用于清洁基板的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于清洁基板的方法和装置
[0001]领域
[0002]本发明的实施方式一般涉及半导体处理设备。
[0003]背景
[0004]在制造工艺期间(例如，在金属沉积、化学气相沉积或蚀刻工艺期间)，半导体基板在半导体基板的边缘及背侧上经多次处理。此处理可引起污染物粘附至基板的背侧及与基板一起从腔室移动至腔室、从基板移动至基板、从前开式晶片盒(Front Open UnifiedPod ；F0UP)移动至FOUP或从处理工具移动至处理工具。这些污染物可移动至基板的前侧，引起产量损失。或者，污染物可导致基板不能平放在处理工具中的基板支撑件上。举例而言，在光刻步骤中，污染物可非所欲地导致基板不平坦地放在光刻工具中的支撑台阶顶部上，超出步进器透镜的像场工作深度。
[0005]此问题的典型解决方案已经经由使用湿化学品的内生产线(in-product1n-line)清洁工具、背侧刷洗、限制颗粒形成的努力及/或处理工具的频繁清洁来移除污染物。然而，这些步骤仅减缓产量损失且在设备和耗材方面为昂贵的。举例而言，使用湿化学品要求湿化学处理和处置，及对基板的背侧的可能有非所欲的损害。
[0006]同样地，发明人已提供用于从基板清洁颗粒污染物的改良的方法和装置。
[0007]概沭
[0008]本文公开了从基板清洁污染物的方法的实施方式。在一些实施方式中，基板清洁装置可包括:基板支撑构件，用以支撑基板，该基板具有第一侧面和污染的第二侧面；液态二氧化碳源；气态二氧化碳源；及一或更多个喷嘴，该一或更多个喷嘴耦合至液态二氧化碳源和气态二氧化碳源，其中一或更多个喷嘴配置为接收液态二氧化碳及排放来自液态二氧化碳源的固态和气态二氧化碳的第一混合物至基板的第二侧面，及接收气态二氧化碳及排放来自气态二氧化碳源的固态和气态二氧化碳的第二混合物至基板的第二侧面。
[0009]在一些实施方式中，提供从设置在基板支撑构件的顶部上的基板清洁污染物的方法。在一些实施方式中，从设置在基板清洁腔室内部的基板清洁污染物的方法(其中该基板具有第一侧面及第二侧面)可包括:(a)引导来自液态二氧化碳源的固态和气态二氧化碳的第一混合物至基板的第二侧面，以从基板的第二侧面移除一或更多种污染物，其中第一混合物留下第一残余物；及(b)引导来自气态二氧化碳源的固态和气态二氧化碳的第二混合物至基板的第二侧面，以移除至少一些第一残余物，其中第一混合物包含比第二混合物更大量的固态二氧化碳。
[0010]以下描述本发明的其他及进一步实施方式。
[0011]附图简要说明
[0012]以上简要概述及以下更详细论述的本发明的实施方式可通过参阅随附附图中图示的本发明的说明性实施方式理解。然而，应注意，随附附图仅图示本发明的典型实施方式，故随附附图不应被视为会对本发明的范围构成限制，因为本发明可允许其他等效实施方式。
[0013]图1图示根据本发明的一些实施方式的清洁基板的方法的流程图。
[0014]图2图示根据本发明的一些实施方式的基板清洁装置的示意图。
[0015]图3A至图3F图示根据本发明的一些实施方式的各个清洁阶段中的静止基板。
[0016]图4A至图4F图示根据本发明的一些实施方式的各个清洁阶段中的旋转基板。
[0017]图5图示根据本发明的一些实施方式的适合于执行本发明的各部分的群集工具。
[0018]为了促进理解，已尽可能使用相同元件符号以表示图中共用的相同元件。附图并非按比例绘制及附图可出于清晰目的而简化。预期一个实施方式的元件及特征可有利地并入其他实施方式而无需进一步详述。
[0019]具体描沐
[0020]本发明的实施方式提供用于清洁基板的改良的方法和装置。本发明的实施方式可有利地允许移除于制造工艺期间积聚在基板上的污染物(诸如当在工艺步骤之间处理基板时及当在处理腔室内部夹紧基板时)，此可限制或防止污染物到达基板的正面及引起产量损失。本发明的实施方式可有利地允许在没有关于接触清洁或湿清洁的基板的潜在损害的情况下移除污染物。本发明的实施方式可在其中要求极高的颗粒移除加上极低的颗粒增加的各种清洁表面上使用，例如，在显示处理，硅晶片封装、硬盘介质清洁和光学器件制造中。
[0021]图1图示根据本发明的一些实施方式的清洁基板的方法100的流程图。在一些实施方式中，方法100的至少一些部分可在基板清洁装置(诸如以下关于图2描述的基板清洁装置200)中执行。
