用于衬底漂洗和干燥的方法 |
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| 申请号 | CN201480013368.X | 申请日 | 2014-03-14 | 公开(公告)号 | CN105026058B | 公开(公告)日 | 2017-10-10 |
| 申请人 | 东京毅力科创株式会社; | 发明人 | 卡洛斯·A·丰塞卡; 迈克尔·A·卡尔卡西; | ||||
| 摘要 | 公开了一种用于最优化 半导体 制造中的漂洗和干燥过程的方法。该最优化 力 图在保持低的 缺陷 数和高的器件良率的情况下最大化处理吞吐量，并且该最优化利用模拟和试验数据来设定漂洗和干燥过程的最优工艺参数。还公开了漂洗液体和吹扫气体 喷嘴 移动的改进方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于衬底漂洗和干燥的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 用于衬底漂洗和干燥的方法[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请基于并要求于2013年3月14日提交的题为“用于衬底漂洗和干燥的方法和设备”(参考号CT-113PROV)的共同未决的美国临时专利申请第61/783,060号的权益与优先权，其全部内容通过引用合并到本文中。 [0003] 发明的背景 技术领域背景技术[0005] 在半导体制造中的许多过程中通常使用漂洗和干燥步骤。在光刻中，在光刻胶显影之后使用该步骤以漂洗显影剂以及被显影的光刻胶，并且在从处理工具中移除衬底之前对衬底进行干燥。在衬底的其他湿法处理中也使用这些步骤，例如，在衬底的湿法清洗之后或在电化学沉积之后。 [0006] 在典型的漂洗和干燥步骤中，衬底安装在旋转卡盘上并且以设定的转速转动。漂洗液体从一个喷嘴或多个喷嘴分配到衬底上，该漂洗液体移置了需要从衬底去除的污染物。污染物例如可以是显影液、清洗液或用于电化学沉积的电解液。在典型的过程中，漂洗液被引入至衬底的中心处，首先从衬底的中心径向地移置污染物。通过衬底转动以及通过随后开启的吹扫气体流来帮助径向移置污染物与漂洗液体，其中吹扫气体流被用于从衬底去除污染物和漂洗液体的最后的液滴以及痕迹。漂洗液体分配喷嘴和吹扫气体的一个喷嘴或多个喷嘴通常从衬底的中心朝向衬底的边缘沿总体上向外的方向横穿衬底的表面移动，从而在后面留下了干净的且干燥的部分。在衬底的仍然湿润的部分和干燥的部分之间的瞬时边界由圆形的漂洗液体弯月面来限定。由于喷嘴向外径向地移动，因此弯月面也是如此。一旦弯月面到达衬底的边缘，那么整个衬底已经被漂洗且干燥，并且可以将衬底从旋转卡盘和处理工具移除用于随后的处理步骤。 [0007] 在半导体处理中，存在增加处理吞吐量(即，在设定量的时间内处理的衬底数目)的期望。该增加吞吐量的期望导致使用了积极的处理条件 (即，衬底转速、漂洗液体和吹扫气体的流量和速率、喷嘴移动速率等)，而这可能在某些条件下导致吹扫气体流破坏弯月面，或导致仍然粘附的漂洗液体和污染物从衬底的湿润部分飞溅至衬底的干燥部分，上述两者都可能导致器件缺陷数增加以及处理良率降低。在典型的处理条件下，缺陷数密度随半径而增加，并且在衬底周边处最高。