DE602005002782T2 - Eine Vorrichtung und ein Verfahren um ein Fluidmeniskus herzustellen - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Bearbeiten von Halbleiterwafern und insbesondere Vorrichtungen und Techniken zum effektiveren Aufbringen und Entfernen von Fluiden von der Waferoberfläche unter gleichzeitiger Reduzierung von Verschmutzung und Verringerung der Kosten für die Reinigung der Wafer.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Es ist gut bekannt, dass bei Prozessen für die Herstellung von Halbleiterchips ein Bedarf an der Bearbeitung eines Wafers unter Verwendung von Arbeitsvorgängen wie Ätzen, Reinigen, Trocknen und Plattieren besteht. Bei jedem dieser Art von Arbeitsvorgängen werden typischerweise Flüssigkeiten für die Ätz-, Reinigungs-, Trocken- und Plattiervorgänge entweder aufgebracht oder entfernt.
  • Beispielsweise kann es erforderlich sein, eine Waferreinigung vorzunehmen, wenn ein Fertigungsvorgang durchgeführt wurde, der unerwünschte Rückstände auf der Oberfläche des Wafers hinterlässt. Beispiele für einen derartigen Fertigungsvorgang umfassen Plasmaätzen (z. B. Wolframrückätzen (WEB)) und chemisch-mechanisches Polieren (CMP). Beim CMP wird ein Wafer in einem Halter platziert, der eine Waferoberfläche gegen ein rotierendes Förderband drückt. Dieses Förderband verwendet ein aus Chemikalien und abrasiven Materialien bestehendes Aufschlämmmaterial, um den Poliervorgang durchzuführen. Unglücklicherweise hat dieses Verfahren die Neigung, eine Ansammlung von Aufschlämmmaterialpartikeln und Rückständen auf der Waferoberfläche zu hinterlassen. Wenn unerwünschtes Rückstandsmaterial und Partikel auf dem Wafer verbleiben, können sie unter anderem zu Defekten, wie beispielsweise Kratzern auf der Waferoberfläche, und zu fehlerhaften Reaktionen zwischen metallisierten Elementen führen. In einigen Fällen können derartige Defekte dazu führen, dass Elemente auf dem Wafer nicht mehr funktionsfähig sind. Um unangemessene Kosten für das Wegwerfen von Wafern mit nicht funktionsfähigen Elementen zu vermeiden, ist es daher erforderlich, den Wafer nach der Durchführung von Fertigungsvorgängen, die unerwünschte Rückstände auf der Oberfläche des Wafers hinterlassen, angemessen und effizient zu reinigen.
  • Nachdem ein Wafer einem Nassreinigungsvorgang unterzogen wurde, muss der Wafer effektiv getrocknet werden, um zu verhindern, dass Reste des Wassers oder Reinigungsfluids Rückstände auf dem Wafer hinterlassen. Wenn dem Reinigungsfluid gestattet wird, auf der Waferoberfläche zu verdunsten, was normalerweise passiert, wenn Tröpfchen gebildet werden, verbleiben zuvor in dem Reinigungsfluid gelöste Rückstände oder Kontaminierungen nach dem Verdunsten auf der Waferoberfläche zurück (und bilden beispielsweise Flecken). Um zu verhindern, dass ein Verdunsten stattfindet, muss das Reinigungsfluid so schnell wie möglich entfernt werden, ohne dass es zu einer Tröpfchenbildung auf der Waferoberfläche kommt. Bei Versuchen, dies zu erreichen, wird eine von mehreren unterschiedlichen Trockentechniken angewandt, wie beispielsweise Spintrocknen, IPA oder Marangoni-Trocknen. Jede dieser Trockentechniken verwendet eine Form einer sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht auf einer Waferoberfläche, die, wenn sie ordnungsgemäß aufrechterhalten wird, zu einem Trocknen der Waferoberfläche ohne Ausbildung von Tröpfchen führt. Wenn die sich bewegende Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht jedoch zusammenbricht, was unglücklicherweise bei allen der oben genannten Trockenverfahren oft geschieht, bilden sich Tröpfchen und es kommt zu einer Verdunstung, was zu auf der Oberfläche des Wafers zurückbleibenden Kontaminierungen führt. Die heutzutage am häufigsten verwendete Trockentechnik ist das Schleuder/Spül-Trocknen (SRD).
  • Die 1 zeigt die Bewegung von Reinigungsfluiden auf einem Wafer 10 während eines SRD-Trockenverfahrens. Bei diesem Trockenverfahren wird ein nasser Wafer einer Rotation 14 mit hoher Geschwindigkeit unterzogen. Bei dem SRD-Verfahren wird das zum Reinigen des Wafers verwendete Wasser oder Reinigungsfluid durch Ausnutzung der Zentrifugalkraft von der Mitte des Wafers zum Außenrand des Wafers und schließlich von dem Wafer herunter gezogen, wie von den Fluidrichtungspfeilen 16 gezeigt wird. Wenn das Reinigungsfluid von dem Wafer heruntergezogen wird, bildet sich eine sich bewegende Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht 12 in der Mitte des Wafers und bewegt sich zum Außenrand des Wafers (d. h. der von der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht 12 gebildete Kreis wird größer), wenn der Trockenprozess voranschreitet. Bei dem Beispiel der 1 ist der Innenbereich des von der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht 12 gebildeten Kreises frei von Fluid und der Bereich außerhalb des von der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht 12 gebildeten Kreises enthält das Reinigungsfluid. Wenn der Trockenprozess fortschreitet, nimmt der Innenbereich (der trockene Bereich) der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht 12 daher zu, während der Bereich (der nasse Bereich) außerhalb der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht 12 abnimmt. Wie zuvor erwähnt wurde, können sich Tröpfchen des Reinigungsfluids auf dem Wafer bilden und aufgrund der Verdunstung der Tröpfchen kann es zu einer Kontamination kommen, wenn die sich bewegende Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht 12 zusammenbricht. Es ist daher unbedingt erforderlich, dass die Bildung von Tröpfchen und die anschließende Verdunstung eingeschränkt werden, um Verschmutzungen von der Waferoberfläche fern zu halten. Unglücklicherweise sind die derzeitigen Trockenverfahren bei dem Verhindern des Zusammenbrechens der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzschicht nur teilweise erfolgreich.
  • Zusätzlich hat das SRD-Verfahren Schwierigkeiten beim Trocknen von Waferoberflächen, die hydrophob sind. Es kann schwierig sein, hydrophobe Waferoberflächen zu trocknen, da derartige Oberflächen Wasser und auf Wasser basierende (wässrige) Reinigungslösungen abstoßen. Somit wird, wenn der Trockenprozess voranschreitet und das Reinigungsfluid von der Oberfläche des Wafers heruntergezogen wird, das restliche Reinigungsfluid (wenn es auf einer wässrigen Lösung basiert) von der Waferoberfläche abgestoßen. Als Ergebnis hat das wässrige Reinigungsfluid das Bestreben, mit dem kleinstmöglichen Bereich der hydrophoben Waferoberfläche in Kontakt zu kommen. Als Folge der Oberflächenspannung (d. h. als Ergebnis der molekularen Wasserstoffbindung) hat die wässrige Reinigungslösung zusätzlich das Bestreben, sich zusammenzuballen. Aufgrund der hydrophoben Wechselwirkung und der Oberflächenspannung bilden sich daher in unkontrollierbarer Weise Bällchen (oder Tröpfchen) aus wässrigem Reinigungsfluid auf der hydrophoben Waferoberfläche. Diese Tröpfchenbildung führt zu dem schädlichen Verdunstungsprozess und der vorstehend erläuterten Kontaminierung. Die Beschränkungen des SRD-Verfahrens sind in der Mitte des Wafers, in der die auf die Tröpfchen wirkende Zentrifugalkraft am kleinsten ist, besonders nachteilig. Obwohl das SRD-Verfahren das zur Zeit am häufigsten verwendete Verfahren für das Trocknen von Wafern ist, kann dieses Verfahren folglich Probleme bei der Reduzierung der Tröpfchenbildung des Reinigungsfluids auf der Waferoberfläche haben, insbesondere, wenn es für hydrophobe Waferoberflächen angewendet wird.
  • Zusätzlich gibt es bei anderen Waferbearbeitungsvorgängen, wie beispielsweise Reinigen, Ätzen und Plattieren ebenfalls Probleme bei dem Aufbringen von Fluiden auf den Wafer und dem Entfernen von Fluiden von dem Wafer in einer effizienten Weise, die Kontaminierungen verringert und die Waferausbeute erhöht.
  • Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung, die die Nachteile des Stands der Technik vermeiden, indem die Handhabung und das Aufbringen von Fluiden auf einen Wafer so optimiert werden, dass Anlagerung von Schmutzteilchen reduziert werden. Diese Anlagerungen, wie sie heutzutage oft auftreten, reduzieren die Ausbeute an akzeptablen Wafern und erhöhen die Kosten für die Herstellung von Halbleiterwafern.
  • Weitere Beispiele für Anordnungen gemäß dem Stand der Technik werden offenbart in: Patent Abstracts of Japan, Vol. 2003, Nr. 09, 3. September 2003 (3. 9. 2003) und JP 2003 151048 A (Seiko Epson Corp.), 23. Mai 2003 (23.5.2003). Patent Abstracts of Japan, Vol. 1997, Nr. 02, 28. Februar 1997 (28.2.1997) und JP 08 277486 A (Dainippon Printing Co Ltd), 22. Oktober 1996 (22.10.1996). US-A-5 830 334 (Kobayashi und andere), 3. November 1998 (3.11.1998).
  • Übersicht über die Erfindung
  • Allgemein gesprochen, erfüllt die vorliegende Erfindung diesen Bedarf, indem sie eine Vorrichtung zur Bearbeitung (z. B. Trocknen, Reinigen, Ätzen, Plattieren usw.) eines Substrats zur Verfügung stellt, die in der Lage ist, Fluide auf den Waferoberflächen zu steuern, während gleichzeitig die Kontaminierung der Wafer verringert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus, der auf einem Substrat ausgebildet werden soll, gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats unter Verwendung eines von einem Gehäuse umschlossenen Einsatzstücks gemäß Anspruch 9 vorgesehen.
  • Bei einer Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus, der auf einem Substrat ausgebildet werden soll, vorgesehen, die ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse eine Gehäuseoberfläche aufweist, die in die Nähe einer Oberfläche des Substrats gebracht wird. Das Gehäuse umfasst weiter einen von der Gehäuseoberfläche umgebenen Aufnahmebereich für eine Prozesskonfiguration. Die Vorrichtung umfasst auch ein Einsatzstück für die Prozesskonfiguration, das eine Einsatzstückoberfläche aufweist, wobei das Einsatzstück für die Prozesskonfiguration so ausgebildet ist, dass es in dem Aufnahmebereich für die Prozesskonfiguration des Gehäuses sitzt, so dass die Oberfläche des Einsatzstücks und die Gehäuseoberfläche eine Annäherungsfläche bilden, die in die Nähe der Substratoberfläche des Substrats gebracht werden kann.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats unter Verwendung eines von einem Gehäuse umschlossenen Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration vorgesehen, das das Aufbringen eines ersten Fluids auf eine Oberfläche eines Substrats durch einen ersten Einlass des Gehäuses oder des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration umfasst. Das Verfahren umfasst auch das Aufbringen eines zweiten Fluids auf die Oberfläche des Substrats durch einen zweiten Einlass des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration und das Entfernen des ersten Fluids und des zweiten Fluids von der Oberfläche durch einen Auslass des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats unter Verwendung eines Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration, das in der Lage ist, einen Fluidmeniskus zu erzeugen, wenn es von einem Verteilergehäuse umschlossen ist, vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Erzeugen eines unterschiedlichen Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration, das einen unterschiedlichen Fluidmeniskus erzeugen kann, wenn es von einem Verteilergehäuse umschlossen ist, wobei der unterschiedliche Fluidmeniskus eine Konfiguration aufweist, die sich von der des Fluidmeniskus unterscheidet. Das Verfahren umfasst weiter das Entfernen des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration aus dem Verteilergehäuse und das Einsetzen des zusätzlichen Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration in das Verteilergehäuse. Das Verfahren umfasst auch das Erzeugen des unterschiedlichen Fluidmeniskus auf dem Substrat.
  • Die vorliegende Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Am bemerkenswertesten ist, dass die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren einen Halbleiterwafer effizient bearbeiten können (Trocknen, Reinigen, Ätzen, Plattieren und andere geeignete Arten von Waferbearbeitung, die eine optimale Steuerung des Aufbringens von Fluid und/oder des Entfernens von dem Wafer erfordern), während auf der Oberfläche eines Wafers zurückbleibende unerwünschte Fluide und Verschmutzungen reduziert werden. Folglich können die Waferbearbeitung und -herstellung gesteigert werden und durch die effiziente Waferbearbeitung kann eine höhere Waferausbeute erzielt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine verbesserte Bearbeitung durch den Einsatz von Vakuum bei dem Entfernen von Fluid im Zusammenhang mit dem Zuführen von Behandlungsfluid, das unter Verwendung eines Multimodul-Verteilers, der in jeder beliebigen Art konfiguriert werden kann, indem ein oder mehrere Abschnitte des Verteilers ausgetauscht werden, aufgebracht werden kann.
