專利名稱：在襯底處理中利用彎液面的設備和方法
技術領域：
本發明涉及半導體晶片處理，尤其涉及用于更有效地應用流體到晶片表面和從晶片表面去除流體、同時減少污染和降低晶片處理成本的設備和技術。
背景技術：
在半導體芯片制造工藝中，眾所周知的是，需要使用例如清潔和干燥等操作來處理晶片。在屬于這些類型的每種操作中，對于晶片都需要操作工藝有效地應用和去除流體。
例如，在已經執行制造操作，但在晶片表面上留下不想要的殘留物時，必須執行晶片清潔。這種制造操作的實例包括等離子體蝕刻(例如，鎢回蝕(WEB))和化學機械拋光(CMP)。在CMP中，將晶片放在將晶片表面推壓靠著轉動的傳送帶的保持器中。這種傳送帶使用包含化學材料和研磨材料的漿料來形成拋光。令人遺憾的是，這種工藝往往在晶片表面處積聚漿料顆粒和殘留物。如果在晶片上留下不想要的殘留物材料和顆粒，則這些殘留物材料和顆粒尤其可能造成例如晶片表面上的刮擦和金屬化特性之間不適當的相互作用等缺點。在某些情形下，這種缺點可導致晶片上的器件變得不能工作。為了避免丟棄具有不能工作的器件的晶片的不當成本，因此有必要在留下不想要的殘留物的制造操作后充分而有效地清潔晶片。
在已經對晶片進行濕清潔(wet clean)后，必須有效地干燥晶片，以防止水或清潔流體殘留物在晶片上留下殘留物。如果如小滴形成時經常發生的一樣，使得晶片表面上的清潔流體蒸發，則在蒸發后，先前溶解在清潔流體中的污染物物或殘留物將留在晶片表面上(例如，并且形成水漬)。為了防止蒸發的發生，必須盡可能快地去除清潔流體，而不在晶片表面上形成小滴。在試圖實現這一點的過程中，采用幾種不同的干燥技術中的一種，例如旋轉干燥(spin drying)、IPA、或馬蘭葛尼(Marangoni)干燥等。這些干燥技術全部都利用晶片表面上的移動液體/氣體分界面的某種形式，如果適當保持，則可使得晶片表面變干，而不會形成小滴。令人遺憾的是，像對于上述所有干燥方法常常發生的那樣，如果移動液體/氣體分界面損壞，則形成小滴，且發生蒸發，造成污染物留在晶片表面上。目前使用的最普遍的干燥技術是旋轉漂洗干燥(SRD)。
圖1A示出SRD工藝期間流體在晶片10上的運動。在此干燥工藝中，濕晶片以高速旋轉，用旋轉14表示。在SRD中，利用離心力，將用于漂洗晶片的流體從晶片中央拉到晶片外部，最終離開晶片，如用流體方向箭頭16表示的。當將流體拉離晶片時，移動流體/氣體分界面12在晶片中央處產生，且向晶片外部移動(即，由移動流體/氣體分界面12形成的圓的內部區域變大)。在圖1的實例中，由移動流體/氣體分界面12形成的圓的內部區域沒有流體，且由移動流體/氣體分界面12形成的圓的外部區域有流體。因此，隨著干燥工藝的繼續，移動流體/氣體分界面12內部的部分(干燥區)增大，而移動流體/氣體分界面12外部的區域(濕區)減少。如前所述，如果移動流體/氣體分界面12損壞，則流體小滴在晶片上形成，從而由于小滴蒸發發生污染。這樣，限制小滴形成和隨后的蒸發，從而使污染物脫離晶片表面是必要的。令人遺憾的是，目前的干燥方法在防止移動流體分界面損壞中僅是部分成功的。
此外，SRD工藝在干燥疏水的晶片表面方面有困難。疏水的晶片表面難以變干，因為這種表面排斥水和水基(水性)清潔液。因此，隨著干燥工藝的繼續，將清潔流體拉離晶片表面時，晶片表面將排斥剩余的清潔流體(如果是水基的)。結果，水性清潔流體將希望與疏水的晶片表面的接觸面積最小。另外，由于表面張力(即，由于分子氫鍵結合)，水性清潔液往往自身附在一起。因此，由于疏水作用和表面張力，水性清潔流體的球形物(或小滴)以不受控制的形式在疏水晶片表面上形成。這種小滴形成造成先前描述的有害蒸發和污染。SPD的局限性在作用于小滴上的離心力最小的晶片中央特別嚴重。因此，盡管SRD工藝目前是最普遍的晶片干燥方式，但是這種方法難以減少清潔流體小滴在晶片表面上的形成，特別在用在疏水表面上時更是如此。晶片的某些部分可能具有不同的疏水性。
圖1B示出示范性晶片干燥工藝18。在此實例中，晶片10的部分20具有親水區，且部分22具有疏水區。部分20吸水，所以流體26匯集在此區域中。部分22是疏水的，所以此區域排斥水，從而在晶片10的該部分上存在較薄的水膜。因此，晶片10的疏水部分常常比親水部分更快地變干。這可導致不一致的晶片變干，可提高污染程度，因而降低晶片生產量。
因此，需要一種方法和設備通過使流體管理和流體向晶片的應用優化來減少晶片表面上的污染沉積物，避免現有技術的缺點。目前常常出現的這種沉積物減少了合格晶片的產量，從而提高了制造半導體晶片的成本。

發明內容
概括地說，通過提供一種能用流體彎液面內的活性空腔處理晶片表面的襯底處理設備，本發明滿足了這些需要。此外，也提供了利用自動調節產生流體彎液面的鄰近頭。應意識到，本發明可以多種方式實現，這些方式包括工藝、設備、系統、器件、或方法。下面將描述本發明的幾個有創造性的實施例。
在一個實施例中，披露了一種用于處理襯底的設備，該設備包括產生在工作時靠近襯底表面的鄰近頭。該設備還包括鄰近頭表面上朝向限定在鄰近頭中的空腔的開口，其中空腔通過開口傳送活化劑到襯底表面。該設備進一步包括鄰近頭表面上的多個導管，用于在圍繞開口的襯底表面上產生流體彎液面。
在另一實施例中，提供了一種用于處理襯底的方法，該方法包括將活化劑應用到襯底表面的活性區，和利用鄰近頭在襯底表面上產生流體彎液面，其中流體彎液面圍繞活性區。
在再一實施例中，提供了一種用于處理襯底的方法，該方法包括在襯底表面上產生第一流體彎液面，和在襯底表面上產生第二流體彎液面，其中第二流體彎液面靠近第一流體彎液面。產生第一流體彎液面和第二流體彎液面包括從第一流體彎液面虹吸至少第一流體。
在另一實施例中，提供了一種用于處理襯底的方法，該方法包括應用流體到襯底表面上，和從襯底表面虹吸至少該流體，其中就在流體應用于襯底表面時執行去除。
在再一實施例中，提供了一種用于處理襯底的鄰近頭，該鄰近頭包括限定在鄰近頭中的至少一個第一導管，其中至少一個導管應用流體到襯底表面。鄰近頭包括限定在鄰近頭中的至少一個第二導管，其中至少一個第二導管從晶片表面虹吸流體時靠近至少一個第一導管。將流體應用到襯底表面和從襯底表面虹吸流體產生流體彎液面。
本發明的優點很多。最顯著地，本文中描述的設備和方法利用帶有至少一個空腔的鄰近頭。通過使用空腔應用活性劑到晶片表面，可處理晶片表面，接著圍繞活性空腔的彎液面可漂洗已處理的區域。因此，可強有力地控制和管理處理環境，從而產生更一致的晶片處理。因而，可提高晶片處理和生產，且由于有效的晶片處理，可獲得較高的晶片產量。
此外，本文中描述的鄰近頭可利用虹吸管從流體彎液面去除流體。由于在所述實施例中的彎液面可能自動調節，所以利用虹吸管可提高彎液面穩定性和控制。當流入彎液面的流體流速較高時，虹吸管以高速去除流體。因此，可使得晶片處理一致，從而提高了晶片處理量。
結合借助于實例示出本發明的原理的附圖，根據以下詳細描述，本發明的其它方面和優點將變得顯然。


在結合附圖進行以下詳細描述后，將易于理解本發明。為了便于描述，相同參考標號表示相同結構元件。
圖1A示出SRD干燥工藝期間清潔流體在晶片上的運動。
圖1B示出示范性晶片干燥工藝。
圖2示出根據本發明的一個實施例的晶片處理系統。
圖3示出根據本發明的一個實施例執行晶片處理操作的鄰近頭。
