專利名稱：晶片清洗和蒸汽干燥系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及高潔凈度物體的處理和清洗系統(tǒng)，特別涉及使用干燥蒸汽干燥這類物體的干燥系統(tǒng)和干燥過程。
背景技術(shù)：
在某些工業(yè)中必須使用各過程使物體達(dá)到極高的潔凈度。例如，在半導(dǎo)體晶片制作中，一般需要使用多個(gè)清洗步驟除去晶片表面上的雜質(zhì)才能作進(jìn)一步處理。多年來，在進(jìn)行稱為表面制備的晶片清洗時(shí)，把多個(gè)晶片集中成一批后使該批晶片經(jīng)受一系列化學(xué)和清洗步驟后最終進(jìn)行干燥步驟。一種典型的表面制備順序是把這些晶片浸沒在HF和HCI酸洗溶液中除去表面氧化物和金屬雜質(zhì)。然后，這些晶片用高純度去離子水(DI)徹底清洗，除去晶片上的酸洗化合物。經(jīng)清洗的晶片然后使用各種公知干燥過程干燥。
當(dāng)前，在工業(yè)中使用各種工具和方法進(jìn)行該表面制備過程?，F(xiàn)有清洗中最流行的工具是浸入潤(rùn)濕清洗平臺(tái)或“潤(rùn)濕臺(tái)”。在潤(rùn)濕臺(tái)處理中，一批晶片浸入一系列處理容器中，其中，一些容器中裝有清洗或酸洗所需化合物，而另一些容器中裝有清洗晶片表面上的這些化合物的去離子水(“DI”)。為更徹底清洗晶片表面，可使用與一個(gè)或多個(gè)容器連接的壓電轉(zhuǎn)換器把兆波能量賦予晶片。在最后一個(gè)處理容器中，使用異丙醇(IPA)之類溶劑除去晶片上的清洗流體。IPA是一種減小水的表面張力的有機(jī)溶劑。
在(Schwenkler)美國(guó)專利No.5,226,242描述了一種IPA干燥方法中，濕基片被移入一密封容器中后置于該容器的處理區(qū)。在該容器的蒸汽發(fā)生區(qū)生成的IPA蒸汽霧被引入該處理區(qū)，從而除去晶片上的水。該干燥方法可非常有效地除去晶片上的液體，但很難應(yīng)用于在同一容器中進(jìn)行化學(xué)處理、清洗和干燥的單容器系統(tǒng)中。
為減小環(huán)境污染，要求對(duì)干燥技術(shù)作出改進(jìn)，以減小IPA用量。一種改進(jìn)的干燥技術(shù)為

圖1簡(jiǎn)示的Marongoni方法。在Marongoni方法的一種應(yīng)用中，在把晶片從處理容器慢慢提起的同時(shí)IPA蒸汽凝結(jié)在包圍晶片的清洗水的頂面上。所溶解蒸汽的濃度在晶片表面S處最高，隨著清洗流體離開晶片表面的距離的增加而遞減。由于表面張力隨著IPA濃度的增加而減小，因此水的表面張力在IPA濃度最高的晶片表面處最小。該濃度梯度從而造成箭頭A所示清洗水離開晶片表面的“Marongoni流”。從而清洗水從晶片表面上被剝離下來，晶片表面得以干燥。
Marongoni方法的另一個(gè)應(yīng)用見(McConnell)美國(guó)專利No.4,911,761，該專利說明了一種清潔、清洗和干燥晶片的單室系統(tǒng)。如該專利所述，一批晶片放置在單一密封容器中后各處理液相繼從頂部到底部流過該容器。該方法還使用一稱為“直接排代干燥”的過程在最后清洗后干燥晶片。隨著清洗流體的慢慢排出使用引入該容器中的IPA干燥蒸汽進(jìn)行該干燥步驟。IPA蒸汽排代跌落的清洗水，凝結(jié)在容器中清洗水表面上，生成從晶片表面到跌落的清洗水中的Marongoni流，從而干燥晶片。
盡管直接排代干燥法可獲得令人滿意的結(jié)果，IPA的用量減少，但仍有改進(jìn)余地。例如，由于該方法部分地依賴于容器中的下降清洗流體的牽引(或表面張力)，因此不適用于在一容器中進(jìn)行清洗后在另一容器中進(jìn)行干燥的系統(tǒng)。此外，要從Marongoni效應(yīng)中獲得最佳結(jié)果，必須密切控制去離子水排出容器的速率。
在(Mohindra)美國(guó)專利5,571,337所述清潔和干燥過程中，一容器中的晶片經(jīng)化合物處理后在DI水中清洗，除去剩余化合物。清洗后，進(jìn)行IPA清潔步驟，使用Marongoni流除去剩余在晶片表面上的粒子。該清潔步驟是在DI清洗流體慢慢排出的同時(shí)把IPA蒸汽引入容器中，生成從晶片表面到跌落清洗水中的Marongoni流。按照該專利，如小心控制清洗水的跌落速率，Marongoni流可帶走晶片表面上的剩余粒子，獲得更清潔的晶片。除了除去晶片上的粒子，IPA步驟中Marongoni流還除去晶片上的大部分清洗水。但在IPA步驟結(jié)束時(shí)晶片表面上留下水滴，因此把熱氮?dú)庖龑?dǎo)到晶片上，使剩余水滴蒸發(fā)。盡管該方法的IPA用量較之現(xiàn)有干燥方法減少，但剩余水滴造成可能在晶片表面上留下雜質(zhì)的問題。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的徹底干燥方法和裝置，它的溶劑用量減少，非常適用于各種表面制備系統(tǒng)和過程。
本發(fā)明概述本發(fā)明裝置是一種處理、干燥一物體表面的方法和系統(tǒng)。按照該方法，一濕物體放置在一容器中，然后把一干燥蒸汽引入該容器中。該干燥蒸汽凝結(jié)在該物體表面上，減小剩余處理流體的表面張力，使得剩余處理流體從該表面上脫落。在一實(shí)施例中，在該容器中對(duì)該物體進(jìn)行濕處理、然后排空處理流體后才引入干燥蒸汽。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1為一晶片的側(cè)視圖，簡(jiǎn)示出Marongoni干燥過程中晶片表面上的Marongoni流。
圖2簡(jiǎn)示出本發(fā)明干燥系統(tǒng)第一實(shí)施例。
圖3為一流程圖，例示出在HF酸洗、清洗和干燥過程中使用圖2和8干燥系統(tǒng)的各處理步驟。
圖4A為本發(fā)明干燥容器的正視剖面圖，并簡(jiǎn)示出干燥系統(tǒng)各部件。
圖4B為圖4A干燥容器的端視剖面圖。
圖4C為該容器的仰視立體圖，未示出蓋和卸料門。
圖5為圖4A干燥容器的分解圖，示出蓋處于關(guān)閉位置。
圖6為圖4A干燥容器的分解圖。
圖7為圖4A干燥容器的蓋的分解圖。
圖8A-C為一晶片的側(cè)視圖，相繼簡(jiǎn)示出結(jié)合第一和第二實(shí)施例所述除去清洗水和晶片表面上的凝結(jié)PIA的過程。
圖9A簡(jiǎn)示出一用于第一和第二實(shí)施例的化合物注入系統(tǒng)，包括化合物儲(chǔ)罐的正視圖。
圖9B為圖9A化合物注入系統(tǒng)的化合物儲(chǔ)罐的側(cè)視圖。
圖10簡(jiǎn)示出用于第一和第二實(shí)施例的化合物注入系統(tǒng)、特別是用來把一干燥化合物輸入干燥蒸汽發(fā)生室中的化合物注入系統(tǒng)。
附圖的詳細(xì)說明本發(fā)明為一種非常適用于各種處理方法的蒸汽干燥系統(tǒng)和方法。例如，該系統(tǒng)和方法可單獨(dú)用來干燥，此時(shí)可把濕物體從一濕處理容器移入該干燥系統(tǒng)的該容器中。作為另一個(gè)例子，該干燥系統(tǒng)的該容器可用作干燥前的表面鈍化處理，例如晶片處理中使用的酸洗、臭氧清洗和DI清洗過程以及其后的干燥過程。
