(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハ表面に対する流体の供給および除去を効率的に行い、汚染を低減しウエハの洗浄コストを下げる装置の提供。【解決手段】流体メニスカスが上面１０８ａを処理する間に、ウエハ１０８が回転されると共に、近接ヘッド１０６が移動され、又は、ウエハ１０８は、静止してもよい。近接ヘッド１０６は、ソース流入口１３０２および１３０６と、ソース流出口１３０４とを備え、ソース流入口１３０２を通して、窒素ガス内のイソプロピルアルコール蒸気１３１０がウエハ表面に供給され、ソース流出口１３０４を通して、真空１３１２がウエハ表面に作用されて、ソース流入口１３０６を通して、処理流体１３１４がウエハ表面に供給される。【選択図】        図８Ａ
2005311354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理方法であって、
前記基板を処理するための流体メニスカスを生成する工程と、
前記基板の表面に前記流体メニスカスを作用させる工程と、
前記基板処理の環境における表面からの流体の蒸発を低減する工程と、を備える、基板処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法であって、前記流体の蒸発を低減する工程は、基板処理環境を管理する工程を含む、基板処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理方法であって、前記基板処理環境を管理する工程は、前記基板処理環境内に気体を投入して、前記基板処理環境内の流体の蒸発速度を低減する工程を備える、基板処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理方法であって、前記気体は、高い相対湿度を有する、基板処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理方法であって、前記高い相対湿度を有する前記気体は、液体槽に気体を送り込み、前記液体槽を通って気泡を形成する蒸気を捕らえることによって生成される、基板処理方法。
【請求項６】
請求項４に記載の基板処理方法であって、前記高い相対湿度を有する前記気体は、約５０％から約１００％の間の相対湿度を有する、基板処理方法。
【請求項７】
請求項４に記載の基板処理方法であって、前記高い相対湿度を有する前記気体は、約９０％から約１００％の間の相対湿度を有する、基板処理方法。
【請求項８】
請求項４に記載の基板処理方法であって、前記高い相対湿度を有する前記気体は、約１００％の相対湿度を有する、基板処理方法。
【請求項９】
請求項２に記載の基板処理方法であって、前記基板処理環境を管理する工程は、さらに、前記流体表面上の流体の厚さを検出する工程を備える、基板処理方法。
【請求項１０】
請求項３に記載の基板処理方法であって、前記気体は、特定の液体の水中濃度を維持する、基板処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理方法であって、前記特定の液体は、アルコール、アセトン、および共沸混合物の内のいずれかである、基板処理方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の基板処理方法であって、前記特定の液体はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である、基板処理方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の基板処理方法であって、前記特定の液体の水中濃度を維持する前記気体は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を蒸気の状態で含むＮ2搬送ガスである、基板処理方法。
【請求項１４】
基板処理装置であって、
基板表面を処理するための流体メニスカスを生成できる近接ヘッドと、
前記近接ヘッドを収容すると共に、環境制御気体を供給されるよう構成されたチャンバと、を備える、基板処理装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の基板処理装置であって、さらに、
前記環境制御気体を生成するよう構成されたウエハ処理環境生成部を備える、基板処理装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の基板処理装置であって、前記ウエハ処理環境生成部は気泡生成部である、基板処理装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の基板処理装置であって、前記気泡生成部は、液体槽に気体を投入すると共に前記液体槽を通過した前記気体を捕らえるよう構成されている、基板処理装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の基板処理装置であって、前記環境制御気体は、高い相対湿度を有する気体である、基板処理装置。
【請求項１９】
請求項１４に記載の基板処理装置であって、前記環境制御気体は、特定の液体の水中濃度を維持する、基板処理装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の基板処理装置であって、前記特定の液体は、イソプロピルアルコール、ＤＩＷおよびＩＰＡ、アルコール、ＤＩＷおよびアルコール、ケトン、およびエーテルの内のいずれかである、基板処理装置。
【請求項２１】
基板処理装置であって、
基板表面を処理するための流体メニスカスを生成できる近接ヘッドと、
前記近接ヘッドの表面に配置され、前記近接ヘッドの前縁側に位置する領域に環境制御気体を供給するよう構成された開口部と、を備える、基板処理装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の基板処理装置であって、前記環境制御気体は、前記近接ヘッドの表面からの流体の蒸発速度を低減する、基板処理装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の基板処理装置であって、前記環境制御気体は、高い相対湿度を有する気体である、基板処理装置。
【請求項２４】
請求項２１に記載の基板処理装置であって、高い相対湿度を有する前記気体は、約５０％から約１００％の間の相対湿度を有する、基板処理装置。
【請求項２５】
請求項２３に記載の基板処理装置であって、前記高い相対湿度を有する前記気体は、約９０％から約１００％の間の相対湿度を有する、基板処理装置。
【請求項２６】
請求項２３に記載の基板処理装置であって、前記高い相対湿度を有する前記気体は、約１００％の相対湿度を有する、基板処理装置。
【請求項２７】
請求項２１に記載の基板処理装置であって、前記環境制御気体は、特定の液体の水中濃度を維持する、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ処理に関し、特に、ウエハ表面に対して流体の供給および除去をより効率的に行うと共に、汚染を低減し、ウエハの洗浄コストを減らすための装置および技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップの製造処理では、洗浄および乾燥などの動作を用いてウエハを処理する必要があることが周知である。これらの種類の動作においては、ウエハに対する動作処理のために効果的に流体の供給および除去を行う必要がある。
【０００３】
例えば、望ましくない残留物をウエハの表面に残すような製造動作が実行された場合には、ウエハの洗浄を行わなければならない場合がある。そのような製造動作の例としては、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））や化学機械研磨（ＣＭＰ）が挙げられる。ＣＭＰでは、ウエハは、回転するコンベヤベルトに向かってウエハ表面を押し付ける保持部中に配置される。このコンベヤベルトは、化学薬品および研磨剤からなるスラリを用いて、研磨作用を引き起こす。残念ながら、この処理は、ウエハ表面にスラリの粒子と残留物とを堆積させる傾向がある。望ましくない残留物と粒子がウエハ上に残ると、特に、ウエハ表面のスクラッチやメタライゼーション形状間の相互作用の不具合などの欠陥を引き起こしうる。場合によっては、かかる欠陥が、ウエハ上の素子を動作不能にすることもある。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に掛かる必要以上のコストを避けるためには、望ましくない残留物を残す製造動作の後に、十分かつ効率的にウエハを洗浄することが必要である。
【０００４】
ウエハが湿式洗浄された後に、残留した水または洗浄流体がウエハ上に残留物を残すことを防止するためには、ウエハを効果的に乾燥する必要がある。液滴の形成の際に通常起きるように、ウエハ表面の洗浄流体が蒸発すると、洗浄流体に溶けていた残留物すなわち汚染物質が、蒸発後にウエハ表面に留まる（例えば、水滴の跡を形成する）。蒸発を防止するためには、ウエハ表面に液滴が形成されないよう、できるだけ迅速に洗浄流体を除去する必要がある。これを実現するために、回転乾燥、ＩＰＡ、マランゴニ乾燥など、いくつかの異なる乾燥技術の１つが用いられる。これらの乾燥技術はすべて、適切に維持されれば液滴の形成なしにウエハ表面を乾燥できるウエハ表面上の何らかの形態の移動する気液界面を用いる。残念ながら、前述の乾燥方法のすべてでしばしば起きるように、移動する気液界面が崩れると、液滴が形成されて蒸発が起き、ウエハ表面に汚染物質が残る。現在、最も広く用いられている乾燥技術は、回転リンス乾燥（ＳＲＤ）である。
【０００５】
図１Ａは、ＳＲＤ乾燥処理中のウエハ１０上の洗浄流体の動きを示す図である。この乾燥処理では、湿ったウエハが、回転１４によって高速で回転される。ＳＲＤでは、遠心力によって、ウエハ洗浄に用いられた水または洗浄流体が、ウエハの中央からウエハの外側へと引き寄せられ、最終的に、流体方向矢印１６で示すようにウエハから離脱する。洗浄流体がウエハから引き離されている間に、乾燥処理の進行に応じて、移動する気液界面１２が、ウエハの中央に形成され、ウエハの外側に移動する（すなわち、移動する気液界面１２によって形成される円が大きくなる）。図１の例では、移動する気液界面１２によって形成される円の内側領域は、流体を含まず、移動する気液界面１２によって形成される円の外側は、洗浄流体である。したがって、乾燥プロセスが進むにつれて、移動する気液界面１２の内側部分（乾燥領域）は増大し、移動する気液界面１２の外側部分（湿潤領域）は減少する。上述したように、移動する気液界面１２が崩れると、洗浄流体の液滴がウエハ上に形成され、液滴の蒸発によって、汚染が起きる場合がある。したがって、液滴の形成と、それに続く蒸発とを制限し、ウエハ表面から汚染物質を遠ざけることが必要である。残念ながら、現在の乾燥方法では、移動する液界面の崩壊の防止に、部分的に成功しているにすぎない。
【０００６】
さらに、ＳＲＤ処理では、疎水性のウエハ表面を乾燥するのは困難である。疎水性のウエハ表面は、水や水ベース（水性）洗浄溶液をはじくため乾燥しにくい。したがって、乾燥処理が進んで、洗浄流体がウエハ表面から引き離されると、残った洗浄流体は、（水性のものであれば）ウエハ表面によってはじかれる。その結果、水性の洗浄流体は、疎水性のウエハ表面と最小の面積で接触しようとする。さらに、水性の洗浄溶液は、表面張力によって（すなわち、水素分子結合によって）、凝集する傾向がある。したがって、疎水性の相互作用と表面張力のために、水性洗浄流体のボール（すなわち、液滴）が、疎水性のウエハ表面上に制限なく形成される。この液滴の形成により、前述のように、有害な蒸発と汚染が生じる。ＳＲＤの制限は、液滴に作用する遠心力が最小であるウエハの中央において、特に厳しい。したがって、ＳＲＤ処理は現在、最も一般的なウエハ乾燥方法であるが、特に疎水性のウエハ表面に用いる場合には、ウエハ表面での洗浄流体の液滴の形成を低減することが困難な場合がある。ウエハの一部分が、様々な疎水性を有する場合がある。
