CN1650397A - 转移流动处理过程和装置 - Google Patents

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加里·W·米哈尔科
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Abstract

提供一种用来处理物体的方法。在这种方法中，在有利于至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理的情况下，把处理化学物质加入到浴具中，接着，在有利于至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理的情况下，把非处理液体加入到浴具中。还提供了一种用来实现该方法的装置。该方法特别有利于一些物体如半导体晶片或者类似基体，其中这些物体用在借助用溶液来处理的精确制造中。

Description

转移流动处理过程和装置
技术领域
本发明涉及一种借助液体来处理物体从而例如进行清洁或者处理物体的一个或者多个表面的领域。尤其地，本发明涉及一种用来处理物体如微电子基体或者其它装置的方法和装置，尤其地，使物体的一个或者多个表面进入到液体中以处理它。
背景技术
本发明被研发尤其应用到用溶液来处理的一些物体如半导体晶片或者类似基体中，该粗半导体晶片或者类似基体蚀刻有任何特征、喷涂有或者与导体导线或者迹线以作为成一体的线路装置、引线框、医药装置、盘和头部、平板显示器、微电子罩、微小机械装置、微小光学装置和类似装置。这些物体变得越来越难以处理，因为它们以越来越小的尺寸来进行制造，并且具有极小的特征要产生和处理。需要精确的制造技术来合适地生产这些零件。因此，变化的容许量较小的多层各种材料及以亚微型尺寸在这些物体的多层上产生非常小的特征借助化学处理和蚀刻过程来产生。需要这些层的均匀度和处理的精确量来提供该零件在最后的微电子装置中的功能。
各种技术被发展来在精确的制造过程中处理物体，特别是处理半导体晶片。例如，半导体晶片可以浸入到一系列的相应处理容器的内室中，这些容器独立地处理晶片。例如，该晶片首先产生有氧化物层，之后浸入到酸浴具中，以蚀刻掉一些或者所有的氧化物。然后，使漂洗浴具跟着酸浴具。一个这样的处理容器的例子使用浴具处理的阶式液体流处理。在典型的阶式液体流过程中，一个或者多个晶片被支撑在阶式处理容器中，如支撑在晶片处理固定物、盒子或者其它保持架内，以同时进行处理。阶式处理容器包括内容器，该内容器具有一些侧壁，这些侧壁允许液体溢过顶边缘并且进入到一个或者多个外容器中，该外容器绕着内容器进行设置。把液体流供给到内容器中，例如在容器底部，以填充它的内室，并且进一步使液体溢过内室的顶边缘以进入到外室中。因此，新液体(如干净水)可以供给来漂洗内室中的晶片，然后从内室落到外室中。在这个过程期间，液体流过内容器。
用来处理电子零件的、所提出的湿处理方法的改进公开在美国专利No.5817185中。参见第1栏、46-56行及第13栏31行-58行。185号专利的公开内容描述了传统的湿处理方法，这些方法在反应室中使用了化学物质，从而以相同温度取代DI水。这常常引起化学物质和DI水的大量混合。这个过程所要求的改进公开在美国专利No.6245158中。158号专利表明了，混合使得化学物质连续地与水进行稀释，这是不好的，因为对于环境和费用来讲使化学溶液进行再循环是优选的。此外，产生混合时的漂洗明显长于没有产生混合时的漂洗。参见第2栏第18-36行。158号专利所提出的溶液将有选择地控制处理液体的温度，例如借助从处理容器的底部中加入更冷的液体以使一种液体与另一种液体的混合最小化。
实际上，温跃层原理被用来使流体相互保持相对分开。根据描述在158号专利中的原理，如果产生了最小的混合，那么可以很快地从容器中除去化学溶液，如活塞流技术。已观察到，真实的活塞流情况非常难以实现，从而导致对晶片进行不同种类的处理。因此，与晶片的一些其它部分相比，一部分晶片可以露出到蚀刻剂中一个更长的时间或者露出到不同的浓度中，从而根据晶片的估计位置导致不同的晶片性能。
发明内容
令人惊讶地发现，借助下面方法可以实现更加均匀地处理一些物体：在有利于至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理的情况下，把处理化学物质加入到浴具中，随后，在有利于至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理的情况下，把非处理液体加入到浴具中。这里所描述的方法提供了一些浴具，这些浴具在空间上在密度上是均匀的，这表示，化学物质的浓度混合得较好，从而在任何给定时间时相对稳定，因为实际上在浴具的整个容积上或者至少在靠近要处理的物体处可以实现。简而言之，“均匀”表示“空间均匀”，除非有其它限制。
在实际效果中，本方法使非反应浴具首先转移到装有一种或者多种处理化学物质的浴具中，然后，返回到非处理液体浴具中。优选的是，该物体在整个漂洗-处理-漂洗处理中浸入其中。加入到浴具中的材料与浴具中的内含物进行很好的混合，因此在特殊的时间点上，靠近要处理的物体的、浴具的化学特性及优选地在它的容积上如实际所希望的那样均匀。因此，基本上被处理的整个表面趋于受到类似处理。这导致处理均匀度的实质改进。
“转移流”过程特别有利于实现具有极好均匀度的蚀刻处理。尽管借助没有受到理论约束，但是相信物体在浴具中的环境从具有非处理化学物质的溶液中进行，从而使处理化学物质的浓度基本上均匀地增加，随后使该溶液中的处理化学物质的浓度基本上均匀地减少，这就使得在要处理的物体上的不同位置上的总处理效果的差异最小化。尤其地，相应，借助类似方法减少了在浓度增大期间的任何微小的空间非均匀度的作用，但是，对于浓度减少期间的非均匀度而言刚好相反。在一个方面中，一个或者多个转移化学处理全部夹在优选的漂洗处理之间。
还提供了一种用来实现上述过程的装置。
在本发明中，浓度的均匀变化通过下面方法来形成：以足够大的速度和动量把液体和/或气体流加入到容器中，以致旋转流至少部分地、优选为基本上包围被处理的物体。这些流流过接近物体的浴具，从而通过混合在液体中产生均匀浓度的化学物质。借助任何混合机构来产生旋转流，例如使用喷孔来把液体(和/或气体，如这种情况一样)以混合方式加入到浴具中。此外，泵、叶轮、起泡器和类似装置可以用来提供了混合作用。混合程度借助下面方法来评定：把染料喷射到液体中，通过视觉来估计，或者在液体浴具的多个位置上通过使用定量分析技术来测量染料量和流量。荧光素染料的钠盐对观察水中的流型特别有效。
作为一个方面，本发明提供了一种处理至少一个物体的方法，该方法包括这些步骤：使物体浸入到流动的、基本上不反应的浴具中；在空间上使浴具从基本上不反应的浴具中均匀地转移到具有第一处理化学物质的浴具中；及在空间上使具有第一处理化学物质的浴具均匀地转移到基本上不反应的浴具中。作为另一个方面，本发明提供了一种处理至少一个物体的方法，该方法包括这些步骤：a)使物体浸入到具有液体的浴具中；b)在把物体浸入到浴具中的同时，把处理化学物质可混合地加入到浴具中，因此以平滑的方式提高处理化学物质在浴具中的浓度；及c)在把物体浸入到具有处理化学物质的浴具中的同时，在一些情况下把液体可混合地加入到浴具中，以致处理化学物质在浴具中的浓度以平滑的方式减少。