下面結(jié)合半導(dǎo)體基片的表面制備說明本發(fā)明系統(tǒng)和方法。這只是例示性的而非限制性的。本發(fā)明系統(tǒng)和方法同樣適用于要求高潔凈度的其他物體，例如但不限于平板顯示器、光和磁記錄盤和光掩模。還應(yīng)指出，盡管稱為“干燥系統(tǒng)和方法”，但本發(fā)明系統(tǒng)和方法可用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，這些應(yīng)用場(chǎng)合可包括、也可不包括化學(xué)處理步驟和清洗步驟。
還應(yīng)指出，盡管該系統(tǒng)中把異丙醇(“IPA”)用作優(yōu)選干燥化合物/蒸汽，但本發(fā)明也可使用當(dāng)前公知或?qū)硌兄瞥龅钠渌稍锘衔?蒸汽。這類替代物應(yīng)看成落在本發(fā)明范圍內(nèi)。例如與IPA相同的其他極性有機(jī)化合物以及甲烷、HFE、其他醇類和不含極性有機(jī)化合物的其他物質(zhì)，包括氬氣和氮?dú)狻?br> 結(jié)構(gòu)-第一實(shí)施例圖2簡(jiǎn)示出本發(fā)明系統(tǒng)一實(shí)施例。一般來說，系統(tǒng)10包括一清洗/干燥容器12、一活動(dòng)蓋14、一與該容器分開的干燥蒸汽發(fā)生室16、一化合物注入部件68、一廢料回收部件70和下文詳述的各排水裝置和進(jìn)口。
清洗/干燥容器12為大小和形狀可用來接收和處理一批半導(dǎo)體晶片的處理容器。容器12最好有一內(nèi)筒部18，其側(cè)壁、前壁和后壁被一溢流堰20圍住。在許多現(xiàn)有清洗筒中可見到的溢流堰20在某些應(yīng)用中供流體沿容器壁成瀑布狀直流而下。溢流堰20中有一溢流排水管22，內(nèi)筒部16底部有一過程排水管24。閥26控制排水管24的打開和關(guān)閉。另一排水管28和閥30用來排出IPA。一冷凝器32用來把排出的IPA凝結(jié)成廢料。
一清洗流體源34與容器12底部的清洗流體進(jìn)口36連通。該系統(tǒng)可有一過濾器在清洗流體流向該容器時(shí)過濾清洗流體，盡管許多生產(chǎn)設(shè)施另裝有過濾系統(tǒng)生成純凈度符合要求的清洗流體。使用時(shí)，清洗流體流入容器中、流過容器后沿容器內(nèi)壁以瀑布狀流入溢流堰20。清洗流體經(jīng)排水管22流出該溢流堰后廢棄。
蓋14為一由頂壁40和頂壁40上下垂的4側(cè)壁構(gòu)成的無底蓋。蓋14受一機(jī)器人系統(tǒng)44操縱可在一下降位置與一升起位置之間移動(dòng)。在下降位置，側(cè)壁42伸入內(nèi)筒部18中與筒底密封接觸，同時(shí)頂壁40伸展在容器頂部開口上。項(xiàng)壁40降到底時(shí)最好與構(gòu)成容器內(nèi)部和溢流堰的側(cè)壁密封接觸。這一結(jié)構(gòu)防止蒸汽在處理過程中從容器中逸出，同時(shí)防止周圍環(huán)境中的氣體或顆粒物質(zhì)進(jìn)入容器中。
在升起位置，蓋14與容器12相距足夠距離，以把一晶片盒46上的晶片降入容器12中或從中取出。機(jī)器人系統(tǒng)44可沿一垂直軸線在下降位置與升起位置之間移動(dòng)蓋14。它也可作多軸線移動(dòng)，從而把蓋置于容器開口上方一邊上，以把晶片移入移出容器。
與容器12一樣，蓋14也用與使用在該系統(tǒng)中的化合物不起反應(yīng)的材料制成。該蓋還裝有一把蓋壁40、42保持在高溫下的加熱系統(tǒng)。如下文結(jié)合圖2詳述，加熱蓋的好處在于，減少干燥蒸汽在蓋上的凝結(jié)，從而使更多的干燥蒸汽凝結(jié)在冷晶片表面上，從而使用于干燥的IPA或其他干燥溶劑的用量減少。
當(dāng)然，可使用各種各樣的系統(tǒng)加熱蓋。一種加熱蓋的系統(tǒng)為埋置在壁40、42中的一加熱元件系統(tǒng)。在一優(yōu)選系統(tǒng)中，這些加熱元件為與熱去離子水之類熱流體體源50連接的流體管道48。該熱流體在壁40、42中的管道中流通，加熱各壁，把各壁保持在高溫下(該高溫最好高于用來清洗晶片的清洗流體的溫度)。當(dāng)然，管道48在壁40、42中的布置無關(guān)緊要，只要該布置足以使熱流體在各壁中流通，從而把各壁的溫度保持在所需高溫上?；蛘?，也可用導(dǎo)向蓋表面的熱氮?dú)饧訜嵘w。
蓋的頂壁40上有把蒸汽引入容器中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口51。用來驅(qū)除容器中的空氣、防止容器中的晶片氧化的氮?dú)夂陀米鞲稍锏母稍镎羝麖倪@些進(jìn)口流入容器中。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，使用初始IPA步驟進(jìn)行干燥，在該步驟中，用熱氮?dú)獍袸PA蒸汽帶入容器中。在該步驟后的一個(gè)步驟是，把熱氮?dú)庖肴萜髦?，使得剩余在晶片和晶片盒上的凝結(jié)IPA揮發(fā)。用作這兩個(gè)目的的氮?dú)庥靡唤邮找坏獨(dú)庠?4的氮?dú)獾牡獨(dú)饧訜崞?2加熱。用管道使氮?dú)?IPA干燥步驟所需的熱氮?dú)饬魅隝PA室16中以及使熱氮?dú)獾牡诙稍锊襟E所需的熱氮?dú)庵苯恿魅肴萜髦?。閥56用作流入IPA室中的氮?dú)獾拈_關(guān)，閥58控制經(jīng)旁通管道直接流入容器中的氮?dú)鈿饬?。氮?dú)?IPA輸出閥59打開時(shí)，氮?dú)?IPA從室16流入容器12中。
IPA室16最好為一電拋光高純度不銹鋼室，包括一底壁60和底壁60旁一用來加熱該底壁的加熱件61。使用時(shí)，一定量的IPA流體從IPA儲(chǔ)槽62輸入到室16底壁上。
一室溫氮?dú)庠?6與蓋14連接，用來把源66中的氣體經(jīng)進(jìn)口51輸入容器中。
如該系統(tǒng)用作清潔和/或蝕刻之類化學(xué)處理，還可有一化合物注入部件68，該化合物注入部件計(jì)量反應(yīng)化合物后把它們注入DI水流中，DI水流把它們帶入容器12中。
工作情況-第一實(shí)施例圖2系統(tǒng)可用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，包括在容器12中或外部進(jìn)行化學(xué)處理和清洗步驟。圖3為圖2干燥系統(tǒng)的一種應(yīng)用的流程圖，其中，表面氧化物使用HF/HCI酸洗除去，然后清洗和干燥晶片。
最好在該過程的早期進(jìn)行IPA蒸汽的發(fā)生，但無論如何在晶片即將干燥之時(shí)進(jìn)行IPA蒸汽的發(fā)生。步驟200。為在IPA室16中生成IPA蒸汽，把一定量的IPA流體注入該室的表面60上后用加熱件61加熱。IPA在表面60上最好加熱到低于IPA的沸點(diǎn)(在1個(gè)大氣壓下為82.4℃)。加熱IPA可提高IPA蒸汽發(fā)生的速度，從而加快該過程，生成IPA蒸汽濃霧。
該過程開始時(shí)，最好蓋14不在容器開口上，用在流體管道48中流動(dòng)的熱DI把蓋壁40、42加熱到促使IPA蒸汽凝結(jié)在晶片表面而不凝結(jié)在蓋上的溫度。在DI開始流入容器的同時(shí)把酸洗化合物(例如HF和HCI)注入流入容器中的DI流中，用預(yù)定濃度的酸洗流體充滿容器。步驟204。
