CN101853781A - 利用相容化学品的基板刷子擦洗和接近清洗干燥程序、接近基板制备程序和实施前述程序的方法、设备和系统 - Google Patents

利用相容化学品的基板刷子擦洗和接近清洗干燥程序、接近基板制备程序和实施前述程序的方法、设备和系统 Download PDF

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Abstract

一种用于清洗和干燥基板的正面和背面的方法。该方法包括使用擦洗流体化学品擦洗基板的背面。该方法还包括一旦完成背面的擦洗之后，就在基板的正面上施加正面弯液面。该正面弯液面含有正面清洗化学品，而正面清洗化学品与该擦洗液体化学品呈化学性相容。还提供了一种基板的表面的制备方法，该方法包括使用弯液面扫掠基板的表面，使用弯液面制备基板的表面和在未进行冲洗操作的情况下，在已制备的基板的表面上进行下一个制备操作。

Description

利用相容化学品的基板刷子擦洗和接近清洗干燥程序、接近基板制备程序和实施前述程序的方法、设备和系统
技术领域
本发明总体上涉及基板清洗和干燥技术，更具体地，涉及通过减少基板表面的污染而改善半导体基板的清洗和/或干燥的系统、设备和方法。本发明进一步涉及通过减少与基板制备操作相关的制备时间和成本而改善半导体基板的制备、清洗和/或干燥的系统、设备和方法。
背景技术
半导体装置的制造牵涉到许多的处理操作。这些操作包括，例如，掺杂物植入、闸极氧化层的产物、金属层间氧化沉积、金属化沉积、光刻图案化、蚀刻操作、化学机械研磨(CMP)等等。当这些操作产生微粒与残余物时，必须清洗基板表面而去除附着在基板表面的微粒污染物。
微粒污染物通常由明显为轮廓分明的材料的碎片所构成而具有附着到基板表面的倾向。微粒污染物的例子包括有机与无机残余物，如矽尘埃、二氧化矽、研浆残余物、高分子残余物、金属薄片、环境尘埃、塑胶微粒、及二氧化矽微粒以及其它。由于此种污染物残留在基板表面对积体电路装置的性能具有有害的影响，故必须从基板表面去除微粒污染物。
由于可能在基板的处理中造成有害的缺陷，故在典型的基板清洗系统与处理之中传统上必须优先清洗基板正面(亦即有效面或上表面)。然而，随着基板尺寸的增大和/或特征部尺寸的变小，特定的缺点已经和无法充分且适当地清洗及处理基板背面(亦即非有效面)的问题结合在一起。
在基板背面具有污染性微粒的其中一个缺点为微粒污染物从基板背面迁移到基板正面。例如，迁移会发生于湿式处理步骤期间和/或正在使基板处理工具或测量工具之间移动或进行其它的操纵。又，背面污染物将无法预期地从其中一个处理工具或步骤迁移而来，故污染后续的处理。
为了消除上述缺点，故在特定的基板处理操作中，首先，使用滚筒式清洗组件擦洗晶圆背面，且紧接着调节晶圆正面。在滚筒式清洗组件中，在将流体供应到清洗界面的上时，使旋转的刷子接触晶圆背面。此种例示性流体的其中一个为SC1，且定义为氢氧化铵与过氧化氢的混合液。然而，无法预期地，在进行擦洗时，在某些情况下清洗流体SC1可能会喷溅到晶圆正面上。
此时，在清洗模组使用调节流体，如与SC1擦洗流体不相容的氢氟酸(HF)与DIW的溶液，而调节晶圆正面。由于晶圆正面的交叉污染及SC1与HF溶液的不相容性，故势必降低清洗操作的品质。
除了污染晶圆正面之外，使用不同且不相容的化学品清洗晶圆正面与背面就需要就各施加的化学品实施相关的流体操纵配置与废液处理单元。举例而言，必须使用不同的排水口与排气品排除来自清洗处理室的各化学品。如此一来，不仅晶圆处理系统的占地面积将不必要地变大、而且系统的化学操纵配置亦变成极为复杂。
在清洗设备之中使用化学品清洗基板正面与背面可以进一步地消除此种限制。之后，为了生产低缺陷程度的基板，故使用，例如去离子水(DI)水冲洗基板背面与正面。依此方式，将可以稀释残留在基板正面与背面上的化学品和/或排掉其上残余的微粒污染物。然而，生产低缺陷程度的基板将需要充分地冲洗基板正面与背面。亦即，必须使用大量的DI水冲洗基板正面与背面达一段特定时间，而这经常只是用于清洗和/或处理基板正面与背面的时间而已。当然，清洗和/或处理基板表面将花费更长的时间。
此外，在特定的情况下，基板正面具有特定的条件(例如装置的局部露出等等)，其中冲洗基板正面将对基板表面的条件造成负面影响。例如，冲洗矽基板会造成基板表面的外露部上的氧化层再生长，而在铜基板中，冲洗基板正面与背面会千百万腐蚀。
有监于前述，目前需要一种制造基板用的系统、设备、与方法，能够实施精简的流体操纵配置而使由于使用不相容的化学品所引起的交叉污染降到最低而提高基板生产率。亦需要一种制备基板表面用的系统、设备、与方法，能够实质减少用于处理基板的正面与背面所需的时间与成本。
发明内容
概括而言，本发明通过提供一种制备基板表面的方法、设备和系统，其能够简化流体操纵配置且使施用不相容的化学品所引起的交叉污染降到最低而提高基板生产率，来满足上述要求。在一实施例中，使用擦洗化学品在基板背面上进行擦洗操作，且紧接着使用与擦洗化学品相容的化学品摈接清洗和/或干燥基板正面与背面而制备基板。在另一实施例中，本发明提供一种制备基板表面用的方法、设备和系统，由于不需在清洗操作之后进行冲洗操作，故能够实质减少用于接近制备基板表面所需的时间与成本。
应理解：可以将本发明实施成许多的型态，包括处理、设备、系统、装置、或方法。以下说明本发明的数种创新的实施例。
在一实施例中，提供一种基板的正面与背面的清洗及干燥用的方法。本方法是包括使用擦洗流体化学品擦洗基板的背面。本方法更包括通过基板的正面形成正面弯液面及通过基板的背面形成背面弯液面。在擦洗背面之后才进行正面与背面弯液面的形成。本方法更包括通过正面与背面弯液面扫掠基板的正面与基板的背面。正面与背面弯液面各含有与擦洗流体化学品相容的化学品。
在另一实施例中，提供另一种基板的正面与背面的清洗及干燥用的方法。本方法是包括使用擦洗流体化学品擦洗基板的背面。方法更包括一旦完成背面的擦洗之后，就在基板的正面的上施加正面弯液面。正面弯液面是含有与擦洗流体化学品呈化学性相容的正面清洗化学品。
在又一实施例中，提供一种基板制备系统。本系统是包括刷子、正面头、及背面头。刷子是形成为使用擦洗化学品擦洗基板的背面。将正面头限定成紧密地接近于基板的正面而将背面头限定成紧密地接近于基板的背面。将背面头定位成实质相对着正面头。当刷子与基板分开时，正面头与背面头是成对地作用于基板。
在一实施例中，提供一种基板的表面的制备方法。方法是包括通过弯液面扫掠基板的表面、使用弯液面制备基板的表面、及在不需进行冲洗操作的情况下，在已制备的基板的表面上进行一次制备操作。
在另一实施例中，提供一种基板的表面的制备方法。本方法是包括在基板的表面上施加第一弯液面而制备基板的表面及在已制备的基板的表面上施加第二弯液面而第二次地制备已制备的基板的表面。第二弯液面的施加是形成为在不需进行冲洗操作的情况下、实质紧接于第一弯液面的施加。
在再一种实施例中，提供一种制备基板的正面与背面用的方法。本方法是包括通过基板的正面形成正面弯液面及通过基板的背面形成背面弯液面。本方法更包括通过正面弯液面与背面弯液面分别扫掠基板的正面与基板的背面。扫掠基板的正面与基板的背面是形成为实质清洗且干燥基板的正面与基板的背面。本方法亦包括在不需进行冲洗操作的情况下、在扫掠基板的正面与基板的背面的操作之后才在基板的正面与基板的背面上进行一次基板制备处理。
本发明是具有各种优点。明显的是，与使用不相容的化学品，如SC1与HF来分别清洗晶圆背面与正面的先有技术相反，在本发明的实施例中，是使用相容的化学品清洗和/或干燥晶圆正面与背面。另一优点在于：由于使用相容的化学品清洗晶圆正面与背面，故能够简化擦洗与接近清洗制备系统之中的流体操纵配置。本发明的再一优点在于：由于施用相容的化学品擦洗与接近清洗和/或干燥晶圆表面，故能够使擦洗与接近清洗和/或干燥处理室免于交叉污染。由于避免使用不相容的化学品，故这亦有利于缩小设备的占地面积。又一优点在于：本发明的实施例是简化对设备之中的相容的化学品的操纵，故免于就各化学品使用不同的流量操纵元件与废液处理单元而能够降低机器的成本。
本发明的再一优点在于：相较于熟知技术而言，本发明的某些实施例已不需在每次晶圆正面与背面接触到化学品之后，就冲洗基板正面与背面。依此方式，能够大幅地减少处理各基板所需的处理时间与成本。本发明折另一优点在于：由于使用接近基板制备系统制备晶圆表面，故能够将晶圆表面制备成晶圆表面的状态呈实质相同。例如，能够在不需使晶圆表面接触到水的情况下，就使晶圆表面呈干净的状态而供一次制备阶段使用，故能够防止半导体或晶圆表面(例如金属表面)上的氧化层再生长。
本发明的其它方面及优点可参照以下的详细说明及图示本发明的原理的附图而更加清楚。
附图说明
通过以下结合附图的详细说明将那个很容易地理解本发明，其中在附图中，相似的标号指示类似的结构元件。
图1A为根据本发明的一实施例的例示性的擦洗与接近清洗和/或干燥系统的简化的横剖面图。
图1B为根据本发明的另一实施例的例示性的擦洗与接近清洗和/或干燥系统的简化的局部上视图，其显示化学品在擦洗接近清洗和/或干燥系统之中的供应、传送和收集。
图2A为根据本发明的再一种实施例的擦洗与接近清洗和/或干燥系统的简化的横剖面图。
图2B显示根据本发明的又一种实施例的使用刷子擦洗晶圆背面的简化的上视图。
图3A显示根据本发明的再一种实施例的采用与擦洗化学品相容的化学品接近清洗和/或干燥晶圆正面与背面的简化的横剖面图。
图3B为根据本发明的再一种实施例的晶圆表面正在受到正面接近头的清洗和/或干燥的图3A所示的晶圆正面的简化的上视图。
图4A为根据本发明的再一种实施例的例示性的接近头的简化的下视图。
图4B为根据本发明的再一种实施例的又一种例示性的接近头的简化的下视图。
图5A显示根据本发明的再一种实施例的正在受到正面接近头的清洗和/或干燥的晶圆正面的简化的横剖面图。
图5B为根据本发明的再一种实施例的图5A所示的区域的简化的放大图。
图5C为根据本发明的再一种实施例的在接近清洗和/或干燥晶圆正面之后、具有其上才形成有氧化层的复数个金属线的晶圆正面的简化的局部放大横剖面图。
图6A显示根据本发明的再一种实施例的在例示性的擦洗接近清洗和/或干燥系统之中所进行的方法操作的流程图。
图6B显示根据本发明的一实施例的在擦洗晶圆背面时、所进行的方法操作的流程图。
图6C显示根据本发明的再一种实施例的在晶圆正面与背面的接近清洗期间所进行的方法操作的流程图。
图7A为根据本发明的一实施例的例示性的接近基板制备系统的简化的横剖面图。
图7B显示根据本发明的另一种实施例的图7A的接近基板制备系统开始进行晶圆正面的接近制备的简化的上视图。
图7C为根据本发明的又一种实施例的在清洗/干燥操作实质结束时的图7B所示的晶圆正面的简化的上视图。
图7D为根据本发明的又一种实施例的已经过图7C所示的正面接近头的清洗和/或干燥的晶圆正面的简化的横剖面图。
图7E为根据本发明的又一种实施例的例示性的正面接近头的简化的下视图。
图8A为根据本发明的又一种实施例的用以制备晶圆正面的接近头的简化的上视图。
图8B为根据本发明的再一种实施例的正在受到图8A所示的制备的晶圆正面的简化的横剖面图。
图9A为根据本发明的再一种实施例的实施成一对平行的杆型接近头的例示性的连续的接近制备系统的简化的横剖面图。
