TW201606862A - 柔性奈米結構之乾燥的改善方法及系統 - Google Patents

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Abstract

本文所揭露的係用於處理奈米結構的方法及系統。具體而言，本文所揭露的係用於在半導體製程期間處理奈米結構的方法，包括乾燥高深寬比的奈米結構。本文亦揭露用於執行本文所揭露之方法的系統。

Description

柔性奈米結構之乾燥的改善方法及系統
本發明係關於柔性奈米結構之乾燥的改善方法及系統。   [相關申請案的交互參照]
本申請案主張美國臨時專利申請案第61/992074號之權益(申請日期為2014年5月12日)，該案以全文加入本案之參考資料。
今的微製程處理中，例行地會製造奈米結構。例如，在半導體處理期間，使用例如蝕刻和雷射切割(scribing)的方法，來產生密集地聚集於基板材料(例如Si)的小部分中的奈米結構。當奈米結構形成於基板上後，必須移除剩餘的化學品及/或微粒或殘材，以將此種奈米結構的特徵露出。這通常係透過沖洗及乾燥步驟來達到。在沖洗及乾燥期間，奈米結構(例如具有高深寬比者)易於崩壞。
在半導體的處理脈絡中，在單晶圓處理工具中乾燥圖案化表面的典型方法為，以水沖洗並且進行旋轉乾燥。隨著節點(nodes)縮小而圖案深寬比變得更高，基板材料的剛性可能不再能承受被濕潤結構的毛細作用與Laplace的破壞力，導致圖案可能彎曲而最終崩壞在其相鄰的圖案上。
克服此種崩壞趨勢的一方法為在乾燥之前使用較低表面張力的液體來取代水，透過使用替代性清洗或沖洗溶劑，例如異丙醇(IPA)來達成。然而，在高深寬比(AR) 的半導體結構(例如，以矽晶體來說約13及以上者)中，IPA可能不再足以避免崩壞。亦可使用結構的表面改質，來增加濕潤流體的接觸角，例如使用含矽表面的矽烷基化反應化學(silylation chemistry)或自組裝單分子膜，但因為矽烷基化反應化學品的供應成本，又加上矽烷基化化學品液體被旋塗於晶圓上的量，因此該等方法可能具有高成本。乾燥方法的順序比較呈現於圖1A與1B中。
在圖1A中，基板表面之清洗，可包括以沖洗劑(例如水)來沖洗。在步驟110，當微型化的結構於基板上建立在圖案化層中之後，該基板表面可被濕潤而開始清洗。在步驟120，將沖洗劑施用於該基板表面。在半導體工業中最普遍使用的沖洗劑為水。水取代了可能因為先前的處理步驟而在基板上的化學品。在水沖洗之後，在基板表面上，圖案化層中的微型化結構可能局部地或全部地浸潤在水中。
在進一步處理之前，可先出現乾燥水之步驟。水蒸發得比一些有機溶劑慢。替代性溶劑例如異丙醇(IPA)，可用來取代表面的水，如在步驟130中所指出。
在該等沖洗步驟期間與之後，基板可經受旋轉乾燥(spin-dry)步驟1000。此時可將基板放置於旋轉平台上。當平台旋轉時，該沖洗劑可脫離圖案化層中之微型化結構之間的空隙，而結果為乾燥的基板，承載著乾淨的微型化結構。在一些實施例中，在乾燥步驟中可施加氣體流，以將液體沖洗劑推離基板表面，且亦加強液體的蒸發。
替代地，溶劑取代之步驟可結合基板表面之矽烷基化反應處理，以進一步避免或減少對於圖案化層中之微型化結構的破壞。例示性的以矽烷基化反應為基礎的沖洗與乾燥處理，概要於圖1B中。以矽烷基化反應為基礎的沖洗與乾燥處理，有些許處理步驟和習知的溶劑取代沖洗/乾燥處理(例如步驟110、120及130)相同。
圖1A與圖1B中的處理之間的差異為，後者包含了矽烷基化反應過程。矽烷基化反應通常指涉將矽烷基團(例如R3 Si，其中R為取代基)引入分子中的過程。於此，當矽烷基團連接到基板表面，即完成矽烷基化反應。
IPA沖洗之後，從步驟140開始，該基板可進一步經受使用矽烷基化反應液體之沖洗，以藉由矽烷基化反應來改質基板表面。矽烷基化反應沖洗140之後可接續IPA沖洗150、水沖洗160及旋轉乾燥步驟1000。
當採用IPA在後的乾燥處理，一些水可能仍殘留在結構之間 (可能由於在IPA沖洗時未完全移除而在結構底部的殘留的水)，而這些水可能為結構崩壞的原因。
在習知的溶劑取代以及矽烷基化反應處理中(如描述於圖1B中者)，藉由矽烷基化反應而進行表面改質被進一步說明於圖4A中。圖案化層(例如元件400)可包含多個微型化結構410。為圖式的簡單性，將元件410呈現為具有相同形狀與尺寸的結構。應知悉的係，圖案化層亦可包含具有相異形狀與尺寸的微型化結構410。
