CN101652831B - 具有倾斜真空导管的近头系统、设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种近头包括头部表面。该头部表面包括第一平坦区和多个第一导管。多个第一导管中的各个由多个第一离散孔中的对应的一个来限定。多个第一离散孔位于头部表面中并延伸通过第一平坦区。头部表面还包括第二平坦区和多个第二导管。多个第二导管由对应的多个第二离散孔限定，该多个第二离散孔位于头部表面中并延伸通过第二平坦区。头部表面还包括布置在第一平坦区和第二平坦区之间并与之相邻的第三平坦区和多个第三导管。多个第三导管由对应的多个第三离散孔限定，该多个第三离散孔位于头部表面中并延伸通过第三平坦区。第三导管以相对于第三平坦区的第一角度形成。第一角度在30度和60度之间。也描述了一种用近头处理衬底的系统和方法。

Description

具有倾斜真空导管的近头系统、设备和方法

来自以下发明人：

M.拉夫金，J.德拉里奥斯，M.科罗利克，F.C.雷德克和E.M.弗里尔

技术领域

本发明一般地涉及半导体制造工艺，更特别地，涉及用于用近头(proximity head)处理半导体的方法和系统。

背景技术

在半导体芯片制造工艺中，众所周知的是，需要清洗和干燥已经进行了制造操作的晶圆，该制造操作在晶圆的表面上留下不希望的残留物。这种制造操作的示例包括等离子体蚀刻和化学机械抛光(CMP)。在CMP中，将晶圆放置在固定器中，该固定器紧靠抛光表面对晶圆表面施加推力。研浆可包括化学品和研磨材料以促使抛光。不幸地是，该工艺往往在晶圆表面留下研浆颗粒和残留物的堆积物。如果留在晶圆上，不希望的残余材料和颗粒可能产生缺陷，尤其是如晶圆表面上的划痕和金属化特征之间的不恰当的相互作用。在某些情况中，这种缺陷可能导致晶圆上的器件变得失效。为了避免丢弃具有失效器件的晶圆的不合理成本，因此必需在留下不希望的残留物的制造操作之后适当且有效地清洗晶圆。

在对晶圆进行湿法清洗之后，必需有效地干燥晶圆，以防止水或清洗流体剩余物将残留物留在晶圆上。如果允许晶圆表面上的清洗流体得到蒸发(如在形成小滴时通常发生的那样)，则在蒸发之后，先前溶解在清洗流体中的残留物或污染物将保留在晶圆表面(例如，并形成斑点)。为了防止发生蒸发，必需在未在晶圆表面上形成小滴的情况下，尽可能快地去除清洗流体。

在试图实现这点时，采用了几种不同的干燥技术，例如旋转干燥和类似技术等。这些干燥技术利于了在晶圆表面上的某种形式的运动液体/气体界面(如果适当保持的话)，这将导致在不形成小滴的情况下干燥晶圆表面。不幸地是，如果运动液体/气体界面破坏，如利用前述干燥方法通常发生的那样，将形成小滴并发生蒸发，导致在晶圆表面上留下污染物和/或斑点。

考虑到前文所述的，需要干燥技术，该技术能最小化衬底表面上的小滴的影响，或者基本上消除衬底表面上的小滴的形成。

发明内容

广义地讲，本发明通过提供改良的近头满足这些需求。应当了解的是，本发明可以多种方式来实现，包括作为工艺、设备、系统、计算机可读介质或装置的方式。下面将对本发明的几个创造性实施例进行描述。

一个实施例提供了一种包括头部表面的近头。头部表面包括第一平坦区和多个第一导管。多个第一导管中的各个通过多个第一离散孔中的对应一个限定。多个第一离散孔位于头部表面中并延伸通过第一平坦区。头部表面还包括第二平坦区和多个第二导管。多个第二导管通过对应的多个第二离散孔限定，该多个第二离散孔位于头部表面中并延伸通过第二平坦区。头部表面还包括布置在第一平坦区和第二平坦区之间并与之相邻的第三平坦区和多个第三导管。多个第三导管通过对应的多个第三离散孔限定，该多个第三离散孔位于头部表面中并延伸通过第三平坦区。第三导管以相对于第三平坦区的第一角度形成。第一角度在30度和60度之间。

第一导管可联接到第一液体源，并将第一液体提供给头部表面。第二导管可联接到第二流体源，并将第二流体提供给头部表面。第三导管可联接到真空源，并将真空提供给头部表面。第三离散孔可沿后缘形成。第一导管可以相对于第一平坦区的第一角度形成，第二角度在30度和60度之间。

第一离散孔可在第一排中形成，第二离散孔可在第二排中形成，以及第三离散孔可在第三排中形成。第一排、第二排和第三排大体上平行，并且其中，第三排布置在第一排和第二排之间。