圖4A示出可由根據本發明的一個實施例的鄰近頭執行的晶片處理操作。
圖4B示出根據本發明的一個實施例用于雙晶片表面處理系統中的示范性鄰近頭的側視圖。
圖5A示出根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭。
圖5B示出根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭的截面圖。
圖6A示出根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭。
圖6B示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭的處理表面。
圖6C示出根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭的處理表面的近視圖。
圖6D示出連接至本體的設備板，用于形成根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭。
圖6E示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭的截面圖。
圖7示出根據本發明的一個實施例在示范性晶片處理操作中的多彎液面鄰近頭的截面圖。
圖8示出根據本發明的一個實施例的虹吸系統。
圖9示出根據本發明的一個實施例的帶有活性空腔的鄰近頭。
圖10示出根據本發明的一個實施例的工作中的鄰近頭的橫截面。
圖11示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭的縱視圖。
圖12示出根據本發明的一個實施例的帶有活性空腔窗口的鄰近頭的橫截面圖。
圖13示出在本發明的一個實施例中的鄰近頭的橫截面圖，該鄰近頭包括帶有多個彎液面的多個空腔。
圖14A示出根據本發明的一個實施例的十字形鄰近頭。
圖14B示出根據本發明的一個實施例的圓形鄰近頭。
圖14C示出根據本發明的一個實施例的橢圓形鄰近頭。
圖14D示出根據本發明的一個實施例的條形鄰近頭。
圖14E示出根據本發明的一個實施例的楔形鄰近頭。
圖15A示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭的處理表面的示范性圖示。
圖15B示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭的處理表面的示范性圖示。
具體實施例方式
本發明公開了用于處理襯底的方法及設備。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了眾多具體細節。然而，本領域的技術人員將理解，沒有這些具體細節的一些或全部，本發明也可實施。在其它情形下，為了避免不必要地模糊本發明，沒有詳細描述公知的處理操作。
盡管就幾個優選實施例描述了本發明，但本領域的技術人員在閱讀前述說明書和研究附圖后將意識到，附圖可實現各種改變、添加、置換、及其等同物。因此意圖是，本發明包括落在本發明的真實精神和范圍內的所有這樣的改變、添加、置換、及其等同物。
下面的附圖示出示范性晶片處理系統的實施例，其使用鄰近頭產生具有任何適合的形狀、尺寸、和位置的流體彎液面。在一個實施例中，鄰近頭利用虹吸管從流體彎液面去除流體。在另一實施例中，鄰近頭包括活性空腔，該活性空腔由流體彎液面圍繞，從而產生非常好控制的處理區。在一個實施例中，在活性空腔對該區域的初始處理后，因為流體彎液面圍繞活性空腔，所以在處理后，可使用另一晶片處理操作(例如，漂洗)很快處理該區域。這種技術可用于執行任何適合類型的晶片操作組合的，例如干燥、蝕刻、鍍覆等。
應意識到，這里描述的系統和鄰近頭本質上僅是示范性的，可使用能實現彎液面的產生和移動或實現其中封有空腔的彎液面的任何其它適合類型的構造。在所示實施例中，鄰近頭以線性形式從晶片中央部分移動到晶片邊沿。應意識到，可利用其中鄰近頭以線性形式從晶片的一邊沿移動到晶片的另一完全相反的邊沿的其它實施例，或可利用其它非線性運動，例如徑向運動、圓周運動、螺旋運動、Z字形運動、隨機運動等。此外，該運動可以是用戶想要的任何適合的指定運動曲線。此外，在一個實施例中，可轉動晶片，使鄰近頭以線性形式移動，從而鄰近頭可處理晶片的所有部分。也應理解，可利用其中晶片不轉動但鄰近頭配置為以實現晶片所有部分的處理的方式在晶片上移動的其它實施例。在其它實施例中，晶片和鄰近頭中任一或二者都可不移動，這取決于晶片處理操作和鄰近頭的結構。在進一步的實施例中，鄰近頭可保持固定，且可移動晶片，以被流體彎液面處理。與鄰近頭相同，只要能實現想要的晶片處理操作，晶片可以任何適合的運動方式移動。
此外，這里所述的鄰近頭和晶片處理系統可用于處理任何形狀和尺寸的襯底，例如200mm的晶片、300mm的晶片、平板等。另外，鄰近頭的尺寸以及彎液面的尺寸可改變。在一個實施例中，鄰近頭的尺寸和彎液面的尺寸可大于正在處理的晶片，在另一實施例中，鄰近頭的尺寸和彎液面的尺寸可小于正在處理的晶片。并且，這里描述的彎液面可與其它形式的晶片處理技術(例如刷洗、光刻、兆頻超聲波等)一起使用。流體彎液面可用鄰近頭支承和移動(例如，到晶片上，離開晶片，和越過晶片)。
應意識到，這里描述的系統本質上僅是示范性的，所述鄰近頭可用在任何適合的系統中。也應意識到，圖2至圖8描述了可使用虹吸管從晶片表面去除流體的彎液面的形成，因此這里描述的處理變量(例如流速、尺寸等)可以與圖9至圖15B中描述的帶有空腔的鄰近頭的處理變量不同。應理解，虹吸可用于這里描述的任何適合的鄰近頭。
圖2示出根據本發明的一個實施例的晶片處理系統100。系統100包括輥102a和102b，這兩個輥可保持晶片和/或轉動晶片，以實現晶片表面的處理。系統100也包括鄰近頭106a和106b，在一個實施例中，這兩個鄰近頭分別連接至上臂104a和下臂104b。在一個實施例中，106a和/或106b可以是如這里所述的參看圖2至圖15進一步詳細描述的任何適合的鄰近頭。如這里所述的，術語“多彎液面鄰近頭”是能產生一個或多個流體彎液面的鄰近頭。在一個實施例中，第一流體彎液面大體上由第二流體彎液面圍繞。在優選實施例中，第一流體彎液面和第二流體彎液面與圍繞第一流體彎液面的第二流體彎液面同心。鄰近頭可以是可產生這里描述的流體彎液面的任何適合的設備。上臂104a和下臂104b可以是使鄰近頭106a和106b能沿晶片半徑大致作線性運動(或在另一實施例中，為微小弓形運動)的組件的部分。在再一實施例中，該組件可使鄰近頭106a和106b以任何適合的用戶規定的運動移動。
