小热质量的加压腔室制造技术

本文描述的实施方式一般涉及并入小热质量的处理腔室，所述腔室能够实现针对超临界干燥工艺的有效温度循环。所述腔室一般包含：主体、衬垫和隔离元件，所述隔离元件能够实现使衬垫展现出相对于主体的小热质量。所述腔室还构造有用于在腔室的处理容积内产生和/或维持超临界流体的合适的设备。超临界流体的合适的设备。超临界流体的合适的设备。

【技术实现步骤摘要】
小热质量的加压腔室
[0001]本申请是申请日为2016年9月12日、申请号为201680054443.6、专利技术名称为“小热质量的加压腔室”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本公开内容的实施方式一般涉及超临界干燥设备。更特定地，本文描述的实施方式涉及小热质量加压腔室。

技术介绍

[0003]在半导体器件的清洁中，通常需要自基板表面移除液体和固体污染物，从而留下干净的表面。湿式清洁工艺一般涉及清洁液体的使用，例如水性清洁溶液(aqueous cleaning solution)。在湿式清洁基板之后，通常需要在清洁腔室中自基板表面移除清洁液体。
[0004]现今多数的湿式清洁技术使用液体喷洒或浸没步骤以清洁基板。在应用清洁液体之后，干燥具有高的宽高比特征或具有空洞(void)或孔的低k材料基板是非常具挑战性的。清洁液体的毛细力(capillary force)通常导致这些结构中的材料变形而可产生不期望的静摩擦，这除了会在基板上留下使用的清洁溶液的残留物以外，还可损坏半导体基板。在后续的基板干燥期间，前述挑战对具有高的宽高比的半导体器件结构特别明显。由于在(多个)湿式清洁工艺期间跨越被困在沟槽或过孔中液体上方的液体
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空气界面的毛细压力，形成高的宽高比的沟槽或过孔的侧壁朝向彼此弯曲而造成了线粘连(line stiction)或线崩塌。具有窄的线宽和高的宽高比的特征特别易受由于毛细压力导致的液体
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空气和液体
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壁界面之间产生的表面张力的差异的影响(毛细压力有时也称为毛细力)。由于器件尺寸的快速缩小，现今可行的干燥做法正在面对防止线粘连的急剧升高挑战。
[0005]结果，领域中存在有用于执行超临界干燥工艺的改良的设备的需求。

