TW201939572A - 具有可控制噴束尺寸之處理噴霧的微電子處理系統 - Google Patents

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Abstract

本發明關於產生具有可控制的噴束尺寸之處理噴束之系統及方法。其係藉由提供與主處理腔室開放流體連通之輔助腔室而達成。噴嘴以凹陷的方式安裝在輔助腔室中。噴嘴將處理噴霧分配至輔助腔室中。輔助腔室將處理材料塑形及分配至處理腔室中做為處理噴束。在示意實施例中，處理腔室壓力之控制調整用於處理一或更多微電子基板之表面之處理噴束之噴束尺寸。

Description

具有可控制噴束尺寸之處理噴霧的微電子處理系統
本申請案主張2018年2月19日所提出、發明名稱為「Microelectronic Treatment System Having Treatment Spray with Controllable Beam Size」之美國臨時專利申請案第62/632,131號之優先權，其全部內容係併入本申請案中之參考資料。
本揭示內容關於設備及方法，用於處理一或更多微電子基板之表面，例如，從微電子基板之表面清潔殘餘物、碎屑及其它材料。具體而言，本揭示內容關於設備，設備中之壓力受到控制，以調整用於處理一或更多微電子基板表面之處理流動之噴束尺寸。
微電子技術之進步使得積體電路（IC）以不斷增加的主動構件密度形成在基板上（例如半導體基板）。 IC之形成係藉由連續地施加、處理及選擇性移除基板上之各種材料來進行。並且，在形成期間，基板之暴露表面需要清潔步驟，以定期地移除處理殘餘物及碎屑。為了在半導體基板處理（包括乾式及濕式清潔技術）中從基板移除特定類型的材料，已經發展出各種組成物。此外，若干不同類型的設備係用於在各種條件下使基板暴露至清潔化學品。此設備之一重要方向為達成高產量，同時以均勻的方式清潔基板以及使由設備所產生之任何碎屑或微粒減到最少。
在微電子工業中已知的一個清潔策略為，使用微粒流動以從工作件表面移除污染物。其可包括氣體、液體、及∕或固體微粒之流動。此類商業上重要的處理被稱為低溫處理（cryogenic treatment）。低溫處理使用一或更多合適的噴嘴，以使受到加壓及冷卻的流體（其可為液體及∕或氣體，並且可包括一些夾帶的固體材料）膨脹至低壓處理腔室中。此使得該流體產生高能氣體、液體、及∕或固體微粒之處理流動。此流動之能量係用以使污染物從表面脫落及移除。各種類型的低溫處理流動已知為低溫氣溶膠、低溫氣溶膠射流、奈米氣溶膠微粒、氣體射流團簇等等。低溫清潔工具之一優良範例可從Chaska, MN, USA之TEL FSI公司獲得，其商品名稱為ANTARES® 、ANTARESTM -Nano及ARCTURUSTM 。
在典型的低溫處理中，處理噴霧是從至少一噴嘴分配至維持在適當真空之處理腔室中。微電子基板形式之工作件係固持在基板支座上，例如在ANTARES工具之可旋轉或可移動的卡盤上。在旋轉配置中，噴嘴將掃掠過旋轉中的基板，像是唱片機唱針掃掠過唱片。然而，掃掠式噴嘴在低溫工具中不太實用，因為一直難以以實用的方式提供低溫旋轉耦接。做為掃掠旋轉中的基板之替代方案，低溫工具（例如ANTARES工具）已經配置有移動卡盤，移動卡盤使基板沿著一路徑而通過噴嘴下方，該路徑係跨越基板。事實上，卡盤之移動及∕或旋轉使得噴嘴如期望地處理所有或部分的基板表面。
已經以若干方式來設計基板清潔設備，以達成高效且均勻的清潔效果，同時使微粒減到最少及達成高產量。一個重大挑戰是使用低溫處理來移除較小的微粒，例如尺寸小於約100 nm之污染微粒。 通常，較小的微粒比較大的微粒更難以去除。 因此，在工業中，需要改善清潔效率（例如，微粒∕缺陷減少）或均勻性，特別是對於較小的微粒，同時也提高產量。
本發明關於產生具有可控制的噴束尺寸（beam size）之處理噴束之系統及方法。在說明的實施例中，控制處理腔室壓力，以調整處理噴束之噴束尺寸，處理噴束係用於處理一或更多微電子基板之表面。使用壓力來控制噴束尺寸是有利的，因為對於給定的工具配置，不需要對處理環境進行物理改變來調整處理噴束在寬範圍之尺寸選項內。可在處理過程中或在不同處理中調整噴束尺寸，以便影響噴束尺寸而調整其處理或清潔基板之能力。本發明特別適用於用以處理基板（例如半導體晶圓）之半導體及微電子工業。在半導體基板上之不想要的微粒污染可能對元件良率產生負面影響，因此需要在半導體製造處理之不同階段減少微粒。
本發明揭示了策略，以將來自噴嘴之流動之噴束尺寸調整為在某種程度上集中的處理噴束，以便從基板清潔微粒。本發明之策略使用腔室特徵及真空環境之腔室壓力之調整，以調整處理噴束而形成在某種程度上集中的噴束，以提高微粒移除之效率。
已經發現，將噴嘴安裝至輔助腔室中有助於處理噴霧之塑形並且提供更適當界定的處理噴束，其尺寸及集中可輕易地根據需要而調整。例如，調整真空系統之腔室壓力可容易且快速地調整處理噴束尺寸，例如，使其根據需要而更加集中或更加擴散。其好處為，增加了基板上之微粒去除效率，因為可調整噴束以優化對於不同種類之污染之清潔效能。
一般而言，較小、較集中的處理噴束在噴嘴正下方提供清潔，而較擴散的噴束則徑向朝外地清潔較大的環形區域（相對於噴嘴在晶圓上之佔地面積（footprint））。較高的腔室壓力（例如19 Torr，在一些實施模式中）產生較小的噴束，而使用較低的腔室壓力（例如約4 Torr，在一些實施例中）則產生較擴散的噴束。較小的噴束通常以大致上對準z軸的方式、直接朝下流動至晶圓上。較小的噴束可能更適合去除較小的微粒，以清潔凹槽（例如溝槽），因為這樣的凹槽與噴嘴處於直接視線（line-of-sight）連通，或保護可能更容易被橫向或斜向流動所損壞之細微特徵部。較擴散的噴束傾向於更橫向地影響晶圓。在需要較高產量，存在更堅固的特徵部等之情況下，可能更適合使用較擴散的噴束。
本發明之效能與傳統觀點相反。傳統觀點通常認為，較低的腔室壓力具有較好的清潔效能。使用本發明之經塑形的噴束策略，較高的壓力允許在噴嘴正下方之較佳的清潔效能。
在本發明之實施中，可調整腔室壓力以快速地使流動集中及準直，以改善清潔。此調整在處理配方中即時、快速地發生。不需要工具關閉及重新配置。在處理中可使用壓力輪廓，以優化用於不同種類的微粒之噴束能量。如果需要，調整是足夠快的，以在同一晶圓上調整噴束，使得某些部分以相對較小、較集中的噴束進行處理，而其它部分由較大、較擴散的噴束進行處理。做為另一選擇，如果需要，可使用不同的噴束尺寸而依序地處理共同區域。
此方法提供了途徑，以克服有限的微粒去除效率（尤其是在小於100 nm之小微粒尺寸），並且增加了獲得從噴嘴正下方之基板上移除微粒所需之方向性之可能性。這種垂直、準直的氣溶膠流動路徑之優點包括，在噴嘴正下方清潔較小的微粒（＜100 nm），其無法在相似的時段內藉由較擴散的流動而輕易地清潔。此外，因為準直流動之點清潔輪廓可被修改成精確的尺寸，所以可實施對基板之特定區域之目標清潔。由於改良的直接視線，此清潔方法亦可更有效地去除嵌入在圖案中之微粒。
本發明之原理有利地納入至ANTARES-Nano及ARCTURUS低溫工具中，其可從Chaska, Minnesota之TEL FSI公司獲得。這些原理可納入新的工具中或改裝至現有的工具中。
在一態樣中，本發明關於一種利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統。該系統包括真空處理腔室，真空處理腔室包括工作件支座，在處理期間微電子工作件係放置於工作件支座上，其中真空處理腔室包括可控制的真空壓力。該系統亦包括輔助腔室，輔助腔室與真空處理腔室係流體連通，使得從輔助腔室分配至真空處理腔室中之流體處理噴束係瞄準至放置在工作件支座上之微電子工作件上，其中分配至真空處理腔室中之流體處理噴束包括一噴束尺寸，噴束尺寸係可調整的以回應在真空處理腔室中之壓力改變，使得噴束尺寸可根據需要藉由調整可控制的真空壓力而調整。該系統亦包括至少一噴嘴，與輔助腔室係流體連通，使得噴嘴分配流體噴霧至輔助腔室中，使得在從輔助腔室分配至真空處理腔室中做為流體處理噴束之前，從噴嘴分配之流體噴霧在輔助腔室中受到限制及塑形成為經塑形的流體噴束。在一些實施例中，處理腔室包括在工作件上方之頂部，其中處理腔室之頂部係設置為足以提供一間隙在頂部與基板之間而有助於使得處理噴束徑向地朝外流動而橫跨微電子工作件。在一些實施例中，該系統更包括控制系統，控制系統包括複數程式指令，程式指令藉由包括控制在真空處理腔室中之真空壓力之一或更多處理控制步驟而可控制地使流體處理噴束之噴束尺寸準直。
在另一態樣中，本發明關於一種利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統。該系統包括真空處理腔室，真空處理腔室包括工作件支座，在處理期間微電子工作件係放置於工作件支座上，其中真空處理腔室包括可控制的真空壓力。該系統亦包括噴嘴系統，傳送流體處理噴束至真空處理腔室中及微電子工作件上，噴嘴系統包括 (i) 輔助腔室，與真空處理腔室流體連通，及 (ii) 至少一噴嘴，容納及凹陷在輔助腔室中。噴嘴係流體連接至流體供應系統，流體供應系統包括受到加壓及冷卻的流體，噴嘴將受到加壓及冷卻的流體以噴霧傳送至輔助腔室中。分配至輔助腔室中之流體噴霧在輔助腔室中受到限制及塑形成為經塑形的流體噴束。輔助腔室與真空處理腔室係流體連通及配置在工作件支座上，使得經塑形的流體噴束從輔助腔室被分配至真空處理腔室中做為流體處理噴束，流體處理噴束係瞄準至放置在工作件支座上之微電子工作件上，其中分配至真空處理腔室中之流體處理噴束包括一噴束尺寸，噴束尺寸係可調整的以回應在真空處理腔室中之壓力改變，使得噴束尺寸可根據需要藉由調整可控制的真空壓力而調整。在一些實施例中，處理腔室包括在工作件上方之頂部，其中處理腔室之頂部係設置為足以提供一間隙在頂部與基板之間而有助於使得處理噴束徑向地朝外流動而橫跨微電子工作件。
在另一態樣中，本發明關於一種利用處理流體以處理微電子工作件之方法。提供微電子工作件，其中微電子工作件係支撐在真空處理腔室中之工作件支座上，其中真空處理腔室具有一可控制的真空壓力。經由一噴嘴將受到加壓及冷卻的流體以噴霧傳送至輔助腔室中，輔助腔室具有側壁及蓋體，其中噴嘴包括至少一噴嘴孔洞，相對於開放至真空處理腔室中之輔助腔室出口，噴嘴孔洞以一凹陷距離凹入在輔助腔室中，及其中噴嘴孔洞係從輔助腔室之側壁及蓋體凹入。將在輔助腔室中之經噴霧傳送的受到加壓及冷卻的流體加以塑形，以提供經塑形的流體噴束。將經塑形的流體噴束從輔助腔室分配至真空處理腔室中及微電子工作件上，做為經分配的流體處理噴束，經分配的流體處理噴束具有一噴束尺寸，其中噴束尺寸係藉由在真空處理腔室中之壓力改變而加以調整，使得噴束尺寸可根據需要藉由調整可控制的真空壓力而調整。在一些實施例中，提供控制系統，控制系統改變可控制的真空壓力，以維持或調整流體處理噴束之噴束尺寸。在一些實施例中，處理腔室包括在工作件上方之頂部，頂部係設置為足以接近基板，以提供一間隙在頂部與基板之間而有助於使得處理噴束徑向地朝外流動而橫跨微電子工作件。
