处理至少一个载体的方法以及处理设备的制造方法

处理至少一个载体的方法以及处理设备的制造方法
【技术领域】
[0001]各个实施例大体涉及一种用于处理至少一个载体的方法和设备。
【背景技术】
[0002]—般而言，通过半导体技术处理的载体(例如，晶片)可以被粒子、灰尘、或者附着在载体的表面处(例如，主要在晶片的处理表面处)的其他沉积物污染。因此，在处理期间以及/或者在处理之后，可以使用至少一种处理工具，以便湿法清洁(wet cleaning)并且随后干燥载体。常规地，可以使用去离子水来清洗载体以及从载体的至少一个表面去除沉积物。在这点上，可以使用醇类(alcohol)蒸汽(例如，二甲基甲醇-也称为异丙醇、丙二醇、或者IPA)、或者呈气体、蒸汽、气雾(aerosol)形式的另一有机化合物，以便干燥载体而不会生成干燥残留物(例如，可以在干燥处理期间从载体完全去除去离子水)。常规地，可以对载体进行醇类蒸汽处理(例如，可以使醇类蒸汽吹过载体的湿表面)，或者可以将载体从去离子水拉出，同时可以通过设置在水之上的醇类蒸汽在水表面上形成醇类表面层。通过使用清洁液，例如水(例如，去离子水)，醇类可以允许对载体进行清洁并且利用所谓的马朗戈尼(Marangoni)效应(吉布斯马朗戈尼(Gibbs-Marangoni)效应)来有效地留下干燥的晶体表面。

【发明内容】

[0003]根据各个实施例，一种方法可以包括:用第一液体来填充腔室和耦接(couple)至腔室的管道(tube)，该管道从腔室向上延伸；将第二液体的部分引入到在管道中的第一液体中；以及从腔室至少部分地去除第一液体以将管道的内容物排空到腔室中，从而在腔室中的第一液体上通过引入的第二液体提供连续表面层。
【附图说明】
[0004]在附图中，贯穿这些不同的视图，类似的附图标记一般表示相同的部分。附图并不一定是按比例绘出而成，相反重点一般放在图示本发明的原理上。在以下说明中，参考以下附图对本发明的各个实施例进行描述，其中:
[0005]图1A和图1B分别示出了根据各个实施例的处理设备的示意图；
[0006]图2A至图2E分别示出了根据各个实施例的在操作期间的各个步骤中的处理设备;
[0007]图3示出了根据各个实施例的处理设备的示意图；
[0008]图4A至图4D分别示出了根据各个实施例的在操作期间的各个步骤中的处理设备;
[0009]图5示出了根据各个实施例的用于处理载体的方法的示意性流程图；
[0010]图6A至图6G分别示出了根据各个实施例的在操作期间的各个步骤中的处理设备;
[0011]图6H示出了根据各个实施例的处理设备的示意性管道和阀门布局；
[0012]图7A至图7G分别示出了在根据各个实施例的操作期间的各个步骤中的处理设备；以及
[0013]图7H示出了根据各个实施例的处理设备的示意性管道和阀门布局。
【具体实施方式】
[0014]以下详细说明参考了通过图示的方式示出了具体细节和可以实践本发明的实施例的对应附图。
[0015]在本文中使用的词语“示例性”指“充当示例、实例或者图示”。在本文中描述为“示例性”的任何实施例或者设计不一定要解释为比其他实施例或者设计更加优选或者有利。
[0016]针对形成“在”侧或者表面“之上”的沉积材料所使用的词语“在...之上”在本文中可以用于指沉积材料可以“直接”形成在暗指的侧或者表面“上”，例如，与暗指的侧或者表面直接接触。针对形成“在”侧或者表面“之上”的沉积材料所使用的词语“在…之上”在本文中可以用于指沉积的材料可以“间接”形成在暗指的侧或者表面“上”，其中一个或者多个附加层布置在暗指的侧或者表面与沉积材料之间。
[0017]—般而言，可以应用各种不同的处理来清洁载体的一个或者多个表面(例如，晶片的、玻璃载体的、板的、或者在载体上的涂层的表面)。例如，半导体处理可以包括光刻处理和图案化处理(例如，蚀刻，例如，湿法蚀刻)，其都需要清洁处理，例如漂洗(例如，用去离子水或者水基试剂，例如，用酸或者碱)以及/或者干燥。可以执行干燥，以从载体的表面去除水或者水基试剂而不会留下水印，并且具有最小可能的表面污染或者例如具有比如通过用于指定技术的相应规范所限定的预定表面污染限制更低的表面污染。进一步地，干燥处理可以例如被包括在用于在晶片上或者在另一合适的衬底或者载体上制造集成电路(例如，芯片或者微芯片)和/或电子电路的半导体处理中。
