CN101568995B - 用于处理衬底的装置、接近系统及方法 - Google Patents

Abstract

揭露了一种用于处理衬底的装置。该装置包括具有接近头表面的接近头，其能够紧挨着衬底的表面接合。该接近头具有多个能够分配第一处理混合物和第二处理混合物到该衬底的表面的分配端口。该接近头也具有多个能够从该衬底的该表面移除该第一和第二处理混合物的移除端口。该装置还具有连接到该多个用来分配该第一处理混合物和该第二处理混合物的分配集管。该分配集管也连接到多个移除端口，并且被构造为限定所选取的该接近头用于输送和移开该第一处理混合物和第二处理混合物的区域。

Description

用于处理衬底的装置、接近系统及方法

技术领域

本发明大体上涉及衬底处理和装置，更具体地涉及能够灵活配置输送和施加处理流体到衬底表面的系统。 

背景技术

在半导体芯片加工处理中，众所周知需要清洗和烘干晶片，在其上已经完成加工处理并且在晶片的表面留下不希望的残渣。这种加工处理的例子包括等离子蚀刻和化学机械抛光(CMP)。在CMP中，晶片被布置在支架上，其将晶片表面推靠到一个抛光表面。一种浆料由化学制品和使抛光发生的研磨剂材料组成。令人遗憾地，这种处理会留下浆颗粒积聚物和残渣在该晶片表面。如果留在该晶片上，该有害的残渣材料和颗粒会导致，特别是，如在该晶片表面上的刮痕和在金属化部件之间不恰当的相互作用的缺陷。在某些情况下，这种缺陷会导致在该晶片上的器件变得不可用。为了避免丢弃带有不可用器件的晶片带来不恰当的成本，因此在会留下有害残渣的加工操作之后需要充分而有效地清理该晶片。除了残渣，可能存在于该晶片上的有害薄膜也需要去掉。 

在晶片已经被湿清洗后，必须有效地烘干该晶片以便防止水或清洗流体残余在该晶片上留下残渣。如果允许该晶片表面上的该清洗流体蒸发，正如通常在小滴形成时发生的，先前溶解在该清洗流体中的残渣或杂质将在蒸发之后仍然残存在该晶片表面上 (例如，形成点)。为了阻止发生的蒸发，该清洗流体必须被尽可能快地去除而不在该晶片表面上形成小滴。 

为了实现这个，应用了多种不同烘干技术的其中一种，例如旋转烘干、IPA、或马兰葛尼烘干。所有这些烘干技术利用某种形式的晶片表面上的移动流体/气体界面，其如果被恰当保持，将导致烘干晶片表面而没有小滴形成。令人遗憾地，如果该移动流体/气体界面崩溃，如同经常发生于所有前述的烘干方法的，形成小滴和发生蒸发导致杂质被留在该晶片表面上。 

鉴于前面所述，需要能够以控制的方式处理晶片表面上流体同时能够为具体应用和构造配置流体传送的装置和方法。 

发明内容

在一个实施方式中，揭露了一种用于处理衬底的装置。该装置具有带表面的接近头，其能够紧挨着衬底的表面接合。该接近头具有多个能够分配第一处理混合物和第二处理混合物到该晶片表面的分配端口。该接近头还具有多个能够将该第一和第二处理混合物移除该晶片表面的移除端口。该装置还具有连接到该多个分配端口、用来分配该第一处理混合物和第二处理混合物的分配集管。该分配集管被连接到该多个移除端口，并且被构造为限定所选取的该接近头用于输送和移除该第一处理混合物和第二处理混合物的区域。 

在另一个实施方式中，揭露了一种用来处理衬底的接近系统。该接近系统具有带接近头表面的接近头，其被配置为紧邻该晶片的表面设置。该接近头具有宽度和长度，并且有多个沿着该接近头长度方向配置为多排的端口。该多个排在该接近头的宽度上延伸，并且该多个端口的每一个被配置为输送流体到该衬底表面或从 该衬底表面移开该流体。当流体被输送和移开时，在该衬底表面和该接近头表面之间形成弯液面。该接近系统还具有连接到多个设备的可编程分配集管。该设备提供以及从该可编程分配集管提供流体。将该可编程分配集管连接到该接近头从而端口管道结合在该可编程分配集管和多个端口之间。该接近系统还具有控制器，用来指示该可编程分配集管输送和移开流体到该接近头多个端口中所选取的几个，从而在该接近头表面和该衬底表面之间设置一个区域来建立弯液面，弯液面的大小由所设置的区域限定。 

在又一个实施方式中，揭露了一种利用接近头处理衬底的方法。该方法首先提供具有接近头表面的接近头，其被配置为紧邻该晶片的表面设置。该接近头具有宽度和长度，并且该接近头具有多个沿着该接近头长度方向配置为多个排的端口。该多个排在该接近头的宽度方向上延伸，并且该多个端口的每一个被配置为输送流体到该衬底表面或从该衬底表面移开该流体。这样当该流体被输送和移开时，在该衬底表面和该接近头表面之间形成弯液面。该方法接着控制该流体仅进入该多个端口所选择的几个。配置该进入的控制来限定该衬底表面和该接近头表面之间的弯液面的宽度。 