在另一態樣中，本發明關於一種利用處理流體以處理微電子工作件之方法。提供微電子工作件，其中微電子工作件係支撐在真空處理腔室中之支座上，其中真空處理腔室具有可控制的真空壓力。提供輔助腔室，輔助腔室經由至少一輔助腔室出口與真空處理腔室流體連通，至少一輔助腔室出口在微電子工作件上方。從噴嘴孔洞將受到加壓及冷卻的流體以噴霧傳送至輔助腔室中，噴嘴孔洞從輔助出口、輔助腔室之側壁、及輔助腔室之蓋體凹入在輔助腔室中。使用被分配至輔助腔室中之經噴霧傳送的流體，以形成流體處理噴束，流體處理噴束具有一噴束尺寸，其中噴束尺寸係藉由在真空處理腔室中之壓力改變而調整，使得噴束尺寸可根據需要藉由調整可控制的真空壓力而調整。從輔助腔室將流體處理噴束分配至微電子工作件上。
在另一態樣中，本發明關於一種利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統。該系統包括殼體，殼體界定真空處理腔室，真空處理腔室包括工作件支座，在處理期間微電子工作件係放置於工作件支座上，及其中殼體包括蓋體結構。該系統亦包括輔助腔室，經由蓋體結構中之輔助腔室出口而流體連接至真空處理腔室，輔助腔室出口提供從輔助腔室至真空處理腔室中之出口，其中輔助腔室出口之佔地面積係小於微電子工作件之佔地面積。該系統亦包括流體供應系統，包括一或更多流體。該系統亦包括至少一噴霧噴嘴，其中噴霧噴嘴係耦接至流體供應系統而足以分配一或更多流體做為流體噴霧，及其中噴霧噴嘴係凹入在輔助腔室中，使得流體噴霧被分配至輔助腔室中、及接著從輔助腔室被分配至在真空處理腔室中之微電子工作件上。
在另一態樣中，本發明關於一種利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統。該系統包括真空處理腔室，真空處理腔室包括工作件支座，在處理期間微電子工作件係放置於工作件支座上，其中真空處理腔室包括可控制的真空壓力。該系統亦包括輔助腔室，與真空處理腔室係流體連通及具有一出口，在處理期間該出口在工作件上方。該系統亦包括至少一噴嘴，具有一噴嘴出口孔洞，噴嘴出口孔洞開放至真空處理腔室中，噴嘴出口孔洞係設置使得當從噴嘴出口孔洞分配處理噴霧以處理工作件時，輔助腔室之出口在噴嘴出口孔洞上方。
下述之本發明實施例並非意圖為詳盡的或將本發明限制於在以下的實施方式中所揭露之精確形式。相反地，所選擇及描述之實施例之目的為，使得熟習此項技藝者能理解及了解本發明之原理與實施。
本發明之原理可用於任何微電子處理或製造系統，其中在一或更多處理過程中，微電子基板被支撐在真空處理腔室中之旋轉卡盤上。本發明之原理允許容易地控制處理噴霧之噴束尺寸，使得噴束可以根據需要而更集中（亦即，噴束尺寸縮小，使得處理噴霧之能量集中在工作件之較小區域上）或更擴散（亦即，噴束尺寸增加，使得處理噴霧之能量分佈在工作件之較大區域上）。這樣的噴束調變可用於優化不同處理之間之處理結果。在特定處理過程中亦可調變噴束尺寸，以便隨著特定處理之進行而達成不同的處理效果。
在一些實施例中，本發明之原理係併入至低溫清潔工具中，例如ANTARES® 低溫清潔工具，其可從Chaska, Minnesota之TEL FSI公司獲得。這些工具實施清潔處理，其使用可移動的卡盤以使基板表面掃掠過一或更多處理流動。本發明之特徵使處理噴霧之噴束尺寸能夠調變，其可改裝至現有的ANTARES® 或其它工具中、或納入新的工具中。
低溫處理一般涉及從流體（氣體、液體、及∕或固體微粒流動）進料流動而產生處理流動之實施。進料流動通常受到加壓並可選地受到冷卻。當膨脹通過一或更多合適的噴嘴時，壓力釋放會進一步冷卻材料。所產生的流動可為氣溶膠噴霧、氣體射流噴霧、氣體團簇等等之形式。低溫處理流動至少部分藉由給予充分的能量以克服污染物與微電子基板之間之附著力，以使微電子基板表面上之污染物脫落。所以，產生具有適當能量之這種處理流動（例如，氣溶膠噴霧及∕或氣體團簇射流噴霧，在一些實施例中）可能是期望的。處理噴霧之能量（其與清潔能力有關）為複數因子之函數，該等因子包括流動組成物之質量、速度及∕或能量密度。藉由增加速度或質量，可增加能量。藉由調整處理噴霧之噴束尺寸，可使得每單位面積或單位體積之噴束能量被集中或更為擴散。增加能量及∕或每單位面積之能量可能是重要的，以克服污染物與基板表面之間之強附著力，包括較大的污染物及甚至在污染物較小（＜ 100 nm）時兩者。可能需要較擴散及∕或較低能量之噴束，以處理較大的微粒及∕或避免損壞敏感的特徵部。
在一實施模式中，處理可涉及在處理期間調變噴束尺寸，以優化及去除不同尺寸之微粒。例如，第一處理部分可能具有相對大的噴束尺寸，其可有效地去除較大的微粒，例如尺寸大於100 nm之微粒。第二處理部分可在第一處理部分之前或之後進行，其使用較集中的噴束，可能傾向於更有效地去除較小的污染物，例如尺寸小於100 nm之微粒。如果需要，可藉由一或更多額外的循環以重複這些處理。此外，可將在較高、較低或中等能量或噴束尺寸下之至少一額外的處理部分結合至處理中，以優化其它種類的微粒或微粒尺寸之去除。
參照圖1至圖4，藉由低溫處理系統100之形式之設備而說明本發明之原理。系統100包括殼體102，殼體102用於提供真空處理腔室104及輔助腔室120，輔助腔室120開放至真空處理腔室104中。殼體102亦用於提供排氣室108，流體經由排氣室108而從處理腔室104抽出。可操作真空處理腔室，以在一或更多處理之至少一部分期間建立真空環境。真空壓力是可控制的，使得其，當需要時，可根據真空壓力輪廓（做為時間之函數）而加以維持、增加、減少及∕或調變、或進行其它調整。在代表性實施模式中，在處理腔室中所建立之真空可在1 mTorr至750 Torr之範圍內。通常，壓力低於50 Torr或甚至低於25 Torr，以增強包括氣溶膠及∕或氣體團簇之處理噴束128之形成。
通常，有鑑於由輔助出口122所提供之腔室之間之開放連通，輔助腔室120中之環境壓力與腔室104中之壓力密切匹配。因此，當在腔室104中建立真空環境時，在輔助腔室120中也建立類似的真空環境。
基板110係固持在工作件支座上，工作件支座以可旋轉且可移動的卡盤112之形式在真空處理腔室104內。基板110係由可移動的卡盤112所固持，同時基板110在一或更多處理之至少一部分期間移動及∕或旋轉。輔助腔室120結合至殼體102之蓋體部分103中，使得輔助腔室120藉由輔助出口122而開放至基板110上方之頭部空間124中。如圖所示，輔助腔室出口122之佔地面積小於基板110之佔地面積。因此，當基板110旋轉及∕或移動時，可使基板110掃掠通過出口122。輔助腔室120經由結合至腔室頂部123中之出口122而與真空處理腔室104流體連通。腔室頂部123可能相對於處理腔室104而固定在其位置，或者它可能是可移動的，使得頂部123整合至腔室蓋體中，腔室蓋體可打開或關閉以接近處理腔室104。處理噴束128從輔助腔室120發射，以撞擊基板110。在低溫處理中，撞擊使污染物從基板脫落並協助去除。
此配置提供間隙126（參見圖4）在頂部123與基板110之間。藉由協助產生徑向清潔效果（相對於處理噴束128之初始朝下路徑），由間隙126所提供之頂部123與基板110之間之接近提供了清潔效能。處理噴束128傾向於首先朝下流動至腔室104中，接著相對於初始朝下​​路徑而徑向朝外地流動橫越基板110之表面。其結果為，在基板110上之整體清潔佔地面積係寬於從輔助腔室120所射出之處理噴束128之尺寸。朝下及徑向作用之組合亦有助於改善清潔效能。相反地，如果間隙126太大，則徑向清潔作用將降低或甚至不存在。
間隙126之尺寸（亦即，頂部123與基板110之間之距離）可為各種合適的距離，甚至在特定處理過程中或在不同處理中可能是可調整的，以調整徑向清潔作用之期望程度。如果距離太小，可能較難以使用本發明之原理來調變處理噴束128之尺寸。如果距離太大，則可能導致比期望更小的徑向清潔作用。此外，在噴束128撞擊基板110之前，噴束128損失之能量可能比期望更多。為了平衡這些考量，間隙126之合適間隙尺寸在10 mm至200 mm之範圍內，較佳為20 mm至100 mm，更佳為30 mm至75 mm。
可旋轉且可移動的卡盤112可包括夾持及∕或支撐特徵（未顯示），以協助將基板110固定在卡盤112上。可使用各種夾持及∕或支撐特徵（例如在半導體處理領域中任何常用的技術），以將基板110固持在卡盤112上。這些可包括，但不限於，機械緊固件或夾具、真空夾持、夾持指狀物、靜止墊、靜電夾持、及其組合等。基板固持特徵之說明性實施例係進一步描述於下。此外，卡盤112可包括升降銷、致動銷、樞轉臂等（未顯示），以當基板110藉由晶圓搬運系統（未顯示）而手動或自動進入處理腔室104或從處理腔室104取出時，協助將基板110傳送至及離開可移動的卡盤112。
包括這種夾持及升降特徵之可旋轉且可移動的卡盤之說明性實施例係進一步描述於：2017年11月8日所申請、發明名稱為「MAGNETICALLY LEVITATED AND ROTATED CHUCK FOR PROCESSING MICROELECTRONIC SUBSTRATES IN A PROCESS CHAMBER」、且發明人為William P. Inhofer, Sean Moore, Lance Van Elsen之美國專利申請案第15/806,760號（現為美國專利公開案第2018/0130694號），在本文中稱之為審查中申請案1；以及2017年11月28日所申請、發明名稱為「TRANSLATING AND ROTATING CHUCK FOR PROCESSING MICROELECTRONIC SUBSTRATES IN A PROCESS CHAMBERR」、且發明人為Edward Deneen Hanzlik, Michael Gruenhagen, Tim W. Herbst之美國專利申請案第15/824,021號（現為美國專利公開案第2018/0151396號），在本文中稱之為審查中申請案2。審查中申請案1及2每一者係併入本文中之參考資料而用於各種目的。
在圖1中，基板110係示意性地顯示為直接接觸卡盤112之上表面118。在更佳實施模式中，如引用的審查中申請案1及2中所示，可支撐基板110，俾使在基板110與上表面118之間具有小間隙（未顯示）。
