专利名称：在用由配方控制的弯液面对晶片表面的处理中将空隙值关联于弯液面稳定性的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及晶片处理工艺和用于处理晶片的设备，尤其涉及用于关联由配方控制的(recipe-controlled)弯液面(meniscus)对晶片表面处理的过程中空隙值与弯液面稳定性的方法和装置。
背景技术：
在半导体芯片制造行业中，在制造操作之后必须清洁和干燥晶片(例如，衬底)， 如果例如该操作在该衬底表面上留下不想要的残留物的话。这种制造操作的例子包括等离子体蚀刻和化学机械抛光(CMP)，其中每个都会在该衬底表面上留下不想要的残留物。不幸的是，如果不想要的残留物留在该衬底上的话，可能导致从该衬底制造的器件的缺陷，在一些情况下使得该器件无法工作。在制造操作后清洁该衬底是为了除去不想要的残留物。在湿法清洁衬底之后， 该衬底必须被有效干燥以阻止水或其它处理流体(下面称为“流体”)残余物也在该衬底上留下不想要的残留物。如果允许该衬底表面上的流体蒸发(正如液滴形成时通常发生的那样)，前面溶解在该流体中的残留物或污染物在蒸发后会留在该衬底表面上并形成污点。为了阻止发生蒸发，清洁流体必须被尽快除去，而不在该衬底表面上形成液滴。在实现这个的努力中，可以使用一些不同的干燥技术之一，比如旋转干燥、IPA或马兰戈尼干燥 (Marangoni drying) 0所有这些干燥技术都利用在衬底表面上某种形式的移动液体/气体界面，其只有被适当保持时，才会带来衬底表面的干燥而不形成液滴。不幸的是，如果该移动液体/气体界面崩溃(这在前述各干燥方法中经常发生)，液滴形成，液滴蒸发发生而污染物会留在该衬底表面上。鉴于上文，需要能够提供高效衬底清洁，同时减少来自干燥的流体液滴的污染物留在衬底表面上的可能性的更好的清洁系统和方法。
发明内容
大体上说，通过监控由配方控制的弯液面对晶片表面的处理，各实施方式满足了上述需要。处理器被配置为响应方位监控信号以允许保持弯液面稳定性。通过将弯液面外形保持在处理监控射线间在一个连续长度上并跨越临近头的流体放射器表面和该晶片表面间的空隙连续延伸的弯液面外形，该方位监控信号允许这种弯液面稳定性。限定对应于稳定弯液面的配方的校准数据进一步满足了这种需要。在使用当前配方的弯液面处理中， 不想要的认定与该校准数据相关联以允许弯液面处理保持(即，继续)有稳定的弯液面。应当理解，本发明可以用多种方式实现，包括方法、处理、装置或系统。下面描述本发明的几个创新性实施方式。在一个实施方式中，提供用于监控晶片表面的弯液面处理以保持弯液面的稳定性的装置。该处理响应配方。处理器被配置为响应方位监控信号并响应当前配方以产生允许保持该弯液面稳定性的弯液面监控信号。在另一个实施方式中，提供用于监控使用弯液面对晶片表面进行的处理的装置， 该监控通过保持该处理过程中该弯液面稳定而避免弯液面分离。该处理响应配方。弯液面监控器被配置为分别从晶片载具的每个各自的相对侧面接收回波激光束以产生表示在各自的侧面该晶片表面和流体放射器表面的相对方位的独立的方位监控信号。处理器被配置为响应该方位监控信号并响应当前配方以产生允许在进一步的弯液面处理过程中保持稳定弯液面的弯液面监控信号。在另一个实施方式中，提供一种监控晶片表面的弯液面处理以稳定弯液面的方法。该处理响应当前配方，该当前配方限定该晶片表面和邻近头之间的期望空隙。一个操作监控当前弯液面处理以确定当前空隙不同于期望空隙。校准配方被认定并指定该当前空隙。该晶片表面的继续的弯液面处理使用由该认定的校准配方指定的处理参数。在另一个实施方式中，提供一种监控晶片表面的弯液面处理以将弯液面保持在稳定状态的方法，该处理响应指定该晶片表面和邻近头之间的期望空隙的当前配方。该当前配方进一步指定用于该弯液面处理的处理参数。执行一个操作以监控当前弯液面处理以确定当前空隙不同于期望空隙并被配置有允许该弯液面被保持在稳定状态的空隙值。如果确定该当前空隙不同于该期望空隙并且被如此配置，那么一个操作认定指定该当前空隙的校准配方和校准的处理参数以用于跨越该当前空隙建立稳定的弯液面。完成将该当前配方的该处理参数自动调整为该认定的校准配方的该处理参数的操作，并使用由该认定的校准配方指定的该处理参数继续该晶片表面的该弯液面处理。通过下面结合附图进行的详细说明，本发明的其他方面和优点会变得显而易见， 其中附图是用示例的方式对本发明的原理进行说明。
通过下面结合附图进行的详细说明，可以很容易地理解本发明，且同类的参考标号代表同类的结构元件。图1是一个根据本发明的实施方式的图表，显示了曲线定义的空隙和跨越晶片的位置的相对值，该相对值是邻近头和晶片表面间的，该曲线将该相对值与弯液面的稳定性联系起来。图2A是显示在本发明的实施方式中在晶片处理过程中移动晶片经过邻近头的载具的透视图。图2B是显示根据本发明的实施方式正在用弯液面处理的晶片的俯视图。图2C是显示用本发明的实施方式处理晶片的过程中该弯液面的透视图。图2D和2E是显示晶片处理过程中稳定弯液面的放大正视图。图3A是显示该头的平面在相对于该晶片表面的不想要的倾斜方位(tilted orientation)的正视图。图:3B是显示该头的平面在相对于该晶片表面的不想要的间距方位(pitched orientation)的正视图。图4A和4B分别是显示通过所述实施方式避免的弯液面中的示例性的不想要的中断的正视图和俯视图。
