[发明专利]用于制备气体在液体中的无气泡溶液的方法和气化设备

说明书

本分案申请是基于中国发明专利申请号200980118387.8(国际申请号PCT/US2009/044343)、发明名称“用于制备气体在液体中的无气泡溶液的气化系统和方法”申请日为2009年5月18日的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求了以下专利申请的优先权：2008年5月19日提交的题目为“APPARATUS AND METHOD FOR MAKING DILUTE BUBBLE FREE SOLUTIONS OF GAS IN A LIQUID(用于制备气体在液体中的稀释的无气泡溶液的设备和方法)”的美国临时专利申请61/054,223；2008年7月22日提交的题目为“APPARATUS AND METHOD FOR MAKING DILUTE BUBBLE FREE SOLUTIONS OF GAS IN A LIQUID(用于制备气体在液体中的稀释的无气泡溶液的设备和方法)”的美国临时专利申请61/082,535；2008年9月8日提交的题目为“APPARATUS AND METHOD FOR MAKING DILUTE BUBBLE FREE SOLUTIONS OF GAS IN A LIQUID(用于制备气体在液体中的稀释的无气泡溶液的设备和方法)”的美国临时专利申请61/095,230；以及2008年9月30日提交的题目为“SYSTEM AND METHOD FOR MAKING DILUTE BUBBLE FREE SOLUTIONS OF GAS IN A LIQUID(用于制备气体在液体中的稀释的无气泡溶液的系统和方法)”的美国临时专利申请61/101,501，这些专利申请的全部内容明确地通过引用结合于本文以用于所有目的。

技术领域

本发明总体涉及集成电路制造，更特别地，涉及气化系统和方法的实施例，该气化系统和方法可提供气体在液体中的无气泡或基本上无气泡的溶液，所述溶液尤其用于集成电路制造工艺中。

背景技术

在部件尺寸持续缩小并且在集成电路(IC)制造中采用更加易碎材料的驱动下，开发出一种对半导体晶片上的部件有利的有效并且低冲击工艺变得至关重要。用充碳酸气的去离子(DI-CO₂)水来清洗晶片是可容许无损清洁的低冲击工艺的一个实例。因此，将气化的DI水用于照相平版印刷术、湿法刻蚀和清洁中以及用于半导体制造中的化学-机械平面化(CMP)中一直令人感兴趣。一个主要的挑战在于如何生产出并且保持具有低溶解气体浓度的水，因为难以用少量溶解气体来控制水的掺杂质。

膜接触技术已经用于在比如水的液体中引入高溶解气体浓度。存在若干种用来制备低浓度气化溶液的其它普通实践。第一种方法是在将气体混合物注入到膜接触器中之前用比如氮气(N₂)的惰性气体与期望气体混合或用比如氮气(N₂)的惰性气体稀释期望气体。在膜接触器内，惰性气体稀释了期望气体的浓度，这导致溶解在液体(比如水)中的气体浓度低。气体溶解在液体中的目标浓度可通过改变期望气体与惰性气体或载气的流量比来保持。该方法会使用大量气体(一种或多种)来实现适当稀释，因此会是昂贵的和/或浪费的。

在第二种方法中，用未气化DI水与高浓度气化水按比例混合或者用未气化DI水稀释高浓度气化水，以获得目标气体在液体中期望的低浓度。气体在液体中的目标浓度可通过改变高浓度气化水与未气化DI水的流量比来保持。该方法会需要大量液体(一种或多种)，而且也会是昂贵的和/或浪费的。

在下面的专利文献中可找到这些方法的实例。美国专利6,328,905公开了通过CO₂水清洗与后金属刻蚀等离子条带(post metal etch plasma strip)相结合来进行残余物去除。美国专利7,264,006公开了臭氧水流量和浓度控制设备及方法。美国专利7,273,549公开了一种膜接触器设备，该膜接触器设备包括具有中空纤维膜的模块。美国专利申请公开2008/0257738A1公开了在填充有具有高单位体积表面积的填塔料聚合体的接触器的腔室中混合CO₂和DI水。