发明名称 利用弯液面、真空、异丙醇蒸气、乾燥歧管的基板处理用之系统
摘要 一种晶圆处理设备及其方法,其中将此晶圆处理设备及其方法设计成能够利用一弯液面而处理晶圆表面。此弯液面系可加以控制并能够在晶圆的整个表面上移动,俾能清洗、冲洗、及以化学方式处理晶圆并使其乾燥。利用若干构造所组成之此晶圆处理设备系能够利用弯液面而对晶圆表面进行特定的处理,其中此晶圆处理设备系包括一近接前端。
申请公布号 TWI230396 申请公布日期 2005.04.01
申请号 TW092127046 申请日期 2003.09.30
申请人 兰姆研究公司 发明人 卡尔 伍兹;约翰 德 赖瑞厄斯;佛瑞德C. 瑞德克;詹姆士P. 贾西亚;麦可 瑞夫肯
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 许峻荣 新竹市民族路37号10楼
主权项 1.一种基板制备系统,包含:一前端,具有一前端面,而该前端面于操作时将成为最靠近该基板之一表面的状态;至少一第一导管,穿过该前端而将一第一液体输送至该基板之表面;至少一第二导管,穿过该前端而将一第二液体输送至该基板之表面,其中该第二液体系不同于该第一液体;及至少一第三导管,用以从该基板的表面上清除所有的第一及第二液体,而该至少一第三导管系设置成实质围绕着该至少一第一导管,其中至少一第一导管、该至少一第二导管与该至少一第三导管于操作时将实质同时一起产生作用;其中该至少一第二导管系设置成实质围绕着该至少一第三导管的至少一部份。2.如申请专利范围第1项之基板制备系统,其中使该基板以一特定之移动曲线进行移动,俾能使该前端沿着该基板的表面来回移动。3.一种基板的处理方法,包含以下步骤;一施加第一液体步骤,施加一第一液体于该基板之表面的一第一区域之上;一施加第二液体步骤,施加一第二液体于该基板之表面的一第二区域之上;及一清除步骤,清除该基板表面上的该第一及第二液体,且从实质围绕着该第一区域的一第三区域起开始清除;其中该第二区域系实质围绕着该第三区域的至少一部份,且该等施加及清除步骤将形成一可控制的流体弯液面。4.如申请专利范围第3项之基板的处理方法,更包含以下步骤:扫掠过该基板之整个表面上的一可控制之弯液面之上方。5.如申请专利范围第3项之基板的处理方法,其中该第一液体为DIW及清洗液之其中一个。6.如申请专利范围第3项之基板的处理方法,其中该第二液体为异丙醇(IPA)蒸气、氮气、有机化合物、已醇、乙二醇等能与水互溶之化合物蒸气的其中一个。7.如申请专利范围第3项之基板的处理方法,其中清除该基板表面上的该第一及第二液体的该清除步骤更包含在邻接于该基板的表面处形成真空。8.如申请专利范围第3项之基板的处理方法,其中该弯液面延伸于该基板的整个直径。9.一种基板制备系统,包含:一歧管,具有一表面,而该表面于操作时将成为最靠近该基板之一表面的状态;至少一第一入口端,穿过该歧管而将一第一液体输送至该基板之表面;至少一第二入口端,穿过该歧管而将一第二液体输送至该基板之表面,其中该第二液体系不同于该第一液体;及至少一出口端,用以从该基板的表面上清除所有的第一及第二液体,而该至少一出口端系设置成实质围绕着该至少一第一入口端,其中该至少一第一入口端、该至少一第二入口端与该至少一出口端于操作时将实质同时一起产生作用;其中该至少一第二入口端系至少围绕着该至少一出口端的最下缘。10.一种用以制备晶圆表面的前端,包含:该前端的一第一表面,而该第一表面能够紧邻着该晶圆表面;该前端的一第一导管区,而该第一导管区能够界定出一第一液体被输送至该晶圆表面上的范围,且该第一导管区系位在该前端的中央部;该前端的一第二导管区,而该第二导管区系围绕着该第一导管区;及该前端的一第三导管区,而该第三导管区能够界定出一第二液体被输送至该晶圆表面上的范围,且该第三导管区系形成围绕着该第一及第二导管区的一半封闭区域;其中该第一及第二液体将经由该第二导管区而被清除,及其中于操作且该前端最靠近该晶圆表面时,经由该前端的第三导管区对该第一及第二液体所进行之输送连同清除的过程将形成一位于该前端与该晶圆表面之间的可控制之弯液面。11.如申请专利范围第10项之用以制备晶圆表面的前端,其中该半封闭区域系具有一开口侧。12.如申请专利范围第10项之用以制备晶圆表面的前端,其中使该半封闭区域之开口侧位在扫掠方向的前端,俾能使该前端能够完全扫掠过该晶圆表面。13.一种处理晶圆的丛集结构系统,包含:一一体化的乾燥系统,而该一体化的乾燥系统系具有用以乾燥一基板的至少一近接前端;及一处理模组,其连接至一体化的乾燥系统,而该处理模组为选择自化学机械平坦化模组、超音波处理模组、清洗模组及蚀刻模组之至少之一者。