第二导管可以相对于第二平坦区的第二角度形成，第二角度在30度和60度之间，其中第二导管被引导离开第三排。

近头还可包括置于第一排的与第三排相反的侧上的第四平坦区。第四平坦区在与第一平坦区大体上平行的平面上并偏离第一平坦区。第二排和第三排被隔开大约0.5英寸到0.75英寸之间的距离。

第三平坦区可在与第一平坦区大体上平行的平面上并偏离第一平坦区。第三平坦区和第一平坦区之间的偏离可以在大约0.020英寸到0.080英寸之间。第三排可在与第一平坦区偏离处的第三平坦区中形成。

第三离散孔可被斜切。近头还可包括联接到第一导管的第一室、联接到第二导管的第二室和联接到第三导管的第三室。

另一个实施例提供了一种包括头部表面的近头，该头部表面包括第一平坦区和多个第一导管。第一导管中的各个被多个第一离散孔的其中一个相应孔限定。第一离散孔位于头部表面中并延伸通过第一平坦区。头部表面还包括第二平坦区和多个第二导管。第二导管通过相应多个的第二离散孔限定，该第二离散孔位于头部表面中并延伸通过第二平坦区。头部表面还包括布置在第一平坦区和第二平坦区之间并与之相邻的第三平坦区和多个第三导管。第三导管通过相应的多个第三离散孔限定，该第三离散孔位于头部表面中并延伸通过第三平坦区。第三导管以相对于第三平坦区的第一角度形成。第一角度在30度至60度之间。第三离散孔沿后缘形成，并且第四平坦区布置第一排的与第三排相反的侧之上。第四平坦区在与第一平坦区大体上平行的平面上并偏离第一平坦区。第三平坦区在与第一平坦区大体上平行的平面上并偏离第一平坦区。

再一个实施例提供了一种用于制造近头的方法，该方法包括在近头中形成第一室、第二室和第三室。从头部表面到第一室形成多个第一导管。从头部表面到第二室形成多个第二导管，以及从头部表面到第三室形成多个第三导管，其中，第三导管以相对于头部表面的第一角度形成，第一角度在30度和60度之间。

该方法还可包括在头部表面上形成第一平坦区、在头部表面上形成第二平坦区以及在头部表面上形成第三平坦区。第三平坦区布置在第一平坦区和第二平坦区之间并与之相邻。第三平坦区在大体上与第一平坦区平行的平面内，并偏离第一平坦区。

该方法还包括形成第四平坦区。第四平坦区在大体上与第一平坦区平行的平面内，并偏离第一平坦区。近头可用单一工件构成。

又一个实施例提供了一种用近头处理衬底的方法。该方法包括：将近头置于紧靠衬底表面的附近，并置于与衬底表面大体上平行的第一平面中，在近头的头部表面的第一平坦区和衬底表面之间形成弯液面，并将真空施加到弯液面的后缘，其中，真空从弯液面抽拉大体上连续的液体流。弯液面可包括前缘，并且其中，头部表面可包括第二平坦区，第二平坦区在大体上与第一平坦区平行的平面上并且偏离第一平坦区，其中第二平坦区偏离成比第一平坦区更接近衬底表面，其中弯液面包括形成在第二平坦区和衬底表面之间的前缘。

通过结合附图以示例方式描述本发明原理的下列具体实施方式，本发明的其它方面和优点将变得清楚明白。

附图说明

通过结合附图进行描述的下列具体实施方式，将容易理解本发明。

图1A图示了根据本发明一个实施例的在衬底表面上执行操作的近头；

图1B是根据本发明实施例的近头的头部表面的视图；

图1C是根据本发明实施例的处理表面108A的方法操作的流程图；

图1D是根据本发明实施例的近头系统的简图；

图2A是根据本发明实施例的近头的横断面视图；

图2B是根据本发明实施例的近头的头部表面的视图；

图2C示出了根据本发明实施例的第三导管和第三室208的更详细视图；

图2D示出了根据本发明实施例的第三导管和第三室208的更详细视图；

图2E是根据本发明实施例的形成近头的方法操作的流程图；

图3是根据本发明实施例的近头的等距视图；

图4是根据本发明实施例的处理表面的方法操作的流程图。

具体实施方式

现在描述用于近头的几个示例性实施例。对本领域技术人员显而易见地是，在没有一些或所有本文所阐述的具体细节的情况下，可实施本发明。

图1A图示了根据本发明一个实施例的在衬底108表面108A上执行操作的近头100。该近头100能相对于被处理物品108的顶面108A移动并同时紧靠近被处理物品108的顶面108A。被处理物品108可以是任何类型的物品(例如，金属物品、陶瓷物品、塑料物品、半导体衬底、或任何其它的期望物品)。应该了解的是，近头100还可用来处理(例如，清洗、干燥、蚀刻、镀层等)物品108的底面108B。