在一個實施例中，臂104配置為靠近晶片將鄰近頭106a保持在晶片上方，將鄰近頭106b保持在晶片下方。例如，在一個示范性實施例中，這可通過使上臂104a和下臂104b以豎直方式移動而實現，從而，一旦鄰近頭水平到進入開始晶片處理的位置，則鄰近頭106a和106b可豎直移動到靠近晶片的位置。在另一實施例中，上臂104a和下臂104b可以配置為在處理之前在產生彎液面的位置中啟動鄰近頭106a和106b，且已經在鄰近頭106a和106之間產生的彎液面可移動到晶片表面上，以從晶片108的邊沿區域進行處理。因此，可以任何適合的方式配置上臂104a和下臂104b，使得可移動鄰近頭106a和106b，實現這里所述的晶片處理。也應意識到，可以任何適合的方式配置系統100，只要鄰近頭可靠近晶片移動以產生和控制多個彎液面即可，其中這些彎液面在一個實施例中彼此同心。也應理解，接近可以是離晶片的任何適合的距離，只要可保持彎液面即可。在一個實施例中，鄰近頭106a和106b(以及這里描述的任何其它鄰近頭)中每個離晶片的距離都在約0.1mm到約10mm之間，以在晶片表面上產生流體彎液面。在優選實施例中，鄰近頭106a和106b(以及這里描述的任何其它鄰近頭)中每個離晶片的距離都在約0.5mm到約2.0mm之間，以在晶片表面上產生流體彎液面，在更優選的實施例中，鄰近頭106a和106b(以及這里描述的任何其它鄰近頭)離晶片約1.5mm，以在晶片表面上產生流體彎液面。
在一個實施例中，系統100、臂104配置為使得鄰近頭106a和106b能從晶片的已處理部分移動到未處理部分。應意識到，臂104可以任何能實現鄰近頭106a和106b移動的適當方式移動，以根據需要處理晶片。在一個實施例中，臂104可由電機推動，以沿晶片表面移動鄰近頭106a和106b。應理解，盡管所示出的晶片處理系統100具有鄰近頭106a和106b，但也可使用任何適當數目的鄰近頭，例如1、2、3、4、5、6個等。晶片處理系統100的鄰近頭106a和/或106b也可以具有任何適當的尺寸或形狀，例如如這里描述的任何鄰近頭所示出的尺寸或形狀。這里描述的不同構造在鄰近頭和晶片之間產生流體彎液面。通過應用流體到晶片表面和將流體從表面去除，流體彎液面可橫跨晶片移動。以此方式，根據應用于晶片的流體，可完成清潔、干燥、蝕刻、和/或鍍覆。此外，第一流體彎液面可執行一種操作，至少部分圍繞第一流體彎液面的第二流體彎液面可執行與第一流體彎液面相同或不同的操作。因此，鄰近頭106a和106b可具有這里所示出的任何類型的構造或其它能實現這里描述的工藝的構造。也應意識到，系統100可處理晶片的一個表面，或不僅處理晶片頂面而且處理晶片底面。
此外，除了處理晶片頂面和/或底面外，系統100也可配置為，通過輸入和輸出不同類型的流體或通過使用不同構造的彎液面，用一種工藝(例如，蝕刻、清潔、干燥、鍍覆等)處理晶片一側，使用相同工藝或不同工藝處理晶片另一側。鄰近頭也可配置為除了處理晶片頂面和/或底面外，還處理晶片斜邊。這可通過使彎液面在處理斜邊中離開晶片邊沿(或將彎液面移動到晶片邊沿上)而實現。也應理解，鄰近頭106a和106b可以是相同類型的設備或不同類型的設備。
晶片108可由輥102a和102b以任何適合的定位保持和轉動，只要該定位能使想要的鄰近頭靠近待處理的晶片108的部分即可。在一個實施例中，輥102a和102b可以順時針方向轉動，以使晶片108以逆時針方向轉動。應理解，輥可根據想要的晶片轉動以順時針或逆時針方向轉動。在一個實施例中，由輥102a和102b給予晶片108上的轉動用以將沒有被處理的晶片區域移動到靠近鄰近頭106a和106b。然而，轉動本身不能使晶片變干或使晶片表面上的流體向著晶片邊沿移動。因此，在示范性晶片處理操作中，未處理的晶片區域將通過鄰近頭106a和106b的線性運動和通過晶片108的轉動呈現給鄰近頭106a和106b。晶片處理操作自身可由至少一個鄰近頭執行。從而，在一個實施例中，隨著處理操作的繼續，已處理的晶片108的部分將以螺旋運動從晶片108的中央區擴大到邊沿區。在另一實施例中，當鄰近頭106a和106b從晶片108的周緣移動到晶片108的中央時，已處理的晶片108的部分將以螺旋運動從晶片108的邊沿區擴大到晶片108的中央區。
在示范性處理操作中，應理解，鄰近頭106a和106b可配置為干燥、清潔、蝕刻、和/或鍍覆晶片108。在示范性干燥實施例中，至少一個第一入口可被配置為輸入去離子水(DIW)(也稱為DIW入口)，至少一個第二入口可被配置為輸入包含呈蒸汽形式的異丙醇(IPA)的N2載氣(也稱為IPA入口)，和至少一個出口可被配置為通過應用真空從晶片和特定鄰近頭之間的區域去除流體。應意識到，流體的去除可以任何適合的方法實現，借此以與這里描述的方法一致的有效方式去除流體。在一個實施例中，可通過至少一個出口(也稱為真空出口)應用真空。在另一實施例中，至少一個出口去除大體上單相的流體(例如，主要是液體)，此后可利用例如虹吸等方法。參看圖8進一步詳述通過至少一個出口虹吸流體。應意識到，盡管IPA蒸汽用在一些示范性實施例中，但也可使用任何其它類型的可與水混溶的蒸汽，例如氮、任何適合的乙醇蒸汽、有機化合物、揮發性化學產品等。
在示范性清潔實施例中，清潔液可代替DIW。在蝕刻劑可代替DIW的地方，可執行示范性蝕刻實施例。在另外的實施例中，通過使用這里描述的方法可實現鍍覆。此外，根據想要的處理操作，可將其它類型的溶液輸入第一入口和第二入口。
應意識到，只要可使用如這里描述的穩定的彎液面，位于鄰近頭表面上的入口和出口可以為任何適合的構造。在一個實施例中，至少一個N2/IPA蒸汽入口可靠近至少一個真空出口，至少一個真空出口又靠近至少一個處理流體入口，以形成IPA-真空-處理流體定位。這樣的構造可產生至少部分圍繞內部彎液面的外部彎液面。此外，內部彎液面可通過具有處理流體-真空定位的構造產生。因此，其中第二流體彎液面至少部分圍繞第一流體彎液面的一個示范性實施例可以通過如下面進一步詳述的IPA-真空-第二處理流體-真空-第一處理流體-真空-第二處理流體-真空-IPA定位產生。應意識到，根據想要的晶片工藝和尋求提高的晶片處理機構類型，可使用其它類型的定位組合，例如IPA-處理流體-真空、處理流體-真空-IPA、真空-IPA-處理流體等。在一個實施例中，IPA-真空-處理流體定位可用于智能而強有力地產生、控制、和移動位于鄰近頭和晶片之間的彎液面，從而處理晶片。只要保持上述定位，可以任何適合的方式設置處理流體入口、N2/IPA蒸汽入口、和真空出口。例如，在另外的實施例中，除了N2/IPA蒸汽入口、真空出口、和處理流體入口之外，根據想要的鄰近頭的構造，可以有附加的IPA蒸汽出口、處理流體入口、和/或真空出口組成的一組。應意識到，可根據應用改變入口和出口定位的精確構造。例如，IPA輸入、真空、和處理流體入口位置之間的距離可以改變，從而距離一致或距離不一致。此外，根據鄰近頭106a的尺寸、形狀、和構造以及所想要的處理彎液面的尺寸(即，彎液面形狀和尺寸)，IPA輸入、真空、和處理流體出口之間的距離可以大小不同。此外，如這里進一步描述的，可發現示范性IPA-真空-處理流體定位。應理解，無論在何處將真空用于從晶片表面去除流體，都可將參看圖8進一步詳述的虹吸用于大體上單相的流體。
在一個實施例中，鄰近頭106a和106b可分別靠近晶片108的頂面和底面設置，且可使用IPA和DIW入口和如這里描述的真空出口，以產生與晶片108接觸的晶片處理彎液面，其中彎液面能夠處理晶片108的頂面和底面。可以與這里描述的方式產生晶片處理彎液面。大致與輸入IPA和處理流體同時，可接近晶片表面應用真空，以去除IPA蒸汽、處理流體、和/或可能在晶片表面上的流體。應意識到，盡管在該示范性實施例中使用了IPA，但也可使用任何其它適合類型的可與水混溶的蒸汽，例如氮、任何適合的乙醇蒸汽、有機化合物、己醇、乙基醇-乙醚、丙酮等。這些流體也稱為表面張力減少流體。位于鄰近頭和晶片之間的區域中的處理流體的部分是彎液面。應意識到，如這里所用，術語“輸出”是指將流體從晶片108和特定鄰近頭之間的區域去除，術語“輸入”是指將流體導入晶片108和特定鄰近頭之間的區域。在另一實施例中，鄰近頭106a和106b可以在以微小弓形移動的臂的末端移動時掃過晶片108。