把裝有晶片W的一晶片盒46(圖2)降入容器中后放置在晶片支架47上。步驟204。然后把蓋14移動(dòng)到容器上方位置(例如圖2所示位置)。把氮?dú)鈴囊坏獨(dú)庠?6(該氮?dú)庠纯梢允堑獨(dú)庠?4，也可為一獨(dú)立氮?dú)庠?經(jīng)進(jìn)口50引入容器中驅(qū)除該系統(tǒng)中的空氣。
晶片在處理化合物中漫沒完成酸洗所需預(yù)定時(shí)間。步驟208。酸洗結(jié)束時(shí)，清洗流體從進(jìn)口36被泵入容器12中、成瀑布狀流入溢流堰20后從溢流排出管22排出。步驟210。如要進(jìn)行臭氧清洗，則接著使用臭氧化DI水清洗晶片。步驟212。為此把臭氧從容器12的另一進(jìn)口注入清洗流體中或使用化合物注入部件68注入DI流中。臭氧清洗后，繼續(xù)進(jìn)行純DI清洗足夠時(shí)間以徹底清洗晶片和晶片盒，步驟214，然后打開過程排出管24，迅速排出容器中的清洗流體(“迅速卸料”)。步驟216。在排出清洗流體的同時(shí)機(jī)器人系統(tǒng)44把蓋14移入其在容器中的下降位置。最好是，隨著蓋的下降氮?dú)饨?jīng)進(jìn)口51流回室溫氮?dú)庠?6，在容器中保持驅(qū)氣環(huán)境。
如上所述，在該過程早期在IPA室16中開始發(fā)生IPA蒸汽。在即將進(jìn)行干燥步驟時(shí)，閥56稍稍打開，使熱氮?dú)獬錆M室16。一旦容器排空、蓋下降到底，打開閥59，使得熱氮?dú)獍袸PA蒸汽帶入容器中。步驟218。
由于是熱蒸汽，因此IPA蒸汽凝結(jié)在它所接觸的冷表面上。由于蓋壁被加熱，因此熱IPA蒸汽凝結(jié)在較冷晶片表面上而不是蓋壁上。應(yīng)該指出，這一使用加熱蓋壁促使在晶片上的凝結(jié)可減小IPA的用量，因?yàn)橛赡Y(jié)在容器表面上造成的IPA“浪費(fèi)”減小。
凝結(jié)在晶片上的蒸汽克服晶片上水的表面張力，從而把清洗水從晶片表面上剝離下來。
IPA干燥步驟結(jié)束時(shí)，關(guān)閉閥59，打開旁通閥58，使得熱氮?dú)庵苯恿魅肴萜髦?。步驟220。應(yīng)該指出，容器12中可另有正對(duì)晶片的氣體進(jìn)口51a(圖2)，在該步驟中進(jìn)行干燥。熱氮?dú)馐勾媪粼诰途猩系哪Y(jié)IPA揮發(fā)而完成該干燥過程。
熱氮?dú)馔ㄟ^蒸發(fā)除去的凝結(jié)IPA從IPA排出口28排入冷凝器32中。冷凝器32把IPA冷凝成便于廢棄的液態(tài)。
然后，機(jī)器人系統(tǒng)44提起蓋14，從容器中取出徹底干燥的晶片和晶片盒。步驟222。
如上所述，系統(tǒng)10也可用于其他過程。例如，系統(tǒng)10可在晶片處理與清洗分開在兩容器中進(jìn)行的一更大系統(tǒng)中用作一部件。此時(shí)，可在清洗步驟后開始使用系統(tǒng)10，把濕晶片降入容器12中進(jìn)行干燥。步驟224、226、216、218、220、222。作為另一個(gè)例子，對(duì)于某些表面，要求跳過HF酸洗步驟，使用該系統(tǒng)進(jìn)行臭氧清洗/清洗/干燥過程。步驟212、214、216、218、220、222。臭氧清洗在晶片上生成親水表面，而上述HF酸洗過程生成疏水表面。上述干燥過程的優(yōu)點(diǎn)是，不管晶片表面親水還是疏水，干燥效果俱佳。
結(jié)構(gòu)-第二實(shí)施例圖4A-7示出使用本發(fā)明原理的一干燥系統(tǒng)的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例類似，主要在結(jié)構(gòu)和蓋的使用方面與第一實(shí)施例不同。
參見圖4A和4B，第二實(shí)施例包括其形狀和大小適合于接收和處理一批半導(dǎo)體晶片的一容器112和用來隔絕容器內(nèi)部與外部環(huán)境的一蓋114。容器112和蓋114用PVDF或PFA之類不與該過程中所使用的化合物反應(yīng)的材料制成。
一種具有容器112的一般特點(diǎn)的容器為SCP Global Technologies，Boise ID的DynaflowTM清洗筒。容器112最好由一內(nèi)筒部118構(gòu)成，其側(cè)壁、前壁和后壁被一溢流堰120圍住，該溢流堰供處理流體或清洗流體沿各容器壁成瀑布狀直流而下。容器各壁的頂邊最好呈鋸齒形，以防止流體累積在頂邊上。溢流堰120的內(nèi)底面與水平方向成一角度，便于流體流向一位于溢流堰120一端的排出管122。容器中可有一普通液面?zhèn)鞲衅?未示出)，用來確認(rèn)內(nèi)筒118中的液面高到足以全部浸沒晶片。
容器底面的縱向和橫向上有許多相間距的流體進(jìn)口136。一流體管線134把去離子水源連接到這些進(jìn)口下方的空腔135。從流體管線134流入空腔135中的流體對(duì)空腔加壓，使高壓流體從進(jìn)口136流入容器112中。內(nèi)筒118的底壁四側(cè)最好包括圖4A所示斜面部，使得從進(jìn)口136流入的流體在容器中均勻流動(dòng)。
如結(jié)合第一實(shí)施例所述，一化合物注入部件與管線134連接，需要時(shí)把處理化合物注入DI流中。
內(nèi)筒部118底壁上有一細(xì)長(zhǎng)形開口123。開口123沿縱向從筒的前部到筒的后部伸展在該底壁上。一卸料門124密封該開口123。一自動(dòng)卸料門組件126控制卸料門124移離開口123、從而迅速排空內(nèi)筒部118的動(dòng)作和卸料門124移回開口123、從而重新密封該筒的動(dòng)作。一種通常與卸料門組件一起使用的傳感器用來證實(shí)卸料門是否按照系統(tǒng)控制器的指令打開或關(guān)閉。
打開時(shí)，卸料門可把容器中的流體迅速排入容器下方的廢料筒72中。該系統(tǒng)包括一廢料回收部件，該廢料回收部件包括一廢料管線74，使廢料從該廢料筒流到玻璃廠中一廢酸站。該廢料筒72的頂部有一IPA排出管128。使用時(shí)，IPA蒸汽(被從進(jìn)口150經(jīng)卸料口123流入廢料筒72中的氮?dú)?從排出管128排出到一冷凝器132后冷凝成便于廢棄的液態(tài)。
該系統(tǒng)用來生成輸入該容器中的氮?dú)夂透稍镎羝母鞑考c結(jié)合第一實(shí)施例所述相同，在此不再贅述。這些部件在圖4A中的標(biāo)號(hào)與在圖3第一實(shí)施例中相同。
容器112包括一用鉸接蓋114。從蓋114上伸出一對(duì)臂116。每一臂與一汽缸117連接，汽缸的底端裝在用來支撐該容器的一工作平臺(tái)或其他支撐結(jié)構(gòu)(未示出)上。汽缸117與兩臂116工作時(shí)使該蓋在打開與關(guān)閉位置之間樞轉(zhuǎn)。處于打開位置時(shí)，蓋密封在一裝在容器112上的凸緣119上，使用時(shí)防止蒸汽從容器中逸出并防止容器外部的粒子進(jìn)入容器中。為提高蓋與凸緣之間的密封性，蓋114和/或凸緣119上有一個(gè)或多個(gè)用Teflon(商標(biāo)名)或Chemraz之類合適密封材料制成的密封121(圖6)。