图5是显示被配置为响应方位监控信号并响应限定弯液面处理参数的配方的处理器的示意图。图6A是被配置有用于相对于载具进行调整的物理参数的邻近头的俯视图。图6B是被配置有用于相对于该载具进行手动调整的物理参数的邻近头的一个实施方式的正视图。图6C是被配置有用于相对于该载具进行自动调整的物理参数的邻近头的另一个实施方式的正视图。图7是显示该处理器的CPU的示意图，其执行关联模块以访问存储配方的矩阵 (matrix)的数据库以协助允许保持该弯液面的稳定性。图8A和8B描绘了在该关联模块的控制下允许保持该弯液面的稳定性的方法的流程图。图8C描绘了自动将弯液面保持在稳定状态的监控弯液面处理的方法的流程图。
具体实施例方式公开一些示例性实施方式，其限定监控晶片表面的弯液面处理的示例。该监控是针对邻近头和该晶片之间的空隙的。该空隙是弯液面跨越的空隙。在处理过程中空隙值和该空隙值的变化关联于该处理过程中的弯液面稳定性。弯液面稳定性是就该弯液面的连续外形(continuous configuration)而言的，该连续外形是该弯液面没有间隔(也就是说， 没有弯液面缺口)。因此，该监控可以通过允许保持连续外形而带来对晶片表面的延续的弯液面处理。在一个实施方式中，装置监控晶片表面的弯液面处理以保持弯液面稳定性，而该处理是根据一个配方(recipe)的。安装在邻近头上的弯液面监控系统响应当前配方在处理过程中产生代表晶片表面和邻近头的相对方位的多个方位监控信号。处理器被配置为响应该方位监控信号并响应当前配方以产生弯液面监控信号以允许保持弯液面稳定性。在另一个实施方式中，有一种监控晶片表面的弯液面处理以稳定该弯液面的方法。该处理是根据当前配方的，该当前配方限定了该晶片表面和邻近头之间的期望空隙。 该方法的一个操作监控当前弯液面处理以确定当前空隙不同于期望空隙。另一个操作认定指定当前空隙的校准配方。我们知道，认定的校准配方是为了指定稳定弯液面的处理参数的。一个操作使用由该认定的校准配方指定的处理参数继续进行该晶片表面的弯液面处理以保持该弯液面稳定。在另一个实施方式中，有一种监控晶片表面的弯液面处理以将弯液面保持在稳定状态的方法，该处理响应指定该晶片表面和邻近头之间的期望空隙的当前配方。该当前配方进一步指定该弯液面处理的处理参数。一个操作监控当前的弯液面处理以确定当前空隙是否不同于期望空隙，并被配置有允许该弯液面保持在稳定状态的空隙值。如果确定当前空隙不同于该期望空隙并且被如此配置，则一个操作是有效的，并认定指定当前空隙和校准处理参数的校准配方以用于跨越当前空隙建立稳定的弯液面。一个操作将当前配方的处理参数自动调整到认定的校准配方的处理参数。另一个操作使用由该认定的校准配方指定的处理参数继续进行该晶片表面的弯液面处理。下面描述本发明的一些创新性实施方式(在本文中称为“实施方式”)。对本领域的技术人员来说，显然，无需此处所列的具体细节的一些或全部，本发明仍然可以实现。
此处使用的词语“晶片”表示(而无限制)半导体衬底、硬盘(hard drive disks)、 光盘、玻璃衬底、平板显示器表面、液晶显示器表面等等，在处理室(比如为了处理(例如刻蚀或沉积)而建立等离子体的室)中可以在上面形成或限定材料或各种材料的层。所有这些晶片可以用各实施方式进行处理，在各实施方式中，更好的清洁系统和方法提供了高效的晶片清洁，同时减少了来自干燥的液滴的污染物留在晶片表面上的可能性。此处通过相互垂直的X、Y和Z轴来描述该晶片(和结构)的方位。这些轴可限定方向，比如表面的方向或移动方向或平面的方向，等等。此处使用的词语“弯液面”指的是部分由液体的表面张力束缚和容纳的一定量的液体。在各实施方式中，容纳的形状中的弯液面可以相对于表面移动。该“表面”可以是晶片的表面(“晶片表面”)，或例如装载该晶片的载具的表面(“载具表面”)。术语“W/C表面”指的是晶片表面和载具表面的整体。弯液面处理的期望弯液面是稳定的。稳定的弯液面具有连续的外形。这种外形在X轴方向的期望宽度(参看下面的W，图2D)上和Y轴方向的期望长度(参看LD，图2Ε)上是完全连续的，而该弯液面连续延伸跨越Z方向上的期望空隙(图2D和2Ε)。在特定实施方式中，通过向该W/C表面输送液体同时也从该W/C表面除去该液体，可以建立在这种连续外形中的稳定的弯液面。此外，通过使用校准配方或通过改变空隙值可以保持弯液面的稳定。此处使用的术语“邻近头”指的是当该邻近头位于与该W/C表面紧密关系时，可以接收液体，向该W/C表面施加该液体并从该W/C表面除去该液体的装置。该紧密关系是当在(i)该载具表面(或该晶片表面)和(ii)向该W/C表面施加该弯液面的邻近头的表面 (“头部表面”)之间有很小(例如，四毫米)的空隙。因此该头与该W/C表面由该空隙隔开。在一个实施方式中，该头部表面被置于基本上与该晶片表面平行且基本上与该载具表面(例如，在装配(set-up)中)平行。因此该弯液面的一部分可以被限定在该头部表面和该晶片表面之间，而该弯液面的另一部分可以因此被限定在该头部表面和该载具表面之间。稳定的连续弯液面的这些部分彼此相连以限定一个弯液面。术语“位于紧密关系”指的是该头部表面和该W/C表面的“邻近”，该邻近由该空隙限定。该空隙是在Z方向测量的邻近距离。通过调整该载具和该头部表面的相对Z方向定位(例如，在装配中)，不同的邻近程度是可能的。在一个实施方式中，示例性的邻近距离 (空隙)可以在约0. 25毫米到约4毫米之间，而在另一个实施方式中可以在约0. 5毫米到约1. 5毫米之间，而在最优选实施方式中该空隙可以是约0. 3毫米。在一个实施方式中，该邻近头接收多个液体输入并且配置有用于除去接收到的液体的真空口。通过控制向该弯液面输送以及从该弯液面除去液体，该弯液面可以被控制并相对于该W/C表面移动。在一些实施方式中，在该处理过程中，该晶片可以被移动，而该邻近头静止，而在其它实施方式中，邻近头可以移动而该晶片保持静止。