更具體地，通 過該鄰近頭202的該液體進(jìn)口218向該彎液面2 IO供應(yīng)該液體4匕學(xué)物 質(zhì)201，其中該液體4匕學(xué)物質(zhì)201沿著該液體進(jìn)口218移動(dòng)以在半導(dǎo) 體晶片214的表面212上形成該彎液面210。在一個(gè)實(shí)施方式中，向 該化學(xué)制品彎液面102施力。氣體216以防止該彎液面210突石皮限定的 足跡并淹沒該半導(dǎo)體晶片表面212。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中， 該氣體216可是周邊空氣，或惰性氣體如氮、氦、氬等。而且，該 氣體216可以"摻雜(spiked)"有水蒸汽或比如氨、溶劑等易揮發(fā)的有才幾組分。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于特定類型的氣體216。 隨著該鄰近頭202沿著該半導(dǎo)體晶片表面212移動(dòng)，該液體化學(xué)物質(zhì) 201作用于該半導(dǎo)體晶片表面212以處理(例如清潔、干燥等)該半 導(dǎo)體晶片表面212。如同圖2中所示的示例性兩相鄰近頭202的俯朝L 圖，包4舌同心的液體進(jìn)口218和出口220,如圖3所示。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不局限于圖2中所示的凈爭(zhēng)定類型 的鄰近頭202。可以使用各種鄰近頭和使用該鄰近頭的方法，只要 能控制流體的輸送，也可以控制流體的除去?？刂屏黧w的除去以使 其能夠從處理中的表面收集，然后送回供應(yīng)槽。在重新引入該鄰近 頭之前，可以^l尋該-充體進(jìn)4亍調(diào)節(jié)(conditioned)禾口清潔?？梢?吏用 過濾器或者其它的流體調(diào)節(jié)方法和結(jié)構(gòu)，以^f呆i正該流體足夠清潔或 者能夠再使用。清潔度將才艮據(jù)其應(yīng)用而改變，以^更可以-使用不同的 方法和結(jié)構(gòu)來促進(jìn)該調(diào)節(jié)/清潔。依舊參考圖2，在處理過程中，經(jīng)由該出口220不斷地從 該半導(dǎo)體晶片表面212除去該彎液面210的該液體4匕學(xué)物質(zhì)201。然 而，因?yàn)橄蛟搹澮好?10施加該氣體216以限制其足跡，所以該空氣 216和該'液體4匕學(xué)物質(zhì)201在該出口220和該真空管線207中會(huì)混合。 該液體化學(xué)物質(zhì)201和該空氣216的混合可能增加該液體化學(xué)物質(zhì) 201蒸發(fā)的效率，尤其是，如果該氣體216是干燥的。該液體化學(xué)物 質(zhì)201蒸發(fā)的效率還與該液體化學(xué)物質(zhì)201/氣體216混合物所沿的該 鄰近頭202移動(dòng)的內(nèi)部表面的面積成比例增加。因此，依照本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施方式，冷卻該液體4b學(xué)物質(zhì)201/氣體216混合物以防止該 液體化學(xué)物質(zhì)201的蒸發(fā)。尤其是，可以沿著該出口220的內(nèi)表面230 配置一個(gè)或多個(gè)熱交換元件224，以便每個(gè)熱交換元件224的表面 228與該液體化學(xué)物質(zhì)201/氣體216流直接接觸。在一個(gè)實(shí)施方式中， 每個(gè)熱交換元件224均耦4妻于熱交換器226，該熱交換器能夠向每個(gè) 熱交換元件224的表面228供應(yīng)冷介質(zhì)，并從每個(gè)熱交換元件224的表面228返回?zé)峤橘|(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該冷介質(zhì)是冷流體而該 熱介質(zhì)是熱流體。用這種方法，冷卻該熱交換元件224的表面228乂人 而冷卻該液體化學(xué)物質(zhì)201/氣體216流并導(dǎo)致冷凝發(fā)生。該液體化學(xué) 物質(zhì)201/氣體216的這種冷凝防止該液體化學(xué)物質(zhì)201蒸發(fā)的損失。