本方法的其他方面和优点通过下面的详细描述结合所附附图将变得显而易见的，其作为示例说明了本发明的原理。 

附图说明

通过结合附图参考下面的描述，可以很好地理解本发明与其更多的优点。 

图1A表示根据本发明一个实施方式的衬底处理部件的高级原理图。 

图1B示出如在参考图1A中讨论的接近台的示例性配置。 

图2是根据本发明一个实施方式阐述用于流体应用和移除到衬底表面的接近头的高级原理图。 

图3是根据本发明一个实施方式表示接近头和可编程分配集管的横截面的原理图。 

图4是根据本发明一个实施方式阐述使用接近头和可编程分配集管的衬底长化学暴露时间的示意图。 

图5是根据本发明一个实施方式阐述使用接近头和可编程分配集管的短处理暴露时间的示意图。 

图6A是根据本发明一个实施方式表示利用接近头和可编程分配集管、具有不同处理混合物暴露时间的多种处理混合物应用的原理图。 

图6B是根据本发明一个实施方式阐述多个供应相同处理混合物的分配端口和仅能够移除处理混合物的移除端口的原理图。 

图6C是根据本发明一个实施方式阐述使用单个移除端口的处理混合物控制的原理图。 

图7A是根据本发明一个实施方式阐述利用接近头和可编程分配集管施加和回收处理混合物的原理图。 

图7B和7C是根据本发明的实施方式阐述利用接近头和可编程分配集管施加和回收处理混合物的可选实施方式。 

图8是根据本发明一个实施方式阐述在接近头和可编程分配集管之间使用端口驱动器的示例性配置。 

图9A-9D是根据本发明的实施方式阐述使用各种处理混合物的弯液面的各种配置。 

具体实施方式

揭露了多种可利用弯液面输送流体到衬底表面的装置的实施方式。这里使用的术语“弯液面”是指由该液体的表面张力部分地界定和包含的一定体积的液体。该弯液面也是可以控制的并且能够被以包含的形状在表面上移动。在具体的实施方式中，该弯液面通过流体输送到表面同时还以去除流体来维持以便保持该弯液面是可控制的。而且，可以通过进一步包括计算系统的精确流体输送和移除系统来控制该弯液面的形状。 

在本发明的实施方式中，该弯液面是利用接近头被应用到衬底的表面。接近头是当将接近头放置在靠近该衬底表面时能够接收流体、并且能够从该衬底表面移除流体的装置。在一个例子中，该接近头具有接头表面，并且将该接头表面放置为基本上与该衬底表面平行。因此，该弯液面被限定在接头表面和该衬底表面之间。不同的靠近程度是可能的，并且实施例靠近距离可以在大约0.25mm到大约4mm之间，而在另一个实施方式中是在大约0.5mm到大约1.5mm之间。在一个实施方式中，该接近头将接收多个流体输入，并且还被配置为带有真空端口，其用来移除已经供应的该流体。 

通过控制对该弯液面的流体输送和移除，可以控制该弯液面以及在该衬底上移动该弯液面。在一些实施方式中，该接近头不移动，该衬底可以移动，而在其他实施方式中，在处理过程中，该衬底不移动，该接近头可以移动。此外，为了完整性，应该可以 理解这样的处理可以发生在任何方向上，并且正如这样，该弯液面可以被施加到不是水平的表面(例如，垂直衬底或以一个角度保持的衬底)。 

在一个实施方式中，输送到该接近头的该流体是可动态配置的，以便可以根据期望的应用预先配置分配和移除的处理流体(或混合物)。可编程分配集管可以部分地协助接近头的配置。该可编程分配集管可以定义哪个流体被输送到该接近头并且还能够定义该流体被输送到该接近头上的哪里。这样的结果是该流体能够被以期望的顺序刚好布置在该衬底的期望区域。例如，可以将不同的流体输送到该接近头的不同部分，以便当该接头或衬底移动时不同类型流体可以一个接着一个地执行不同的处理。 

在一个例子中，按照该可编程分配集管的配置，可以产生多个不同尺寸和位置的弯液面。还为该接近头提供多个端口，以便一旦将该流体从该可编程分配集管引导至该接近头时，使该被控制的输送和该接近头的区域选择更容易。在下面的描述中，为了提供对本发明彻底地了解，设置了许多具体细节。然而，对于本领域的熟练技术人员来说，显然可以在没有这些具体细节的一些或全部的情况下实施本发明。在有的情况中，为了避免不必要地混淆本发明，没有详细地描述公知的处理步骤。 

另外，动态配置接近头可以允许调节衬底速度同时最小化对该处理混合物暴露时间的改变。同样地，当改变该处理混合物暴露时间，能够最小化对该衬底速度的改变。可编程分配集管的使用可以实现接近头的动态配置。该可编程分配集管能够接受多种处理混合物输入，并且将单独的处理混合物输送到具体的分配端口应用到衬底。该可编程分配集管也能够发送真空吸力到能够从该衬底表面移除处理混合物的移除端口。在该可编程分配集管内的端口驱动器能够允许发送端口和移除端口的启用和关闭。也可以将端口驱 动器用在源输入和该可编程分配集管之间以便于将处理混合物分配到适当的分配端口。 