可旋轉且可移動的卡盤112可被移動，以沿著移動路徑130橫向地來回移動。這種移動可沿著線性及∕或非線性路徑。為了說明之目的，路徑130是線性的。此外，可移動且可旋轉的卡盤112用於使基板110繞著旋轉軸132旋轉，以提供旋轉自由度134。在處理期間，移動及旋轉可同時或單獨進行。移動及旋轉促進基板110在輔助腔室出口122下方且通過處理噴束128之移動掃掠。
處理噴束128具有噴束寬度131。在本發明之實施中，僅藉由改變真空處理腔室104中之壓力，便可根據需要而輕易地調整噴束寬度131。增加腔室壓力傾向於提供較小、較集中的噴束寬度131。較小的噴束在單位體積中具有較多的能量，並且傾向於更有效地去除較小的微粒，例如尺寸小於100 nm之微粒。降低腔室壓力傾向於提供較大、較不集中的噴束寬度131。較大的噴束在單位體積中具有較少的能量，並且可能傾向於有效地去除較大的微粒，以在單位時間內清潔較大的區域、及∕或造成損壞基板110上之敏感特徵部之更大風險。
圖1、2及3示意性地顯示出設備100之腔室壓力與噴束寬度131之間之相關性。在三個圖中，設備100是相同的，但是腔室壓力各自不同。例如，圖1顯示出，當腔室處於某一腔室壓力（例如12 Torr）時，處理射束128具有射束寬度131。圖3顯示出處理噴束128之替代實施例，其中腔室壓力增加，例如增加到19 Torr。由於腔室壓力較高，圖3中之噴束寬度131較小。圖2顯示出處理噴束128之另一替代實施例，其中相對於圖1及圖3中之腔室壓力，圖2之腔室壓力降低，例如4 Torr。由於壓力較低，所以噴束寬度131較寬。
可旋轉且可移動的卡盤112附接至移動機構136。移動機構136以有效地使可移動的卡盤112沿著在出口122下方之移動路徑130而移動之方式連接至卡盤112，以容許微電子基板110移動通過由輔助腔室120所分配之處理噴束128。在實際效果中，當基板110旋轉及∕或移動時，卡盤112之移動有助於處理噴束128掃掠基板110各處。移動與旋轉可區別開，因為卡盤112之移動導致卡盤112之旋轉軸132從腔室104中之一個位置移動至另一個位置。在旋轉時，即使卡盤112在腔室110中移動，旋轉軸132與卡盤112之間之相對位置也不會改變。移動機構136藉由移動桿138而連接至卡盤112。因此，移動機構136之致動會造成卡盤112之對應移動。
一或更多移動桿138包括處理腔室104內部及外部之部分。當桿138被致動而來回移動時，桿138之連續部分進入或離開腔室104之受保護外殼（在低溫處理之情況下，其通常是真空外殼）。密封界面在用於桿138之殼體出口142處提供環境緊密密封，以協助在移動期間保持腔室104中之受保護環境，例如真空。
移動機構136可包括任何電力、機械、機電、液壓或氣動裝置，以容許桿138之致動。移動機構136可設計成提供足以允許微電子基板110之期望移動之一系列運動，以方便裝載、卸載及處理操作。例如，在處理期間，基板110被掃描，至少部分地通過由輔助腔室120所發射之處理噴束108之區域。在處理期間，基板110可移動及∕或旋轉通過噴束128，而以合適的速率（例如高達300 mm / sec）穿過基板110之一部分或整個直徑，使得噴嘴146掃掠過基板110之期望部分。
處理噴霧152經由一或更多合適的噴嘴而分配至輔助腔室120中。為了說明之目的，將單一噴嘴146安裝在輔助腔室120中。噴嘴146之細節示意性地顯示在圖1至3中，且更詳細地顯示在圖4中。噴嘴146從第一端148延伸至第二端150。第一端148流體連接至流體供應系統164，流體供應系統164包括一或更多流體源166。流體源166其中至少一者包括受到加壓及冷卻的流體。噴嘴146包括一或更多孔洞，處理噴霧係經由該一或更多孔洞而分配。為了說明之目的，第二端150包括單一噴嘴孔洞151，從流體系統164所獲得之一或更多流體係從噴嘴146經由噴嘴孔洞151而分配至輔助腔室120中做為處理噴霧152。
噴嘴146之第二端150係凹入在輔助腔室120內，具有合適的凹陷距離154（參見圖4）。此外，噴嘴孔洞亦從輔助腔室120之側壁156及蓋體158凹入，以形成頭部空間124在噴嘴孔洞之下方、至側邊、及噴嘴孔洞之上方。在較佳實施例中，輔助腔室120包括圓柱形幾何形狀，且噴嘴146係配置在腔室120之中心軸160上（參見圖4）。這種對稱且凹陷的噴嘴配置有助於確保，首先將處理噴霧152分配至輔助腔室120中。因為輔助腔室120與處理腔室104為開放流體連通，所以處理噴霧152從輔助腔室120分配至處理腔室104中做為處理噴束128，處理噴束128係瞄準至固持在卡盤112上之基板110上。有利地，處理噴束128之噴束尺寸或寬度131係藉由腔室104中之壓力變化而加以調整，使得噴束尺寸或寬度131可藉由調整腔室104之可控制的真空壓力而根據需要加以調整。
不希望受到理論之約束，一般亦認為，輔助腔室120之對稱且凹陷的噴嘴配置有助於確保，處理噴霧被均勻地塑形，並且在分配至處理腔室104中做為處理噴束128之前，在由輔助腔室120所提供之有限體積內擴張至有限的程度。此塑形效果示意性地顯示為經塑形的流動162，其至少部分地填充輔助腔室120。此效果有助於提供明確界定的處理噴束128，其尺寸可根據需要而輕易且準確地調整，僅需調整腔室壓力即可。如果直接將處理噴霧152分配至基板110上方之處理腔室104中，則產生這種良好塑形且可控制的處理噴束128之能力將會降低。
噴嘴146安裝在輔助腔室120中提供了更多的優點。第一個額外的優點關於低溫清潔在加熱的處理腔室中之有效性。在一些實施模式中，處理環境之一或更多態樣可能受到加熱。這種態樣包括，加熱腔室蓋體部分103、卡盤112、輔助腔室120壁及∕或類似物其中一或多者。習知的預期為，加熱這些構件其中一或多者（例如，輔助腔室120壁）將會抑制低溫清潔效能。在本發明之實施中，處理噴霧152藉由輔助腔室120而塑形為處理噴束128，這種抑制被大大地降低，且在某些情況下並未觀察到。
一個額外的關鍵優點關於清潔效能。處理噴束128之基板上形態為較均勻且較有效的，部分地藉由發生在處理噴束128內之更多清潔來證明。在主噴束外部之橫向清潔是較不顯著的。此意味著，噴束能量集中或聚焦於更明確界定的區域。因為能量更集中在明確界定的區域，每單位面積之噴束能量更高，所以其將提供去除較小微粒之好處。
當流體流動分配至輔助腔室120中做為噴霧152時，噴嘴146用於擴張及冷卻流體流動。當受到加壓及冷卻的流體流動從噴嘴146分配至輔助腔室120之低壓環境中時，所供應之受到加壓及冷卻的流體傾向於轉變成包含氣體團簇、液體微粒及∕或固體微粒之高能流動。由於當受到加壓及冷卻的流體被分配到低得多的壓力環境時所發生之實質冷卻效應，因而發生這種轉變。這些微粒最終形成處理噴束128，以與基板110上之污染物碰撞。此碰撞傾向於使污染物脫落，允許它們經由排氣室108而從基板110及處理腔室104中排出。污染物去除非常有效地清潔基板110，以滿足微電子工業中元件製造之標準。
在說明性實施例中，處理噴霧152、經塑形的噴束162、及∕或處理噴束128可為低溫氣溶膠、低溫氣溶膠射流、奈米氣溶膠噴霧、氣體射流團簇等之形式。然而，本文中所揭示之本發明並不限於低溫處理設備，其僅用於解釋之目的。本發明的原理可納入在真空處理腔室中處理工作件（例如基板110）之任何其它系統中。做為本發明之許多能力之實際示範，系統100顯示出本發明在低溫處理背景中之示例性實行方式，其中溫度、壓力、氣體流率及許多其它處理條件受到控制以處理基板，以滿足各種嚴格的效能標準。
噴嘴146從流體供應系統164接收流體流動（例如，一或更多氣體及∕或一或更多液體之流動），流體供應系統164包括經由供應管線170而耦接至噴嘴146之一或更多流體供應源166。可選地，流體供應系統164可進一步納入冷卻系統168，以在流體通過噴嘴146而擴張並分配至輔助腔室120中之前將流體冷卻至期望的溫度。流體從流體源166經由管線172而供應至冷卻系統168。經冷卻的流體從冷卻系統168經由管線173而供應至供應管線170。
在說明性實施例中，從流體系統164供應至噴嘴146之至少一流體可在從10 psig至900 psig之範圍內之壓力下供應，較佳為10 psig至500 psig，更佳為10 psig至100 psig。流體之溫度可在從50 K至320 K之範圍內，較佳為70 K至320 K，更佳為70 K至150 K。只要流體流動可流動並且分配至腔室104及106中，一些實施模式可涉及，供應具有氣體、液體及∕或夾帶的固體材料之流體。較佳地，供應流體之壓力及溫度係使得流體包括氣體及∕或液體。在一些實施模式中，受到加壓及冷卻的流體可供應至噴嘴146，使得受到加壓及冷卻的流體之至少99重量百分比是氣體。在其他實施模式中，受到加壓及冷卻的流體可供應至噴嘴146，使得該流體之至少10重量百分比是液體，且小於1重量百分比（較佳為小於0.1重量百分比）是處於固態。流體供應源166可包括一或更多受到加壓及冷卻的流體。這樣的流體可為氣體及∕或液體。較佳地，受到加壓及冷卻的流體包括至少一氣體。合適的氣體或液體之範例包括氮、氬、He、氫、Xe、CO2 、氖、氪、其組合、及類似物其中一或多者。在一實施例中，受到加壓及冷卻的氣體或液體是氬。在另一實施例中，受到加壓及冷卻的氣體或液體是氮。在另一實施例中，受到加壓及冷卻的氣體或液體包含氮及氬，氬與氮之莫耳比在從1：100至100：1之範圍中，較佳為1：20至20：1，更佳為1：10至10：1。
在包含二氧化碳、氮及∕或氬之實施例中，流體可更包含一或更多另外的氣體或液體。在一實施例中，另外的氣體或液體包括氦、氫、氖或其組合，其中另外的氣體之總量與氬、二氧化碳及∕或氮之莫耳比在從1：100至100：1之範圍中，較佳為1：1至10：1。特定的混合物包括氬及氦；氬及氫；氬、氫及氦；氮及氦；氮及氫；氮、氫及氦；二氧化碳及氦；二氧化碳及氫：及二氧化碳、氫及氦。
分配至腔室110中之處理材料可使用真空系統174加以抽空。真空系統174亦可用於建立及維持處理腔室104在適當的、次大氣壓的處理壓力下。真空系統174可包括一或更多泵，以使真空壓力達到所需水平。
控制系統176（可包括一或更多整合控制裝置）可用於監視、接收及∕或儲存處理資訊。例如，控制系統176可包括記憶體178，以儲存處理配方、命令結構、使用者界面、實時處理資訊、歷史處理資訊、進料供給、溫度控制、壓力控制、加熱控制、卡盤懸浮及旋轉、卡盤移動、基板裝載及卸載、卡盤112上之基板固持、處理控制反饋等。控制系統176可使用電腦處理器180以實行這些操作，並且通過與系統100之其它構件連繫之網路182而接收及發布指令及其它信號。
圖4更詳細顯示出設備100之輔助腔室及噴嘴。殼體102包括使輔助腔室120結合至殼體102之蓋體部分103中之特徵。這些構件包括腔室主體186及腔室蓋體158。腔室主體186包括圓柱形通孔，以為輔助腔室120提供圓柱形幾何形狀。腔室主體186亦做為間隔塊，有助於提供期望的凹陷距離154在噴嘴146之噴嘴孔洞151與輔助腔室120之出口122之間。使用較高的腔室主體186使凹陷距離154較大，而使用較短的腔室主體186使凹陷距離154較小。因此，為腔室主體186選擇合適的長度提供了調整在噴嘴孔洞151與基板110之間之總距離之方式。
上部密封件192有助於在圓柱形主體186與蓋體158之間提供環境密封的界面。下部密封件194有助於在圓柱形主體186與蓋體部分103之間提供環境密封的界面。
在此說明性實施例中，供應管線170（參見圖1-3及圖4）係顯示為真空夾套導管。此配置有助於在受到加壓及冷卻的流體被供應至噴嘴146時使其保持冷卻。供應管線170藉由連接構件196而連接至噴嘴。連接構件196包括母構件198及公構件200，其螺紋地接合以夾緊噴嘴146至供應管線170之末端。墊圈202可用於協助在噴嘴146與供應管線170之間提供環境緊密的密封。
對於給定的噴嘴146，較高的腔室主體186通常提供較深（較大）的凹陷距離，而較短的腔室主體186通常提供較淺（較小）的凹陷距離。在本發明之實施中，可使用寬廣範圍的凹陷距離。在示例性實施例中，凹陷距離154可在從5 mm至200 mm之範圍內，較佳為10 mm至50 mm。在一具體實施例中發現， 23.5 mm之凹陷距離是合適的。
噴嘴146包括第一主體210及第二主體222。第一主體210連接至供應管線170。第二主體222可拆卸地附接至第一主體210並且包括孔洞151，受到加壓及冷卻的流體係通過孔洞151而分配，以提供處理噴霧152（如圖1-3所示）。在此實施例中，機器螺釘203用於使第二主體222附接至第一主體210。如果需要，第二主體222可輕易地移除及替換為替代的第二主體，以便根據不同的處理而提供不同的噴嘴出口形狀及尺寸。
圖1至圖4顯示出設備100之實施例，其中腔室頂部123大致與輔助腔室120之出口122齊平。在頂部123與下方的基板110之間之有限間隔有助於限制及引導由噴嘴146所射出之處理噴束（例如，噴霧152）。在一些實施模式中，此限制及引導有助於促進處理噴束之徑向流動分量橫越基板110之表面。圖9顯示出設備400之替代實施例，其中輔助腔室組件402之配置主要有助於提供類似的圍阻及引導功能，此外，輔助腔室組件402之替代定位亦有助於提供處理噴束404類似的圍阻及引導。在一些實施模式中，此圍阻可促進處理噴束404在基板410之表面上之徑向流動。
參照圖9，設備400顯示出輔助腔室組件402，輔助腔室組件402安裝至處理腔室殼體406，處理腔室殼體406界定處理腔室408。微電子基板410形式之工作件係支撐在可旋轉且可移動的卡盤412上。卡盤412可根據需要而致動，以順時鐘或逆時鐘的旋轉自由度415而繞著軸413旋轉。為了在至少兩個可移動方向上提供移動自由度417，可旋轉且可移動的卡盤412係附接至移動機構424。移動機構424以有效地使可移動的卡盤412沿著移動路徑而移動之方式連接至卡盤412，以容許微電子基板410移動通過處理噴束404。這樣的移動可為線性的或非線性的。移動機構424藉由一或更多移動臂426而連接至卡盤412，使得移動機構424之致動會造成卡盤412之對應移動。
移動臂426包括處理腔室408內部及外部之部分。當臂426被致動以根據移動自由度417而來回移動時，臂426之連續部分進入或離開腔室408之受保護外殼（在低溫處理的情況下，其通常是真空外殼）。合適的密封界面在殼體出口425處提供環境緊密密封，以協助在移動期間維持腔室408內之受保護環境，例如真空。
分配至腔室408中之處理材料可使用合適的真空系統423藉由排氣管線422排空。這樣的真空系統423亦可用於建立及維持處理腔室408在適當的、次大氣壓的處理壓力下。這樣的真空系統423可包括一或更多泵，以使真空壓力達到所需水平。
輔助腔室組件402界定容納噴嘴414之輔助腔室433。輔助腔室組件402包括從上端431延伸至下端432之圓柱形側壁430。環形凸緣436從下端432徑向朝外地突出，以提供頂部在基板410上方。下端432及凸緣436（及因此頂部）向下突出至腔室408中，使得間隙440存在於凸緣436與腔室殼體406之上覆表面442之間。利用此配置，由突出的輔助腔室組件402所提供之頂部438有助於圍阻及引導處理噴束404流至基板410之表面上，並接著橫越基板410之表面。
輔助腔室組件402包括噴嘴414。噴嘴414安裝至組件402上靠近上端431。噴嘴414包括凹入輔助腔室433中之噴嘴出口孔洞451。由於此配置，處理噴束404首先從噴嘴414射出至輔助腔室433中，在其中使處理噴束404塑形，然後朝下引導至處理腔室408中以處理基板410。
噴嘴414從流體供應系統446接收流體流動（例如，一或更多氣體及∕或一或更多液體之流動），流體供應系統446包括藉由供應管線420而耦接至噴嘴414之一或更多流體供應源448。可選地，流體供應系統446可進一步納入冷卻系統450，以在流體通過噴嘴414而擴張並分配至輔助腔室402之前將流體冷卻至期望的溫度。流體從流體源448經由管線452而供應至冷卻系統450。管線453將冷卻系統耦接至管線420。
可在如上所述之用於將流體流動供給至設備100之噴嘴146之溫度及壓力下，將流體流動供應至噴嘴414。供應至噴嘴414之流體流動可具有如上所述之關於供給至設備100之噴嘴146之流體流動之組成。供應至噴嘴414之流體流動可具有如上所述之關於供給至設備100之噴嘴146之流體流動之氣體及∕或液體含量。
控制系統460（可包括一或更多整合控制裝置）可用於監視、接收及∕或儲存處理資訊。例如，控制系統460可包括記憶體462，以儲存處理配方、命令結構、使用者界面、實時處理資訊、歷史處理資訊、進料供給、溫度控制、壓力控制、加熱控制、卡盤懸浮及旋轉、卡盤移動、基板裝載及卸載、卡盤412上之基板固持、處理控制反饋等。控制系統460可使用電腦處理器464以實行這些操作，並且通過與設備400之其它構件連繫之網路466而接收及發布指令及其它信號。
除了突出的輔助腔室組件402包括凸緣436以外，設備400之操作類似於設備100之操作，凸緣436有助於限制及引導處理噴束404。相反地，對於設備100，頂部123是主要用於限制及引導在設備100中所使用之處理噴束之表面。
圖10顯示出如何修改設備400以包括輔助腔室組件402之替代配置。在圖10中，輔助腔室組件402係結合在設備400中，使得其出口437與表面442齊平，俾使噴嘴414延伸而使得噴嘴出口孔洞451突出至處理腔室408中。在此修改中，表面442做為在基板410上方之頂部，以協助限制及引導噴束404。此外，即使噴嘴出口孔洞451沒有凹入輔助腔室433中而是超出腔室433並且進入處理腔室408中，吾人認為，在噴嘴出口孔洞451上方之出口437及輔助腔室433之位置有助於使噴束404回應於處理腔室408中之壓力變化而塑形。
在本說明書整篇中所提及的「一實施例」係意指與實施例結合說明之特定特徵、結構、材料、或特性被包含在本發明之至少一實施例中，但不表示其存在於每一實施例中。因此，在本說明書整篇中之不同地方所出現之「在一實施例中」詞語不一定關於本發明之同一實施例。再者，該等特定特徵、結構、材料、或特性可能在一或更多實施例中以任何適當方式加以結合。在其它實施例中，可包含各種額外的層及∕或結構，及∕或可省略所述的特徵。
當使用在本文中，「微電子基板」或「基板」一般關於在處理設備（例如，根據本發明之設備）中進行處理之物件或工作件，其中這樣的物件或工作件係旨在構成微電子元件之全部或一部分。微電子基板可包含元件（尤其是半導體或其它電子元件）之任何材料部分或結構，並且可為，例如，基底基板結構（例如半導體基板）、或在基底基板結構上或上方之一層（例如薄膜）。因此，基板不應被限制於任何特定基底結構、下方層或上方層、已圖案化或未圖案化，而應包含任何這樣的層或基底結構、以及層及∕或基底結構之任何組合。以下說明內容可能參照特定類型之基板，但此僅為了說明之目的而非做為限制。除了微電子基板之外，本文中所述之技術亦可用以清潔光罩基板，光罩基板可用於利用微影技術來圖案化微電子基板。
現在將參考以下說明性的範例而進一步描述本發明。 範例1
參考圖5，進行測試（測試1及2）以證明300 mm裸矽晶圓500之小微粒清潔，裸矽晶圓500之表面501被30 nm二氧化矽微粒所污染，然後分別在兩個不同的腔室壓力下暴露至低溫氣溶膠處理噴束。在19 Torr之相對較高的真空腔室壓力下之相對較集中的處理噴束被用於一測試。其與在4 Torr之較低的腔室壓力下之較大、較擴散的處理噴束但其它條件相同之第二測試進行比較。
為了製備用於測試之晶圓，將30 nm二氧化矽微粒濕式沉積在裸矽晶圓500上、老化3小時、然後放入根據圖1及圖4之低溫處理工具之真空腔室中。該工具係配置為具有控制腔室壓力之能力。將噴嘴安裝在圓柱形輔助腔室中，使得噴嘴孔洞距離基板50 mm。噴嘴孔洞之直徑為1.9 mm。噴嘴也在圓柱形輔助腔室中凹入27 mm。輔助腔室之直徑為42 mm。
為了進行測試，在21 psig及-173 °C（100 K）下將受到加壓及冷卻的氬供應至噴嘴，以產生對準至晶圓500上之流體處理噴束。第一測試在相對較低的壓力下進行，腔室壓力設定為4 Torr。在壓力較低之第一實驗中，基板在輔助腔室下方移動，通過以15 SLM（標準升∕分鐘）流動之處理噴束而到達一位置，在該位置處噴束之中心離晶圓中心75 mm。然後使晶圓500留在靜止位置，同時使100 SLM從輔助腔室流動10秒。在19 Torr之腔室壓力下重複此實驗。
在每一測試之後，分析晶圓表面，以檢查在處理之後餘留在晶圓表面上之微粒之分佈。通常，在產生的處理噴束之佔地面積中之微粒將被去除，而在處理噴束之佔地面積以外之表面上之微粒將餘留。
在圖5中示意性地顯示出在4 Torr（測試1）及19 Torr（測試2）壓力下之測試結果。結果顯示，在4 Torr下形成之處理噴束大得多且較擴散，環形清潔佔地面積502形成在晶圓表面501上。環形佔地面積502對應於在4 Torr之腔室壓力下從噴嘴發射至晶圓500上之處理噴束之形狀。此進一步顯示於對應的清潔輪廓506，其顯示出清潔效率（即，從表面501移除之微粒之百分比）為與噴嘴之中心軸510之距離之函數。輪廓506顯示出效率曲線508，其中清潔發生在環形區域512中。基本上沒有清潔發生在噴嘴正下方，如區域514所示。
在19 Torr下形成之處理噴束小得多且較密集，由在晶圓表面501上之較緊密的圓形清潔佔地面積504所示。此較緊密的佔地面積504對應於在19 Torr之腔室壓力下從噴嘴發射至晶圓500上之處理噴束之形狀。該噴束比在4 Torr下所形成之噴束更準直及集中。此進一步顯示於對應的清潔輪廓516，其顯示出清潔效率為與噴嘴之中心軸520之距離之函數。輪廓516顯示出效率曲線518，其中清潔發生在圓形區域522中。在19 Torr所形成之噴束提供了在噴嘴正下方之清潔，如對應的清潔輪廓所示。噴嘴之中心軸520位於曲線518之中心區域之中心，顯示在19 Torr下大量的清潔發生在噴嘴正下方。