依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，該熱交換元件224不局限于 特定的物理特性，只要該熱交換元件224是由能導(dǎo)熱的材^l"組成， 由與用于處理該半導(dǎo)體晶片表面212的該液體化學(xué)物質(zhì)201化學(xué)相 容的材料組成，且該表面228的總面積足夠大以提供該液體化學(xué)物 質(zhì)201/氣體216混合物的冷凝。例如，硅(Si)是與氬氟酸(HF)化 學(xué)溶劑化學(xué)相容的，而且石圭還具有導(dǎo)熱特性。在另一個(gè)實(shí)施方式中， 可以用化學(xué)惰性物料涂覆由具有導(dǎo)熱特性但是化學(xué)不相容的材料 制成的熱交換單元224。而且，在該惰性涂層降低該熱交換元件224 的總的熱交換效率的情況下，可以增加該熱交換元件的總表面面積 以補(bǔ)償效率損失。在另一個(gè)實(shí)施方式中，通過由導(dǎo)熱材津+(包括可 應(yīng)用于這些材料的化學(xué)相容涂層，比如PVDF (聚偏二氟乙烯)、聚 四氟乙烯等)，比如Si(硅)、Al(鋁)、Cu(銅)、藍(lán)寶石等或其組 合制造該鄰近頭202，而將該熱交換元件224—體成型于該鄰近頭 202中。在此實(shí)施方式中，可一夸冷流體入口 (未示)和熱流體出口 (未示)耦接到該出口 220以在該出口 220的內(nèi)表面230提供熱交換 機(jī)構(gòu)。仍然參考圖2，使用真空機(jī)構(gòu)從該半導(dǎo)體晶片表面21之除 去該液體化學(xué)物質(zhì)201/氣體216混合物。具體i也，此真空才幾構(gòu)沿著該 出口220從該半導(dǎo)體晶片214的表面212吸收該空氣216和液體化學(xué) 物質(zhì)201, 乂人該鄰近頭202出去，沿著該真空管線207，進(jìn)入該真空 槽204。在該真空槽204中，將該液體化學(xué)物質(zhì)201與該空氣216分離， 并通過排氣裝置228將該空氣216從該真空槽204中排出。通過將該液體化學(xué)物質(zhì)201 /人該真空槽204經(jīng)由'液體泵208再循環(huán)回該供應(yīng)槽 206,實(shí)現(xiàn)該液體化學(xué)物質(zhì)201的回收。在圖4中，顯示了圖2中所示的該系統(tǒng)200的一個(gè)候選實(shí)施 方式。如圖4所示，說明了液體化學(xué)制品原地回收系統(tǒng)400，其還在 該鄰近頭202和該真空槽204之間沿著該真空管線207提供冷卻。具 體地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，溫度可控套402耦接于每個(gè)真 空管線207的外表面404周圍，以沿著該真空管線207進(jìn)一步冷卻及 冷凝該液體化學(xué)物質(zhì)201/空氣216流。在一個(gè)實(shí)施方式中，該溫度可 控套402耦4妻于熱交換器226,該熱交換器能向該溫度可控套402供 應(yīng)冷介質(zhì)并從該溫度可控套402返回?zé)峤橘|(zhì)。如上面在圖2中所述， 從該熱交換器226供應(yīng)給該溫度可控套402的該冷介質(zhì)可以是冷流 體而從該溫度可控套402返回該熱交換器226的該熱介質(zhì)可以是熱 流體。用這種方法，冷卻該真空管線207的內(nèi)表面406， 乂人而冷卻該 液體化學(xué)物質(zhì)201/空氣216流。如前所述，冷卻該液體化學(xué)物質(zhì)201/ 空氣216流導(dǎo)致冷凝發(fā)生，其防止該液體化學(xué)物質(zhì)201的蒸發(fā)損失。 在一個(gè)實(shí)施方式中，該溫度可控套可以是任何適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)相容的、 市場(chǎng)上可買到的單元或用表現(xiàn)出合適的4匕學(xué)相容性的通常的4灸熱 器材料(例如銅、鋁等)制成的定制單元。在圖5中，顯示了在圖4中所示的該系統(tǒng)400的 一個(gè)候選實(shí) 施方式。