进一步，为完整起见，应当理解，该处理可以在任何方位发生，同样，该弯液面可以被施加到非水平的W/C表面(例如与水平呈一定角度的载具或晶片)。在所述的一个优选实施方式中(i)该晶片由该载具在 X轴方向移动，( )该W/C表面的期望方位是水平的并与该头部表面平行(S卩，在X-Y平面中)，(iii)该邻近头静止，(iv)该头部表面的长度在Y轴方向上跨越该W/C表面延伸并被平行于X轴方向移动的该载具和晶片穿过，(ν)该头部表面和该W/C表面被期望空隙隔开， 该期望空隙具有均勻值(即，在该空隙的整个X和Y轴方向范围内在Z方向上是均勻的)，以及(Vi)该弯液面是稳定的并跨越该空隙以连续外形(即，没有间隔)延伸并因此跨越该空隙在X、Y、Z每个方向上连续延伸。术语“配方”指的是计算机数据或其它形式的信息，其限定或指定(1)被施加到该晶片的期望弯液面处理的处理参数；以及( 有关建立该空隙的物理参数。对于限定该弯液面的该一种或多种液体，该处理参数可以包括液体的类型，和该液体的压强、流速和化学物质。对于该弯液面，处理参数可以包括该弯液面的尺寸、形状和位置。对于该邻近头和该W/C表面之间的相对移动，处理参数可以包括(i)该载具相对于该邻近头的运行速度，其可以根据该载具相对于该邻近头的位置不变或变化，例如当该弯液面迁移到达或脱离(on and off)该晶片时，该载具的运行速度可以减小，提供更多的时间使弯液面液体流出该载具和该晶片之间的空隙；以及(ii)根据该晶片相对于该邻近头的运行速度或位置对其它任何处理参数的控制的计时(timing)。对于该弯液面，该物理参数可以包括限定该邻近头相对于该载具和该晶片位于何处以及有多少(by howmuch)的数据。本发明的申请人的分析表明，使用由配方控制的限定于该邻近头和待处理的W/C 表面之间的弯液面的一个问题可以通过各实施方式克服。该问题是半导体芯片制造中使用具有越来越大的直径的晶片的趋势。例如，直径已经从以前的25. 4毫米直径扩展了许多倍到达了后来的200毫米直径，在2007年又被300毫米直径晶片取代，而2007年人们预言例如到2013年会使用450毫米的直径。当邻近头跨越的Y轴方向的距离大于该晶片直径时， 以及当该晶片直径变得越来越大时，弯液面长度LD在Y轴方向必须变得越来越长以在该邻近头和该晶片的一次相对移动中处理整个晶片。分析还表明，该问题涉及增加由这种弯液面处理的晶片的吞吐量的愿望(例如，增加弯液面处理过程中该晶片相对于该邻近头的移动速度)。通过增加弯液面长度和相对速度两者，本申请人已经认定了这种弯液面的稳定性和该相对移动的稳定性有关于获得该弯液面期望的处理结果。本申请人的分析显示了对于监控该晶片的弯液面处理过程中该邻近头和该W/C表面之间的空隙值的系统的需要。分析还表明，需要将处理过程中的空隙值和空隙值的变化与处理过程中弯液面稳定性关联起来。弯液面稳定性是就以下而言的(i)提供该弯液面的连续外形，以及(ii)在弯液面处理过程中保持该弯液面的连续外形，没有间隔(例如，没有弯液面缺口)。还有对指定特定空隙值的处理和物理参数的校准数据的相关需要，其中该数据对应于稳定的弯液面。还有对使用监控的当前空隙值以认定指定该监控的当前空隙值的校准配方之一而执行该关联的需要。还有对使用该关联的结果(即，使用认定的校准配方)指定可以用于允许保持稳定的弯液面的处理参数的需要。通过满足这些需要，本系统避免了由于邻近头接触该晶片而产生的损害同时允许该晶片的直径在Y轴方向上更长并允许例如以更大的速度相对移动。想着上述概述，现在参考满足这些及其它需要的示例性的结构配置，其能够避免由于邻近头接触该晶片而带来的损害，同时允许晶片直径和邻近头对晶片表面的相对移动速度两者的增大。图1描绘了图表100。图1中显示的数据参考图2A-2E可以理解，其中显示了相互垂直的X、Y、Z轴。图表100显示了空隙101的相对值，以及在图2D和2E中显示为IOlD的一个空隙实施方式。没有显示特定的空隙值，但是在下面用例如GVD、GVU、GVCAL 和GVN表示。在图1中，相对于沿着正被弯液面处理(即，用由配方控制的弯液面，通常被称为104，处理的)的晶片102的直径D(图2B)的位置绘制了相对空隙值。在一个实施方式中，晶片102在图2A显示的X轴方向移动。在图2C-2E中，显示弯液面104具有稳定的外形(在图2D和2E中称为104D)。相反，图4A显示了弯液面的一个实施方式(称为弯液面104DIS)，而该弯液面接触该晶片的表面106。表面106可限定图2D和2E中显示的晶片平面107。如下所述，在用于处理的装配中该晶片在开始时平行于由X轴和Y轴限定的轴面 108(图2D)装载。图2D也显示了该晶片，该晶片具有平行于Z轴方向延伸的晶片厚度T。 描述了装置109，其用于监控每个弯液面104以允许保持稳定而连续的弯液面外形。图2C显示了包括一对邻近头110的装置109的一个实施方式，该对邻近头110在 Z轴方向跨骑(straddle)晶片102并在Y轴方向上跨越(并超出)晶片102的直径D (图 2B)延伸。下面的描述参考一个这种头110，可以理解，这种描述适用于图2C所示的每一个头110。显示了头110的头部表面(或流体放射器表面)112，该表面被配置为限定头平面 (或参考平面)114。在装配时，参考平面114被设定为平行于该轴面108(图2D)。在晶片表面106的弯液面处理中，期望头110和参考平面114在X、Y、Z轴每个方向上都是固定的。 在实践中，头110以及因此表面112和头平面114，在处理过程中可以不与晶片平面107保持平行。图2D和2Ε显示了头部表面112中的一个，其与上晶片表面106间隔开。空隙101 表示这种间隔并且是图1中所认定的空隙。