图9B为根据本发明的再一种实施例的正在受到图9A所示的两个杆型的接近头的制备的晶圆正面的简化的上视图。
图9C为根据本发明的再一种实施例的在晶圆表面正在受到两个杆型接近头的制备时的图9B所示的晶圆正面的简化的横剖面图。
图9D为根据本发明的再一种实施例的例示性的接近杆的简化的上视图。
图10A为根据本发明的再一种实施例的实施成单一杆型接近头的连续的接近制备系统的简化的上视图。
图10B为根据本发明的再一种实施例的正在受到图10A所示的单一杆型的接近头的制备的晶圆正面的简化的横剖面图。
图10C为根据本发明的再一种实施例的含有两个弯液面的例示性的单一杆型接近头的简化的下视图。
图11显示根据本发明的再一种实施例的在例示性的接近晶圆制备系统之中所进行的方法操作的流程图。
图12显示根据本发明的一实施例的在使用两个杆型接近头的连续的接近制备系统之中所进行的方法操作的流程图。
图13显示根据本发明的再一种实施例的在实施成含有两个弯液面的单一杆型的接近头的连续的接近制备系统之中所进行的方法操作的流程图。
图14显示根据本发明之一实施例的晶圆处理系统。
图15A显示根据本发明的一实施例进行晶圆处理操作的接近头。
图15B显示根据本发明的一实施例的接近头的局部的上视图。
图15C显示根据本发明的一实施例的接近头的入口/出口图案。
图15D显示根据本发明的另一实施例的接近头的入口/出口图案。
图15E显示根据本发明的又一实施例的接近头的入口/出口图案。
具体实施方式
以下提供一种发明，其能够简化流体操纵配置且使由于施用不相容的化学品所引起的交叉污染降到最低而提高基板生产率。在一实施例中，使用刷子化学品在基板背面上进行擦洗操作，且紧接着使用与擦洗化学品相容的化学品接近清洗和/或干燥基板正面与背面而制备基板。在其中一个例子中，通过正面接近头与背面接近头而分别使用正面与背面弯液面实质上同时地清洗和/或干燥基板正面与背面。在一实施例中，接近头110使由主入口、真空与处理流体所形成的氮气环境之中的异丙醇蒸气IPA/N2作用于晶圆表面。在一实施例中，除了抽真空而从晶圆表面抽除处理流体与IPA/N2以及、更施加IPA/N2与处理流体而产生流体弯液面。根据一实施方式，将流体弯液面定义为限定在接近头与晶圆表面之间的流体层，而能够呈稳定且可控制地移动到晶圆表面的各处。
在一实施方式中，用以清洗晶圆正面与背面的擦洗化学品及正面与背面化学品为氢氟酸(HF)与去离子水(DIW)的溶液。依据所需的应用，可以使擦洗化学品及正面与背面化学品之中的HF的浓度形成为相同或不同。
由于实质不需要在基板制备操作之间冲洗基板表面，故本发明进一步能够实质降低用以制备基板表面所需的成本与处理时间。在一实施例中，在使用含有化学品弯液面而通过接近头制备基板表面时，就可在不需冲洗基板表面的情况下而立即在基板表面上进行下一次基板制备操作。在其中一个例子中，接近制备为清洗和/或干燥基板表面，而在另一实施例中，接近制备为去除固有的氧化层。根据又一种实施例，通过去除形成在基板表面上的薄层而接近制备基板表面，故能够使用第一弯液面而故意产生沉淀的残余物。之后，利用第二弯液面而造成与第二弯液面的第二化学品与沉淀的残余物之间的预期化学反应，其接近制备晶圆基板。如此一来，将不需在两个接近制备操作之间冲洗基板，就进行后续的基板制备操作。在其中一个例子中，第一弯液面由其中一个接近头所利用且第二弯液面由第二接近头所利用。在不同的实施例中，第一弯液面与第二弯液面则由形成为横跨过整个晶圆的单一横越的接近头所利用。在一实施方式中，用以制备晶圆表面的化学品为氢氟酸(HF)与去离子水(DIW)的溶液。
在以下说明中，为了能够彻底了解本发明，故提到许多的特定的细节。然而，熟悉本项技艺的人士必须了解：可以在不具某些或所有的特定细节的情况下，据以实施本发明。在其它方面，为了避免不必要地模糊本发明，故以下将不说明熟知的处理操作。
图1为根据本发明的一实施例的例示性的擦洗-接近清洗和/或干燥系统100的简化的横剖面图。擦洗与接近清洗和/或干燥系统100是包括设置在流体操纵系统106的上方的处理室104、固定于致动元件114的正面与背面接近头110a与110b、及系统控制器116。分别通过正面臂与背面臂112a与112b而使正面与背面接近头110a与110b连接于致动元件114。在一实施例中，虽然致动元件114为马达，然而在不同的实施例中，致动元件114则可以是任何能够移动正面与背面臂112a与112b的元件。又，熟悉本项技艺的一般人士必须理解：可以实施不同的机构与工程而移动正面与背面臂112a与112b且因而正面与背面接近头110a与110b将能够进入及离开处理室104。
处理室104是包括复数的滚筒108，形成为接合于晶圆102且用以旋转晶圆102。在其中一个例子中，实施四个滚筒108，而其中两个是具有稳定用构件的功能而形成为接合于晶圆102。其余两个滚筒108则形成为造成晶圆102旋转。可以移开两个稳定用的滚筒108而允许添补等处理的晶圆102且接着移回原位而再与晶圆102接合。所示的晶圆正面102a是含有污染物147与液体146，而所示的晶圆背面102b则含有污染物145。在其中一个例子中，晶圆背面102b更含有液体146’。
处理室104亦包括刷子122’，其具有复数的结节124。在图1A所示的实施例中，将刷子122设置在晶圆背面102b的下方且紧密地接近于处理室的下壁面104a，因而可空出正面与背面接近头110a与110b作用时所需的路径。处理室104更包括排水/排气出口132，用以从处理室104清除废液与多余的流体。
使用例如滑动机构能够将限定在处理室104的下方的流体操纵系统106拉出擦洗与接近清洗和/或干燥模组101。流体操纵系统106是包括排水排气元件106a及流量操纵元件106b。流量操纵元件106b是包括复数的流量控制器118a、118b、及118c，设计成储存用以清洗晶圆102之未使用过的化学品。各流量控制器118a至118c是分别包括主出口124a、124b、及124c。
采用同样方式，排水/排气元件106a是包括废液处理单元120，设计成容纳将纵处理室104排出的多余的流体、废液、残余物、及污染物。在图1A所示的实施例中，废液材料是经由限定在废液处理单元120之中的三个排水/排气入口128a、128b、及128c而进入废液处理单元120。以下图1B将不仅提供混合且供应到接近头110a与110b及刷子122的化学品的说明、而且提供有关于流量操纵器118a至118c及废液处理单元120的额外资讯。
以下参见图1B，其显示根据本发明的一实施例的在擦洗接近清洗和/或干燥系统100之中的化学品的供应、传送、及收集。图中显示：储存在流量控制器118a之中的化学品A与储存在流量控制器118b之中的化学品B是在歧管125中混合成适当的浓度。在其中一个例子中，未使用过的化学品A为未使用过的HF且化学品B为DIW。亦即，将未使用过的HF与DIW泵入歧管125之中且接着加以混合，其能使正面清洗化学品呈所需的浓度。
在其中一个例子中，系统控制器116是利用电脑软体监测且维持各化学品A与B的所需的浓度。在其中一个例子中，在擦洗操作期间，经由供应管134将未使用过的化学品A与B的混合液(例如HF的溶液)供应到刷子122。之后，在接近清洗和/或干燥期间，经由供应管127将相同的HF溶液供应到正面接近头110a，而经由供应管129将DIW供应到背面接近头110b。在所示的实施例中，经由主出口124a与124b而将化学品A与DIW送到歧管125，其能使HF与DIW混合成适当的浓度。之后，分别经由限定在正面与背面接近头110a与110b之中的流体入口126a与126b将HF溶液供应到正面接近头110a，而将DIW水供应到背面接近头110b。
采用同样方式，所示的化学品C是分别利用供应管131与133而供应到正面与背面接近头110a与110b。如图所示，利用主出口124c将化学品C供应到供应管，且接着经由流体入口126与126b’而供应到正面与背面接近头110a与110b。在其中一个例子中，化学品C为异丙醇(IPA)蒸气，其使用N2作为载子气体。有人可看出：阀117不仅用以控制废液处理单元120、而且用以控制来自流量控制器118a至118c的化学品的流量。在其中一个例子中，通过系统控制器116控制且监测阀117的操作。
如图所示，分别经由管路137与139而从正面与背面接近头110a与110b排除如化学品、污染物、及液体等从晶圆正面102a与晶圆背面102b上所抽除的废液材料。经由限定在正面与背面接近头110a与110b之中的废液出口126c与废液出口126c’而将所抽除的废液材料送入管路137与139之中。之后，经由废液入口128a与128b将废液材料输送到废液处理单元120。采同样方式，不仅经由管路130而从处理室104排出污染物、而且经由管路130而从处理室104排出在晶圆正面与背面102a与102b的擦洗与接近清洗操作期间供应到晶圆背面126b上的化学品，且接着经由限定在处理室下壁面104a之中的废液出口132，而经由废液入口128c送入废液处理单元120之中。
根据一实施例，可使用在擦洗操作期间用以清洗晶圆背面102b的化学品A作为用以在晶圆正面102a进行接近清洗和/或干燥操作的化学品。依此方式，本发明的擦洗接近清洗和/或干燥系统将可更小且具有比熟知的擦洗模组更小的占地面积。又，使用正面接近头110a而利用同类的化学品或相容的化学品擦洗晶圆背面102b及清洗和/或干燥晶圆正面102a的话，就不需对各化学品使用不同的废液元件。依此方式，可利用相同的排水与排气元件排除来自处理室104的废液流体与污染物。
继续参见图2A所示的简化的横剖面图，其提供根据本发明的一实施例的使用本发明的擦洗接近清洗和/或干燥系统100之中的刷子122擦洗晶圆背面102b的情况。通过使刷子122与晶圆背面102接触而开始清洗晶圆背面102。在一实施例中，使最初限定在处理室下壁面104a的附近而高度为H1的刷子122沿着方向136而移动到高度H2。此时，在刷子122绕着旋转方向138旋转且沿着弧状方向142移动到晶圆背面102的各处、及晶圆102绕着旋转方向140旋转的情况下，刷子122及刷子122的结节124将因而作用于晶圆背面102b。
在图2A的实施例中，在开始擦洗操作之前，正面与背面臂112a与112b就先将相对应的正面与背面接近头110a与110b运送到处理室102之中。将正面与背面接近头110a与110b运送到处理室102之中而直到正面与背面接近头110a与110b成为分别毗邻着滚筒108的上方与下方为止，其免于妨碍擦洗操作。依此方式，正面与背面接近头110a与110b是几科在擦洗操作一结束之后，就同时开始接近清洗及干燥晶圆正面与背面102a与102b。当然，熟悉本项技艺的一般人士必须理解：在不同的实施例中，可以在任何适当的时间、在擦洗操作之前、在擦洗操作期间、及在擦洗操作之后，将正面与背面接近头110a与110b运送到处理室104之中。又，必须理解的是：在一实施方式中，可使用擦洗化学品擦洗晶圆正面与背面，且紧接着接近清洗和/或干燥晶圆正同与背面。