【０００７】
図１Ｂは、代表的なウエハ乾燥処理１８を示す図である。この例では、ウエハ１０の部分２０が親水性の領域を有し、部分２２が疎水性の領域を有する。部分２０は、水を引きつけるため、流体２６は、その領域にたまる。部分２２は疎水性であるため、その領域は水をはじき、ウエハ１０のその部分においては、比較的薄い水の膜が形成される。したがって、ウエハ１０の疎水性部分は、しばしば、親水性部分よりも早く乾燥する。これにより、ウエハの乾燥にむらが生じる場合があり、汚染のレベルが増大して、ウエハの製品歩留まりが低下することになる。
【０００８】
したがって、ウエハに対する流体の管理および供給を最適化して、ウエハ表面の汚染堆積物を低減することにより従来技術を超える方法および装置が必要とされている。かかる堆積物により、現在しばしば起こっているように、許容可能なウエハの歩留まりが低下し、半導体ウエハの製造コストが上昇する。
【発明の開示】
【０００９】
概して、本発明は、これらの要求を満たすために、ウエハ表面の流体を効果的に除去すると同時に、ウエハの汚染を低減することができる基板処理装置を提供する。本発明は、処理、装置、システム、デバイス、または、方法を含む種々の形態で実施できることを理解されたい。以下では、本発明の実施形態をいくつか説明する。
【００１０】
一実施形態では、基板処理方法であって、基板を処理するための流体メニスカスを生成する工程と、基板の表面に流体メニスカスを作用させる工程と、を備える、基板処理方法が提供されている。その方法は、さらに、基板の処理環境における表面からの流体の蒸発を低減する工程を含む。
【００１１】
別の実施形態では、基板処理方法であって、基板を処理するための流体メニスカスを生成する工程と、基板の表面に流体メニスカスを作用させる工程と、を備える、基板処理方法が提供されている。その方法は、さらに、基板の処理環境における表面からの流体の蒸発が低減されるように、基板処理環境を管理する工程を含む。
【００１２】
さらに別の実施形態では、基板処理装置であって、基板表面を処理するための流体メニスカスを生成できる近接ヘッドと、近接ヘッドを収容すると共に環境制御気体を供給されるよう構成されたチャンバと、を備える、基板処理装置が提供されている。
【００１３】
別の実施形態では、基板処理装置であって、基板表面を処理するための流体メニスカスを生成できる近接ヘッドと、近接ヘッドの表面に配置され、近接ヘッドの前縁側に位置する領域に環境制御気体を供給するよう構成された導管と、を備える、基板処理装置が提供されている。
【００１４】
本発明には、数多くの利点がある。特に、本明細書に記載の装置および方法は、半導体ウエハを効率的に処理（例えば、ウエハに対する流体の供給および除去の最適な管理を含む洗浄、乾燥など）すると共に、ウエハ表面に残る望ましくない流体および汚染物質を低減する。したがって、ウエハの処理および生産を向上することが可能であり、効率的なウエハ処理が実行されることから、ウエハの歩留まりを改善することができる。
【００１５】
本発明は、ウエハからの流体の蒸発を高度に管理しつつ、流体メニスカスを生成および利用することにより、最適なウエハ処理を可能にする。特に、ウエハ処理領域の周囲の大気の相対湿度は、例えば、高いレベルとなるように管理されてよい。したがって、ウエハ処理領域の相対湿度が高い場合には、ウエハの流体の蒸発は、高度な管理が可能になる。ウエハ処理チャンバ全体は、高い相対湿度を有する制御された大気を有してよい。さらに、ウエハ周辺の限られた領域が、制御された相対湿度を有することにより、ウエハからの流体の蒸発を管理可能なレベルに維持できる。
【００１６】
本発明のその他の態様および利点については、本発明の原理を例示した添付図面に沿って行う以下の詳細な説明によって明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
基板を処理する方法および装置のための発明が開示されている。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細事項が示されている。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部もしくはすべてがなくとも実施可能である。また、本発明が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の説明は省略した。
【００１８】
本発明は、いくつかの好ましい実施形態に沿って説明されているが、当業者が、これまでの明細書および図面から、様々な変更、追加、置き換え、および等価物を理解することは明らかである。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲内での変更、追加、置き換え、および等価物の全てを含むよう意図されている。
【００１９】
以下の図面は、代表的なウエハ処理システムの実施形態を示す。特に、以下の図面は、近接ヘッドを用いて、制御された環境下で流体メニスカスを形成することで、ウエハ処理環境（基板処理環境としても知られる）における湿度を低減する代表的なウエハ処理システムの実施形態を示す。本明細書に記載されたシステムは、例示的なものであり、近接ヘッドがウエハに近接するように移動することを可能にする任意の他の適切な構成を、制御された環境と共に用いてよいことを理解されたい。図示された実施形態では、近接ヘッドは、ウエハの中央部分からウエハの縁部まで直線的に移動できる。近接ヘッドが、ウエハの一方の縁部から直径方向の反対側に位置する縁部まで直線的に移動する他の実施形態を用いたり、放射状の移動、円状の移動、渦巻き状の移動、千鳥状の移動など、他の非直線的な移動を用いたりしてもよいことを理解されたい。移動は、ユーザが望む任意の適切な指定された移動形態を取ってもよい。さらに、一実施形態では、ウエハが回転されると共に、近接ヘッドが直線的に移動されてよいため、近接ヘッドは、ウエハのすべての部分を処理することができる。また、ウエハが回転されず、近接ヘッドが、ウエハのすべての部分を処理できるようにウエハ全体にわたって移動するよう構成されている他の実施形態を用いてもよいことを理解されたい。さらに、本明細書に記載した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、フラットパネルなど、任意の形状およびサイズの基板を洗浄および乾燥するために用いられてよい。近接ヘッドによって、流体メニスカスが支持および移動（例えば、ウエハへの接触および離脱、ウエハに沿った移動など）されてよいことも理解されたい。
【００２０】
図２Ａは、本発明の一実施形態に従ったウエハ処理システム１００を示す図である。システム１００は、本明細書に記載されたように流体メニスカスを生成することができる近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを備える。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａはウエハの上側でウエハに近接し、近接ヘッド１０６ｂはウエハの下側でウエハに近接する。システム１００は、近接ヘッドをウエハに近接した状態で移動させて、メニスカスを生成および制御できる限りは、任意の適切な方法で構成されてよいことを理解されたい。さらに、近接とは、メニスカスを維持できる限りは、ウエハからの任意の適切な距離であってよいことも理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂ（および、本明細書に記載される任意の他の近接ヘッド）はそれぞれ、ウエハ表面で流体メニスカスを生成するために、ウエハから約０．１ｍｍないし約１０ｍｍの範囲に配置されてよい。好ましい実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂ（および、本明細書に記載された任意の他の近接ヘッド）はそれぞれ、ウエハ表面で流体メニスカスを生成するために、約０．５ｍｍないし約４．５ｍｍの範囲に配置されてよく、より好ましい実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂ（および、本明細書に記載された任意の他の近接ヘッド）は、ウエハ表面で流体メニスカスを生成するために、ウエハから約２ｍｍに配置されてよい。
【００２１】
一実施形態では、システム１００、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ウエハの処理済みの部分から未処理の部分へ移動されてよい。近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ウエハの処理を望ましく実行できるように近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを移動できる任意の適切な方法で移動されてよいことを理解されたい。ウエハ処理システム１００は、図によると、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを備えているが、例えば、１、２、３、４、５、６など、任意の適切な数の近接ヘッドを用いてよいことを理解されたい。さらに、ウエハ処理システム１００の近接ヘッド１０６ａおよび／または１０６ｂは、例えば、本明細書に記載された近接ヘッドによって示されるように、任意の適切なサイズまたは形状を有してよい。本明細書に記載された様々な構成は、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、ウエハ全体にわたって移動されることで、ウエハ表面に流体を供給および除去することにより、ウエハを処理してよい。かかる方法で、ウエハに供給される流体に応じて、洗浄、乾燥、エッチング、および／または、メッキを実現することができる。したがって、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、本明細書に記載したような任意の数多くの種類の構成を有してもよいし、本明細書に記載された処理を可能とする他の構成を有してもよい。また、システム１００は、ウエハの片面を処理してもよいし、ウエハの上面および下面の両方を処理してもよい。
【００２２】
さらに、ウエハの上面および／または下面を処理することに加えて、システム１００は、異なる種類の流体を投入および出力したり、異なる構成のメニスカスを用いたりすることにより、ある種類の処理（例えば、エッチング、洗浄、乾燥、メッキなど）でウエハの片側を処理しつつ、同じ処理または他の種類の処理でウエハの他方の側を処理するよう構成されてよい。近接ヘッドは、ウエハの上面および／または下面を処理することに加えて、ウエハのベベル縁部を処理するよう構成されてもよい。これは、ベベル縁部を処理するメニスカスをウエハの縁部から離脱（または、縁部に接触）するように移動させることにより実現できる。また、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、同じ型の装置であってもよいし違う型の装置であってもよいことを理解されたい。
【００２３】
代表的なウエハ処理動作においては、ウエハの未処理領域は、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂの直線的な移動とウエハ１０８の回転の両方によって、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂに近接されてよい。ウエハ処理動作自体は、近接ヘッドの少なくとも一方によって実行されてよい。したがって、一実施形態では、ウエハ１０８の処理済み部分は、処理動作が進むにつれて、渦巻き状の動きでウエハ１０８の中央部から縁部へと広がることになる。別の実施形態において、近接ヘッド１０６aおよび１０６ｂが、ウエハ１０８の周縁部からウエハ１０８の中央部に移動された場合には、ウエハ１０８の処理済み部分は、渦巻き状の動きでウエハ１０８の縁部からウエハ１０８の中央部へと広がることになる。