近头100包括一个或多个用于将第一流体112传送到近头的头部表面110A的第一导管112A。近头100还包括一个或多个用于将第二流体114传送到头部表面110A的第二导管114A。第二流体114不同于第一流体112，这将在下面进行更详细地讨论。近头100还包括多个用于将第一流体112和第二流体116自头部表面110A移除的第三导管116A。

图1B是根据本发明实施例的近头100的头部表面110A的视图。头部表面110A包括大体上平坦的区域110B、110C、110D。大体上平坦的区域110B包括一个或多个将开口限定到对应其中一个第一导管112A的离散孔112B。同样地，大体上平坦的区域110C包括一个或多个将开口限定到对应第二导管114A其中一个的离散孔114B，以及大体上平坦的区域110D包括一个或多个将开口限定到对应第三导管116A的其中一个的离散孔116B。离散孔112B、114B和116B可以是任何期望的形状(例如，大体上圆的、椭圆的等)、相同或不同大小。作为示例，离散孔112B可以比离散孔114B和116B小或大。

应当理解的是，图1A和1B所描述的近头100是简化的示例性近头。近头100可具有多种不同的形状和大小。例如，近头可以是圆的、椭圆的、环状的和任何其它期望的形状。同样地，弯液面102可以是可被离散开口112B、114B和116B的布置限定的任何期望形状，包括但不限于圆形、椭圆形、矩形、环状、凹形等。此外，平坦区110B、110C和110D可以是任何形状。作为示例，平坦区110B可以是圆形的、矩形的、椭圆的或任何其它期望的形状。包括第三离散孔116B的第二平坦区110C能完全包围平坦区110B或仅包围平坦区110B的一部分。同样地，包括第二离散孔114B的第三平坦区110D能完全包围平坦区110B和110C或仅包围平坦区110B和110C的一部分。作为示例，第二离散孔114B可仅限于后缘104B和/或前缘104A和/或侧边104C和104D的一个或多个部分，例如在上文引用的共同未决的申请(其全文为所有目的通过引用结合于本文)中所描述的一个或多个。

图1C是根据本发明实施例的处理表面108A的方法操作150的流程图。在操作152中，近头100置于紧靠近衬底表面108A的位置以用于处理。如图1A所示的紧靠近度H可以在大约5mm到小于约0.5mm之间。

在操作154中，液体112是从一个或多个第一导管112A和对应的离散孔112B中输出以在头部表面110A和衬底表面108A之间形成受控的、封闭的弯液面(liquid meniscus)102。液体112的表面张力使液体“连到”或吸附到头部表面110A和衬底表面108A。因此，当液体112的表面在头部表面110A和衬底表面108A之间被抽拉时，形成弯液面102的外壁104a、104B。液体112可以是任何用于期望工艺的合适液体溶液。作为示例，液体112可以是水、脱离子水(DIW)、清洗流体、蚀刻溶液、镀液(plating solution)等。

在操作156中，将真空施加到一个或多个第三导管116A。真空将液体112从弯液面102抽拉到离散孔116B和对应的导管116A中。从弯液面102抽拉的液体112可以多于或少于从第一导管112A流入弯液面的液体量。作为示例，在近头100中可以有比第一导管112A数量多的第三导管116A。此外，当弯液面102移动横过表面108A时，弯液面可从表面聚集额外的液体和其它污染物。

各个第三导管116A和对应的离散孔116B可以至少部分地围绕第一离散孔112B，使得近头100能包含头部表面110A和衬底表面108A之间的弯液面。一定量的第一液体112可流过弯液面，以提供对衬底表面108A非常可控的处理。作为示例，第一液体112可以是用于蚀刻衬底表面108A的蚀刻化学物。当蚀刻化学物与衬底表面108A起反应时，反应残留物夹带到蚀刻化学物中，并且产生的污染物能减少蚀刻化学物的浓度和蚀刻能力。当蚀刻化学物112A通过第三导管116A被抽拉离开弯液面102时，反应残留物和其它污染物被带离弯液面。同时，通过第一导管112A将附加的非污染蚀刻化学物供应给弯液面102。

在操作160中，近头100可相对于衬底108移动(例如，以方向122)，以便沿衬底表面108A移动弯液面102。当弯液面沿衬底表面108A在方向122移动时，侧面104A形成弯液面102的前缘。弯液面102能去除衬底表面108A上的污染物120。污染物120可以是流体小滴、固体残留物或任何其它污染物和其组合(例如，在液体溶液中的固体污染物)。