從蓋114頂面上伸出的一管接斗150用作氮?dú)夂虸PA蒸汽流入容器中的進(jìn)口。蓋114中有歧管使得氮?dú)?蒸汽在容器中均勻流向容器中的晶片。該歧管從圖7中可看得最清楚。如圖7所示，蓋114由頂板170、中間板172和底板174構(gòu)成。頂板170底面上有一對(duì)相交成X形的凹槽176(也可見圖4A)。管接斗150最好在兩凹槽的交點(diǎn)處與兩凹槽連通，使得氮?dú)?蒸汽從管接斗流入兩凹槽中。
底板174的頂面上有一組凹槽178、180。在一實(shí)施例中，這些凹槽包括三個(gè)縱向凹槽178和一對(duì)橫向凹槽180。沿縱向凹槽178有多個(gè)小穿孔供氮?dú)夂虸PA蒸汽從蓋114流入容器112中。
中間板172夾在頂板與底板170、174之間。如圖4A所示，中間板172與頂板和底板的凹槽176、178、180構(gòu)成一連串通道。換句話說，這些板的結(jié)構(gòu)在頂板和中間板之間形成一對(duì)通道(相交成X形)，在中間板與底板之間形成另一串通道。
中間板包括伸展在其頂面與底面之間的穿孔182。穿孔182用作氮?dú)夂虸PA蒸汽從X形通道系統(tǒng)經(jīng)中間板流入底板凹槽178、189之間的該串通道的流路。
為便于氮?dú)夂虸PA蒸汽在蓋114中的分布，穿孔182可與頂板兩凹槽形成的“X”的4角對(duì)齊并與底板174上縱向凹槽178與橫向凹槽180的交點(diǎn)對(duì)齊。使用時(shí)，氣體/蒸汽從管接斗150流入形成在頂板與中間板之間的X形通道，然后經(jīng)穿孔182流入形成在中間板與底板之間的該串通道。最后，氣體/IPA蒸汽經(jīng)縱向凹槽180中的小孔流入該容器。
一過程控制器184與操縱蓋的機(jī)器人系統(tǒng)、卸料門組件126、化合物注入部件68以及與該系統(tǒng)的運(yùn)行有關(guān)的各閥和傳感器電連接?？刂破?84編程成可控制這些部件，從而按照處理過程所要求的順序自動(dòng)打開和關(guān)閉各閥、操縱該蓋和卸料門以及調(diào)節(jié)流體和氣體等的流量。一種適用的控制器為Preco Electronics，Inc.Boise，ID的MCS微處理控制器。但是，也可使用任何合適的過程控制計(jì)算機(jī)。應(yīng)該指出，為簡(jiǎn)明起見，附圖中未示出控制器與各部件的電連接。
圖9A和9B示出一用作第一和第二實(shí)施例的系統(tǒng)的化合物注入部件68的化合物注入系統(tǒng)300。之所以使用化合物注入系統(tǒng)300，是因?yàn)?，不管一般使用在玻璃廠的化合物大容量供應(yīng)源所固有的壓力變動(dòng)，都可使用它精確計(jì)量過程化合物。用過程控制器184或一獨(dú)立控制器控制該化合物注入系統(tǒng)所使用的各閥。
如圖9A所示，化合物注入系統(tǒng)300包括一與一化合物大容量供應(yīng)源304連接的化合物儲(chǔ)罐302。該化合物儲(chǔ)罐包括一主室306和一從該主室伸出的側(cè)室308。主室和側(cè)室的內(nèi)部互相連接。此外，主室與側(cè)室之間有一流體管線310。一液面?zhèn)鞲衅?12用來監(jiān)測(cè)流體管線310中的液面并反饋給系統(tǒng)控制器184(圖4A)。主室的一壁上伸出一排氣管314。
一注入容器316經(jīng)其上有節(jié)流孔320的管線318與化合物儲(chǔ)罐302連接。節(jié)流孔320的下游有一閥322。閥322下游有一DI管線與管線318連接。一閥324控制從DI源326流入容器316的DI水的流量。
從注入容器316伸出的一輸出管線328包括一閥330和一節(jié)流孔332。管線328中有液面?zhèn)鞲衅?36檢測(cè)管線328中的流體(即閥330一旦打開時(shí))。
支線334連接輸出管線328與容器316的頂部。支線334下游有一與容器112連通的注入管線338。
化合物注入系統(tǒng)300工作時(shí)一般包括4個(gè)步驟。第一步是大容量灌裝步，在該步驟中，用大容量供應(yīng)源304中的化合物灌裝化合物儲(chǔ)罐302。第二步為定時(shí)第二灌裝步，在該步驟中，把處理一批晶片所需數(shù)量的化合物從化合物儲(chǔ)罐302輸入注入容器316中。為此打開閥322預(yù)定時(shí)間，把所需數(shù)量的化合物注入容器316中。第三步打開閥330使化合物從容器316流入管線338中。如下文詳述，這一步驟定時(shí)進(jìn)行，使用傳感器336證實(shí)第二灌裝步的精度。最后，進(jìn)行注入步驟，用流過容器316的DI流把管線338中的化合物帶入容器112中。
一般當(dāng)化合物儲(chǔ)罐302中的液面下降到預(yù)定最小容許高度時(shí)進(jìn)行第一步。此時(shí)打開儲(chǔ)罐302與大容量供應(yīng)源之間的閥303，使得化合物從大容量供應(yīng)源流入儲(chǔ)罐302中。在整個(gè)第一步中該系統(tǒng)中的所有其他閥關(guān)閉。
當(dāng)化合物儲(chǔ)罐302中的液面達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，傳感器312把此信息反饋給控制器184。該高度最好與在容器112中處理預(yù)定批數(shù)的晶片所需化合物數(shù)量對(duì)應(yīng)。
傳感器312一旦檢測(cè)到化合物儲(chǔ)罐302已灌滿到所需容積，閥303關(guān)閉。然后，打開閥322開始把化合物灌入容器316中。該系統(tǒng)通過監(jiān)控閥322的打開時(shí)間對(duì)容器316進(jìn)行精確灌裝。例如，該系統(tǒng)的流率選擇成用4分鐘把200ml灌入容器316中。閥322打開預(yù)定時(shí)間后關(guān)閉，流體停止流入容器316中。節(jié)流孔320使得流體慢慢注入容器316中，從而減小向閥322發(fā)出“關(guān)閉”信號(hào)到實(shí)際關(guān)閉該閥之間時(shí)間延遲對(duì)灌裝精度的不良影響。應(yīng)該指出，在該系統(tǒng)的各次運(yùn)行所需化合物量不同時(shí)，也可使用該系統(tǒng)。只須在灌裝容器316時(shí)改變閥322打開時(shí)間即可改變所灌裝的化合物容積。
閥322關(guān)閉后，打開閥330把化合物從容器316注入管道338中，管道338最好粗到足夠容納所注入的全部化合物。管線328一旦流空，傳感器336關(guān)閉，表明容器316已排空。該系統(tǒng)記錄閥330打開與傳感器336關(guān)閉之間的時(shí)間即排空容器316所化時(shí)間。系統(tǒng)將該時(shí)間與存儲(chǔ)在系統(tǒng)軟件中的一值進(jìn)行比較，該值與在流體從容器316流出的流率給定的情況下容器316排空所需時(shí)間有關(guān)。這一步驟用來證實(shí)流體注入容器316過程中所化時(shí)間。如該比較結(jié)果表明所注入化合物數(shù)量存在誤差，在晶片傳送入容器112中前采取補(bǔ)救措施。該補(bǔ)救措施可包括用閥339放完化合物后對(duì)容器316重新進(jìn)行灌裝。
