用于处理衬底的设备和方法转让专利
申请号 : CN200510128310.2
文献号 : CN1794420B
文献日 : 2010-11-03
发明人 : J·P·加西亚
申请人 : 兰姆研究有限公司
摘要 :
提供一种用于处理衬底的方法，其包括从多个进口的一部分在衬底表面上涂敷流体和从衬底表面至少除去流体，其中在流体涂敷到衬底上时进行移除。涂敷流体和除去流体在衬底表面上形成流体弯液面的段。
权利要求 :
1.一种用于处理衬底的方法，包括：
通过多个用于供应流体的导管向衬底表面上涂敷流体；
通过多个用于移除流体的导管从衬底表面除去流体，在流体涂敷到表面时进行移除；
其中涂敷流体和除去流体在衬底表面上形成了流体弯液面的一段；及通过对流体经过的所述多个用于供应流体的导管中被选定的导管设置开启、关闭或者分流中的任意一个，来操控流体流动以便界定流体弯液面的所述段的尺寸。
2.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，还包括：用流体弯液面的所述段处理衬底表面。
3.如权利要求2所述的用于处理衬底的方法，其中用流体弯液面的所述段处理衬底表面包括蚀刻操作、清洗操作、电镀操作、烘干操作或平版印刷操作之一。
4.如权利要求2所述的用于处理衬底的方法，其中用流体弯液面的所述段处理衬底表面包括冲洗操作。
5.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，还包括：产生流体弯液面的另外段。
6.如权利要求5所述的用于处理衬底的方法，其中产生流体弯液面的另外段包括，从用于供应另外的流体的另外的多个导管在衬底表面上涂敷另外的流体；和从衬底表面除去另外的流体，在所述另外的流体涂敷到表面时进行所述移除。
7.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，其中流体是平版印刷流体、蚀刻流体、电镀流体、清洗流体或烘干流体之一。
8.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，其中流体是冲洗流体。
9.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，还包括：在衬底表面上涂敷表面张力减小流体。
10.如权利要求9所述的用于处理衬底的方法，表面张力减小流体是氮气中的异丙醇蒸汽。
11.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，其中从至少一个用于供应流体的导管在衬底表面上涂敷流体由流体流动控制器件操控。
12.如权利要求11所述的用于处理衬底的方法，其中流体流动控制器件切换到开启位置或关闭位置之一，开启位置允许流体流入至少一个相应用于供应流体的导管，和关闭位置停止流体流入至少一个相应用于供应流体的导管。
13.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，其中从衬底表面除去流体是从多个用于移除流体的导管中的一部分进行，其中从多个用于移除流体的导管的每一个除去流体由流体流动控制器件操控。
14.如权利要求13所述的用于处理衬底的方法，其中流体流动控制器件切换到开启位置或关闭位置之一，开启位置允许流体流出至少一个相应用于移除流体的导管，和关闭位置停止流体流出至少一个相应用于移除流体的导管。
15.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，其中所述多个用于供应流体的导管部分是一组导管，该组导管包括至少一个用于涂敷流体的导管和至少一个用于涂敷表面张力改变流体的导管，经过所述多个用于供应流体的导管部分的流动由流体流动控制器件操控。
16.如权利要求1所述的用于处理衬底的方法，其中经过该用于移除流体的导管的流动由流体流动控制器件操控。
17.一种用于处理衬底的设备，包括：
具有头表面的邻近头，该邻近头具有多个用于供应流体的导管和多个用于移除流体的导管，该邻近头被配置用于设置在所述衬底的顶表面之上，从而使该邻近头的头表面在上方向下面对所述顶表面，并与所述顶表面相隔离；
耦合到邻近头的流体入口及流体出口，该流体入口被构造为向所述多个用于供应流体的导管供应流体，而该流体出口被构造为通过所述多个用于移除流体的导管移除流体，以便在所述邻近头的头表面和衬底的顶表面之间界定流体弯液面段；和用于操控经过流体入口的流体流动的流体流动控制器件，该流体流动控制器件具有沿所述邻近头的长度排列的限流器，用于对流体通过的所述多个用于供应流体的导管中被选定的导管设置开流、闭流或者分流中的任意一个，以便沿着所述邻近头的长度界定所述流体弯液面段的尺寸，从而界定所述流体弯液面。
18.如权利要求17所述的用于处理衬底的设备，进一步包括：多个用于向衬底表面涂覆第二流体的第二导管。
19.如权利要求17所述的用于处理衬底的设备，其中流体弯液面段能够执行蚀刻操作、清洗操作、电镀操作、烘干操作或平版印刷操作之一。
20.如权利要求17所述的用于处理衬底的设备，其中流体弯液面段能够执行冲洗操作。
21.如权利要求18所述的用于处理衬底的设备，其中第二流体改变所述流体的表面张力。
22.如权利要求17所述的用于处理衬底的设备，其中所述限流器是阀或插塞之一。
23.如权利要求17所述的用于处理衬底的设备，还包括，用于操控经过流体出口的流体流动的流体流动控制器件。
24.如权利要求23所述的用于处理衬底的设备，其中用于操控经过流体出口的流体流动的流体流动控制器件是阀、插塞或其他限流器之一。
25.如权利要求24所述的用于处理衬底的设备，其中该阀促进经过流体出口的至少一种流体的流动。
说明书 :
技术领域
本发明涉及半导体晶片处理，尤其涉及在减少污染物和降低晶片处理成本的同时用于更有效地在晶片表面施加和除去液体的设备和技术。
背景技术
在半导体芯片制备工艺中，公知必须使用例如清洗和烘干的操作来处理晶片。在每一种这些类型的操作中，必须有效地施加和除去用于晶片操作工艺的液体。
例如，在晶片表面留下了不需要的残留物的制造操作处必须进行晶片清洗。这种制造操作的例子包括等离子体蚀刻(如钨的回蚀刻(WEB))和化学机械抛光(CMP)。在CMP中，晶片放置在将晶片表面推离旋转传送带的支架中。这种传送带使用由化学药剂和研磨材料构成的浆体来进行抛光。遗憾地是，这种工艺容易在晶片表面留下浆体颗粒和残留物的积聚体。如果留在晶片上，不需要的残留物材料和颗粒会在其它部分导致缺陷，诸如晶片表面上的刮痕和镀金部件之间不当的相互作用。在一些情形中，这些缺陷会导致晶片上的器件失效。为了避免废弃具有失效器件的晶片的过度成本，因此在留下了不需要的残留物的制造操作之后充分而有效地清洗晶片是必要的。
在湿法清洗晶片之后，必须有效地烘干晶片以防止水分或清洗液体残留在晶片上。如果蒸发晶片表面上的清洗液体，如通常小滴形成时发生的，蒸发后先前溶解在清洗液体中的残留物或污染物仍将留在晶片表面上(如，和形成水渍)。为了防止蒸发的发生，必须在晶片表面尚未形成小滴时尽快除去清洗液体。在实施其的一种尝试中，采用了几种不同烘干技术中的一种，例如旋转烘干、IPA或Marangoni烘干。所有这些烘干技术运用一些移动晶片表面上的液体/气体界面的形式，如果适当继续，结果烘干了晶片表面而不形成小滴。遗憾的是，如果中断移动液体/气体界面，如前述烘干方法经常发生的那样，小滴形成和蒸发发生导致污染物留在晶片表面上。今天使用的最普遍的烘干技术是旋转冲洗烘干(SRD)。
图1A图示在SRD工艺期间晶片10上的液体的移动。在这个烘干工艺中，通过旋转机14高速旋转湿晶片。在SRD中，通过使用离心力，用于冲洗晶片的液体从晶片的中心被拉向晶片的外侧，并最终如液体方向箭头16所示离开晶片。由于液体脱离晶片，所以在晶片的中心产生移动液体/气体界面12并在烘干工艺进行时向晶片的外侧移动(即，由移动液体/气体界面12产生的圆变大)。在图1A的例子中，由移动液体/气体界面12形成的圆的内部区域没有液体，而由移动液体/气体界面12形成的圆的外部区域有液体。因此，当烘干工艺继续时，移动液体/气体界面12的内部截面(干燥区域)增大，而移动液体/气体界面12外侧的区域(湿润区域)变小。如前边陈述的，如果移动的液体/气体界面12中断，晶片上形成液体小滴而且由于小滴的蒸发会产生污染物。如果这样，必须限制小滴形成及随后的蒸发以防止晶片表面的污染物。遗憾的是，目前的烘干方法在防止移动液体截面中断方面仅仅是部分成功的。
此外，SRD工艺对于烘干疏水的晶片表面有困难。由于这种表面排疏水和水基(含水的)清洗溶液，所以疏水的晶片表面难于烘干。因此，当烘干工艺继续和清洗流体脱离晶片表面时，剩余的清洗流体(如果是含水基的)将被水面排斥。结果，含水清洗流体将使最小量的区域与疏水晶片表面接触。而且，作为表面张力的结果(即，作为分子氢键的结果)，含水清洗溶液易于黏附于自身。因此，由于疏水交互作用和表面张力，所以含水清洗流体球(或小滴)不可控制地形成在疏水晶片表面上。小滴的这种形成引起了前面论述的有害的蒸发和污染物。SRD的局限性在晶片的中心特别严重，这里作用在小滴上的离心力是最小的。从而，虽然SRD工艺是目前晶片烘干的最常见方式，但这种方法在减少晶片上的清洗流体小滴的形成方面有困难，尤其当用在疏水晶片表面上时。晶片的中心部分可以具有几种疏水特性。
图1B图示示例性的晶片烘干工艺18。在这个例子中，晶片10的部分20具有亲水区域，部分22具有疏水区域。部分20吸收水因此流体26冲在这个区域。部分22是疏水性的从而该区域排斥水并因此在晶片10的该部分上有一个更薄的水膜。因此，晶片10的疏水部分经常比亲水部分烘干地更快。这会导致晶片烘干不一致，其会增大污染程度并因此降低晶片产量。
因此，需要一种方法和一种设备，其能通过最优化减小沉积在晶片表面上的污染物的对晶片的流体管理和应用来避免现有技术。如今天经常发生的这种沉积减小了可获得晶片的产量并增加了制造半导体晶片的成本。
例如，在晶片表面留下了不需要的残留物的制造操作处必须进行晶片清洗。这种制造操作的例子包括等离子体蚀刻(如钨的回蚀刻(WEB))和化学机械抛光(CMP)。在CMP中，晶片放置在将晶片表面推离旋转传送带的支架中。这种传送带使用由化学药剂和研磨材料构成的浆体来进行抛光。遗憾地是，这种工艺容易在晶片表面留下浆体颗粒和残留物的积聚体。如果留在晶片上，不需要的残留物材料和颗粒会在其它部分导致缺陷，诸如晶片表面上的刮痕和镀金部件之间不当的相互作用。在一些情形中，这些缺陷会导致晶片上的器件失效。为了避免废弃具有失效器件的晶片的过度成本，因此在留下了不需要的残留物的制造操作之后充分而有效地清洗晶片是必要的。
在湿法清洗晶片之后，必须有效地烘干晶片以防止水分或清洗液体残留在晶片上。如果蒸发晶片表面上的清洗液体，如通常小滴形成时发生的，蒸发后先前溶解在清洗液体中的残留物或污染物仍将留在晶片表面上(如，和形成水渍)。为了防止蒸发的发生，必须在晶片表面尚未形成小滴时尽快除去清洗液体。在实施其的一种尝试中，采用了几种不同烘干技术中的一种，例如旋转烘干、IPA或Marangoni烘干。所有这些烘干技术运用一些移动晶片表面上的液体/气体界面的形式，如果适当继续，结果烘干了晶片表面而不形成小滴。遗憾的是，如果中断移动液体/气体界面，如前述烘干方法经常发生的那样，小滴形成和蒸发发生导致污染物留在晶片表面上。今天使用的最普遍的烘干技术是旋转冲洗烘干(SRD)。
图1A图示在SRD工艺期间晶片10上的液体的移动。在这个烘干工艺中，通过旋转机14高速旋转湿晶片。在SRD中，通过使用离心力，用于冲洗晶片的液体从晶片的中心被拉向晶片的外侧，并最终如液体方向箭头16所示离开晶片。由于液体脱离晶片，所以在晶片的中心产生移动液体/气体界面12并在烘干工艺进行时向晶片的外侧移动(即，由移动液体/气体界面12产生的圆变大)。在图1A的例子中，由移动液体/气体界面12形成的圆的内部区域没有液体，而由移动液体/气体界面12形成的圆的外部区域有液体。因此，当烘干工艺继续时，移动液体/气体界面12的内部截面(干燥区域)增大，而移动液体/气体界面12外侧的区域(湿润区域)变小。如前边陈述的，如果移动的液体/气体界面12中断，晶片上形成液体小滴而且由于小滴的蒸发会产生污染物。如果这样，必须限制小滴形成及随后的蒸发以防止晶片表面的污染物。遗憾的是，目前的烘干方法在防止移动液体截面中断方面仅仅是部分成功的。
此外，SRD工艺对于烘干疏水的晶片表面有困难。由于这种表面排疏水和水基(含水的)清洗溶液，所以疏水的晶片表面难于烘干。因此，当烘干工艺继续和清洗流体脱离晶片表面时，剩余的清洗流体(如果是含水基的)将被水面排斥。结果，含水清洗流体将使最小量的区域与疏水晶片表面接触。而且，作为表面张力的结果(即，作为分子氢键的结果)，含水清洗溶液易于黏附于自身。因此，由于疏水交互作用和表面张力，所以含水清洗流体球(或小滴)不可控制地形成在疏水晶片表面上。小滴的这种形成引起了前面论述的有害的蒸发和污染物。SRD的局限性在晶片的中心特别严重，这里作用在小滴上的离心力是最小的。从而，虽然SRD工艺是目前晶片烘干的最常见方式，但这种方法在减少晶片上的清洗流体小滴的形成方面有困难，尤其当用在疏水晶片表面上时。晶片的中心部分可以具有几种疏水特性。
图1B图示示例性的晶片烘干工艺18。在这个例子中，晶片10的部分20具有亲水区域，部分22具有疏水区域。部分20吸收水因此流体26冲在这个区域。部分22是疏水性的从而该区域排斥水并因此在晶片10的该部分上有一个更薄的水膜。因此，晶片10的疏水部分经常比亲水部分烘干地更快。这会导致晶片烘干不一致，其会增大污染程度并因此降低晶片产量。
因此，需要一种方法和一种设备，其能通过最优化减小沉积在晶片表面上的污染物的对晶片的流体管理和应用来避免现有技术。如今天经常发生的这种沉积减小了可获得晶片的产量并增加了制造半导体晶片的成本。
发明内容
广泛地说，本发明通过提供能够在显著减少晶片污染时处理晶片表面的衬底处理设备而满足了这种需要。应当理解本发明可以以许多种方式实施，包括工艺、设备、系统、器件或方法。下面描述本发明的几种发明实施例。
在一个实施例中，提供了一种用于处理衬底的方法，其包括从多个入口部分涂敷流体到衬底表面，和至少从当流体涂敷到表面时进行除去处的衬底表面除去流体。涂敷流体和除去流体形成衬底表面上的流体弯液面弧。
在另一个实施例中，提供了一种用于处理衬底的设备，其包括具有多个导管的邻近头和与邻近头连接的流体入口，并向对应的多个导管之一供应流体，此处对应的多个导管之一使用液体以在衬底表面产生流体弯液面弧。设备还包括用于管理通过流体入口的流体流量的流体流量控制机构。
在另一个实施例中，提供了一种用于处理衬底的系统，其包括配置以产生至少一个流体弯液面弧的邻近头，和连接到邻近头的流体入口，配置流体入口以向邻近头提供流体。该系统还包括连接到流体入口的流体供应器，流体供应器向流体入口供应液体。
本发明有许多优点。最值得注意的是，这里描述的设备和方法采用方法和设备以聪明和强有力的方式操控弯液面尺寸和形状从而有效地处理(如清洗、烘干等)衬底。因此，该操作能够使用最优化操控流体自衬底的涂敷和除去，并减小晶片表面上留下的不需要的流体和污染物。因此，可以增强晶片处理和生产，并由于有效的晶片处理可以获得更高的晶片产量。
本发明能够通过强有力和聪明地操控流体进入邻近头的各个源进口最优化晶片处理。通过操控各个入口或系列入口，可以以聪明的方式控制从各个源进口流向晶片表面的流体。通过控制从各个源进口使用的流体，可以根据所需要的晶片处理操作调整弯液面的尺寸和形状。在一个实施例中，通过使用流量控制器件调整经过供应源进口的各个入口的流量。在另外的实施例中，任选合适数目的弯液面可以是同轴的和/或互相包围的。
从以下的详细描述，结合图示作为本发明原理性例子的附图，本发明的其它方面和优点将变得清晰。
在一个实施例中，提供了一种用于处理衬底的方法，其包括从多个入口部分涂敷流体到衬底表面，和至少从当流体涂敷到表面时进行除去处的衬底表面除去流体。涂敷流体和除去流体形成衬底表面上的流体弯液面弧。
在另一个实施例中，提供了一种用于处理衬底的设备，其包括具有多个导管的邻近头和与邻近头连接的流体入口，并向对应的多个导管之一供应流体，此处对应的多个导管之一使用液体以在衬底表面产生流体弯液面弧。设备还包括用于管理通过流体入口的流体流量的流体流量控制机构。