圖3示出根據本發明的一個實施例執行晶片處理操作的鄰近頭106。圖3至圖4B示出產生基本流體彎液面的方法，而圖5A至圖15B討論產生更復雜的彎液面構造的設備和方法。在一個實施例中，鄰近頭106移動，同時接近晶片108的頂面108a，以執行晶片處理操作。應意識到，鄰近頭106也可用于處理(例如，清潔、干燥、鍍覆、蝕刻等)晶片108的底面108b。在一個實施例中，晶片108轉動，從而鄰近頭106可沿頭的運動以線性方式移動，同時處理頂面108a。通過入口302應用IPA310、通過出口304應用真空312、和通過入口306應用處理流體314，可產生彎液面116。應意識到，如圖3中所示的入口/出口的定位在本質上僅是示范性的，也可利用可產生穩定流體彎液面的任何適合的入口/出口定位，例如這里描述的那些構造等。
圖4A示出可由根據本發明的一個實施例的鄰近頭106a執行的晶片處理操作。盡管圖4A示出正在被處理的頂面108a，但是應意識到，對于晶片108的底面108b，可以大體相同的方式實現晶片處理。在一個實施例中，入口302可用于向著晶片108的頂面108a應用異丙醇(IPA)蒸汽，且入口306可用于向著晶片108的頂面108a應用處理流體。此外，出口304可用于應用真空到接近晶片表面的區域，以去除可能位于頂面108a上或在頂面108a附近的流體或真空。如上所述，應意識到，只要可形成彎液面116，可利用入口和出口的任何適當組合。IPA可以呈任何適當形式，例如，IPA蒸汽，其中呈蒸汽形式的IPA使用N2氣體輸入。此外，可使用用于處理晶片(例如，清潔流體、干燥流體、蝕刻流體、鍍覆流體等)的任何適當的流體，這些流體可實現或增強晶片處理。在一個實施例中，IPA流入物310通過入口302提供，真空312可通過出口304應用，處理流體流入物314可通過入口306提供。從而，如果流體膜存在于晶片108上，則可通過IPA流入物310將第一流體壓力施加給晶片表面，通過處理流體流入物314將第二流體壓力施加給晶片表面，通過真空312施加第三流體壓力，以去除晶片表面上的處理流體、IPA、和流體膜。
因此，在本發明的一個實施例中，當向著晶片表面應用處理流體流入物314和IPA流入物310時，晶片表面上的流體(如果有的話)與處理流體流入物314混和。同時，向著晶片表面應用的處理流體流入物314遇到IPA流入物310。IPA與處理流體流入物314形成分界面118(也稱為IPA/處理流體分界面118)，也與真空312一起幫助從晶片108的表面去除處理流體流入物314以及任何其它流體。在一個實施例中，IPA/處理流體分界面118減少了處理流體的張力表面。在操作中，向著晶片表面應用處理流體，出口304應用的真空幾乎立刻將處理流體與晶片表面上的流體一起去除。向著晶片表面應用和留在鄰近頭和晶片表面之間的區域中片刻的處理流體與晶片表面上的任何流體一起形成彎液面116，其中，彎液面116的邊界是IPA/處理流體分界面118。因此，彎液面116是向著該表面應用且與晶片表面上的任何流體大體上同時去除的恒定流體流。幾乎立刻將處理流體從晶片表面去除防止流體小滴在正在變干的晶片表面的區域中形成，從而減少了處理流體根據操作(例如蝕刻、清潔、干燥、鍍覆等)實現其目的后污染晶片108的可能性。IPA的向下噴射的壓力(由IPA的流速產生)也有助于包含彎液面116。
包含IPA的N2載氣的流速可幫助使得處理流體流從鄰近頭和晶片之間的區域移出或推出，進入出口304(真空出口)，流體可通過該出口304從鄰近頭通過出口304輸出。應注意，推出處理流體流不是處理要求，但是可用于優化彎液面邊界控制。因此，當將IPA和處理流體拉進出口104時，組成IPA/處理流體分界面118的邊界不是連續邊界，因為氣體(例如，空氣)正與流體一起被拉進出口304。在一個實施例中，當來自出口304的真空拉處理流體、IPA、和晶片表面上的流體時，進入出口304的流是不連續的。對于將真空施加在流體和氣體的組合上時正在通過吸管(straw)拉起的流體和氣體，這種流的不連續性類似。因此，隨著鄰近頭106a的移動，彎液面與鄰近頭一起移動，且由于IPA/處理流體分界面118的移動，先前被彎液面占用的區域已經變干。也應理解，根據設備的構造和想要的彎液面尺寸和形狀，可利用任何適當數量的入口302、出口304、和入口306。在另一實施例中，液體流速和真空流速使得流入真空出口的總液體流是連續的，從而沒有氣體流入真空出口。
應意識到，只要可保持彎液面116，可將任何適當的流速用于N2/IPA、處理流體、和真空。在一個實施例中，通過一組入口306的處理流體的流速在約25ml/每分鐘和約3,000ml/每分鐘之間。在優選實施例中，通過這組入口306的處理流體的流速為約800ml/每分鐘。應理解，流體流速可根據鄰近頭的尺寸而改變。在一個實施例中，較大的頭可具有比較小鄰近頭大的流體流速。因為，在一個實施例中，較大的鄰近頭具有多個入口302和306和出口304，所以這種情況可能發生。
在一個實施例中，通過一組入口302的N2/IPA蒸汽的流速在約1公升/每分鐘(SLPM)到約100SLPM之間。在優選實施例中，IPA流速在約6SLPM和20SLPM之間。
在一個實施例中，通過一組出口304的真空流速在約10標準立方英尺/每小時(SCFH)到約1250SCFH之間。在優選實施例中，通過這組出口304的真空流速為約350SCFH。在示范性實施例中，流量計可用于測量N2/IPA、處理流體、和真空的流速。
應意識到，根據使用的處理流體，可使用彎液面執行任何適合類型的晶片處理操作。例如，諸如SC-1、SC-2等清潔流體可用作處理流體來產生晶片清潔操作。在類似形式中，可使用不同流體且可使用類似入口和出口構造，從而晶片處理彎液面也可蝕刻和/或鍍覆晶片。在一個實施例中，例如HF、EKC專賣溶液、KOH等蝕刻流體用于蝕刻晶片。在另一實施例中，可結合電輸入鍍覆例如硫酸銅、氯化金、硫酸銀等流體。
圖4B示出根據本發明的一個實施例用于雙晶片表面處理系統中的示范性鄰近頭106和106b的側視圖。在此實施例中，通過使用入口302和306輸入N2/IPA，和與出口304一起分別處理以提供真空，可產生彎液面116。此外，在與入口302相對的入口306一側上，可存在用于去除處理流體和使彎液面116保持完好的出口304。如上所述，在一個實施例中，可分別將入口302和306用于IPA流入物310和處理流體流入物314，同時可將出口304用于應用真空312。此外，在另外的更多實施例中，鄰近頭106和106b可以屬于如這里進一步描述的構造。可通過彎液面116移入表面和移離表面來處理與彎液面116接觸的任何適合的表面(例如晶片108的晶片表面108a和108b等)。