本发明可以应用到下面的任何情况下：借助与液体相接触，借助容器内的均匀湿处理如漂洗、清洁、干燥、喷涂、蚀刻的步骤和类似步骤来处理一个或者多个物体。尤其地，本发明涉及物体的处理，以使用溶液来进行精确制造，如半导体晶片或者类似基体，该粗半导体晶片或者类似粗基体蚀刻有任何特征、喷涂有或者与导体导线或者迹线成一体以作为成一体的线路装置、引线框、医药装置、盘和头部、平板显示器、微电子罩和类似装置。本发明的过程特别有利于过程中的半导体晶片，因为实验的处理均匀度可以通过这些晶片的本过程。尤其从该过程中受益的晶片包括需要极其或者高度均匀蚀刻的薄介电材料的晶片。此外，该过程特别有利于具有三维微小机械特征如MEMS的晶片。三维微小机械特征的具体例子包括压力换能器和加速计。该过程还特别有利于这样的装置：该装置安装了非常小比例的光学特征如纤维光学通讯的Eschelle光栅。
附图说明
图1是本发明的处理容器的示意图，该处理容器用来处理一个或者多个物体如过程中的半导体晶片；
图2是用于图1容器中的、本发明的优选液体分配头组件的侧视图；
图3是图2所示的液体分配头的透视图；
图4是本发明实施例的、用来处理物体的典型方法的简化流程图；
图5是图1所示的处理容器的示意图，它示出了在工作期间、内室中的液体流型；
图6A-F是处理容器的示意图，它示出了在工作期间、孔和液体流型在内室中的其它布置；
图7是使用现有技术的活塞流系统的处理容器内室中的浓度的示意图，其中该系统用来处理位于处理容器内室中的物体；
图8是使用均匀“转移流”方法的处理容器的处理内室的内室的浓度示意图，其中该方法用来处理本发明的处理容器内室中的物体；
图9是包括处理容器的、本发明的处理系统的简化方块图；
图10是曲线图，它与半导体晶片的示意图一起示出了测量的HF浓度，其中具有如所示出的一样的取样位置；
图11是曲线图，它示出了现有技术过程中的氧化物蚀刻变化，其中晶片浸入到蚀刻浴具中，之后与水稀释；
图12是曲线图，它示出了现有技术过程中的氧化物蚀刻变化，其中晶片浸入到蚀刻浴具中，之后与水稀释；
图13是曲线图，它示出了本发明过程的氧化物蚀刻变化；
图14是曲线图，它比较了以三种不同方式来处理的晶片的蚀刻的均匀度。
具体实施方式
结合附图的本发明实施例的下面描述使得本发明的上述优点和其它优点及得到它们的方式变得更加清楚并且能够更好地理解本发明本身。
本发明能够特别均匀地处理要处理的物体。例如，在进行蚀刻处理的情况下，非常希望能够尽可能均匀地蚀刻材料。太大的变化如太大的不均匀度可以导致质量差的装置不能工作。均匀度受到特别关心，因为要处理的物体的特征尺寸大小变得越来越小。
参照附图，其中相同的标号在所有这些附图中用来表示相同的零件，装置和系统被描述成，借助使处理化学物质的浓度均匀增加，之后使处理化学物质的浓度均匀减少来处理一个或者多个物体，从而能够基本上均匀地处理物体。
图1是本发明的典型处理容器100的示意图，该容器用于理想液体混合原动力，因为液体103在处理容器100的内室113内沿着一个或者多个物体如半导体片102进行流动并且流过它们，如图所示。为了缩短下面讨论，把要处理的物体称为半导体片。但是应该知道，这里所讨论的过程和装置有助于处理各种各样的物体如上面发明内容部分中所讨论过的物体和整个说明书中的其它物质。
内室113开始时装着液体103，该液体103是非处理液体。优选的内室113是锥形或者其它形状或者成形成能够消除死点如内室113内的拐角或者其它位置。出于本发明的目的，“非处理液体”是这样的液体：它不能实现在本发明的主要过程中用来实现的处理过程。优选的是，非处理液体基本上对要处理的物体的理想化学性能和物理性能呈惰性。在半导体片的情况下，优选非处理液体的例子包括适合于进行漂洗处理的任何液体如水(优选为是过滤过和/或除去离子的水)、异丙基酒精(isopropylalcohol)或者乙二醇(ethylene glycol)。另外，非处理液体可以是这样的液体：它与物体相互作用，以实现不是使用本发明过程来实现的主处理过程的处理。优选地，若有的话，那么非处理液体在物体上的作用没有较高的浓度敏感度，以致以任何方式例如使物体降落到非处理液体的浴具中来把物体加入到非处理液体中不会使物体的理想性能产生变化。相对于该物体确实具有活性的非处理液体的例子包括某些臭氧处理或者在物体浸入到非处理液体中的时间范围内实现完成的处理，因此提供了物体可以承受的任何浓度梯度。
非处理液体通过借助管115由源117来提供并且借助任何合适的液体分配机构、例如借助优选的、下面描述的液体分配头(distributionhead)325、315和320把它加入到室113中。非处理液体提供了漂洗功能，并且还能使内室113内的液体流沿着半导体片并且通过该半导体片102。在源117和内室113之间可以任意地设置合适过滤机构如过滤岸(bank)(未示出)，该过滤机构优选地包括一些过滤器的合适结合，而这些过滤器典型地用于用途应用中的位置上。优选地，使用过度净化过的水，该水基本上没有大于大约0.5微米的颗粒，更加优选的是，没有大于大约0.2微米的颗粒，及最优选的是，没有大于大约0.1微米的颗粒。为了实现这个，由蒸馏得来的和/或除去离子的水可以通过充电(charged)过滤器，这些过滤器描述和示出在于1996年8月6日授权的美国专利No.5542441中，该专利的名称为“Method and Apparatus forDelivering Ultra-low Particle counts in SemiconductorManufacturing”，该专利的全部内容在这里引入以作参考。这种过滤器岸提供了过度净化过的DI水(除去离子的水)。
处理容器100优选地包括这样的结构，该结构包括连续的侧壁105，该侧壁105与底壁106一起限定出了用来装一个或者多个晶片103和液体的内室113。侧壁105和底壁106优选为由相同材料形成，该材料至少在它的内表面上基本上与液体103不起反应。优选的材料包括石英、聚丙烯、聚乙烯、全氟烷氧基乙烯叉(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、这些的结合物和其它的物质。
处理容器100具有提供用来加入和取回液体的流动系统的结构。出于本发明的目的，“流动系统”是这样的系统，它把新液体提供到处理容器中，同时从处理容器的容积中取回液体。
优选地，处理容器100是溢流阶式容器，如上面在背景技术部分中所讨论的一样，其中结构侧壁105和底壁106限定出内室113，把来自该内室113中的液体降落到侧壁105的上边缘上，并且使之进入到外室中，该外室由外部容器108来限定出。在那种方式中，连续供给的流体可以通过所支撑的晶片，以漂洗和清洁它们。在任何时候，输入和输出流可以相互相等，或者，例如如果希望调整容器100内的液体量，那么一个可以大于另一个。优选的流动系统是这样的，它可以用来帮助建立一个通过容器100的、稳定的、溢流的、阶式的液体流，并且如所希望的那样从容器100的顶部进行溢流。