图2D和2Ε中显示该空隙101是期望空隙IOlD 并且在各自的头部表面112和各自的晶片表面106之间。该空隙IOlD被指定为对于期望弯液面104D具有期望空隙值GVD，其中该期望空隙值GVD在期望范围AR(图1)内，如下所述。图2D和2E中示为IOlD的期望空隙具有均勻的空隙值GVD，即，在跨越所有X、Y、Z轴的方向上都是相同的。下面描述其它空隙101。可以根据图2D和2E如下描述期望空隙101D。头部表面112与参考面114 一致的情况下，晶片表面106和晶片平面107可在轴面108中，而头部表面112(和平面114)可平行于轴面108。在此实施方式中(晶片平面107平行于头平面114)，有晶片102和头110的相对方位。相对方位是一种期望方位，其中期望空隙IOlD具有均勻的空隙值GVD。例如，该均勻的空隙值可以优选地是上述期望范围AR内的一个值。图2E显示一直沿着长度LD在 Y轴方向延伸的均勻的空隙值，包括跨越和超出晶片102的直径D。在此参考实施方式中， 其中均勻的空隙IOlD在上述期望范围AR中且弯液面104D根据处理参数PRP提供，弯液面 104D被称为“稳定的”并在图1中由曲线118代表。曲线118描绘了相对于曲线122的波幅振动较小的波幅振动。曲线118还显示，该空隙的相对值在范围AR内。曲线120显示了一种情况下的相对空隙值，在该情况下W/C表面不与弯液面互相影响因为该头110中的该弯液面(和真空)被关闭了。曲线120提供了一个参考位置(reference situation)，其使得一个人可以在W/C表面和该弯液面相互作用时观察变化。图中显示曲线120具有从左至右不断减小的相对空隙值，表明该晶片没有被适当地放置在该载具中。通过该实施方式，曲线中的波幅振动跟获得该波幅振动时该弯液面外形的观察相关联。观察的弯液面配置的结果是，相关的波幅振动可以与弯液面稳定性和不稳定性(如同上面定义的)相关联。例如， 该观察可以是对当前弯液面的目视观察，而弯液面稳定性和不稳定性的记录有关于当前监控的波幅振动。在另一个实施方式中，照相和视频观察可以被评价并相关联于弯液面稳定性和不稳定性。结果，弯液面稳定性可以与相对空隙值的范围AR相关联，且如下所述，超出范围AR的范围可以与弯液面稳定性和不稳定性有关。图2A还大体显示了配置有载具130的一个实施方式的装置109。该载具被配置为装载该晶片102以相对于邻近头110进行期望的移动，其中每个晶片表面106在相对于各自的头110的各自的头平面114的期望方位中。通常，期望移动是在X轴方向的。如上面根据图2D和2E所述的，这种在期望方位的期望移动是在晶片表面106和各自的头平面 114彼此间隔开空隙IOlD的情况下的，其中该空隙值GVD是均勻的(即，期望的)。通常，在图3A和;3B所示的另一个实施方式中，显示了头110。晶片相对于头110 的移动还包括晶片表面106和头部表面112在相对于彼此在不想要的相对方位的移动。通常，该不想要的相对方位(也称为不想要的方位)是在该空隙的值(显示为101U)包括一个或多个不同于均勻值GVD的空隙值GVU (显示为101U-1、101U-2、101U-5、101U-6)的情况下的。一种不想要的方位可以如图3A所述的那样倾斜，从而该空隙是不均勻且不想要的而该空隙值不在范围AR内。然而，空隙值GVU可以在可接受空隙值范围MAR内，如同下面参考表格I所述的。通常，该范围MAR是可接受的，因为使用该实施方式，允许该弯液面(在图3A和;3B中用104U代表)保持稳定。这个空隙IOlU是不想要的，因为，不使用该实施方式的情况下，当该空隙从均勻变为不均勻时，弯液面104会被迫使(或变得)不稳定。通常，在一个实施方式中，在DIS范围内的空隙值是在可接受空隙值范围AR和范围MAR两者之外的空隙值，两者都如下所述(表格I)。该DIS范围是最不想要的相对方位， 其中“最”是比空隙IOlU的不想要的方位更不想要的。该最不想要的相对方位对应于不连续的或分离的弯液面(如下所述，在图4A和4B中用弯液面104DIS代表)。小于可接受空隙值范围AR中的一个值并小于该MAR范围中的一个值的一个空隙值实施例是在极低值的空隙值(即，其中，零空隙值对应于各自的头部表面112和各自的晶片表面106的接触)。该接触使得弯液面104DIS不连续。这种不连续的弯液面是最不想要的，因为当弯液面104DIS 出现时，必须停止处理。进一步参考载具130，可以理解该不想要的方位。图2A显示了该载具外形，其具有相对的载具侧面132-1和132-2。载具侧面132-1和132-2限定载具平面134，其在期望方位中是与(i) 一个晶片表面106，以及(ii) 一个晶片平面107共平面的，并平行于轴面108(图2D和2E)。侧面132-1和132-2毗邻该一个晶片表面106的相对侧面106-1和 106-2。在该头平面114相对于该载具130的不想要的方位中，头平面114不平行于载具平面134或晶片平面107或轴面108，从而该空隙值在侧面132-1和132-2不相等，表示不想要的、非均勻的空隙101U(图3A中的101U-1和101U-2)的存在。更详细地，图3A的横截面视图显示了在不想要的方位的一个实施方式。两个晶片表面106中的示例性的一个和头平面114相对于彼此在不想要的方位。显示该X-Y平面以作为与晶片平面107共平面的参考(X轴被显示为点X)。头110的头平面114不平行于Y 轴(即，相对于晶片平面107成锐角)。图中显示弯液面长度LD大于晶片102的直径D(图 2A)。弯液面104U在头部表面112和晶片表面106之间延伸。在一般意义上，图3A中所示的不想要的方位被显示为围绕X轴旋转的头110，其中该头平面114相对于Y轴倾斜。