一旦完成擦洗操作之后，就使用相同的化学品与擦洗化学品相容的化学品清洗和/或干燥晶圆正面102a与晶圆背面102b，而这能够实质降低晶圆正面102a由于擦洗化学品而受到交叉污染的可能性。一旦正面与背面接近头110a与110b已结束清洗和/或干燥晶圆正面与背在102a与102b之后，就分别利用正面与背面臂112a与112b将正面与背面接近头110a与110b运送出处理室104。
在一例示性的实施例中，将刷子122安装在固定于转轴的刷子中心上。如图所示，刷子122的外表面是覆盖有复数的结节124，在擦洗操作期间使其与晶圆背面102b接触，其能去除来自晶圆背面102b上的污染物145。
图2B为根据本发明的一实施例的利用刷子122擦洗晶圆背面102b的简化的上视图。如图所示，在使正面与背面接近头110a与110b位在处理室104之中且毗邻着晶圆102的边缘时，背面接近头110b是毗邻着晶圆104的边缘，故可使背面接近头在刷子待移动到起作用的位置及随着弧形移动方向142而正在移动到对晶圆背面102b的各处起作用时，皆限定在刷子122的移动路径的外侧。由于形成擦洗化学品121的液滴121’，故所示的擦洗化学品已对晶圆正面102a造成侵蚀。
使刷子中心123连接于流体入口，而将流体入口设计成能够经由设置在转轴143的内部的供应管134而供应擦洗化学品121到刷子中心123之中。在其中一个例子中，转轴143是用以使刷子122在晶圆背面102b的上起作用且使刷子122在高度H1与H2之间移动。虽然未图示，刷子中心123上是具有复数的孔洞，其允许擦洗化学品能够流出刷子中心123而能够冲净刷子122。
一旦已结束擦洗晶圆背面102b，就将刷子122运送到晶圆102的下方而高度为H1的假定的初始位置。依此方式，刷子122在接近清洗和/或干燥期间将不会妨碍正面与背面接近头110a与110b的路径。
通过透过刷子(TTB)将擦洗化学品121供应到擦洗界面之中、使刷子122充满擦洗化学品、及使用擦洗化学品121擦洗晶圆背面102b达所需的时间，就能够通过擦洗且冲洗晶圆背面102b而达成从晶圆背面102b的上去除污染物145。接着，在一实施样态中，当冲净刷子122且使其充满DI水时，将能够透过刷子(TTB)冲洗晶圆背面102b，其能去除残留在晶圆背面102b上的擦洗化学品121及任何污染物145。当然，必须注意的是：虽然在所示的实施例中，透过刷子(TTB)将擦洗化学品121导入晶圆背面102b上，但在不同的实施例中，可通过任何适当的方式将擦洗化学品121导入到刷入122与晶圆背面102b上(例如装设在臂部上而设计成将流体涂布在接触界面的涂布喷嘴、位于晶圆的直径外侧的涂布喷嘴等等)。
在一实施例中，可稀释实施作为擦洗晶圆背面102b的擦洗化学品121，其能具有所需的浓度。依此方式，一旦已完成擦洗晶圆背面102b，则当使用与背面清洗化学品相同的化学品或任何其它与擦洗化学品121相容的化学品清洗晶圆正面102a时，任何擦洗化学品121对晶圆正面102a的渗透在后续的清洗操作期间皆不会对晶圆正面102a造成交叉污染。又，依据应用，可施以不同浓度的化学品。
根据一优选实施例，可使用HF作为擦洗化学品121，而其能够以如同SC1化学品的相同方式化学性地促进去除限定在晶圆背面102b上的污染物145。在其中一个例子中，HF的浓度约为100∶1。在另一实施例中，HF的浓度近似1000∶1。当然，必须注意的是：只要模组之中所施加的化学品化学性相容(例如缓冲氧化蚀刻溶液(BOE)、HF与柠檬酸、HF与氧化剂(H2O2)等等)，则可使用任何其它适合从晶圆背面102b去除污染物145的化学品。
在一实施例中，使刷子122形成为在擦洗及冲洗操作期间以约50至400RPM之间的速度旋转，且更佳的范围约为200至400RPM之间及最佳的范围约为200至250RPM之间。又，在一实施方式中，冲洗操作期间的冲洗流体的流量约为0.5至2公升/分钟，且更佳的范围约为0.7至1.5公升/分钟，及最佳的范围约为1公升/分钟。在另一实施例中，擦洗操作期间的擦洗化学品的流量约为0.3至1.5公升/分钟，且约为0.5至1.0公升/分钟的范围，及最佳的范围约为0.7公升/分钟。此外，在其中一个例子中，使晶圆102形成为在擦洗及冲洗操作期间以每分钟一转(1RPM)至50RPM之间的速度旋转，且更佳的范围约为2至30RPM之间及最佳的范围约为10RPM。
根据本发明的一实施例，刷子122是由发泡聚乙烯醇(PVA)所制成。PVA材料可具有任何表面轮廓且在一实施例中，表面为平滑。然而，在不同的实施例中，可以使用适合处理晶圆背面102b的材料制成刷子122(例如尼龙、马海毛、缠绕有研磨垫材料的心轴、聚胺甲酸酯滚筒、高密度PVA、玻利得列克斯(Politex)、聚胺甲酸酯化合物(例如IC1000(洛戴尔)研磨垫等等)等等)。又，在另一实施例中，使刷子122形成为可移开及可抛弃的刷子。
继续参见图3A所示的擦洗接近清洗和/或干燥系统100的简化的横剖面图，其能进一步了解根据本发明的一实施例的采用与擦洗化学品相容的化学品接近清洗和/或干燥晶圆正面102a与晶圆背面102b。当正面与背面接近头110a与110b沿着晶圆102的半径而在移动方向144上移动时，则使用正面与背面弯液面150与152而通过正面与背面接近头110a与110b清洗和/或干燥晶圆正面与背面102a与102b。正如此处所使用的，将限定在正面接近头110a与晶圆正面102a之间的区域中的部分的流体(例如正面化学品、冲洗流体、IPA蒸气等等)定义为正面弯液面150。采同样方式，使用背面清洗化学品，若有的话，或DIW与IPA蒸气产生背面弯液面152。
再参见图3A，通过正面与背面臂112a与112b使正面与背面接近头110a与110b以垂直方式移动，其使且维持正面与背面接近头110a与110b紧密地接近于相对应的晶圆正面与背面102a与102b。因此，当正面与背面接近头110a与110b沿着方向144水平地移动到毗邻着滚筒108的假定的位置而能够开始进行擦洗操作时，接近头110a与110b是垂直地移动到紧密地接近于晶圆正面与背面102a与102b的各自的位置。有人必须理解：只要能够在晶圆正面与背面102a与102b的上维持相对应的正面与背面弯液面150与152，则在此所述的[紧密地接近]可以是任何距离晶圆正面与背面102a与102b的适当距离。在一实施例中，接近头110a与110b各移动到距离晶圆正面与背面102a与102b约为0.1mm至10mm而开始进行晶圆处理操作，且优选地，距离晶圆正面与背面102a与102b约为0.5mm至4.5mm之间的距离。
在图3A所示的实施例中，正面与背面接近头110a与110b沿着晶圆102的半径而在方向144上水平地移动。然而，应理解：可依据所需而使正面与背面接近头110a与110b以任何适当的方式相对于晶圆102进行移动而清洗和/或干燥晶圆102。举例而言，正面与背面接近头110a与110b可以从晶圆102的中心移动到晶圆的边缘。又，必须注意的是：正面与背面接近头110a与110b可以具有任何适当的尺寸或外形，例如，如图4A与图4B所示者。又，有人必须理解：正面与背面接近头110a与110b可以具有能够进行在此所述的处理的各种架构。
根据一实施例，通过个别的正面接近头110a与背面接近头110b接近清洗和/或干燥晶圆正面与背面102a与102b将产生清洗和/或干燥区域，而其呈螺旋状型式地从晶圆102的中心区域延伸至边缘区域。然而，必须注意的是：通过改变系统100的架构、接近头的配向、或接近头的移动方式，将可产生任何适当的清洗和/或干燥路径。
根据一实施方式，正面弯液面150是形成在正面接近头110a与晶圆正面102a之间且背面弯液面152是形成在背面接近头110b与晶圆背面102b之间。正面与背面弯液面150与152在横跨过晶圆正面与背面102a与102b时，是相对应地施加正面与背面清洗化学品而清洗和/或干燥晶圆表面，其能去除来自晶圆正面与背面102a与102b上的污染物与流体。在一实施例中，由滚筒108所造成的晶圆102的旋转是用于将尚未处理的晶圆区域移动到紧密地接近于正面与背面接近头110a与110b。
可以理解的是：滚筒108的转动是晶圆102是的旋转，故实质允许晶圆正面与背面102a与102b的整个表面受到清洗和/或干燥。如以下的更详细说明所述，在操作中，通过分别施加及排除异丙醇(IPA)、去离子水(DIW)、及施加在晶圆正面102a的正面清洗化学品、及施加在晶圆背面102b的IPA与DIW，正面与背面接近头110a与110b将能够从晶圆正面与背面102a与102b去除污染物与流体。
然而，必须理解的是：在其中一个例子中，依据所需的应用，可以分别使用不同的正面与背面化学品施加在晶圆正面与背面102a与102b。依据应用所需，正面与背面清洗化学品可以是具有相同或不同的浓度的同类化学品、或正面与背面化学品可以是不同的相容的化学品。又，必须理解的是：只要能够使正面与背面接近头110a与110b紧密地接近于晶圆正面与背面102a与102b的待清洗或干燥的相对局部，则可以以任何适当的配向与晶圆102接合。
继续参见图3A，限定在正面接近头110a的前缘的前端的局部的晶圆正面102a是局部地被液体146、污染物147、用以清洗晶圆背面102b的擦洗化学品121的液滴121’所覆盖。如图所示，限定在背面接近头110b之前的前端的局部的晶圆背面102b是局部地被擦洗化学品121与污染物145所覆盖。然而，正面与背面接近头110a与110b之后缘外观上则呈现干燥。正如此处所使用的，将所接头的前缘定义为接近头与限定在弯液面的前方的晶圆表面之间的区域。相同地，接近头的后缘为接近头与限定在弯液面的后方的晶圆表面之间的区域。
熟悉本项技艺的一般人士必须理解：IPA流入物可以为任何适当的型态，例如，利用N2气体输入呈蒸气型态的IPA的IPA蒸气。相同地，虽然已说明的本发明的数种实施例使用DIW，但在另一实施例中，可以使用任何其它能够达成或促进晶圆处理的适当流体，例如，以其它方式纯化的水、清洗流体等等。
在一个例子中，以下说明晶圆正面与背面102a与102b的接近清洗和/或干燥：将正面清洗化学品流入物与IPA流入物施加在晶圆正面102a上，因而造成限定在晶圆正面102a上的任何液体146及擦洗化学品121的液滴121’与正面清洗化学品流入物混合。此时，当施加正面清洗化学品与DIW等流入物在晶圆正面102a的上时，将遇到IPA流入物。因此，所施加的正面清洗化学品与DIW等流入物是连同限定在晶圆正面的局部上的液体146与刷子化学品液体121而一起存在于正面接近头110a与晶圆正面102a之间的区域，故形成正面弯液面150。因此，正面与背面弯液150与152为作用于相对应的晶圆正面102a与晶圆背面102b的固定流量的流体且随着晶圆正面102a上的液体146与擦洗化学品121而实质上同时被去除。
因此，当正面接近头110a扫掠晶圆正面102a时，正面弯液面150是连同正面接近头110a一起移动。依此方式，由于实质上同时地达成施加弯液面与移除流体，故正面弯液面150先前所在的晶圆正面102a的区域将由于正面弯液面150的移动而受到清洗及干燥。
