[發明專利]利用低表面張力的流體防止圖案崩塌的系統和方法

有效

• 申請號: 201080060192.5
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102762314A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 卡特里娜·米哈利欽科;丹尼斯·肖明;馬克·威爾考克森
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: B08B3/04
• 分類號: B08B3/04
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

技術領域

本發明總體上涉及清潔、漂洗和干燥半導體晶片，尤其是涉及用于在濕法漂洗或清潔工藝之后干燥半導體晶片的方法和系統。

背景技術

半導體器件的關鍵尺寸在器件寬度和/或器件間距兩者上都縮小到2X（即，大約20-30nm）和1Xnm（即，小于大約20nm）。隨著關鍵尺寸變得越來越小，高深寬比結構（例如，深度對寬度的深寬比大于5比1）的濕法處理變得越來越具有挑戰性。結構變得如此精細以致制備表面的狀態和/或移除不需要的殘余物所需的這些結構的濕法處理往往會引起損害。所述損害因來自清潔和漂洗、超音波、射流和其他顆粒移除技術所需的流場的力可以是機械性的。這樣的損害往往發生在具有小行幾何結構（small?line?geometries）的稀疏圖案上并呈現為虛線和部分缺失線（missing?line）。

圖1示出了相對分離的行結構（line?structure）106上的損害的一個實施例。行結構106在半導體晶片101的表面105上方。行結構106的部分102、104從該行結構脫離。因此，行結構106是不完整的且具有缺口107。部分102、104可通過諸如噴嘴噴射流過晶片表面的漂洗流體或液體之類的相對較小的力或由換能器或其他源施加到所述液體或半導體晶片101的兆聲波能量從行結構106脫離。

圖2A示出了受到因干燥時的表面張力而導致的損害的影響的密集行結構202-212的理想集群200的實施例的剖視圖。圖2B示出了受到因干燥時的表面張力而導致的損害的影響的密集行結構202-212的理想集群200的實施例的頂視圖。行結構202-212在干燥時還會由于干燥中的液體的表面張力而受到損害。結果行結構202-212在頂部成對地或更多地碰在一起。行結構202-212是高深寬比的行結構，因為他們具有大于寬度W的大約5倍的高度H。行結構202-212在行結構之間具有各自的中間間隔（intervening?space）214-222。中間間隔214-222還具有大體上等于行結構202-212的寬度W的寬度。

圖2B示出了對密集行結構202-212的理想集群200的損害的實施例。如圖所示，行結構對202、204和206、208以及210、212已經被迫使在一起，因此各自的中間間隔214、218和222已經被擠壓到具有接近于零的寬度。由于零寬度的中間間隔意味著行結構被連接，這可在后續操作以及在其上所形成的結構中造成嚴重的缺陷和誤差。

進一步地，中間間隔216和220已經擴展開使得它們具有接近于所期望寬度兩倍的寬度。由于過寬的中間間隔意味著行結構被分開得太遠且這可在后續操作以及在其上所形成的結構中造成嚴重的缺陷和誤差。

圖2C是密集間隔行結構252-264的理想集群250的透視圖。損害也可由與表面張力相關的力引起并可在干燥過程中發生。在高深寬比的行結構252-264之間累積的液體引起側向力F1、F2將所述行結構朝彼此牽引。

當反向行結構的兩個表面之間的中間間隔達到臨界值時，所述表面會因一些面際力而彼此粘結。這樣損害通常伴隨密集的高深寬比結構發生且通過如圖2C中所示的彼此粘住的結構元素的頂部被表現出來。

圖2C示出了行結構252-264之間的中間間隔274-284中的液體的親水性表面和凹面。橫貫彎曲界面的壓力差通過下面的拉普拉斯方程給出：

ΔP=γR,]]>

γ-表面張力；R-液體的表面的曲率半徑

R–液體的表面的曲率半徑由下式給出：

R=d2cosΘ,]]>

Θ-接觸角

在結構元素的圖案上起作用的力包括：

F1–因蒸發率的變化引導彎液面高度的變化而產生

F2–因行結構的變化導致曲率半徑的變化而產生