防止高深宽比结构的黏滞和/或修补高深宽比结构的蒸气输送头制造技术

一种用于衬底的湿式处理的蒸气输送头包括主体，该主体包括上表面、下表面、上充气室和下充气室。第一孔布置在所述主体的所述上表面上，并且与所述上充气室流体连接，以供应经加热的流体。第二孔布置在所述主体的所述上表面上，并且连接至所述上充气室，以移除经加热的流体。第三孔布置在所述主体的所述上表面上，且连接至所述下充气室，以接收气体混合物。穿过所述主体的所述下表面的多个通孔与所述下充气室流体连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防止高深宽比结构的黏滞和/或修补高深宽比结构的蒸气输送头相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月23日申请的美国临时申请No.62/721,710的权益。上述引用的申请的全部公开内容都通过引用合并于此。
本公开内容涉及衬底的处理，尤其涉及防止高深宽比(HAR)结构的黏滞和/或修补HAR结构。
技术介绍
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。衬底处理系统可用于在例如半导体晶片之类的衬底上沉积膜或蚀刻、清洁和/或以其他方式处理衬底的表面。于一些工艺中，可对衬底进行湿式处理。在这种工艺中，衬底可被安装在旋转卡盘上。当旋转卡盘旋转时，流体喷嘴可用于分配例如液体或气体之类的流体和/或热量可被施加以处理衬底。一些衬底包含有高深宽比(HAR)结构。例如，HAR结构可包括纳米柱、沟槽或通孔。HAR结构的宽度(平行于衬底的表面)明显小于特征的深度(垂直于衬底的表面)。深宽比大于5:1的HAR结构相当常见。更先进的工艺包括具有更高深宽比的HAR结构。图案崩塌在一或更多个HAR结构崩塌、相对于衬底表面侧向移动和/或直接接触相邻的HAR结构时发生。图案崩塌经常发生在湿式清洁工艺之后的干燥期间。已使用若干工艺来减少干燥衬底时的图案崩塌。例如，衬底可利用超临界CO2来干燥。然而，超临界CO2相对昂贵且有实施问题。衬底的表面可用层来改性以防止黏滞。然而，表面改性通常是昂贵的，因为其需要使用额外的化学物质。表面改性还会导致材料损失，因为需要将改性层移除。也可使用异丙醇(IPA)干燥衬底，异丙醇在接近IPA沸点的温度下被输送至衬底表面。然而，一些深宽比无法在不发生图案崩塌的情况下使用沸腾IPA进行干燥。衬底也能在处于真空压力下操作的真空设备中使用氢氟酸(HF)蒸气蚀刻来进行处理。然而，真空设备通常是昂贵的，且无法用于进行湿式清洁。前置的湿式清洁步骤经常是必要的，以从衬底的表面移除有机或金属污染物。修补崩塌结构可以在真空设备中利用等离子体蚀刻来执行。然而，所需的等离子体蚀刻硬件是昂贵的。
技术实现思路
一种用于衬底的湿式处理的蒸气输送头包括主体，该主体包括上表面、下表面、上充气室和下充气室。第一孔布置在所述主体的所述上表面上，并且与所述上充气室流体连接，以供应经加热的流体。第二孔布置在所述主体的所述上表面上，并且连接至所述上充气室，以移除经加热的流体。第三孔布置在所述主体的所述上表面上，且连接至所述下充气室，以接收气体混合物。穿过所述主体的所述下表面的多个通孔与所述下充气室流体连通。在其他特征中，所述主体包括第一侧、第二侧和第三侧，其中所述主体具有扇形形状。在所述第一侧与所述第二侧之间限定角度，该角度是在30°至75°的范围内。限定在所述第一侧与所述第二侧之间的角度是在45°至60°的范围内。所述主体的半径大于所述衬底的半径的80％。在其他特征中，所述主体还限定外充气室，所述外充气室被布置在所述上充气室下方并且在所述下充气室外部。所述上充气室包括第一上充气室、第二上充气室和分隔件，所述分隔件布置在所述第一上充气室与所述第二上充气室之间。外充气室定位于所述上充气室下方并且在所述下充气室外部。在其他特征中，所述经加热的流体流入所述第一孔，进入所述第一上充气室，进入所述外充气室，进入所述第二上充气室，并且通过所述第二孔流出。所述经加热的流体包括经加热的气体。在其他特征中，档板布置在所述第三孔与所述下充气室之间在所述下充气室内。所述档板包括多个挡板部，以将所述气体混合物分布在所述下充气室中。