相同地，晶圆背面102b是受到清洗和/或干燥。在一实施例中，如以下的详细说明所述，将稀释的HF流入物、DIW流入物、及IPA蒸气流入物施加在晶圆背面102b上而形成背面弯液面152。在本实施例中，利用废液出口对紧密地接近于晶圆背面102b的区域抽真空而去除位在背面102b上或其附近的任何流体、污染物、或蒸气。
在一实施例中，如图3A所示，有人让为：对晶圆正面或背面102a与102b的分析将能够发现晶圆正面与背面102a与102b上沉淀的残余物(例如HF残余物)的存在。但是，并无液体存在。亦即，有人让为：正面与背面弯液面150与152先前所在的晶圆正面102a的局部与晶圆背面102b的局部应含有沉淀的残余物。如以下的详细说明所述，沉淀的残余物是由于去除用以清洗和/或干燥晶圆正面与背面102a与102b的正面清洗化学品或背面清洗化学品的流体而产生的残余物。故，将本发明的实施例设计成：在不进一步冲洗晶圆正面与背面102a与102b的情况下，使用正面或背面清洗化学品流入物与IPA流入物而使受到清洗及干燥之后的晶圆正面与背面102a与102b处于干净且干燥的状态。
图3B为根据本发明之一实施例的正在受到图3A所示的正面接近头110a的清洗和/或干燥的晶圆正面102a的简化的上视图。所示的限定在正面接近头110a的前缘的前端的晶圆正面102a的局部是含有擦洗化学品121的液滴121’、污染物147、及液体146。必须注意的是：液体146为任何先前的晶圆处理操作(例如化学机械平坦化(CMP)、蚀刻等等)之后残留在晶圆正面102a上的任何液体。
根据本发明的一实施例，一旦使正面接近头110a移动到紧密地接近于晶圆正面102a时，就经由流体入口126a与126b将正面清洗化学品与IPA流入物导入到正面接近头之中，其产生与晶圆正面102a接触的正面弯液面150。几乎在同时，从晶圆正面102a上抽除且排除液体146、擦洗化学品121的液滴121’、及污染物147。
图4A为根据本发明之一实施例的的例示性的正面接近头110a的简化的上视图。所示的正面接近头110a是具有椭圆形的外形，且具有设计成将不同种类的流体通到晶圆正面102a上的复数的入口、以及几乎同时地从晶圆正面102a上真空抽除流体与污染物的复数的真空出口而，以清洗和/或干燥晶圆正面102a。
将复数的正面清洗化学品入口154实质限定在正面接近头110a的中央而形成实质的直线，其能将其设计成用以将流体146通入晶圆正面102a上。毗邻着正面清洗化学品入口154的是复数的抽除出口158而设计成抽除及排除污染物及限定在抽除出口158与晶圆正面102a之间的任何种类的流体。又，可看出的是：在图4A所示的实施例中，复数的异丙醇(IPA)入口156是毗邻着抽除出口158而定义出椭圆路径。在所示的实施例中，使正面弯液面150形成在局限顾抽除出口158的椭圆形路径之内的区域之中。
图4B显示根据本发明的另一实施例的另一种正面接近头110a的简化的上视图。有人可看出：将复数的抽除出口158’限定成邻接着正面清洗化学品入口154、将复数的冲洗入口160限定在复数的抽除出口158’与抽除出口158之间。在其中一个例子中，使冲洗入口160形成为将DIW流入物通入晶圆正面102a上而能够冲洗晶圆正面102a。根据图4B所示的实施方式，限定在正面接近头110a与晶圆正面102a之间的正面弯液面150可折衷成两个同心的弯液面，即内弯液面150a与外弯液面150b。在其中一个例子中，内弯液面150a由正面清洗化学品与DIW的溶液所产生，而外弯液面150b则由DIW流入物160所形成。
必须注意的是：虽然本发明的实施例包括复数的正面清洗化学品入口154、抽除出口158与158’、DIW入口160、及IPA蒸气入口156，但在另一实施例中，本发明的实施例可以实施成至少一正面清洗化学品入口154、至少一IPA蒸气入口156、至少一DIW入口160、及至少一抽除出口158。
就背面接近头110b而言，可以使至少一IPA蒸气入口156邻接着至少一抽除出口158，而使至少一抽除出口158接着邻接着至少一DIW入口160，其能形成IPA-抽真空-DIW的配向。熟悉本项技艺的一般人士必须注意到：依据所需的晶圆处理与欲提高的晶圆清洗和/或干燥机制的种类而可以采用其它种类的配向，如IPA-DIW-抽真空、DIW-抽真空-IPA、抽真空-IPA-DIW等等。在一优选实施例中，IPA-抽真空-DIW配向是用以智慧且有效地产生、控制、及移动位在背面接近头110b与晶圆背面102b之间的背面弯液面152。在另一实施例中，可利用IPA-抽真空的配向清洗和/或干燥晶圆正面与背面102a与102b。
再者，必须注意的是：只要能够产生个别的弯液面且加以控制，则可以使DIW入口160、IPA蒸气入口156、抽除出口158、及正面清洗化学品与背面清洗化学品入口呈任何适当的型式设置在正面与背面接近头110a与110b的上表面上。例如，除了正面清洗化学品入口、IPA蒸气入口、真空抽除出口、及DIW入口以外，在另一实施例中，依据所需的拉按头的架构而具有额外各组的IPA蒸气入口、DIW入口和/或抽除出口。
再者，应理解：正面与背面接近头110a与110b可以具有任何数量及种类的入口与出口，且入口与出口在正面与背面接近头上可以呈任何适当的配向。再者，通过控制施加在晶圆正面与背面102a与102b上的流体的流量大小及控制所施加的抽真空大小，就可以将正面与背面弯液面150与152控制成任何适当的型式。再者，应理解：只要能够使正面与背面弯液面150与152保持稳定，则不仅可以改变入口与出口在正面与背面接近头110a与110b上的位置、而且可以改变其尺寸。
再者，熟悉本项技艺的一般人士必须理解：有人让为：一发明的擦洗接近清洗和/或干燥系统能够在不需使用冲洗流体冲洗晶圆正面与背面102a与102b的情况下，就可以清洗干净晶圆正面与背面102a与102b。
以下参见图5A至图5C所示的简化的横剖面图，其显示根据本发明的一实施例的擦洗晶圆背面102b之后、才使用正面接近头110a清洗和/或干燥晶圆正面102a的情况。举例而言，在所示的实施例中，在形成铜金属化线之后，正在使用例如HF与DIW的混合液去除残留在晶圆正面102a上的铜残余物。当正面接近头110a横跨过晶圆正面102a而清洗和/或干燥晶圆正面102a时，则不仅能够去除覆盖住晶圆正面102a的任何液体、而且能够去除铜残余物，而留下外观呈干净且干燥的晶圆正面102a。根据其中一个例子，有人让为：若紧接着分析晶圆正面102a的话，就能够侦测出沉淀的HF残余物。故，依据应用与预期的结果，可以使用DIW冲洗晶圆正面102a或晶圆背面102b而去除任何沉淀的HF残余物。有人让为：在大部分的应用中，并不需冲洗沉淀的HF残余物。举例而言，在特定的应用中，残留在基板上的不同层之间的微粒残余物并不会造成任何负面的影响，故不需利用DIW流入物冲洗晶圆正面与背面102a与102b。
图5A显示根据本发明的一实施例的正在由正面接近头110a清洗及干燥的晶圆正面102a的横剖面图。如图所示，限定在正面接近头110a之前缘的前端的晶圆正面102a的局部是局部含有液体、擦洗化学品121的液滴121’、及污染物147。在接近头110a及正面弯液面150因而在方向144上移动时，所示的晶圆正面102a是受到清洗及干燥。
限定在正面接近头110a之后缘的晶圆正面102a的局部外观上显现呈干燥。亦即，在处理晶圆正面102a的局部之后，所有的液体146、污染物147、及擦洗化学品121才与正面弯液面150混合并加以去除，故留下外观呈干净且干燥的晶圆正面102a。然而，在一实施例中，有人让为：在先前已清洗和/或干燥的晶圆正面102a的局部上，可能含有在晶圆正面102a干燥之后所残留的沉淀的残余物。由于正面清洗化学品、背面清洗化学品、与擦洗化学品呈化学性相容的，故能够重大意义地排除如熟知技术中由于SC1的渗透而对晶圆正面102a造成交叉污染的负面影响。
图5B为根据本发明之一实施例的在晶圆正面102a的清洗和/或干燥期间的具有复数的金属线168的晶圆正面102a的简化的局部放大横剖面图。通过正面接近头110a的移动而去除所示局部覆盖住正面接近头110a的前缘的污染物147、液体146、及擦洗化学品121的液滴121’。然而，在其中一个例子中，有人让为：在正面接近头110a的后缘将侦测出沉淀的残余物。
在一个例子中，正面接近头110a是利用HF与DIW流入物的混合液、IPA流入物，且抽真空而清洗和/或干燥晶圆正面102a，其能去残留在晶圆正面102a上的任何种类的液体或污染物。根据一实施例，在干燥晶圆正面102a时，有人让为：HF的沉淀的残余物是形成且残留在正预先受到晶圆正面接近头处理的晶圆正面102a的局部上。图5C为根据本发明的一实施例的在晶圆正面102a的接近清洗和/或干燥之后、其上形成有复数的金属线168与氧化层103的晶圆正面102a的简化的局部放大横剖面图。
根据本发明的一实施例，在使用正面清洗化学品与背面清洗化学品时，正面清洗化学品与背面化学品为HF与DIW的溶液。然而，依据应用的种类，正面清洗化学品与背面清洗化学品之中的HF的浓度可以是相同或不同的。根据其中一个实施方式，背面清洗化学品之中的HF的浓度在约10∶1至1500∶1之间的范围，且更佳地在约20∶1至1000∶1之间的范围，及最佳的范围约50∶1。同样地，正面清洗化学品之中的HF的浓度在约50∶1至10,000∶1之间的范围，且更佳地在约100∶1至1000∶1之间的范围。
以下参见图6A所示的流程图600，其显示根据本发明的一实施例的例示性的擦洗接近清洗和/或干燥系统之中所进行的方法操作。本方法开始自操作602，其中使用擦洗化学品擦洗晶圆背面。在其中一个例子中，擦洗化学品为具有约100∶1的浓度的稀释的HF，且更佳地为约1000∶1的浓度。根据其中一个实施方式，几乎同时地擦洗晶圆正面与晶圆背面。
其次，在操作604中，使用形成在晶圆正面与背面之间的正面与背面弯液面而相对应地清洗和/或干燥晶圆正面与晶圆背面。将正面清洗化学品供应到正面接近头且将背面清洗化学品供应到背面接近头。正面与背面化学品是形成为与擦洗化学品相容。在一实施例中，使用HF与DIW的混合液清洗和/或干燥晶圆正面与背面。依据应用及预期的结果，正面与背面化学品之中的HF的浓度可以是相同或呈变化的。在其中一个例子中，使用HF与DIW的混合液清洗和/或干燥晶圆正面，而仅使用DIW冲洗晶圆背面。之后，本方法继续进行至操作606，其中若一次晶圆制备操作存在的话，则进行一次晶圆制备操作。
继续参见图6B所示的流程图，将能够进一步了解根据本发明的一实施例的在擦洗晶圆背面时所进行的方法操作。在操作602a中，设置刷子，而在其中一个例子中，刷子为PVA刷子。其次，在操作602b中，使刷子移动到紧密地接近于晶圆背面。在一例子中，使最初限定在晶圆背面的下方且靠近擦洗接近清洗和/或干燥模组的处理室下壁面的刷子移动到紧密地接近于晶圆背面。之后，在操作602c中，将擦洗化学品通入擦洗界面之中。在其中一个例子中，经由刷子而通入擦洗化学品。
继续进行至操作602d，在正在通入擦洗化学品时，使刷子作用于晶圆背面上。在其中一个例子中，使刷子转动且进行弧形方向的移动而擦洗整个晶圆背面。其次，在操作602e中，停止刷子在晶圆背面上的作用。依此方式，将能够从晶圆背面的上去除大部分在任何其它晶圆制备操作之后残留在晶圆背面上的任何污染物与液体。
