在邻近基板表面处的受控流体混合情况下的微电子基板的湿处理制造技术

本发明专利技术提供用于在使用喷雾处理器工具处理微电子器件期间控制第一处理流体与第二处理流体之间的转变的方法及设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用喷雾处理器工具处理微电子器件。更具体地，本专利技术涉及在使用喷雾处理器工具时在处理期间控制处理流体的混合，所述处理流体的混合可能发生于邻近基板表面处，以使得可能由于未受控制的混合所致的零件损坏最小化。
技术介绍
微电子产业在制造多种微电子器件时依赖于多种处理方法。所述处理方法通常涉及湿式处理和干式处理中的一者或两者。微电子产业能够利用多种构造系统以执行这种处理。许多所述系统为喷雾处理器工具形式的。喷雾处理器工具一般是指如下工具其中处理流体(比如，化学制品、清洗液体、气体及其组合)単独地或以一系列ー个或多个步骤的组合方式喷射、浇铸，或以其他方式分配至微电子エ件上。这与湿式工作台工具形成对比，在湿式工作台工具的情况中，在处理过程期间微电子エ件浸溃于流体浴中。在典型的喷雾处理器工具中，处理流体被分配或以其他方式喷射至(多个)微电子エ件上，而所述微电子エ件被支撑于喷雾处理器工具的处理腔室内。通常，在所述处理的一个或多个部分期间所述微电子エ件绕ー轴线旋转(spinning,自旋)。在单微电子エ件系统中，该微电子エ件通常围绕其自己的中心轴线旋转。可从明尼苏达州查斯卡的FSI国际公司(FSI International, Inc. , Chaska, MN)购得商标名称为ORiON^'的此类型的示例性エ具。在同时处理多个微电子エ件的工具中，微电子エ件通常被储存于保持器(亦称为卡匣)中，所述保持器被支撑于旋转的转台(亦称为台板)上。转台围绕其自己的中心轴线旋转，并且示意性地，保持器以行星方式在轨道上围绕转台的轴线旋转。可从明尼苏达州查斯卡的FSI国际公司购得商标名称分别为MERCURYR IZETA的此类型的示例性工具。用于喷雾处理器工具的典型方法包括涉及使微电子エ件经受ー个或多个湿式处理(比如，包括ー个或多个化学处理、清洗处理，及其组合的湿式处理)的处理步骤。通常在完成了所需的湿式处理之后，对微电子エ件进行干燥。例如，传统清洗及干燥程序涉及首先将清洗液体分配或以其他方式喷射至微电子エ件上，所述微电子エ件被支撑于旋转的转台上的一处理腔室中。停止清洗，接着将用以输送清洗液体的管件(plumping)置于处理腔室中。然后通常经由相同或不同的管件将干燥气体引入至腔室中，以干燥微电子エ件。根据示例性制造策略，使用光致抗蚀剂掩模以帮助在微电子基板上形成器件零件。随着微电子技术的进步，这些零件已趋向于变得更小。例如，一些当前的器件包括诸如具有纳米级尺寸的栅结构(gate structure)的零件。不幸地,在制造过程中较小的器件零件倾向于比那些较大、较坚固的零件易受损坏。需要开发在制造过程中有助于保护小器件零件的处理策略。在光致抗蚀剂掩模已用于帮助制造零件之后，该掩模通常被移除。光致抗蚀剂掩模的移除是其中零件损坏成为问题的ー种情形。已知的强清洁性(piranha，食人鱼蚀液)处理是用于从基板表面去除光致抗蚀剂残余物的策略。典型强清洁性组合物为通过组合至少包括硫酸和过氧化氢的成份所获得的水溶液。通常，所述成份被供应为浓缩的含水硫酸以及30重量百分比的含水过氧化氢。典型的强清洁性溶液通过在每体积的过氧化氢溶液中组合大约2体积份至大约10体积份的酸溶液而获得。亦可使用更稀释形式的溶液。通常使用热的强清洁性溶液，例如，大约60°C以上的温度，甚至大约80°C以上，甚至大约180°C的温度。强清洁性溶液从表面清洁有机化合物，诸如光致抗蚀剂残余物。该溶液亦倾向于使金属氧化及羟化，从而使所述金属呈现亲水性。在用此溶液清洁之后，用水充分清洗基板。然后可使该基板按需要经受进一歩处理。在其他说明性实践模式中，清洁组合物可包括一种或多种其他酸，诸如磷酸。另 夕卜，一些清洁化学品使用酸但不使用过氧化物。一些清洁化学品可以其他(多种)氧化剂取代过氧化氢。不幸地，用于使用所述清洁化学品的传统策略可能会损坏器件零件。零件愈小，该危险变得愈大。其他处理亦造成类似的损坏器件零件的危险。这些其他情形的实例包括用于去除金属的王水(硝酸与盐酸的混合物)处理。因此，強烈需要改良的策略以保护器件零件在处理期间免于损坏。
