本申請要求2014年5月12日提交的美國臨時申請No.61/992074的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

納米結(jié)構(gòu)通常以現(xiàn)代微加工工藝制造。例如，在半導(dǎo)體加工期間，使用方法如蝕刻和激光刻劃在小片基底材料如硅中密集地創(chuàng)建納米結(jié)構(gòu)。在基底上形成納米結(jié)構(gòu)之后，需要除去殘留化學(xué)物質(zhì)和/或細(xì)顆?；蛩槠猿尸F(xiàn)這樣的納米結(jié)構(gòu)的特征。這通常通過清洗和干燥步驟實(shí)現(xiàn)。納米結(jié)構(gòu)如高縱橫比的納米結(jié)構(gòu)在清洗和干燥期間易于損壞。

在半導(dǎo)體加工情況下，在單晶片加工工具中干燥圖案化表面的典型方法為用水漂洗并旋轉(zhuǎn)干燥。由于結(jié)點(diǎn)收縮并且圖案縱橫比變得更高，基底材料的剛度可能不再耐受潤濕結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管和拉普拉斯(Laplace)坍塌力，并且圖案可能彎曲并最終坍塌到其相鄰圖案上。

克服這種坍塌傾向的一種方法可為，在干燥之前通過使用替代的清洗或漂洗溶劑如異丙醇(IPA)來使用表面張力較低的液體置換水。然而，IPA可能不再足以防止縱橫比(AR)高的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，在硅晶體的情況下約13和以上的那些)坍塌。還可使用結(jié)構(gòu)的表面改性來增大潤濕性流體的接觸角，如使用自組裝單層或含硅表面的甲硅烷基化化學(xué)品，但是由于與旋涂在晶片上的甲硅烷基化化學(xué)品液體的體積結(jié)合的甲硅烷基化化學(xué)品供應(yīng)成本，這些方法成本較高。干燥工藝的工序比較示于圖1A和圖1B中。

在圖1A中，基底表面的清潔可包括用漂洗劑如水漂洗。在步驟110處，在基底上以圖案化層創(chuàng)建小型結(jié)構(gòu)之后，可將基底表面打濕從而開始清潔。在步驟120，可將漂洗劑施用至基底表面。在半導(dǎo)體工業(yè)中最常使用的漂洗劑是水。水置換可能在基底上的來自之前的加工步驟的化學(xué)物質(zhì)。水漂洗之后，基底表面上的圖案化層中的小型結(jié)構(gòu)可部分地或完全地浸入水中。

在進(jìn)一步加工之前可發(fā)生水的干燥消失(dry off)。水比一些有機(jī)溶劑蒸發(fā)得更慢?？墒褂锰娲娜軇┤绠惐?IPA)置換表面的水，如步驟130中所示。

在漂洗步驟期間及之后，可對基底進(jìn)行旋轉(zhuǎn)干燥步驟1000。此時，可將基底放置在旋轉(zhuǎn)平臺上。當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)時，漂洗劑可從圖案化層中小型結(jié)構(gòu)之間的空間脫離并得到負(fù)載有潔凈小型結(jié)構(gòu)的干燥基底。在一些實(shí)施方案中，可在干燥步驟中應(yīng)用氣流以將液體漂洗劑推離基底表面同時還增加液體的蒸發(fā)。

或者，溶劑置換可與基底表面的甲硅烷基化處理組合以進(jìn)一步防止或減小對圖案化層中小型結(jié)構(gòu)的損害。示例性的基于甲硅烷基化的清洗及干燥過程示于圖1B中。基于甲硅烷基化的清洗及干燥過程具有幾個與常規(guī)溶劑置換清洗/干燥過程相同的工藝步驟(例如，步驟110、120和130)。

圖1A和圖1B中工藝之間的差別在于，后者包括甲硅烷基化步驟。甲硅烷基化通常指將甲硅烷基(例如，R₃Si，其中R代表取代基)引入至分子的過程。此時，當(dāng)甲硅烷基附著在基底表面時，可實(shí)現(xiàn)甲硅烷基化。