在另一个实施例中，提供了一种用于处理衬底的系统，其包括配置以产生至少一个流体弯液面弧的邻近头，和连接到邻近头的流体入口，配置流体入口以向邻近头提供流体。该系统还包括连接到流体入口的流体供应器，流体供应器向流体入口供应液体。
本发明有许多优点。最值得注意的是，这里描述的设备和方法采用方法和设备以聪明和强有力的方式操控弯液面尺寸和形状从而有效地处理(如清洗、烘干等)衬底。因此，该操作能够使用最优化操控流体自衬底的涂敷和除去，并减小晶片表面上留下的不需要的流体和污染物。因此，可以增强晶片处理和生产，并由于有效的晶片处理可以获得更高的晶片产量。
本发明能够通过强有力和聪明地操控流体进入邻近头的各个源进口最优化晶片处理。通过操控各个入口或系列入口，可以以聪明的方式控制从各个源进口流向晶片表面的流体。通过控制从各个源进口使用的流体，可以根据所需要的晶片处理操作调整弯液面的尺寸和形状。在一个实施例中，通过使用流量控制器件调整经过供应源进口的各个入口的流量。在另外的实施例中，任选合适数目的弯液面可以是同轴的和/或互相包围的。
从以下的详细描述，结合图示作为本发明原理性例子的附图，本发明的其它方面和优点将变得清晰。
附图说明
本发明通过下面结合附图的具体描述将会容易理解。为便于描述，类似的参考数字表示类似的结构部件。
图1A图示SRD烘干工艺期间清洗流体在晶片上的运动。
图1B图示示例性的晶片烘干工艺。
图2表示根据本发明的一个实施例的晶片处理系统。
图3图示根据本发明的一个实施例的进行晶片处理操作的邻近头。
图4A图示根据本发明的一个实施例的可由邻近头执行的晶片处理操作。
图4B图示根据本发明的一个实施例的用于在双晶片表面处理系统使用的示例性邻近头的侧视图。
图5A表示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头。
图5B表示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头的截面图。
图6A图示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头。
图6B图示根据本发明的一个实施例的邻近头的处理表面。
图6C表示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头的处理表面近视图。
图6D表示粘贴到主体上以形成根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头的设备板(facilities plate)。
图6E图示根据本发明的一个实施例的邻近头的截面图。
图7图示根据本发明的一个实施例的示例性晶片处理操作多重弯液面邻近头的截面图。
图8图示根据本发明的一个实施例的包括矩形弯液面的多重弯液面邻近头。
图9表示根据本发明的一个实施例的具有长方形流体弯液面的多重弯液面邻近头。
图10A图示根据本发明的一个实施例具有流体入口的邻近头的侧视图。
图10B表示根据本发明的一个实施例的邻近头的处理区域的正视图。
图10C图示根据本发明的一个实施例的具有形成在操作期间通过邻近头形成的弯液面的部分的导管的邻近头显示区域。
图10D表示根据本发明的一个实施例的晶片处理系统的宏观图。
图11A表示根据本发明的一个实施例的从多个流体入口供应流体的邻近头。
图11B表示根据本发明的一个实施例的通过图11A的邻近头在晶片上形成的流体弯液面。
图11C表示根据本发明的一个实施例的操作中的邻近头，这里开启多个异形流动流体入口的一部分。
图11D图示根据本发明的一个实施例的由具有图11C中示出的异形流动流体入口的构造的邻近头形成的弯液面。
图11E图示根据本发明的一个实施例的如图11D中讨论的操作中的邻近头，其中该区域示出具有各自关闭的流体流动控制器件的流体入口，和示出该区域具有各自开启的流体流动控制器件的流体入口。
图11F表示根据本发明的一个实施例的图示另一示例性弯液面的产生的操作邻近头。
图11G图示根据本发明的一个实施例的没有形成弯液面的邻近头。
图11H表示根据本发明的一个实施例的在晶片上已经形成的流体弯液面。
图12A表示根据本发明的一个实施例的产生多种类型弯液面的邻近头。
图12B表示根据本发明的一个实施例的邻近头，其中多数流体流动控制器件404′使第二流体代替第一流体流动。
图13A表示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头的顶视图。
图13B表示根据本发明的一个实施例的处理晶片的顶表面和底表面的双邻近头的侧视图。
图13C表示根据本发明的一个实施例的如图13A中示出的邻近头宽度侧视图的位置(viewpoint)。
图14A表示根据本发明的一个实施例的能够产生大致圆形弯液面的邻近头。
图14B表示根据本发明的一个实施例的沿在晶片下侧操作的邻近头中的圆形区域径向的侧面剖视图。
图14C图示根据本发明的一个实施例的如图14B中示出为了处理晶片108的顶表面的位置上的类似结构。
图15图示根据本发明的一个实施例的同心流体弯液面方式(management)。
图1A图示SRD烘干工艺期间清洗流体在晶片上的运动。
图1B图示示例性的晶片烘干工艺。
图2表示根据本发明的一个实施例的晶片处理系统。
图3图示根据本发明的一个实施例的进行晶片处理操作的邻近头。
图4A图示根据本发明的一个实施例的可由邻近头执行的晶片处理操作。
图4B图示根据本发明的一个实施例的用于在双晶片表面处理系统使用的示例性邻近头的侧视图。
图5A表示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头。
图5B表示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头的截面图。
图6A图示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头。
图6B图示根据本发明的一个实施例的邻近头的处理表面。
图6C表示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头的处理表面近视图。
图6D表示粘贴到主体上以形成根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头的设备板(facilities plate)。
图6E图示根据本发明的一个实施例的邻近头的截面图。
图7图示根据本发明的一个实施例的示例性晶片处理操作多重弯液面邻近头的截面图。
图8图示根据本发明的一个实施例的包括矩形弯液面的多重弯液面邻近头。
图9表示根据本发明的一个实施例的具有长方形流体弯液面的多重弯液面邻近头。
图10A图示根据本发明的一个实施例具有流体入口的邻近头的侧视图。
图10B表示根据本发明的一个实施例的邻近头的处理区域的正视图。
图10C图示根据本发明的一个实施例的具有形成在操作期间通过邻近头形成的弯液面的部分的导管的邻近头显示区域。
图10D表示根据本发明的一个实施例的晶片处理系统的宏观图。
图11A表示根据本发明的一个实施例的从多个流体入口供应流体的邻近头。
图11B表示根据本发明的一个实施例的通过图11A的邻近头在晶片上形成的流体弯液面。
图11C表示根据本发明的一个实施例的操作中的邻近头，这里开启多个异形流动流体入口的一部分。
图11D图示根据本发明的一个实施例的由具有图11C中示出的异形流动流体入口的构造的邻近头形成的弯液面。
图11E图示根据本发明的一个实施例的如图11D中讨论的操作中的邻近头，其中该区域示出具有各自关闭的流体流动控制器件的流体入口，和示出该区域具有各自开启的流体流动控制器件的流体入口。
图11F表示根据本发明的一个实施例的图示另一示例性弯液面的产生的操作邻近头。
图11G图示根据本发明的一个实施例的没有形成弯液面的邻近头。
图11H表示根据本发明的一个实施例的在晶片上已经形成的流体弯液面。
图12A表示根据本发明的一个实施例的产生多种类型弯液面的邻近头。
图12B表示根据本发明的一个实施例的邻近头，其中多数流体流动控制器件404′使第二流体代替第一流体流动。
图13A表示根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头的顶视图。
图13B表示根据本发明的一个实施例的处理晶片的顶表面和底表面的双邻近头的侧视图。
图13C表示根据本发明的一个实施例的如图13A中示出的邻近头宽度侧视图的位置(viewpoint)。
图14A表示根据本发明的一个实施例的能够产生大致圆形弯液面的邻近头。
图14B表示根据本发明的一个实施例的沿在晶片下侧操作的邻近头中的圆形区域径向的侧面剖视图。
图14C图示根据本发明的一个实施例的如图14B中示出为了处理晶片108的顶表面的位置上的类似结构。
图15图示根据本发明的一个实施例的同心流体弯液面方式(management)。
具体实施方式
本发明公开了用于处理衬底的方法和设备。在下面的描述中，给出许多特定细节以提供本发明的全面理解。然而，本领域的任一普通技术人员可以理解，本发明可以不通过这些特定细节中的某些或全部而实施。其它情形中，为了不使本发明不必要地模糊，没有具体描述公知的处理操作。
虽然已经根据几个优选实施例描述了本发明，但是应当意识到一旦本领域技术人员阅读了前面的说明和研究了附图将能够实施各种变形、添加、置换和其等价物。因此意味着本发明包括落入本发明的真实精神和范围内的所有这些变形、添加、置换和等价物。
以下的图图示了示例性晶片处理系统的实施例，其使用具有流入源进口的异形流动的邻近头从而产生一个或多个特定形状、尺寸和位置的流体弯液面。在另一个实施例中，流入源进口的流体和从源出口流出的流体都可操纵。可使用这种技术以进行任何合适类型的晶片操作类型组合，诸如，如烘干、蚀刻、电镀等。应当意识到这里描述的系统和邻近头实际上是示例性的，并且可以采用能够使如这里描述的相接触的两个或更多弯液面产生和运动的任何其它合适类型的构造。
在示出的实施例中，根据采用的实施例邻近头可以移动或静止不动。在一个实施例中，邻近头可以静止不动，并且通过控制从源进口施加到晶片的流体可以产生或者除去流体弯液面的一部分。因此，根据邻近头尺寸和晶片尺寸，可以不必运动用于晶片处理的邻近头。在另一个实施例中，邻近头可以静止不动但晶片可移动。在另一个实施例中，邻近头可以从晶片的中心部分向晶片的边缘以线性方式移动。应当意识到其它实施例可以采用邻近头从晶片的一个边缘向晶片的直径相对的另一边缘以线性方式移动，或者可以采用其它非线性运动，诸如，如径向运动、圆周运动、螺旋运动、锯齿运动、随机运动等。而且，该运动也可以是使用者想要的任一合适的特定运动形式。而且，在一个实施例中，晶片可以转动和邻近头以线性方式移动，从而邻近头可以处理晶片的所有部分。还应当理解可以采用其它实施例，其中晶片不转动而邻近头构造为在晶片上以能够处理晶片所有部分的方式移动。
而且，可以采用这里描述的邻近头和晶片处理系统，来处理任选形状和尺寸的衬底，诸如，如200mm晶片、300mm晶片、平板等。而且，邻近头的尺寸且随之弯液面的尺寸可以变化。在一个实施例中，邻近头的尺寸和弯液面的尺寸可以大于要处理的晶片。在这一实施例中，通过产生和切断弯液面的某些部分，弯液面可以处理晶片的部分或全部。在另一个实施例中，邻近头和弯液面的尺寸可以小于要处理的晶片。此外，这里讨论的弯液面可以用于其它形式的晶片处理技术，诸如，如擦拭、平版印刷、megasonics等。
应当意识到这里描述的系统实际上仅仅是示例性的，这里描述的邻近头可以用在任一合适的系统中，诸如，如上边提到的美国专利申请中所表述的。还应当意识到图2-4B描述了单个弯液面的形成并且因此这里描述的处理变量(如流速、尺度等)可以不同于用于描述图5A-9中描述的多重弯液面邻近头的处理变量，或者用于产生图10-15中描述的弯液面部分的处理变量。无论如何，应当理解流入邻近头的流体的控制和操纵可通过任选合适的邻近头构造来操控，从而产生任选合适类型的流体弯液面。
图2表示根据本发明的一个实施例的晶片处理系统100。系统100包括辊子102a和102b，其可以支持和/或转动晶片以确保晶片表面被处理。系统100还包括邻近头106a和106b，在一个实施例中，其分别粘贴在上臂104a和下臂104b上。在一个实施例中，邻近头106a和/或106b可以是这里进一步详述中描述的任选合适的邻近头。邻近头106a和106b可以产生单一弯液面或可以产生多重弯液面。因此，在一个实施例中邻近头106a和106b可以是单弯液面邻近头或多弯液面邻近头或两者组合，其中邻近头106a和106b之一是单弯液面邻近头，另一个是多弯液面邻近头。这里描述的术语“多重-弯液面邻近头”是能够产生一个或多个流体弯液面的邻近头。在多重-弯液面邻近头的一个实施例中，第一流体弯液面基本上被第二流体弯液面包围，在另一个实施例中，第一流体弯液面位于与第二流体弯液面并排的位置。邻近头可以是任一种可以产生流体弯液面的合适设备。上臂104a和下臂104b可以是能使邻近头106a和106b沿着晶片径向大致线性运动(或者在另一个实施例中略弧状运动)的组件的部分。在另一个实施例中，组件可以使邻近头106a和106b以任选合适的使用者限定的运动方式移动。
在一个实施例中，臂104构造为紧密靠近晶片地将邻近头106a支持在晶片的上方和将邻近头106b支持在晶片的下方。例如，在一个示例性实施例中可通过具有以垂直方式可移动的上臂104a和下臂104b来实现，因此一旦邻近头水平移动到开始晶片处理的位置，邻近头106a和106b能够垂直移动到接近晶片的位置。在另一个实施例中，上臂104a和下臂104b可构造为在一个位置开始邻近头106a和106b，在该位置处处理之前产生弯液面，并且已经在邻近头106a和106b之间产生的弯液面可移动到要从晶片108的边缘区域处理的晶片表面上。因此，上臂104a和下臂104b可构造为任选合适的方式，从而能够移动邻近头106a和106b以保证这里描述的晶片处理。应当意识到系统100可构造为任选合适的方式，只要可以紧密靠近晶片移动邻近头以产生和控制在一个实施例中为彼此同心的一个或多个弯液面。还应当理解紧密靠近可以是距离晶片任选合适的距离，只要可以保持弯液面。在一个实施例中，邻近头106a和106b(也可以是这里描述的任选其它邻近头)均可位于距离晶片约0.1mm和约10mm之间的位置，从而在晶片表面产生流体弯液面。在优选实施例中，邻近头106a和106b(也可以是这里描述的任选其它邻近头)均可位于距离晶片约0.5mm和约2.0mm之间的位置，从而在晶片表面产生流体弯液面，在更优选的实施例中，邻近头106a和106b(也可以是这里描述的任选其它邻近头)均可位于距离晶片约1.5mm的位置，从而在晶片表面产生流体弯液面。
在一个实施例中，系统100、臂104构造为可使邻近头106a和106b从晶片处理的部分向未处理的部分移动。应当意识到臂104可以以能使邻近头106a和106b运动从而如所希望的处理晶片的任选合适方式移动。在一个实施例中，可通过马达推动臂104来沿着晶片表面移动邻近头106a和106b。应当理解即使示出了具有邻近头106a和106b的晶片处理系统100，但是可以采用任选合适数目的邻近头，诸如，如1、2、3、4、5、6等。晶片处理系统100的邻近头106a和/或106b也可以通过例如这里描述的任选邻近头所示的任选尺寸和形状。这里描述的不同构造在邻近头和晶片之间产生流体弯液面。可以跨过晶片移动流体弯液面以通过向晶片表面施加流体和从表面除去流体来处理晶片。在这种方式中，根据施加到晶片上的流体，可以完成清洗、烘干、蚀刻和/或电镀。而且，第一流体弯液面可以进行一种类型的操作，并且至少部分包围第一流体弯液面的第二流体弯液面可进行与第一流体弯液面相同的操作或不同的晶片处理操作。因此邻近头106a和106b能具有这里所示的任选多种类型的构造或其它能进行这里描述的处理的构造。还应当意识到系统100可以处理晶片的一个表面或晶片的顶表面和底表面。
而且，除了处理晶片的顶和/或底表面之外，系统100还可构造为采用一种类型的工艺(如蚀刻、清洗、烘干、电镀等)处理晶片的一侧和通过输入和输出不同类型的流体或通过使用不同构造的弯液面采用相同的工艺或不同类型的工艺处理晶片的另一侧。邻近头还能构造为除了处理晶片的顶和/或底之外还处理晶片的斜边缘。这可通过将处理斜边缘的弯液面移动离开晶片边缘(或到之上)来实现。还应当理解邻近头106a和106b可以是相同类型的设备或不同类型的邻近头。
