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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Halbleiter-Wafer-Bearbeitung und insbesondere
Vorrichtungen und Techniken zum effizienteren Aufbringen von Fluiden
auf Wafer-Oberflächen
und Entfernen von diesen bei Verminderung der Verschmutzung und Senkung
der Wafer-Reinigungskosten.
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2. Beschreibung der verwandten Techniken
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Bei
dem Herstellungsverfahren für
einen Halbleiterchip ist es bekannt, dass es ein Bedürfnis gibt,
einen Wafer unter Verwendung von Arbeitsvorgängen wie Ätzen, Reinigen, Trocknen und
Beschichten zu bearbeiten. Bei jeder dieser Arbeitsvorgangarten
werden üblicherweise
Flüssigkeiten
für Ätz-, Reinigungs-,
Trocknungs- und Beschichtungsprozesse entweder aufgebracht oder
entfernt.
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Beispielsweise
kann eine Wafer-Reinigung notwendig sein, wenn ein Herstellungsvorgang durchgeführt worden
ist, der unerwünschte
Rückstände auf
den Oberflächen
von Wafern zurücklässt. Beispiele
eines solchen Herstellungsvorgangs umfassen Plasmaätzen (beispielsweise
Tungsten Etch Back (WEB)) und chemisches mechanisches Polieren (CMP).
Beim CMP wird ein Wafer in einem Halter angeordnet, welcher eine
Wafer-Oberfläche
gegen ein sich bewegendes Pad drückt.
Dieses sich bewegende Pad verwendet zum Bewirken der Polierung eine
Aufschlemmung, welche aus Chemikalien und Reibmaterialien besteht.
Bedauerlicherweise neigt dieser Vorgang dazu, eine Ansammlung von
Aufschlemmungspartikeln und Rückstände auf
der Wafer-Oberfläche
zu hinterlassen. Wenn sie auf dem Wafer zurückgelassen werden, kann das
unerwünschte
Rückstandsmaterial
und die unerwünschten
Partikel unter anderem Defekte, wie beispielsweise Kratzer auf der
Wafer-Oberfläche,
und unerwünschte
Wechselwirkungen zwischen Metallisierungsmerkmalen bewirken. In
einigen Fällen
können solche
Defekte bewirken, dass Einrichtungen auf dem Wafer betriebsunfähig werden.
Um die übermäßigen Kosten
des Aus sortierens von Wafern mit betriebsunfähigen Einrichtungen zu vermeiden,
ist es daher notwendig, den Wafer nach Herstellungsvorgängen, die
unerwünschte
Rückstände zurücklassen,
angemessen und dennoch effizient zu reinigen.
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Nachdem
ein Wafer gereinigt worden ist, muss der Wafer effektiv getrocknet
werden, um zu verhindern, dass Wasser oder Reinigungsfluidreste Rückstände auf
dem Wafer hinterlassen. Wenn zugelassen wird, dass das Reinigungsfluid
an der Wafer-Oberfläche verdampft,
was üblicherweise
passiert, wenn sich Tröpfchen
bilden, verbleiben Rückstände oder
Verunreinigunge, die zuvor in dem Reinigungsfluid gelöst waren,
nach dem Verdampfen auf der Wafer-Oberfläche (und bilden beispielsweise
Flecken). Um zu verhindern, dass ein Verdampfen stattfindet, muss
das Reinigungsfluid so schnell wie möglich ohne Ausbildung von Tröpfchen von
der Wafer-Oberfläche
entfernt werden. Bei dem Versuch, dies zu erreichen, wird eine von
mehreren verschiedenen Trocknungstechniken verwendet, wie beispielsweise
Spin-Trocknung, IPA oder Marangoni-Trocknung. Alle diese Reinigungstechniken
verwenden eine Form einer sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche an einer
Wafer-Oberfläche, was,
wenn richtig ausgeführt,
ein Trocknen einer Wafer-Oberfläche
ohne die Ausbildung von Tröpfchen bedingt.
Wenn die sich bewegende Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche reißt, was
bedauerlicherweise bei sämtlichen
zuvor erwähnten
Trocknungsverfahren häufig
geschieht, bilden sich Tröpfchen
und ein Verdampfen tritt auf, was dazu führt, dass Verunreinigungen
auf der Wafer-Oberfläche
zurückbleiben.
Die am weitesten verbreitete Trocknungstechnik heutzutage ist die
Spin-Rinse-Trocknung (SRD).
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1 veranschaulicht
die Bewegung von Reinigungsfluiden auf einem Wafer 10 während eines
SRD-Trocknungsprozesses. Bei diesem Trocknungsprozess wird ein nasser
Wafer mit einer hohen Drehgeschwindigkeit 14 gedreht. Bei
der SRD wird das Wasser oder das zum Reinigen des Wafers verwendete
Reinigungsfluid unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft von dem Mittelpunkt
des Wafers zu der Außenseite
des Wafer und schließlich
von dem Wafer heruntergezogen, wie es mit den gerichteten Fluid-Pfeilen 16 gezeigt
ist. Wenn das Reinigungsfluid von dem Wafer gezogen wird, wird bei
dem Mittelpunkt des Wafers eine sich bewegende Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche gebildet,
die sich zu der Außenseite
des Wafers bewegt (d. h. der von der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche 12 erzeugte
Kreis wird größer), wenn
der Trocknungsprozess fortschreitet. Bei dem Beispiel gemäß 1 ist der
innere Bereich des von der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche 12 gebildeten
Kreises frei von dem Fluid, und der äußere Bereich des von der sich
bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche 12 gebildeten
Kreises ist das Reinigungsfluid. Wenn der Reinigungsprozess fortschreitet
nimmt daher der Abschnitt innerhalb der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche 12 (der
trockene Bereich) zu, während
der Bereich außerhalb
der sich bewegenden Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche 12 (der
feuchte Bereich) abnimmt. Wenn, wie zuvor angemerkt, die sich bewegende
Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche 12 reißt, bilden
sich Tröpfchen
der Reinigungsflüssigkeit
auf dem Wafer, und aufgrund der Verdampfung der Tröpfchen kann
eine Verunreinigung auftreten. Daher ist es unbedingt erforderlich,
dass die Tröpfchenbildung
und die nachfolgende Verdampfung begrenzt wird, um Verunreinigungen
von der Wafer-Oberfläche
fernzuhalten. Unvorteilhafterweise sind die gegenwärtigen Trocknungsverfahren
bei der Verhinderung eines Reißens
der sich bewegenden Flüssigkeitsschnittstelle
nur teilweise erfolgreich.
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Darüber hinaus
weist der SRD-Prozess Schwächen
bei dem Trocknen von hydrophoben Wafer-Oberflächen auf. Hydrophobe Wafer-Oberflächen können schwierig
zu trocknen sein, da solche Oberflächen Wasser und auf Wasser
basierende (wässrige)
Reinigungsflüssigkeiten
abstoßen.
Daher wird das verbleibende Reinigungsfluid (wenn wässrig) von
der Wafer-Oberfläche
abgestoßen,
wenn der Trocknungsprozess fortschreitet und das Reinigungsfluid
von der Wafer-Oberfläche
gezogen wird. Demzufolge ist das wässrige Reinigungsfluid bestrebt,
mit einem kleinstmöglichen
Bereich mit der hydrophoben Wafer-Oberfläche in Kontakt zu stehen. Darüber hinaus
neigt die wässrige
Reinigungslösung dazu,
aufgrund der Oberflächenspannung
an sich selbst zu haften (das heißt als ein Ergebnis molekularer
Wasserstoff brücken).
Aufgrund der hydrophoben Wechselwirkungen und der Oberflächenspannung
bilden sich daher auf unkontrollierte Weise Kugeln (oder Tröpfchen)
des wässrigen
Reinigungsfluids auf der hydrophoben Wafer-Oberfläche. Diese Ausbildung
von Tröpfchen
führt zu
der nachteiligen Verdunstung und der oben beschriebenen Verunreinigung.
Die Grenzen von SRD sind insbesondere bei dem Mittelpunkt des Wafers
schwerwiegend, wo die auf die Tröpfchen
einwirkende Zentrifugalkraft am geringsten ist. Obgleich der SRD-Prozess
gegenwärtig
der am weitesten verbreitete Weg der Wafer-Trocknung ist, kann dieses
Verfahren daher beim Reduzieren der Bildung von Reinigungsfluidtröpfchen auf
der Wafer-Oberfläche
Schwächen
haben, insbesondere wenn er bei hydrophoben Wafer-Oberflächen verwendet
wird.