  • Die durch die oben genannten Kräfte auf einem sich auf der Waferoberfläche befindenden Fluidfilm erzeugten Drücke ermöglichen im Vergleich zu anderen Bearbeitungstechniken ein optimales Aufbringen und/oder Entfernen von Fluid auf die bzw. von der Waferoberfläche bei einer gleichzeitigen erheblichen Verminderung von zurückbleibenden Schmutzteilchen. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung das Aufbringen eines Isopropylalkohol-(IPA-)-Dampfes und von Behandlungsfluiden auf eine Waferoberfläche und das Erzeugen eines Vakuums in der Nähe der Waferoberfläche zu einem im Wesentlichen gleichen Zeitpunkt durchführen. Dies ermöglicht das Erzeugen und die intelligente Steuerung eines Meniskus und die Verringerung der Oberflächenspannung des Wafers an einer Grenzschicht zu dem Behandlungsfluid, wodurch ein optimales Aufbringen und/oder Entfernen von Fluiden von der Waferoberfläche ohne das Zurücklassen von Schmutzteilchen ermöglicht wird. Zusätzlich kann der durch das Zuführen von IPA und Behandlungsfluiden und das Ableiten von Fluiden erzeugte Meniskus an der Oberfläche des Wafers entlang geführt werden, um den Wafer zu bearbeiten.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform können unterschiedliche Einsatzstücke für die Prozesskonfiguration für unterschiedliche Arten von Waferbearbeitungsvorgängen verwendet werden oder es können alternativ unterschiedliche Einsatzstücke für die Prozesskonfiguration für einen bestimmten Waferbearbeitungsvorgang verwendet werden, wenn unterschiedliche Konfigurationen des Meniskus erwünscht sind. Bei einer derartigen Ausführungsform können unterschiedliche Einsatzstücke für die Prozesskonfiguration unterschiedliche Größen/Formen von Menisken bilden, um ein optimales Erzeugen einer bestimmten Größe/Form des Meniskus für einen bestimmten Waferbearbeitungsvorgang zu ermöglichen.
  • Zusätzlich kann der Meniskus geformt werden, indem eine Membran an der Grenzschicht zu dem Annäherungskopf verwendet wird, die das Zuführen von Fluid zu bestimmten Bereichen des sich auf der Waferoberfläche bildenden Fluidmeniskus verhindert. Durch das Blockieren des Transports von Fluiden in bestimmte Bereiche des Annäherungskopfes können daher Bereiche des Meniskus eliminiert werden, so dass der Meniskus zu einer speziellen Form konfiguriert werden kann, die für einen bestimmten Waferbearbeitungsvorgang optimal ist. In Abhängigkeit von dem gewünschten Arbeitsvorgang und der erforderlichen Meniskuskonfiguration können daher unterschiedliche Anzahlen und Formen der Grenzschichtmembran für jeden geeigneten Bereich des Annäherungskopfes verwendet werden, um bestimmte Fluidwege zu blockieren, was zu unterschiedlichen Konfigurationen des Meniskus führt.
  • Darüber hinaus kann die Grenzschichtmembran die Aufbauzeit zum Herstellen eines gewünschten Verteilers reduzieren. Die Grenzschichtmembran kann daher einen schnellen Aufbau von Versuchsapparaten und -verfahren ermöglichen und aufgrund der Möglichkeit, die von einer bestimmten Annäherungskopf/Verteilerkonstruktion erzeugte Meniskuskonfiguration schnell zu ändern, Tests und Datenaufzeichnungen in Echtzeit gestatten. Als Ergebnis kann die Grenzschichtmembran auch schnelles Entwerfen, Aufbauen und Prüfen von unterschiedlichen Bearbeitungsfenstern (z. B. mit verschiedenen Größen, Formen und Abmessungen) des Verteilers ermöglichen.
  • Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor, die in beispielhafter Weise die Prinzipien der Erfindung erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende genaue Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung problemlos verstanden werden. Um diese Beschreibung zu vereinfachen, sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt die Bewegung von Reinigungsfluiden auf einem Wafer während eines SRD-Trockenprozesses.
  • 2 zeigt ein Waferbearbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt einen Annäherungskopf gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der einen Waferbearbeitungsvorgang durchführt.
  • 4A zeigt einen Waferbearbeitungsvorgang, der mit einem Annäherungskopf gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
  • 4B zeigt eine Seitenansicht der beispielhaften Annäherungsköpfe zur Verwendung bei einem dualen Waferoberflächen-Bearbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt einen Multimodul-Annäherungskopf gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6A zeigt ein Gehäusemodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6B zeigt ein Einsatzstück für die Prozesskonfiguration gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6C zeigt ein Abdeckungsmodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7A zeigt eine Unteransicht des Abdeckungsmoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7B zeigt eine Unteransicht des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7C zeigt eine Unteransicht des Gehäusemoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 zeigt eine Seitenansicht des Multimodul-Annäherungskopfes, die Fluiddurchlässe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 9A zeigt einen universell verwendbaren Verteiler mit einer Grenzschichtmembran gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9B zeigt eine Unteransicht des universell verwendbaren Verteilers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9C zeigt eine Explosionsansicht von unten eines universell verwendbaren Verteilers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9D zeigt eine Explosionsansicht von oben eines universell verwendbaren Verteilers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10A zeigt eine Anwendung von Grenzschichtmembranen bei einem universell verwendbaren Verteiler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10B zeigt eine Anwendung einer Grenzschichtmembran zwischen einer Verteilerabdeckung und einem Verteilerkopf gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 10C zeigt eine Grenzschichtmembran, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an dem Verteilerkopf angebracht wurde.
  • 10D zeigt eine Grenzschichtmembran, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Bearbeitungsfläche des Verteilerkopfes angebracht wurde.
  • 11 zeigt ein Waferbearbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12A zeigt einen Annäherungskopf gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der einen Waferbearbeitungsvorgang durchführt.
  • 12B zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Annäherungskopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12C zeigt ein Einlass/Auslassanordnungsmuster eines Annäherungskopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12D zeigt ein anderes Einlass/Auslassanordnungsmuster eines Annäherungskopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12E zeigt ein weiteres Einlass/Auslassanordnungsmuster eines Annäherungskopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Genaue Beschreibung
  • Es wird eine Erfindung für Verfahren und Vorrichtungen zum Bearbeiten eines Substrats offenbart. In der folgenden Beschreibung werden viele spezifische Einzelheiten erläutert, um für ein umfassendes Verstehen der vorliegenden Erfindung zu sorgen. Es ist für einen Fachmann jedoch selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung ohne einige oder alle dieser besonderen Einzelheiten ausgeführt werden kann. In anderen Fällen sind gut bekannte Verfahrensschritte nicht im Einzelnen beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
  • Obwohl diese Erfindung anhand von einigen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte zur Kenntnis genommen werden, dass ein Fachmann sich beim Lesen der vorhergehenden Beschreibung und beim Studium der Zeichnung verschiedene Änderungen, Zusätze, Austauschmöglichkeiten und Entsprechungen vorstellen kann. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle Änderungen, Zusätze, Austauschmöglichkeiten und Entsprechungen umfasst, soweit sie in den zutreffenden Sinn und Umfang der Erfindung fallen.
  • Die nachfolgenden Figuren zeigen Ausführungsformen eines beispielhaften Waferbearbeitungssystems, das Multimodul-Annäherungsköpfe und Grenzschichtmembranen verwendet, um eine spezielle Form, Größe und Anordnung eines Fluidmeniskus zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform kann die hier verwendete Technologie als Meniskus/Vakuum/IPA-Dampf-(MIVIV)-Technologie bekannt sein. Diese Technologie kann verwendet werden, um jede geeignete Art von Waferbearbeitung durchzuführen, wie beispielsweise Meniskus/Vakuum/IPA-Dampf-Trocknen (MVIVD), Meniskus/Vakuum/IPA-Dampf-Reinigen (MVIVC), Meniskus/Vakuum/IPA-Dampf-Ätzen (MVIVE), Meniskus/Vakuum/IPA-Dampf-Plattieren (MVIVP) usw. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass das System beispielhaft ist und dass jede andere geeignete Konfigurationsart verwendet werden kann, die eine Bewegung des (der) Annäherungskopfes (-köpfe) in die unmittelbare Nähe zu dem Wafer ermöglicht, verwendet werden kann. In den gezeigten Ausführungsformen kann (können) sich der (die) Annäherungskopfe (-köpfe) linear von einem mittleren Bereich des Wafers zu dem Rand des Wafers bewegen. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können, bei denen sich der (die) Annäherungskopfe (-köpfe) linear von einem Rand des Wafers zu einem diametral gegenüberliegenden Rand des Wafers bewegen oder bei denen andere nichtlineare Bewegungen verwendet werden, wie beispielsweise eine radiale Bewegung, eine kreisförmige Bewegung, eine spiralförmige Bewegung, eine Zickzack-Bewegung, eine zufällige Bewegung usw. Zusätzlich kann die Bewegung jedes geeignete von einem Anwender gewünschte spezielle Bewegungsprofil haben. Zusätzlich kann der Wafer bei einer Ausführungsform gedreht und der Annäherungskopf auf eine lineare Weise bewegt werden, so dass der Annäherungskopf alle Bereiche des Wafers bearbeiten kann. Es versteht sich ferner von selbst, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können, bei denen der Wafer nicht gedreht wird, sondern der Annäherungskopf so ausgebildet ist, dass er sich in einer Weise über den Wafer bewegt, die es ermöglicht, alle Bereiche des Wafers zu bearbeiten. Zusätzlich können der hier beschriebene Annäherungskopf und das Waferbearbeitungssystem verwendet werden, um jede Form und Größe von Substraten zu bearbeiten, wie beispielsweise 200 mm-Wafer, 300 mm-Wafer, flache Platten usw. Das Bearbeitungssystem kann so konfiguriert werden, dass es für jede geeignete Bearbeitung (z. B. Plattieren, Ätzen, Reinigen, Trocknen usw.) des Wafers in Abhängigkeit von der Konfiguration des Systems verwendet werden kann. Bei noch einer anderen Ausführungsform können Megaschallwellen zusammen mit dem Fluidmeniskus verwendet werden, um die Waferbearbeitung zu verbessern. Ein Fluidmeniskus kann zusammen mit einem Annäherungskopf gestützt und bewegt (z. B. auf, hinunter von oder über einen Wafer) werden.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass das hier beschriebene System lediglich beispielhafter Natur ist und dass der Multimodul-Annäherungskopf und der eine oder mehrere Grenzschichtmembranen verwendende Annäherungskopf in jedem geeigneten System, wie beispielsweise in den hier beschriebenen Systemen, Verwendung finden kann. Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass durch die Verwendung von entweder austauschbaren Einsatzstücken für die Prozesskonfiguration und/oder Grenzschichtmembranen die Konfiguration/Form/Größe/Anordnung des Meniskus verändert werden kann. Bei einer Ausführungsform können unterschiedliche Einsatzstücke für die Prozesskonfiguration unterschiedliche Konfigurationen der Einlässe und Auslässe haben, wodurch Menisken mit unterschiedlichen Formen und Größen an unterschiedlichen Stellen erzeugt werden, wenn der Annäherungskopf in Betrieb ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann (können) die Grenzschichtmembran(en) an einem Annäherungskopf in Durchlässen oder an Stellen angeordnet werden, durch die das Fluid strömt. Auf diese Weise können Teile des Meniskus in bestimmten Bereichen des Annäherungskopfes, die einer bestimmten Form/Größe/Anordnung der Grenzschichtmembranen) entsprechen, eliminiert oder bezüglich ihrer Abmessungen vergrößert werden. Daher können Teile des Meniskus entfernt oder vergrößert werden, um eine anwenderspezifische Meniskusform, -größe oder -anordnung zu erhalten. Durch die Verwendung von Grenzschichtmembranen mit unterschiedlichen Formen/Größen an einer Fläche des Annäherungskopfes und/oder in den Bereichen der Fluideinlässe oder -durchlässe des Annäherungskopfes können daher Menisken mit unterschiedlichen Größen und Formen in unterschiedlichen Bereichen mit einer einzigen Art von Annäherungskopf erzeugt werden.
  • Die 2 zeigt ein Waferbearbeitungssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 100 umfasst Rollen 102a und 102b zum Halten und/oder Drehen eines Wafers, um zu ermöglichen, dass die Waferoberflächen bearbeitet werden. Das System 100 umfasst auch Annäherungsköpfe 106a und 106b, die bei einer Ausführungsform an einem oberen Arm 104a bzw. einem unteren Arm 104b befestigt sind. Bei einer Ausführungsform können die Annäherungsköpfe 106a und/oder 106b Multimodul-Annäherungsköpfe sein, die unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 in weiteren Einzelheiten beschrieben werden. Wie hier beschrieben wurde, umfasst der Begriff "Multimodul-Annäherungskopf" einen Annäherungskopf, der aus einer oder mehreren Komponenten besteht. Der Annäherungskopf kann jede geeignete Vorrichtung sein, die einen Fluidmeniskus erzeugen kann. Bei einer anderen Ausführungsform können die Annäherungsköpfe 106a und/oder 106b Annäherungsköpfe mit einer oder mehreren Grenzschichtenmembranen sein, wie unter Bezugnahme auf die 9A bis 10C näher erläutert werden wird. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann der eine der Annäherungsköpfe 106a und 106b ein Multimodul-Annäherungskopf sein, während der andere der Annäherungskopf ist, der die eine oder mehreren Grenzschichtmembranen verwendet. Der obere Arm 104a und der untere Arm 104b können Teil einer Anordnung sein, die eine im Wesentlichen lineare Bewegung der Annäherungsköpfe 106a und 106b entlang des Radius des Wafers ermöglicht. Bei noch einer anderen Ausführungsform können sich die Annäherungsköpfe 106a und 106b in jeder geeigneten, vom Anwender festgelegten Weise bewegen.