当弯液面沿衬底表面108A在方向122移动时，侧面104B形成弯液面102的后缘。弯液面102中的液体表面张力基本上使衬底表面108A上的所有液体与弯液面一起去除。以这种方式，弯液面102可通过将所有的液体污染物从衬底表面108A上去除而完成干燥操作。同样地，弯液面102可通过在弯液面中将例如湿蚀刻或镀层化学物施加到衬底表面108A而执行干进干出处理操作，并且后缘104B将自蚀刻或镀层工艺中去除所有的液体。

将弯液面102移动横过衬底表面108A还可包括将弯液面移动横过衬底表面和离开衬底表面的边缘至第二表面124，如上面引用的共同未决的一个或多个专利申请中描述的那样。

在可选操作158中，第二流体114可施加到衬底表面108A。第二流体114可以是表面张力控制流体。表面张力控制流体可以是一个或多个异丙醇(IPA)蒸汽、氮气、有机化合物、己醇、乙基乙二醇、二氧化碳气体和其它与水溶合的化合物或其组合。通过示例，IPA蒸汽可通过惰性载气例如氮气传送，并传送到衬底表面108A。

近头100物理上不接触衬底108。仅第一流体112和第二流体114接触衬底108。

近头100还包括附加仪器或加热器或其它监视器118。该附加仪器或加热器或其它监视器118可以用来监测通过弯液面102应用到衬底表面108A的过程或流体112。通过示例，附加仪器或加热器或其它监视器118能加热或冷却112并测量表面(例如，表面108上的层的厚度、或衬底108的厚度、或表面特征的深度)或液体112的浓度或其它化学方面(例如酸碱值(ph level)、传导性等)或任何其它期望的方面。这些实施例在上面引用的共同未决的一个或多个申请中详细描述。

图1D是根据本发明实施例的近头系统170的简图。近头系统170包括工艺室180、控制器172、真空源116′、第一流体源112′、第二流体源114′。第一流体源112′、第二流体源114和真空源116′通过适当的控制阀或控制器172所控制的其它流控制机构联接到对应的导管112、114、116。

工艺室180可支持不只一个工艺。通过示例，工艺室180可支持等离子体蚀刻工艺和近头100，以致等离子体蚀刻工艺能蚀刻物品108，然后近头在单一工艺室内原位地(insitu)漂洗、清洗和干燥物品。工艺室180还可联接到多个其它工艺室182、184、186，例如通常所指的簇集工具(cluster tool)。

近头系统170还可包括能够处理物品108的第二表面108B的第二近头100′。近头系统170还可包括用于监测应用到物品108的过程的仪器174。近头系统170还可包括联接到近头100的致动器176并能支承和/或移动近头。

控制器172还可包括制法178。制法178限定工艺室内的处理的参数。控制器172联接到工艺室180、近头100和所需求的工艺室的其它部分，以用于控制工艺室中的处理。控制器172还包括用于在工艺中在处理室180中实现制法178的逻辑172A。逻辑172A还可包括监测工艺结果的能力，并根据监测结果调节和修改制法的一个或多个方面。

物品108可相对于近头100移动。通过示例，物品可以是半导体晶圆并能相对于近头100旋转。同样地，物品108可大体上固定在单一位置，近头100可移动横过物品的表面108A。应当了解的是，物品108和近头100都可以移动。近头100的相对运动可以是大体上线性地横过表面108A，或可以以环形或螺旋形方式移动。近头100的运动还可以是从表面108A上的一个地方到另一个地方的特别移动，就如同期望的应用到表面的特定工艺一样。

图2A是根据本发明实施例的近头200的横断面视图。图2B是根据本发明实施例的近头200的头部表面210的视图。近头包括第一液体室204。第一导管112A将第一离散孔112B连接到第一室204。第一液体源112′联接到上述的第一室204。第一液体室204将第一液体112分配给第一导管112A，并通过对应的离散孔112B分配给头部表面210，以便在头部表面和衬底表面108A之间形成弯液面102。

近头200还包括通过第二导管114A连接到第二离散孔114B的第二室206。第二流体源114′联接到如上所述的第二流体液体供应室206。第二室206将第二流体114分配给第二导管114A，并通过对应的离散孔114B分配至头部表面210。

近头200还包括通过第三导管116A连接到离散孔116B的第三室208。真空源116′联接到如上所述的第三供应室208。第三室208将真空分配给第三导管116A，并通过对应的离散孔116B分配至头部表面210。真空可自头部表面210抽拉第一流体112和第二流体114(例如，从弯液面102和/或从头部表面210和衬底面积108A之间的空间)。

图2C示出了根据本发明实施例的第三导管116A和第三室208的更详细视图230。第三导管116A形成为大体上垂直于(也就是，角度λ等于大约90度)头部表面210。第三导管116A具有大约0.5mm到大约2.0mm(也就是，大约0.020″到大约0.80″)之间的直径。在操作中，真空将液体抽到第三导管116A中，并且由于相对较小的直径，液体粘附到导管的侧面，从而形成多个小量液体220。从弯液面102抽拉多个小量流体220，其中点缀有绕弯液面周围的邻近大气的气阱(pocket)222。因此，由第三室208中所存在的真空所产生的气流间歇地被第三导管116A中的多个小量流体220的各个中断。因此，气流周期性地被中断，并且真空不连续地和不均匀地施加到弯液面102。