因此需要改进以解决这些高的缺陷数(特别是在衬底周边处)，同时保持短的处理时间以及因此的高的处理吞吐量。 [0008] 具体地，存在对最优化漂洗和干燥过程的方法的需求，以便在未引起弯月面破坏和飞溅因此未引起缺陷数增加的情况下最大化吞吐量。 发明内容[0009] 本发明的一个方面包括一种用于衬底漂洗和干燥的方法，该方法包括：将衬底装入漂洗组件，衬底被水平安装在漂洗组件内的可转动的旋转卡盘上；开启从分配喷嘴到衬底上的第一漂洗液体流；在从衬底的中心朝向衬底的边缘的分配喷嘴路径上水平移动分配喷嘴；开启来自最初位于紧邻衬底的中心的第一吹扫气体喷嘴的第二吹扫气体流，以在衬底上建立分配的漂洗液体的弯月面；朝向衬底的边缘水平移动第一吹扫气体喷嘴，以便朝向衬底的边缘径向移置弯月面和分配的漂洗液体，其中，移动第一吹扫气体喷嘴包括保持第一吹扫气体喷嘴相对于分配喷嘴和弯月面的最优位置，以便防止在第一吹扫气体喷嘴的移动过程中破坏弯月面或防止破坏来自分配喷嘴的第一漂洗液体流，或防止以上两者。 [0010] 本发明的另一方面还包括开启来自第二吹扫气体喷嘴的第三吹扫气体流；朝向衬底的边缘水平移动第二吹扫气体喷嘴，其中，移动第二吹扫气体喷嘴包括保持第二吹扫气体喷嘴相对于分配喷嘴和弯月面的最优位置，以便防止在第二吹扫气体喷嘴朝向衬底的边缘的移动过程中破坏弯月面或防止破坏来自分配喷嘴的第一漂洗液体流，或防止以上两者。 [0011] 本发明的另外方面包括允许移动喷嘴横穿衬底并且调整喷嘴在衬底上方的高度的喷嘴和扫描臂的各种配置。根据本发明的实施例，多个喷嘴可以安装在单个扫描臂上，或者每个喷嘴均可以具有其自身的扫描臂。进一步根据本发明的实施例，扫描臂可以以线性或弓形方式致动，并且扫描臂可以包括用于改变安装在同一扫描臂上的多个喷嘴之间的距离的装置。 [0012] 本发明的又一方面包括一种用于保持吹扫气体喷嘴相对于漂洗液体分配喷嘴的最优位置的方法，以便防止破坏分配的漂洗液体流或形成在衬底上的弯月面，或防止以上两者。根据本发明的另外的实施例还可以最优化漂洗和干燥过程的其他工艺参数。 [0015] 参照下面的详细描述，特别是在结合附图考虑的情况下，本发明的更完全的理解和本发明的许多伴随优点将变得非常明显，在附图中： [0016] 图1示出了模拟的剪切应力与距吹扫气体喷嘴的距离的关系； [0017] 图2示出了模拟的剪切应力与方位角位置和衬底径向位置的关系； [0018] 图3示出了在试验确定的弯月面破坏和飞溅发生的条件下模拟的平均剪切应力与半径和吹扫气体流量的关系； [0019] 图4示出了在试验确定的飞溅发生和未发生条件下的空气通量曲线图； [0020] 图5A示出了漂洗组件的操作条件的图，其中未能找到满足平均剪切应力标准和空气通量标准两者的条件； [0021] 图5B示出了漂洗组件的操作条件的图，其中存在满足平均剪切应力标准和空气通量标准两者的条件； [0022] 图6示出了空气通量与分配喷嘴至吹扫气体喷嘴的距离和吹扫气体流量的关系； [0023] 图7示出了对于两个喷嘴配置，漂洗液体分配喷嘴至吹扫气体喷嘴的距离与瞬时弯月面半径的关系； [0024] 图8示出了根据本发明的实施例的漂洗组件的示意图； [0025] 图9A至图9H示出了根据本发明的实施例的各种配置的喷嘴和扫描臂的示意图； [0026] 图10示出了根据本发明的实施例的用于漂洗和干燥衬底的示例性过程的流程图。 具体实施方式[0027] 本发明的实施例涉及在半导体制造中用于漂洗和干燥衬底的过程、设备和系统的设计与控制。 [0028] 在下面的描述中，为了促进对本发明的彻底理解以及说明且非限制的目的，阐述了诸如光刻的具体几何结构、涂覆机/显影剂和间隙填充处理系统的具体细节，并且描述了各种部件和过程。然而，应当理解的是，本发明可以在脱离这些具体细节的其他实施例中实践。 [0029] 在下面的描述中，术语辐射敏感材料和光刻胶可以可交换地使用，光刻胶仅是在光刻中使用的许多合适的辐射敏感材料之一。类似地，在下文中表示被处理的工件的术语衬底可以与诸如半导体晶片、LCD面板、发光二极管(LED)、光伏(PV)设备面板等的术语可交换地使用，所有这些的处理落入所要求保护的发明的范围内。 [0030] 贯穿本说明书参照“一个实施例”或“实施例”表示结合实施例描述的具体的特征、结构、材料或特性被包括在本发明的至少一个实施例中，但是不表示它们存在于每个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”未必是参照本发明的同一实施例。此外，具体的特征、结构、材料或特性可以在一个或更多个实施例中以任何合适的方式结合。 [0031] 各个操作将以最有助于理解本发明的方式被描述为依次的多个离散操作。然而，描述的顺序不应当被解释为意味着这些操作必定是与顺序有关的。具体地，这些操作无需以呈现的顺序来执行。所描述的操作可以以与所描述的实施例不同的顺序来执行。可以执行各种另外的操作和/或可以在另外的实施例中省略所描述的操作。 [0032] 图8示出了根据本发明的实施例的漂洗组件100的示意图。漂洗组件 100包括旋转杯110，旋转杯110装备有挡板120和流体出口130，所有这些均被配置为促进去除已经从附接至转动轴140的衬底150甩掉的漂洗液体和污染物。漂洗液体经由分配喷嘴170分配到衬底150的上表面上。由漂洗液体储液器200供应漂洗液体(通常为去离子水)。分配喷嘴170安装在可以使用运动系统250来移动的扫描臂180上以沿基本上从衬底150 的中心处起始朝向衬底150的边缘的路径扫描分配喷嘴170。分配喷嘴170 的运动与供应漂洗液体的结合确保在衬底150上产生分配的漂洗液体的均匀漂洗液体膜152。通过离心力从衬底150去除了一定量的漂洗液体，但是通过提供一个或多个吹扫气体流来进一步帮助该过程以确保漂洗液体的最后的痕迹被从衬底去除。 [0033] 在实施例中，设置了吹扫气体喷嘴160以将吹扫气体(通常为干燥的氮气)引入至衬底表面以帮助移置漂洗液体并且干燥衬底150。吹扫气体喷嘴160可以与分配喷嘴170一起安装在扫描臂180上，并且吹扫气体喷嘴160从吹扫气体源210供应吹扫气体。在吹扫气体喷嘴160最初基本上对齐衬底150的中心处的情况下，吹扫气体流撞击到分配的漂洗液体膜 152上导致最初产生衬底150的干燥部分，该干燥部分被覆盖有漂洗液体膜152的仍然湿润的部分包围。该两部分被形成在分配的漂洗液体膜152 的内部边缘处的基本上圆形的弯月面154分开。分配喷嘴170和吹扫气体喷嘴160两者朝向衬底150边缘同时移动导致了吹扫气体干燥衬底150的逐渐变大的部分，从而增大了弯月面154，直至弯月面154到达衬底150 的边缘，而此时衬底已经被完全干燥并且准备好传递至后续处理步骤。 [0034] 在漂洗组件100的操作的该最简单的示例中，漂洗液体膜152的驱动力由通过衬底转动作用在漂洗液体膜152上的离心力以及通过吹扫气体流作用在漂洗液体膜152上的剪切应力两者来提供，其中吹扫气体流遵循典型的滞止点流动形态，即从吹扫气体喷嘴160向下至衬底150，然后转向沿所有方向径向地向外，并且吹扫气体流的平行于衬底150的速度分量引起在漂洗液体膜152上的剪切应力(还被称为空气动力阻力)以将漂洗液体膜152向外和衬底边缘上方推动。在吹扫气体和/或环境空气存在的情况下，抵抗离心力和剪切应力的力为当漂洗液体膜152横穿衬底滑动时的粘性阻力以及由弯月面154与湿润角(由漂洗液体膜152贴在衬底150 的表面上形成)的配置造成的表面张力。 [0035] 从前述讨论中立即明显的是，在处理以最大可能速率(因此最大化吞吐量)进行并保持低的缺陷数的情况下，吹扫气体喷嘴160相对于弯月面 154的瞬时位置的相对的对齐是极度重要的。典型的缺陷情形发生在如下情况下：当吹扫气体喷嘴160“跳”过弯月面154时，导致漂洗液体液滴飞溅回衬底150的已经干燥的部分上，从而增加缺陷数。在吹扫气体喷嘴 160未必“跳”至弯月面154前面的情况下，其他原因可能包括吹扫气体喷嘴的高度太小或吹扫气体流量过大，上述两者还可能导致弯月面154 的破坏。在实践中，缺陷数趋向于在衬底的周边部分中群聚，这表明最大的挑战在于在弯月面154的圆周大并且源于一个或多个吹扫气体喷嘴的吹扫气体滞止流动形态不能保持沿弯月面154的整个圆周的足够的且相对均匀的剪切应力的情况下保持稳定的弯月面154。 [0036] 本发明人已经发现在保持缺陷数低的情况下最大化吞吐量的问题的解决方案在于应当使用由计算机模拟和针对性的试验提供的洞见，计算机模拟和针对性的试验的结果可以产生对于系统设计(例如，喷嘴选择)和在线工艺控制(例如，主动地控制一个或多个吹扫气体喷嘴的位置)两者有用的数据，以防止破坏弯月面和/或液滴飞溅回衬底150的干燥的部分。还可以被考虑且被防止的其他条件包括在分配喷嘴170和吹扫气体喷嘴 160之间的间隔距离小的情况下，避免由附近的来自吹扫气体喷嘴160的吹扫气体流破坏来自分配喷嘴170的漂洗液体流。 [0037] 现今诸如计算流体力学软件(FLUENT)(由地址为Southpointe,275 Technology Dr.,Canonsburg PA 15317的ANSYS公司提供)或多物理场耦合分析软件(COMSOL Multiphysics)(由地址为1New England Executive Park,Burlington MA 01803的COMSOL公司提供)的计算机代码能够处理包括在离心力、剪切力、粘性力和表面张力影响下对漂洗液体膜152和弯月面154横穿衬底150的移动进行建模的多物理场多相模拟。 [0038] 图1示出了对于8升每分钟至30升每分钟(LPM)范围内的四种不同的吹扫气体流量在固定的吹扫气体喷嘴直径和喷嘴在衬底上方的固定高度下模拟的剪切应力与径向位置(即，距吹扫气体喷射的中心线的距离) 的示例性曲线图。在喷射中心线附近但不在中心线本身处，剪切应力曲线 10、12、14、16均达到了取决于吹扫气体流量的峰值。最大吹扫气体流量的峰的大小最高。其后，随着吹扫气体流从吹扫气体喷射中心线向外径向传播，剪切应力快速下降。这种类型的模拟可以用于确定获得某一所需大小的剪切应力所需的吹扫气体流速。 [0039] 图2示出了沿漂洗液体弯月面的圆周的模拟剪切应力的另一示例性曲线图，其中圆周坐标以角度来表示。弯月面的瞬时径向位置是变化的，并且示出了均在逐渐增大的弯月面瞬时半径处的三个半径的曲线20、22、 24。可以看到，当弯月面半径小时，作用于弯月面和漂洗液体膜上的剪切应力的峰在相对大的角(即，弯月面的圆周的一部分)上方展开。随着半径增大，峰变得更尖，即影响弯月面圆周的逐渐变小的部分。在一些非常大的半径处，峰可以变得非常尖以至于破坏弯月面，因此本发明人已经开发使用多个吹扫气体喷嘴和吹扫气体流以将剪切应力“扩展”沿弯月面的较大部分，即使在大的半径下也是如此。在本情形中的剪切应力的示例性曲线26由图2中的虚线表示。峰之间的间隔由吹扫气体喷嘴的间隔确定，并且更一般地由吹扫气体喷嘴相对于弯月面的位置确定，而不仅仅由吹扫气体喷嘴沿弯月面的圆周的方位角位置确定。这种类型的模拟可以与图1 的模拟一起使用以确定例如转变成多个吹扫气体流的需求以便保持作用在漂洗液体膜上的尽可能均匀的剪切应力。 [0040] 同样，模拟可以用于确定剪切应力和其他变量与例如在衬底150上方的喷嘴高度或喷嘴直径的关系。 [0041] 现在可以结合模拟结果与在弯月面发生破坏的条件下的试验数据来绘制出参数空间，在该参数空间内漂洗和干燥过程可以安全地操作而缺陷数未过度地增加。例如，图3示出了对于中心注入吹扫气体流、对于改变吹扫气体流速以及对于改变瞬时位置(即，弯月面半径)的平均(即，平均周向的)剪切应力。在弯月面发生破坏的半径处绘制了模拟的剪切应力曲线30、32、34、36和38。同时，由于模拟不能精确预测准确的弯月面位置，因此试验确定弯月面的位置，并且更特别地必须试验确定发生破坏处的半径，例如，通过如下来确定：在一系列条件下进行试验并且研究所获得的试验摄像机连续镜头以关联破坏事件与瞬时条件。图3中的区40 指示单个中心位置的吹扫气体流不能保持稳定弯月面的点，因而需要引入另外的吹扫气体流。此外，区42指示漂洗液体液滴从漂洗液体膜回到衬底150的干燥部分上的飞溅发生的位置。将这两种失效模式均映射进剪切应力曲线中，可以看到对于本示例中使用的条件的剪切应力的安全值为约 1N/m2。将剪切应力增加超出该点由于增加了缺陷而具有很少的益处。 [0042] 本发明人已经发现除了剪切应力之外，另一量在确定弯月面的稳定性方面起重要作用。图4示出了模拟的由吹扫气体流速平行于衬底150的分量引起的空气通量的曲线。该曲线也示出了由飞溅对于空气通量引起的相对缺陷数，其以与图3中生成数据中采用的方式类似的方式来试验确定。可以看到，曲线分别示出了两个不同的区50、52。在区50中，对于相对低值的空气通量未看到飞溅事件。当空气通量增大至约0.028m2/s以上时，由漂洗液体的飞溅液滴引起的缺陷数目突然增加。因此，图4的曲线便于确定漂洗和干燥过程条件需要满足的第二标准以便保持低的缺陷数。 [0043] 本发明人发现这些前述的模拟和试验结果对于如下多个不同的目的是有用的，包括但不限于：(1)设计漂洗组件硬件，例如喷嘴、扫描臂等， (2)确定最优漂洗和干燥条件所位于的条件的窄空间，以便降低达到最优工艺条件处所需要的试验次数，以及(3)所述结果可以直接用于漂洗和干燥过程的在线控制。例如，模拟和试验结果(例如，不同工艺条件下试验确定的弯月面的位置)可以存储于查找表或库中以用于在线控制器的快速查找，其中在线控制器将使用数据以保持一个或多个吹扫气体喷嘴相对于瞬时弯月面的精确位置以防止破坏弯月面。 [0044] 在图5A和图5B中示出了在设计漂洗组件硬件中使用前述模拟和试验数据的示例。如前所述，本发明人发现剪切应力标准和空气通量标准两者均需要被满足以便能够在最大速率下处理同时最小化缺陷。这样的最优效果可能存在或可能不存在，这取决于几何结构(例如，吹扫气体喷嘴直径等)和作用在硬件设计上的其他固定条件。例如，在图5A中示出了对于固定吹扫气体喷嘴直径的操作条件的示例性图，其中喷嘴在衬底上的高度和吹扫气体 2 流速是变化的。可以看到，当将前述确定的平均剪切应力小于1N/m ，并且空气通量小于 0.028m2/s的标准映射到图中时，它们产生了两个分离的条件岛60和岛62，这表明对于给定的硬件限制不存在最优条件。 [0045] 然而，对于另一选择的示例性喷嘴直径，可以发现在分别满足剪切应力标准66和空气通量标准64的映射区之间的最优条件集合68。因此，诸如图5A和图5B的图对于设计硬件和对于确定最优工艺条件所位于的工艺条件的较窄集合来说是有用的。确定最优工艺条件所位于的工艺条件的较窄集合实现了显著降低达到漂洗和干燥过程的最优生产工艺条件涉及的时间和成本。 [0046] 到目前为止，在我们的模拟和试验结果的描述中，仅使用了单个吹扫气体喷嘴。然而，之前已经示出，为了保持稳定的弯月面，特别是在大的半径下，可能需要多个吹扫气体流以保持最优平均剪切应力和空气通量条件。本发明人已经发现，对于漂洗和干燥过程的典型条件，可以建立简单的模型，在模型中单个吹扫气体流过程的多次模拟的结果的叠加用于实现对采用多个吹扫气体喷嘴和吹扫气体流时的条件的非常好的估计。使用叠加省去了在与多个吹扫气体流条件相关联的巨大的工艺条件空间上做试验的需求。例如，为了模拟图2中的两个吹扫气体喷嘴的曲线26，本发明人已经应用了对于单个吹扫气体喷嘴模拟的两个数据集合的叠加。对于空气通量，可以采用类似的方法，其中可以使用根据多个单独的空气通量模拟的空气通量贡献到总空气通量的简单矢量加法，而不是模拟并存储多个吹扫气体流条件的结果。通常，使用多个喷嘴对剪切应力条件有非常有益的影响，而对空气通量条件有较少的影响。 [0047] 本发明的另一方面涉及将扇形喷嘴用于保持弯月面，而不是使用圆形喷嘴阵列。扇形喷嘴具有将剪切应力和空气通量扩展至弯月面圆周的较大部分的益处，因此对于其他方面类似的工艺条件，降低了弯月面破坏的可能性。扇形喷嘴包括导致形成的吹扫气体沿弯月面的圆周方向喷射成细长的平整喷嘴口。 [0048] 前述模拟和试验过程的又一方面是最优化吹扫气体喷射对于衬底表面的碰撞角。碰撞角的改变改变了滞止流动形态并且可以顺利地改变漂洗和干燥过程的工艺条件。 [0049] 另外，关于硬件和工艺的最优化，图6示出了对于变化的吹扫气体流量，来自单个吹扫气体喷嘴的空气通量对于该吹扫气体喷嘴与分配喷嘴之间的距离绘制出的曲线。从曲线72和曲线74可以看出，它们可以用于确定分配喷嘴170和吹扫气体喷嘴160之间所需的距离使得所需的空气通量 (线70)在弯月面位置处被保持。例如，对于15升每分钟的吹扫气体流速，从分配喷嘴170到吹扫气体喷嘴160的所需距离为约30mm(条件 76)。55mm(条件78)的较大距离可以在20升每分钟的较大吹扫气体流速下使用。这些曲线可以用于最小化吹扫气体流消耗同时确保满足空气通量标准。 [0050] 最后，图7示出了在具有两个吹扫气体喷嘴的漂洗组件100中对于两个吹扫气体喷嘴，分配喷嘴170和吹扫气体喷嘴160之间的距离随瞬时弯月面半径变化的曲线图，其中喷嘴1距分配喷嘴较近而喷嘴2定位成距分配喷嘴较远。生成的曲线使得前述弯月面稳定性的标准被满足，并且清楚地示出了喷嘴1和喷嘴2至分配喷嘴的距离需要随着喷嘴扫描横穿衬底而变化以保持最优条件。因此，在单个吹扫气体流漂洗组件和多个吹扫气体流漂洗组件两者中，在横穿衬底的喷嘴扫描过程中需要进行设置以改变这些距离。 [0051] 再次参照图8，其中示出了漂洗组件100的示意图，通过将第二扫描臂230添加至漂洗组件100实现了前述第二吹扫气体喷嘴220的添加。第二吹扫气体喷嘴220被供应来自吹扫气体源240的吹扫气体。在可替选的实施例中，同一吹扫气体源可以用于将吹扫气体供应给喷嘴160和喷嘴 220两者。此外，为了能够使分配喷嘴170和吹扫气体喷嘴160之间的距离可变，可以在扫描臂180上使用机动化的底座190以改变该距离。除了改变距离之外，机动化的底座190还可以用于改变吹扫气体喷嘴160相对于衬底150的角度。可以对在扫描臂230上的第二吹扫气体喷嘴220进行类似地布置(未示出)，以改变第二吹扫气体喷嘴220的角度。除了扫描喷嘴160、170和220横穿衬底之外，可以分别使用运动系统250和运动系统260将扫描臂180和扫描臂230降低和升高以改变喷嘴至衬底的距离。通过所有这些为改变喷嘴的相对位置和角度以及它们的高度所做的准备，前述方法可以用于保持贯穿漂洗和干燥过程的最优工艺条件，而不引起破坏弯月面154、破坏来自分配喷嘴170的漂洗液体流、和/或飞溅。 在另外的实施例(未示出)中，例如，分开的扫描臂可以用于所有三个喷嘴 160、170和220。 [0052] 图9A至图9D示出了具有单个漂洗液体分配喷嘴170(用深色点表示)和单个吹扫气体喷嘴160(用淡色点表示)的漂洗组件100的多种可能的扫描臂配置。图9A示出了其中喷嘴160和喷嘴170安装在分离的扫描臂180和扫描臂230上的配置，其中扫描臂180和扫描臂230被配置为沿径向相反的路径径向向外移动喷嘴。图9B示出了其中单个扫描臂180 载有喷嘴 160和喷嘴170两者并且被设置成独立调整两个喷嘴的位置的配置，其中喷嘴160和喷嘴170可以沿相反的方向或一起向衬底150的边缘移动。图9C示出了其中图9A的扫描臂180和扫描臂230以在扫描臂180 与扫描臂230之间除了0度和180度之外的角度方位地移置地安装的配置。最后，在图9D中的配置使用了平行的扫描臂180和扫描臂230以分别移动喷嘴170和喷嘴160。在该配置中，运动的方向基本上平行于衬底150的半径，并且一个扫描臂的路径可以与衬底150的半径一致，而另一扫描臂沿平行割线的路径移动。沿割线路径的移动实现了喷嘴(在本情况下为吹扫气体喷嘴160)横穿衬底150的有效扫描速度不同于喷嘴自身的实际扫描速度。 [0053] 类似于图9A至图9D，图9E至图9H示出了其中提供了两个吹扫气体喷嘴160和220的扫描臂配置，其总体上类似于图8中所示的配置。图 9A示出了正如图8中所示的两个径向相反的扫描臂180和230。图9B示出了其中所有三个喷嘴安装在同一扫描臂上且被设置成三个喷嘴独立移动的配置。