在圖5中，液體化學(xué)制品原地回收系統(tǒng)500示為只在該鄰近 頭202和該真空槽204之間沿著該真空管線207提供冷卻。具體地， 如上面在圖4中所述，該溫度可控套402耦接于每個(gè)真空管線207的 外表面404周圍，以進(jìn)一步冷卻及冷凝沿著該真空管線207移動(dòng)的該 液體化學(xué)物質(zhì)201/空氣216流。在一個(gè)實(shí)施方式中，該溫度可控套402 耦接于熱交換器226,該熱交換器能向該溫度可控套402供應(yīng)冷介質(zhì) 并從該溫度可控套402返回?zé)峤橘|(zhì)。如上所述，從該熱交換器2M供 應(yīng)給該溫度可控套402的該冷介質(zhì)可以是冷流體而從該溫度可控套402返回該熱交換器226的該熱介質(zhì)可以是熱流體。用這種方法，冷 卻該真空管線207的內(nèi)表面406，從而冷卻該液體化學(xué)物質(zhì)201/空氣 216流。如前所述，；令卻該液體^b學(xué)物質(zhì)201/空氣216流導(dǎo)l丈冷凝發(fā) 生，其防止該液體^:學(xué)物質(zhì)201的蒸發(fā)損失。在圖6中，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，描繪了導(dǎo)熱鄰近 頭600。在一個(gè)實(shí)施方式中，該鄰近頭600是由導(dǎo)熱(傳導(dǎo)熱的)材 誶牛制成的，且包括一體成型于該鄰近頭600中的導(dǎo)熱溝道602。如上 所述，經(jīng)由該鄰近頭600的進(jìn)口 620向彎液面618供應(yīng)液體4匕學(xué)物 616,其中該液體化學(xué)物616沿著該進(jìn)口620移動(dòng)以在半導(dǎo)體晶片624 的表面622上形成彎液面618。如上所述，向該4b學(xué)制品彎液面618 施加周邊氣體626以防止在處理過程中該彎液面618突;皮限定的足 跡并淹沒該半導(dǎo)體晶片表面622。在一個(gè)實(shí)施方式中，進(jìn)口604專禺才妄 于該導(dǎo)熱溝道602的入口 606且出口 607井禺^妻于該導(dǎo)熱溝道602的4非 出口。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過3奪冷;危體在該進(jìn)口604;危通入該導(dǎo) 熱溝道602并在該出口 607乂人該導(dǎo)熱溝道602中除去相應(yīng)的交換的熱 流體而冷卻整個(gè)鄰近頭600。此處，因?yàn)檎麄€(gè)鄰近頭600起熱交換器 的作用，在該鄰近頭600的出口 628混合的該氣體626和、液體4b學(xué)物 616^皮,令卻，以防止該液體〗匕學(xué)物616的蒸發(fā)損失。重要的是注意該 鄰近頭600可包^舌一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)熱溝道602。而且，該鄰近頭600可 以是由與該液體化學(xué)物616化學(xué)相容的任何導(dǎo)熱材料制成的。例如，
寶石(晶體八1203)或其任何組合(其包括化學(xué)相容涂層比如PVDF (聚偏二氟乙烯)、聚四氟乙烯等)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中， 該氣體626可是周邊空氣，或惰性氣體比如氮、氦、氬等等。而且， 該氣體626可以"摻雜(spiked)"有水蒸汽或比如氨、溶劑等易揮 發(fā)有才幾組分。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于特定類型的氣體626。
在圖7中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種防止用 于處理半導(dǎo)體晶片704的表面702的液體化學(xué)物質(zhì)700的蒸發(fā)損失的 方法。依照亨利定律，在恒溫下，在給定類型和體積的液體中給定 揮發(fā)性組分溶解的量與該液體上方的氣相中該組分的分壓強(qiáng)成正 比。該揮發(fā)性組分的分壓強(qiáng)越高，平衡的氣相濃度就越高，因此該 揮發(fā)性組分從該液體中"蒸發(fā)，，的驅(qū)動(dòng)力也相應(yīng)越高。