專利名稱：單個(gè)晶片的干燥裝置和干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種半導(dǎo)體制作工序，特別是有關(guān)一種將半導(dǎo)體基材干燥的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體元件尺寸持續(xù)縮小，超潔凈(ultra clean)制作工序的重要性也持續(xù)升高。在一槽(或盆)的液體內(nèi)以水溶液清潔，其后緊接著旋干沖洗(例如在另一個(gè)槽中，或是更換清潔槽中的液體)，就可以獲得所期望的潔凈程度。在由旋干制作工序移出后，若不使用旋干裝置，清洗液體將由基材表面揮發(fā)，并且導(dǎo)致條紋或斑點(diǎn)的產(chǎn)生，或是留下清洗殘留物在基材表面上。這些條紋、斑點(diǎn)以及清洗殘留物可能導(dǎo)致后續(xù)的元件失效。因此很多注意力被導(dǎo)向改善基材由液體槽移出時(shí)，使其干燥的方法。
一種眾所周知的Marangoni干燥法，可以產(chǎn)生表面張力梯度，以將沖洗液引導(dǎo)而離開基材，使其表面基本上不留下沖洗液，并且藉此所產(chǎn)生的流動(dòng)方式，得以避免產(chǎn)生條紋、斑點(diǎn)以及沖洗液殘留物。特別是利用Marangoni方法，將可與沖洗液(例如IPA蒸氣)溶混的溶劑導(dǎo)入到液體凹面上，此液體凹面是在基材被由沖洗盆舉起時(shí)所形成的，或是當(dāng)沖洗液體漏出而流過基材時(shí)所形成的，溶劑蒸氣是以高于液體凹面的頂端的被吸收蒸氣濃度，而沿著液體表面被吸收，此被吸收氣體的較高濃度，導(dǎo)致液體凹面頂端的表面張力較沖洗液體內(nèi)部的表面張力為低，因此使得沖洗液體由干燥中的液體凹面，流向沖洗液體內(nèi)部。這樣的流動(dòng)就是所謂的「Marangoni」流動(dòng)，且可加以利用，以避免在基材上留下斑紋、斑點(diǎn)或是洗液殘留物的情況下，進(jìn)而將基材干燥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方案提供第一組件，用以處理晶片，此組件包含處理部分(processing portion)，該處理部分包含負(fù)載端口和卸載端口。晶片可以被負(fù)載端口降低而進(jìn)入處理部分；而卸載端口是由該負(fù)載端口處進(jìn)行水平置換，使得該晶片可以在卸載端口上被舉高而離開該處理部分。該處理部分還包含可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片支持器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)輸入晶片由第一定向轉(zhuǎn)到第二定向，該輸入晶片具有該第一定向時(shí)，是與該負(fù)載端口對(duì)齊，該輸入晶片具有該第二定向時(shí)，是與該卸載端口對(duì)齊。
本發(fā)明的第二方案提供第二組件，用以處理晶片，此第二組件包含處理部分，該處理部分包含如第一方案的第一組件內(nèi)功能相當(dāng)?shù)呢?fù)載端口和卸載端口。第二組件還包含(1)外部溢流堰(an external overflow weir)，其位于沿著前述處理部分的外部表面上；以及(2)分隔板，其位于負(fù)載端口和卸載端口之間，以將處理部分的上面區(qū)域分隔成第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且可制止表面液體在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的流動(dòng)。
本發(fā)明的第三方案提供第三組件，用以處理晶片，此第三組件包含處理部分，其具有如第一方案中第一組件內(nèi)相同功能的負(fù)載端口。第三組件還包含噴灑機(jī)構(gòu)，此噴灑機(jī)構(gòu)能于處理時(shí)沒入處理部分的液體中，且該噴灑機(jī)構(gòu)的位置是能噴灑液體到晶片位于水面下的表面上(該晶片是經(jīng)由負(fù)載端口被降低進(jìn)入水面)。
本發(fā)明的第四方每提供第四組件，用以處理晶片，此第四組件包含處理部分，該處理部分包含如第一方案中第一組件內(nèi)相同功能的負(fù)載端口和卸載端口。第四組件還包含輸出部分，該輸出部分具有(1)第一晶片接收器，用于接收經(jīng)由卸載端口所舉高的晶片；以及(2)捕獲器，其被耦合到第一晶片接收器，被用于接觸被卸載端口升高的晶片，并且也隨著被動(dòng)地升高。
本發(fā)明的第五方面提供第五組件，用以處理晶片，此第五組件包含處理部分，該處理部分包含如第一方案中的第一組件內(nèi)相同功能的負(fù)載端口和卸載端口。第五組件還包含輸出部分，該輸出部分具有一第一晶片接收器，用于接收經(jīng)由卸載端口所舉高的晶片；以及一圍體(enclosure)，此圍體環(huán)繞第一晶片接收器。此圍體包含有(1)第一開口，用于使得晶片可以由處理部分舉高，經(jīng)卸載端口而到該第一晶片接收器；(2)第二開口，用于使得晶片可以被晶片握持器由晶片接收器中抽取出來；以及(3)多個(gè)外加開口，用于允許在前述圍體中，建立起流動(dòng)的空氣氣流？本發(fā)明的第六方案提供第六組件，用以處理晶片，此第六組件包含處理部分，該處理部分包含如第一方案中的第一組件內(nèi)相同功能的負(fù)載端口和卸載端口。第六組件也包含輸出部分，該輸出部分具有(1)第一晶片接收器，用于接收經(jīng)由卸載端口所舉高的晶片；以及(2)第二晶片接收器，用于接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的晶片。其中上述的第一晶片接收器以及第二晶片接收器是用于分別位在第一位置和第二位置之間傳送晶片，其中該第一晶片接收器被置放的位置是接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的該晶片，該第二晶片接收器被置放的位置是接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的該晶片。如所提出的數(shù)種其他方案，有關(guān)于本發(fā)明的方法、裝置以及系統(tǒng)的方案，是依據(jù)上述這些方案而提出。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。


圖1所顯示的是所提出的一種干燥裝置的側(cè)視圖，其中該裝置至少包含處理部分以及輸出部分，二者的結(jié)構(gòu)皆是依據(jù)第一方案所提出；圖2A至圖2I為本發(fā)明所提出的圖1的干燥裝置的概略的側(cè)視圖，其顯示了晶片傳輸通過及輸出來源的一連串階段的干燥裝置；圖3A與圖3B分別為本發(fā)明所提出的圖1的干燥裝置的概略的側(cè)視圖以及俯視平面圖，其中的輸出部分是依據(jù)第二方案所建造而成；圖4A至圖4I為本發(fā)明所提出的圖3A與圖3B的干燥裝置的概略的側(cè)視圖，其顯示了晶片輸出的過程中，輸出部分所處的一連串位置；圖5為本發(fā)明所提出的干燥裝置的概略的側(cè)視圖，其處理部分是依據(jù)本發(fā)明所提出的第二方案所建構(gòu)而成；圖6為可以和蒸氣噴嘴一同建構(gòu)在本發(fā)明所提出的干燥裝置內(nèi)的蒸氣氣流變流裝置的概略的側(cè)視圖；圖7為依據(jù)所觀察到經(jīng)由被不同IPA濃度和不同氣流率的情況下，被干燥化處理的晶片，其表面上被發(fā)現(xiàn)的粒子數(shù)目的圖表；
圖8A是對(duì)于描述蒸氣氣流角度時(shí)可以幫助了解的概略性示意圖；以及圖8B是將含有不同材料的基材干燥化時(shí)，所常常使用的蒸氣氣流角度的一個(gè)列表。
具體實(shí)施例方式
