用于干燥衬底的设备和方法技术

本发明专利技术描述了一种用于干燥衬底的系统，该系统包括腔室和设置在该腔室内的具有上边缘的内容器。工艺流体被导入该内容器并允许在该上边缘上成瀑布流下。使该内容器的上边缘降低从而降低该衬底表面上的层叠面，同时干燥蒸汽进入该腔室。随着该层叠面在该衬底表面降低，该衬底表面暴露在该干燥蒸汽中。兆频超声波能可以引导入该内容器中采用边界层减薄处理以加快干燥。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及干燥要求高清洁度的衬底的设备和方法。
技术介绍
在某些工业中，必需使用使物体达到特别高清洁度的工艺。例如在集成电路制造期间在多个步骤中对半导体衬底进行清洁、清洗和干燥以从衬底除去化学物、残留物和微粒。集成电路制造技术已发展到其上的细微图形可为90nm和更小的尺寸。随着器件尺寸的减小，在清洁和干燥衬底期间留下的水印甚至可导致在集成电路器件中所谓的“致命缺陷”。本专利技术描述了一种新的、高效用于清洁衬底的系统和方法从而使衬底上沉积的微粒和水印最小。附图说明图1A到图1C示出了描述使用一种用于干燥衬底的系统和方法的一系列示意图；图2A示出了可以与图1A到图1C的系统一起使用的另一内容器的截面端视图；图2B示出了可以与图1A到图1C的系统一起使用的第二替代的内容器的截面端视图；图3所示为来自于晶片表面的马兰格尼(Marangoni)流动的示意图。具体实施例方式结构参照图1A，一种干燥系统包括腔室10，该腔室10具有开口11和可移动至覆盖该开口11的盖12。腔室10具有外容器14和设置在外容器14内的内容器16。该外容器由一种诸如PVDF或TeflonTM的材料形成，该材料不与工艺环境中使用的化学物反应。内容器16包括具有上边缘20的侧壁18。虽然从图1A到图1C描述了一批系统，其中内容器16和同时处理多个衬底S相匹配，该内容器可采用适合用于处理单个衬底或用于同时只处理两个衬底的内容器代替。在专利技术名称为“APPARATUS AND METHOD FOR SINGLE-OR DOUBLE-SUBSTRATEPROCESSING”的专利申请WO03050861中示出和描述了用于单个和两个衬底湿处理系统的元件设置，在此引入其全部内容作为参考。此外，适合用于单衬底湿处理的容器和附属的自动化装置为由SCP Global Technologies，Boise，ID制造的EMERSION 300(tm)Single Wafer Processor。如将在下文详细描述，内容器16的上边缘和壁用作溢流堰，从而进入内容器16的流体从内容器16的壁溢出进入外容器14。内容器的上边缘20优选地为所示的锯齿状以使流体堆积在边缘上最小。对该系统进一步设置从而在使用该系统期间上边缘20的高度(因而从内容器16成瀑布流下层的叠面的流体)相对晶片衬底的高度可升高或降低。在图1A-1C的实施例中，其通过在腔室10内提供可折叠的侧壁18实现。通过折叠侧壁18，上边缘20可在图1A中所示的较高位置和图1C中所示的较低位置之间移动。在一实施例中，该可折叠的侧壁可折叠成如图1B中所示的“手风琴”形式。内容器16可由PTFE或不与在工艺环境中使用的化学物起反应的其它材料组成，并且还能经过许多周期而不疲劳的情况下进行折叠和拉伸。该内容器包括驱动系统(未示出)，该驱动系统包括电动机和设置于外容器的外部并经由联接与内容器相连的附属元件。因为来自外部环境的气体、烟和微粒可扩散进入腔室10中的清洗流体，所以需要防止空气进入腔室10。氧气扩散进入腔室顶部空间和清洗流体可导致衬底上不必要的水印。因此，该联接优选地通过流体互锁(与用于管子中的反虹吸P形气隔类似)以阻止外部空气沿联接穿过进入腔室10。替代的结构还可用来允许移动或设置该层叠相对于衬底表面的高度。例如，在一替代实施例中，内容器16可改为保持它的体积不变但是可在外容器内较高位置和较低位置之间移动，优选地同时使衬底的高度保持不变。在另一替代实施例中，内容器在外容器中的开口内可以为可移动的，而不是在外容器内可折叠的。如果需要，该系统可提供设置兆频超声波换能器以在激活时在工艺腔室内产生兆频超声波能带。该能带作为内容器内的活动区用来改善清洁、清洗和/或干燥工艺，如在专利技术名称为“APPARATUS AND METHOD FOR SINGLE-ORDOUBLE-SUBSTRATE PROCESSING”的专利申请WO03050861中详细描述，在此引入其全部内容作为参考。内容器可能与图1A中的内容器16相似，但是它们采用如图2A和2B中所示的兆频超声波能力得到改善。这些内容器可用来代替如图1A所示的内容器16，其中需要兆频超声波能力。图2A描述了可折叠的内容器16a，其适用于单晶片处理，并包括与内容器16a侧壁相连的一对兆频超声波换能器40、42。每个换能器40、42可包括单个换能器元件或一系列多个换能器。换能器40、42设置于内容器16a的上边缘20a的下方的高度，并定向为使换能器40将兆频超声波能量导向衬底的正表面，同时换能器42将兆频超声波导向衬底背面。图2A的实施例中，换能器优选地设置为使得在气体/液体介面上或刚好在其下方例如在内容器16a内的液体上端0-20％内的位置能量束与衬底表面相互作用。换能器可设置为以垂直于衬底表面方向或与法线方向成一角度定向兆频超声波。优选地，能量定向为与法线方向成约0-30度角，以及最优选地与法线方向成约5-30度角。优选地提供相对于法线方向和/或功率角度独立可调节的换能器40、42。例如，如果成角度的兆频超声波能通过换能器40导向衬底正表面，则优选地具有来自换能器42的能量以垂直于该衬底表面的方向向该背面传播。