[0022]本文图示的基板清洁装置200的特定实施方式针对说明目的而提供及应不会用于限制本发明的范围。图2中图示的基板清洁装置200大体包含用以支撑基板220的基板支撑构件218。在一些实施方式中，基板支撑构件设置在具有第一空间234的选择性处理腔室232中。在其他实施方式中，基板支撑构件218可设置在任何适当的位置中以支撑未设置在腔室中的待清洁的基板。在一些实施方式中，基板清洁装置还包含热源230，诸如钨丝灯，以加热基板220。
[0023]基板220可为在半导体或类似薄膜制造工艺中使用的任何适当的基板，诸如各种材料的圆形、正方形、矩形或其他形状的基板。在一些实施方式中，基板220可为半导体晶片(例如，200mm、300mm、450mm或类似的硅晶片)。待清洁的基板220大体包括未污染的第一侧面236和污染的第二侧面222。在一些实施方式中，基板支撑构件218由基板220的外边缘夹紧基板220而不夹紧第一侧面236，从而防止污染第一侧面236 ;并且不夹紧第二侧面222，从而允许完全达到基板220的第二侧面222。
[0024]基板220下方为耦合至可移动臂208的第一喷嘴212。可移动臂经耦合至致动器206以促进可移动臂208的移动。第一喷嘴212耦合至液态二氧化碳源202。第一喷嘴212排放包含夹带在气态二氧化碳流中的固态二氧化碳流的第一混合物214至基板220的第二侧面222。在一些实施方式中，液态二氧化碳穿过精细网格过滤器210 (例如，镍网格过滤器)以在从第一喷嘴212排放之前有利地从液态二氧化碳移除粗的微粒。如本文关于网格过滤器所使用，“精细”代表具有一孔径尺寸的过滤器，该孔径尺寸小于基板上正制造的装置的节点尺寸的大约二分之一。举例而言，在其中节点尺寸为大约22nm的一些实施方式中，精细网格过滤器210可具有小于大约Ilnm的过滤器孔径尺寸。
[0025]第一混合物至污染的第二侧面222的施加从第二侧面222移除污染物240。在一些实施方式中，液态二氧化碳以大约200psi至大约100psi (或在一些实施方式中，以大约800psi至大约850psi)的压力供应至第一喷嘴212。在一些实施方式中，在取决于室温(例如，大约25摄氏温度)下的液态CO2的蒸气压力的压力下，液态二氧化碳经供应至第一喷嘴212。在一些实施方式中，第一喷嘴212为节流喷嘴，该节流喷嘴引起液态二氧化碳的等焓膨胀，以使得当二氧化碳离开第一喷嘴212时，二氧化碳膨胀成为第一混合物214。第一混合物214包含比气态二氧化碳更大量的固态二氧化碳。在一些实施方式中，第一混合物214包含大约10%至大约50%的固态二氧化碳及大约90%至大约50%气态二氧化碳。
[0026]不期望受限于理论，发明人相信固态二氧化碳颗粒撞击第二侧面222上的污染物240及从固相变化至气相，从而引起膨胀，该膨胀推动污染物240离开第二侧面222。然而，引起污染物240的移除的其他物理处理、化学处理和/或热处理也是可能的。然而，当第一混合物214有效地从基板220的第二侧面222移除污染物240时，也不期望沉积一层残余物至第二侧面222上。在一些实施方式中，残余物包含金属、金属氧化物、有机材料和其他介电材料。
[0027]在一些实施方式中，为了移除由第一混合物214沉积的残余物层，第一喷嘴212耦合至气态二氧化碳源204及排放包含夹带于气态二氧化碳流中的固态二氧化碳流的第二混合物216至基板220的第二侧面222。可提供开关或其他管路以有选择地耦合第一喷嘴212至液态二氧化碳源202或气态二氧化碳源204。在一些实施方式中，气态二氧化碳穿过如上所述的精细网格过滤器210(例如，镍网格过滤器)，以在从第一喷嘴212排放之前有利地从气态二氧化碳移除粗的微粒。
[0028]或者，在一些实施方式中，气态二氧化碳源204耦合至第二喷嘴238，该第二喷嘴238排放第二混合物216至基板220的第二侧面222。在一些实施方式中，第二喷嘴耦合至可移动臂208。在一些实施方式中，气态二氧化碳在由第二喷嘴238排放之前穿过精细网格过滤器210 (例如，镍网格过滤器)。
[0029]类似于第一喷嘴212，在一些实施方式中，第二喷嘴238为节流喷嘴，该节流喷嘴引起气态二氧化碳的膨胀，使得当气态二氧化碳离开第二喷嘴238时，气态二氧化碳膨胀成为第二混合物216。然而，第二混合物216含有比第一混合物214的尺寸及数量更少的固态二氧化碳颗粒。在一些实施方式中，第二混合物216包含大约1%至大约20%的固态二氧化碳，及大约99%至大约80%的气态二氧化碳。
[0030]发明人观察到，由于固态二氧化碳颗粒的较少数量，故与第一混合物214相比，第二混合物216在