在其他特征中，档板布置在所述第三孔与所述下充气室之间在所述下充气室内，并且包括多个挡板部，所述多个挡板部布置在进入所述下充气室的开口周围，以将与输送至邻近所述第一侧与所述第二侧的接合处的区域的所述气体混合物相比更多的所述气体混合物分布至邻近所述第三侧的区域。在其他特征中，所述多个挡板部包括：第一挡板部；第二挡板部；以及第三挡板部。所述第一挡板部、所述第二挡板部和所述第三挡板部在进入所述下充气室的所述开口周围布置成相距120°。所述第一挡板部位于所述主体的径向线上最靠近所述第三侧处。在其他特征中，所述多个通孔布置在所述下表面上呈三角形的区域中。一种用于衬底的湿式处理的装置包括：卡盘，其用于保持所述衬底并且使所述衬底旋转；以及所述蒸气输送头。所述主体的所述下表面在处理期间被布置与所述衬底平行。一种方法包括使用所述装置，以将含有氟化氢的所述气体混合物引导至所述衬底的上表面上方。在其他特征中，在使用所述装置以将所述气体混合物引导至所述衬底的表面上方之前，所述方法包括：使用第一冲洗液旋转冲洗所述衬底的所述表面；以及将所述第一冲洗液从所述衬底的所述表面甩出。在其他特征中，所述氟化氢是第一反应性成分，并且所述气体混合物还含有第二反应性成分。存在下述至少一者：所述第二反应性成分是质子受体；和/或所述第二反应性成分包括OH-基团。所述第二反应性成分选自由水蒸气、醇蒸气、氨和胺所组成的群组。一种用于衬底的湿式处理的装置包括卡盘，该卡盘用于保持所述衬底并且使所述衬底旋转。臂能相对于所述卡盘移动。蒸气输送头连接至所述臂并且包括主体。第一流体通道输送气体混合物通过所述主体。蒸气容纳腔位于所述主体的朝向衬底的表面上。喷嘴位于所述蒸气容纳腔中，并且流体连接至所述第一流体通道。在其他特征中，蒸气容纳腔增加邻近衬底的气体混合物的停留时间。气体混合物包括氟化氢。替代地，气体混合物包括氟化氢、惰性气体或醇。喷嘴具有圆形横截面或为狭缝形喷嘴。蒸气输送头包括多个喷嘴。在其他特征中，蒸气容纳腔具有0.2mm至20mm范围内的深度。替代地，蒸气容纳腔具有0.3mm至10mm范围内或1mm至6mm范围内的深度。主体限定充气室，以接收气体混合物。该主体还包括第一部分(其包括第一流体通道)和第二部分。该充气室被限定在第一部分与第二部分之间，并与第一部分的第一流体通道流体连通。在其他特征中，喷嘴穿过第二部分。加热器被布置在蒸气输送头的主体中。加热器可包括电阻式加热器或接收经加热的流体的流体通道。加热器将蒸气输送头加热至50℃至200℃的范围内或50℃至100℃的范围内的温度。蒸气容纳腔限定为衬底的区域的0.1％至30％的区域。在一些示例中，蒸气容纳腔限定为衬底的区域的1％至15％的区域。所述多个通孔被布置在所述蒸气容纳腔的所述区域的一部分中，所述部分位于所述蒸气输送头的前缘附近。所述蒸气容纳腔的所述区域的所述部分小于所述蒸气容纳腔的所述区域的50％。密封件位于所述第一部分与所述第二部分之间。在其他特征中，所述第二部分包括朝下突出的凸缘，其位于所述第二部分的朝向衬底的表面上。所述朝下突出的凸缘的内表面限定所述蒸气容纳腔的外边界。在其他特征中，所述第一部分还限定第二流体通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于衬底的湿式处理的蒸气输送头，其包括：/n主体，其包括上表面、下表面、上充气室和下充气室；/n第一孔，其布置在所述主体的所述上表面上，并且与所述上充气室流体连接，以供应经加热的流体；/n第二孔，其布置在所述主体的所述上表面上，并且连接至所述上充气室，以移除经加热的流体；/n第三孔，其布置在所述主体的所述上表面上，且连接至所述下充气室，以接收气体混合物；以及/n多个通孔，其穿过所述主体的所述下表面，并且与所述下充气室流体连通。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180823 US 62/721,7101.一种用于衬底的湿式处理的蒸气输送头，其包括：
主体，其包括上表面、下表面、上充气室和下充气室；
第一孔，其布置在所述主体的所述上表面上，并且与所述上充气室流体连接，以供应经加热的流体；
第二孔，其布置在所述主体的所述上表面上，并且连接至所述上充气室，以移除经加热的流体；
第三孔，其布置在所述主体的所述上表面上，且连接至所述下充气室，以接收气体混合物；以及
多个通孔，其穿过所述主体的所述下表面，并且与所述下充气室流体连通。