此时，在操作602f中，使刷子从晶圆背面移开。在其中一个例子中，使刷子移回刷子的初始位置，其中在一实施例中，刷子的初始位置是紧密地接近于模组下壁面。依此方式，刷子机构不会妨碍正面与背面接近头的操作。由于实质消除熟知技术之中的不相容的化学品所引起的副作用的可能性，故擦洗化学品对晶圆正面的任何侵蚀对晶圆制备操作将具有最小的负面影响。
以下参见图6C所示的流程图，其显示根据本发明的一实施例的在晶圆正面与背面的正面与背面接近清洗期间所进行的方法操作。在操作604a中，设置正面接近头与背面接近头。其次，在604b操作中，连同各自的IPA流入物而一起将正面清洗化学品供应到正面边接头且一起将背面清洗化学品供应到背面接近头，其能产生正面弯液面与背面弯液面。依据应用，在其中一个例子中，正面与背面化学品为具有相同或不同浓度的相同的化学品。在其中一个例子中，正面与背面化学品为具有相同或不同浓度的HF的HF与DIW的溶液。在不同的实施例中，并不施加背面清洗化学品，故允许使用DIW流入物冲洗晶圆背面。
在操作604d中，使正面弯液面形成在晶圆正面与正面接近头之间且使背面弯液面形成在背面接近头与晶圆背面之间。之后，在操作604e中，使用正面与背面接近头分别扫掠晶圆正面与背面。
必须注意的是：利用相容的擦洗化学品及正面与背面化学品，亦能够消除与模组之中的交叉污染相关的负面影响。此外，可以使用相同的废液机制排除擦洗化学吕及正面与背面化学品故可以简化系统。
根据本发明的一实施例，可以将本发明的擦洗与接近清洗和/或干燥模组并入严集晶圆处理系统之中。例如，在蚀刻处理室、化学气相沉积系统、化学机械研磨(CMP)系统等等之中已预处理晶圆正面和/或背面之后，才在本发明的系统之中清洗和/或干燥晶圆正面与背面。之后，就可在蚀刻处理室、化学气相沉积(CVD)系统、物理气相沉积(PVD)系统、电化学沉积(ECD)系统、原子层沉积(ALD)系统、光刻处理系统(含有涂布机与步进机)模组等等之中后处理晶圆背面和/或正面。
当然，必须注意的是：可以在任何其它能够提供其它基板制备操作的设备、系统、及模组之中(例如旋转、冲洗、及干燥模组、接近蒸气处理模组、快速热处理系统、蚀刻系统等等)进行晶圆预处理。
再者，在一例示性的实施方式中，可以在严集晶圆清洗设备之中实施本发明的擦洗接近清洗和/或干燥系统，而通过控制站以自动的方式控制严集晶圆清洗设备。例如，严集清洗设备是包括发送站、擦洗接近清洗和/或干燥模组、及接收站。大体而言，一次一个地使原来置放于发送站之中的晶圆输送到擦洗接近清洗和/或干燥模组。在控洗接近清洗和/或干燥模组之中经过擦洗及接近清洗和/或干之后，接着将干燥的晶圆输送到接收站而暂时地存放。熟悉本项技艺的一般人士必须理解：在一实施例中，可以将严集清洗设备实施成用以执行复数的不同的基板制备操作(例如清洗、蚀刻、磨光等等)。
图7A为根据本发明的一实施例的例示性的接近基板制备系统1000的简化的横剖面图。系统1000是包括处理室104、限定在其中的复数的滚筒108、流体操纵系统106、正面与背面接近头110a与110b、致动元件114、及系统控制器116。将处理室104设置在流体操纵系统106上，而通过正面臂与背面臂112a与112b分别将正面与背面接近头110a与110b固定于致动元件114。在一实施例中，致动元件114为马达。
使滚筒108形成为接合于晶圆102且使晶圆102绕着旋转方向140旋转。在图7A所示的实施例中，实施四个滚筒108，而其中两个是具有稳定用构件的功能，且形成为接合于晶圆102。其余两个滚筒108则形成为使晶圆102绕着旋转方向140旋转。当添补晶圆时，可以移开两个稳定用的滚筒108且远离晶圆102的路径，而将待处理的晶圆102输送且添补到处理室104之中。之后，稳定用滚筒108回复到假定的各自的初始位置且与晶圆102接合。将正面与背面接近头110a与110b限定在处理室104之中，其能使正面与背面接近头110a与110b毗邻着晶圆102的边缘。
在所示的实施例中，施以清洗晶圆背面102b的化学品可能侵蚀晶圆正面102a。所示的污染物147与145分别散布在晶圆正面102a与晶圆背面102b上。液体液滴146与146’则进一步相对应地散布在晶圆正面102a与背面102b上。在其中一个例子中，污染物147与145及液体液滴146与146’在之前的晶圆制备操作，例如擦洗操作期间就已经产生。例如，液体液滴146为在任何先前的晶圆处理操作(例如化学机械平坦化(CMP)、蚀刻等等)之后就已残留在晶圆正面102a上的任何液体。
使用例如滑动机构将能够从系统1000拉出流体操纵系统106。在一实施例中，流体操纵系统106是包括两个元件，即排水排气元件及流量操纵元件。使流量操纵元件形成为包括复数的流量控制器，其设计成储存用于制备晶圆102所需(例如清洗等等)的未使用过的化学品。排水/排气元件是包括废液处理单元，其设计成容纳多余的流体、废液、残余物、及将从处理室104排出的污染物。在其中一个例子中，可以在歧管之中将储存在流量控制器之中的化学品混合成适当的浓度。在其中一个例子中，清洗晶圆表面所需的未使用过的化学品为未使用过的HF与DIW的混合液。根据一实施例，系统控制器116可利用电脑软体对各化学品监测及维持所需的浓度。在接近基板制备处理期间，经由相对应的供应管将相同或不同的化学品供应到正面接近头110a与背面接近头110b。依此方式，将供应额外的化学品(例如使用N2作为载子气体的异丙醇(IPA)蒸气等等)。正如此处所使用的，将限定在正面接近头110a与晶圆正面102a之间的区域之中的部分的流体(例如化学品、IPA蒸气等等)定义为正面弯液面150。采同样方式，使用背面清洗化学品、IPA蒸气等等产生背面弯液面152。
使废液材料，例如化学品、污染物、及从晶圆正面102a与晶圆背面102b上抽除的液体，经由连接于限定在正面与背面接近头110a与110b之中的废液出口的管路而从正面与背面接近头110a与110b排出。之后，将废液材料输送到废液单元(例如收集抽除槽)且接着从收集槽排出到厂务排水系统。一旦正面与背面接近头110a与110b已结束对晶圆正面与背面102a与102b的制备之后(亦即清洗和/或干燥)，就使用正面与背面臂112a与112b而分别将正面与背面接近头110a与110b运送出处理室104。
熟悉本项技艺的一般人士必须理解：虽然在一实施例中，致动元件为马达，但在不同的实施例中，致动元件114则可以是任何能够移动正面与背面臂112a与112b的元件。又，一般熟悉本项技艺术人士必须理解：可以实施不同的机构与工程而移动正面与背面臂112a与112b且因而正面与背面接近头110a与110b将能够进入及离开处理室104。
在其中一个例子中，使正面接近头110a与背面接近头110b沿着方向144水平地移动到假定的各自的位置时，例如，实质在晶圆102的中心的位置，就可以使正面接近头110a垂直地移动到紧密地接近于晶圆正面102a的位置且使背面接近头110b垂直地移动到紧密地接近于晶圆背面102b的位置。有人必须理解：只要能够在晶圆正面与背面102a与102b上维持相对应的正面与背面弯液面150与152，则在此所述的[紧密地接近]可以是任何距离晶圆正面与背面102a与102b的适当距离。在一实施例中，接近头110a与110b各移动到距离晶圆正面与背面102a与102b约为0.1mm至10mm而开始进行晶圆处理操作，且优选地，距离晶圆正面与背面102a与102b约为0.5mm至4.5mm之间的距离。
在图7A所示的实施例中，在制备晶圆正面与背面102a与102b时，正面与背面接近头110a与110b是沿着晶圆102的半径而在方向143上水平地移动。然而，应理解：可以视所需地使正面与背面接近头110a与110b以任何适当的方式相对于晶圆102进行移动而制备晶圆正面102a与晶圆背面102b。举例而言，可以使正面与背面接近头110a与110b从晶圆102的边缘移动到晶圆的中心。又，必须注意的是：正面与背面接近头110a与110b可以具有任何适当的尺寸或外形，例如图7E、图9B、图9D、图10A、及图10C所示者。再者，有人必须理解：正面与背面接近头110a与110b可以具有能够进行在此所述的处理的各种架构。
根据一实施方式，如图7A所示，正面与背面弯液面150与152是横跨过晶圆正面与背面102a与102b而使晶圆表面接触到正面与背面化学品，其清洗和/或干燥晶圆表面。之后，在不需使用DI水冲洗晶圆正面102a或背面102b的情况下，就在晶圆表面上进行一次晶圆制备操作。例如，相对应地将下面与背面清洗化学品施加在晶圆正面102a与背面102b，就能够从晶圆正面与背面102a与102b清洗且去除掉污染物147与145、146、及146’，而留下实质干净和/或干燥的晶圆表面。在一实施例中，由滚筒108所造成的晶圆102的旋转是用于将尚未处理的(例如清洗和/或干燥)晶圆区域移动到紧密地接近于正面与背面接近头110a与110b，而留下已移动而受过处理的实质干净及干燥的晶圆区域。
在其中一个例子中，使用具有约为100∶1的浓度的HF清洗晶圆正面102a。在另一实施例中，HF的浓度约为1000∶1。当然，必须注意的是：只是选用在横组之中用于制备晶圆表面的化学品为化学性相容的话，则可以使用任何适合从晶圆正面102a与晶圆背面102b去除污染物147与145、液体液滴146与146’的化学品(例如缓冲氧化蚀刻溶液(BOE)、HF与柠檬酸、HF与氧化剂(H2O2)、标准清洗液1(SC1)、标准清洗液2(SC2)、氨、界面活性剂、醋酸、柠檬酸、醋酸与柠檬酸的组合、醋酸、柠檬酸、与界面活性剂的组合、氟化铵、混合的铜清洗剂(MCC)2500、MCC3000、硫酸与过氧化氢的混合物等等)。
在其中一个例子中，可以将化学品实施成任何具有表面制备性质的流体(例如通常具有低表面张力的半水洗的溶剂等等)。又，必须理解的是：依据不同的实施例，可以视应用所需地将不同的正面与背面化学品分别施加在晶圆正面与背面102a与102b。依据不同的应用，正面与背面清洗化学品可以是具有相同或不同的浓度的同类化学品、或正面与背面化学品为不同的相容化学品。
熟悉本项技艺的一般人士必须理解：可以使用正面与背面接近头110a与110b对102a与晶圆背面102b进行实质同样的接近制备。在所示的实施例中，晶圆表面正在受到清洗和/或干燥而可侦测出实质并无沉淀残余物，故在进行一次晶圆制备操作之前，并不需冲洗晶圆的表面。
以下参见图7B，其显示根据本发明的一实施例的在本发明的接近基板制备系统1000之中将受到清洗和/或干燥的晶圆正面102a的起始状态的简化的上视图。已通过正面臂112a使正面接近头110a紧密地接近于晶圆正面102a且保持在此状态，而当晶圆102绕着旋转方向150正在进行旋转时，则使正面接近头110a开始从晶圆正面的中心沿着方向143移开。所示的晶圆正面102a的上是散布有污染物147与液体液滴146。