起始于步驟140，在IPA漂洗之后，可用甲硅烷基化液體對基底進(jìn)行進(jìn)一步漂洗從而通過甲硅烷基化反應(yīng)使基底表面改性。在甲硅烷基化漂洗140之后可為IPA漂洗150、水漂洗160和旋轉(zhuǎn)干燥步驟1000。

當(dāng)使用IPA-最后干燥工藝時，一些水可能仍然保留在結(jié)構(gòu)之間(可能是由于在IPA漂洗期間未徹底除去保留在結(jié)構(gòu)底部的水)，而這些水可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌。

通過在常規(guī)溶劑置換中的甲硅烷基化或者甲硅烷基化工藝(例如，圖1B中所示于的)的表面改性進(jìn)一步示于圖4A中。圖案化層(例如，元件400)可包含多個小型結(jié)構(gòu)410。為了簡化說明，將元件410示出為形狀和大小相同的結(jié)構(gòu)。應(yīng)理解的是，圖案化層還可包含形狀和大小不同的小型結(jié)構(gòu)410。

在將基底表面打濕之后，漂洗劑430可被截留在小型結(jié)構(gòu)410之間的空間中。對于未經(jīng)甲硅烷基化的圖案化層來說，小型結(jié)構(gòu)410可具有未經(jīng)改性的表面420，所述未經(jīng)改性的表面420與漂洗劑430可形成低接觸角。低接觸角可對應(yīng)于高表面張力以及較大的毛細(xì)管和拉普拉斯坍塌力，并且可導(dǎo)致小型結(jié)構(gòu)410坍塌。

在甲硅烷基化期間，單個小型結(jié)構(gòu)410的表面可轉(zhuǎn)化為經(jīng)改性的表面440。在常規(guī)的甲硅烷基化工藝中，甲硅烷基化可通過將小型結(jié)構(gòu)410浸到液體甲硅烷基化劑中(未示出)來實(shí)現(xiàn)。特別地，可施用液體甲硅烷基化劑以填充小型結(jié)構(gòu)410之間的空間。如此，小型結(jié)構(gòu)410的任意液體可到達(dá)表面可被改性。

由甲硅烷基化增強(qiáng)的疏水性可改變基底的表面性質(zhì)。特別地，其可使漂洗劑430與經(jīng)改性的表面440形成高接觸角。高接觸角可對應(yīng)于較小的毛細(xì)管和拉普拉斯坍塌力，這使得能夠更好地保存小型結(jié)構(gòu)410，即使在這樣的結(jié)構(gòu)具有高縱橫比時也是如此。例如，未經(jīng)處理的基底表面的接觸角可遠(yuǎn)小于90度，這對應(yīng)于大毛細(xì)管力。相比之下，用水潤濕的甲硅烷基化的表面可根據(jù)反應(yīng)條件(如溫度、環(huán)境濕度等)達(dá)到大于90度，高至110度至120度或者甚至更高的接觸角。在一些實(shí)施方案中，減小毛細(xì)管力的最佳接觸角可為90度，例如，在23℃至25℃的標(biāo)準(zhǔn)加工溫度下，這可通過旋轉(zhuǎn)施涂化學(xué)試劑來實(shí)現(xiàn)而沒有另外的反應(yīng)增強(qiáng)。

在干燥硬件的多個實(shí)施方案中，掃描分配臂可基本上在晶片的中心處施用IPA預(yù)定的時間以置換晶片表面上的水。在中心處分配之后，所述臂可隨后朝向晶片的邊緣掃描同時分配IPA。在一些實(shí)施方案中，從水漂洗過渡到IPA漂洗可以是“分階段的”，其通過向已分配的水添加IPA，然后逐步增加IPA的濃度直到?jīng)]有已分配的水為止，僅在此后開始IPA分配臂的移動。同時，僅在IPA分配臂稍稍地從晶片中心移開之后，第二分配臂可移動至晶片的中心并開始以窄射流分配氮?dú)?N₂)以便快速地干燥(dry out)晶片的中心。然后N₂分配臂可以以與IPA臂掃描速率可相等或不同的速率(速度)朝向晶片的邊緣掃描(沿與IPA分配臂相同或相反的方向)，同時分配N₂使得N₂幫助維持IPA彎液面免于破裂。N₂臂可具有在相對于晶片表面的垂直方向上或者相對于晶片表面以一些其他固定或可變角度(例如45度)構(gòu)造的分配噴嘴，以便增加液體上的剪切力并最大化IPA的干燥速率，同時仍維持良好的彎液面形狀(見圖5A和5B)。通過控制器(其也可以控制該工藝的其他參數(shù))，可獨(dú)立地控制IPA分配臂和N₂分配臂及其以預(yù)定方式調(diào)節(jié)的位置和速度。