可以通过辊子102a和102b以任选合适的方向支持和转动晶片108a，只要该方向使得所需的邻近头紧密接近要处理的晶片108部分。在一个实施例中，辊子102a和102b顺时针方向转动从而逆时针方向地转动晶片108。应当理解辊子可以根据所需的晶片转动顺时针或逆时针方向转动。在一个实施例中，通过辊子102a和102b赋予晶片108的转动用于将还未被处理的晶片区域移动至密切接近邻近头106a和106b。然而，转动自身并不烘干晶片或将流体移动到朝向晶片边缘的晶片表面上。因此，在一个示例性晶片处理操作中，经过邻近头106a和106b的线性运动和经过晶片108的转动，晶片未处理的区域出现于邻近头106a和106b。晶片处理操作自身可以由至少一个邻近头执行。进而，在一个实施例中，晶片108处理的部分会从晶片108的中心区域向边缘区域以作为处理操作工艺的螺旋运动扩展。在另一个实施例中，当邻近头106a和106b从晶片108的外周向晶片108的中心移动时，晶片108处理的部分将从晶片108的边缘区域向晶片108的中心区域以螺旋运动扩展。
在一种示例性处理操作中，应当理解可以构造邻近头106a和106b以烘干、清洗、蚀刻和/或电镀晶片108。在一个示例性烘干实施例中，可以构造至少一个第一进口以输入去离子水(DIW)(还公知作为DIW进口)，可以构造至少一个第二进口以输入气相的包含异丙醇(IPA)的N2载气(还公知作为IPA进口)，并且构造至少一个出口以通过施加真空从晶片和特定邻近头之间的区域除去流体(还公知作为真空出口)。应当意识到虽然在某些示例性实施例中使用了IPA蒸气，但是可以采用任何其它类型的蒸气，诸如，如可与水混合的氮气、任一合适的酒精蒸气、有机化合物、挥发性化学药品等。
在一个示例性清洗实施例中，清洗溶液可代替DIW。用蚀刻剂代替DIW可以进行示例性蚀刻实施例。而且，根据所需的处理操作可将其它类型的溶液输入第一进口和第二进口。
应当意识到位于邻近头正面上的进口和出口可以是任选合适的构造，只要可以利用这里描述的稳定弯液面。在一个实施例中，至少一个N2/IPA蒸气进口邻近至少一个真空出口，其依次邻近至少一个处理流体进口以形成IPA-真空-处理流体方向。这种构造可以产生至少部分包围内侧弯液面的外侧弯液面。而且，经具有处理流体-真空方向的构造可以产生内侧弯液面。因此，第二流体弯液面至少部分包围第一流体弯液面的示例性实施例可通过下面进一步描述的IPA-真空-第二处理流体-真空-第一处理流体-真空-第二处理流体-真空-IPA方向而产生。应当意识到根据所需的晶片处理可以采用其它类型的方向组合，诸如IPA-处理流体-真空、处理流体-真空-IPA、真空-IPA-处理流体等，并且寻求增强何种类型的晶片处理机制。在一个实施例中，采用这里描述的IPA-真空-处理流体方向形式以机敏和有力地产生、控制和移动位于邻近头和晶片之间要处理晶片的弯液面。如果保持上述方向或任何其它能产生流体弯液面的合适的方向，可以任何形式布置处理流体入口、N2/IPA蒸气进口和真空出口。例如，除N2/IPA蒸气进口、真空出口和处理流体进口之外，在另外的实施例中，可以根据所需的邻近头构造具有另外组的IPA蒸气进口、处理流体进口和/或真空出口。应当意识到进口和出口方向的精确构造可根据应用而变化。例如，IPA进口、真空和处理流体进口位置之间的距离可变化，从而距离一致或距离不一致。而且，根据邻近头106a的尺寸、形状和构造以及所需的处理弯液面尺寸(即弯液面形状和尺寸)，IPA进口、真空和处理流体进口位置之间的距离在幅度上可以不同。而且，在上面提到的美国专利申请的描述中可以找到示例性的IPA-真空-处理流体方向。
在一个实施例中，邻近头106a和106b定位可分别紧密接近晶片108的顶表面和底表面，并且可以采用下面进一步具体描述的IPA(任选的)和处理流体进口和真空出口易产生与晶片108相接触的、能够处理晶片108的顶表面和底表面的晶片处理弯液面。大致同时输入IPA和处理流体，可以紧密接近晶片表面施加真空以除去IPA蒸气、处理流体和/或在晶片表面上的流体。应当意识到虽然在示例性实施例中使用了IPA，可以采用任何其它合适类型的蒸气，诸如，如可与水溶解的氮气、任选合适的酒精蒸气、有机化合物、hexanol、乙二醇一乙醚、丙酮等。这些流体还可以是公知的表面张力改变(例如减小)流体。还应当意识到根据邻近头106的构造，可以不需要IPA进口和仅将处理流体应用到晶片并且处理流体的除去会产生稳定的流体弯液面。在邻近头和晶片之间区域的处理流体部分是弯液面。应当意识到这里使用的术语“输出”指从晶片108和特定邻近头之间的区域除去流体，并且术语“输入”是将流体导入晶片108和特定邻近头之间的区域。在另一个实施例中，邻近头106a和106b可以在晶片108上方扫描，并且在轻微弧形移动的臂的末端移动。
图3图示根据本发明的一个实施例的进行晶片处理操作的邻近头106。图3-4B表示产生基础弯液面的方法，而图5A-15讨论用于产生多个合成弯液面构造的设备和方法。图10-15表示到进入邻近头的输入能改变进入邻近头的源进口的流体输入的实施例。在一个实施例中，邻近头106移动并紧密接近晶片108的顶表面108a以进行晶片处理操作。应当意识到也可使用邻近头106以处理(例如清洗、烘干、电镀、蚀刻等)晶片108的底表面108b。在一个实施例中，转动晶片108从而邻近头106沿着头的运动以线性方式移动并且处理顶表面108a。通过经过进口302应用IPA310、经过出口304应用真空312和经过进口306应用处理流体314，可以产生弯液面116。应当意识到图3中示出的进口/出口方向实际上仅仅是示例性的，并且可以使用任何其它可以产生稳定流体弯液面的合适的进口/出口方向。
图4A图示根据本发明的一个实施例的可通过邻近头106a进行的晶片处理操作。虽然图4A示出了被处理的顶表面108a，但应当意识到晶片处理可以以用于晶片108的底表面108b大致相同的方式来完成。在一个实施例中，可使用进口302向晶片108的顶表面108a应用异丙醇蒸汽(IPA)，并且可以使用进口306向晶片108的顶表面108a应用处理流体。而且，可以使用出口304向紧密接近晶片表面的区域应用真空以除去存在于或靠近顶表面108a上的流体或蒸汽。如上所述，应当意识到只要可以形成弯液面116，就可以使用任何合适的进口和出口组合。IPA可以是任何合适的形式，诸如，如IPA蒸汽，其中通过使用N2气体输入气态的IPA。而且，可以使用可以确保或增强晶片处理的用于处理晶片的任选合适的流体(例如清洗流体、烘干流体、蚀刻流体、电镀流体等)。在一个实施例中，经过进口302提供IPA流入物310，经过出口304应用真空312，并且经过进口306提供处理流体流入物314。因此，如果流体膜留在晶片108上，则第一流体压力可通过IPA流入物310施加于晶片表面，第二流体压力通过处理流体流入物314施加于晶片表面，第三流体压力通过真空312施加从而除去晶片表面上的处理流体、IPA和流体膜。
因此，在晶片处理的一个实施例中，当处理流体流入物314和IPA流入物310向晶片表面上施加时，晶片表面上的流体(如果有)与处理流入物314混合在一起。同时，施加于晶片表面的处理流体流入物314遇到IPA流入物310。IPA与处理流体流入物314形成界面118(还公知作为IPA/处理流体界面118)，并且随同真空312一起辅助除去处理流体流入物314及任何其它形成在晶片108表面的流体。在一个实施例中，IPA/处理流体界面118减小了处理流体的表面张力。在操作中，向晶片表面施加处理流体并通过出口304应用的真空几乎将其立即连同晶片表面上的流体一起除去。向晶片表面施加一段时间的处理，在邻近头和晶片表面之间的区域上的残留物和晶片表面上的任何流体一起形成弯液面116，其中弯液面116的边界为IPA/处理流体界面118。因此，弯液面116是被施加到表面的和几乎同时与晶片表面上的任何流体一起被除去的恒定流量的流体。从晶片表面非常迅速地除去处理流体避免了要烘干的晶片表面区域上流体小滴的形成，从而在根据操作(如蚀刻、清洗、烘干、电镀等)实现了处理流体的目的之后减小了晶片108上存在污染物的可能性。向下注入IPA的压力(由IPA的流速引起)还有助于限制弯液面116。应当理解在某些构造中，IPA或表面张力减小流体仅仅是随意施加的并且可以采用不使用IPA的实施例。
在一个实施例中，包含IPA的N2载气的流速可有助于引起处理流体移出或者推离邻近头和晶片表面之间的区域并进入可通过流体从邻近头输出的出口304(真空出口)。注意推动处理流体流动不是工艺的需要而可以用于最优化弯液面边界控制。因此，当IPA和处理流体被推进出口304时，由于气体(例如空气)与液体一起被推进出口304，所以构成IPA/处理流体界面118的边界是不连续的边界。在一个实施例中，当来自出口304的真空推动晶片表面上的处理流体、IPA和流体时，进入出口304的流动是不连续的。这种流动不连续性类似于在流体和气体组合物上施加真空时流体和气体经由管道被推出。因此，当邻近头106a移动时，弯液面和邻近头一起移动，并且先前弯液面占据的区域由于IPA/处理流体界面118的运动而被烘干。还应当理解可以根据所需要的设备构造和弯液面尺寸及形状而采用任选合适数目的进口302(随意的)、出口304和进口306。在另一个实施例中，液体流速和真空流速可使进入真空出口的整体液体流动是连续的，从而没有气体流入真空出口。
应当意识到只要能够保持弯液面116，N2/IPA、处理流体和真空就可以采用任选合适的流速。在一个实施例中，经过一组进口306的处理流体的流速在约25ml/分钟和约3000ml/分钟之间。在一个优选实施例中，经过一组进口306的处理流体的流速约为800ml/分钟。应当理解流体的流速可根据邻近头的尺寸改变。在一个实施例中，稍大的头可以具有稍小的头更大的流速。在一个实施例中，这会由于稍大的邻近头具有更多的进口302和306、出口304而发生。
在一个实施例中，经过一组进口302的N2/IPA蒸汽的流速在约1升/分钟(SLPM)到约100SLPM之间。在一个优选实施例中，IPA流速在约6和20SLPM之间。
在一个实施例中，经过一组出口304的真空的流速在约10标准立方英尺/小时(SCFH)到约1250SCFH。在一个优选实施例中，经过一组出口304的真空的流速约为350SCFH。在一个示例性实施例中，采用流量计来测量N2/IPA、处理流体和真空的流速。
应当意识到可以使用弯液面根据采用的处理流体来进行任选合适类型的晶片处理操作。例如，可以使用清洗流体，诸如，如SC-1、SC-2等，作为处理流体而进行晶片清洗操作。以相似的方式，可以采用不同的流体和可以采用类似的进口和出口构造，从而晶片处理弯液面还可以蚀刻和/或电镀晶片。在一个实施例中，可以使用蚀刻流体，诸如，如HF、EKC专用溶液、KOH等来蚀刻晶片。在另一个实施例中，可以结合电流输入导入电镀流体，诸如，如硫酸铜、氯化金、硫酸银等。
图4B图示了根据本发明的一个实施例的用于双晶片处理系统的示例性邻近头106a和106b的侧视图。在这个实施例中，通过使用进口302和306输入N2/IPA和连同出口304一起分别处理以提供真空，可以产生弯液面116。而且，在进口306与进口302相对的一侧上，可以有一个出口304以除去处理流体和保持弯液面116完整。如上所述，在一实施例中，在使用出口304施加真空312时，进口302和306可以分别用于IPA流入物310和处理流体流入物314。而且，在更多的实施例中，邻近头106a和106b可以是上面提到的美国专利中示出的构造。与弯液面116接触的任选合适的表面，诸如，如晶片108的晶片表面108a和108b，可以通过进入和离开表面的弯液面116的运动而进行处理。
图5A-10示出其中第一流体弯液面至少部分被至少第二流体弯液面所包围的示例性邻近头。应当意识到可以产生第一流体弯液面和/或第二流体弯液面以进行任何合适类型的衬底/晶片处理操作，诸如，如平版印刷、蚀刻、电镀、清洗和烘干。根据所需的衬底处理操作，第一流体弯液面和第二流体弯液面可以是任选合适的形状和尺寸。在这里描述的特定实施例中，第一流体弯液面和第二流体弯液面是同心的，其中第二流体弯液面包围第一流体弯液面，并且第一流体弯液面和第二流体弯液面构成了连续的流体连接。因此，在流体弯液面处理衬底之后，第一流体弯液面处理的晶片部分立刻被第二流体弯液面处理而基本上不与大气接触。应当意识到根据所需的操作，在一个实施例中，第一流体弯液面可以接触第二流体弯液面，而在另一个实施例中，第一流体弯液面不与第二弯液面直接接触。
图5A示出根据本发明的一个实施例的多重-弯液面邻近头106-1。多重-弯液面邻近头106-1包括多个能向晶片表面供应第一流体的源进口306a。然后通过经多个源出口304a应用真空从晶片表面除去第一流体。因此，通过位于多重弯液面邻近头106-1上的处理表面的第一流体弯液面区域402内部的导管产生第一流体弯液面。
多重弯液面邻近头106-1还可以包括多个能向晶片表面供应第二流体的源进口306b。然后通过经多个源出口304b应用真空从晶片表面除去第二流体。在一个实施例中，通过多个源出口304a还可以再除去第一流体同时除去部分第二流体。在一个实施例中，由于出口304a除去了经源进口306a和306b供应至晶片的液体，所以多个源出口304a可以称作一相流体除去导管。而且，由于出口304b除去了来自源进口306b的第二流体和流体弯液面外侧的大气，所以多个源出口304b可以称作二相除去导管。因此，在一个实施例中，出口306b除去流体和气体，而出口306a仅除去了流体。结果，通过位于多重弯液面邻近头106-1上的处理表面的第二流体弯液面区域404内部的导管产生了第二流体弯液面。
任选的，多重弯液面邻近头106-1可以包括多个能向晶片表面供应第三流体的源进口302。在一个实施例中，第三流体可以是能减小由于向晶片表面应用第二流体而形成的第二弯液面的液体/大气边界的表面张力的表面张力减小流体。
而且，多重弯液面邻近头106-1(或这里讨论的任选其它邻近头)的处理表面(如具有导管的多重-弯液面邻近头)的表面区域可以是任选合适的表面状况，诸如，如平的、凸起的、凹下的。在一个实施例中，多重弯液面邻近头106-1的处理表面可以具有基本上平滑的表面。
图5B示出根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头106-1的剖面图。多重弯液面邻近头106-1能够经由多个源进口306a供应第一流体和经由多个源出口304a除去第一流体。第一流体弯液面116a位于大致被多个源出口304a包围的区域下方。多重弯液面邻近头106-a还能经由多个源进口306b供应第二流体和经由第二流体弯液面一侧的多个源出口304a和另一侧上的304b除去第二流体。在一个实施例中，多个源进口302可以提供第三流体，降低构成第二流体弯液面116b的流体的表面张力。多个源进口302可以是任选的角度来更好的限定第二流体弯液面116b。
图6A图示根据本发明的一个实施例的多重-弯液面邻近头106-2。在一个实施例中，邻近头106-2包括设备板454和主体458。应当意识到只要可以产生这里描述的第一流体弯液面和第二流体弯液面，邻近头106-2就可以包括任选合适数目和/或类型的片。在一个实施例中，设备板454和主体458可以栓在一起，或者在另一个实施例中，可以通过粘结剂粘贴设备板454和主体458。设备板454和主体458可以根据用户所需的应用和操作由相同材料或不同材料制成。
邻近头106-2可以包括处理表面458，其包括可以向晶片表面提供流体和可以从晶片表面除去流体的导管。在一个实施例中，处理表面458可以提高到由提高区域452所示的表面453之上。应当意识到处理表面458可以不必提高，并且表面458可以基本上与邻近头106-2面对被处理的晶片表面的表面453共面。
图6B图示根据本发明的一个实施例的邻近头106-2的处理表面458。在一个实施例中，处理表面458是邻近头106-2产生流体弯液面的区域。处理表面458可以包括任选合适数目和类型的导管，从而可以产生第一流体弯液面和第二流体弯液面。在一个实施例中，处理表面458包括流体进口306a、流体出口304a、流体进口306b、流体出口304b和流体进口302。