圖5A至圖7示出其中第一流體彎液面至少部分被至少第二流體彎液面圍繞的本發明的實施例。應意識到，可產生第一流體彎液面和/或第二流體彎液面，以執行任何適合類型的襯底/晶片處理操作，例如光刻、蝕刻、鍍覆、清潔、和干燥等。第一流體彎液面和第二流體彎液面可以是任何適當形狀或尺寸，這取決于想要的襯底處理操作。在這里描述的某些實施例中，第一流體彎液面和第二流體彎液面是同心的，其中在第二流體彎液面圍繞第一流體彎液面且第一流體彎液面和第二流體彎液面提供連續的流體連接。因此，在第一流體彎液面處理襯底后，由第一流體彎液面處理的晶片的部分立即由第二流體彎液面處理，而幾乎不與大氣接觸。應意識到，根據想要的操作，在一個實施例中，第一流體彎液面可接觸第二流體彎液面，在另一實施例中，第一流體彎液面不直接接觸第二彎液面。
圖5A示出根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭106-1。多彎液面鄰近頭106-1包括多個能應用第一流體到晶片表面的源入口306a。接著，可通過穿過多個源出口304a應用虹吸或真空，將第一流體從晶片表面去除。因此，第一流體彎液面可由位于多彎液面鄰近頭106-1上的處理表面的第一流體彎液面區域402內的導管產生。
多彎液面鄰近頭106-1也可包括多個能應用第二流體到晶片表面的源入口306b。接著，可通過穿過多個源出口304b應用真空，將第二流體從晶片表面去除。在一個實施例中，與去除第一流體相配合，也可通過多個源出口304a將第二流體的部分去除。在一個實施例中，多個源出口304a可稱為單相流體去除導管，因為出口304a去除通過源入口306a和306b應用于晶片的液體。在這樣的單相去除中，可使用虹吸和/或真空。在使用虹吸時，因為隨著更多的流體應用于晶片表面，更多的流體從晶片表面通過虹吸去除，所以彎液面可自動調節。因此，即使在可變流速，虹吸也可根據流入流體彎液面的流速增加或減少流體去除速度。將參看圖8進一步詳述關于從晶片表面(例如，從晶片表面上的彎液面)去除單相流體的虹吸。
此外，多個源出口306b可稱為雙相去除導管，因為出口306b去除來自源入口306b的第二流體和流體彎液面外部的大氣。因此，在一個實施例中，出口306b既去除液體又去除氣體，而出口306a僅去除液體。結果，第二流體彎液面可由位于多彎液面鄰近頭106-1上的處理表面的第二流體彎液面區域404內的導管產生。
可選地，多彎液面鄰近頭106-1可包括多個可應用第三流體到晶片表面的源入口302。在一個實施例中，第三流體可以是表面張力減少流體，這種流體能減少通過將第二流體應用于晶片表面形成的第二彎液面的液體/大氣邊界。
此外，多彎液面鄰近頭106-1(或這里討論的任何其它鄰近頭)的處理表面(例如，存在導管的多彎液面鄰近頭的表面區域)可以具有任何適合的構形，例如平坦的、升高的、降低的。在一個實施例中，多彎液面鄰近頭106-1可具有大致平坦的表面。
圖5B示出根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭106-1的截面圖。多彎液面鄰近頭106-1可通過多個源入口306a應用第一流體，并利用虹吸和/或真空通過多個源出口304a去除第一流體。第一流體彎液面116a位于大體由多個源出口304a圍繞的區域之下。多彎液面鄰近頭106-a也可通過多個源入口306b應用第二流體，通過第二流體彎液面一側上的多個源出口304a和另一側上的304b去除第二流體。在一個實施例中，多個源入口302可以應用第三流體，以減少組成第二流體彎液面116b的流體的表面張力。多個源入口302可任選地成一角度，以更好地限制第二流體彎液面116b。
圖6A示出根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭106-2。在一個實施例中，鄰近頭106-2包括設備板454和本體458。應意識到，鄰近頭106-2可包括任何適合數量的和/或類型的部分，只要可產生這里描述的第一流體彎液面和第二流體彎液面即可。在一個實施例中，設備板454和本體458可焊接在一起，或在另一實施例中，設備板454和本體458可通過粘合劑連接。設備板454和本體458可根據用戶想要的應用和操作由相同材料或不同材料制成。
鄰近頭106-2可包括處理表面458，該處理表面包括導管，其中，流體可應用于晶片表面，且流體可從晶片表面去除。在一個實施例中，處理表面458可升高為高于表面453，如升高的區域452所示的。應意識到，不必升高處理表面458，表面458可以與面對正在被處理的晶片表面的鄰近頭106-2的表面453大致處于同一平面上。
圖6B示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭106-2的處理表面458。在一個實施例中，處理表面458是產生流體彎液面的鄰近頭106-2的區域。處理表面458可以包括任何適合數量和類型的導管，從而可產生第一流體彎液面和第二流體彎液面。在一個實施例中，處理表面458可包括流體入口306a、流體出口304a、流體入口306a、流體出口304b、和流體入口302。
流體入口306a可將第一流體應用于晶片表面，且流體入口306b可將第二流體應用于晶片表面。此外，流體出口304a可通過應用虹吸和/或真空將第一流體和第二流體的部分從晶片表面去除，且流體出口304b可通過應用真空將第二流體的部分從晶片表面去除，流體入口302可應用能減少第二流體的表面張力的流體。第一流體和/或第二流體可以是能便于光刻操作、蝕刻操作、鍍覆操作、清潔操作、漂洗操作、和干燥操作的任一的任何適合的流體。
圖6C示出根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭106-2的處理表面458的近視圖。在一個實施例中，處理表面458包括第一流體彎液面區域402，該第一流體彎液面區域包括流體入口306a和流體出口304a。處理表面458也包括第二流體彎液面區域404，該第二流體彎液面區域包括流體入口306b和流體出口304b和流體入口302。因此，第一流體彎液面區域402可產生第一流體彎液面，第二流體彎液面區域404可產生第二流體彎液面。
圖6D示出連接至本體456的設備板454，用于形成根據本發明的一個實施例的多彎液面鄰近頭106-2。相應于流體入口306a、304a、和302的通道將流體從設備板454供給多彎液面鄰近頭106-2的本體456內，且相應于流體出口306b和304b的通道將從本體456向設備板454去除流體。在一個實施例中，通道506a、504a、506b、504b、和502相應于流體入口306a、流體出口306b、流體入口304a、流體出口304b、和流體入口302。
圖6E示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭106-2的截面圖。如參看圖6D描述的，通道506a、506b、和502可以分別將第一流體、第二流體、和第三流體供給流體入口306a、306b、和302。此外，通道504a可以將第一和第二流體的組合從流體出口304a去除，通道504b可以將第二和第三流體的組合從出口304b去除。在一個實施例中，第一流體是第一處理流體，能在晶片表面上執行任何適合的操作，例如，蝕刻、光刻、漂洗、和干燥等。第二流體是第二處理流體，可能與第一流體相同，也可能與第一流體不相同。與第一流體相同，第二流體可以屬于任何適合類型的處理流體，例如能便于蝕刻、光刻、清潔、漂洗、和干燥的流體等。
