[发明专利]用低温流体混合物处理基板的系统和方法

说明书

本文公开了用于处理微电子基板的表面的系统和方法，并且特别地涉及用于通过用于处理微电子基板的暴露表面的低温流体混合物扫描微电子基板的设备和方法。可以使流体混合物膨胀通过喷嘴以形成可以撞击微电子基板并且从微电子基板的表面去除颗粒的气溶胶喷雾或气体团聚物喷射(GCJ)喷雾。在一个实施方式中，可以在单个基板的后续处理之间改变处理条件，以在每次处理中针对不同类型的颗粒。

优先权

本申请要求2017年9月29日提交的美国非临时专利申请序列号15/721,396的权益，其全部公开内容通过引用合并在本文中。

相关申请

2017年9月29日提交的美国非临时申请15/721,396是2016年6月29日提交的美国非临时申请15/197,450的部分继续申请并要求其优先权，2016年6月29日提交的美国非临时申请15/197,450是2014年10月6日提交的美国临时专利申请第62/060,130号、2015年3月31日提交的美国临时专利申请第62/141,026号和2015年10月6日提交的美国非临时专利申请14/876,199的部分继续申请并要求其优先权。

技术领域

本公开内容涉及用于处理微电子基板的表面的设备和方法，并且特别是用于使用低温流体从微电子基板去除物体的设备和方法。

背景技术

微电子技术的进步已经使集成电路(IC)以不断增加的有源部件密度形成在微电子基板(例如，半导体基板)上。可以通过在微电子基板上应用和选择性去除各种材料来进行IC制造。制造过程的一方面可以包括暴露微电子基板清理处理的表面以从微电子基板去除过程残留物和/或碎屑(例如，颗粒)。已经开发了各种干法和湿法清理技术来清理微电子基板。

然而，微电子IC制造的进步导致基板上更小的装置特征。较小的装置特征使装置比过去更容易受到较小颗粒的损坏。因此，将期望能够在不损坏基板的情况下，去除较小的颗粒和/或相对较大的颗粒的任何技术。

发明内容

本文描述了可以使用各种不同的流体或流体混合物从微电子基板去除物体(例如，颗粒)的若干设备和方法。特别地，流体或流体混合物可以，以可以从微电子基板的表面去除颗粒的方式，暴露于微电子基板。流体混合物可以包括但不限于可以通过流体混合物从高压(例如，大于大气压)环境向可以包括微电子基板的低压环境(例如，次大气压)膨胀而形成的低温气溶胶和/或气体团聚物喷射(GCJ)喷雾。

本文所述的实施方案在不降低较大(例如，100nm)颗粒去除效率以及/或者在颗粒去除过程中不损坏微电子基板特征的情况下，改善小于100nm颗粒的颗粒去除效率方面，展示出超出预期的结果。通过在流体混合物膨胀之前避免流体混合物液化或减少(例如，按重量计＜1％)流体混合物的液化，能够减少损坏。

其他超出预期的结果包括从单个喷嘴展示出较宽的清理区域(约100mm)。较宽清理区域的一个使能方面已被示出至少部分地基于最小化喷嘴与微电子基板之间的间隙距离。增大的清理区域大小可能会减少周期时间和化学费用。此外，可以使用一个或更多个独特的喷嘴来控制可以用于从微电子基板去除颗粒的流体混合物膨胀。

根据一个实施方式，描述了一种经由至少一种流体撞击微电子基板的表面来处理微电子基板的表面的设备。该设备包括：处理室，其限定内部空间以在处理室内用至少一种流体处理微电子基板；可移动卡盘，其在处理室内支承基板，该基板的上表面暴露在由至少一种流体进行处理的位置；基板平移驱动系统，其操作地耦接至可移动卡盘并且被配置成使可移动卡盘在基板加载位置与用所述至少一种流体在其处处理基板的至少一个处理位置之间平移；基板旋转驱动系统，其操作地耦接至处理室并且被配置成使基板旋转；以及至少一个流体膨胀部件(例如，喷嘴)，其连接至至少一种流体供应并且以如下方式被布置在处理室内：当可移动卡盘位于至少一个处理位置并且支承基板时，有效地将流体混合物朝着基板的上表面引导。