[发明专利]液体气溶胶颗粒去除方法

说明书

本申请要求于2006年7月7日提交的标题为″液体气溶胶颗粒去除方法″的美国临时申请序列号60/819,179的利益，该申请在此全文引入作为参考。

发明领域

本发明涉及从基材去除颗粒。更具体地说，本发明涉及用包含表面活性化合物的液体气溶胶从基材除去颗粒的用途。

发明背景

在微电子器件，例如包括半导体晶片和其它微电子器件的那些微电子器件的加工中，在加工的各个阶段中任一个，基材表面清洁度在几乎所有加工方面变得越来越关键。表面清洁度按许多方法度量并且将颗粒存在和/或水斑点视为可能影响微电子器件制造的污染物。微电子器件包括，例如，在加工任何阶段的半导体晶片和器件例如平面显示器、微电机系统(MEMS)、高级电气互连系统、光学组件和器件、海量数据存储器件的组件(盘驱动件)等。一般而言，为了使从半导体晶片制造器件的生产率最大化和满足对这些器件确定的质量标准，同时以有效果和高效率的加工步骤这样进行，这些基材上越来越小的颗粒的量的减少是希望的。

微电子器件的湿法加工中的代表性步骤包括微电子器件蚀刻、冲洗和干燥。本文所使用的湿法加工包括浸渍加工，其中让微电子器件的至少一部分经历浸渍一段所需时间，和喷雾加工，其中将加工流体(包括冲洗流体)散布到器件表面上。微电子器件加工通常包括一系列离散步骤例如包括清洁和/或湿蚀刻步骤接着冲洗和干燥。这些步骤可以包括将适合的处理化学品涂覆到基材表面上，例如气态或液态清洁液或蚀刻或氧化剂。然后优选通过后续冲洗步骤除去这些清洁液或蚀刻或氧化剂，该冲洗步骤使用冲洗流体例如去离子水(DI水)以稀释和最终冲走早先涂覆的物质。通过足够的蚀刻去除硅表面上的天然氧化物通常使该硅表面从亲水性改变并且导致此种HF最后蚀刻的表面为疏水性表面。

在浸渍加工的情况下，将一个或多个基材从冲洗槽(众所周知，例如级联型冲洗器)提起或让液体落入容器内可以在器件被充分地冲洗之后进行以使该器件与冲洗液体分离。对于喷雾加工，将冲洗流体散布到器件表面上保持确定的期间，与此同时和/或此后，以有效从器件表面甩去该冲洗流体的速度使该器件(或以堆叠体形式在转盘上的多个器件)转动或旋转。在浸渍或喷雾加工中，此种冲洗/干燥工艺的目标是有效地干燥被加工的器件，即以物理方式除去尽可能多的冲洗流体，以减少在冲洗之后留下来待从该器件表面蒸发的流体的量。冲洗流体的蒸发可能留下曾悬浮在流体内的任何污染物或颗粒。

对于在冲洗步骤之后冲洗流体从微电子器件的增强分离或去除，已经开发了引入某些化合物的技术，所述化合物在和接近流体与器件表面的分离点处在冲洗流体内产生表面张力梯度。这样的效果(通常称作马兰各尼效应)是增强冲洗流体(通常是DI水)在浸渍分离中将器件与液浴分离或在喷雾散布的情况下使器件旋转的作用下从该器件表面流下的能力。采用这些技术已经发现在亲水性或疏水性器件表面上冲洗流体的去除被增强。影响表面张力和产生此种表面张力梯度的化合物是已知的并且包括异丙醇(IPA)、1-甲氧基-2-丙醇、二丙酮醇和乙二醇。参见例如，对于浸渍型容器，Mohindra等人的美国专利号5,571,337，对于旋转散布设备，Leenaars等人的美国专利号5,271,774，它们中的每一篇使用马兰各尼效应作为冲洗流体去除的一部分。

获得其中加工流体从水平转动基材的更好去除的基材的尝试在Mertens等人的美国专利号6,568,408中进行了描述。描述了可控制地产生清晰界定的液体-蒸气边界的方法和设备，该边界连同移动液体和蒸气输送喷嘴一起跨越基材表面。如Mertens等人的专利所述，通过蒸气向该边界的特定输送理论上在此种边界内产生表面张力梯度，因为该蒸气可混容在该液体内以便增强基于马兰各尼效应的液体去除。此种系统对亲水性表面可能是更有效的，但是显著地增加系统的复杂性和在足够冲洗流体去除的情况下达到冲洗所需要的控制方式。此种系统的有效性对于完全疏水性表面，例如HF持续蚀刻的硅晶片显著地更低，其中仍希望减少污染物，例如小颗粒。