CN107112263B - 用于漂洗与干燥基板的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，提供一种系统，该系统包括(1)装载位置；(2)干燥位置；(3)可移动槽，该可移动槽配置为：(a)固持至少一个基板；(b)固持清洗化学品，以将可移动槽内的基板暴露至清洗化学品；以及(c)在装载位置与干燥位置之间转移；以及(4)干燥站，该干燥站位于干燥位置处，并且配置为在可移动槽位于干燥位置处时，随着基板从可移动槽卸除，漂洗与干燥基板。本发明也提供了许多其他方面。

Description

用于漂洗与干燥基板的系统和方法
本申请案主张美国非先行申请案第14/602,201号的优先权，其申请于2015年1月21日，且标题为“用于漂洗与干燥基板的系统与方法(SYSTEMS AND METHODS FOR RINSINGAND DRYING SUBSTRATES)”(事务所案号为NO.22586/USA)，第14/602,201号申请案主张美国临时申请案第62/094,938号的优先权，其申请于2014年12月19日，且标题为“基板漂洗系统与方法(SUBSTRATE RINSING SYSTEMS AND METHODS)”(事务所案号为NO.22585/L)，上述每一者在此以引用的方式针对所有目的将其全部并入。
本申请案涉及美国申请案序号第14/593,841号，其申请于2015年1月9日，且标题为“基板固持器组件、设备、与方法(SUBSTRATE HOLDER ASSEMBLY,APPARATUS,ANDMETHODS)”(事务所案号为NO.22564)，本文以引用的方式针对所有目的将其全部并入。
本申请案涉及美国申请案序号第14/602,094号，其申请于2015年1月21日，且标题为“基板夹持器设备与方法(SUBSTRATE GRIPPER APPARATUS AND METHODS)”(事务所案号为NO.22600)，本文以引用的方式针对所有目的将其全部并入。
本申请案涉及美国申请案序号第14/602,114号，其申请于2015年1月21日，且标题为“基板边缘残留物移除系统、设备、与方法(SUBSTRATE EDGE RESIDUE REMOVAL SYSTEMS,APPARATUS,AND METHODS)”(事务所案号为NO.22563)，本文以引用的方式针对所有目的将其全部并入。
技术领域
本申请案涉及半导体器件制造，且更具体地，涉及用于漂洗与干燥基板的系统与方法。
背景技术
随着半导体器件几何尺寸的持续减小，超清洗处理的重要性增加。漂洗浴(rinsing bath)(例如，在单独的槽内，或者通过更换清洗槽流体)之前可采用流体槽内的水清洗(或水浴(bath))。在从漂洗浴移除之后，不使用干燥设备，漂洗浴流体会从基板的表面蒸发，并且导致在基板的表面上形成斑纹、形成斑点、和/或留下漂洗浴残留物。此种斑纹、斑点、和/或残留物可能导致后续的装置失效。因此，许多注意力都放在用于改良当基板从水浴移除时干燥基板的方法。
已知为马兰各尼干燥(Marangoni drying)的方法产生表面张力梯度以诱导浴流体来使基板基本上免于浴流体的方式从基板流出，且因此可避免斑纹、斑点、与残留物痕迹。具体地，在马兰各尼干燥期间，与浴流体溶混的溶剂(例如，IPA蒸汽)被引入至流体弯月面，流体弯月面在基板从浴中升举起时或者在浴流体排放通过基板时形成。溶剂蒸汽沿着流体的表面被吸收，所吸收的蒸汽的浓度在流体弯月面的顶端处较高。所吸收的蒸汽的较高浓度导致在流体弯月面的顶端处的表面张力相较于大部分浴流体来说较低，这导致浴流体从干燥的流体弯月面朝向大部分浴流体流动。此种流动已知为“马兰各尼”流动，并且可用来达成在基板上具有减少的斑纹、斑点、或浴残留物的基板干燥。
