(57)【要約】【課題】【解決手段】基板を処理するための方法であって、複数の注入口の一部から基板の表面に流体を塗布する工程と、流体が表面に塗布されている最中に流体を基板の表面から除去する工程とを備える方法が提供される。流体を塗布する工程および流体を除去する工程は、基板の表面上に流体メニスカス部を形成する。【選択図】図３
2006148069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理方法であって、
複数の注入口の一部から前記基板の表面に流体を塗布する工程と、
前記流体が前記表面に塗布されている最中に、前記流体の少なくとも一部を前記基板の表面から除去する工程と
を備え、
前記流体を塗布する工程および前記流体を除去する工程は、メニスカス状の前記流体である流体メニスカス部を前記基板の表面上に形成することにより行われる基板処理方法。
【請求項２】
更に、前記流体メニスカス部において前記基板の表面を処理する工程を備える請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記流体メニスカス部において前記基板の表面を処理する工程は、エッチング工程，洗浄工程，すすぎ工程，メッキ工程，乾燥工程，リソグラフィ工程の一つを含む請求項２記載の基板処理方法。
【請求項４】
更に、付加的な流体メニスカス部を生成する工程を備える請求項１記載の基板処理方法。
【請求項５】
請求項４記載の基板処理方法であって、
前記付加的な流体メニスカス部を生成する工程は、
複数の注入口の別の一部から前記基板の表面に付加的な流体を塗布する工程と、
前記付加的な流体が前記表面に塗布されている最中に、前記付加的な流体の少なくとも一部を前記基板の表面から除去する工程と
を備える基板処理方法。
【請求項６】
前記流体は、リソグラフィ用の流体，エッチング用の流体，メッキ用の流体，洗浄用の流体，乾燥用の流体，すすぎ用の流体の一つである請求項１記載の基板処理方法。
【請求項７】
更に、表面張力低下流体を前記基板の表面に塗布する工程を備える請求項１記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記表面張力低下流体は、窒素ガスに含まれるイソプロピルアルコール蒸気である請求項７記載の基板処理方法。
【請求項９】
注入口の少なくとも一つから前記基板の表面に前記流体を塗布する工程は、流量制御装置によって管理される請求項１記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記流量制御装置は、対応する少なくとも一つの注入口への流体の流動を可能にするオン状態と、前記対応する少なくとも一つの注入口への流体の流動を遮断するオフ状態とを移行して動作するように設定される請求項９記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記基板の表面から前記流体を除去する工程は、複数の排出口の一部を通じて行われ、前記複数の排出口の各々を通じて前記流体を除去する工程は、流量制御装置によって管理される請求項１記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記流量制御装置は、対応する少なくとも一つの排出口からの流体の流動を可能にするオン状態と、前記対応する少なくとも一つの排出口からの流体の流動を遮断するオフ状態とを移行して動作するように設定される請求項１１記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記複数の注入口の一部は、前記流体を塗布する少なくとも一つの注入口と、表面張力変化流体を塗布する少なくとも一つの注入口とを含む一群の注入口であり、前記複数の注入口の一部を通る流れは、流量制御装置によって管理される請求項１記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記基板の表面から前記流体を除去する工程は、一群の排出口を通じて行われ、前記一群の排出口を通る流れは、流量制御装置によって管理される請求項１記載の基板処理方法。
【請求項１５】
基板を処理する基板処理装置であって、
複数の導管を有する近接ヘッドと、
前記近接ヘッドに連結され複数の導管のうち対応する一つの導管に流体を供給する流体入力部であって、前記複数の導管のうち前記対応する一つの導管は、メニスカス状の前記流体である流体メニスカス部を前記基板の表面上に生成する流体入力部と、
前記流体入力部を通る流体の流れを管理する流量制御装置と
を備える基板処理装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の基板処理装置であって、
前記複数の導管は、
前記基板の表面に前記流体を塗布する少なくとも一つの注入口と、
前記基板の表面から前記流体の少なくとも一部を除去する少なくとも一つの排出口と
を含む基板処理装置。
【請求項１７】
前記複数の導管は、更に、前記ウエハの表面に第３の流体を塗布する少なくとも一つの注入口を含む請求項１６記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記流体メニスカス部において、エッチング工程，洗浄工程，すすぎ工程，メッキ工程，乾燥工程，リソグラフィ工程の一つを実施することが可能である請求項１５記載の基板処理装置。
【請求項１９】
前記第３の流体は、前記第２の流体の表面張力を変化させる請求項１７記載の基板処理装置。
【請求項２０】
前記流量制御装置は、弁，流量制限器，栓のいずれかである請求項１５記載の基板処理装置。
【請求項２１】
前記弁は、前記流体入力部を通る少なくとも一つの流体の流れを促進する請求項２０記載の基板処理装置。
【請求項２２】
請求項１５記載の基板処理装置であって、更に、
対応する少なくとも一つの排出口から流体を除去する流体出力部であって、前記対応する少なくとも一つの排出口は、前記基板の表面上の前記流体メニスカス部から前記流体を除去する流体出力部と、
前記流体出力部を通る流体の流れを管理する流量制御装置と
を備える基板処理装置。
【請求項２３】
前記流体出口部を通る流体の流れを管理する前記流量制御装置は、弁，流量制限器，栓のいずれかである請求項２２記載の基板処理装置。
【請求項２４】
前記弁は、前記流体出口部を通る少なくとも一つの流体の流れを促進する請求項２３記載の基板処理装置。
【請求項２５】
基板を処理する基板処理システムであって、
メニスカス状の流体である少なくとも一つの流体メニスカス部を生成する近接ヘッドと、
前記近接ヘッドに連結され前記近接ヘッドに前記流体を供給する流体入力部と、
前記流体入力部に連結され前記流体入力部に前記流体を供給する流体供給部と
を備える基板処理システム。
【請求項２６】
前記流体入力部は、前記近接ヘッドへの流体の移送を管理する流量装置を含む請求項２５記載の基板処理システム。
【請求項２７】
前記流体供給部は、前記近接ヘッドへの流体の移送を管理する流量装置を含む請求項２５記載の基板処理システム。
【請求項２８】
請求項２５記載の基板処理システムであって、更に、
前記近接ヘッドに連結され前記近接ヘッドから流体を除去する流体出力部と、
前記流体出力部に連結され前記流体出力部から前記流体を除去する流体供給部と
を備える基板処理システム。
【請求項２９】
前記流体出力部は、前記近接ヘッドからの流体の移送を管理する流量装置を含む請求項２８記載の基板処理システム。
【請求項３０】
前記流体供給部は、前記近接ヘッドからの流体の移送を管理する流量装置を含む請求項２８記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの処理に関するものであり、より具体的には、汚染物の低減およびウエハ処理コストの削減を図りながらウエハ表面における流体の塗布および除去を効率的に行うための装置ならびに技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップの製造プロセスでは、洗浄や乾燥などの工程によってウエハを処理する必要があることが知られている。これらの各工程では、そのウエハ工程用の流体の塗布および除去を効果的に行う必要がある。
【０００３】
例えば、ウエハ表面に不要な残留物を残すような製造工程の後は、ウエハを洗浄する必要がある。このような製造工程は、例えば、プラズマエッチング（例えばタングステンエッチバック（ＷＥＢ））および化学機械研磨（ＣＭＰ）を含む。ＣＭＰにおいて、ウエハは、ウエハの表面を回転コンベヤベルトに押し付けるホルダ内に載置される。このコンベヤベルトは、化学剤および研磨材から成るスラリを用いて研磨を行う。このプロセスは、あいにく、ウエハ表面にスラリ粒子や残留物を蓄積させる傾向がある。ウエハ上に残留した不要な残留物や粒子は、とりわけ、ウエハ表面上にスクラッチなどの欠陥を形成する虞や、金属配線同士に不適切な相互作用を生じさせる虞がある。このような欠陥は、ウエハ上の素子を動作不能にする場合がある。したがって、動作不能な素子を有するウエハを廃棄するための不当な費用を回避するためには、不要な残留物を残すような製造工程の後に、的確に且つ効率的にウエハを洗浄する必要がある。
【０００４】
ウエハを湿式洗浄した後は、水または洗浄流体の残りがウエハ上に残留物を残すことがないように、そのウエハを効果的に乾燥させなければならない。ウエハ表面上の洗浄流体が蒸発可能な状態にあると、液滴の形成時によく見られるように、洗浄流体に溶解していた残留物すなわち汚染物質が、洗浄流体の蒸発後にウエハ表面上に残留する（その結果、例えば、ウォータスポットを形成する）。蒸発の発生を阻止するためには、洗浄流体を可能な限り速やかに除去し、ウエハ表面上に液滴が形成される事態を回避しなければならない。これを実現する試みとして、スピン乾燥法やＩＰＡ、マランゴニ乾燥法などの幾つかの乾燥技術の一つが用いられる。これらの乾燥技術は、いずれも、ウエハ表面上において、何らかの形態の液体・気体移動界面を用いたものである。このような移動界面は、適切に維持される限り、液滴の形成を生じることなくウエハ表面を乾燥させることができる。しかし、上記のいずれの乾燥法を用いる場合にもよくあるように、もし液体・気体移動界面が崩壊してしまうと、液滴の形成および蒸発の発生によって、ウエハ表面上に汚染物が残留する結果となる。今日最も広く普及している乾燥技術は、スピンリンス乾燥法（ＳＲＤ）である。
【０００５】
図１Ａは、ＳＲＤプロセスの際の、ウエハ１０上における流体の動きを示している。この乾燥プロセスでは、湿ったウエハが、回転１４によって高速回転される。ＳＲＤにおいて、ウエハのすすぎに使用された流体は、流体矢印１６で示されるように、遠心力の作用によってウエハの中心からウエハの外側へと引っ張られ、最終的にウエハから流れ落ちる。流体がウエハから引っ張られるにつれて、ウエハの中心には液体・気体移動界面１２が形成される。この液体・気体移動界面１２は、乾燥プロセスの進行に伴ってウエハの外側へと移動する（すなわち、液体・気体移動界面１２によって生成される円が拡大する）。図１Ａの例において、液体・気体移動界面１２によって形成された円の内側は流体を含まず、液体・気体移動界面１２によって形成された円の外側は流体である。したがって、乾燥プロセスの進行に伴って、液体・気体移動界面１２の内側の部分（乾燥した領域）は増大し、液体・気体移動界面１２の外側の領域（湿った領域）は減少する。しかしながら、前述のように、もし液体・気体移動界面１２が崩壊すると、液滴がウエハ上に形成され、その蒸発によって汚染が引き起こされる。したがって、ウエハ表面が汚染される事態を回避するためには、液滴の形成およびそれに続く蒸発を抑えることが不可欠である。あいにく、現行の乾燥法は、液体移動界面の崩壊に対して部分的に成功しているに過ぎない。
【０００６】
また、ＳＤＲプロセスは、疎水性のウエハ表面を乾燥させることが困難である。疎水性のウエハ表面の乾燥が困難であるのは、このような表面が、水および水を主体とした（水性の）洗浄溶液をはじくからである。したがって、乾燥プロセスが進行し、洗浄流体がウエハ表面から引き離されるにつれて、残りの洗浄流体は、（もし水性ならば）ウエハ表面ではじかれる。その結果、水性の洗浄流体は、疎水性のウエハ表面との接触面積を最小にしようとする。また、水性の洗浄溶液は、表面張力によって（すなわち分子間水素結合によって）自身に固着する傾向がある。したがって、疎水性のウエハ表面には、疎水性相互作用および表面張力によって水性洗浄流体の球（すなわち液滴）が形成され、制御不能な状態に陥る。この液滴の形成は、結果として、前述の有害な蒸発および汚染を引き起こす。ＳＲＤに伴うこれらの制約は、液滴に作用する遠心力が最も小さいウエハの中心で特に深刻である。したがって、ＳＲＤプロセスは、現段階で最も一般的なウエハ乾燥法であるにもかかわらず、特に疎水性のウエハ表面に対して用いられる場合などは、ウエハ表面上で洗浄流体の液滴の形成を低減させるのが困難である。また、ウエハは、部分ごとに異なる疎水性を有する場合もある。
【０００７】
図１Ｂは、代表的なウエハ乾燥プロセス１８を示している。この例において、ウエハ１０の部分２０は親水性の領域を有し、ウエハ１０の部分２２は疎水性の領域を有する。部分２０は水を引き寄せるので、そこには流体２６が溜まる。部分２２は疎水性であるので、水をはじき、その部分のウエハ１０では水膜が薄くなる。したがって、ウエハ１０の疎水性の部分は、多くの場合において、親水性の部分よりも速やかに乾燥する。これは、ウエハ乾燥プロセスの一貫性を損なうので、汚染レベルを増大させ、ひいてはウエハの製品歩留まりを悪化させる。
【０００８】
したがって、ウエハに対する流体の管理および塗布を最適化し、ウエハ表面上に堆積する汚染物を低減させることによって、従来技術で見られる事態を回避することができる方法および装置が必要とされている。このような堆積物は、今日よく見られるように、許容ウエハの歩留まりを悪化させ半導体ウエハの製造コストを増大させる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、概して、ウエハの汚染を大幅に低減させつつウエハ表面を処理することができる基板処理装置を提供することによって、これらのニーズを満たすものである。なお、本発明は、プロセス、装置、システム、素子、方法を含む様々な形態で実現することが可能である。以下では、本発明のいくつかの実施形態を説明する。
【００１０】
一実施形態は、基板を処理するための方法を提供する。その方法は、複数の注入口の一部から基板の表面に流体を塗布する工程と、流体が基板に塗布されている最中に、流体の少なくとも一部を基板の表面から除去する工程とを備える。流体の塗布および流体の除去は、メニスカス状の前記流体である流体メニスカス部を基板の表面上に形成することにより行われる。
【００１１】
別の一実施形態は、基板を処理するための装置を提供する。この装置は、複数の導管を有する近接ヘッドと、近接ヘッドに連結され複数の導管のうち対応する一つの導管に流体を供給する流体入力部とを備え、複数の導管のうち対応する一つの導管は、その流体を用いて基板の表面上に流体メニスカス部を生成する。この装置は、流体入力部を通る流体の流れを管理するための流量制御機構も備える。
【００１２】
更に別の一実施形態は、基板を処理するためのシステムを提供する。このシステムは、少なくとも一つの流体メニスカス部を生成するように構成された近接ヘッドと、近接ヘッドに連結され近接ヘッドに流体を供給するように構成された流体入力部とを備える。このシステムは、流体入力部に連結され流体入力部に流体を供給する流体供給部も備える。
【００１３】
本発明は、多数の利点を有する。最も注目すべき利点は、本明細書で開示される装置および方法が、メニスカスの大きさおよび形状を高度かつ強力に管理することによって基板を効率良く処理（例えば、洗浄、乾燥など）する方法ならびに装置を用いている点にある。したがって、これらの工程は、ウエハ表面上に残留する不要な流体や汚染物を低減させて、基板に対する流体の塗布および除去を最適に管理することができる。その結果、ウエハの処理および製造が改善され、このような効率良いウエハ処理によって、ウエハ歩留まりの一層の改善が実現される。
【００１４】
本発明は、近接ヘッドの各ソース注入口への流体の投入を強力かつ高度に管理することによって、最適なウエハ処理を可能にするものである。各流体入力部または一連の流体入力部を管理すれば、各ソース注入口からウエハ表面に塗布される流体を高度に制御することが可能である。そして、各ソース注入口から供給される流体を制御すれば、所望のウエハ処理工程に応じてメニスカス（毛細管現象によって起こる流体表面上の曲面）の大きさおよび形状を調整することが可能である。一実施形態では、各ソース注入口に流体を供給する各流体入力部を通る流体の流れを、流量制御装置を用いて調整することが可能である。追加の実施形態では、互いに同心であるメニスカスや、互いを取り囲むメニスカス、互いに同心であると共に互いを取り囲むメニスカスを、任意の適切な数だけ用いることが可能である。
【００１５】
本発明の原理を例示した添付の図面を参照にする以下の詳細な説明から、本発明の他の特徴および利点が明らかになる。
【００１６】
本発明は、添付の図面を参照にする以下の詳細な説明によって、容易に理解することができる。説明を容易にするため、類似の構成要素は類似の符号で示すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
基板を処理するための方法および装置の発明が開示される。以下の説明では、本発明の完全な理解を可能にするために、多くの詳細が特定されている。しかしながら、当業者ならば明らかなように、本発明は、これらの一部または全部の詳細を特定しなくても実施することができる。また、本発明が不必要に不明瞭になるのを避けるため、周知のプロセス工程の詳細な説明は省略される。
【００１８】
以下では、いくつかの好ましい実施形態に基づいて発明が説明されるが、当業者ならば、以下の説明および図面に目を通すことによって、各種の代替、追加、置換、および等価の形態を考えつくことが可能である。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、これらのあらゆる代替、追加、置換、および等価の形態を含むものと解釈される。
【００１９】
以下の図面は、近接ヘッドを用いる代表的なウエハ処理システムの実施形態を示したものである。近接ヘッドは、ソース注入口に対して変流量入力部を用いることによって、特定の形状、大きさ、および位置を有する１つまたはそれ以上の流体メニスカスを生成する。別の一実施形態では、ソース注入口への流体入力部およびソース排出口からの流体出力部の両方を管理することが可能である。この技術は、例えば乾燥、エッチング、およびメッキなどの各種のウエハ工程を任意に組み合わせて実施するために用いることができる。なお、本明細書で説明されるシステムおよび近接ヘッドは、代表的なものに過ぎず、本明細書で説明されるように、接触する２つまたはそれ以上のメニスカスの生成ならびに移動を可能にする任意の他の適切な構成を用いることも可能である。
【００２０】
図に示された実施形態において、近接ヘッドは、用いられる実施形態に応じて可動であっても良いし静止したままでも良い。一実施形態では、近接ヘッドを静止させたままで、ソース注入口から提供される流体を制御することによって流体メニスカスの部分を生成したり除去したりすることが可能である。したがって、近接ヘッドの大きさおよびウエハの大きさ次第では、ウエハ処理のために近接ヘッドを移動させなくて済む。別の一実施形態では、近接ヘッドを静止させたまま、ウエハを移動させることが可能である。更に別の一実施形態では、ウエハの中心部から縁端部へと近接ヘッドを直線移動させることが可能である。なお、そのほかにも、近接ヘッドをウエハの一方の縁端部からその対角線上のもう一方の縁端部へと直線的に移動させる他の実施形態を用いることも、あるいは、例えば放射運動、円運動、螺旋運動、ジグザグ運動、およびランダム運動などの非直線運動を用いることも可能である。また、ユーザの望みに応じて特定された任意の適切な運動軌道を用いることも可能である。また、一実施形態では、近接ヘッドによってウエハ全面を処理できるように、ウエハを回転させると共に近接ヘッドを直線移動させることが可能である。なお、ウエハを回転させず、ウエハ全面を処理できる動作で近接ヘッドをウエハ上で移動させる他の実施形態を用いることも可能である。
【００２１】
また、本明細書で説明される近接ヘッドおよびウエハ処理システムは、例えば２００ｍｍウエハ、３００ｍｍウエハ、およびフラットパネルなど、任意の形状および大きさの基板を処理するために用いることができる。更に、近接ヘッドの大きさ、ひいてはメニスカスの大きさは可変である。一実施形態において、近接ヘッドの大きさおよびメニスカスの大きさは、処理されるウエハより大きいことが可能である。このような一実施形態では、特定のメニスカス断片を生成したり切り離したりすることによって、メニスカスによるウエハの一部または全部の処理を実現することができる。別の一実施形態において、近接ヘッドの大きさおよびメニスカスの大きさは、処理されるウエハより小さいことが可能である。更に、本明細書で言うところのメニスカスは、例えばブラッシング、リソグラフィ、およびメガソニックなどの他の形態のウエハ処理技術と共に用いることも可能である。
【００２２】
なお、本明細書で説明されるシステムは、代表的なものに過ぎず、本明細書で説明される近接ヘッドは、例えば上記の米国特許出願で説明されたような任意の適切なシステムで用いることが可能である。なお、図２〜４Ｂは、シングルメニスカスの形成を説明した図であるので、これらの図で説明されるプロセス変量（例えば流量および寸法など）は、図５Ａ〜９で説明されるマルチメニスカス近接ヘッドのためのプロセス変量または図１０〜１５で説明されるメニスカス断片を生成するためのプロセス変数と異なる。にもかかわらず、近接ヘッドに入る流体の流れの制御および管理は、任意タイプの流体メニスカスを生成するように構成された任意タイプの近接ヘッド内で管理することが可能である。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態にしたがって、ウエハ処理システム１００を示している。このシステム１００は、ウエハの保持およびウエハの回転の少なくとも一方の操作によってウエハ表面を処理することを可能にするローラ１０２ａ，１０２ｂを有する。システム１００は、また、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂを有し、これらのヘッドは、一実施形態において、上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂにそれぞれ取り付けられている。一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂの少なくとも一方は、後ほど詳述される任意の適切な近接ヘッドであることが可能である。近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、１つの流体メニスカスを生成するまたは複数の流体メニスカスを生成することができる。したがって、一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、シングルメニスカス近接ヘッド、マルチメニスカス近接ヘッド、または近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂの一方がシングルメニスカス近接ヘッドで他方がマルチメニスカス近接ヘッドであるこれらの組み合わせであることが可能である。本明細書で言うところの「マルチメニスカス近接ヘッド」は、１つまたはそれ以上の流体メニスカスを生成することができる近接ヘッドを意味する。マルチメニスカス近接ヘッドの一実施形態において、第１の流体メニスカスは、第２の流体メニスカスによってほぼ取り囲まれ、別の一実施形態において、第１の流体メニスカスは、第２の流体メニスカスの横に配される。近接ヘッドは、流体メニスカスを生成することができる任意の適切な装置であることが可能である。上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂは、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂをウエハの半径に沿ってほぼ直線移動させる（または、別の一実施形態では僅かに弧を描きながら移動させる）ことを可能にする組立品の一部を構成することができる。更に別の一実施形態において、組立品は、ユーザの定めた任意の適切な動きで近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂを移動させることが可能である。
【００２４】
一実施形態において、アーム１０４は、近接ヘッド１０６ａをウエハの上方で、近接ヘッド１０６ｂをウエハの下方で、それぞれウエハに近接する位置で保持するように構成される。例えば、代表的な一実施形態において、これは、上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂを垂直方向に移動可能に構成することによって実現される。こうすると、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、それぞれ、水平方向に移動してウエハ処理を開始する位置に到達した後に、垂直方向に移動してウエハに近接する位置に到達することができる。別の一実施形態において、上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂは、処理に先だってメニスカスを生成する位置から近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂを開始させるように構成することができ、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂの間で生成されたメニスカスは、処理されるウエハ１０８の縁端領域からウエハ表面上に載置される。したがって、上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂは、本明細書で説明されるウエハ処理を可能にする動きで近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂを移動させることができる任意の適切な構成を取ることが可能である。なお、システム１００は、近接ヘッドをウエハに近接する位置に移動させ、複数のメニスカスの生成および制御を行うことができる限り、任意の適切な構成を取ることが可能である。複数のメニスカスは、一実施形態では互いに同心である。なお、近接する位置は、メニスカスを維持することができる限り、任意の適切な距離だけウエハから離れた位置であることが可能である。一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂ（および本明細書で説明される他の任意の近接ヘッド）は、ウエハから約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍの距離にそれぞれ位置することによって、ウエハの表面上に流体メニスカスを生成することができる。好ましい一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂ（および本明細書で説明される他の任意の近接ヘッド）は、ウエハから約０．５ｍｍ〜約２．０ｍｍの距離にそれぞれ位置することによって、ウエハの表面上に流体メニスカスを生成することができ、更に好ましい一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂ（および本明細書で説明される他の任意の近接ヘッド）は、ウエハから約１．５ｍｍの距離にそれぞれ位置することによって、ウエハの表面上に流体メニスカスを生成することができる。
【００２５】
一実施形態において、システム１００およびアーム１０４は、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂをウエハ上の処理済み部分から未処理部分へと移動させることができるように構成される。なお、アーム１０４は、所望のウエハ処理を実現可能な動きで近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂを移動させる、任意の適切な動作で移動することが可能である。一実施形態において、アーム１０４は、モータによる駆動を受けて、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂをウエハの表面に沿って移動させることが可能である。なお、図中のウエハ処理システム１００は、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂを有するものとして示されているが、近接ヘッドは、例えば１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、または６つなど任意の適切な数だけ用いることが可能である。また、ウエハ処理システム１００の近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂの少なくとも一方は、例えば、本明細書で説明される任意の近接ヘッドのように、任意の適切な大きさまたは形状を取ることも可能である。本明細書で説明される各種の構成は、近接ヘッドとウエハとの間に流体メニスカスを生成する。流体メニスカスは、ウエハ上を横切るように移動し、ウエハの表面に流体を提供したりウエハの表面から流体を除去したりしてウエハを処理することが可能である。こうすれば、ウエハに提供される流体の種類に応じ、洗浄、乾燥、エッチング、およびメッキの少なくとも１つの処理を実現することが可能である。また、第１の流体メニスカスが特定の一工程を実施する一方で、第１の流体メニスカスを少なくとも部分的に取り囲む第２の流体メニスカスは、第１の流体メニスカスと同じまたは異なる種類のウエハ処理工程を実施することが可能である。したがって、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、本明細書で提示される多数の構成または本明細書で説明される処理を可能にするその他の構成のいずれを取ることも可能である。なお、システム１００は、ウエハの片面のみを処理しても良いし、または、ウエハの上面および下面の両方を処理しても良い。
【００２６】
また、ウエハの上面および下面の少なくとも一方を処理する以外に、システム１００は、ウエハの片面で特定の工程を実施する一方で、ウエハのもう片面では、それと同じ工程を実施するように、または異なる種類の流体もしくは異なる構成のメニスカスを出入りさせることによって異なる工程を実施するように構成することも可能である。近接ヘッドは、また、ウエハの上面および下面の少なくとも一方を処理する以外に、ウエハの斜縁も処理するように構成することができる。これは、ウエハの縁端からメニスカスを降ろして（載せて）ウエハの斜縁を処理することによって実現することができる。なお、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、互いに同種の装置であっても良いし、または、互いに異なる種類の近接ヘッドであっても良い。