基板表面被濕潤之後，沖洗劑430可能被卡在微型化結構410之間的空隙中。針對未經矽烷基化的圖案化層而言，微型化結構410具有未經改質的表面420，而沖洗劑430和表面420形成小的接觸角。小接觸角可能對應於高的表面張力，更大的毛細作用與Laplace的破壞力，而可能導致微型化結構410之崩壞。
在矽烷基化反應期間，個別的微型化結構410的表面被轉變為已改質的表面440。在習知的矽烷基化反應過程中，矽烷基化反應係透過將微型化結構410浸入液體矽烷基化劑 (未顯示)中來完成。具體而言，施加液體矽烷基化劑去填充微型化結構410之間的空隙。藉此，任何微型化結構410的液體可接取表面被改質了。
因為矽烷基化反應而增強的疏水性，可改變基板的表面性質。具體來說，其允許沖洗劑430和已改質表面440形成大的接觸角。大的接觸角對應於較小的毛細作用與Laplace的破壞力，而允許更佳地保全微型化結構410，即使當該等結構具有高深寬比時。例如，未經處理的基板表面可能具有小於90。 很多的接觸角，其對應於巨大毛細作用力。相對地，經矽烷基化的表面以水濕潤，可達到大於90。 的接觸角，高達110-120。 或甚至更高，其視反應狀況(例如溫度、環境、濕度等)而定。在一些實施例中，要減少毛細作用力的最佳接觸角為90。 ，這可透過旋塗化學試劑來達到，毋須額外的反應強化作用，例如在標準製程溫度23-25。 C之下。
在許多乾燥硬體的實施例中，一掃描式分配器臂以預設的時間量將IPA大致地施用在晶圓中央，來取代晶圓表面上的水。接續著中央分配，該器臂之後可朝向晶圓邊緣掃描，並同時分配IPA。在一些實施例中，從水沖洗到IPA沖洗之轉換可被「分階段」為，透過添加IPA到所分配的水中，然後逐漸增加IPA濃度，直到沒有水被分配出來，只有在那之後才開始移動IPA分配器臂。同時地，但在IPA分配器臂已稍微離開晶圓中央之後，第二個分配器臂可移動到晶圓中央，並開始以狹窄噴嘴分配氮氣(N2 )， 以快速地乾燥晶圓中央。之後，N2 分配器臂可用相同或不同於IPA分配器臂掃描速率 的速率(速度)，朝向晶圓邊緣(與IPA分配器臂相同或相反方向)掃描，並同時分配N2 ，而使N2 幫助維持IPA液面不破裂。該N2 分配器臂具有分配噴嘴，其相對於晶圓表面，配置成垂直方向、或呈固定的或可變動的其他角度，例如45。 ，藉此增強液體上的剪應力，並最大化IPA的乾燥速率，而同時仍維持良好的液面形狀(見圖5A與5B)。透過控制器(亦可控制製程中的其他參數)，N2 分配器臂與IPA分配器臂可獨立地受控制，且其位置及速度以預設方式加以調整。
圖5A與5B圖解一標準系統，設置用以濕潤、沖洗及乾燥承載著微型化結構的基板。圖5A呈現承載著微型化結構之圖案化層 (例如元件400)的基板的側視圖。在一些實施例中，基板可為承載著積體電路圖案或其他微型化結構的半導體晶圓。
基板可放置在繞著A-A’軸旋轉的旋轉平台500上方。旋轉平台500可受控制以預設轉速來旋轉。在一些實施例中，旋轉平台500的轉速介於50rpm(每分鐘幾轉)到2000rpm之間。在一些實施例中，轉速介於500rpm到1000rpm之間。大致上，轉速和奈米結構的尺寸無關。在一些實施例中，轉速在乾燥期間可進一步變化。例如，當分配器臂徑向地向外移動時，可降低轉速，降低的轉速可幫助維持安定的液面。
兩分配器臂可定位於基板上方，以分配液體或氣體。例如，分配器臂510可分配一或更多的沖洗劑，例如水或IPA。沖洗劑可在旋轉平台500旋轉的同時來分配，使被分配的液體(例如元件430)快速地擴散在基板表面上，而將微型化結構浸入。分配器臂520可自基板中央開始將氮氣氣體流施用於基板表面上，以將沖洗劑液體推向基板邊緣。
圖5B呈現基板在沖洗與乾燥步驟期間的頂視圖。隨著基板旋轉且N2 分配器臂從中央朝基板邊緣移動，乾燥面積從中央向外擴張，同時濕潤面積縮小並最終消失。
本發明之一實施例提供一方法，包括:沖洗具有圖案化層形成於其上的基板，其中該基板與該圖案化層被第一沖洗劑濕潤，並藉由分配第二沖洗劑於其上，來取代該第一沖洗劑；以及緊接著沖洗步驟之後或與其同時，將該基板與該圖案化層暴露到沖洗氣體與蒸發的矽烷基化反應劑的混合物，以取代該第二沖洗劑並乾燥該基板，其中在第一與第二沖洗步驟之間，該基板與圖案化層不允許被乾燥，而該第二沖洗劑取代該第一沖洗劑。