圖7示出根據本發明的一個實施例在示范性晶片處理操作中的多彎液面鄰近頭的截面圖。盡管圖7示出正在被處理的晶片108的頂面，但是本領域的技術人員將意識到，晶片108的頂面和底面可由這里描述的晶片108的頂面上的任何鄰近頭同時處理和由這里描述的晶片108的底面上的任何鄰近頭同時處理。在一個實施例中，第一晶片處理化學產品通過流體入口306a應用于晶片108。在第一晶片處理化學產品已經處理該晶片表面后，將第一晶片處理化學產品從晶片表面通過流體出口304a去除。第一晶片處理流體可以在多彎液面鄰近頭106-2和晶片108之間形成第一流體彎液面116a。在一個實施例中，第二處理流體(例如去離子水(DIW)等)通過流體入口306b應用于晶片表面。
如上所述，第二處理流體可以是能在晶片表面上實現想要的操作的任何適合的流體。在DIW已經處理晶片表面后，將DIW從晶片表面通過源出口304a和304b去除。多彎液面鄰近頭106-2和晶片表面之間的DIW可以形成第二流體彎液面116b。
在一個實施例中，可選地，表面張力減少流體(例如氮氣中的異丙醇蒸汽等)可從源入口302應用于晶片表面，以使第二流體彎液面116的液體/氣體邊界保持穩定。在一個實施例中，第二流體彎液面116可以大體上圍繞第一流體彎液面116a。這樣，在第一流體彎液面116a已經處理該晶片表面后，第二流體彎液面116b可幾乎立即在已經由第一流體彎液面116a處理的晶片表面的部分上操作。因此，在一個實施例中，第二流體彎液面116b形成圍繞第一流體彎液面116a的同心環。應意識到，第一流體彎液面116a可以是任何適合的幾何形狀，例如圓形、橢圓形、正方形、矩形、三角形、四邊形等。無論第一流體彎液面116a是何形狀，第二流體彎液面116b都可被配置為至少部分圍繞第一流體彎液面116a。應意識到，如上所述，第一流體彎液面116a和/或第二流體彎液面116b可以根據想要的晶片處理操作利用任何適合的流體。
應意識到，為了產生穩定的流體彎液面，通過源入口306a輸入第一流體彎液面的第一流體的量應大致等于通過源出口304a去除的第一流體的量。通過源入口306b輸入第二流體彎液面的第二流體的量應大致等于通過源出口304a和306b去除的第二流體的量。在一個實施例中，流體的流速由鄰近頭106-2離晶片108的距離480確定。應意識到，距離480可以是任何適合的距離，只要彎液面可被保持和以穩定方式移動即可。在一個實施例中，距離480可以在50微米和5mm之間，在另一實施例中，在0.5mm到2.5mm之間。優選地，距離480在約1mm和1.5mm之間。在一個實施例中，距離480約為1.3。
圖7中所示的流體流速可以是能產生第一流體彎液面和大體上圍繞第一彎液面的第二彎液面的任何適合的流速。根據第一流體彎液面和第二流體彎液面之間想要的差別，流速可以不同。在一個實施例中，源入口306a可以應用流速為約600cc/min的第一流體，源入口306b可以應用流速為約900cc/min的第二流體，源出口304a可以去除流速為約1200cc/min的第一流體和第二流體，源出口304b可以去除流速為約300cc/min的第二流體和大氣(如果將所述表面張力減少流體應用于晶片表面，所述大氣可包括N2中的一些IPA蒸汽)。在一個實施例中，通過源出口304的流體的流速可能等于通過源入口306a的流體的流速的2倍。通過源入口306b的流體的流速可能等于通過源入口306a的流體的流速加上300。本領域的技術人員應意識到，源入口306a、306b和源入口304a、304b的具體流速關系可以根據這里描述的處理區域的構造和/或鄰近頭的構造而改變。
此外，通過源出口304a進行虹吸，自動產生最優流速，從而產生自動調節彎液面，其中根據通過源入口306a和306b的流速自動調節從彎液面到源出口304的流體流速。只要正在由源出口304a去除的流體大致為單相，則虹吸可保持工作，以自動調節流體彎液面的形狀和尺寸。
圖8示出根據本發明的一個實施例的虹吸系統500。在一個實施例中，虹吸可用于控制通過源出口去除流體(例如，內部回流)。在一個實施例中，當使用虹吸時，沒有利用真空，從而，使得來自流體彎液面的流體流與在真空罐中產生真空的清潔的干燥空氣中的波動無關。這提高了內部回流的穩定性，造成全部彎液面的穩定性更大。此外，彎液面變得能自動調節，從而更強健。
在一個實施例中，虹吸系統500包括至少一個連接至鄰近頭106的虹吸管548。該一個或多個虹吸管548可連接至鄰近頭106，以從由鄰近頭106產生的流體彎液面去除流體。在一個實施例中，虹吸管548另一端連接至接收罐560，其中從鄰近頭106去除的流體可從虹吸管548輸出到這里。在一個實施例中，接收罐比促進虹吸動作的鄰近頭106的高度低。在一個實施例中，虹吸系統500構成為使得相應于垂直距離580的萬有引力小于相應于垂直距離582的萬有引力。可通過從鄰近頭106到接收罐560進行鉛錘探測，調節最大虹吸流。因此，通過在管線(line)上使用流量限制器550，獲得指定的虹吸流速。因此，流量限制器550的固定限制可導致固定和忽略虹吸流速。此外，流量限制器550的可變限制可用于虹吸流的可調控制。在一個實施例中，流量限制器550可以是任何適合的裝置。例如能控制流體流的閥門等。
在一個實施例中，可經由罐真空導入虹吸流，以充滿干管線。在一個實施例中，可通過應用真空充滿虹吸管548，從而用由來自鄰近頭106產生的流體彎液面的液體填充虹吸管548。一旦虹吸管548用液體填充，則真空可將虹吸管548中的流體拉到接收罐560。一旦流體流已經開始，則可消除接收罐560中的罐真空，從而虹吸動作便于流體流通過虹吸管548。
在另一實施例中，限制器550可以是截止閥，可用于不利用罐真空的幫助就可啟動和停止流體流。如果充滿了虹吸管548(例如，用液體填充)，則打開該閥將開始虹吸流。如果虹吸管548是干的，則其可首先用流體充滿，然后一打開該閥，就開始虹吸流。因此，在一個實施例中，虹吸流可用于系統中的全部單相液體管道。此外，只要管道大體上充滿液體，則虹吸流可利用氣泡工作。
應意識到，可使用這樣的虹吸系統500，其帶有任何適合的鄰近頭106，該鄰近頭具有去除例如液體等單相流體的回流系統。
圖9示出根據本發明的實施例帶有活性空腔的鄰近頭106-3。在一個實施例中，鄰近頭106-3具有參看圖10進一步詳述的橫截面和參看圖11進一步詳述的縱截面。將參看圖15A進一步詳述鄰近頭106-3的示范性處理表面。