实现基板的均匀的马兰各尼干燥可能是困难的，且在一些情况中，来自浴流体的粒子可能重新附着到基板并且污染基板。因此，所需的是，在基板漂洗和/或干燥期间用于减少粒子重新附着的方法与设备。
发明内容
在本发明的一些实施例中，提供一种系统，该系统包括(1)装载位置；(2)干燥位置；(3)可移动槽，可移动槽配置为：(a)固持至少一个基板；(b)固持清洗化学品，以将可移动槽内的基板暴露至清洗化学品；以及(c)在装载位置与干燥位置之间转移；以及(4)干燥站，干燥站位于干燥位置处，并且配置为在可移动槽位于干燥位置处时，随着基板从可移动槽卸除，漂洗并干燥基板。
在本发明的一些实施例中，提供一种方法，该方法包括下述步骤：(1)提供可移动槽，可移动槽配置为固持至少一个基板，并且在装载位置与干燥位置之间转移；(2)提供干燥站，干燥站位于干燥位置处，并且配置为在可移动槽位于干燥位置处时，随着基板从可移动槽卸除，漂洗并干燥基板；(3)将可移动槽定位于装载位置处；(4)当可移动槽位于装载位置处时，将基板装载至可移动槽中；(5)利用清洗化学品来填充可移动槽；(6)利用清洗化学品来处理基板达预定的时间时期；(7)将可移动槽移动至干燥位置；(8)从可移动槽通过干燥站卸除基板；以及(9)当基板通过干燥站从可移动槽卸除时，利用漂洗流体来漂洗基板并且干燥基板。
在本发明的一些实施例中，提供一种系统，该系统包括：(1)第一装载位置、第二装载位置、第一干燥位置以及第二干燥位置；(2)可移动槽，可移动槽配置为在第一与第二装载位置以及第一与第二干燥位置之间转移，可移动槽具有：(a)第一可填充且可排放的隔室，第一可填充且可排放的隔室配置为固持清洗化学品，以将可移动槽的第一隔室内的基板暴露至清洗化学品；以及(b)第二可填充且可排放的隔室，第二可填充且可排放的隔室配置为固持清洗化学品，以将可移动槽的第二隔室内的基板暴露至清洗化学品；以及(3)干燥站，干燥站配置为：(a)当可移动槽定位在干燥站之下位于第一干燥位置处时，随着基板从可移动槽的第一隔室卸除，漂洗与干燥基板；以及(b)当可移动槽定位在干燥站之下位于第二干燥位置处时，随着基板从可移动槽的第二隔室卸除，漂洗与干燥基板。提供许多其他实施例和/或方面。
本发明的其他特征与方面将从示例性实施例、所附权利要求以及附图的以下详细叙述而变得更显而易见。
附图说明
图1A至图1R为根据本发明的实施例的用于漂洗与干燥基板的范例系统的示意侧视图。
图1S为根据本发明的实施例的用于漂洗与干燥基板的第一替代系统的示意侧视图。
图1T为根据本发明的实施例的用于漂洗与干燥基板的第二替代系统的示意侧视图。
图2A为根据本发明的一个或多个实施例所提供的漂洗与干燥系统的另一范例实施例的透视图。
图2B与图2C分别为图2A的可移动槽的范例实施例的透视图与前视剖面图。
具体实施方式
如同先前所述，在一些情况中，在清洗处理之后，来自用于漂洗基板的漂洗浴流体的粒子可能重新附着至基板并且污染基板。例如，若在清洗之后用于漂洗基板的漂洗浴流体具有与在先前的清洗步骤期间所用的化学品不同的酸碱度(pH)，则粒子可能重新附着至基板。此外，污染物可能积聚在漂洗槽中，并且可能在干燥期间移除基板时重新附着至基板。虽然此种粒子重新附着可通过将化学品加入至漂洗流体来减少，但是将化学品加入至最终的漂洗槽会导致化学品在干燥之后残留在基板上。
在本文提供的一些实施例中，提供一种用于漂洗与干燥基板的系统，该系统包括可移动槽，可移动槽可在基板装载位置与干燥位置之间转移，在基板装载位置处时，可将基板装载至可移动槽中。干燥站位于干燥位置处，并且可用来漂洗与干燥从可移动槽卸除的基板。在一些实施例中，可移动槽可具有小的体积，和/或针对槽内所处理的每一个基板而填充与排放(例如，减少由于来自槽内所处理的多个基板的粒子的积累所导致的粒子建立和/或重新附着)。