【００２７】
処理されるウエハ１０８に近接する位置に所望の近接ヘッドを配することができる限り、ウエハ１０８は、ローラ１０２ａ，１０２ｂによって任意の適切な方向性で保持され、回転されることが可能である。一実施形態において、ローラ１０２ａ，１０２ｂは、時計回りに回転することによって、ウエハ１０８を反時計回りに回転させることが可能である。なお、ローラは、所望のウエハ回転に応じ、時計回りまたは反時計回りのいずれに回転されることも可能である。一実施形態において、ローラ１０２ａ，１０２ｂによってウエハ１０８に付与される回転は、ウエハ上の未処理領域を近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂに近接させる働きをする。しかしながら、回転それ自体は、ウエハを乾燥させることも、またはウエハ表面上の流体をウエハの縁端へと移動させることもない。したがって、代表的なウエハ処理工程において、ウエハ上の未処理領域は、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂの直線運動およびウエハ１０８の回転の両方を通じて近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂに提示される。ウエハ処理工程それ自体は、少なくとも１つの近接ヘッドによって実施することができる。したがって、一実施形態において、ウエハ１０８上の処理済み部分は、ウエハ処理工程の進行に伴って、ウエハ１０８の中心領域から縁端領域へと螺旋状に拡大すると考えられる。別の一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂがウエハ１０８の周囲からウエハ１０８の中心へと移動するにつれて、ウエハ１０８上の処理済み部分は、ウエハ１０８の縁端領域からウエハ１０８の中心領域へと螺旋状に拡大すると考えられる。
【００２８】
代表的な一処理工程において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、ウエハ１０８の乾燥、洗浄、エッチング、およびメッキのうち、少なくとも一工程を実施するように構成することが可能である。代表的な乾燥の一実施形態において、少なくとも１つの第１の注入口は、脱イオン水（ＤＩＷ）を投入するように構成することが可能であり（ＤＩＷ注入口としても知られる）、少なくとも１つの第２の注入口は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気を含むＮ2キャリアガスを投入するように構成することが可能であり（ＩＰＡ注入口としても知られる）、少なくとも１つの排出口は、真空を提供することによって、ウエハと特定の近接ヘッドとの間の領域から流体を除去するように構成することが可能である（真空排出口としても知られる）。なお、いくつかの代表的な実施形態は、ＩＰＡ蒸気を用いているが、例えば窒素、任意の適切なアルコール蒸気、有機化合物、および揮発性化学剤など、水に混和できる任意の他の蒸気を用いることも可能である。
【００２９】
代表的な洗浄の一実施形態は、ＤＩＷの代わりに洗浄溶液を用いることが可能である。代表的なエッチングの一実施形態は、ＤＩＷの代わりにエッチング液を用いて実施することが可能である。また、所望の処理工程の応じ、第１の注入口および第２の注入口から他の溶液を投入することも可能である。
【００３０】
近接ヘッドの面上に配される注入口および排出口は、本明細書で説明されるような安定したメニスカスを用いることができる限り、任意の適切な構成を取ることが可能である。一実施形態において、少なくとも１つのＮ2／ＩＰＡ蒸気注入口は、少なくとも１つの真空排出口に隣接して配することが可能であり、この少なくとも１つの真空排出口は、更に少なくとも１つの処理流体注入口に隣接して配することが可能である。これは、ＩＰＡ−真空−処理流体の方向性を形成する。このような構成は、内側のメニスカスを少なくとも部分的に取り囲む外側のメニスカスを生成することができる。また、内側のメニスカスは、処理流体−真空の方向性を有する構成によって生成することが可能である。したがって、第２の流体メニスカスによって第１の流体メニスカスを少なくとも部分的に取り囲まれる代表的な一実施形態は、後ほど詳述されるように、ＩＰＡ−真空−第２の処理流体−真空−第１の処理流体−真空−第２の処理流体−真空−ＩＰＡの方向性によって生成することが可能である。なお、望ましいウエハ処理および向上を求められているウエハ処理機構の種類に応じ、例えばＩＰＡ−処理流体−真空、処理流体−真空−ＩＰＡ、および真空−ＩＰＡ−処理流体などの他の方向性の組み合わせを用いることも可能である。好ましい一実施形態では、近接ヘッドとウエハとの間に位置するメニスカスを高度かつ強力に生成し、制御し、移動させてウエハを処理するために、本明細書で説明されるようなＩＰＡ−真空−処理流体の方向性の形態を用いることが可能である。処理流体注入口、Ｎ2／ＩＰＡ蒸気注入口、および真空排出口は、上記の方向性または流体メニスカスを生成可能である任意の他の適切な方向性を維持できる限り、任意の適切な形態に配置することが可能である。例えば、更なる一実施形態では、所望の近接ヘッド構成に応じ、ＩＰＡ蒸気注入口、処理流体注入口、および真空排出口の少なくとも一者で構成されるセットを、Ｎ2／ＩＰＡ蒸気注入口、真空排出口、および処理流体注入口に追加することが可能である。なお、注入口および排出口の方向性の厳密な構成は、用途に応じて可変である。例えば、ＩＰＡ注入口、真空排出口、および処理流体注入口のそれぞれの位置は、各口間の距離が一致するように、または一致しないように変更することが可能である。また、ＩＰＡ注入口、真空排出口、および処理流体注入口の各口間の距離は、近接ヘッド１０６ａの大きさ、形状、および構成、ならびに処理用メニスカスの所望の大きさ（すなわちメニスカスの形状および大きさ）に応じて可変である。また、上記の米国特許出願に記載されるように、代表的なＩＰＡ−真空−処理流体の方向性を見いだすことも可能である。
【００３１】
一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、ウエハ１０８の上面および下面にそれぞれ近接する位置に配置されて良く、ウエハ１０８の上面および下面を処理することができるウエハ処理用のメニスカスを、後ほど詳述されるようにＩＰＡ注入口、ＤＩＷ注入口、および真空排出口を用いてウエハ１０８に接触するかたちで生成することができる。真空は、ＩＰＡおよび処理流体の入力とほぼ同時にウエハ表面に近接する領域に提供され、ウエハ表面上に存在しうるＩＰＡ蒸気、処理流体、および流体の少なくとも一者を除去することが可能である。なお、代表的な一実施形態は、ＩＰＡを用いているが、例えば窒素、任意の適切なアルコール蒸気、有機化合物、ヘキサノール、エチルグリコール、およびアセトンなど、水に混和できる任意の他の適切な蒸気を用いることも可能である。これらの流体は、表面張力を変化させる（低下させる）流体としても知られている。なお、近接ヘッド１０６の構成次第では、ＩＰＡ注入口は不要であり、その場合は、ウエハに対する処理流体の提供および除去のみを通じて安定した流体メニスカスを生成することが可能である。メニスカスは、近接ヘッドとウエハとの間の領域にある部分の処理流体である。なお、本明細書において、「出力」という表現は、ウエハ１０８と特定の近接ヘッドとの間の領域から流体を除去することを意味し、「入力」という表現は、ウエハ１０８と特定の近接ヘッドとの間の領域に流体を導入することを意味する。別の一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、僅かに弧を描きながら移動するアームの先端でウエハ１０８を走査することが可能である。
【００３２】
図３は、ウエハ処理工程を実施する近接ヘッド１０６を、本発明の一実施形態に従って示している。図３〜４Ｂは、基本的な流体メニスカスを生成する方法を示し、図５Ａ〜１５は、より複雑な構成のメニスカスを生成するための装置および方法を説明している。図１０〜１５は、近接ヘッドへの入力によって近接ヘッドのソース注入口への流体の入力が可変であるような実施形態を示している。一実施形態において、近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８の上面１０８ａに近接する位置を移動することによってウエハ処理工程を実施する。なお、近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８の下面１０８ｂの処理（例えば洗浄、乾燥、メッキ、およびエッチングなど）に用いることも可能である。一実施形態において、ウエハ１０８は回転するので、近接ヘッド１０６は、上面１０８ａを処理する間、ヘッドの動きに伴って直線移動することができる。メニスカス１１６は、注入口３０２からのＩＰＡ３１０の提供、排出口３０４からの真空３１２の提供、および注入口３０６からの処理流体３１４の提供を通じて生成することができる。なお、図３に示された注入口／排出口の方向性は、単なる代表例に過ぎず、安定した流体メニスカスを生成可能である限り、任意の適切な注入口／排出口の方向性を用いることが可能である。
【００３３】
図４Ａは、近接ヘッド１０６ａによって行われうるウエハ処理工程を、本発明の一実施形態にしたがって示している。図４Ａは、上面１０８ａが処理される様子を示しているが、ウエハ処理は、ウエハ１０８の下面１０８ｂに対してもほぼ同様に実現することができる。一実施形態において、注入口３０２は、ウエハ１０８の上面１０８ａにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気を提供するために使用することが可能であり、注入口３０６は、ウエハ１０８の上面１０８ａに処理流体を提供するために使用することが可能である。また、排出口３０４は、ウエハ表面に近接する領域に真空を提供し、上面１０８ａの上または近くに存在しうる流体または蒸気を除去するために使用することが可能である。前述のように、注入口および排出口は、メニスカス１１６を形成可能である限り、任意に組み合わせて用いることができる。ＩＰＡは、例えばＩＰＡ蒸気などの任意の適切な形態を取ることができ、この場合、蒸気の形態を取るＩＰＡは、Ｎ2ガスの使用を通じて入力される。更に、ウエハを処理するための流体（例えば洗浄流体、乾燥流体、エッチング流体、およびメッキ流体など）として、ウエハ処理を可能にするまたは促進する任意の適切な流体が用いることが可能である。一実施形態において、ＩＰＡの流入３１０は注入口３０２を通じ、真空３１２は排出口３０４を通じ、そして処理流体の流入３１４は注入口３０６を通じてそれぞれ提供することができる。したがって、もしウエハ１０８上に流体膜が残留する場合は、ＩＰＡの流入３１０によってウエハ表面に第１の流体圧力を印加し、処理流体の流入３１４によってウエハ表面に第２の流体圧力を印加し、ウエハ表面上の処理流体、ＩＰＡ、および流体膜を除去する第３の流体圧力を真空３１２によって印加することができる。
【００３４】
したがって、ウエハ処理の一実施形態において、ウエハ表面に処理流体の流入３１４およびＩＰＡの流入３１０が提供されるにつれて、処理流体の流入３１４は、ウエハ表面上に存在しうる流体と混ざり合う。このとき、ウエハ表面に提供される処理流体の流入３１４は、ＩＰＡの流入３１０に遭遇する。ＩＰＡは、処理流体の流入３１４との間に界面１１８（ＩＰＡ／処理流体界面１１８としても知られる）を形成し、真空３１２と相まって、処理流体の流入３１４およびその他の任意の流体をウエハ１０８の表面から除去する手助けをする。一実施形態において、ＩＰＡ／処理流体界面１１８は、処理流体の表面張力を低下させる。処理流体は、ウエハ表面に向けて提供されたほぼ直後に、排出口３０４を通じて形成される真空によってウエハ表面上の流体と共に除去される。ウエハ表面に向けて提供され、近接ヘッドとウエハ表面との間の領域でウエハ表面上の任意の流体と一瞬だけ共存する処理流体は、メニスカス１１６を形成する。このメニスカス１１６の境界が、ＩＰＡ／処理流体界面１１８である。したがって、メニスカス１１６は、表面に向けて提供されるとほぼ同時にウエハ表面上の任意の流体と共に除去される一定流量の流体である。このように、ウエハ表面からほぼ即時に処理流体を除去すれば、乾燥中のウエハ表面上に液滴が形成される事態を阻止することができる。こうすれば、処理流体による各工程に応じた目的（例えばエッチング、洗浄、乾燥、およびメッキなど）の達成後にウエハ１０８が汚染される可能性を低減させることができる。また、ＩＰＡを下向きに注入することによる（ＩＰＡの流量による）圧力は、メニスカス１１６を封じ込めるのに有用である。なお、ＩＰＡまたは表面張力低下流体を随意に用いるだけの構成もあり、ＩＰＡを提供しない実施形態を用いることも可能である。
【００３５】
一実施形態において、ＩＰＡを含有するＮ2キャリアガスの流量は、処理流体の流れを近接ヘッドとウエハ表面との間の領域から移動させる、または押し出すことによって、その流れを排出口３０４（真空排出口）に導く手助けをする。流体は、排出口３０４を通って近接ヘッドから排出される。なお、処理流体の流れの押し出しは、工程の必要条件ではなく、メニスカスの境界制御を最適化するために用いることができる。したがって、ＩＰＡおよび処理流体が排出口３０４に引き込まれるとき、それらの流体と共にガス（例えば空気など）も排出口３０４に引き込まれるので、ＩＰＡ／処理流体界面１１８を構成する境界は非連続的である。一実施形態において、排出口３０４から提供される真空によって処理流体、ＩＰＡ、およびウエハ表面上の流体が引っ張られるとき、排出口３０４に至るこれらの流れは非連続的である。この流れの不連続性は、真空作用のもとで液体と気体との組み合わせをストローで引き上げる場合に類似している。したがって、近接ヘッド１０６ａの移動と共にメニスカスも移動し、メニスカスによって占有されていた領域はＩＰＡ／処理流体界面１１８の移動によって乾燥される。また、注入口３０２（随意）、排出口３０４、および注入口３０６は、装置の構成、ならびにメニスカスの所望の大きさおよび形状に応じ、任意の数だけ用いることが可能である。別の一実施形態では、真空排出口に至る液体の流れが総じて連続的であるように、したがって、真空排出口に気体が流れ込むことがないように、液体の流量および真空の流量を調整する。
【００３６】
Ｎ2／ＩＰＡ、処理流体、および真空の流量としては、メニスカス１１６を維持可能である限り、任意の適切な流量を使用することが可能である。一実施形態において、注入口セット３０６を通じて提供される処理流体の流量は、約２５ミリリットル毎分〜約３，０００ミリリットル毎分である。好ましい一実施形態において、注入口セット３０６を通じて提供される処理流体の流量は、約８００ミリリットル毎分である。なお、流体の流量は、近接ヘッドの大きさに応じて可変である。一実施形態において、大きい近接ヘッドの流体の流量は、小さい近接ヘッドの流体の流量よりも大きいことが可能である。これは、一実施形態において、大きい近接ヘッドほど多数の注入口３０２、注入口３０６、および排出口３０４を有するためである。
【００３７】
一実施形態において、注入口セット３０２を通じて提供されるＮ2／ＩＰＡ蒸気の流量は、約１リットル毎分（ＳＬＰＭ）〜約１００ＳＬＰＭである。好ましい一実施形態において、ＩＰＡの流量は、約６〜２０ＳＬＰＭである。
【００３８】
一実施形態において、排出口セット３０４を通じて提供される真空の流量は、約１０立方フィート毎時（ＳＣＦＨ）〜約１２５０ＳＣＦＨである。好ましい一実施形態において、排出口セット３０４を通じて提供される真空の流量は、約３５０ＳＣＦＨである。代表的な一実施形態において、Ｎ2／ＩＰＡ、処理流体、および真空の流量は、流量計を用いて測定することが可能である。
【００３９】
なお、ウエハ処理工程は、用いられる処理流体の種類に応じ、メニスカスを用いて任意の適切な処理を実施することが可能である。例えば、ＳＣ−１およびＳＣ−２などの洗浄流体を処理流体として用いれば、ウエハ洗浄工程を実施することが可能である。同様に、同じ注入口・排出口構成で異なる処理流体を用いれば、ウエハ処理用メニスカスによって、ウエハのエッチングおよびメッキの少なくとも一方を実施することが可能である。一実施形態では、例えばＨＦ、ＥＫＣ専用溶液、およびＫＯＨなどのエッチング流体を用いてウエハのエッチングを実施することが可能である。別の一実施形態では、例えば硫化銅、塩化金、および硫化銀などのメッキ流体を電気入力と共に用いることが可能である。
【００４０】
図４Ｂは、ウエハ両面処理システムで用いられる代表的な近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂの側面を、本発明の一実施形態にしたがって示している。この実施形態において、メニスカス１１６は、Ｎ2／ＩＰＡ蒸気および処理流体を入力することを目的とした注入口３０２，３０６の使用、ならびにそれに伴って真空を提供することを目的とした排出口３０４の使用を通じて生成される。また、注入口３０６を挟んで注入口３０２の反対側には、処理流体を除去することおよびメニスカス１１６の完全性を維持することを目的とした排出口３０４を設けることが可能である。前述のように、一実施形態において、注入口３０２，３０６は、それぞれＩＰＡの流入３１０および処理流体の流入３１４を提供するために用いることが可能であり、その一方で、排出口３０４は、真空３１２を提供するために用いることが可能である。また、更に別の実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、上記の米国特許出願で示された構成を取ることが可能である。例えばウエハ１０８のウエハ表面１０８ａ，１０８ｂなど、メニスカス１１６に接触する任意の適切な表面を、その表面にメニスカス１１６を出入りさせることによって処理することが可能である。
【００４１】
図５Ａ〜１０は、第１の流体メニスカスを少なくとも１つの第２の流体メニスカスによって少なくとも部分的に取り囲まれている代表的な近接ヘッドを示している。なお、第１の流体メニスカスおよび第２の流体メニスカスの少なくとも一方は、例えばリソグラフィ、エッチング、メッキ、洗浄、および乾燥など、任意の適切な基板／ウエハ処理工程の実施を目的として生成することが可能である。第１の流体メニスカスおよび第２の流体メニスカスは、所望の基板処理工程に応じて任意の形状または大きさを取ることが可能である。本明細書で説明される特定の実施形態において、第１の流体メニスカスおよび第２の流体メニスカスは同心であり、第１の流体メニスカスは第２の流体メニスカスによって取り囲まれ、第１の流体メニスカスおよび第２の流体メニスカスは連続した流体接続面を構成する。したがって、第１の流体メニスカスによって基板が処理された後、第１の流体メニスカスによって処理された部分のウエハは、大気に実質的に接触することなく直ちに第２の流体メニスカスによって処理される。また、第１の流体メニスカスは、所望の工程に応じ、一実施形態では第２の流体メニスカスに接触して良く、別の一実施形態では第２の流体メニスカスに直接接触しなくて良い。
【００４２】
図５Ａは、本発明の一実施形態にしたがって、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１を示している。該マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１は、ウエハ表面に第１の流体を提供することができる複数のソース注入口３０６ａを含む。第１の流体は、複数のソース排出口３０４ａを通じて提供される真空によって、ウエハ表面から除去することができる。したがって、第１の流体メニスカスは、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１の処理表面の第１の流体メニスカス領域４０２内に設けられた導管によって生成することが可能である。
【００４３】
マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１は、また、ウエハ表面に第２の流体を提供することができる複数のソース注入口３０６ｂを含むことも可能である。第２の流体は、複数のソース排出口３０４ｂを通じて提供される真空によって、ウエハ表面から除去することができる。一実施形態において、第２の流体の一部は、第１の流体の除去に伴って複数のソース排出口３０４ａからも除去される。一実施形態において、複数のソース排出口３０４ａは、ソース注入口３０６ａ，３０６ｂを通じてウエハに提供された液体を除去するので、単相流体除去導管と称することも可能である。また、複数のソース排出口３０４ｂは、ソース注入口３０６ｂからの第２の流体と流体メニスカスの外の空気とを除去するので、二相除去導管と称することも可能である。したがって、一実施形態において、排出口３０４ｂは液体および気体の両方を除去するのに対し、排出口３０４ａは液体のみを除去する。したがって、第２の流体メニスカスは、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１上の処理表面の第２の流体メニスカス領域４０４内に設けられた導管によって形成することが可能である。
【００４４】
マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１は、ウエハ表面に第３の流体を提供することができる複数のソース注入口３０２を随意に含むことができる。一実施形態において、第３の流体は、ウエハ表面に第２の流体を提供することによって形成される第２の流体メニスカスの液体・気体境界の表面張力を低下させることができる表面張力低下流体であることが可能である。
【００４５】
また、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１（または本明細書で取り上げられる任意の他の近接ヘッド）の処理表面（例えばマルチメニスカス近接ヘッドの表面領域のうち導管が存在する領域）は、例えば平らな表面、隆起した表面、および凹んだ表面などの任意の適切な形状構造を取ることが可能である。一実施形態において、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１の処理表面は、ほぼ平らな表面を有することが可能である。
【００４６】
図５Ｂは、本発明の一実施形態にしたがって、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１の断面を示している。マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１は、複数のソース注入口３０６ａを通じて第１の流体を提供し、複数のソース排出口３０４ａを通じて第１の流体を除去することできる。第１の流体メニスカス１１６ａは、複数のソース排出口３０４ａによってほぼ取り囲まれた領域の下方に位置する。マルチメニスカス近接ヘッド１０６−１は、また、複数のソース注入口３０６ｂを通じて第２の流体を提供し、第２の流体メニスカスの片側に位置する複数のソース排出口３０４ａおよびもう片側に位置する複数のソース排出口３０４ｂを通じて第２の流体を除去することもできる。一実施形態では、第２の流体メニスカス１１６ｂを構成する流体の表面張力を低下させる目的で、複数のソース注入口３０２によって第３の流体を提供することが可能である。複数のソース注入口３０２は、第２の流体メニスカス１１６ｂをより良く閉じ込められるように、随意に傾斜して設けることが可能である。
【００４７】
図６Ａは、本発明の一実施形態にしたがって、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−２を示している。該近接ヘッド１０６−２は、一実施形態において、設備プレート４５４およびボディ４５６を含む。なお、近接ヘッド１０６−２は、本明細書で説明されるような第１の流体メニスカスおよび第２の流体メニスカスを生成可能である限り、部品の数および種類の少なくとも一方を任意に適切に設定することが可能である。設備プレート４５４およびボディ４５６は、一実施形態ではボルトで締め合わせることができ、別の一実施形態では接着剤で接合することができる。設備プレート４５４およびボディ４５６は、ユーザの望む用途および工程に応じ、同じ材料で作成したり異なる材料で作成したりすることが可能である。
【００４８】
近接ヘッド１０６−２は、導管を有する処理表面４５８を含み、処理表面４５８は、それらの導管を通じて、ウエハの表面に流体を提供したりウエハの表面からウエハを除去したりすることができる。一実施形態において、処理表面４５８は、隆起領域４５２によって示されるように、表面４５３よりも隆起している。なお、処理表面４５８は、必ずしも隆起している必要はなく、処理されるウエハ表面に対向する近接ヘッド１０６−２の表面４５３とほぼ同一の平面を構成することも可能である。
【００４９】
図６Ｂは、本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッド１０６−２の処理表面４５８を示している。一実施形態において、処理表面４５８は、近接ヘッド１０６−２の流体メニスカス生成領域である。処理表面４５８は、第１の流体メニスカスおよび第２の流体メニスカスを生成可能であるように、任意の適切な数および種類の導管を含むことが可能である。一実施形態において、処理表面４５８は、流体注入口３０６ａ、流体排出口３０４ａ、流体注入口３０４ｂ、流体排出口３０４ｂ、および流体注入口３０２を含む。
【００５０】
流体注入口３０６ａは、ウエハの表面に第１の流体を提供することが可能であり、流体注入口３０６ｂは、ウエハの表面に第２の流体を提供することが可能である。また、流体排出口３０４ａは、真空の提供によって、ウエハの表面から第１の流体および第２の流体の一部を除去することが可能であり、流体排出口３０４ｂは、真空の提供によって、ウエハの表面から第２の流体の一部を除去することが可能であり、流体注入口３０２は、第２の流体の表面張力を低下させる流体を提供することが可能である。第１の流体および第２の流体の少なくとも一方は、リソグラフィ、エッチング、メッキ、洗浄、すすぎ、および乾燥のうち、任意の一工程を促進することができる任意の適切な流体であることが可能である。
【００５１】
図６Ｃは、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−２の処理表面４５８を、本発明の一実施形態にしたがって、より詳細に示している。一実施形態において、処理表面４５８は、流体注入口３０６ａおよび流体排出口３０４ａを含む第１の流体メニスカス領域４０２を含む。処理表面４５８は、また、流体注入口３０６ｂ、流体排出口３０４ｂ、および流体注入口３０２を含む第２の流体メニスカス領域４０４を含む。したがって、第１の流体メニスカス領域４０２は、第１の流体メニスカスを生成することができ、第２の流体メニスカス領域４０４は、第２の流体メニスカスを生成することができる。
【００５２】
図６Ｄは、ボディ４５６と結合してマルチメニスカス近接ヘッド１０６−２を構成する設備プレート４５４を、本発明の一実施形態にしたがって示している。流体注入口３０６ａ，３０６ｂ，３０２に対応する流路は、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−２の設備プレート４５４からボディ４５６へと流体を提供し、流体排出口３０４ａ，３０４ｂに対応する流路は、ボディ４５６から設備プレート４５４へと流体を除去する。一実施形態において、流体注入口３０６ａ、流体排出口３０４ａ、流体注入口３０６ｂ、流体排出口３０４ｂ、および流体注入口３０２は、それぞれ流路５０６ａ，５０４ａ，５０６ｂ，５０４ｂ，５０２に対応付けられている。
【００５３】
図６Ｅは、本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッド１０６−２の断面を示している。図６Ｄを参照にして上述されたように、流路５０６ａ，５０６ｂ，５０２は、それぞれ、第１の流体、第２の流体、および第３の流体を流体注入口３０６ａ，３０６ｂ，３０２に提供することができる。また、流路５０４ａは、第１の流体と第２の流体との混合を流体排出口３０４ａから除去することができ、流路５０４ｂは、第２の流体と第３の流体との混合を流体排出口３０４ｂから除去することができる。一実施形態において、第１の流体は、ウエハ表面に対し、例えばエッチング、リソグラフィ、洗浄、すすぎ、および乾燥などの任意の適切な工程を実施することができる第１の処理流体である。第２の流体は、第１の流体と同じ、または異なる第２の処理流体である。第１の流体と同様に、第２の流体も、例えばエッチング、リソグラフィ、洗浄、すすぎ、および乾燥などの工程を促進することができる任意の適切な処理流体であることが可能である。
【００５４】
図７は、本発明の一実施形態にしたがって、代表的なウエハ処理工程におけるマルチメニスカス近接ヘッドの断面を示している。図７（および図８Ａ）は、ウエハ１０８の上面を処理する様子を示しているが、当業者ならば明らかなように、ウエハ１０８は、ウエハ１０８の上面に配された本明細書で説明される任意の近接ヘッドおよびウエハ１０８の下面に配された本明細書で説明される任意の近接ヘッドによって、上面および下面を同時に処理することが可能である。一実施形態では、第１のウエハ処理化学剤が、流体注入口３０６ａを通じてウエハに提供される。第１のウエハ処理化学剤によるウエハ表面の処理後、その第１のウエハ処理化学剤は、流体排出口３０４ａを通じてウエハ表面から除去される。第１のウエハ処理流体は、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−２とウエハ１０８との間に第１の流体メニスカス１１６ａを形成することができる。一実施形態では、例えば脱イオン水（ＤＩＷ）などの第２の処理流体が、流体注入口３０６ｂを通じてウエハ表面に提供される。
【００５５】
前述のように、第２の処理流体は、ウエハ表面上で所望の工程を実現することができる任意の適切な流体であることが可能である。ＤＩＷによるウエハ表面の処理後、ＤＩＷは、ソース排出口３０４ａ，３０４ｂの両方を通じてウエハ表面から除去される。マルチメニスカス近接ヘッド１０６−２とウエハ表面との間のＤＩＷは、第２の流体メニスカス１１６ｂを形成することが可能である。
【００５６】
一実施形態では、第２の流体メニスカス１１６ｂの液体・気体境界を安定に維持するために、例えば窒素ガスに含有されるイソプロピルアルコール蒸気などの表面張力低下流体を、ソース注入口３０２からウエハ表面へと随意に提供することが可能である。一実施形態において、第２の流体メニスカス１１６ｂは、第１の流体メニスカス１１６ａをほぼ取り囲むことができる。こうすると、第２の流体メニスカス１１６ｂは、第１の流体メニスカス１１６ａによるウエハ表面の処理後、ほぼ直ちに、その第１の流体メニスカス１１６ａによって処理された部分のウエハ表面に作用しはじめることができる。したがって、一実施形態において、第２の流体メニスカス１１６ｂは、第１の流体メニスカス１１６ａの回りに第１の流体メニスカス１１６ａと同心の輪を形成する。なお、第１の流体メニスカス１１６ａは、例えば円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、および四辺形など、任意の適切な幾何学形状を取ることが可能である。第２の流体メニスカス１１６ｂは、第１の流体メニスカス１１６ａの形状如何によらず、第１の流体メニスカス１１６ａを少なくとも部分的に取り囲むように構成することができる。なお、前述のように、第１の流体メニスカス１１６ａおよび第２の流体メニスカス１１６ｂの少なくとも一方は、所望のウエハ処理工程に応じて任意の適切な流体を用いることが可能である。
