线性马兰哥尼干燥器中的单次使用的冲洗的制作方法
【技术领域】
[0001]本文描述的实施例总体上关于对后化学机械抛光清洁设备中的湿基板的干燥。更具体而言，本文所述的实施例关于用于后化学机械抛光清洁设备的基板干燥器。
【背景技术】
[0002]随着半导体元件的几何尺寸继续减小，超洁净(ultra clean)处理的重要性增加。在传统意义上，后化学机械抛光(CMP)清洁是执行以清洁并完全干燥基板而不使任何颗粒或残余物(这些颗粒或残余物会负面地影响良率(yield))留在基板上的湿法工艺。在干燥湿基板的工艺中，干燥之前存在于基板上的溶液中的任何颗粒可能重新附着至基板，并且在干燥之后留在所述基板上。
[0003]被称为马兰哥尼(Marangoni)干燥的方法产生表面张力梯度以引发浴流体(bathfluid)以使基板实际上免受所述浴流体的方式从所述基板流动，并因此避免基板上的条纹化(streaking)、斑点化(spotting)和残余物标记。在马兰哥尼干燥期间，将与浴流体混溶的溶剂(即，异丙醇(IPA)蒸汽)引入至流体弯月面，所述流体弯月面在基板从浴中被升高时或在排空浴流体越过基板时形成。沿着流体的表面，溶剂蒸汽被吸收。被吸收的蒸汽的浓度在弯月面的尖端处较高。被吸收的蒸汽的较高浓度导致表面张力在弯月面的尖端处比在浴流体的主体中低，这造成浴流体从干燥弯月面流向浴流体主体。此类流动被称为“马兰哥尼”流动，并且可用来实现基板干燥而在基板上没有条纹、斑点或浴残余物。
[0004]利用流体箱(例如，具有上述溶液的浴)进行的水性(aqueous)清洁(随后是马兰哥尼工艺中的冲洗(rinsing)浴(S卩，在分开的箱内，或替换清洁箱流体)通常需要拖动基板穿过具有大体积的浴。因此，在清洁工艺的某些部分期间，整个基板会浸没在箱中。被引入到箱中的颗粒会累积在箱中，并重新附着至基板上。可通过在箱内产生流体流动来减少颗粒重新附着的问题。然而，用于移动基板通过箱的设备会妨碍减少颗粒重新附着至基板所需的最佳流体流动。
[0005]因此，本领域中需要的是用于在后CMP干燥工艺中避免颗粒重新附着至基板的设备。
【发明内容】
[0006]在一个实施例中，提供了一种用于冲洗与干燥基板的设备。设备可包括主体，所述主体限定配置成容纳半导体基板的容积；以及一个或多个冲洗流体构件，所述一个或多个冲洗流体构件定位成在容积中提供冲洗流体的瀑布。多个湿润喷洒构件可定位成在一个或多个冲洗流体构件下方提供冲洗流体，而多个溶剂喷洒构件可定位成在一个或多个冲洗流体构件上方提供干燥剂。
[0007]在另一个实施例中，提供了一种冲洗与干燥基板的设备。设备可包括主体，所述主体限定配置成容纳半导体基板的容积。蓄存构件可耦接至主体，并且具有穿过所述蓄存构件而设置的基板通道。基板通道可允许蓄存构件中的流体流过基板通道而进入容积的下部。多个湿润喷洒构件可定位成在一个或多个冲洗流体构件下方提供冲洗流体，而多个溶剂喷洒构件可定位成在一个或多个冲洗流体构件上方提供干燥剂。
【附图说明】
[0008]因此，为了能够详细地理解本发明的上述的特征的方式，可参照某些实施例来进行对上文中简要概述的本公开的更特定的描述，这些实施例中的一些实施例图示于附图中。然而，应当注意，附图仅图示本公开的典型实施例，且因此不被视为限制本公开的范围，因为本公开可承认其他等效实施例。
[0009]图1是根据本文所述的某些实施例的冲洗与干燥设备的示意性横剖面图；
[0010]图2是沿图1的剖面线A-A绘制的冲洗流体构件的剖面图；
[0011]图3是根据本文所述的某些实施例的冲洗与干燥设备的示意性横剖面图。
[0012]为了促进理解，在可能的情况下，已经使用完全相同的元件符号来指定诸附图所共有的完全相同的元件。构想了一个实施例的元件与特征可有益地并入其他实施例而不需进一步的陈述。
【具体实施方式】