  • Bei einer Ausführungsform sind die Arme 104 so ausgebildet, dass sie den Annäherungskopf 106a über dem Wafer und den Annäherungskopf 106b unter dem Wafer in unmittelbarer Nähe zu dem Wafer halten. Dies kann beispielsweise bei einer Ausführungsform erreicht werden, indem der obere Arm 104a und der untere Arm 104b vertikal beweglich sind, so dass, wenn die Annäherungsköpfe horizontal in eine Stellung gebracht worden sind, um die Waferbearbeitung zu beginnen, die Annäherungsköpfe 106a und 106b vertikal in eine Stellung in unmittelbarer Nähe zu dem Wafer gebracht werden können. Bei einer anderen Ausführungsform können die Arme 104a und 104b so ausgebildet sein, dass sie die Annäherungsköpfe 106a und 106b an einer Stelle in Betrieb nehmen, an der ein Meniskus vor der Bearbeitung erzeugt wird, so dass der bereits zwischen den Annäherungsköpfen 106a und 106b erzeugte Meniskus von einem Randbereich eines Wafers 108 aus auf die zu bearbeitende Waferoberfläche bewegt werden kann. Daher können der obere Arm 104a und der untere Arm 104b in jeder Weise ausgebildet sein, die geeignet ist, die Annäherungsköpfe 106a und 106b so zu bewegen, dass die hier beschriebene Waferbearbeitung ermöglicht wird. Es sollte auch zur Kenntnis genommen werden, dass das System 100 in jeder geeigneten Weise konfiguriert werden kann, solange der (die) Annäherungskopf(köpfe) in unmittelbare Nähe zu dem Wafer gebracht werden kann (können), um einen Meniskus zu erzeugen und zu steuern. Es ist selbstverständlich, dass die unmittelbare Nähe jeder geeignete Abstand zum Wafer sein kann, mit dem sich ein Meniskus aufrechterhalten lässt. Bei einer Ausführungsform können die Annäherungsköpfe 106a und 106b (und jeder andere hier beschriebene Annäherungskopf) mit einem Abstand von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 10 mm zum Wafer angeordnet werden, um den Fluidmeniskus auf der Waferoberfläche zu erzeugen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die Annäherungsköpfe 106a und 106b (und jeder andere hier beschriebene Annäherungskopf) mit einem Abstand von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2,0 mm zum Wafer angeordnet werden, um den Fluidmeniskus auf der Waferoberfläche zu erzeugen und bei einer bevorzugteren Ausführungsform können die Annäherungsköpfe 106a und 106b (und jeder andere hier beschriebene Annäherungskopf) mit einem Abstand von ungefähr 1,5 mm zum Wafer angeordnet werden, um den Fluidmeniskus auf der Waferoberfläche zu erzeugen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Systems 100 sind die Arme 104, so ausgebildet, dass die Annäherungsköpfe 106a und 106b von bearbeiteten Bereichen des Wafers in unbearbeitete Bereiche des Wafers bewegt werden können. Es sollte bemerkt werden, dass die Arme 104 in jeder geeigneten Weise bewegt werden können, die eine Bewegung der Annäherungsköpfe 106a und 106b zum wunschgemäßen Bearbeiten des Wafers ermöglicht. Bei einer Ausführungsform können die Annäherungskopfträgeranordnung 104 von einem Motor angetrieben werden, um die Annäherungsköpfe 106a und 106b auf der Oberfläche des Wafers entlang zu bewegen. Es ist selbstverständlich, dass, obwohl das Waferbearbeitungssystem 100 mit den Annäherungsköpfen 106a und 106b dargestellt ist, jede geeignete Anzahl von Annäherungsköpfen verwendet werden kann, wie beispielsweise 1, 2, 3, 4, 5, 6 usw. Die Annäherungsköpfe 106a und/oder 106b des Waferbearbeitungssystems 100 können auch jede geeignete Größe oder Form aufweisen, wie beispielsweise bei jedem der hier beschriebenen Annäherungsköpfe gezeigt ist. Die hier beschriebenen unterschiedlichen Konfigurationen erzeugen einen Fluidmeniskus zwischen dem Annäherungskopf und dem Wafer. Der Fluidmeniskus kann über den Wafer bewegt werden, um den Wafer zu bearbeiten, indem Fluid auf die Waferoberfläche aufgebracht und die Fluide von der Oberfläche entfernt werden. Daher kann auf diese Weise in Abhängigkeit von den auf den Wafern aufgebrachten Fluiden ein Reinigungs-, Trocken-, Ätz- und/oder Plattiervorgang durchgeführt werden. Daher können die Annäherungsköpfe 106a und 106b jede der hier gezeigten zahlreichen Arten von Konfigurationen oder andere Konfigurationen aufweisen, die die hier beschriebenen Arbeitsvorgänge ermöglichen. Es sollte auch bemerkt werden, dass das System 100 eine Seite des Wafers oder sowohl die obere Fläche als auch die untere Fläche des Wafers bearbeiten kann.
  • Zusätzlich zu dem Bearbeiten der oberen und/oder der unteren Fläche des Wafers kann das System 100 auch so konfiguriert werden, dass eine Seite des Wafers durch einen Prozess (z. B. Ätzen, Reinigen, Trocknen, Plattieren usw.) bearbeitet wird und die andere Seite des Wafers unter Verwendung des gleichen Prozesses oder einer anderen Prozessart bearbeitet wird, indem unterschiedliche Arten von Fluiden aufgebracht und entfernt werden oder indem ein unterschiedlich konfigurierter Meniskus verwendet wird.
  • Der Wafer 108 kann von den Rollen 102a und 102b in jeder geeigneten Anordnung gehalten und gedreht werden, solange die Anordnung es ermöglicht, einen ausgewählten Annäherungskopf in unmittelbarer Nähe zu einem Teil des Wafers 108, der bearbeitet werden soll, zu platzieren. Bei einer Ausführungsform können sich die Rollen 102a und 102b im Uhrzeigersinn drehen, um den Wafer 108 in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Es ist selbstverständlich, dass die Rollen in Abhängigkeit von der gewünschten Drehung des Wafers entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden können. Bei einer Ausführungsform dient die von den Rollen 102a und 102b auf den Wafer 108 ausgeübte Drehung zum Bewegen eines Waferbereichs, der noch nicht bearbeitet wurde, in die unmittelbare Nähe zu den Annäherungsköpfen 106a und 106b. Die Drehung selbst trocknet jedoch weder den Wafer noch bewegt sie Fluid auf den Waferoberflächen zum Rand des Wafers. Daher werden bei einem beispielhaften Bearbeitungsvorgang die unbearbeiteten Bereiche des Wafers den Annäherungsköpfen 106a und 106b sowohl durch die lineare Bewegung der Annäherungsköpfe 106a und 106b als auch durch die Drehung des Wafers 108 vorgelegt. Der Arbeitsvorgang selbst kann von mindestens einem der Annäherungsköpfe durchgeführt werden. Folglich dehnen sich bei einer Ausführungsform bearbeitete Bereiche des Wafers 108 von einem mittleren Bereich in Richtung auf den Randbereich des Wafers 108 mit einer spiralförmigen Bewegung aus, wenn der Bearbeitungsvorgang fortschreitet. Bei einer anderen Ausführungsform dehnen sich die bearbeiteten Bereiche des Wafers 108 von einem Randbereich des Wafers 108 in Richtung auf den mittleren Bereich des Wafers mit einer spiralförmigen Bewegung aus, wenn die Annäherungsköpfe 106a und 106b vom Außenrand des Wafers 108 zur Mitte des Wafers 108 bewegt werden.
  • Es ist selbstverständlich, dass die Annäherungsköpfe 106a und 106b bei einem beispielhaften Bearbeitungsvorgang konfiguriert werden können, um den Wafer 108 zu trocknen, zu reinigen, zu ätzen und/oder zu plattieren. Bei einer beispielhaften Ausführungsform eines Trockenvorgangs kann der mindestens eine von ersten Einlässen (auch als DIW-Einlass bezeichnet) konfiguriert werden, um deionisiertes Wasser (DIW) zuzuführen, der mindestens eine von zweiten Einlässen (auch als IPA-Einlass bezeichnet) kann konfiguriert werden, um Isopropylalkohol (IPA) in Dampfform enthaltendes N2-Trägergas zuzuführen und der mindestens eine Auslass (auch als Vakuumauslass bezeichnet) kann konfiguriert werden, um Fluide aus einem Bereich zwischen dem Wafer und einem bestimmten Annäherungskopf zu entfernen, indem ein Vakuum angelegt wird. Es sollte bemerkt werden, dass, obwohl IPA-Dampf bei einigen der beispielhaften Ausführungsformen verwendet wird, es möglich ist, jede andere Art von Dampf, wie beispielsweise Stickstoff, jeder geeignete Alkoholdampf, organische Zusammensetzungen, flüchtige Chemikalien usw., die mit Wasser mischbar sein können, zu verwenden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform eines Reinigungsvorgangs kann das DIW gegen eine Reinigungslösung ausgetauscht werden. Eine beispielhafte Ausführungsform eines Ätzvorgangs kann durchgeführt werden, indem das DIW durch ein Ätzmittel ersetzt wird. Bei einer zusätzlichen Ausführungsform kann ein Plattieren wie hier beschrieben durchgeführt werden, indem ein Behandlungsfluid und eine für einen Plattiervorgang konfigurierte Ausführung des Annäherungskopfes verwendet wird. Zusätzlich können in Abhängigkeit von dem gewünschten Bearbeitungsvorgang andere Arten von Fluide durch den ersten Einlass und den zweiten Einlass zugeführt werden.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die auf einer Fläche des Annäherungskopfes angeordneten Einlässe und Auslässe jede beliebige Konfiguration haben können, solange ein stabiler Meniskus, so wie hier beschrieben wurde, verwendet werden kann. Bei einer Ausführungsform kann der mindestens eine N2/IPA-Dampfeinlass dem mindestens einem Vakuumauslass benachbart angeordnet sein, der seinerseits wiederum dem mindestens einen Behandlungsfluideinlass benachbart ist, um eine IPA-Vakuum-Behandlungsfluid-Anordnung zu bilden. Es sollte bemerkt werden, dass andere Arten von Anordnungen, wie beispielsweise IPA-Behandlungsfluid-Vakuum, Behandlungsfluid-Vakuum-IPA, Vakuum-IPA-Behandlungsfluid usw. verwendet werden können, was von den gewünschten Waferbearbeitungen und dem Typ des Waferbearbeitungsmechanismus, der verbessert werden soll, abhängig ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die IPA-Vakuum-Behandlungsfluid-Anordnung verwendet werden, um den sich zwischen einem Annäherungskopf und einem Wafer befindenden Meniskus intelligent und kraftvoll zu erzeugen, zu steuern und zu bewegen, um Wafer zu bearbeiten. Die Behandlungsfluideinlässe, die N2/IPA-Dampfeinlässe und die Vakuumauslässe können in jeder geeigneten Weise angeordnet werden, wenn die oben genannte Anordnung beibehalten wird. Bei einer zusätzlichen Ausführungsform können beispielsweise zusätzlich zu dem N2/IPA-Dampfeinlass, dem Vakuumauslass und dem Behandlungsfluideinlass weitere Sätze von IPA-Dampfauslässen, Behandlungsfluideinlässen und/oder Vakuumauslässen in Abhängigkeit von der gewünschten Konfiguration des Annäherungskopfes vorgesehen sein. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die genaue Konfiguration der IPA-Vakuum-Behandlungsfluid-Anordnung in Abhängigkeit von der Anwendung abgeändert werden kann. Beispielsweise kann der Abstand zwischen den Positionen von IPA-Einlass, Vakuum und Behandlungsfluideinlass verändert werden, so dass die Abstände einheitlich oder auch nicht einheitlich sind. Zusätzlich können sich die Abstände zwischen IPA-Einlass, Vakuum und Behandlungsfluideinlass bezüglich ihrer Größe unterscheiden, was von der Größe, der Form und der Konfiguration des Annäherungskopfes 106a und der gewünschten Größe eines Bearbeitungsmeniskus (d. h. Meniskusform und -größe) abhängig ist. Zusätzlich können weitere beispielhafte IPA-Einlass-, Vakuum- und Behandlungsfluideinlass-Anordnungen gefunden werden, wie hier beschrieben wird.
  • Bei einer Ausführungsform können die Annäherungsköpfe 106a und 106b in unmittelbarer Nähe zu einer oberen Fläche bzw. einer unteren Fläche des Wafers 108 platziert werden und die IPA- und DIW-Einlässe und einen Vakuumauslass (-auslässe) verwenden, um in Kontakt mit dem Wafer 108 stehende Waferbearbeitungs-Menisken zu erzeugen, die in der Lage sind, die obere Fläche und die untere Fläche des Wafers 108 zu bearbeiten. Der Waferbearbeitungs-Meniskus kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Beschreibung erzeugt werden. Im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt, an dem IPA und Behandlungsfluid zugeführt werden, kann ein Vakuum in unmittelbarer Nähe zu der Waferoberfläche angelegt werden, um den IPA-Dampf, das Behandlungsfluid und/oder die Fluide zu entfernen, die sich auf einer Waferoberfläche befinden können. Es sollte bemerkt werden, dass, obwohl IPA bei der beispielhaften Ausführungsform verwendet wird, jede andere geeignete Art von Dampf verwendet werden kann, wie beispielsweise Stickstoff, jeder geeignete Alkoholdampf, organische Zusammensetzungen, Hexanol, Ethylglykol, Aceton usw., die mit Wasser mischbar sein können. Es sollte bemerkt werden, dass jeder geeignete Alkoholdampf jede geeignete Art von Alkohol enthalten kann. Es sollte bemerkt werden, dass jeder geeignete Alkohol jede geeignete kohlenstoffbasierte Chemikalie mit einer Hydroxylgruppe, die an ein gesättigtes Kohlenstoffatom gebunden ist, sein kann. Diese Fluide sind auch als die Oberflächenspannung reduzierende Fluide bekannt. Der Teil des Behandlungsfluids, der sich in dem Bereich zwischen dem Annäherungskopf und dem Wafer befindet, ist der Meniskus. Es sollte beachtet werden, dass sich der Begriff "Auslass", wie er hier verwendet wird, auf das Entfernen von Fluid aus einem Bereich zwischen dem Wafer 108 und einem bestimmten Annäherungskopf beziehen kann und der Begriff "Einlass" kann das Zuführen von Fluid zu dem Bereich zwischen dem Wafer 108 und dem bestimmten Annäherungskopf sein.