实施此方法通过抵抗由成角度的能量对正面基板的作用力可降低或防止或减少该正面上的图形的损坏。此外，当需要对衬底正面用相对较低的功率或者不施加功率从而避免损坏细小图形时，较高功率将传播离背面(以一角度或垂直于衬底的方向)。该较高功率可通过衬底共振和使衬底正面上沟槽内的微空化现象增多-从而有助于使杂质从沟槽孔流出。另外，提供具有可调节角度的换能器40、42允许角度根据衬底的特征(例如细小图形)和执行的工艺步骤发生改变。在一些实例中，也可以为单个换能器、或超过两个换能器，而不是一对换能器40、42。图2B描述了用于如图1A所示的一批系统的另一内容器16b，其与图2A中的内容器类似的但对其改进。在图2B的实施例中，换能器44、46优选地定向为面向如所示的衬底S的边缘，从而允许由换能器44、46发出的兆频超声波能经过相邻的衬底之间。该换能器可设置为以垂直于衬底表面的方向或以与法线方向成一角度定向兆频超声波能。优选地，能量以与法线方向成约0-10度角，并且最优选地约为成1-3度角。再参照图1A，该系统包括流体入口22，其将工艺流体诸如DI清洗水导入内容器16。第一排出管24从内容器16伸出并优选地能允许快速地(例如15cm/sec或更快)从内容器排除流体，诸如在快速卸料操作中。如果需要，第一排出管24可替代地允许更慢和/或更多地控制内容器的排水。第二阀26允许外容器里的流体以受控制的速率(例如0.5mm/sec到10mm/sec的范围)排出。蒸汽/气体口28与盖12流动地相连。盖12包括歧管设置以最优化进入腔室10中的气体/或蒸汽的均匀分布。排气口30从腔室10伸出，优选地稍微低于盖12(例如约1mm下方)。排气口30优选地浸在液体容器32中从而防止外部空气从排气出口进入该腔室。如图1A所示的批系统的内容器16优选地安装为容纳用于固定一个或多个衬底的处理晶片盒36。升降平台34优选地设置在内容器16内。升降平台34包括自动装置(未示出)其在较低的和较高的位置之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于干燥衬底的系统，该系统包括：腔室；设置于所述腔室内的内容器，所述内容器包括具有限定层叠面的上边缘的至少一壁，其中所述上边缘在所述腔室内从所述层叠面位于第一高度的第一位置收缩到所述层叠面位于第二高度的第二位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-2-27 60/548,4681.一种用于干燥衬底的系统，该系统包括腔室；设置于所述腔室内的内容器，所述内容器包括具有限定层叠面的上边缘的至少一壁，其中所述上边缘在所述腔室内从所述层叠面位于第一高度的第一位置收缩到所述层叠面位于第二高度的第二位置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述壁为可折叠的，将所述上边缘从所述第一位置收回到所述第二位置。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述内容器当所述上边缘在所述第一位置时具有第一体积，并且当所述上边缘在所述第二位置时具有第二体积，并且其中所述第二体积小于所述第一体积。4.根据权利要求1所示的系统，其特征在于，所述内容器为可移动的，在所述腔室内从第一高度移动至第二高度以收回所述上边缘。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括流动地连接到所述内容器的流体入口，其用于接收进入所述内容器的工艺流体。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括流动地连接至所述腔室的气体入口，其用于将干燥气体导入所述腔室。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括盖，其可移动至关闭的位置以封闭所述腔室。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内容器匹配以容纳运送至少一衬底的衬底载体，以及所述系统还包括在所述腔室内可移动的升降平台以从所述载体提升所述衬底。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括至少一兆频超声波换能器，其设置为在所述内容器中的流体里形成兆频超声波能带。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述兆频超声波换能器设置为在所述上边缘从所述第一位置移动至所述第二位置的期间，所述兆频超声波能带在所述容器内降低。11.一种处理衬底的方法，包括步骤提供腔室和在所述腔室内的内容器，所述内容器包括限定层叠面的边缘；在所述内容器中设置晶片衬底；将工艺流体导入所述内容器，使所述工艺流体溢出所述边缘；在所述导入步骤期间，降低所述腔室内的所述边缘从而降低所述层叠面。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述降低步骤包括折叠至少一部分所述内容器。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述折叠步骤减少所述内容器的体积。14.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克汉森，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]