此外，处理容器100可以提供，以任何其它方式使液体流过内室113。例如，内室113在它的上端处被关闭，并且在方便的位置上设置有出口，因此液体流过所限定出的室，在该室内可以支撑着一个或者多个物体。可以预期到，可以通过一个或者多个入口来提供液体，该液体相对于内室113可以通过一个或者多个出口而出来。
还应注意的是，该方式(通过该方式把物体、优选为半导体片102支撑在内室113内)不是本发明的具体特征，并且根据本发明可以预期使用任何传统或者产生的技术(未示出)。但是，优选的是，借助与通过晶片表面上的液体流进行干涉，支撑机构基本上不防止混合。而且，这些物体可以支撑在任何不同的方向上，该方向被确定来提供理想结果。
根据本发明，一个或者多个液体分配装置、如包括一个或者多个优选头325、315和/或320的优选分配头组件300支撑在处理容器100的内室113内。在优选实施例中，分配头325、315和320设置在内室113的下部处。更加优选的是，分配头325、315和320设置在晶片102的中点下方，特别优选的是，设置在晶片102的下部1/3的下方。最优选的是，中心分配头315在晶片的中点处直接设置在晶片102的下方，并且侧分配头325和320以距离中心为要处理的物体总宽度的40％-60％的距离设置在中心分配头315的每一侧上，或者在所示出的实施例中，该距离为40％-60％的圆形半导体片102的直径。
每个液体分配头325、315和320通过供给管115与液体源117相连。如图所示，供给管115借助液体混合室131和第二供给管129可操纵地连接成使液体流通到液体分配头325、315和320中。第二供给管129再细分以把液体供给到具有独立的第三供给管(未示出)的分配头325、315和320中。此外，每个液体分配头优选地借助独立的相关第二供给管连接到液体混合室131中。供给管129和/或从那里进行细分的管道优选地密封地提供通过内室113底壁106的通孔(未示出)，因此液体103可以有效地提供到位于内室113内的头325、315和320中。
液体混合室131提供了这样的装置：借助该装置从一个供给管115中供给液体，并且把液体均匀地分配到优选的若干液体分配头325、315和320(或者更多)。这种液体混合室131的设计可以是传统的，并且优选的是，把基本上均匀的液体流提供到每个第二供给管129中。而且，液体混合室131允许一个或者多个处理化学物质进行混合或者结合成通过处理化学物质供给管118来自处理化学物质源119的非处理液体。此外，可以设想，可以把任何数目的供给管设置到一个或者多个共用液体混合室中，然后从该一个或者多个共用液体混合室把一种或者多种液体通过第二供给管129供给到液体分配头325、315和320中。液体混合室131可以设置有隔板、叶轮或者其它物理结构以有助于混合，或者可以简单地是每个供给管115中的这样位置，在那里，处理化学物质被直接喷射到供给管115中而没有物理结构安装于其中以帮助混合。在这个实施例中，当液体向下前进到供给管115中时产生混合，而没有使用独立的混合结构。最优选的是，液体分配头和内室的几何形状及内室内的结构被布置和取向成使处理容器中的非混合的“死区”或者区域最小化。一些死区可以导致把处理化学物质不良地保持在处理容器中，这导致液体的浓度不均匀或者使漂洗过程的前进慢下来。
图2是侧视图，它更加详细地示出了本发明的优选液体分配头组件300。组件300包括喷头体310，该喷头体具有设置于其中的中心喷头315和侧喷头320和325。中心喷头315设置有若干孔330、332和334，这些孔以下面方式引导来自中心喷头315的液体流：该方式能够有效地把液体分配到处理容器的内室中，因此有利于从中心喷头315排出到处理容器的内室中的液体进行混合。在一个优选实施例中，一些中心孔从中心喷头315垂直地引导液体流，一些侧孔330和334以与中心流成角度α和β地引导液体流。优选的是，角度α和β为与来自中心孔332的流成10-30度，最优选的是为与来自中心孔332的流成20-25度。侧喷头320和325同样地各自设置有多排孔336和338，这些孔引导来自喷头的液体流。优选地，一些孔336和338以角度θ引导液体流，这些角度从喷头的垂直方向向内倾斜。优选地，角度θ相对于垂直方向从-10度到+25度，更加优选的是，从-5度到+10度，更加优选的是，从-1度到+5度，最优选的是，与垂直方向成+3度。正角度使这些流向内朝向晶片102，而负角度使这些流向外朝向室的壁105。
这些孔的相对方向优选地设置成使进入的液体在处理容器的内室中的混合最佳化，而内室的形状、要处理的物体的尺寸大小和方向及借助液体原动力的路线经验改进或者计算使其它液体分配头在室内的相对定位对于本领域普通技术人员来讲是可以理解的。应该知道，根据本发明可以设置任何数目的喷头或者孔，所述喷头或者孔设置来有效地混合加入到处理容器的内室中的液体。
图3是图2所示的本发明的液体分配头组件300的透视图。在所示出的实施例中，喷头315、320和325沿着轴向进行延伸，而许多孔排列于其中，从而提供有效的液体流并且对于处理容器的较大内室而言进行混合，而这些处理容器可以装有许多要清洁的物体。优选地，每个喷头在每排中具有大约40到60个孔，而这些孔的直径为大约1到大约3mm，在一排中的每个孔之间的间隔为大约3-大约10mm。如所示，一些孔设置成线性并且规则地设置成一些隔开排。当处理直径为300mm的晶片(这些晶片以5mm的间距保持在载体中)时，优选的是，这些孔的直径接近2mm并且以5mm的间隔隔开以与载体中的晶片的间距相配合。此外，一些孔可以设置成非线性和非规则的排，只要如这里所讨论的那样能够把液体加入到内室中以给浴具提供浓度均匀的处理化学物质就行。优选的是，本发明的处理容器设计来装许多物体如在一个清洗过程中要处理的、多排13、25或者50个晶片。在优选的实施例中，这些喷头设置在内室113的壁105内，因此，没有头组件延伸到内室113中。相对于通过内室113的大量液体流以相对较高的速度把液体加入到内室113中。优选地，流体流以至少大约1000cm/min的速度进入到清洗液体中，更加优选的是，该速度为至少大约4000cm/min，最优选的是，为至少大约6000cm/min。在流体流进入到处理容器的内室113中的位置上计算流体流的速度。这与通过浴具的大量液体流的速度形成对照，该速度优选为从大约10到大约100cm/min的，更加优选的是为从大约20到大约50cm/min。通过浴具的大量液体流的速度通过下面来确定：使通过该室的液体的容积流率除以该室的横截面积。流体流流速与大量流速之间的不同在内室113中产生了旋转流，从而可以非常有效地混合这些液体。因此，流体流在位于孔和晶片之间基本没有隔板、扩散器或者其它速度减少装置的位置上进入清洗液体中，其中这些速度减少装置可以防止旋转流在要处理的晶片附近处实现它们的混合作用。优选的是，进入到容器时的流体流速度与大量流速之间的比率为至少大约10∶1，更加优选的为至少大约50∶1，最优选的为至少大约150∶1。
图4是本发明实施例的、处理物体的步骤710处开始的方法700的典型流程图。
步骤720表示在这些物体上进行前面处理步骤之后提供物体。优选的是，这些物体可以是一个或者多个半导体片或者其它微电子装置或者基体。前面处理步骤可以包括液体化学处理、平版处理、基于气体的蚀刻或者化学处理、高温处理或者其它处理步骤。前面处理步骤可以产生在另一个处理装置中，在该装置的另一部分中具有转移蚀刻室，或者前面处理步骤可以产生在转移蚀刻室本身中。