真空的中断导致散布在整个弯液面102的压力波动224。压力波动能使弯液面102的前缘104A突进，这使得液体小滴226从弯液面102中排出。

参考上面图1A和1B所描述的近头100，真空大体上施加到弯液面102的圆周周围。因此，从弯液面102中的一个或多个边缘104A-104D排出的任何小滴(例如，如图2C中所示的小滴226)被真空迅速地收集。不幸地是，将真空大体上施加到弯液面102的圆周周围这在近头内需要非常复杂的真空分配系统。复杂的分配系统已经需要用几层和多个部件制造近头100。例如，头部表面110A和计器块110以如图1A和1B所示的方式形成。真空分配系统在一个或多个附加块109中形成，然后机械地密封到计器块110的顶面111，以便形成完整的近头。取决于精确的应用，近头100可包括多个部件、密封件，以分配、管理和密封近头内的不同液体、流体和真空。

图2D示出了根据本发明实施例的第三导管116A′和第三室208的更详细视图240。第三导管116A′以与头部表面210的角度θ形成。θ小于90度，并与头部表面210成大约在15度到60度之间。作为示例，第三导管116A′可以以到头部表面210大约30度的角度形成。

以到头部表面小于90度的角度形成第三导管116A′，这就引起流体以更螺旋形的方式242而不是图2C中描述的分段方式220沿导管向上被抽拉。当液体沿导管116A′向上被抽拉时，液体大体上连续地沿导管116A′向上移动并进入第三室208。因此不中断气流，并且真空压力保持不变，并且弯液面102不被打断，且没有小滴从弯液面中排出。因此，近头200在弯液面102的前缘104A沿线不需要真空。因此，近头200可以用单一材料块制造。

当液体大体上连续地沿导管116A′向上移动时，需要较少的力来将液体抽入导管116A′。减少的力与较低的真空度有关。作为示例，具有大体上垂直于导管(如图2C所示)116A的近头需要大约130mm到180mm水银之间的真空度。相比之下，通过倾斜导管116A′提供的连续流需要大约60mm到大约100mm之间的水银。

图2E是根据本发明实施例的形成近头200的方法操作250的流程图。在操作255中，选择近头胚体(例如，单一材料块)，并且第一室204在近头胚体中形成。近头胚体可以是任何适合处理环境的合适材料(例如，塑料、陶瓷、金属、玻璃等)和在处理期间施加的化学物，其能够在制造期间保持形状和大小并在处理中使用。作为示例，近头200可以用不锈钢或PTFE(通常叫作特氟纶)或任何其它合适的材料制成。

在操作260中，第二室206在近头胚体形成，在操作265中，第三室208在近头胚体中形成。第一室204、第二室206和第三室208可以在近头胚体中通过加工(例如，铣削或钻孔等)或通过模塑或铸造或任何其它合适的制造方法形成。

在各个不同的操作270、275和280中，第一导管112A、第二导管114A和第三导管116A′在近头胚体中中形成。第一导管112A、第二导管114A和第三导管116A′可通过适当的加工过程(例如，钻孔或铣削或其组合)形成。作为示例，第一导管112A、第二导管114A和第三导管116A′可通过在头部表面中以对应的期望角度(例如，θ、α)钻出相应的离散孔112B、114B和116B来形成。

在操作285中，头部表面210的精确轮廓在近头上形成。头部表面210可通过任何合适的方式(例如，模塑、加工、切削等)形成。

再参考图2A、2B和2D，头部表面210具有许多特征。头部表面210包括多个平坦区210A、210A′、210B、210C和210D。第二平坦区210B是头部表面210的一部分，与大多数弯液面102接触。弯液面102具有大约0.25mm到大约5.0mm(也就是，0.010″到0.200″)的厚度H。

第一平坦区210A偏离第二平坦区210B，并在大体上平行于第二平坦区210B的平面内。偏移量为大约0.25H到大约0.5H之间的距离D1，使得第一平坦区210A比第二平坦区210B更接近衬底表面108A。在操作中使第一平坦区210A更靠近衬底表面108A导致前缘104A比后缘104B物理上更短(例如，后缘具有大约H的长度，而前缘具有0.5H到0.75H的长度)。因此，形成前缘104A的粘附力大体上较强，因此前缘相应地更强并且更健壮。这种健壮性进一步减少了沿前缘104A用以保持前缘的真空需要。