  • Die 3 zeigt einen Annäherungskopf 106 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der einen Waferbearbeitungsvorgang durchführt. Bei einer Ausführungsform bewegt sich der Annäherungskopf 106, während er sich in unmittelbarer Nähe zu einer oberen Fläche 108a des Wafers 108 befindet, um einen Waferbearbeitungsvorgang durchzuführen. Es sollte bemerkt werden, dass der Nahkopf 106 ebenfalls verwendet werden kann, um eine untere Fläche 108b des Wafers 108 zu bearbeiten (d. h. zu reinigen, zu trocknen, zu plattieren, zu ätzen usw.). Bei einer Ausführungsform dreht sich der Wafer 108, so dass der Annäherungskopf 106 an dem Kopfmechanismus entlang in linearer Weise bewegt werden kann, während die obere Fläche 108a bearbeitet wird. Durch Aufbringen von IPA 310 durch den Einlass 302, Anlegen von Vakuum 312 durch den Auslass 304 und Aufbringen von Behandlungsfluid 314 durch den Einlass 306 kann der Meniskus 116 erzeugt werden. Es sollte bemerkt werden, dass die Anordnung der Einlässe/Auslässe gemäß 3 lediglich beispielhafter Natur ist und dass jede geeignete Anordnung, die einen stabilen Fluidmeniskus erzeugen kann, wie beispielsweise die hier beschriebenen Anordnungen, für die Einlässe/Auslässe verwendet werden kann.
  • Die 4A zeigt einen Waferbearbeitungsvorgang, der mit einem Annäherungskopf 106a gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann. Obwohl in der 4A gezeigt ist, dass eine obere Fläche 108a bearbeitet wird, sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Waferbearbeitung in im Wesentlichen der gleichen Weise an der unteren Fläche 108b des Wafers 108 durchgeführt werden kann. Bei einer Ausführungsform kann der Einlass 302 verwendet werden, um Isopropylalkoholdampf (IPA-Dampf) in Richtung auf eine obere Fläche 108a des Wafers 108 zuzuführen und der Einlass 306 kann verwendet werden, um ein Behandlungsfluid in Richtung auf die obere Fläche 108a des Wafers 108 zuzuführen. Zusätzlich kann der Auslass 304 verwendet werden, um ein Vakuum in einem Bereich in unmittelbarer Nähe zu der Waferoberfläche anzulegen, um Fluid oder Dampf zu entfernen, das/der sich auf oder in der Nähe der oberen Fläche 108a befinden könnte. Wie oben beschrieben wurde, sollte beachtet werden, dass jede geeignete Kombination aus Einlässen und Auslässen verwendet werden kann, solange der Meniskus 116 erzeugt werden kann. Der IPA kann in jeder geeigneten Form vorliegen, wie beispielsweise als IPA-Dampf, wobei IPA in Dampfform unter Verwendung eines N2-Gases zugeführt wird. Ferner kann jedes geeignete Fluid für die Bearbeitung des Wafers (z. B. Reinigungsfluid, Trocknungsfluid, Ätzfluid, Plattierungsfluid usw.) verwendet werden, das die Waferbearbeitung ermöglicht oder verbessert. Bei einer Ausführungsform wird ein IPA-Zustrom 310 über den Einlass 302 zugeführt, ein Vakuum 312 kann über den Auslass 304 angelegt werden und ein Behandlungsfluid 314 kann über den Einlass 306 zugeführt werden. Wenn sich ein Fluidfilm auf dem Wafer 108 befindet, kann daher ein erster Fluiddruck auf die Waferoberfläche durch den IPA-Zustrom 310 und ein zweiter Fluiddruck auf die Waferoberfläche durch den Behandlungsfluid-Zustrom 314 ausgeübt werden, während ein dritter Fluiddruck von dem Vakuum 312 ausgeübt wird, um das Behandlungsfluid, den IPA und den Fluidfilm von der Waferoberfläche zu entfernen.
  • Bei einer Ausführungsform wird daher, wenn der Behandlungsfluid-Zustrom 314 und der IPA-Zustrom 310 auf eine Waferoberfläche gerichtet werden, Fluid (sofern vorhanden) auf der Waferoberfläche mit dem Behandlungsfluid-Zustrom 314 vermischt. Zu diesem Zeitpunkt trifft der auf die Waferoberfläche gerichtete Behandlungsfluid-Zustrom 314 auf den IPA-Zustrom 310. Der IPA bildet eine Grenzschicht 118 (auch als IPA/Behandlungsfluid-Grenzschicht 118 bekannt) zu dem Behandlungsfluid-Zustrom 314 und trägt zusammen mit dem Vakuum 312 zu dem Entfernen des Behandlungsfluid-Zustroms 314 zusammen mit jedem anderen Fluid von der Oberfläche des Wafers 108 bei. Bei einer Ausführungsform reduziert die IPA/Behandlungsfluid-Grenzschicht 118 die Oberflächenspannung des Behandlungsfluids. Beim Betrieb wird das Behandlungsfluid auf die Waferoberfläche aufgebracht und fast sofort zusammen mit auf der Waferoberfläche vorhandenem Fluid durch das von dem Auslass 304 ausgeübte Vakuum entfernt. Das Behandlungsfluid, das auf die Waferoberfläche aufgebracht wird und zusammen mit jeglichem auf der Waferoberfläche vorhandenem Fluid einen Moment in dem Bereich zwischen einem Annäherungskopf und der Waferoberfläche verbleibt, bildet einen Meniskus 116, wobei die Begrenzungen des Meniskus 116 die IPA/Behandlungsfluid-Grenzschichten 118 sind. Der Meniskus 116 besteht daher aus einem konstanten Fluidstrom, der auf die Oberfläche aufgebracht und im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt zusammen mit jeglichem auf der Waferoberfläche vorhandenem Fluid entfernt wird. Das nahezu sofortige Entfernen des Behandlungsfluids von der Waferoberfläche verhindert die Bildung von Fluidtröpfchen im Bereich der Waferoberfläche, die getrocknet wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass Verschmutzungen auf dem Wafer 108 zurückbleiben, wenn das Behandlungsfluid seinen Zweck in Abhängigkeit von dem Bearbeitungsvorgang (z. B. Ätzen, Reinigen, Trocknen, Plattieren usw.) erfüllt hat, verringert wird. Der Druck (der von der Strömungsrate des IPA verursacht wird) des nach unten gerichteten Einspritzens von IPA trägt auch zur Aufrechterhaltung des Meniskus 116 bei.
  • Die Strömungsrate des IPA enthaltenden N2-Trägergases trägt dazu bei, ein Verschieben oder Drücken des Behandlungsfluids aus dem Bereich zwischen dem Annäherungskopf und der Waferoberfläche hinaus und in die Auslässe 304 (Vakuumauslässe), durch die die Fluide von dem Annäherungskopf abgeführt werden können, hinein zu bewirken. Es wird bemerkt, dass das Verschieben des Behandlungsfluidstroms keine Voraussetzung des Verfahrens ist, jedoch verwendet werden kann, um die Steuerung der Abgrenzung des Meniskus zu optimieren. Wenn daher der IPA und das Behandlungsfluid in die Auslässe 304 hineingezogen werden, ist die Abgrenzung, die die IPA/Behandlungsfluid-Grenzschicht 118 bildet, keine kontinuierliche Abgrenzung, da Gas (z. B. Luft) zusammen mit den Fluiden in die Auslässe 304 hineingezogen wird. Bei einer Ausführungsform ist der Zustrom zu den Auslässen 304 diskontinuierlich, wenn das Vakuum der Auslässe 304 das Behandlungsfluid, den IPA und die Fluide von der Waferoberfläche anzieht. Diese Diskontinuität des Zustroms ist analog einem Ansaugen von Fluid und Gas durch einen Strohhalm, wenn ein Vakuum auf eine Kombination aus Fluid und Gas ausgeübt wird.
  • Wenn sich der Annäherungskopf 106a bewegt, bewegt sich der Meniskus folglich zusammen mit dem Annäherungskopf und der zuvor von dem Meniskus belegte Bereich wurde durch die Bewegung der IPA/Behandlungsfluid-Grenzschicht 118 getrocknet. Es ist selbstverständlich, dass jede geeignete Anzahl von Einlässen 302, Auslässen 304 und Einlässen 306 in Abhängigkeit von der Konfiguration der Vorrichtung und der gewünschten Größe und Form des Meniskus verwendet werden kann. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Flüssigkeits-Strömungsraten und die Vakuum-Strömungsraten so gewählt, dass der gesamte Flüssigkeitszustrom in den Vakuumauslass kontinuierlich ist, so dass kein Gas in den Vakuumauslass hineinströmt.
  • Es sollte bemerkt werden, dass jede geeignete Strömungsrate für N2/IPA, das Behandlungsfluid und das Vakuum verwendet werden kann, solange der Meniskus 116 aufrechterhalten werden kann. Bei einer Ausführungsform beträgt die Strömungsrate des Behandlungsfluids durch einen Satz Einlässe 306 zwischen ungefähr 25 ml pro Minute bis ungefähr 3.000 ml pro Minute. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Strömungsrate des Behandlungsfluids durch den Satz Einlässe 306 ungefähr 800 ml pro Minute. Es ist selbstverständlich, dass die Strömungsrate der Fluide in Abhängigkeit von der Größe des Annäherungskopfes variieren kann. Bei einer Ausführungsform kann ein größerer Kopf eine höhere Fluid-Strömungsrate aufweisen als kleinere Annäherungsköpfe. Dies kann geschehen, weil größere Annäherungsköpfe bei einer Ausführungsform mehr Einlässe 302 und 306 und mehr Auslässe 304 haben.
  • Bei einer Ausführungsform beträgt die Strömungsgeschwindigkeit des N2/IPA-Dampfes durch einen Satz der Einlässe 302 ungefähr 1 Liter pro Minute (SLPM) bis ungefähr 100 SLPM Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Strömungsgeschwindigkeit des IPA ungefähr 6 bis 20 SLPM.
  • Bei einer Ausführungsform beträgt die Strömungsgeschwindigkeit für das Vakuum durch einen Satz der Auslässe 304 ungefähr 10 Normalkubikfuß (1 Normalkubikfuß ~ 28,32 Liter) pro Stunde (SCFH) bis ungefähr 1.250 SCFH. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Strömungsgeschwindigkeit für ein Vakuum durch den Satz Auslässe 304 ungefähr 350 SCFH. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Durchflussmesser verwendet werden, um die Strömungsrate des N2/IPA, des Behandlungsfluids und des Vakuums zu messen.
  • Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass jede geeignete Art von Waferbearbeitungsvorgang unter Verwendung des Meniskus in Abhängigkeit von dem verwendeten Behandlungsfluid durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann ein Reinigungsfluid wie beispielsweise SC-1, SC-2 usw. als Behandlungsfluid verwendet werden, um einen Waferreinigungsvorgang durchzuführen. In ähnlicher Weise können unterschiedliche Fluide verwendet werden und es ist möglich, ähnliche Einlass/Auslass-Konfigurationen zu verwenden, so dass der Waferbearbeitungs-Meniskus den Wafer auch ätzen oder plattieren kann. Bei einer Ausführungsform können Ätzfluide wie beispielsweise HF, eine EKC-Fertiglösung, Kaliumhydroxid (KOH) usw. zum Ätzen des Wafers verwendet werden. Bei einer anderen Ausführungsform können Plattierungsfluide wie beispielsweise Kupfersulfat, Goldchlorid, Silbersulfat usw. im Zusammenhang mit dem Zuführen von Elektrizität verwendet werden.
  • Die 4B zeigt eine Seitenansicht der beispielhaften Annäherungsköpfe 106a und 106b zur Verwendung bei einem dualen Waferoberflächen-Bearbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform kann der Meniskus 116 durch Verwendung von Einlässen 302 und 306 zum Zuführen von N2/IPA bzw. Behandlungsfluid zusammen mit dem Auslass 304 zum Bereitstellen eines Vakuums erzeugt werden. Zusätzlich kann auf der Seite des Einlasses 306 gegenüberliegend der Seite des Einlasses 302 ein Auslass 304 vorgesehen sein, um Behandlungsfluid zu entfernen und den Meniskus 116 intakt zu halten. Wie oben erläutert wurde, können die Einlässe 302 und 306 bei einer Ausführungsform für den IPA-Zustrom 310 bzw. den Behandlungsfluid-Zustrom 314 verwendet werden, während der Auslass 304 zum Anlegen eines Vakuums 312 verwendet werden kann. Bei noch weiteren Ausführungsformen können die Annäherungsköpfe 106a und 106b eine Konfiguration aufweisen, wie sie hier gezeigt wurde. Jede geeignete Oberfläche, die in Kontakt mit dem Meniskus 116 kommt, wie beispielsweise die Waferflächen 108a und 108b des Wafers 108, kann durch die Bewegung des Meniskus 116 zur Oberfläche und von ihr weg getrocknet werden.
  • Die 5 bis 8 zeigen einen Multimodul-Annäherungskopf, der eine Anzahl von Modulen (oder Teilen) aufweisen kann, aus denen der Kopf besteht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Multimodul-Annäherungskopf ein austauschbares Teil umfassen, das als Einsatzstück für die Prozesskonfiguration bezeichnet wird. Durch Entfernen des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration und Einsetzen eines anderen Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration mit einem unterschiedlichen Anordnungsmuster von Einlässen und Auslässen kann die von dem Annäherungskopf erzeugte Meniskuskonfiguration für den gewünschten Waferbearbeitungsvorgang geändert und angepasst werden. In Abhängigkeit von dem gewünschten Waferbearbeitungsvorgang können daher bei einer Ausführungsform unterschiedliche Arten von Prozesskonfigurationsmodulen für unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge verwendet werden, währen das gleiche Gehäusemodul verwendet wird, das das Einsatzstück für die Prozesskonfiguration beherbergt. Daher kann ein einziges Waferbearbeitungssystem unterschiedliche Arten von Menisken für unterschiedliche Waferbearbeitungsvorgänge erzeugen, indem ein bestimmtes Einsatzstück für die Prozesskonfiguration für einen Arbeitsvorgang verwendet wird und dann ein unterschiedliches Einsatzstück für die Prozesskonfiguration für einen anderen Arbeitsvorgang eingesetzt wird.