图1A表示根据本发明一个实施方式的衬底处理部件的高级原理图。清洗室108能够容纳单个或多个处理台102。在处理台102内可以有多个处理模块100。该处理模块100可以执行多衬底处理操作包括，但不局限于，蚀刻、电镀、清洗和沉积。同时也存在于处理台102和处理模块100内是能够在处理模块和处理台之间移动衬底的衬底传输装置。计算机104能够控制该处理模块100和该处理台102。该计算机104能够连成网络并且能够远程和本地控制该处理模块100和处理台102。 

为了执行处理操作，接近台可以存在于该处理模块100内。该接近台可以包括接近头，其可以被用来施加和从该衬底移除处理混合物。该接近头通过清洗室108装置供应处理混合物，直接进入该处理模块100或该处理台102。清洗室装置也能够供应真空，其能够被该接近头用来从该衬底移除处理混合物。当特定实施例已经被提供，这些实施例不是限制性的并且应该不被解读为对权利要求的限定。 

图1B示出如在参考图1A中讨论的接近台120的示例性配置。该接近台120将包括在该衬底208的顶侧和底侧的接近头122a。支撑架124可以支撑该衬底208。在该接近头120a的表面和该衬底208的表面(以及支撑架124的表面)之间允许形成弯液面126。该弯液面126可以是受控流体弯液面，其形成在接近头122a的表面和衬底表面之间，并且该流体的表面张力将该弯液面126保持在适当的位置以及处于受控形状。受控流体输送和移除也确保控制该弯液面126，其能够实现该弯液面126在由流体形成时的受控形成。该弯液面126可以被用来清洗、处理、蚀刻或处理该衬底208的表面。在衬底208上的处理可以是这样，该弯液面126移除微粒或有害材料。 

通过以可控方式供应流体到该接近头122a同时利用真空去除该流体而控制该弯液面126。可选地，可以向该接近头122a提供气体张力减弱剂，以便减小该弯液面126和该衬底208之间的表面张力。提供给该接近头122a的气体张力减弱剂允许该弯液面126以增加的速度在衬底208的表面上移动(因此增加产量)。气体张力减弱剂的例子可以是混合氮的异丙醇(IPA/N₂)。气体张力减弱剂的另一个例子可以是二氧化碳(CO₂)。也可以使用其他类型气体，只要这些气体不会干扰衬底208特定表面所需要的处理。图1B所示的实施方式被表示为关于单一流体供应。应该注意其他接近头的实施方式可以包括多个流体供应和多种用于张力减弱的气体。这样的实施方式可以实现用单个接近头来应用和移除多个处理流体。 

对于有关弯液面的形成和应用在衬底表面的更多信息，可以参考(1)US专利第6616772号，授权于2003年9月9日，并且题目为“用于晶片接近清洗和烘干的方法”；(2)US专利中请第10/330843号，申请日为2002年12月24日，并且题目为“弯液面、真空、IPA蒸汽、烘干歧管”；(3)US专利第6998327号，授权于为2005年1月24日，并且题目为“使用动态液体来处理衬底的方法和系统”；(4)US专利第6998326号，授权于2005年1月24日，并且题目为“Phobic Barrier Meniscus Separation and Containment”；(5)US专利第6488040号，授权于2002年12月3日，并且题目为“用于单个晶片清洗和烘干的毛细状接近头”；(6)US专利申请第10/216839号，申请日为2002年9月30日，并且题目为“利用多种惰性气体和紧密靠近晶片的输出接头来烘干半导体晶片表面的方法和装置”；并且(7)US专利申请第10/957092号，申请日为2004年9月30日，并且题目为“用于调节流体通过接近头内的多个端口的系统和方法”；每个都转让给本主题申请的受让人Lam研究公司，并且每个通过引用结合在这里。 

图2是根据本发明一个实施方式阐述用于在衬底208表面应用和移除流体的接近头206的高级原理图。接近头206可以包括多个端口210，其可以被连接到可编程分配集管200。可编程分配集管200可以被连接到多个源，如所示的源1到源3，并且可以包括真空。可编程分配集管200也可以被连接到控制器204。 

所示的三个源提供可编程分配集管200，然而，不是要将可编程分配集管限制为三个源。提供可编程分配集管的源没有最小或最大的数目。该可编程分配集管能够处理以多种物理状态存在的多种处理混合物。例如该可编程分配集管可以输入流体、凝胶体、泡沫、气体或其混合物，并且输出该处理混合物到接近头206的多个不同端口。其他可以被可编程分配集管200输入和输出的源可以包括脱离子水、异丙醇、以及气体，例如二氧化碳和氮气。也可以将真空连接到可编程分配集管200以允许从衬底208移除材料。注意尽管列出特别的例子，这些例子不是旨在限定连接到该可编程分配集管可能的源的材料类型或材料特性。 