在步骤730中，这些物体放置在转移蚀刻室中并且浸入到非处理液体(如DI水)中。这些物体可以插入到非处理液体的、预先存在的浴具中，或者放置到空的或者局部填充的室，然后，该室被填满。
通过分配头把液体加入到室中。来自分配头的液体流在浴具中产生了旋转流，这些旋转流提供了体积(bulk)混合，这种体积混合在整个浴具中保持了相对均匀的液体成分。借助一些其它装置(如泵送循环回路、浴具中的叶轮、浴具中的起泡器、在浴具中移动晶片、使晶片移出浴具、或者其它装置)也可以在浴具中产生混合。
在步骤740中，非处理液体开始流入到室中，并且连续进行，直到建立浴具的流动原动力为止。可以从该室中除去过量液体，例如借助阶式溢流来除去过量液体。尽管更加不理想，但是可以省去步骤740(在处理流程745之后)并且通过基本上是静止的、非流动的、浴具中的液体来开始步骤750。
在步骤750中，处理化学物质(如稀释的HF)开始流入到室中，同时任选地停止或者减少非处理液体流入到该室中。该处理化学物质可以来自预混合源，可以借助混合来自多个源中的流来形成，可以借助把处理液态浓缩物喷射到非处理液体流中来形成，或者来自一些其它源中。如果处理化学混合物借助混合多种成分来形成，那么优选的是，混合过的液体在输送到室之前完全混合；在该室中进行混合也是可以的，但更不理想。但是，这不排除使用处理化学物质，而这些处理化学物质的成分或者温度随着时间而改变。把处理化学物质加入其中，以提供浴具从基本上不反应的浴具到具有处理化学物质的浴具中的、空间均匀的转移区。该转移区不同于活塞流转移区，其中可辨别的边缘存在在运动通过该室的第一液体和运动通过该室的第二液体之间。在本发明的过程中，基本上可以消除任何这样的边缘。
还可以借助把处理液体浓缩物喷射到非处理液体的浴具中来形成处理化学物质。例如，把200cc的HF加入到DI水的40升浴具中，以形成200∶1的HF蚀刻溶液。在这种情况下，需要一些循环形式来把处理液体浓缩物分散在整个浴具中(例如泵送循环回路、浴具中的叶轮、浴具中的起泡器、使晶片在浴具中运动或者使晶片运动离开浴具，或者其它装置)。
在步骤760中，使处理化学物质停止流入到该室中并且使非处理液体的流动连续、增加或者再继续。非处理液体的流动稀释了存在于步骤750的浴具中的处理化学物质。非处理液体的流动连续进行，直到浴具中的处理化学物质的浓度到达可以接受的大小以开始下一个处理步骤为止。根据处理化学物质的浓度和成分及下一个处理步骤的性质，该可接受的大小可以变化较大。例如，对于使用200∶1HF的蚀刻来讲，来自步骤750中的处理化学物质在步骤760中稀释100倍是典型可以接受的，因为处理化学物质在处理之前使用臭氧化过的水在硅晶片上再生氧化层。相反，在使用表面活性剂的干燥过程之前的H2SO4∶H2O2的1∶2混合物的处理期间，典型地需要大于1百万的稀释系数。
步骤770表示后面的处理步骤。典型的步骤包括：通过臭氧化过的水在物体上形成氧化层；形成氧化层；并且除去具有SC-1化学性质的颗粒(NH4OH、H2O2和DI水的混合物)，除去具有SC-2化学性质的金属污染物(HCl、H2O2和DI水的混合物)，通过表面活性剂来干燥这些物体，或者其它过程。
步骤799表示在转移蚀刻室中所进行的过程的顺序的终点。
本发明方法的这些描述的许多变形是可能的。例如，步骤735和747的结合表示把物体供给到转移蚀刻室中且使前面的处理化学物质流入到转移蚀刻室中，然后立即使处理化学物质的流动开始，而不会具有非处理液体(如740中所示)的中间流动。例如，希望使臭氧化的水流到室中以除去无机污染物，然后直接输送来稀释HF以蚀刻SiO2层。
同样地，希望使处理化学物质停止流动，并且使这些物体浸透在现有的浴具中，如752所示那样。这种浸透可以是处于静态浴具中，或者处于具有循环装置的浴具(如泵送循环回路、浴具中的叶轮、浴具中的起泡器、使晶片在浴具中运动或者使晶片运动离开浴具，或者其它装置)。在浸透期间752结束时，处理化学物质的流动又开始了，或者非处理液体可以开始流动。
在处理化学物质750进行流动之后，第二处理化学物质758所进行随后处理产生了，这种处理可以在没有处理流程757的非处理液体进行中间处理的情况下产生，或者这种处理可以在处理流程765的非处理液体进行中间处理的情况下产生。还可以重复578以用第三流体来进行处理等等。例如，理想的是，使DI水中的HCI流动，从而直接在通过稀释的HF来蚀刻晶片(处理流程757)之后从硅晶片的表面中除去金属(或者防止它们沉积)。
图5是本发明的图1的处理容器100的示意图，该图示出了流过处理容器100的内室113的液体103的理想化混合和流动。借助下面方法使液体流过处理容器：通过液体混合室131从液体源117中提供液体，并且通过液体分配头325、315和320来输出。设置了液体分配头325、315和320，并且这些液体分配头设置有孔，因此形成了流型135、137和139，从而在晶片102的位置上提供了均匀液体合成物。
典型的理想流型示出在图5中。但是，液体可以以任何方向流入到内室113中，以致可以产生理想程度的均匀液体合成物。优选地，液体分配头325、315和320与晶片102充分地隔开，以致加入到内室113中的液体不会立即与晶片相接触，但是具有足够的空间和机会与已经位于内室113内的液体混合到至少一定程度。优选的是，液体分配头与晶片102隔开至少大约10mm远，优选的是，至少大约15mm远。令人惊讶的是，已发现，不是远离晶片地引导进入的液体，而是优选地把有些进入液体引导到晶片中，从而形成了立即混合并使处理化学物质流过晶片。所示出的流体流135、137和139产生了一系列的旋转流，这些旋转流可以有效地混合新液体，该新液体与已经处于处理容器的内室中的液体一起均匀地通过晶片的表面加入，而不会企图实现液体在处理容器的内室内的活塞流。分配头与晶片的隔开相对于分配头在内室113内的位置和方向可以改变。例如，所示出的侧分配头325和320不能沿着最短的可能路程来引导直接位于晶片102处的流体流，而是沿着稍稍成角度的路径来引导该流体流。因此，分配头325、315和320优选地设置成距离晶片102大约10mm到大约40mm，更加优选的是，设置成距离晶片102大约20mm到大约35mm。流体流135、137和139优选地从分配头325、315和320到晶片102运动一个大约10到大约50mm的距离，更加优选的是，为大约20到大约45mm。
在液体103流过内室113之后，处理化学物质从处理化学物质源119通过供给管118加入到液体混合室131中。处理化学物质在液体混合室内以预定比率、例如以理想的相对体积、摩尔和/或质量流率与非处理液体进行混合，以在用来处理晶片102的全部化合物中提供理想量的处理化学物质。例如，在一个优选实施例中，0.1到100、优选为1-20、更加优选为5-10份的水性蚀刻剂溶液(它包括49wt.％HF)被喷射到1000份的水中，这些的结合物被加入到处理容器100的内室113中。优选地，该液体以任何理想的流率如20-80lpm、优选为大约40l/min加入到内室113中。应该知道，另一方面，在若干阶段中以改变的浓度来加入处理化学物质，以提供所希望的浓度分布范围(即作为时间函数的、箱内的处理化学物质的浓度)。