依據(jù)本發(fā)明所提出的一個(gè)干燥裝置包含處理部份和輸出部份，前述處理部份包含一主室，而主室的建構(gòu)可以是依據(jù)兩個(gè)主要的方案而完成。在第一方案(沒入室18a)中，晶片沉浸在清洗液中，并且可以參照?qǐng)D1至2I圖所顯示及其所伴隨進(jìn)行的說明；第二方案(噴霧室18b)對(duì)于未沒入于液體中的晶片加以噴灑液體于其表面上，并且可以參照?qǐng)D5所顯示及其所伴隨進(jìn)行的說明。
類似前段所述，輸出部分包含輸出平臺(tái)，而此輸出平臺(tái)的建構(gòu)可以是依據(jù)兩個(gè)主要的方案而完成。在第一方案(轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)58)中，將晶片由大致垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)到大體是水平的方向，并且可以參照?qǐng)D1至圖2I所顯示及其所伴隨進(jìn)行的說明；第二方案(傳送平臺(tái)158)水平地傳送，以在多個(gè)晶片接收器中，接收一個(gè)大體是垂直方向的晶片，并且可以參照?qǐng)D3A至圖4K所顯示及其所伴隨進(jìn)行的說明。
處理部分和輸出部份的每一個(gè)方案就其本身而言，都被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的發(fā)明。也因此，每一個(gè)處理部分的方案就可以利用不同的每一個(gè)輸出部分的方案，同理，反之亦然。另外，處理部和輸出部也可以分別使用傳統(tǒng)的處理部分和輸出部分。最后，處理部分和輸出部分的數(shù)個(gè)各別的特征是具有發(fā)明性的，并且可以藉由參照下列附圖及其描述而獲得。
圖1所顯示的是依據(jù)本發(fā)明所提出的干燥裝置11的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，其中所顯示的處理部分和輸出部分是依據(jù)本發(fā)明的第一方案提出。依據(jù)本發(fā)明所提出的一種干燥裝置11包含處理部份10和輸出部分12。
處理部-第一方案處理部分10包含一沒入室18a，其將晶片沉浸在例如去離子水的液體中，其中可能包含也可能不包含表面活性劑(surfactant)或是其他的化學(xué)清潔劑，例如應(yīng)用材料(Applied Material)公司的ElectraCleanTM溶液。
上分隔板24(圖2A)將沒入室18a分隔成兩個(gè)部分，一個(gè)旋干部分26和干燥部分28。借著將干燥部分28與旋干部分26隔離開來，可以獲得并維持一個(gè)較干凈的出口區(qū)域，并且可以降低要移除的微粒重新附著于晶片，諸如此類的污染的危險(xiǎn)性，因?yàn)槲⒘：苋菀自诖诵刹糠?6中被移除，并由此被排出。沒入室18a可以具有一圍繞著沒入室18a的溢流堰20，以使得液體得以流入。液體可能持續(xù)供應(yīng)到，例如較低部位的沒入室18a，所以液體持續(xù)地溢流到溢流堰20。溢流堰20(如圖2A至2I所示)可以被耦合到上分隔板24，以幫助由旋干部分26及干燥部分28中移除微粒。(圖中所未顯示的)高準(zhǔn)位和低準(zhǔn)位液體傳感器可以被耦合到?jīng)]入室18a以及溢流堰20、20a。在另一個(gè)并未顯示出來的方案中，溢流堰20可以包含一室，而處理部10則嵌入在其中。排氣管線(例如設(shè)施排氣管線)可以被耦合到此室(例如靠近其底部)，并且泄出管線可以被安排于沿著此室底部的位置，其可以被傾斜以加速排除泄出物。
旋干部分26可以裝配有頂頭噴嘴30，并且/或者沒入噴嘴32，前述每一個(gè)都是要在晶片進(jìn)入旋干部分26時(shí)，將液體導(dǎo)流到晶片表面上。此旋干部分26，在一方案中，是用來將傳送到依據(jù)本發(fā)明所提出的干燥裝置11前已經(jīng)噴灑于晶片上的任何液體的薄膜(例如表面活性劑)加以旋干。這樣的介面活性劑噴灑步驟，已知能防止晶片在送入依據(jù)本發(fā)明所提出的干燥裝置11前其表面的液體就干化而殘留。因此在將晶片載入干燥裝置前，若有對(duì)晶片噴灑以介面活性劑(經(jīng)常適合使用的是含有低濃度的介面活性劑噴溢，例如Alfonic介面活性劑)，將可以避免晶片進(jìn)入干燥裝置前，晶片表面上的液體干化而留下水痕。這樣一個(gè)依據(jù)本發(fā)明所提出的步驟可以在清洗裝置中或是在晶片傳遞(例如晶片握持器或是清洗器可以包含將基材施以介面活性劑，以讓其在清洗過程中或是在基材被由清洗裝置移出，或是在藉由晶片握持器傳送基材的時(shí)候，都能保持其濕潤)過程中進(jìn)行。
旋干部分26可以還包含負(fù)載部34，其可以只是一個(gè)位置，晶片即是經(jīng)由此區(qū)域進(jìn)入旋干部分26；或者負(fù)載部分也可以是一由旋干部分26的頂部溢流堰或是蓋子(若是有蓋子的話)所限定的一個(gè)開口。
正位于或是靠近沒入室18a底部的是托架36，被用于接收或是支持大體是垂直方向的晶片(可能有稍微的與鉛直方向有出入)，托架36可更進(jìn)一步地產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，此轉(zhuǎn)動(dòng)是由一個(gè)托架36可以接收經(jīng)由負(fù)載部34進(jìn)入旋干部分26的晶片的一個(gè)第一位置，轉(zhuǎn)到第二位置，此第二位置是晶片可以被托架36舉起，經(jīng)由干燥部分28的出口部分37的位置離開。當(dāng)托架36將晶片由旋干部分26轉(zhuǎn)動(dòng)到干燥部分28時(shí)，晶片是保持沒入在液體中。
通常使用來轉(zhuǎn)動(dòng)托架36的機(jī)構(gòu)常常是嵌在處理部10的外部上，并且是經(jīng)由處理部10的外溢流堰，而被直接或是磁吸在耦合到托架36上。在圖1例示性的實(shí)施例中，當(dāng)鏈接系統(tǒng)被啟動(dòng)是往下時(shí)，鏈接系統(tǒng)38可把托架36由第一位置(在旋干部分26中)旋轉(zhuǎn)到第二位置(在干燥部分28中)。當(dāng)鏈接系統(tǒng)被啟動(dòng)往上時(shí)，鏈接系統(tǒng)38可把托架36由干燥部分28撤回旋干部分26。所顯示的促動(dòng)器40被耦合到鏈接系統(tǒng)38上，其中的促動(dòng)器40可以是任何傳統(tǒng)的促動(dòng)器，例如汽缸等。
得以驅(qū)使托架轉(zhuǎn)動(dòng)的另一種結(jié)構(gòu)可以包含將托架36嵌于一棍狀物上，此棍狀物是沿著沒入室18a的底部而水平延伸，所以托架36可以沿著該棍狀物轉(zhuǎn)動(dòng)，在這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)中，托架36可以是例如與沒入室18a同寬，使得一磁性物質(zhì)得以同時(shí)嵌在前述二者之上，并且可以是經(jīng)由沒入室18a的側(cè)壁而耦合到外部的磁性物質(zhì)。此外部磁性物質(zhì)可以被某種促動(dòng)器(例如氣動(dòng)式的促動(dòng)器40)向前驅(qū)動(dòng)或是向后驅(qū)動(dòng)。為了使托架36和外部磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒可以被嵌置于其上，以接觸并且沿著沒入室18a的側(cè)壁滾動(dòng)。
一對(duì)傳感器(未圖示)可以被耦合到促動(dòng)器40、鏈接系統(tǒng)38以及/或者托架36上，以檢測得知第一及第二托架位置。進(jìn)一步而言，一個(gè)傳感器，例如光學(xué)傳感器(未圖示)可以檢測晶片是否存在于托架36上，一旦檢測到晶片存在，則一信號(hào)被送到促動(dòng)器40，以使得促動(dòng)器40將托架36由第一位置轉(zhuǎn)動(dòng)到第二位置。