圖5A和5B示出了設(shè)置用于打濕、漂洗并干燥負(fù)載有小型結(jié)構(gòu)的基底的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。圖5A示出了負(fù)載有小型結(jié)構(gòu)(例如，元件400)的圖案化層的基底的側(cè)視圖。在一些實(shí)施方案中，所述基底可為負(fù)載有集成電路圖案或其他小型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片。

可將基底設(shè)置在沿著軸A-A’旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平臺500上?？煽刂破脚_以預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方案中，平臺的旋轉(zhuǎn)速率可為50rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))至2000rpm。在一些實(shí)施方案中，旋轉(zhuǎn)速率可為500rpm至1000rpm。一般地，旋轉(zhuǎn)速率可與納米結(jié)構(gòu)的大小不相關(guān)。在一些實(shí)施方案中，旋轉(zhuǎn)速率還可在干燥期間變化。例如，隨著分配臂徑向朝外移動，旋轉(zhuǎn)速率可減小，減小的旋轉(zhuǎn)速率有助于維持穩(wěn)定的彎液面。

可將兩個分配臂設(shè)置在基底上方用于分配液體或氣體。例如，分配臂510可分配一種或更多種漂洗劑如水或IPA。漂洗劑可在平臺500旋轉(zhuǎn)時分配使得分配的液體(例如，成分430)快速地分布在基底表面上從而浸沒小型結(jié)構(gòu)。分配壁520可將氮?dú)饬魇┯弥粱妆砻妫瑥幕字行拈_始朝向基底的邊緣推動液體漂洗劑。

圖5B示出了漂洗和干燥步驟期間基底的頂視圖。隨著基底旋轉(zhuǎn)以及氮?dú)夥峙浔蹚幕椎闹行某蜻吘壱苿?，干燥的面積可從中心向外擴(kuò)展同時濕潤的面積減小并最終消失。

附圖說明

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，以下描述的圖僅用于舉例說明目的。這些圖不旨在以任何方式限制本教導(dǎo)的范圍。

圖1A示出了本領(lǐng)域已知的一個示例性實(shí)施方案。

圖1B示出了本領(lǐng)域已知的一個示例性實(shí)施方案。

圖2示出了一個示例性實(shí)施方案。

圖3示出了本領(lǐng)域已知的一個示例性實(shí)施方案。

圖4A示出了本領(lǐng)域已知的一個示例性實(shí)施方案。

圖4B示出了一個示例性實(shí)施方案。

圖5A示出了本領(lǐng)域已知的一個示例性實(shí)施方案。

圖5B示出了本領(lǐng)域已知的一個示例性實(shí)施方案。

圖6A示出了一個示例性實(shí)施方案。

圖6B示出了一個示例性實(shí)施方案。

圖6C示出了一個示例性實(shí)施方案。

圖6D示出了一個示例性實(shí)施方案。

具體實(shí)施方式

除非另有說明，否則相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)常規(guī)用法理解術(shù)語。

如本文所使用，術(shù)語“甲硅烷基劑”或“甲硅烷基化劑”是指可經(jīng)歷甲硅烷基化反應(yīng)的任意試劑。這些術(shù)語可交換使用。

微加工技術(shù)廣泛用于現(xiàn)代制造工藝以創(chuàng)造微米、納米或者甚至更小尺寸的小型結(jié)構(gòu)，使得在基底表面上得到圖案化層。從微加工工藝中留下的殘余材料可以以表面清潔方法除去，例如，在對基底進(jìn)行一個或更多個干燥步驟之前，用一種或更多種漂洗劑來清洗基底表面。

在清潔過程期間，可使用不同的漂洗劑。如前所述，典型的單晶片清潔方法可開始于用水漂洗半導(dǎo)體基底上的圖案化表面并旋轉(zhuǎn)干燥?；妆砻娴拇驖窕蚱匆约半S后的干燥對于清潔工藝來說可以是最關(guān)鍵的。