为了增加产量，在一些实施例中，槽可具有二个或更多个独立的基板处理隔室，这些处理隔室被整合进同一槽主体中。用于每一个处理隔室的填充与排放阀歧管可整合至槽主体中，以减少空间和/或减少设施与系统之间的连接点。
在本文提供的一些实施例中，通过将基板浸入槽内的化学品中(例如，酸或碱、HCl酸、HF酸、有机碱、四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氧化铵、另一pH调整物等等)，且然后将基板通过漂洗流体源(例如瀑布，瀑布的顶表面覆盖有溶剂流(例如，N2/IPA气体混合物))升举出槽外，可减少和/或避免粒子重新附着。产生的漂洗流体帘幕可有效地从基板漂洗化学品，且漂洗流体上的N2/IPA气体可提供具有减少的和/或最少化的粒子重新附着的马兰各尼(Marangoni)干燥。
以下叙述漂洗与干燥基板的系统和/或方法的范例实施例。
图1A至图1R为根据本发明的实施例的用于漂洗与干燥基板的范例系统100的示意侧视图。参见图1A，系统100包括可移动槽102与干燥站104。在图1A至图1R的实施例中，干燥站104为固定的。但是，在其他实施例中，干燥站104可为可移动的(和/或槽102可为固定的)。
图1A的可移动槽102包括第一可填充且可排放的隔室106a以及第二可填充且可排放的隔室106b，第一可填充且可排放的隔室106a配置为固持清洗化学品，以将可移动槽102的第一隔室内的基板暴露至清洗化学品；且第二可填充且可排放的隔室106b配置为固持清洗化学品，以将可移动槽102的第二隔室内的基板暴露至清洗化学品。在一些实施例中，可移动槽102可仅包括单一可填充且可排放的隔室或者两个以上的可填充且可排放的隔室。
在图1A的实施例中，可移动槽102可移动于第一装载位置、第二装载位置、第一干燥位置、与第二干燥位置之间。例如，装载与干燥位置可如下面的表1所示。可采用其他的装载和/或干燥位置。
Figure BDA0001336506170000051
表1
可移动槽102的第一隔室106a包括第一基板固持器108a，且可移动槽102的第二隔室106b包括第二基板固持器108b。每一固持器108a、108b配置为固持可移动槽102的隔室106a、106b内的基板、当可移动槽102位于适当的装载位置处时从高架基板转移机构110接收基板、以及当可移动槽102位于适当的干燥位置处时从可移动槽102的隔室106a或106b通过干燥站104卸除基板(如同下面进一步叙述的)。可移动槽102的范例实施例参见图2A至图2C叙述于下。高架基板转移机构110可为高架输送器系统、流通束机器人系统、或用于转移基板的任何其他合适的机构。
在图1A至图1R的实施例中，干燥站104包括漂洗流体源112a、112b，用于将漂洗流体通过干燥站104供应至基板的前侧与后侧。例如，漂洗流体源112a、112b可包括所示的喷嘴、喷洒杆、瀑布设备、或用于将漂洗流体传送至基板的任何其他合适的机构。范例的漂洗流体源将参见图2A叙述于下。可使用任何合适的漂洗流体(例如，去离子水、具有可减少表面张力的漂洗剂的去离子水、气体注入式去离子水(例如，注入有O3、CO2、N2等的去离子水)等等)。
干燥站104也可包括干燥蒸汽源114a、114b，用于将干燥蒸汽(例如，溶剂蒸汽)传送至基板上所形成的前侧和/或后侧漂洗流体弯月面，前侧和/或后侧漂洗流体弯月面是在干燥站104的漂洗与干燥操作期间在基板经过漂洗流体源112a、112b且漂洗流体喷洒在基板时形成。在此种实施例中，当基板通过干燥站104时，基板可受到马兰各尼干燥。在利用系统100的马兰各尼干燥期间，与漂洗流体混溶的溶剂蒸汽(例如，IPA)引入至每一流体弯月面，每一流体弯月面在基板升举通过漂洗流体源112a、112b时形成。溶剂蒸汽沿着漂洗流体的表面被吸收，所吸收的蒸汽的浓度在每一流体弯月面的顶端处较高。所吸收的蒸汽的较高浓度导致在每一流体弯月面的顶端处的表面张力相较于大部分漂洗流体来说较低，这导致漂洗流体从每一干燥的流体弯月面朝向漂洗流体流动。此种流动已知为“马兰各尼”流动，并且可用来达成基板干燥，而不会在基板上留下斑纹、斑点、或漂洗流体残留物。