该可编程分配集管能够接受该源的处理混合物并且分配该处理混合物到接近头206。在一个实施方式中，接近头206具有多排互相连接的端口210，其布置为与衬底208的移动方向基本上垂直。当将该可编程分配集管连接到单个排，在排内的端口互相连接使处理混合物的应用能够横跨衬底208的表面。或者，在另一个实施方式中，接近头206的每个单独端口能够被直接连接到可编程分配集管200。在另一个实施方式中，可编程分配集管200能够被连接到多列互相连接的端口。尽管已经讨论了具体的实施方式，但是该实施方式是示例性的并且不是在限制权利要求。另外，图2即不是旨在限定端口的数目，也不是在限定接近头206的端口排的数目。应该理解横跨接近头206宽度方向上的端口数目仅是示意性的，并且可选的实施方式可以包括更多或更少的端口。 

在一个实施方式中，当衬底208在端口210底下经过时，可以将源流体分配通过接近头206的端口210。在同一或可选的实施方式中，可以通过其他端口或这些相同的端口抽取真空。该真空能够从衬底208移除流体、固体、气体或其组合物。在一个实施方式中，该衬底以基本上垂直于端口210的各排的方向移动，如图2所示。如同前面讨论的，在一排端口的每个单独端口可以被互相连接，以便允许一排端口在整个衬底208的表面分配相同的流体。 

在一个实施方式中，控制器204可以控制在该可编程分配集管里的端口驱动器。可以将控制器204连接到计算机网络，其允许远程访问和监视控制功能。在另一个实施方式中，可以将该控制器连接到接口设备，例如监视器、键盘和鼠标以便允许本地控制和监测控制功能。 

图3是根据本发明一个实施方式表示接近头206和可编程分配集管200的横截面的原理图。图3所示的视角是当衬底208经过这排端口附近时，俯视多排互相连接的端口。为了简明起见，所示源306供应处理混合物给可编程分配集管200，然而，应该理解可以分配多种不同类型的处理混合物给可编程分配集管200。注意连接到真空304的端口驱动器300与在连接到源306的端口驱动器300交错。所示的配置是说明之目的，而不应该被认为是限制性的。可选实施方式包括连续多个连接到该源的端口或排或连续多个连接到该真空的端口或排。 

另外，图3至图7所示的实施方式阐述了从供应处直接连接到在可编程分配集管200内的端口驱动器300的端口管道。这种实施方式是发送处理混合物到端口驱动器300的一种方法，并且不应当认为是限制。其他实施方式包括在各种供应和真空内的端口驱动器，这些端口驱动器能够发送处理混合物或真空吸力到可编程分配集管内相应的端口驱动器。另外，控制器204可以控制在供应和 真空内的端口驱动器、和该可编程分配集管。这种配置可以允许该控制器引导任何种类处理混合物和真空吸力到接近头206内的任何端口。 

在一个实施方式中，将源306和真空304连接到可编程分配集管200。可编程分配集管200可以包括端口驱动器300，其调节至衬底208的处理混合物的流速率或真空的使用。在图3中，所示端口驱动器300是关闭的，因此没有源材料或处理混合物、也没有真空被应用到衬底208上。可以使用控制器204来动态地控制端口驱动器，以允许基于反馈增加或减少处理混合物流量或真空吸力。在另一个实施方式中，可以使用控制器204来基于特殊衬底208的处理需求动态地改变处理混合物的分配。 

图4是根据本发明一个实施方式阐述使用接近头和可编程分配集管的衬底长化学暴露时间的示意图。当衬底208在接近头206底下经过时，衬底208首先经过移除端口400。如图4所示，移除端口400连接到端口驱动器400a，该驱动器连接到所述真空。通过端口400的真空抽取可以被用来从衬底208表面移除颗粒物质，以及用来控制从接近头206内的分配端口402分配的流体。 

当衬底208在分配端口402底下经过时，将处理混合物应用到衬底208。该处理混合物是前面讨论过的能够从所述源供应和发送通过可编程分配集管200的处理混合物之一。在一个实施方式中，为了减少处理混合物的消耗量，直到衬底208被定位在分配端口402的附近时，控制器204才开启端口驱动器402a。在另一个实施方式中，控制器204允许端口驱动器404a开启以便允许该处理混合物的连续流流过分配端口402。通过分配端口402分配的该处理混合物保留在衬底208上，直到衬底208遇到移除端口404。在一个实施方式中，分配端口402与移除端口404之间的距离可以用来定义该处理混合物的弯液面宽度。在其他实施方式中，施加第二处理混合物 的分配端口可以控制第一处理混合物的弯液面。将移除端口404连接到端口驱动器404a，该驱动器连接到所述真空。移除端口404可以从衬底208的表面移除处理混合物。连接到端口驱动器406a的分配端口406能够分配从所述源供应的脱离子水来清洗衬底208。移除端口404也能够抽回脱离子水并且有助于控制在定义区域中的脱离子水。移除端口408也从衬底208的表面移除该脱离子水并且能够帮助控制在该接近头内的脱离子水。在一个实施方式中，分配端口410能够分配氮和异丙醇的增压混合物来烘干和从衬底208移除可能的杂质。在其他实施方式中，通过从分配端口410分配增压的二氧化碳气体到该衬底208的表面上可以实施衬底208的杂质移除和烘干。 