图中显示空隙IOlU的值包括一个或多个不同于空隙IOlD的均勻值的值。因此，图中显示空隙 IOlU相对于头110具有毗邻晶片102的一个边缘132-1的值IOlU-I0值101U-1实质上小于毗邻晶片102的相对边缘132-2的空隙值101U-2。根据图3A，这种不想要的方位被称为头110是倾斜的，仿佛该晶片的左侧是“悬停的(hovering)”(即，向上倾斜)而该晶片的右侧是“倾倒的(tipped) ”(即，向下倾斜)。一种倾斜的不想要的方位还可以被定向为与图3A所示的相反，S卩，仿佛该晶片的右侧是悬停的(S卩，向上倾斜)而该晶片的左侧是倾倒的(即，向上倾斜)。图;3B的横截面视图显示了不想要的方位的另一个实施方式。示例性的晶片表面 106和头部表面112相对于彼此在间距的(pitched)不想要的方位上。显示了各轴以作为参考。图中显示晶片表面106和平面107与轴面108共平面(Y轴被显示为一个点)。显示了弯液面104U的弯液面宽度W。在一般意义上，图:3B中所示的不想要的方位被显示为头 110围绕Y轴旋转，而头平面114与X轴间距开且不平行于X轴。图中显示空隙IOlU的值包括不同于均勻空隙值IOlD的一个或多个值。因此，图中显示空隙IOlU相对于头110具有一个值101U-5和一个值101U-6。值101U-6在Z轴方向从毗邻头110的前部上间距(up pitched)的位置(显示在右边)延伸到晶片102上的前部位置。图中显示值101U-6实质上大于值101U-5，值101U-5在Z轴方向上从毗邻头110的后部下间距(down pitched)的位置(显示在左边)延伸到晶片102上的后部位置。例如，这些位置可以在晶片直径D上。 这种不想要的方位被称为头110被间距向上。间距的不想要的方位还可被定向为与图:3B 所示的相反，即，该头的前侧向下而该头的后侧向上。考虑到该不想要的弯液面，可以理解形成对比的期望弯液面稳定性。弯液面的上述参考连续外形没有该弯液面的间隔(即，没有弯液面缺口)。图2D和2E显示了通过稳定弯液面104D带来的弯液面稳定性。例如，在图2E中，期望弯液面104D的长度LD在Y轴方向延伸跨越邻近头110、经过晶片102的外缘并到达载具130上。在另一个实施例中，在图 2D中弯液面104D的宽度W在X轴方向不中断地延伸。换句话说，弯液面104D跨越宽度W 完全连续。而且，在图2D和2E中显示，弯液面104D跨越期望空隙IOlD在Z轴方向连续延伸。期望弯液面104D的稳定性还通过具有在期望范围AR内的空隙值GVD的空隙IOlD表明。与这种弯液面稳定性相反，参考图4A和4B可以进一步理解非稳定弯液面104DIS 的细节。图4A显示，弯液面104DIS大体在Y轴方向上在两个分离部分Ml和M2中延伸，并因此有残缺外形，残缺地跨越邻近头110。弯液面104DIS只有示例性部分M2延伸经过晶片 102的外缘106-1并到达载具130上。分离部分Ml和M2的Y轴方向长度因此为分离长度 Ll和L2(图4A)，而不是一个长度LD (即，不是在一个长度中连续地并完全地延伸的图2E 中的期望长度LD)。在另一个实施例中，在图4B的俯视图中显示，弯液面104DIS在Y轴方向延伸，其具有弯液面104DIS在其中不存在的中断M0。换句话说，在此实施例中，在两个分离部分Ml和M2的弯液面104DIS不是连续的而且在期望弯液面104D的正常长度LD上是残缺的。因此，在图4A和图4B中每一个中，所示弯液面101DIS是断裂的，描绘了不想要的弯液面缺口。如前所述，申请人已经确认了对监控邻近头110的表面112和弯液面处理中的晶片表面106之间的空隙101的值的需要，以保持稳定的弯液面外形。图3A和;3B还显示了装置109的一个实施方式，其配置有用于这种监控的监控系统140。下面描述参考在一个邻近头110上的一个这种系统140，应当理解，对该系统140的描述适用于图2C中所示的每一个头110上的监控系统140。因此，系统140可包括安装在每一个邻近头110上的各弯液面监控器142。在图3A所示的一个实施方式中，一个弯液面监控器142-1可以被配置为向相对的载具侧面之一 132-1上引导(或发射)独立的射线144-1(比如激光束)，而另
14一个弯液面监控器142-2可以被配置为向另一个相对的载具侧面132-2上引导(或发射) 类似的独立的射线144-2。每一个弯液面监控器142可以被配置会接收来自各自相对载具侧面132的各自的射线144的回波(或返回射线)146R并产生方位监控信号(统称148)。 信号148-1和148-2可以由各自的弯液面监控器142-1和142-2产生。对于每个弯液面监控器142，监控信号148表示根据每个各自的第一和第二载具侧面132-1和132-2处的空隙 101的值而改变过的回波146R(与各自的第一和第二射线144比较)。例如，监控器142可以是由美国的Keyence公司提供的Keyence LK系列激光位移传感器。在装配时可以将输出方位监控信号148相对于在同一个支座上安装的激光校准夹具进行校准，图2C中显示头 110安装在该支座上。校准后，方位监控信号148表示根据每个各自的第一和第二载具侧面 132-1和132-2处的空隙101的值而改变过的回波146R(与各自的第一和第二射线144比较)。该修改，以及由此带来的方位监控信号148的值，表示空隙值，该空隙值是基于(i)当安装在载具130上时，晶片表面106和头部表面112是否相对于彼此在期望方位上(空隙 IOlD具有期望空隙值GVD，该空隙IOlD如图2D和2E所示)，或(ii)晶片表面106和头部表面112是否在不想要的方位之一中(例如，空隙是空隙101U，其具有不同于期望值的值， 图3A中，101U-1和101U-2)，或(iii)晶片表面106和头部表面112是否在最不想要的相对方位中，该最不想要的相对方位对应于不连续的弯液面104DIS(图4A和图4B)。