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Ferner
gibt es bei anderen Wafer-Bearbeitungsvorgängen, wie beispielsweise der
Reinigung, dem Ätzen
und dem Beschichten, ebenfalls Probleme mit dem Aufbringen der Fluide
auf den Wafer und dem Entfernen der Fluide von dem Wafer auf eine
effiziente Art, die eine Verunreinigung vermindert und die Wafer-Ausbeute
erhöht.
Es wird Bezug genommen auf das Dokument JP-A-2003151948.
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Daher
gibt es ein Bedürfnis
nach einem Verfahren und einer Vorrichtung, die den Stand der Technik
vermeiden, indem ein optimiertes Fluid-Management und eine optimierte
Fluid-Aufbringung
auf einen Wafer ermöglicht
wird, welche Verunreinigungsablagerungen auf der Wafer-Oberfläche vermindert.
Derartige Ablagerungen, die heutzutage häufig auftreten, vermindern
die Ausbeute einwandfreier Wafer und erhöhen die Kosten der Herstellung
von Halbleiter-Wafern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Allgemein
gesagt befriedigt die vorliegende Erfindung diese Bedürfnisse
durch Bereitstellen einer Substratbearbeitungsvorrichtung (beispielsweise Trocknen,
Reinigen, Ätzen,
Beschichten), die in der Lage ist, Fluide an Wafer-Oberflächen zu
handhaben, während
zur gleichen Zeit eine Wafer-Verunreinigung
vermindert wird. Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung
auf zahlreichen Wegen implementiert werden kann, einschließlich eines
Prozesses, einer Vorrichtung, eines Systems, einer Einrichtung oder
eines Verfahrens. Verschiedene erfinderische Beispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
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Bei
einem Beispiel wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrats
bereitgestellt, welche ein erstes Verteilermodul zum Erzeugen eines
Fluid-Meniskus auf einer Substratoberfläche umfasst. Die Vorrichtung
umfasst ferner ein zweites Verteilermodul zum Verbinden mit dem
ersten Verteilermodul und ferner zum Bewegen des ersten Verteilermoduls
in die Nähe
der Substratoberfläche
zum Erzeugen des Fluid-Meniskus.
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Bei
einem anderen Beispiel wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrates
unter Verwendung eines ersten Verteilermoduls und eines zweiten Verteilermoduls
bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Anordnen des ersten Verteilermoduls über einer
zu bearbeitenden Substratoberfläche
und Verbinden des zweiten Moduls mit dem ersten Modul. Das Verfahren
umfasst ferner ein Bewegen des zweiten Moduls, so dass das erste
Modul in der Nähe
der Substratoberfläche
ist, und ein Erzeugen eines Fluid-Meniskus mit dem ersten Modul,
wobei das erste Modul von dem zweiten Modul mit Fluiden versorgt wird.
Das Verfahren umfasst ferner ein Aufbringen des Fluid-Meniskus auf
die Substrat-Oberfläche
zum Ausführen
eines Wafer-Bearbeitungsvorgangs.
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Bei
noch einem anderen Beispiel wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten
eines Substrates bereitgestellt, welche ein erstes Verteilermodul
mit einer Bearbeitungsfläche
aufweist, welche eine erste Leitung, die zum Aufbringen eines ersten
Fluides auf eine Substratoberfläche
gestaltet ist, eine zweite Leitung zum Aufbringen eines zweiten
Fluides auf die Substratoberfläche
und eine dritte Leitung zum Entfernen des ersten Fluides und des
zweiten Fluides von der Substratoberfläche aufweist, wobei das Aufbringen
und das Entfernen einen Fluid-Meniskus auf der Substratoberfläche erzeugt.
Die Vorrichtung umfasst ferner ein zweites Verteilermodul, welches
zum Bewegen des ersten Verteilermoduls in die Nähe der Substratoberfläche und
zum Liefern des ersten Fluides und des zweiten Fluides zu dem ersten
Modul und zum Entfernen des ersten Fluides und des zweiten Fluides,
die von dem ersten Modul auf das Substrat aufgebracht worden sind,
gestaltet ist.
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Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung gemäß den Ansprüchen 1 und 7 sind zahlreich.
Vor allem Bearbeiten (Reinigen, Trocknen, Ätzen, Beschichten und andere
geeignete Arten einer Wafer-Bearbeitung, die eine optimale Handhabung
der Fluidaufbringung und/oder -entfernung von dem Wafer umschließen) die
hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren Halbleiter-Wafer
effizient, während
das Verbleiben von unerwünschten
Fluiden und Verunreinigungen auf einer Wafer-Oberfläche vermindert
wird. Folglich kann die Wafer-Bearbeitung und -Produktion erhöht werden
und höhere
Wafer-Ausbeuten können
aufgrund der effizienten Wafer-Bearbeitung erzielt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
die verbesserte Bearbeitung durch die Verwendung einer Vakuumfluidentfernung
in Verbindung mit einem Bearbeitungsfluidzuführung, die unter Verwendung eines
Annäherungs-Meniskus-Verteilers
durchgeführt
werden, welcher durch Vertauschen von einem oder mehreren Verteilerabschnitt(en)
auf eine beliebige Art konfigurierbar ist. Die von den zuvor genannten
Kräften
bei der Wafer-Oberfläche
auf einen Fluidfilm erzeugten Drücke
ermöglichen
eine optimale Aufbringung und/oder Entfernung von Fluid bei der Wafer-Oberfläche bei,
verglichen mit anderen Bearbeitungstechniken, gleichzeitiger signifikanter
Verminderung beim Hinterlassen einer Verunreinigung. Darüber hinaus
kann die vorliegende Erfindung die Aufbringung eines Isopropylalkohol(IPA)-Dampfes und
Bearbeitungsfluids auf eine Wafer-Oberfläche, einhergehend mit der Erzeugung
eines Vakuums in der Nähe
der Wafer-Oberfläche, zur
im wesentlichen gleichen Zeit nutzen. Es sei angemerkt, dass obwohl IPA
bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel verwendet
wird, jede andere geeignet Art von Dampf verwendet werden kann,
der mit Wasser mischbar sein kann, wie beispielsweise Stickstoff,
ein beliebiger geeigneter Alkoholdampf, organische Verbindungen,
Hexanol, Ethylglykol, Aceton etc. Es sei angemerkt, dass der beliebige
geeignete Alkoholdampf beliebige geeignete Arten von Alkoholen umfassen kann.
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Es
sei angemerkt, dass der beliebige geeignete Alkohol jede geeignete,
auf Kohlenstoff basierende Chemikalie mit einer an einem gesättigten Kohlenstoffatom
gebundenen Hydroxylgruppe sein kann. Dies ermöglicht sowohl die Erzeugung
und intelligente Steuerung eines Meniskus als auch die Verminderung
der Fluidoberflächenspannung
bei einer Bearbeitungsfluidgrenzfläche und ermöglicht daher ein optimales
Aufbringen und/oder Entfernen von Fluiden auf bzw. von der Wafer-Oberfläche ohne
ein Hinterlassen von Verunreinigungen. Der durch die Zuführung von
IPA erzeugte Meniskus, das Bearbeitungsfluid und Ausgangsfluide
können
zum Bearbeiten des Wafers entlang der Oberfläche bewegt werden.
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Ein
oder mehrere primäre
Verteiler mit den gewünschten
Einlass/Auslass-Konfigurationen zum Erzeugen des entsprechenden
Fluid-Meniskus kann bzw. können
mit einem Verteilerträger
verwendet werden. In Abhängigkeit
von den gewünschten
Wafer-Bearbeitungsvorgängen kann
ein bestimmter primärer
Verteiler von dem Wafer-Träger
in die Nähe des
zu bearbeitenden Wafer-Ortes
bewegt werden. Wenn ein anderer Wafer-Bearbeitungsvorgang gewünscht ist,
kann ein anderer primärer
Verteiler, der für
den anderen Wafer-Bearbeitungsvorgang gestaltet ist, für eine Wafer-Bearbeitung
von dem Wafer-Träger
angeordnet werden. In Abhängigkeit
von dem gewünschten
Wafer-Bearbeitungsvorgang
kann folglich ein bestimmter primärer Verteiler, der eine bestimmte
Meniskus-Konfiguration erzeugen kann, von dem Verteilerträger für Wafer-Bearbeitungsvorgänge angeordnet
werden. In Abhängigkeit
von den Typen primärer
Verteiler an dem Verteilerträger
können
folglich beliebige geeignete Arten von Wafer-Bearbeitungsvorgängen durchgeführt werden,
ohne den Wafer in separate Wafer-Bearbeitungskammern zu bewegen.