當(dāng)圖案化表面中的結(jié)構(gòu)元件變得更脆時，例如，隨著圖案化層中小型結(jié)構(gòu)的縱橫比增大和結(jié)點(diǎn)收縮，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)基底材料的剛度可能不再耐受潤濕結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管和拉普拉斯坍塌力。因此，圖案化層中的小型結(jié)構(gòu)可能彎曲并且可能最終坍塌。在一些實(shí)施方案中，小型結(jié)構(gòu)的尺寸根據(jù)所述結(jié)構(gòu)的功能變化。例如，所述結(jié)構(gòu)可以小到7nm以用于邏輯門，大至500nm或更大以用于金屬水平(metal levels)，所述結(jié)構(gòu)全部在同一基底上，但處于不同的層級水平。

根據(jù)本方法的一個示例性工藝示于圖2中。該工藝開始于步驟110，在步驟110中，在表面上已創(chuàng)建圖案化層之后可對基底進(jìn)行打濕。在一些實(shí)施方案中，步驟110可包括用以清潔或蝕刻晶片的一系列工藝步驟中的任一個，例如，標(biāo)準(zhǔn)RCA清潔。

在步驟120，可將第一漂洗劑施用至包含預(yù)先形成的圖案化層的基底表面。在半導(dǎo)體行業(yè)中最常使用的第一漂洗劑是水。例如，水可用于從晶片和圖案除去任何殘留的活性化學(xué)品(如酸、表面活性劑等)。

在水漂洗步驟期間，將晶片表面保持為潤濕狀態(tài)，以便確保在最后的受控干燥過程之前不允許晶片的任何部分干燥。

在步驟210，可對潤濕的基底表面進(jìn)行包括溶劑置換(例如，步驟210-A)和甲硅烷基化(例如，步驟210-B)二者的組合工藝。這可在允許對來自漂洗步驟120的基底和圖案化層進(jìn)行干燥之前發(fā)生。在步驟210-A，可將第二漂洗劑(例如，有機(jī)溶劑如IPA)施用至已經(jīng)用第一漂洗劑(例如，水)打濕的基底表面。第二漂洗劑可與第一漂洗劑混溶。施用第二漂洗劑之后，其可容易地進(jìn)入圖案化層中小型結(jié)構(gòu)之間的已被第一漂洗劑占據(jù)的空間，并置換至少一些第一漂洗劑。在水和IPA的情況下，圖案化層中小型結(jié)構(gòu)之間的空間現(xiàn)在可被水中IPA的溶液占據(jù)，所述水中IPA的溶液遠(yuǎn)比水易于蒸發(fā)。

在步驟210-B，可將包含氣化的甲硅烷基化劑和氮?dú)獾臍怏w流施用至基底表面上的施用了第二漂洗劑的相同位置。在一些實(shí)施方案中，氣體流可起到多種作用。氣體流可促進(jìn)第一漂洗劑或第二漂洗劑或者兩者的混合溶液蒸發(fā)。氣體流還可物理地朝基底表面的邊緣推動任意液體漂洗劑并推出基底表面的邊緣以促進(jìn)干燥。氣化的甲硅烷基化劑可與基底表面上的官能團(tuán)(例如，羥基)反應(yīng)以獲得具有改善的高接觸角的甲硅烷基化表面。氮?dú)饪蔀檩d氣以促進(jìn)液體甲硅烷基化劑氣化。氮?dú)庾陨硎欠浅７€(wěn)定的氣體并且不會妨礙甲硅烷基化反應(yīng)。

在一些實(shí)施方案中，IPA漂洗和甲硅烷基化可幾乎同時進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，甲硅烷基化可在IPA漂洗開始不久后進(jìn)行。

在一些實(shí)施方案中，基底表面的打濕(例如，在步驟110和120進(jìn)行)可分開進(jìn)行，例如，在不同的位置或不同的時間進(jìn)行。實(shí)際上，組合的熔劑置換與甲硅烷基化步驟可直接施用至已經(jīng)打濕的基底表面。

