專利名稱：?jiǎn)蝹€(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蒸汽)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(guò)基材 時(shí)所形成的，溶劑蒸汽是以高于液體凹面的頂端的被吸收蒸汽濃度，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)栽端口對(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)載端口和卸栽端 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 含噴灑才幾構(gòu)，此噴灑機(jī)構(gòu)能于處理時(shí)沒(méi)入處理部分的液體中，且該噴灑才幾構(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)由卸栽端口所舉高的晶片；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)由卸栽端口所舉高的晶片；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)笫二開口，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(lái);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(shuō)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。
附圍說(shuō)明


圖1所顯示的是所提出的一種千燥裝置的側(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2l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(guò)及輸出來(lái)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(guò)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為可以和蒸汽噴嘴一同建構(gòu)在本發(fā)明所提出的干燥裝置內(nèi)的蒸汽氣流變流裝置的概略的側(cè)視圖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，被千
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)于描述蒸汽氣流角度時(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)，所常常使用的蒸汽氣流角度
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(méi)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(shuō)明；第二方案(噴霧室18b)對(duì)于未沒(méi)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(shuō) 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(shuō)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(shuō)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 所提出的一種千燥裝置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(méi)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ElectraClean 溶液。
上分隔板24(圖2A)將沒(méi)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。借著將千燥部分28與旋干部分26隔離開來(lái)，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(méi)入室18a可以具有 一 圍繞著沒(méi)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(méi)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(lái)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4皮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(méi)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(lái)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(guò)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(rùn))過(guò)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(méi)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(méi)入在液體中。
通常使用來(lái)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(méi)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(méi)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(méi)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(méi)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(cè)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(cè)晶片是否存在于托架36上， 一旦檢測(cè)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(lái)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(lái)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(lái)，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)生的蒸汽得以由此排出(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(lái)在晶片被舉起而離開液體表面的時(shí)候，提供跨過(guò) 晶片正表面和反面表面的全面連續(xù)性的蒸汽噴灑。噴灑機(jī)構(gòu)50所擺放的位 置是要噴灑蒸汽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 孑L(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(guò)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)的蒸汽流(例如IPA蒸汽)。當(dāng)進(jìn)一步參照到圖6時(shí)，此IPA蒸汽流的導(dǎo)向，可以有也可以沒(méi)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蒸汽流產(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蒸汽，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蒸汽流率、廢氣流率和氮?dú)庹谘诹?率。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 蒸汽稀釋掉。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?管54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2l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(guó) 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(cè)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(méi)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(guò)程中，晶片都保持沒(méi)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(guò)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(méi)入箱內(nèi)液體 時(shí)(此時(shí)即是干燥蒸汽開始噴灑的時(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(méi)入箱內(nèi)液體。當(dāng)晶片下緣沒(méi)入箱內(nèi)液體中并且 通過(guò)干燥蒸汽時(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(méi)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蒸汽以 及氮的混合氣體，于晶片W的兩面所形成的凹面上。此IPA蒸汽流可以借 助或是不借助如圖6所進(jìn)一步參照說(shuō)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(shuō)明蒸汽氣流的概略圖。參照?qǐng)D8A,如圖所示，蒸 汽/承載氣體氣流72的流動(dòng)角度6是相對(duì)于水/空氣介面(并且/或者經(jīng)過(guò)噴灑 管子50的水平中心線)而量測(cè)出來(lái)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以及蒸汽敲擊高度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(cè)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(Black Diamond"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蒸汽流產(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蒸汽是經(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(guò)輸出部分37(經(jīng)由全氮?dú)馄绻?4)，以制止IPA蒸汽逸 散出處理部分10。此氣體傳遞組件(未圖示)控制IPA蒸汽流、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(lái)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?素會(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(lái)檢測(cè)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(cè)抓 指62的晶片固定以及晶片通過(guò)位置。也可以利用光學(xué)檢測(cè)器(未圖示)來(lái)檢 測(cè)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(guò)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(guò)位置上。當(dāng)晶片W離開千燥部分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(lái)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 —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(lái)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21)， 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 汽、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(lái)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(chǎng)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(chǎng)合是，例如，作為硬件互鎖，以避免重新充填時(shí)過(guò)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(lái)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蒸汽氣流由處理部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(lái)關(guān)掉IPA蒸汽供應(yīng))，壓 力調(diào)節(jié)器可以被用來(lái)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21，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)?一晶片可以被第一晶片接收器113a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(guò) 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(guò)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 蒸汽。