Nachdem der primäre
Verteiler angeordnet worden ist, beispielsweise über dem zu bearbeitenden Wafer-Bereich,
kann ein sekundärer
Verteiler zur Befestigung an dem primären Verteiler herabgeführt werden.
Der primäre
Verteiler kann dann nahe an eine Oberfläche des Wafers gedrückt werden.
Sobald der primäre
Verteiler in der Nähe
des Wafers ist, kann der sekundäre
Verteiler Fluide in den primären Verteiler
eingeben. Der primäre
Verteiler kann dann den Fluid-Meniskus an der Wafer-Oberfläche erzeugen,
um mit dem Wafer-Bearbeitungsvorgang fortzufahren. Daher können verschiedene
Arten von Wafer-Bearbeitungsvorgängen unter
Verwendung verschiedener Arten von Fluid-Menisken durchgeführt werden.
Dies hat den Vorteil der Reduzierung einer Wafer-Verunreinigung
während
eines Transportes, und ferner kann durch Verwendung des Meniskus zum
Bearbeiten des Wafers eine Wafer-Verunreinigung durch optimale Fluidaufbringung
und -entfernung die Wafer-Verunreinigung ebenfalls vermindert werden.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der
folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen
offensichtlich, welche beispielhaft die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung
im Zusammenschau mit den beigefügten
Zeichnungen schnell verständlich.
Um diese Beschreibung zu vereinfachen bezeichnen gleiche Bezugszeichen
gleiche strukturelle Elemente.
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1 veranschaulicht
die Bewegung von Reinigungsflüssigkeiten
auf einem Wafer während
eines SRD-Reinigungsprozesses.
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2 veranschaulicht
ein Wafer-Bearbeitungssystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
das Wafer-Bearbeitungssystem mit dem Verteilerträger, der einen sekundären Verteiler
aufweist, der an einen primären
Verteiler gekoppelt wurde, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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4 veranschaulicht
eine Seitenansicht des Wafer-Bearbeitungssystems
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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5 veranschaulicht
eine Seitenansicht eines Wafer-Bearbeitungssystems,
bei welchem der sekundäre
Verteiler über den
primären
Verteiler angeordnet ist, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt
das Wafer-Bearbeitungssystem, bei welchem der sekundäre Verteiler
mit dem primären
Verteiler verbunden worden ist, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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7 veranschaulicht
das Wafer-Bearbeitungssystem, wobei der sekundäre Verteiler den primären Verteiler
näher an
den Wafer bewegt hat, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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8A zeigt
das Wafer-Bearbeitungssystem, wobei der sekundäre Verteiler den primären Verteiler
in die Nähe
des Wafers bewegt hat, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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8B veranschaulicht
ein Wafer-Bearbeitungssystem, wobei beide Seiten des Wafers bearbeitet
werden können,
und zwar gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt
einen primären
Verteiler und einen sekundären
Verteiler gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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10 veranschaulicht
ein Multiwafer-Bearbeitungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung.
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11 zeigt
ein Wafer-Bearbeitungssystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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12A veranschaulicht einen Annäherungskopf, welcher einen
Wafer-Bearbeitungsvorgang gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausführt.
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12B zeigt eine Draufsicht eines Abschnittes eines
Annäherungskopfes
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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12C veranschaulicht ein Einlass/Auslass-Muster
eines Annäherungskopfes
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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12D veranschaulicht ein weiteres Einlass/Auslass-Muster eines Annäherungskopfes
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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12E veranschaulicht ein weiteres Einlass/Auslass-Muster eines Annäherungskopfes
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es
wird eine Erfindung für
Verfahren und Vorrichtungen zum Bearbeiten eines Substrates beschrieben.
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezielle Details
dargelegt, um ein vollständiges
Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Es wird jedoch von
dem Fachmann erkannt, dass die vorliegende Erfindung ohne einige oder
sämtliche
dieser speziellen Details ausgeführt werden
kann. Bei anderen Beispielen wurden bekannte Prozessvorgänge nicht
beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verkomplizieren.
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Während diese
Erfindung im Hinblick auf verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, ist es verständlich, dass der Fachmann beim
Lesen der nachfolgenden Beschreibungen und Studieren der Zeichnungen
verschiedene davon erkennen wird. Es ist daher beabsichtigt, dass
die vorliegende Erfindung sämtliche
dieser Abänderungen,
Hinzufügungen,
Vertauschungen und Aquivalente umfasst, wenn sie dem Sinn der Erfindung
entsprechen und in den Schutzumfang der Erfindung fallen.
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Die
nachfolgenden Figuren veranschaulichen Ausführungsbeispiele eines beispielhaften
Wafer-Bearbeitungssystems, welches einen primären und einen sekundären Verteiler
verwendet, so dass ein beliebiger geeigneter Wafer-Bearbeitungsvorgang,
welcher eine beliebige geeignete Meniskuskonfiguration benötigt, ausgeführt werden
kann. Es ist verständlich,
dass dieses System exemplarisch ist, und dass beliebige andere geeignete
Konfigurationsarten, die eine Bewegung des primären und/oder sekundären Verteilers
in die Nähe
des Wafers erlauben, verwendet werden können. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen
können
der primäre
Verteiler und der sekundäre
Verteiler einen Fluid-Meniskus während eines
Wafer-Bearbeitungsvorgangs linear von einem zentralen Abschnitt
des Wafer zu dem Rand des Wafers bewegen.
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Es
sei angemerkt, dass andere Ausführungsbeispiele
verwendet werden können,
bei denen der primäre
und der sekundäre
Verteiler den Fluid-Meniskus linear von einem Rand des Wafers zum anderen,
diametrisch entgegengesetzten Rand des Wafers bewegen können, oder
andere nicht-lineare Bewegungen können verwendet werden, wie
beispielsweise eine radiale Bewegung, eine zirkulare Bewegung, eine
spiralförmige
Bewegung, eine zickzackförmige
Bewegung oder eine zufällige
Bewegung etc. Bei anderen Ausführungsbeispielen
kann der Wafer bewegt werden und die Verteiler können stationär gehalten
werden. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel können sowohl
der primäre
und der sekundäre
Verteiler als auch der Wafer zum Erzeugen der Bewegung des Fluid-Meniskus über eine Wafer-Oberfläche zur
Wafer-Bearbeitung
bewegt werden. Die Bewegung kann auch einem beliebigen geeigneten
speziellen Bewegungsprofil entsprechen, wie es von einem Benutzer
erwünscht
ist. Darüber
hinaus kann der Wafer bei einem Ausführungsbeispiel gedreht und
der Annäherungskopf
linear bewegt werden, so dass der Annäherungskopf sämtliche
Abschnitte des Wafers bearbeitet. Darüber hinaus kann das hier beschriebene
Annäherungsbearbeitungssystem
verwendet werden, um Substrate beliebiger Form und Größe zu bearbeiten,
wie beispielsweise 200 mm Wafer, 300 mm Wafer, Flachanzeigetafeln etc.
Das Wafer-Bearbeitungssystem kann zum Bearbeiten des Wafers in Abhängigkeit
von der Konfiguration des Systems verwendet werden. Darüber hinaus können die
hier verwendeten Annäherungsköpfe auf eine
beliebige geeignete Anzahl von Arten konfiguriert werden, um den
Wafer zu reinigen, trocknen, ätzen
oder beschichten. Mit einem Annäherungskopf kann
ein Fluid-Meniskus unterstützt
und bewegt werden (beispielsweise auf, von und über einen Wafer).
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2 veranschaulicht
ein Wafer-Bearbeitungssystem 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das
Wafer-Bearbeitungssystem
einen Verteilerträger 104,
welcher einen primären
Verteiler 106 aufnehmen kann. Es sei angemerkt, dass der
Verteilerträger 104 die
Fähigkeit
haben kann, eine beliebige geeignete Anzahl und/oder Arten von primären Verteilern 106 aufzunehmen.