【００５７】
なお、安定した流体メニスカスを生成するためには、ソース注入口３０６ａを通じて第１の流体メニスカスに入力される第１の流体の量が、ソース排出口３０４ａを通じて除去される第１の流体の量にほぼ等しいことが望ましい。そして、ソース注入口３０６ｂを通じて第２の流体メニスカスに入力される第２の流体の量は、ソース排出口３０４ａ，３０４ｂを通じて除去される第２の流体の量にほぼ等しいことが望ましい。一実施形態において、これらの流体の流量は、ウエハ１０８から近接ヘッド１０６−２までの距離４８０によって決定される。なお、距離４８０は、メニスカスを安定した状態で維持することおよび移動させることができる限り、任意の適切な大きさであることが可能である。一実施形態において、距離４８０は、５０ミクロン〜５ミリメートルで良く、別の一実施形態において、距離４８０は、０．５〜２．５ミリメートルで良い。距離４８０は、好ましくは、約１〜１．５ミリメートルである。一実施形態において、距離４８０は、約１．３ミリメートルである。
【００５８】
図７に示される流体の流量は、第１の流体メニスカスおよび該第１の流体メニスカスをほぼ取り囲む第２の流体メニスカスを生成することができる任意の適切な流量であることが可能である。これらの流量は、第１の流体メニスカスと第２の流体メニスカスとの所望の区別に応じて異なることが可能である。一実施形態において、ソース注入口３０６ａは、約６００ｃｃ毎分の流量で第１の流体を提供することが可能であり、ソース注入口３０６ｂは、約９００ｃｃ毎分の流量で第２の流体を提供することが可能であり、ソース排出口３０４ａは、約１２００ｃｃ毎分の流量で第１の流体および第２の流体を除去することが可能であり、ソース排出口３０４ｂは、約３００ｃｃ毎分の流量で第２の流体および空気（もし、Ｎ2に含有されるＩＰＡ蒸気などの表面張力低下流体をウエハ表面に提供する場合は、そのＮ2に含有されるＩＰＡ蒸気）を除去することが可能である。一実施形態において、ソース排出口３０４ａを通じて排出される流体の流量は、ソース注入口３０６ａを通じて提供される流体の流量の２倍に等しいことが可能である。ソース注入口３０６ｂを通じて提供される流体の流量は、ソース注入口３０６ａを通じて提供される流量に３００ｃｃ毎分を加えた量に等しいことが可能である。なお、当業者ならば明らかなように、ソース注入口３０６ａ，３０６ｂとソース排出口３０４ａ，３０４ｂとの間の具体的な流量関係は、本明細書で説明される処理領域の構成および近接ヘッドの構成の少なくとも一方に応じて可変である。
【００５９】
図８は、長方形のメニスカスを伴うマルチメニスカス近接ヘッド１０６−４を、本発明の一実施形態にしたがって示している。この実施形態において、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−４は、メニスカス１１６ｃに取り囲まれた正方形のメニスカス１１６ａ’を有し、メニスカス１１６ｃは、更に、外側の流体メニスカス１１６ｂ’によって取り囲まれている。なお、当業者ならば明らかなように、これらのメニスカス１１６ａ’，１１６ｃ，１１６ｂ’は、本明細書で説明された注入口／排出口の構成を変更することによって生成することが可能である。一実施形態において、ソース注入口３０６ａ，３０６ｃ，３０６ｂは、それぞれ、第１の流体、第２の流体、および第３の流体をウエハに提供するように構成することができる。また、ソース排出口３０４ａ，３０４ｃ，３０４ｂは、それぞれ、（真空によって）第１の流体および第２の流体、第２の流体および第３の流体、ならびに第３の流体および空気を除去するように構成することができる。また、第３の流体メニスカスの外側の部分に表面張力低下流体を提供するために、ソース注入口３０２を随意に用いることも可能である。
【００６０】
なお、当業者ならば明らかなように、図８を参照にして上述された各流体メニスカス１１６ａ’，１１６ｃ，１１６ｂ’は、ウエハ表面に対し、例えばエッチング、洗浄、リソグラフィ、すすぎ、および乾燥などの任意の適切な工程を実施することが可能である。
【００６１】
図９は、長楕円形の流体メニスカスを伴うマルチメニスカス近接ヘッド１０６−５を、本発明の一実施形態にしたがって示している。一実施形態において、流体メニスカス１１６ａは、（一実施形態では縦方向の）両側を流体メニスカス１１６ｃ−１，１１６ｃ−２によって取り囲まれ、流体メニスカス１１６ｃ−１，１１６ｃ−２は、更に、流体メニスカス１１６ｂ−１，１１６ｂ−２によって取り囲まれている。なお、図９に示された各流体メニスカスは、ウエハ表面に対し、例えばエッチング、洗浄、リソグラフィ、すすぎ、および乾燥などの任意の適切な工程を実施することが可能である。また、図に示されたメニスカスは、本明細書で説明される手順および装置に矛盾しない任意の適切な方法で生成することが可能である。
【００６２】
図１０〜１６は、近接ヘッド内に設けられたソース注入口３０６に入る流体の流れを変化させることによって、ソース注入口から近接ヘッドとウエハとの間の領域に入る流体の流れを変化させることができる流量制御機構を、近接ヘッドへの流体入力部に含ませた場合について、その代表的な実施形態を示している。また、近接ヘッドのソース排出口３０４に接続された流体出力部を通る流体の流れも、近接ヘッドからの流体の流れを変化させることができる流量制御機構によって制御することが可能である。なお、流量制御機構は、流体の流れを変化させることができる任意の適切な装置であることが可能である。一実施形態において、流量制御機構は、オンにしたりオフにしたりすることが可能な弁であって良い。別の一実施形態において、弁は、流量ゼロの状態から一定規模の入力部を通せる最大流量まで流量を変化させることができる設定部を任意の適切な数だけ有することが可能である。流量制御機構は、各流体入力部にそれぞれ設けることも可能だし、複数の流体入力部を通る流れを一括して管理することも可能である。
【００６３】
一実施形態では、近接ヘッドからの流体出力部を通じて提供される真空も、流量制御機構の使用を通じて変化させることができる。その結果、少なくとも１つのソース注入口および少なくとも１つのソース排出口が、それぞれを通る流体の流れを管理され、制御されることになる。一実施形態では、ソース注入口およびソース排出口の少なくとも一方を通る流体の流れを変化させることによって、近接ヘッドを、複数の断片からなる流体メニスカスを一度に形成または除去できるように、または所望の形状もしくは大きさを得られるまで流体メニスカス断片を漸次に生成または除去できるように、構成することができる。これは、特定のメニスカス断片に対応する各ソース注入口または各ソース排出口を通る流体の流れを調整することによって実現することが可能である。別の一実施形態では、近接ヘッドへの流体入力部と近接ヘッドからの流体出力部との両方を協調的に管理することによって流体メニスカス断片を制御することが可能である。また、１つまたはそれ以上の流体入力部または流体出力部のための流量制御機構は、例えば流体マニホールドなどの流体供給装置または流体排除装置の中に設けることも可能である。また、流量制御機構は、各ソース注入口または各ソース排出口の中に設けることも可能である。
【００６４】
なお、以下に示される近接ヘッド１０６の側面図において、ソース排出口３０４およびソース注入口３０２は、ソース注入口３０６に流体入力部が接続されていることをより明確に示すために、図示を省略されている。
【００６５】
図１０Ａは、流体入力部を伴う近接ヘッド１０６の側面を、本発明の一実施形態にしたがって示している。一実施形態において、複数のソース注入口３０６の各自は、複数の流体入力部４０２のうち、対応する１つの流体入力部にそれぞれ接続されている。なお、複数の流体入力部のうち、１つまたは複数の流体入力部からソース注入口３０６に入力される流体の流れは、流量制御装置４０４の使用を通じて独立に制御することができる。一実施形態では、図１０Ａに示されるように、複数の流体入力部の各自に流量制御装置４０４を設けることが可能である。なお、流量制御装置４０４は、例えば、弁、ビンチオフデバイス、ゲート、栓、流量制限器、蝶形弁、および球状弁など、流体の流れを制御することができる任意の適切なデバイスであることが可能である。一実施形態において、流量制御装置４０４は、閉開によって任意の適切な部分流を設定することができる弁であることが可能である。したがって、一実施形態では、複数の変流量流体入力部４０２の各自を通って複数のソース注入口３０６に至る流体の流れを制御することによって、対応するソース注入口３０６による制御のもとで、流体メニスカス断片を生成したり排除したりすることが可能である。
【００６６】
また、複数のソース排出口３０４のうち、対応する１つのソース排出口から流体を除去するために、流体出力部を用いることも可能である。また、流量制御機構は、流体出力部を通る流体の流れを制御することによって、流体出力部の接続先である対応するソース排出口を通じて行われるメニスカスからの流体の除去を制御することが可能である。
【００６７】
一実施形態において、流体メニスカス断片の生成が望まれているときは、流量制御装置を開状態に設定することによって、各ソース注入口３０６を通る流量を３５〜５５ミリメートル毎分にすることが可能である。ソース注入口３０６は、ソース排出口３０４から約０．１２５インチ〜約０．５インチだけ離して設けることが可能である。また、ソース注入口３０２は（もし使用されるならば）、ソース注入口３０６から約０．６２５インチ〜約０．１２５インチの距離に設けることが可能である。これらのパラメータは、本明細書で説明される任意の適切な近接ヘッド１０６に対して用いることが可能である。なお、上記のプロセス変数は、所望のウエハ処理条件およびウエハ処理工程の少なくとも一方に応じて適切に変化させることが可能である。
【００６８】
図１０Ｂは、近接ヘッド１０６−６の処理領域の正面を、本発明の一実施形態にしたがって示している。処理領域は、近接ヘッド１０６−６のうち、工程の際に近接ヘッド１０６−６の導管によってウエハ表面上に流体メニスカスを生成する部分である。近接ヘッド１０６−６の処理領域は、複数の導管を含むことができ、これらの導管は、ソース注入口３０２，３０６およびソース排出口３０４であって良い。一実施形態において、処理領域は、領域４４０，４４２，４４４を含む。複数のソース注入口３０６を配された領域は、領域４４４として示される。複数のソース注入口３０６は、複数のソース排出口３０４を含む領域４４２によって取り囲まれる。複数のソース排出口３０４は、複数のソース注入口３０２を含みうる領域４４０によって部分的に取り囲まれる、または同領域４４０に隣接することが可能である。前述のように、複数のソース注入口３０６は、近接ヘッド１０６−６の上面とウエハ１０８との間の領域に処理流体を提供することができる。複数のソース排出口３０４は、メニスカスを構成する流体の一部を、近接ヘッド１０６−６の上面とウエハ１０８との間の領域から除去することができる。一実施形態において、複数のソース注入口３０６は、それぞれ、対応する複数の流体入力部４０２の各自から流体を受け取ることができる。なお、図１０Ｂに示された導管パターンは、単なる代表例に過ぎず、複数の導管のうち１つまたはそれ以上の導管が流量制御機構によって個別に流量を制御される限り、流体メニスカスを生成可能な任意の適切な導管パターンを流体入力部４０２と共に用いることが可能である。
【００６９】
図１０Ｃは、本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッド１０６−６を示しており、図中には、近接ヘッド１０６−６の作動時にメニスカス断片を形成する導管を伴う領域４４８，４５０，４５２，４５４，４５６，４５８，４６０，４６２，４６４，４６６，４６８，４７０，４７２が示されている。一実施形態において、各領域４４８，４５０，４５２，４５４，４５６，４５８，４６０，４６２，４６４，４６６，４６８，４７０，４７２内のソース注入口３０６、ソース排出口３０４、およびソース注入口３０２は、それぞれ個別に管理することが可能である。このようにすれば、各領域４４８，４５０，４５２，４５４，４５６，４５８，４６０，４６２，４６４，４６６，４６８，４７０，４７２に出入りする流体の流れを個別にオンにしたりオフにしたりし、それによって、各領域に対応する流体メニスカス断片を生成したり除去したりすることができる。なお、流体メニスカス断片は、（２つ以上の）注入口からなる注入口グループと、（２つ以上の）排出口からなる排出口グループとによって生成することも可能である。また、注入口グループおよび排出口グループは、それぞれ、対応する流体入力部および流体出力部を有することも可能である。
【００７０】
図１０Ｄは、本発明の一実施形態にしたがって、ウエハ処理システムをマクロ的に示している。一実施形態において、該ウエハ処理システムは、流体メニスカスを提供することによってウエハ１０８を処理する近接ヘッド１０６−６を有する。近接ヘッド１０６−６は、流体メニスカス１１６を構成する流体を提供するためのソース注入口と、流体メニスカス１１６から流体を除去するためのソース排出口とを有することが可能である。近接ヘッド１０６−６は、複数の流体入力部４０２および複数の流体出力部４０６に取り付けることが可能である。複数の流体入力部４０２は、それぞれ流量制御装置４０４を有することが可能であり、複数の流体出力部４０６は、それぞれ流量制御装置４０４を有することが可能である。複数の流体入力部４０２は、複数のソース注入口のうち、対応する１つのソース注入口にそれぞれ接続され、複数の流体出力部４０６は、複数のソース排出口のうち、対応する１つのソース排出口にそれぞれ接続される。流量制御装置４０４は、複数の流体入力部４０２および複数の流体出力部４０６を通る流体の流れを通したり止めたりすることによって、流体メニスカス１１６の断片の生成または除去を管理することが可能である。一実施形態において、流体メニスカス１１６の断片が生成されるとき、その流体メニスカス１１６の断片に流体を提供するソース注入口に対応する流体入力部は、その特定の流体入力部用の流量制御装置４０４によって開かれて、流体を通す。それとほぼ同時に、その流体メニスカス１１６の断片から流体を除去するソース排出口に対応する流体出力部は、その特定の流体出力部用の流量制御装置４０４によって開かれて、流体を通す。したがって、流体メニスカス１１６の断片の生成および除去は、各流体入力部および各流体出力部を通る流体の流れを独立に管理することによって実現される。
【００７１】
このウエハ処理システムは、流体入力部４０２および流体出力部４０６に結合可能な流体供給部４２２を含むことも可能である。流体供給部４２２は、流体入力口４０２に流体を提供すると共に流体出力部４０６から流体を除去することができる任意の適切な装置であることが可能である。一実施形態において、流体供給部４２２は、各入力部４０２に入る流体の流れを管理すると共に各出力部４０６から出る流体の流れを管理することができるマニホールドであることが可能である。別の一実施形態において、流体供給部４２２は、流量を制御することが可能であり、その内部に流量制御機構を有することができる。
【００７２】
図１１Ａは、複数の流体入力部４０２から流体を供給される近接ヘッド１０６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。一実施形態において、近接ヘッドは、所望のメニスカスの数および形状の少なくとも一方に応じてメニスカス１１６の断片を生成または除去することが可能であるように、複数の流体入力部４０２に接続される。メニスカス１１６の断片は、複数のソース注入口３０６のうち、特定の１つまたは複数の注入口によって形成されたメニスカス１１６の個別部分であることが可能である。メニスカス１１６の各断片は、また、複数のソース排出口３０４のうち、特定の１つまたは複数の排出口によって管理することも可能である。一実施形態において、複数のソース注入口３０６のうち特定の注入口を通る流体の流れと、複数のソース排出口３０４のうち特定の排出口を通る流体の流れとは、互いに関連し合っているので、ソース注入口３０６の１つがウエハ表面に流体を提供するのを停止したとき、それに対応するソース排出口３０４もウエハ表面から流体を除去するのを停止することができる。図１１Ａに示された代表的な流体メニスカス生成工程では、複数の流量制御装置４０４の全部が作動状態にあるので、複数のソース注入口３０６の全部が流体を供給される。したがって、ウエハ１０８上に形成されるものとして示された流体メニスカスは、図１１Ａに示された実施形態の近接ヘッド１０６−６によって生成されうる最大サイズの流体メニスカスである。
【００７３】
図１１Ｂは、図１１Ａの近接ヘッド１０６−６によってウエハ１０８上に形成された流体メニスカス１１６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。なお、メニスカスの大きさおよび形状の少なくとも一方は、任意の適切な手法で決定することが可能である。一実施形態において、メニスカス１１６の広がりは、ウエハ１０８の半径を超えることが可能である。したがって、メニスカス１１６の特定の断片の生成または除去は、対応するソース注入口３０６に流体を供給する特定の流体入力部をオンにしたりオフにしたりすることによって実現することが可能である。したがって、一実施形態では、近接ヘッド１０６−６を移動させなくても、どのソース注入口に流体が供給されるか（およびどのソース排出口が流体除去用の真空を提供されるか）に応じ、双方向の矢印４１６に示されるように流体メニスカス１１６を縮めたり広げたりすることが可能である。図１１Ｂに示されるように、流体メニスカス１１６がウエハ１０８の半径を僅かに超える広がりを有する場合は、ウエハ１０８を近接ヘッド１０６の下で移動させることが可能である。別の一実施形態では、近接ヘッドによってウエハ表面上にメニスカス１１６を形成し、その流体メニスカス１１６をウエハ上で移動させることが可能である。更に別の一実施形態では、近接ヘッド１０６によってウエハよりも広い領域を覆うことが可能である。このとき、近接ヘッド１０６は、ウエハの各部分で選択的にメニスカスを生成することによって、近接ヘッド１０６またはウエハを移動させることなくウエハの全面を処理することが可能である。
【００７４】
図１１Ｃは、複数の変流量流体入力部の一部がオン状態にある作動時の近接ヘッド１０６−６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。図中の複数の流体入力部の一部４８２は、複数の変流量流体入力部の一部４８２を通る流体の流れを通すように設定された流量制御装置４０４によって、開かれた状態にある。そして、図中の複数の流体入力部の一部４８４は、複数の変流量流体入力部の一部４８４を通る流体の流れを止めるように設定された流量制御装置４０４によって、閉じられた状態にある。したがって、複数のソース注入口３０６のうち、複数の変流量流体入力部の一部４８２による供給を受ける対応する注入口は、ウエハ１０８と近接ヘッド１０６−６との間の領域に流体を提供する。ウエハへの流体の提供は、流体メニスカス１１６を形成する。これに対し、複数の変流量流体入力部の一部４８４は、流量制御装置４０４を閉じられているので、対応する複数のソース供給口３０６に流体を供給することはない。
【００７５】
また、ソース注入口に対応して設けられた近接ヘッド１０６からの流体出力部は、近接ヘッド１０６内に定められたソース注入口からの流体の流れを管理することができ、したがって、特定の１つまたは複数のソース排出口を通じて除去される流体の量を管理することが可能である。したがって、特定のメニスカス断片の生成が望まれているとき、対応するソース注入口３０６および対応するソース排出口３０４（図１１Ｃに図示しない）は、それぞれに関連付けられた流体入力部および流体出力部に流体が流れることを可能にすることによって作動される。
【００７６】
図１１Ｄは、図１１Ｃに示されるような変流量流体入力部４０２の構成を有する近接ヘッド１０６−６によって形成されたメニスカス１１６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。流体メニスカス１１６は、双方向の矢印４９０によって示されるように、縮めたり広げたりすることが可能である。これは、流体入力部を通って複数のソース注入口３０６のうち特定の注入口に至る流体の流れをオンにしたりオフにしたりすることによって実現することができる。また、流体出力部を通って複数のソース排出口３０４のうち特定の排出口に至る流体の流れをオンにしたりオフにしたりすることも可能である。１つまたはそれ以上の流体メニスカス断片の生成が望まれる場合は、ソース注入口３０６およびソース排出口３０４を通じて流体の流れを形成することが可能である。特定のソース注入口に至る流体の流れがオンにされると、その特定のソース注入口によって供給されたメニスカス断片が形成される。反対に、特定のソース注入口に至る流体の流れがオフにされると、その特定のソース注入口によって供給されたメニスカス断片が除去される。一実施形態において、特定のソース排出口から出る流体の流れは、対応するソース注入口に至る流体の流れがオン状態にあるときにオンにされることによってメニスカス断片を生成することができ、対応するソース注入口に至る流体の流れがオフ状態にあるときにオフにされることによってメニスカス断片を除去することができる。場合によっては、ウエハ表面上に生成された流体メニスカスの境界に、ソース注入口３０２によってＩＰＡ／Ｎ2蒸気を随意に提供することも可能である。ソース注入口３０２に通じる流体入力部は、対応するソース注入口３０６およびソース排出口３０４が閉じた状態にあるときに閉じられることによって、特定の流体メニスカス断片をオフ状態にすることができる。また、ソース注入口３０２に通じる流体入力部は、対応するソース注入口３０６およびソース排出口３０４がオン状態にあるときにオンになることによって、特定の流体メニスカス断片を生成することもできる。
【００７７】
図１１Ｅは、本発明の一実施形態にしたがって、図１１Ｄで説明されたような作動時の近接ヘッド１０６−６を示しており、図中において、領域４８４は、対応する各流量制御装置４０４がオフ状態にある流体入力部を示し、領域４８２は、対応する各流量制御装置４０４がオン状態にある流体入力部を示している。領域４８４は、流体入力部４０２を含み、各流体入力部４０２は、形成可能なメニスカス断片にそれぞれ対応している。領域４８２の流体入力部４０２は、ソース注入口に対応する部分の近接ヘッド１０６に流体を提供する。流体入力部４０２による供給を受ける各ソース注入口は、流体メニスカス断片をそれぞれ生成することができる。図１１Ｅに示されるように、ウエハ１０８上に形成された流体メニスカス１１６の各断片は、領域４８２の流体入力部４０２から積極的な流体の供給を受けるソース注入口に対応している。したがって、適切な流量制御装置４０４を任意にオンにすれば、対応するソース注入口によるウエハへの流体の影響によって、対応する適切な流体メニスカス断片を任意に生成することが可能である。前述のように、管理対象となるメニスカス片に対応するソース排出口を通じて行われるメニスカスからの流体の排除は、近接ヘッドに接続された流体出力部を通る流体の流れを調整することによって制御することが可能である。
【００７８】
図１１Ｆは、別の代表的なメニスカスを生成する場合の作動時の近接ヘッド１０６−６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。図１１Ｆに示された代表的な一実施形態において、領域４８２の流体入力部４０２は、近接ヘッド１０６−６の複数のソース注入口のうち、対応する注入口に流体を流すことによってメニスカス１１６ａ，１１６ｂを生成させる流量制御装置４０４を有する。また、それらのメニスカス断片に対応するソース排出口３０４を通じて行われるメニスカスからの流体の排除は、近接ヘッドに接続された流体出力部を通る流体の流れを調整することによって制御することが可能である。
【００７９】
図１１Ｇは、メニスカスを形成しない場合の近接ヘッド１０６−６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。近接ヘッド１０６−６の代表的な作動時において、流量制御装置４０４は、全てオフ位置にある。したがって、流体は、近接ヘッド１０６−６のソース注入口のうち対応するソース注入口に流れ込むことはなく、流体メニスカス断片に供給されることもないので、メニスカスを生成することもない。この一実施形態において、近接ヘッド１０６−６からの流体出力部は、流量制御装置４０４を通る流体の流れを止めることによってオフ状態になることができる。上面図４３０は、ウエハ上にメニスカスが形成されないことを示している。
【００８０】
図１１Ｈは、ウエハ１０８上に形成された流体メニスカス１１６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。この一実施形態において、流体メニスカス１１６は、ウエハの直径よりも長い近接ヘッドを用いて生成される。なお、メニスカスの大きさおよび形状の少なくとも一方は、任意の適切な手法で決定することが可能である。一実施形態において、メニスカス１１６は、ウエハ１０８の直径を超えて広がることが可能である。したがって、メニスカス１１６の特定の断片の生成または除去は、対応するソース注入口３０６に流体を供給する特定の流体入力部をオンにしたりオフにしたりすることによって実現することができる。したがって、一実施形態では、近接ヘッド１０６−６を移動させなくても、どのソース注入口に流体が供給されるか（およびどのソース排出口が流体除去用の真空を提供されるか）に応じ、双方向の矢印４１６に示されるように流体メニスカス１１６を縮めたり広げたりすることが可能である。図１１Ｈに示されるように、流体メニスカス１１６がウエハ１０８の直径を僅かに超える広がりを有する場合は、ウエハ１０８を近接ヘッド１０６の下で移動させることが可能である。別の一実施形態では、近接ヘッドによってウエハ表面上にメニスカス１１６を形成し、その流体メニスカス１１６をウエハ上で移動させることが可能である。更に別の一実施形態では、ウエハ１０８を１８０度回転させることによってウエハの全面を処理することが可能である。更に別の一実施形態では、近接ヘッド１０６によってウエハよりも広い領域を覆うことが可能である。このとき、近接ヘッド１０６は、ウエハの各部分で選択的にメニスカスを生成することによって、近接ヘッド１０６またはウエハを移動させることなくウエハの全面を処理することが可能である。
【００８１】
図１２Ａは、複数の種類のメニスカスを生成する近接ヘッド１０６−６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。一実施形態において、流量制御装置４０４は、流体の流れをオフにすることができる、流体入力部４０２に第１の流体を通すことができる、または流体入力部４０２に第２の流体を通すことができる、複数の流体弁であることが可能である。第１の流体は、複数の流体弁の使用を通じて近接ヘッド１０６−６に入力され、近接ヘッド１０６−６のソース注入口のうち、対応するソース注入口によって近接ヘッド１０６−６に提供され、第１の流体で構成された第１の流体メニスカス１１６ａを生成する。第１の流体メニスカス１１６ａによって所望の量のウエハ処理が行われた後は、複数の流体弁を知的に管理することによって、近接ヘッド１０６−６のソース注入口のうち、対応するソース注入口に第２の流体を流し入れることができる。第２の流体は、ウエハに第１の流体を提供していたのと同じソース注入口によってウエハに提供することができる。その結果、ウエハ１０８は、その上に第２の流体メニスカス１１６ｂを形成される。次に、図１２Ｂに示されるように、より多数の流量制御装置４０４を管理することによって、近接ヘッド１０６−６のソース注入口のうち、より多数の対応するソース注入口に第２の流体を流し入れることができる。したがって、第２の流体を提供するソース注入口の数が増えるにつれて、第２の流体メニスカス１１６ｂは大きさを増す。図１２Ａに示された代表的な一実施形態では、メニスカス１１６ｂは左側に拡大することができ、それに伴って流体メニスカス１１６ａは大きさを減らす。一実施形態において、流体メニスカス１１６ｂはすすぎ用のメニスカスであるのに対し、流体メニスカス１１６ａはウエハ１０８を処理する化学的メニスカスであることが可能である。したがって、流体メニスカス１１６ａの特定の断片によって、ウエハ１０８上の対応部分が処理されたとき、その流体メニスカス断片は、流体メニスカス１１６ｂの断片に変化することによって、流体メニスカス１１６ａの断片によって事前に処理されたウエハ上の対応部分をすすぐことができる。
【００８２】
上面４３１は、デュアルメニスカス処理がどのように実現されるかに関する一実施形態を示している。上面４３１は、メニスカス１１６ｂがメニスカス１１６ａに含まれることを示している。したがって、対応する流体入力部に入る流れがメニスカス１１６ａの第１の流体からメニスカス１１６ｂの第２の流体へと切り換わるにつれて、メニスカス１１６ａは小さくなる。入力される流体が次第に第２の流体に切り換わり、メニスカス１１６ａが次第に小さくなるにつれて、メニスカス１１６ｂは次第に大きさを増し、除去されたメニスカス１１６ａ断片に取って代わる。
【００８３】
図１２Ｂは、より多数の流量制御装置４０４’に第１の流体ではなく第２の流体を通す近接ヘッド１０６−６を、本発明の一実施形態にしたがって示している。対応する流体入力部によって第１の流体ではなく第２の流体を供給されるソース注入口の数が増すにつれて、第２の流体メニスカス１１６ｂに変更される流体メニスカス１１６’断片の数も増す。
【００８４】
上面４３２は、デュアルメニスカス処理がどのように実現されるかに関する一実施形態を示している。上面４３２は、メニスカス１１６ａがメニスカス１１６ｂに含まれることを示している。したがって、対応する流体入力部に入る流れがメニスカス１１６ａの第１の流体からメニスカス１１６ｂの第２の流体へと切り換わるにつれて、メニスカス１１６ａは小さくなる。入力される流体が次第に第２の流体に切り換わり、メニスカス１１６ａが次第に小さくなるにつれて、メニスカス１１６ｂは次第に大きさを増し、除去されたメニスカス１１６ａ断片に取って代わる。
【００８５】
図１３Ａは、マルチメニスカス近接ヘッド１０６−６の上面を、本発明の一実施形態にしたがって示している。この実施形態において、第１の流体メニスカス１１６ａは、第２の流体メニスカス１１６ｂに含まれる状態で形成されている。一実施形態において、第１の流体メニスカスは、任意の適切なウエハ処理工程にしたがってウエハを処理することができる化学的流体メニスカスである。第２の流体メニスカス１１６ｂは、一実施形態では、ウエハにＤＩＷを提供することによってウエハ表面から第１の流体メニスカス１１６ａの残りをすすぎ流す、すすぎ用流体メニスカスであることが可能である。一実施形態では、各流体メニスカス断片を制御したり、どの処理流体が流体メニスカス断片を構成するかを決定したりすることによって、様々なウエハ処理を実施することが可能である。
