转移流动处理过程和装置制造方法及图纸

提供一种用来处理物体的方法。在这种方法中，在有利于至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理的情况下，把处理化学物质加入到浴具中，接着，在有利于至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理的情况下，把非处理液体加入到浴具中。还提供了一种用来实现该方法的装置。该方法特别有利于一些物体如半导体晶片或者类似基体，其中这些物体用在借助用溶液来处理的精确制造中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种借助液体来处理物体从而例如进行清洁或者处理物体的一个或者多个表面的领域。尤其地，本专利技术涉及一种用来处理物体如微电子基体或者其它装置的方法和装置，尤其地，使物体的一个或者多个表面进入到液体中以处理它。
技术介绍
本专利技术被研发尤其应用到用溶液来处理的一些物体如半导体晶片或者类似基体中，该粗半导体晶片或者类似基体蚀刻有任何特征、喷涂有或者与导体导线或者迹线以作为成一体的线路装置、引线框、医药装置、盘和头部、平板显示器、微电子罩、微小机械装置、微小光学装置和类似装置。这些物体变得越来越难以处理，因为它们以越来越小的尺寸来进行制造，并且具有极小的特征要产生和处理。需要精确的制造技术来合适地生产这些零件。因此，变化的容许量较小的多层各种材料及以亚微型尺寸在这些物体的多层上产生非常小的特征借助化学处理和蚀刻过程来产生。需要这些层的均匀度和处理的精确量来提供该零件在最后的微电子装置中的功能。各种技术被发展来在精确的制造过程中处理物体，特别是处理半导体晶片。例如，半导体晶片可以浸入到一系列的相应处理容器的内室中，这些容器独立地处理晶片。例如，该晶片首先产生有氧化物层，之后浸入到酸浴具中，以蚀刻掉一些或者所有的氧化物。然后，使漂洗浴具跟着酸浴具。一个这样的处理容器的例子使用浴具处理的阶式液体流处理。在典型的阶式液体流过程中，一个或者多个晶片被支撑在阶式处理容器中，如支撑在晶片处理固定物、盒子或者其它保持架内，以同时进行处理。阶式处理容器包括内容器，该内容器具有一些侧壁，这些侧壁允许液体溢过顶边缘并且进入到一个或者多个外容器中，该外容器绕着内容器进行设置。把液体流供给到内容器中，例如在容器底部，以填充它的内室，并且进一步使液体溢过内室的顶边缘以进入到外室中。因此，新液体(如干净水)可以供给来漂洗内室中的晶片，然后从内室落到外室中。在这个过程期间，液体流过内容器。用来处理电子零件的、所提出的湿处理方法的改进公开在美国专利No.5817185中。参见第1栏、46-56行及第13栏31行-58行。185号专利的公开内容描述了传统的湿处理方法，这些方法在反应室中使用了化学物质，从而以相同温度取代DI水。这常常引起化学物质和DI水的大量混合。这个过程所要求的改进公开在美国专利No.6245158中。158号专利表明了，混合使得化学物质连续地与水进行稀释，这是不好的，因为对于环境和费用来讲使化学溶液进行再循环是优选的。此外，产生混合时的漂洗明显长于没有产生混合时的漂洗。参见第2栏第18-36行。158号专利所提出的溶液将有选择地控制处理液体的温度，例如借助从处理容器的底部中加入更冷的液体以使一种液体与另一种液体的混合最小化。实际上，温跃层原理被用来使流体相互保持相对分开。根据描述在158号专利中的原理，如果产生了最小的混合，那么可以很快地从容器中除去化学溶液，如活塞流技术。已观察到，真实的活塞流情况非常难以实现，从而导致对晶片进行不同种类的处理。因此，与晶片的一些其它部分相比，一部分晶片可以露出到蚀刻剂中一个更长的时间或者露出到不同的浓度中，从而根据晶片的估计位置导致不同的晶片性能。
技术实现思路
令人惊讶地发现，借助下面方法可以实现更加均匀地处理一些物体在有利于至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理的情况下，把处理化学物质加入到浴具中，随后，在有利于至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理的情况下，把非处理液体加入到浴具中。这里所描述的方法提供了一些浴具，这些浴具在空间上在密度上是均匀的，这表示，化学物质的浓度混合得较好，从而在任何给定时间时相对稳定，因为实际上在浴具的整个容积上或者至少在靠近要处理的物体处可以实现。简而言之，“均匀”表示“空间均匀”，除非有其它限制。在实际效果中，本方法使非反应浴具首先转移到装有一种或者多种处理化学物质的浴具中，然后，返回到非处理液体浴具中。优选的是，该物体在整个漂洗-处理-漂洗处理中浸入其中。加入到浴具中的材料与浴具中的内含物进行很好的混合，因此在特殊的时间点上，靠近要处理的物体的、浴具的化学特性及优选地在它的容积上如实际所希望的那样均匀。因此，基本上被处理的整个表面趋于受到类似处理。这导致处理均匀度的实质改进。“转移流”过程特别有利于实现具有极好均匀度的蚀刻处理。尽管借助没有受到理论约束，但是相信物体在浴具中的环境从具有非处理化学物质的溶液中进行，从而使处理化学物质的浓度基本上均匀地增加，随后使该溶液中的处理化学物质的浓度基本上均匀地减少，这就使得在要处理的物体上的不同位置上的总处理效果的差异最小化。尤其地，相应，借助类似方法减少了在浓度增大期间的任何微小的空间非均匀度的作用，但是，对于浓度减少期间的非均匀度而言刚好相反。在一个方面中，一个或者多个转移化学处理全部夹在优选的漂洗处理之间。还提供了一种用来实现上述过程的装置。在本专利技术中，浓度的均匀变化通过下面方法来形成以足够大的速度和动量把液体和/或气体流加入到容器中，以致旋转流至少部分地、优选为基本上包围被处理的物体。这些流流过接近物体的浴具，从而通过混合在液体中产生均匀浓度的化学物质。借助任何混合机构来产生旋转流，例如使用喷孔来把液体(和/或气体，如这种情况一样)以混合方式加入到浴具中。此外，泵、叶轮、起泡器和类似装置可以用来提供了混合作用。混合程度借助下面方法来评定把染料喷射到液体中，通过视觉来估计，或者在液体浴具的多个位置上通过使用定量分析技术来测量染料量和流量。荧光素染料的钠盐对观察水中的流型特别有效。作为一个方面，本专利技术提供了一种处理至少一个物体的方法，该方法包括这些步骤使物体浸入到流动的、基本上不反应的浴具中；在空间上使浴具从基本上不反应的浴具中均匀地转移到具有第一处理化学物质的浴具中；及在空间上使具有第一处理化学物质的浴具均匀地转移到基本上不反应的浴具中。作为另一个方面，本专利技术提供了一种处理至少一个物体的方法，该方法包括这些步骤a)使物体浸入到具有液体的浴具中；b)在把物体浸入到浴具中的同时，把处理化学物质可混合地加入到浴具中，因此以平滑的方式提高处理化学物质在浴具中的浓度；及c)在把物体浸入到具有处理化学物质的浴具中的同时，在一些情况下把液体可混合地加入到浴具中，以致处理化学物质在浴具中的浓度以平滑的方式减少。本专利技术可以应用到下面的任何情况下借助与液体相接触，借助容器内的均匀湿处理如漂洗、清洁、干燥、喷涂、蚀刻的步骤和类似步骤来处理一个或者多个物体。