Darüber
hinaus kann der Verteilerträger
konfiguriert sein, einen beliebigen geeigneten der primären Verteiler
unter einen sekundären
Verteiler 102 (oder über
dem sekundären
Verteiler 102, wenn eine Unterseite des Wafers zu bearbeiten
ist) anzuordnen.
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Der
primäre
Verteiler 106 kann konfiguriert sein, ein erstes Fluid
und ein zweites Fluid zum Aufbringen auf einen Wafer 108 zu
empfangen, und das erste Fluid und das zweite Fluid, die auf den
Wafer 108 aufgebracht wurden, auszugeben. Der primäre Verteiler 106 kann
konfiguriert sein, Einlässe
und Auslässe
aufzuweisen, die konfiguriert sind, einen Fluid-Meniskus erzeugen
zu können.
Es sei angemerkt, dass der Fluid-Meniskus auf eine beliebige geeignete
hier beschriebene Art erzeugt werden kann. Der primäre Verteiler 106 kann
eine beliebige geeignete Konfiguration aufweisen, die den Fluid-Meniskus
erzeugen kann, wie beispielsweise die hierin beschriebenen Konfigurationen
von Annäherungsköpfen. Es
sollte verständlich
sein, dass der Fluid-Meniskus in Abhängigkeit von der Art der gewünschten
Wafer-Bearbeitungsvorgänge,
wie beispielsweise Ätzen, Reinigen,
Trocknen und Beschichten, auf eine beliebige geeignete Art konfiguriert
sein kann.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann der Verteilerträger 104 den
primären
Verteiler 106 über den
Wafer 108 bewegen, wenn der Wafer 108 zu bearbeiten
ist. Darüber
hinaus kann ein bestimmter primärer
Verteiler einen bestimmten Zweck haben. Beispielsweise kann ein
bestimmter primärer
Verteiler konfiguriert sein, einen Meniskus zu erzeugen, der den
Wafer 108 reinigt und ein anderer primärer Verteiler an dem gleichen
Verteilerträger
kann einen Meniskus erzeugen, der den Wafer 108 trocknet.
Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann der Wafer-Träger
weitere primäre
Verteiler aufweisen, die zum Bearbeiten des Wafers 108 mit
anderen Arbeitsvorgängen,
wie beispielsweise Ätzen,
Beschichten etc., konfiguriert sind. Wenn der primäre Verteiler 106 über dem
zu bearbeitenden Wafer 108 (oder einem Bereich des Wafers 108)
angeordnet ist, kann sich der sekundäre Verteiler 102 auf
einen oberen Abschnitt des primären
Verteilers 106 herabbewegen und sich mit diesem ver binden.
Dann kann der sekundäre
Verteiler 102 den primären
Verteiler 106 in die Nähe
einer Oberfläche
des zu bearbeitenden Wafers 108 herabdrücken.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist der Verteilerträger 104 konfiguriert,
es zu ermöglichen,
dass der primäre
Verteiler 106 in die Nähe
des Wafers 108 herabbewegt wird, indem er eine Öffnung aufweist, durch
welche der primäre
Verteiler 106 gedrückt
werden kann. Es sei angemerkt, dass der primäre Verteiler 106 und
der Verteilerträger 104 auf
eine beliebige geeignete Art konfiguriert sein können, die es ermöglicht,
dass der Verteilerträger 104 den
primären
Verteiler 106 in eine Position zum Bearbeiten des Wafers 108 bewegt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
kann der Verteilerträger 104 konfiguriert
sein, den primären Verteiler 106 über den
Wafer 108 zu bewegen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der Verteilerträger 104 konfiguriert
sein, den primären
Verteiler 106 unter den Wafer 108 zu bewegen.
Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
können
Verteilerträger 104 über und
unter dem Wafer 108 sein, so dass mehrere Flächen des
Wafers 108 zur im wesentlichen gleichen Zeit bearbeitet
werden können.
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Bei
einem beispielhaften Wafer-Bearbeitungsvorgang kann der Verteilerträger konfiguriert sein,
einen primären
Verteiler 106, bei welchem es sich um einen Reinigungsverteiler
handeln kann, in die Nähe
eines zu reinigenden Bereiches des Wafers 108 zu bewegen.
Dann kann sich der sekundäre
Verteiler 102 auf den primären Verteiler 106 herabbewegen
und den primären
Verteiler 106 durch den Verteilerträger 104 in die Nähe der Oberfläche des
Wafers 108 herabdrücken.
In der Nähe
der Oberfläche
kann der sekundäre
Verteiler 102 ein erstes und zweites, für den Reinigungsvorgang spezifisches
Fluid in den primären
Verteiler 106 eingeben. Dann kann der primäre Verteiler 106 das
erste Fluid und das zweite Fluid auf die Oberfläche des Wafers aufbringen,
während
zur im wesentlichen selben Zeit ein Vakuum an die Oberfläche des
Wafers 108 angelegt wird, um das erste Fluid und das zweite
Fluid zu entfernen. Das entfernte erste und zweite Fluid können von
dem primären
Verteiler 106 an den sekundären Verteiler 102 ausgegeben
wer den. Der sekundäre
Verteiler 102 kann das erste Fluid und das zweite Fluid
dann wegbewegen. Auf diese hier beschriebene Weise kann der Fluid-Meniskus
an der Oberfläche
zum Bearbeiten des Wafers erzeugt werden.
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Sobald
die Wafer-Bearbeitung durchgeführt worden
ist, kann der Meniskus entfernt werden, indem die Aufbringung des
ersten und des zweiten Fluids gestoppt wird. Dann kann sich der
zweite Verteiler 102 nach oben bewegen, und der erste Verteiler 106 kann
sich mit dem sekundären
Verteiler 102 nach oben bewegen. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann sich der sekundäre
Verteiler 102 dann von dem primären Verteiler 106 lösen und
den primären
Verteiler 106 in der im wesentlichen gleichen Position
belassen, die dieser vor dem Beginn des Wafer-Bearbeitungsvorgangs eingenommen hatte.
Der Verteilerträger 104 kann
dann einen primären,
zum Trocknen ausgestalteten Verteiler 106' an einen Ort über dem Wafer 108 bewegen,
der soeben gereinigt wurde. Nachdem der primäre Verteiler 106' über dem
Wafer angeordnet ist, kann sich der sekundäre Verteiler 102 auf
einen oberen Abschnitt des primären
Verteilers 106' herabbewegen.
Dann kann der sekundäre
Verteiler 102 den primären
Verteiler 106' derart
bewegen, dass eine Bearbeitungsfläche des primären Verteilers 106' in die Nähe der Oberfläche des
Wafers 108 bewegt werden kann. Nachdem der primäre Verteiler 106' in die Nähe des Wafers 108 bewegt
worden ist, kann der sekundäre
Verteiler 102 beginnen, ein erstes und zweites, für die Reinigung
spezifisches Fluid in den primären
Verteiler 106' einzubringen.
Der primäre
Verteiler 106 kann dann das erste und zweite Fluid zum
Erzeugen eines Fluid-Meniskus, wie es hierin beschrieben wird, auf
die Oberfläche
des Wafers 108 aufbringen, während zur gleichen Zeit ein Vakuum
an den Wafer 108 angelegt wird.
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Es
sei angemerkt, dass das erste Fluid ein beliebiges geeignetes Fluid
sein kann, das die gewünschte
Bearbeitung des Wafers 108 verbessern kann. Bei einem beispielhaften
Trocknungs-Arbeitsvorgang kann das erste Fluid beispielsweise deionisiertes
Wasser (DIW), DIW und ein Tensid etc. sein. Bei einem beispielhaften
Reinigungsarbeitsvorgang kann es sich bei dem ersten Fluid beispielsweise
um SC-1, SC-2, Ammoniumhydroxid (NH4OH), Tetramethylammoniumhydroxid
(TMAH), etc. handeln. Bei einem beispielhaften Ätz-Arbeitsvorgang kann es sich bei
dem ersten Fluid beispielsweise um HF, ECK-Markenlösung, KOH
etc. handeln. Bei einem beispielhaften Beschichtungs-Arbeitsvorgang kann es
sich bei dem ersten Fluid beispielsweise um Cu-Sulfat, Ag-Sulfat,
Au-Chlorid, etc. handeln. Es sei angemerkt, dass es sich bei dem
zweiten Fluid um ein beliebiges geeignetes Fluid handeln kann, wie beispielsweise
IPA/N2, N2, eine azeotrope Mischung von
DIW und IPA mit einem N2-Trägergas,
etc., welches die Oberflächenspannung
des ersten Fluides vermindern kann und daher die Entfernung des
Fluides von der Wafer-Oberfläche
verbessert.