【００８６】
一実施形態では、第１の流体メニスカス１１６ａを所望の時間だけウエハに提供した後に、第１の流体メニスカス１１６の断片を第２の流体メニスカスに変更することが可能である。したがって、時間の経過と共に、第２の流体メニスカス１１６ｂに覆われるウエハ領域は増し、第１の流体メニスカス１１６ａに覆われるウエハ領域は減る。前述の場合と同様に、これも、近接ヘッド１０６−６のソース注入口のうち、ウエハ処理を望まれる流体メニスカス断片に対応するソース注入口に、第１の流体を送り込むように流量制御装置を管理することによって、実現することが可能である。流量制御装置は、近接ヘッド１０６−６のソース注入口のうち、異なるウエハ処理工程（例えばすすぎなど）をウエハ上の対応箇所で行うことを望まれる流体メニスカス断片に対応するソース注入口に、第２の流体を送り込むように管理することも可能である。斜視図６００は、図１３Ｃのもとになる大観図である。
【００８７】
図１３Ｂは、ウエハ１０８の上面および底面を処理するデュアル近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂの側面を、本発明の一実施形態にしたがって示している。この実施形態において、近接ヘッド１０６ａ，１０６ｂは、図１３Ａを参照にして上述された近接ヘッド１０６−６であって良く、ウエハ表面上で流体メニスカス１１６の断片を生成したりウエハ表面から流体メニスカス１１６の断片を除去したりすることによってウエハ１０８の各部を処理する能力を有する。一実施形態では、流体メニスカス１１６の隣り合う各断片を順次生成することによってメニスカスを拡大させたり、または、反対に流体メニスカス１１６の各断片を順次排除することによってメニスカスを縮小させたりすることが可能である。これは、連続する各流体入力部を通る流体の流れを順次オンにしたり、または、連続する各流体入力部を通る流体の流れを順次オフにしたりすることによって実現することが可能である。
【００８８】
図１３Ｃは、図１３Ａに示された近接ヘッドの横断面６００を、本発明の一実施形態にしたがって示している。一実施形態において、流量制御装置４０４’は、流体入力部に流体を通さないように、またはソース注入口３０６ａに流体を供給する流体入力部に２種類の流体の一方を通すように構成された三方弁である。一実施形態において、三方弁は、流体入力部に化学剤またはＤＩＷのいずれかを通すことができる。化学剤は、所望の工程でウエハを処理することができる任意の適切な溶液であることが可能である。近接ヘッド１０６は、マルチメニスカス近接ヘッドを参照にして上述されたように、適切な導管パターンのうち任意の一パターンを含むことができる。したがって、ソース注入口３０６ａは、ウエハに第１の流体に提供し、そうして流体メニスカス１１６ａを生成することができる。第１の流体は、ソース排出口３０４ａを通じてウエハ表面から除去することが可能である。ソース注入口３０６ｂは、ウエハに第２の流体を提供し、そうして第１の流体メニスカス１１６ａに同心の流体メニスカス１１６ｂを生成することができる。第２の流体は、ソース排出口３０４ｂを通じてウエハ表面から除去することが可能である。流体メニスカス１１６ａの境界の表面張力を制御することが望まれる場合は、ソース注入口３０２を随意に用いて表面張力低下流体を提供することも可能である。ソース注入口３０６ａに流体を供給する流体入力部は、流体の供給を制御するための流量制御装置４０４を含むことも可能である。また、ソース排出口３０４ａ，３０４ｂから流体を除去する流体出力部も、流体の除去を制御するための流量制御装置４０４を含むことが可能である。
【００８９】
図１４Ａは、ほぼ円形の流体メニスカスを生成することができる近接ヘッド１０６−７を、本発明の一実施形態にしたがって示している。一実施形態において、近接ヘッド１０６−７は、同心領域５０４を有する。近接ヘッド１０６−７の有する各同心領域５０４は、それぞれ流体メニスカス断片を生成することができる。各同心領域は、複数のソース注入口３０２と、同心の複数のソース注入口３０６と、同心の複数のソース排出口３０４とを含む（図１４Ｂに示される）。したがって、各領域５０４は、領域５０４の形状および大きさに応じ、ウエハ表面上に円形の流体メニスカスを生成することができる。
【００９０】
図１４Ｂは、本発明の一実施形態にしたがって、ウエハ１０８の下面に作用している近接ヘッド１０６−７の円形領域５０４を半径に沿って示した側面斜視図である。一実施形態において、近接ヘッド１０６−７は、それぞれ流体メニスカスを生成することができる複数の領域５０４を含む。近接ヘッド１０６−７の側面図は、（図１４Ａに示されるように）領域５０４の半径に沿って、各領域５０４がソース注入口３０２に隣接するソース注入口３０６を含むこと、そして、ソース注入口３０２が更にソース排出口３０４に隣接することを示している。一実施形態において、ソース注入口３０６は、ウエハに対して処理流体を提供することができる。ソース注入口３０２は、ソース注入口３０６によってウエハに提供された処理流体に、表面張力低下流体を提供することが可能である。ソース排出口３０４は、ソース注入口３０６によってウエハ表面に提供された流体を除去することが可能である。ウエハへの処理流体の提供、ウエハ上の流体への表面張力低下流体の提供、そしてウエハ表面からの流体の除去は、安定した流体メニスカスを生成することが可能である。
【００９１】
ソース注入口３０６に流体を提供する流体入力部は、流体入力部を通る流体の流れを制御することによってソース注入口３０６を通る流体の流れを制御することができる流量制御装置を含むことが可能である。ソース排出口３０４から流体を除去する（図１０Ｄに示されるような）流体出力部は、流体出力部を通る流体の流れを制御することによってソース排出口３０４を通る流体の流れを制御することができる流量制御装置を含むことができる。
【００９２】
図１４Ｃは、図１４Ｂに示されたものと同一の、ウエハ１０８の上面を処理する位置にある構造を、本発明の一実施形態にしたがって示している。この実施形態において、近接ヘッド１０６−７は、ウエハ１０８の上方に配され、本明細書で説明された手法にしたがってウエハ１０８の上面を処理することができる。
【００９３】
図１５は、同心の流体メニスカスの管理を、本発明の一実施形態にしたがって示している。一実施形態では、近接ヘッド１０６−７に設けられた、ソース注入口３０６を有する各同心領域に、流体入力部４０２からの流体を供給することが可能である。各流体入力部４０２のための流量制御装置４０４は、対応するソース注入口３０６で流体の供給が望まれているか否かに応じて開いたり閉じたりすることが可能である。ソース注入口３０６に流体入力部４０２からの流体が供給されるとき、そのソース注入口３０６は、その流体をソース注入口３０６とウエハ表面との間の領域のウエハ表面に提供する。
【００９４】
図１５に示された代表的な一実施形態において、領域４８２の流体入力部４０４は開いているので、流体メニスカス断片７００を生成する。それに対し、領域４８４の流体入力部４０４は閉じているので、流体メニスカス断片７１０を生成しない。したがって、図１５に示された流体メニスカスは、輪に類似したパターンを有している。
【００９５】
以上では、いくつかの好ましい実施形態に基づいて本発明が説明されたが、当業者ならば、以上の明細書および添付の図面を吟味することによって、各種の代替、追加、置換、および等価の形態を実現することができる。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、追加、置換、および等価の形態を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１Ａ】ＳＲＤプロセスの際の、ウエハ上における流体の動きを示した図である。
【図１Ｂ】代表的なウエハ乾燥プロセスを示した図である。
【図２】本発明の一実施形態にしたがって、ウエハ処理システムを示した図である。
【図３】ウエハ処理工程を実施する近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図４Ａ】近接ヘッドによって行われうるウエハ処理工程を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図４Ｂ】ウエハ両面処理システムで用いられる代表的な近接ヘッドの側面を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態にしたがって、マルチメニスカス近接ヘッドを示した図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態にしたがって、マルチメニスカス近接ヘッドの断面を示した図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態にしたがって、マルチメニスカス近接ヘッドを示した図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッドの処理表面を示した図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態にしたがって、マルチメニスカス近接ヘッドの処理表面を詳細に示した図である。
【図６Ｄ】ボディと結合してマルチメニスカス近接ヘッドを構成する設備プレートを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図６Ｅ】本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッドの断面を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態にしたがって、代表的なウエハ処理工程におけるマルチメニスカス近接ヘッドの断面を示した図である。
【図８】長方形のメニスカスを有するマルチメニスカス近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図９】長楕円形の流体メニスカスを伴うマルチメニスカス近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１０Ａ】流体入力部を伴う近接ヘッドの側面を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１０Ｂ】近接ヘッドの処理領域の正面を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１０Ｃ】本発明の一実施形態にしたがって、近接ヘッドを示した図であり、図中には、近接ヘッドの作動時にメニスカス断片を形成する導管を伴う領域が示されている。
【図１０Ｄ】本発明の一実施形態にしたがって、ウエハ処理システムをマクロ的に示した図である。
【図１１Ａ】複数の流体入力部から流体を供給されている近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの近接ヘッドによってウエハ上に形成された流体メニスカスを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１１Ｃ】複数の変流量流体入力部の一部がオン状態にある作動時の近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｃに示された変流量流体入力部の構成を伴う近接ヘッドによって形成されたメニスカスを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１１Ｅ】図１１Ｄで説明された作動時の近接ヘッドを示した図であり、図中には、対応する各流量制御装置がオフ状態にある流体入力部を示す領域と、対応する各流量制御装置がオン状態にある流体入力部を示す領域とが示されている。
【図１１Ｆ】別の代表的なメニスカスを生成する場合の作動時の近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１１Ｇ】メニスカスを形成しない場合の近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１１Ｈ】ウエハ上に形成された流体メニスカスを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１２Ａ】複数の種類のメニスカスを生成する近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１２Ｂ】より多数の流量制御装置に第１の流体ではなく第２の流体を通す近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１３Ａ】マルチメニスカス近接ヘッドの上面を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１３Ｂ】ウエハの上面および底面を処理しているデュアル近接ヘッドの側面を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａに示された近接ヘッドの横断面を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１４Ａ】ほぼ円形の流体メニスカスを生成することができる近接ヘッドを、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１４Ｂ】本発明の一実施形態にしたがって、ウエハの下面に作用している近接ヘッドを円形領域の半径に沿って示した側面斜視図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｂに示されたものと同一の、ウエハ１０８の上面を処理する位置にある構造を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１５】同心の流体メニスカスの管理を、本発明の一実施形態にしたがって示した図である。
【図１Ａ】
2006148069.tif 000003
【図１Ｂ】
2006148069.tif 000004
【図２】
2006148069.tif 000005
【図３】
2006148069.tif 000006
【図４Ａ】
2006148069.tif 000007
【図４Ｂ】
2006148069.tif 000008
【図５Ａ】
2006148069.tif 000009
【図５Ｂ】
2006148069.tif 000010
【図６Ａ】
2006148069.tif 000011
【図６Ｂ】
2006148069.tif 000012
【図６Ｃ】
2006148069.tif 000013
【図６Ｄ】
2006148069.tif 000014
【図６Ｅ】
2006148069.tif 000015
【図７】
2006148069.tif 000016
【図８】
2006148069.tif 000017
【図９】
2006148069.tif 000018
【図１０Ａ】
2006148069.tif 000019
【図１０Ｂ】
2006148069.tif 000020
【図１０Ｃ】
2006148069.tif 000021
【図１０Ｄ】
2006148069.tif 000022
【図１１Ａ】
2006148069.tif 000023
【図１１Ｂ】
2006148069.tif 000024
【図１１Ｃ】
2006148069.tif 000025
【図１１Ｄ】
2006148069.tif 000026
【図１１Ｅ】
2006148069.tif 000027
【図１１Ｆ】
2006148069.tif 000028
【図１１Ｇ】
2006148069.tif 000029
【図１１Ｈ】
2006148069.tif 000030
【図１２Ａ】
2006148069.tif 000031
【図１２Ｂ】
2006148069.tif 000032
【図１３Ａ】
2006148069.tif 000033
【図１３Ｂ】
2006148069.tif 000034
【図１３Ｃ】
2006148069.tif 000035
【図１４Ａ】
2006148069.tif 000036
【図１４Ｂ】
2006148069.tif 000037
【図１４Ｃ】
2006148069.tif 000038
【図１５】
2006148069.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月13日(2006.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２６】
前記流体入力部は、前記近接ヘッドへの流体の移送を管理する流量制御装置を含む請求項２５記載の基板処理システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２７】
前記流体供給部は、前記近接ヘッドへの流体の移送を管理する流量制御装置を含む請求項２５記載の基板処理システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２９】
前記流体出力部は、前記近接ヘッドからの流体の移送を管理する流量制御装置を含む請求項２８記載の基板処理システム。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３０】
前記流体供給部は、前記近接ヘッドからの流体の移送を管理する流量制御装置を含む請求項２８記載の基板処理システム。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006148069.tif 000040
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006148069.tif 000041
【外国語明細書】
1. TITLE OF THE INVENTION
APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING A SUBSTRATE
2. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION
Field of the Invention
[0001]  The present invention relates to semiconductor wafer processing and, more particularly, to apparatuses and techniques for more efficiently applying and removing fluids from wafer surfaces while reducing contamination and decreasing wafer processing costs.
Description of the Related Art 
[0002]  In the semiconductor chip fabrication process, it is well-known that there is a need to process a wafer using operations such as cleaning and drying.  In each of these types of operations, there is a need to effectively apply and remove fluids for the wafer operation process.
[0003]  For example, wafer cleaning may have to be conducted where a fabrication operation has been performed that leaves unwanted residues on the surfaces of wafers.  Examples of such a fabrication operation include plasma etching (e.g., tungsten etch back (WEB)) and chemical mechanical polishing (CMP).  In CMP, a wafer is placed in a holder which pushes a wafer surface against a rolling conveyor belt.  This conveyor belt uses a slurry which consists of chemicals and abrasive materials to cause the polishing.  Unfortunately, this process tends to leave an accumulation of slurry particles and residues at the wafer surface.  If left on the wafer, the unwanted residual material and particles may cause, among other things, defects such as scratches on the wafer surface and inappropriate interactions between metallization features.  In some cases, such defects may cause devices on the wafer to become inoperable.  In order to avoid the undue costs of discarding wafers having inoperable devices, it is therefore necessary to clean the wafer adequately yet efficiently after fabrication operations that leave unwanted residues.
[0004]  After a wafer has been wet cleaned, the wafer must be dried effectively to prevent water or cleaning fluid remnants from leaving residues on the wafer.  If the cleaning fluid on the wafer surface is allowed to evaporate, as usually happens when droplets form, residues or contaminants previously dissolved in the cleaning fluid will remain on the wafer surface after evaporation (e.g., and form water spots).  To prevent evaporation from taking place, the cleaning fluid must be removed as quickly as possible without the formation of droplets on the wafer surface.  In an attempt to accomplish this, one of   several different drying techniques are employed such as spin drying, IPA, or Marangoni drying.  All of these drying techniques utilize some form of a moving liquid/gas interface on a wafer surface which, if properly maintained, results in drying of a wafer surface without the formation of droplets.  Unfortunately, if the moving liquid/gas interface breaks down, as often happens with all of the aforementioned drying methods, droplets form and evaporation occurs resulting in contaminants being left on the wafer surface. The most prevalent drying technique used today is spin rinse drying (SRD).
[0005]  Figure 1A illustrates movement of fluids on a wafer 10 during an SRD process.  In this drying process, a wet wafer is rotated at a high rate by rotation 14.  In SRD, by use of centrifugal force, the fluid used to rinse the wafer is pulled from the center of the wafer to the outside of the wafer and finally off of the wafer as shown by fluid directional arrows 16.  As the fluid is being pulled off of the wafer, a moving liquid/gas interface 12 is created at the center of the wafer and moves to the outside of the wafer (i.e., the circle produced by the moving liquid/gas interface 12 gets larger) as the drying process progresses.  In the example of Figure 1A, the inside area of the circle formed by the moving liquid/gas interface 12 is free from the fluid and the outside area of the circle formed by the moving liquid/gas interface 12 is the fluid.  Therefore, as the drying process continues, the section inside (the dry area) of the moving liquid/gas interface 12 increases while the area (the wet area) outside of the moving liquid/gas interface 12 decreases.  As stated previously, if the moving liquid/gas interface 12 breaks down, droplets of the fluid form on the wafer and contamination may occur due to evaporation of the droplets.  As such, it is imperative that droplet formation and the subsequent evaporation be limited to keep contaminants off of the wafer surface.   Unfortunately, the present drying methods are only partially successful at the prevention of moving liquid interface breakdown.
[0006]  In addition, the SRD process has difficulties with drying wafer surfaces that are hydrophobic.  Hydrophobic wafer surfaces can be difficult to dry because such surfaces repel water and water based (aqueous) cleaning solutions.  Therefore, as the drying process continues and the cleaning fluid is pulled away from the wafer surface, the remaining cleaning fluid (if aqueous based) will be repelled by the wafer surface.  As a result, the aqueous cleaning fluid will want the least amount of area to be in contact with the hydrophobic wafer surface.  Additionally, the aqueous cleaning solution tends cling to itself as a result of surface tension (i.e., as a result of molecular hydrogen bonding).  Therefore, because of the hydrophobic interactions and the surface tension, balls (or droplets) of aqueous cleaning fluid forms in an uncontrolled manner on the hydrophobic wafer surface.  This formation of droplets results in the harmful evaporation and the contamination discussed previously.  The limitations of the SRD are particularly severe at the center of the wafer, where centrifugal force acting on the droplets is the smallest.  Consequently, although the SRD process is presently the most common way of wafer drying, this method can have difficulties reducing formation of cleaning fluid droplets on the wafer surface especially when used on hydrophobic wafer surfaces.  Certain portion of the wafer may have different hydrophobic properties.
[0007]  Figure 1B illustrates an exemplary wafer drying process 18.  In this example a portion 20 of the wafer 10 has a hydrophilic area and a portion 22 has a hydrophobic area. The portion 20 attracts water so a fluid 26 pools in that area.  The portion 22 is hydrophobic so that area repels water and therefore there can be a thinner film of water on that portion of the wafer 10.  Therefore, the hydrophobic portions of the wafer 10 often dry more quickly than the hydrophilic portions.  This may lead to inconsistent wafer drying that can increase contamination levels and therefore decrease wafer production yields.
[0008]  Therefore, there is a need for a method and an apparatus that avoids the prior art by enabling optimized fluid management and application to a wafer that reduces contaminating deposits on the wafer surface.  Such deposits as often occurs today reduce the yield of acceptable wafers and increase the cost of manufacturing semiconductor wafers.
SUMMARY OF THE INVENTION
[0009]  Broadly speaking, the present invention fills these needs by providing a substrate processing apparatus that is capable of processing wafer surfaces while significantly reducing wafer contamination.  It should be appreciated that the present invention can be implemented in numerous ways, including as a process, an apparatus, a system, a device or a method.  Several inventive embodiments of the present invention are described below.
[0010]  In one embodiment, a method for processing a substrate is provided which includes applying fluid onto a surface of the substrate from a portion of a plurality of inlets and removing at least the fluid from the surface of the substrate where the removing being processed as the fluid is applied to the surface.  The applying the fluid and the removing the fluid forms a segment of a fluid meniscus on the surface of the substrate.
[0011]  In another embodiment, an apparatus for processing a substrate is provided which includes a proximity head having a plurality of conduits and a fluid input coupled to the proximity head and supplies fluid to a corresponding one of a plurality of conduits where the corresponding one of the plurality of conduits uses the fluid to generate a segment of a fluid meniscus on a surface of the substrate.  The apparatus also includes a fluid flow control mechanism for managing fluid flow through the fluid input.
[0012]  In yet another embodiment, a system for processing a substrate is provided which includes a proximity head configured to generate at least one segment of a fluid meniscus and a fluid input coupled to the proximity head, the fluid input configured to provide fluid to the proximity head.  The system also includes a fluid supply coupled to the fluid input where the fluid supply supplies the fluid to the fluid input.
[0013]  The advantages of the present invention are numerous.  Most notably, the apparatuses and methods described herein utilize a method and apparatus to intelligently and powerfully manage meniscus size and shape to efficiently process (e.g., clean, dry, etc.) substrates.  Therefore, the operations can utilize optimal management of fluid application and removal from the substrate while reducing unwanted fluids and contaminants remaining on a wafer surface. Consequently, wafer processing and production may be increased and higher wafer yields may be achieved due to efficient wafer processing.
[0014]  The present invention enables optimal wafer processing through the powerful and intelligent management of fluid input into each of the source inlets of the proximity head.  By managing each input or series of inputs, fluid being applied from each source inlet to the wafer surface may be controlled in an intelligent manner.  By controlling the fluid applied from the each of the source inlets, the size and shape of the meniscus may be adjusted depending on the wafer processing operation desired.  In one embodiment, the flow through each of the inputs supplying the source inlets may be adjusted by use of a flow control device.  In additional embodiments, any suitable number of menisci may be concentric to and/or surround each other.
[0015]  Other aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, illustrating by way of example the principles of the present invention.
[0016]  The present invention will be readily understood by the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.  To facilitate this description, like reference numerals designate like structural elements.
DETAILED DESCRIPTION 
[0017]  An invention for methods and apparatuses for processing a substrate is disclosed.  In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention.  It will be understood, however, by one of ordinary skill in the art, that the present invention may be practiced without some or all of these specific details.  In other instances, well known process operations have not been described in detail in order not to unnecessarily obscure the present invention.
[0018]  While this invention has been described in terms of several preferable embodiments, it will be appreciated that those skilled in the art upon reading the preceding specifications and studying the drawings will realize various alterations, additions, permutations and equivalents thereof.  It is therefore intended that the present invention includes all such alterations, additions, permutations, and equivalents as fall within the true spirit and scope of the invention.
[0019]  The figures below illustrate embodiments of an exemplary wafer processing system using proximity heads with variable flow inputs into the source inlets to generate one or more of a specific shape, size, and location of fluid menisci.  In another embodiment, both fluid input into source inlets and fluid output from source outlets may be managed.  This technology may be utilized to perform any suitable type of combination of types of wafer operation(s) such as, for example drying, etching, plating, etc.  It should be appreciated that the systems and proximity heads as described herein are exemplary in nature, and that any other suitable types of configurations that would enable the generation and movement of two or more menisci that are in contact as described herein may be utilized.
[0020]  In the embodiments shown, the proximity head(s) may move or stay stationary depending on the embodiment utilized.  In one embodiment, the proximity head(s) may stay stationary and by controlling the fluid applied to the wafer from the source inlets, segments of the fluid meniscus may be either generated or removed.  Therefore, depending on the proximity head size and wafer size, movement of the proximity head(s) for wafer processing may not be necessary.  In another embodiment, the proximity head(s) may stay stationary but the wafer may be moved.  In yet another embodiment, the proximity head(s) may move in a linear fashion from a center portion of the wafer to the edge of the wafer.  It should be appreciated that other embodiments may be utilized where the proximity head(s) move in a linear fashion from one edge of the wafer to another diametrically opposite edge of the wafer, or other non-linear movements may be utilized such as, for example, in a radial motion, in a circular motion, in a spiral motion, in a zig-zag motion, in a random motion, etc.  In addition, the motion may also be any suitable specified motion profile as desired by a user.  In addition, in one embodiment, the wafer may be rotated and the proximity head moved in a linear fashion so the proximity head may process all portions of the wafer.  It should also be understood that other embodiments may be utilized where the wafer is not rotated but the proximity head is configured to move over the wafer in a fashion that enables processing of all portions of the wafer.
[0021]  In addition, the proximity head and the wafer processing system as described herein may be utilized to process any shape and size of substrates such as for example, 200 mm wafers, 300 mm wafers, flat panels, etc.  Moreover, the size of the proximity head and in turn the sizes of the menisci may vary.  In one embodiment, the size of the proximity head and the sizes of the menisci may be larger than a wafer being processed.  In such an embodiment, by generating and shutting off certain segments of the meniscus, a part of or all of the wafer may be processed by the meniscus.  In another embodiment, the proximity head and the sizes of the menisci may be smaller than the wafer being processed.  Furthermore, the menisci as discussed herein may be utilized with other forms of wafer processing technologies such as, for example, brushing, lithography, megasonics, etc.
[0022]  It should be appreciated that the system described herein is just exemplary in nature, and the proximity head described herein may be used in any suitable system such as, for example, those described in the United States Patent Applications referenced above.  It should also be appreciated that Figures 2 through 4B describe formation of a single meniscus and therefore process variables (e.g. flow rates, dimensions, etc.) described therein may be different than the process variables described for a multi-menisci proximity head as described in Figure 5A through 9 or the process variables for generating segments of menisci as described in Figures 10 through 15.  Regardless, it should be understood that control and management of fluid flow into the proximity head may be managed in any suitable type of proximity head configured to generate any suitable type of fluid meniscus.
[0023]    Figure 2 shows a wafer processing system 100 in accordance with one embodiment of the present invention.  The system 100 includes rollers 102a and 102b which may hold and/or rotate a wafer to enable wafer surfaces to be processed.  The system 100 also includes proximity heads 106a and 106b that, in one embodiment, are attached to an upper arm 104a and to a lower arm 104b respectively.  In one embodiment, the proximity heads 106a and/or 106b may be any suitable proximity head as described in further detail herein.  The proximity heads 106a and 106b may generate a single meniscus or may generate multiple menisci.  Therefore, the proximity heads 106a and 106b, in one embodiment, may be a single meniscus proximity head or a multi-menisci proximity head or a combination of both where one of the proximity heads 106a and 106b is a single meniscus proximity head and the other is a multi-menisci proximity head.  As described herein the term "multi-menisci proximity head" is a proximity head capable of generating one or more fluid menisci.  In a one embodiment of a multi-menisci proximity head, a first fluid meniscus is substantially surrounded by a second fluid meniscus and in another embodiment, the first fluid meniscus is located alongside the second fluid meniscus.  The proximity head may be any suitable apparatus that may generate a fluid meniscus.  The upper arm 104a and the lower arm 104b can be part of an assembly which enables substantially linear movement (or in another embodiment a slight arc-like movement) of the proximity heads 106a and 106b along a radius of the wafer.  In yet another embodiment, the assembly may move the proximity heads 106a and 106b in any suitable user defined movement.
[0024]  In one embodiment the arms 104 are configured to hold the proximity head 106a above the wafer and the proximity head 106b below the wafer in close proximity to the wafer.  For example, in one exemplary embodiment this may be accomplished by having the upper arm 104a and the lower arm 104b be movable in a vertical manner so once the proximity heads are moved horizontally into a location to start wafer processing, the proximity heads 106a and 106b can be moved vertically to a position in close proximity to the wafer.  In another embodiment, the upper arm 104a and the lower arm 104b may be configured to start the proximity heads 106a and 106b in a position where the menisci are generated before processing and the menisci that has already been generated between the proximity heads 106a and 106 may be moved onto the wafer surface to be processed from an edge area of a wafer 108.  Therefore, the upper arm 104a and the lower arm 104b may be configured in any suitable way so the proximity heads 106a and 106b can be moved to enable wafer processing as described herein.  It should also be appreciated that the system 100 may be configured in any suitable manner as long as the proximity head(s) may be moved in close proximity to the wafer to generate and control one or more menisci that, in one embodiment, are concentric with each other.  It should also be understood that close proximity may be any suitable distance from the wafer as long as a menisci may be maintained.  In one embodiment, the proximity heads 106a and 106b (as well as any other proximity head described herein) may each be located between about 0.1 mm to about 10 mm from the wafer to generate the fluid menisci on the wafer surface.  In a preferable embodiment, the proximity heads 106a and 106b (as well as any other proximity head described herein) may each be located bout 0.5 mm to about 2.0 mm from the wafer to generate the fluid menisci on the wafer surface, and in more preferable embodiment, the proximity heads 106a and 106b (as well as any other proximity head described herein) may be located about 1.5 mm from the wafer to generate the fluid menisci on the wafer surface.
[0025]  In one embodiment, the system 100, the arms 104 are configured to enable the proximity heads 106a and 106b to be moved from processed to unprocessed portions of the wafer.  It should be appreciated that the arms 104 may be movable in any suitable manner that would enable movement of the proximity heads 106a and 106b to process the wafer as desired.  In one embodiment, the arms 104 may be motivated by a motor to move the proximity head 106a and 106b along the surface of the wafer.  It should be understood that although the wafer processing system 100 is shown with the proximity heads 106a and 106b, that any suitable number of proximity heads may be utilized such as, for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, etc.  The proximity heads 106a and/or 106b of the wafer processing system 100 may also be any suitable size or shape as shown by, for example, any of the proximity heads as described herein.  The different configurations described herein generate the fluid menisci between the proximity head and the wafer.  The fluid menisci may be moved across the wafer to process the wafer by applying fluid to the wafer surface and removing fluids from the surface.  In such a way, depending on the fluids applied to the wafer, cleaning, drying, etching, and/or plating may be accomplished.  In addition, the first fluid meniscus may conduct one type of operation and the second fluid meniscus that at least partially surrounds the first fluid meniscus may conduct the same operation or a different wafer processing operation as the first fluid meniscus.  Therefore, the proximity heads 106a and 106b can have any numerous types of configurations as shown herein or other configurations that enable the processes described herein.  It should also be appreciated that the system 100 may process one surface of the wafer or both the top surface and the bottom surface of the wafer.
[0026]  In addition, besides processing the top and/or bottom surfaces of the wafer, the system 100 may also be configured to process one side of the wafer with one type of process (e.g., etching, cleaning, drying, plating, etc.) and process the other side of the wafer using the same process or a different type of process by inputting and outputting different types of fluids or by using a different configuration menisci.  The proximity heads can also be configured to process the bevel edge of the wafer in addition to processing the top and/or bottom of the wafer.  This can be accomplished by moving the menisci off (or onto) the edge the wafer which processes the bevel edge.  It should also be understood that the proximity heads 106a and 106b may be the same type of apparatus or different types of proximity heads.
[0027]  The wafer 108 may be held and rotated by the rollers 102a and 102b in any suitable orientation as long as the orientation enables a desired proximity head to be in close proximity to a portion of the wafer 108 that is to be processed.  In one embodiment, the rollers 102a and 102b can rotate in a clockwise direction to rotate the wafer 108 in a counterclockwise direction.  It should be understood that the rollers may be rotated in either a clockwise or a counterclockwise direction depending on the wafer rotation desired.  In one embodiment, the rotation imparted on the wafer 108 by the rollers 102a and 102b serves to move a wafer area that has not been processed into close proximity to the proximity heads 106a and 106b.  However, the rotation itself does not dry the wafer or move fluid on the wafer surfaces towards the edge of the wafer.  Therefore, in an exemplary wafer processing operation, the unprocessed areas of the wafer would be presented to the proximity heads 106a and 106b through both the linear motion of the proximity heads 106a and 106b and through the rotation of the wafer 108.  The wafer processing operation itself may be conducted by at least one of the proximity heads.  Consequently, in one embodiment, processed portions of the wafer 108 would expand from a center region to the edge region of the wafer 108 in a spiral movement as the processing operation progresses.  In another embodiment, when the proximity heads 106a and 106b are moved from the periphery of the wafer 108 to the center of the wafer 108, the processed portions of the wafer 108 would expand from the edge region of the wafer 108 to the center region of the wafer 108 in a spiral movement.
[0028]  In an exemplary processing operation, it should be understood that the proximity heads 106a and 106b may be configured to dry, clean, etch, and/or plate the wafer 108.  In an exemplary drying embodiment, the at least one of first inlet may be configured to input deionized water (DIW) (also known as a DIW inlet), the at least one of a second inlet may be configured to input N2 carrier gas containing isopropyl alcohol (IPA) in vapor form (also known as IPA inlet), and the at least one outlet may be configured to remove fluids from a region between the wafer and a particular proximity head by applying vacuum (also known as vacuum outlet).  It should be appreciated that although IPA vapor is used in some of the exemplary embodiments, any other type of vapor may be utilized such as for example, nitrogen, any suitable alcohol vapor, organic compounds, volatile chemicals, etc. that may be miscible with water.
[0029]  In an exemplary cleaning embodiment, a cleaning solution may be substituted for the DIW.  An exemplary etching embodiment may be conducted where an etchant may be substituted for the DIW.  In addition, other types of solutions may be inputted into the first inlet and the second inlet depending on the processing operation desired.
[0030]  It should be appreciated that the inlets and outlets located on a face of the proximity head may be in any suitable configuration as long as stable menisci as described herein may be utilized.  In one embodiment, the at least one N2/IPA vapor inlet may be adjacent to the at least one vacuum outlet which is in turn adjacent to the at least one processing fluid inlet to form an IPA-vacuum-processing fluid orientation.  Such a configuration can generate an outside meniscus that at least partially surrounds the inside meniscus.  In addition, the inside meniscus may be generated through a configuration with a processing fluid-vacuum orientation.  Therefore, one exemplary embodiment where a second fluid meniscus at least partially surrounds a first fluid meniscus may be generated by an IPA-vacuum-second processing fluid-vacuum-first processing fluid-vacuum-second processing fluid-vacuum-IPA orientation as described in further detail below.  It should be appreciated that other types of orientation combinations such as IPA-processing fluid-vacuum, processing fluid-vacuum-IPA, vacuum-IPA-processing fluid, etc. may be utilized depending on the wafer processes desired and what type of wafer processing mechanism is sought to be enhanced.  In one embodiment, the IPA-vacuum-processing fluid orientation in the form described herein may be utilized to intelligently and powerfully generate, control, and move the menisci located between a proximity head and a wafer to process wafers.  The processing fluid inlets, the N2/IPA vapor inlets, and the vacuum outlets may be arranged in any suitable manner if the above orientation or any other suitable orientation that can generate a fluid meniscus is maintained.   For example, in addition to the N2/IPA vapor inlet, the vacuum outlet, and the processing fluid inlet, in an additional embodiment, there may be additional sets of IPA vapor outlets, processing fluid inlets and/or vacuum outlets depending on the configuration of the proximity head desired.  It should be appreciated that the exact configuration of the inlet and outlet orientation may be varied depending on the application.  For example, the distance between the IPA input, vacuum, and processing fluid inlet locations may be varied so the distances are consistent or so the distances are inconsistent.  In addition, the distances between the IPA input, vacuum, and processing fluid outlet may differ in magnitude depending on the size, shape, and configuration of the proximity head 106a and the desired size of a process menisci (i.e., menisci shape and size).  In addition, exemplary IPA-vacuum-processing fluid orientation may be found as described in the United States Patent Applications referenced above.
[0031]  In one embodiment, the proximity heads 106a and 106b may be positioned in close proximity to a top surface and a bottom surface respectively of the wafer 108 and may utilize the IPA (optionally) and processing fluid inlets and a vacuum outlets as described in further detail below to generate wafer processing menisci in contact with the wafer 108 which are capable of processing the top surface and the bottom surface of the wafer 108.  At substantially the same time the IPA and the processing fluid is inputted, a vacuum may be applied in close proximity to the wafer surface to remove the IPA vapor, the processing fluid, and/or the fluids that may be on the wafer surface.  It should be appreciated that although IPA is utilized in the exemplary embodiment, any other suitable type of vapor may be utilized such as for example, nitrogen, any suitable alcohol vapor, organic compounds, hexanol, ethyl glycol, acetone, etc. that may be miscible with water.  These fluids may also be known as surface tension changing (e.g. reducing) fluids.  It should also be appreciated that depending on the configuration of the proximity head 106, the IPA inlets may not be required and just the application of the processing fluid to the wafer and removal of the processing fluid may generate a stable fluid meniscus.  The portion of the processing fluid that is in the region between the proximity head and the wafer is the menisci.   It should be appreciated that as used herein, the term "output" can refer to the removal of fluid from a region between the wafer 108 and a particular proximity head, and the term "input" can be the introduction of fluid to the region between the wafer 108 and the particular proximity head.  In another embodiment, the proximity heads106a and 106b may be scanned over the wafer 108 while being moved at the end of an arm that is being moved in a slight arc.
[0032]  Figure 3 illustrates a proximity head 106 performing a wafer processing operation in accordance with one embodiment of the present invention.  Figures 3 through 4B show a method of generating a basic fluid meniscus while Figures 5A through 15 discuss apparatuses and methods for generating a more complex menisci configuration.  Figures 10 through 15 show embodiments where inputs into the proximity head can vary fluid input into the source inlets of the proximity head.  The proximity head 106, in one embodiment, moves while in close proximity to a top surface 108a of the wafer 108 to conduct a wafer processing operation.  It should be appreciated that the proximity head 106 may also be utilized to process (e.g., clean, dry, plate, etch, etc.) a bottom surface 108b of the wafer 108.   In one embodiment, the wafer 108 is rotating so the proximity head 106 may be moved in a linear fashion along the head motion while the top surface 108a is being processed.  By applying the IPA 310 through the inlet 302, the vacuum 312 through outlet 304, and the processing fluid 314 through the inlet 306, the meniscus 116 may be generated.  It should be appreciated that the orientation of the inlets/outlets as shown in Figure 3 is only exemplary in nature, and that any suitable inlets/outlets orientation that may produce a stable fluid meniscus may be utilized.
[0033]  Figure 4A illustrates a wafer processing operation that may be conducted by a proximity head 106a in accordance with one embodiment of the present invention.  Although Figure 4A shows a top surface 108a being processed, it should be appreciated that the wafer processing may be accomplished in substantially the same way for the bottom surface 108b of the wafer 108.  In one embodiment, the inlet 302 may be utilized to apply isopropyl alcohol (IPA) vapor toward a top surface 108a of the wafer 108, and the inlet 306 may be utilized to apply a processing fluid toward the top surface 108a of the wafer 108.  In addition, the outlet 304 may be utilized to apply vacuum to a region in close proximity to the wafer surface to remove fluid or vapor that may located on or near the top surface 108a.  As described above, it should be appreciated that any suitable combination of inlets and outlets may be utilized as long as the meniscus 116 may be formed.  The IPA may be in any suitable form such as, for example, IPA vapor where IPA in vapor form is inputted through use of a N2 gas.  Moreover, any suitable fluid used for processing the wafer (e.g., cleaning fluid, drying fluid, etching fluid, plating fluid, etc.) may be utilized that may enable or enhance the wafer processing.  In one embodiment, an IPA inflow 310 is provided through the inlet 302, a vacuum 312 may be applied through the outlet 304 and processing fluid inflow 314 may be provided through the inlet 306.  Consequently, if a fluid film resides on the wafer 108, a first fluid pressure may be applied to the wafer surface by the IPA inflow 310, a second fluid pressure may be applied to the wafer surface by the processing fluid inflow 314, and a third fluid pressure may be applied by the vacuum 312 to remove the processing fluid, IPA and the fluid film on the wafer surface.
[0034]  Therefore, in one embodiment of a wafer processing, as the processing fluid inflow 314 and the IPA inflow 310 is applied toward a wafer surface, fluid (if any) on the wafer surface is intermixed with the processing inflow 314.  At this time, the processing fluid inflow 314 that is applied toward the wafer surface encounters the IPA inflow 310.  The IPA forms an interface 118 (also known as an IPA/processing fluid interface 118) with the processing fluid inflow 314 and along with the vacuum 312 assists in the removal of the processing fluid inflow 314 along with any other fluid from the surface of the wafer 108.  In one embodiment, the IPA/processing fluid interface 118 reduces the surface of tension of the processing fluid.  In operation, the processing fluid is applied toward the wafer surface and almost immediately removed along with fluid on the wafer surface by the vacuum applied by the outlet 304.  The processing that is applied toward the wafer surface and for a moment resides in the region between a proximity head and the wafer surface along with any fluid on the wafer surface forms a meniscus 116 where the borders of the meniscus 116 are the IPA/processing fluid interfaces 118.  Therefore, the meniscus 116 is a constant flow of fluid being applied toward the surface and being removed at substantially the same time with any fluid on the wafer surface.  The nearly immediate removal of the processing fluid from the wafer surface prevents the formation of fluid droplets on the region of the wafer surface being dried thereby reducing the possibility of contamination on the wafer 108 after the processing fluid has accomplished its purpose depending on the operation (e.g., etching, cleaning, drying, plating, etc.).  The pressure (which is caused by the flow rate of the IPA) of the downward injection of IPA also helps contain the meniscus 116.  It should be understood that the in some configurations, IPA or surface tension reducing fluids is only optionally applied and embodiments without IPA application may be utilized.
[0035]  In one embodiment, the flow rate of the N2 carrier gas containing the IPA may assist in causing a shift or a push of processing fluid flow out of the region between the proximity head and the wafer surface and into the outlets 304 (vacuum outlets) through which the fluids may be outputted from the proximity head.  It is noted that the push of processing fluid flow is not a process requirement but can be used to optimize meniscus boundary control.  Therefore, as the IPA and the processing fluid are pulled into the outlets 304, the boundary making up the IPA/processing fluid interface 118 is not a continuous boundary because gas (e.g., air) is being pulled into the outlets 304 along with the fluids.  In one embodiment, as the vacuum from the outlets 304 pulls the processing fluid, IPA, and the fluid on the wafer surface, the flow into the outlets 304 is discontinuous.  This flow discontinuity is analogous to fluid and gas being pulled up through a straw when a vacuum is exerted on combination of fluid and gas.  Consequently, as the proximity head 106a moves, the meniscus moves along with the proximity head, and the region previously occupied by the meniscus has been dried due to the movement of the IPA/processing fluid interface 118.  It should also be understood that the any suitable number of inlets 302 (optional), outlets 304 and inlets 306 may be utilized depending on the configuration of the apparatus and the meniscus size and shape desired.  In another embodiment, the liquid flow rates and the vacuum flow rates are such that the total liquid flow into the vacuum outlet is continuous, so no gas flows into the vacuum outlet.
[0036]  It should be appreciated any suitable flow rate may be utilized for the N2/IPA, processing fluid, and vacuum as long as the meniscus 116 can be maintained.  In one embodiment, the flow rate of the processing fluid through a set of the inlets 306 is between about 25 ml per minute to about 3,000 ml per minute.  In a preferable embodiment, the flow rate of the processing fluid through the set of the inlets 306 is about 800 ml per minute.  It should be understood that the flow rate of fluids may vary depending on the size of the proximity head.   In one embodiment a larger head may have a greater rate of fluid flow than smaller proximity heads.  This may occur because larger proximity heads, in one embodiment, have more inlets 302 and 306 and outlets 304.
[0037]  In one embodiment, the flow rate of the N2/IPA vapor through a set of the inlets 302 is between about 1 liter per minute (SLPM) to about 100 SLPM.  In a preferable embodiment, the IPA flow rate is between about 6 and 20 SLPM.
[0038]  In one embodiment, the flow rate for the vacuum through a set of the outlets 304 is between about 10 standard cubic feet per hour (SCFH) to about 1250 SCFH.  In a preferable embodiment, the flow rate for a vacuum though the set of the outlets 304 is about 350 SCFH.  In an exemplary embodiment, a flow meter may be utilized to measure the flow rate of the N2/IPA, processing fluid, and the vacuum.
[0039]  It should be appreciated that any suitable type of wafer processing operation may be conducted using the meniscus depending on the processing fluid utilized.   For example, a cleaning fluid such as, for example, SC-1, SC-2, etc., may be used for the processing fluid to generate wafer cleaning operation.  In a similar fashion, different fluids may be utilized and similar inlet and outlet configurations may be utilized so the wafer processing meniscus may also etch and/or plate the wafer.  In one embodiment, etching fluids such as, for example, HF, EKC proprietary solution, KOH etc., may be utilized to etch the wafer.  In another embodiment, plating fluids such as, for example, Cu Sulfate, Au Chloride, Ag Sulfate, etc. in conjunction with electrical input may be conducted.
[0040]  Figure 4B illustrates a side view of exemplary proximity heads 106 and 106b for use in a dual wafer surface processing system in accordance with one embodiment of the present invention.  In this embodiment, by usage of inlets 302 and 306 to input N2/IPA and processing respectively along with the outlet 304 to provide a vacuum, the meniscus 116 may be generated.   In addition, on the side of the inlet 306 opposite that of the inlet 302, there may be a outlet 304 to remove processing fluid and to keep the meniscus 116 intact.  As discussed above, in one embodiment, the inlets 302 and 306 may be utilized for IPA inflow 310 and processing fluid inflow 314 respectively while the outlet 304 may be utilized to apply vacuum 312.  In addition, in yet more embodiments, the proximity heads 106 and 106b may be of a configuration as shown in the United States Patent Applications referenced above.  Any suitable surface coming into contact with the meniscus 116 such as, for example, wafer surfaces 108a and 108b of the wafer 108 may be processed by the movement of the meniscus 116 into and away from the surface.
[0041]  Figures 5A through 10 show exemplary proximity heads where a first fluid meniscus is at least partially surrounded by at least a second fluid meniscus.  It should be appreciated that the first fluid meniscus and/or the second fluid meniscus may be generated to conduct any suitable type of substrate/wafer processing operation such as, for example, lithography, etching, plating, cleaning, and drying.  The first fluid meniscus and the second fluid meniscus may be any suitable shape or size depending on the substrate processing operation desired.  In certain embodiments described herein, the first fluid meniscus and the second fluid meniscus are concentric where the second fluid meniscus surrounds the first fluid meniscus and the first fluid meniscus and the second fluid meniscus provide a continuous fluid connection.  Therefore, after the first fluid meniscus processes the substrate, the portion of the wafer processed by the first fluid meniscus is immediately processed by the second fluid meniscus without a substantial amount of the contact with the atmosphere.  It should be appreciated that depending on the operation desired, in one embodiment, the first fluid meniscus may contact the second meniscus and in another embodiment, the first fluid meniscus does not directly contact the second meniscus.
[0042]  Figure 5A shows a multi-menisci proximity head 106-1 in accordance with one embodiment of the present invention.  The multi-menisci proximity head 106-1 includes a plurality of source inlets 306a that can apply a first fluid to the wafer surface.  The first fluid can then be removed from the wafer surface by application of vacuum through a plurality of source outlets 304a.  Therefore, the first fluid meniscus may be generated by the conduits located within a first fluid meniscus region 402 of the processing surface on the multi-menisci proximity head 106-1.
[0043]  The multi-menisci proximity head 106-1 may also include a plurality of source inlets 306b that can apply a second fluid to the wafer surface.  The second fluid can then be removed from the wafer surface by application of vacuum through a plurality of source outlets 304b.  In one embodiment, a portion of the second fluid is also removed by the plurality of source outlets 304a in conjunction with the removal of the first fluid.  In one embodiment, the plurality of source outlets 304a may be called a one phase fluid removal conduit because the outlets 304a remove liquids applied to the wafer through the source inlets 306a and 306b.  In addition, the plurality of source outlets 306b may be called a two phase removal conduit because the outlets 306b removes the second fluid from the source inlets 306b and the atmosphere outside of the fluid meniscus.  Therefore, in one embodiment, the outlets 306b removes both liquid and gas while the outlets 306a remove only liquids.  As a result, the second fluid meniscus may be created by the conduits located within a second fluid meniscus region 404 of the processing surface on the multi-meniscus proximity head 106-1.
[0044]  Optionally, the multi-menisci proximity head 106-1 may include a plurality of source inlets 302 which can apply a third fluid to the wafer surface.  In one embodiment, the third fluid may be a surface tension reducing fluid that can reduce the surface tension of a liquid/atmosphere border of the second meniscus formed by that application of the second fluid to the wafer surface.
[0045]  In addition, the processing surface (e.g., the surface area of the multi-menisci proximity head where the conduits exist) of the multi-menisci proximity head 106-1 (or any other proximity head discussed herein) may be of any suitable topography such as, for example, flat, raised, lowered.  In one embodiment, the processing surface of the multi-menisci 106-1 may have a substantially flat surface.
[0046]  Figure 5B shows a cross section view of the multi-menisci proximity head 106-1 in accordance with one embodiment of the present invention.  The multi-menisci proximity head 106-1 can apply the first fluid through the plurality of source inlets 306a and remove the first fluid through the plurality of source outlets 304a.  The first fluid meniscus 116a is located underneath a region substantially surrounded by the plurality of source outlets 304a.  The multi-menisci proximity head 106-a can also apply the second fluid through the plurality of source inlets 306b and remove the second fluid through the plurality of source outlets 304a on one side of the second fluid meniscus and 304b on the other side.  In one embodiment, the plurality of source inlets 302 may apply the third fluid to decrease the surface tension of the fluid making up the second fluid meniscus 116b.  The plurality of source inlets 302 may be optionally angled to better confine the second fluid meniscus 116b.
[0047]  Figure 6A illustrates a multi-menisci proximity head 106-2 in accordance with one embodiment of the present invention.  The proximity head 106-2 includes, in one embodiment, a facilities plate 454 and a body 458.  It should be appreciated the proximity head 106-2 may include any suitable numbers and/or types of pieces as long as the first fluid meniscus and the second fluid meniscus as described herein may be generated.  In one embodiment, the facilities plate 454 and the body 458 may be bolted together or in another embodiment, the plate 454 and the body 458 may be attached by an adhesive.  The facilities plate 454 and the body 458 may be made from the same material or different materials depending on the applications and operations desired by a user.
[0048]  The proximity head 106-2 may include a processing surface 458 which includes conduits where fluid(s) may be applied to surface of the wafer and the fluid(s) maybe removed from a surface of the wafer.  The processing surface 458 may, in one embodiment, be elevated above a surface 453 as shown by an elevated region 452.  It should be appreciated that the processing surface 458 does not have to be elevated and that the surface 458 may be substantially planar with the surface 453 of the proximity head 106-2 that faces the surface of the wafer being processed.