本發明之另一實施例提供一設備，包括:一基板固持器；一第一噴嘴，建構並安排以將第二沖洗劑分配到位於基板固持器上的基板上；一沖洗噴嘴，建構並安排以將沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物導向基板上；以及一混合物供應系統，建構並安排以將該沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物供應給該沖洗噴嘴。該混合物供應系統包括:一沖洗氣體供應器；一蒸發器容器，用以儲存液態的矽烷基化反應劑，該蒸發器容器建構並安排以透過將沖洗氣體的第一氣體流與液態的矽烷基化反應劑進行流體接觸，而形成蒸氣矽烷基化反應劑；以及一分歧管，建構並安排以透過將該沖洗氣體的第一氣體流與蒸氣矽烷基化反應劑、以及沖洗氣體的第二氣體流混合，而形成沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物，以及建構並安排以將該沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物供應到該沖洗噴嘴。
除非另外註解，應根據相關技術領域中具有通常知識者的習知用法來理解詞彙。
如本文所使用的，詞彙「矽烷基化劑」或「矽烷基化反應劑」指涉任何能夠進行矽烷基化反應的試劑。該等詞彙可交替地使用。
微製程技術廣泛地應用於現今產生微米、奈米或甚至更小尺寸的微型化結構的製造方法中，產生基板表面上的圖案化層。因微製程方法所留下的殘餘物質，可透過表面清洗處理來移除；例如，在使基板經受一或更多的乾燥步驟之前，先以一或更多的沖洗劑來沖洗基板表面。
在清洗處理期間，可使用不同的沖洗劑。如前述，典型的單晶圓清洗處理之開頭，可為使用水來沖洗半導體基板的圖案化表面以及旋轉乾燥。基板表面的濕潤或沖洗，以及後續的乾燥，對清洗處理來說最為重要。
當圖案化表面的結構元件變得更加脆弱，例如隨著節點縮小，而圖案化層中的微型化結構的深寬比增加，大部分的標準基板材料的剛性可能不再能承受被濕潤結構的毛細作用與Laplace的破壞力。因此，圖案化層中的微型化結構可能彎曲而最終可能崩壞。在一些實施例中，微型化結構的尺寸根據該等結構的功能性而改變。例如，用於邏輯閘的結構可小至7nm、用於金屬層級的結構可大至500nm或更大，全部都在同一基板上，但在不同結構的層級。
根據本文之方法的例示性處理，圖解於圖2中。該處理從步驟110開始，其中基板在圖案化層已建立在表面上後，可經受濕潤處理110。在一些實施例中，步驟110可包括一系列的任何製程步驟，來清洗或蝕刻晶圓，例如標準RCA清洗。
在步驟120，將第一沖洗劑施加於含預先成形的圖案化層的基板表面。在半導體工業中最普遍使用的第一沖洗劑為水。例如，水可用來將任何剩餘的活性化學品(例如酸類、介面活性劑及其他)從晶圓及圖案移除。
在用水沖洗步驟期間，晶圓表面保持在濕潤狀態，藉此確保在最後受控制的乾燥處理之前，晶圓的任一部分不允許被乾燥。
在步驟210，已濕潤的基板表面經受複合的處理，其包括溶劑取代(例如步驟210-A)與矽烷基化反應(例如步驟210-B)兩者。從沖洗步驟120之後，此步驟發生在基板與圖案化層被允許乾燥之前。在步驟210-A，可將第二沖洗劑(例如像IPA一樣的有機溶劑)施加於已經以第一沖洗劑(例如水)濕潤的基板表面上。該第二沖洗劑可與該第一沖洗劑互溶。該第二沖洗劑被施加了之後，其迅速進入在圖案化層中的微型化結構之間已被該第一沖洗劑佔據的空隙，並取代至少些許的第一沖洗劑。在使用水及IPA的情況下，圖案化層中的微型化結構之間的空隙現已被IPA的水溶液佔據，其比水更容易蒸發。
在步驟210-B，在基板表面上施加該第二沖洗劑的相同位置上，施加含有蒸發的矽烷基化反應劑與N2 的氣體流。在一些實施例中，該氣體流可供應多種功能。該氣體流可促進該第一或第二沖洗劑，或兩者之混合溶液的蒸發作用。該氣體流亦可實體地將任何液體沖洗劑推向及推離基板表面的邊緣，以促進乾燥。該蒸發的矽烷基化反應劑可與基板表面上的官能基(例如−OH)反應，而產生具有改良的大接觸角度的已矽烷基化的表面。該N2 可作為載氣，用來促進液體矽烷基化反應劑的蒸發作用。N2 本身為非常安定的氣體，故不會干擾矽烷基化反應。
在一些實施例中，IPA沖洗與矽烷基化反應可幾乎同時進行。在一些實施例中，矽烷基化反應之進行，可稍晚於IPA沖洗開始之後。