在示例情况(ii)中，监控信号148可以表示根据空隙IOlU的空隙值改变过的回波146R，例如其是由头部表面112和晶片表面106彼此之间的示例性倾斜导致的。如上所述，当晶片102的表面106和头平面114彼此相对间距时，也可以限定邻近头110和处理中的晶片表面106之间的空隙101U。为了允许保持对晶片表面106的适当的弯液面处理(例如，使用稳定的弯液面)，图3B还显示，装置109被配置为用于通过监控系统140的一个实施方式进行监控，该监控系统140包括安装在每一个邻近头110上的其它的弯液面监控器142。下面的描述参考在一个邻近头110上的一个这种系统140，应当理解，对该一个系统140的这种描述适用于在图2C中所示的每一个头110中提供的监控系统 140。图:3B显示，一个弯液面监控器142-3可以被配置为向晶片102的一个表面106上的前部间距的位置102PF上引导(或发送)独立的类似的射线144-3，而另一个弯液面监控器 142-4可以被配置为向晶片102的一个表面106上的后部间距的位置102TO上引导(或发送)独立的类似的射线144-4。这些弯液面监控器142-3和142-4中的每一个都可以被配置为接收各自射线144的回波146R以产生另一个方位监控信号148，方式类似于根据图3A 描述的。该射线的修改是根据晶片表面106和头部表面112相对彼此的定位是否在(i)期望方位中，其中空隙IOlD具有期望值(图2D中所示)，或(ii)不想要的间距方位之一，其中空隙IOlU具有不同于期望值的值101U-5和101U-6(图;3B)，或(iii)最不想要的相对方位之一，其对应于该弯液面是不连续的(图4B)。在这些间距示例(ii)和(iii)中，监控信号148可以表示根据空隙101的值改变过的回波146R，例如其是由头部表面112和晶片表面106彼此之间的示例性间距导致的。根据图5描述了方位监控信号148的使用，其显示了被配置有处理器150的装置 109。处理器150被配置为响应方位监控信号148以及配方152。例如，配方152可以像上面定义的那样用于处理特定类型的晶片102。在一般意义上，在这种类型的晶片102的示例性弯液面处理操作过程中，配置过的处理器150可以响应这种信号148并响应配方152以产生与弯液面稳定性相互关联的弯液面监控信号153。在信号153与弯液面稳定性如此关联的情况下，信号153允许保持弯液面104D的稳定外形(即，没有图4A和4B中所示的弯液面间隔)。通常，然后，根据该信号153，弯液面处理过程中得以保持的弯液面104D的外形会像图2D和2E中所示的那样。下面描述装置109的实施方式以描绘信号153如何与弯液面稳定性相互关联，以及信号153如何允许保持弯液面104D的稳定外形(即，没有图4A和6B 中显示的弯液面间隔)。大体上说，上述的表格I的栏1-3表示与弯液面稳定性的关联的结果。栏1确定了期望弯液面稳定性的关联结果，其特征在于具有期望的均勻空隙值GVD的期望空隙IOlD的存在。栏1确定了期望弯液面稳定性的关联，其特征在于连续的弯液面外形以及具有期望的均勻空隙值GVD的等级1的期望空隙IOlD的存在。空隙值GVD在期望 (或可接受)范围AR内。GVD可以是不变的或者对于时间在可接受值范围AR内变化(如图1所示)的空隙值。例如，在大约从十秒到十分钟的时间段内，范围AR可以是从约0.1 毫米到约1毫米。应当理解，当空隙值GVD在期望范围AR内时，弯液面104D没有在该时间段内变得不连续的趋势。表格 I
权利要求
1.用于监控晶片表面的弯液面处理以保持弯液面的稳定性的装置，该处理响应配方， 该装置包含邻近头，其被配置有流体放射器表面以供应和收集用于限定跨越该流体放射器表面和该晶片表面之间的空隙延伸的该弯液面的流体，弯液面稳定性的特征在于该弯液面的连续外形，弯液面不稳定性的特征在于该弯液面的间断的外形；载具，其被配置为装载该晶片以相对于该头移动以进行该弯液面处理，在该移动过程中，该晶片表面和该流体放射器表面相对于彼此的期望方位可以改变到不想要的相对方位；弯液面监控系统，其安装在该头上并包含被配置为将第一监控射线跨越该空隙导向该弯液面的第一位置的第一弯液面监控器，该弯液面操作系统进一步包含被配置为将第二监控射线跨越该空隙导向该弯液面的第二位置并独立于该第一射线的第二弯液面监控器，每一个弯液面监控器被配置为独立地接收各自的监控射线的回波生成独立的方位监控信号， 该独立的方位监控信号表示响应当前配方在处理过程中在各自的弯液面位置处该晶片表面和该流体放射器表面的相对方位；以及处理器，其被配置为响应该方位监控信号并响应该当前配方以产生允许保持该弯液面稳定性的弯液面监控信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其中该载具被进一步配置有在该晶片表面的相对侧面上的载具侧面，在该期望方位中该载具侧面与该晶片表面共平面；该第一弯液面监控器被配置为将该第一监控射线跨越该空隙导向该载具侧面中的一个上；该第二弯液面监控器被配置为将该第二监控射线跨越该空隙导向该载具侧面中的另一个上；以及每一个弯液面监控器被进一步配置为独立接收来自各自的载具侧面的各自的监控射线的回波以产生该独立的方位监控信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其中该头被进一步配置有用于调整该头以改变该流体放射器表面相对于该载具的方位的物理参数；以及该处理器被进一步配置为产生表示认定的一个或多个该物理参数的数量上的调整量的该弯液面监控信号，该认定的一个或多个物理参数是该物理参数中将要被调整以允许处理继续同时保持该弯液面稳定性的那些物理参数。