图7C为根据本发明的一实施例的图7B所示的晶圆正面102a的简化的上视图，其实质处于正面接近头110a对其结束进行清洗和/或干燥操作的状态。如图所示，在正面接近头110a沿着方向143移动时，将由正面接近头110a清洗晶圆正面102a而产生从晶圆102的中心延伸至晶圆102的边缘的干净且干燥的晶圆正面102a。详言之，已由正面接近头110a清洗污染物147且加以干燥而留下实质干燥的晶圆正面102a。故，使用本发明的接近制备系统对晶圆正面102a与背面102b进行的接近清洗和/或干燥将形成干净且干燥的晶圆正面102a与背面102b，故得以不需再通过冲洗操作先冲洗晶圆表面的情况下，就在晶圆102表面上进行一次制备步骤。
在一例示性的操作中，正面与背面接近头110a与110b利用下面与背面弯液面150与152而分别从晶圆正面与背面102a与102b去除污染物、流体、及蚀刻剂薄膜。详言之，将异丙醇(IPA)与正面清洗化学品施加在晶圆正面102a且从其上加以排除，而将IPA与背面清洗化学品施加在晶圆背面102b且从其上加以排除。可以理解的是：滚筒108的转动将造成晶圆102旋转，故允许实质整个晶圆正面与背面102a与102b受到清洗和/或干燥。依此方式，不仅实质在进行一次制备阶段之前冲洗晶圆表面的相关成本、而且消除相关的处理时间。
虽然在图7C所示的实施例中，正面接近头110a沿着方向143而从晶圆中心移动到晶圆边缘，但必须注意的是：可以改变系统1000的架构、接近头配向的、或接近头的移动方式而产生任何适当的清洗与干燥路径、又，必须理解的是：只要配向能够使正面与背面接近头110a与110b紧密地接近于晶圆正面与背面102a与102b的待清洗或待干燥的相对应的局部的话，则可以任何适当的配向与晶圆102接合。
根据本发明的一实施例，图7D显示图7C之中已由正面接近头110a加以清洗和/或干燥的晶圆正面102a的简化的横剖面图。在所示的实施例中，已由正面接近头110a加以清洗和/或干燥的晶圆正面102a的外观并无任何污染物147与液体液滴146。在其中一个例子中，在清洗和/或干燥之前，限定在正面接近头110a的前缘的前端的晶圆正面102a的局部仍局部地被污染物147与液体液滴146覆盖住。然而，随着接近制备的持续进行，正面接近头110a的后缘是形成为落在干燥且干燥的基板表面的后方。正如此处所使用的，将接近头的前缘定义为接近头与限定在弯液面的前方的晶圆表面之间的区域。相同地，接近头的后缘为接近头与限定在弯液面的后方的晶圆表面之间的区域。
在一例示性的实施例中，以下说明晶圆正面102a的接近清洗和/或干燥：将正面清洗化学品流入物与IPA流入物施加在晶圆正面102a上。依此方式，存在于晶圆正面102a上的任何流体将与正面清洗化学品流入物混合。此时，当施加正面清洗化学品与DIW等流入物在晶圆正面102a上时，将遇到IPA流入物。因此，所施加的正面清洗化学品与DIW等流入物是连同液体液滴146(在特定实施例中，为液体膜146)与背面化学品的液滴146’而一起存在于正面接近头110a与晶圆正面102a之间的区域，故形成正面弯液面150。因此，正面与背面弯液面150与152为作用于相对应的晶圆正面102a与晶圆背面102b的固定流量的流体且随着晶圆正面102a上的液体液滴146与背面化学品液滴146’而实质上同时被去除。根据本发明的一实施例，一旦使正面接近头110a移动到紧密地接近于晶圆正面102a是，就将正面化学品、及IPA等流入物通入到正面接近头110a之中而产生与晶圆正面102a接触的正面弯液面150。几乎同时地，从晶圆正面102a上抽除液体液滴146与污染物147且加以排除。
因此，当正面接近头110a扫掠晶圆正面102a时，正面弯液面150是连同正面接近头110a一起移动。依此方式，由于实质上同时地达成施加弯液面与移除流体，故正面弯液面150先前所在的晶圆正面102a的区域将由于正面弯液面150的移动而受清洗及干燥。故有利于：能够使晶圆正面102a接触到化学品而由本发明的接近清洗和/或干燥系统加以清洗和/或干燥，故得以不需通过冲洗操作冲洗晶圆正面102a，就能够形成干净和/或干燥的晶圆表面。
相同地，虽然未图示，但亦可以在本发明接近清洗及干燥系统之中清洗及干燥晶圆背面102b，如此一来，将得以在晶圆背面102b上进行下一次制备操作之前不需使用DI水先冲洗晶圆背面102b。在一实施例中，将稀释的HF流入物、DIW流入物、及IPA蒸气流入物施加在晶圆背面102b上而形成背面弯液面152。在本实施例中，可以利用废液出口对紧密地接近于晶圆背面102b的区域抽真空而去除位在背面102b上的其附近的任何流体、污染物、或蒸气。
根据一实施例，如图7D所示，有人让为：若故意残留沉淀的残余物的话，则对晶圆正面或背面102a与102b的分析将可以发现晶圆正面与背面102a与102b上的沉淀的残余物的存在(例如因为接触到水状的HF而产生的氟离子)。亦即，有人让为：若加以选择的话，则正面与背面弯液面150与152先前所在的晶圆正面102a的局部与晶圆背面102b的局部势必含有沉淀的残余物。但是，实质并无液体存在。如以下的详细说明所述，从晶圆正面102a与晶圆背面102b、或从所选择的形成在晶圆表面上的一层去除污染物与流体时将产生沉淀的残余物，而与用以清洗和/或干燥晶圆正面与背面102a与102b的正面清洗化学品或背面清洗化学品产生化学反应。故，将本发明的实施例设计成：若加以选择的话，则在使用正面或背面清洗化学品流入物与IPA流入物加以清洗及干燥之后，就能够使晶圆正面与背面102a与102b处于干净且干燥的状态、或能够故意产生沉淀的残余物而残留在一次制备操作期间所需的晶圆正面与背面上。
图7E为根据本发明的一实施例的例示性的正面接近头110a的下视图。所示的正面接近头110a是具有椭圆形的外形，其具备复数的出口与入口。将复数的入口设计成用以将不同种类的流体通入晶圆正面102a上。而使复数的真空抽除出口形成为几乎同时地从晶圆正面102a上抽除流体与污染物，故能够在不需使用DI水冲洗晶圆正面的情况下，就可以清洗且干燥晶圆正面102a。将复数的化学品入口154实质限定在正面接近头110a的中央而实质形成为一直线且设计成用以将正面化学品流入物通入晶圆正面102a上。毗邻着正面化学品入口154的是复数的抽除出口158而设计成抽除且排除污染物及限定在真空抽除出口158与晶圆正面102a之间的任何种类的流体。又，可以看出的是：使复数的异丙醇(IPA)入口156毗邻着真空抽除出口158，如图7E的实施例所示，其定义出椭圆路径。在所示的实施例中，使正面弯液面150形成在局限于抽除出口158的椭圆形路径之中的区域之中。
熟悉本项技艺的一般人士必须理解：IPA流入物可以是任何适当的型态，例如利用N2气体输入呈蒸气型态的IPA的IPA蒸气。相同地，虽然已说明的本发明的数种实施例使用DIW，但在另一实施例中，可以使用任何其它能够达成或促进晶圆处理的适当流体，例如，以其它方式纯化的水、清洗流体等等。再者，应理解：只要能够使正面与背面弯液面保持稳定，则不仅可以改变入口与出口在正面与背面接近头上的位置、而且可以改变其尺寸。
根据本发明的一实施例，在使用正面清洗化学品与背面清洗化学品时，正面清洗化学品与背面化学品为HF与DIW的溶液。然而，依据应用的种类，正面清洗化学品与背面清洗化学品之中的HF的浓度可以是相同或不同的。根据其中一个实施方式，背面清洗化学品之中的HF的浓度在约10∶1至1500∶1之间的范围，且更佳地在约2∶1至1000∶1之间的范围，及最佳的范围约50∶1。同样地，正面清洗化学品之中的HF的浓度在约50∶1至10,000∶1之间的范围，且更佳地在约100∶1至1000∶1之间的范围。
以下参见图8A所示的简化的上视图，其显示根据本发明之一实施例的为了后续的操作而制备晶圆正面102a的本发明的接近头110。在所示的制备操作期间，在晶圆102正在绕着方向150旋转时，则使接近头110沿着方向143从晶圆102的中心移动至晶圆102的边缘。如图所示，当弯液面150’作用在固有的氧化层103上时，就能够去除限定在晶圆正面102a上的固有氧化层103。在其中一个例子中，可以通过施加含具有约6∶1的浓度的HF的弯液面150’而通过本发明的接近头110去除厚度约为12埃的固有氧化层103。在本例子中，当实质限定在弯液面150’的中心的HF施加在固有的氧化层103上时，就可以使弯液面150’作用于固有的氧化层103上而去除固有的氧化层。几乎同时地，通过限定在接近头110之中的真空抽除出口，不仅从晶圆表面上排除HF、而且排除所去除的固有氧化层103，故留下去除掉固有的氧化层103及实质干燥的晶圆正面102a。依此方式，能够在不需通过冲洗操作冲洗晶圆正面102a的情况下，就从晶圆表面上去除固有的氧化层103且使用不同的制备操作进行后续的制备，故不仅消除冲洗晶圆正面102a有关的成本、而且消除有关的处理时间。
举例而言，在去除之后，晶圆正面102a将实质无污染物及多余的液体，故允许免于先冲洗晶圆表面、就进行一次制备操作(例如蚀刻、存放等等)。在不同的实施例中，可以在晶圆表面上留一层(例如单层)保护膜(例如BTA)，其能保护铜免于在潮湿的空气中腐蚀。因此，本发明的实施例能够在进行一次基板制备操作之前、不需先冲洗晶圆表面的情况下，就利用高浓缩的化学品去除、清洗、和/或干燥晶圆表面。
图8B为根据本发明的一实施例的去除固有的氧化层103之后所产生的裸露的晶圆正面102a的简化的横剖面图，其显示出图8A之中的晶圆正面102a。有人可看出：已通过接近头110与从晶圆正面102a的中心横跨到晶圆正面102a的边缘的弯液面150’去除虚线所示的固有的氧化层103。在一实施例中，当HF的溶液去除固有的氧化层103时，可以通过限定在接近头110之中的真空抽除出口排除所有产生的液体与微粒。依此方式，使用化学品而通过接近头制备之后，将可去除固有的氧化层，其能从晶圆正面排除实质所有的污染物与液体，而留下裸露、干净、和/或干燥的晶圆正面102a。依此方式，将可以在不需先冲洗晶圆正面102a的情况下，就进行下一次晶圆制备操作。
根据又一种实施例，实施连续的接近制备系统而制备晶圆表面，其使晶圆表面呈现不同的性质。图9A为根据本发明的一实施例的实施成两上平行的杆型的接近头210与210’而连续地制备晶圆正面102a的例示性的连续的接近制备系统300的简化的横剖面图。使第一接近头210经由连接臂113而固定于第二接近头210’，而使第二接近头210’经由臂部112而固定于致动元件。在操作中，使第一接近头210与第二接近头210’，及相关的第一与第二弯液面250与250’作用于晶圆正面102a且沿着方向144移动。在本实施例中，在不使晶圆102旋转的情况下，横跨过晶圆102的整个表面且加以处理。如以下的更详细说明所述，在一实施例中，如图9B所示，能够以整个晶圆正面的规模进行晶圆正面102a的连续的接近制备。
在一例示性的实施例中，根据本发明的一实施例，如图9B的简化的上视图所示，能够以两个连续的处理化学性地处理晶圆正面102a。有人可看出：晶圆正面102a上显现出三个外观几乎不同的区域。区域103a为最初形成在晶圆正面102a上且限定在第一正面接近头210之前缘的前端处的氧化层103，而将由于氧化层103与第一弯液面250的接触而产生沉淀的残余物111，且将沉淀的残余物111与第二弯液面250’之间的化学反应而形成期望层109。当然，必须注意的是：依据所需的晶圆制备操作的种类，沉淀的残余物111可能形成为连续地覆盖住晶圆正面102a，且因而呈现薄膜的型态。