以一个或者多个温度来实现这些物体的处理，该一个或者多个温度可以有效地实现理想的处理。在某些应用中，有利的是，在升高的温度下或者在降低的周围温度下提供处理。因此，尽管标准处理周围温度可以为18-25℃，但是在一些实际模式中理想的是，在35-45℃的温度下实现HF蚀刻步骤，以减少化学物质的使用率。在这个处理过程的一个实施例中，使液体停止加入到内室113中，并且在处理期间，允许这些晶片浸透到静态浴具中，或者通过箱内的液体来浸透，该液体被循环，例如借助泵来进行循环。
此外，若干处理化学物质可以被同时地或者连续地加入到内室113中。在本发明的一个实施例中，来自非处理液体源117的非处理液体的流动完全被切断，从而提供了来自处理化学物质源119的处理化学物质的未稀释浓度。任选地，来自源119的处理化学物质可以预先稀释成理想大小的处理浓度。处理化学物质在从液体混合室131中流入到内室113中的液体中的浓度可以逐渐变化，或者可以突然改变。在另一个实施例中，处理化学物质HF通过独立的导管作为非处理液体直接引导到室中，同时进行混合。
液体分配头的其它布置示出在图6A-F中。这些附图示出了，如特殊应用中所希望的那样可以设置一个或者多个这样的液体分配头。因此，例如，在图6A所示的实施例610中，分配头612和614设置在内室中。相反，图6B示出了分配头622和624，这些分配头设置成邻近内室，因此一些孔把一些流体流引导到内室中。图6C所示的实施例同样具有三个分配头632、634和636。图6D所示的实施例具有分配头642和644，这些分配头偏离成邻近内室的侧壁。图6E示出了分配头652和654，这些分配头设置成邻近内室的侧壁，这些侧壁邻近该室的底部。最后，图6F示出了由四个分配头662、664、666和668所形成的一排分配头，这些分配头布置在内室的侧壁上。优选地，该一个或者多个液体分配头相对于处理容器的结构设计和相对于相互进行布置，从而在它们相应的内室中提供混合。可以预想到，如特殊应用所需要的那样，可以设置任何数目的、尺寸大小相同或者不同的液体分配头。
加入到浴具中的液体流的喷雾方向用箭头来表示，具有图6所示弧度的两个箭头表示射流可以以可能的角度范围来进入。注意，这些射流可以从喷头棒或者通过箱的壁部进入。图6D、6E和6F所示的结构特别适合于某些应用，因为用来加入流体流的这些孔设置成远离内室的底部，如果希望的话，那么优选位置用于大音速(megasonic)能量的源。因此，分配头的这种设置使得与大音速(megasonic)能量转换器的干扰量最小化，这些转换器设置在浴具的底部中。
图7是使用描述在美国专利No.6245158中的、用来处理物体的现有技术活塞流系统在处理容器的时间期间处理化学物质在内室中的浓度的图解理想化图。在这个附图中，处理化学物质的存在、位置和相对浓度用放置化学物质的处理容器内室的阴影部分来表示。在活塞流型的系统中，在时间t1处，处理化学物质在溶液中的浓度为0。在时间t2处，处理溶液从处理容器内室的底部加入到处理容器的内室中，其中处理容器内室中的过量液体溢出处理容器内室的顶部。由于小心地加入处理溶液以致基本上没有与处理容器内室中的液体进行混合，因此在两种溶液之间具有边界。因此，处理容器内室的底部具有接近饱(full)浓度的处理溶液，而处理容器内室的顶部装有这样的液体：该液体基本上没有装于其中的处理溶液。在时间t3处，处理溶液连续从处理容器内室的底部前进到处理容器内室的顶部中，又没有与处理容器内室中的液体相混合。在时间t4处，处理容器内室的全部内室以饱浓度装着处理溶液。在时间t5处，从处理容器内室的底部把没有处理溶液的液体加入到处理容器内室的内室中。又，由于小心地加入液体从而与处理容器内室中的液体没有产生混合，因此处理容器内室的底部基本上没有处理化学物质，并且处理容器内室的顶部基本上装着处理化学物质的饱浓度。在时间t6处，没有处理化学物质的额外液体连续从处理容器内室的底部前进到处理容器内室的顶部中，因此使具有处理化学物质的液体进行运动，又没有使处理容器内室中的两种液体进行实质混合。在时间t7处，从处理容器内室中清除所有的处理化学物质。
图8是使用本发明的、用来处理物体的均匀转移流系统处理化学物质在处理容器内室中的浓度的图解理想化图。在这个附图中，处理化学物质的存在、位置和相对浓度用放置化学物质的处理容器内室的阴影部分来表示。在时间t1处，处理化学物质在溶液中的浓度为0。在时间t2处，处理溶液加入到处理容器的内室中，优选地从处理容器内室的底部中加入到该内室中，其中处理容器内室中的过量液体溢出处理容器内室的顶部。由于加入处理溶液来提供均匀液体化合物，因此处理化学物质与处理容器内室中的液体充分混合，处理化学物质以基本上相同的浓度在所有部分处放置到处理容器的整个内室中。在时间t3处，从处理容器内室的底部把更多的处理溶液加入到内室中，又进行了充分混合。这时，处理化学物质的浓度大于用处理容器内室总体积的较黑暗的阴影部分来表示的、在t2时所观察到的浓度。在时间t4处，处理容器内室的全部内室以基本上饱浓度来装着处理溶液，该饱浓度是在处理容器内室中处理物体所希望的。在时间t5处，从处理容器内室的底部把没有处理溶液的液体加入到处理容器内室的内室中。又，由于小心地加入液体从而与处理容器内室中的液体产生了完全混合，因此处理化学物质以基本上相同的浓度在所有部分上处于整个处理容器内室中，该浓度小于时间t4时处理容器内室中的处理化学物质的浓度。在时间t6处，没有处理化学物质的更多液体被加入到处理容器内室中，从而进一步稀释了在处理容器内室中所得到的、均匀的处理化学物质。在时间t7处，借助逐步的稀释从处理容器内室中清除基本上全部的处理化学物质。
在图9中，它示出了本发明的处理系统1000的方块图。系统1000是本发明的一个例子，该系统1000包括处理容器1005。应该知道，任何数目的不同系统可以设置成具有这种处理容器1005，并且可以如所希望的那样设置任何数目的其它结构和零件。
系统1000包括处理容器1005、控制器1009、喷射器1007、及液体源1001。该系统还包括许多流量控制阀1006，这些控制阀优选可操纵地连接到控制器1009上，并且其它零件如所示出的一样。在工作时，非处理液体从液体源1001中进入该系统中。位于源1001处的控制阀1006借助控制器1009来控制非处理液体的流量。非处理液体优选地包括非处理液体如DI水(除去离子的水)。
优选的是，第二控制阀1006也与喷射器1007相连，因此处理化学物质可以与非处理液体一起加入。第二控制阀1006可以设置在液体混合室或者其它位置内。如上所述，优选地，每个控制阀与控制器1009相连，从而如所希望的那样提供液体流，并且在如线路1012所示那样喷射化学物质时，可以进行有效控制。控制器1009包括任何公知的或者发展的控制系统如微处理器。任何数量的反馈传感器1015也可以与控制器1009相连，以有效控制任何具体的处理过程。