氮?dú)饬骺捎糜谌コ后w存儲容器中液面之上或之下的甲硅烷基劑的揮發(fā)組分蒸氣相，例如，如圖6A中所示。這可通過以下方法完成：使氮?dú)饬鲃咏?jīng)過部分填充的液體存儲容器內(nèi)部的液面、或在液面之上的一個點(diǎn)處引入氮?dú)?；或者可替代地，將氮?dú)庖氲酱鎯θ萜髦械囊好嬷?，并使氮?dú)庠谧鳛楦患屑坠柰榛瘎┱魵獾牡獨(dú)獯祾邭怏w流離開存儲容器之前，鼓泡通過液體。甲硅烷基化化學(xué)品可包括HMDS、TMSDMA，或者以下所列的類似物質(zhì)。甲硅烷基化劑可用疏水性有機(jī)基團(tuán)替代晶片材料表面的親水性末端基團(tuán)。在漂洗120和漂洗210-A期間，可使基底旋轉(zhuǎn)。

同樣地，在一些實(shí)施方案中，在組合的步驟210-A與210-B之前，可使用第一漂洗劑、第二漂洗劑或二者實(shí)施一個或更多個另外的漂洗步驟。在一些實(shí)施方案中，可使用第三漂洗劑。

在組合的漂洗與甲硅烷基化步驟210之后，可使基底經(jīng)受旋轉(zhuǎn)干燥步驟1000。此時，可將基底放置在旋轉(zhuǎn)平臺上。當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)時，漂洗劑可從圖案化層中小型結(jié)構(gòu)之間的空間脫離并得到負(fù)載有潔凈小型結(jié)構(gòu)的干燥基底。在一些實(shí)施方案中，可在干燥步驟中施用氣體流(例如，氮N₂)以將液體漂洗劑推出基底表面，并且還增強(qiáng)液體的蒸發(fā)。

如上所述，甲硅烷基化可改變基底表面的性質(zhì)使得圖案化層中小型結(jié)構(gòu)較不易于被損壞。一個示例性甲硅烷基化反應(yīng)示于圖3。

在反應(yīng)期間，甲硅烷基化劑可與目標(biāo)樣品上的官能團(tuán)如羥基反應(yīng)。在這種情況下，甲硅烷基化劑HMDS(六甲基二硅氮烷)可與樣品的羥基反應(yīng)形成與樣品表面的疏水鍵(例如，以樣品-O-Si-R₃特征序列)。

本文還公開了使用組合的溶劑置換與蒸氣甲硅烷基化工藝通過甲硅烷基化進(jìn)行表面改性的方法(例如，示于圖2中的方法)。詳細(xì)的機(jī)理示于圖4B中。如上文所述，未經(jīng)甲硅烷基化的小型結(jié)構(gòu)410可與漂洗劑形成低接觸角，并產(chǎn)生最終可能導(dǎo)致小型結(jié)構(gòu)坍塌的毛細(xì)管和拉普拉斯力。

在一些實(shí)施方案中，用第一清洗劑(例如，圖2中步驟120中的水)開始清洗步驟之后，可在單一組合步驟中進(jìn)行IPA漂洗，用氣化的甲硅烷基化劑進(jìn)行的甲硅烷基化，以及用氣化的甲硅烷基化劑和氮?dú)獾臍怏w流進(jìn)行的干燥。在一些實(shí)施方案中，可稍稍在甲硅烷基化和干燥之前首先實(shí)施IPA漂洗。在一些實(shí)施方案中，可同時實(shí)施IPA漂洗、甲硅烷基化和干燥。

在組合的溶劑置換與蒸氣甲硅烷基化工藝中，可在第二漂洗劑被干燥或推出基底表面以露出小型結(jié)構(gòu)410時進(jìn)行甲硅烷基化。在施用第二漂洗劑(例如，圖2中步驟210-A中的IPA)時的同時或之后，氣體分配臂450可分配氣化的甲硅烷基化劑和氮的混合物。氣體流可加速第二漂洗劑的干燥以露出小型結(jié)構(gòu)410。