流体进口306a可以向晶片表面提供第一流体，和流体进口306b可以向晶片表面提供第二流体。而且流体出口304a可以通过提供真空从晶片表面除去第一流体和部分第二流体，流体出口304b可以通过提供真空从晶片表面除去部分第二流体，流体进口302可以提供能降低第二流体的表面张力的流体。第一流体和/或第二流体可以是能够执行任选一种平板印刷操作、蚀刻操作、电镀操作、清洗操作、冲洗操作和烘干操作的任选合适的流体。
图6C示出根据本发明的一个实施例的多重-弯液面邻近头106-2的处理表面458的近视图。在一个实施例中，处理表面458包括第一流体弯液面区域402，其包括流体进口306a和流体出口304b。处理表面458还包括第二流体弯液面区域404，其包括流体入口306b、流体出口304b和流体进口302。因此，第一流体弯液面区域402能够产生第一流体弯液面，而第二流体弯液面区域404可以产生第二流体弯液面。
图6D示出根据本发明的一个实施例粘贴到主体456形成多重-弯液面邻近头106-2的设备板454。与流体进口306a、304a和302对应的沟道从设备板454向多重-弯液面邻近头106-2的主体456供应流体，与流体出口306b和304b对应的沟道从主体456向设备板454除去流体。在一个实施例中沟道506a、504a、506b、504b和502对应于流体进口306a、流体出口306b、流体进口304a、流体出口304b和流体进口302。
图6E图示根据本发明的一个实施例的邻近头106-2剖面图。如参照图6D描述的，沟道506a、506b和502可以分别向流体入口306a、306b和302供应第一流体、第二流体和第三流体。而且沟道504a可以从流体出口304a除去第一流体和第二流体的组合物，沟道504b可以从出口304b除去第二流体和第三流体的组合物。在一个实施例中，第一流体是能够在晶片表面进行任选合适的操作，诸如，如蚀刻、平板印刷、清洗、冲洗和烘干的第一处理流体。第二流体是可以与第一流体相同或不同的第二处理流体。如同第一流体，第二流体是诸如，如能够执行蚀刻、平板印刷、清洗、冲洗和烘干的任选合适类型的处理流体。
图7图示根据本发明的一个实施例的示例性晶片处理操作中的多重-弯液面邻近头的剖面示意图。虽然图7示出了晶片108被处理的顶表面，但本领域技术人员应当意识到可以通过这里描述的晶片108的顶表面上的任选邻近头和这里描述的晶片108的底表面上的任选邻近头同时处理晶片108的顶表面和底表面。在一个实施例中，经过流体入口306a向晶片108提供第一晶片处理化学药品。在第一晶片处理化学药品处理晶片表面之后，经过流体出口304a从晶片表面除去第一晶片处理化学药品。第一晶片处理流体可以形成多重-弯液面邻近头106-2和晶片108之间的第一流体弯液面116a。在一个实施例中，经过流体进口306b向晶片表面供应第二处理流体，诸如，如去离子水(DIW)。
如上所述，第二处理流体可以是能够在晶片表面上完成所需操作的任选合适的流体。在DIW处理晶片表面之后，经过源出口304a和304b从晶片表面除去DIW。多重-弯液面邻近头106-2和晶片表面之间的DIW形成第二流体弯液面116b。
在一个实施例中，可以随意地从源进口302向晶片表面供应表面张力减小流体，诸如，如氮气气体中的异丙醇蒸汽，以保持第二流体弯液面116b的液体/气体边界稳定。在一个实施例中，第二流体弯液面116b大致包围第一流体弯液面116a。在这种方式中，在第一流体弯液面116a处理晶片表面之后，第二流体弯液面116b几乎立即在第一流体弯液面116a处理过的晶片表面部分上开始操作。因此，在一个实施例中第二流体弯液面116b形成围绕第一流体弯液面116a的同心环。应当意识到第一流体弯液面116a可以是任选合适的几何形状，诸如圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、四边形等。第二流体弯液面116b可构造为至少部分包围无论为何种形状的第一流体弯液面116a。如上所述应当意识到，第一流体弯液面116a和/或第二流体弯液面116b可以根据所需的晶片处理操作采用任选合适的流体。
应当意识到为了产生稳定的流体弯液面，经源进口306a输入第一流体弯液面的第一流体量应大致等于经源出口304a除去的第一流体量。经源进口306b输入第二流体弯液面的第二流体量应大致等于经源出口304a和304b除去的第二流体量。在一个实施例中，通过邻近头106-2距离晶片108的距离480确定流体的流速。应当意识到只要能够保持和以稳定的方式移动弯液面，距离480就可以是任选合适的距离。在一个实施例中，距离480可以在50微米和5mm之间，并且在另一个实施例中为0.5mm到2.5mm。优选地，距离480约在1mm和1.5mm之间。在一个实施例中距离480约为1.3。
图7中示出的流体的流速可以是能够产生第一流体弯液面和大致包围第一弯液面的第二流体弯液面的任选合适的流速。根据第一流体弯液面和第二流体弯液面之间所需的区别，流速可以不同。在一个实施例中，源进口306a可以约600cc/分钟的流速供应第一流体，源进口304a可以约900cc/分钟的流速供应第二流体，源出口306a可以约1200cc/分钟的流速除去第一流体和第二流体，和源出口304b可以约300cc/分钟的流速除去第二流体和大气(如果这种表面张力减小流体供应到晶片表面，则其包括一些N2中的IPA蒸汽)。在一个实施例中，经过源出口304的流体的流速可以等于经过源进口306a的流体的流速的两倍。经过源进口306b的流体的流速可以等于经过源进口306a的流速加上300。本领域技术人员应当意识到，根据处理面积和/或这里描述的邻近头的构造，可以改变源进口306a、306b和源进口304a、304b的特定的流速关系。
图8图示根据本发明的一个实施例的包括矩形弯液面的多重-弯液面邻近头106-4。在这个实施例中，多重-弯液面邻近头106-4包括由弯液面116c包围的正方形弯液面116a′，弯液面116c依次被外侧的流体弯液面116b′包围。本领域技术人员应该意识到，可以通过改变这里描述的进口/出口的构造来产生弯液面116a′、116c和116b′。在一个实施例中，可以构造源进口306a、306c和306b以向晶片提供第一流体、第二流体和第三流体。而且可以构造源出口304a、304c和304b以分别除去(通过真空)第一流体和第二流体、第二流体和第三流体、和第三流体和大气。而且可以随意地采用源进口302以向第三流体弯液面的外侧部分供应表面张力减小流体。
本领域技术人员应当意识到，参照图8描述的各个流体弯液面116a′、116b′和116c可以在晶片表面执行任选合适的操作，诸如，如蚀刻、清洗、平板印刷、冲洗、烘干等。
图9示出根据本发明的一个实施例的具有长方形(oblong)流体弯液面的多重-弯液面邻近头106-5。在一个实施例中，流体弯液面116a两侧(一个实施例中长度方式)被流体弯液面116c-1、116c-2包围，其中流体弯液面116c-1、116c-依次被流体弯液面116b-1和116b-2所包围。应当意识到图9中示出的各个流体弯液面可以在晶片表面上进行任选合适的操作，诸如，如蚀刻、清洗、平版印刷、冲洗、烘干等。还应当意识到可以以与这里描述的方法和设备相一致的任选合适的方法产生示出的弯液面。
图10-16图示其中流体输入邻近头的示例性实施例，邻近头包括流动控制机构，其能够改变流入邻近头中限定的源进口306的流体流量，并因此可以改变从源进口流入邻近头和晶片之间的区域的流体流量。经过通过使用能改变来自邻近头的流体流量的流动控制机构还能够控制连接到邻近头的源出口304的流体出口的流体流量。应当意识到流动控制机构可以是能够改变流体流量的任选合适的器件。在一个实施例中，流动控制机构可以是能开启或关闭的阀。在另一个实施例中，阀可以是能够改变流速从零到经过特定尺寸入口可获得的最大流量的任选实施数目的组。流动控制机构可以包括在任一流体入口中或者流动控制机构可以操纵多个流体入口的流动。
在一个实施例中，还可以通过使用流动控制机构改变从邻近头经过流体出口供应的真空。因此，至少一个源进口和至少一个源进口可以具有可操纵和可控制的流体流量。在一个实施例中，通过改变经过任一源进口/出口的流量，邻近头构造为使得每次分段地形成和除去流体弯液面，或者可以逐步地产生或除去这些段直至形成所需的形状或尺寸。这可以通过调整对应于特定弯液面段的各个源进口/出口的流体流量来完成。在另一个实施例中，可以操纵进入邻近头的流体和流出邻近头的流体一起控制流体弯液面段。还应当理解用于一个或多个流体入口/出口的流体流动控制机构可以位于流体供应或除去器件中，诸如，如流体歧管(fluid manifold)。还应当意识到流体流动控制机构还可以位于各个源进口/出口内部。
应当意识到在下面附图中的邻近头106的侧视图中，为了更清楚地示出流体输入进入到源进口306，而没有示出源出口304和源进口302。
图10A图示根据本发明的一个实施例的具有流体入口的邻近头106-6的侧视图。在一个实施例中，多个源进口306的每一个连接到对应的多个流体出口402中的每一个。应当意识到可以通过使用流体流动控制器件404独立控制从多个流体入口中的一个或多个进入到源进口306的流体输入。在一个实施例中，如图10A所示，多个流体入口的每一个包括流体流动控制器件404。应当意识到流体流动控制器件404可以是能够控制流体流量的任选合适的器件，诸如，如阀、夹闭器件、门、插塞、流体限流器、节流门、球阀等。在一个实施例中，流体流动控制器件404可以是能够开启或关闭或设置任选合适的分流的阀。因此，在一个实施例中，通过控制经过多个可变流量流体入口402中的每一个分别进入到多个源进口306中每一个的流体流量，可以开启或关闭由对应的每个源进口306控制的流体弯液面的段。
还应当理解还可以使用流体出口，流体出口可以除去来自对应的多个源出口304中的每一个的流体。而且，流体流动控制机构还可以控制经过流体出口的流体流动，从而控制从弯液面经连接至流体出口的相应的源出口除去的流体。
在一个实施例中，当要产生所需的流体弯液面段时，可以开启和设置流体流动控制器件使得经源进口306的流速在35-55毫升/分钟/进口。源进口304可以距离源出口306约0.125英寸-约0.5英寸之间。而且，源进口302(如果用到)位于距离源进口306约0.625英寸-约0.125英寸之间。这些参数可以应用于这里描述的任选合适的邻近头106。应当意识到这里描述的工艺变量可根据所需的晶片处理条件和/或操作而合适地改变。
图10B示出根据本发明的一个实施例的邻近头106-6的处理区域的正视图。处理区域是邻近头106-6的一部分，其中在操作中邻近头106-6的导管在晶片表面上产生流体弯液面。邻近头106-6的处理区域可以包括多个可以是源进口302和306和源出口304的导管。在一个实施例中，处理区域包括区域440、442和444。多个源进口306存在的区域由区域444示出。多个源进口306由包括多个源出口304的区域442包围。多个源出口304可被包括多个源出口302的区域440包围或与其邻接。如上所述，多个源进口306可向邻近头106-6的正面和晶片108之间的区域供应处理流体。多个源出口304可以除去来自邻近头106-6的正面和晶片108之间的区域构成弯液面的流体部分。在一个实施例中，多个源进口306的每一个可以接收来自多个流体入口402的每一个的流体。应当意识到图10B中图示的导管图案实际上仅仅是示意性的，并且只要一个或多个导管可以独立控制由流体流动控制机构控制的流体流量，可以使用任何合适的能够产生流体弯液面的导管图案。
图10C图示根据本发明的一个实施例的具有导管的邻近头106-6示出区域448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470和472的邻近头106-6，该导管在操作期间形成由邻近头106-6形成的弯液面段。在一个实施例中，可以各自的操控每个区域448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470和472内部的源进口306、源出口304和源进口302。以这种方式流入和流出各个区域448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470和472的流体可以独立地开启或关闭，从而产生或除去对应于区域448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470和472的流体弯液面段。还应当意识到可以通过一组进口(超过一个)和一组出口(超过一个)产生流体弯液面段。而且，进口组可以具有相应的流体入口，并且出口组可以具有相应的流体出口。
图10D示出根据本发明的一个实施例的晶片处理系统的宏观图。在一个实施例中，该系统包括邻近头106-6，其可以通过应用流体弯液面116处理晶片108。邻近头106-6可以包括用于供应形成流体弯液面116的流体的源进口和用于除去来自流体弯液面116的流体的源出口。邻近头106-6可以粘贴有多个流体入口402和多个流体出口406。多个流体入口402中的每一个可以具有流体流动控制器件404，并且多个流体出口406中的每一个可以具有流体流动控制器件404。多个流体入口402中的每一个连接到相应的一个源进口，并且多个流体出口406中的每一个连接到相应的一个源出口。分别通过允许流体流动或终止流体流动经过多个流体入口402和多个流体出口406，流体流动控制器件404能够操控弯液面116的段的产生或除去。在一个实施例中，当要产生流体弯液面116的段时，通过用于特定流体入口的流体流动控制器件404开始对应于源进口向流体弯液面116的段供应流体的流体入口的流体流动。基本上同时，通过用于特定流体出口的流体流动控制器件404开始对应于源出口从流体弯液面116除去流体的流体入口的流体流动。因此通过独立操控经过各个流体入口和流体出口的流体流动，可以产生和除去流体弯液面116的段。
该系统还可以包括可以耦合到流体入口402和流体出口406的流体供应器422。流体供应器422可以是任选合适的能够向流体入口402供应流体和从流体出口406除去流体的器件。在一个实施例中，流体供应器422可以是能够操控流入每一个入口402的流体和操控流出每一个出口406的歧管。在另一个实施例中，流体供应器422可以控制流速并且流体流动控制机构位于流体供应器422内侧。
图11A示出根据本发明的一个实施例的从多个流体入口402供应流体的邻近头106。在一个实施例中，邻近头连接到多个流体入口402使得根据所需的弯液面的数目和/或弯液面的形状可以产生或除去弯液面116的段。弯液面116的段可以是由特定的一个或多个源进口306中的一个形成的弯液面116的单独部分。而且也可以通过特定的一个或多个源出口304中的一个操控弯液面116的每个段。在一个实施例中，可以结合流入多个源进口306中的某一个和多个源出口304中的某一个的流体，从而当一个源进口306停止向晶片表面供应流体时，相应的源出口304停止从晶片表面除去流体。在图11A示出的示例性流体弯液面产生操作中，开启所有多个流体流动控制器件404，从而所有多个源进口306供应有流体。因此，通过图11A示出的邻近头106的实施例产生的最大尺寸流体弯液面如所描绘的形成在晶片108上。
图11B示出根据本发明的一个实施例的通过图11A的邻近头106-6在晶片108上形成的流体弯液面116。应当意识到弯液面的尺寸和/或形状能够以任选合适的多种方式确定。在一个实施例中，弯液面116可以延伸超过晶片108的半径。通过开启或关闭某个流体入口向相应的源进口306的供应，可以产生或除去弯液面116的某个段。因此，在一个实施例中，不需移动邻近头106-6，就可以根据哪个源进口(也可以根据哪个源出口供应有除去流体的真空)供应有流体沿所示的双向箭头416缩短或延长流体弯液面116。当如图11B所示的流体弯液面116稍微延伸超过晶片108的半径时，晶片108在邻近头下方被扫描。在另一个实施例中，邻近头在晶片表面上形成弯液面116并在晶片上方扫描流体弯液面116。在另一个实施例中，邻近头106覆盖大于晶片的区域，其通过使用在晶片的不同部分中产生的选择弯液面，可以不需移动邻近头106或晶片而处理整个晶片表面。