然后，在要把化合物注入容器112中時(shí)，打開閥324，使得DI水從DI源326流入容器316中后經(jīng)管線328和334流入管道338中。由于管線328中設(shè)置有節(jié)流孔332，因此只有一小部分DI水在管線328中清洗該管線中的化合物。大部分DI注入容器316中后經(jīng)支線334流入管道338中，把管道338中的化合物推入容器112中，同時(shí)清洗容器316和管線334和338。把閥324打開注入所需容積所需預(yù)定時(shí)間或按照容器340中液面?zhèn)鞲衅鞯姆答侁P(guān)閉閥324即可控制所注入的DI容積。
圖10示出一把干燥化合物(例如IPA或其他合適化合物)注入干燥蒸汽發(fā)生室(室16，圖2和4A)的化合物注入系統(tǒng)400?；衔镒⑷胂到y(tǒng)400包括一與干燥化合物大容量供應(yīng)源404連接的化合物儲(chǔ)罐402。一管線410伸展在儲(chǔ)罐402的頂部與底部之間。一液面?zhèn)鞲衅?12用來監(jiān)控管線410中的液面并把關(guān)于該液面的信息反饋給系統(tǒng)控制器184(圖4A)。容器402一壁上伸出一排氣管414。
一注入容器416經(jīng)一由管線417、儲(chǔ)槽418a和管線418b-418f構(gòu)成的管道系統(tǒng)與化合物儲(chǔ)罐402連接。管線417上有一節(jié)流孔420，節(jié)流孔420下游有一閥422。
儲(chǔ)槽418a與管線418c連接的開口大大小于管線418c的管徑。例如，儲(chǔ)槽418a與1英寸管徑管線418c連接的開口的直徑為1/2英寸。管線418d和418f的頂端上有排氣管。管線418d中有一傳感器436，傳感器436下方有一閥437。
容器416及其管道418a-f的大小可容納并精確輸出單次輸出操作所需的全部數(shù)量的化合物。它們布置成當(dāng)灌入容器416及其管道中的化合物稍多于該過程所需化合物數(shù)量時(shí)，傳感器436檢測(cè)到與此化合物數(shù)量對(duì)應(yīng)的液面。當(dāng)所需輸出容積改變時(shí)，可使用容積不同的容器和管道取代容器416及其管道。
一管線428從容器416伸出，它包括一閥430。管線428與干燥蒸汽發(fā)生室16連通，把干燥化合物注入該室中后蒸發(fā)。
化合物注入系統(tǒng)400的運(yùn)行一般涉及3個(gè)步驟。第一步是大容量灌裝步，在該步驟中，把大容量供應(yīng)源404中的干燥化合物輸入化合物儲(chǔ)罐402中。第二步是第二灌裝步，在該步驟中，把干燥一批晶片所需化合物數(shù)量從儲(chǔ)罐402灌入容器416及其管道中。
第三步打開閥430把化合物從容器416及其管道注入室16。
當(dāng)化合物儲(chǔ)罐402中的液面下降到預(yù)定最低高度時(shí)進(jìn)行第一步。打開閥403，使得化合物從大容量供應(yīng)源流入該容器中。在第一步中閥422保持關(guān)閉。
傳感器412把化合物儲(chǔ)罐402中液面上升到預(yù)定高度的信息反饋給控制器184。該高度與進(jìn)行預(yù)定干燥次數(shù)所需化合物容積對(duì)應(yīng)。
傳感器412一旦檢測(cè)到化合物儲(chǔ)罐402已灌裝到所需容積，閥403關(guān)閉。然后打開閥422開始把干燥化合物灌入容器416中。應(yīng)該指出，此時(shí)管線418d中的閥437保持關(guān)閉。
干燥化合物灌入容器416時(shí)，流體流過節(jié)流孔420后灌裝管線428位于閥430上游的部分，然后灌裝容器416、管線418b，然后儲(chǔ)槽418a。然后，流體從儲(chǔ)槽418a流入管線418d位于關(guān)閉著的閥437上方的部分。流體還從容器416上升到管線418d位于閥437下方部分，然后流入管線418e和418f。當(dāng)傳感器436檢測(cè)到液面時(shí)，獲得校準(zhǔn)的流體容積。此時(shí)閥422關(guān)閉，從而流體停止流入容器416中。圖10中用陰影表示第二步結(jié)束時(shí)流體的校準(zhǔn)的容積。
閥422關(guān)閉后，打開閥430時(shí)化合物從容器416流入室16中。應(yīng)該指出，此時(shí)閥437保持關(guān)閉。
當(dāng)閥430打開與輸出校準(zhǔn)的化合物容積對(duì)應(yīng)的預(yù)定時(shí)間后關(guān)閉。由于閥437在第二步中始終關(guān)閉，因此少量流體存留在管線418c和管線418d位于閥437上方部分中。然后打開閥437使該少量流體流入容器416中用作下一個(gè)第二步所計(jì)量的校準(zhǔn)容積的一部分。該少量容積為因閥422無法在傳感器436檢測(cè)到液面時(shí)立刻關(guān)閉所造成的超過該過程所需容積的部分。
工作情況-第二實(shí)施例下面參見圖3結(jié)合一過程說明第二實(shí)施例的工作情況，在該過程中，使用HF/HCl酸洗除去氧化物，然后對(duì)晶片進(jìn)行清洗和干燥。在一優(yōu)選實(shí)施例中，按照在控制器184中預(yù)先編程的一過程順序自動(dòng)進(jìn)行上述各步驟。換句話說，用過程控制器184控制化學(xué)處理時(shí)間、清洗時(shí)間、容器排空時(shí)間、流率、廢料處置、化合物計(jì)量、輸出和注入等。
最好在該過程早期進(jìn)行IPA蒸汽發(fā)生，但無論如何在即將干燥晶片時(shí)進(jìn)行IPA蒸汽發(fā)生。結(jié)合化合物注入系統(tǒng)400(圖10)所述方式把預(yù)定數(shù)量的IPA流體注入到室16的加熱表面60上，從而在IPA室16中生成IPA蒸汽。在一實(shí)施例中，用于一批50個(gè)200mm直徑晶片的IPA數(shù)量約為50-150ml。IPA在表面60上最好加熱到低于IPA沸點(diǎn)(在1大氣壓下為82.4℃)的一溫度。加熱IPA可提高IPA蒸汽的發(fā)生速度，從而加快該過程，生成IPA蒸汽濃霧。IPA溫度保持低于沸點(diǎn)可防止IPA流體中的雜質(zhì)升到空中被帶到晶片上。
開始處理時(shí)，容器112充滿DI水和酸洗化合物(例如HF和HCl)的酸洗液。為混合得更充分，酸洗化合物可結(jié)合化合物注入系統(tǒng)300(圖9A和9B)所述流入容器的同時(shí)注入DI流中。
打開蓋114后，把一裝有晶片W的晶片盒降入容器中后放置在容器中一晶片支架上。然后把蓋114樞轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置，使得容器被密封121密封。把一氮?dú)庠?6(該氮?dú)庠纯梢允恰⒌槐厥堑獨(dú)庠?4)中(最好為室溫)的氮?dú)鈴墓芙佣?50引入容器中驅(qū)除系統(tǒng)中的空氣。室溫氮?dú)饫^續(xù)以低流率流入容器中，直到如下所述開始干燥。