[0013]本文提供的实施例涉及对后CMP清洁设备中的湿基板进行的干燥。设备提供冲洗溶液(诸如，去离子水(DIW))的瀑布或浅存蓄，基板可升高通过此瀑布或浅存蓄。可在基板上的冲洗溶液界面处(诸如，在马兰哥尼工艺中)提供溶剂蒸汽。在某些实施例中，减小基板升高通过的溶液的容积，这可减少或消除颗粒重新附着至基板。
[0014]图1是根据本文所述的某些实施例的冲洗与干燥设备100的示意性横剖面图。设备100可用于在后CMP清洁与干燥工艺中清洁基板。在此类工艺中，可将源自CMP工艺的颗粒从基板102中去除。从基板102中去除颗粒通常提高总体器件良率并改善器件性能。
[0015]设备100包括主体104、一个或多个冲洗流体构件110与112、多个湿润喷洒构件116与118以及多个溶剂喷洒构件120与122。主体104可形成具有容积109的腔室，基板102可升高通过容积109。主体104可由适用于冲洗与干燥工艺的材料制成，诸如，铝、不锈钢以及铝和不锈钢的合金或各种聚合物材料。主体104具有多个侧壁162与164，这多个侧壁162与164限定容积109，所述容积109的尺寸设置为容纳基板102，所述基板102诸如，200mm基板、300mm基板、450mm基板或其他基板。侧壁162与164可基本上平行于路径160，基板102在容积109中沿所述路径160行进。例如，第一侧壁164可基本上平行于且面向基板102的器件侧101，而第二侧壁162可基本上平行于且面向基板102的背侧103。主体104的底部部分可包括流体收集构件106 (诸如，箱或盘)，所述流体收集构件106可适于收集在冲洗工艺期间使用的流体。流体收集构件106可親接至排放管(drain) 108以将使用过的冲洗流体从设备100中去除。
[0016]多个湿润喷洒构件116、118可在流体收集构件106与一个或多个冲洗流体构件110、112之间被耦接至侧壁162、164。在一个实施例中，第一组多个湿润喷洒构件118可耦接至第一侧壁164，而第二组多个湿喷洒构件116可耦接至第二侧壁162并面向喷洒构件118。在一个实施例中，第一组多个湿润喷洒构件118可适于将冲洗流体从冲洗流体源114提供至基板102的器件侧101。第二组多个湿润喷洒构件116可适于将冲洗流体从冲洗流体源114提供至基板的背侧103。冲洗流体可以是适于冲洗基板102的流体，诸如，DIff或适于从基板102中去除颗粒的另一适当的流体。在某些实施例中，冲洗流体可包括适于改变基板102表面的界面电位(电动电位)的稀释的化学物、附着至基板102的颗粒或存在于基板102的表面上的以避免基板102的过早干燥的表面活性剂。例如，稀释的四甲基氢氧化铵或稀释的氢氧化铵、溶解的二氧化碳(碳酸)与各种离子性与非离子性表面活性剂可用作由湿润喷洒构件116与118提供的冲洗流体。构想了利用适于改变基板102的界面电位的冲洗流体对于避免由设备100处理的疏水性基板的过早干燥尤其有效。
[0017]湿润喷洒构件116与118按各种取向、沿侧壁162与164来设置，各种取向诸如，多种竖直的或水平的取向或竖直取向与水平取向的组合。第一组与第二组多个湿润喷洒构件118与116可包括喷洒机构，诸如，沿侧壁162与164竖直地延伸的单个的线性喷嘴或多个喷嘴。湿润喷洒构件116与118可适于提供连续的喷洒，以便在多个湿润喷洒构件116与118正将冲洗流体喷洒在基板102时提供对基板102的完整覆盖。例如，湿润喷洒构件116与118可适于提供对基板102的整个圆形计划区的覆盖。虽然在图1中示出为各自具有三个喷洒构件，但是构想了第一组与第二组多个湿润喷洒构件116与118可具有任何方便数目的喷洒构件。
[0018]湿润喷洒构件116与118可适于将冲洗流体喷洒至基板102的器件侧101与背侧103两侧。在通过一个或多个冲洗流体