一旦露出小型結(jié)構(gòu)，混合氣體流中氣化的甲硅烷基化劑可對小型結(jié)構(gòu)露出的表面進(jìn)行改性以使其更加疏水(例如，經(jīng)改性的表面440)。在第二漂洗劑的水平下降時可進(jìn)行甲硅烷基化。這樣，可維持小型結(jié)構(gòu)與漂洗劑之間的接觸角較高，從而維持低表面張力以及較小的毛細(xì)管和拉普拉斯坍塌力以避免對小型結(jié)構(gòu)的任何損壞。

在甲硅烷基化改性之后，在所述結(jié)構(gòu)上得到的表面可具有更加疏水的表面能，更高的水-潤濕接觸角，并因此更低的毛細(xì)血管力，允許更高縱橫比的結(jié)構(gòu)被潤濕并干燥而不坍塌(見圖4B)。

示例性的甲硅烷基化劑可包括但不限于：TMSDMA(N-三甲基甲硅烷基二甲胺)、HMDS(六甲基二硅氮烷)，或者用疏水性Si-O-R鍵替代親水性Si-OH鍵的其他類似甲硅烷基化學(xué)品，其中R可以為任何有機(jī)官能團(tuán)，但通常為–CH₃甲基(見圖2)。此外，除HMDS和TMSDMA之外的甲硅烷基化劑還包括但不限于：烯丙基三甲基硅烷、N,O-雙(三甲基甲硅烷基)乙酰胺(BSA)、N,O-雙(三甲基甲硅烷基)氨基甲酸酯(BSC)、N,N-雙(三甲基甲硅烷基)甲酰胺(BSF)、N,N-雙(三甲基甲硅烷基)甲胺、雙(三甲基甲硅烷基)硫酸酯(BSS)、N,O-雙(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)、N,N’-雙(三甲基甲硅烷基)脲(BSU)、(乙硫基)三甲基硅烷、三甲基甲硅烷基乙酸乙酯(ETSA)、六甲基二硅烷、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基二硅硫烷、(異丙烯氧基)三甲基硅烷(IPOTMS)、1-甲氧基-2-甲基-1-三甲基硅氧基丙烯、(甲硫基)三甲基硅烷、3-三甲基硅氧基-2-丁烯酸甲酯、N-甲基-N-三甲基甲硅烷基乙酰胺(MSA)、三甲基甲硅烷基乙酸甲酯、N-甲基-N-三甲基甲硅烷基七氟丁酰胺(MSHFBA)、N-甲基-N-三甲基甲硅烷基三氟乙酰胺(MSTFA)、(苯硫基)三甲基硅烷、三甲基溴硅烷(TMBS)、三甲基氯硅烷(TMCS)、三甲基碘硅烷(TMIS)、4-三甲基硅氧基-3-戊烯-2-酮(TMSacac)、N-(三甲基甲硅烷基)乙酰胺(TMS-乙酰胺)、三甲基甲硅烷基乙酸酯、三甲基甲硅烷基疊氮化物、三甲基甲硅烷基苯磺酸酯、三甲基甲硅烷基氰化物(TMSCN)、N-(三甲基甲硅烷基)二乙胺(TMSDEA)、N,N-二甲基氨基甲酸三甲基甲硅烷基酯(DMCTMS)、1-(三甲基甲硅烷基)咪唑(TNSIM)、三甲基甲硅烷基甲磺酸酯、4-(三甲基甲硅烷基)嗎啉、3-三甲基甲硅烷基-2-唑烷酮(TMSO)、三甲基甲硅烷基全氟-1-丁磺酸酯(TMS全氟丁磺酸酯)、三甲基甲硅烷基三氯乙酸酯、三甲基甲硅烷基三氟乙酸酯、三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯(TMS三氟甲磺酸酯)，或者其中兩種或更多種的混合物。

圖6A和6B示出了設(shè)置用于促進(jìn)組合的溶劑置換與蒸氣甲硅烷基化工藝的系統(tǒng)。在圖6A中的示例性構(gòu)造中，漂洗劑430如IPA可從分配臂610被分配到負(fù)載有小型結(jié)構(gòu)圖案化層(例如，元件400)的基底上。在分配漂洗劑的同時或之后不久，可施用含有氣化的甲硅烷基化劑和氮?dú)獾幕旌蠚怏w流630以使漂洗劑干掉。