對於較大的清潔區域，在4 Torr下所形成之較大的環形噴束可能是較適合的，以提供較高的產量。即使在任何時間點、在噴嘴正下方之區域並未被清潔，但藉由掃掠可相對於噴嘴而旋轉及∕或移動之晶圓，掃掠可更快地清潔整個晶圓。在4 Torr下所形成之較擴散流動亦可能更適合於不涉及精細結構之未圖案化基板。
對於具有凹槽之基板，在19 Torr下所形成之較集中的流動可能較好，因為相較於較側向或斜向的流動，噴束具有較筆直的直接視線進入這樣的凹槽中。較小的噴束亦可能更適合於清潔較小的微粒、或更精細的結構。
僅僅藉由調整壓力，便可以容易且快速地控制噴束尺寸。因此，當掃掠同一基板時，可根據需要改變噴束尺寸。如此一來，某些部分可利用一輪廓加以處理，而其它部分利用不同的噴束輪廓加以處理。其它部分可利用兩輪廓依序加以處理。可藉由多個循環而重複這樣的序列。 範例2
進行測試以評估流率及腔室壓力如何影響用於從晶圓表面清潔微粒之流體處理噴束之形狀及尺寸。使用表面被30 nm二氧化矽微粒所污染之300 mm裸矽晶圓以進行測試。使用表2-1中所述之條件，在四個不同的測試（測試3、4、5及6）中使受污染的晶圓暴露於流體處理噴束。
為了製備用於測試之每一測試晶圓，將30 nm二氧化矽微粒濕式沉積在裸矽晶圓500上、老化1小時、然後放入根據圖1及圖4之低溫處理工具之真空腔室中。該工具係配置為具有控制腔室壓力之能力。將噴嘴安裝在圓柱形輔助腔室中，使得噴嘴孔洞距離基板50 mm。噴嘴孔洞之直徑為0.0925英吋（2.35 mm）。噴嘴也在圓柱形輔助腔室中凹入27 mm。輔助腔室之直徑為42 mm。
對於所有四個測試，在-173 °C（100 K）及表2-1中所示之預膨脹壓力下，將受到加壓及冷卻的氬供應至噴嘴。當供應至噴嘴時，氬之壓力及溫度被選擇，以協助確保供應至噴嘴之受到加壓及冷卻的氬在供應管線中仍然為氣體，以避免液體含量。對於所有四個測試，使流體從噴嘴噴射至輔助腔室中，然後進入處理腔室做為包括氣體團簇之流體處理噴束。相較於使用主要由液體微粒及∕或固體微粒所組成之處理噴束，氣體團簇是有利的，以提供對於大（超過100 nm）及較小（低於100 nm）微粒之優異清潔，且降低損壞元件特徵部之風險。 表2-1
對於每一測試，噴束被定位並且用於在靜止位置處清潔晶圓10秒。在每一測試之後，分析晶圓表面，以檢查在處理後餘留在晶圓表面上之微粒之分佈。通常，在產生的處理噴束之佔地面積中之微粒將被去除，而在處理噴束之佔地面積以外之表面上之微粒將餘留。
測試結果顯示在圖 6a及6b。圖6a顯示出測試3（虛線）及測試4（實線）之曲線圖，其中HRE（%）為與噴嘴軸之距離（mm）之函數。圖6b顯示出測試5（虛線）及測試6（實線）之曲線圖，其中HRE（%）為與噴嘴軸之距離（mm）之函數。 HRE（%）是指霧度去除效率（haze removal efficiency），其為與中心噴嘴軸之距離之函數。這表示為，當故意將微粒置放在裸矽晶圓上以故意改變霧度程度、然後進行處理以判定霧度信號是否因此而改變時，霧度信號之百分比變化。在噴嘴分配處理期間所暴露之區域中之霧度信號之變化係轉化為清潔。此方法可獲得有關噴束輪廓加之於小微粒（可能小於微粒掃掠工具之解析度）之細微細節。
關於在160 slm下進行之測試3及4，圖6a顯示出，使用19 Torr之相對較高的腔室壓力導致較緊密的清潔噴束（直徑約40 mm，從噴嘴軸延伸20 mm半徑）而在噴嘴正下方進行清潔，但相較於噴嘴正下方，在半徑約10 mm處發生更多清潔。此清潔噴束之佔地面積通常是圓形的。相反，將腔室壓力降低至7 Torr，導致噴束具有較寬的、環形的佔地面積（從噴嘴軸徑向朝外延伸約5 mm至約40 mm，使得內環狀邊界之直徑約為10 mm且外環狀邊界之直徑約為80 mm），而在噴嘴正下方基本上沒有發生清潔。此外，在環狀中之噴束強度較低，如測試4之較低HRE尖峰（相較於測試3）所示。
如圖6a所示，對於在100 slm下進行之測試5及6，可看到類似的效果模式，儘管100 slm之較低流率（相較於160 slm）提供了強度較小之噴束，如較小的HRE尖峰所示。腔室壓力為19 Torr之測試5（實線）產生相對緊密的圓形噴束而在噴嘴下方進行清潔。相反地，腔室壓力為4 Torr之測試6（虛線）產生較寬的環形噴束而具有較小的HRE尖峰。
在100 slm之流率下發生且使用2.35 mm之噴嘴孔洞之測試5及6之結果亦可與範例1中使用100 slm及1.9 mm之較小噴嘴孔洞之結果進行比較。範例1中之清潔效率較高，表示具有較受限的噴嘴孔洞之相同流動傾向於提供清潔效率較高之較高能量噴束。因此，使用較小的孔洞在許多實施模式中可用於獲得較高的清潔效率，儘管使用較大的孔洞仍然可用於避免過度傷害處理中之敏感元件特徵部。 範例3
進行測試以評估流率、噴嘴孔洞尺寸及間隙距離（如圖4中之間隙距離126所示）如何影響用於從晶圓表面清潔微粒之流體處理噴束之形狀及尺寸。使用表面被100 nm二氧化矽微粒所污染之300 mm裸矽晶圓以進行測試。使用表3-1中所述之條件，在三個不同的測試（測試7、8及9）中使受污染的晶圓暴露於流體處理噴束。對於所有三個測試，在-173 °C（100 K）及表3-1中所示之預膨脹壓力下，將受到加壓及冷卻的氬供應至噴嘴。壓力及溫度被選擇，以協助確保供應至噴嘴之受到加壓及冷卻的氬在供應管線中仍然為氣體，以避免液體含量。對於所有三個測試，噴嘴被定位為其出口孔洞位於輔助腔室之外並突出至處理腔室中，使得噴嘴出口並未凹入輔助腔室中。輔助腔室仍然在射出的噴束上方打開，且在噴束軸上方之此開放容積被認為仍然有助於回應壓力變化之噴束塑形。使流體從噴嘴噴射至處理腔室中，做為包括氣體團簇之流體處理噴束。相較於使用主要由液體微粒及∕或固體微粒所組成之處理噴束，氣體團簇是有利的，以提供對於大（超過100 nm）及較小（低於100 nm）微粒之優異清潔，且降低損壞元件特徵部之風險。 表 3-1
對於每一測試，噴束被定位並且用於在靜止位置處清潔晶圓10秒。在每一測試之後，分析晶圓表面，以檢查在處理後餘留在晶圓表面上之微粒之分佈。通常，在產生的處理噴束之佔地面積中之微粒將被去除，而在處理噴束之佔地面積以外之表面上之微粒將餘留。
測試結果顯示在圖7及圖8。圖7顯示出晶圓清潔圖像300（測試3）、302（測試4）及304（測試5）。這些圖像顯示出對應於所得處理噴束之形狀之受清潔區域、以及對應於處理噴束以外之晶圓表面區域之未清潔區域。圖8顯示出每一測試所得到之清潔效率輪廓308（測試7）、310（測試8）及312（測試9）。輪廓308、310及312顯示出以HRE（%）表示之清潔效率。
晶圓圖像300及清潔效率輪廓308顯示出，以小間隙、大孔洞、低腔室壓力及高流率所產生之噴束如何產生環形的、經塑形的清潔佔地面積在晶圓表面上。此提供了寬的清潔區域，在噴嘴正下方基本上沒有清潔。使用這種噴束來清潔旋轉中及∕或移動中的晶圓將快速地處理整個晶圓表面而具有高產量。
測試7在輔助腔室與晶圓表面之間這樣的小間隙提供環狀的清潔噴束之能力是違反直覺及有益的。為了解釋在使用氣體團簇處理噴束時所產生的環狀，提出可能的理論，但不希望受限於此。一般相信，相較於發生清潔之環形區域，在噴嘴下方之中心區域可能是壓力相對較高之區域。在這樣的高壓區域中，具有如此狹窄的間隙間隔，氣體團簇可能不是有效的清潔劑，因為在氣體團簇之間可能發生許多碰撞而耗盡中心區域之能量，使得能量不足以用於清潔。造成在噴嘴正下方之所謂的死點，其可能僅僅與使用狹窄的間隙間隔在高流率下使用氣體團簇在較低的腔室壓力下使用大噴嘴孔洞相關。相反地，在環狀區域中，氣體團簇較可能保留較多的動能而在那裡完成清潔。
晶圓圖像302及304及清潔效率輪廓310及312顯示出，如何利用較大的間隙間隔、較小的孔洞、及較高的腔室壓力而提供可使用高度集中及準直的氣體團簇處理噴束以產生較小的處理噴束之條件，較小的處理噴束可在噴嘴正下方進行清潔。這樣的集中、準直的噴束將具有較高的能量密度（相較於測試7所產生之較擴散的環形噴束）。在以上描述中，已經提出了特定細節，例如處理系統之特定幾何形狀以及使用於其中之各種構件及處理之描述。然而，應當了解，本文中之技術可在偏離這些特定細節之其它實施例中實施，且這樣的細節是用於解釋而非限制之目的。本文中所述之實施例已經參考附圖而加以描述。類似地，為了解釋之目的，已經提出了特定的數目、材料及配置，以便提供徹底的了解。然而，沒有這樣的特定細節，實施例亦可實施。具有實質相同的功能構造之構件係由相同的元件符號加以表示，因此可省略任何多餘的描述。
各種技術係以多個分散的操作加以說明，以協助了解各種實施例。說明的順序不應被解讀為暗示著這些操作必然是順序相依的。更確切地，這些操作不需要以呈現的順序來施行。所述操作之實施順序可不同於所述實施例之順序。在其它實施例中，可實施各種額外的操作及∕或可省略所述的操作。
熟悉此項技藝者亦應了解，上述技術之操作可能有許多變化，但仍然達到與本發明相同之目的。本揭示內容應涵蓋這樣的變化。如此一來，本發明實施例之上述說明不應被限制。本發明實施例之任何限制係呈現於以下的申請專利範圍中。
為了所有目的，本文中所引用之所有專利案、專利申請案及公開案每一者之整體內容係藉由參照而併入。上述的實施方式僅僅是為了清楚理解而提出。不應將其視為不必要的限制。本發明不限於所述及所示之確切細節，因為對於熟習此項技藝者而言為顯而易見的變化將被包含在由申請專利範圍所定義之本發明內。
100‧‧‧低溫處理系統
102‧‧‧殻體
103‧‧‧蓋體
104‧‧‧真空處理腔室
108‧‧‧排氣室
110‧‧‧基板
112‧‧‧卡盤
118‧‧‧上表面
120‧‧‧輔助腔室
122‧‧‧輔助出口
123‧‧‧腔室頂部
124‧‧‧頭部空間
126‧‧‧間隙
128‧‧‧處理噴束
130‧‧‧移動路徑
131‧‧‧噴束寬度
132‧‧‧旋轉軸
134‧‧‧旋轉自由度
136‧‧‧移動機構
138‧‧‧移動桿
142‧‧‧殼體出口
146‧‧‧噴嘴
148‧‧‧第一端
150‧‧‧第二端
151‧‧‧噴嘴孔洞
152‧‧‧處理噴霧
154‧‧‧凹陷距離
156‧‧‧側壁
158‧‧‧蓋體
160‧‧‧中心軸
162‧‧‧受塑形的流動
164‧‧‧流體供應系統
166‧‧‧流體源
168‧‧‧冷卻系統
170‧‧‧供應管線
172‧‧‧管線
173‧‧‧管線
174‧‧‧真空系統
176‧‧‧控制系統
178‧‧‧記憶體
180‧‧‧處理器
182‧‧‧網路
186‧‧‧腔室主體
192‧‧‧上部密封件