14.如申请专利范围第13项之处理晶圆的丛集结构系统,其中该清洗模组为刷洗盒与自旋清洗乾燥(SRD)模组之其中一个。15.如申请专利范围第13项之处理晶圆的丛集结构系统,更包含:一前段载入器,用以将该基板载入清洗模组、超音波处理模组、CMP模组、蚀刻模组及一体化的乾燥系统之其中一个之中。16.如申请专利范围第15项之处理晶圆的丛集结构系统,其中利用一机械手臂将该晶圆从该前段载入器载入清洗模组、超音波处理模组、CMP模组、蚀刻模组及一体化的乾燥系统之其中一个之中。17.如申请专利范围第16项之处理晶圆的丛集结构系统,其中利用该机械手臂在蚀刻模组、清洗模组、CMP模组、超音波模组及一体化的乾燥系统之间传送该基板。18.如申请专利范围第13项之处理晶圆的丛集结构系统,其中该一体化的乾燥系统更包含:一近接前端承载组件,用以扫掠过该基板,其中该近接前端承载组件具有:一第一近接前端,位在该基板之上方;一第二近接前端,位在该基板之下方;一上方臂,连接于该第一近接前端,其中该上方臂能够移动该第一近接前端而使其紧邻着该基板之上方,俾能开始进行基板制备;及一下方臂,连接于该第二近接前端,其中该下方臂能够移动该第二近接前端而使其紧邻着该基板之下方,俾能开始进行基板制备。19.如申请专利范围第18项之处理晶圆的丛集结构系统,其中该近接前端具有:该前端的一第一表面,而该第一表面能够紧邻着该基板表面;该前端的一第一导管区,而该第一导管区能够界定出一第一液体被输送至该基板表面上的范围,且该第一导管区系位在该前端的中央部;该前端的一第二导管区,而该第二导管区系围绕着该第一导管区;及该前端的一第三导管区,而该第三导管区能够界定出一第二液体被输送至该基板表面上的范围,且该第三导管区系形成围绕着该第一及第二导管区的一半封闭区域;其中该第一及第二液体将经由该第二导管区而被清除,及其中于操作且该前端最靠近该基板表面时,经由该前端的第三导管区对该第一及第二液体所进行之输送连同清除的过程将形成一位于该前端与该基板表面之间的可控制之弯液面。20.一种基板的处理方法,该基板实质呈直立,该方法包含以下步骤:一流体弯液面产生步骤,在该直立基板的表面上产生一流体弯液面;及一移动步骤,移动位在该直立基板之整个表面上的流体弯液面,俾能处理该基板的表面。21.如申请专利范围第20项之基板的处理方法,其中该流体弯液面产生步骤更包含以下步骤:一施加第一液体步骤,施加一第一液体于该基板之表面的一第一区域之上;一施加第二液体步骤,施加一第二液体于该基板之表面的一第二区域之上;及一第一及第二液体清除步骤,清除该基板表面上的该第一及第二液体,且从实质围绕着该第一区域的一第三区域起开始清除;其中该第二区域系实质围绕着该第三区域的至少一部份,且该等施加及清除步骤将形成一可控制的流体弯液面。22.如申请专利范围第21项之基板的处理方法,其中该第一液体为DIW及清洗液之其中一个。23.如申请专利范围第21项之基板的处理方法,其中该第二液体为异丙醇(IPA)蒸气、氮气、有机化合物、已醇、乙二醇等能与水互溶之化合物蒸气的其中一个。24.如申请专利范围第21项之基板的处理方法,其中该第一及第二液体清除步骤更包含在邻接于该基板的表面处形成真空。25.如申请专利范围第20项之基板的处理方法,其中该弯液面至少延伸于该基板的整个直径,且从该晶圆的上半部移动到该晶圆的下半部。26.如申请专利范围第20项之基板的处理方法,其中对该基板表面所进行的处理包括乾燥、冲洗及清洗操作之至少一个。27.如申请专利范围第20项之基板的处理方法,其中该流体弯液面产生步骤更包含以下步骤:一供应步骤,将一第一液体供应在该基板表面的第一区域中;一围绕步骤,藉由一真空区围绕着该第一区域;一半封闭步骤,藉由涂布一表面张力降低的液体区而半封闭住该真空区,且该半封闭状态系形成一位在该真空区之前端的开口侧。28.如申请专利范围第20项之基板的处理方法,更包含以下步骤:一产生步骤,在该直立基板的其它表面上产生额外的流体弯液面;及一移动步骤,移动位在该直立基板的其它表面上之额外的流体弯液面,俾能处理该基板的其它表面。29.一种用于基板处理操作中的基板制备设备,包含:一臂部,能够在该基板的第一端与该基板的第二端之间进行垂直移动;及一前端,连接至该臂部,而前端能够在该基板的表面上形成一流体弯液面并能够使流体弯液面在该基板的整个表面上移动。30.如申请专利范围第29项之用于基板处理操作中的基板制备设备,其中该前端具有:至少一第一入口端,穿过该前端而将一第一液体输送至该基板之表面;至少一第二入口端,穿过该前端而将一第二液体输送至该基板之表面,其中该第二液体系不同于该第一液体;及至少一出口端,用以从该基板的表面上清除所有的第一及第二液体,而该至少一出口端系设置成实质围绕着该至少一第一入口端,其中该至少一第一入口端、该至少一第二入口端与该至少一出口端于操作时将实质同时一起产生作用;其中该至少一第二入口端系至少围绕着该至少一出口端的最下缘。