上述实施例也可以用在其它所选择出来的半导体制造过程步骤中。在另一个具体的实施例中，这种清洁技术可以应用在其它的半导体处理应用之前。这些处理应用更加详细地描述在由stanley Wolf andRichard N.Tauber所写的、Semiconductor Processing For The VLSIEra，Vol.1：Process Techology(1986)(在这里称为“WOLF”)的正文中。例如，这种技术可以用作预取向附生的、预扩散的、预金属的(pre-metal)、预聚的(pre-poly)、预注入的、预光刻胶的及预牺牲的氧化的清洁技术。
在另一个实施例中，这种清洁技术可以应用在实现所选择的半导体制造过程之后。这种制造过程的例子包括氮化物沉积、磨光清洁(例如化学-机械磨光或者CMP)、缓冲氧化蚀刻和金属沉积。这些过程步骤也详细地描述在WOLF的正文中。
目前可以预期，根据特殊应用，在这里所描述的这些处理步骤之前或者之后，在要处理的物体上也可以进行任何数目的额外步骤。尤其地，当与上述这些处理步骤结合使用时，现有技术中所公知的后处理步骤可以提供特殊的优点。例如，使用活塞流或者接近活塞流情况的随后漂洗步骤可以减少漂洗水量。在这个实施例中，在借助均匀浓度减少而从处理容器的处理内室中除去处理液体之后，施加一系列的、温度变化的漂洗流(这些公开在美国专利No.6245158中，该专利的公开内容在这里引入以作参考)特别提供了一些有利的效果，即清洁最后的产品。类似地，如上所述使用表面活性剂来除去非处理液体的干燥过程提供了特别好的优点。这些装置和方法描述和图解在1998年6月30日授权的、名称为“Ultra-low particle Semiconductor Cleaner”的美国专利No.5772784中，这个专利的全部公开内容在这里引入以作参考。此外，这里所描述的过程可以增加使用辅助技术例如把热量、声波能和类似能量施加到该过程中的物体上来提高处理过程的效果。
现在结合下面图解的例子来描述本发明的原理。本发明方法可以应用到较宽范围的处理和非处理液体和被处理的物体上。但是，简短地说，这些例子将把HF、DI水和由SiO2的1000A来盖住的、直径为300mm的硅晶片用作处理化学物质、非处理液体和物体。图解的这些过程的目的是均匀地蚀刻SiO2层，这些层盖住晶片的表面。
例子1：测量化学物质浓度的均匀度
出于本发明的目的，执行本发明的过程，因此在浴具体积内的每个转移期间，可以观察到处理化学物质的浓度均匀增加或者减少。优选地，在接近要处理的物体的表面处进行这种估价。如果在该过程的任何给定时间内处理化学物质在靠近要处理的物体表面处的浓度改变不超过大约50％、优选地不超过大约20％，那么溶液浓度被认为是均匀的。远离处理表面的浴具区域是不利的并且不包括在浓度测量中。
借助任何合适的技术、如借助测量液体在要估价的液体中的典型位置上的传导率来确定靠近要处理的物体表面处的浓度。在浓度的这种范围内，HF浓度非常接近与溶液的传导率成比例。在多个半导体晶片布置在过程固定物中(每个晶片之间具有较小的间隙)的情况下，小电极可以插入到邻近晶片之间并且局部传导率借助电测量来确定。
例如，52300mm的晶片装载在过程增进盒(Entegris，Chaska，Minnesota)并且浸入到以40lpm进行流动的DI水(非处理液体)的40升浴具中。渐增高至200∶1的稀释HF(处理化学物质)借助把200cc/min的、49重量％HF喷射到DI水的40lpm流量中来实现。传导率探针包括两个1cm长的、分开3mm的电极，这些电极横跨位于图10所示的这些位置上的邻近晶片之间的间隙。传导率借助下面方法来确定：以1kHz(Agilent 33120A Arbitrary WaveformGenerator)施加1v的峰值-对-峰值的正弦波，并且从HF喷射开始时开始每隔四秒用Wavetek HD160数字伏特测量计来测量一次合成电流。
如图10所看到的一样，每个测量位置上的浓度均匀增加。在所有的时间上，晶片上的任何两个位置之间的浓度变化小于20％。
例子2：测量蚀刻剂的均匀度
在进行蚀刻的情况下，在晶片表面上的许多位置上测量蚀刻过程所除去的材料量。至少9-121个位置是典型的，具有49个或者如此测量是优选的。
在49个位置上测量SiO2蚀刻过程的均匀度的情况下，可以使用下面过程，其中这49个位置均匀地分布在直径为300mm的硅晶片上，该晶片用来制造半导体装置。在口径为300的Rudolph椭圆计(它在商业上可以从Rudolph Research中买到)或者等同物上的每个位置上测量SiO2的初始厚度，并且把所测得的值储存到位于其中的计算机中(预测量)。然后，用处理化学物质(典型为稀释HF)来处理晶片，以蚀刻掉一些SiO2，并且进行漂洗和干燥。然后，在椭圆计上预测量在晶片上的相同49个位置上的SiO2的厚度(后测量)。49个位置在晶片上的设置借助标准的49点模式来限定出，而该模式由椭圆计来提供。
Deltan、在位置n上的蚀刻量是在位置n上的预测量值和后测量值之间的差值：
Deltan＝pren-postn
平均蚀刻量是各个Deltan的算术平均值：
平均值＝(1/n)*从n＝1到49的deltan的总合
蚀刻的范围是最大蚀刻delta和最小蚀刻delta之间的差值
范围＝deltamax-deltamin
该范围是蚀刻过程的均匀度的重要测量值。蚀刻过程的质量的特征在于，规定该平均蚀刻量，并且使偏差量大于和小于该平均值：
平均值+/-(范围/2)
通过本发明过程所得到的性能值是从硅晶片上蚀刻30A+/-1.5A的SiO2。另一个共同测量值、简单地称为“蚀刻均匀度”或者“sigma”定义成deltan的标准偏差除以平均蚀刻量，以百分比表示如下：
sigma＝100*(deltan的标准偏差)/平均值
这些结果根据从物体表面上所蚀刻掉的材料量的变化可以确定大于和小于平均蚀刻效果。令人惊讶的是，已发现，使用这里所描述的方法的蚀刻过程可以得到小于大约+/-4埃的蚀刻变量，更加优选的是为小于大约+/-2埃的蚀刻变量。
借助例子，在从HF(处理化学物质)到DI水(非处理液体)到漂洗(转移出来)期间所产生的蚀刻非均匀度可以借助下面方法来确定：只实现该蚀刻过程的那部分。即，转移出来(transition out)可以借助下面方法来进行模拟：把一些晶片浸入到预混合HF浴具中，并且立即开始DI水漂洗步骤。
为了实现这个实验，借助把200cc/min的49％HF混合到40lpm(每分钟的升数)的DI水中，使40l的浴具填充有200∶1的水性HF。浴具和液体流系统描述在图1-4中。52300mm的填充晶片装载在过程固定物中。位于槽2、25和51中的填充晶片用覆盖有大约1000A的SiO2的三个实验晶片来取代。固定物由聚偏二氟乙烯(PVDF)来形成并且把这些晶片平行地保持在5mm的间距上。把这些晶片浸入到HF浴具中，并且DI水漂洗流立即开始并且保持300秒，从而导致浴具中具有可以忽略的HF含量。借助从箱子中慢慢地排出水、同时在晶片的露出部分周围提供IPA：N2大气，干燥这些晶片。40lpm和78lpm漂洗流的数据积聚在独立的实验管道(run)中。