近头200不具有任何第二导管114A和沿前缘的第二离散孔114B，因此使用较少第二流体114。缺乏第二离散孔114B和第二流体114以及缺乏沿前缘104A的真空减少了任何在前缘104A之前可发生的过早干燥。作为示例，参考图1A和1B中的近头，在前缘104A之前从导管114A流过的第二流体114可在前缘104A消耗小滴之前干燥小滴120。

在弯液面的前缘进入真空导管116A的附加大气流还可增加流过小滴120的大气，因此在前缘104A可消耗小滴之前至少部分地干燥小滴。消除施加到前缘104A之前的衬底表面108A的真空116和第二流体114中之一或二者将减少对小滴120的干燥。由于小滴内的污染物将沉积在衬底表面108A上，因而不希望对小滴120进行干燥。要是先前的工艺是湿工艺(例如，清洗或其它没有干燥步骤的化学工艺)并且应用近头来漂洗和/或干燥衬底表面108A的话，这就尤其重要。

图3是根据本发明实施例的近头200的等距示意图。如图3所示，第一平坦区210A可延伸在第一离散孔112B的末端225A和225B周围。在第一离散孔112B的末端225A和225B周围延伸的第一平坦区210A进一步简化了近头200的结构，因为不再需要施加真空以保持弯液面102的侧面104C和104D。因此，第三导管116A、第三离散孔116B和第三室不再需要置于弯液面的侧面104C和104D区域内。

再次参考图2A、2B和2D，第一平坦区210A的一部分210A′可可选地偏离第一平坦区并在与第一平坦区大体上平行的平面中。偏离第一平坦区210A的一部分210A′可有助于形成弯液面的前缘104A和侧面104C和104D，因为前缘和侧面将在第一平坦区(因其更靠近衬底表面108A)上形成。部分210A′自第一平坦区210A偏移D1.1的距离。距离D1.1可在大约0.25到大约1.0mm(也就是，大约0.010″到大约0.040″)之间。

第三平坦区210C可选地偏离第二平坦表面区210B并在与第二平坦表面区210B大体上平行的平面中。第三平坦区210C自第二平坦表面区210B偏离距离D2。D2可以在大约0.5mm到大约2.0mm(0.020″到大约0.080″)之间。第三平坦区210C的偏离通过辅助进入离散孔116B的流来帮助限定弯液面102的后缘104B的位置。偏离增加了第三平坦区210C和衬底表面108A之间的空间距离和容积。增加的空间允许更多的周围大气和流体114接入并流入离散孔116B。周围大气的额外流和进入离散孔116B的流体114有助于通过真空运入离散孔116B的液体的旋流242。

各个离散孔116B还可包括倒角212。倒角212进一步使来自弯液面102的液体流平滑地进入离散孔116B。倒角212可以是任何合适的大小和形状。作为示例，示出的倒角212大体上与离散孔116B同中心。备选地，倒角212可以更椭圆形的，并向离散孔114B延伸。

倒角212可以是离散孔116B周围的任何合适的宽度D6。作为示例，D6可以在大约0.015″到大约0.040″之间。倒角212可具有大约0.005″到大约0.020″的深度D5。倒角212可具有大约30度到大约60度之间的角度γ。作为示例，倒角212可具有在各离散孔116B周围大约0.015″的宽度D6和大约0.015″的深度D5以及大约45度的角度γ。

第二导管114A′可以相对于第三平坦区210C的角度α形成。角度α可以在大约30度到大约60度之间。角度α将第二流体114引导离开施加到第三导管116A′的真空116，因此，第二流体114较长时间地存在于第三平坦区210C和衬底表面108A之间的容积中。较长的时间允许第二流体114更长时间地作用在后缘104B和衬底表面108A之间的界面上。联想到上文，第二流体114可以是用于修改弯液面102中的液体112表面张力的气体、蒸汽或气体和蒸汽的混合物(例如，IPA/N2蒸汽和气体混合物、二氧化碳气体等)。如果离散孔114B某种程度上更远离真空离散孔116B，第二流体114更多地与局部大气混合。第二流体114与局部大气的混合提供第二流体114的更均匀的传送，从而提供弯液面102的后缘104B的表面张力的更一致的修改。

离散孔114B和离散孔116B被隔开距离D3。距离D3可在大约0.5″到大约0.75″之间。与上述角度α类似，距离D3帮助确定第二流体在第三平坦区210C和衬底表面108A之间的容积中的滞留时间。当距离D3减少时，滞留时间也减少。可备选地，当距离D3增加时，滞留时间也增加。近头200可以每秒钟大约0.2英寸到大约0.6英寸之间的扫描速度扫描过衬底表面108A。这为第二流体114提供了大约0.8秒到大约3.75秒之间的滞留时间。为了比较，近头100(图1A中示出)提供了大约0.15秒到大约0.75秒(例如，大约5的因子)之间的滞留时间。