根据本发明的一实施例，可以使用两个杆型的接近头210与210’而经由下述的方式达成连续地制备晶圆正面102a。一开始，当臂部112沿着方向143’移动时，使第一接近头210的前缘紧密地接近于晶圆正面102a。此时，使第一化学品与IPA流入物所产生的第一弯液面250与限定在晶圆正面102a的边缘处的氧化层103接触。由于氧化层与第一弯液面250之间发生预期的化学反应，故产生沉淀的残余物111，其几乎覆盖住与第一弯液面250接触的氧化层103的整个区域。在形成沉淀的残余物111的实质上同时，将从晶圆正面102a的特定区域抽除中于化学反应所产生或来自先前的晶圆制备处理而残留在晶圆正面102a上的任何液体且加以排除。
在第一接近头210及第一弯液面250正在作用于晶圆正面102a上且沿着方向143’移动时，则跟随着第一接近头210与第一弯液面250的第二接近头210’及第二弯液面250’将作用于晶圆正面102a上，更详言之，作用于刚刚经过引起沉淀的残余物111的形成的第一接近头210的处理的晶圆表面102a的区域。此时，第二弯液面250’的第二化学品与IPA等流入物与沉淀的残余物111将发生化学反应而在之前受到第一接近头210与第二接近头210’两者的制备的晶圆正面102a的区域上形成期望层109。根据一实施例，可以使第一与第二接近头210与210’两者极为靠近，其能在一产生沉淀的残余物111之后、就立即形成期望层109。
参见图9C所示的简化的放大横剖面图，将可进一步了解根据本发明之一实施例的化学性地去除氧化层103而故意地产生预期的沉淀的残余物111与后续的化学反应而形成期望层109。正在受到第一接近头210的第一弯液面250的化学性处理的氧化层103的区域将发生改变而在其上形成沉淀的残余物111。有人可看出：已经过第一弯液面250的处理的部分氧化层103a为至少局部地已发生化学性转变。然而，位在第一接近头250的正下方而未完全被第一弯液面250覆盖住的区域将随着第一正面弯液面250在晶圆正面102a的各处的移动而产生变化。
类似地，先前受到第二弯液面250’的处理的沉淀的残余物111的区域目前则由期望层109所覆盖，而刚刚才受到第二弯液面250’的处理的沉淀的残余物111的区域则尚未完全转变成期望层109。故，在第一接近头210与第二接近头210’移动到晶圆正面102a的各处时，将有利于去除由于薄层化学性接触到第一化学品而在晶圆正面102a上所形成的薄层。之后，在去除所形成的薄层之后且在形成期望层之前，将可以在不需使用冲洗化学品冲洗晶圆正面的情况下，就由期望层取代所去除的薄层。
图9D为根据本发明的一实施例的具有单一弯液面的例示性的连续基板制备系统的下视图。有人可看出：使复数的抽除出口158邻接着第一化学品入口254，而使复数的IPA蒸气入口156邻接着抽除出口158。使出口与入口实质均匀地分布在第一接近头210的下表面上，其能实质一致地达成所形成的薄层的移除与期望层的形成。依此方式，将第一接近头210实施成制备整个晶圆正面102a而能够产生实质同质的晶圆正面102a。在其中一个例子中，连续的接近制备处理为去除氧化层之后、紧接着进行钝化操作、电镀操作、使固有的氧化层再生长等等。举例而言，可以钝化晶圆正面与形成在晶圆表面上的氧化层而将晶圆存放于容器之中。在本例子中，若冲洗钝化层会造成钝化操作无效时，则钝化之后并不需冲洗晶圆正面102a。在一例示性的实施例中，界面活性剂、聚合物、苯基叠氮(BTA)为能够使晶圆正面层钝化的化学品。在另一种例子中，以去除形成的晶圆表面上的薄层与形成期望层代替电镀晶圆正面。例如，去除氧化层且之后经由一种化学处理而涂布晶种层。根据一实施例，可以在惰性气体环境中进行所形成的薄层的移除及通过期望层取代此薄层。在其中一个例子中，使用氮且使晶圆表面免于接触到氧，例如使用密封的处理室，将可达成上述结果。
这可以使用氮作为不同条的弯液面之间的惰性气体而达成。在其中一个例子中，使用稀释的化学品将可以达成晶圆正面上的各层的连续的移除与形成，故不仅达成层的形成、而且达成层的移除。之后，就可以在一次制备阶段之中处理晶圆正面，在其中一个例子中，即对其进行沉积、蚀刻、钝化、存放等等。
虽然在图3A至图3D所示的实施例中，已实施第一与第二接近头，但在不同的实施例中，只要能够达成层与所产生的沉淀的残余物的去除、及期望层的形成等操作的话，则可以实施多个接近头。
继续参见图10A，显示根据本发明之一实施例的使用两个弯液面的单一杆型的接近头进行层与所产生的沉淀的残余物的去除、及期望层的形成。当正面臂112沿着方向144移动时，使接近头310的前缘紧密地接近于被氧化层103所覆盖的晶圆正面102a。此时，首先，使第一化学品与IPA等流入物所产生的正面弯液面250与之后第二正面化学品与IPA等流入物所产生的第二弯液面250’与氧化层103接触。由于氧化层103与第一正面弯液面250之间所发生的预期的化学反应，故产生沉淀的残余物111，而几乎覆盖住与第一正面弯液面250接触的晶圆的区域。此时，从晶圆正面102a上抽除由于第一弯液面250与氧化层103的化学反应所产生或从先前的晶圆制备处理残留在晶圆正面102a上的任何液体并加以排除。在其中一个例子中，这几乎与沉淀的残余物111的形成同时发生。
然而，如图所示，第二弯液面250’是跟随着第一弯液面250，且就其本身而言，第二弯液面250’是作用于晶圆正面102a上，更详言之，作用于沉淀的残余物111上。此时，第二弯液面250’的第二化学品与IPA等流入物将与沉淀的残余物111发生化学反应而在晶圆正面102a的经过制备的区域上产生期望层109。根据一实施例，在产生沉淀的残余物111之后，实质上同时地形成期望层109。
图10B为根据本发明之一实施例的图10A之中正受到连续制备的晶圆102的简化的横剖面图。如图所示，正在受到第一弯液面250的化学性处理的氧化层103的区域将发生改变而在其上形成沉淀的残余物111。有人可看出：正受到第一正面弯液面250的处理的氧化层的区域至少局部地已发生化学性转变。然而，当第一正面弯液面250移动到晶圆正面102a的各处时，位在第一接近头250之下方而未被第一正面弯液面250所覆盖的区域将发生变化。
相较而言，先前受到第二弯液面250’的处理的沉淀的残余物111的区域目前被期望层109所覆盖，而刚刚才受到第二弯液面250’的处理的沉淀的残余物111的区域则尚未完全转变成期望层109。故，在正面接近头210正面横跨过晶圆正面102a时，将有利于在不需使用冲洗化学品先冲洗晶圆正面的情况下，就能够去除形成在晶圆正面102a上的薄层且随后实质上同时地被期望层所取代。
图10C为根据本发明的一实施例的例示性的双弯液面的杆型的接近头310的下视图。有人可看出；使复数的抽除出口158邻接着第一化学品入口254，而使复数的IPA蒸气入口156邻接着抽除出口158。采同样方式，使复数的抽除出口158邻接着第二化学品入口254’，而使复数的IPA蒸气入口156邻接着抽除出口158。使出口与入口皆实质均匀地分布在接近头310的下表面上，其能实质一致地达成形成层的移除与期望层的形成。依此方式，将接近头310实施成制备整个晶圆正面102a而能够产生实质同质的晶圆正面102a。
必须注意的是：虽然在所示的实施例中，本发明的接近头包括复数的正面或背面化学品入口154、154’、254、及254’、抽除出口158与158’、及IPA蒸气入口156，但在另一实施例中，可以将本发明的实施例实施成至少一正面化学品入口、一背面化学品入口、至少一IPA蒸气入口156、及至少一抽除出口158。熟悉本项技艺的一般人士必须注意到：依据所需的晶圆制备处理与欲提高的晶圆清洗和/或干燥机制的种类而可以采用其它种类的配向，如IPA-DIW-抽真空、DIW-抽真空-IPA、抽真空-IPA-DIW等等。
在一优选实施例中，利用IPA-抽真空-DIW配向而智慧且有效地产生、控制、及移动位在接近头与晶圆表面之间的弯液面。在另一实施例中，可以使用IPA-抽真空配向清洗和/或干燥晶圆正面与背面102a与102b。例如，除了正面化学品入口、IPA蒸气入口、抽除出口、及DIW入口以外，在额外的实施例中，依据所需的接近头的架构而具有额外的各组IPA蒸气入口、DIW入口和/或抽除出口。再者，应理解：正面与背面接近头可以具有任何数量及种类的入口与出口，且入口与出口在正面与背面接近头上可以呈任何适当的配向。再者，通过控制施加在晶圆正面与背面上的流体的流量大小及控制所施加的抽真空大小，就可以将正面与背面弯液面控制成任何适当的型式。
以下参见图11所示的流程图1100，其显示根据本发明的一实施例的在例示性的接近晶圆制备系统之中所进行的方法操作。本方法开始自操作1102，其中利用弯液面而通过接近头制备晶圆表面。在其中一个例子中，使晶圆制备操作形成为清洗和/或干燥晶圆表面。之后，在操作1104中，在不需使用冲洗流体冲洗晶圆表面的情况下，就在晶圆表面上进行一次晶圆制备操作。依此方式，例如，将不需在晶圆表面已接触到化学品之后、使用通常用以冲洗晶圆表面的DIW，故不仅降低与制备晶圆表面相关的成本、而且降低晶圆处理时间。
继续参见图12所示的流程图，将能够进一步了解根据本发明的一实施例的在连续的两个杆型的接近头制备系统之中所进行的方法操作。在操作1202中，利用第一弯液面而通过第一接近头去除形成在晶圆表面上的薄层。在其中一个例子中，待去除的薄层为氧化层。其次，在操作1204中，将由于第一弯液面之中的第一化学品与待去除的薄层之间所发生的预期的化学反应而故意地形成沉淀的残余物。之后，在操作1206中，使用第二接近头及第二弯液面及沉淀的残余物而在晶圆表面上形成期望层。在其中一个例子中，在第二弯液面的第二化学品与沉淀的残余物之间将达成预期的化学反应，故形成期望层。
以下参见图13所示的流程图，其显示根据本发明的一实施例的在连续的单一杆型的含有两个弯液面的接近晶圆制备系统之中所进行的方法操作。在操作1302中，使用接近头的第一弯液面去除形成在晶圆表面上的薄层，而紧接着在操作1304中产生沉淀的残余物。沉淀的残余物是由于形成层与第一弯液面的第一化学品之间所发生的预期的化学反应而产生。其次，在操作1306中，利用接近头的第二弯液面与沉淀的残余物而通过接近头在晶圆表面上形成期望层。在一实施例中，第二弯液面是跟随着第一弯液面，故几乎同时地覆盖先前受到第一弯液面的制备的晶圆区域。
根据本发明的一实施例，可以将本发明的刷子接近晶圆制备系统并入严集晶圆处理系统之中。例如，在蚀刻处理室、化学蒸气沉积系统、化学机械研磨晶圆(CMP)系统等等之中对晶圆正面和/或背面进行过预处理之后，就可以在本发明的系统之中制备晶圆正面与背面。之后，在不需冲洗晶圆正面或背面的情况下，就可以在蚀刻处理室、化学气相沉积(CVD)系统、物理气相沉积(PVD)系统、电化学沉积(ECD)系统、原子层沉积(ALD)系统、光刻处理系统(含有涂布机与步进机)模组等等之中对晶圆背面和/或正面进行后处理。当然，必须注意的是：可以在任何其它能够提供其它基板制备操作的设备、系统、及模组之中(例如旋转、冲洗、及干燥模组、接近蒸气处理模组、快速热处理系统、蚀刻系统等等)进行晶圆预处理。