194‧‧‧下部密封件
196‧‧‧連接構件
198‧‧‧母構件
200‧‧‧公構件
202‧‧‧墊圈
203‧‧‧機器螺釘
210‧‧‧第一主體
222‧‧‧第二主體
300, 302, 304‧‧‧晶圓清潔圖像
308, 310, 312‧‧‧清潔效率輪廓
400‧‧‧設備
402‧‧‧輔助腔室組件
404‧‧‧處理噴束
406‧‧‧處理腔室殻體
408‧‧‧處理腔室
410‧‧‧微電子基板
412‧‧‧卡盤
413‧‧‧軸
414‧‧‧噴嘴
415‧‧‧旋轉自由度
417‧‧‧移動自由度
420‧‧‧供應管線
422‧‧‧排氣管線
423‧‧‧真空系統
424‧‧‧移動機構
425‧‧‧殼體出口
426‧‧‧移動臂
430‧‧‧側壁
431‧‧‧上端
432‧‧‧下端
433‧‧‧輔助腔室
436‧‧‧凸緣
437‧‧‧出口
440‧‧‧間隙
442‧‧‧上覆表面
446‧‧‧流體供應系統
448‧‧‧流體供應源
450‧‧‧冷卻系統
451‧‧‧噴嘴出口孔洞
452‧‧‧管線
453‧‧‧管線
460‧‧‧控制系統
462‧‧‧記憶體
464‧‧‧電腦處理器
466‧‧‧網路
500‧‧‧祼矽晶圓
501‧‧‧表面
502‧‧‧佔地面積
504‧‧‧佔地面積
506‧‧‧清潔輪廓
508‧‧‧效率曲線
510‧‧‧中心軸
512‧‧‧環形區域
514‧‧‧區域
516‧‧‧清潔輪廓
518‧‧‧效率曲線
520‧‧‧中心軸
522‧‧‧圓形區域
隨附圖式併入此說明書中並構成說明書之一部分，其繪示本發明之實施例，並且與上述的發明內容及下述的實施方式一起用於解釋本發明。
圖1包括根據本發明之設備之示意圖，其中該設備包括與處理腔室流體連通之輔助腔室，且噴嘴係安裝在輔助腔室中。
圖2顯示出圖1之設備，其中在真空處理腔室中之壓力較低，造成較寬、較擴散的處理噴束。
圖3顯示出圖1之設備，其中在真空處理腔室中之壓力較高，造成較小、較集中的處理噴束。
圖4是圖1之設備之一部分之側剖面圖，更詳細地顯示出輔助腔室及噴嘴。
圖5示意性地繪示出測試結果，其顯示調整圖1之設備之真空處理腔室中之壓力如何用於調整處理噴束之尺寸及改變其清潔輪廓。
圖6a顯示出範例2之測試3及4所獲得之清潔輪廓。
圖6b顯示出範例2之測試5及6所獲得之清潔輪廓。
圖7顯示出微粒晶圓圖像之形式之測試結果，其顯示調整工具配置及處理條件如何用於調整處理噴束之形狀、尺寸及其清潔輪廓。
圖8顯示出對應於圖7之微粒晶圓圖像之測試結果，其中圖8之測試結果是清潔效率輪廓之形式。
圖9顯示出本發明之設備之替代實施例，其包括輔助腔室組件之替代配置。
圖10顯示出圖9之設備之修改，其包括替代的輔助腔室組件配置及相對於輔助腔室之替代噴嘴配置。

Claims (29)

  1. 一種利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，包括： a. 一真空處理腔室，包括一工作件支座，在處理期間該微電子工作件係放置於該工作件支座上，其中該真空處理腔室包括一可控制的真空壓力； b. 一輔助腔室，與該真空處理腔室係流體連通，使得從該輔助腔室分配至該真空處理腔室中之一流體處理噴束係瞄準至放置在該工作件支座上之該微電子工作件上，其中分配至該真空處理腔室中之該流體處理噴束包括一噴束尺寸，該噴束尺寸係可調整的以回應在該真空處理腔室中之壓力改變，使得該噴束尺寸可根據需要藉由調整該可控制的真空壓力而調整；及 c. 至少一噴嘴，與該輔助腔室係流體連通，使得該噴嘴分配一流體噴霧至該輔助腔室中，使得在從該輔助腔室分配至該真空處理腔室中做為該流體處理噴束之前，從該噴嘴分配之該流體噴霧在該輔助腔室中受到限制及塑形成為一經塑形的流體噴束。
  2. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，更包括一控制系統，該控制系統包括複數程式指令，該複數程式指令藉由包括控制該真空壓力之一或更多處理控制步驟而可控制地使該流體處理噴束之該噴束尺寸準直。
  3. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該處理腔室包括在該工作件上方之一頂部，及其中該處理腔室之該頂部係設置為足以提供一間隙在該頂部與該基板之間而有助於使得該處理噴束徑向地朝外流動而橫跨該微電子工作件。
  4. 如申請專利範圍第3項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該間隙在從20 mm至100 mm之範圍中。
  5. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該控制系統在一處理之過程期間調節該可控制的真空壓力。
  6. 如申請專利範圍第2項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該控制系統在不同處理之過程期間調節該可控制的真空壓力。
  7. 如申請專利範圍第2項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該控制系統調整該可控制的真空壓力，以具有不同尺寸之一序列的流體處理噴束而處理在一基板上之一共同區域。
  8. 如申請專利範圍第2項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該控制系統調整該可控制的真空壓力，使得具有一相對大的流體處理噴束之一第一處理部分發生，及使用一相對較集中的流體處理噴束之一第二處理部分在該第一處理之前或之後發生。
  9. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該可控制的真空壓力在從1 mTorr至750 Torr之範圍內。
  10. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該可控制的真空壓力在50 Torr以下。
  11. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該可控制的真空壓力在25 Torr以下。
  12. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該噴嘴具有一配置在該輔助腔室中，該配置係對稱及凹陷的。
  13. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該輔助腔室包括一側壁及一蓋體，及其中該噴嘴係從該輔助腔室之該側壁及該蓋體凹入。
  14. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該輔助腔室具有一圓柱形幾何形狀，該圓柱形幾何形狀具有一中心軸，及其中該噴嘴係配置在該中心軸上。
  15. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中一受到加壓及冷卻的流體被供應至該噴嘴，其中該受到加壓及冷卻的流體係在從70 K至150 K之範圍內之溫度及從10 psig至100 psig之範圍內之壓力下，使得至少99重量百分比的該受到加壓及冷卻的流體係處於氣態。
  16. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中一受到加壓及冷卻的流體被供應至該噴嘴，其中該受到加壓及冷卻的流體係在從70 K至150 K之範圍內之溫度及從10 psig至100 psig之範圍內之壓力下，使得至少10重量百分比的該受到加壓及冷卻的流體係處於液態，及小於1重量百分比係處於固態。
  17. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中一受到加壓及冷卻的流體係供應至該噴嘴，其中該受到加壓及冷卻的流體包括氮及∕或氬。
  18. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中一受到加壓及冷卻的流體係供應至該噴嘴，其中該受到加壓及冷卻的流體包括氮。
  19. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中一受到加壓及冷卻的流體係供應至該噴嘴，其中該受到加壓及冷卻的流體包括氬。
  20. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該噴嘴具有一出口孔洞，相對於該輔助腔室之一出口，該出口孔洞以從5 mm至200 mm之範圍內之距離凹入在該輔助腔室中。
  21. 如申請專利範圍第1項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，該噴嘴包括耦接至一流體供應器之一第一主體及包含一噴嘴孔洞之一第二主體，其中該第二主體係可拆卸地附接至該第一主體。
  22. 一種利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，包括： a. 一真空處理腔室，包括一工作件支座，在處理期間該微電子工作件係放置於該工作件支座上，其中該真空處理腔室包括一可控制的真空壓力； b. 一噴嘴系統，傳送一流體處理噴束至該真空處理腔室中及該微電子工作件上，該噴嘴系統包括 (i) 一輔助腔室，與該真空處理腔室流體連通，及 (ii) 至少一噴嘴，容納及凹陷在該輔助腔室中，其中： i. 該噴嘴係流體連接至一流體供應系統，該流體供應系統包括一受到加壓及冷卻的流體，該噴嘴將該受到加壓及冷卻的流體以噴霧傳送至該輔助腔室中； ii. 分配至該輔助腔室中之該流體噴霧在該輔助腔室中受到限制及塑形成為一經塑形的流體噴束；及 iii. 該輔助腔室與該真空處理腔室係流體連通及配置在該工作件支座上，使得該經塑形的流體噴束從該輔助腔室被分配至該真空處理腔室中做為一流體處理噴束，該流體處理噴束係瞄準至放置在該工作件支座上之該微電子工作件上，其中分配至該真空處理腔室中之該流體處理噴束包括一噴束尺寸，該噴束尺寸係可調整的以回應在該真空處理腔室中之壓力改變，使得該噴束尺寸可根據需要藉由調整該可控制的真空壓力而調整。
  23. 如申請專利範圍第22項之利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，其中該處理腔室更包括在該工作件上方之一頂部，其中該處理腔室之該頂部係設置為足以提供一間隙在該頂部與該基板之間而有助於使得該處理噴束徑向地朝外流動而橫跨該微電子工作件。