4.根据权利要求3所述的装置，其中该载具被进一步配置有在该晶片表面的相对侧面上的载具侧面，在该期望方位中该载具侧面与该晶片表面共平面；为了该调整而对该头的进一步配置是为了避免倾斜，在该倾斜中该载具和该流体放射器表面的相对侧面由非均勻空隙彼此相对间隔开；以及该处理器的该进一步配置产生该弯液面监控信号以将该倾斜的数量上的调整量表示为该认定的物理参数，该倾斜的该数量上的调整量是允许处理继续同时保持该弯液面稳定性的一个量。
5.根据权利要求2所述的装置，其中该当前配方指定用于配置该弯液面的处理参数；以及该处理器被进一步配置为产生表示该当前配方的该处理参数的认定的一个或多个的数量上的调整量的该弯液面监控信号，该认定的一个或多个处理参数是该当前配方的该处理参数中将要被调整以允许保持该弯液面稳定性的那些物理参数。
6.根据权利要求5所述的装置，其中一个认定的处理参数是下述参数中的一个或多个该流体被供应到该空隙中的压力； 该流体被从该空隙中收集的压力； 该晶片相对于该邻近头的移动速度； 该晶片相对于该邻近头移动的速度的计时；该流体被供应到该空隙中的位置，该位置为相对于该传感器的位置；以及该流体被从该空隙收集的位置。
7.根据权利要求2所述的装置，其中该当前配方指定当前处理参数以提供该期望方位，其中该期望方位包含该晶片表面和该流体放射器表面之间的均勻空隙；该方位监控信号表示当前空隙和该当前空隙的空隙值，其中该当前空隙是不想要的空隙；以及该处理器被进一步配置为响应该方位监控信号以将该不想要的空隙与弯液面稳定性相关联以产生表示修改的配方的该弯液面监控信号，该修改的配方包含认定的一个或多个该处理参数的数量上的调整量，该认定的一个或多个该处理参数是该当前处理参数中将要被调整以允许保持跨越该当前空隙的该弯液面稳定性的那些物理参数。
8.根据权利要求7所述的装置，其中该处理器的进一步配置以进行相关联包含用于存储包含多个校准配方的矩阵的数据库，每个校准配方限定该不想要的空隙中的一个和对应于跨越那一个不想要的空隙的稳定的弯液面的认定的处理参数的值；以及指令，其用于将该当前空隙匹配于该矩阵中的该校准配方中的一个的该不想要的空隙中的一个以认定限定该当前空隙的特定的校准配方并确定该当前配方的哪些认定的处理参数将进行数量上的调整以修改该当前配方并允许在响应该修改的当前配方对该晶片进行进一步处理的过程中保持该弯液面的稳定性。
9.根据权利要求1所述的装置，其中该处理器被进一步配置为在装配模式下运作，其中邻近头方位的物理参数是如由该当前配方指定的那样，该操作没有弯液面；在该装配模式中，该方位监控信号共同表示该晶片表面和该流体放射器表面的相对方位是该期望方位还是该不想要的方位；以及该处理器被进一步配置为响应在该装配模式过程中产生的该方位监控信号并响应下一个配方以产生限定至少一个数量上的调整量的装配信号，其中该头的该物理参数的一个或多个将要相对于该载具调整该数量上的调整量，该调整提供由该下一个配方指定的均勻空隙的值以允许根据该下一个配方对该晶片进行处理的过程中该弯液面是稳定的。
10.用于监控使用弯液面对晶片表面进行的处理的装置，该监控通过保持该处理过程中该弯液面稳定而避免弯液面分离，该处理响应配方，该装置包含邻近头，其配置有流体放射器表面以供应和收集流体，该流体用于限定跨越在该流体放射器表面和该晶片表面之间的空隙的外形中延伸的该弯液面，其中该弯液面分离将连续的弯液面外形改变为间断的弯液面外形；载具，其被配置为装载该晶片以相对于该头进行移动，其中该流体放射器表面相对于该晶片表面在期望的方位；该晶片移动还包含该流体放射器表面相对于该晶片表面在不想要的方位的移动； 该载具被进一步配置有在该晶片表面的相对侧面上的载具侧面，且在该期望方位中该载具侧面与该晶片表面共平面；弯液面监控系统，其安装在该邻近头上并包含被配置为将第一激光束跨越该空隙导向该载具侧面中的一个上的第一弯液面监控器，该弯液面监控系统进一步包含被配置为将第二激光束跨越该空隙导向该载具侧面上的另一个并独立于该第一激光束的第二弯液面监控器，每一个弯液面监控器被配置为独立从地该载具的该各自的相对侧面接收该各自的激光束的回波以产生独立的方位监控信号，该独立的方位监控信号表示在该各自的侧面上该晶片表面和该流体放射器表面的该相对方位；以及处理器，其被配置为响应该方位监控信号并响应当前配方以产生允许在进一步的弯液面处理过程中保持稳定弯液面的弯液面监控信号。
11.根据权利要求10所述的装置，其中该邻近头进一步包含被配置为相对于该载具调整该头的该流体放射器表面的调整器；该载具被进一步配置为引导该晶片经过该邻近头，其中该邻近头相对于该载具在调整后的方位；以及该处理器被进一步配置为产生代表该邻近头的数量上的调整量的该弯液面监控信号， 该表示的头调整是该调整器将要相对于该载具对该头的该流体放射器表面调整的量，从而在响应该当前配方后的下一个配方对晶片进行处理的过程中经过该邻近头的另一个晶片的晶片移动过程中，该流体放射器表面会相对于该载具在允许在根据该下一个配方处理的过程中保持该稳定的弯液面的相对方位。
12.根据权利要求11所述的装置，其中该调整器被配置为响应代表该头的该数量上的调整量的该弯液面监控信号，该响应是对该头的调整以相对于该载具移动该流体放射器表面；以及在该头被调整后，该载具引导该晶片以该期望的相对方位经过该邻近头，该期望的相对方位是由该下一个配方指定的以允许在响应该下一个配方的处理过程中保持该弯液面的稳定性。