混合氣體流630可通過如圖6A中所示的示例性蒸氣發(fā)生容器640產(chǎn)生。在一些實(shí)施方案中，蒸氣發(fā)生容器640可包含液體甲硅烷基化劑(例如，HMDS)，并且可控制溫度使得液體甲硅烷基化劑蒸發(fā)為氣體形式。在一些實(shí)施方案中，可將載氣(氮?dú)?添加到蒸發(fā)容器中以形成包含氣化的甲硅烷基化劑和氮?dú)舛叩幕旌蠚怏w流630。在一些實(shí)施方案中，可將載氣添加至蒸發(fā)容器，直接添加至液體甲硅烷基化劑以形成其中混合有氣化的甲硅烷基化劑的氣泡，從而形成混合的氣化的甲硅烷基化劑和氮?dú)狻Ｔ谝恍?shí)施方案中，可將載氣添加至蒸發(fā)容器并可從液體甲硅烷基化劑的上方通過，使得從液體甲硅烷基化劑中逃逸的蒸氣能與載氣混合以形成混合的氣化的甲硅烷基化劑和氮?dú)?。或者，可將液體甲硅烷基化劑噴到所述吹掃氣體中。在這些實(shí)施方案中，氮?dú)夂蜌饣募坠柰榛瘎┛稍谄溥M(jìn)入端口650時混合。當(dāng)然，可使用這些技術(shù)的任意組合。

或者，在另一些實(shí)施方案中，可能不將載氣添加至蒸發(fā)容器。而是，可經(jīng)由不同的端口660供應(yīng)氮?dú)?，然后與氣化的甲硅烷基化劑在分配臂620中混合?；蛘?，可使來自端口150的混合的氣化的甲硅烷基化劑和氮?dú)馀c連接端口660的歧管(manifold)中的氮?dú)饣旌稀?/p>

在一些實(shí)施方案中，可使用富含氮?dú)獾拇祾邭怏w流對部分潤濕的晶片的液體彎液面施加剪切力。

圖6B示出了漂洗和干燥步驟期間基底的頂視圖，其類似于圖5B中所示的構(gòu)造。隨著基底旋轉(zhuǎn)以及氮?dú)夥峙浔蹚幕椎闹行某蜻吘壱苿?，干燥的面積可從中心向外擴(kuò)大而濕潤的面積減小并最終消失。

在一些實(shí)施方案中，如圖6C所示，兩個分配臂610和620可設(shè)置在基底的同側(cè)彼此相鄰。在一些實(shí)施方案中，可使所述兩個分配臂同時移動，以使氮?dú)夂图坠柰榛瘎┓峙浔墼贗PA分配臂之后以相同的步調(diào)(pace)移動。在一些實(shí)施方案中，可使所述兩個分配臂同步移動，以使氮?dú)夂图坠柰榛瘎┓峙浔墼贗PA分配臂之后移動，但以較慢的步調(diào)移動。

在一些實(shí)施方案中，兩個分配臂610和620可形成同一結(jié)構(gòu)的兩個通道。例如，如圖6D所示，其可為同一分配臂中的兩個管，各自連接不同的材料源：一個連接漂洗劑，而另一個連接包含氣化的甲硅烷基化劑和氮?dú)舛叩幕旌蠚怏w源的供應(yīng)器。

在使用分配臂610和620之一或二者時，可改變吹掃氣體或甲硅烷基化劑的流量、吹掃氣體或甲硅烷基化劑的壓力、吹掃氣體或甲硅烷基化劑的化學(xué)組成、吹掃氣體或甲硅烷基化劑的溫度、漂洗劑430的流量、漂洗劑430的溫度、基底的旋轉(zhuǎn)速度、分配臂610或分配臂620的位置，或者分配臂610或分配臂620的速度，或者其任意組合。這可使用控制系統(tǒng)組件的控制器實(shí)現(xiàn)。

已經(jīng)詳細(xì)地描述了多個實(shí)施方案，顯而易見，不背離所附權(quán)利要求所限定的發(fā)明范圍的修改、改變和等同實(shí)施方案是可能的。另外，應(yīng)理解，本公開內(nèi)容中的所有實(shí)例作為非限制性實(shí)例而提供。