为了比较，除了液体顺序之外，使用相同的实验过程，一些晶片也通过转移蚀刻过程来延伸。把一些晶片浸入到浴具中，其中40lpm的DI水进行流动。然后，把200cc/min的49％HF喷射到DI流中，这种喷射进行250秒。在喷射结束时，DI水连续流动300秒以漂洗这些晶片。在所有情况下，如上述那样测量从实验晶片中所蚀刻出来的氧化物的变量。图11和12示出了每个晶片上的49个位置中的每一个的结果，其中通过该系统的大量液体流各自为78lpm和40lpm。蚀刻在各自实验晶片上的氧化物的范围和蚀刻在所有晶片上的所有位置上的氧化物的范围示出在表2中。
尽管不希望受到理论约束，但是应该相信，晶片上的蚀刻量的变化是由速率的局部变化所产生的，其中HF以该速度借助DI水来稀释/漂洗掉。快速稀释的区域蚀刻得小于慢速稀释的区域，其中HF蚀刻剂存留在该慢速稀释的区域中，并且可以在一个更长的期间内起作用。78lpm漂洗进行得比40lpm漂洗好，因为，与在40lpm处相比，在78lpm处，每个独自的区域漂洗得更加快速。在78lpm处，即使慢漂洗区域中的HF具有较少的蚀刻时间，但是与40lpm情况下的相同区域相比，具有较少的时间来产生蚀刻非均匀度。
以40lpm的大量流动速度来实现的本发明转移蚀刻过程的结果示出在图13中。与只具有图12所示的酸性蚀刻剂的转移稀释的过程相比，40lpm的总转移蚀刻过程具有好得多的性能。尽管不希望受到理论约束，但是应该相信，转出部分的变化借助总转移蚀刻过程的转入部分中的对称变化来得到局部补偿。即，一些区域(在这些区域中，在转入期间，HF浓度升高得最快)通常是这样的一些相同区域：在这些区域中，在转出期间，HF浓度降低得最快。
从40lpm浸透-蚀刻(图12)到40lpm转移蚀刻(图13)的蚀刻均匀度的四-折叠改进非常剧烈。随着漂洗流率的提高，浸透-蚀刻的蚀刻均匀度典型地提高了(比较图11和图12)。假设浸透-蚀刻的蚀刻均匀度随着漂洗流率而反向改变(总范围与1/漂洗流率成比例)，40lpm转移蚀刻进行得与160lpm浸透蚀刻一样好。160lpm的漂洗流极其差，因为DI水和它的处理的费用较高，并且需要较大的设备的基础结构来支持这种流率。
表2：在漂洗(转出)步骤期间在晶片上的蚀刻delta的范围。
  过程   晶片2的范围(A)     晶片25的范围(A)     晶片51的范围(A)   平均范围(A) 所有位置的总范围
  70lpm漂洗     4.5     4.0     5.2     4.6     5.5
  40lpm漂洗     7.0     8.4     10.2     8.5     10.3
  漂洗/蚀刻/漂洗     2.4     2.4     1.7     2.2     2.5
例子3：测量与浸透蚀刻和独立的循环HF浴具中的蚀刻相比较的转移蚀刻的均匀度
图14示出了以三种方式来处理的晶片的蚀刻均匀度结果：
比较3A，晶片借助浸入到独立的、专用的、循环的HF浴具中来进行蚀刻，并且转移到流动水的浴具中以进行漂洗(专用浴具蚀刻)；
比较3B，一些晶片借助下面方法来进行蚀刻：浸入到HF的预混合浴具中，并且在相同箱子内进行就地漂洗之后浸透(浸透蚀刻)；及
比较3C，借助下面方法来蚀刻晶片：在转出到流动的DI水之后，在转入到流动HF之后，浸入到流动DI水中(本发明的转移蚀刻)。
使用来进行专用浴具处理的晶片在200∶1HF的40升浴具中浸泡140秒，其中HF以40lpm进行循环。然后，在蚀刻/漂洗干燥箱内使这些晶片自动地转移到40l的漂洗浴具中，该箱子以40lpm溢流DI水300秒。
来自浸透蚀刻处理的这些晶片全部在40l的蚀刻/漂洗/干燥箱内进行冲洗。一些晶片被浸入到200∶1HF的静态浴具中140秒。在蚀刻时间结束时，DI水以84lpm流入到浴具中300秒。
来自转移蚀刻处理的这些晶片也全部在40l的蚀刻/漂洗/干燥箱内进行冲洗。一些晶片浸入到DI水中，该水以40lpm进行流动。然后，把HF喷射到形成200∶1的HF的40lpmDI水流中140秒。然后，结束HF喷射，在40lpmDI水流中漂洗这些晶片300秒。在所有情况下，如上所述那样测量从实验晶片中所蚀刻下来的氧化物的变化。
过程数据示出在图14中。转移蚀刻过程的晶片上的均匀度(2.1A平均最大-最小)比循环HF浴具(2.4A)的好10％，比原地浸透蚀刻(4.0A)的好得多。当40lpm的转移蚀刻(2.1A)与40lpm浸透蚀刻(表2中的8.5A)相比时，转移蚀刻的优点甚至更好。此外，与循环的HF蚀刻过程相比，转移蚀刻过程可以得到更好的性能，并且在一个浴具中实现这些。
尽管上面充分地描述本发明装置和方法的具体实施例，但是可以使用各种变形、替换结构和等同物。例如，尽管上面描述了半导体基体的方法和装置，但是可以预期用本发明来制造包括粗晶片、盘或者头部、平板显示器、微电子罩和任何其它设备(它需要高纯度湿处理如漂洗、干燥、清洁和类似的步骤)在内的全部微电子装置和基体。此外，附图中的某些系统被描述成半导体的蚀刻系统。此外，可以把这些系统应用到其它工业如电化学、制药、印制电路板、光学装置及需要改进技术来借助液体流技术处理制造物品的任何其它工业中。
因此，上面描述和附图不能理解成限制本发明的范围，而本发明借助附加的权利要求来进行限定。

Claims (41)

1.一种处理具有要处理的表面的物体的方法，该方法包括：按顺序
a)把物体提供到非处理液体的浴具中；
b)在至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理有效的情况下，把处理化学物质加入到浴具中，
c)在至少部分地包围物体以在浴具液体的旋转流中进行处理有效的情况下，把非处理液体加入到浴具中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转流借助下面方法来形成：通过多个孔把处理化学物质作为流体流加入到浴具中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该流体流以至少大约1000cm/min的速度进入浴具液体中。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该流体流以至少大约4000cm/min的速度进入浴具液体中。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该流体流以至少大约6000cm/min的速度进入浴具液体中。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转流借助混合元件来产生，该混合元件从下面一组元件中选择出来，该组元件包括叶轮、泵或者起泡器。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该浴具具有进入浴具中的新液体，同时从浴具中取回液体，因此产生通过浴具的大量液体流。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过浴具的大量液体流的速度为大约10至大约100cm/min。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过浴具的大量液体流的速度为大约20至大约50cm/min。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助流体流来提供进入浴具中的液体，流体流的速度与大量流的速度之比至少为大约10∶1。