在一些實施例中，基板表面之濕潤(例如步驟110與120中所執行的) 可分離地執行，例如，在不同位置或在不同時間。基本上，複合的溶劑取代與矽烷基化反應步驟，可直接應用在已濕潤的基板表面。
N2 氣體流可用來將液體儲存槽中的液面上或下的矽烷基化劑的氣相的揮發性成分移除，例如，如圖6A中所示。這可透過下列方式而達成:讓N2 在被部分填充的液體儲存槽中，流經液體表面，或透過將N2 引進高於液面的位置，或替代性地，透過將N2 引進液體儲存槽中的液面下，並讓N2 在離開液體儲存槽作為N2 沖洗氣體流(富含矽烷基化劑蒸氣)之前，先通過液體而起泡。矽烷基化化學品可包括HMDS、TMSDMA或其他列於下方的相似物質。矽烷基化劑可使用疏水性有機基團，來取代晶圓材料表面上的親水性終端基團。在沖洗120與沖洗210-A期間，該基板可以被旋轉。
相似地，在一些實施例中，在複合步驟210-A與210-B之前，可使用第一、第二或兩者沖洗劑來應用一或更多的其他沖洗步驟。在一些實施例中，可使用第三沖洗劑。
在複合的沖洗與矽烷基化反應的步驟210後，基板可經受旋轉乾燥步驟1000。此時，基板放置在一旋轉平台上。當旋轉平台旋轉，沖洗劑從圖案化層中之微型化結構之間的空隙脫離，而結果為乾燥的基板，承載著乾淨的微型化結構。在一些實施例中，在乾燥步驟中可應用氣體流(例如N2 )，以將液體沖洗劑推離基板表面，亦增加液體的蒸發作用。
如上所述，矽烷基化反應可改變基板表面的性質，使圖案化層中之微型化結構較不會被損壞。例示性矽烷基化反應圖解於圖3中。
在該反應期間，矽烷基化反應劑與官能基反應，例如目標樣本上的羥基(−OH)。在此情況下，矽烷基化反應劑HMDS (六甲基二矽氮烷 )與樣本上的−OH反應，而形成與樣本表面的疏水性鍵結(例如「樣本-O-Si-R3 」的型態)。
進一步揭露於本文中的係由矽烷基化反應進行表面改質的方法，其使用複合的溶劑取代與蒸氣矽烷基化反應的處理(例如描述於圖2中者)。詳細的機制圖解於圖4B中。如本文前述，未經矽烷基化的微型化結構410可能和沖洗劑430形成小的接觸角，而形成毛細作用與Laplace的破壞力，其最後可能造成微型化結構410崩壞。
在一些實施例中，在初始的使用第一沖洗劑(例如圖2中的步驟120的水)的沖洗步驟之後， IPA沖洗、使用蒸氣矽烷基化劑的矽烷基化反應、以及使用蒸發的矽烷基化劑與N2 的氣體流的乾燥，可在單一的複合步驟中進行。在一些實施例中，IPA沖洗可第一個應用，稍早於矽烷基化反應與乾燥。在一些實施例中， IPA沖洗、矽烷基化反應與乾燥可同時地應用。
在複合的溶劑取代與蒸氣矽烷基化反應的處理中，矽烷基化反應之進行，可在當第二沖洗劑被乾燥或推離基板表面而露出微型化結構410之時。當施加第二沖洗劑(例如圖2中之步驟210-A的IPA)之後或在同時，氣體分配器臂450可分配蒸發的矽烷基化劑與N2 的混合物。氣體流可加速乾燥第二沖洗劑，以暴露微型化結構410。
一旦微型化結構410暴露出來，混合氣體流中的蒸發的矽烷基化劑可將微型化結構410之暴露表面改質，使其表現得更具疏水性(例如已改質表面440)。隨著第二沖洗劑的程度減少，可使矽烷基化反應進展。如此一來，微型化結構410與沖洗劑430之間可保持大的接觸角，因此保持低表面張力以及較小的毛細作用與Laplace的破壞力，以避免任何對微型化結構410的破壞。
矽烷基化反應改質之後，所產生的表面具有更疏水性的表面能、更高的水濕潤接觸角、以及因而有較小的毛細作用力在結構上，允許更高深寬比的結構被濕潤、乾燥，但不會崩壞(見圖4B)。
例示性矽烷基化劑可包括(但不限於) TMSDMA (N-三甲基矽基二甲胺)、HMDS (六甲基二矽氮烷)、或其他以疏水性Si-O-R鍵來取代親水性的Si-OH鍵的相似的矽烷基化學品，其中R可為任何有機官能基，但一般為甲基−CH3 (見圖2)。