  24. 一種利用處理流體以處理微電子工作件之方法，包括下列步驟： a. 提供一微電子工作件，其中該微電子工作件係支撐在一真空處理腔室中之一工作件支座上，其中該真空處理腔室包括一可控制的真空壓力； b. 經由一噴嘴將一受到加壓及冷卻的流體以噴霧傳送至一輔助腔室中，該輔助腔室具有一側壁及一蓋體，其中該噴嘴包括至少一噴嘴孔洞，相對於開放至該真空處理腔室中之一輔助腔室出口，該噴嘴孔洞以一凹陷距離凹入在該輔助腔室中，及其中該噴嘴孔洞係從該輔助腔室之該側壁及該蓋體凹入； c. 將在該輔助腔室中之經噴霧傳送的該受到加壓及冷卻的流體加以塑形，以提供一經塑形的流體噴束； d. 將該經塑形的流體噴束從該輔助腔室分配至該真空處理腔室中及該微電子工作件上，做為一經分配的流體處理噴束，該經分配的流體處理噴束具有一噴束尺寸，其中該噴束尺寸係藉由在該真空處理腔室中之壓力改變而加以調整，使得該噴束尺寸可根據需要藉由調整該可控制的真空壓力而調整；及 e. 提供一控制系統，該控制系統改變該可控制的真空壓力，以維持或調整該流體處理噴束之該噴束尺寸。
  25. 如申請專利範圍第24項之利用處理流體以處理微電子工作件之方法，其中該處理腔室包括在該工作件上方之一頂部，該方法更包括以下步驟：設置該頂部為足以接近該基板，以提供一間隙在該頂部與該基板之間而有助於使得該處理噴束徑向地朝外流動而橫跨該微電子工作件。
  26. 一種利用處理流體以處理微電子工作件之方法，包括下列步驟： a. 提供一微電子工作件，其中該微電子工作件係支撐在一真空處理腔室中之一支座上，其中該真空處理腔室具有一可控制的真空壓力； b. 提供一輔助腔室，該輔助腔室經由至少一輔助腔室出口與該真空處理腔室流體連通，該至少一輔助腔室出口在該微電子工作件上方； c. 從一噴嘴孔洞將一受到加壓及冷卻的流體以噴霧傳送至該輔助腔室中，該噴嘴孔洞從該輔助出口、該輔助腔室之一側壁、及該輔助腔室之一蓋體凹入在該輔助腔室中； d. 使用被分配至該輔助腔室中之該經噴霧傳送的流體，以形成一流體處理噴束，該流體處理噴束具有一噴束尺寸，其中該噴束尺寸係藉由在該真空處理腔室中之壓力改變而調整，使得該噴束尺寸可根據需要藉由調整該可控制的真空壓力而調整；及 e. 從該輔助腔室將該流體處理噴束分配至該微電子工作件上。
  27. 如申請專利範圍第26項之利用處理流體以處理微電子工作件之方法，更包括以下步驟：控制該真空處理腔室之該真空壓力，以調整該流體處理噴束之該噴束尺寸。
  28. 一種利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，包括： a. 一殼體，界定一真空處理腔室，該真空處理腔室包括一工作件支座，在處理期間該微電子工作件係放置於該工作件支座上，及其中該殼體包括一蓋體結構； b. 一輔助腔室，經由該蓋體結構中之一輔助腔室出口而流體連接至該真空處理腔室，該輔助腔室出口提供從該輔助腔室至該真空處理腔室中之一出口，其中該輔助腔室出口之佔地面積（footprint）係小於該微電子工作件之佔地面積； c. 一流體供應系統，包括一或更多流體；及 d. 至少一噴霧噴嘴，其中該噴霧噴嘴係耦接至該流體供應系統而足以分配該一或更多流體做為一流體噴霧，及其中該噴霧噴嘴係凹入在該輔助腔室中，使得該流體噴霧被分配至該輔助腔室中、及接著從該輔助腔室被分配至在該真空處理腔室中之該微電子工作件上。
  29. 一種利用處理噴霧以處理微電子工作件之系統，包括： a. 一真空處理腔室，包括一工作件支座，在處理期間該微電子工作件係放置於該工作件支座上，其中該真空處理腔室包括一可控制的真空壓力； b. 一輔助腔室，與該真空處理腔室係流體連通及具有一出口，在該處理期間該出口在該工作件上方；及 c. 至少一噴嘴，具有一噴嘴出口孔洞，該噴嘴出口孔洞開放至該真空處理腔室中，該噴嘴出口孔洞係設置使得當從該噴嘴出口孔洞分配該處理噴霧以處理該工作件時，該輔助腔室之該出口在該噴嘴出口孔洞上方。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109923659B (zh) 2016-11-09 2024-03-12 东京毅力科创Fsi公司 用于在处理室中处理微电子衬底的磁悬浮且旋转的卡盘
TWI765936B (zh) 2016-11-29 2022-06-01 美商東京威力科創Ｆｓｉ股份有限公司 用以對處理腔室中之微電子基板進行處理的平移與旋轉夾頭
CN110268513A (zh) 2017-01-27 2019-09-20 东京毅力科创Fsi公司 用于在工艺室中旋转和平移衬底的系统和方法
US11545387B2 (en) 2018-07-13 2023-01-03 Tel Manufacturing And Engineering Of America, Inc. Magnetic integrated lift pin system for a chemical processing chamber
KR20220039622A (ko) 2020-09-21 2022-03-29 주식회사 엘지에너지솔루션 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3538883A (en) 1967-12-12 1970-11-10 Alco Standard Corp Vacuum chuck with safety device
JPS603555B2 (ja) * 1979-02-13 1985-01-29 株式会社島津製作所 物質表面除去方法
DE4237928C2 (de) 1992-07-09 1995-01-19 Siemens Ag Mikroschalter mit einem Magnetfeld-Sensor
US5598974A (en) 1995-01-13 1997-02-04 Nordson Corporation Reduced cavity module with interchangeable seat
KR970052711A (ko) * 1995-12-05 1997-07-29 제임스 조셉 드롱 웨이퍼 가공처리시 미립자 오염물의 감소방법 및 장치
US5730803A (en) 1996-02-23 1998-03-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for transferring heat from a hot electrostatic chuck to an underlying cold body
JPH10249692A (ja) 1997-03-11 1998-09-22 Nidek Co Ltd レンズ研削加工装置、レンズ研削加工方法及びそのための部品
US7416611B2 (en) 1997-05-09 2008-08-26 Semitool, Inc. Process and apparatus for treating a workpiece with gases
US20020157686A1 (en) 1997-05-09 2002-10-31 Semitool, Inc. Process and apparatus for treating a workpiece such as a semiconductor wafer
US5961732A (en) * 1997-06-11 1999-10-05 Fsi International, Inc Treating substrates by producing and controlling a cryogenic aerosol
US5965047A (en) 1997-10-24 1999-10-12 Steag Ast Rapid thermal processing (RTP) system with rotating substrate
TW392226B (en) 1997-11-05 2000-06-01 Tokyo Electron Ltd Apparatus for processing substrate
ES2293670T3 (es) 1997-11-21 2008-03-16 Nidek Co., Ltd. Aparato de pulido de lentes.
JP3909619B2 (ja) 1998-05-19 2007-04-25 独立行政法人理化学研究所 磁気ディスク基板の鏡面加工装置及び方法
US6146463A (en) 1998-06-12 2000-11-14 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for aligning a substrate on a support member
US6680253B2 (en) 1999-01-22 2004-01-20 Semitool, Inc. Apparatus for processing a workpiece
JP3398936B2 (ja) 1999-04-09 2003-04-21 日本エー・エス・エム株式会社 半導体処理装置
JP2001313329A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Applied Materials Inc 半導体製造装置におけるウェハ支持装置
US6483336B1 (en) 2000-05-03 2002-11-19 Cascade Microtech, Inc. Indexing rotatable chuck for a probe station
US6670807B2 (en) 2002-01-16 2003-12-30 Applied Materials, Inc. Proximity sensor detecting loss of magnetic field complete
US6756751B2 (en) 2002-02-15 2004-06-29 Active Precision, Inc. Multiple degree of freedom substrate manipulator
US20030178145A1 (en) 2002-03-25 2003-09-25 Applied Materials, Inc. Closed hole edge lift pin and susceptor for wafer process chambers
US20030230323A1 (en) 2002-06-14 2003-12-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for improving scrubber cleaning