[0018]典型的干燥处理(例如，在湿法清洁处理之后)可以包括例如IPA蒸汽干燥机、气雾干燥机、或者马朗戈尼干燥机(也称为表面张力梯度干燥机、STG干燥机、或者梯度干燥机)的使用的示例。最常用的干燥方案可以普遍具有IPA的一种汽化，例如在蒸汽干燥机中的IPA热蒸发，例如在马朗戈尼干燥机中或者在气雾干燥机中提供的气雾，该气雾由气雾器、兆音波振荡器或者超声波振荡器、或者由文丘里喷嘴生成。
[0019]然而，载体的有效干燥可以通过利用马朗戈尼效应来获得。马朗戈尼干燥可以包括:在附着至衬底的水的薄膜的弯月面附近，引入(通常通过蒸发以及/或者蒸汽的扩散来实现)表面张力减小有机化合物(例如，醇类诸如IPA)，其中可以将衬底拉出水中。由于表面张力梯度的影响，水可以流动离开衬底，从而使得衬底表面保持无水。
[0020]通常使用的利用马朗戈尼效应的干燥处理(例如，被包括在湿法化学系统中)，可以基于IPA的蒸发、汽化、以及/或者原子化，以便在水表面上生成液体IPA层。因此，只有耗费很大精力才可以控制该处理，例如，可能难以控制使用的IPA的量，这可以导致干燥质量的波动，从而，例如，不能满足给定规范。进一步，由于IPA的蒸发的影响，所以污染物(例如，金属污染物)可以集中在剩余的液体IPA中，这是由于每个IPA生产都具有金属污染的残余。因此，常用的干燥处理可能要求使用昂贵的高质量IPA(具有更少的残余金属污染)以及/或者增加的维护精力和成本。由于在常用的干法处理中需要蒸发IPA，所以可以排除使用不同醇类的混合溶液的可能性，这是由于不同的醇类可以具有不同的蒸发行为，这使得不可能精确地控制处理。例如，IPA的汽化可能不允许使用乙醇和/或甲醇与IPA的混合物。
[0021]根据各个实施例，可以提供一种处理设备和对应的方法，其可以允许利用马朗戈尼效应来干燥晶片(或者任何其他类型的载体)，而无需汽化在含有待干燥的晶片的第一液体之上形成表面张力减小表面层的第二液体。根据各个实施例，可以竖直地将晶片拉出水，从而使得水表面形成在该水表面处的弯月面，其中可以在水表面上提供表面张力减小有机化合物(例如，醇类或者IPA)，而无需蒸发表面张力减小有机化合物。
[0022]说明性地，此处图示的方法和处理可以用于在第二液体之上提供第一液体的薄液体表面层，其中两种液体可溶于彼此。根据各个实施例，表面张力减小有机化合物(例如，一种醇类或者包括不同类型的表面张力减小有机化合物的混合物(例如，不同类型的醇类))的薄液体表面层，可以设置在主液体之上，例如，在水或者水基液体之上。
[0023]根据各个实施例，此处可以提供一种处理设备，其中该处理设备可以允许在水表面之上形成IPA层(或者包括另外的醇类或者醇类混合物的层)，而无需蒸发IPA。从而，可以提供一种基于马朗戈尼效应的干燥处理，其可以包括更好地控制在干燥处理期间的正使用的IPA的量以及IPA层的形成。进一步地，根据各个实施例，由于IPA可能不转换成气相以便层形成，所以副作用诸如金属的挥发析出可以近乎为零或者可以基本上不影响干燥处理。
[0024]根据各个实施例，可以通过将IPA引入到设置在管道(导管(pipe))中的水中并且缓慢地降低在管道中的水位(将管道的内容物排出到腔室中)从而使得能够在水之上精确地形成IPA表面层，来防止IPA和水的混合。
[0025]由于无溅射、原子化、或者蒸发可能进行，所以除了 IPA(例如，乙醇、甲醇等)之外的其他醇类可以用作覆盖水的表面层。这可以实现在半导体处理中(例如，在场效应晶体管的制造中)的改进。用除了 IPA之外的其他醇类进行的清洁，可以改进例如在半导体处理期间栅极氧化物在晶片上的形成和/或形成在晶片上的栅极氧化物的性质。
[0026]根据各个实施例，用于干燥晶片或者载体的处理设备，可以被包括在如在半导体处理中使用的湿法处理系统、湿法处理站、或者湿法处理台系统中。湿法处理系统(wetprocess system)、湿法站(wet stat1n)和 / 或湿法台系统(wet bench system)可以用于半导体处理中或者在微电子机械系统(MEMS)和/或发光二极管(LED)的制造中。湿法处理系统、湿法站和/或湿法台系统可以用于例如晶片的清洁(Si晶片或者GaAs晶片的清洁)、蚀刻(例如，Κ0Η蚀刻)、太阳能电池载体的清洁、多晶硅的厚块(chunk)、条(bar)和块(ingot)的清洁、以及用于清洁医疗和/或生物医疗零部件。