  • Die 5 zeigt einen Multimodul-Annäherungskopf 106' gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer Ausführungsform umfasst der Multimodul-Annäherungskopf 106' ein Gehäusemodul 401, ein Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration und ein Abdeckungsmodul 405. Das Gehäusemodul 401, das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration und das Abdeckungsmodul 405 können aus jedem geeigneten Material bestehen, das mit den Behandlungsfluiden kompatibel ist, wie beispielsweise Kunststoff, Metall, Polymer, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyetheretherketon (PEEK) usw. Bei einer Ausführungsform sind das Gehäusemodul 401, das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration und das Abdeckungsmodul 405 aus PVDF hergestellt. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass das Gehäusemodul 401, das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration und das Abdeckungsmodul 405 jeweils aus dem gleichen Material oder alternativ aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein können.
  • Das Gehäusemodul 401 kann so konfiguriert sein, dass eine Einsatzstückoberfläche (die jeweils mindestens einen in dem Einsatzstück für die Prozesskonfiguration 403 angeordneten Einlass 302, 306 und einen Auslass 304 umfasst) des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration 403 in das Gehäusemodul 401 eingesetzt werden kann, um eine Annäherungsfläche 407 zu bilden, in der sowohl die Einlässe 302 und 306 als auch die Auslässe 304 angeordnet sind. Das Gehäusemodul 401 wird unter Bezugnahme auf die 6A in näheren Einzelheiten beschrieben, während das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration und die Einsatzstückoberfläche unter Bezugnahme auf die 6B näher beschrieben werden.
  • Wie nachstehend beschrieben ist, kann das Gehäusemodul 401 so konfiguriert sein, dass es mindestens einen Einlass (wie beispielsweise den Einlass 302) aufweist, über den IPA/N2-Dampf auf die Oberfläche des Wafers 108 aufgebracht werden kann. Wenn das Gehäusemodul 401 den Einlass 302 umfasst, kann das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration einen Einlass, wie beispielsweise den Einlass 306, der ein Behandlungsfluid aufbringen kann, und einen Auslass, wie beispielsweise den Auslass 304, der den IPA/N2 und das Behandlungsfluid von der Oberfläche des Wafers 108 entfernen kann, umfassen. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Gehäusemodul 401 keinerlei Einlässe oder Auslässe, während das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration sowohl die Einlässe 302 und 306 als auch die Auslässe 304 umfasst.
  • In Abhängigkeit von der Konfiguration des Gehäuses 401 kann das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration allein die zum Erzeugen eines dynamischen Fluidmeniskus erforderlichen Einlässe/Auslässe aufweisen, während bei anderen Ausführungsformen einige der Einlässe/Auslässe in dem Gehäuse angeordnet sein können, während andere Einlässe/Auslässe in dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration angeordnet sind. Hieraus ergibt sich, dass das Gehäuse 401 und das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration in jeder geeigneten Weise konfiguriert werden können, bei der die Kombination des Gehäuses 401 mit dem Einsatzstück 403 einen dynamischen Fluidmeniskus erzeugen können. Zusätzlich können das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration und das Gehäuse 401 so konfiguriert werden, dass das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration gegen ein anderes Einsatzstück für die Prozesskonfiguration mit einer unterschiedlichen Einlass/Auslass-Anordnung ausgetauscht werden kann, so dass ein unterschiedlich geformter und/oder dimensionierter Meniskus erzeugt werden kann.
  • Daher kann das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration bei einer Ausführungsform gegen ein anderes Einsatzstück für die Prozesskonfiguration mit einer unterschiedlichen Einlass/Auslass-Anordnung in dem Fall ausgetauscht werden, dass eine andere Konfiguration des Meniskus erwünscht ist. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit von dem Prozess (z. B. Reinigen, Trocknen, Ätzen, Plattieren usw.) ein bestimmtes Einsatzstück für die Prozesskonfiguration mit speziellen Einlass/Auslass-Konfigurationen verwendet werden. Folglich muss bei einer Ausführungsform nur das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration in dem Verteiler 106' (die hier beschriebenen Verteiler sind auch als Annäherungsköpfe bekannt) ausgetauscht werden, wenn eine unterschiedliche Konfiguration des Meniskus erwünscht ist. Hieraus ergibt sich, dass der Multimodul-Verteiler 106' problemlos umkonfiguriert werden kann, um eine unterschiedliche Meniskuskonfiguration zu erzeugen, indem das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration ausgewechselt wird.
  • Das Abdeckungsmodul 405 kann sowohl an dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration als auch an dem Gehäuse 401 angebracht werden, um den Multimodul-Annäherungskopf 106' zu bilden. Bei einer Ausführungsform umfasst das Abdeckungsmodul eine Öffnung 540, um das Behandlungsfluid in das Multimodul 106' einleiten zu können. Das Abdeckungsmodul 405 kann auch Befestigungsöffnungen umfassen, die sich durch das Abdeckungsmodul 405 erstrecken können, so dass Vorrichtungen, wie zum Beispiel ein Bolzen, eine Schraube usw., in das Abdeckungsmodul 405 und das Gehäusemodul 401 (oder, in Abhängigkeit von der Befestigungsöffnung, in das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration) eingeführt werden können, so dass der Multimodul-Annäherungskopf 106' das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration umschließt. Es sollte bemerkt werden, dass die Befestigungsöffnungen in jeder geeigneten Weise erzeugt werden können, wie beispielsweise durch Bohren, Fräsen usw. Das Abdeckungsmodul 405 wird unter Bezugnahme auf die 6C in näheren Einzelheiten beschrieben.
  • Bei einer speziellen Ausführungsform kann der Multimodul-Annäherungskopf 106 mindestens einen der Einlässe 302, mindestens einen der Einlässe 306 und mindestens einen der Auslässe 304 umfassen. Wie oben beschrieben wurde, kann bei einer Ausführungsform der eine Einlass 302 IPA/N2 in einen Bereich zwischen dem Multimodul-Annäherungskopf 106' und einer Oberfläche eines Substrats, wie beispielsweise des Wafers 108, einbringen, wie oben beschrieben wurde. Wie ebenfalls oben beschrieben wurde, sollte beachtet werden, dass andere flüchtige Fluide in Dampfform einschließlich solcher, die mit Wasser mischbar sind, die Oberflächenspannung des wässrigen Fluids herabsetzen können.
  • Bei einer Ausführungsform können die Einlässe in Abhängigkeit von dem Arbeitsvorgang, für den der Multimodul-Annäherungskopf verwendet wird, eine oder mehrere verschiedene Fluide zuführen. Bei einer Ausführungsform, bei der der Multimodul-Annäherungskopf 106' zum Trocknen verwendet wird, kann DIW durch die Einlässe 306 in den Bereich zwischen dem Multimodul-Annäherungskopf 106' und einem Substrat, wie beispielsweise den Wafer 108, eingebracht werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Reinigungsfluid, wie beispielsweise SC-1, SC-2 usw., durch die Einlässe 306 in den Bereich zwischen dem Multimodul-Annäherungskopf 106 und einem Substrat, wie beispielsweise den Wafer 108, eingebracht werden. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann für einen Ätzvorgang ein Ätzfluid, wie beispielsweise HF, durch die Einlässe 306 in den Bereich zwischen dem Multimodul-Annäherungskopf 106 und einem Substrat, wie beispielsweise den Wafer 108, eingebracht werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann für einen Plattiervorgang ein Plattierungsfluid durch die Einlässe 306 in den Bereich zwischen dem Multimodul-Annäherungskopf 106' und einem Substrat, wie beispielsweise den Wafer 108, eingebracht werden. Daher kann der Multimodul-Annäherungskopf 106' durch eine Änderung der Prozesskonfiguration und/oder eine Änderung des Behandlungsfluids verwendet werden, um jeden geeigneten Waferbearbeitungsvorgang durchzuführen, bei dem eine Steuerung des Behandlungsfluids erwünscht ist.
  • Bei einer Ausführungsform kann ein Teil des Multimodul-Annäherungskopfes 106' die Annäherungsfläche 407 vorzugsweise als erhöhten Bereich 409, in dem die Einlässe 302 und 306 sowie die Auslässe 304 ausgebildet sind, umfassen. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass der erhöhte Bereich 409 gegenüber einer umgebenden Oberfläche 413 in jedem geeigneten Ausmaß erhöht werden kann, solange sich der innerhalb des erhöhten Bereichs 409 erzeugte Meniskus nicht durch die Oberflächenspannung an die umgebende Oberfläche 413 anlagern kann. Bei einer Ausführungsform kann der Meniskus durch den Bereich mit den erhöht angeordneten Einlässen 302 und 306 sowie Auslässen 304 besser gehandhabt werden. Die bessere Handhabbarkeit kann erzielt werden, weil die keine Einlässe und Auslässe aufweisende Oberfläche des Multimodul-Annäherungskopfes 106' weiter entfernt von dem Oberflächenbereich des Multimodul-Annäherungskopfes 106' mit den Einlässen und Auslässen angeordnet sein kann. Daher ist die den Meniskus umgebende Oberfläche des Multimodul-Annäherungskopfes 106' weniger anfällig gegenüber einer Anlagerung des Meniskus aufgrund seiner Oberflächenspannung.
  • Bei noch einer anderen Ausführungsform kann der Multimodul-Annäherungskopf 106' an der Stelle des erhöhten Bereichs 409 statt eines höher liegenden Bereichs einen vertieften Bereich aufweisen, so dass der Bereich mit den Einlässen und Auslässen weiter entfernt von der Waferoberfläche angeordnet werden kann als die umgebende Oberfläche des Multimodul-Annäherungskopfes 106'. Bei einer derartigen Ausführungsform müssen die Einlässe 302 nicht notwendigerweise einen Fluidmeniskus erzeugen, da der Meniskus in dem Bereich mit der Vertiefung gehalten wird.
  • Zusätzlich ermöglicht das hier beschriebene Montageverfahren die Verwendung von verschiedenen Materialien für jede Komponente oder von Materialien, die nicht verklebt oder verschmolzen werden können, um die endgültige Baugruppe zu bilden. Bei einer Ausführungsform können mehrere Komponenten Befestigungsöffnungen aufweisen, um das Verschrauben von verschiedenen Materialien zu ermöglichen. Das Verfahren ermöglicht eine breitere Auswahl von chemisch kompatiblen Materialien, die verwendet werden können, um die Wünsche bezüglich des Prozesses zu erfüllen. Zusätzlich bietet das Verfahren die Möglichkeit, einzelne Komponenten gegen alternative Konfigurationen auszutauschen. Dies kann die Strömungs- und Zufuhreigenschaften des gewünschten Prozesses optimieren.
  • Die 6A zeigt ein Gehäusemodul 401 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass das Gehäusemodul 401 jede geeignete Konfiguration aufweisen kann, die es ermöglicht, das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration in das Gehäusemodul 401 einzusetzen. Bei einer Ausführungsform hat das Gehäusemodul 401 ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei es eine Öffnung in der ersten Fläche des ersten Endes und in der zweiten Fläche des zweiten Endes gibt. Das Gehäusemodul kann auch eine innere Öffnung aufweisen, die mit den Öffnungen in der ersten Fläche und in der zweiten Fläche verbunden ist. Bei einer derartigen Ausführungsform kann das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration so von der inneren Öffnung umschlossen sein, das sich die Oberfläche des Einsatzstücks in der Öffnung der ersten Fläche befindet. Obwohl beispielhafte Konfigurationen des Gehäusemoduls 401 gezeigt werden, sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Konfiguration des Gehäusemoduls in Abhängigkeit von der Konfiguration des Einsatzstücks 403 für die Prozesskonfiguration unterschiedlich sein kann. Wenn das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration eine rechteckige Konfiguration hat, kann der Durchlass in dem Gehäusemodul 401 rechteckig sein, um das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration aufzunehmen.
  • Bei einer Ausführungsform kann das Gehäusemodul 401 eine Öffnung in einer Seite und eine Öffnung in der gegenüberliegenden Seite mit einem sich zwischen ihnen erstreckenden Durchlass aufweisen. Bei einer Ausführungsform umfasst das Gehäusemodul 401 mindestens einen Einlass 302. Daher kann bei dieser Konfiguration, wie oben beschrieben wurde, der mindestens eine Einlass 302 IPA/N2-Dampf oder eine andere geeignete Art von Dampf zuführen, um das Erzeugen einer Meniskusgrenzschicht zwischen dem Fluid und der Atmosphäre des Bearbeitungsumfelds zu unterstützen.
  • Das Gehäusemodul 401 kann auch eine Zuführung 411 umfassen, in die das zu dem mindestens einen Einlass 302 zu befördernde Fluid eingeleitet wird. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass das Gehäusemodul 401 in jeder geeigneten Weise konfiguriert werden kann, die den Transport von Fluid von der Zuführung 411 zu dem mindestens einen Einlass 302 ermöglicht. Bei einer Ausführungsform kann ein Durchlass in dem Gehäusemodul 401 ausgearbeitet sein, der die Zuführung 411 und den mindestens einen Einlass 302 verbindet. Das Gehäusemodul 401 kann auch eine Öffnung 404 umfassen, die zum Aufnehmen einer Einsatzfläche des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration ausgebildet ist.