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In
Abhängigkeit
von den verwendeten Fluiden können
folglich verschiedene Arten von Wafer-Bearbeitungsvorgängen durchgeführt werden. Darüber hinaus
können,
in Abhängigkeit
von der Konfiguration der Einlässe
und Auslässe
an dem primären
Verteiler 106, 106' etc.,
verschiedene Wafer-Bearbeitungsvorgänge mit den verschiedenen primären Verteilern
an dem Verteilerträger 104 durchgeführt werden.
Daher kann der Verteilerträger 104 Verteiler
umfassen, die zum Ausführen
von zumindest einer Ätzung,
einer Beschichtung, einer Reinigung, einer Trocknung etc., oder
einer beliebigen Kombination davon, betrieben werden können. Bei dem
Verteilerträger 104 kann
es sich dann um eine Wafer-Bearbeitungsvorrichtung mit einem Stopp handeln
(one stop wafer processing apparatus), welche die Verunreinigungsverminderung
verbessern kann, da der Wafer-Transport zwischen verschiedenen Modulen
reduziert werden kann.
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3 zeigt
das Wafer-Bearbeitungssystem 100 mit dem Verteilerträger 104,
der einen sekundären
Verteiler 102 aufweist, der gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit einem primären Verteiler 106 gekoppelt
wurde. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der sekundäre
Verteiler 102 derart mit dem primären Verteiler 106 verbunden, dass
die Gänge
für eine
Fluideingabe und -ausgabe miteinander verbunden sind. Auf diese
Weise kann der sekundäre
Verteiler 102 den primären
Verteiler mit dem auf den Wafer 108 aufzubringenden ersten und
zweiten Fluid versorgen. Darüber
hinaus können Gänge bereitgestellt
sein, so dass das von der Wafer-Oberfläche entfernte erste und zweite
Fluid von dem primären
Verteiler 106 zu dem sekundären Verteiler 102 transportiert
werden kann.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann der sekundäre
Verteiler 102 Öffnungen
aufweisen, in die Fluide ein- bzw. Fluide ausgegeben werden können. Es
sei angemerkt, dass Öffnungen
und Fluidgänge
in dem zweiten Verteiler 102 auf eine beliebige geeignete
Art konfiguriert sein können,
so dass das erste Fluid und das zweite Fluid in den primären Verteiler 106 eingegeben
werden können
und das auf den Wafer aufgebrachte erste und zweite Fluid von dem
primären
Verteiler 106 entfernt werden können. Bei einem Ausführungsbeispiel
können
Einlassöffnungen das
erste und zweite Fluid in den sekundären Verteiler 102 eingeben.
Dann kann sich das erste Fluid und das zweite Fluid durch Gänge, die
bei einem Ausführungsbeispiel
maschinell in den sekundären
Verteiler 102 eingebracht sind, bewegen. Durch diese Gänge kann
sich das erste Fluid und das zweite Fluid zu Öffnungen an der anderen Seite
des sekundären
Verteilers 102 bewegen, wo das Fluid in die Öffnungen
in dem primären
Verteiler 106 eintritt, welche Einlassöffnungen für das erste Fluid und Einlassöffnungen
für das
zweite Fluid entsprechen. Dann können
das erste Fluid und das zweite Fluid durch Fluidgänge in dem
ersten Verteiler 106 zu Einlässen für das erste Fluid und Einlässen für das zweite
Fluid transportiert werden, die bei der Bearbeitungsfläche des
primären Verteilers 106 angeordnet
sind, der das erste Fluid bzw. das zweite Fluid auf die Oberfläche des
Wafers 108 aufbringt.
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Ein
Auslass bei der Bearbeitungsfläche
des primären
Verteilers kann das erste Fluid und das zweite Fluid von dem Bereich
zwischen der Oberfläche
des Wafers 108 und der Bearbeitungsfläche des primären Verteilers 106 entfernen.
Daher können
das erste und das zweite Fluid durch den primären Verteiler 106 zu
einem Auslass transportiert werden, der mit einem Einlass in dem
sekundären
Verteiler 102 verbunden sein kann. Dann können die
Fluide über Gänge in dem
sekundären
Verteiler 102 zu Auslässen
transportiert werden, die die Fluide von dem sekundären Verteiler 102 entfernen
können.
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4 veranschaulicht
eine Seitenansicht des Wafer-Bearbeitungssystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Das Wafer-Bearbeitungssystem 100,
wie es in 4 gezeigt ist, ist während der
Bearbeitung des Wafers 108 gezeigt. Der sekundäre Verteiler 102 wurde
auf den primären
Verteiler 106 herabbewegt und mit dem primären Verteiler 106 verbunden.
Der sekundäre Verteiler 102 hat
den primären
Verteiler 106 näher
an den Wafer 108 gedrückt,
so dass der primäre
Verteiler 106 einen Fluid-Meniskus auf dem Wafer 108 erzeugen
kann. Es sei angemerkt, dass der Wafer 108 und/oder der
Verteilerträger 104 auf
eine beliebige geeignete Art bewegt werden können, so dass der von dem primären Verteiler 106 erzeugte
Fluid-Meniskus die gewünschten
Bereiche des Wafers 108 bearbeiten kann. Bei einem Ausführungsbeispiel kann
der Wafer 108 beispielsweise auf eine rotatorische Art,
gradlinig etc. bewegt werden. Darüber hinaus kann der Verteilerträger 104 in
Verbindung mit dem sekundären
Verteiler 102 bewegt werden, um den Meniskus über die
Bereiche des Wafers 108 zu bewegen, die eine Bearbeitung
erfordern.
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5 veranschaulicht
eine Seitenansicht eines Wafer-Bearbeitungssystems 100', bei dem der sekundäre Verteiler 102 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung über
dem primären
Verteiler 106 angeordnet ist. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann der Verteilerträger 104 sich
gemäß einer
Bewegung 113 derart bewegen, dass in Abhängigkeit
von dem gewünschten
Meniskus und/oder Wafer-Bearbeitungsvorgang bestimmte der primären Verteiler 106, 106' und 106'' über dem Wafer 108 angeordnet
werden können.
Es sei angemerkt, dass die Bewegung 113 lediglich exemplarischer
Natur ist und der Verteilerträger 104 in
eine beliebige Richtung entlang einer beliebigen der X-Achse, Y-Achse
und Z-Achse bewegt werden kann. Es sei angemerkt, dass der Wafer-Träger 104 derart konfiguriert
sein kann, dass er unter dem Wafer 108 zum Bearbeiten der
anderen Seite des Wafers 108 angeordnet sein kann. Bei
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
können
sich Wafer-Träger
sowohl über als
auch unter dem Wafer 108 befinden, so dass beide Seite
des Wafers 108 zur im wesentlichen gleichen Zeit bearbeitet
werden können,
wie es detaillierter unter Bezugnahme auf 8B beschrieben
wird.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist der sekundäre
Verteiler 102 stationär,
und der Verteilerträger 104 bewegt
den primären
Verteiler 106 unter den sekundären Verteiler 102.
Bei solch einem Ausführungsbeispiel
ist der sekundäre
Verteiler 102 konfiguriert, sich vertikal zu bewegen, um
es dem sekundären
Verteiler 102 zu ermöglichen,
sich mit dem primären
Verteiler 106 zu verbinden und den primären Verteiler in die Nähe des Wafers 108 herabzudrücken. Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann der Verteilerträger 104 eine Öffnung 109 aufweisen,
durch welche der primäre
Verteiler 106 in die Nähe
des Wafers 108 bewegt werden kann. Es sei angemerkt, dass
der sekundäre
Verteiler 102 von einer beliebigen geeigneten Bewegungseinrichtung,
wie beispielsweise einem motorisierten Arm etc., bewegt werden kann. Darüber hinaus
kann der Verteilerträger
in einer horizontalen Ebene bewegt werden, um die primären Verteiler 106, 106' und 106'' in Position unter den sekundären Verteiler 102 zu
bewegen. Der Verteilerträger
kann ebenfalls von einer geeigneten Bewegungseinrichtung, wie beispielsweise
einem motorisierten Arm, bewegt werden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann die Verwaltung von einem oder mehreren der Bewegung des Verteilerträgers 104,
der Bewegung des sekundären
Verteilers 102, die Fluidzuführung und -abgabe zwischen
dem primären
Verteiler 106 und dem sekundären Verteiler 102 und
die Fluideingabe und -abgabe unter Verwendung der Zuführungen 200 und 202 und
der Ausgabe 204 mit einer Fluidsteuereinrichtung 250 verwaltet
werden. Bei der Fluidsteuereinrichtung 250 kann es sich
um eine beliebige geeignete Software und/oder Hardware handeln,
die die Wafer-Bearbeitung überwachen
und geeignete Justierungen und Bewegungen ausführen kann, die notwendig sind,
damit der Wafer 108 unter Verwendung des primären Verteilers 106,
des sekundären Verteilers 102 und
des Verteilerträgers 104 wie
gewünscht
bearbeitet wird. Die Zuführungen 200 und 202 können zum
Eingeben des ersten Fluides und des zweiten Fluides in den sekundären Verteiler 102 verwendet
werden. Der Ausgang 204 kann verwendet werden, um das erste
und zweite Fluid von dem sekundären
Verteiler 102 zu entfernen.