上述各種方法和技術(shù)提供了多個實(shí)施方案。當(dāng)然，應(yīng)理解，根據(jù)本文所述的任何特定實(shí)施方案并不一定可實(shí)現(xiàn)上述全部目的和優(yōu)點(diǎn)。因此，例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，所述方法可以以這樣的方式進(jìn)行，即，實(shí)現(xiàn)或最優(yōu)化如本文所教導(dǎo)的一個優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)，而不必實(shí)現(xiàn)如本文可能教導(dǎo)或建議的其他目的或優(yōu)點(diǎn)。本文提到了多個有利的或不利的替代方案。應(yīng)理解，一些實(shí)施方案具體包括一個、另一個或若干個有利的特征，同時另一些具體排除一個、另一個或若干個不利的特征，同時還有另一些具體通過包括一個、另一個或若干個有利的特征來減輕出現(xiàn)的不利特征。

另外，技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到來自不同實(shí)施方案的各種特征的適用性。同樣地，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可混合并匹配以上所述的各個元件、特征和步驟以及每個這樣的元件、特征或步驟的已知等同物，從而根據(jù)本文所述的原理實(shí)施方法。在各個元件、特征和步驟中，不同的實(shí)施方案可具體包括一些，并且具體排除另一些。

盡管在某些實(shí)施方案和實(shí)施例的上下文中已經(jīng)公開了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明的實(shí)施方案從具體公開的實(shí)施方案擴(kuò)展到其他替代的實(shí)施方案和/或使用及其修改和等同物。

在一些實(shí)施方案中，用于描述和使得本發(fā)明的某些實(shí)施方案得到保護(hù)的表示成分量、性質(zhì)如分子量、反應(yīng)條件等的數(shù)字應(yīng)理解為在一些情況下由術(shù)語“約”修飾。因此，在一些實(shí)施方案中，書面說明書和所附權(quán)利要求中所陳述的數(shù)值參數(shù)為近似值，其可根據(jù)通過特定實(shí)施方案想要獲得的所需性質(zhì)變化。在一些實(shí)施方案中，數(shù)值參數(shù)應(yīng)按照所報導(dǎo)的有效數(shù)字的數(shù)值并通過應(yīng)用常規(guī)四舍五入法來解釋。盡管陳述本發(fā)明的一些實(shí)施方案的寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是盡可能精確地報道具體實(shí)例中陳述的數(shù)值。存在于本發(fā)明的一些實(shí)施方案中的數(shù)值可包含由各自的測試測量中出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差所必然產(chǎn)生的某些誤差。

在一些實(shí)施方案中，描述本發(fā)明的特定實(shí)施方案的上下文中(尤其是在某些權(quán)利要求上下文中)使用的術(shù)語“一個”、“一種”和“該”以及類似的指代可以解釋為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)二者。對本文數(shù)值范圍的敘述僅意圖用作獨(dú)立引用落入該范圍的每個單獨(dú)的值的速記方法(shorthand method)。除非本文另有說明，否則每個單獨(dú)的值都被并入說明書，就像其被單獨(dú)并入本文一樣。本文所述的所有方法可以以任意合適的順序進(jìn)行，除非本文另有說明或者上下文明顯矛盾。關(guān)于本文某些實(shí)施方案提供的任何或全部實(shí)例或者示例性語言(例如，“如”)的使用僅意在更好地說明本發(fā)明并且不對本發(fā)明的范圍形成限制，除非另有聲明。說明書中任何語言均不應(yīng)解釋為將任何未要求權(quán)利保護(hù)的元素指出是實(shí)施本發(fā)明所必不可少的。

本文公開的可選擇元素或?qū)嵤┓桨傅姆纸M不應(yīng)解釋為限制。各組成員可被單獨(dú)提到或要求保護(hù)，或者與本文發(fā)現(xiàn)的組的其他成員或其他元素任意組合。由于便利和/或?qū)＠脑?，一組的一個或多個成員可以被包括于一組中或從該組刪除。當(dāng)任何此類包括或刪除發(fā)生時，說明書在本文中被視為含有經(jīng)過改動的組，因此滿足對所附權(quán)利要求書中所用的全部馬庫什組的書面說明。