  • Die 6B zeigt ein Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sollte beachtet werden, dass das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration jede geeignete Konfiguration von Einlässen und Auslässen aufweisen kann, so dass bei einer Kombination mit dem Gehäuse 401 der Fluidmeniskus erzeugt werden kann. Bei einer Ausführungsform umfasst das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration mindestens einen Einlass 306 und mindestens einen Auslass 304. Das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration kann auch eine Rippe 440 aufweisen, die verhindert, dass das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration zu tief in das Gehäusemodul 401 eingesetzt wird. Das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration kann weiter einen eingerückten Abschnitt 420 umfassen. Der eingerückte Abschnitt 420 kann vorgesehen sein, um einen Einsatzstückabschnitt 410 zu schaffen, der einen größeren Umfang als der eingerückte Abschnitt 420 hat. Das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration kann auch eine Basis 430 umfassen, die aus einem Teil des Einsatzstücks 403 für die Prozesskonfiguration besteht, der sich unterhalb des eingerückten Abschnitts 420 befindet. Das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration kann den mindestens einen Einlass 306 und den mindestens einen Auslass 304 in einer Einsatzfläche 413 aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann der Auslass 304 mit einem Durchlass (Durchlässen) verbunden sein, der (die) in dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration ausgebildet ist (sind) und sich von einem Ende des Abschnitts 410 zu dem anderen Ende des Einsatzstückabschnitts 410 erstreckt (erstrecken), so dass Fluid von einer Seite des Einsatzstückabschnitts 410 zu der anderen Seite strömen kann. Der Einlass 306 kann mit einem Durchlass (Durchlässen) verbunden sein, der (die) in dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration ausgebildet ist (sind) und sich von der Einsatzfläche 413 zu einer Öffnung in der Basis 430 erstreckt (erstrecken). Daher kann Fluid, das von dem mindestens einen Einlass 306 zugeführt werden soll, von der Öffnung in der Basis 430 aufgenommen und durch einen Durchlass (Durchlässe) innerhalb des Einsatzstücks 403 für die Prozesskonfiguration befördert werden, um den mindestens einen Einlass 306 zu erreichen. Die Basis 430 kann eine Öffnung (Öffnungen)/Durchlass (Durchlässe) umfassen, durch die/den Fluide zu und von dem Abdeckungsmodul 405 strömen können.
  • Die 6C zeigt ein Abdeckungsmodul 405 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer Ausführungsform umfasst das Abdeckungsmodul 405 O-Ringe 470 und 490 sowie einen Fluiddurchlass 480 und Befestigungsöffnungen 460 und 446. Der O-Ring 470 kann ausgebildet sein, um den Fluiddurchlass 480 abzudichten (wenn das Abdeckungsmodul 405, das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration und das Gehäusemodul 401 miteinander verbunden wurden, um den Multimodul-Annäherungskopf 106' zu bilden), so dass Fluid aus dem Fluiddurchlass 480 nicht in andere Bereiche des Multimodul-Annäherungskopfes 106' auslaufen kann. Bei einer Ausführungsform kann der O-Ring 470 eine Dichtung bereitstellen, so dass Fluid von dem Durchlass 480 zu einem Durchlas 564 (der unter Bezugnahme auf die 7B beschrieben ist) strömen kann, ohne dass es zu einem Auslaufen von Fluid in andere Bereiche des Multimodul-Annäherungskopfes 106' kommt. Der O-Ring 490 kann verwendet werden, um einen Innenraum 574 (der unter Bezugnahme auf die 7C beschrieben ist) abzudichten, so dass sich in dem Innenraum 574 befindendes Fluid nicht aus dem Multimodul-Annäherungskopf 106' auslaufen kann.
  • Bei einer Ausführungsform können die Befestigungsöffnungen 460 konfiguriert sein, um das Gehäuse 401 mit der Abdeckung 405 zu verbinden. Zusätzlich können die Befestigungsöffnungen 460 so ausgebildet sein, dass Bolzen verwendet werden können, um die Abdeckung 405 mit dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration zu verbinden. Es sollte beachtet werden, dass jede geeignete Art oder Konfiguration von Befestigungsöffnungen verwendet werden kann, um das Gehäuse 401, das Einsatzstück 403 und die Abdeckung 405 miteinander zu verbinden.
  • Die Befestigungsöffnungen 446 können konfiguriert sein, um die Abdeckung 405 mit dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration zu verbinden. Zusätzlich können die Befestigungsöffnungen 446, wie die Befestigungsöffnungen 460, so ausgebildet sein, dass Bolzen verwendet werden können, um die Abdeckung 405 mit dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration zu verbinden.
  • Die 7A zeigt eine Unteransicht eines Abdeckungsmoduls 405 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer Ausführungsform umfasst das Abdeckungsmodul 405 Befestigungsöffnungen 530 und 520. Die Öffnungen 530 können so ausgebildet sein, dass sie durch das Abdeckungsmodul 405 von einer Seite zur der anderen Seite hindurchgehen, wodurch bei einer Ausführungsform ermöglicht wird, dass das Abdeckungsmodul 405 mit dem Gehäuse 401 durch Bolzen oder andere Befestigungselemente verbunden wird. Die Öffnungen 520 können ebenfalls so ausgebildet sein, dass sie durch das Abdeckungsmodul 405 von einer Seite zur der anderen Seite hindurchgehen, wodurch bei einer Ausführungsform ermöglicht wird, dass das Abdeckungsmodul 405 mit dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration durch Bolzen oder andere Befestigungselemente verbunden wird. Es sollte bemerkt werden, dass jede geeignete Anzahl und/oder Art von Öffnungen verwendet werden kann, um die verschiedenen Teile des Multimodulverteilers 106' zu verbinden. Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass nicht unbedingt Löcher verwendet werden müssen, sondern dass jede geeignete Art zum Verbinden der verschiedenen Module verwendet werden kann, wie beispielsweise Kleben, Schweißen usw.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst das Abdeckungsmodul 405 auch eine Zufuhröffnung 540, durch die Fluid zugeführt und durch den Fluiddurchlass 480 (in 4c gezeigt) transportiert werden kann. Bei einer Ausführungsform kann das Abdeckungsmodul 405 konfiguriert sein, um einen in ihm ausgebildeten Durchlass aufzuweisen, so dass Fluid von der Zufuhröffnung 540 zu dem Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration transportiert werden kann, das dann das Fluid zu dem mindestens einen Einlass 306 auf der Einsatzstückoberfläche befördern kann.
  • Das Abdeckungsmodul 405 kann auch Befestigungsöffnungen 510 aufweisen, durch die ein Arm durch Verschrauben oder andere geeignete Befestigungselemente an dem Abdeckungsmodul 405 befestigt werden kann.
  • Die 7B zeigt eine Unteransicht des Einsatzstücks 403 für die Prozesskonfiguration gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer Ausführungsform kann das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration Befestigungsöffnungen 560 aufweisen. Das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration und das Abdeckungsmodul 405 können befestigt werden, indem ein Befestigungselement, wie beispielsweise ein Bolzen, durch die Befestigungsöffnungen 520 in dem Abdeckungsmodul 405 in die Befestigungsöffnungen 560 des Einsatzstücks 403 für die Prozesskonfiguration eingesetzt wird.
  • Das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration kann auch einen Durchlass 564 umfassen, der Fluid aus dem Durchlass 480 (wie in 6C gezeigt ist) erhält. Bei einer Ausführungsform kann sich der Durchlass 564 durch das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration zu den Einlässen 306 erstrecken. Daher kann Fluid von dem Durchlass 480 über den Durchlass 564 zu den Einlässen 306 strömen.
  • Die 7C zeigt eine Unteransicht des Gehäusemoduls 401 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer Ausführungsform umfasst das Gehäusemodul 401 eine Zuführung 406, die mindestens einen Einlass 302 mit Fluid versorgen kann. Bei einer Ausführungsform ist ein Durchlass (sind Durchlässe) in dem Gehäusemodul 401 ausgebildet, der (die) die Zuführung 406 und den mindestens einen Einlass 302 verbindet (verbinden). Daher können Fluid und/oder Dampf durch die Zuführung 406 in das Gehäusemodul 401 eingeleitet werden. Das Fluid kann dann durch das Gehäusemodul 401 zu dem mindestens einen Einlass 302 befördert werden, der das beförderte Fluid in einen Bereich zwischen dem Gehäusemodul 401 und dem Wafer 108 einbringen kann, um das Erzeugen und Aufrechterhalten eines stabilen Fluidmeniskus zu unterstützen, der durch das dem Wafer 108 über die Einlässe 302 und 306 zugeführte Fluid und das durch die Auslässe 304 von dem Wafer 108 entfernte Fluid erzeugt werden kann.
  • Zusätzlich kann das Gehäusemodul 401 einen Innenraum 574 umfassen, der das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration beherbergen kann. Bei einer Ausführungsform wird die Seite des Einsatzstücks 403 für die Prozesskonfiguration mit dem Einsatzstückabschnitt 410 (wie in 7B und 6B gezeigt ist) in die innere Öffnung des Gehäuses 401 eingesetzt. Auf diese Weise kann das Einsatzstück 403 für die Prozesskonfiguration von dem Gehäuse 401 umschlossen werden, so dass die sich ergebende Konstruktion in der Lage ist, einen Fluidmeniskus zu bilden, wie hier erläutert wurde.
  • Die 8 zeigt eine Seitenansicht des Multimodul-Annäherungskopfes 106', die Fluiddurchlässe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bei einer Ausführungsform umfasst der Multimodul-Annäherungskopf 106' das Abdeckungsmodul 405, das eine Öffnung 504 aufweist, durch die Fluid über einen inneren Durchlass (innere Durchlässe) zu dem Einlass 306 befördert werden kann. Der Multimodul-Annäherungskopf 106' kann eine Öffnung 408 umfassen, die die Einlässe 302 mit IPA/N2 versorgen kann. An die Auslässe 304 kann ein Vakuum angelegt werden, um Fluide von der Waferoberfläche zu entfernen, wenn der Multimodul-Annäherungskopf 106' in Betrieb ist.
  • Die 9A zeigt einen universell verwendbaren Verteiler 606 mit einer Grenzschichtmembran 602 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass der universell verwendbare Verteiler 606 auch als Annäherungskopf mit den hier beschriebenen Konfigurationen und Funktionsweisen bekannt sein kann. Bei einer Ausführungsform kann der universell verwendbare Verteiler 606 einen Verteilerkopf 610 und eine Verteilerabdeckung 608 umfassen. Bei einer Ausführungsform kann der Verteilerkopf 610 des universell verwendbaren Verteilers 606 (der auch als Annäherungskopf bekannt sein kann) eine Annäherungsfläche 612 umfassen, die Einlässe 302 und 306 sowie Auslässe 304 umfasst. Die Einlässe 302 und 306 sowie die Auslässe 304 können jede geeignete Konfiguration aufweisen, die eine bestimmte Meniskuskonfiguration erzeugen kann. Der erzeugte Meniskus kann dann auf einen bestimmten Waferbearbeitungsvorgang zugeschnitten werden, da die Grenzschichtmembran 602 an jeder beliebigen Stelle des universell verwendbaren Verteilers 606 angebracht werden kann, um den Fluidstrom zum und/oder vom Meniskus zu ändern.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Grenzschichtmembran 602 so an dem universell verwendbaren Verteiler 606 angebracht werden, dass einige bestimmte Einlässe 302 und 306 sowie Auslässe 304 kein Fluid befördern. Diese Steuerung des Fluidstroms zu und von dem Meniskus unter Verwendung der Grenzschichtmembran 602 mit einer bestimmten Größe, Form und/oder Anordnung kann den Meniskus in eine bestimmte Größe und Form bringen. Daher kann der Verteilerkopf 610 ein "Universal"-Verteiler sein, was bedeutet, dass eine Konfiguration des Verteilerkopfes 610 mit jeder geeigneten Einlass/Auslass-Anordnung verwendet werden kann, solange eine oder mehrere Grenzschichtmembranen 602 verwendet werden können, um die Form/Größe des Meniskus zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann die Grenzschichtmembran 602 eine Schicht aus jedem geeigneten Material sein, das zumindest teilweise das Strömen von Fluid unterbinden kann, wie beispielsweise MYLAR oder ein ähnlicher thermoplastischer Film, technische Kunststoffe, Kapton-Band (Polyimid-Band) usw. Die Grenzschichtmembran 602 kann mit dem Verteilerkopf 610 verleimt, verschweißt oder verklebt werden, um eine Fläche mit einem Lochmuster und Merkmalen zu schaffen, die die Form und Größe des prozessspezifischen "Bearbeitungsfensters" (z. B. der Meniskuskonfiguration) bestimmt. Bei einer Ausführungsform kann die Meniskuskonfiguration getestet werden und wenn eine Fehlfunktion auftritt oder diese Meniskuskonfiguration nicht erwünscht ist, kann die Grenzschichtmembran 602 entfernt und durch eine unterschiedliche Membran ersetzt werden, so dass der universell verwendbare Verteiler 606 beibehalten und wiederverwendet wird. Dieses Vorgehen kann wiederholt werden, bis das/die gewünschte Bearbeitungsfenster/Meniskuskonfiguration erzielt wurde.
  • Es ist auch selbstverständlich, dass die Grenzschichtmembran 602 an jeder Stelle innerhalb des universell verwendbaren Verteilers 606 angebracht werden kann, die geeignet ist, die Konfiguration des von dem universell verwendbaren Verteiler 606 erzeugten Meniskus zu ändern. Daher kann (können) in Abhängigkeit von der gewünschten Verwendung des Meniskus und der gewünschten Konfiguration eine oder mehrere Grenzschichtmembran(en) an einer oder mehreren Stellen innerhalb des universell verwendbaren Verteilers 606 angebracht werden, um die gewünschte(n) Meniskuskonfiguration(en) zu erhalten.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Grenzschichtmembran 602 zwischen dem Verteilerkopf 610 und der Verteilerabdeckung 608 angebracht werden, wobei Fluiddurchlässe zu bestimmten Einlässen/Auslässen blockiert werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Grenzschichtmembran 602 an dem Verteilerkopf 610 an einer Seite angebracht werden, an der die Einlässe 302 und 306 und die Auslässe 304 angeordnet sind. Bei noch einer anderen Ausführungsform können eine oder mehrere Grenzschichtmembranen 602 zwischen dem Verteilerkopf 610 und der Verteilerabdeckung 608 und auf der Fläche des Verteilerkopfes 610, die die Einlässe 302 und 306 und den Auslass 304 aufweist, verwendet werden. Auf diese Weise können unterschiedliche Typen der Meniskuskonfiguration unter Verwendung eines einzigen Universalverteilers erzielt werden.