[0027]根据各个实施例，此处描述的用于处理至少一个载体的方法和设备，可以提供留在干燥的晶片或者载体上的低的金属和颗粒污染，这可以防止或者至少减少例如在多晶硅表面上形成多晶块。进一步地，根据各个实施例，此处描述的用于处理至少一个载体的方法和设备，可以不包括IPA的蒸馏(例如，如使用汽化器的情况)，这可以防止在IPA中金属污染(例如，铁污染)的浓缩。进一步地，根据各个实施例，此处描述的用于处理至少一个载体的方法和设备，可以防止在待干燥的晶片或者载体上形成水印，这种水印的形成通常是由常用的更加不稳定的干燥处理而导致的。
[0028]进一步地，可以减少用于有效地干燥晶片的载体所消耗的技术努力，包括比如功耗、氮气供应、和必要的技术设备等方面。进一步地，如已经描述的，所有类型的醇类和来自醇类(例如，来自乙醇、甲醇和/或IPA)的混合物，都可以用于晶片干燥。
[0029]根据各个实施例，此处描述的用于处理至少一个载体的方法和设备，可以实现更好的IPA控制和对在IPA与水之间的边界线(界面)的更好的(容易的并且精确的)控制。
[0030]根据各个实施例，此处描述的用于处理至少一个载体的方法和设备，可以实现对IPA剂量(例如，在30ml步骤中)的更好的控制以及/或者对IPA消耗的更好的控制，这可以导致更少的水印并且改进的狭槽干燥。可以将IPA消耗例如从用于在常用的马朗戈尼干燥器中形成8mm的IPA层的超过500ml，减少到小于形成6mm的IPA层的大约400ml，而不牺牲干燥质量。进一步地，由于IPA层可以由流体形成，所以可以防止或者至少减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体来干燥晶片或者载体，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的碱性溶液。在这种情况下，可以将IPA液体层设置在主液体之上。
[0032]图1A图示了根据各个实施例的在示意性截面图中的用于处理至少一个载体的处理设备100。在附图中图示的方向101可以是水平方面，并且方向105可以是竖直方向。
[0033]处理设备100可以包括腔室102，该腔室102用于将至少一个载体容纳在腔室102的处理区域104p中。进一步地，合并区域104m可以设置在处理区域104p之上。根据各个实施例，合并区域104m可以逐渐减小至比处理区域104p的水平延伸101p更小的水平延伸101m。说明性地，腔室102可以配置为将合并区域104m设置在处理区域104p之上，其中合并区域104m可以提供与处理区域104p相比为小的容积。
[0034]根据各个实施例，处理区域104p的水平延伸101p可以由腔室102的内部的形状限定。根据各个实施例，腔室102或者腔室102的内部可以具有圆柱形(或者柱状)形状，该形状具有限定处理区域104p的横向延伸的第一内径ΙΟΙρ。根据各个实施例，合并区域104m的水平延伸101m可以由腔室102的内部的形状限定。根据各个实施例，腔室102或者腔室102的内部可以具有圆柱形(或者柱状)形状，该形状具有限定合并区域104m的横向延伸的第二内径101m。进一步地，根据各个实施例，腔室102可以配置为在处理区域104p与合并区域104m之间提供过渡区域104t。
[0035]根据各个实施例，腔室102可以包括本体102b，该本体102b提供处理区域104p以及可选地提供过渡区域104t的一部分。进一步地，腔室102可以包括中空结构102m(入口结构102m)，该中空结构102m提供合并区域104m以及可选地提供过渡区域104t的至少一部分。
[0036]根据各个实施例，处理区域104p的水平延伸ΙΟΙρ可以由腔室102的本体102b的内部的形状限定。根据各个实施例，本体102b或者本体102b的内部可以具有圆柱形形状，该形状具有限定处理区域104p的横向延伸的第一内径ΙΟΙρ。
[0037]根据各个实施例，合并区域104m的水平延伸101m可以由腔室102的中空结构102的内部的形状限定。中空结构102m可以是例如导管、管道或者导管结构，该结构例如从腔室102向上延伸或者从腔室102至少部分地向上延伸。根据各个实施例，中空结构102m可以是歧管(manifold)或者可以包括用于将一种或者多种流体和/或至少一种气体引入到腔室102中例如引入到处理区域104p中的歧管。根据各个实施例，中空结构102m可以具有第二内径101m，该第二内径101m限定处理区域104p的横向延伸。
[0038]根据各个实施例，腔室102可以配置为用水或者另一流体填充。说明性地，腔室102可以是水密的或者气密的，从而使得腔室102可以用水填充或者使得可以对腔室102加压。