图11C示出根据本发明的一个实施例的开启多个可变流量流体入口中部分操作的邻近头106-6。多个流体入口中的一部分482示为开启，这是由流体流动控制器件404设置为允许流体流动经过多个可变流量流体入口中的部分484而引起的。多个可变流量流体入口中的部分484示为关闭，这是由流体流动控制器件404设置为停止流体流动经过多个可变流量流体入口中的部分482而引起的。因此，通过多个可变流量流体入口中的部分484流入对应的多个源进口306向晶片108和邻近头106-6之间的区域供应流体。供应至晶片的流体形成流体弯液面116。相反，因为流体流动控制器件404关闭，所以多个可变流量流体入口中的部分484不向对应的多个源进口306供应流体。
而且，从邻近头106向对应的源进口的流体输出可以操纵邻近头106内部限定的源进口的流体流出。因此，可以操控经过特定的一个或多个源进口除去的流体量。因此，当要产生弯液面所需的特定段时，可以通过使流体入口和出口以及相应的源进口306和相应的源出口304而激活相应的源进口306和相应的源出口304(图11C中未示出)。
图11D图示根据本发明的一个实施例的图11C中示出的由具有可变流量流体入口402的邻近头106-6形成的弯液面116。弯液面116可以沿双向箭头490所示延长或缩短。这可以通过开启和关闭经流体入口进入多个源进口306中某一个的流体流动而实现。而且，可以开启或关闭经过流体出口进入多个源出口304之一的流体流动。当要产生弯液面所需的一个或多个段时，可以产生经过源进口306和源出口304的流体流动。当开启进入特定的源进口的流体流动时，形成由特定源进口供应的弯液面段。相反，当关闭进入特定源进口的流体流动时，除去由特定源进口供应的弯液面段。在一个实施例中，当开启进入相应的源进口的流体流动时流出特定源出口的流体流动开启从而产生弯液面段，并且当关闭进入相应的源进口的流体流动时流出特定源出口的流体流动关闭，从而除去弯液面段。任选的，源进口302可以向晶片表面上产生的流体弯液面的边界供应IPA/N2蒸汽。当相应的源进口306和源出口304关闭时，进入源出口302的流体输入关闭从而关闭了特定的流体液面段。而且，当相应的源进口306和源出口304开启时，进入源出口302的流体输入开启从而产生了特定的流体液面段。
图11E图示根据本发明的一个实施例的如图11D中讨论的邻近头106-6操作，其中区域484示出具有各自关闭的流体流动控制器件404和区域示出具有各自开启的流体流动控制器件404。在一个实施例中，区域484包括其每一个对应于形成的弯液面段的流体入口402。区域482中的流体入口402供应流入邻近头106相应的源进口的流体。流体入口402供应的每个源进口能够产生流体弯液面段。如图11E所示，形成在晶片108上的流体弯液面116段对应于具有自区域482中流体入口402的正向流体供应的源进口。因此，通过转变任选合适的一个流体流动控制器件404，可以产生任选合适的相应流体弯液面段，这是由通过相应源进口向晶片供应流体引起的。如上所述，从弯液面经对应于要操控的弯液面段的源出口304的流体移除可通过调整经过连接到邻近头的流体出口的流量来控制。
图11F示出邻近头106-6的操作，其图示根据本发明的一个实施例的另一示例性弯液面的产生。在图11F示出的示例性实施例中，区域482中的流体入口402具有允许流体流入邻近头106相应的多个源进口之一的流体流动控制器件404，从而导致产生了弯液面116a和116b。而且，从弯液面经对应于要操控的弯液面段的源出口304的流体移除可通过调整经过连接到邻近头的流体出口的流量来控制。
图11G图示根据本发明的一个实施例的未形成弯液面的邻近头106-6。在邻近头106-6的一种示例性操作中，流体流动控制器件404全部处于关闭位置。因此，没有流体进出邻近头106-6相应的源进口，从而因为流体弯液面段都没有流入流体因此没有产生弯液面。在该实施例中，通过停止经流体流动控制器件404的流体流动而关闭自邻近头106的流体输出。顶视图403示出在晶片上没有形成弯液面。
图11H示出根据本发明的一个实施例的形成在晶片108上的流体弯液面116。在这个实施例中，使用比晶片直径长的邻近头以产生流体弯液面116。应当意识到可以以任选合适多种的方式确定弯液面的尺寸和/或形状。在一个实施例中，弯液面116可延伸超过晶片108的直径。通过开启或关闭供应相应源进口306的特定流体入口，可以产生或除去弯液面116的特定段。因此，在一个实施例中，不需移动邻近头106-6，就可以根据哪个源进口供应有流体(也可根据哪个源出口供应有除去流体的真空)而如双向箭头416所示缩短或延长流体弯液面116。当如图11H所示流体弯液面116稍微延长超过晶片108的直径时，晶片108在邻近头下方被扫描。在另一个实施例中，邻近头在晶片表面上形成弯液面116并在晶片上方扫描流体弯液面116。在另一个实施例中，晶片108旋转180度转动，其处理整个晶片表面。在另一个实施例中，邻近头106覆盖大于晶片的区域，其通过使用在晶片的不同部分中产生的选择弯液面，可以不需移动邻近头106或晶片而处理整个晶片表面。
图12A示出根据本发明的一个实施例产生多种类型弯液面的邻近头106-6。在一个实施例中，流体流动控制器件404可以是多流阀，其能开启或关闭流体流动、允许第一流体流经流体入口402、或允许第二流体流经流体入口402。通过使用多流阀，第一流体可以输入邻近头106-6，邻近头106-6的相应源进口向邻近头供应第一流体以产生由第一流体构成的第一流体弯液面116a。通过灵敏控制多流阀，在通过第一流体弯液面116a完成所需的晶片处理量之后，多流阀允许第二流体流入邻近头106-6相应的源进口。向晶片供应第一流体的同一源进口后来向晶片供应第二流体。其结果是，在晶片108上形成第二流体弯液面116b。如接下来的图12B所示，操控多个流体流动控制器件404以允许第二流体进入邻近头106-6的多个相应源进口。因此当越来越多的源进口供应第二流体时，第二流体弯液面116b变得越来越大。在图12A示出的一个示例性实施例中，弯液面116b延伸并且第一流体116a变小。在一个实施例中流体弯液面116a可以是化学弯液面，其在流体弯液面116b是冲洗弯液面时处理晶片108。因此当流体弯液面116a的特定段已经处理了晶片118的特定部分时，然后改变流体弯液面段为流体弯液面116b的段，以冲洗先前被流体弯液面116a的段处理的晶片部分。
顶视图431示出如何完成双弯液面处理的一个实施例。顶视图431示出弯液面116a位于弯液面116b内部，并由此通过使流入相应流体入口的流体从弯液面116a的第一流体转换为弯液面116b的第二流体，弯液面116a变小。当随着各流体入口逐步转换为第二流体而弯液面116a逐步变小时，弯液面116b逐步变大并代替除去的116a的段。
图12B示出根据本发明的一个实施例的其中多个流体流动控制器件404′允许第二流体代替第一流体流动的邻近头106-6。当通过相应流体入口第二流体代替第一流体供应越来越多的源进口时，更多的弯液面116′的段转变为第二流体弯液面116b。
顶视图432示出如何完成双弯液面处理的一个实施例。顶视图432示出弯液面116a位于弯液面116b内部，并由此通过使流入相应流体入口的流体从弯液面116a的第一流体转换为弯液面116b的第二流体，弯液面116a变小。当随着各流体入口逐步转换为第二流体，弯液面116a逐步变小时，弯液面116b逐步变大并代替除去的116a的段。
图13A示出根据本发明的一个实施例的多重-弯液面邻近头106-6的顶视图。在这个实施例中，限定第一流体弯液面116a包括在第二流体弯液面116b中。在一个实施例中，第一流体弯液面是能够根据任选合适的晶片处理操作处理晶片的化学流体弯液面。在一个实施例中，第二流体弯液面116b可以是能向晶片供应DIW以从晶片表面冲洗第一流体弯液面116a的残留物的冲洗流体弯液面。在一个实施例中，通过控制流体弯液面的不同段和确定哪个处理流体构成了流体弯液面的段，可以进行不同类型的晶片处理。
在一个实施例中，在向晶片供应了所需一段时间的第一流体弯液面116a之后，第一流体弯液面的段可以转变为第二流体弯液面的段。因此，随着时间进展，第二流体弯液面116b覆盖的晶片区域增大并且第一流体弯液面116a覆盖的晶片区域减小。再有，可以通过操控流体流动控制器件可以实现第一流体进出对应于所要处理的晶片操作的流体弯液面的邻近头106-6的源进口。也可以操控流体流动控制器件使第二流体进出对应于在晶片的相应部分上所需的不同晶片处理操作(诸如，如冲洗)的流体弯液面段的邻近头106的源进口。透视图600图示从图13C所示的透视图。
图13B示出根据本发明的一个实施例的处理晶片108的顶表面和底表面的双邻近头106a和106b的侧视图。在本实施例中，邻近头106和106b可以是如上所述参照图13A的能够通过在晶片表面上和从晶片表面上产生和除去流体弯液面116的段处理晶片108的部分的邻近头106-6。在一个实施例中，逐步产生流体弯液面116的邻接部分以生成生长的弯液面，或相反可以逐步除去流体弯液面116以生成收缩的弯液面。这可以通过逐步开启各个连续邻接流体入口的流体流动或通过逐步关闭启各个连续邻接流体入口的流体流动而实现。
图13C示出根据本发明的一个实施例的图13A中示出的邻近头宽度侧视图的视图600。在一个实施例中，流体流动控制器件404′是三路阀，其构造为不能够使流体经过流体入口或允许一种或两种流体进入流体入口供应给源进口306a。在一个实施例中，三路阀允许化学药品或者DIW经过流体入口。化学药品可以是任何一种可以在所需的操作中处理晶片的溶液。邻近头106包括任一种合适的如上所述参照多重-弯液面邻近头的导管图案。因此，源进口306a向晶片供应第一流体并因此产生流体弯液面116a。可以经源出口304a从晶片表面除去第一流体。源进口306b向晶片供应第二流体并因此产生与流体弯液面116a同心的流体弯液面116b。可以经源出口304b从晶片表面除去第二流体。当希望控制流体弯液面116a边界的表面张力时，可以随意使用源进口302以供应表面张力减小流体。除外供应源进口306a的流体入口也可以包括用于流体供应控制的流体流动控制器件404。从源出口304a和304b除去流体的流体出口也可以包括用于流体除去控制的流体流动控制器件404。
图14A示出根据本发明的一个实施例的能够产生大致圆形流体弯液面的邻近头106-7。在一个实施例中，邻近头106-7具有同心区域504。邻近头106-7的每个同心区域540能产生流体弯液面的一段。每个同心区域包括同心的多个源进口302、同心的多个源进口306和同心的多个源出口304(如图14B所示)。因此，每个区域504能够在晶片表面上产生对应于区域504的形状和尺寸的圆形流体弯液面。
图14B示出根据本发明的一个实施例沿着在晶片108下方操作的邻近头106-7中圆形区域504的半径的侧面透视图。在一个实施例中，邻近头106包括多个各自能产生流体弯液面的区域504。邻近头106-7的侧视图示出沿着区域504的半径方向(如图14A中看到的)，每个区域包括邻接源进口302的源进口306，源进口302依次邻接源出口304。在一个实施例中，源进口306向晶片供应处理流体。源进口302向通过源进口306供应到晶片的处理流体供应表面张力减小流体。源出口304可以除去通过源进口306供应至晶片表面的流体。通过向晶片供应处理流体、向晶片上的流体供应表面张力减小流体、和从晶片表面除去流体，可以产生稳定的流体弯液面。
供应源进口306的流体入口可以包括能够控制经过流体入口的流体流量的流体流动控制器件，从而控制经过源进口306的流体流量。从源出口304除去流体的流体出口(如图10D所示)可以包括能够控制经过流体出口的流体流量的流体流动控制器件，从而控制经过源出口304的流体流量。
图14C图示根据本发明的一个实施例的在图14B中示出的处于处理晶片108的顶表面的位置的类似结构。在本实施例中，邻近头106-7位于晶片108下方，并且邻近头106-7能够根据这里描述的方法处理晶片108的底表面。
图15图示根据本发明的一个实施例的同心流体弯液面的操控。在一个实施例中，具有源进口306的邻近头106-7的各个同心区域可以从流体入口402供应流体。可以根据相应的源进口306是否需要供应流体，来开启或关闭用于每个流本入口402的流体流动控制器件404。当源进口306从流体入口402供应流体时，源进口306向源进口306和晶片表面之间的晶片表面区域供应流体。
在图15示出的示例性实施例中，区域482中的流体入口404开启，其接着产生流体弯液面段700。区域484中的流体入口404关闭，接着没有产生流体弯液面段710。因此，图15中示出的流体弯液面图案是类似于环形的。
虽然根据几个优选实施例描述了本发明，但是应当意识到在阅读了前边的说明和研究了附图的基础上本领域技术人员可以对其进行各种变形、添加、置换和等价。因此本发明意指包括落入本发明的真实精神和范围内的所有这些变形、添加、置换和等价。
虽然已经根据几个优选实施例描述了本发明，但是应当意识到一旦本领域技术人员阅读了前面的说明和研究了附图将能够实施各种变形、添加、置换和其等价物。因此意味着本发明包括落入本发明的真实精神和范围内的所有这些变形、添加、置换和等价物。
以下的图图示了示例性晶片处理系统的实施例，其使用具有流入源进口的异形流动的邻近头从而产生一个或多个特定形状、尺寸和位置的流体弯液面。在另一个实施例中，流入源进口的流体和从源出口流出的流体都可操纵。可使用这种技术以进行任何合适类型的晶片操作类型组合，诸如，如烘干、蚀刻、电镀等。应当意识到这里描述的系统和邻近头实际上是示例性的，并且可以采用能够使如这里描述的相接触的两个或更多弯液面产生和运动的任何其它合适类型的构造。
在示出的实施例中，根据采用的实施例邻近头可以移动或静止不动。在一个实施例中，邻近头可以静止不动，并且通过控制从源进口施加到晶片的流体可以产生或者除去流体弯液面的一部分。因此，根据邻近头尺寸和晶片尺寸，可以不必运动用于晶片处理的邻近头。在另一个实施例中，邻近头可以静止不动但晶片可移动。在另一个实施例中，邻近头可以从晶片的中心部分向晶片的边缘以线性方式移动。应当意识到其它实施例可以采用邻近头从晶片的一个边缘向晶片的直径相对的另一边缘以线性方式移动，或者可以采用其它非线性运动，诸如，如径向运动、圆周运动、螺旋运动、锯齿运动、随机运动等。而且，该运动也可以是使用者想要的任一合适的特定运动形式。而且，在一个实施例中，晶片可以转动和邻近头以线性方式移动，从而邻近头可以处理晶片的所有部分。还应当理解可以采用其它实施例，其中晶片不转动而邻近头构造为在晶片上以能够处理晶片所有部分的方式移动。
而且，可以采用这里描述的邻近头和晶片处理系统，来处理任选形状和尺寸的衬底，诸如，如200mm晶片、300mm晶片、平板等。而且，邻近头的尺寸且随之弯液面的尺寸可以变化。在一个实施例中，邻近头的尺寸和弯液面的尺寸可以大于要处理的晶片。在这一实施例中，通过产生和切断弯液面的某些部分，弯液面可以处理晶片的部分或全部。在另一个实施例中，邻近头和弯液面的尺寸可以小于要处理的晶片。此外，这里讨论的弯液面可以用于其它形式的晶片处理技术，诸如，如擦拭、平版印刷、megasonics等。
应当意识到这里描述的系统实际上仅仅是示例性的，这里描述的邻近头可以用在任一合适的系统中，诸如，如上边提到的美国专利申请中所表述的。还应当意识到图2-4B描述了单个弯液面的形成并且因此这里描述的处理变量(如流速、尺度等)可以不同于用于描述图5A-9中描述的多重弯液面邻近头的处理变量，或者用于产生图10-15中描述的弯液面部分的处理变量。无论如何，应当理解流入邻近头的流体的控制和操纵可通过任选合适的邻近头构造来操控，从而产生任选合适类型的流体弯液面。
图2表示根据本发明的一个实施例的晶片处理系统100。系统100包括辊子102a和102b，其可以支持和/或转动晶片以确保晶片表面被处理。系统100还包括邻近头106a和106b，在一个实施例中，其分别粘贴在上臂104a和下臂104b上。在一个实施例中，邻近头106a和/或106b可以是这里进一步详述中描述的任选合适的邻近头。邻近头106a和106b可以产生单一弯液面或可以产生多重弯液面。因此，在一个实施例中邻近头106a和106b可以是单弯液面邻近头或多弯液面邻近头或两者组合，其中邻近头106a和106b之一是单弯液面邻近头，另一个是多弯液面邻近头。这里描述的术语“多重-弯液面邻近头”是能够产生一个或多个流体弯液面的邻近头。在多重-弯液面邻近头的一个实施例中，第一流体弯液面基本上被第二流体弯液面包围，在另一个实施例中，第一流体弯液面位于与第二流体弯液面并排的位置。邻近头可以是任一种可以产生流体弯液面的合适设备。上臂104a和下臂104b可以是能使邻近头106a和106b沿着晶片径向大致线性运动(或者在另一个实施例中略弧状运动)的组件的部分。在另一个实施例中，组件可以使邻近头106a和106b以任选合适的使用者限定的运动方式移动。