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6 zeigt
das Wafer-Bearbeitungssystem 100', bei dem der sekundäre Verteiler 102 mit
dem primären
Verteiler 106 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verbunden wurde. Bei einem Ausführungsbeispiel,
wie es nachfolgend detaillierter unter Bezugnahme auf 9 beschrieben
wird, kann der primäre
Verteiler 106 Öffnungen
aufweisen, welche die Fluide von dem sekundären Verteiler 102 aufnehmen
können.
Sobald die Verbindung zwischen dem sekundären Verteiler 102 und
dem primären
Verteiler 106 hergestellt worden ist, kann der sekundäre Verteiler 102 den
primären
Verteiler 106 näher
an den Wafer 108 bewegen.
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7 veranschaulicht
das Wafer-Bearbeitungssystem 100', bei dem der sekundäre Verteiler 102 den
primären
Verteiler 106 näher
an den Wafer 108 bewegt hat, und zwar gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei einem Ausführungsbeispiel hat der sekundäre Verteiler 102 den
primären
Verteiler 106 weiter in die Öffnung 109 bewegt.
Es sei angemerkt, dass die Öffnung 109 eine beliebige
geeignete Größe und/oder
Form aufweisen kann, solange der primäre Verteiler 106 durch
diese bewegt werden kann.
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8A zeigt
das Wafer-Bearbeitungssystem 100', wobei der sekundäre Verteiler 102 den
primären
Verteiler 106 in die Nähe
des Wafers 108 bewegt hat, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der sekundäre Verteiler 102 damit beginnen,
das erste Fluid und das zweite Fluid durch Eingänge 120 bzw. 122 in
den primären
Verteiler 106 einzugeben. Das erste Fluid und das zweite
Fluid können
sich dann in den primären
Verteiler 106 bewegen, wobei das erste Fluid durch einen
ersten Einlass bei der Bearbeitungsfläche 106a auf den Wafer aufgebracht
wird, und das zweite Fluid durch einen zweiten Einlass bei der Bearbeitungsfläche 106 auf den
Wafer 108 aufgebracht wird. Ein Auslass kann das erste
und zweite Fluid durch Anlegen eines Vakuums entfernen. Das entfernte
erste und zweite Fluid können
sich dann durch den primären
Verteiler 106 zu dem sekundären Verteiler 102 bewegen,
wo das erste und das zweite Fluid durch den Ausgang 124 entfernt
werden können.
Bei einem Ausführungsbeispiel
wird über
den Ausgang 124 ein Vakuum angelegt, um bei dem Entfernen
des ersten Fluides und des zweiten Fluides durch einen Auslass an
der Bearbeitungsfläche 106a zu
unterstützen.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
wurde der primäre
Verteiler 106 in eine Position bewegt, bei welcher die
Bearbeitungsfläche 106a um
einen Abstand 300 unter die Ebene einer unteren Fläche des Verteilerträgers 104a bewegt
wurde. Es sei angemerkt, dass der Abstand 300 eine beliebige
geeignete Länge
haben kann, die die Bearbeitungsfläche 106a in die Lage
versetzt, mit der unteren Fläche 104a nicht
coplanar zu sein. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann der Abstand 300 zwischen 0,1 mm und 10,0 mm liegen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der Abstand 300 zwischen 0,5 mm und 2,0 mm und bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
der Abstand 300 ungefähr
1,50 mm betragen. Bei einem Ausführungsbeispiel
vermindert die Position der Bearbeitungsfläche 106a, die nicht
coplanar mit der unteren Fläche 104a ist,
die Möglichkeit,
dass ein Meniskus 140 sich aufgrund der Oberflächenspannung
zu der unteren Fläche 104a bewegen
kann oder an dieser anhaftet.
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8B veranschaulicht
ein Wafer-Bearbeitungssystem 100'' gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, bei welchem zwei Seiten des Wafers 100 bearbeitet
werden können. Bei
einem Ausführungsbeispiel
befindet sich das Wafer-Bearbeitungssystem 100' über dem
Wafer 108, um eine Fläche 108a des
Wafers 100 zu bearbeiten, und ein weiteres Wafer-Bearbeitungssystem,
das im wesentlichen dem Wafer-Bearbeitungssystem 100' entspricht
(jedoch umgedreht), befindet sich unterhalb des Wafers 108,
um die Seite 108b des Wafers 108 zu bearbeiten.
Bei solch einem Ausführungsbeispiel
kann die Fluidsteuereinrichtung 250 die Bearbeitung der
Seiten 108a und 108b des Wafers 108 verwalten.
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9 zeigt
einen primären
Verteiler 106 und einen sekundären Verteiler 102 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der
sekundäre Verteiler 102 Auslassanschlüsse 340, 342 und
einen Einlassanschluss 344, die mit Einlassanschlüssen 346, 348 und
einem Auslassanschluss 350 des primären Verteilers 106 verbindbar
sein können.
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Sobald
die Auslassanschlüsse 340 und 342 mit
den Einlassanschlüssen 346 bzw. 348 verbunden sind,
und der Einlassanschluss 344 und der Auslassanschluss 350 verbunden
sind, kann, nachdem der sekundäre
Verteiler 102 den primären
Verteiler 106 in die Nähe
des Wafers 108 bewegt hat, ein Fluidtransport beginnen.
Wie es oberhalb unter Bezugnahme auf 8 beschrieben
wurde, würde
das erste Fluid durch den Auslassanschluss 340 in den Einlassanschluss 346 und
das zweite Fluid würde
durch den Auslassanschluss 342 zu dem Einlassanschluss 348 fließen, und
das erste Fluid und das zweite Fluid, die von dem Wafer entfernt
worden sind, werden durch den Auslassanschluss 350 zu dem
Einlassanschluss 344 transportiert. Auf diese Weise können dem
primären
Verteiler 106 das erste und zweite Fluid zum Erzeugen des
Meniskus 140 geliefert werden (wie unter Bezugnahme auf 8A und 8B beschrieben).
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10 veranschaulicht
ein Bearbeitungssystem 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung für
mehrere Wafer. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst das Bearbeitungssystem 600 für mehrere Wafer zumindest eine
Wafer-Kassette.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst das Bearbeitungssystem 600 für mehrere Wafer Wafer-Kassetten 602, 604 und 606.
Es sei angemerkt, dass eine beliebige geeignete Anzahl von Wafer-Kassetten
bei einem Bearbeitungssystem für mehrere
Wafer umfasst sein kann, wie beispielsweise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8 etc. Es sei ferner angemerkt, dass jede der Wafer-Kassetten eine beliebige
geeignete Anzahl von zu bearbeitenden Wafern umfassen kann, wie
beispielsweise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 etc.