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助流体流来提供进入浴具中的液体，流体流的速度与大量流的速度之比至少为大约50∶1。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助流体流来提供进入浴具中的液体，流体流的速度与大量流的速度之比至少为大约150∶1。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，液体提供和取回借助溢流阶式系统来提供。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在处理化学物质加入到浴具之前，把处理化学物质加入到非处理液体的量中。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理化学物质蚀刻物体。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理化学物质是酸。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理化学物质是从包括NH4OH、HCl、HF和臭氧的组中的一个或者多个中选择出来。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，非处理液体是水。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)如此实现，以致处理化学物质的浓度在整个浴具中以平滑的方式来增加，及步骤c)如此实现，以致处理化学物质的浓度在整个浴具中以平滑的方式来减少。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在物体的大约1mm处，处理化学物质在液体中的浓度的变化不超过大约50％。
21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在物体的大约1mm处，处理化学物质在液体中的浓度的变化不超过大约20％。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助至少一个孔加入液体，该孔与物体隔开至少大约10mm。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，至少一个孔使进入液体朝向物体。
24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助多个孔来加入液体，该多个孔以一种方式引导液体流以提供有效的液体分布。
25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助首先向箱子中填充足够量的非处理液体以使物体完全浸入到非处理液体中，把物体提供到非处理液体的浴具中，然后使所述物体浸入到非处理液体的浴具中。
26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助首先把所述物体放置到箱子中、然后使箱子填充有足够量的非处理液体以使物体完全浸入到非处理液体中，把物体提供到非处理液体的浴具中。
27.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在处理化学物质加入到浴具中之后，浴具中的处理化学物质的浓度在一个预定的处理时间内保持大小不变。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，在预定的处理时间期间，浴具中的液体不能循环。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，使非处理液体进入到浴具中的流动中断，在预定的处理时间期间内，借助泵、叶轮或者起泡器使浴具中的液体进行循环。
30.如权利要求1所述的方法，还包括至少一个后处理漂洗步骤，其中使用活塞流的条件来提供液体流。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，部分地借助以非混合方式把液体加入到处于这样温度下的浴具中来提供活塞流条件，该温度不同于液体在浴具中的温度。
32.如权利要求1所述的方法，还包括表面活性剂的后处理干燥过程。
33.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该物体是过程中的半导体晶片。
34.一种处理至少一个物体的方法，该方法包括这些步骤：
a)使物体浸入到流动的、基本上不反应的浴具中；
b)在空间上使浴具从基本上不反应的浴具中均匀地转移到具有第一处理化学物质的浴具中；及
c)在空间上使包括第一处理化学物质的浴具均匀地转移到基本上不反应的浴具中。
35.如权利要求34所述的方法，还包括这样的步骤：在空间上使具有第一处理化学物质的浴具额外地一次或者多次均匀地转移到具有一个或者多个额外处理化学物质的相应浴具中。
36.一种处理至少一个物体的方法，该方法包括这些步骤：
a)使物体浸入到包括液体的浴具中；
b)在把物体浸入到浴具中的同时，把处理化学物质混合地加入到浴具中，由此以平滑的方式提高处理化学物质在浴具中的浓度；
c)在把物体浸入到包括处理化学物质的浴具中的同时，在一些情况下把液体混合地加入到浴具中，从而处理化学物质在浴具中的浓度以平滑的方式减少。
37.一种处理过程中的半导体晶片的方法，该晶片具有要处理的表面，该方法包括：按顺序
i把半导体晶片提供到非蚀刻液体的浴具中；
ii在至少部分地包围半导体晶片以在浴具液体的旋转流中进行处理有效的情况下，把蚀刻化学物质加入到浴具中；及
iii在至少部分地包围半导体晶片以在浴具液体的旋转流中进行处理有效的情况下，把非蚀刻液体加入到浴具中。
38.一种用来处理物体的装置，该装置把液体施加到支撑于其内的物体上，该装置包括：
容器，它具有借助侧壁和底壁在其中限制出来的内室，以把液体浴具保持在其内；
至少一个液体分配头，它可操纵地连接到所述容器上，以把处理化学物质加入到容器中；
混合元件，它用来产生旋转流，以至少部分地包围支撑于其内的、要处理的物体；及
供给管，它可操纵地与至少一个液体分配孔相连，并且连接到液体源中；
其中，所述混合元件设置成当支撑在内室中的液体的浴具中时能够把处理化学物质均匀地加到物体上。
39.如权利要求38所述的装置，其特征在于，液体分配头包括多个孔，用于把液体流引导到内室中，其中，通过所述孔加入液体可以产生流体流，一些混合元件用来产生旋转流。
40.如权利要求38所述的装置，还包括液体混合室，该混合室连接到供给管中且借助辅助供给管与多个液体分配头相连，包括处理化学物质喷射器，以在它流入到液体分配头之前把处理化学物质加入到液体供给中。
41.如权利要求39所述的装置，其特征在于，当支撑在内室中时，这些孔与要处理的物体的最近表面隔开至少大约10mm。
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