在一个实施例中，臂104构造为紧密靠近晶片地将邻近头106a支持在晶片的上方和将邻近头106b支持在晶片的下方。例如，在一个示例性实施例中可通过具有以垂直方式可移动的上臂104a和下臂104b来实现，因此一旦邻近头水平移动到开始晶片处理的位置，邻近头106a和106b能够垂直移动到接近晶片的位置。在另一个实施例中，上臂104a和下臂104b可构造为在一个位置开始邻近头106a和106b，在该位置处处理之前产生弯液面，并且已经在邻近头106a和106b之间产生的弯液面可移动到要从晶片108的边缘区域处理的晶片表面上。因此，上臂104a和下臂104b可构造为任选合适的方式，从而能够移动邻近头106a和106b以保证这里描述的晶片处理。应当意识到系统100可构造为任选合适的方式，只要可以紧密靠近晶片移动邻近头以产生和控制在一个实施例中为彼此同心的一个或多个弯液面。还应当理解紧密靠近可以是距离晶片任选合适的距离，只要可以保持弯液面。在一个实施例中，邻近头106a和106b(也可以是这里描述的任选其它邻近头)均可位于距离晶片约0.1mm和约10mm之间的位置，从而在晶片表面产生流体弯液面。在优选实施例中，邻近头106a和106b(也可以是这里描述的任选其它邻近头)均可位于距离晶片约0.5mm和约2.0mm之间的位置，从而在晶片表面产生流体弯液面，在更优选的实施例中，邻近头106a和106b(也可以是这里描述的任选其它邻近头)均可位于距离晶片约1.5mm的位置，从而在晶片表面产生流体弯液面。
在一个实施例中，系统100、臂104构造为可使邻近头106a和106b从晶片处理的部分向未处理的部分移动。应当意识到臂104可以以能使邻近头106a和106b运动从而如所希望的处理晶片的任选合适方式移动。在一个实施例中，可通过马达推动臂104来沿着晶片表面移动邻近头106a和106b。应当理解即使示出了具有邻近头106a和106b的晶片处理系统100，但是可以采用任选合适数目的邻近头，诸如，如1、2、3、4、5、6等。晶片处理系统100的邻近头106a和/或106b也可以通过例如这里描述的任选邻近头所示的任选尺寸和形状。这里描述的不同构造在邻近头和晶片之间产生流体弯液面。可以跨过晶片移动流体弯液面以通过向晶片表面施加流体和从表面除去流体来处理晶片。在这种方式中，根据施加到晶片上的流体，可以完成清洗、烘干、蚀刻和/或电镀。而且，第一流体弯液面可以进行一种类型的操作，并且至少部分包围第一流体弯液面的第二流体弯液面可进行与第一流体弯液面相同的操作或不同的晶片处理操作。因此邻近头106a和106b能具有这里所示的任选多种类型的构造或其它能进行这里描述的处理的构造。还应当意识到系统100可以处理晶片的一个表面或晶片的顶表面和底表面。
而且，除了处理晶片的顶和/或底表面之外，系统100还可构造为采用一种类型的工艺(如蚀刻、清洗、烘干、电镀等)处理晶片的一侧和通过输入和输出不同类型的流体或通过使用不同构造的弯液面采用相同的工艺或不同类型的工艺处理晶片的另一侧。邻近头还能构造为除了处理晶片的顶和/或底之外还处理晶片的斜边缘。这可通过将处理斜边缘的弯液面移动离开晶片边缘(或到之上)来实现。还应当理解邻近头106a和106b可以是相同类型的设备或不同类型的邻近头。
可以通过辊子102a和102b以任选合适的方向支持和转动晶片108a，只要该方向使得所需的邻近头紧密接近要处理的晶片108部分。在一个实施例中，辊子102a和102b顺时针方向转动从而逆时针方向地转动晶片108。应当理解辊子可以根据所需的晶片转动顺时针或逆时针方向转动。在一个实施例中，通过辊子102a和102b赋予晶片108的转动用于将还未被处理的晶片区域移动至密切接近邻近头106a和106b。然而，转动自身并不烘干晶片或将流体移动到朝向晶片边缘的晶片表面上。因此，在一个示例性晶片处理操作中，经过邻近头106a和106b的线性运动和经过晶片108的转动，晶片未处理的区域出现于邻近头106a和106b。晶片处理操作自身可以由至少一个邻近头执行。进而，在一个实施例中，晶片108处理的部分会从晶片108的中心区域向边缘区域以作为处理操作工艺的螺旋运动扩展。在另一个实施例中，当邻近头106a和106b从晶片108的外周向晶片108的中心移动时，晶片108处理的部分将从晶片108的边缘区域向晶片108的中心区域以螺旋运动扩展。
在一种示例性处理操作中，应当理解可以构造邻近头106a和106b以烘干、清洗、蚀刻和/或电镀晶片108。在一个示例性烘干实施例中，可以构造至少一个第一进口以输入去离子水(DIW)(还公知作为DIW进口)，可以构造至少一个第二进口以输入气相的包含异丙醇(IPA)的N2载气(还公知作为IPA进口)，并且构造至少一个出口以通过施加真空从晶片和特定邻近头之间的区域除去流体(还公知作为真空出口)。应当意识到虽然在某些示例性实施例中使用了IPA蒸气，但是可以采用任何其它类型的蒸气，诸如，如可与水混合的氮气、任一合适的酒精蒸气、有机化合物、挥发性化学药品等。
在一个示例性清洗实施例中，清洗溶液可代替DIW。用蚀刻剂代替DIW可以进行示例性蚀刻实施例。而且，根据所需的处理操作可将其它类型的溶液输入第一进口和第二进口。
应当意识到位于邻近头正面上的进口和出口可以是任选合适的构造，只要可以利用这里描述的稳定弯液面。在一个实施例中，至少一个N2/IPA蒸气进口邻近至少一个真空出口，其依次邻近至少一个处理流体进口以形成IPA-真空-处理流体方向。这种构造可以产生至少部分包围内侧弯液面的外侧弯液面。而且，经具有处理流体-真空方向的构造可以产生内侧弯液面。因此，第二流体弯液面至少部分包围第一流体弯液面的示例性实施例可通过下面进一步描述的IPA-真空-第二处理流体-真空-第一处理流体-真空-第二处理流体-真空-IPA方向而产生。应当意识到根据所需的晶片处理可以采用其它类型的方向组合，诸如IPA-处理流体-真空、处理流体-真空-IPA、真空-IPA-处理流体等，并且寻求增强何种类型的晶片处理机制。在一个实施例中，采用这里描述的IPA-真空-处理流体方向形式以机敏和有力地产生、控制和移动位于邻近头和晶片之间要处理晶片的弯液面。如果保持上述方向或任何其它能产生流体弯液面的合适的方向，可以任何形式布置处理流体入口、N2/IPA蒸气进口和真空出口。例如，除N2/IPA蒸气进口、真空出口和处理流体进口之外，在另外的实施例中，可以根据所需的邻近头构造具有另外组的IPA蒸气进口、处理流体进口和/或真空出口。应当意识到进口和出口方向的精确构造可根据应用而变化。例如，IPA进口、真空和处理流体进口位置之间的距离可变化，从而距离一致或距离不一致。而且，根据邻近头106a的尺寸、形状和构造以及所需的处理弯液面尺寸(即弯液面形状和尺寸)，IPA进口、真空和处理流体进口位置之间的距离在幅度上可以不同。而且，在上面提到的美国专利申请的描述中可以找到示例性的IPA-真空-处理流体方向。
在一个实施例中，邻近头106a和106b定位可分别紧密接近晶片108的顶表面和底表面，并且可以采用下面进一步具体描述的IPA(任选的)和处理流体进口和真空出口易产生与晶片108相接触的、能够处理晶片108的顶表面和底表面的晶片处理弯液面。大致同时输入IPA和处理流体，可以紧密接近晶片表面施加真空以除去IPA蒸气、处理流体和/或在晶片表面上的流体。应当意识到虽然在示例性实施例中使用了IPA，可以采用任何其它合适类型的蒸气，诸如，如可与水溶解的氮气、任选合适的酒精蒸气、有机化合物、hexanol、乙二醇一乙醚、丙酮等。这些流体还可以是公知的表面张力改变(例如减小)流体。还应当意识到根据邻近头106的构造，可以不需要IPA进口和仅将处理流体应用到晶片并且处理流体的除去会产生稳定的流体弯液面。在邻近头和晶片之间区域的处理流体部分是弯液面。应当意识到这里使用的术语“输出”指从晶片108和特定邻近头之间的区域除去流体，并且术语“输入”是将流体导入晶片108和特定邻近头之间的区域。在另一个实施例中，邻近头106a和106b可以在晶片108上方扫描，并且在轻微弧形移动的臂的末端移动。
图3图示根据本发明的一个实施例的进行晶片处理操作的邻近头106。图3-4B表示产生基础弯液面的方法，而图5A-15讨论用于产生多个合成弯液面构造的设备和方法。图10-15表示到进入邻近头的输入能改变进入邻近头的源进口的流体输入的实施例。在一个实施例中，邻近头106移动并紧密接近晶片108的顶表面108a以进行晶片处理操作。应当意识到也可使用邻近头106以处理(例如清洗、烘干、电镀、蚀刻等)晶片108的底表面108b。在一个实施例中，转动晶片108从而邻近头106沿着头的运动以线性方式移动并且处理顶表面108a。通过经过进口302应用IPA310、经过出口304应用真空312和经过进口306应用处理流体314，可以产生弯液面116。应当意识到图3中示出的进口/出口方向实际上仅仅是示例性的，并且可以使用任何其它可以产生稳定流体弯液面的合适的进口/出口方向。
图4A图示根据本发明的一个实施例的可通过邻近头106a进行的晶片处理操作。虽然图4A示出了被处理的顶表面108a，但应当意识到晶片处理可以以用于晶片108的底表面108b大致相同的方式来完成。在一个实施例中，可使用进口302向晶片108的顶表面108a应用异丙醇蒸汽(IPA)，并且可以使用进口306向晶片108的顶表面108a应用处理流体。而且，可以使用出口304向紧密接近晶片表面的区域应用真空以除去存在于或靠近顶表面108a上的流体或蒸汽。如上所述，应当意识到只要可以形成弯液面116，就可以使用任何合适的进口和出口组合。IPA可以是任何合适的形式，诸如，如IPA蒸汽，其中通过使用N2气体输入气态的IPA。而且，可以使用可以确保或增强晶片处理的用于处理晶片的任选合适的流体(例如清洗流体、烘干流体、蚀刻流体、电镀流体等)。在一个实施例中，经过进口302提供IPA流入物310，经过出口304应用真空312，并且经过进口306提供处理流体流入物314。因此，如果流体膜留在晶片108上，则第一流体压力可通过IPA流入物310施加于晶片表面，第二流体压力通过处理流体流入物314施加于晶片表面，第三流体压力通过真空312施加从而除去晶片表面上的处理流体、IPA和流体膜。
因此，在晶片处理的一个实施例中，当处理流体流入物314和IPA流入物310向晶片表面上施加时，晶片表面上的流体(如果有)与处理流入物314混合在一起。同时，施加于晶片表面的处理流体流入物314遇到IPA流入物310。IPA与处理流体流入物314形成界面118(还公知作为IPA/处理流体界面118)，并且随同真空312一起辅助除去处理流体流入物314及任何其它形成在晶片108表面的流体。在一个实施例中，IPA/处理流体界面118减小了处理流体的表面张力。在操作中，向晶片表面施加处理流体并通过出口304应用的真空几乎将其立即连同晶片表面上的流体一起除去。向晶片表面施加一段时间的处理，在邻近头和晶片表面之间的区域上的残留物和晶片表面上的任何流体一起形成弯液面116，其中弯液面116的边界为IPA/处理流体界面118。因此，弯液面116是被施加到表面的和几乎同时与晶片表面上的任何流体一起被除去的恒定流量的流体。从晶片表面非常迅速地除去处理流体避免了要烘干的晶片表面区域上流体小滴的形成，从而在根据操作(如蚀刻、清洗、烘干、电镀等)实现了处理流体的目的之后减小了晶片108上存在污染物的可能性。向下注入IPA的压力(由IPA的流速引起)还有助于限制弯液面116。应当理解在某些构造中，IPA或表面张力减小流体仅仅是随意施加的并且可以采用不使用IPA的实施例。
在一个实施例中，包含IPA的N2载气的流速可有助于引起处理流体移出或者推离邻近头和晶片表面之间的区域并进入可通过流体从邻近头输出的出口304(真空出口)。注意推动处理流体流动不是工艺的需要而可以用于最优化弯液面边界控制。因此，当IPA和处理流体被推进出口304时，由于气体(例如空气)与液体一起被推进出口304，所以构成IPA/处理流体界面118的边界是不连续的边界。在一个实施例中，当来自出口304的真空推动晶片表面上的处理流体、IPA和流体时，进入出口304的流动是不连续的。这种流动不连续性类似于在流体和气体组合物上施加真空时流体和气体经由管道被推出。因此，当邻近头106a移动时，弯液面和邻近头一起移动，并且先前弯液面占据的区域由于IPA/处理流体界面118的运动而被烘干。还应当理解可以根据所需要的设备构造和弯液面尺寸及形状而采用任选合适数目的进口302(随意的)、出口304和进口306。在另一个实施例中，液体流速和真空流速可使进入真空出口的整体液体流动是连续的，从而没有气体流入真空出口。
应当意识到只要能够保持弯液面116，N2/IPA、处理流体和真空就可以采用任选合适的流速。在一个实施例中，经过一组进口306的处理流体的流速在约25ml/分钟和约3000ml/分钟之间。在一个优选实施例中，经过一组进口306的处理流体的流速约为800ml/分钟。应当理解流体的流速可根据邻近头的尺寸改变。在一个实施例中，稍大的头可以具有稍小的头更大的流速。在一个实施例中，这会由于稍大的邻近头具有更多的进口302和306、出口304而发生。
在一个实施例中，经过一组进口302的N2/IPA蒸汽的流速在约1升/分钟(SLPM)到约100SLPM之间。在一个优选实施例中，IPA流速在约6和20SLPM之间。
在一个实施例中，经过一组出口304的真空的流速在约10标准立方英尺/小时(SCFH)到约1250SCFH。在一个优选实施例中，经过一组出口304的真空的流速约为350SCFH。在一个示例性实施例中，采用流量计来测量N2/IPA、处理流体和真空的流速。
应当意识到可以使用弯液面根据采用的处理流体来进行任选合适类型的晶片处理操作。例如，可以使用清洗流体，诸如，如SC-1、SC-2等，作为处理流体而进行晶片清洗操作。以相似的方式，可以采用不同的流体和可以采用类似的进口和出口构造，从而晶片处理弯液面还可以蚀刻和/或电镀晶片。在一个实施例中，可以使用蚀刻流体，诸如，如HF、EKC专用溶液、KOH等来蚀刻晶片。在另一个实施例中，可以结合电流输入导入电镀流体，诸如，如硫酸铜、氯化金、硫酸银等。
图4B图示了根据本发明的一个实施例的用于双晶片处理系统的示例性邻近头106a和106b的侧视图。在这个实施例中，通过使用进口302和306输入N2/IPA和连同出口304一起分别处理以提供真空，可以产生弯液面116。而且，在进口306与进口302相对的一侧上，可以有一个出口304以除去处理流体和保持弯液面116完整。如上所述，在一实施例中，在使用出口304施加真空312时，进口302和306可以分别用于IPA流入物310和处理流体流入物314。而且，在更多的实施例中，邻近头106a和106b可以是上面提到的美国专利中示出的构造。与弯液面116接触的任选合适的表面，诸如，如晶片108的晶片表面108a和108b，可以通过进入和离开表面的弯液面116的运动而进行处理。
图5A-10示出其中第一流体弯液面至少部分被至少第二流体弯液面所包围的示例性邻近头。应当意识到可以产生第一流体弯液面和/或第二流体弯液面以进行任何合适类型的衬底/晶片处理操作，诸如，如平版印刷、蚀刻、电镀、清洗和烘干。根据所需的衬底处理操作，第一流体弯液面和第二流体弯液面可以是任选合适的形状和尺寸。在这里描述的特定实施例中，第一流体弯液面和第二流体弯液面是同心的，其中第二流体弯液面包围第一流体弯液面，并且第一流体弯液面和第二流体弯液面构成了连续的流体连接。因此，在流体弯液面处理衬底之后，第一流体弯液面处理的晶片部分立刻被第二流体弯液面处理而基本上不与大气接触。应当意识到根据所需的操作，在一个实施例中，第一流体弯液面可以接触第二流体弯液面，而在另一个实施例中，第一流体弯液面不与第二弯液面直接接触。