【００２４】
代表的な実施動作では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ウエハ１０８を乾燥、洗浄、エッチング、および／または、メッキするよう構成されてよいことを理解されたい。代表的な乾燥の実施形態では、少なくとも１つの第１の流入口（インレット）（ＤＩＷ流入口としても知られる）は、脱イオン水（ＤＩＷ）を投入するよう構成されてよく、少なくとも１つの第２の流入口（インレット）（ＩＰＡ流入口としても知られる）は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を蒸気の状態で含むＮ2搬送ガスを投入するよう構成されてよく、少なくとも１つの流出口（アウトレット）（真空流出口としても知られる）は、真空を用いて、ウエハと特定の近接ヘッドとの間の領域から流体を取り除くよう構成されてよいことを理解されたい。一部の代表的な実施形態では、ＩＰＡ蒸気が用いられているが、例えば、窒素、任意の適切なアルコール蒸気、有機化合物、揮発性化学物質など、水に混和できる任意の他の種類の蒸気を用いてもよいことを理解されたい。上述の任意の適切なアルコール蒸気は、飽和した炭素原子に結合したヒドロキシル基を有する任意の適切な炭素ベースの化学物質であってよいことを理解されたい。
【００２５】
代表的な洗浄の実施形態では、例えば、ＳＣ−１、ＳＣ−２などの洗浄溶液が、ＤＩＷの代わりに用いられてよい。さらに、所望の処理動作に応じて、他の種類の溶液が第１の流入口および第２の流入口に投入されてもよい。
【００２６】
近接ヘッドの片面に配置された流入口および流出口は、本明細書に記載するような安定したメニスカスが利用可能である限りは、任意の適切な構成を有してよいことを理解されたい。一実施形態では、少なくとも１つのＮ2／ＩＰＡ蒸気流入口が、少なくとも１つの真空流出口に隣接し、その真空流出口が、少なくとも１つの処理流体流入口に隣接することで、ＩＰＡ−真空−処理流体配置を形成してよい。所望のウエハ処理や、強化したいウエハ処理メカニズムの種類に応じて、ＩＰＡ−処理流体−真空、処理流体−真空−ＩＰＡ、真空−ＩＰＡ−処理流体など、他の種類の配置を用いてもよいことを理解されたい。別の実施形態では、近接ヘッドとウエハとの間に配置されるメニスカスを高度かつ強力に生成、制御、および移動して、ウエハを処理するために、ＩＰＡ−真空−処理流体配置を用いてよい。処理流体流入口、Ｎ2／ＩＰＡ蒸気流入口、および真空流出口は、上述の配置が維持される限りは、任意の適切な方法で構成されてよい。例えば、Ｎ2／ＩＰＡ蒸気流入口、真空流出口、および処理流体流入口に加えて、さらなる実施形態では、所望の近接ヘッドの構成に応じて、ＩＰＡ蒸気流出口、処理流体流入口、および／または、真空流出口のセットを追加してもよい。ＩＰＡ−真空−処理流体配置の正確な構成は、用途に応じて変更されてよいことを理解されたい。例えば、ＩＰＡ投入、真空、および処理流体投入の位置の間の距離は、それらの距離が一致するように変更してもよいし、一致しないように変更してもよい。さらに、ＩＰＡ投入、真空、および処理流体出力の間の距離は、近接ヘッド１０６ａのサイズ、形状、構成や、処理メニスカスの所望のサイズ（すなわち、メニスカスの形状およびサイズ）に応じて、様々な大きさであってよい。さらに、本明細書では、代表的なＩＰＡ−真空−処理流体配置について、さらなる説明を行う。
【００２７】
一実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、それぞれウエハ１０８の上面および下面に近接して配置されてよく、ＩＰＡおよびＤＩＷ流入口と真空流出口とを用いて、ウエハ１０８の上面および下面を処理できるウエハ処理メニスカスを、ウエハ１０８に接するように生成してよい。ウエハ処理メニスカスは、本明細書の記載に従って生成されてよい。ＩＰＡおよび処理流体が投入されるのとほぼ同時に、ウエハ表面に近接して真空を作用させることで、ＩＰＡ蒸気、処理流体、および／または、ウエハ表面上に存在しうる流体を除去してよい。代表的な実施形態では、ＩＰＡが用いられているが、例えば、任意の適切なアルコール、ケトン、エーテル、ヘキサノール、エチルグリコール、有機化合物の蒸気など、水に混和できる任意の適切な他の種類の蒸気を用いてもよいことを理解されたい。これらの流体は、表面張力低減流体としても知られる。近接ヘッドとウエハとの間の領域に存在する処理流体の部分が、メニスカスである。本明細書で用いられているように、「出力」という用語は、ウエハ１０８と特定の近接ヘッドとの間の領域からの流体の除去を意味し、「投入」という用語は、ウエハ１０８と特定の近接ヘッドとの間の領域への流体の導入を意味しうることを理解されたい。
【００２８】
一実施形態では、システム１００は、さらに、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂへの流体の供給および除去が可能な流体供給分配部１２０を備える。流体供給分配部１２０は、例えばマニホールドなど、系統的な方法で流体を供給すると共に受け入れることができる任意の適切な装置であってよいことを理解されたい。一実施形態では、流体供給分配部１２０は、流体供給部１２２から流体を受け入れる。流体供給部１２２は、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂへの流体の投入を管理することができる任意の適切なハードウェア／ソフトウェアであってよい流体供給制御部１２４によって、管理および制御されてよい。近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ウエハ１０８を処理できるメニスカス１０４を生成してよい。
【００２９】
代表的なウエハ処理動作では、ウエハ１０８は、異なる蒸発速度を有しうる異なる部分を有してよい。例えば、流体１５０は、比較的蒸発速度の高いウエハ１０８の部分に比べて、比較的蒸発速度の低いウエハ１０８の部分に堆積しやすい場合がある。ウエハ１０８の部分が疎水性である（水分子をはじく）場合には、蒸発速度が比較的高くなるため、親水性である（水を引きつける）ウエハ１０８の部分よりも、流体の膜が薄くなる。その結果、例えば水などの流体の膜が比較的薄い場合には、表面から蒸発する水分子の層が少なくなり、制御されていない蒸発のために、汚染された乾燥領域が露出される場合がある。
【００３０】
システム１００の一実施形態では、流体センサ１１２が、比較的薄い層の流体を有するウエハの部分を検出できるため、原位置測定により、異なる流体蒸発速度を有する異なるウエハ位置が検出されてよい。ウエハ１０８上の流体膜の厚さを検出できる任意の適切な方式の原位置測定を用いてよいことを理解されたい。図２Ｂを参照してさらに詳述する通り、領域１８０は、流体の厚さの測定を通して流体センサ１１２により検出されうるように、異なる蒸発速度を有する異なる部分を有する。ウエハ表面からの流体の蒸発速度が変化する問題を軽減するために、環境の管理を行ってもよい。
【００３１】
後に説明するように、ウエハ処理領域の環境（例えば、メニスカス１０４が処理を行っている、または、処理しようとするウエハの領域のすぐ周辺の大気）（基板処理環境としても知られる）は、湿度が高いレベルに維持されるように、高度に制御および管理されてよい。さらに、ウエハが処理されているチャンバは、チャンバ内の湿度が高いレベルに維持されるように制御および管理されてよい。したがって、ウエハ処理領域の環境を高度に管理して、湿度を最適なレベルに維持することにより、ウエハ１０８からの流体の蒸発速度を減少させることが可能であり、それによって、ウエハの領域における制御されない乾燥が低減される。
【００３２】
図２Ｂは、本発明の一実施形態に従った、異なる蒸発速度を持つ異なる部分を有する領域１８０を示す図である。一実施形態では、近接ヘッド１６０が（図２Ａに示すように）領域１８０に向かって移動するとき、領域１８０は、近接ヘッド１０６の付近の流体１５０を含む。流体１５０は、水分子の蒸発および再吸収を示す部分１５２を含む。したがって、部分１５２では、液体分子の蒸発２００と液体分子の再吸収２０２とが起こりうる。一実施形態では、液体分子は水分子である。領域１８０は、比較的疎水性が高いために流体１５０を有する領域よりも前にすでに乾燥した領域であって流体１５０を有していないウエハ１０８の範囲も示している。流体１５０を有していない範囲では、分子の蒸発２００が分子の再吸収２００を相殺するため、ウエハ１０８の表面は乾燥したままとなる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施形態に従ったウエハ処理動作中の近接ヘッド１０６を示す図である。一実施形態では、近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８を処理するための流体メニスカスを生成してよい。乾燥動作の一実施形態では、近接ヘッド１０６は、ＩＰＡ／Ｎ2および脱イオン水（ＤＩＷ）をそれぞれ投入することができる流入口３０２および３０６を備える。流出口３０４は、ウエハ１０８の表面から、ＩＰＡ／Ｎ2およびＤＩＷ（並びに、ウエハ１０８上の任意の他の流体）を除去することができる真空を生成してよい。かかる代表的な実施形態では、近接ヘッド１０６は、湿潤領域２７０が乾燥されて乾燥領域２５０となるように、ウエハ１０８を処理してよい。一例では、領域２７２は、近接ヘッド１０６によって最近処理されたばかりの乾燥領域であり、領域２７４は、これから処理されるウエハ１０８の表面の部分である。一例では、領域２７４は、乾燥速度の異なるウエハ表面の複数の部分を含む流体２７８を有しうる。異なる乾燥速度は、疎水性領域と親水性領域など、ウエハ表面の差異によって引き起こされうる。別の例では、異なる乾燥速度は、領域２７２の処理中のウエハ１０８へのＩＰＡ／Ｎ2の供給によって引き起こされうる。かかる処理中には、ウエハ１０８の領域２７２に供給されているＩＰＡ／Ｎ2が、領域２７４など、隣接する領域に流出する場合がある。したがって、ＩＰＡ／Ｎ2の供給は、領域２７４で蒸発速度が高くなる条件を引き起こす場合がある。ウエハ１０８が処理されている領域の大気の湿度を管理することにより、ウエハ１０８のほぼすべての領域の蒸発速度を管理することができるため、ウエハ１０８の乾燥の制御が可能となり、ウエハ１０８の汚染を低減することができる。
【００３４】
図４は、本発明の一実施形態に従ったウエハ処理チャンバ３００を示す図である。チャンバ３００は、アーム１０５に取り付けられた近接ヘッド１０６を備える。アーム１０５は、例えば、洗浄、乾燥などのウエハ処理動作のために、ウエハ１０８に近接するように近接ヘッド１０６を移動させることができる。近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８の表面を処理できるメニスカス１０４を生成してよい。代表的なメニスカスは、ウエハ１０８を処理するために、本明細書でさらに説明するような装置および方法によって生成されてよい。
【００３５】
一実施形態では、ウエハ処理チャンバ３００は、実質的に清浄な大気をチャンバ３００に供給できるＨＥＰＡフィルタ３０２を備える。一実施形態では、ＨＥＰＡフィルタ３０２は、入力３１０から供給された空気を浄化してよい。別の実施形態では、ＨＥＰＡフィルタ３０２は、例えば、ＩＰＡ／Ｎ2、Ａｒ、Ｎ2、Ｏ2、Ｏ2／Ｎ2、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅなど、任意の適切な種類の大気を浄化してよい。大気という用語は、所望の量の相対湿度を持つことのできる任意の適切な気体であってよいことを理解されたい。チャンバ３００は、さらに、湿度を制御された大気を提供できる入力３０６を備えてよい。一実施形態では、入力３０６は、ウエハ１０８からの蒸発を減少させるのに十分高い相対湿度を有する気体を供給してよい。例えば、ＩＰＡ／Ｎ2、Ｎ2、空気（ＣＤＡ）、Ａｒ、Ｏ2／Ｎ2、Ｏ2など、任意の適切な種類の不活性気体または蒸気が、高い相対湿度を提供するための搬送ガスとして用いられてよいことを理解されたい。別の実施形態では、チャンバ３００は、１０％から約１００％の間の相対湿度を有する大気（例えば、空気）を供給されてよい。好ましい実施形態では、チャンバ３００に供給される大気は、８０％を超える相対湿度を有してよい。したがって、一実施形態では、処理チャンバ３００の制御された環境３０４は、近接ヘッド１０６によって生成されたメニスカス１０４と併せて、相対湿度の高い大気を含むことにより、ウエハ表面からの流体の蒸発を管理することを通じて、ウエハの処理動作を高度かつ強力に制御してよい。
