[发明专利]在邻近基板表面处的受控流体混合情况下的微电子基板的湿处理

说明书

优先权

本非临时专利申请要求于2010年4月27日由Wagener等人提交的、题目为“WET PROCESSING OF MICROELECTRONIC SUBSTRATES WITH CONTROLLED MIXING OF FLUIDS PROXIMAL TO SUBSTRATE SURFACES（在邻近基板表面处的受控流体混合情况下的微电子基板的湿处理）”、序列号为61/328,274的美国临时专利申请的权益，其中所述临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及使用喷雾处理器工具处理微电子器件。更具体地，本发明涉及在使用喷雾处理器工具时在处理期间控制处理流体的混合，所述处理流体的混合可能发生于邻近基板表面处，以使得可能由于未受控制的混合所致的零件损坏最小化。

背景技术

微电子产业在制造多种微电子器件时依赖于多种处理方法。所述处理方法通常涉及湿式处理和干式处理中的一者或两者。微电子产业能够利用多种构造系统以执行这种处理。许多所述系统为喷雾处理器工具形式的。喷雾处理器工具一般是指如下工具：其中处理流体（比如，化学制品、清洗液体、气体及其组合）单独地或以一系列一个或多个步骤的组合方式喷射、浇铸，或以其他方式分配至微电子工件上。这与湿式工作台工具形成对比，在湿式工作台工具的情况中，在处理过程期间微电子工件浸渍于流体浴中。

在典型的喷雾处理器工具中，处理流体被分配或以其他方式喷射至（多个）微电子工件上，而所述微电子工件被支撑于喷雾处理器工具的处理腔室内。通常，在所述处理的一个或多个部分期间所述微电子工件绕一轴线旋转（spinning，自旋）。在单微电子工件系统中，该微电子工件通常围绕其自己的中心轴线旋转。可从明尼苏达州查斯卡的FSI国际公司（FSI International,Inc.,Chaska,MN）购得商标名称为的此类型的示例性工具。在同时处理多个微电子工件的工具中，微电子工件通常被储存于保持器（亦称为卡匣）中，所述保持器被支撑于旋转的转台（亦称为台板）上。转台围绕其自己的中心轴线旋转，并且示意性地，保持器以行星方式在轨道上围绕转台的轴线旋转。可从明尼苏达州查斯卡的FSI国际公司购得商标名称分别为和的此类型的示例性工具。

用于喷雾处理器工具的典型方法包括涉及使微电子工件经受一个或多个湿式处理（比如，包括一个或多个化学处理、清洗处理，及其组合的湿式处理）的处理步骤。通常在完成了所需的湿式处理之后，对微电子工件进行干燥。例如，传统清洗及干燥程序涉及首先将清洗液体分配或以其他方式喷射至微电子工件上，所述微电子工件被支撑于旋转的转台上的一处理腔室中。停止清洗，接着将用以输送清洗液体的管件（plumping）置于处理腔室中。然后通常经由相同或不同的管件将干燥气体引入至腔室中，以干燥微电子工件。

根据示例性制造策略，使用光致抗蚀剂掩模以帮助在微电子基板上形成器件零件。随着微电子技术的进步，这些零件已趋向于变得更小。例如，一些当前的器件包括诸如具有纳米级尺寸的栅结构（gate structure）的零件。不幸地，在制造过程中较小的器件零件倾向于比那些较大、较坚固的零件易受损坏。需要开发在制造过程中有助于保护小器件零件的处理策略。

在光致抗蚀剂掩模已用于帮助制造零件之后，该掩模通常被移除。光致抗蚀剂掩模的移除是其中零件损坏成为问题的一种情形。已知的强清洁性（piranha，食人鱼蚀液）处理是用于从基板表面去除光致抗蚀剂残余物的策略。典型强清洁性组合物为通过组合至少包括硫酸和过氧化氢的成份所获得的水溶液。通常，所述成份被供应为浓缩的含水硫酸以及30重量百分比的含水过氧化氢。典型的强清洁性溶液通过在每体积的过氧化氢溶液中组合大约2体积份至大约10体积份的酸溶液而获得。亦可使用更稀释形式的溶液。通常使用热的强清洁性溶液，例如，大约60℃以上的温度，甚至大约80℃以上，甚至大约180℃的温度。强清洁性溶液从表面清洁有机化合物，诸如光致抗蚀剂残余物。该溶液亦倾向于使金属氧化及羟化，从而使所述金属呈现亲水性。在用此溶液清洁之后，用水充分清洗基板。然后可使该基板按需要经受进一步处理。

在其他说明性实践模式中，清洁组合物可包括一种或多种其他酸，诸如磷酸。另外，一些清洁化学品使用酸但不使用过氧化物。一些清洁化学品可以其他（多种）氧化剂取代过氧化氢。