图5A示出根据本发明的一个实施例的多重-弯液面邻近头106-1。多重-弯液面邻近头106-1包括多个能向晶片表面供应第一流体的源进口306a。然后通过经多个源出口304a应用真空从晶片表面除去第一流体。因此，通过位于多重弯液面邻近头106-1上的处理表面的第一流体弯液面区域402内部的导管产生第一流体弯液面。
多重弯液面邻近头106-1还可以包括多个能向晶片表面供应第二流体的源进口306b。然后通过经多个源出口304b应用真空从晶片表面除去第二流体。在一个实施例中，通过多个源出口304a还可以再除去第一流体同时除去部分第二流体。在一个实施例中，由于出口304a除去了经源进口306a和306b供应至晶片的液体，所以多个源出口304a可以称作一相流体除去导管。而且，由于出口304b除去了来自源进口306b的第二流体和流体弯液面外侧的大气，所以多个源出口304b可以称作二相除去导管。因此，在一个实施例中，出口306b除去流体和气体，而出口306a仅除去了流体。结果，通过位于多重弯液面邻近头106-1上的处理表面的第二流体弯液面区域404内部的导管产生了第二流体弯液面。
任选的，多重弯液面邻近头106-1可以包括多个能向晶片表面供应第三流体的源进口302。在一个实施例中，第三流体可以是能减小由于向晶片表面应用第二流体而形成的第二弯液面的液体/大气边界的表面张力的表面张力减小流体。
而且，多重弯液面邻近头106-1(或这里讨论的任选其它邻近头)的处理表面(如具有导管的多重-弯液面邻近头)的表面区域可以是任选合适的表面状况，诸如，如平的、凸起的、凹下的。在一个实施例中，多重弯液面邻近头106-1的处理表面可以具有基本上平滑的表面。
图5B示出根据本发明的一个实施例的多重弯液面邻近头106-1的剖面图。多重弯液面邻近头106-1能够经由多个源进口306a供应第一流体和经由多个源出口304a除去第一流体。第一流体弯液面116a位于大致被多个源出口304a包围的区域下方。多重弯液面邻近头106-a还能经由多个源进口306b供应第二流体和经由第二流体弯液面一侧的多个源出口304a和另一侧上的304b除去第二流体。在一个实施例中，多个源进口302可以提供第三流体，降低构成第二流体弯液面116b的流体的表面张力。多个源进口302可以是任选的角度来更好的限定第二流体弯液面116b。
图6A图示根据本发明的一个实施例的多重-弯液面邻近头106-2。在一个实施例中，邻近头106-2包括设备板454和主体458。应当意识到只要可以产生这里描述的第一流体弯液面和第二流体弯液面，邻近头106-2就可以包括任选合适数目和/或类型的片。在一个实施例中，设备板454和主体458可以栓在一起，或者在另一个实施例中，可以通过粘结剂粘贴设备板454和主体458。设备板454和主体458可以根据用户所需的应用和操作由相同材料或不同材料制成。
邻近头106-2可以包括处理表面458，其包括可以向晶片表面提供流体和可以从晶片表面除去流体的导管。在一个实施例中，处理表面458可以提高到由提高区域452所示的表面453之上。应当意识到处理表面458可以不必提高，并且表面458可以基本上与邻近头106-2面对被处理的晶片表面的表面453共面。
图6B图示根据本发明的一个实施例的邻近头106-2的处理表面458。在一个实施例中，处理表面458是邻近头106-2产生流体弯液面的区域。处理表面458可以包括任选合适数目和类型的导管，从而可以产生第一流体弯液面和第二流体弯液面。在一个实施例中，处理表面458包括流体进口306a、流体出口304a、流体进口306b、流体出口304b和流体进口302。
流体进口306a可以向晶片表面提供第一流体，和流体进口306b可以向晶片表面提供第二流体。而且流体出口304a可以通过提供真空从晶片表面除去第一流体和部分第二流体，流体出口304b可以通过提供真空从晶片表面除去部分第二流体，流体进口302可以提供能降低第二流体的表面张力的流体。第一流体和/或第二流体可以是能够执行任选一种平板印刷操作、蚀刻操作、电镀操作、清洗操作、冲洗操作和烘干操作的任选合适的流体。
图6C示出根据本发明的一个实施例的多重-弯液面邻近头106-2的处理表面458的近视图。在一个实施例中，处理表面458包括第一流体弯液面区域402，其包括流体进口306a和流体出口304b。处理表面458还包括第二流体弯液面区域404，其包括流体入口306b、流体出口304b和流体进口302。因此，第一流体弯液面区域402能够产生第一流体弯液面，而第二流体弯液面区域404可以产生第二流体弯液面。
图6D示出根据本发明的一个实施例粘贴到主体456形成多重-弯液面邻近头106-2的设备板454。与流体进口306a、304a和302对应的沟道从设备板454向多重-弯液面邻近头106-2的主体456供应流体，与流体出口306b和304b对应的沟道从主体456向设备板454除去流体。在一个实施例中沟道506a、504a、506b、504b和502对应于流体进口306a、流体出口306b、流体进口304a、流体出口304b和流体进口302。
图6E图示根据本发明的一个实施例的邻近头106-2剖面图。如参照图6D描述的，沟道506a、506b和502可以分别向流体入口306a、306b和302供应第一流体、第二流体和第三流体。而且沟道504a可以从流体出口304a除去第一流体和第二流体的组合物，沟道504b可以从出口304b除去第二流体和第三流体的组合物。在一个实施例中，第一流体是能够在晶片表面进行任选合适的操作，诸如，如蚀刻、平板印刷、清洗、冲洗和烘干的第一处理流体。第二流体是可以与第一流体相同或不同的第二处理流体。如同第一流体，第二流体是诸如，如能够执行蚀刻、平板印刷、清洗、冲洗和烘干的任选合适类型的处理流体。
图7图示根据本发明的一个实施例的示例性晶片处理操作中的多重-弯液面邻近头的剖面示意图。虽然图7示出了晶片108被处理的顶表面，但本领域技术人员应当意识到可以通过这里描述的晶片108的顶表面上的任选邻近头和这里描述的晶片108的底表面上的任选邻近头同时处理晶片108的顶表面和底表面。在一个实施例中，经过流体入口306a向晶片108提供第一晶片处理化学药品。在第一晶片处理化学药品处理晶片表面之后，经过流体出口304a从晶片表面除去第一晶片处理化学药品。第一晶片处理流体可以形成多重-弯液面邻近头106-2和晶片108之间的第一流体弯液面116a。在一个实施例中，经过流体进口306b向晶片表面供应第二处理流体，诸如，如去离子水(DIW)。
如上所述，第二处理流体可以是能够在晶片表面上完成所需操作的任选合适的流体。在DIW处理晶片表面之后，经过源出口304a和304b从晶片表面除去DIW。多重-弯液面邻近头106-2和晶片表面之间的DIW形成第二流体弯液面116b。
在一个实施例中，可以随意地从源进口302向晶片表面供应表面张力减小流体，诸如，如氮气气体中的异丙醇蒸汽，以保持第二流体弯液面116b的液体/气体边界稳定。在一个实施例中，第二流体弯液面116b大致包围第一流体弯液面116a。在这种方式中，在第一流体弯液面116a处理晶片表面之后，第二流体弯液面116b几乎立即在第一流体弯液面116a处理过的晶片表面部分上开始操作。因此，在一个实施例中第二流体弯液面116b形成围绕第一流体弯液面116a的同心环。应当意识到第一流体弯液面116a可以是任选合适的几何形状，诸如圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、四边形等。第二流体弯液面116b可构造为至少部分包围无论为何种形状的第一流体弯液面116a。如上所述应当意识到，第一流体弯液面116a和/或第二流体弯液面116b可以根据所需的晶片处理操作采用任选合适的流体。
应当意识到为了产生稳定的流体弯液面，经源进口306a输入第一流体弯液面的第一流体量应大致等于经源出口304a除去的第一流体量。经源进口306b输入第二流体弯液面的第二流体量应大致等于经源出口304a和304b除去的第二流体量。在一个实施例中，通过邻近头106-2距离晶片108的距离480确定流体的流速。应当意识到只要能够保持和以稳定的方式移动弯液面，距离480就可以是任选合适的距离。在一个实施例中，距离480可以在50微米和5mm之间，并且在另一个实施例中为0.5mm到2.5mm。优选地，距离480约在1mm和1.5mm之间。在一个实施例中距离480约为1.3。
图7中示出的流体的流速可以是能够产生第一流体弯液面和大致包围第一弯液面的第二流体弯液面的任选合适的流速。根据第一流体弯液面和第二流体弯液面之间所需的区别，流速可以不同。在一个实施例中，源进口306a可以约600cc/分钟的流速供应第一流体，源进口304a可以约900cc/分钟的流速供应第二流体，源出口306a可以约1200cc/分钟的流速除去第一流体和第二流体，和源出口304b可以约300cc/分钟的流速除去第二流体和大气(如果这种表面张力减小流体供应到晶片表面，则其包括一些N2中的IPA蒸汽)。在一个实施例中，经过源出口304的流体的流速可以等于经过源进口306a的流体的流速的两倍。经过源进口306b的流体的流速可以等于经过源进口306a的流速加上300。本领域技术人员应当意识到，根据处理面积和/或这里描述的邻近头的构造，可以改变源进口306a、306b和源进口304a、304b的特定的流速关系。
图8图示根据本发明的一个实施例的包括矩形弯液面的多重-弯液面邻近头106-4。在这个实施例中，多重-弯液面邻近头106-4包括由弯液面116c包围的正方形弯液面116a′，弯液面116c依次被外侧的流体弯液面116b′包围。本领域技术人员应该意识到，可以通过改变这里描述的进口/出口的构造来产生弯液面116a′、116c和116b′。在一个实施例中，可以构造源进口306a、306c和306b以向晶片提供第一流体、第二流体和第三流体。而且可以构造源出口304a、304c和304b以分别除去(通过真空)第一流体和第二流体、第二流体和第三流体、和第三流体和大气。而且可以随意地采用源进口302以向第三流体弯液面的外侧部分供应表面张力减小流体。
本领域技术人员应当意识到，参照图8描述的各个流体弯液面116a′、116b′和116c可以在晶片表面执行任选合适的操作，诸如，如蚀刻、清洗、平板印刷、冲洗、烘干等。
图9示出根据本发明的一个实施例的具有长方形(oblong)流体弯液面的多重-弯液面邻近头106-5。在一个实施例中，流体弯液面116a两侧(一个实施例中长度方式)被流体弯液面116c-1、116c-2包围，其中流体弯液面116c-1、116c-依次被流体弯液面116b-1和116b-2所包围。应当意识到图9中示出的各个流体弯液面可以在晶片表面上进行任选合适的操作，诸如，如蚀刻、清洗、平版印刷、冲洗、烘干等。还应当意识到可以以与这里描述的方法和设备相一致的任选合适的方法产生示出的弯液面。
图10-16图示其中流体输入邻近头的示例性实施例，邻近头包括流动控制机构，其能够改变流入邻近头中限定的源进口306的流体流量，并因此可以改变从源进口流入邻近头和晶片之间的区域的流体流量。经过通过使用能改变来自邻近头的流体流量的流动控制机构还能够控制连接到邻近头的源出口304的流体出口的流体流量。应当意识到流动控制机构可以是能够改变流体流量的任选合适的器件。在一个实施例中，流动控制机构可以是能开启或关闭的阀。在另一个实施例中，阀可以是能够改变流速从零到经过特定尺寸入口可获得的最大流量的任选实施数目的组。流动控制机构可以包括在任一流体入口中或者流动控制机构可以操纵多个流体入口的流动。
在一个实施例中，还可以通过使用流动控制机构改变从邻近头经过流体出口供应的真空。因此，至少一个源进口和至少一个源进口可以具有可操纵和可控制的流体流量。在一个实施例中，通过改变经过任一源进口/出口的流量，邻近头构造为使得每次分段地形成和除去流体弯液面，或者可以逐步地产生或除去这些段直至形成所需的形状或尺寸。这可以通过调整对应于特定弯液面段的各个源进口/出口的流体流量来完成。在另一个实施例中，可以操纵进入邻近头的流体和流出邻近头的流体一起控制流体弯液面段。还应当理解用于一个或多个流体入口/出口的流体流动控制机构可以位于流体供应或除去器件中，诸如，如流体歧管(fluid manifold)。还应当意识到流体流动控制机构还可以位于各个源进口/出口内部。
应当意识到在下面附图中的邻近头106的侧视图中，为了更清楚地示出流体输入进入到源进口306，而没有示出源出口304和源进口302。
图10A图示根据本发明的一个实施例的具有流体入口的邻近头106-6的侧视图。在一个实施例中，多个源进口306的每一个连接到对应的多个流体出口402中的每一个。应当意识到可以通过使用流体流动控制器件404独立控制从多个流体入口中的一个或多个进入到源进口306的流体输入。在一个实施例中，如图10A所示，多个流体入口的每一个包括流体流动控制器件404。应当意识到流体流动控制器件404可以是能够控制流体流量的任选合适的器件，诸如，如阀、夹闭器件、门、插塞、流体限流器、节流门、球阀等。在一个实施例中，流体流动控制器件404可以是能够开启或关闭或设置任选合适的分流的阀。因此，在一个实施例中，通过控制经过多个可变流量流体入口402中的每一个分别进入到多个源进口306中每一个的流体流量，可以开启或关闭由对应的每个源进口306控制的流体弯液面的段。
还应当理解还可以使用流体出口，流体出口可以除去来自对应的多个源出口304中的每一个的流体。而且，流体流动控制机构还可以控制经过流体出口的流体流动，从而控制从弯液面经连接至流体出口的相应的源出口除去的流体。
在一个实施例中，当要产生所需的流体弯液面段时，可以开启和设置流体流动控制器件使得经源进口306的流速在35-55毫升/分钟/进口。源进口304可以距离源出口306约0.125英寸-约0.5英寸之间。而且，源进口302(如果用到)位于距离源进口306约0.625英寸-约0.125英寸之间。这些参数可以应用于这里描述的任选合适的邻近头106。应当意识到这里描述的工艺变量可根据所需的晶片处理条件和/或操作而合适地改变。
图10B示出根据本发明的一个实施例的邻近头106-6的处理区域的正视图。处理区域是邻近头106-6的一部分，其中在操作中邻近头106-6的导管在晶片表面上产生流体弯液面。邻近头106-6的处理区域可以包括多个可以是源进口302和306和源出口304的导管。在一个实施例中，处理区域包括区域440、442和444。多个源进口306存在的区域由区域444示出。多个源进口306由包括多个源出口304的区域442包围。多个源出口304可被包括多个源出口302的区域440包围或与其邻接。如上所述，多个源进口306可向邻近头106-6的正面和晶片108之间的区域供应处理流体。多个源出口304可以除去来自邻近头106-6的正面和晶片108之间的区域构成弯液面的流体部分。在一个实施例中，多个源进口306的每一个可以接收来自多个流体入口402的每一个的流体。应当意识到图10B中图示的导管图案实际上仅仅是示意性的，并且只要一个或多个导管可以独立控制由流体流动控制机构控制的流体流量，可以使用任何合适的能够产生流体弯液面的导管图案。
图10C图示根据本发明的一个实施例的具有导管的邻近头106-6示出区域448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470和472的邻近头106-6，该导管在操作期间形成由邻近头106-6形成的弯液面段。在一个实施例中，可以各自的操控每个区域448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470和472内部的源进口306、源出口304和源进口302。以这种方式流入和流出各个区域448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470和472的流体可以独立地开启或关闭，从而产生或除去对应于区域448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470和472的流体弯液面段。还应当意识到可以通过一组进口(超过一个)和一组出口(超过一个)产生流体弯液面段。而且，进口组可以具有相应的流体入口，并且出口组可以具有相应的流体出口。