31.如申请专利范围第29项之用于基板处理操作中的基板制备设备,其中该臂部能够使该前端向下移动而达到该基板的直径之远。32.如申请专利范围第29项之用于基板处理操作中的基板制备设备,其中该前端系至少延伸于该基板的直径。33.一种用以制备晶圆表面的歧管,包含:一第一处理窗孔,位在该歧管的一第一部之中,并能够在该晶圆表面上产生一第一液体弯液面;及一第二处理窗孔,位在该歧管的一第二部之中,并能够在该晶圆表面上产生一第二液体弯液面。34.如申请专利范围第33项之用以制备晶圆表面的歧管,其中该第一液体弯液面能够清洗该晶圆表面,且该第二液体弯液面能够清洗该晶圆表面并使其乾燥。图式简单说明:图1显示晶圆表面上的清洗液在SRD处理期间的运动状态。图2A显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统。图2B显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之另一视图。图2C显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统于夹持晶圆时的放大侧视图。图2D显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之另一放大侧视图。图3A显示依据本发明之一实施例的具有双重之近接前端的晶圆清洗及乾燥系统之上视图。图3B显示依据本发明之一实施例的具有双重之近接前端的晶圆清洗及乾燥系统之侧视图。图4A显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之上视图,其具有用于处理晶圆之特定面的多重近接前端。图4B显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之侧视图,其具有用于处理晶圆之特定面的多重近接前端。图5A显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之上视图,其具有一呈水平结构且延伸过晶圆108之直径的近接前端。图5B显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之侧视图,其具有一呈水平结构且延伸过晶圆108之直径的近接前端。图5C显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之上视图,其具有一固定且呈水平结构的近接前端,用以清洗及/或乾燥晶圆。图5D显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之侧视图,其具有一固定且呈水平结构的近接前端,用以清洗及/或乾燥晶圆。图5E显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之侧视图,其具有一固定且呈直立结构的近接前端,用以清洗及/或乾燥晶圆。图5F显示将图5E所示之实施例的晶圆清洗及乾燥系统之侧视图转动九十度后所产生的另一侧视图。图5G显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之上视图,其具有一呈水平结构且延伸过晶圆之半径的近接前端。图5H显示依据本发明之一实施例的晶圆清洗及乾燥系统之侧视图,其具有一呈水平结构且延伸过晶圆之半径的近接前端。图6A显示依据本发明之一实施例的用以清洗及乾燥晶圆的近接前端之入口/出口配置。图6B显示依据本发明之一实施例的用以清洗及乾燥晶圆的另一近接前端之入口/出口配置。图6C显示依据本发明之一实施例的用以清洗及乾燥晶圆的又一近接前端之入口/出口配置。图6D显示晶圆乾燥处理的一较佳实施例,其藉由本发明之一实施例的近接前端而据以实施。图6E显示利用另一入口/出口的配置方式所进行的另一种晶圆乾燥处理,其藉由本发明之一实施例的近接前端而据以实施。图6F显示依据本发明之一实施例的另一种入口及出口的配置方式,其中藉由附加的出口端来输入额外的液体。图7A显示依据本发明之一实施例的用以进行乾燥操作的近接前端。图7B显示依据本发明之一实施例的近接前端之局部上视图。图7C显示依据本发明之一实施例的近接前端,其具备有角度的入口而用以进行乾燥操作。