【００３６】
図５は、本発明の一実施形態に従ったウエハ処理環境４００を示す図である。一実施形態では、ウエハ処理環境４００は、相対湿度を制御された領域を取り囲む制御外皮４０４を備える。相対湿度は、一実施形態では、その領域内の大気が高い相対湿度を有するように制御される。好ましい実施形態では、大気は、大気中に蒸発する液体分子（例えば、水分子）が、ウエハ表面上で再び液体に戻る液体分子と同等またはそれよりも少なくなるのに十分な湿度を有してよい。
【００３７】
一実施形態では、制御外皮４０４は、近接ヘッド１０６の流入口４０２から、高い湿度を有する適切な気体を供給することによって生成されてよい。別の実施形態では、流入口４０２は、蒸気を供給することで、例えば、ＩＰＡ／Ｎ2、アセトン、任意の適切な種類のアルコールなど共沸混合物を含む特定の液体の水中濃度を、ある程度に維持してよい。代表的な実施形態では、ＩＰＡについて論じられているが、本明細書に記載された方法を可能にする他の種類の化学物質を用いてもよいことを理解されたい。上述の任意の適切なアルコールとは、炭素とヒドロキシル基とを含む任意の適切な化合物であってよいことを理解されたい。共沸比とは、液体混合物の化合物の比が、液体混合物からの蒸気の化合物の比に等しいことを意味する。本明細書に記載するように、高い相対湿度を有する気体と、ある程度の濃度の特定の液体（例えば、ＩＰＡ）が水に含まれるよう維持することができる蒸気／気体とは、環境制御気体と呼んでもよい。一実施形態では、ＩＰＡの水中濃度を、ウエハ表面上の共沸混合物を含めて、ある程度に維持するために、流入口４０１を通して、ウエハ表面の水にＩＰＡ／Ｎ2蒸気を供給してよい。これにより、ウエハ表面からの望ましくない蒸発を、高度かつ強力に低減できる。一実施形態では、流入口４０２は、近接ヘッド１０６の前縁部に配置されてよく、高い相対湿度を有する気体をウエハ１０８に供給してよい。相対湿度の高い気体が、ウエハ表面上の水に供給されると、蒸発速度が低減されるため、望ましくないウエハの乾燥が低減される。近接ヘッド１０６の前縁部は、ウエハの領域４０６における流体２７８を有するウエハ表面のような未処理のウエハ表面に、近接ヘッドが出会う領域である。相対湿度の高い気体は、任意の適切な方法で、任意の適切な位置から、任意の適切な装置により、制御外皮またはその付近で供給されてよいことを理解されたい。したがって、流入口４０２は、制御された気体を供給して、ウエハ表面の流体の蒸発を低減できる代表的な実施形態に過ぎない。このように、ウエハの領域４０６は、その領域のウエハ処理が始まる前に、制御された蒸発状態に維持されてよい。
【００３８】
さらに、一実施形態では、制御外皮内の相対湿度は、相対湿度の高い気体の流量を変化させることによって管理されてもよいし、特定の液体（例えば、ＩＰＡ）の水中濃度を、共沸混合物を含めて、ある程度に維持することのできる気体を供給することによって管理されてもよい。かかる実施形態では、相対湿度の高い気体の流量を増大させることにより、制御外皮４０４内の全体的な液面を上昇させてよい。ウエハの表面上における流体の所望の蒸発速度を実現できる任意の適切な種類の気体が用いられてよいことを理解されたい。一実施形態では、相対湿度の高い気体が用いられる場合、ウエハ処理環境を管理することによってウエハ上の望ましくない乾燥を低減すると共に汚染のレベルを低くするために、５０％を超える相対湿度を用いてよい。別の実施形態では、気体の相対湿度は、９０％から１００％の範囲であってよく、好ましい実施形態では、約１００％の相対湿度を有する気体が用いられてよい。
【００３９】
図６は、本発明の一実施形態に従ったウエハ処理環境４００’を示す図である。ウエハ処理環境４００’は、一実施形態では、ウエハ処理チャンバ３００のほぼ全体を含む。ウエハ処理環境４００’は、相対湿度の高い気体をウエハ処理環境生成部５００から投入することにより実現されてよい。ウエハ処理環境生成部５００の別の実施形態では、特定の液体の水中濃度をある程度に維持できる気体が、ウエハ処理環境４００’内に投入されてもよい。ある特定の実施形態では、共沸濃度を含めたＩＰＡの具体的な水中濃度が維持されてよい。ウエハ処理環境生成部５００は、気体を投入できると共に、チャンバ３００内の流体の蒸発速度を管理および制御できる任意の適切な装置であってよいことを理解されたい。例えば、清浄乾燥空気（ＣＤＡ）、Ｎ2、Ａｒなど、高い相対湿度を提供できる任意の適切な気体が用いられてよいことも理解されたい。一実施形態では、ウエハ処理環境生成部５００は、５０％の相対湿度から約１００％の相対湿度を持ちうる気体を投入してよい。別の実施形態では、相対湿度は、約９０％から約１００％の間であってよく、気体は、約１００％の相対湿度を持ちうることが好ましい。
【００４０】
一実施形態では、ウエハ処理環境生成部５００は、少なくとも部分的に液体５０４で満たされた気泡生成部５０２である。液体５０４は、気体が液体５０４を通された際に、相対湿度の高い気体／蒸気を生成できる任意の適切な液体または液体混合物であってよいことを理解されたい。一実施形態では、例えばチューブなどの入力５０６が、液体５０４に気体５０８を供給してよい。液体５０４は、例えば、ＤＩＷおよびＨＣｌ、ＤＩＷおよびＨＦ、ＤＩＷおよびＩＰＡなどの共沸混合物を含めて、任意の適切な混合物を必要に応じて含みうる任意の適切な種類の液体であってよいことを理解されたい。一実施形態では、液体はＤＩＷであってよく、別の実施形態では、液体５０４はＤＩＷおよび液体ＩＰＡであってよい。さらに別の実施形態では、液体５０４はＩＰＡであってよい。気体５０８は、液体５０４を通り抜けて、気体すなわち相対湿度の高い気体である蒸気５１０として気泡を形成してよい。一実施形態では、気泡形成プロセス中に液体５０４に気体５０８をさらすことにより、気体５０８は、高い相対湿度を導入されて、蒸気５１０を生成してよい。次いで、蒸気５１０は、ウエハ処理環境４００’を生成するためにチャンバ３００に投入されてよい。気体５０８がチャンバ３００に投入されると、チャンバ３００内の大気の湿度が上昇されることで、チャンバ３００内の流体の蒸発速度が低減される。したがって、メニスカス１０４によって処理されているウエハ１０８上の流体の蒸発速度が低くなる。換言すると、ウエハ１０８上の流体は、ウエハ１０８の未処理の部分における流体薄膜の生成を防止または低減するように管理される。気体５０８中の加湿溶質の濃度を上昇させることにより、未処理のウエハ表面から大気中に蒸発する流体分子の量を、ウエハ表面に衝突してそこに留まる流体分子の量とほぼ等しくすることが可能であり、それにより、望ましくない蒸発／乾燥を低減できる。
【００４１】
本明細書に記載された実施形態において、大気温度、気圧などの他の大気条件が、ウエハ表面からの流体の蒸発減の程度に影響しうることを理解されたい。したがって、各々異なる種類の大気条件に対して、ウエハからの望ましくない流体の蒸発減の低減を制御するために、異なる湿度が必要となる場合があることを理解されたい。
【００４２】
以下の図は、流体メニスカスを生成できる代表的な近接ヘッドを備える代表的なウエハ処理システムを示している。本明細書に記載された本発明の実施形態と共に、流体メニスカスを生成できる任意の適切なタイプの近接ヘッドを備える任意の適切なタイプのシステムを用いてよいことを理解されたい。
【００４３】
図７は、本発明の一実施形態に従ったウエハ処理システム１１００を示す図である。例えば、ローラ、ピン、プラテンなど、任意の適切な方法を用いて、ウエハを保持または移動してよいことを理解されたい。システム１１００は、ウエハを保持して回転することによりウエハ表面の処理を可能にするローラ１１０２ａ、１１０２ｂ、および１１０２ｃを備えてよい。システム１１００は、さらに、一実施形態では、上側アーム１１０４ａおよび下側アーム１１０４ｂにそれぞれ取り付け可能な近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを備えてよい。上側アーム１１０４ａおよび下側アーム１１０４ｂは、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂをウエハの半径に沿ってほぼ直線的に移動させることのできる近接ヘッドキャリアアセンブリ１１０４の一部であってよい。一実施形態では、近接ヘッドキャリアアセンブリ１１０４は、近接ヘッド１０６ａをウエハの上方でウエハに近接させて保持すると共に、近接ヘッド１０６ｂをウエハの下方でウエハに近接させて保持するよう構成されてよい。これは、上側アーム１１０４ａおよび下側アーム１１０４ｂを垂直方向に移動可能とすることにより実現されてよい。そうすれば、近接ヘッドがウエハ処理の開始位置に水平移動された後に、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂをウエハに近接する位置に垂直移動させることができる。別の実施形態では、流体メニスカスは、２つの近接ヘッド１０４ａおよび１０４ｂの間に形成されて、ウエハの上側および下側の表面上に移動されてよい。上側アーム１１０４ａおよび下側アーム１１０４ｂは、本明細書に記載するウエハ処理を可能にするよう近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを移動させることのできる任意の適切な方法で構成されてよい。システム１１００は、近接ヘッドをウエハに近接した状態で移動させて、ウエハ表面上でメニスカスを生成および制御できる限りは、任意の適切な方法で構成されてよいことも理解されたい。別の代表的な実施形態では、近接ヘッド１０６は、アームの第２の端部によって規定される軸を中心に回転するアームの第１の端部に配置されてもよい。したがって、かかる実施形態では、近接ヘッドは、ウエハの表面にわたって円弧状に移動されてよい。さらに別の実施形態では、アームは、回転移動と直線移動を組み合わせて移動されてもよい。ウエハの各面に対して１つずつの近接ヘッド１０６が図示されているが、ウエハの片面に対して１つのヘッドを用いる構成も可能である。近接ヘッド１０６を用いない面に対しては、ウエハスクラブブラシなど、他の表面準備処理を実行してよい。
【００４４】
別の実施形態では、システム１１００は、ウエハに隣接する移行表面を有する近接ヘッドドッキングステーションを備えてもよい。かかる実施形態では、流体メニスカスは、制御および管理された状態で、ドッキングステーションとウエハの表面との間を通過してよい。この場合にも、ウエハの片面だけを処理したい場合には、１つの近接ヘッドを備える１つのアームを用いてよい。
【００４５】
図８Ａは、本発明の一実施形態に従ったウエハ処理動作を実行する近接ヘッド１０６を示す図である。近接ヘッド１０６は、一実施形態では、ウエハ１０８の上面１０８ａに近接した状態で移動して、ウエハ処理動作を実行する。ウエハ１０８に供給される流体の種類に応じて、近接ヘッド１０６によってウエハ表面１０８ａ上に生成される流体メニスカス１０４は、例えば、洗浄、リンス、乾燥、エッチング、メッキなど、任意の適切なウエハ処理動作を実行してよいことを理解されたい。近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８の下面１０８ｂの処理に用いられてもよいことを理解されたい。一実施形態では、流体メニスカスが上面１０８ａを処理する間に、ウエハ１０８が回転されると共に、近接ヘッド１０６が移動されてよい。別の実施形態では、近接ヘッド１０６がウエハ表面上に流体メニスカスを生成する際に、ウエハ１０８は、静止するよう保持されてよい。次いで、近接ヘッドは、ウエハ表面にわたって移動すなわち走査を行うことにより、ウエハの表面に沿って流体メニスカスを移動させてよい。さらに別の実施形態では、近接ヘッド１０６は、流体メニスカスがウエハ全体の表面領域を覆うのに十分な大きさを有してもよい。かかる実施形態では、ウエハの表面に流体メニスカスを供給することにより、ウエハの表面全体は、近接ヘッドを移動させることなく処理されてよい。