图5是根据本发明一个实施方式阐述使用接近头和可编程分配集管的短处理暴露时间的示意图。因为该处理混合物暴露时间是短暂的，所以衬底208曝露于被移除端口500和504围绕着的分配端口502。移除端口500能够从衬底208的表面移除该处理混合物并阻止混合物在衬底208的表面上展开。移除端口504能够通过从衬底208的表面移除该处理混合物而阻止该处理混合物与衬底208之间的相互作用。移除端口504也可以移除经分配端口506被引导来清洗衬底208表面的脱离子水。随后，也可以使用移除端口508来从衬底208的表面真空抽取该清洗脱离子水。为了烘干衬底208，可以从分配端口510应用包含氮和异丙醇混合物的增压气体帘幕到衬底208。在可选的实施方式中，分配端口510能够分配增压二氧化碳气体流。 

应该注意到连接到可编程分配集管200的单个接近头206既能完成图5所示的短化学暴露时间，又能完成图4所示的长化学暴露时间。开启或关闭端口驱动器和发送处理混合物和真空通过可编程分配集管200的能力给用户提供了调节处理混合物暴露时间的灵活性。调节处理混合物暴露时间的能力也能够允许调节衬底经过该 接近头的速度。例如，可编程分配集管能够通过从更早的分配端口分配该处理混合物来抵消衬底速度的增大，从而提供给该衬底相同量的处理混合物暴露时间。同样地，不需要改变衬底的速度也能够修改处理混合物暴露时间，因为通过可编程分配集管可以使用不同的分配和移除端口。 

图6A是根据本发明一个实施方式表示利用接近头206和可编程分配集管200、具有不同处理混合物暴露时间的处理混合物应用原理图。衬底208进入接近头206并且被曝露给移除端口600。在移除端口600之后是分配端口602，其分配第一处理混合物到衬底208的表面。移除端口600能够在衬底208整个表面上阻止该第一处理混合物离开接近头206。在曝露衬底的表面于该第一处理混合物持续由衬底208的速度决定的时间之后，移除端口604从衬底208真空抽回该第一处理混合物。来自分配端口606的脱离子水能够清洗衬底208。可以使用移除端口604和608来控制该脱离子水端口606的输出量。 

在经过移除端口608之后，可以将衬底208曝露给来自分配端口610的第二处理混合物，可以使用移除端口608和612从衬底208真空抽回该第二处理混合物。经过移除端口612之后，可以使用来自分配端口614的脱离子水清洗衬底208。可以使用移除端口612和616来控制分配端口614的脱离子水。在被清洗之后，可以使用分配端口618的输出来烘干衬底208。在一个实施方式中，分配端口618输出氮和异丙醇的混合物。在另一个实施方式中，在清洗之后，分配端口618使用压缩的二氧化碳清洁和烘干衬底208。 

图6B是根据本发明一个实施方式阐述多个供应相同处理混合物的分配端口与仅仅能够移除处理混合物的移除端口协作的原理图。分配端口602和602′应用第一处理混合物到衬底208上。移除端口600移除该第一处理混合物和空气，而移除端口603仅仅移除 该第一处理混合物。在一些实施方式中，通过移除端口603移除的处理混合物可以被循环利用。与图6A所示实施方式相似，使用分配端口606能够应用脱离子水到衬底208上。移除端口604能够移除脱离子水和该第一处理混合物的混合物，而移除端口608能够移除脱离子水和空气。分配端口618能够分配混合物来帮助衬底208的烘干。 

图6C是根据本发明一个实施方式阐述使用单个移除端口的对处理混合物控制的原理图。在这个实施方式中，衬底208的移动能够帮助阻止来自分配端口602的该处理混合物到达接近头206的外部。 

图7A是根据本发明一个实施方式阐述利用接近头206和可编程分配集管200的多个处理混合物的应用和回收的原理图。衬底206进入接近头206，并且被曝露给来自分配端口702的第一处理混合物。控制在接近头206内的第一处理混合物的是移除端口700。为了降低接近头206消耗的第一处理混合物的数量，移除端口700可以返回从衬底208表面移除的第一处理混合物。移除端口704能够通过从衬底208的表面真空抽回该第一处理混合物而阻止该第一处理混合物与衬底208之间的相互作用。在移除端口704之后，使用来自分配端口706的例如氮和二氧化碳的压缩气体能够烘干衬底208。因为从分配端口706应用惰性气体，被移除端口704真空抽回的第一处理混合物还可以被回收到所述源。 

可以使用移除端口708和移除端口712来控制通过分配端口710应用到衬底208的第二处理混合物。由于移除端口708仅仅移除第二处理混合物和来自分配端口706的惰性气体，所以移除端口708真空抽回的第二处理混合物可以被回收利用。在曝露给该第二处理混合物之后，该衬底被用来自分配端口714的脱离子水清洗。移除端口712和移除端口716控制该脱离子水。在该实施方式中，通 过移除端口712真空抽回的混合物不被回收利用，因为移除端口712将该脱离子水和该第二处理混合物都真空抽回。然而，在可选的实施方式中，为了使它可以重新使用，可以处理该脱离子水和该第二处理混合物的混合物。在一个实施方式中，在清洗之后，使用来自分配端口718的压缩二氧化碳烘干衬底208。在另一个实施方式中，分配端口718应用氮和异丙醇的混合物清洁和烘干衬底208。注意图4-7C，有一些没被开启的分配和真空端口。在一个实施方式中，惰性气体的轻微正压力会通过这些没被激活的端口阻止处理混合物毛细作用进入该端口。如果在一个处理中没被激活的端口在第二个处理中变成激活的话，阻止处理混合物毛细作用进入这些没被激活的端口能够减少潜在的杂质。而且，正压力的应用能够为第二次处理减少为准备接近头所需要的清洁和准备时间。 