干燥部分28可以包含推進(jìn)器44，其是被設(shè)計(jì)成能以最小接觸面積來接觸晶片的一較低的邊緣。這樣的一個(gè)推進(jìn)器即是傳統(tǒng)所指稱的刀緣推進(jìn)器(knife-edge pushers)，此刀緣推進(jìn)器44可以被耦合到一垂直導(dǎo)引(未圖示)上，其是沿著干燥部分28的后壁而放置的，并且可以被進(jìn)一步(例如磁性地)耦合到促動(dòng)器(例如一個(gè)由馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)的，如圖1的鉛質(zhì)螺旋物48)上，其是被用來沿著導(dǎo)引而將推進(jìn)器44舉高或是降低，以至于推進(jìn)器44得以將晶片由干燥部分28處舉起來，并可以在此后讓該推進(jìn)器回到托架36下面的原始位置。
此干燥部分28的后壁通常是傾斜的，(例如，傾斜九度)使得該推進(jìn)器可以在晶片被由干燥部分28舉起時(shí)，將該晶片維持在其傾斜的位置，也可以確保晶片位于一較可重復(fù)實(shí)現(xiàn)的位置，亦即，較一非傾斜的垂直方向更能達(dá)成的位置。
一對(duì)傾斜導(dǎo)引46也可以被耦合到干燥部分28的后壁，并且其所放置的位置是使其在晶片由托架36經(jīng)由干燥部分28而被舉起時(shí)，可以接觸晶片的反面邊緣。每一個(gè)導(dǎo)引46可以包含一個(gè)插槽，其可以是U型的或是V型的插槽，而晶片的邊緣可以被抓住于其中?；蛘?，每一個(gè)導(dǎo)引46可以包含晶片邊緣所倚靠的一個(gè)斜表面，或是導(dǎo)引46可以形成一個(gè)由晶片開始向外遠(yuǎn)離的角度，以盡可能降低接觸面積。
干燥部分28的出口部分37通常是被限定成干燥部分28的一個(gè)頂部墻或是蓋子，使得干燥時(shí)所產(chǎn)生的蒸氣得以由此排出(例如經(jīng)由泵)，而不是由逸散到周圍的空氣中。在液體準(zhǔn)位的上及出口部分37之下，設(shè)置有一對(duì)的噴灑機(jī)構(gòu)50，其是被用來在晶片被舉起而離開液體表面的時(shí)候，提供跨過晶片正表面和反面表面的全面連續(xù)性的蒸氣噴灑。噴灑機(jī)構(gòu)50所擺放的位置是要噴灑蒸氣到晶片被由液體中舉起時(shí)，所形成的凹面上。雖然噴灑機(jī)構(gòu)可能包含一個(gè)單一線性噴嘴或是多個(gè)噴嘴，其通常包含有一個(gè)具有一連串洞孔(例如具有直徑0.005至0.007英吋直徑的114個(gè)洞孔，并且沿著與晶片相鄰8.5英吋的距離均勻地分布)形成于其中的管子，前述的噴灑機(jī)構(gòu)(管子)50通常是由石英或是不銹鋼所建構(gòu)而成。
每一個(gè)噴灑機(jī)構(gòu)(管子)50可以是人工手動(dòng)調(diào)整方向，以導(dǎo)流出一個(gè)具有預(yù)期角度(此角度可以如下所述，相對(duì)于經(jīng)過噴灑管子50中心所畫出的水平線，以及垂直于圖8A中的液體表面的垂直線)的蒸氣流(例如IPA蒸氣)。當(dāng)進(jìn)一步參照到圖6時(shí)，此IPA蒸氣流的導(dǎo)向，可以有也可以沒有氣流變流裝置的幫助。此氣流的特定角度可能視該晶片將要干燥的物質(zhì)的不同而有所改變，圖8B所列出的對(duì)照表，是舉例所常使用的物質(zhì)，以及其相對(duì)應(yīng)常使用的氣流角度。
此被供應(yīng)到液體凹面的IPA蒸氣流產(chǎn)生了一個(gè)Marangoni力，其引起了與晶片舉起方向相反的向下液體流，因此在凹面上的該晶片表面會(huì)被干燥。
為了要容納以及排出在干燥部分28內(nèi)的IPA蒸氣，所以提供了廢氣歧管51和全(blanket)氮?dú)馄绻?4，這些歧管的制作可以伸入位于噴灑機(jī)構(gòu)50上面的干燥部分28的頂蓋56。氣流組件(未圖示)被耦合到噴灑機(jī)構(gòu)50，廢氣歧管51和全氮?dú)馄绻?4控制了IPA蒸氣流率、廢氣流率和氮?dú)庹谘诹髀?。此外廢氣管線(未圖示)可以是被制作在輸出部12的下方，經(jīng)由輸出部12可以維持一垂直的流線型的氣流，并且可以將由干燥部分28散出的IPA蒸氣稀釋掉。噴灑機(jī)構(gòu)50通常是被放置在靠近凹面的地方，并且全氮?dú)馄绻?4通常是被制作在靠近卸載端口37的地方。
晶片處理-第一方案圖2A至圖2I是側(cè)面立視圖的結(jié)構(gòu)概要圖，其顯示當(dāng)晶片被本發(fā)明所提出的裝置所傳送時(shí)，該晶片所處的不同階段。參照?qǐng)D2A，當(dāng)一機(jī)械臂(例如走動(dòng)橫桿機(jī)械臂，未于此圖示，于公元2000年4月26日送件申請(qǐng)的美國申請(qǐng)專利案第09/558,815號(hào)中所揭示，，其一并引用于此)經(jīng)由負(fù)載端口34而將晶片W載入旋干部分26，噴嘴30與噴嘴32，都噴灑去離子水于晶片W的兩個(gè)面上，此機(jī)械臂釋放晶片于托架36上，然后由旋干部分26退回其位在負(fù)載端口34上方的原始位置。一個(gè)光學(xué)傳感器(未圖示)檢測到晶片存在于托架36(圖2B)上，并且送信號(hào)到促動(dòng)器40，以啟動(dòng)鏈接系統(tǒng)38，使其由旋干部分26轉(zhuǎn)動(dòng)到干燥部分28。
托架36被制作的位置，是在沒入室18a的底部上，或是與前述底部靠近的地方，而其制作的功能是可以傳送晶片，由旋干部份26傳送到干燥部分28。在此傳送過程中，晶片都保持沒入在液體面之下，因此托架36為了要接收晶片，由一垂直位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，為了晶片升高通過干燥部分28(圖2C)而轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)傾斜位置(例如，傾斜9度)。
然后晶片W被舉起，經(jīng)由推進(jìn)器44以一個(gè)舉起速度向卸載部37靠近，其舉起是以一進(jìn)行速度(例如每秒十厘米)，起始于當(dāng)晶片頂端沒入箱內(nèi)液體時(shí)(此時(shí)即是干燥蒸氣開始噴灑的時(shí))，直到晶片的下緣(例如下面部分的三十至四十厘米的部分的晶片)沒入箱內(nèi)液體。當(dāng)晶片下緣沒入箱內(nèi)液體中并且通過干燥蒸氣時(shí)，此晶片會(huì)被以一種較慢(例如小于每秒五厘米)的速度舉起，因?yàn)榫^低的部分較不好將其干燥(起因于晶片的曲率)，在整個(gè)晶片干燥后，此晶片可以被以一種較高(例如高于每秒十厘米)的速度舉起，以進(jìn)入到傳送位置。當(dāng)晶片被舉起，晶片邊緣會(huì)因?yàn)橹亓Χ锌吭趦蓚€(gè)平行傾斜引導(dǎo)46上，該導(dǎo)引是沉沒在液體中。
當(dāng)晶片W被舉出液體表面時(shí)，該對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)50(圖2D)噴灑IPA蒸氣以及氮的混合氣體，于晶片W的兩面所形成的凹面上。此IPA蒸氣流可以借助或是不借助如圖6所進(jìn)一步參照說明的氣流變流裝置，而得以導(dǎo)引氣流方向。此氣流的該特定角度，可以視晶片上所要干燥的物質(zhì)的不同而有所改變。
圖8A是一個(gè)有助于說明蒸氣氣流的概略圖。參照?qǐng)D8A，如圖所示，蒸氣/承載氣體氣流72的流動(dòng)角度θ是相對(duì)于水/空氣介面(并且/或者經(jīng)過噴灑管子50的水平中心線)而量測出來的。(在一較佳實(shí)施例中，噴灑管子50是被建構(gòu)在晶片W側(cè)面水平距離0.5英吋的地方，此時(shí)的流動(dòng)角度被選擇在大約25度，并且噴嘴高度是被選擇為HN，使得氣流72敲擊晶片W，大約在晶片/氣流介面以上3.7厘米，亦即高度HV的地方。也可使用其他水平間隔、流動(dòng)角度、噴嘴高度HN以及蒸氣敲擊高度HV)。圖8B表列出例示性物質(zhì)材料的較佳流動(dòng)角度(是相對(duì)于水/空氣介面作測量)。表面物質(zhì)是指晶片表面上所欲干燥的物質(zhì)。干進(jìn)(dry-in)或濕進(jìn)(wet-in)是指在干燥裝置11內(nèi)處理前的晶片是濕的或是干的，干出(dry-out)表示當(dāng)晶片由干燥裝置11移出時(shí)是干的。黑鉆石(BlackDiamond)是一個(gè)應(yīng)用材料公司所可以使用的低k(介電常數(shù))值的介電物質(zhì)(例如摻雜有碳的氧化物)。IPA蒸氣流產(chǎn)生一個(gè)″Marangoni″作用力，此會(huì)導(dǎo)致與晶片舉起方向相反的向下液體流，藉此，在凹面上方的晶片表面會(huì)被干燥化。