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Das
Bearbeitungssystem 600 für mehrere Wafer kann ferner
eine Steuereinrichtung 610 umfassen, bei welcher es sich
um eine beliebige geeignete Hardware und/oder Software handeln kann,
die den Eingang und Ausgang bestimmter Wafer-Kasstten in das Wafer-Bearbeitungssystem 100 verwalten
kann. Darüber
hinaus kann die Steuereinrichtung 610 ferner die Funktionalität des Wafer-Bearbeitungssystems 100 verwalten,
so dass ein bestimmter primärer Meniskus,
in Abhängigkeit
von dem Wafer-Bearbeitungsvorgang,
der bei einem bestimmten Wafer in einer bestimmten Wafer-Kassette
auszuführen
werden soll, verwendet werden kann. Daher kann die Steuereinrichtung 610 derart
konfiguriert sein, dass jede bestimmte Wafer-Kassette einer bestimmten
Art von Wafer-Bearbeitungsvorgang unterzogen werden kann, und/oder
die Steuereinrichtung 610 kann ferner derart konfiguriert
sein, dass jeder bestimmte Wafer einer Wafer-Kassette einem bestimmten Typ von Wafer-Bearbeitungsvorgang
unterzogen wird, und zwar unabhängig
von der Wafer-Kassette in der der Wafer angeordnet ist. Daher kann
ein erster Wafer in einer ersten Kassette beispielsweise einem Trocknungsvorgang
unterzogen werden, während ein
zweiter Wafer in der ersten Kassette beispielsweise einem Reinigungsvorgang
unterzogen wird. Wie es oberhalb beschrieben ist, sei darauf hingewiesen, dass
ein beliebiger geeigneter Wafer einer beliebigen geeigneten Art
von Wafer-Bearbeitungsoperation unterzogen werden kann, unabhängig von
der Anordnung in der Wafer-Kassette.
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Die
folgenden Figuren beschreiben ein beispielhaftes Wafer-Bearbeitungssystem
mit einem beispielhaften Annäherungskopf,
der einen Fluid-Meniskus erzeugen kann. Es sei angemerkt, dass ein beliebiges
geeignetes System mit einem beliebigen geeigneten Annäherungskopf/primären Verteiler,
der einen Fluid-Meniskus erzeugen kann, bei den Ausführungsbeispielen
der hier beschriebenen vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Der hier beschriebene primäre
Verteiler kann auch als Annäherungskopf
bezeichnet werden. Es sei angemerkt, dass der primäre Verteiler,
wie er hier beschrieben ist, beliebige geeignete Einlass/Auslass-Konfigurationen/Muster
aufweisen kann, die den Fluid-Meniskus erzeugen können, wie
beispielsweise solche, auf welche im Hinblick auf die nachfolgend
beschriebenen Annäherungsköpfe Bezug
genommen wird.
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11 zeigt
ein Wafer-Bearbeitungssystem 1100 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Es sei an gemerkt, dass eine beliebige
geeignete Art den Wafer zu halten oder zu bewegen verwendet werden
kann, wie beispielsweise Rollen, Pins, Werkstückträger (platen) etc. Das System 1100 kann
Rollen 1102a, 1102b und 1102c umfassen,
welche einen Wafer halten und drehen können, um zu ermöglichen,
dass die Wafer-Oberflächen bearbeitet
werden. Das System 1100 kann ferner Annäherungsköpfe 106a und 106b aufweisen,
die bei einem Ausführungsbeispiel
an einem oberen Arm 1104a bzw. einem unteren Arm 1104b befestigt
sein können.
Der obere Arm 1104a und der untere Arm 1104b können Teil
einer Annäherungskopfträgeranordnung 1104 sein,
welche eine im wesentlichen lineare Bewegung der Annäherungsköpfe 106a und 106b entlang
eines Radius des Wafers ermöglicht. Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann die Annäherungskopfträgeranordnung 1104 konfiguriert
sein, den Annäherungskopf 106a über dem
Wafer und den Annäherungskopf 106b unter
dem Wafer in der Nähe des
Wafers zu halten. Dies kann erreicht werden, indem der obere Arm 1104a und
der untere Arm 1104b vertikal bewegbar sind, so dass, sobald
die Annäherungsköpfe horizontal
in eine Position zum Starten der Wafer-Bearbeitung bewegt sind, die Annäherungsköpfe 106a und 106b vertikal
zu einer Position in der Nähe
der Wafer bewegt werden können.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der Fluid-Meniskus
zwischen den zwei Annäherungsköpfen 104a und 104b gebildet
werden und auf die obere und untere Fläche des Wafers bewegt werden.
Der obere Arm 1104a und der untere Arm 1104b können auf
eine beliebige geeignete Art konfiguriert sein, so dass die Annäherungsköpfe 106a und 106b bewegt werden
können,
um eine Wafer-Bearbeitung, wie hierin beschrieben, zu ermöglichen.
Es sei angemerkt, dass das System 1100 auf eine beliebige
geeignete Art konfiguriert sein kann, solange der bzw. die Annäherungsköpfe in die
Nähe der
Wafer zum Erzeugen und Steuern eines Meniskus an der Wafer-Oberfläche bewegt
werden können.
Bei einem anderen beispielhaften Ausführungsbeispiel kann der Annäherungskopf 106 bei
einem ersten Ende eines Armes angeordnet sein, welcher sich um eine von
einem zweiten Ende des Armes definierte Achse dreht. Bei einem solchen
Ausführungsbeispiel
kann daher der Annäherungskopf
in einem Bogen über die Oberfläche des
Wafers bewegt werden. Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der Arm in einer Kombination aus einer Drehbewegung und einer
Linearbewegung bewegt werden. Obgleich mit einem Annäherungskopf 106 für jede Seite
des Wafers gezeigt, kann ein einziger Kopf für eine einzige Seite eines
Wafers verwendet werden. Andere Oberflächenbearbeitungsprozesse, beispielsweise
eine Wafer-Scheuerbürste,
können
an Seiten durchgeführt
werden, bei denen kein Annäherungskopf 106 verwendet
wird.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel kann
das System 1100 eine Annäherungskopf-Dockingstation
umfassen, die eine Übergangsoberfläche benachbart
zu dem Wafer aufweisen kann. Bei solch einem Ausführungsbeispiel
kann der Fluid-Meniskus zwischen einer Dockingstation und der Oberfläche des
Wafers übergehen
während
er in einem gesteuerten und verwalteten Zustandes ist. Wenn wiederum
erwünscht
ist, dass lediglich eine Seite des Wafers bearbeitet wird, kann
ein Arm mit einem Annäherungskopf
verwendet werden.
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12A veranschaulicht einen Annäherungskopf 106, der
einen Wafer-Bearbeitungsvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausführt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
bewegt sich der Annäherungskopf 106,
während
er in der Nähe
zu der oberen Fläche 108a des Wafers 108 ist,
um einen Wafer-Bearbeitungsvorgang auszuführen. Es sei angemerkt, dass
in Abhängigkeit
von der Art des auf den Wafer 108a aufgebrachten Fluids
der von dem Annäherungskopf 106 an
der Wafer-Oberfläche 108a erzeugte
Fluid-Meniskus 140 einen beliebigen geeigneten Wafer-Bearbeitungsvorgang,
wie beispielsweise Reinigen, Spülen, Trocknen, Ätzen, Beschichten
etc. ausführen
kann. Es sei angemerkt, dass der Annäherungskopf 106 ferner
zum Bearbeiten der unteren Fläche 108b des Wafers 108 verwendet
werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann der Wafer 108 gedreht werden, so dass der Annäherungskopf 106 bewegt
werden kann, während
der Fluid-Meniskus die obere Fläche 108 bearbeitet.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der Wafer 108 stationär gehalten werden, während der
Annäherungskopf 106 den
Fluid-Meniskus an der Wafer-Oberfläche erzeugt. Dann kann sich
der Annäherungskopf
bewegen oder über die
Wafer-Oberfläche scannen
und so den Fluid-Meniskus entlang der Oberfläche des Wafers bewegen. Bei
noch einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der Annäherungskopf 106 groß genug
ausgeführt sein,
so dass der Fluid-Meniskus den Oberflächenbereich des gesamten Wafers
umfasst. Bei solch einem Ausführungsbeispiel
wird durch Aufbringen des Fluid-Meniskus an die Oberfläche des
Wafers die gesamte Fläche
des Wafers ohne Bewegung des Annäherungskopfes
bearbeitet.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
umfasst der Annäherungskopf 106 Source-Einlässe 1302 und 1306 und
einen Source-Auslass 1304. Bei solch einem Ausführungsbeispiel
kann Isopropylalkohol-Dampf in Stickstoffgas 1310, IPA/N2, durch einen Source-Einlass 1302 auf die Wafer-Oberfläche aufgebracht
werden, ein Vakuum 1312 kann an die Wafer-Oberfläche durch
einen Source-Auslass 1304 angelegt
werden und ein Bearbeitungsfluid 1314 kann über einen
Source-Einlass 1306 auf die Wafer-Oberfläche aufgebracht
werden.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann das Aufbringen des IPA/N2 1310 und
des Bearbeitungsfluides 1314, zusätzlich zu dem Anlegen des Vakuums 1312 zum
Entfernen des Bearbeitungsfluides 1314 und des IPA/N2 1310 von der Wafer-Oberfläche 108a,
den Fluid-Meniskus 140 erzeugen. Der Fluid-Meniskus 140 kann
eine zwischen dem Annäherungskopf 106 und
der Wafer-Oberfläche definierte Fluidschicht
sein, die über
eine Wafer-Oberfläche 108a auf
eine stabile und steuerbare Weise bewegt werden kann. Bei einem
Ausführungsbeispiel
kann der Fluid-Meniskus 140 durch
ein konstantes Aufbringen und Entfernen des Bearbeitungsfluides 1314 definiert
sein. Die den Fluid-Meniskus 140 definierende
Fluidschicht kann, in Abhängigkeit
von der Größe, Anzahl,
Form und/oder Muster der Source-Einlässe 1306,
Source-Auslässe 1304 und
Source-Einlässe 1302,
eine beliebige geeignet Form und/oder Größe aufweisen.