图7B是根据本发明的实施方式阐述利用接近头206和可编程分配集管200的多处理混合物的应用和回收的可选实施方式。被应用到衬底208的处理混合物弯液面被控制在移除端口700和分配端口706之间。在一个实施方式中，分配端口706能够应用例如氮或二氧化碳的压缩气体控制来自分配端口704的处理混合物。在一个实施方式中，来自分配端口704的处理混合物可以是脱离子水。在其他实施方式中，分配端口704可以应用各种能够使用通过分配端口706应用的气体控制的处理混合物。应该注意也可以使用分配端口706来应用流体处理混合物到衬底208上，只要来自分配端口704和706的处理混合物能够在衬底208上获得期望的效果。因为移除端口700能够抽取空气也能抽取来自分配端口704的处理混合物，所以该处理混合物能够被回收利用。其余的分配和移除端口710-718仍然保持图7A描述的那样不变。 

图7C是根据本发明的实施方式阐述利用接近头206和可编程分配集管200的多处理混合物的应用和回收的可选实施方式。 在这个实施方式中，使用分配端口700和704定义衬底208上的第一处理混合物的弯液面。应该注意移除端口702被用来移除由分配端口700和分配端口704分配的处理混合物。分配端口706可以应用附加的处理混合物到衬底208上，例如二氧化碳气体或脱离子水或它们的混合物。应该注意到脱离子水的应用会影响回收利用该经移除端口708移除的处理混合物的能力。其余的分配和移除端口710-718仍然保持图7A描述的那样不变。 

图8是根据本发明一个实施方式阐述在源输入和可编程分配集管200之间使用端口驱动器的示例性配置。所示可编程分配集管200具有四个端口驱动器802、804、806和808。在可编程分配集管200内的这些端口驱动器的每一个可以使用端口管道被连接到在源1、源2和所述真空内的端口驱动器。应该注意到，为了简单起见，在所述源、真空和可编程分配集管内示出了有限数量的端口驱动器。图8不应该被认为是限制性的。端口驱动器802、804、806和808可以使用端口管道被连接到该接近头从而分配各种处理混合物到衬底。 

为了简单起见，图8中没有显示控制器。所述控制器可以指导在源1、源2、所述真空和该可编程分配集管中的端口驱动器的操作。例如，所述控制器可以指导端口驱动器810和端口驱动器802的开启。这将允许源1的处理混合物进入该接近头。相似地，所述控制器可以指导端口驱动器812和端口驱动器806的开启，以允许来自源2的处理混合物进入该接近头。应该注意到，开启端口驱动器816和端口驱动器804能够允许来自源1的处理混合物通过两个相邻的端口进入该接近头。开启端口驱动器814和端口驱动器808能够允许通过该接近头中相应的端口抽取真空。 

因为可以将多种源材料连接到该可编程分配集管的一个端口驱动器，在连接该可编程分配集管和该接近头的端口管道内混 合源材料是可能的。在混合物中可以使用源材料的各种比例，因为所述控制器能够控制源材料通过所述端口驱动器的流速率。另外，端口管道具有自动混合创造紊流结构以便确保该源材料的正确混合。 

图9A-9D是根据本发明的实施方式阐述使用各种处理混合物的弯液面的各种配置。衬底208、接近头206和弯液面126a-126e被从侧面和从底面显示。为了简便起见，在侧视图中，弯液面126a-126e被显示为好像它们形成于衬底和接近头之间，尽管衬底208没有进入到接近头206。使用连接到控制器和可编程分配集管的单个接近头能够生成不同的弯液面126a-126e。该控制器能够开启不同的端口驱动器以允许应用处理混合物到在该可编程分配集管和接近头内的不同端口。控制处理混合物的端口之间的宽度W决定所述弯液面的曝露区域。增大或减小衬底208的速度能够改变衬底208对弯液面的暴露时间。可选地，如果衬底208的速度保持常数，增大或减小弯液面的宽度能够改变衬底208的暴露时间。 

相比图9A和图9B，弯液面126a比弯液面126b更窄，因为在该可编程分配集管内的控制所述弯液面的所述端口之间的距离更小。在一个实施方式中，打开或开启的移除端口控制所述弯液面的宽度。在每种情况下，在弯液面的宽度内可以有多种供应和回收。因此，如果各个衬底以相同的速度移动，图9B的衬底208曝露给弯液面126b的时间将比图9B的衬底208曝露给弯液面126a更长。然而，通过比移动图9A的衬底208更快移动图9B的衬底208，各个衬底的暴露时间可以相等。同样地，尽管所述弯液面在宽度上的不同，通过比移动图9B的衬底208更慢地移动图9A的衬底208能够导致相等的对各个弯液面暴露时间。在另一个实施方式中，不是改变所述衬底的速度来影响改变暴露时间，通过开启额外的可编程分配集管内的端口驱动器，额外的接近头端口能够分配处理混合物到衬底208上。 