2.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其中所述主体包括第一侧、第二侧和第三侧，其中所述主体具有扇形形状。


3.根据权利要求2所述的蒸气输送头，其中限定在所述第一侧与所述第二侧之间的角度是在30°至75°的范围内。


4.根据权利要求2所述的蒸气输送头，其中限定在所述第一侧与所述第二侧之间的角度是在45°至60°的范围内。


5.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其中所述主体的半径大于所述衬底的半径的80％。


6.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其中所述主体还限定外充气室，所述外充气室被布置在所述上充气室下方并且在所述下充气室外部。


7.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其中所述上充气室包括第一上充气室、第二上充气室和分隔件，所述分隔件布置在所述第一上充气室与所述第二上充气室之间，并且还包括位于所述上充气室下方并且在所述下充气室外部的外充气室。


8.根据权利要求7所述的蒸气输送头，其中所述经加热的流体流入所述第一孔，进入所述第一上充气室，进入所述外充气室，进入所述第二上充气室，并且通过所述第二孔流出。


9.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其中所述经加热的流体包括经加热的气体。


10.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其还包括档板，所述档板布置在所述第三孔与所述下充气室之间在所述下充气室内，其中所述档板包括多个挡板部，以将所述气体混合物分布在所述下充气室中。


11.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其还包括档板，所述档板布置在所述第三孔与所述下充气室之间在所述下充气室内，并且包括多个挡板部，所述多个挡板部布置在进入所述下充气室的开口周围，以将与输送至邻近所述第一侧与所述第二侧的接合处的区域的所述气体混合物相比更多的所述气体混合物分布至邻近所述第三侧的区域。


12.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其中所述多个挡板部包括：
第一挡板部；
第二挡板部；以及
第三挡板部，
其中所述第一挡板部、所述第二挡板部和所述第三挡板部在进入所述下充气室的所述开口周围布置成相距120°，且其中所述第一挡板部位于所述主体的径向线上最靠近所述第三侧处。


13.根据权利要求1所述的蒸气输送头，其中所述多个通孔布置在所述下表面上呈三角形的区域中。


14.一种用于衬底的湿式处理的装置，其包括：
卡盘，其用于保持所述衬底并且使所述衬底旋转；以及
根据权利要求1所述的蒸气输送头，其中所述主体的所述下表面在处理期间被布置与所述衬底平行。


15.一种方法，其包括：
使用根据权利要求14所述的装置，以将含有氟化氢的所述气体混合物引导至所述衬底的上表面上方。


16.根据权利要求15所述的方法，其还包括在使用所述装置以将所述气体混合物引导至所述衬底的表面上方之前：
使用第一冲洗液旋转冲洗所述衬底的所述表面；以及
将所述第一冲洗液从所述衬底的所述表面甩出。


17.根据权利要求16所述的方法，其中所述氟化氢是第一反应性成分，并且所述气体混合物还含有第二反应性成分。


18.根据权利要求17所述的方法，其中有下述至少一者：
所述第二反应性成分是质子受体；和/或
所述第二反应性成分包括OH-基团。


19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二反应性成分选自由水蒸气、醇蒸气、氨和胺所组成的群组。

【专利技术属性】
技术研发人员：巴斯卡尔·班达拉普，戴维·穆，卡尔海因茨·霍恩沃特，布奇·伯尼，南森·拉夫多夫斯基，克里斯蒂安·普兹，司洪波，罗伯特·约翰逊，迈克尔·克莱姆，伯恩哈德·洛伊德尔，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT