用于单衬底或双衬底加工的设备和方法技术

在一种用于对半导体衬底进行处理的方法中，一个或两个衬底放置在衬底加工室中，并进行湿法蚀刻、清洗、冲洗和／或干燥步骤。在清洗或冲洗过程中，在所述加工室内产生一个兆赫级超声波能量带以产生主动冲洗或清洗区，且在所述室内进行的冲洗或清洗过程中，所述衬底平动通过所述主动区域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体衬底的表面制备系统和方法等领域。
技术介绍
在一些行业领域中，存在一些必须被用以将目标物达到超高洁净度的工艺。例如在半导体衬底的制造中，通常需要进行多个清洗步骤以在进行随后的加工步骤前将杂质从衬底表面上除去。衬底的清洗即通常所说的表面制备，多年来通过以下方式而实施的，即收集多个衬底形成一组，将该组衬底经过一系列化学品处理和冲洗步骤并最终进行干燥步骤。典型的表面制备工序可包括蚀刻、清洗、冲洗和干燥步骤。蚀刻步骤可包括将衬底浸入氢氟酸(HF)蚀刻溶液中以除去表面氧化和金属杂质，然后在高纯度去离子水(DI)中冲洗该衬底以从所述衬底上除去蚀刻化学物质。在典型的清洗步骤中，衬底暴露于清洗溶液中，所述清洗溶液包括水、氨或盐酸和过氧化氢。在进行完清洗之后，使用超纯水冲洗衬底，然后使用数种已知干燥工艺中的一种进行干燥。目前，行业中使用多种类型的工具和方法以实施表面制备工艺。在传统清洗应用中最常使用的工具是浸湿清洗平台，或“湿式机台”。在湿式机台加工中，通常在衬底装载盒上布置一组衬底。所述盒被浸入一系列工艺容器中，其中一些容器中含有清洗或蚀刻功能所需的化学品，而其它容器中含有用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单个地处理衬底的方法，其特征在于，包括以下步骤：（ａ）设置一个一次可装入不多于两个衬底相应大小的加工室，并将一个或两个衬底装入所述加工室内；（ｂ）将所述衬底暴露于所述加工室内的第一工艺流体中；和（ｃ）在步骤（ｂ） 之后，将所述衬底暴露于所述加工室内的第二工艺流体中。

【技术特征摘要】
US 2001-12-7 10/010,2401.一种单个地处理衬底的方法，其特征在于，包括以下步骤(a)设置一个一次可装入不多于两个衬底相应大小的加工室，并将一个或两个衬底装入所述加工室内；(b)将所述衬底暴露于所述加工室内的第一工艺流体中；和(c)在步骤(b)之后，将所述衬底暴露于所述加工室内的第二工艺流体中。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)或(c)包括减薄在衬底表面处的流体边界层这一步骤。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一工艺流体是蚀刻流体且所述第二工艺流体是冲洗流体。4.根据权利要求2所述的方法，其中通过将兆赫级超声波能量引入所述室内的蚀刻流体中而进行边界层减薄这一步骤。5.根据权利要求2所述的方法，其中边界层减薄这一步骤包括与所述衬底取向的方向横向地将蚀刻流体引入所述室。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述蚀刻流体包括氢氟酸、氟化铵和缓冲氧化物中的至少一种。7.根据权利要求3所述的方法还包括从所述室中除去本体蚀刻流体这一步。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述室包括与所述室流体相连接的容器，且其中所述去除步骤包括将蚀刻流体吸入到所述容器中。9.根据权利要求8所述的方法，其中在吸入步骤前，所述容器被密封并保持负压，且其中所述去除步骤包括打开在所述室和所述容器之间的阀门，使蚀刻流体被吸入所述容器中。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述去除步骤包括冲洗用水以阶流方式流过所述室以将蚀刻流体冲洗出来。11.根据权利要求7所述的方法包括在冲洗步骤中将兆赫级超声波能量引入所述室内的冲洗流体中这一步骤。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述引导步骤包括形成一个向衬底表面传播的兆赫级超声波能量带，且其中所述方法还包括将所述衬底沿边缘方向移动通过所述带状区域，以致所述衬底的基本上整个表面通过所述带状区域。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量引起通过所述带状区域的衬底部分上的边界层的减薄。14.根据权利要求12所述的方法，其中在步骤(c)中所述室的下部区域含有冲洗流体且所述室的上部区域含有气体，其中所述带状区域靠近在冲洗流体和气体之间的气体-液体界面。15.根据权利要求12所述的方法，其中所述衬底包括一个具有表面积的端面，且其中在移动步骤中约30％或更小表面积的端面位于所述带状区域内。16.根据权利要求12所述的方法，其中所述移动步骤包括使所述衬底多次通过所述带状区域。17.根据权利要求14所述的方法，其中所述移动步骤包括使所述衬底通过气体-液体界面进入所述室的上部区域。18.根据权利要求17所述的方法，包括使所述衬底多次通过气体-液体界面。19.根据权利要求17所述的方法还包括将冲洗用水引入到所述衬底在所述室上部区域内的部分上这一步骤。20.根据权利要求12所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量沿正交于所述衬底表面的方向进行传播。21.