第四平坦区210D可以与第三平坦区210C共面。可备选地，第四平坦区210D可以相对于第三平坦区210C的角度β倾斜。角度β可以在大约30度到大约60度之间。角度β可以在大约120度到大约180度之间。

离散孔112B和离散孔116B被隔开距离D4。距离D4可以在大约0.25″到大约2.0″之间。距离D4稍少于弯液面102的前缘104A和后缘104B之间的距离。

参考图2A，第一导管112A′(虚线示出)可选地以相对于第二平坦区210B的角度δ形成。角度δ可以在大约30度和大约90度之间。向离散孔116B倾斜导管112A′促进和帮助来自导管112A′的第一液体112流入弯液面102并进入离散孔116B。

图4是根据本发明实施例的处理表面108A的方法操作400的流程图。在操作405中，近头200置于紧靠衬底表面108A的位置以便于处理。

在操作410中，液体112从一个或多个第一导管112A和对应的离散孔112B输出，以在头部表面210和衬底表面108A之间形成受控的、封闭的弯液面102。如上所述，流体112可以经由将第一液体引向离散孔116B的倾斜的第一导管112A′传送。

在操作415中，将真空116施加到一个或多个倾斜的第三导管116A′。真空116将液体112从弯液面102抽入离散孔116B并进入对应的导管116A′。如上所述，液体112大体上连续地流过导管116A′。

在可选操作420中，第二流体114可沿弯液面的后缘104B施加到衬底表面108A。在操作425中，近头200可相对于衬底108移动，以使弯液面102沿衬底表面108A移动，并且方法操作可结束。

随着上述实施例，应当了解的是，本发明可使用不同的涉及存储在计算机系统的数据的计算机实现操作。这些操作是那些需要物理量的物理处理。通常地尽导管不是必要地，这些量采取可被储存、传送、组合、比较和其它操作的电信号或磁信号的形式。此外，执行的操作通常在术语中提及，例如产生、识别、确定或比较。

本文所描述的形成本发明部分的任何操作是有用的机器操作。本发明还涉及用于执行这些操作的装置或设备。该设备可为了所需目的进行特别地构造，或可以是通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机。尤其是，不同的通用机器可与根据本文教导写出的计算机程序一起使用，或更方便地构造更专业化设备以完成所需操作。

本发明的方面还可体现为计算机可读介质上的计算机可读代码和/或逻辑。作为示例，制法178和方法操作在流程图中得以描述。计算机可读介质是任何可存储数据的数据存储装置，其可通过计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器、网络附加存储(NAS)、逻辑电路、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带和其它光学或非光学数据存储装置。计算机可读介质还可分布在网络耦合计算机系统上，使得计算机可读代码得以存储和以分配形式执行。

应当进一步了解的是，上面图形中的操作所呈现的指令不需要按图示的顺序执行，并且操作所呈现的所有处理并不是实现本发明所必需的。此外，上述图形中的任何一个所描述的过程还可在任何RAM、ROM或硬盘驱动器中的任何一个或其组合中存储的软件中实现。

尽导管为了清楚地理解，较详细地描述了上述发明，但明显地是，可在附加权利要求的范围内实施某些改变或修改。因此，当前的实施例被认为是说明性的而不非限制性的，并且本发明不限于本文给定的细节，但可在附加权利要求的范围和其等效内进行修改。

Claims (19)

1.一种近头，包括：

头部表面，该头部表面包括：

第一平坦区和多个第一导管，所述多个第一导管中的每个由多个第一离散孔中的对应的一个来限定，所述多个第一离散孔位于所述头部表面中并延伸通过所述第一平坦区；

第二平坦区和多个第二导管，所述多个第二导管由对应多个第二离散孔来限定，所述多个第二离散孔位于所述头部表面中并延伸通过所述第二平坦区；以及

第三平坦区和多个第三导管，所述第三平坦区设置在所述第一平坦区和所述第二平坦区之间并与之相邻，所述多个第三导管由对应多个第三离散孔限定，所述多个第三离散孔位于所述头部表面中并延伸通过所述第三平坦区，其中所述第三导管以相对于所述第三平坦区的第一角度形成，所述第一角度成朝向所述第一导管的角度，所述第一角度在30度和60度之间。

2.如权利要求1所述的近头，其特征在于，所述第一导管联接到第一液体源，并将所述第一液体提供给所述头部表面，其中所述多个第二导管联接到第二流体源，并将所述第二流体提供给所述头部表面，以及其中所述多个第三导管联接到真空源，并将真空提供给所述头部表面。