TMSDMA與HMDS之外的更多矽烷基化反應劑包括(但不限於) 丙烯基三甲基矽烷、N,O-雙(三甲基矽基)乙醯胺(BSA)、N,O-雙(三甲基矽基)氨基甲酸酯 (BSC)、N,N-雙(三甲基矽基)甲醯胺(BSF)、N,N-雙(三甲基矽基)甲基胺、雙(三甲基矽基) 硫酸酯(BSS)、N,O-雙(三甲基矽基) 三氟乙醯胺(BSTFA)、N,N’-雙(三甲基矽基)尿素(BSU)、(乙硫基) 三甲基矽烷、乙基三甲基矽基乙酸酯(ETSA)、六甲基二矽烷、六甲基二矽氧烷(HMDSO)、六甲基二矽硫烷、(異丙烯基氧基) 三甲基矽烷(IPOTMS)、1-甲氧基-2-甲基-1-三甲基矽烷氧基丙烯、(甲硫基) 三甲基矽烷、甲基 3-三甲基矽烷氧基-2-丁烯酸酯、N-甲基-N-三甲基矽基乙醯胺(MSA)、甲基三甲基矽基乙酸酯、N-甲基-N-三甲基矽基七氟丁醯胺 (MSHFBA)、N-甲基-N-三甲基矽基三氟乙醯胺(MSTFA)、(苯硫基) 三甲基矽烷、三甲基溴矽烷 (TMBS)、三甲基氯矽烷(TMCS)、三甲基碘矽烷(TMIS)、4-三甲基矽烷氧基-3-戊烯-2-酮(TMSacac)、N-(三甲基矽基)乙醯胺(TMS-乙醯胺)、三甲基矽基乙酸酯、三甲基矽基疊氮化合物、三甲基矽基苯磺酸酯、三甲基矽基氰化物 (TMSCN)、N-(三甲基矽基)二乙胺(TMSDEA)、三甲基矽基N,N-二甲基氨基甲酸酯(DMCTMS)、1-(三甲基矽基)咪唑(TMSIM)、三甲基矽基甲烷磺酸酯、4-(三甲基矽基)嗎福林、3-三甲基矽基-2-咢唑林酮(TMSO)、三甲基矽基全氟-1-丁烷磺酸酯(TMS全氟丁基磺酸酯)、三甲基矽基三氯乙酸酯、三甲基矽基三氟乙酸酯、三甲基矽基三氟甲烷磺酸酯 (TMS 三氟甲磺酸酯)、或其中兩者或多者的混合物。
圖6A與圖6B圖解一系統，其建立用以促進複合的溶劑取代與蒸氣矽烷基化反應的處理。在圖6A的例示性配置中，沖洗劑430(例如IPA)從分配器臂610被分配到一基板上，該基板承載著微型化結構(例如元件400)的圖案化層。同時地或稍晚於沖洗劑430被分配後，含有蒸發的矽烷基化反應劑與N2 的混合氣體流630可應用以乾燥沖洗劑430。
混合氣體流630可由一例示性蒸氣產生槽640來產生，如圖6A所示。在一些實施例中，蒸氣產生槽640可容納液體矽烷基化劑(例如HMDS)，且溫度可受控制以允許液體矽烷基化劑蒸發至氣體型態。在一些實施例中，可將載氣(N2 )加入汽化槽中，以產生含有蒸發的矽烷基化反應劑與N2 兩者的混合氣體流630。在一些實施例中，該載氣可直接地對著液體矽烷基化劑而加進汽化槽中，而產生蒸發的矽烷基化劑將併入的氣泡，藉此形成混合的蒸發的矽烷基化劑與N2 。在一些實施例中，該載氣可加進汽化槽中，而在液體矽烷基化劑之表面上方通過，使脫離液體矽烷基化劑的蒸氣，能和載氣混合，而形成混合的蒸發的矽烷基化反應劑與N2 。替代性地，可將液體矽烷基化劑向沖洗氣體噴灑。在一些實施例中，可在 N2 與蒸發的矽烷基化反應劑進入埠口650之前將兩者混合。理所當然地，可使用任何該等技術之結合。
替代性地，在其他實施例中，該載氣不會加進汽化槽中。取而代之的係，N2 透過不同的埠口660來供應，然後在分配器臂620中與蒸發的矽烷基化反應劑混合。替代性地，來自埠口150的混合的蒸發的矽烷基化反應劑與N2 ，可在連接著埠口660的分歧管中，與N2 混合。
在一些實施例中，可使用濃縮的N2 沖洗氣體流，來對局部濕潤的晶圓的液體液面施加剪應力。
圖6B顯示基板在沖洗與乾燥期間的頂視圖，相似於圖5B中的配置。隨著基板旋轉而N2 分配器臂從中央朝基板邊緣移動，乾燥面積從中央向外擴張，而濕潤面積縮小並最終消失。
在一些實施例中，兩個分配器臂610與620，可放置於基板的同側，並彼此相鄰，如圖6C所示。在一些實施例中，該等兩分配器臂之移動可為同時的，使得N2 與矽烷基化劑分配器臂以相同速度，在IPA分配器臂之後移動。在一些實施例中，該等兩分配器臂之移動可為同時的，使得N2 與矽烷基化劑分配器臂在IPA分配器臂之後移動，但以較慢的速度。
在一些實施例中，該等兩個分配器臂610與620可形成同結構的兩個通道。例如，如圖6D中所圖解的，可為在相同分配器臂中的兩個導管，各連接到不同的材料來源:一者連接到沖洗劑，而另一者連接到含有蒸發的矽烷基化反應劑與N2 兩者的混合氣體來源之供應器。
當使用分配器臂610與620其中之一或兩者時，沖洗氣體或矽烷基化反應劑的流速、沖洗氣體或矽烷基化反應劑的壓力、沖洗氣體或矽烷基化反應劑的化學組成、沖洗氣體或矽烷基化反應劑的溫度、沖洗劑430的流速、沖洗劑430的溫度、基板的轉速、分配器臂610或分配器臂620的位置、或分配器臂610或分配器臂620的速度，或任何其中之結合，皆可被改變。這可透過控制該系統之元件的控制器來達成。
已詳細地描述許多實施例，明顯的係，可不背離界定在隨附申請專利範圍中之發明範疇，而做出修改、變化及等價態樣。此外，應知悉的係，所有本發明所提供的範例，皆為非限制性的範例。