在干燥步驟中，IPA蒸氣是經(jīng)廢氣歧管51，由處理部分10排出，并且氮?dú)饬鞅粚?dǎo)向橫跨過輸出部分37(經(jīng)由全氮?dú)馄绻?4)，以制止IPA蒸氣逸散出處理部分10。此氣體傳遞組件(未圖示)控制IPA蒸氣流、廢氣流率以及全氮?dú)鈿饬髁髀省?br> 輸出部分-第一方案在如圖1至圖2I所顯示的較佳實(shí)施例中，輸出部分12包含平臺(tái)58，是被用于在兩個(gè)位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，該二位置是用于由干燥部分28接收晶片的處理位置(圖2E)，以及用于輸出晶片到傳輸機(jī)械臂的FAB介面位置(圖2G)。處理位置是與晶片被由干燥部分28舉起的傾斜位置相符，并且處理部份大致而言是為水平的。被耦合到輸出部12的馬達(dá)或是其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以驅(qū)動(dòng)平臺(tái)58的轉(zhuǎn)動(dòng)。
輸出部分12可以包含用來與晶片W被動(dòng)地移動(dòng)的捕獲器60，其可以被架在線性球切片(linear ball slide)(未圖示)上，該線性球切片的每一邊的端點(diǎn)上都具有阻擋器。當(dāng)平臺(tái)58在處理位置(例如以一個(gè)與傾斜的導(dǎo)引46傾斜角相同的角度--九度，向處理部10傾斜)中時(shí)，此捕獲器60因?yàn)橹亓Φ囊蛩貢?huì)掉到線性球切片的底部，可以利用光學(xué)傳感器(未圖示)來檢測出此低位。捕獲器60可以于兩個(gè)相隔一距離的點(diǎn)上接觸晶片，并且也能夠緊密跟隨晶片所處環(huán)境，而只在一容許誤差值內(nèi)變化，因此捕獲器60可以對(duì)于精確的晶片定位有所幫助。
輸出部分12也可以包含抓指62(finger 62)，用于在晶片固定位置和晶片通行位置之間移動(dòng)，當(dāng)其在晶片固定位置，在晶片被舉起而位在抓指62之上時(shí)，抓指62可以鎖住并且固定晶片，因此可以容許推進(jìn)器44撤回，留下晶片被抓指62和捕獲器60固定在輸出部分12中的位置上。抓指62可以是，例如汽缸(未圖示)所促動(dòng)，并且配備有一對(duì)的開關(guān)(未圖示)以檢測抓指62的晶片固定以及晶片通過位置。也可以利用光學(xué)檢測器(未圖示)來檢測何時(shí)晶片已經(jīng)到達(dá)抓指62以上足夠高的位置，使得抓指62可以安全地假設(shè)晶片固定位置。
晶片輸出-第一方案在舉起晶片W通過干燥部分28前，平臺(tái)58大致而言是垂直傾斜(例如以一個(gè)九度的角度傾斜)(如圖2C所示)，捕獲器60是在其低位置，并且抓指62是在晶片通過位置上。當(dāng)晶片W離開干燥部分28(如圖2D所示)，其推動(dòng)捕獲器60(例如接觸的兩個(gè)點(diǎn))，并且導(dǎo)致捕獲器60抗拒重力而向上移動(dòng)。此晶片W因此固定在三點(diǎn)(經(jīng)由推進(jìn)器44以及捕獲器60)之間，當(dāng)推進(jìn)器44到達(dá)其高位時(shí)，抓指62被啟動(dòng)而來到晶片固定位置，以將晶片固定在平臺(tái)58上，然后推進(jìn)器44撤回。(抓指62顯示在圖2E中的晶片固定位置中)因?yàn)椴东@器60隨著升起的晶片W一起被動(dòng)地移動(dòng)，所以在傳送進(jìn)入輸出部分12的時(shí)候，晶片摩擦和所產(chǎn)生的微粒都得以大量減少。
當(dāng)晶片W被固定在平臺(tái)58上時(shí)，平臺(tái)58轉(zhuǎn)到其水平位置(如圖2F所示)，汽缸64(圖1)，其可包含一可調(diào)整式制動(dòng)器和震動(dòng)吸收器(未圖示)，并且可以被用來將平臺(tái)58降低到一個(gè)已定的輸出位置，例如，在一個(gè)晶片握持器(圖2H)可以抽出晶片W處做一升起動(dòng)作的地方。然后抓指62如圖2H所示那樣撤回，并且晶片握持器將晶片W拿起以將其轉(zhuǎn)換到另一個(gè)位置(例如，轉(zhuǎn)換到卡匣)。然后平臺(tái)58回到其大體是垂直傾斜的處理位置(圖2I)，以準(zhǔn)備好接收下一個(gè)處理好的晶片W′，而使其當(dāng)被由干燥部分28舉起時(shí)，作為下一個(gè)處理中的晶片W′。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例或是其他更多的實(shí)施例中，可以使用精密的氣體傳遞和廢氣排放組件(未圖示)，藉此以傳遞異丙醇(isopropyl alchol，IPA)蒸氣、氮?dú)庖约皬U氣到干燥裝置11(例如，靠近噴灑機(jī)構(gòu))。例如干燥而干凈的空氣伴隨以一個(gè)或更多個(gè)控流管(venturis)(未圖示)可以提供其排出(例如氣體管線(未圖示)可以供應(yīng)清潔干燥的空氣到嵌于卸載端口42附近的控流管的壓力部分以供排放)。
為了要將IPA/氮?dú)饬魈峁┑絿姙C(jī)構(gòu)50，一個(gè)質(zhì)量流控制器(未圖示)可以提供一個(gè)預(yù)設(shè)氣流量的氮?dú)饬?，供?yīng)到IPA噴口(未圖示)。至少在一實(shí)施例中，一個(gè)1.4公升的噴口被用來傳遞IPA/氮?dú)饣旌蠚怏w，其具有的成分大約5％的IPA，當(dāng)然也可以使用其他尺寸的噴口以及/或者其他濃度的IPA。
在依據(jù)本發(fā)明所提出的另一個(gè)特定的較佳實(shí)施例中，此噴口可以配備有三個(gè)準(zhǔn)位傳感器低、高以及高-高，首二個(gè)準(zhǔn)位傳感器，被使用的場合可以是，例如，在IPA噴口的自動(dòng)重新填充期間。而后者的高-高傳感器可以被使用的場合是，例如，作為硬件互鎖，以避免重新充填時(shí)過度填充噴口。一個(gè)被加壓的供應(yīng)容器(未圖示)，例如一公升或是適合容量的容器，可以被使用來對(duì)噴口重新填充IPA液體。此供應(yīng)容器可以包含一個(gè)低準(zhǔn)位傳感器，并且在其低準(zhǔn)位傳感器被觸發(fā)時(shí)，可以自動(dòng)地或是人工手動(dòng)地進(jìn)行重新填充。
全氮?dú)鈿饬髁髀?例如為了防止IPA蒸氣氣流由處理部10逸散而出)可以利用針狀閥門或是其他合適的機(jī)構(gòu)加以控制，為了安全的目的，清潔的干燥空氣以及全氮?dú)夤?yīng)管線任一個(gè)都可以被加上氣流開關(guān)(例如當(dāng)廢氣或是全氮?dú)鈿饬鲉适r(shí)，硬件互鎖氣流開關(guān)可以被用來關(guān)掉IPA蒸氣供應(yīng))，壓力調(diào)節(jié)器可以被用來控制每一個(gè)供應(yīng)管線中的壓力。
輸出部-第二方案圖3A至圖3B，分別是依據(jù)本發(fā)明所提出的第二較佳實(shí)施例所提出的輸出部分12，其概略的側(cè)視圖和俯視的概略圖。此處依據(jù)本發(fā)明所提出的圖3A至圖3B中的裝置11a，其包含圍繞輸出部分12的圍體111，輸出部分12的可傳動(dòng)平臺(tái)158可以包含兩個(gè)或更多個(gè)晶片接收器113a及113b，參照?qǐng)D1至圖2I，每一個(gè)都包含捕獲器60和抓指62。在此較佳實(shí)施例中，可傳動(dòng)平臺(tái)158是被用于水平地移動(dòng)(例如，經(jīng)由一個(gè)鉛質(zhì)螺旋物、汽缸、馬達(dá)或類似件)，所以被由干燥部分28所舉起的晶片可以被第一或是第二晶片接收器113a、113b所接收。利用此種方式，得以讓晶片產(chǎn)出最大化。當(dāng)?shù)谝痪梢员坏谝痪邮掌?13a握住，以供晶片握持器(未圖示)所提起，而此時(shí)第二晶片正被輸出到第二晶片接收器113b，反之的亦然。