13.根据权利要求10所述的装置，其中该处理器被配置为显示该产生的弯液面监控信号，该弯液面监控信号的形式为对该头做出的调整以将该流体放射器表面从相对于该晶片表面的该不想要的方位定向到该期望方位并允许在进一步的弯液面处理过程中保持该稳定的弯液面。
14.根据权利要求10所述的装置，其中该当前配方指定当前处理参数以提供该期望方位，其中该期望方位包含该晶片表面和该流体放射器表面之间的均勻空隙；该弯液面监控系统被进一步配置为产生表示该晶片表面和该流体放射器表面之间的非均勻空隙的该方位监控信号；以及该处理器被进一步配置为将该非均勻空隙与校准配方相关联，其中该校准配方指定该非均勻空隙和即使该空隙具有该非均勻空隙的值也能保持稳定的弯液面的处理参数，该关联是使得根据由该校准配方修改的该当前配方的该处理的继续即使在该晶片表面和该流体放射器表面保持该非均勻空隙也允许保持该稳定的弯液面。
15.根据权利要求10所述的装置，该装置进一步包含存储包含多个矩阵配方的矩阵的数据库，每个矩阵配方指定该空隙的非均勻值，每个非均勻空隙在该晶片表面和该流体放射器表面而对应于该不想要的方位之一，对于每个非均勻空隙该矩阵配方包含对应于稳定的弯液面的认定的处理参数的值；其中该当前配方指定处理参数以提供该期望方位，其中该期望方位包含该晶片表面和该流体放射器表面之间的均勻空隙；该弯液面监控系统被进一步配置为产生表示该晶片表面和该流体放射器表面之间的当前非均勻空隙的该方位监控信号；以及该处理器被进一步配置为产生由该当前配方指定的该处理参数的认定的一个或多个的数量上的调整量，该认定的处理参数是该当前配方的该处理参数中将要根据该矩阵配方调整的那些处理参数，其中该矩阵配方具有与由该方位监控信号表示的该当前空隙相同的非均勻空隙，用该数量上的调整量对该当前配方的修改允许在进一步弯液面处理过程中， 即使该晶片表面和该流体放射器表面之间保持该当前非均勻空隙，也允许保持该稳定的弯液面。
16.一种监控晶片表面的弯液面处理以稳定弯液面的方法，该处理响应当前配方，该当前配方限定该晶片表面和邻近头之间的期望空隙，该方法包含如下操作监控当前弯液面处理以确定当前空隙不同于该期望空隙； 认定指定该当前空隙的校准配方；以及使用由该认定的校准配方指定的处理参数继续该晶片表面的该弯液面处理。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包含如下操作首先确定该当前空隙是否在可接受空隙范围内，其中在该范围内的该空隙对应于具有稳定的弯液面的弯液面处理；以及只有当该当前空隙在该可接受空隙范围内时，才执行该认定并继续操作。
18.根据权利要求16所述的方法，进一步包含如下操作首先确定该当前空隙是否在可接受空隙范围内，其中在该范围内的空隙对应于具有稳定的弯液面的弯液面处理；以及如果该当前空隙不在该可接受空隙范围内，中断该弯液面处理操作。
19.根据权利要求16所述的方法，其中该认定操作包含检查多个校准配方的操作，其中已知每个配方指定用于稳定的弯液面的处理参数。
20.根据权利要求19所述的方法，其中该认定操作包含如下进一步操作将该当前空隙与由指定与该当前空隙相同的空隙的该多个校准配方中的一个指定的空隙相匹配；以及认定该一个校准配方的该处理参数以用于该继续操作。
21.根据权利要求20所述的方法，其中继续该晶片表面的该弯液面处理的操作包含如下操作调整该当前配方的该处理参数以符合由该认定的一个校准配方指定的该处理参数以限定新的当前配方；以及在继续操作中使用该新的当前配方的该处理参数处理晶片。
22.根据权利要求21所述的方法，其中该方法包含如下进一步操作产生表示该新的当前配方的该处理参数的处理控制信号；以及响应该处理控制信号自动执行该调整操作从而该使用操作使用由该新的当前配方指定的该处理参数处理该晶片。
23.根据权利要求21所述的方法，其中该调整操作包含使得该当前配方的该处理参数被手动调整以符合由该认定的校准配方指定的该处理参数。
24.一种监控对晶片表面的弯液面处理以保持弯液面在稳定状态的方法，该处理响应当前配方，该当前配方指定该晶片表面和邻近头之间的期望空隙，该当前配方进一步指定用于该弯液面处理的处理参数，该方法包含如下操作监控当前弯液面处理以确定当前空隙是否不同于期望空隙并被配置有允许保持该弯液面在稳定状态的空隙值；如果确定该当前空隙不同于该期望空隙并且被如此配置，那么认定指定该当前空隙的校准配方和校准的处理参数以用于跨越该当前空隙建立稳定的弯液面；将该当前配方的处理参数自动调整为该认定的校准配方的处理参数；以及使用由该认定的校准配方指定的处理参数继续该晶片表面的弯液面处理。
全文摘要
装置，其监控在晶片上执行的弯液面处理。由处理器接收的当前处理的监控数据表明该晶片和处理头之间的空隙的特征。该处理器被配置为响应方位监控信号形式的该数据并响应当前配方。该处理器产生弯液面监控信号以允许在进一步弯液面处理中允许该弯液面保持稳定。该监控是对当前弯液面处理的监控以确定当前空隙是否(1)不同于该当前配方的期望空隙，及(2)对应于稳定的弯液面。如果是这样，校准配方被认定为指定该当前空隙。该校准配方指定用该当前空隙进行该晶片表面的弯液面处理的参数。使用由该认定的校准配方继续该晶片表面的弯液面处理。
文档编号H01L21/66GK102318053SQ200880113114
公开日2012年1月11日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月18日
发明者克里斯丁·帕杜拉罗, 卡特里娜·米哈里斯, 格兰特·彭·G 申请人:朗姆研究公司