晶片經(jīng)酸洗后，清洗流體從DI進(jìn)口136泵入容器112中成瀑布狀流入溢流堰120，然后從排出管122排出。如要進(jìn)行臭氧清洗，接著使用臭氧化DI水清洗晶片。為此可從容器112中另一進(jìn)口把臭氧注入清洗水中或用化合物注入部件把臭氧直接注入DI流中。繼續(xù)清洗足夠時(shí)間(例如3-5分鐘，但清洗時(shí)間可隨應(yīng)用場(chǎng)合而變)，徹底清洗晶片和晶片盒。在清洗所需時(shí)間后，迅速開動(dòng)卸料門組件使卸料門移動(dòng)到打開位置，使清洗流體迅速?gòu)娜萜髦信懦?“迅速卸料”)。最好在不到5秒的極短時(shí)間中排空容器中的流體。排出的流體流入廢料筒72中后從廢料筒72經(jīng)廢料管線74排入玻璃廠的廢酸廢棄站。在迅速卸料步驟中低流率室溫氮?dú)饫^續(xù)流入容器中。
就在干燥步驟前，簡(jiǎn)短地打開閥56，使熱氮?dú)獬錆M如上所述已含有IPA蒸汽濃霧的IPA發(fā)生室16。該容器中的流體體一旦排空，打開閥59，使得熱氮?dú)?溫度一般為80-90℃)把IPA蒸汽帶入容器中。該過程中使用的IPA和氮?dú)庾詈脼椤皃pb”或十億分率或99.999％純度的高純度。
流入該容器中的氮?dú)?IPA的流率為約每分鐘25-100標(biāo)準(zhǔn)升(slpm)，干燥時(shí)間最好為2-5分鐘。為降低IPA排放，最好使用該范圍的低端值。蓋114的歧管結(jié)構(gòu)使得IPA蒸汽均勻分布在蓋中各通道中，從而蒸汽經(jīng)進(jìn)口均勻流到晶片上。
IPA蒸汽凝結(jié)在晶片上，在粘在晶片表面上的流體中形成均勻濃度的IPA。所凝結(jié)IPA克服晶片上的水的表面張力，造成清洗水從晶片表面上脫落。IPA干燥結(jié)束時(shí)，晶片、晶片盒和容器壁上的清洗水被完全清除而被一層凝結(jié)IPA取代。氮?dú)?IPA從該容器經(jīng)卸料口123流入廢料筒72后經(jīng)管線128排出，經(jīng)冷凝器132廢棄。
上述迅速卸料和IPA步驟較之現(xiàn)有技術(shù)有若干優(yōu)點(diǎn)。較之現(xiàn)有蒸汽干燥器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在整個(gè)過程中晶片始終處于驅(qū)氣環(huán)境中，而不是從一清洗容器傳送到一干燥容器時(shí)暴露在氧氣和粒子中。其他優(yōu)點(diǎn)可從圖8A-8C中看出。如圖8A所示，在迅速卸料后，晶片表面上留下一層攜帶水。當(dāng)IPA蒸汽開始進(jìn)入容器112中時(shí)，它凝結(jié)在該攜帶層表面上后滲入該水層中。當(dāng)更多IPA凝結(jié)在水上時(shí)，它逐漸減小水的表面張力，直到水最后從晶片表面上脫落。IPA蒸汽繼續(xù)流入容器112中，凝結(jié)在晶片表面上，在晶片表面上留下一層凝結(jié)IPA。
這一水清除方法對(duì)高形態(tài)比或晶片表面中有許多微小空隙的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的晶片特別有利。在這些微小空隙中毛細(xì)管力很大，很難除去其中的水。使用在攜帶水層上凝結(jié)IPA的方法可使IPA滲入水中然后滲入晶片的這些微小空隙中(并在攜帶水從晶片上脫落后繼續(xù)凝結(jié)在晶片表面上)，即使在這些很深的微小空隙中也進(jìn)行干燥。
此外，流過晶片表面的凝結(jié)水/凝結(jié)IPA促使IPA/水清洗晶片表面，從而除去任何存留在晶片上的粒子。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，進(jìn)行迅速卸料步驟，從而在最好為5秒的極短時(shí)間中排空容器112(或至少排出容器中晶片下方的流體)。液體的這一高速排出有利于使水(以及水中的粒子)脫離晶片。從而在IPA蒸汽步驟開始前就清除水。
回到圖3和4A，IPA干燥結(jié)束時(shí)，閥59關(guān)閉，打開旁通閥58，使得熱氮?dú)?最好為80-90℃)以最好為150-250slpm的高流率直接流入容器中。與第一實(shí)施例一樣，容器中可另有一正對(duì)晶片盒的氣體進(jìn)口在該步驟中進(jìn)行干燥。
熱氮?dú)庹舭l(fā)掉凝結(jié)在晶片、晶片盒和容器壁上的IPA(圖8C)。該IPA蒸發(fā)步驟最好進(jìn)行2-5分鐘。所蒸發(fā)的IPA經(jīng)IPA排出管128排入冷凝器130中。冷凝器130把IPA冷凝成便于廢棄的液態(tài)。熱氮?dú)膺€把任何存留在容器中的IPA蒸汽驅(qū)入廢料筒72中后經(jīng)管線128流入冷凝器132。
該IPA蒸發(fā)步驟結(jié)束時(shí)，恢復(fù)低流率(最好為20slpm)氮?dú)?，在取出晶片時(shí)保持容器中清潔。打開蓋114取出充分干燥的晶片和晶片盒。
如上所述，系統(tǒng)110也可用于其他過程。例如，系統(tǒng)110可在晶片處理與清洗分開在兩容器中進(jìn)行的一更大系統(tǒng)中用作一部件。此時(shí)，可在清洗步驟后開始使用系統(tǒng)110，把濕晶片降入容器112中進(jìn)行干燥。作為也由圖8所示另一個(gè)例子，對(duì)于某些表面，要求跳過HF酸洗步驟，使用該系統(tǒng)進(jìn)行臭氧清洗/清洗/干燥過程。臭氧清洗在晶片上生成親水表面，而上述HF酸洗過程生成疏水表面。上述干燥過程的優(yōu)點(diǎn)是，不管晶片表面親水還是疏水，干燥效果俱佳。
作為另一個(gè)例子，可在晶片浸沒在HF中后立即把HF溶液排入廢料筒中?；衔镅杆傩读虾筮M(jìn)行IPA蒸汽干燥步驟(步驟218)，然后，需要時(shí)用熱氮?dú)獬ツY(jié)在晶片和晶片盒上的IPA。
盡管以上結(jié)合各優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在由后附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明范圍和精神內(nèi)對(duì)本發(fā)明作出種種改動(dòng)和修正。
權(quán)利要求
1.一種處理和干燥一物體表面的方法，包括下列步驟(a)提供一容器和至少一個(gè)有一表面的物體；(b)把該物體浸沒在該容器中的一處理流體中；(c)排出該容器中的該處理流體，該物體表面上留下剩余處理流體；(d)在排出該容器中的該處理流體后，把一干燥蒸汽引入該容器中，該干燥蒸汽凝結(jié)在該物體表面上，減小該剩余處理流體的表面張力，使得剩余處理流體從該表面上脫落。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該處理流體為去離子水。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該處理流體為氫氟酸。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下列步驟；在步驟(d)后在該容器中引入一熱氣體，使凝結(jié)在該表面上的干燥蒸汽揮發(fā)。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括下列步驟在步驟(b)前，在與該容器分開的一位置發(fā)生該干燥蒸汽；以及步驟(d)包括下列步驟使用一載氣把該干燥蒸汽從該位置帶入該容器中。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(a)進(jìn)一步提供一與該容器連通的室，該室與該容器分開；該發(fā)生步驟包括下列步驟在該室中加熱一干燥化合物生成該干燥蒸汽；以及步驟(d)包括使載氣流過該室，使得載氣把該干燥蒸汽帶入該容器中。