此圍體111具有可以被建構(gòu)在鄰近于傳送機(jī)械臂(未圖示)的第一側(cè)壁115a，此第一側(cè)壁115a具有開口117，經(jīng)此開口，傳送機(jī)械臂可以抽出晶片。圍體111也可以具有位置在與第一側(cè)壁115a相反的內(nèi)部分隔壁115b，其用以將圍體111分隔成兩個(gè)氣室111a與111b。第一氣室111a可以包圍可傳動(dòng)平臺(tái)158，并且也包圍了足夠空間以容許可傳動(dòng)平臺(tái)向前或是向后傳，并且也可以接收晶片在第一或第二晶片接收器113a與113b上。第二氣室111b可以包圍用以傳遞可傳動(dòng)平臺(tái)158以及任何其他移動(dòng)部件(大體上由圖3B中的參考數(shù)字159所代表)的機(jī)構(gòu)。這樣分隔兩個(gè)氣室的內(nèi)部分隔壁115b，可以具有多個(gè)小開口119(圖3A)，其通常涵蓋了整個(gè)內(nèi)部分隔壁115b。當(dāng)鄰接于傳動(dòng)機(jī)械臂的區(qū)域的壓力，較鄰接于依據(jù)本發(fā)明所提出的裝置11a的區(qū)域的壓力為高時(shí)，空氣可能流動(dòng)式地流動(dòng)在開口117中，越過第一及第二晶片接收器113a和113b(如箭頭F所表示的，平行于晶片的主要表面)，并且通過小開口119到達(dá)第二氣室111b，第二氣室111b可以藉由廢氣排放系統(tǒng)而排放廢氣。
此外，廢氣管線(未圖示)位在輸出部分12之下，經(jīng)由輸出部12維持一可接受的垂直流線型氣流，并且也稀釋由干燥部分28逸散而出的任何IPA蒸氣。輸出部分112的圍體111作用如一外加的污染機(jī)構(gòu)，以防止IPA蒸氣進(jìn)入環(huán)繞干燥裝置11a周圍的空氣中。
為了要容許晶片可以被輸出到第一晶片接收器113a，而不會(huì)阻擋主容箱118的旋干部分26，主容箱118的前壁121(也就是旋干部分26的前壁)，可以如圖3所示那樣，使其具有一定角度(例如九度)。藉由將旋干部分26的前壁彎曲一角度，負(fù)載端口34將可以被制作在一個(gè)離輸出部分37足夠遠(yuǎn)的地方，以避免被圍體111所阻擋，但是處理部分10的液體體積的增加，并沒有和使用直的前壁時(shí)所會(huì)增加的體積一樣多。在使用前述具有角度前壁的實(shí)施例中，托架36可以被舉起到一個(gè)靠近負(fù)載端口34的位置，使得晶片握持器可以放置晶片于被舉起的托架36。這樣一個(gè)舉起的托架36，容許使用沒有能力轉(zhuǎn)動(dòng)以讓負(fù)載端口34和處理部分10角度符合的晶片握持器。這一個(gè)可提高的托架36可以被耦合到一個(gè)導(dǎo)引，此導(dǎo)引的位置是沿著具有某角度的前壁的內(nèi)部表面，并且經(jīng)由前壁可以磁性地耦合到外部促動(dòng)器，并且因此可以與可提高的推進(jìn)器44具有相類似的運(yùn)作方式。
晶片輸出-第二方案圖4A至圖4I，是顯示晶片在如圖3A到圖3B所顯示的另一個(gè)不同的裝置11a，于不同的處理階段時(shí)的概略的側(cè)視圖，如圖4A所示，晶片W1被放置在輸出平臺(tái)158的晶片接收器113a上，并且輸出平臺(tái)158是在其最右邊的位置，而第二晶片接收器113b被放置的位置，是使其可以接收由干燥部分28所輸出的晶片。晶片W2是被放置在沒入的托架36上，并且推進(jìn)器44所在的位置是在托架36下方。在圖4B中，推進(jìn)器44被舉高(例如經(jīng)由托架36中的槽或是開口)，以由托架36上舉起晶片W2，并且托架36已經(jīng)被轉(zhuǎn)回到垂直位置。
在圖4C中，推進(jìn)器44已經(jīng)到達(dá)升高的位置，此位置是晶片W2通過卸載端口37的位置，并且晶片W2的頂緣接觸到捕獲器60。當(dāng)晶片W2移動(dòng)進(jìn)入卸載端口37，IPA蒸氣噴灑、全氮?dú)庖约皬U氣開始啟動(dòng)，圖4C也顯示托架36已經(jīng)舉起，并且被放置在負(fù)載端口34中，以準(zhǔn)備好接收下一個(gè)要進(jìn)入的晶片。
如圖4D所示，第一晶片W1已經(jīng)被由圍體111的第一晶片接收器113a所抽出，并且捕獲器60已經(jīng)回其較低的位置，第二晶片W2已經(jīng)提升到第二晶片接收器113b上的一個(gè)抓指62的上方，抓指62已經(jīng)移動(dòng)進(jìn)入到第二晶片W2的下方，并且推動(dòng)器44已經(jīng)降低其位置，并不在支持第二晶片W2，其于此時(shí)是被握持在抓指62和捕獲器60之間。第三晶片W3被負(fù)載在托架36之上，并且托架36已經(jīng)降低到處理部10的底部，值得注意的是因?yàn)榈谌琖3經(jīng)由可能是在被沒入噴嘴32以及/或是未沒入噴嘴30(未圖示)所噴灑的負(fù)載端口34而降低其位置。
如圖4E所示，平臺(tái)158被移動(dòng)到其最左側(cè)的位置，使第一晶片接收器113a所處的位置能夠接收由干燥部份28所輸出的晶片，此推進(jìn)器44已經(jīng)降低到一個(gè)位置低于托架36所提高，并且托架36將會(huì)旋轉(zhuǎn)第三晶片W3，使其由旋干部分26到干燥部分28。
如圖4F所示，托架36轉(zhuǎn)動(dòng)到干燥部分36中的第三晶片W3的位置，并且第三晶片W3的上側(cè)部分停駐在晶片導(dǎo)引46上。
如圖4G所示，推進(jìn)器44已經(jīng)升高，舉起托架36的第三晶片W3而升高，并且托架36轉(zhuǎn)動(dòng)而回到一個(gè)垂直位置。
如圖4H所示，經(jīng)由IPA蒸氣噴灑，推進(jìn)器44開始舉起第三晶片W3而升高，并且經(jīng)由全氮?dú)?，到達(dá)第三晶片W3的頂端接觸到第一晶片接收器113a的捕獲器60。該托架36已經(jīng)舉高，以將其本身放到負(fù)載端口34中，以準(zhǔn)備好接收下一個(gè)要進(jìn)入的晶片。
如圖4I所示，第二晶片W2已經(jīng)由輸出圍體111的第二晶片接收器113b所抽出，并且捕獲器60已經(jīng)回到其較低的位置，此第三晶片W3已經(jīng)被舉起在第一晶片接收器113a上，而到達(dá)抓指62上方，抓指62已經(jīng)移動(dòng)進(jìn)入第三晶片W3之下的位置，并且推進(jìn)器44已經(jīng)降低其位置，已不再支持第三晶片W3，其此時(shí)被握持在介于抓指62和捕獲器60之間的位置。第四晶片W4負(fù)載到托架36之上，并且托架36已經(jīng)降低到旋干部分10的底部上，值得注意的是因?yàn)榈谌琖4經(jīng)由可能是在被沒入噴嘴32以及/或是未沒入噴嘴(未圖示)所噴灑的負(fù)載端口34而降低其位置。
處理部份-第二方案圖5是為依據(jù)本發(fā)明所提出的一個(gè)干燥裝置211的側(cè)視概略圖，其中只顯示處理部份10。此處理部份10是依據(jù)本發(fā)明所提出的第二個(gè)方案所建構(gòu)，特別的是不使用要浸入晶片(例如顯示于圖1至圖2I的沒入室18a)的主室。在本發(fā)明所提出的第二方案中，主室對(duì)以液體對(duì)于未沒入的晶片噴灑，以旋干并且/或是維持在旋干氣室226中的晶片的潮濕度，并且以液體對(duì)于未沒入的晶片進(jìn)行噴灑，以產(chǎn)生在干燥器室228中的液體凹面(用于Marangoni干燥方法)。只有少數(shù)硬件差異存在于為了沒入器室處理方式所建構(gòu)的處理部分，以及為了非沒入器室處理方式所建構(gòu)的處理部分之間？如參照?qǐng)D5所可以看見的，圖1至圖2I的溢流溢流堰20和20a可以被省略，通常所使用的一對(duì)頂頭噴嘴30所制作的位置，是使得當(dāng)晶片進(jìn)入而經(jīng)過負(fù)載端口34時(shí)，其可以對(duì)晶片的前表面和后表面都噴灑液體。在圖5所顯示的較佳實(shí)施例中，隔離墻24制止了所噴灑的液體由旋干部分226濺入到干燥部分228所提供的液體噴嘴上方的區(qū)域(并因此制止了已經(jīng)干燥的晶片不小心被重新弄濕)。在干燥部分228中，一個(gè)額外的液體供應(yīng)噴灑機(jī)構(gòu)50a被提供在IPA供應(yīng)噴灑機(jī)構(gòu)50之下。