相反，如果 該氣相濃度高于該平衡濃度，那么該揮發(fā)性組分蒸發(fā)的驅(qū)動(dòng)力將是 可以忽略的，而且該組分在該液體中的濃度不會(huì)變4b。換句話i兌， 通過利用足夠的使該揮發(fā)性組分的濃度使該氣體飽和以維持平衡， 可以消除該組分的蒸發(fā)。具體地，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，被施加到化學(xué)制 品彎液面706以防止該彎液面706突石皮限定的足跡并淹沒該半導(dǎo)體 晶片表面702的氣體70衫皮一種組分選4奪性地々包和，該組分也包4舌在 該液體化學(xué)物質(zhì)700中。例如，可以使用富含氨的液體化學(xué)物質(zhì)700 和氨氣704;水也可用作水成基4b學(xué)物質(zhì)。而且，通過用也存在于 該液體4匕學(xué)物質(zhì)700中的一種《且分來々包和該氣體704,可以在一開始 就阻止該液體化學(xué)物質(zhì)700的蒸發(fā)損失。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式 中，該氣體704可以是周邊空氣或氮、氦、氬等惰性氣體。然而本 發(fā)明的實(shí)施方式不限于特定的氣體704。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式 中，該組分可以是氨、氫氟酸(HF)、過氧化氫、鹽酸、表面活性 劑、緩沖劑、催化劑、螯合劑等。鑒于以上討論，顯然，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了在液體 化學(xué)物質(zhì)組分離開回收系統(tǒng)之前，回收蒸發(fā)的該組分的能力。本發(fā) 明的實(shí)施方式還避免了當(dāng)傳統(tǒng)的回收系統(tǒng)冷凝4軍發(fā)性組分時(shí)^f吏用 的額外的槽、泵等。而且，本發(fā)明的實(shí)施方式避免了蒸發(fā)補(bǔ)償策略 (如濃度監(jiān)視和化學(xué)制品摻雜)的需要。
應(yīng)當(dāng)理解，此處所述的系統(tǒng)和鄰近頭實(shí)質(zhì)上是示例性的， 而且任何其它的合適類型的能夠使彎液面產(chǎn)生和移動(dòng)或者能夠使 彎液面有密封在其中的空腔的結(jié)構(gòu)都可以4吏用。在所示實(shí)施方式 中，該一個(gè)或多個(gè)鄰近頭可以以直線方式,人該晶片的中心部分向該 晶片的邊鄉(xiāng)彖移動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，可以4吏用其它的實(shí)施方式，其中該鄰 近頭以直線方式,人該晶片的一個(gè)邊鄉(xiāng)彖移動(dòng)到該晶片的直徑方向相 對(duì)的另一個(gè)邊》彖，或^吏用其它的非直線移動(dòng)，例如，以徑向運(yùn)動(dòng)， 以圓周運(yùn)動(dòng)，以沿螺;旋線運(yùn)動(dòng)，以折線(zig-zag)運(yùn)動(dòng)、以不關(guān)見則 運(yùn)動(dòng)等等。另外，該運(yùn)動(dòng)還可以是用戶所要求的任何合適的指定的 運(yùn)動(dòng)曲線。另外，在一個(gè)實(shí)施方式中，可以^:專爭(zhēng)該晶片且該鄰近頭 直線方式移動(dòng)，以使_該4(5近頭可以處理該晶片的所有部分。還應(yīng)當(dāng) 理解，可以使用其它的實(shí)施方式，其中，不旋轉(zhuǎn)該晶片，但是該鄰 近頭4皮配置為以 一種可以處理該晶片的所有部分的方式在該晶片 上方移動(dòng)。在其它的實(shí)施方式，4艮據(jù)該晶片處理才喿作和該鄰近頭的 結(jié)構(gòu)，該晶片和該鄰近頭中兩者之一不移動(dòng)或都不移動(dòng)。在進(jìn)一步 的實(shí)施方式中，該鄰近頭可以保持靜止，而該晶片可以移動(dòng)以由該 流體彎液面進(jìn)行處理。和鄰近頭一樣，該晶片可以以任何合適的方 式運(yùn)動(dòng)，只要可以完成期望的晶片處理操作。另外，可以-使用此處所述的該鄰近頭和該晶片處理系統(tǒng) 處理任何形狀和尺寸的基板，比如說，例如，200毫米晶片、300毫 米晶片、平面一反等。而且，該々P近頭的尺寸以及相應(yīng);也，該彎、液面 的尺寸也可以變化。在一個(gè)實(shí)施方式中，該鄰近頭的尺寸和該彎液 面的尺寸可以比所處理的晶片大，而在另一個(gè)實(shí)施方式中，該鄰近 頭和該彎'液面的尺寸可以比所處理的晶片小。而且，》匕處所述的彎