图9C是根据本发明的一个实施方式表示接近头206能够分配多处理混合物到衬底208。弯液面126c可以是与弯液面126a不同的处理混合物。另外，可以将邻近弯液面126c的没被使用的端口和该可编程分配集管以及控制器协同使用来改变弯液面126a和弯液面126c的宽度。例如，如果衬底208要求额外的对弯液面126a暴露时间，所述控制器和可编程分配集管能够移动弯液面126c以允许增加弯液面126a的宽度。如果衬底208要求额外的对弯液面126c暴露时间，该可编程分配集管能够分配额外的处理混合物到邻近弯液面126c的没被使用的端口从而加宽弯液面126c。 

图9D是根据本发明的一个实施方式进一步说明三种处理混合物如何能够被分配到衬底208上。可以使用前面讨论过的方法调节每个弯液面126a、126d和126e的宽度。应该注意到在图9A-图9D中，不是弯液面，而是可以使用该接近头的相同端口抽取真空。 

虽然接近头被定义用于流体输送之目的，但是该流体可以是不同的类型。例如，该流体可以是电镀金属材料。用来执行电镀操作的示例系统和处理更详细地描述在如下文献中：(1)US专利第6864181号，公开日为2005年3月8日；(2)US专利申请第11/014527号，申请日为2004年12月15日，并且题目为“用于电镀处理的晶片支撑装置和使用该装置的方法”；(3)US专利申请第10/879263号，申请日为2004年6月28日，并且题目为“电镀半导体晶片的装置和方法”；(4)US专利申请第10/879396号，申请日为2004年6月28日，并且题目为“电镀头和操作电镀头的方法”；(5)US专利申请第10/882712号，申请日为2004年6月30日，并且题目为“电镀半导体晶片的装置和方法”；(6)US专利申请第11/205532号，申请日为2005年8月16日，并且题目为“在半导体材料小体积处理上减小机械阻力和提高流体分布”；(7)US专利申请第11/398254号，申请日为2006年4月4日，并且题目为“在应用于液晶 显示器的玻璃衬底上制造传导部件的方法和装置”；在这里其每个都是组合一起地被参考。 

其他类型流体可以是非牛顿流体。对于有关牛顿和非牛顿流体的功能和构成，可以参考(1)US专利申请第11/174080号，申请日为2005年6月30日，并且题目为“从半导体晶片移除材料的方法以及执行该方法的装置”；(2)US专利申请第11/153957号，申请日为2005年6月15日，并且题目为“使用非-牛顿流体清洗衬底的方法和装置”；(3)US专利申请第11/154129号，申请日为2005年6月15日，并且题目为“使用非-牛顿流体传送衬底的方法和装置”；每个都通过引用结合在这里。 

另一种材料可以是三态体流体。三态体是包括一部分气体、一部分固体、和一部分流体的物体。对于有关该三态化合物的额外信息，可以参考专利申请号第60/755377号，其申请日为2005年12月30日，题目为“方法，材料组合，以及用来准备衬底表面的系统”。该专利申请通过引用结合在这里。 

可以利用计算机控制以自动的方式控制该可编程分配集管、接近头和控制器。因此，可以用其他计算机系统配置实施本发明的多个方面，包括手持设备、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费类电子产品、微计算机、大型计算机等等。也可以在分布式计算机环境里实现本发明，在那里通过由网络连接的远程处理设备执行任务。 

考虑上述的实施方式，应该理解本发明可以应用涉及包括将数据存储在计算机系统内的各种计算机执行操作。这些操作是那些物理量的请求物理操作。通常，虽然不是必须的，这些量表现为能够被存储、传输、组合、比较、和其他操作的电或磁信号。而且，所执行的操作经常用术语提及，例如生产、确认、决定或比较。 

这里描述的构成本发明一部分的任何操作是有用的机械操作。本发明也涉及到用来执行这些操作的设备和装置。该装置可以为了所需的目的特别地构造，例如上面讨论的载波网络，或者它可以是通用目的的计算机，其被存储在该计算机内计算机程序选择性地开启或配置。特别地，各种通用目的机器可以和根据这里所教导而编写的计算机程序一起使用，或者更方便的是构造更特殊化装置来执行期望的操作。 

也可以将本发明实现为在计算机可读介质上的计算机可读代码。该计算机可读介质是任何能够存储数据的数据存储设备，其之后能够被计算机系统读取。该计算机可读介质的例子包括硬盘驱动器、网络附加存储(NAS)，只读存储器、随机存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD、闪存、磁带和其他光学和非光学数据存储设备。该计算机可读介质也可以被分布在连网的计算机系统以便以分布方式存储和执行该计算机可读代码。 

虽然为了清晰理解之目的，已经非常详细地描述了前述的发明，但是显然可以在所附权利要求的范围之内实施某些变形和修改。因此，应该认为目前的这些实施方式是示意性的和不是限制性的，并且本发明不受这里给出的细节限制，而是可以在所附权利要求的范围和等同方式内修改。 