  • Die 9B zeigt eine Unteransicht des universell verwendbaren Verteilers 606 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer Ausführungsform kann der universell verwendbare Verteiler 606 konfiguriert sein, um Fluid zwischen den Öffnungen in der Verteilerabdeckung 608 und den Einlässen 302 und 306 sowie den Auslässen 304 zu befördern. Zusätzlich kann die Verteilerabdeckung 608 Befestigungslöcher aufweisen, so dass der universell verwendbare Verteiler 606 durch Bolzen (oder jede andere geeignete Art von Befestigungselementen oder -verfahren) an jeder geeigneten Bewegungsvorrichtung, wie beispielsweise dem Arm 104 (wie in 2 gezeigt ist), befestigt werden kann. Es sollte beachtet werden, dass der universell verwendbare Verteiler 606 so konfiguriert werden kann, dass er an jeder Art von Vorrichtung befestigt werden kann, die den universell verwendbaren Verteiler 606 in die unmittelbare Nähe zu einem Substrat bringen kann, so dass das Substrat durch einen gewünschten Arbeitsvorgang (z. B. Reinigen, Trocknen, Plattieren, Ätzen usw.) bearbeitet werden kann.
  • Die 9C zeigt eine Explosionsansicht von unten eines universell verwendbaren Verteilers 606 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer Ausführungsform umfasst der universell verwendbare Verteiler 606 eine Grenzschichtmembran 602, die zwischen der Verteilerabdeckung 608 und dem Verteilerkopf 610 angeordnet ist, und die auf der Annäherungsfläche 612 (wie in 9A und 9D gezeigt ist) angeordnete Grenzschichtmembran 602. Die Grenzschichtmembran 602 und/oder die Grenzschichtmembran 602' können das Strömen von Fluid zu den Einlässen 302 und/oder 306 und/oder das Strömen von Fluid von den auf der Annäherungsschicht 612 angeordneten Auslässen 304 verhindern. Durch das Verhindern des Fluidstroms zu den Einlässen 302 und/oder 306 und des Fluidstroms von den Auslässen 304 kann daher die Form/Größe des Meniskus in einem entsprechenden Bereich (im Verhältnis zu dem Bereich, in dem die Grenzschichtmembran(en) 602/602' angeordnet ist (sind)) zwischen der Annäherungsfläche 612 und dem zu bearbeitenden Substrat/Wafer geändert werden.
  • Folglich kann durch Anordnen der Grenzschichtmembran 602 an bestimmten Stellen die Konfiguration des Meniskus an den gewünschten Prozess angepasst werden. Es sollte bemerkt werden, dass die Grenzschichtmembran 602 verwendet werden kann, um die Meniskuskonfiguration an jeden geeigneten Waferbearbeitungsvorgang, wie beispielsweise Ätzen, Reinigen, Trocknen, Plattieren usw., anzupassen. Folglich kann (können) die Grenzschichtmembran(en) 602 für einen "Universal"-Verteiler verwendet werden, um eine bestimmte Meniskusausbildung zu erzeugen und damit kann die zeitaufwendige Herstellung von neuen Verteilern vermieden werden.
  • Die 9D zeigt eine Explosionsansicht von oben eines universell verwendbaren Verteilers 606 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der universell verwendbare Verteiler 606 kann jeden geeigneten Typ von Grenzschichtmembranen 602' und/oder 602 in jedem geeigneten Bereich des universell verwendbaren Verteilers 606 aufweisen, der in der Lage ist, die Meniskuskonfiguration zu beeinflussen, wenn der universell verwendbare Verteiler 606 in Gebrauch ist. Bei einer Ausführungsform können durch die Verwendung von einer oder mehrere Grenzschichtmembranen Teile des Meniskus, der von dem universell verwendbaren Verteiler 606 gebildet wird, entfernt oder an der Bildung gehindert werden. Daher können ein oder mehrere Bereiche des Meniskus nach Belieben ausgeschnitten oder entfernt werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Größe des Meniskus erhöht werden, wenn Teile der Einlässe 302 und der Auslässe 304 blockiert werden.
  • Die 10A zeigt eine Anwendung von Grenzschichtmembranen 602 und/oder 602' bei einem universell verwendbaren Verteiler 606 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der hier beschriebene universell verwendbare Verteiler 606 kann eine Art von Annäherungskopf sein, der durch die Kombination des Verteilerkopfes 610 mit der Verteilerabdeckung 608 hergestellt wird. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Grenzschichtmembran 602 und/oder 602' in jeder geeigneten Weise an dem universell verwendbaren Verteiler 606 befestigt werden kann. Bei einer Ausführungsform kann die Grenzschichtmembran 602/602 durch einen Klebstoff, wie beispielsweise Loctite 380, Loctite 401, Loctite 4210, Loctite 4212 usw., an dem universell verwendbaren Verteiler 606 befestigt werden.
  • In Abhängigkeit von der erwünschten Konfiguration des von dem universell verwendbaren Verteiler 606 zu erzeugenden Meniskus kann zusätzlich jede geeignete Anzahl und/oder Art von Grenzschichtmembran 602/602' verwendet werden. Obwohl die beispielhafte Grenzschichtmembran 602/602' in der Darstellung eine dreieckige Geometrie aufweist, sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Grenzschichtmembran 602/602' jede geeignete Größe und/oder Form in Abhängigkeit von der gewünschten Form und Größe des von dem universell verwendbaren Verteiler 606 zu erzeugenden Meniskus haben kann. Folglich kann in Abhängigkeit von der Größe, Form und Anordnung der Grenzschichtmembran 602/602' jede geeignete Meniskuskonfiguration erzeugt werden.
  • Es versteht sich von selbst, dass die Grenzschichtmembranen 602 und 602' jede geeignete Dicke haben können, solange die Grenzschichtmembranen 602 und 602' zumindest teilweise verhindern können, dass Fluid durch den zu blockierenden Bereich strömt. Es sollte beachtet werden, dass die Grenzschichtmembranen 602 und 602' auch teilweise durchlässig sein können, wodurch der Strom des Fluids durch den blockierten Bereich vermindert wird.
  • Bei einer Ausführungsform wird die Grenzschichtmembran 602 an einer Fläche des Verteilerkopfes 610 angebracht. Die Fläche des Verteilerkopfes 610 kann die Einlässe und Auslässe zum Zuführen und Entfernen von Fluiden von der Oberfläche eines Substrats aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Grenzschichtmembran 602' in einem Bereich zwischen dem Verteilerkopf 610 und der Verteilerabdeckung 608 angebracht werden. Bei noch einer anderen Ausführungsform können die Grenzschichtmembranen 602 und 602' an dem Verteilerkopf 610 befestigt werden.
  • Die 10B zeigt eine Anwendung einer Grenzschichtmembran 602 zwischen einer Verteilerabdeckung 608 und einem Verteilerkopf 610 gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der in der 10B gezeigten Ausführungsform kann die Grenzschichtmembran 602 an dem Verteilerkopf angebracht werden, um Bereiche des Verteilerkopfes 610 abzudecken, in denen Fluid von der Verteilerabdeckung 608 zu dem Verteilerkopf 610 und in denen Fluid von dem Verteilerkopf 610 zu der Verteilerabdeckung 608 strömen würde. Hierdurch werden die Teile der Fluiddurchlässe, die das Fluid dem Meniskus zuführen und/oder das Fluid von dem Meniskus entfernen, blockiert. Wenn das Fluid von dem Meniskus ferngehalten wird, kann der Abschnitt des Meniskus mit dem reduzierten Fluid kleiner gestaltet werden. Wenn im Gegensatz dazu das Entfernen von Fluid von dem Meniskus blockiert wird, kann die Größe des Meniskus erhöht werden. Wenn die Grenzschichtmembran 602 erst einmal angebracht wurde, können der Verteilerkopf 610 und die Verteilerabdeckung 608 zusammengefügt werden, um den universell verwendbaren Verteiler 106'' zu bilden. Es sollte bemerkt werden, dass der universell verwendbare Verteiler 106'' lediglich in beispielhafter Weise als zweiteilige Vorrichtung dargestellt wurde, und dass der universell verwendbare Verteiler 106'' jede geeignete Anzahl von Teilen umfassen kann, wie beispielsweise 1,2, 3, 4, 5, 6 usw. Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass die Grenzschichtmembran 602 an jeder Stelle angeordnet sein kann, die geeignet ist, den Fluidtransport zu blockieren, und sie kann sich daher auf oder zwischen allen geeigneten Teilen eines mehrteiligen universell verwendbaren Verteilers befinden.
  • Die 10C zeigt eine Grenzschichtmembran 602, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an dem Verteilerkopf 610 angebracht wurde. Die Grenzschichtmembran 602 wurde an dem Verteilerkopf 610 angebracht, so dass mindestens ein Teil des Einlasses/Auslasses, der das Fluid zuführt und von dem Verteilerkopf 610 entfernt, blockiert wird. Daher wird (werden) der (die) Teil(e) des Meniskus, der (die) typischerweise durch den Fluidtransport in diesem Bereich gebildet wird (werden), eliminiert.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Grenzschichtmembran 602 jede geeignete Dicke haben kann, solange die Grenzschichtmembran unbeschädigt bleiben kann und das Fluid davon abhält, in die Durchlässe einzudringen, die von der Membran 602 abgedeckt werden.
  • Die 10D zeigt eine Grenzschichtmembran 602, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Bearbeitungsfläche des Verteilerkopfes 610 angebracht wurde. Bei einer Ausführungsform ist die Grenzschichtmembran 602 so angebracht, dass mindestens ein Teil der Einlässe 302 und 306 und des Auslasses 304, die auf der Bearbeitungsfläche angeordnet sind, bedeckt werden. Es sollte beachtet werden, dass die Bearbeitungsfläche ein Bereich einer Fläche des Verteilerkopfes ist, in dem die Einlässe 302 und 306 sowie der Auslass 304 angeordnet sind.
  • Die folgenden Figuren beschreiben ein beispielhaftes Waferbearbeitungssystem mit einem beispielhaften Annäherungskopf, der einen Fluidmeniskus erzeugen kann. Es sollte zu Kenntnis genommen werden, dass jede geeignete Art von System mit jedem geeigneten Typ eines Annäherungskopfes, der einen Fluidmeniskus erzeugen kann, für die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die hier beschriebenen Verteiler können jede geeignete Konfiguration/Anordnung von Einlässen und/oder Auslässen aufweisen, die den Fluidmeniskus erzeugen kann, wie beispielsweise die Konfigurationen Annäherungsköpfe auf die hier Bezug genommen wird. Zusätzlich können die hier beschriebenen Verteiler auch als Annäherungsköpfe bezeichnet werden.
  • Die 11 zeigt ein Waferbearbeitungssystem 1100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass jede geeignete Art zum Halten und Bewegen des Wafers verwendet werden kann, wie beispielsweise Rollen, Stifte, Platten usw. Das System 1100 kann Rollen 1102a, 1102b und 1102c zum Halten und Drehen eines Wafers umfassen, um zu ermöglichen, dass die Waferoberflächen bearbeitet werden. Das System 1100 kann auch Annäherungsköpfe 106a und 106b, die bei einer Ausführungsform an einem oberen Arm 1104a bzw. einem unteren Arm 1104b befestigt werden können, umfassen. Der obere Arm 1104a und der untere Arm 1104b können Teil einer Annäherungskopf-Trägeranordnung 1104 sein, die eine im Wesentlichen lineare Bewegung der Annäherungsköpfe 106a und 106b entlang des Radius des Wafers ermöglicht. Bei einer Ausführungsform kann die Annäherungskopf-Trägeranordnung 1104 so ausgebildet sein, dass sie den Annäherungskopf 106a über dem Wafer und den Annäherungskopf 106b unter dem Wafer in unmittelbarer Nähe zu dem Wafer hält. Dies kann erreicht werden, indem der obere Arm 1104a und der untere Arm 1104b vertikal beweglich sind, so dass, wenn die Annäherungsköpfe horizontal in eine Stellung gebracht worden sind, um die Waferbearbeitung zu beginnen, die Annäherungsköpfe 106a und 106b vertikal in eine Stellung in unmittelbarer Nähe zu dem Wafer gebracht werden können. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Fluidmeniskus zwischen den beiden Annäherungsköpfen 106a und 106b erzeugt und auf die obere und die untere Fläche des Wafers bewegt werden. Der obere Arm 1104a und der untere Arm 1104b können in jeder geeigneten Weise konfiguriert werden, bei der die Annäherungsköpfe 106a und 106b bewegt werden können, um eine Waferbearbeitung wie hier beschrieben zu ermöglichen. Es sollte beachtet werden, dass das System 1100 in jeder geeigneten Weise konfiguriert werden kann, solange der Annäherungskopf (die Annäherungsköpfe) in unmittelbare Nähe zu dem Wafer gebracht werden kann (können), um auf der Waferoberfläche einen Meniskus zu erzeugen und zu steuern. Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der Annäherungskopf 106 an einem ersten Ende eines Arms angeordnet werden, der sich um eine von dem zweiten Ende des Arms definierte Achse dreht. Bei einer derartigen Ausführungsform kann der Annäherungskopf daher in einem Bogen über die Oberfläche des Wafers geführt werden. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann der Arm mit einer Kombination aus einer Drehbewegung und einer linearen Bewegung bewegt werden. Obwohl hier ein Annäherungskopf 106 für jede Seite des Wafers gezeigt ist, kann auch ein einzelner Annäherungskopf für eine einzige Seite des Wafers verwendet werden. Auf den Seiten, auf denen kein Annäherungskopf 106 verwendet wird, können andere Bearbeitungsprozesse durchgeführt werden, wie beispielsweise ein Schrubben des Wafers mit einer Bürste.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann das System 1100 eine Annäherungskopf-Andockstation umfassen, die eine dem Wafer benachbarte Übergangsfläche aufweist. Bei einer derartigen Ausführungsform kann sich der Wafer zwischen einer Andockstation und der Waferfläche des Wafers hin und her bewegen, während er in einem gesteuerten und kontrollierten Zustand ist. Wiederum kann nur ein Arm mit einem Annäherungskopf verwendet werden, wenn nur eine Seite des Wafers bearbeitet werden soll.