上述之許多方法與技術提供了許多實施例。理所當然地，應理解的係，不必然所有被描述的目標與優勢，皆可根據任何本文所述之特定實施例來達成。因此，例如本發明所屬技術領域具有通常知識者將認知的係，該等方法之實行，可達成或最佳化本文中所教示的優勢或優勢群組，但不必然達成本文中所教示或建議的其他目標與優勢。在此提及各種各樣的有利或不利的取捨。應知悉的係，一些實施例特別地包括其一、另一或些許有利的特徵；而其他者特別地不包括其一、另一或些許不利的特徵；但還有其他者透過包含其一、另一或些許有利的特徵，而特別地減輕之前的不利的特徵。
此外，本發明所屬技術領域具有通常知識者應認知的係，來自不同實施例的許多特徵的可應用性。相似地，本發明所屬技術領域具有通常知識者可根據本文所述之原則，透過混合與配合上述之許多元件、特徵及步驟，以及各該等元件、特徵及步驟之已知的等效應用，來執行該等方法。在該等多種元件、特徵及步驟之中的一些可能特別地被包括，而另一些特別地不包括在該等多樣的實施例中。
雖然本發明已用特定實施例與範例的背景揭露，但本發明所屬技術領域具有通常知識者應知悉的係，本發明的實施例延伸超越被特別地揭露的實施例，至其他替代性實施例及/或應用，以及修改與其中之等效應用。
在一些實施例中，表達成分含量、性質(例如分子量)、反應狀態、以及其他的數字，用於描述與主張本發明之特定實施例，應理解為可在一些例子中透過辭彙「約」而被修改。因此，在一些實施例中，闡述於所寫描述與隨附申請專利範圍的數值為近似值，可根據透過特定實施例所欲獲得之期望的性質來改變。在一些實施例中，該等數值應按照所記載的有效數字並透過應用一般捨入技巧(ordinary rounding techniques)來理解。儘管闡述本發明之一些實施例的廣泛領域的數值範圍與參數為近似值，闡述於具體範例中的數值，仍盡可能地精確地記載。呈現於本發明中一些實施例的數值，可能包含些許誤差，必然的源自於其各自的實驗計算中出現的標準差。
在一些實施例中，描述本發明之特定實施例的上下文中所使用的辭彙「一」與「該」及相似指稱(尤其在一些下列申請專利範圍之上下文中)，可被解讀為涵蓋單數與複數兩者。本文之數值範圍的敘述之本意，僅作為個別地指涉落入該範圍中的各單獨數值的簡易方式。除非在本文中另外指出，各單獨數值與說明書合併，彷彿其在本文中被個別地敘述。本文中所述之所有方法可以任何合適的順序來執行，除非另外在本文中指出或者明顯與上下文牴觸。根據本文中之特定實施例所提供的任何及全部範例、或例示性的文字(舉例來說，「例如」)的應用，僅意欲更佳地說明本發明，而不對本發明或所主張發明之範圍設下限制。說明書的文字不應被解讀為表示不受主張的元件，而該元件對於本發明之實施係必要的。
本文中所揭露之發明的替代性元件或實施例的群組，不應解讀為限制。各群組中的組成分子可單獨地指涉及被主張，或與群組的其他組成分子、或本文中出現的其他元件結合。為了便利性及/或可專利性之理由，可將群組中的一或更多的組成分子涵括進入、或從一群組中刪除。當出現任何此種涵括或刪除，則本文之說明書應被視為係包含改良的群組，因此滿足隨附申請專利範圍中所使用的馬庫西(Markush)群組的所寫之敘述。
110‧‧‧步驟
120‧‧‧步驟
130‧‧‧步驟
140‧‧‧步驟
150‧‧‧步驟
160‧‧‧步驟
210‧‧‧步驟
210-A‧‧‧步驟
210-B‧‧‧步驟
1000‧‧‧步驟
400‧‧‧元件
410‧‧‧微型化結構
430‧‧‧沖洗劑
440‧‧‧已改質表面
450‧‧‧氣體分配器臂
500‧‧‧旋轉平台
510‧‧‧分配器臂
520‧‧‧分配器臂
610‧‧‧分配器臂
620‧‧‧分配器臂
630‧‧‧混合氣體流
640‧‧‧蒸氣產生槽
650‧‧‧埠口
660‧‧‧埠口
本發明之技術領域中具有通常知識者應知悉的係，下述之圖式僅作為說明之用途。該等圖示不欲限制以任何方式而教示的本發明的範圍。
圖1A圖解本發明所屬技術領域中已知的例示性實施例。
圖1B圖解本發明所屬技術領域中已知的例示性實施例。
圖2圖解一例示性實施例。
圖3圖解本發明所屬技術領域中已知的例示性實施例。
圖4A圖解本發明所屬技術領域中已知的例示性實施例。
圖4B圖解一例示性實施例。
圖5A圖解本發明所屬技術領域中已知的例示性實施例。
圖5B圖解本發明所屬技術領域中已知的例示性實施例。
圖6A圖解一例示性實施例。
圖6B圖解一例示性實施例。