【００４６】
一実施形態では、近接ヘッド１０６は、ソース流入口１３０２および１３０６と、ソース流出口１３０４とを備える。かかる実施形態では、ソース流入口１３０２を通して、窒素ガス内のイソプロピルアルコール蒸気（ＩＰＡ／Ｎ2）１３１０がウエハ表面に供給されてよく、ソース流出口１３０４を通して、真空１３１２がウエハ表面に作用されてよく、ソース流入口１３０６を通して、処理流体１３１４がウエハ表面に供給されてよい。
【００４７】
一実施形態では、ＩＰＡ／Ｎ2１３１０および処理流体１３１４の供給と、ウエハ表面１０８ａから処理流体１３１４およびＩＰＡ／Ｎ2１３１０を除去するための真空１３１２の提供とによって、流体メニスカス１０４を生成することができる。流体メニスカス１０４は、近接ヘッド１０６とウエハ表面との間に規定される流体の層であってよく、安定した制御可能な方法でウエハ表面１０８ａにわたって移動されることが可能である。一実施形態では、流体メニスカス１０４は、処理流体１３１４の一定の供給および除去によって規定されてよい。流体メニスカス１０４を規定する流体の層は、ソース流入口１３０６、ソース流出口１３０４、およびソース流入口１３０２のサイズ、数、形状、および／または、パターンに応じて、任意の適切な形状および／またはサイズを有してよい。
【００４８】
さらに、生成したい流体メニスカスの種類に応じて、任意の適切な流量の真空、ＩＰＡ／Ｎ2、および処理流体が用いられてよい。さらに別の実施形態では、近接ヘッド１０６とウエハ表面との間の距離に応じて、流体メニスカス１０６の生成および利用時に、ＩＰＡ／Ｎ2が省略されてもよい。かかる実施形態では、近接ヘッド１０６は、ソース流入口１３１２を備えなくてもよいため、ソース流入口１３０６による処理流体１３１４の供給と、ソース流出口１３０４による処理流体１３１４の除去だけで、流体メニスカス１０４が生成される。
【００４９】
近接ヘッド１０６の別の実施形態では、近接ヘッド１０６の処理面（ソース流入口およびソース流出口が配置された近接ヘッドの領域）は、生成される流体メニスカスの構成に応じて、任意の適切な形を有してよい。一実施形態では近接ヘッドの処理面は、周囲の面から奥まっていてもよいし突出していてもよい。
【００５０】
図８Ｂは、本発明の一実施形態に従った近接ヘッド１０６の一部を示す上面図である。図８Ｂを参照して説明する近接ヘッド１０６の構成は、例示的なものであることを理解されたい。したがって、ウエハ表面上において安定した流体メニスカスを生成するように、処理流体をウエハ表面に供給してウエハ表面から除去できる限りは、他の構成の近接ヘッドを用いて、流体メニスカスを生成してよい。さらに、上述のように、近接ヘッド１０６の別の実施形態は、近接ヘッド１０６が、Ｎ2／ＩＰＡを用いることなく流体メニスカスを生成するよう構成されている場合には、ソース流入口１３１６を備えなくてもよい。
【００５１】
一実施形態の上面図には、左から右に向かって、１組のソース流入口１３０２、１組のソース流出口１３０４、１組のソース流入口１３０６、１組のソース流出口１３０４、および１組のソース流入口１３０２が図示されている。したがって、Ｎ2／ＩＰＡおよび処理剤が、近接ヘッド１０６とウエハ１０８との間の領域に投入されると、真空が、ウエハ１０８に存在しうる任意の流体の膜および／または汚染物質と共にＮ2／ＩＰＡおよび処理剤を除去する。本明細書に記載されたソース流入口１３０２、ソース流入口１３０６、およびソース流出口１３０４は、例えば、円形の開口部、三角形の開口部、正方形の開口部など、任意の適切な種類の形状であってよい。一実施形態では、ソース流入口１３０２および１３０６と、ソース流出口１３０４は、円形の開口部を有する。近接ヘッド１０６は、生成したい流体メニスカス１０６のサイズおよび形状に応じて、任意の適切なサイズ、形状、および／または、構成を有してよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッドは、ウエハの半径より短くてよい。別の実施形態では、近接ヘッドは、ウエハの半径より長くてよい。別の実施形態では、近接ヘッドは、ウエハ表面の直径より長くてよい。したがって、流体メニスカスのサイズは、任意の所与の時点で処理したいウエハ表面領域のサイズに応じて、任意の適切なサイズを有してよい。さらに、近接ヘッド１０６は、例えば、水平方向、垂直方向、それらの間の任意の他の適切な配置など、ウエハ処理動作に応じて、任意の適切な方向に配置されてよいことを理解されたい。また、近接ヘッド１０６は、１または複数のウエハ処理動作を実行可能なウエハ処理システム内に組み込まれてよい。
【００５２】
図８Ｃは、本発明の一実施形態に従った近接ヘッド１０６の流入口／流出口のパターンを示す図である。本実施形態では、近接ヘッド１０６は、ソース流入口１３０２および１３０６と、ソース流出口１３０４とを備える。一実施形態では、ソース流入口１３０４は、ソース流入口１３０６を取り囲んでよく、ソース流入口１３０２は、ソース流出口１３０４を取り囲んでよい。
【００５３】
図８Ｄは、本発明の一実施形態に従った近接ヘッド１０６の流入口／流出口の別のパターンを示す図である。本実施形態では、近接ヘッド１０６は、ソース流入口１３０２および１３０６と、ソース流出口１３０４とを備える。一実施形態では、ソース流入口１３０４は、ソース流入口１３０６を取り囲んでよく、ソース流入口１３０２は、少なくとも部分的にソース流出口１３０４を取り囲んでよい。
【００５４】
図８Ｅは、本発明の一実施形態に従った近接ヘッド１０６の流入口／流出口のさらなるパターンを示す図である。本実施形態では、近接ヘッド１０６は、ソース流入口１３０２および１３０６と、ソース流出口１３０４とを備える。一実施形態では、ソース流出口１３０４は、ソース流入口１３０６を取り囲んでよい。一実施形態では、近接ヘッド１０６は、ＩＰＡ／Ｎ2を供給することなく流体メニスカスを生成できるため、ソース流出口１３０２を備えていない。上述の流入口／流出口のパターンは例示的なものであり、安定した制御可能な流体メニスカスを生成できる限りは、任意の適切な種類の流入口／流出口のパターンが用いられてよいことを理解されたい。
【００５５】
本発明は、いくつかの好ましい実施形態に沿って説明されているが、当業者が、これまでの明細書および図面から、様々な変更、追加、置き換え、および等価物を理解することは明らかである。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲内での変更、追加、置き換え、および等価物の全てを含むよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】ＳＲＤ乾燥処理中のウエハ上の洗浄流体の動きを示す図。
【図１Ｂ】代表的なウエハ乾燥処理を示す図。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に従ったウエハ処理システムを示す図。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に従った異なる蒸発速度を持つ異なる部分を有する領域を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に従ったウエハ処理動作中の近接ヘッドを示す図。
【図４】本発明の一実施形態に従ったウエハ処理チャンバを示す図。
【図５】本発明の一実施形態に従ったウエハ処理環境を示す図。
【図６】本発明の一実施形態に従ったウエハ処理環境を示す図。
【図７】本発明の一実施形態に従ったウエハ洗浄乾燥システムを示す図。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に従った乾燥動作を実行する近接ヘッドを示す図。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に従った近接ヘッドの一部を示す上面図。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態に従った近接ヘッドの流入口／流出口のパターンを示す図。
【図８Ｄ】本発明の一実施形態に従った近接ヘッドの流入口／流出口の別のパターンを示す図。
【図８Ｅ】本発明の一実施形態に従った近接ヘッドの流入口／流出口のさらなるパターンを示す図。
【図１Ａ】
2005311354.tif 000003
【図１Ｂ】
2005311354.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2005311354.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
2005311354.tif 000012
【図８Ｂ】
2005311354.tif 000013
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
2005311354.tif 000015
【図８Ｅ】
2005311354.tif 000016
【外国語明細書】
1. TITLE OF THE INVENTION
Controls of Ambient Environment During Wafer Drying Using Proximity Head
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 cleaning cost.
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 cleaning fluids on a wafer 10 during an SRD drying 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 water or cleaning fluid used to clean 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 cleaning 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 1, 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 cleaning 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 cleaning 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 dries 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 removing fluids in an effective manner on wafer surfaces while at the same time 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 generating a fluid meniscus to process the substrate and applying the fluid meniscus to a surface of the substrate.  The method further includes reducing evaporation of fluids from a surface in the substrate processing environment.