圖10示出根據本發明的一個實施例的工作中的鄰近頭的橫截面。在一個實施例中，鄰近頭106-3包括進入空腔642的源入口640。只要可將活性劑輸入空腔642，可將活性劑通過開口應用于(例如，活性空腔窗口624)晶片表面，則空腔642可以具有任何適合的形狀，且可在鄰近頭106-3內占用任何適合的體積。在一個實施例中，朝向空腔642的開口大體上由流體彎液面116圍繞，流體彎液面通過源入口306將流體應用于晶片表面和通過源出口304a和304b將流體從流體彎液面116去除而產生。空腔642可用于經由活性空腔窗口624傳送活化劑到晶片表面。應意識到，根據想要處理的晶片表面的區域的尺寸和形狀，活性空腔窗口624可以具有任何適合的尺寸和/或形狀。在一個實施例中，活性空腔窗口624限定朝向空腔642的開口。由活化劑處理的活性空腔窗口624內的晶片表面稱為活性區。活化劑可以是任何適合的液體、氣體、蒸汽、或能處理晶片的其它化學產品形式(例如，泡沫)。在一個實施例中，活化劑可包括例如臭氧、螯合劑(例如，EDTA等)、清潔化學產品(例如，SC1，SC2等)、半水性溶劑(例如，ATMI ST-255和ATMI PT-15(由CT的Danbury ATMI制造)、EKC5800TM(由CA的Danville EKC Technology制造等)、HF等)。活化劑可經由源入口640分散，在一個實施例中，源入口640可包括噴嘴(例如，平扇、錐形噴霧器、薄霧/噴霧器)。應意識到，源入口640可以屬于能將活化劑傳輸到空腔642中的任何適合類型的開口。
工作中，活化劑可通過圍繞活性空腔窗口624的彎液面116漂洗或以其它方式去除。以此方式，晶片108可以干進、干出，這意味著，在一個實施例中，晶片可以在晶片處理之前為干燥的，在晶片處理之后大體上干燥，即使晶片表面已經由活性空腔窗口624中的活化劑處理。因此，活化劑可局限于鄰近頭106-3內的空腔。
在一個實施例中，臭氧(或其它氧化氣體)可以導入空腔642，且活性空腔窗口624中的晶片表面由彎液面116弄濕，其中彎液面116可以是加熱的DIW漂洗彎液面。在此情形下的臭氧可與有機物質反應，且通過晶片邊界層將有機物質從晶片表面去除。這可用于例如條形光致抗蝕劑操作等操作中。
應意識到，在圖10中所用的導管(即，出口和入口)圖樣和鄰近頭結構以及這里描述的其它導管圖樣和鄰近頭結構在本質上僅為示范性的，且這里描述的鄰近頭包含任何適合的鄰近頭結構，只要該鄰近頭結構可用于產生大體上圍繞襯底表面的區域(其中活化劑進行襯底處理)的流體彎液面。
圖11示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭106-3的縱視圖。如上面參看圖10描述的，鄰近頭106-3包括進入空腔642的源入口640。在圖11所示的實施例中，四個源入口640限定在鄰近頭106-3的縱截面中。應意識到，根據想要的晶片處理操作和想要輸入空腔642中的活化劑的量，可將任何適合數量的源入口640包括在鄰近頭106-3中，例如1、2、3、4、5、6個等。也應理解，空腔，以及縱視圖中的鄰近頭也包括源入口306和源出口304a和304以及用于產生流體彎液面116的源入口302。在一個實施例中，源入口306可應用處理流體(例如，漂洗流體)到晶片表面。可通過源出口304a和304b從晶片表面去除處理流體。應意識到，源入口302可選地包含在鄰近頭106-3中，且根據鄰近頭106-3的構造，不使用源入口302就可產生穩定的流體彎液面。在一個實施例中，當使用源入口302時，可將表面張力減少流體應用到晶片表面和流體彎液面116的外邊界。因此，所產生的流體彎液面116圍繞活性空腔窗口624。
圖12示出根據本發明的一個實施例的帶有活性空腔窗口624的鄰近頭106-4的橫截面圖。應意識到，圖12中所示的橫截面圖是上面參看圖10討論的橫截面圖的另一實施例。在一個實施例中鄰近頭106-4的橫截面圖包括可將活化劑輸入空腔624的源入口640。接著，活化劑可接著處理由活性空腔窗口624限定的襯底表面的活性區。此外，鄰近頭106-4的橫截面圖也包括源入口306和源出口304a、304b、和304c。在一個實施例中，鄰近頭106-4可通過源入口306應用流體到晶片表面，到大體上圍繞活性區的區域。源出口304a、304b、和304c可從大體上圍繞活性區的晶片表面去除流體。所述應用和去除流體可產生能大體上圍繞活性區的流體彎液面。在這樣的實施例中，可將活化劑用于處理晶片表面的區域，隨后隨著晶片或處理頭的其中之一的運動，流體彎液面116可進一步在活性區中處理晶片表面。
在圖12中所示的實施例中，源出口304a可利用真空從晶片表面去除流體。在一個實施例中，源出口304a可去除由源入口304a應用的流體以及晶片表面的活性區的活化劑處理后剩下的流體和/或材料。在此實施例中的源出口304b可以是單相彎液面去除導管。在此實施例中，源出口304b可以使用真空和/或虹吸去除組成流體彎液面16的流體。此實施例中的源出口304c可利用真空從流體彎液面116的外部區域去除流體，從而限定流體彎液面116的外邊界。
圖13示出在本發明的一個實施例中的鄰近頭106-5的橫截面圖，該鄰近頭包括帶有多個彎液面的多個空腔。鄰近頭106-5的橫截面圖是如參看圖10討論的橫截面圖的另一實施例。此外，應意識到，橫截面圖的源入口和源出口(例如，源入口306b和源出口304c和304d)可以延伸進z軸。應意識到，可利用源入口和源出口的任何適合的鉛錘探測產生與這里的方法和描述一致的流體彎液面。在一個實施例中，鄰近頭106-5包括多個空腔642a和642b。應意識到，根據想要的晶片處理操作，這里描述的鄰近頭可包含任何適合數量的空腔，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個。應意識到，只要朝向空腔的開口可大體上被流體彎液面圍繞，則空腔642a和642b可以具有任何適合的形狀，且可位于任何適合的地方。
在一個實施例中，鄰近頭106-5可包括應用流體到晶片表面的源入口304b和從晶片表面去除流體以產生流體彎液面116c的源出口304c和304d。鄰近頭106-5也可包括源入口306a，且源出口304a和304b可產生流體彎液面116b，其中流體彎液面116b大體上圍繞由活性空腔窗口624a限定的活性區。鄰近頭106-5可進一步包括用來產生流體彎液面116b的源入口306c和源出口306e和306f，其中流體彎液面116b可大體上圍繞活性空腔窗口624a。在一個實施例中，鄰近頭106-5可分別從源入口640a和640b應用活性劑到空腔642a和642b中。將參看圖15B進一步詳述鄰近頭106-5的示范性處理表面。
圖14A至14E示出示范性鄰近頭結構。應意識到，在所有實施例中的活性空腔窗口大體上由導管圍繞，其中該導管可產生大體圍繞活性空腔窗口的流體彎液面。
圖14A示出根據本發明的一個實施例的十字形鄰近頭106-6。在一個實施例中，活性孔腔窗口624呈十字形。工作中，鄰近頭106-6可被配置為繞活性孔腔窗口624產生流體彎液面116。
圖14B示出根據本發明的一個實施例的圓形鄰近頭106-7。在一個實施例中，活性孔腔窗口624呈圓形。工作中，鄰近頭106-7可被配置為繞活性孔腔窗口624產生流體彎液面116。
圖14C示出根據本發明的一個實施例的橢圓形鄰近頭106-8。在一個實施例中，活性孔腔窗口624呈橢圓形。工作中，鄰近頭106-8可被配置為繞活性孔腔窗口624產生流體彎液面116。
圖14D示出根據本發明的一個實施例的條形鄰近頭106-9。在一個實施例中，活性孔腔窗口624呈條形。工作中，鄰近頭106-9可被配置為繞活性孔腔窗口62 4產生流體彎液面116。
圖14E示出根據本發明的一個實施例的楔形鄰近頭106-10。在一個實施例中，活性孔腔窗口624呈楔形。工作中，鄰近頭106-10可被配置為繞活性孔腔窗口624產生流體彎液面116。