在操作時(shí)，正在進(jìn)入的晶片被噴灑的液體，例如去離子水，其可以有或沒有包含介面活性劑，或是其他清潔用的化學(xué)藥劑，例如應(yīng)用材料公司的ElectraCleanTM溶液，以用于旋干以及/或是維持晶片表面的潮濕度。當(dāng)晶片離開干燥部分228時(shí)，晶片被噴灑以例如去離子水的液體，其中可以摻雜或是不摻雜介面活性劑或是其他清潔劑，此出口液體噴灑形成了一個(gè)橫跨晶片的均勻液體凹面。此IPA噴灑機(jī)構(gòu)50噴灑IPA蒸氣到凹面上，因此創(chuàng)造了可以將晶片干燥化的Marangoni流。值得注意的是晶片傳輸是在處理部10，并且晶片輸出到輸出部分12可以如圖1至圖4I所描述的那樣。
氣流變流裝置IPA蒸氣傳送到水/空氣/水介面(亦即凹面)的效率，可以因?yàn)閷?duì)于每個(gè)IPA傳遞蒸氣噴嘴/管50建立蒸氣氣流變流裝置而獲得改善，一個(gè)這樣建構(gòu)的裝置的概略圖顯示在圖6中。雖然在實(shí)務(wù)上的噴管50以及氣流變流裝置68，可以被提供在晶片W的每一個(gè)側(cè)邊，為了繪制上的簡化，噴管50(可以包含上述的噴嘴50)以及氣流變流裝置68只顯示在晶片W的一個(gè)側(cè)邊上。雖然晶片W可以用一個(gè)傾斜角(雖然可以使用其他的角度，但是在此例中是利用為垂直線算起約九度的角度)離開水76的表面，晶片W也可以如圖所示的，離開垂水76時(shí)，是垂直于其表面的。
在本發(fā)明所提出的一較佳實(shí)施例中，氣流變流裝置68可以利用兩個(gè)部分套管的形式，其是用于配合噴嘴50，氣流變流裝置68限定出一個(gè)楔型空間70，一股氣流的IPA蒸氣(例如混雜以氮?dú)獾某休d氣體)被噴灑，并且被設(shè)計(jì)將氣流72以一特定的角度導(dǎo)流入楔形空間70中，此角度是相對(duì)于，例如經(jīng)過噴嘴50中心并且平行于水表面，的一條水平線L。氣流變流裝置68的第二部分(例如低翼74)可以浸(dip)在水76的下面，以限制水暴露在IPA蒸氣下的部分的體積。IPA蒸氣的氣流72通常是使用向下的角度，如圖6所示那樣，打在氣流變流裝置68的第一部分69的內(nèi)部表面78。然后IPA蒸氣的氣流72可以被內(nèi)部表面78反射(未圖示)到形成于水/空氣/水介面的凹面80上。在本發(fā)明所提出的一個(gè)或更多的較佳實(shí)施例當(dāng)中，IPA氣流72與內(nèi)部表面78之間的角度并不會(huì)超過四十五度，雖然IPA氣流72角度的選擇，通常是使得IPA氣流以一個(gè)預(yù)期的角度范圍內(nèi)(如以下所述并參照?qǐng)D8A到圖8B)打在凹面80上，并且/或是以一個(gè)預(yù)期的氣流速度使得IPA蒸氣傳遞到凹面80上得以最佳化。
在一個(gè)用以說明本發(fā)明而舉例的實(shí)施例中，氣流變流裝置68具有一個(gè)細(xì)縫開口82，其寬度可以是0.05英吋，并且細(xì)縫可以是被隔開的，例如遠(yuǎn)離晶片W達(dá)0.1英吋的地方，使其有效率地傳遞IPA蒸氣到凹面80。同理，對(duì)于其他寬度的細(xì)縫、在水76表面上方不同距離以及/或者與晶片W具不同的距離，這些上述條件也都可以適用。氣流變流裝置68可以位在對(duì)于水76表面具有四十五度的一個(gè)角度上，然而也可以利用其他的角度。細(xì)縫開口82的角度通常會(huì)被定在剛好位于凹面80下方。
此氣流變流裝置68是用以限制曝露在IPA蒸氣下的水的體積，因此可以降低IPA的浪費(fèi)和使用量，同時(shí)也改進(jìn)了干燥器效率以及其性能，并且降低了安全性的風(fēng)險(xiǎn)。在依據(jù)本發(fā)明所提出的一較佳實(shí)施例中，雖然其他數(shù)據(jù)仍能進(jìn)行，但是一般而言，對(duì)于300厘米的晶片而言，曝露在IPA蒸氣下的水的體積的范圍大約是零至十二毫升(milliliter)，對(duì)于200厘米的晶片而言，曝露在IPA蒸氣下的水的體積的范圍大約是零至八毫升。
若沒有使用氣流變流裝置68，IPA蒸氣的氣流72可以在一角度范圍上，約為22度到30度，打在水76表面上，此已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)適合于形成在晶片上的數(shù)個(gè)不同種類的薄膜的干燥化工序，其他入射角也可以使用在本發(fā)明中。此氣流變流裝置68可以用單一個(gè)整體物件，或者是兩個(gè)以上的物件合并而成，氣流變流裝置68可以由不銹鋼或是其他適合的物質(zhì)來作成。
低濃度的IPA混合氣體要進(jìn)一步改善此清潔/干燥化組件的安全性以及效率，可以降低IPA/負(fù)載氣體的混合氣體中的IPA蒸氣濃度(例如降低到0.2％)，同時(shí)也可以增加混合氣體的氣體流率(例如至少每分鐘二至三公升，常常使用的是每分鐘五公升)。此增加的氣流流率補(bǔ)償了低濃度的IPA氣體，并且也因此達(dá)到高效率以及高干燥率下的低缺陷的干燥工序(使得200厘米的晶片，在假設(shè)都是使用相同的晶片升高速度的條件下，例如每秒十厘米，其干燥時(shí)間是20秒)。圖7是一個(gè)畫出了具有粒徑0.12微米(圖3中，一般稱的)的粒子的數(shù)目的圖形，其為發(fā)現(xiàn)于被氣體(氮)干燥的晶片上，其中的氣體具有不同的IPA濃度和不同的氣流流率。結(jié)果可能也因?yàn)閲娮熘睆健娮煜喔粲诰砻娴木嚯x、氣流變流器的使用及角度等因素而有不同。對(duì)于每分鐘五公升的承載氣體流率所做的實(shí)驗(yàn)性數(shù)據(jù)，顯示當(dāng)IPA蒸氣的濃度由1％降低到0.2％時(shí)，硅上面的缺陷和包含晶片的低k介電物質(zhì)上面的缺陷，并沒有增加。
如前面所敘述的，當(dāng)晶片W的較低部分被干燥時(shí)，晶片舉起速度可以被降低。相似地，當(dāng)晶片W的較低部分已經(jīng)干燥化時(shí)，在IPA/承載氣體混合氣體中的IPA濃度可以增加，并且/或者IPA/承載氣體混合氣體的氣流流率可以增加。如眾所周知的，以上的氮?dú)饪梢员黄渌栊詺怏w所取代仍能正常進(jìn)行制作工序，而同時(shí)廣為了解的是，IPA可以被其他傳統(tǒng)用于Marangoni干燥工序等的有機(jī)氣體所取代，并仍能正常進(jìn)行制作工序。
當(dāng)此發(fā)明連同其所描述的較佳實(shí)施例被揭示之后，其他的實(shí)施例如眾所周知的，也都落在本發(fā)明的精神和范圍中。特別的是，本發(fā)明所提出的用來舉起的機(jī)制，以及本發(fā)明所提出的IPA氣流變流裝置，顯然地可以被使用在任何干燥化系統(tǒng)中，并且不限定只能使用在所揭示的系統(tǒng)中。相似地，當(dāng)基材進(jìn)入旋干工序箱中時(shí)，可以使用噴嘴(水下的以及/或是水/液體面之上的)來進(jìn)行旋干工序，然而也可以用在本發(fā)明實(shí)施例所揭示以外的系統(tǒng)中。具有一傾斜角度的室壁，配合以用一已知方向輸出晶片的組件，被認(rèn)為是具有發(fā)明性的，作為一個(gè)被動(dòng)的輸出捕獲器。更進(jìn)一步的發(fā)明特征，其包含用于傳送晶片(特別是一個(gè)沒入液體中的晶片)，由第一角度在傳送過程中轉(zhuǎn)變到到第二角度的組件與方法，也包含一個(gè)組件，其用于傳送晶片，由一個(gè)角度到下一個(gè)角度，以移動(dòng)該晶片由對(duì)齊一輸入部分，到此晶片對(duì)其輸出部分。因此，所能被了解的是，在此所描述的所有實(shí)施例只是解說舉例，并且本發(fā)明所提出的裝置可以使用以下的一個(gè)或多個(gè)特征。