[0011]In another embodiment, a method for processing a substrate is provided which includes generating a fluid meniscus to process the substrate and applying the fluid meniscus to a surface of the substrate.  The method also includes managing a substrate processing environment so evaporation of fluids from a surface in the substrate processing environment is reduced.
[0012]In yet another embodiment, an apparatus for processing a substrate is provided which includes a proximity head capable of generating a fluid meniscus to process a substrate surface and a chamber configured to house the proximity head where the chamber also configured to be supplied with an environmental control gas.
[0013]In another embodiment, an apparatus for processing a substrate is provided which includes a proximity head capable of generating a fluid meniscus to process a substrate surface, and a conduit located on a surface of the proximity head configured to apply an environmental control gas to a region on a leading edge side of the proximity head.
[0014]The advantages of the present invention are numerous.  Most notably, the apparatuses and methods described herein efficiently process (e.g., clean, dry, etc.) that involves optimal management of fluid application and removal from the wafer) semiconductor wafer 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.   
[0015]The present invention enables optimal wafer processing through the generation and use of a fluid meniscus along with intelligent management of fluid evaporation from the wafer.  Specifically, the relative humidity level of the atmosphere surrounding the wafer processing region may be managed so, for example, the relative humidity level of the atmosphere is at a high level.  Therefore, when the relative humidity level of the wafer processing region is high, the fluid evaporation of the wafer is highly manageable.  The entire wafer processing chamber may have a controlled atmosphere with a high relative humidity level.  Additionally, a limited region around the wafer may have a controlled relative humidity level thereby keeping the fluid evaporation from the wafer at a manageable level.
[0016]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.
[0017]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 
[0018]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.
[0019]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.
[0020]The figures below illustrate embodiments of an exemplary wafer processing system.  Specifically, the figures below illustrate embodiments of an exemplary wafer processing system using proximity heads to generate a fluid meniscus in a controlled environment that reduces humidity levels in the wafer processing environment (also known as a substrate processing environment).  It should be appreciated that the systems described here are exemplary, and that any other suitable type of configuration that would enable movement of the proximity head(s) into close proximity to the wafer may be utilized with a controlled environment may be utilized.  In the embodiments shown, 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, etc.  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.  In addition, the proximity head and the wafer processing system described herein may be utilized to clean and dry any shape and size of substrates such as for example, 200 mm wafers, 300 mm wafers, flat panels, etc.   It should also be appreciated that a fluid meniscus can be supported and moved (e.g., onto, off of and across a wafer) with a proximity head.  
[0021]Figure 2A shows a wafer processing system 100 in accordance with one embodiment of the present invention.  The system 100 includes proximity heads 106a and 106b which may generate a fluid meniscus as discussed herein.  In one embodiment the proximity head 106a is in close proximity above the wafer and the proximity head 106b is in close proximity below the wafer in close proximity to the wafer.  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 a meniscus.  It should also be understood that close proximity may be any suitable distance from the wafer as long as a meniscus 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 meniscus 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 4.5 mm from the wafer to generate the fluid meniscus 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 2 mm from the wafer to generate the fluid meniscus on the wafer surface.   
[0022]In one embodiment, the system 100, the proximity heads 106a and 106b may be moved from processed to unprocessed portions of the wafer.  It should be appreciated that the proximity heads 106a and 106b may be movable in any suitable manner that would enable movement of the proximity heads 106a and 106b to process the wafer as desired.  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 a fluid meniscus between the proximity head and the wafer.  The fluid meniscus 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.  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.   
[0023]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 meniscus.  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 meniscus 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.
[0024]In an exemplary wafer processing operation, the unprocessed areas of the wafer may 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.  
[0025]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.  It should be appreciated that the any suitable alcohol can be any suitable carbon-based chemical with a hydroxy group attached to a saturated carbon atom.
[0026]In an exemplary cleaning embodiment, a cleaning solution may be substituted for the DIW such as, for example, SC-1, SC-2, etc.  In addition, other types of solutions may be inputted into the first inlet and the second inlet depending on the processing operation desired.  
[0027]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 a stable meniscus 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.  It should be appreciated that other types of orientations 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 another embodiment, the IPA-vacuum-processing fluid orientation may be utilized to intelligently and powerfully generate, control, and move the meniscus 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 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 IPA-vacuum-processing fluid orientation may be varied depending on the application.  For example, the distance between the IPA input, vacuum, and processing fluid input 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 output may differ in magnitude depending on the size, shape, and configuration of the proximity head 106a and the desired size of a process meniscus (i.e., meniscus shape and size).  In addition, exemplary IPA-vacuum-processing fluid orientation may be found as described further herein.  
[0028]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 and DIW inlets and a vacuum outlet(s) to generate wafer processing meniscuses in contact with the wafer 108 which are capable of processing the top surface and the bottom surface of the wafer 108.  The wafer processing meniscus may be generated in accordance with the descriptions herein.  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, any suitable vapor of alcohol, ketone, ether, hexanol, ethyl glycol, organic compounds, etc. that may be miscible with water.  These fluids may also be known as surface tension reducing fluids.  The portion of the processing fluid that is in the region between the proximity head and the wafer is the meniscus.   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.
[0029]In one embodiment, the system 100 further includes a fluid supply distributor 120 that can supply to and remove fluids from the proximity heads 106a and 106b.  It should be appreciated that the fluid supply distributor 120 may be any suitable apparatus that can supply and receive fluids in an organized manner such as, for example, a manifold.  In one embodiment, the fluid supply distributor 120 receives fluid from a fluid supply 122.  The fluid supply 122 may be managed and controlled by a fluid supply control 124 which may be any suitable hardware/software that can manage fluid input to the proximity heads 106a and 106b.  The proximity heads 106a and 106b may produce meniscus 104 that may process the wafer 108.  
[0030]In one exemplary wafer processing operation, the wafer 108 may have different portions therein that can have different evaporation rates.  For example, fluid 150 may accumulate on portions of the wafer 108 with slower evaporation rates as compared with other portions of the wafer 108 with a higher evaporation rates.  Higher evaporation rates may occur when portions of the wafer 108 are hydrophobic (repels water molecules) and therefore results in a thinner film of fluid than portions of the wafer 108 that are hydrophilic (attracts water).  Consequently, when the film of fluid such as, for example, water is thinner, there may be less layers of water molecules to evaporate from the surface resulting in exposed contaminated dried areas due to uncontrolled evaporation.  
[0031]In one embodiment of the system 100, fluid sensors 112 may detect portions of the wafer that have thinner layers of fluid and therefore, through in situ metrology different wafer locations with different fluid evaporation rates may be detected.  It should be appreciated that any suitable manner of in situ metrology may be utilized which can detect the thickness of the fluid film on the wafer 108.  A region 180 as discussed further in detail in reference to Figure 2B has different portions with different evaporation rates as can be detected by the fluid sensors 112 through the determination of fluid thickness.  Environmental management may be conducted to reduce the problems of variable fluid evaporation rates from the wafer surface.
[0032]As discussed below, the environment of a wafer processing region (e.g., atmosphere immediately around a region of the wafer which the meniscus 104 is processing or is about to process) (also know as a substrate processing environment) may be controlled and managed in an intelligent manner so humidity is kept at a high level.   In addition, the chamber where the wafer is being processed can be controlled and managed to keep the humidity in the chamber at a high level.  Therefore, by intelligently managing the environment in the wafer processing region to keep humidity at an optimal level, the fluid evaporation rate from the wafer 108 may be decreased thereby reducing uncontrolled drying of wafer regions.
[0033]Figure 2B shows the region 180 which has different portions with different evaporation rates in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the region 180 includes the fluid 150 near the proximity head 106 as the proximity head 106 (as shown in Figure 2A) moves toward the region 180.   The fluid 150 includes a portion 152 which shows evaporation and reassimilation of water molecules to and from the portion 152.  The portion 152 therefore may includes evaporating liquid molecules 200 and reassimilating liquid molecules 202.  In one embodiment, the liquid molecules are water molecules.  The region 180 also shows areas of the wafer 108 without the fluid 150 that has a more hydrophobic region and therefore has already dried before the area with the fluid 150.  In the area without the fluid 150, evaporating molecules 200 counteract the reassimilating molecules 200 and therefore that surface of the wafer 108 stays dry.
[0034]Figure 3 illustrates a proximity head 106 during a wafer processing operation in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the proximity head 106 may produce a fluid meniscus to process the wafer 108.  In one embodiment of a drying operation, the proximity head 106 includes inlets 302 and 306 which may input IPA/N2 and deionized water (DIW) respectively.  An outlet 304 may generate vacuum which can remove the IPA/N2 and the DIW (as well as any other fluid on the wafer 108) from a surface of the wafer 108.  In such an exemplary embodiment, the proximity head 106 may process the wafer 108 so a wet region 270 can be dried to generate a dry region 250.  In one example, a region 272 is a just recently dried region processed by the proximity head 106, and a region 274 is a portion of the surface of the wafer 108 yet to be processed.  In one example, the region 274 may have fluid 278 which includes portions of the wafer surface that has different drying rates.  The different drying rates may be generated due to wafer surface variations such as hydrophobic and hydrophilic regions.  In another example, different drying rates may be generated by IPA/N2 application to the wafer 108 during the processing of the region 272.  During such processing, IPA/N2 that is being applied to the region 272 of the wafer 108 may overflow into an adjacent region such as the region 274.  Therefore, the application of IPA/N2 may create a condition where a higher evaporation rate may occur in the region 274.  By managing the humidity of the atmosphere of the region where the wafer 108 is being processed, the evaporation rate of nearly all regions of the wafer 108 may be managed and therefore, the contamination of the wafer 108 may be reduced due to the controlled drying of the wafer 108.
[0035]Figure 4 shows a wafer processing chamber 300 in accordance with one embodiment of the present invention.  The chamber 300 includes proximity heads 106 attached to arms 105 which may move the proximity heads 106 into close proximity to the wafer 108 for wafer processing operations such as, for example, cleaning, drying, etc.  The proximity heads 106 may produce meniscus 104 that can process a surface of the wafer 108.  Exemplary meniscus may be generated by apparatuses and methodology as described further herein to process the wafer 108.  