图10D示出根据本发明的一个实施例的晶片处理系统的宏观图。在一个实施例中，该系统包括邻近头106-6，其可以通过应用流体弯液面116处理晶片108。邻近头106-6可以包括用于供应形成流体弯液面116的流体的源进口和用于除去来自流体弯液面116的流体的源出口。邻近头106-6可以粘贴有多个流体入口402和多个流体出口406。多个流体入口402中的每一个可以具有流体流动控制器件404，并且多个流体出口406中的每一个可以具有流体流动控制器件404。多个流体入口402中的每一个连接到相应的一个源进口，并且多个流体出口406中的每一个连接到相应的一个源出口。分别通过允许流体流动或终止流体流动经过多个流体入口402和多个流体出口406，流体流动控制器件404能够操控弯液面116的段的产生或除去。在一个实施例中，当要产生流体弯液面116的段时，通过用于特定流体入口的流体流动控制器件404开始对应于源进口向流体弯液面116的段供应流体的流体入口的流体流动。基本上同时，通过用于特定流体出口的流体流动控制器件404开始对应于源出口从流体弯液面116除去流体的流体入口的流体流动。因此通过独立操控经过各个流体入口和流体出口的流体流动，可以产生和除去流体弯液面116的段。
该系统还可以包括可以耦合到流体入口402和流体出口406的流体供应器422。流体供应器422可以是任选合适的能够向流体入口402供应流体和从流体出口406除去流体的器件。在一个实施例中，流体供应器422可以是能够操控流入每一个入口402的流体和操控流出每一个出口406的歧管。在另一个实施例中，流体供应器422可以控制流速并且流体流动控制机构位于流体供应器422内侧。
图11A示出根据本发明的一个实施例的从多个流体入口402供应流体的邻近头106。在一个实施例中，邻近头连接到多个流体入口402使得根据所需的弯液面的数目和/或弯液面的形状可以产生或除去弯液面116的段。弯液面116的段可以是由特定的一个或多个源进口306中的一个形成的弯液面116的单独部分。而且也可以通过特定的一个或多个源出口304中的一个操控弯液面116的每个段。在一个实施例中，可以结合流入多个源进口306中的某一个和多个源出口304中的某一个的流体，从而当一个源进口306停止向晶片表面供应流体时，相应的源出口304停止从晶片表面除去流体。在图11A示出的示例性流体弯液面产生操作中，开启所有多个流体流动控制器件404，从而所有多个源进口306供应有流体。因此，通过图11A示出的邻近头106的实施例产生的最大尺寸流体弯液面如所描绘的形成在晶片108上。
图11B示出根据本发明的一个实施例的通过图11A的邻近头106-6在晶片108上形成的流体弯液面116。应当意识到弯液面的尺寸和/或形状能够以任选合适的多种方式确定。在一个实施例中，弯液面116可以延伸超过晶片108的半径。通过开启或关闭某个流体入口向相应的源进口306的供应，可以产生或除去弯液面116的某个段。因此，在一个实施例中，不需移动邻近头106-6，就可以根据哪个源进口(也可以根据哪个源出口供应有除去流体的真空)供应有流体沿所示的双向箭头416缩短或延长流体弯液面116。当如图11B所示的流体弯液面116稍微延伸超过晶片108的半径时，晶片108在邻近头下方被扫描。在另一个实施例中，邻近头在晶片表面上形成弯液面116并在晶片上方扫描流体弯液面116。在另一个实施例中，邻近头106覆盖大于晶片的区域，其通过使用在晶片的不同部分中产生的选择弯液面，可以不需移动邻近头106或晶片而处理整个晶片表面。
图11C示出根据本发明的一个实施例的开启多个可变流量流体入口中部分操作的邻近头106-6。多个流体入口中的一部分482示为开启，这是由流体流动控制器件404设置为允许流体流动经过多个可变流量流体入口中的部分484而引起的。多个可变流量流体入口中的部分484示为关闭，这是由流体流动控制器件404设置为停止流体流动经过多个可变流量流体入口中的部分482而引起的。因此，通过多个可变流量流体入口中的部分484流入对应的多个源进口306向晶片108和邻近头106-6之间的区域供应流体。供应至晶片的流体形成流体弯液面116。相反，因为流体流动控制器件404关闭，所以多个可变流量流体入口中的部分484不向对应的多个源进口306供应流体。
而且，从邻近头106向对应的源进口的流体输出可以操纵邻近头106内部限定的源进口的流体流出。因此，可以操控经过特定的一个或多个源进口除去的流体量。因此，当要产生弯液面所需的特定段时，可以通过使流体入口和出口以及相应的源进口306和相应的源出口304而激活相应的源进口306和相应的源出口304(图11C中未示出)。
图11D图示根据本发明的一个实施例的图11C中示出的由具有可变流量流体入口402的邻近头106-6形成的弯液面116。弯液面116可以沿双向箭头490所示延长或缩短。这可以通过开启和关闭经流体入口进入多个源进口306中某一个的流体流动而实现。而且，可以开启或关闭经过流体出口进入多个源出口304之一的流体流动。当要产生弯液面所需的一个或多个段时，可以产生经过源进口306和源出口304的流体流动。当开启进入特定的源进口的流体流动时，形成由特定源进口供应的弯液面段。相反，当关闭进入特定源进口的流体流动时，除去由特定源进口供应的弯液面段。在一个实施例中，当开启进入相应的源进口的流体流动时流出特定源出口的流体流动开启从而产生弯液面段，并且当关闭进入相应的源进口的流体流动时流出特定源出口的流体流动关闭，从而除去弯液面段。任选的，源进口302可以向晶片表面上产生的流体弯液面的边界供应IPA/N2蒸汽。当相应的源进口306和源出口304关闭时，进入源出口302的流体输入关闭从而关闭了特定的流体液面段。而且，当相应的源进口306和源出口304开启时，进入源出口302的流体输入开启从而产生了特定的流体液面段。
图11E图示根据本发明的一个实施例的如图11D中讨论的邻近头106-6操作，其中区域484示出具有各自关闭的流体流动控制器件404和区域示出具有各自开启的流体流动控制器件404。在一个实施例中，区域484包括其每一个对应于形成的弯液面段的流体入口402。区域482中的流体入口402供应流入邻近头106相应的源进口的流体。流体入口402供应的每个源进口能够产生流体弯液面段。如图11E所示，形成在晶片108上的流体弯液面116段对应于具有自区域482中流体入口402的正向流体供应的源进口。因此，通过转变任选合适的一个流体流动控制器件404，可以产生任选合适的相应流体弯液面段，这是由通过相应源进口向晶片供应流体引起的。如上所述，从弯液面经对应于要操控的弯液面段的源出口304的流体移除可通过调整经过连接到邻近头的流体出口的流量来控制。
图11F示出邻近头106-6的操作，其图示根据本发明的一个实施例的另一示例性弯液面的产生。在图11F示出的示例性实施例中，区域482中的流体入口402具有允许流体流入邻近头106相应的多个源进口之一的流体流动控制器件404，从而导致产生了弯液面116a和116b。而且，从弯液面经对应于要操控的弯液面段的源出口304的流体移除可通过调整经过连接到邻近头的流体出口的流量来控制。
图11G图示根据本发明的一个实施例的未形成弯液面的邻近头106-6。在邻近头106-6的一种示例性操作中，流体流动控制器件404全部处于关闭位置。因此，没有流体进出邻近头106-6相应的源进口，从而因为流体弯液面段都没有流入流体因此没有产生弯液面。在该实施例中，通过停止经流体流动控制器件404的流体流动而关闭自邻近头106的流体输出。顶视图403示出在晶片上没有形成弯液面。
图11H示出根据本发明的一个实施例的形成在晶片108上的流体弯液面116。在这个实施例中，使用比晶片直径长的邻近头以产生流体弯液面116。应当意识到可以以任选合适多种的方式确定弯液面的尺寸和/或形状。在一个实施例中，弯液面116可延伸超过晶片108的直径。通过开启或关闭供应相应源进口306的特定流体入口，可以产生或除去弯液面116的特定段。因此，在一个实施例中，不需移动邻近头106-6，就可以根据哪个源进口供应有流体(也可根据哪个源出口供应有除去流体的真空)而如双向箭头416所示缩短或延长流体弯液面116。当如图11H所示流体弯液面116稍微延长超过晶片108的直径时，晶片108在邻近头下方被扫描。在另一个实施例中，邻近头在晶片表面上形成弯液面116并在晶片上方扫描流体弯液面116。在另一个实施例中，晶片108旋转180度转动，其处理整个晶片表面。在另一个实施例中，邻近头106覆盖大于晶片的区域，其通过使用在晶片的不同部分中产生的选择弯液面，可以不需移动邻近头106或晶片而处理整个晶片表面。
图12A示出根据本发明的一个实施例产生多种类型弯液面的邻近头106-6。在一个实施例中，流体流动控制器件404可以是多流阀，其能开启或关闭流体流动、允许第一流体流经流体入口402、或允许第二流体流经流体入口402。通过使用多流阀，第一流体可以输入邻近头106-6，邻近头106-6的相应源进口向邻近头供应第一流体以产生由第一流体构成的第一流体弯液面116a。通过灵敏控制多流阀，在通过第一流体弯液面116a完成所需的晶片处理量之后，多流阀允许第二流体流入邻近头106-6相应的源进口。向晶片供应第一流体的同一源进口后来向晶片供应第二流体。其结果是，在晶片108上形成第二流体弯液面116b。如接下来的图12B所示，操控多个流体流动控制器件404以允许第二流体进入邻近头106-6的多个相应源进口。因此当越来越多的源进口供应第二流体时，第二流体弯液面116b变得越来越大。在图12A示出的一个示例性实施例中，弯液面116b延伸并且第一流体116a变小。在一个实施例中流体弯液面116a可以是化学弯液面，其在流体弯液面116b是冲洗弯液面时处理晶片108。因此当流体弯液面116a的特定段已经处理了晶片118的特定部分时，然后改变流体弯液面段为流体弯液面116b的段，以冲洗先前被流体弯液面116a的段处理的晶片部分。
顶视图431示出如何完成双弯液面处理的一个实施例。顶视图431示出弯液面116a位于弯液面116b内部，并由此通过使流入相应流体入口的流体从弯液面116a的第一流体转换为弯液面116b的第二流体，弯液面116a变小。当随着各流体入口逐步转换为第二流体而弯液面116a逐步变小时，弯液面116b逐步变大并代替除去的116a的段。
图12B示出根据本发明的一个实施例的其中多个流体流动控制器件404′允许第二流体代替第一流体流动的邻近头106-6。当通过相应流体入口第二流体代替第一流体供应越来越多的源进口时，更多的弯液面116′的段转变为第二流体弯液面116b。
顶视图432示出如何完成双弯液面处理的一个实施例。顶视图432示出弯液面116a位于弯液面116b内部，并由此通过使流入相应流体入口的流体从弯液面116a的第一流体转换为弯液面116b的第二流体，弯液面116a变小。当随着各流体入口逐步转换为第二流体，弯液面116a逐步变小时，弯液面116b逐步变大并代替除去的116a的段。
图13A示出根据本发明的一个实施例的多重-弯液面邻近头106-6的顶视图。在这个实施例中，限定第一流体弯液面116a包括在第二流体弯液面116b中。在一个实施例中，第一流体弯液面是能够根据任选合适的晶片处理操作处理晶片的化学流体弯液面。在一个实施例中，第二流体弯液面116b可以是能向晶片供应DIW以从晶片表面冲洗第一流体弯液面116a的残留物的冲洗流体弯液面。在一个实施例中，通过控制流体弯液面的不同段和确定哪个处理流体构成了流体弯液面的段，可以进行不同类型的晶片处理。
在一个实施例中，在向晶片供应了所需一段时间的第一流体弯液面116a之后，第一流体弯液面的段可以转变为第二流体弯液面的段。因此，随着时间进展，第二流体弯液面116b覆盖的晶片区域增大并且第一流体弯液面116a覆盖的晶片区域减小。再有，可以通过操控流体流动控制器件可以实现第一流体进出对应于所要处理的晶片操作的流体弯液面的邻近头106-6的源进口。也可以操控流体流动控制器件使第二流体进出对应于在晶片的相应部分上所需的不同晶片处理操作(诸如，如冲洗)的流体弯液面段的邻近头106的源进口。透视图600图示从图13C所示的透视图。
图13B示出根据本发明的一个实施例的处理晶片108的顶表面和底表面的双邻近头106a和106b的侧视图。在本实施例中，邻近头106和106b可以是如上所述参照图13A的能够通过在晶片表面上和从晶片表面上产生和除去流体弯液面116的段处理晶片108的部分的邻近头106-6。在一个实施例中，逐步产生流体弯液面116的邻接部分以生成生长的弯液面，或相反可以逐步除去流体弯液面116以生成收缩的弯液面。这可以通过逐步开启各个连续邻接流体入口的流体流动或通过逐步关闭启各个连续邻接流体入口的流体流动而实现。
图13C示出根据本发明的一个实施例的图13A中示出的邻近头宽度侧视图的视图600。在一个实施例中，流体流动控制器件404′是三路阀，其构造为不能够使流体经过流体入口或允许一种或两种流体进入流体入口供应给源进口306a。在一个实施例中，三路阀允许化学药品或者DIW经过流体入口。化学药品可以是任何一种可以在所需的操作中处理晶片的溶液。邻近头106包括任一种合适的如上所述参照多重-弯液面邻近头的导管图案。因此，源进口306a向晶片供应第一流体并因此产生流体弯液面116a。可以经源出口304a从晶片表面除去第一流体。源进口306b向晶片供应第二流体并因此产生与流体弯液面116a同心的流体弯液面116b。可以经源出口304b从晶片表面除去第二流体。当希望控制流体弯液面116a边界的表面张力时，可以随意使用源进口302以供应表面张力减小流体。除外供应源进口306a的流体入口也可以包括用于流体供应控制的流体流动控制器件404。从源出口304a和304b除去流体的流体出口也可以包括用于流体除去控制的流体流动控制器件404。
图14A示出根据本发明的一个实施例的能够产生大致圆形流体弯液面的邻近头106-7。在一个实施例中，邻近头106-7具有同心区域504。邻近头106-7的每个同心区域540能产生流体弯液面的一段。每个同心区域包括同心的多个源进口302、同心的多个源进口306和同心的多个源出口304(如图14B所示)。因此，每个区域504能够在晶片表面上产生对应于区域504的形状和尺寸的圆形流体弯液面。
图14B示出根据本发明的一个实施例沿着在晶片108下方操作的邻近头106-7中圆形区域504的半径的侧面透视图。在一个实施例中，邻近头106包括多个各自能产生流体弯液面的区域504。邻近头106-7的侧视图示出沿着区域504的半径方向(如图14A中看到的)，每个区域包括邻接源进口302的源进口306，源进口302依次邻接源出口304。在一个实施例中，源进口306向晶片供应处理流体。源进口302向通过源进口306供应到晶片的处理流体供应表面张力减小流体。源出口304可以除去通过源进口306供应至晶片表面的流体。通过向晶片供应处理流体、向晶片上的流体供应表面张力减小流体、和从晶片表面除去流体，可以产生稳定的流体弯液面。
供应源进口306的流体入口可以包括能够控制经过流体入口的流体流量的流体流动控制器件，从而控制经过源进口306的流体流量。从源出口304除去流体的流体出口(如图10D所示)可以包括能够控制经过流体出口的流体流量的流体流动控制器件，从而控制经过源出口304的流体流量。
图14C图示根据本发明的一个实施例的在图14B中示出的处于处理晶片108的顶表面的位置的类似结构。在本实施例中，邻近头106-7位于晶片108下方，并且邻近头106-7能够根据这里描述的方法处理晶片108的底表面。
图15图示根据本发明的一个实施例的同心流体弯液面的操控。在一个实施例中，具有源进口306的邻近头106-7的各个同心区域可以从流体入口402供应流体。可以根据相应的源进口306是否需要供应流体，来开启或关闭用于每个流本入口402的流体流动控制器件404。当源进口306从流体入口402供应流体时，源进口306向源进口306和晶片表面之间的晶片表面区域供应流体。
在图15示出的示例性实施例中，区域482中的流体入口404开启，其接着产生流体弯液面段700。区域484中的流体入口404关闭，接着没有产生流体弯液面段710。因此，图15中示出的流体弯液面图案是类似于环形的。
虽然根据几个优选实施例描述了本发明，但是应当意识到在阅读了前边的说明和研究了附图的基础上本领域技术人员可以对其进行各种变形、添加、置换和等价。因此本发明意指包括落入本发明的真实精神和范围内的所有这些变形、添加、置换和等价。