US6932558B2 (en) 2002-07-03 2005-08-23 Kung Chris Wu Wafer aligner
KR100460807B1 (ko) 2002-07-08 2004-12-09 삼성전자주식회사 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 외관 검사장치와 이를이용하는 세정설비 및 그 검사방법
KR100532200B1 (ko) 2003-02-21 2005-11-29 삼성전자주식회사 불순물 포집 장치 및 방법
DE102004036435B4 (de) 2003-08-07 2007-08-30 Nanophotonics Ag Haltevorrichtung für scheibenförmige Objekte
US7730737B2 (en) 2004-12-21 2010-06-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Cooling station lifter pins
US8038796B2 (en) 2004-12-30 2011-10-18 Lam Research Corporation Apparatus for spatial and temporal control of temperature on a substrate
US20060162739A1 (en) 2005-01-21 2006-07-27 Nikon Corporation Cleaning chuck in situ
US20070209684A1 (en) 2006-03-07 2007-09-13 Applied Materials, Inc. Copper deposition chamber having integrated bevel clean with edge bevel removal detection
US7800735B2 (en) 2006-04-21 2010-09-21 Kla-Tencor Technologies Corporation Z-stage with dynamically driven stage mirror and chuck assembly
WO2007132609A1 (ja) 2006-05-15 2007-11-22 Tokyo Electron Limited 基板処理方法、基板処理装置および記録媒体
US8057153B2 (en) 2006-09-05 2011-11-15 Tokyo Electron Limited Substrate transfer device, substrate processing apparatus and substrate transfer method
US7607647B2 (en) 2007-03-20 2009-10-27 Kla-Tencor Technologies Corporation Stabilizing a substrate using a vacuum preload air bearing chuck
US8057602B2 (en) 2007-05-09 2011-11-15 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for supporting, positioning and rotating a substrate in a processing chamber
US20090314211A1 (en) 2008-06-24 2009-12-24 Applied Materials, Inc. Big foot lift pin
JP2010021041A (ja) 2008-07-11 2010-01-28 Sumco Corp イオン注入装置のウェーハ保持具
US20110188974A1 (en) 2008-07-15 2011-08-04 Ulvac Technologies, Inc. Work-piece transfer systems and methods
JP2010087361A (ja) * 2008-10-01 2010-04-15 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法
US8844546B2 (en) 2008-10-01 2014-09-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for cleaning semiconductor substrate using pressurized fluid
US8314371B2 (en) 2008-11-06 2012-11-20 Applied Materials, Inc. Rapid thermal processing chamber with micro-positioning system
CN102597312B (zh) * 2009-11-16 2015-08-05 Fei公司 用于束处理系统的气体传输
JP2012012628A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Hitachi High-Technologies Corp 基板処理装置
US9421617B2 (en) 2011-06-22 2016-08-23 Tel Nexx, Inc. Substrate holder
JP5776397B2 (ja) 2011-07-19 2015-09-09 東京エレクトロン株式会社 洗浄方法、処理装置及び記憶媒体
US10269615B2 (en) 2011-09-09 2019-04-23 Lam Research Ag Apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
US9385020B2 (en) 2011-12-19 2016-07-05 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate holding and rotating device, substrate treatment apparatus including the device, and substrate treatment method
JP5606471B2 (ja) 2012-02-20 2014-10-15 株式会社東芝 基板回転保持装置および基板処理装置
JP5984424B2 (ja) * 2012-02-27 2016-09-06 国立大学法人京都大学 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び真空処理装置
US20130233356A1 (en) 2012-03-12 2013-09-12 Lam Research Ag Process and apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
CN102646619B (zh) * 2012-04-28 2014-12-03 中微半导体设备(上海)有限公司 腔室的压力控制方法
US9255894B2 (en) 2012-11-09 2016-02-09 Kla-Tencor Corporation System and method for detecting cracks in a wafer
US9691641B2 (en) * 2012-12-13 2017-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method of cleaning wafers
JP5950855B2 (ja) * 2013-03-19 2016-07-13 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置およびイオン注入装置のクリーニング方法
JP6311236B2 (ja) * 2013-08-20 2018-04-18 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置
US9597701B2 (en) 2013-12-31 2017-03-21 Lam Research Ag Apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
JP6304592B2 (ja) 2014-03-25 2018-04-04 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
TWI678721B (zh) 2014-10-06 2019-12-01 美商東京威力科創Ｆｓｉ股份有限公司 以低溫流體混合物處理基板的系統及方法
US9564378B2 (en) 2014-12-10 2017-02-07 Tel Fsi, Inc. Detection of lost wafer from spinning chuck
CN106711062B (zh) * 2015-11-17 2019-07-12 沈阳芯源微电子设备股份有限公司 一种工艺反应腔体气流场的实现装置及其实现方法
JP6670674B2 (ja) * 2016-05-18 2020-03-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
CN109923659B (zh) 2016-11-09 2024-03-12 东京毅力科创Fsi公司 用于在处理室中处理微电子衬底的磁悬浮且旋转的卡盘
TWI765936B (zh) 2016-11-29 2022-06-01 美商東京威力科創Ｆｓｉ股份有限公司 用以對處理腔室中之微電子基板進行處理的平移與旋轉夾頭
WO2018106952A1 (en) 2016-12-07 2018-06-14 Tel Fsi, Inc. Wafer edge lift pin design for manufacturing a semiconductor device
CN110268513A (zh) 2017-01-27 2019-09-20 东京毅力科创Fsi公司 用于在工艺室中旋转和平移衬底的系统和方法

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