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 汽進(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(méi)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(méi)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41，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(méi)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(guò) 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蒸汽噴灑、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"3b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和捕荻器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?三晶片W3經(jīng)由可能是在被沒(méi)入噴嘴32以及/或是未沒(méi)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蒸汽噴灑，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4l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(méi)入噴嘴32以及/或是未沒(méi) 入噴嘴(未圖示)所噴灑的負(fù)栽端口 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2l的沒(méi)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(méi)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(méi) 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(méi)入器室處理方式所建構(gòu)的處理 部分，以及為了非沒(méi)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(guò)負(fù)栽端口 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(méi)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蒸汽到凹面上，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蒸汽傳送到水/空氣/水介面(亦即凹面)的效率，可以因?yàn)閷?duì)于每個(gè) IPA傳遞蒸汽噴嘴/管50建立蒸汽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(jiǎn)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蒸汽(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(guò)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 汽下的部分的體積。IPA蒸汽的氣流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 汽的氣流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(guò)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蒸汽傳 遞到凹面80上得以最佳化。
在一個(gè)用以說(shuō)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蒸汽到凹面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蒸汽下的水的體積，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蒸汽下的 水的體積的范圍大約是零至十二毫升(milljliter)，對(duì)于200厘米的晶片而言， 曝露在IP A蒸汽下的水的體積的范圍大約是零至八毫升。
若沒(méi)有使用氣流變流裝置68, IPA蒸汽的氣流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(lái)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蒸汽濃度(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蒸汽的濃度由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(méi)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;f皮其他傳統(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(lái) 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(lái)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(méi)入液體中的晶片)，由第 一 角度在傳送過(guò)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(shuō)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(méi)有旋干的晶片表面曝露在空氣中的 一個(gè)組件；
了最有效的旋干)的沒(méi)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蒸汽(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(guó)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(jiǎn)化水面下晶片由旋干部傳遞到干燥部的過(guò)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)蒸汽的液體的表面的面
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(lái)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(méi)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(shuō)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(shuō)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(lái)形成橫越過(guò)輸出部分的一個(gè)包圍，并且接著 制止干燥蒸汽由此裝置逸散出去。也應(yīng)該注意的是IPA蒸汽也只是舉例說(shuō)明 所用的，并且可以溶解于液體(被施于干燥部分中)的其他蒸汽或氣體，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。因此這樣的蒸汽或是氣體在此將會(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(lái)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(lái)說(shuō)明本發(fā)明，在沒(méi)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. 一種清洗微電子設(shè)備的方法，包括將該微電子設(shè)備的表面的至少一部分沉浸在包含有液體沖淋的沉浸容器中；從該液體沖淋中將微電子器件分離出來(lái)并放入到氣體環(huán)境中，以及在分離期間，在微電子設(shè)備的表面和液體沖淋之間的界面形成凹面(meniscus)；以及輸送清潔增強(qiáng)物質(zhì)至該氣體環(huán)境并且特別針對(duì)在微電子設(shè)備從液體沖淋中分離時(shí)形成的凹面，清潔增強(qiáng)物質(zhì)的輸送是通過(guò)具有一系列輸送孔的噴嘴所形成的一系列氣流而實(shí)現(xiàn)，輸送孔是沿著凹面沿該微電子設(shè)備的表面擴(kuò)展的方向布置，從而產(chǎn)生在該凹面處的液體表面張力的梯度。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸送進(jìn)一步包括輸送 清潔增強(qiáng)物質(zhì)至形成在該微電子設(shè)備的多個(gè)表面上的凹面。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述液體沖淋包括去離子 (Dl)水。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)是有機(jī) 蒸汽。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)是異丙 醇(IPA)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述異丙醇(IPA)是蒸汽形態(tài)。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以一系列氣流實(shí)現(xiàn)清潔增強(qiáng)物質(zhì)的輸送包括輸送清潔增強(qiáng)物質(zhì)的混合物和氣體。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述氣體是氮?dú)狻?br> 9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)具有約 5%或更低的濃度。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，清潔增強(qiáng)物質(zhì)的混合物和 氣體以至少每分鐘2公升或更多的氣體流速輸送。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，清潔增強(qiáng)物質(zhì)的混合物和 氣體以至少每分鐘3公升或更多的氣體流速輸送。
12. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，清潔增強(qiáng)物質(zhì)的混合物和 氣體以至少每分鐘5公升或更多的氣體流速輸送。
13. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，清潔增強(qiáng)物質(zhì)的混合物和 氣體以至少每分鐘2公升或更多的氣體流速輸送，且所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)具有 約5%或更低的濃度。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)是異 丙醇(IPA)。
15. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，清潔增強(qiáng)物質(zhì)的混合物和 氣體以至少每分鐘3公升或更多的氣體流速輸送，且所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)具有 約0.2%或更低的濃度。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)是異 丙醇(IPA)。
17. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，清潔增強(qiáng)物質(zhì)的混合物和 氣體以至少每分鐘5公升或更多的氣體流速輸送，且所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)具有 約0.2%或更低的濃度。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)是異 丙醇(IPA)。
19. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將微電子設(shè)備從液體沖淋 中分離以及輸送清潔增強(qiáng)物質(zhì)至凹面導(dǎo)致以 一干燥速度干燥該微電子設(shè)備 的表面，該干燥速度是至少約每秒鐘10毫升。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，清潔增強(qiáng)物質(zhì)的混合物 和氣體以至少每分鐘2公升或更多的氣體流速輸送，且所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)具 有約5。/?；蚋偷臐舛取?br> 21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)是異 丙醇(IPA)。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述氣體流速是至少每分鐘5公升或更多，且所述濃度是約0.2%或更低。
23. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)是異 丙醇(IPA)。
24. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將微電子設(shè)備從液體沖淋 中分離以及輸送清潔增強(qiáng)物質(zhì)至凹面導(dǎo)致以一干燥速度干燥該微電子設(shè)備 的表面，該干燥速度是至少約每秒鐘10毫升，以及其中以一系列氣流實(shí)現(xiàn)清潔增強(qiáng)物質(zhì)的輸送包括以至少每分鐘2公升或更多的氣體流速輸送清潔 增強(qiáng)物質(zhì)的混合物和氣體，所述清潔增強(qiáng)物質(zhì)是蒸氣形態(tài)的異丙醇(IPA)而 所述氣體是氮?dú)?，所述清潔增?qiáng)物質(zhì)具有約0.2。/。或更低的濃度。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述液體沖淋包括去離 子(Dl)水。
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(méi)入的液體噴嘴；以及/或者(6)干燥蒸汽流變流裝置等。本發(fā)明的其它方案包含晶片的處理方法。
文檔編號(hào)H01L21/304GK101414547SQ20081016603
公開日2009年4月22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)明者亞歷山大·勒納, 尤尼斯·阿克基雷, 拉希特·馬符雷夫, 方浩銓, 李世劍, 蓋伊·夏伊拉齊, 邁克爾·休格曼, 鮑里斯·菲什金, 鮑里斯·高符茲曼 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司