Claims (20)

1.一种用于处理衬底的装置，包括：

具有表面的接近头，其能够紧挨着衬底的表面接合，该接近头包括：

多个能够分配第一处理混合物和第二处理混合物到该衬底的该表面的分配端口，

多个能够从该衬底的该表面移除该第一和第二处理混合物的移除端口；以及

连接到该多个用来分配该第一处理混合物和该第二处理混合物的分配端口以及连接到该多个移除端口的可编程分配集管，该可编程分配集管构造为限定所选取的该接近头用于输送和移除该第一处理混合物和第二处理混合物的区域。

2.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

连接到该可编程分配集管的控制器，以及

该可编程分配集管也包括多个连接到该分配端口和移除端口的端口驱动器，该控制器能够指示该端口驱动器的操作。

3.如权利要求1所述的装置，其中该分配端口是以多个排配置，并且在所选排中的每个端口分配相同的处理混合物。

4.如权利要求1所述的装置，其中通过该可编程分配集管将该移除端口连接到真空。

5.如权利要求1所述的装置，其中该移除端口是以多个排配置，并且在所选排中的每个端口移除该第一处理混合物。

6.如权利要求1所述的装置，其中该移除端口是以多个排配置，并且在所选排中的每个端口移除该第二处理混合物。

7.如权利要求1所述的装置，其中该移除端口是以多个排配置，并且在所选排中的每个端口移除该第一处理混合物和该第二处理混合物。

8.一种用于处理衬底的接近系统，包括：

(a)具有头表面的头，其被配置紧邻该衬底的表面设置，该头配置为具有宽度和长度，该头包括：

沿着该头长度以多个排配置的多个端口，该多个排在该头的宽度上延伸，该多个端口的每一个被配置为分配流体到该衬底的表面或从该衬底的表面移除流体，从而当分配和移除该流体时，能够在该衬底的表面和该头的表面之间限定弯液面；

(b)被连接到多个设备的可编程分配集管，该设备提供以及从该可编程分配集管接收流体，将该可编程分配集管连接到该头从而端口导管接合在该可编程分配集管和该多个端口之间；

(c)用来指示该可编程分配集管分配或移除流体到该头多个端口中所选的几个的控制器，从而在该头的表面和该衬底的表面之间设置一个区域来建立该弯液面，并且该弯液面的大小由所设置区域限定。

9.如权利要求8所述的用于处理衬底的接近系统，其中该控制器能够设置该弯液面的大小，并且该弯液面的大小能够被设置为沿着该头的宽度增大或沿着该头的宽度减小。

10.如权利要求8所述的用于处理衬底的接近系统，其中当该可编程分配集管开启该多个排的不同排，该弯液面的大小被增大。

11.如权利要求8所述的用于处理衬底的接近系统，其中当该可编程分配集管开启该多个排的较少排，该弯液面的大小被减小。

12.如权利要求8所述的用于处理衬底的接近系统，其中通过该可编程分配集管开启多组排以便在该衬底的表面和该头的表面之间限定两个或多个弯液面体。

13.如权利要求10所述的用于处理衬底的接近系统，其中增大该弯液面大小也增大该头扫过该衬底时该流体的暴露时间。

14.如权利要求11所述的用于处理衬底的接近系统，其中减小该弯液面大小也减小该头扫过该衬底时该流体的暴露时间。

15.如权利要求10所述的用于处理衬底的接近系统，其中通过所选端口抽取真空来从该衬底的表面移除该流体。

16.如权利要求10所述的用于处理衬底的接近系统，其中该可编程分配集管开启连接到真空的多组排以限定两个或多个真空区域从该衬底的表面移除流体。

17.一种使用接近头处理衬底的方法，包括：

提供具有头表面的头，其被配置为紧邻该衬底的表面设置，该头配置为具有宽度和长度，并且该头具有沿着该头长度以多个排形式配置的多个端口，该多个排在该头的宽度上延伸，该多个端口的每一个被配置为输送流体到该衬底的该表面或从该衬底的该表面移除流体，从而当输送和移除该流体时，

能够在该衬底的该表面和该接近头的该表面之间限定弯液面；

以及

使用可编程分配集管控制流体仅进入该多个端口中所选择的几个，配置该进入的控制来限定该衬底表面和该接近头表面之间弯液面的宽度。

18.如权利要求17所述的使用接近头处理衬底的方法，进一步包括：

对给定的该衬底的该表面和该接近头的该表面之间的相对移动速度，为该衬底的该表面上的弯液面限定所需的暴露时间；

根据所需要的暴露时间将该宽度设为更大或更小。

19.如权利要求17所述的使用接近头处理衬底的方法，进一步包括：

控制真空仅进入该多个端口中所选择的几个，配置该进入控制来限定将从该衬底的该表面移除流体的区域。

20.如权利要求17所述的使用接近头处理衬底的方法，其中输送用于形成第一弯液面的第一流体到定义该第一弯液面的至少第一排端口，输送用于形成第二弯液面的第二流体到定义该第二弯液面的至少第二排端口。

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