图7D显示依据本发明之一实施例的近接前端,其具备有角度的入口端与出口端而用以进行乾燥操作。图8A显示依据本发明之一实施例的清洗及乾燥系统之侧视图,其具有用以同时处理双晶圆表面的近接前端。图8B显示依据本发明之一实施例的清洗及乾燥系统之中的用以同时处理双晶圆表面的近接前端。图9A显示依据本发明之一实施例的处理窗孔。图9B显示依据本发明之一实施例的圆形之处理窗孔。图9C显示依据本发明之一实施例的处理窗孔。图9D显示依据本发明之一实施例的处理窗孔。图10A显示依据本发明之一实施例的例示性的处理窗孔,其具有复数之入口端及出口端。图10B显示依据本发明之一实施例的近接前端之处理区域。图11A显示依据本发明之一实施例的实质呈矩形之近接前端的上视图。图11B显示依据本发明之一实施例的近接前端之侧视图。图11C显示依据本发明之一实施例的近接前端之后视图。图12A显示依据本发明之一实施例的近接前端,其局部呈矩形且局部呈圆形。图12B显示依据本发明之一实施例的近接前端之侧视图,其局部呈矩形且局部呈圆形。图12C显示依据本发明之一实施例的近接前端之后视图,其局部呈矩形且局部呈圆形。图13A显示依据本发明之一实施例的矩形近接前端。图13B显示依据本发明之一实施例的近接前端之后视图。图13C显示依据本发明之一实施例的近接前端之侧视图。图14A显示依据本发明之一实施例的矩形近接前端。图14B显示依据本发明之一实施例的矩形近接前端之后视图。图14C显示依据本发明之一实施例的矩形近接前端之侧视图。图15A显示本发明之一实施例的近接前端于操作时的状态。图15B显示图15A所示之本发明之一实施例的近接前端在通入IPA时的状态。图15C显示图15B所示之本发明之一实施例的近接前端,其中IPA的流量系增加至24毫升/分。图15D显示依据本发明之一实施例的近接前端,其中显示于晶圆旋转时的流体弯液面状态。图15E显示依据本发明之一实施例的近接前端,其中显示于晶圆以较图15D更快的旋转速度进行旋转时的流体弯液面状态。图15F显示依据本发明之一实施例的近接前端,其中IPA流量已增加大于图15D所示之IPA流量。图16A显示依据本发明之一实施例的清洗/乾燥系统之上视图。图16B显示依据本发明之一实施例的清洗/乾燥系统之另一视图。图17显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统,其中之前段框架组件系具有乾燥模组。图18显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统,其具有多重之晶圆处理工具。图19显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统,其不具备蚀刻模组。图20显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统,其具有乾燥模组与清洗模组。图21显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统之方块图。图22A显示依据本发明之一实施例的开始进行晶圆处理操作的近接前端,用以扫掠过直立的晶圆。图22B显示依据本发明之一实施例的延续自图22A之晶圆处理,其中近接前端已开始扫掠晶圆。图22C显示依据本发明之一实施例的延续自图22B之晶圆处理操作。图22D显示依据本发明之一实施例的延续自图22C之晶圆处理操作。图22E显示依据本发明之一实施例的延续自图22D之晶圆处理操作。图22F显示依据本发明之一实施例的近接前端已位在直立晶圆之上端的侧视图。图22G显示依据本发明之一实施例的同时处理晶圆之双表面的近接前端之侧视图。图23A显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统,其中使晶圆固定不动。图23B显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统,其中使近接前端架保持在定位或使其移动。图23C显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统,其中近接前端延伸到晶圆之半径。图23D显示依据本发明之一实施例的晶圆处理系统,其中近接前端系垂直移动且晶圆旋转。图24A显示依据本发明之一实施例的近接前端,其用以扫掠直立的晶圆。图24B显示依据本发明之一实施例的近接前端之侧视图。图24C显示依据本发明之一实施例的近接前端之等角图。图25A显示依据本发明之一实施例的具有多重处理窗孔的近接前端。图25B显示依据本发明之一实施例的具有多重处理窗孔的近接前端,其具有三个处理窗孔。
地址 美国