圖6C圖解一例示性實施例。
圖6D圖解一例示性實施例。
110‧‧‧步驟
120‧‧‧步驟
210‧‧‧步驟
210-A‧‧‧步驟
210-B‧‧‧步驟
1000‧‧‧步驟

Claims (22)

  1. 一種方法，包含: 沖洗具有圖案化層形成於其上的基板，其中該基板與該圖案化層被第一沖洗劑濕潤，並藉由分配第二沖洗劑於其上，來取代該第一沖洗劑；以及 緊接著沖洗步驟之後或與其同時，將該基板與該圖案化層暴露到沖洗氣體與蒸發的矽烷基化反應劑的混合物，以取代該第二沖洗劑並乾燥該基板， 其中在第一與第二沖洗步驟之間，該基板與圖案化層不允許被乾燥，而該第二沖洗劑取代該第一沖洗劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含: 在較早的沖洗步驟中，藉由分配該第一沖洗劑於其上，來沖洗該基板與圖案化層。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在沖洗步驟期間，將預定且逐漸改變的該第一沖洗劑的量，混入該第二沖洗劑中，使得在該沖洗步驟結束時，僅該第二沖洗劑被分配到該基板上。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一沖洗劑包括去離子水。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二沖洗劑包含異丙醇。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該沖洗氣體包含N2 、惰性氣體、或其混合物。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該蒸發的矽烷基化反應劑包含丙烯基三甲基矽烷、N,O-雙(三甲基矽基)乙醯胺(BSA)、N,O-雙(三甲基矽基)氨基甲酸酯 (BSC)、N,N-雙(三甲基矽基)甲醯胺(BSF)、N,N-雙(三甲基矽基) 甲基胺、雙(三甲基矽基) 硫酸酯(BSS)、N,O-雙(三甲基矽基) 三氟乙醯胺(BSTFA)、N,N’-雙(三甲基矽基)尿素(BSU)、(乙硫基) 三甲基矽烷、乙基三甲基矽基乙酸酯(ETSA)、六甲基二矽烷、六甲基二矽氮烷(HMDS)、六甲基二矽氧烷(HMDSO)、六甲基二矽硫烷、(異丙烯基氧基) 三甲基矽烷(IPOTMS)、1-甲氧基-2-甲基-1-三甲基矽烷氧基丙烯、(甲硫基) 三甲基矽烷、甲基 3-三甲基矽烷氧基-2-丁烯酸酯、N-甲基-N-三甲基矽基乙醯胺(MSA)、甲基三甲基矽基乙酸酯、N-甲基-N-三甲基矽基七氟丁醯胺 (MSHFBA)、N-甲基-N-三甲基矽基三氟乙醯胺(MSTFA)、(苯硫基) 三甲基矽烷、三甲基溴矽烷 (TMBS)、三甲基氯矽烷(TMCS)、三甲基碘矽烷(TMIS)、4-三甲基矽烷氧基-3-戊烯-2-酮(TMSacac)、N-(三甲基矽基)乙醯胺(TMS-乙醯胺)、三甲基矽基乙酸酯、三甲基矽基疊氮化合物、三甲基矽基苯磺酸酯、三甲基矽基氰化物 (TMSCN)、N-(三甲基矽基)二乙胺(TMSDEA)、N-三甲基矽基二甲胺(TMSDMA)、三甲基矽基N,N-二甲基氨基甲酸酯(DMCTMS)、1-(三甲基矽基)咪唑(TMSIM)、三甲基矽基甲烷磺酸酯、4-(三甲基矽基)嗎福林、3-三甲基矽基-2-咢唑林酮(TMSO)、三甲基矽基全氟-1-丁烷磺酸酯(TMS全氟丁基磺酸酯)、三甲基矽基三氯乙酸酯、三甲基矽基三氟乙酸酯、三甲基矽基三氟甲烷磺酸酯(TMS 三氟甲磺酸酯)、或其中兩個或更多的混合物。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該沖洗氣體與蒸發的矽烷基化反應劑的混合物，係透過將沖洗氣體的氣體流與液態的矽烷基化反應劑進行流體接觸而形成。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中將沖洗氣體的氣體流與液態的矽烷基化反應劑進行流體接觸之操作，包括讓該沖洗氣體流動穿過儲存於一蒸發器容器中的液體矽烷基化反應劑。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中將沖洗氣體的氣體流與液態的矽烷基化反應劑進行流體接觸之操作，包括讓沖洗氣體流經儲存於一蒸發器容器中的液體矽烷基化反應劑的暴露的自由表面。