根据权利要求12所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量以小于正交于所述衬底表面的一个角度进行传播。22.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一工艺流体是清洗流体且所述第二工艺流体是冲洗流体。23.根据权利要求22所述的方法还包括将兆赫级超声波能量引入所述清洗流体中，形成一个向衬底表面传播的兆赫级超声波能量带，且其中所述方法还包括将所述衬底沿边缘方向移动通过所述带状区域，以致所述衬底的基本上整个表面通过所述带状区域。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述移动步骤包括使所述衬底多次通过所述带状区域。25.根据权利要求23所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量引起通过所述带状区域的衬底部分上的边界层的减薄。26.根据权利要求23所述的方法，其中在步骤(c)中所述室的下部区域含有清洗流体且所述室的上部区域含有气体，其中所述带状区域靠近在清洗流体和气体之间的气体-液体界面。27.根据权利要求23所述的方法，其中所述衬底包括一个具有表面积的端面，且其中在移动步骤中约30％或更小表面积的端面位于所述带状区域内。28.根据权利要求26所述的方法，其中所述移动步骤包括使所述衬底通过气体-液体界面进入所述室的上部区域。29.根据权利要求28所述的方法包括使所述衬底多次通过气体-液体界面。30.根据权利要求23所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量沿正交于所述衬底表面的方向进行传播。31.根据权利要求23所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量以小于正交于所述衬底表面的一个角度进行传播。32.根据权利要求23所述的方法还包括使清洗流体流过所述室这一步骤。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述清洗流体从所述室的底部流向所述室的上部。34.根据权利要求26所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量在所述带状区域内引发微空穴，且其中所述方法还包括使气体扩散进入气体-液体界面处的清洗溶液中以增加微空穴生成的速度。35.根据权利要求23所述的方法还包括通过将兆赫级超声波能量传入在所述带状区域下面区域内的清洗溶液中在所述清洗流体内引起声流。36.根据权利要求22所述的方法，其中所述方法还包括将衬底暴露于所述室内的蚀刻流体中。37.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一工艺流体是冲洗流体，所述第二工艺流体是干燥蒸气，且其中步骤(c)是干燥步骤。38.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一工艺流体是化学处理流体，所述第二工艺流体是冲洗流体，且其中所述方法还包括以下步骤(d)，在步骤(c)之后，将所述衬底暴露于所述加工室内的干燥蒸气。39.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述干燥步骤包括从所述室除去本体流体，并向所述室内引入干燥蒸气。40.根据权利要求37或38所述的方法，其中在干燥步骤中所述室的下部区域含有冲洗流体，且其中所述干燥步骤包括在所述室的上部区域内形成干燥蒸气气氛，并从所述室下部区域内的本体流体中取出所述衬底送入所述室的上部区域。41.根据权利要求40所述的方法还包括将兆赫级超声波能量引入所述冲洗流体中，形成一个向衬底表面传播的兆赫级超声波能量带，且其中所述取出步骤使所述衬底通过所述带状区域，且其中所述兆赫级超声波能量引起通过所述带状区域的衬底部分上的边界层的减薄。42.根据权利要求41所述的方法，其中以约8-30毫米/秒的速度进行所述取出步骤。43.根据权利要求41所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量沿正交于所述衬底表面的方向进行传播。44.根据权利要求41所述的方法，其中所述兆赫级超声波能量以小于正交于所述衬底表面的一个角度进行传播。45.根据权利要求40所述的方法，其中缓慢进行所述取出步骤，利用表面张力梯度从所述衬底表面除去流体。46.根据权利要求45所述的方法，其中所述取出步骤以约0.25-5毫米/秒的速度进行。47.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述干燥步骤包括以下一些步骤将衬底暴露于所述室内的工艺流体中；快速倾倒以将所述工艺流体从所述室中排出；残留的工艺流体被留在衬底表面上；和向系统内引入干燥蒸气，所述干燥蒸气在衬底表面上凝结并减小残留工艺流体的表面张力，使残留的工艺流体流下所述表面。48.根据权利要求47所述的方法，其中所述快速倾倒在少于约5秒的时间内排出所述工艺流体。49.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：E汉森，V米姆肯，M布勒克，RM亚拉曼基利，J罗萨托，
申请(专利权)人：SCP环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]