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Darüber hinaus
können
beliebige geeignete Fließgeschwindigkeiten
von Vakuum, von IPA/N2, Vakuum und dem Bearbeitungsfluid
verwendet werden, und zwar in Abhängigkeit von der Art des Fluid-Meniskus,
der erzeugt werden soll. Bei noch ei nem anderen Ausführungsbeispiel
kann IPA/N2 beim Erzeugen und Verwenden
des Fluid-Meniskus 106 fortgelassen werden, und zwar in
Abhängigkeit
von dem Abstand zwischen dem Annäherungskopf 106 und der
Wafer-Oberfläche.
Bei solch einem Ausführungsbeispiel
kann der Annäherungskopf 106 den
Source-Einlass 1312 nicht umfassen und daher erzeugt lediglich
die Aufbringung des Bearbeitungsfluides 1312 durch den
Source-Einlass 1306 und die Entfernung des Bearbeitungsfluides 1314 durch
den Source-Auslass 1304 den
Fluid-Meniskus 140.
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Bei
anderen Ausführungsbeispielen
des Annäherungskopfes 106 kann
die Bearbeitungsfläche des
Annäherungskopfes 106 (der
Bereich des Annäherungskopfes,
in dem die Source-Einlässe
und Source-Auslässe
angeordnet sind) eine beliebige geeignete Topographie aufweisen,
und zwar in Abhängigkeit
von der Konfiguration des zu erzeugenden Fluid-Meniskus. Bei einem
Ausführungsbeispiel
kann die Bearbeitungsfläche
des Annäherungskopfes
entweder eingerückt
sein oder von der umgebenden Oberfläche hervorspringen.
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12B zeigt eine Draufsicht eines Abschnittes eines
Annäherungskopfes 106 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Es sei angemerkt, dass die Konfiguration
des Annäherungskopfes 106,
wie sie unter Bezugnahme auf 8B beschrieben
ist, beispielhaft ist. Daher können
andere Konfigurationen von Annäherungsköpfen zum
Erzeugen des Fluid-Meniskus
verwendet werden, solange das Bearbeitungsfluid auf eine Wafer-Oberfläche aufgebracht
und von der Wafer-Oberfläche
zum Erzeugen eines stabilen Fluid-Meniskus an der Wafer-Oberfläche entfernt
werden kann. Darüber
hinaus, wie es oberhalb beschrieben ist, weisen andere Ausführungsbeispiele
des Annäherungskopfes 106 nicht
den Source-Einlass 1316 auf, wenn der Annäherungskopf 106 konfiguriert
ist, den Fluid-Meniskus ohne Verwendung von N2/IPA
zu erzeugen.
-
Bei
der Draufsicht eines Ausführungsbeispiels
gibt es von links nach rechts einen Satz von Source-Einlässen 1302,
einen Satz von Source-Auslässen 1304,
einen Satz von Source-Einlässen 1306, einen
Satz von Source-Auslässen 1304 und
einen Satz von Source-Einlässen 1302.
Wenn daher N2/IPA und eine Be arbeitungschemikalie
in den Bereich zwischen dem Annäherungskopf 106 und
dem Wafer 108 gegeben werden, entfernt das Vakuum das N2/IPA und die Bearbeitungschemikalie zusammen mit
einem beliebigen Fluidfilm und/oder Verunreinigungen, die auf dem
Wafer 108 vorhanden sein können. Die Source-Einlässe 1302,
die Source-Einlässe 1306 und
die Source-Auslässe 1304,
die hier beschrieben sind, können
ebenfalls eine beliebige geeignete Art von Geometrie, wie beispielsweise
runde Öffnungen,
dreieckige Öffnungen,
quadratische Öffnungen
etc. aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel
weisen die Source-Einlässe 1302 und 1306 und die
Source-Auslässe 1304 kreisförmige Öffnungen auf.
Es sei angemerkt, dass der Annäherungskopf 106 eine
beliebige geeignete Größe, Form
und/oder Konfiguration in Abhängigkeit
von der Größe und Form
des Fluid-Meniskus 106, der zu erzeugen gewünscht ist,
aufweisen kann. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann sich der Annäherungskopf über weniger
als einen Radius des Wafers erstrecken. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
kann sich der Annäherungskopf über mehr
als den Radius des Wafers erstrecken. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
kann sich der Annäherungskopf über mehr
als einen Durchmesser des Wafers erstrecken. Daher kann die Größe des Fluid-Meniskus
eine beliebige geeignete Größe aufweisen,
und zwar in Abhängigkeit
von der Größe eines
Wafer-Oberflächenbereiches,
der zu einer gegebenen Zeit zu bearbeiten gewünscht ist. Darüber hinaus
sei angemerkt, dass der Annäherungskopf 106,
in der Abhängigkeit
von dem Wafer-Bearbeitungsvorgang, in einer beliebigen geeigneten
Orientierung angeordnet sein kann, wie beispielsweise horizontal,
vertikal oder in einer anderen geeigneten Stellung dazwischen. Der
Annäherungskopf 106 kann
in einem Wafer-Bearbeitungssystem aufgenommen sein, bei dem eine
oder mehrere Arten von Wafer-Bearbeitungsvorgängen ausgeführt werden können.
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12C veranschaulicht ein Einlass/Auslass-Muster
eines Annäherungskopfes 106 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Annäherungskopf 106 sowohl
die Source-Einlässe 1302 und 1306 als
auch die Source-Auslässe 1304. Bei
einem Ausführungs beispiel
können
die Source-Auslässe 1304 die
Source-Einlässe 1306 umgeben,
und die Source-Einlässe 1302 können die
Source-Auslässe 1304 umgeben.
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12D veranschaulicht ein anderes Einlass/Auslass-Muster eines Annäherungskopfes 106 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst der
Annäherungskopf 106 sowohl
die Source-Einlässe 1302 und 1306 als
auch Source-Auslässe 1304. Bei
einem Ausführungsbeispiel
können
die Source-Auslässe 1304 die
Source-Einlässe 1306 umgeben,
und die Source-Einlässe 1302 können die
Source-Auslässe 1304 zumindest
teilweise umgeben.
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12E veranschaulicht ein weiteres Einlass/Auslass-Muster eines Annäherungskopfes 106 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst der
Annäherungskopf 106 sowohl
die Source-Einlässe 1302 und 1306 als
auch Source-Auslässe 1304. Bei
einem Ausführungsbeispiel
können
die Source-Auslässe 1304 die
Source-Einlässe 1306 umgeben.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst der Annäherungskopf 106 keine
Source-Einlässe 1302,
da bei einem Ausführungsbeispiel
der Anmeldungskopf 106 in der Lage ist, einen Fluid-Meniskus
ohne Aufbringung von IPA/N2 zu erzeugen.
Es sei angemerkt, dass die oberhalb beschriebenen Einlass/Auslass-Muster
exemplarischer Natur sind, und dass beliebige geeignete Arten von
Einlass/Auslass-Mustern verwendet werden können, solange ein stabiler
und steuerbarer Fluid-Meniskus
erzeugt werden kann.
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Während diese
Erfindung bezüglich
mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, wird der Fachmann beim Lesen der vorstehenden
Beschreibungen und Studieren der Zeichnungen verschiedene Abänderungen,
Hinzufügungen,
Vertauschungen und Äquivalente
davon erkennen.