尤其地，本专利技术涉及物体的处理，以使用溶液来进行精确制造，如半导体晶片或者类似基体，该粗半导体晶片或者类似粗基体蚀刻有任何特征、喷涂有或者与导体导线或者迹线成一体以作为成一体的线路装置、引线框、医药装置、盘和头部、平板显示器、微电子罩和类似装置。本专利技术的过程特别有利于过程中的半导体晶片，因为实验的处理均匀度可以通过这些晶片的本过程。尤其从该过程中受益的晶片包括需要极其或者高度均匀蚀刻的薄介电材料的晶片。此外，该过程特别有利于具有三维微小机械特征如MEMS的晶片。三维微小机械特征的具体例子包括压力换能器和加速计。该过程还特别有利于这样的装置该装置安装了非常小比例的光学特征如纤维光学通讯的Eschelle光栅。附图说明图1是本专利技术的处理容器的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理具有要处理的表面的物体的方法，该方法包括：按顺序ａ）把物体提供到非处理液体的浴具中；ｂ）在至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理有效的情况下，把处理化学物质加入到浴具中，ｃ）在至少部分地包围物体以在 浴具液体的旋转流中进行处理有效的情况下，把非处理液体加入到浴具中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2002-4-3 10/115,4491.一种处理具有要处理的表面的物体的方法，该方法包括按顺序a)把物体提供到非处理液体的浴具中；b)在至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理有效的情况下，把处理化学物质加入到浴具中，c)在至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理有效的情况下，把非处理液体加入到浴具中。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转流借助下面方法来形成通过多个孔把处理化学物质作为流体流加入到浴具中。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该流体流以至少大约1000cm/min的速度进入浴具液体中。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该流体流以至少大约4000cm/min的速度进入浴具液体中。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该流体流以至少大约6000cm/min的速度进入浴具液体中。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转流借助混合元件来产生，该混合元件从下面一组元件中选择出来，该组元件包括叶轮、泵或者起泡器。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该浴具具有进入浴具中的新液体，同时从浴具中取回液体，因此产生通过浴具的大量液体流。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过浴具的大量液体流的速度为大约10至大约100cm/min。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过浴具的大量液体流的速度为大约20至大约50cm/min。10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助流体流来提供进入浴具中的液体，流体流的速度与大量流的速度之比至少为大约10∶1。11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助流体流来提供进入浴具中的液体，流体流的速度与大量流的速度之比至少为大约50∶1。12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助流体流来提供进入浴具中的液体，流体流的速度与大量流的速度之比至少为大约150∶1。13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，液体提供和取回借助溢流阶式系统来提供。14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在处理化学物质加入到浴具之前，把处理化学物质加入到非处理液体的量中。15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理化学物质蚀刻物体。16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理化学物质是酸。17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理化学物质是从包括NH4OH、HCl、HF和臭氧的组中的一个或者多个中选择出来。18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，非处理液体是水。19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)如此实现，以致处理化学物质的浓度在整个浴具中以平滑的方式来增加，及步骤c)如此实现，以致处理化学物质的浓度在整个浴具中以平滑的方式来减少。20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在物体的大约1mm处，处理化学物质在液体中的浓度的变化不超过大约50％。21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在物体的大约1mm处，处理化学物质在液体中的浓度的变化不超过大约20％。22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助至少一个孔加入液体，该孔与物体隔开至少大约10mm。23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，至少一个孔使进入液体朝向物体。24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助多个孔来加入液体，该多个孔以一种方式引导液体流以提供有效的液体分布。25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助首先向箱子中填充足够量的非处理液体以使物体完全浸入到非处理液体中，把物体提供到非处理液体的浴具中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特K克里斯腾森，纳姆P李，加里W米哈尔科，克里斯蒂娜A拉斯曼，
申请(专利权)人：FSI国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]