技术实现思路
本专利技术通过控制和/或防止不同化学制品在邻近于处理中的微电子エ件的表面处混合而显著地減少零件损坏。本专利技术至少部分地基于不同化学制品能够放热地混合的判断。若混合在邻近エ件表面处发生，则此情况释放出能量，所述能量有可能损坏处理中的微电子エ件上的精细零件。包括至少两个独立(相异)喷嘴的处理工具(下文中称之为多喷嘴系统)能够在多步骤处理的过程期间将至少两种不同的处理流体独立地分配在ー个以上微电子エ件上。所述工具尤其容易遭受化学制品在エ件表面上放热地混合的危险，比如在从一个喷嘴分配化学制品时化学制品从另ー个喷嘴滴落时可能出现这样的危险。因此，本专利技术的原理优选且有利地针对所述多喷嘴工具实施。本专利技术提供不同策略来控制和/或防止化学制品在邻近エ件表面处混合。根据ー方法，本专利技术控制第一化学制品分配与第二化学制品分配之间的转变(transition,过渡)，以避免来自第一喷嘴的一流体滴掉落在从第二喷嘴分配的第二流体的表面膜上。例如，在后续处理阶段中经由第二喷嘴分配清洗水的同时要防止来自化学制品分配的残余酸滴从第一喷嘴滴落到该エ件表面上。这可通过在经由该第二喷嘴分配水之前对第一喷嘴施加吸力的ー种模式实践此方法。在另一方面中，经由该第二喷嘴将第二流体引入到ーエ件上，同时在该第一喷嘴上保持吸力。根据另一策略，在该エ件围绕其自己的中心轴线旋转的同时一般将该第二化学制品引入到该エ件的中央，以有助于进一歩避免损坏的危险。在一方面中，本专利技术涉及一种处理微电子エ件的方法，所述方法包括以下步骤将微电子エ件定位于包括第一分配喷嘴及第二分配喷嘴的处理腔室中，所述第一分配喷嘴和第二分配喷嘴被构造成独立地将ー种或多种处理流体引导至所述微电子エ件处；通过所述第一分配喷嘴将第一处理流体分配到所述处理腔室中；停止第一处理流体通过所述第一分配喷嘴到所述处理腔室中的分配；对所述第一分配喷嘴施加吸力；以及在对所述第一分配喷嘴施加吸力之后，通过所述第二分配喷嘴将第二处理流体分配到所述处理腔室中。在另一方面中，本专利技术涉及一种处理微电子エ件的方法，所述方法包括以下步骤将微电子エ件定位于包括第一分配孔和第二分配孔的处理腔室中，所述第一分配孔和第二分配孔被构造为独立地将ー种或多种处理流体引导到所述微电子エ件处；通过所述第一分配孔将第一处理流体分配至所述处理腔室中；对所述第一分配孔施加吸力；以及在对所述第一分配孔施加吸力之后，通过所述第二分配孔将第二处理流体分配至所述处理腔室中。 在另一方面中，本专利技术涉及一种处理微电子エ件的方法，所述方法包括以下步骤将微电子エ件定位于包括第一喷嘴和不同于所述第一喷嘴的第二喷嘴的处理腔室中，所述第一喷嘴包括第一处理流体能够通过其分配至所述处理腔室中的至少ー个孔，所述第二喷嘴包括第二处理流体能够通过其分配至所述处理腔室中的至少ー个孔；以及对所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的一者或两者施加吸力，从而从所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的一者或两者的上游吸取各自的处理流体。在另一方面中，本专利技术涉及一种处理微电子器件的方法，所述方法包括以下步骤将微电子エ件定位于包括第一分配喷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·J·瓦格纳，杰弗里·W·巴特鲍，戴维·德克拉克，
申请(专利权)人：FSI国际公司，
类型：
国别省市：