技术实现思路

[0006]在一个实施方式中，提供一种基板处理设备。所述设备包含：腔室主体，所述腔室主体界定处理容积，所述处理容积经构造以在提高的压力下进行操作。所述腔室主体包含：衬垫，所述衬垫设置于所述腔室主体内并相邻于所述处理容积；和隔离元件，所述隔离元件设置于所述腔室主体内并相邻于所述衬垫。所述隔离元件可具有与所述腔室主体和所述衬垫的热膨胀系数相似的热膨胀系数。基板支撑件可耦接至门，且设置于所述处理容积中的挡板可耦接至致动器，所述致动器经构造以在所述处理容积内移动所述挡板。
[0007]在另一实施方式中，提供一种基板处理设备。所述设备包含：平台，所述平台具有传输腔室和耦接于所述平台上的处理腔室。所述处理腔室可以相对于所述传输腔室的以倾斜角度设置。所述处理腔室包含：腔室主体，所述腔室主体界定处理容积，所述处理容积经构造以在提高的压力下进行操作。所述腔室主体包含：衬垫，所述衬垫设置于所述腔室主体内并相邻于所述处理容积；和隔离元件，所述隔离元件设置于所述腔室主体内并相邻于所
述衬垫。所述隔离元件可具有与所述腔室主体和所述衬垫的热膨胀系数相似的热膨胀系数。基板支撑件可耦接至门，且设置于所述处理容积中的挡板可耦接至致动器，所述致动器经构造以在所述处理容积内移动所述挡板。
[0008]在另一实施方式中，提供一种基板处理方法。所述方法包含以下步骤：将基板设置在处理腔室中的基板支撑件上。所述基板支撑件可相对于重力倾斜，且可将一定量的溶剂导入所述处理腔室以至少部分地淹没所述基板。将挡板放置在所述基板上方，可在所述处理腔室中产生超临界CO2，且可将所述基板曝露于所述超临界CO2。
附图说明
[0009]以便详细理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施方式而获得本公开内容的概括于上文的更特定的描述，其中一些实施方式图示于所附附图中。然而，应注意所附附图仅图示示例性的实施方式，因此不应被视为限制其范围，可允许其它等效的实施方式。
[0010]图1图示了根据本文描述的实施方式的形成于半导体基板上的特征之间所产生的粘连的效应。
[0011]图2A图示根据本文描述的一个实施方式处理设备的平面视图。
[0012]图2B图示根据本文描述的一个实施方式处理设备的平面视图。
[0013]图3示意地图示根据本文描述的一个实施方式小热质量的处理腔室的横截面视图。
[0014]图4示意地图示根据本文描述的一个实施方式小热质量的处理腔室的截面侧面视图。
[0015]图5示意地图示根据本文描述的实施方式并入小热质量的处理腔室的处理平台的侧面视图。
[0016]为了便于理解，尽可能使用相同元件符号，以标示图式中常见的相同元件。思量一个实施方式的元件和特征可有利地并入其它实施方式中，而无须进一步叙述。
具体实施方式
[0017]在以下描述中，为了说明的目的，阐述了众多特定细节以便对本文提供的实施方式的全面理解。然而，对熟悉本领域的普通技术人员而言，可实践本公开内容而无须这些特定细节是显而易见的。在其它范例中，并未描述特定的设备结构，以免混淆所描述的实施方式。以下描述和附图是对实施方式的说明书，而不应理解为对本公开内容的限制。
[0018]图1为图示半导体器件100的一部分的示意性截面图，其中半导体器件100内的两个特征之间发生线粘连。如图所示，在基板表面上形成高的宽高比的器件结构。在处理期间，器件结构102应该保持垂直定向，且壁106不应该跨过开口104并接触器件结构102的相邻壁106。但半导体器件100在使用湿式化学剂清洁之后被干燥时，器件结构102的壁106经受由设置于开口104内的清洁液体所产生的空气
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液体界面而导致的毛细力。毛细力造成相邻器件结构102的壁106朝向彼此弯曲且互相接触。相邻器件结构102的壁106之间的接触导致了线粘连，最终造成开口104的闭合。线粘连一般是不期望的，因为它防止了在后续基板处理步骤(例如进一步的沉积步骤)期间接取(access)开口104。
[0019]为了防止线粘连，可在湿式清洁腔室中将基板曝露于水性清洁溶液，例如去离子化水或清洁化学。所述基板包含半导体基板，所述半导体基板具有设置或形成于其上的电子器件。在执行湿式清洁工艺之后，在湿式清洁腔室中的基板上的水性清洁溶液的使用移除留在基板上的残留物。在一些构造中，湿式清洁腔室可为单一晶片清洁腔室和/或水平旋转腔室。此外，湿式清洁腔室可具有适于产生引导至基板的非器件侧面上的声音能量的兆声波(megasonic)板。
[0020]在湿式清洁基板之后，可将基板传输至溶剂交换腔室，以置换先前在湿式清洁腔室中使用的任何水性清洁溶液。接着可将基板传输至超临界流体腔室，用于将在基板上执行的进一步的清洁和干燥步骤。在一个实施方式中，干燥基板可涉及超临界流体至基板表面的输送。当经受某些在超临界处理腔室中实现或维持的压力和温度配置时，可选择干燥气体以转换进入超临界状态。所述干燥气体的一个示例包含二氧化碳(CO2)。因为超临界CO2为超临界气体，其不具有表面张力，其表面张力相似于气体，但具有相似于液体的密度。超临界CO2具有在约73.0atm的压力和约摄氏3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基板处理方法，包括：将位于基板支撑件上的处于器件侧向下的定向的基板传输至具有处理容积的处理腔室中，其中所述基板支撑件耦接到所述处理腔室的门，所述处理腔室包含：衬垫，所述衬垫设置于所述处理腔室内并相邻于所述处理容积；和隔离元件，所述隔离元件设置于所述处理腔室主体内并沿着所述处理容积的长轴延伸，其中所述衬垫与所述隔离元件接触，使得所述衬垫被所述隔离元件封闭并且与所述处理容积分隔开来；相对于重力倾斜所述处理腔室；将一定量的溶剂导入所述处理容积以至少部分地淹没所述基板；邻近所述基板的非器件侧定位挡板，其中所述基板的器件侧背向所述挡板；向所述处理容积提供超临界CO2；和将所述基板曝露于所述超临界CO2。2.根据权利要求1所述的方法，其中在提供所述超临界CO2之前，将所述挡板移动朝向所述基板支撑件。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：利用具有在约2mm和约5mm之间的厚度的所述衬垫环绕所述基板支撑件。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：将所述衬垫与所述处理腔室隔离。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：向所述处理腔室提供包括CO2的液体。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂是从由以下项所组成的群组中选择的：丙酮、异丙醇、乙醇、甲醇、N
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甲基2
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吡咯烷酮、N
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甲基甲酰胺、1,3
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二甲基
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咪唑啉酮、二甲基乙酰胺、和二甲基亚砜。7.根据权利要求6所述的方法，其中向所述处理容积提供超临界CO2的步骤进一步包括：在低于约5分钟的时间内在约20℃和约50℃之间循环所述处理腔室内的温度。8.一种基板处理方法，包括：经由干燥机器手将基板从基板盒传输至湿式清洁腔室；将所述基板曝露于去离子化水清洁处理；经由湿式机器手将所述基板传输至溶剂交换腔室；从所述基板置换残留的去离子化水；将所述基板传输中具有腔室容积的超临界流体腔室；将所述基板曝露于超临界流体清洁和干燥处理，所述超临界流体清洁和干燥处理包括：将处于器件侧向下的定向的基板设置于具有处理容积的处理腔室中的基板支撑件上，其中所述基板支撑件耦接到所述处理腔室的门，所述处理腔室包含：衬垫，所述衬垫设置于所述处理腔室内并相邻于所述处理容积；和隔离元件，所述隔离元件设置于所述处理腔室主体内并沿着所述处理容积的长轴延伸，其中所述衬垫与所述隔离元件接触，使得所述衬垫被所述隔离元件封闭并且与所述处理容积分隔开来；相对于重力倾斜所述处理腔室；将一定量的溶剂导入所述处理容积以至少部分地淹没所述基板；
邻近所述基板的非器件侧定位挡板，其中所述基板的器件侧背向所述挡板；向所述处理容积提供超临界流体；和将所述基板曝露于所述超临界流体；经...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
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