[0036]In one embodiment, the wafer processing chamber 300 includes a HEPA filter 302 that may supply substantially purified atmosphere to the chamber 300.  In one embodiment, the HEPA filter 302 may purify air supplied through input 310.  In another embodiment, the HEPA filter 302 may purify any suitable type of atmosphere such as, for example, IPA/N2, Ar, N2, O2, O2/N2, He, Ne, Xe, etc.  It should be appreciated that the term atmosphere may be any suitable gas that can carry the desired amount of relative humidity.  The chamber 300 may also include inputs 306 which may provide a atmosphere with a controlled level of humidity.  In one embodiment, the inputs 306 may supply gas with a high enough relative humidity level to decrease evaporation from the wafer 108.  It should be appreciated that any suitable type of inert gas or vapor may be utilized as a carrier gas for carrying the high relative humidity level such as, for example, IPA/N2, N2, air (CDA), Ar, O2/N2, O2, etc.  In another embodiment, the chamber 300 may be supplied with atmosphere, such as, for example air, that has between 10% to about 100% relative humidity.  In a preferable embodiment, the atmosphere that is supplied to the chamber 300 may have greater than 80% relative humidity.  Therefore, in one embodiment, a controlled environment 304 of the processing chamber 300 may include an atmosphere with a high level of relative humidity in conjunction with meniscus 104 generated by the proximity heads 106 to intelligently and powerfully control wafer processing operations through the management of fluid evaporation from the wafer surface.
[0037]Figure 5 shows a wafer processing environment 400 in accordance with one embodiment of the present invention.  In one embodiment, the wafer processing environment 400 includes a control envelope 404 which encompasses the region where the relative humidity is controlled so that, in one embodiment, the atmosphere in that region has a high level of relative humidity.  In a preferable embodiment, the atmosphere may contain enough humidity so liquid molecules (e.g., water molecules) evaporating into the atmosphere is the same or less than the liquid molecules being assimilated back into liquid form on the wafer surface.    
[0038]In one embodiment, the control envelope 404 may be generated through application of a suitable gas with a high relative humidity through inlet 402 of the proximity head 106.  In another embodiment, the inlet 402 may apply vapor to maintain some concentration of a particular liquid in water such as, for example, IPA/N2, acetone, any suitable type of alcohol, etc. including the azeotropic mixtures.  It should be understood that although IPA is discussed in exemplary embodiments, that other types of chemicals may be utilized that enables the methodology discussed herein.  It should be appreciated that the any suitable alcohol can be any suitable chemical compound that includes carbon and a hydroxy group.  An azeotropic ratio means that the ratio of the chemical composition of a liquid mixture is the same as the ratio of chemical composition of the vapor from the liquid mixture.  As described herein the gas with the high relative humidity and the vapor/gas that may maintain some concentration of a particular liquid (e.g. IPA) in water may be known as an environmental control gas.  In one embodiment, IPA/N2 vapor may be applied to water on the wafer surface through the inlet 401 to maintain some concentration of IPA in the water including the azeotropic mixture on the wafer surface.  This may intelligently and powerfully reducing unwanted evaporation from the wafer surface.  In one embodiment, the inlet 402 may be on a leading edge of the proximity head 106 and may apply the gas with a high relative humidity to the wafer 108.  When high relative humidity gas is applied to water on the wafer surface, the evaporation rate is decreased thereby decreasing unwanted wafer drying.  The leading edge of the proximity head 106 is a region where the proximity head encounters unprocessed wafer surface such as wafer surface with fluid 278 within wafer region 406.  It should be appreciated that the gas with a high level of relative humidity may be applied at or near the control envelope in any suitable fashion from any suitable location by any suitable apparatus.  Therefore, the inlet 402 is just an exemplary embodiment that can apply controlled gas to reduce evaporation of fluids on the wafer surface.  In this way the wafer region 406 may be kept in a controlled evaporative state before wafer processing of that particular region begins.  
[0039]In addition, in one embodiment, the level of relative humidity in the control envelope may be managed through varying the flow rate of a gas with high relative humidity or by applying a gas that may maintain some concentration of a particular liquid (e.g., IPA) in water including the azeotropic mixture.  In such an embodiment, the flow rate of the gas with high relative humidity may be increased thereby increasing the overall liquid level in the control enveloped 404.  It should be appreciated that any suitable type of gas that may generate the desired level of evaporative rate of a fluid on surface of the wafer can be utilized.  In one embodiment, when a gas with a high relative humidity is used, a relative humidity higher than 50% can be utilized to manage the wafer processing environment to reduce unwanted drying and lower contamination levels on wafers.  In another embodiment, a relative humidity of the gas may be between 90% and 100%, and in a preferable embodiment, a gas with a relative humidity of about 100% may be used.
[0040]Figure 6 illustrates a wafer processing environment 400' in accordance with one embodiment of the present invention.  The wafer processing environment 400', in one embodiment, includes substantially all of the wafer processing chamber 300.  The wafer processing environment 400' may be generated by inputting gas(es) with a high relative humidity from a wafer processing environment generator 500.  In another embodiment of the wafer processing environment generator 500, gas(es) that may maintain an some concentration of particular liquid in water may be inputted into the wafer processing environment 400'.  In one particular embodiment, a specific concentration of IPA including the azeotropic concentration may be maintained in water.  It should be appreciated that the wafer processing environment generator 500 may be any suitable apparatus that can input gas(es) and that can manage and control the evaporative rate of fluids within the chamber 300.  It should also be understood that the any suitable gas may be utilized that can carry a high level of relative humidity such as, for example, clean dry air (CDA), N2, Ar, etc.  In one embodiment, the wafer processing environment generator 500 may input a gas that may have from 50% relative humidity to about 100% relative humidity.  In another embodiment, the relative humidity is between about 90% to about 100%, and preferably the gas may have about 100% relative humidity.  
[0041]In one embodiment, the wafer processing environment generator 500 is a bubbler 502 which is at least partially filled with liquid 504.  It should be appreciated that the liquid 504 may be any suitable liquid or combination of liquids that can generate a gas/vapor with a high relative humidity when a gas is passed through the liquid 504.  In one embodiment, an input 506 such as, for example, a tube may be apply a gas 508 to the liquid 504.  It should be appreciated that the liquid 504 may be any suitable type of liquid that may optionally include any suitable mixture, including azotropic mixtures such as, for example DIW and HCl, DIW and HF, DIW and IPA, etc.  In one embodiment, the liquid may be DIW while in another embodiment, the liquid 504 may be DIW and liquid IPA.  In yet another embodiment the liquid 504 may be IPA.  The gas 508 may pass through the liquid 504 and then bubble up as a vapor 510 which may be gas or the gas with a high relative humidity.  In one embodiment, by exposing gas 508 to the liquid 504 during the bubble-up process, the gas 508 may be infused with high relative humidity content to generate the vapor 510.  The vapor 510 may then be inputted into the chamber 300 to generate the wafer processing environment 400'.  Once the gas 508 has been inputted into the chamber 300, the humidity level of the atmosphere in the chamber 300 may be increased thereby decreasing the evaporation rate of fluids within the chamber 300.   Therefore, fluids on the wafer 108 being processed by the meniscus 104 may have a low evaporative rate.  To put it another way, fluids on the wafer 108 are managed to prevent or reduce the generation of a thin film of fluid in unprocessed portions of the wafer 108.  By increasing the concentration of the humidifying solute in the gas 508, the amount of fluid molecules evaporating into the atmosphere from the unprocessed wafer surface may be made substantially equal to the amount of fluid molecules hitting the wafer surface and staying on the wafer surface thereby reducing unwanted evaporation/drying.
[0042]It should be appreciated that in the embodiments described herein, other atmospheric conditions such as ambient temperature, barometric pressure, etc. may affect the degree of evaporative loss of fluid from a wafer surface.  Therefore, it should be understood that for each different type of atmospheric condition, different levels of humidity may be needed to achieve a controlled decrease of unwanted evaporative fluid loss from the wafer.  
[0043]The following figures describe an exemplary wafer processing system with an exemplary proximity head that can generate a fluid meniscus.  It should be appreciated that any suitable type of system with any suitable type of proximity head that can generate a fluid meniscus can be used with the embodiments of the present invention described herein.     
[0044]Figure 7 shows a wafer processing system 1100 in accordance with one embodiment of the present invention.  It should be appreciated that any suitable manner of holding or moving the wafer can be used such as, for example, rollers, pins, platen, etc.  The system 1100 may include rollers 1102a, 1102b, and 1102c which can hold and rotate a wafer to enable wafer surfaces to be processed.  The system 1100 may also include proximity heads 106a and 106b that, in one embodiment, can be attached to an upper arm 1104a and to a lower arm 1104b respectively.  The upper arm 1104a and the lower arm 1104b can be a part of a proximity head carrier assembly 1104 which enables substantially linear movement of the proximity heads 106a and 106b along a radius of the wafer.   In one embodiment the proximity head carrier assembly 1104 may be configured to hold the proximity head 106a above the wafer and the proximity head 106b below the wafer in close proximity to the wafer.  This may be accomplished by having the upper arm 1104a and the lower arm 1104b 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 fluid meniscus may be formed between the two proximity heads 104a and 104b and moved onto the top and bottom surface of the wafer. The upper arm 1104a and the lower arm 1104b 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 1100 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 a meniscus on the wafer surface.  In another exemplary embodiment, the proximity head 106 may be located at a first end of an arm which rotates around an axis defined by a second end of the arm.  Therefore, in such an embodiment, the proximity head may be moved in an arc over the surface of the wafer.  In yet another embodiment, the arm may be moved in a combination of a rotational movement and a linear movement.  Although shown with a proximity head 106 for each side of the wafer, a single head can be used for a single side of a wafer.  Other surface preparation processes can be performed on sides where no proximity head 106 is used, such as a wafer scrub brush.
[0045]In another embodiment, the system 1100 may include a proximity head docking station that has a transition surface adjacent to the wafer.  In such an embodiment, the fluid meniscus may transition between a docking station and the surface of the wafer while in a controlled and managed state.  Again, if only one side of the wafer is desired to be processed, one arm with one proximity head may be utilized.
[0046]Figure 8A illustrates a proximity head 106 performing a wafer processing operation in accordance with one embodiment of the present invention.  The proximity head 106, in one embodiment, moves while in close proximity to the top surface 108a of the wafer 108 to conduct the wafer processing operation.  It should be appreciated that depending on the type of fluid applied to the wafer 108, the fluid meniscus 104 generated by the proximity head 106 on the wafer surface 108a may be any suitable wafer processing operation such as, for example, cleaning, rinsing, drying, etching, plating, etc.  It should be appreciated that the proximity head 106 may also be utilized to process the bottom surface 108b of the wafer 108.   In one embodiment, the wafer 108 may be rotated so the proximity head 106 may be moved while fluid meniscus processes the top surface 108a.  In another embodiment, the wafer 108 may be held still while the proximity head 106 generates the fluid meniscus on the wafer surface.  Then the proximity head may move or scan over the wafer surface and therefore move the fluid meniscus along the surface of the wafer.  In yet another embodiment, the proximity head 106 may be made large enough so the fluid meniscus encompasses the surface area of the entire wafer.  In such an embodiment, by applying the fluid meniscus to the surface of the wafer the entire surface of the wafer may be processed without movement of the proximity head.  