7.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括下列步驟回收該容器中的干燥蒸汽后把所回收的干燥蒸汽冷凝成液態(tài)。
8.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該干燥蒸汽由異丙醇生成。
9.一種處理和干燥一物體表面的方法，包括下列步驟(a)提供一容器和至少一個(gè)有一表面的物體；(b)把該物體浸沒在該容器中一液態(tài)化合物中處理該物體；(c)把一清洗流體引入該容器中，清洗該容器中和該物體表面上的化合物；(e)把清洗流體從該容器中排出，該物體表面上留下剩余清洗流體；(f)在清洗流體排出該容器后，把一干燥蒸汽引入該容器中，該干燥蒸汽凝結(jié)在該物體表面上，減小剩余清洗流體的表面張力，使得剩余清洗流體從該表面上脫落。
10.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下列步驟在步驟(d)后在該容器中引入一熱氣體，使凝結(jié)在該表面上的干燥蒸汽揮發(fā)。
11.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括下列步驟在步驟(b)前，在與該容器分開的一位置發(fā)生該干燥蒸汽；以及步驟(d)包括下列步驟使用一載氣把該干燥蒸汽從該位置帶入該容器中。
12.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟(a)進(jìn)一步提供一與該容器連通的室，該室與該容器分開；該發(fā)生步驟包括下列步驟在該室中加熱一干燥化合物生成該干燥蒸汽；以及步驟(d)包括使載氣流過該室，使得載氣把該干燥蒸汽帶入該容器中。
13.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括下列步驟回收該容器中的干燥蒸汽后把所回收的干燥蒸汽冷凝成液態(tài)。
14.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該干燥蒸汽由異丙醇生成。
15.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該清洗流體為去離子水。
16.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟在臭氧化水中清洗物體。
17.按權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，包括下列步驟在步驟(d)前用臭氧化清洗流體清洗該物體。
18.一種處理和干燥一物體表面的方法，包括下列步驟(a)提供一容器、一與該容器連通但與該容器分開的室和至少一個(gè)有一表面的物體；(b)在該容器外部使用濕處理法處理該物體，生成其上有剩余處理流體的一濕物體；(c)把該濕物體放入該容器中；(d)在該室中發(fā)生一干燥蒸汽；以及(e)使一載氣經(jīng)該室流入該容器中，該載氣把該干燥蒸汽從該室?guī)朐撊萜髦?，該干燥蒸汽凝結(jié)在該物體表面上，減小該剩余處理流體的表面張力，使得剩余處理流體從該表面上脫落。
19.按權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，步驟(d)包括在該室中加熱一干燥化合物生成該干燥蒸汽。
20.按權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，該干燥化合物加熱到一低于其沸點(diǎn)的溫度。
21.按權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于步驟(a)進(jìn)一步提供該容器的一蓋，該蓋包括至少一個(gè)進(jìn)口；該方法進(jìn)一步包括使用該蓋密封該容器；以及在步驟(e)中，載氣和干燥蒸汽從該蓋中的該至少一個(gè)進(jìn)口流入該容器中。
22.按權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，該干燥化合物為異丙醇。
23.按權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括下列步驟回收該容器中的干燥蒸汽后把所回收的干燥蒸汽冷凝成液態(tài)。
24.按權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下列步驟在步驟(e)后在該容器中引入一熱氣體，使凝結(jié)在該表面上的干燥蒸汽揮發(fā)。
25.一種處理和干燥一物體表面的方法，包括下列步驟(a)提供一容器和至少一個(gè)有一表面的物體；(b)把該物體浸沒在該容器中一處理流體中，該處理流體包括氫氟酸；(c)把該處理流體從該容器中排出；(d)在處理流體全部排出該容器后不首先清洗該物體，把一干燥蒸汽引入該容器中，該干燥蒸汽凝結(jié)在該物體表面上，減小剩余處理流體的表面張力，使得剩余處理流體從該表面上脫落。
26.按權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下列步驟在步驟(d)后在該容器中引入一熱氣體，使凝結(jié)在該表面上的干燥蒸汽揮發(fā)。
27.按權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括下列步驟在步驟(b)前，在與該容器分開的一位置發(fā)生該干燥蒸汽；以及步驟(d)包括下列步驟使用一載氣把該干燥蒸汽從該位置帶入該容器中。
28.按權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，步驟(a)進(jìn)一步提供一與該容器連通的室，該室與該容器分開；該發(fā)生步驟包括下列步驟在該室中加熱一干燥化合物生成該干燥蒸汽；以及步驟(d)包括使載氣流過該室，使得載氣把該干燥蒸汽帶入該容器中。
29.按權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括下列步驟回收該容器中的干燥蒸汽后把所回收的干燥蒸汽冷凝成液態(tài)。
30.按權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，該干燥蒸汽由異丙醇生成。
31.按權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于步驟(a)進(jìn)一步提供該容器的一蓋，該蓋包括至少一個(gè)進(jìn)口；該方法進(jìn)一步包括使用該蓋密封該容器；以及在步驟(d)中，載氣和干燥蒸汽從該蓋中的該至少一個(gè)進(jìn)口流入該容器中。