[0049]  Figure 6B illustrates the processing surface 458 of the proximity head 106-2 in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the processing surface 458 is a region of the proximity head 106-2 which generates the fluid menisci.  The processing surface 458 may include any suitable number and type of conduits so the first fluid meniscus and the second fluid meniscus may be generated.  In one embodiment, the processing surface 458 includes fluid inlets 306a, fluid outlets 304a, fluid inlets 306b, fluid outlets 304b, and fluid inlets 302.
[0050]  The fluid inlets 306a may apply a first fluid to the surface of the wafer, and the fluid inlets 306b may apply a second fluid to the surface of the wafer.  In addition, the fluid outlets 304a may remove the first fluid and a portion of a second fluid from the surface of the wafer by the application of vacuum, and the fluid outlets 304b may remove a portion of the second fluid from the surface of the wafer by the application of vacuum, and the fluid inlets 302 may apply a fluid that can decrease the surface tension of the second fluid.  The first fluid and/or the second fluid may be any suitable fluid that can facilitate any one of a lithography operation, an etching operation, a plating operation, a cleaning operation, a rinsing operation, and a drying operation.
[0051]  Figure 6C shows a closer view of the processing surface 458 of the multi-meniscus proximity head 106-2 in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the processing surface 458 includes a first fluid meniscus region 402 which includes the fluid inlets 306a and fluid outlets 304a.  The processing surface 458 also includes a second fluid meniscus region 404 includes the fluid inlets 306b and the fluid outlets 304b and the fluid inlets 302.  Therefore, the first fluid meniscus region 402 can generate the first fluid meniscus and the second fluid meniscus region 404 can generate the second fluid meniscus.
[0052]  Figure 6D shows the facilities plate 454 attaching to the body 456 to form the multi-menisci proximity head 106-2 in accordance with one embodiment of the present invention.  Channels corresponding to the fluid inlets 306a, 304a, and 302 supply fluid from the facilities plate 454 into the body 456 of the multi-menisci proximity head 106-2, and channels corresponding to the fluid outlets 306b and 304b remove fluid from the body 456 to the facilities 454.  In one embodiment channels 506a, 504a, 506b, 504b, and 502 correspond to the fluid inlets 306a, fluid outlets 306b, fluid inlets 304a, fluid outlets 304b, and fluid inlets 302.
[0053]  Figure 6E illustrates a cross section view of the proximity head 106-2 in accordance with one embodiment of the present invention.  As described in reference to Figure 6D, channels 506a, 506b, and 502 may supply a first fluid, a second fluid, and a third fluid to fluid inlets 306a, 306b, and 302 respectively.  In addition, a channel 504a may remove a combination of the first fluid and the second fluid from the fluid outlets 304a, and channel 504b may remove combination of the second fluid and the third fluid from the outlets 304b.  In one embodiment, the first fluid is a first processing fluid that can conduct any suitable operation on a wafer surface such as, for example, etching, lithography, cleaning, rinsing, and drying.  The second fluid is a second processing fluid that may or may not be the same as the first fluid.  As with the first fluid, the second fluid may be any suitable type of processing fluid such as, for example, a fluid that can facilitate etching, lithography, cleaning, rinsing, and drying.
[0054]  Figure 7 illustrates a cross-sectional view of the multi-menisci proximity head in exemplary wafer processing operations in accordance with one embodiment of the present invention.  Although Figure 7 shows a top surface of the wafer 108 being processed, it should be appreciated by those skilled in the art that both a top surface and a bottom surface of the wafer 108 may be concurrently processed by any of the proximity heads described herein on the top surface of the wafer 108 and by any of the proximity heads described herein on the bottom surface of the wafer 108.  In one embodiment, a first wafer processing chemistry is applied to the wafer 108 through fluid inlet 306a.  After the first wafer processing chemistry has processed the wafer surface, the first wafer processing chemistry is removed from the wafer surface through the fluid outlet 304a.  The first wafer processing fluid may form a first fluid meniscus 116a between the multi-menisci proximity head 106-2 and the wafer 108.  In one embodiment, a second processing fluid such as, for example, deionized water (DIW) is applied to the wafer surface through the fluid inlets 306b.
[0055]  As discussed above, the second processing fluid may be any suitable fluid that can accomplish the desired operation on the wafer surface.  After the DIW has processed the wafer surface, the DIW is removed from the wafer surface through both the source outlets 304a and 304b.  The DIW between the multi-menisci proximity head 106-2 and the wafer surface may form a second fluid meniscus 116b.
[0056]  In one embodiment, a surface tension reducing fluid such as, for example, isopropyl alcohol vapor in nitrogen gas may optionally be applied from the source inlet 302 to the wafer surface to keep the liquid/gas border of the second fluid meniscus 116b stable.  In one embodiment, the second fluid meniscus 116b can substantially surround the first fluid meniscus 116a.  In this way, after the first fluid meniscus 116a has processed the wafer surface, the second fluid meniscus 116b can nearly immediately begin operating on a portion of the wafer surface already processed by the first fluid meniscus 116a.  Therefore, in one embodiment, the second fluid meniscus 116b forms a concentric ring around the first fluid meniscus 116a.  It should be appreciated that the first fluid meniscus 116a may be any suitable geometric shape such as, a circle, ellipse, square, rectangle, triangular, quadrilateral, etc.  The second fluid meniscus 116b can be configured to at least partially surround whatever shape the first fluid meniscus 116a may be.  It should be appreciated that, as discussed above, the first fluid meniscus 116a and/or the second fluid meniscus 116b may utilize any suitable fluid(s) depending on the wafer processing operation desired.
[0057]  It should be appreciated that to generate a stable fluid meniscus, an amount of the first fluid inputted into the first fluid meniscus through the source inlets 306a should be substantially equal to the amount of the first fluid removed through the source outlets 304a.  The amount of the second fluid inputted into the second fluid meniscus through the source inlets 306b should be substantially equal to the amount of the second fluid removed through the source outlets 304a and 304b.  In one embodiment, the flow rate of the fluids are determined by a distance 480 the proximity head 106-2 is off of the wafer 108.  It should be appreciated that the distance 480 may be any suitable distance as long as the menisci can be maintained and moved in a stable manner.  In one embodiment, the distance 480 may be between 50 microns and 5 mm, and in another embodiment .5 mm to 2.5 mm.  Preferably, the distance 480 is between about 1 mm and 1.5 mm.  In one embodiment, the distance 480 is about 1.3.
[0058]  The flow rates of the fluids as shown in Figure 7 may be any suitable flow rate that can generate the first fluid meniscus and the second fluid meniscus that substantially surrounds the first meniscus.  Depending on the distinction desired between the first fluid meniscus and the second fluid meniscus, the flow rates may differ.  In one embodiment, source inlets 306a may apply the first fluid at a flow rate of about 600 cc/min, source inlets 306b may apply the second fluid at a flow rate of about 900 cc/min, a source outlets 304a may remove the first fluid and the second fluid at a flow rate of about 1200 cc/min, and the source outlets 304b may remove the second fluid and atmosphere (which may include some IPA vapor in N2 if such a surface tension reducing fluid is being applied to the wafer surface) at a flow rate of about 300 cc/min.  In one embodiment, the flow rate of fluids through the source outlets 304 may equal 2 times the flow rate of fluid through the source inlets 306a.  The flow rate of fluid through the source inlets 306b may be equal to the flow rate through the source inlets 306a plus 300.  It should be appreciated by those skilled in the art that specific flow rate relationships of the source inlets 306a, 306b and source inlets 304a, 304b may change depending on the configuration of the process area and/or the configuration of the proximity heads described herein.
[0059]  Figure 8 illustrates a multi-menisci proximity head 106-4 that includes rectangular shaped menisci in accordance with one embodiment of the present invention.  In this embodiment, the multi-menisci proximity head 106-4 includes a square shaped meniscus 116a' surrounded by a meniscus 116c which in turn is surrounded by the outside fluid meniscus 116b'.  It should be appreciated by those skilled in the art that the menisci 116a', 116c, and 116b' may be generated by changing the inlet/outlet configurations as described herein.  In one embodiment, the source inlets 306a, 306c, and 306b may be configured to apply a first fluid, a second fluid and a third fluid to the wafer.  In addition, the source outlets 304a, 304c, and 304b may be configured to remove (by vacuum) the first fluid and the second fluid, the second fluid and the third fluid, and the third fluid and atmosphere respectively.  In addition, source inlets 302 may optionally be utilized to apply a surface tension reducing fluid to an outside portion of the third fluid meniscus.
[0060]  It should be appreciated by those skilled in the art that each of the fluid menisci 116a', 116b', and 116c as described in reference to Figure 8 may conduct any suitable operation on the wafer surface such as, for example, etching, cleaning, lithography, rinsing, drying etc.
[0061]  Figure 9 shows a multi-menisci proximity head 106-5 with oblong fluid menisci in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the fluid meniscus 116a is surrounded on both sides (length wise in one embodiment) by fluid menisci 116c-1, 116c-2 which are in turn surrounded by fluid menisci 116b-1and 116b-2.  It should be appreciated that each of the fluid menisci shown in Figure 9 may conduct any suitable operation on the wafer surface such as, for example, etching, cleaning, lithography, rinsing, drying etc.  It should also be appreciated that the menisci shown may be generated in any suitable method consistent with the methodology and apparatuses described herein. 
[0062]  Figures 10 through 16 illustrate exemplary embodiments where the fluid inputs into the proximity heads may include flow control mechanisms that can vary the flow of fluid into the source inlets 306 defined in the proximity head and therefore may vary the flow of fluid from the source inlets to a region between the proximity head and the wafer.  The flow of fluid through the fluid outputs connected to the source outlets 304 of the proximity heads may also be controlled by using flow control mechanisms that can vary the flow of fluid from the proximity head.  It should be appreciated the flow control mechanism may be any suitable device that can vary flow of fluid.  In one embodiment, the flow control mechanism may be valve that can be turned on or off.  In another embodiment, the valve may be have any suitable number of settings that can vary flow rate from none to the maximum flow available through a certain size input.  The flow control mechanism may be included with each one of the fluid inputs or a flow control mechanism may manage the flow of multiple fluid inputs.
[0063]  In one embodiment, the vacuum applied through fluid outputs from the proximity head may also be varied through use of a flow control mechanism.  Consequently, at least one of the source inlets and at least one of source inlets may have their fluid flows managed and controlled.  In one embodiment, by varying the flow through each one of the source inlets/outlets the proximity head can be configured such that the fluid meniscus can be formed or removed in segments at a time, or segments may be progressively generated or removed until the desired shape or size is reached.  This can be accomplished by adjusting the fluid flow of each source inlet/outlet corresponding to a particular meniscus segment.  In another embodiment, both fluid input into the proximity head and the fluid output out of the proximity head may be managed in concert to control fluid meniscus segments.  It should also be understood that the fluid flow control mechanism for the one or more of the fluid inputs/outputs may be located in a fluid supply or removal device, such as, for example, a fluid manifold.  It should also be appreciated that the fluid flow control mechanism may be also be located within each one of the source inlets/outlets.
[0064]  It should be appreciated that in the side views of the proximity heads 106 in the following figures, the source outlets 304 and the source inlets 302 are not shown to more clearly show that the fluid inputs are connected to the source inlets 306.
[0065]  Figure 10A illustrates a side view of a proximity head 106-6 with fluid inputs in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, each one of the plurality of source inlets 306 is connected to corresponding ones of a plurality of fluid inputs 402.  It should be appreciated that fluid flow input from each one or multiple ones of the plurality of fluid inputs into the source inlets 306 can be controlled independently through use of a fluid flow control device 404.  In one embodiment, as shown in Figure 10A, each one of the plurality of fluid inputs can include a fluid flow control device 404.  It should be appreciated that the fluid flow control device 404 may be any suitable device that can control fluid flow such as, for example, valve, pinch-off device, gate, plug, flow restrictor, butterfly valve, ball valve, etc.  In one embodiment, the fluid flow control device 404 may be a valve that can be turned on or off or set to any suitable partial flow.   Therefore, in one embodiment, by controlling the fluid flow through each one of the plurality of variable flow fluid inputs 402 into respective ones of the plurality of source inlets 306, the segments of fluid meniscus controlled by the corresponding ones of the source inlets 306 may be turned on or off.
[0066]  It should also be understood that fluid output may also be utilized where the fluid outputs may remove fluid from corresponding ones of the plurality of source outlets 304.  In addition, a fluid flow control mechanism may also control the fluid flow through the fluid outputs thereby controlling fluid removed from the meniscus through the corresponding source outlets to which the fluid outputs are connected.
[0067]  In one embodiment, when a segment of the fluid meniscus is desired to be generated, the fluid flow control device may be opened and set so the flow rate through the source inlets 306 is between 35 to 55 milliliter per minute per inlet.  The source inlets 304 may be spaced between about 0.125 inch to about 0.5 inch from the source outlets 306.  In addition, the source inlets 302 (if utilized) can be between about 0.625 inch to about 0.125 inch from the source inlets 306.  These parameters may be utilized for any suitable proximity head 106 described herein.  It should be appreciated that the process variables described above may be suitably varied depending on the wafer processing conditions and/or operations desired.
[0068]  Figure 10B shows a face view of a processing region of the proximity head 106-6 in accordance with one embodiment of the present invention.  The processing region is the portion of the proximity head 106-6 where, in operation, the conduits of the proximity head 106-6 generate a fluid meniscus on a wafer surface.   The processing region of the proximity head 106-6 may include a plurality of conduits which may be the source inlets 302 and 306 and the source outlets 304.  In one embodiment, processing region includes regions 440, 442, and 444.  A region where the plurality of source inlets 306 is located is shown by region 444.  The plurality of source inlets 306 may be surrounded by region 442 which includes the plurality of source outlets 304.  The plurality of source outlets 304 may be partially surrounded by or adjacent to a region 440 which may include the plurality of source outlets 302.  As discussed above, the plurality of source inlets 306 may apply the processing fluid to the region between the face of the proximity head 106-6 and the wafer 108.  The plurality of source outlets 304 may remove a portion of the fluid making up the meniscus from the region between the face of the proximity head 106-6 and the wafer 108.  In one embodiment, each one of the plurality of source inlets 306 may receive fluid from respective ones of the plurality of fluid inputs 402.  It should be appreciated that the conduit pattern illustrated in Figure 10B is only exemplary in nature and that any suitable conduit pattern that can generate a fluid meniscus may be utilized with the fluid inputs 402 as long as one or multiple ones of the conduits may have individually controlled fluid flow controlled by the fluid flow control mechanism.
[0069]  Figure 10C illustrates the proximity head 106-6 showing regions 448, 450, 452, 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466, 468, 470, and 472 with the conduits that form segments of the meniscus formed by the proximity head 106-6 during operation in accordance with one embodiment of the present invention.   In one embodiment, each of the source inlet 306, the source outlets 304, and the source inlets 302 within each of the regions 448, 450, 452, 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466, 468, 470, and 472 may be separately managed.  In this way fluid flow into and out of each of the regions 448, 450, 452, 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466, 468, 470, and 472 can be individually turned on or off thereby generating or removing the segment of the fluid meniscus corresponding to the regions 448, 450, 452, 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466, 468, 470, and 472.   It should also be appreciated that the segment of the fluid meniscus may be generated by a group of inlets (more than one) and groups of outlets (more than one).  In addition, the groups of inlets may have corresponding fluid inputs, and the groups of outlets may have corresponding fluid outputs.
[0070]  Figure 10D shows a macroscopic view of a wafer processing system in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the system includes a proximity head 106-6 that may process the wafer 108 by application of the fluid meniscus 116.  The proximity head 106-6 may include source inlets for applying a fluid making of the fluid meniscus 116 and source outlets for removing the fluid from the fluid meniscus 116.  The proximity head 106-6 may be attached to a plurality of fluid inputs 402 and a plurality of fluid outputs 406.  Each one of the plurality of fluid inputs 402 may have a fluid flow control device 404 and each one of the plurality of fluid outputs 406 may have a fluid flow control device 404.  Each one of the plurality of fluid inputs 402 is connected to corresponding ones of the source inlets and each one of the plurality of fluid outputs 406 is connected to the corresponding ones of the source outlets.  By allowing fluid flow or stopping fluid flow through the plurality of fluid inputs 402 and the plurality of fluid outputs 406 respectively, the fluid flow control devices 404 can manage the generation or removal of a segment of the fluid meniscus 116.  In one embodiment, when a segment of the fluid meniscus 116 is to be generated, the fluid input corresponding to the source inlet supplying fluid to the segment of the fluid meniscus 116 is opened to fluid flow by the fluid flow control device 404 for that particular fluid input.  At substantially the same time, the fluid input corresponding to the source outlet removing fluid from the segment of the fluid meniscus 116 is opened to fluid flow by the fluid flow control device 404 for that particular fluid output.  Therefore through independent management of fluid flow through each of the fluid inputs and fluid outputs, segments of the fluid meniscus 114 may be generated and removed.
[0071]  The system may also include a fluid supply 422 which may be coupled to the fluid inputs 402 and the fluid outputs 406.  The fluid supply 422 may be any suitable device that can supply fluid to the fluid inputs 402 and remove fluid from the fluid outputs 406.  In one embodiment, the fluid supply 422 may be a manifold that can manage fluid flow into each one of the inputs 402 and manage flow out of each one of the outputs 406.  In another embodiment, the fluid supply 422 may control the flow rate and the fluid flow control mechanisms may located inside of the fluid supply 422.
[0072]  Figure 11A shows a proximity head 106 being supplied with fluid from the plurality of fluid inputs 402 in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the proximity head is connected to the plurality of fluid inputs 402 such that segments of the meniscus 116 may be generated or removed depending on the number of meniscus(es) and/or shape of meniscus(es) desired.  Segments of the meniscus 116 may be individual portions of the meniscus 116 that is formed by a particular one or ones of the plurality of source inlets 306.  In addition, each of the segments of the meniscus 116 may also be managed by a particular one or ones of the plurality of source outlets 304.  In one embodiment, fluid flows in certain ones of the plurality of source inlets 306 and certain ones of the plurality of source outlets 304 may be associated so when one source inlet 306 stops applying fluid to the wafer surface, a corresponding source outlet 304 stops removing fluid from the wafer surface.  In the exemplary fluid meniscus generation operation shown in Figure 11A, all of the plurality of fluid flow control devices 404 are turned on and therefore all of the plurality of source inlets 306 are supplied with fluid.  Consequently, the maximum size fluid meniscus that can be generated by the embodiment of the proximity head 106 shown in Figure 11A is portrayed as being formed on the wafer 108. 
[0073]  Figure 11B shows a fluid meniscus 116 that has been formed on the wafer 108 by the proximity head 106-6 of Figure 11A in accordance with one embodiment of the present invention.  It should be appreciated that the size and/or shape of the meniscus can be determined in any suitable number of ways.  In one embodiment, the meniscus 116 may extend beyond a radius of the wafer 108.  By turning on or off certain fluid inputs supplying corresponding source inlets 306, certain segments of the meniscus 116 may be generated or removed.  Therefore, in one embodiment, without moving the proximity head 106-6, the fluid meniscus 116 may be shortened or extended as shown by the bidirectional arrow 416 depending on which of the source inlets is supplied with fluid (and also depending on which of the source outlets is supplied with vacuum to remove fluid).   When the fluid meniscus 116 extends slight beyond the radius of the wafer 108 as shown in Figure 11B, the wafer 108 may be scanned under the proximity head.  In another embodiment, the proximity head may form the meniscus 116 on the wafer surface and scan the fluid meniscus 116 over the wafer.  In yet another embodiment, the proximity head 106 may cover a region larger than the wafer in which by using selected meniscus generation in different parts of the wafer, all of the wafer surface may be processed without movement of the proximity head 106 or the wafer.
[0074]  Figure 11C shows the proximity head 106-6 in operation where a portion of the plurality of variable flow fluid inputs are turned on in accordance with one embodiment of the present invention.  A portion 482 of the plurality of fluid inputs are shown as being open due to the fluid flow control device 404 being set to allow fluid flow through the portion 484 of the plurality of variable flow fluid inputs.  A portion 484 of the plurality of variable flow fluid inputs are shown as being closed due to the fluid flow control device 404 being set to stop fluid flow through the portion 482 of the plurality of variable flow fluid inputs.  Therefore, the corresponding ones of the plurality of source inlets 306 fed by the portion 484 of the plurality of variable flow fluid inputs apply fluid to the region between the wafer 108 and the proximity head 106-6. The application of fluid to the wafer forms the fluid meniscus 116.  In contrast, the portion 484 of the plurality of variable flow fluid inputs do not supply fluid into the corresponding ones of the plurality of source inlets 306 because the fluid flow control device 404 is turned off.
[0075]  In addition, fluid outputs from the proximity head 106 corresponding to the source inlets may manage fluid flow out of the source inlets defined within the proximity head 106.  Therefore, the amount of fluid removed through a particular one or ones of the source outlets may be managed.  Therefore, when particular segment of the meniscus is desired to be generated, the corresponding source inlet(s) 306 and the corresponding source outlet(s) 304 (not shown in Figure 11C) may be activated by enabling fluid flow through the fluid input(s) and output(s) associated with the corresponding source inlet(s) 306 and the corresponding source outlet(s) 304.
[0076]  Figure 11D illustrates the meniscus 116 that is formed by the proximity head 106-6 with the configuration of the variable flow fluid inputs 402 as shown in Figure 11C in accordance with one embodiment of the present invention.  The meniscus 116 may be extended or contracted as shown by bidirectional arrow 490.  This can be accomplished by turning on and off the fluid flow through the fluid inputs into certain ones of the plurality of source inlets 306.  In addition, the fluid flow through the fluid outputs into corresponding ones of the plurality of source outlets 304 may be turned on or off.  When one or more segments of the fluid meniscus are desired to be generated, the flow of fluid may be generated through the source inlet(s) 306 and the source outlet(s) 304.  When the fluid flow into a particular source inlet is turned on, the meniscus segment supplied by the particular source inlet is formed.  Conversely, when the fluid flow into the particular source inlet is turned off, the meniscus segment supplied by the particular source inlet is removed.  In one embodiment, the fluid flow out of a particular source outlet is on when fluid flow into a corresponding source inlet is on thereby generating the segment of the meniscus, and the fluid flow out of the particular source outlet is off when the fluid flow into the corresponding source inlet is off thereby removing the segment of the meniscus.  Optionally, source inlets 302 may apply IPA/N2 vapor to the border of the fluid meniscus generated on the wafer surface.  The fluid inputs for the source outlets 302 may be shut off when the corresponding source inlets 306 and source outlets 304 are shut off thereby turning off the particular fluid meniscus segment.  In addition, the fluid inputs for the source outlets 302 maybe turned on when the corresponding source inlets 306 and source outlets 304 are turned on thereby generating the particular meniscus segment.