  11. 如申請專利範圍第8項之方法，其中將沖洗氣體的氣體流與液態的矽烷基化反應劑進行流體接觸之操作，包括將液體矽烷基化反應劑噴灑至該沖洗氣體中。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含: 在該第一與第二沖洗步驟期間旋轉該基板。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含: 在該第二沖洗步驟期間，將用於分配該第二沖洗劑的一第一噴嘴，從大致在基板中央的位置朝向基板邊緣移動。
  14. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含: 在該第二沖洗步驟期間，將用於噴射該沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物的一沖洗噴嘴，從大致在基板中央的位置朝向基板邊緣移動。
  15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在該第二沖洗步驟或暴露步驟期間，改變選自於由下列所組成之群組的至少一參數:沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物的流速、沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物的壓力、沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的化學組成、沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物的溫度、第二沖洗劑的流速、第二沖洗劑的溫度、基板的轉速、第一噴嘴的位置、第一噴嘴的速度、沖洗噴嘴的位置、與沖洗噴嘴的速度。
  16. 一種設備，包括: 一基板固持器； 一第一噴嘴，建構並安排以將第二沖洗劑分配到位於基板固持器上的基板上； 一沖洗噴嘴，建構並安排以將沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物導向基板上；以及 一混合物供應系統，建構並安排以將該沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物供應給該沖洗噴嘴，包括: 一沖洗氣體供應器； 一蒸發器容器，用以儲存液態的矽烷基化反應劑，該蒸發器容器建構並安排以透過將沖洗氣體的第一氣體流與液態的矽烷基化反應劑進行流體接觸，而形成蒸氣矽烷基化反應劑；以及 一分歧管，建構並安排以透過將該沖洗氣體的第一氣體流與蒸氣矽烷基化反應劑、以及沖洗氣體的第二氣體流混合，而形成沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物，以及建構並安排以將該沖洗氣體與蒸氣矽烷基化反應劑的混合物供應到該沖洗噴嘴。
  17. 如申請專利範圍第15項之設備，其中將沖洗氣體的第一氣體流與液態的矽烷基化反應劑進行流體接觸之操作，係透過使該沖洗氣體的第一氣體流，流動穿過儲存於一蒸發器容器中的液態的矽烷基化反應劑。
  18. 如申請專利範圍第16項之設備，其中將沖洗氣體的第一氣體流與液態的矽烷基化反應劑進行流體接觸之操作，係透過將該沖洗氣體的第一氣體流，流經儲存於一蒸發器容器中的液態的矽烷基化反應劑的暴露的自由表面。
  19. 如申請專利範圍第16項之設備，其中該第一噴嘴可沿著大致始於基板中央，並朝向基板邊緣的路徑移動。
  20. 如申請專利範圍第16項之設備，其中該沖洗噴嘴可沿著大致開始於基板中央並朝向基板邊緣的路徑移動。
  21. 如申請專利範圍第16項之設備，其中該沖洗噴嘴可獨立於該第一噴嘴而移動。
  22. 如申請專利範圍第16項之設備，更包含: 一控制器，建構以控制及改變選自於由下列所組成之群組的至少一參數:沖洗氣體與蒸發矽烷基化反應劑的混合物的流速、沖洗氣體與蒸發矽烷基化反應劑的混合物的壓力、沖洗氣體與蒸發矽烷基化反應劑的化學組成、沖洗氣體與蒸發矽烷基化反應劑的混合物的溫度、第二沖洗劑的流速、第二沖洗劑的溫度、基板的轉速、第一噴嘴的位置與速度、以及沖洗噴嘴的位置與速度。
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