32.一種處理和干燥一物體的方法，包括下列步驟(a)提供一有一活動(dòng)蓋的容器，該蓋由多個(gè)連接成一無底封閉物的壁構(gòu)成；進(jìn)一步提供一有一表面的物體；(b)把該物體浸沒在該容器中一處理流體中；(c)用該蓋密封該容器；(d)把該蓋的至少一部分加熱到一高于該處理流體溫度的溫度；(e)把該處理流體從該容器中排出，該物體表面上留下剩余處理流體；以及(f)在處理流體全部排出該容器后，把一干燥蒸汽引入該容器中，該干燥蒸汽凝結(jié)在該物體表面上減小該剩余處理流體的表面張力，使得該剩余處理流體從該表面上脫落。
33.按權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，該處理流體為清洗流體，該方法進(jìn)一步包括下列步驟在步驟(b)前把該蓋懸掛在該容器上方，把該物體浸沒在該容器中一化合物浴中，物體浸沒后把該化合物從該容器中排出，然后使用該蓋密封該容器。
34.按權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，該蓋懸掛在該容器上方的步驟在該容器上方生成一防護(hù)罩，以減少容器中的氣體逸入大氣中。
35.按權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，該蓋中有至少一個(gè)進(jìn)口；步驟(f)包括把干燥蒸汽從該蓋中的該進(jìn)口引入該容器中。
36.按權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下列步驟在引入干燥蒸汽前把一驅(qū)氣引入該容器中。
37.按權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下列步驟在步驟(f)后在該容器中引入一熱氣體，使凝結(jié)在該物體表面上的干燥蒸汽揮發(fā)。
38.一種處理和干燥一物體的裝置，該裝置包括一容器，該容器包括一開口頂部和一可在一密封該開口頂部的關(guān)閉狀態(tài)與一打開該開口頂部的打開狀態(tài)之間活動(dòng)的蓋，該容器底部的一卸料口和一可在一打開狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)之間活動(dòng)的卸料門，在該打開狀態(tài)，流體可從該卸料口排出，在該關(guān)閉狀態(tài)，該卸料口密封，以及該容器底部的一流體進(jìn)口；一經(jīng)一流體管線與該進(jìn)口連通的清洗流體源；一與該流體管線連通的處理化合物源；一與該容器連通的干燥蒸汽發(fā)生室；以及一與該卸料口連通的冷凝器。
39.按權(quán)利要求38所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括控制裝置，使得該容器充滿來自該清洗流體源的清洗流體、在清洗流體充滿該容器后在預(yù)定時(shí)間后打開該卸料門、在清洗流體從該容器中排出后使得該容器中充滿來自干燥蒸汽發(fā)生室的干燥蒸汽。
40.按權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于該蓋包括多個(gè)流體歧管和與這些流體歧管連通的多個(gè)蒸汽進(jìn)口；以及該干燥蒸汽發(fā)生室與這些流體歧管連通。
41.按權(quán)利要求38所述的裝置，其特征在于該干燥蒸汽發(fā)生室包括一封閉室、該室中用來接收一液態(tài)干燥化合物、生成一干燥蒸汽的熱表面；以及該裝置進(jìn)一步包括一與該封閉室連通的載氣源。
42.按權(quán)利要求41所述的裝置，其特征在于該蓋包括多個(gè)流體歧管和與這些流體歧管連通的多個(gè)蒸汽進(jìn)口；以及該干燥蒸汽發(fā)生室與這些流體歧管連通。
43.按權(quán)利要求38所述的裝置，其特征在于，該化合物源包括一與一化合物大容量供應(yīng)源連通、其大小可容納化合物的第一容積的化合物儲(chǔ)罐；一與該化合物儲(chǔ)罐連通的注入筒，該注入筒的大小所容納的化合物的第二容積大大小于化合物的第一容積；該化合物儲(chǔ)罐與該注入筒之間的第一閥；該注入筒與該容器之間的第二閥；以及控制裝置，用來打開第一閥預(yù)定時(shí)間把預(yù)定數(shù)量的化合物從該儲(chǔ)罐輸入該注入筒，該預(yù)定數(shù)量與在該容器中進(jìn)行一過程所需的量對(duì)應(yīng)；進(jìn)一步打開第二閥把預(yù)定數(shù)量的化合物從該注入筒注入該容器中。
44.按權(quán)利要求43所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括與該注入筒連通的第二流體源和該第二流體源與該注入筒之間的第三閥，該控制裝置進(jìn)一步操縱該第三閥，使第二流體與預(yù)定數(shù)量的化合物混合成一處理溶流體。
45.一種干燥一物體的裝置，包括一有一開口的容器；一由多個(gè)連接成一無底封閉物的壁構(gòu)成的蓋，該蓋可在密封該容器該開口的第一位置與打開該容器開口的第二位置之間活動(dòng)；一與該蓋各壁連接的加熱件；以及一與該容器連通的干燥蒸汽源。
46.按權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于，該容器包括一進(jìn)口；該裝置進(jìn)一步包括一與該進(jìn)口連通的清洗流體源。
47.按權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一與該進(jìn)口連通的處理化合物源。
48.按權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于，該容器進(jìn)一步包括一形成在該容器底部的卸料口和一可在一打開狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間活動(dòng)的卸料門，在該打開狀態(tài)，流體可從該卸料口排出，在該關(guān)閉狀態(tài)，該卸料口密封。
49.按權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于，該蓋包括一干燥蒸汽進(jìn)口；該干燥蒸汽源與該干燥蒸汽進(jìn)口連通。
50.按權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于，該干燥蒸汽源包括一有一用來接收一液態(tài)干燥化合物的熱表面的封閉室，該室與該容器分開，但與該容器連通；以及一與該封閉室連通的載氣源。
全文摘要
本發(fā)明為一種處理和干燥一物體、特別是一半導(dǎo)體晶片的方法和系統(tǒng)。按照所述方法,當(dāng)一濕物體位于一容器中時(shí),把異丙醇干燥蒸汽引入該容器中。干燥蒸汽凝結(jié)在該物體表面上減小該剩余處理流體的表面張力,使得剩余處理流體從該表面上脫落。在該容器中對(duì)該物體進(jìn)行HF清潔和/或去離子水清洗之類濕處理、然后排出處理流體后引入干燥蒸汽。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1329748SQ99813901
公開日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月9日
發(fā)明者E·塔默, R·M·哈爾, J·布特勒 申請(qǐng)人:Scp環(huán)球技術(shù)公司