有些能被單獨(dú)使用的發(fā)明特征如下所述●結(jié)合旋干部分和干燥部分，而沒有旋干的晶片表面曝露在空氣中的一個(gè)組件；●配備有用于改善移除介面活性劑和制作工序箱微粒(頂頭噴嘴提供了最有效的旋干)的沒入以及/或是頂頭噴嘴的一個(gè)旋干部分；●具有兩個(gè)部分，以分開負(fù)載和卸載部分的一個(gè)主要制作工序箱；●管子、噴嘴以及/或是氣流變流裝置，用于精確地遞送IPA蒸氣(例如傳送到液體凹面的頂端)，以將IPA的消耗最小化；●IPA噴灑管子，可以被精確地位在一個(gè)最佳角度方向上，以供應(yīng)IPA到液體凹面上；(參照申請(qǐng)日為2001年3月5日的、發(fā)明名稱為噴灑棒的美國專利第60/273,786號(hào)，現(xiàn)一并引用于此)；●不碎裂的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，其使用嵌入輸出站頂端的一個(gè)″捕獲器″；●托架，簡化水面下晶片由旋干部傳遞到干燥部的過程；●可變速度推進(jìn)器，其具有一個(gè)提高速度機(jī)構(gòu)；●傾斜的后壁以及/或是傾斜的前壁；●內(nèi)部溢流溢流堰，用于具有分離的輸入和輸出部分的制作工序箱；●具有流線型氣流的被包圍的輸出；●變流器，用于限制曝露在干燥化(例如IPA)蒸氣的液體的表面的面積；●使用限流管的排放，用于稀釋有機(jī)溶劑的濃度；●干燥化混合氣體的使用，其具有被降低濃度的有機(jī)溶劑，并被提高空氣流率；●多個(gè)輸出晶片支持器，用于由干燥器而來的至少部分的同時(shí)輸出，并且以機(jī)械臂取拾；以及●一個(gè)組件，具有旋干部分，以及可以在其內(nèi)部使用Marangoni干燥方法的部分，前述兩個(gè)部分皆使用噴灑機(jī)構(gòu)而不是使用晶片沒入處理。
與傳統(tǒng)的SRD比較，本發(fā)明所提出的裝置11可以提供特別優(yōu)越的表現(xiàn)，并在將斥水性或是親水性晶片進(jìn)行干燥工序時(shí)，都容許較大的制作工序誤差。此新的植基于″Marangoni″原理的干燥技術(shù)，以下僅為舉例說明，可以只留下3奈米(neon-meter)厚的層，相對(duì)的，傳統(tǒng)的SRD所會(huì)留下的是大約200奈米厚的層。藉由將處理組件與輸出站結(jié)合，本發(fā)明所提出的裝置可以快速的干燥，以致對(duì)于各種不同的薄膜種類的晶片的干燥工序，都可以具有高產(chǎn)出。此旋干部分噴嘴，也有能力去除可能在刷洗以及傳送到干燥組件時(shí)，被施于斥水性晶片表面的介面活性劑。
應(yīng)該注意的是全氮?dú)庵皇桥e例說明，并且任何的惰性氣體或是空氣或是或是多種氣體混合，都可以用來形成橫越過輸出部分的一個(gè)包圍，并且接著制止干燥蒸氣由此裝置逸散出去。也應(yīng)該注意的是IPA蒸氣也只是舉例說明所用的，并且可以溶解于液體(被施于干燥部分中)的其他蒸氣或氣體，其用于產(chǎn)生可將干燥化的Marangoni氣流，這些氣體都可以使用在本發(fā)明中。因此這樣的蒸氣或是氣體在此將會(huì)被指認(rèn)為干燥化氣體。在此揭示時(shí)所使用的詞句″捕獲器″、″抓指″以及″托架″，并非用以限定本發(fā)明的相應(yīng)物件到特定的形狀或結(jié)構(gòu)，而是廣泛地指稱任何與在此所描述的捕獲器、抓指以及托架，具有相同功能的結(jié)構(gòu)的物件。
雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請(qǐng)的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于處理晶片的組件，該組件至少包含一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片可以被該負(fù)載端口降低進(jìn)入該處理部分；一卸載端口，其由該負(fù)載端口進(jìn)行水平置換，使得該晶片可以在該卸載端口上被舉高而離開該處理部分；以及一可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片的支持器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)輸入晶片由第一定向轉(zhuǎn)到第二定向，當(dāng)該輸入晶片具有該第一定向時(shí)，是與該負(fù)載端口對(duì)齊，當(dāng)該輸入晶片具有該第二定向時(shí)，是與該卸載端口對(duì)齊。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于所述可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片的支持器使得該第一定向?yàn)榇怪钡?，而且該第二定向是與該第一定向成傾斜狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于所述可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片的支持器使得該第一定向于第一方向傾斜，而且遠(yuǎn)離該卸載端口，并使得該第二定向于第二方向傾斜，而且是朝向該卸載端口。
4.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于所述的處理部分還包含一鄰接于該卸載端口的傾斜的后壁。
5.如權(quán)利要求3所述的組件，其特征在于所述的處理部分還包含一鄰接于該負(fù)載端口的傾斜的前壁，以及鄰接于該卸載端口的傾斜的后壁。
6.一種用于處理晶片的組件，該組件至少包含處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片可以被該負(fù)載端口降低進(jìn)入該處理部分；一卸載端口，其可由該負(fù)載端口進(jìn)行水平置換，使得該晶片可以在該卸載端口上被舉高而離開該處理部分；一外部溢流堰，其是位于沿著該處理部分外部表面的位置上；以及一分隔板，其是位于該負(fù)載端口和該卸載端口之間，以將該處理部分的上端區(qū)域分隔成第一區(qū)域以及第二區(qū)域，并且制止表面液體在該第一區(qū)域和該第二區(qū)域之間的流動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于所述的分隔板至少包含一內(nèi)部溢流堰，該內(nèi)部溢流堰用于接收由至少該第一區(qū)域以及該第二區(qū)域的其中一個(gè)所流出的溢流液體。
8.如權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于所述的分隔板至少包含一內(nèi)部溢流堰，該內(nèi)部溢流堰用于接收由該第一區(qū)域以及該第二區(qū)域所流出的溢流液體。
9.一種用于處理晶片的組件，其至少包含一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，一晶片可以被該負(fù)載端口降低進(jìn)入處理部分；以及一噴灑機(jī)構(gòu)，該噴灑機(jī)構(gòu)可于處理期間沒入處理部分的液體中，且其所在位置使得該晶片經(jīng)過該處理部分被降低位置時(shí)，可噴灑液體到該晶片在水面下部分的表面。
10.如權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于還包含一處理期間位于處理部分中液體位準(zhǔn)以上的附噴灑機(jī)構(gòu)，且其所在位置使得當(dāng)該晶片經(jīng)由該處理部分被降低位置時(shí)，可噴灑液體到該晶片位于水面上的晶片表面。