3.如权利要求1所述的近头，其特征在于，所述第三离散孔沿后缘形成。

4.如权利要求1所述的近头，其特征在于，所述第一导管以相对于所述第一平坦区的第二角度形成，第二角度在30度和60度之间。

5.如权利要求1所述的近头，其特征在于，这些第一离散孔在第一排中形成，并且其中，这些第二离散孔在第二排中形成，并且其中，这些第三离散孔在第三排中形成，所述第一排、第二排和第三排大体上平行，并且其中，所述第三排设置在所述第一排和所述第二排之间。

6.如权利要求5所述的近头，其特征在于，所述第二导管以相对于所述第二平坦区的第三角度形成，所述第三角度在30度和60度之间，其中所述第二导管被引导离开所述第三排。

7.如权利要求5所述的近头，进一步包括第四平坦区，所述第四平坦区设置于所述第一排的与所述第三排相反的侧上，所述第四平坦区在与所述第一平坦区大体上平行的平面中并偏离所述第一平坦区。

8.如权利要求5所述的近头，其特征在于，所述第二排和第三排被隔开大约0.5英寸到大约0.75英寸之间的距离。

9.如权利要求5所述的近头，其特征在于，所述第三平坦区在与所述第一平坦区大体上平行的平面中并偏离所述第一平坦区。

10.如权利要求9所述的近头，其特征在于，所述第三平坦区和所述第一平坦区之间的偏离可以在大约0.020英寸到大约0.080英寸之间。

11.如权利要求10所述的近头，其特征在于，所述第三排在与所述第一平坦区偏离处的所述第三平坦区中形成。

12.如权利要求1所述的近头，其特征在于，所述第三离散孔包括倒角。

13.如权利要求1所述的近头，进一步包括联接到所述第一导管的第一室、联接到所述第二导管的第二室和联接到所述第三导管的第三室。

14.一种近头，包括：

头部表面，该头部表面包括：

第一平坦区和多个第一导管，所述多个第一导管中的每个由多个第一离散孔中的对应一个来限定，所述多个第一离散孔位于所述头部表面中并延伸通过所述第一平坦区；

第二平坦区和多个第二导管，所述多个第二导管由对应多个第二离散孔来限定，所述多个第二离散孔位于所述头部表面中并延伸通过所述第二平坦区；以及

第三平坦区和多个第三导管，所述第三平坦区设置在所述第一平坦区和第二平坦区之间并与之相邻，所述多个第三导管由对应多个第三离散孔限定，所述多个第三离散孔位于所述头部表面中并延伸通过所述第三平坦区，其中所述第三导管以相对于所述第三平坦区的第一角度形成，所述第一角度成朝向所述第一导管的角度，所述第一角度在30度至60度之间，其中所述第三离散孔沿后缘形成，

第四平坦区，其设置在所述第一排的与所述第三排相反的侧上，所述第四平坦区在与所述第一平坦区大体上平行的平面中并偏离所述第一平坦区，其中所述第三平坦区在与所述第一平坦区大体上平行的平面中并偏离第一平坦区。

15.一种用于制造近头的方法，包括：

在近头中形成第一室；

在所述近头中形成第二室；

在所述近头中形成第三室；

从头部表面上的第一平坦区到所述第一室形成多个第一导管；

从头部表面上的第二平坦区到所述第二室形成多个第二导管；以及

从头部表面上的第三平坦区到所述第三室形成多个第三导管，其中所述第三导管以相对于所述头部表面的第一角度形成，所述第一角度成朝向所述第一导管的角度，所述第一角度在30度和60度之间。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：

其中所述第三平坦区在与所述第一平坦区大体上平行的平面中并偏离所述第一平坦区。

17.如权利要求15所述的方法，进一步包括：

形成第四平坦区，该第四平坦区在与所述第一平坦区大体上平行的平面中并偏离所述第一平坦区。

18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述近头由单一工件构成。

19.一种用近头处理衬底的方法，包括：

将近头紧靠近衬底表面设置，并置于与所述衬底表面大体上平行的第一平面中；以及

在所述近头的头部表面的第一平坦区和所述衬底表面之间形成弯液面，包括通过多个第一导管向所述头部表面传送液体，所述多个第一导管由所述第一平坦区中的对应的多个第一离散孔来限定；

将真空施加到所述弯液面的后缘，其中所述真空通过多个第三导管从所述弯液面抽拉大体上连续的液体流，所述多个第三导管由位于所述头部表面中的对应的多个第三离散孔限定，其中所述第三导管以相对于所述头部表面的第一角度形成，所述第一角度成朝向所述第一导管的角度，所述第一角度在30度和60度之间，其中，

所述弯液面包括前缘，并且其中，所述头部表面包括第二平坦区，所述第二平坦区在与所述第一平坦区大体上平行的平面中并且偏离所述第一平坦区，其中，所述第二平坦区偏离成比所述第一平坦区更接近所述衬底表面，并且其中，所述弯液面包括形成在所述第二平坦区和所述衬底表面之间的前缘。

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