[0077]  Figure 11E illustrates the proximity head 106-6 as discussed in Figure 11D in operation where the region 484 shows fluid inputs which have their respective fluid flow control devices 404 turned off and the region shows fluid input which have their respective fluid flow control devices 404 turned on in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the region 484 includes fluid inputs 402 each of which corresponds to a segment of meniscus that can be formed.  The fluid inputs 402 in the region 482 apply fluid flow into the proximity head 106 corresponding to the source inlets.  Each of the source inlets supplied by the fluid inputs 402 can generate a fluid meniscus segment.  As shown in Figure 11E, the segments of the fluid meniscus 116 formed on the wafer 108 correspond to the source inlets that have a positive supply of fluid from the fluid inputs 402 in the region 482.  Therefore, by turning any suitable one of the fluid flow control devices 404, any suitable corresponding fluid meniscus segment may be generated due to the application of fluid to the wafer by the corresponding source inlets.  As discussed above, the fluid removal from the meniscus through the source outlet 304 corresponding to the segment of the meniscus to be managed may be controlled by adjusting the flow through the fluid output connected to the proximity head.
[0078]  Figure 11F shows the proximity head 106-6 in operation illustrating the generation of another exemplary meniscus in accordance with one embodiment of the present invention.  In the exemplary embodiment shown in Figure 11F, the fluid inputs 402 in the regions 482 have fluid flow control devices 404 that are allowing fluid flow into corresponding ones of the plurality of source inlets of the proximity head 106 thereby leading to the generation of the menisci 116a and 116b.  In addition, the fluid removal from the meniscus through the source outlet 304 corresponding to the segment of the meniscus to be managed may be controlled by adjusting the flow through the fluid output connected to the proximity head.
[0079]  Figure 11G illustrates the proximity head 106-6 where no meniscus is formed in accordance with one embodiment of the present invention.  In one exemplary operation of the proximity head 106-6, the fluid flow control devices 404 are all in the off position.  Therefore, no fluid is communicated into the corresponding source inlets of the proximity head 106-6 thereby generating no meniscus because none of the fluid meniscus segments are being fed fluid.  In this embodiment, the fluid output from the proximity head 106 may be turned off by stopping fluid flow through the fluid flow control devices 404.  Top view 430 shows that no meniscus is formed on the wafer.
[0080]  Figure 11H shows a fluid meniscus 116 that has been formed on the wafer 108 in accordance with one embodiment of the present invention.  In this embodiment, a proximity head that is longer than a diameter of the wafer is utilized to generate the fluid meniscus 116.  It should be appreciated that the size and/or shape of the meniscus can be determined in any suitable number of ways.  In one embodiment, the meniscus 116 may extend beyond a diameter of the wafer 108.  By turning on or off certain fluid inputs supplying corresponding source inlets 306, certain segments of the meniscus 116 may be generated or removed.  Therefore, in one embodiment, without moving the proximity head 106-6, the fluid meniscus 116 may be shortened or extended as shown by the bidirectional arrow 416 depending on which of the source inlets is supplied with fluid (and also depending on which of the source outlets is supplied with vacuum to remove fluid).   When the fluid meniscus 116 extends slightly beyond the diameter of the wafer 108 as shown in Figure 11H, the wafer 108 may be scanned under the proximity head.  In another embodiment, the proximity may form the meniscus 116 on the wafer surface and scan the fluid meniscus 116 over the wafer.  In yet another embodiment, the wafer 108 may be rotated one 180 degree rotation which can process the entire wafer surface.  In yet another embodiment, the proximity head 106 may cover a region larger than the wafer in which by using selected meniscus generation in different parts of the wafer, all of the wafer surface may be processed without movement of the proximity head 106 or the wafer.
[0081]  Figure 12A shows a proximity head 106-6 producing multiple types of menisci in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the fluid flow control device 404 may be a multiple fluid valve which can turn fluid flow off, allow a first fluid to flow through the fluid input 402, or allow a second fluid to flow through the fluid input 402.  By using the multiple fluid valve, a first fluid may be inputted into the proximity head 106-6 where the corresponding source inlets of the proximity head 106 can apply the first fluid to the proximity head to generate a first fluid meniscus 116a made up of the first fluid.  By intelligently managing the multiple fluid valve, after a desired amount of wafer processing has been done by the first fluid meniscus 116a, the multiple fluid valve may allow a second fluid to flow into the corresponding source inlet of the proximity head 106-6.  The same source inlets that were applying the first fluid to the wafer can later apply the second fluid to the wafer.  As a result, a second fluid meniscus116b can be formed on the wafer 108.  As shown next in Figure 12B, more of the fluid flow control devices 404 may be managed to allow the second fluid into more of the corresponding source inlets of the proximity head 106-6.  Therefore, as more and more of the source inlets apply the second fluid, the second fluid meniscus 116b may become larger.  In one exemplary embodiment as shown in Figure 12A, the meniscus 116b can extend left and the fluid meniscus 116a becomes smaller.  In one embodiment, the fluid meniscus 116a may be a chemical meniscus that processes the wafer 108 while the fluid meniscus 116b is a rinse meniscus.  Therefore, when a particular segment of the fluid meniscus 116a has processed a corresponding portion of the wafer 108 then that segment of the fluid meniscus can be changed to a segment of the fluid meniscus 116b to rinse the portion of the wafer that was previously processing by a segment the fluid meniscus 116a.
[0082]  Top view 431 shows one embodiment of how dual menisci processing may be accomplished.  The top view 431 shows that the meniscus 116a is within the meniscus 116b and therefore as the meniscus 116a is made smaller by switching flow into corresponding fluid inputs from the first fluid in the meniscus 116a to the second fluid in the meniscus 116b.  As the meniscus 116a becomes progressively smaller with each progressive fluid input switching to the second fluid, the meniscus 116b becomes progressively larger and replaces the segments of the 116a that is removed.
[0083]  Figure 12B shows a proximity head 106-6 where more of the fluid flow control devices 404' allows the second fluid to flow instead of the first fluid in accordance with one embodiment of the present invention.  As more and more of the source inlets are supplied with the second fluid instead of the first fluid by the corresponding fluid inputs, more segments of the fluid meniscus 116' are changed to the second fluid meniscus 116b.
[0084]  Top view 432 shows one embodiment of how dual menisci processing may be accomplished.  The top view 432 shows that the meniscus 116a is within the meniscus 116b and therefore as the meniscus 116a is made smaller by switching flow into corresponding fluid inputs from the first fluid in the meniscus 116a to the second fluid in the meniscus 116b.  As the meniscus 116a becomes progressively smaller with each progressive fluid input switching to the second fluid, the meniscus 116b becomes progressively larger and replaces the segments of the 116a that is removed.
[0085]  Figure 13A shows a top view of a multi-menisci proximity head 106-6 in accordance with one embodiment of the present invention.  In this embodiment, the first fluid meniscus 116a is defined included within the second fluid meniscus 116b.  In one embodiment, the first fluid meniscus is a chemical fluid meniscus that can process the wafer in accordance with any suitable wafer processing operation.  The second fluid meniscus 116b in one embodiment, may be a rinse fluid meniscus that applies DIW to the wafer to rinse the remnants of the first fluid meniscus 116a from the wafer surface.  In one embodiment, by controlling the different segments of the fluid meniscus and determining which processing fluid makes up the segments of the fluid meniscus, different types of wafer processing may be conducted.
[0086]  In one embodiment, after the first fluid meniscus 116a has been applied to the wafer for a desired period of time, the segments of the first fluid meniscus may be changed to segments of the second fluid meniscus.  Therefore, as time progresses, the region of the wafer covered by the second fluid meniscus 116b may increase and the region of the wafer covered by the first fluid meniscus 116a may decrease.  Once again, this may be accomplished by managing the fluid flow control device to communicate first fluid to the source inlets of the proximity head 106-6 that corresponds to the fluid meniscus segment where wafer processing is desired.  The fluid flow control device may also be managed to communicate the second fluid to the source inlets of the proximity head 106 that corresponds to the fluid meniscus segment where a different wafer processing operation (such as, for example, rinsing) is desired on the corresponding portion of the wafer.   View perspective 600 illustrates the perspective from which Figure 13C is shown.
[0087]  Figure 13B shows a side view of the dual proximity heads 106a and 106b that are processing a top surface and a bottom surface of the wafer 108 in accordance with one embodiment of the present invention.  In this embodiment, the proximity head 106a and 106b may be the proximity head 106-6 described above in referenced in Figure 13A with the capability to process portions of the wafer 108 by generating and removing segments of the fluid meniscus 116 on and from the wafer surface.  In one embodiment, the adjacent segments of the fluid meniscus 116 be progressively generated to create a growing meniscus or conversely the fluid meniscus 116 may be progressively removed to create a shrinking meniscus.  This may be accomplished by progressively turning on fluid flow in each successive adjacent fluid input or by progressively turning off fluid flow in each successive adjacent fluid input.
[0088]  Figure 13C shows the viewpoint 600 of a side view of a width of the proximity head as shown in Figure 13A in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the fluid flow control device 404' is a three way valve that is configured to be capable of allowing no fluid through the fluid input or allowing one of two fluids into the fluid input supplying the source inlet 306a.  In one embodiment, the three-way valve can allow either of a chemical or DIW through the fluid input.  The chemical may be any suitable solution that may process the wafer in a desired operation.  The proximity head 106 can include any one of the suitable the conduit patterns as discussed above in reference to the multi-menisci proximity heads.  Therefore, the source inlet 306a can apply a first fluid to the wafer and therefore generate the fluid meniscus 116a.  The first fluid may be removed from the wafer surface through the source outlets 304a.  The source inlet 306b can apply a second fluid to the wafer and therefore generate the fluid meniscus 116b that is concentric to the fluid meniscus 116a.  The second fluid may be removed from the wafer surface through the source outlets 304b.  Source inlet 302 may optionally be used to apply a surface tension reducing fluid when control of surface tension of the border of the fluid meniscus 116a is desired.   In addition to fluid inputs supplying the source inlets 306a may also include the fluid flow control device 404 for fluid supply control.  The fluid outputs removing fluid from the source outlets 304a and 304b may also include the fluid flow control devices 404 for fluid removal control.
[0089]  Figure 14A shows a proximity head 106-7 that is capable of generating a substantially circular fluid meniscus in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the proximity head 106-7 having concentric regions 504.  Each of the concentric regions 504 of the proximity head 106-7 can generate a segment of a fluid meniscus.  Each of the concentric regions includes a concentric plurality of source inlets 302, a concentric plurality of source inlets 306, and a concentric plurality of source outlets 304 (as shown in Figure 14B).  Therefore, each of the regions 504 can generate a circular fluid meniscus on the wafer surface corresponding to the shape and size of the regions 504.
[0090]  Figure 14B shows a side perspective view along a radius of the circular regions 504 in the proximity head 106-7 operating on an underside of the wafer 108 in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the proximity head 106''' includes a plurality of regions 504 each of which can generate a fluid meniscus.  The side view of the proximity head 106-7 shows that along a radius of the regions 504 (as seen in Figure 14A), each of the regions include a source inlet 306, adjacent to source inlets 302 which are in turn adjacent to source outlets 304.  In one embodiment, the source inlet 306 can apply a processing fluid to the wafer.  The source inlets 302 may apply a surface tension reducing fluid to the processing fluid applied to the wafer by the source inlet 306.  The source outlets 304 may remove the fluid applied to the wafer surface by the source inlet 306.  By the application of the processing fluid to the wafer, the application of a surface tension reducing fluid to the fluid on the wafer, and the removal of the fluid from the surface of the wafer, a stable fluid meniscus may be generated.
[0091]  Fluid inputs that supply the source inlets 306 may include the fluid flow control device that can control the flow of fluid through the fluid inputs thereby controlling the flow of fluid through the source inlets 306.   Fluid outputs (as shown in Figure 10D) that remove the fluid from the source outlets 304 can include the fluid flow control device that can control the flow of fluid through the fluid outputs thereby controlling the flow of fluid through the source outlets 304.
[0092]  Figure 14C illustrates an analogous structure as shown in Figure 14B that is in position to process a top surface of the wafer 108 in accordance with one embodiment of the present invention.  In this embodiment, the proximity head 106-7 is located below the wafer 108 and the proximity head 106-7 can process the bottom surface of the wafer 108 in accordance with the methodologies described herein.
[0093]  Figure 15 illustrates management of concentric fluid menisci in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, each of the concentric regions of the proximity head 106-7 that has the source inlets 306 may be supplied with fluid from the fluid inputs 402.  The fluid flow control device 404 for each of the fluid inputs 402 may be open or closed depending on whether a corresponding source inlet 306 is desired to be supplied with fluid.  When the source inlet 306 is supplied with fluid from the fluid input 402, the source inlet 306 applies the fluid to the wafer surface in a region between the source inlet 306 and the wafer surface.
[0094]  In the exemplary embodiment shown in Figure 15, the fluid inputs 404 within the region 482 are open which in turn generates fluid menisci segments 700.  The fluid inputs 404 within the region 484 are closed which in turn does not generate fluid menisci segments 710.  Therefore, in the fluid meniscus pattern shown in Figure 15 is similar to a ring.
[0095]  While this invention has been described in terms of several preferred embodiments, it will be appreciated that those skilled in the art upon reading the preceding specifications and studying the drawings will realize various alterations, additions, permutations and equivalents thereof.  It is therefore intended that the present invention includes all such alterations, additions, permutations, and equivalents as fall within the true spirit and scope of the invention.
3. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 
[0096]
Figure 1A illustrates movement of cleaning fluids on a wafer during an SRD drying process.
Figure 1B illustrates an exemplary wafer drying process.  
Figure 2 shows a wafer processing system in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 3 illustrates a proximity head performing a wafer processing operation in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 4A illustrates a wafer processing operation that may be conducted by a proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 4B illustrates a side view of exemplary proximity heads for use in a dual wafer surface processing system in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 5A shows a multi-menisci proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 5B shows a cross section view of the multi-menisci proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 6A illustrates a multi-menisci proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 6B illustrates the processing surface of the proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 6C shows a closer view of the processing surface of the multi-meniscus proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 6D shows the facilities plate attaching to the body to form the multi-menisci proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 6E illustrates a cross section view of the proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 7 illustrates a cross-sectional view of the multi-menisci proximity head in exemplary wafer processing operations in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 8 illustrates a multi-menisci proximity head that includes rectangular shaped menisci in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 9 shows a multi-menisci proximity head with oblong fluid menisci in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 10A illustrates a side view of a proximity head with fluid inputs in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 10B shows a face view of a processing region of the proximity head in accordance with one embodiment of the present invention. 
Figure 10C illustrates the proximity head showing regions with the conduits that form segments of the meniscus formed by the proximity head during operation in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 10D shows a macroscopic view of a wafer processing system in accordance with one embodiment of the present invention.      
Figure 11A shows a proximity head being supplied with fluid from the plurality of fluid inputs in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 11B shows a fluid meniscus that has been formed on the wafer by the proximity head of Figure 11A in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 11C shows the proximity head in operation where a portion of the plurality of variable flow fluid inputs are turned on in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 11D illustrates the meniscus that is formed by the proximity head with the configuration of the variable flow fluid inputs as shown in Figure 11C in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 11E illustrates the proximity head as discussed in Figure 11D in operation where the region shows fluid inputs which have their respective fluid flow control devices turned off and the region shows fluid input which have their respective fluid flow control devices turned on in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 11F shows the proximity head in operation illustrating the generation of another exemplary meniscus in accordance with one embodiment of the present invention.    
Figure 11G illustrates the proximity head where no meniscus is formed in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 11H shows a fluid meniscus that has been formed on the wafer in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 12A shows a proximity head producing multiple types of menisci in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 12B shows a proximity head where more of the fluid flow control devices 404' allows the second fluid to flow instead of the first fluid in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 13A shows a top view of a multi-menisci proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 13B shows a side view of the dual proximity heads that are processing a top surface and a bottom surface of the wafer in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 13C shows the viewpoint of a side view of a width of the proximity head as shown in Figure 13A in accordance with one embodiment of the present invention.  
Figure 14A shows a proximity head that is capable of generating a substantially circular fluid meniscus in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 14B shows a side perspective view along a radius of the circular regions in the proximity head operating on an underside of the wafer  in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 14C illustrates an analogous structure as shown in   Figure 14B that is in position to process a top surface of the wafer 108 in accordance with one embodiment of the present invention. 
Figure 15 illustrates management of concentric fluid menisci in accordance with one embodiment of the present invention.  
1.  A method for processing a substrate, comprising:
applying fluid onto a surface of the substrate from a portion of a plurality of inlets; and
removing at least the fluid from the surface of the substrate, the removing being processed as the fluid is applied to the surface;
wherein the applying the fluid and the removing the fluid form a segment of a fluid meniscus on the surface of the substrate.
2.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, further comprising:
processing the surface of the substrate with the segment of the fluid meniscus.
3.  A method for processing a substrate as recited in claim 2, wherein processing the surface of the substrate with the segment of the fluid meniscus includes one of an etching operation, a cleaning operation, a rinsing operation, a plating operation, a drying operation, or a lithography operation.
4.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, further comprising:
generating additional segments of the fluid meniscus.
5.  A method for processing a substrate as recited in claim 4, wherein the generating additional segments of the fluid meniscus includes,
applying an additional fluid onto a surface of the substrate from a different portion of a plurality of inlets; and
removing at least the additional fluid from the surface of the substrate, the removing being processed as the additional fluid is applied to the surface.
6.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, wherein the fluid is one of a lithographic fluid, an etching fluid, a plating fluid, a cleaning fluid, a drying fluid, or a rinsing fluid.
7.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, further comprising,
applying a surface tension reducing fluid to the surface of the substrate.
8.  A method for processing a substrate as recited in claim 7, wherein the surface tension reducing fluid is an isopropyl alcohol vapor in nitrogen gas.
9.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, wherein the application of the fluid onto the surface of the substrate from at least one inlet is managed by a fluid flow control device.
10.  A method for processing a substrate as recited in claim 9, wherein the fluid flow control device is configured to be in one of an on position or an off position, the on position allowing fluid flow into at least one corresponding inlet, and the off position stopping fluid flow into the at least one corresponding inlet.
11.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, wherein the removal of the fluid from the surface of the substrate is from a portion of a plurality of outlets wherein the removal of the fluid from each one of the plurality of outlets is managed by a fluid flow control device.
12.  A method for processing a substrate as recited in claim 11, wherein the fluid flow control device is configured to be in one of an on position or an off position, the on position allowing fluid flow out of at least one corresponding outlet, and the off position stopping fluid flow from the at least one corresponding outlet.
13.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, wherein the portion of the plurality of inlets is a group of inlets, the group of inlets including at least one inlet for applying the fluid and at least one inlet for applying a surface tension changing fluid, flow through the portion of the plurality of inlets being managed by a fluid flow control device.
14.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, wherein the removal of the fluid from the surface of the substrate is from a group of outlets, a flow through the group of outlets being controlled by a fluid flow control device.
15.  An apparatus for processing a substrate, comprising:
a proximity head having a plurality of conduits;
a fluid input coupled to the proximity head and configured to supply fluid to a corresponding one of a plurality of conduits, the corresponding one of the plurality of conduits being configured to use the fluid to generate a segment of a fluid meniscus on a surface of the substrate; and
a fluid flow control device for managing fluid flow through the fluid input.
16.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 15, wherein the plurality of conduits includes,
at least one inlet for applying the fluid to the surface of the substrate, and
at least one outlet for removing at least the fluid from the surface of the substrate.
17.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 16, wherein the plurality of conduits further includes,
at least one inlet for applying a third fluid to the surface of the wafer.
18.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 15, wherein the segment of the fluid meniscus is capable of executing one of an etching operation, a cleaning operation, a rinsing operation, a plating operation, drying operation, or a lithography operation.
19.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 17, wherein the third fluid changes a surface tension of the second fluid.
20.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 15, wherein the fluid flow control device is one of a valve, a flow restrictor, or a plug.
21.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 20, wherein the valve facilitates a flow of at least one fluid through the fluid input.
22.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 15, further comprising,
a fluid output configured to remove fluid from a corresponding at least one outlet, the corresponding at least one outlet being configured to remove the fluid from the segment of the fluid meniscus on the surface of the substrate, and
a fluid flow control device for managing fluid flow through the fluid output.
23.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 22, wherein the a fluid flow control device for managing fluid flow through the fluid output is one of a valve, a flow restrictor, or a plug.
24.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 23, wherein the valve facilitates a flow of at least one fluid through the fluid output.
25.  A system for processing a substrate, comprising:
a proximity head configured to generate at least one segment of a fluid meniscus;
a fluid input coupled to the proximity head, the fluid input configured to provide fluid to the proximity head; and
a fluid supply coupled to the fluid input, the fluid supply configured to supply the fluid to the fluid input.
26.  A system for processing a substrate as recited in claim 25, wherein the fluid input includes a fluid flow device configured to manage fluid transport to the proximity head.
27.  A system for processing a substrate as recited in claim 25, wherein the fluid supply includes a fluid flow device configured to manage fluid transport to the proximity head.
28.  A system for processing a substrate as recited in claim 25, further comprising,
a fluid output coupled to the proximity head, the fluid output configured to remove fluid from the proximity head; and
a fluid supply coupled to the fluid output, the fluid supply configured to remove the fluid from the fluid output.
29.  A system for processing a substrate as recited in claim 28, wherein the fluid output includes a fluid flow device configured to manage fluid transport from the proximity head.
30.  A system for processing a substrate as recited in claim 28, wherein the fluid supply includes a fluid flow device configured to manage fluid transport from the proximity head.
1. ABSTRACT
A method for processing a substrate is provided which includes applying fluid onto a surface of the substrate from a portion of a plurality of inlets and removing at least the fluid from the surface of the substrate where the removing being processed as the fluid is applied to the surface.  The applying the fluid and the removing the fluid forms a segment of a fluid meniscus on the surface of the substrate.
2. REPRESENTATIVE DRAWING
Fig. 3
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