-液面可以用于其它形式的晶片處理4支術(shù)，比如"i兌，例如刷洗 (brushing )、光刻、兆頻超聲波等。
盡管為了更清楚的理解而對(duì)前述發(fā)明做了詳細(xì)描述，然
而，顯然，可以在所附^又利要求的范圍內(nèi)#文出某些變^匕和更改。因 此，所述的實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是描述性的而非限制性的，且本發(fā) 明不限于此處所給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍和等 同內(nèi)做出更改。
權(quán)利要求
1.一種流體回收系統(tǒng)，包含能夠在晶片表面上生成流體彎液面的鄰近頭，其中氣體被施加到該流體彎液面以將該流體彎液面限制在該晶片表面上的足跡，該鄰近頭包括，被配置為從該晶片表面除去流體化學(xué)物質(zhì)的至少一個(gè)出口，其中除去該流體化學(xué)物質(zhì)在該至少一個(gè)出口中產(chǎn)生該氣體和該流體化學(xué)物質(zhì)的混合物，耦接于該至少一個(gè)出口的內(nèi)表面的熱交換元件，其中該熱交換元件能夠冷卻該氣體和該流體化學(xué)物質(zhì)的該混合物以防止該流體化學(xué)物質(zhì)的蒸發(fā)損失。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該熱交換元件耦接于熱交換 器，其中該熱交換器能夠向該熱交換元件的表面供應(yīng)冷介質(zhì)并 乂人該熱交換元4牛的該表面返回?zé)峤橘|(zhì)以冷卻該熱交4灸元件的 該表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中該熱交換元件的該表面被配 置為與該氣體和該流體化學(xué)物質(zhì)的該混合物4妾觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該熱交換元件是由能夠?qū)?的材料組成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該熱交換元件是由與該流體 化學(xué)物質(zhì)化學(xué)相容的材沖+組成的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，該鄰近頭進(jìn)一步包括4皮配置為向 該流體彎液面供應(yīng)該流體4b學(xué)物質(zhì)的至少 一個(gè)進(jìn)口 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含經(jīng)由供應(yīng)管線耦4妄于該至少一個(gè)進(jìn)口的供應(yīng)才曹，其中將 該流體化學(xué)物質(zhì)從該供應(yīng)槽沿著該供應(yīng)管線供應(yīng)至該至少一 個(gè)進(jìn)口； 以及真空槽，其中該真空槽耦接于該供應(yīng)沖曹且該真空槽經(jīng)由 真空管線耦接于該至少一個(gè)出口 ，其中將該氣體和該流體化學(xué) 物質(zhì)的該混合物#1沿著該至少一個(gè)出口 /人該晶片表面除去，,人 該鄰近頭出去，沿著該真空管線進(jìn)入該真空4曹，其中在該真空 槽中，將該混合物中包4舌的該液體4匕學(xué)物質(zhì)與該氣體分離并再 循環(huán)進(jìn)入該供應(yīng)槽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中套耦接于該真空管線的外表 面周圍，該套能夠;令卻沿著該真空管線移動(dòng)的該氣體和該流體 化學(xué)物質(zhì)的該混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中該套是耦接于熱交換器的溫 度可控套，其中該熱交換器能夠向該溫度可控套供應(yīng)冷介質(zhì)并 從該溫度可控套返回?zé)峤橘|(zhì)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該氣體是周邊空氣或惰性氣 體，如氮、氦或氬。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中該氣體摻雜有水蒸汽或易 揮發(fā)有機(jī)組分，如氨或溶劑。