以下附图将说明具备能够产生流体弯液面的例示性接近头的例示性晶圆处理系统。应理解：具备任一能够产生流体弯液面的适当种类的接近头的任一适当种类的系统皆可供在此所述的本发明的实施例使用。
图14显示根据本发明之一实施例的晶圆处理系统2000。应理解：可使用任一能够支撑或移动晶圆的适当方式，例如滚筒、顶销、平台等等。系统2000是包括能够支撑及旋转晶圆而使晶圆表面受到处理的滚筒2102a、2102b、及2102c。系统2000亦包括正面及背面接近头110a及110b，在一实施例中，其分别附着于正面臂部2112a与背面臂部2112b。正面臂部2112a与背面臂部2112b为接近头载台组件2112的一部分，其能够使正面及背面接近头110a与110b沿着晶圆的半径进行实质的直线运动。在一实施例中，接近头载台组件2112是形成为支撑住晶圆的上方的正面接近头110a与晶圆的下方的背面接近头110b而使其紧密地接近于晶圆。具备可垂直移动的正面臂部2112a与背面臂部2112b将可达到此种功能，故一旦使接近头水平地移动到开始进行晶圆处理的位置时，就能够使正面及背面接近头110a与110b垂直地移动到紧密地接近于晶圆的位置。在另一实施例中，可在正面及背面接近头110a与110b之间形成流体弯液面150与152且使其在晶圆的顶面与底面上移动。正面臂部2112a与背面臂部2112b是形成为任一适当的型式而使正面及背面接近头110a与110b能够移动而进行在此所述的晶圆处理。又，应理解：只要接近头(多个接近头)能够紧密地接近于晶圆102进行移动而在晶圆表面上产生弯液面且加以控制的话，系统2000是可形成为任一适当的型式。在另一例示性的实施例中，接近头110是位在臂部的第一端，而第一端则绕着由臂部的第二端所定义出的轴旋转。因此，在本实施例中，接近头110是在晶圆的表面上进行弧线移动。在又一实施例中，臂部进行由旋转运动与直线运动所组成的移动。虽然显示出晶圆的各侧的接近头110，但亦可仅使用单一接近头处理晶圆的单侧。在未使用接近头110的另一侧，则进行其它的表面制备处理，例如晶圆擦洗。
在另一实施例中，系统2000是包括接近头停泊站，其具有与晶圆相邻的转移表面。在本实施例中，流体弯液面150在停泊站与晶圆的表面之间发生转移，而处于可控制且可掌握的状态。又，若仅需对晶圆的一侧处理时，则利用具备一个接近头的一个臂部。
图15A显示根据本发明的一实施例的进行晶圆处理操作的接近头110。在一实施例中，接近头110是移动而紧密地接近于晶圆102的上表面102a，其执行晶圆处理操作。应理解：依据施加在晶圆102的流体种类，由接近头110所产生的流体弯液面150将能够在晶圆表面102a上进行任一适当的晶圆处理操作，例如清洗、冲洗、干燥、蚀刻、电镀等等。应理解：亦可利用接近头110处理晶圆102的下表面102b。在一实施例中，在晶圆102旋转时，使接近头110移动而使流体弯液面处理上表面102a。在另一实施例中，使晶圆102保持不动，而接近头110则在晶圆表面上产生流体弯液面150。接着接近头是移动或扫掠过晶圆表面且因而使流体弯液面150沿着晶圆102的表面移动。在又一实施例中，使接近头110足够大械使流体弯液面150能够涵盖晶圆102盖的表面区域。在本实施例中，可在接近头110不需移动的情况下，将流体弯液面150施加在整个晶圆102的表面上。
在一实施例中，接近头110是包括主入口2156与2154及主出口2158。在本实施例中，经由主入口2156将存在于氮气环境中的异丙醇蒸气IPA/N22155施加在晶圆表面、经由主出口2158对晶圆表面抽真空2159、及经由主入口2154将处理流体2153施加在晶圆表面。
在一实施例中，除了施加IPA/N22155与处理流体2153之外，还抽真空2159从晶圆表面102a清除处理流体2153与IPA/N22155将产生流体弯液面150。流体弯液面150为限定在接近头110与晶圆表面之间的流体层，能够以稳定且可控制的方式在晶圆表面102a的各处移动。在一实施例中，通过固定地施加及排除处理流体2153而定义出流体弯液面150。依据主入口2154、主出口2158及主入口2156的尺寸、数量、形状、和/或图案，定义出流体弯液面150的流体层可以是任一适当的形状和/或尺寸。
此外，依据所需产生的流体弯液面的种类，可采用任一适当流量的真空、IPA/N2、真空、及处理流体。在又一实施例中，依据接近头110与晶圆表面之间的距离，在产生且利用流体弯液面150时，将可省略IPA/N2。在本实施例中，接近头110并不具备主入口2156，因而仅通过主入口2154施加处理流体2153且通过主出口2158排除处理流体2153就可产生流体弯液面150。
在接近头110的其它实施例中，依据欲产生的流体弯液面的架构，接近头110的处理表面(主入口与主出口所在的接近头的区域)是具有任一适当的表面外貌。在一实施例中，接近头的处理表面为锯齿状或突出于周围的表面任一者。
图15B显示根据本发明的一实施例的接近头110的局部的上视图。应理解：图15B所示的接近头110的架构本质上为例示性。因此，只要能够将处理流体施加在晶圆表面且从晶圆表面加以清除而在晶圆表面上产生稳定的流体弯液面的话，亦可采用其它架构的接近头110来产生流体弯液面150。此外，如上所述，在接近头110形成为不使用N2/IPA就可产生流体弯液面的情况时，接近头110的另一实施例将不需具有主入口2156。
在本实施例的上视图中，从左到右分别为一组主入口2156、一组主出口2158、一组主入口2154、一组主出口2158、及一组主入口2156。因此，将N2/IPA与处理化学物质输入到接近头110与晶圆102之间的区域时，真空是连同任一流体膜和/或残留在晶圆102上的污染物地一起清除N2/IPA与处理化学物质。在此所述的主入口2156、主入口2154、及主出口2158亦可以是任一适当种类的几何形状，例如圆形开口、三角形开口、正方形开口等等。在一实施例中，主入口2156与2154及主出口2158是具有圆形开口。应理解：依据所需产生的流体弯液面150的尺寸与形状，接近头110可以是任一适当的尺寸、形状、和/或架构。在一实施例中，接近头是延伸至小于晶圆的半径处。在另一实施例中，接近头是延伸超过晶圆的半径。在另一实施例中，接近头是延伸至大于晶圆的直径。因此，依据在任一特定时间所需处理的晶圆表面区域的尺寸，流体弯液面的尺寸可以是任一适当的尺寸。此外，应理解：依据晶圆处理操作而使接近头110处于任一适当的配向，例如水平、垂直、或处于其间的任一其它适当的位置。亦可将接近头110并入晶圆处理系统之中，而在其中执行一个或更多种的晶圆处理操作。
图15C显示根据本发明的一实施例的接近头110的入口/出口图案。在本实施例中，接近头110不仅包括主出口2158、更包括主入口2156与2154。在一实施例中，主出口2158是围绕着主入口2154且主入口2156是围绕着主出口2158。
图15D显示根据本发明的一实施例的接近头110的另一种入口/出口图案。在本实施例中，接近头110不仅包括主出口2158、更包括主入口2156与2154。在一实施例中，主出口2158是围绕着主入口2154且主入口2156是至少部分围绕着主出口2158。
图15E显示根据本发明的一实施例的接近头110的又一种入口/出口图案。在本实施例中，接近头110不仅包括主出口2158、更包括主入口2154。在一实施例中，主出口2158是围绕着主入口2154。在一实施例中，由于接近头110能够在不需施加IPA/N2的情况下就能够产生流体弯液面，故在一实施例中，接近头110并不具备主入口2156。应理解：上述的入口/出口图案本质上为例示性且只要能够产生稳定且可控制的流体弯液面，则可采用任一适当种类的入口/出口图案。
再者，在一例示性的实施方式中，可以在严集晶圆制备设备之中实施本发明的接近制备系统，而严集晶圆制备设备则通过控制站以自动的方式加以控制。例如，严集制备设备包括发送站、接近晶圆制备模组、及接收站。大体而言，将原来置放于发送站之中的晶圆一次一个地输送到接近晶圆制备模组。在一经过接近制备之后，就接着将干燥且干净的晶圆输送到接收站而暂时在存放。可以理解的是：将晶圆存放在接收站之前，并不需使用冲洗水冲洗晶圆表面。熟悉本项技艺的一般人士必须理解：在一实施例中，可以将严集制备设备实施成执行复数的不同的基板制备操作(例如清洗、蚀刻、磨光等等)。
虽然为了清楚了解本发明，已通过某些特定的内容加以说明，但很显示地：只要在本发明的权利要求范围内，是可对本发明进行各种变化及调整。例如，可以将本发明的实施例实施成清洗具有不同的尺寸及外形的任何基板，如制备半导体装置时所采用的基板、平面面板显示器、硬式磁碟片、平面面板显示器等等。此外，必须将本发明的实施例视为例示性而非限制性，且本发明的范围并不仅限于所述的内容，故只要在本发明的权利要求范围内及等同物，则可以对本发明进行各种变化。

Claims (10)

1.一种基板的表面的制备方法，该方法包括：
使用弯液面扫掠基板的表面；
使用弯液面制备基板的表面；及
在未进行冲洗操作的情况下，在已制备的基板的表面上进行下一次制备操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使已制备的基板的表面成为干燥的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该弯液面包含具有基板表面制备性质的流体。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该制备基板的表面的操作包括清洗基板的表面和去除形成在基板的表面上的层的其中之一；以及所述下一次制备操作包括在基板的表面上涂布层和储存基板的其中之一。
5.一种基板的表面的制备方法，该方法包括：
将第一弯液面施加在基板的表面上，以制备基板的表面；及
在已制备的基板的表面上施加第二弯液面，其能第二次地制备已制备的基板的表面，其中第二弯液面的施加构造成在不需进行冲洗操作的情况下实质上紧接于第一弯液面的施加之后进行。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，制备基板的表面的操作包括：
去除形成在基板表面上的层。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将第一弯液面施加在基板的表面上的操作是用于使基板的表面处于实质干燥的状态。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将第一弯液面施加在基板的表面上的操作是用于产生沉淀的残余物。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将在已制备的基板的表面上施加第二弯液面的操作包括：
在已制备的基板的表面上形成材料层。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该第一弯液面含有第一化学品，且第二弯液面含有第二化学品，并且形成在已制备的基板的表面上的材料层是由于第二弯液面的第二化学品与沉淀的残余物之间的化学反应而形成的。
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