在图9A和图9B的实施例中，吹扫气体喷嘴160可以用于在衬底150上最初建立弯月面152，在此基础上吹扫气体喷嘴160朝向衬底 150的边缘向外跟随分配喷嘴170和弯月面。在漂洗和干燥过程中的某一时刻处，第二吹扫气体喷嘴220可以被致动并且沿径向相反路径移动以保持贯穿漂洗和干燥过程的稳定的弯月面154。 [0054] 应当理解，在图9A至图9H中示出的所有实施例中，可以通过扫描臂围绕其在衬底150的周边外部的安装点转动(而不是线性地扫描横穿衬底150)来使用可替选的扫描方法(未示出)。使用哪种配置取决于在漂洗组件100中的可用空间、所需要的扫描速度、最优处理条件等，并且可能在同一漂洗组件100中结合转动扫描和线性扫描的扫描臂。此外，图 9A至图9H中概述的构思可延伸至包括任何数目的分配喷嘴和吹扫气体喷嘴的任何数目的扫描臂。最后，在许多处理系统中，由于在光刻中漂洗组件同时用作显影组件，因此提供了用于分配显影剂液体的另外的扫描臂和喷嘴。在清洗系统中，清洗剂可以经由另外的喷嘴和扫描臂在相同的漂洗组件中分配。 [0055] 在所有公开的实施例中，应当理解，前述的模拟结果和试验结果或者两者由控制器(未示出)使用以实现过程的在线控制。控制器可以被预编程以执行根据本发明的之前所公开的实施例(即，使用通过确保最优剪切应力和空气通量条件来从模拟和试验结果确定的最优设定)的漂洗和干燥过程，并且控制器也可以以反馈或前馈的方式将相同的模拟和试验结果用于在线控制，例如，用于基于晶片之间和晶锭之间的工艺修正。 [0056] 现在参照图10，其中示出了根据本发明的实施例的示例性漂洗和干燥过程1000的流程图。在步骤1010中，将衬底150装入例如图8中的漂洗组件100。一旦衬底150的转动被建立，则在步骤1020处开启在衬底 150的基本上中心的位置处的从分配喷嘴170到衬底150上的第一漂洗液体流。一旦形成漂洗液体膜152，并且分配喷嘴170已前进距衬底中心的预定的最优距离，则在步骤1030处，开启仍在衬底150的中心处的来自第一吹扫气体喷嘴160的第二吹扫气体流。该第二吹扫气体流最初建立了弯月面和衬底150的干燥部分。其后，在步骤1040中，分配喷嘴170和第一吹扫气体喷嘴160朝向衬底150的边缘移动直至弯月面152被推离衬底150。在该移动过程中，漂洗液体和吹扫气体的流速、喷嘴位置及其之间的距离、衬底上方的喷嘴高度、喷嘴角度等均保持在使用如之前所公开的模拟和试验数据最优化的具有最小缺陷数和最大吞吐量(即，确保最优的剪切应力和空气通量条件)的值处。在具有单个吹扫气体喷嘴的漂洗组件(例如，如图9A至图9D中所描述的)中，漂洗和干燥过程1000在此处结束。 [0057] 在具有第二或更多个吹扫气体喷嘴的漂洗组件中，漂洗和干燥过程 1000继续进行开启来自第二吹扫气体喷嘴220的第三吹扫气体流的另外的步骤1050。该步骤可以在预定的弯月面位置处开启，所述位置根据本发明的前面所公开的实施例使用模拟和试验数据来确定。在步骤1060处，第二吹扫气体喷嘴220自身横穿衬底150朝向衬底边缘移动。第三吹扫气体流和第二吹扫气体喷嘴位置被用于帮助已建立的第二吹扫气体流保持横穿漂洗液体膜152和弯月面154的最优平均剪切应力和空气通量，以便将稳定的漂洗和干燥条件保持到漂洗和干燥过程1000结束。 |
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