[0047]In one embodiment, the proximity head 106 includes source inlets 1302 and 1306 and a source outlet 1304.  In such an embodiment, isopropyl alcohol vapor in nitrogen gas IPA/N2 1310 may be applied to the wafer surface through a source inlet 1302, vacuum 1312 may be applied to the wafer surface through a source outlet 1304, and a processing fluid 1314 may be applied to the wafer surface through a source inlet 1306.  
[0048]In one embodiment, the application of the IPA/N2 1310 and the processing fluid 1314 in addition to the application of the vacuum 1312 to remove the processing fluid 1314 and the IPA/N2 1310 from the wafer surface 108a can generate the fluid meniscus 104.  The fluid meniscus 104 may be a fluid layer defined between the proximity head 106 and the wafer surface that can be moved across a wafer surface 108a in a stable and controllable manner.  In one embodiment, the fluid meniscus 104 may be defined by a constant application and removal of the processing fluid 1314.  The fluid layer defining the fluid meniscus 104 may be any suitable shape and/or size depending on the size, number, shape, and/or pattern of the source inlets 1306, source outlets 1304 and source inlets 1302.  
[0049]In addition, any suitable flow rates of the vacuum, IPA/N2, vacuum, and the processing fluid may be used depending on the type of fluid meniscus desired to be generated.  In yet another embodiment, depending on the distance between the proximity head 106 and the wafer surface, the IPA/N2 may be omitted when generating and utilizing the fluid meniscus 106.  In such an embodiment, the proximity head 106 may not include the source inlet 1312 and therefore only the application of the processing fluid 1314 by the source inlet 1306 and the removal of the processing fluid 1314 by the source outlet 1304 generates the fluid meniscus 104.
[0050]In other embodiments of the proximity head 106, the processing surface of the proximity head 106 (the region of the proximity head where the source inlets and source outlets are located) may have any suitable topography depending on the configuration of the fluid meniscus to be generated.  In one embodiment, the processing surface of the proximity head may be either indented or may protrude from the surrounding surface.
[0051]Figure 8B shows a top view of a portion of a proximity head 106 in accordance with one embodiment of the present invention.  It should be appreciated that the configuration of the proximity head 106 as described in reference to Figure 8B is exemplary in nature.  Therefore, other configurations of proximity heads may be utilized to generate the fluid meniscus as long as the processing fluid can be applied to a wafer surface and removed from the wafer surface to generate a stable fluid meniscus on the wafer surface.  In addition, as discussed above, other embodiments of the proximity head 106 do not have to have the source inlet 1316 when the proximity head 106 is configured to generate the fluid meniscus without usage of N2/IPA.  
[0052]In the top view of one embodiment, from left to right are a set of the source inlet 1302, a set of the source outlet 1304, a set of the source inlet 1306, a set of the source outlet 1304, and a set of the source inlet 1302.  Therefore, as N2/IPA and processing chemistry are inputted into the region between the proximity head 106 and the wafer 108, the vacuum removes the N2/IPA and the processing chemistry along with any fluid film and/or contaminants that may reside on the wafer 108.  The source inlets 1302, the source inlets 1306, and the source outlets 1304 described herein may also be any suitable type of geometry such as for example, circular opening, triangle opening, square opening, etc.   In one embodiment, the source inlets 1302 and 1306 and the source outlets 1304 have circular openings.  It should be appreciated that the proximity head 106 may be any suitable size, shape, and/or configuration depending on the size and shape of the fluid meniscus 106 desired to generated.  In one embodiment, the proximity head may extend less than a radius of the wafer.  In another embodiment, the proximity head may be extend more than the radius of the wafer.  In another embodiment, the proximity head may extend greater than a diameter of the wafer.  Therefore, the size of the fluid meniscus may be any suitable size depending on the size of a wafer surface area desired to be processed at any given time.  In addition, it should be appreciated that the proximity head 106 may be positioned in any suitable orientation depending on the wafer processing operation such as, for example, horizontally, vertically, or any other suitable position in between.  The proximity head 106 may also be incorporated into a wafer processing system where one or more types of wafer processing operations may be conducted.   
[0053]Figure 8C illustrates an inlets/outlets pattern of a proximity head 106 in accordance with one embodiment of the present invention. In this embodiment, the proximity head 106 includes the source inlets 1302 and 1306 as well as source outlets 1304.  In one embodiment, the source outlets 1304 may surround the source inlets 1306 and the source inlets 1302 may surround the source outlets 1304.
[0054]Figure 8D illustrates another inlets/outlets pattern of a proximity head 106 in accordance with one embodiment of the present invention.  In this embodiment, the proximity head 106 includes the source inlets 1302 and 1306 as well as source outlets 1304.  In one embodiment, the source outlets 1304 may surround the source inlets 1306 and the source inlets 1302 may at least partially surround the source outlets 1304.
[0055]Figure 8E illustrates a further inlets/outlets pattern of a proximity head 106 in accordance with one embodiment of the present invention.  In this embodiment, the proximity head 106 includes the source inlets 1302 and 1306 as well as source outlets 1304.  In one embodiment, the source outlets 1304 may surround the source inlets 1306.  In one embodiment, the proximity head 106 does not include source inlets 1302 because, in one embodiment, the proximity head 106 is capable of generating a fluid meniscus without application of IPA/N2.  It should be appreciated that the above described inlets/outlets patterns are exemplary in nature and that any suitable type of inlets/outlets patterns may be used as long as a stable and controllable fluid meniscus can be generated.
[0056]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.
3. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0057]Figure 1A illustrates movement of cleaning fluids on a wafer during an SRD drying process.
[0058]Figure 1B illustrates an exemplary wafer drying process.  
[0059]Figure 2A shows a wafer processing system in accordance with one embodiment of the present invention.  
[0060]Figure 2B shows the region which has different portions with different evaporation rates in accordance with one embodiment of the present invention.  
[0061]Figure 3 illustrates a proximity head during a wafer processing operation in accordance with one embodiment of the present invention.  
[0062]Figure 4 shows a wafer processing chamber in accordance with one embodiment of the present invention.
[0063]Figure 5 shows a wafer processing environment in accordance with one embodiment of the present invention.  
[0064]Figure 6 illustrates a wafer processing environment in accordance with one embodiment of the present invention.
[0065]Figure 7 shows a wafer cleaning and drying system in accordance with one embodiment of the present invention.  
[0066]Figure 8A illustrates a proximity head performing a drying operation in accordance with one embodiment of the present invention.  
[0067]Figure 8B shows a top view of a portion of a proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.  
[0068]Figure 8C illustrates an inlets/outlets pattern of a proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.
[0069]Figure 8D illustrates another inlets/outlets pattern of a proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.
[0070]Figure 8E illustrates a further inlets/outlets pattern of a proximity head in accordance with one embodiment of the present invention.
1.  A method for processing a substrate, comprising:
generating a fluid meniscus to process the substrate; 
applying the fluid meniscus to a surface of the substrate; and
reducing evaporation of fluids from a surface in the substrate processing environment.
2.  A method for processing a substrate as recited in claim 1, wherein reducing evaporation of fluids includes managing a substrate processing environment.
3.  A method for processing a substrate as recited in claim 2, wherein managing the substrate processing environment comprises inputting a gas into the substrate processing environment to reduce an evaporation rate of fluids within the substrate processing environment.
4.  A method for processing a substrate as recited in claim 3, wherein the gas has a high relative humidity.
5.  A method for processing a substrate as recited in claim 4, wherein the gas with the high relative humidity is generated by transmitting gas into a liquid bath and capturing vapor that bubbles up through the liquid bath.
6.  A method for processing a substrate as recited in claim 4, wherein the gas with the high relative humidity has a relative humidity between about 50% and about 100%.
7.  A method for processing a substrate as recited in claim 4, wherein the gas with the high relative humidity has a relative humidity between about 90% and about 100%.
8.  A method for processing a substrate as recited in claim 4, wherein the gas with the high relative humidity has a relative humidity of about 100%. 
9.  A method for processing a substrate as recited in claim 2, wherein managing the substrate processing environment further comprises detecting fluid thickness on the fluid surface.
10.  A method for processing a substrate as recited in claim 3, wherein the gas maintains a concentration of a particular liquid in water.
11.  A method for processing a substrate as recited in claim 10, wherein the particular liquid is one of an alcohol, an acetone, and an azeotropic mixture. 
12.  A method for processing a substrate as recited in claim 10, wherein the particular liquid is isopropyl alcohol (IPA).  
13.  A method for processing a substrate as recited in claim 10, wherein the gas that maintains a concentration of the particular liquid in water is an N2 carrier gas containing isopropyl alcohol (IPA) in vapor form.
14.  An apparatus for processing a substrate, comprising:
a proximity head capable of generating a fluid meniscus to process a substrate surface; and
a chamber configured to house the proximity head, the chamber also configured to be supplied with an environmental control gas.
15  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 14 further omprising,
a wafer processing environment generator configured to generate the environmental control gas.
16.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 14, wherein the wafer processing environment generator is a bubbler.
17.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 16, wherein the bubbler is configured to input a gas into a liquid bath and further configured to capture the gas that has traveled through the liquid bath.
18.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 14, wherein the environmental control gas is a high relative humidity gas.
19.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 14, wherein the environmental control gas maintains a concentration of a particular liquid in water.
20.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 19, wherein the particular liquid is one of isopropyl alcohol, DIW and IPA, alcohol, DIW and alcohol, ketone, and ether.  
21.  An apparatus for processing a substrate, comprising:
a proximity head capable of generating a fluid meniscus to process a substrate surface; and
an opening located on the surface of the proximity head configured to apply an environmental control gas to a region on a leading edge side of the proximity head. 
22.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 21, wherein the environmental control gas reduces an evaporation rate of fluids from a surface of the proximity head.
23.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 21, wherein the environmental control gas is a high relative humidity gas. 
24.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 21, wherein the gas with a high relative humidity has a relative humidity between about 50% and about 100%.
25.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 23, wherein the gas with the high relative humidity has a relative humidity between about 90% and about 100%.
26.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 23, wherein the gas with the high relative humidity has a relative humidity of about 100%. 
27.  An apparatus for processing a substrate as recited in claim 21, wherein the environmental control gas maintains a concentration of a particular liquid in water.
1. ABSTRACT
A method for processing a substrate is provided which includes generating a fluid meniscus to process the substrate and applying the fluid meniscus to a surface of the substrate.  The method further includes reducing evaporation of fluids from a surface in the substrate processing environment.
2. REPRESENTATIVE DRAWING
Fig. 3
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