  • Die 12A zeigt einen Annäherungskopf 106 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der einen Waferbearbeitungsvorgang durchführt. Bei einer Ausführungsform bewegt sich der Annäherungskopf 106 während er sich in unmittelbarer Nähe zu der oberen Fläche 108a des Wafers 108 befindet, um den Waferbearbeitungsvorgang durchzuführen. Es sollte beachtet werden, dass der von dem Annäherungskopf 106 auf der Waferoberfläche 108a erzeugte Meniskus 116 in Abhängigkeit von der Art des auf den Wafer 108 aufgebrachten Fluids jeden geeigneten Waferbearbeitungsvorgang durchführen kann, wie beispielsweise Reinigen, Spülen, Trocknen, Ätzen, Plattieren usw. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass der Annäherungskopf 106 ebenfalls verwendet werden kann, um die untere Fläche 108b des Wafers 108 zu bearbeiten. Bei einer Ausführungsform kann der Wafer 108 gedreht werden, so dass der Annäherungskopf 106 bewegt wird, während der Fluidmeniskus die obere Fläche 108a bearbeitet. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Wafer 108 still gehalten werden, während der Annäherungskopf 106 den Fluidmeniskus auf der Waferoberfläche erzeugt. Der Annäherungskopf 106 kann sich dann über die Waferoberfläche bewegen oder gleiten und somit den Fluidmeniskus auf der Oberfläche des Wafers entlang bewegen. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann der Annäherungskopf 106 so groß ausgebildet sein, dass der Fluidmeniskus den Oberflächenbereich des gesamten Wafers umschließt. Bei einer derartigen Ausführungsform kann, indem der Fluidmeniskus auf die Oberfläche des Wafers gebracht wird, die gesamte Oberfläche des Wafers bearbeitet werden, ohne dass der Annäherungskopf bewegt wird.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst der Annäherungskopf 106 Zuführungen 1302 und 1306 und einen Abfluss 1304. Bei einer derartigen Ausführungsform kann Isopropylalkoholdampf in Stickstoffgas IPA/N2 1310 durch eine Zuführung 1302 auf die Waferoberfläche aufgebracht werden, ein Vakuum 1312 kann über einen Abfluss 1304 an die Waferoberfläche angelegt werden und ein Behandlungsfluid 1314 kann durch eine Zuführung 1306 auf die Waferoberfläche aufgebracht werden.
  • Bei einer Ausführungsform kann das Aufbringen von IPA/N2 1310 und Behandlungsfluid 1314 zusammen mit dem Anlegen des Vakuums 1312 zum Entfernen des Behandlungsfluids 1314 und des IPA/N2 von der Waferoberfläche 108a den Fluidmeniskus 116 erzeugen. Der Fluidmeniskus 116 kann eine Fluidschicht sein, die zwischen dem Annäherungskopf 106 und der Waferoberfläche ausgebildet wird und die in stabiler und gesteuerter Weise über eine Waferoberfläche 108a bewegt werden kann. Bei einer Ausführungsform kann der Meniskus 116 durch ein konstantes Aufbringen und Entfernen des Behandlungsfluids 1314 gebildet werden. Die den Fluidmeniskus 116 bildende Fluidschicht kann jede geeignete Form und/oder Größe in Abhängigkeit von der Größe, der Anzahl, der Form und/oder des Anordnungsmusters der Zuführungen 1306, der Abflüsse 1304 und der Zuführungen 302 haben.
  • Zusätzlich können alle geeigneten Strömungsraten für das IPA/N2, das Vakuum und das Behandlungsfluid in Abhängigkeit von der Art des zu erzeugenden Fluidmeniskus verwendet werden. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Annäherungskopf 106 und der Waferoberfläche das IPA/N2 bei der Erzeugung und Verwendung des Fluidmeniskus 116 weggelassen werden. Bei einer derartigen Ausführungsform braucht der Annäherungskopf 106 die Zuführung 1302 nicht aufzuweisen und daher wird der Fluidmeniskus 116 nur durch das Aufbringen des Behandlungsfluids 1314 durch die Zuführung 1306 und das Entfernen des Behandlungsfluids 1314 durch den Abfluss 1304 erzeugt.
  • Bei anderen Ausführungsformen des Annäherungskopfes 106 kann die Bearbeitungsfläche des Annäherungskopfes 106 (der Bereich des Annäherungskopfes, in dem die Zuführungen und Abflüsse angeordnet sind) in Abhängigkeit von der Konfiguration des zu erzeugenden Fluidmeniskus jede geeignete Topografie aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann die Bearbeitungsfläche des Annäherungskopfes relativ zu der umgebenden Oberfläche entweder zurückgesetzt oder vorstehend sein.
  • Die 12B zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Annäherungskopfes 106 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sollte beachtet werden, dass die Konfiguration des Annäherungskopfes 106, die unter Bezugnahme auf die 12B beschrieben wurde, lediglich beispielhafter Natur ist. Daher können andere Konfigurationen von Annäherungsköpfen verwendet werden, um den Fluidmeniskus zu erzeugen, solange das Behandlungsfluid auf eine Waferoberfläche aufgebracht und von der Waferoberfläche entfernt werden kann, um einen stabilen Fluidmeniskus auf der Waferoberfläche zu bilden. Wie oben erläutert wurde, müssen weiterhin andere Ausführungsformen des Annäherungskopfes 106 die Zuführung 1302 nicht aufweisen, wenn der Annäherungskopf 106 so konfiguriert ist, dass der Fluidmeniskus ohne die Verwendung von N2/IPA erzeugt wird.
  • In der Draufsicht auf eine Ausführungsform befinden sich von links nach rechts betrachtet ein Satz der Zuführungen 1302, ein Satz der Abflüsse 1304, ein Satz der Zuführungen 1306, ein Satz der Abflüsse 1304 und ein Satz der Zuführungen 1302. Wenn N2/IPA und Behandlungschemikalien daher in einem Bereich zwischen dem Annäherungskopf 106 und dem Wafer 108 zugeführt werden, entfernt das Vakuum den IPA/N2 und die Behandlungschemikalien zusammen mit allen Fluidfilmen und/oder Schmutzteilchen, die sich auf dem Wafer 108 befinden können. Die hier beschriebenen Zuführungen 1302, Abflüsse 1304 und Zuführungen 1306 können ebenfalls jede geeignete geometrische Gestalt haben, wie beispielsweise eine runde Öffnung, dreieckige Öffnung, rechteckige Öffnung usw. Bei einer Ausführungsform haben die Zuführungen 1302 und 1306 sowie die Abflüsse 1304 runde Öffnungen. Es sollt zur Kenntnis genommen werden, dass der Annäherungskopf 106 in Abhängigkeit von der Größe und der Form des Fluidmeniskus 116, der erzeugt werden soll, jede geeignete Größe, Form und/oder Konfiguration haben kann. Bei einer Ausführungsform kann sich der Annäherungskopf über weniger als den Radius des Wafers erstrecken. Bei einer anderen Ausführungsform kann sich der Annäherungskopf über mehr als den Radius des Wafers erstrecken. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Annäherungskopf größer als der Durchmesser des Wafers sein. Daher kann die Größe des Fluidmeniskus jede geeignete Größe sein, was von der Größe des Oberflächenbereichs eines Wafers, der in einer bestimmten Zeit bearbeitet werden soll, abhängt. Zusätzlich sollte beachtet werden, dass der Annäherungskopf 106 in Abhängigkeit von dem Waferbearbeitungsvorgang mit jeder geeigneten Ausrichtung platziert werden kann, wie beispielsweise horizontal, vertikal oder in jeder anderen geeigneten dazwischen liegenden Stellung. Der Annäherungskopf 106 kann auch in ein Waferbearbeitungssystem eingegliedert werden, in dem eine oder mehrere Arten von Waferbearbeitungsvorgängen durchgeführt werden können.
  • Die 12C zeigt ein Einlass/Auslassanordnungsmuster eines Annäherungskopfes 106 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform umfasst der Annäherungskopf 106 die Zuführungen 1302 und 1306 sowie die Abflüsse 1304. Bei einer Ausführungsform können die Abflüsse 1304 die Zuführungen 1306 umgeben und die Zuführungen 1302 können die Abflüsse 1304 umgeben.
  • Die 12D zeigt ein anderes Einlass/Auslassanordnungsmuster eines Annäherungskopfes 106 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform umfasst der Annäherungskopf 106 die Zuführungen 1302 und 1306 sowie die Abflüsse 1304. Bei einer Ausführungsform können die Abflüsse 1304 die Zuführungen 1306 umgeben und die Zuführungen 1302 können die Abflüsse 1304 mindestens teilweise umgeben.
  • Die 12E zeigt ein weiteres Einlass/Auslassanordnungsmuster eines Annäherungskopfes 106 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform umfasst der Annäherungskopf 106 die Zuführungen 1302 und 1306 sowie die Abflüsse 1304. Bei einer Ausführungsform können die Abflüsse 1304 die Zuführungen 1306 umgeben. Bei einer Ausführungsform umfasst der Annäherungskopf 106 keine Zuführungen 1302, weil der Annäherungskopf 106 bei einer Ausführungsform in der Lage ist, einen Fluidmeniskus ohne das Zuführen von IPA/N2 zu erzeugen. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, das die oben beschriebenen Einlass/Auslassanordnungsmuster lediglich beispielhafter Natur sind und dass jede geeignete Art von Einlass/Auslassanordnungsmustern verwendet werden kann, solange ein stabiler und steuerbarer Fluidmeniskus erzeugt werden kann.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus, der auf einem Substrat ausgebildet werden soll, umfassend: ein Gehäuse (401), das eine Gehäuseoberfläche aufweist, die in die Nähe einer Oberfläche des Substrats gebracht wird, wobei das Gehäuse einen von der Gehäuseoberfläche umgebenen Aufnahmebereich (404) für eine Prozesskonfiguration umfasst; und ein Einsatzstück (403) für die Prozesskonfiguration, das eine Einsatzstückoberfläche (413) umfasst, wobei das Einsatzstück für die Prozesskonfiguration so ausgebildet ist, dass es in dem Aufnahmebereich für die Prozesskonfiguration des Gehäuses sitzt und wobei das Einsatzstück (403) für die Prozesskonfiguration eine Anzahl von Einlässen (306) und Auslässen (304) zum Umschließen des Fluidmeniskus zwischen einer Annäherungsfläche, die von der Gehäuseoberfläche und der Einsatzstückoberfläche begrenzt wird, und dem Substrat umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (403) für die Prozesskonfiguration so ausgebildet ist, dass es in den Aufnahmebereich (404) für die Prozesskonfiguration eingesetzt oder aus diesem entfernt werden kann und dass das Einsatzstück für die Prozesskonfiguration für unterschiedliche Anordnungen von Einlässen (306) und Auslässen (304) austauschbar gestaltet ist, um verschiedene Konfigurationen des Fluidmeniskus zu erzeugen.
  2. Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine Abdeckung (405), die so ausgebildet ist, dass sie an dem Gehäuse (401) anbringbar ist, um das Einsatzstück (403) für die Prozesskonfiguration innerhalb des Gehäuses mindestens teilweise zu umschließen.
  3. Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus nach Anspruch 1, bei der das Einsatzstück (403) für die Prozesskonfiguration eine Anzahl von Leitungen umfasst, um das Meniskusfluid zu begrenzen.
  4. Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus nach Anspruch 3, bei der das Gehäuse eine Anzahl von Leitungen (302) umfasst, um den Fluidmeniskus zu begrenzen.
  5. Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus nach Anspruch 3, bei der die Anzahl von Leitungen mindestens einen ersten Einlass zum Aufbringen eines ersten Fluids auf die Substratoberfläche, einen zweiten Einlass zum Aufbringen eines zweiten Fluids auf die Substratoberfläche und einen Auslass zum Entfernen des ersten Fluids und des zweiten Fluids von der Substratoberfläche umfasst.
  6. Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus nach Anspruch 4, bei der die Anzahl von Leitungen mindestens einen ersten Einlass zum Aufbringen eines ersten Fluids auf die Substratoberfläche, einen zweiten Einlass zum Aufbringen eines zweiten Fluids auf die Substratoberfläche und einen Auslass zum Entfernen des ersten Fluids und des zweiten Fluids von der Substratoberfläche umfasst.
  7. Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus nach Anspruch 3, bei der das Einsatzstück (403) für die Prozesskonfiguration entfernbar und gegen ein anderes Einsatzstück für die Prozesskonfiguration austauschbar ist, das eine unterschiedliche Anzahl von Leitungen mit einer anderen Konfiguration als die Anzahl von Leitungen des Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration aufweist.
  8. Vorrichtung zum Herstellen eines Fluidmeniskus nach Anspruch 7, bei der die unterschiedliche Anzahl von Leitungen des anderen Einsatzstücks für die Konfiguration einen Fluidmeniskus mit einer anderen Konfiguration erzeugen.
  9. Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats unter Verwendung eines von einem Gehäuse (401) umschlossenen Einsatzstücks für die Prozesskonfiguration, umfassend: Aufbringen eines ersten Fluids auf eine Oberfläche eines Substrats durch einen ersten Einlass (302, 306) des Gehäuses (401) oder des Einsatzstücks (403) für die Prozesskonfiguration; Aufbringen eines zweiten Fluids auf die Oberfläche des Substrats durch einen zweiten Einlass (306) des Einsatzstücks (403) für die Prozesskonfiguration; Entfernen des ersten Fluids und des zweiten Fluids von der Oberfläche durch einen Auslass (304) des Einsatzstücks (403) für die Prozesskonfiguration; und Austauschen des Einsatzstücks (403) für die Prozesskonfiguration gegen ein anderes Einsatzstück für die Prozesskonfiguration mit einer unterschiedlichen Konfiguration des ersten Einlasses, des zweiten Einlasses und des Auslasses.
  10. Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 9, bei dem das erste Fluid entweder ein Reinigungsfluid, ein Trocknungsfluid, ein Ätzfluid oder ein Plattierungsfluid ist.
  11. Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 9, bei dem das Entfernen das Anlegen eines Vakuums über den Auslass (304) umfasst.
  12. Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 9, bei dem das zweite Fluid eine Oberflächenspannung des ersten Fluids vermindert.
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