圖15A示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭106-3的處理表面700的示范性圖示。在一個實施例中，處理表面700包括如參看圖10和11進一步詳述的空腔642。處理表面700也可包括大體圍繞朝向空腔642的開口的區域701，其包括多個能產生流體彎液面116的導管，例如如參看圖10和11進一步詳述的源入口306和源出口304a和304b等。在一個實施例中，多個導管可圍繞空腔642。
圖15B示出根據本發明的一個實施例的鄰近頭106-5的處理表面704的示范性圖示。在一個實施例中，處理表面704可包括如參看圖13進一步詳述的空腔642a和642b。另外，鄰近頭106-5也可包括可大體圍繞朝向空腔的開口的區域702、706、和704。區域702、706、和704包括多個可產生流體彎液面116a、116c、和116b的導管。在一個實施例中，多個導管可包括源入口306a、306b、和306c以及源出口304a、304b、304c、304d、304e、和304f，如參看圖13進一步詳述的。
盡管已經就幾個優選的實施例描述了本發明，但將意識到，本領域的技術人員在閱讀前述說明書和研究附圖后將能實現各種改變、添加、置換、及其等同物。因此意圖是，本發明包括落在本發明的真實精神和范圍內所有這樣的改變、添加、置換、及其等同物。
權利要求
1.一種用于處理襯底的設備，包括鄰近頭，配置為工作時靠近襯底表面；開口，位于鄰近頭表面上，朝向限定在鄰近頭中的空腔，所述空腔配置為通過開口傳送活化劑到襯底表面；以及多個導管，位于鄰近頭表面上，配置為在圍繞開口的襯底表面上產生流體彎液面。
2.一種根據權利要求1所述的用于處理襯底的設備，其中所述流體彎液面處理襯底表面。
3.一種根據權利要求1所述的用于處理襯底的設備，其中所述多個導管包括多個入口和多個出口。
4.一種根據權利要求1所述的用于處理襯底的設備，其中所述多個導管包括將流體應用到襯底表面的入口和從襯底表面去除流體的出口。
5.一種根據權利要求4所述的用于處理襯底的設備，其中所述流體屬于光刻流體、蝕刻流體、鍍覆流體、清潔流體、或漂洗流體中的一種。
6.一種根據權利要求4所述的用于處理襯底的設備，其中多個導管進一步包括另一將表面張力減少流體應用于襯底表面的入口。
7.一種根據權利要求1所述的用于處理襯底的設備，其中活化劑是氣體、液體、或蒸汽中至少之一。
8.一種根據權利要求1所述的用于處理襯底的設備，其中多個導管圍繞朝向空腔的開口。
9.一種根據權利要求1所述的用于處理襯底的設備，其中所述空腔包括至少一個配置為將活性氣體輸入空腔中的入口。
10.一種用于處理襯底的方法，包括將活化劑應用到襯底表面的活性區；以及利用鄰近頭在襯底表面上產生流體彎液面，其中流體彎液面圍繞活性區。
11.一種根據權利要求10所述的用于處理襯底的方法，進一步包括用所述活化劑處理襯底表面；以及用所述流體彎液面處理襯底表面。
12.一種根據權利要求11所述的用于處理襯底的方法，其中用所述活化劑處理襯底表面包括蝕刻操作、清潔操作、漂洗操作、鍍覆操作、和光刻操作中的一種操作。
13.一種根據權利要求10所述的用于處理襯底的方法，其中用所述流體彎液面處理襯底表面包括蝕刻操作、清潔操作、漂洗操作、鍍覆操作、干燥操作、和光刻操作中的一種操作。
14.一種根據權利要求11所述的用于處理襯底的方法，其中產生流體彎液面包括通過流體入口將流體應用于襯底表面，將流體從襯底表面通過流體出口去除。
15.一種根據權利要求14所述的用于處理襯底的方法，其中所述流體是光刻流體、蝕刻流體、鍍覆流體、清潔流體、和漂洗流體中的一種流體。
16.一種根據權利要求13所述的用于處理襯底的方法，其中產生所述流體彎波面進一步包括通過另一入口將另一流體應用于所述襯底表面，所述另一流體是表面張力減少流體。
17.一種根據權利要求14所述的用于處理襯底的方法，其中去除所述流體包括虹吸所述流體到高度低于所述鄰近頭的容器。
18.一種根據權利要求10所述的用于處理襯底的方法，其中所述活性區由襯底表面上的開口限定，所述開口朝向限定在鄰近頭中的空腔。
19.一種用于處理襯底的方法，包括在襯底表面上產生第一流體彎液面；以及在襯底表面上產生第二流體彎液面，所述第二流體彎液面靠近所述第一流體彎液面，產生第一流體彎液面和第二流體彎液面包括從所述第一流體彎月頭虹吸至少第一流體。
20.一種根據權利要求19所述的用于處理襯底的方法，其中虹吸包括通過管道將至少第一流體從襯底表面去除到高度低于鄰近頭的容器。
21.一種根據權利要求20所述的用于處理襯底的方法，其中通過用至少第一流體充滿所述管道開始虹吸。
22.一種根據權利要求20所述的用于處理襯底的方法，其中用真空充滿所述管道。
23.一種根據權利要求19所述的用于處理襯底的方法，其中所述第一流體彎液面是自動調節的。
24.一種用于處理襯底的方法，包括將流體應用到襯底表面上；從所述襯底表面虹吸至少所述流體，就在流體應用于襯底表面時執行去除；其中所述應用和去除形成流體彎液面。
25.一種根據權利要求24所述的用于處理襯底的方法，其中虹吸包括通過管道將所述流體從襯底表面去除到高度低于鄰近頭的容器。
26.一種根據權利要求24所述的用于處理襯底的方法，其中所述流體是單相流體。
27.一種根據權利要求24所述的用于處理襯底的方法，其中通過用流體充滿所述管道開始虹吸。
28.一種根據權利要求25所述的用于處理襯底的方法，其中用真空充滿所述管道。
29.一種根據權利要求19所述的用于處理襯底的方法，其中所述流體彎液面是自動調節的。
30.一種用于處理襯底的鄰近頭，包括限定在鄰近頭中的至少一個第一導管，其中所述至少一個導管配置為應用流體到襯底表面；以及限定在鄰近頭中的至少一個第二導管，其中所述至少一個第二導管靠近所述至少一個第一導管，所述至少一個第二導管配置為從晶片表面虹吸流體；以及其中將流體應用到襯底表面和從襯底表面虹吸流體產生流體彎液面。
31.一種根據權利要求30所述的用于處理襯底的鄰近頭，進一步包括至少一個第三導管，限定在鄰近頭中，所述至少一個導管配置為將另一流體應用到襯底。
32.一種根據權利要求30所述的用于處理襯底的鄰近頭，其中所述另一流體是表面張力減少流體。
33.一種根據權利要求30所述的用于處理襯底的鄰近頭，其中所述流體是單相流體。
34.一種根據權利要求30所述的用于處理襯底的鄰近頭，其中所述第二導管連接至虹吸管。
35.一種根據權利要求30所述的用于處理襯底的鄰近頭，其中所述虹吸管包括用于調節通過虹吸管的流體流的限制器。
全文摘要
本發明提供了一種用于處理襯底的設備，該設備包括在工作時靠近襯底表面的鄰近頭。該設備還包括鄰近頭表面上朝向限定在鄰近頭中的空腔的開口，其中空腔通過開口傳送活化劑到襯底表面。該設備進一步包括鄰近頭表面上的多個導管，用于在圍繞開口的襯底表面上產生流體彎液面。
文檔編號F26B5/04GK1725450SQ20051007919
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月30日 優先權日2004年6月30日
發明者R·J·奧東內爾 申請人:蘭姆研究有限公司