11.如權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于還包含一卸載端口，其可由該負(fù)載端口進(jìn)行水平置換，使得該晶片可以在該卸載端口上被舉高而離開該處理部分；以及一分隔板，其位于負(fù)載端口和卸載端口之間，以將該處理部分的上端區(qū)域分隔成鄰接該負(fù)載端口的第一區(qū)域，以及臨接該卸載端口的第二區(qū)域，并且該分隔板可制止表面液體由該第一區(qū)域流動(dòng)到該第二區(qū)域。
12.如權(quán)利要求11所述的組件，其特征在于所述的第二區(qū)域至少包含一噴灑機(jī)構(gòu)，該噴灑機(jī)構(gòu)是用于當(dāng)一晶片在該卸載端口上被舉高而離開該處理部分時(shí)，對(duì)該晶片噴灑以干燥氣體。
13.一種處理組件至少包含一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，一晶片可以被該負(fù)載端口降低進(jìn)入處理部分；一卸載端口，其可由該負(fù)載端口水平進(jìn)行置換，使得一晶片可以在該卸載端口上被舉高而離開該處理部分；以及一輸出部分，該輸出部分包含第一晶片接收器，用于接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的該晶片；以及一捕獲器，該捕獲器被耦合到該第一晶片接收器，并被用于接觸被該卸載端口升高的該晶片，并且也隨著被動(dòng)地升高。
14.如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于所述的捕獲器是被用來固定一晶片的上端區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的一種組件，其特征在于還包含一耦合到晶片接收器的抓指，該抓指可于晶片通過位置和晶片固定位置之間做選擇性的移動(dòng)，其中所述的晶片固定位置是用于接觸并且固定一晶片較低的部分，使得當(dāng)抓指位于該晶片固定位置時(shí)，該晶片可被固定于捕獲器和抓指之間。
16.一種用于清潔及干燥一晶片的處理組件，其至少包含一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片可以被該負(fù)載端口降低進(jìn)入處理部分；一卸載端口，由該負(fù)載端口水平地替換，使得該晶片可以在該卸載端口上被舉高而離開該處理部分；以及一輸出部分，該輸出部分包含一第一晶片接收器，是用于接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的該晶片；以及一圍體，該圍體環(huán)繞該第一晶片接收器，該圍體包含一第一開口，該第一開口用于使得晶片可以由該處理部分舉高，經(jīng)卸載端口而到該第一晶片接收器；一第二開口，該第二開口用于使得晶片可以被該晶片握持器由該晶片接收器中抽取出來；以及多個(gè)外加開口，用于允許在該圍體中建立起流動(dòng)的空氣氣流。
17.一種組件，其至少包含一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，一晶片可以被該負(fù)載端口降低進(jìn)入處理部分；一卸載端口，其可由該負(fù)載端口進(jìn)行水平置換，使得該晶片可以在該卸載端口上被舉高而離開該處理部分；以及一輸出部分，該輸出部分包含第一晶片接收器，用于接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的該晶片；以及第二晶片接收器，用于接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的該晶片；其中所述的第一晶片接收器以及該第二晶片接收器是用于分別位在第一位置和第二位置之間傳送晶片，其中該第一晶片接收器被置放的位置是接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的該晶片，該第二晶片接收器被置放的位置是接收經(jīng)由該卸載端口所舉高的該晶片。
18.如權(quán)利要求17所述的組件，其特征在于還包含一平臺(tái)，其中該第一晶片接收器以及該第二晶片接收器皆被耦合到該平臺(tái)，該平臺(tái)是被用來水平地傳送，以將該第一晶片接收器以及該第二晶片接收器在該第一位置與該第二位置之間移動(dòng)。
19.如權(quán)利要求17所述的組件，其特征在于還包含環(huán)繞著該第一晶片接收器以及該第二晶片接收器的圍體，該圍體包含一第一開口，該第一開口用于使得晶片可以由該處理部分舉高，經(jīng)卸載端口而到該第一晶片接收器；一第二開口，該第二開口用于使得晶片可以被該晶片握持器由該晶片接收器中抽取出來；以及多個(gè)外加開口，用于允許在該圍體中，建立起流動(dòng)的空氣氣流。
20.如權(quán)利要求19所述的組件，其特征在于所述的處理部分還包含一第一對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)，其緊鄰于負(fù)載端口，并且能供應(yīng)液體到該晶片的正面和背面，以使得該液體沿著該晶片的正面和背面的表面往下流，因此得以將該晶片的正面和背面的表面維持在潮濕的狀態(tài)；以及一第二對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)，其緊鄰于卸載端口，并且能供應(yīng)液體到該晶片的正面和背面，以使得該液體分別在該晶片的正面和背面表面上形成液體凹面；以及一第三對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)，其位于該第二對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)上方，并且能供應(yīng)干燥蒸氣到形成于該晶片正面和背面的該液體凹面上。
21.如權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于還包含一氣流變流裝置，該氣流變流裝置是耦合到該干燥氣體噴灑機(jī)構(gòu)上，并且是被用來限制該處理部分中暴露于該干燥氣體下的液體的體積。
全文摘要
本發(fā)明一方案提供一種用于處理晶片的組件，此組件包含具有一個(gè)或更多個(gè)特征的處理部分，這些特征可以包含例如(1)可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片支持器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)輸入晶片由第一定向轉(zhuǎn)動(dòng)到第二定向，在第一定向上的晶片對(duì)齊于負(fù)載端口，到了第二定向上的晶片系對(duì)齊于卸載端口；(2)捕獲器，用于接觸并在晶片由處理部分卸載時(shí)，與晶片一起被動(dòng)地移動(dòng)；(3)一被圍體圍繞的輸出部分，用于產(chǎn)生一個(gè)流動(dòng)的空氣氣流，由一側(cè)流到另一側(cè)；(4)一輸出部分，具有多個(gè)晶片接收器；(5)沒入的液體噴嘴；以及/或者(6)干燥蒸氣流變流裝置等。本發(fā)明的其它方案包含晶片的處理方法。
文檔編號(hào)H01L21/304GK1650396SQ02821969
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2002年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月2日
發(fā)明者尤尼斯·阿克基雷, 亞歷山大·勒納, 鮑里斯·高符茲曼, 鮑里斯·菲什金, 邁克爾·休格曼, 拉希特·馬符雷夫, 方浩輇, 李世劍, 蓋伊·夏伊拉齊 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司