12. —種能夠在晶片表面上由流體化學(xué)物質(zhì)生成流體彎液面的鄰 近頭，其中氣體一皮施力。到該流體彎液面以爿爭(zhēng)該流體彎液面限制 在該晶片表面上的足跡，包含配置為/人該晶片表面除去流體化學(xué)物質(zhì)的至少 一 個(gè)出 口 ，其中除去該流體4匕學(xué)物質(zhì)在該至少一個(gè)出口中產(chǎn)生該氣體 和該流體4^學(xué)物質(zhì)的混合物；以及導(dǎo)熱溝道，其中該導(dǎo)熱溝道是一體成型于該鄰近頭中的， 其中該導(dǎo)熱溝道能夠冷卻該鄰近頭以防止i亥氣體和i亥5充體^b 學(xué)物質(zhì)的該混合物中包括的該流體化學(xué)物質(zhì)的蒸發(fā)損失。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的鄰近頭，其中該鄰近頭是由導(dǎo)熱材料 組成的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的鄰近頭，其中該導(dǎo)熱材料是Si (硅)、 Al (鋁)、Cu (銅)或藍(lán)寶石中的一種或多種。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的鄰近頭，其中該鄰近頭是由與該流體 化學(xué)物質(zhì)化學(xué)相容的材組成的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的鄰近頭，進(jìn)一步包含誄禺4矣在該導(dǎo)熱溝道的進(jìn)入口的進(jìn)口 ，其中經(jīng)由i亥進(jìn)口向 該導(dǎo)熱溝道供應(yīng)冷流體；以及耦4妻在該導(dǎo)熱溝道的排出口的出口 ，其中經(jīng)由該出口乂人 it導(dǎo)熱溝道除去熱;危體。
17. —種防止'液體^1學(xué)物質(zhì)的蒸發(fā)損失的方法，該方法包含向晶片表面上形成的彎液面施加氣體，其中選4奪性地將 該氣體用一種組分々包和；以及供應(yīng)液體化學(xué)物質(zhì)以在該晶片表面上形成彎液面，其中 該液體化學(xué)物質(zhì)包^"該組分，其中該氣體中該j且分的濃度和該 液體化學(xué)物質(zhì)中該組分的濃度提供為產(chǎn)生氣相平纟軒以防止在該氣體和該流體化學(xué)制品混合過程中該流體^b學(xué)物質(zhì)的蒸發(fā)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中該組分包括氫氟酸、氨、 氟化銨、過氧化氫、鹽酸、硫酸、表面活性劑、緩沖劑、催化 劑或螯合劑。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中該氣體是周邊空氣或惰性 氣體，如氮、氦或氬。
全文摘要
提供有效回收用于清潔半導(dǎo)體晶片等的表面的溶劑的方法、裝置和系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種原地回收途徑，其利用冷凝機(jī)構(gòu)來回收蒸發(fā)的溶劑組分。在這些實(shí)施方式中，冷凝可在該鄰近頭自身中發(fā)生，也可以沿著從該鄰近頭通向真空槽的真空管線發(fā)生。本發(fā)明的其它實(shí)施方式提供一種原地回收途徑，其通過保持用于處理該基片表面的該液體化學(xué)物質(zhì)和該氣體之間的合適的平衡氣相位濃度而在一開始就防止溶劑的揮發(fā)。
文檔編號(hào)H01L21/304GK101611475SQ200780051476
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者羅伯特·奧唐奈 申請(qǐng)人:朗姆研究公司