现在参见图1A至图1R来叙述漂洗与干燥系统100的范例操作。参见图1A，可移动槽102移动至第一装载位置，其中第一隔室106a与第一基板固持器108a定位在由高架基板转移机构110支撑的第一基板116a之下。在图1B中，第一基板固持器108a升高来支撑第一基板116a，并且从高架基板转移机构110接收第一基板116a。在图1C中，第一基板固持器108a降低来将第一基板116a定位于可移动槽102的第一隔室106a内。可移动槽102的第一隔室106a然后填充有清洗化学品。
范例的清洗化学品包括酸或碱、HCl酸、HF酸、有机碱、四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氧化铵、另一pH调整物等等。在一些实施例中，在基板被装载进可移动槽102中之前，可基于在基板上执行的处理来选择或设定在可移动槽102的任一隔室106a、106b中所用的清洗化学品和/或清洗化学品的pH。例如，可移动槽102中所用的化学品可与在基板装载至漂洗与干燥系统100中之前用于清洗基板的刷盒或刷擦工具中所用的化学品相同。其他范例的清洗化学品包括可从康乃狄克州(CT)的丹伯里(Danbury)的ATMI取得的PlanarClean、可从美国维吉尼亚州(VA)的里奇蒙(Richmond)的Wako Chemicals取得的CX100、可从宾夕法尼亚州(PA)的阿伦敦(Allentown)的Air Products取得的CP98、和/或任何其他合适的化学品。
参见图1D，可移动槽102移动至第二装载位置，其中第二隔室106b与第二基板固持器108b定位在由高架基板转移机构110支撑的第二基板116b之下。在图1E中，第二基板固持器108b升高来支撑第二基板116b，并且从高架基板转移机构110接收第二基板116b。在图1F中，第二基板固持器108b降低来将第二基板116b定位于可移动槽102的第二隔室106b内。可移动槽102的第二隔室106b然后填充有清洗化学品。用于填充第一隔室106a的相同或不同的化学品可用于填充第二隔室106b。第一和/或第二基板116a、116b可暴露至清洗化学品达任何合适的时间。在一些实施例中，第一和/或第二基板116a、116b可暴露至可移动槽102内的清洗化学品达至少5秒，在一些实施例中至少10秒，且在一些实施例中至少20秒。其他的暴露时间也可使用。例如，不同的暴露时间可用于不同的化学品、不同浓度的化学添加剂等。
在图1G中，可移动槽102移动至第一干燥位置，其中第一隔室106a定位在干燥站104之下。在图1H中，第一基板固持器108a通过干燥站104卸除且升高第一基板116a，以在第一基板116a从可移动槽102的第一隔室106a通过干燥站104卸除时，利用漂洗流体来漂洗第一基板116a并且干燥第一基板116a。例如，漂洗流体源112a、112b可产生均匀的漂洗流体帘幕(例如，瀑布)，第一基板116a可移动通过漂洗流体帘幕，有效地漂洗基板116a的两侧。从漂洗流体帘幕之上的干燥蒸汽源114a、114b加入的溶剂气体流(例如，氮气/IPA)可促成通过马兰各尼处理来有效地干燥第一基板116a。透过横跨基板116a的长度的均匀的漂洗流体流，可提供基板116a的稳健漂洗与干燥。
在利用干燥站104的漂洗与干燥期间，范例性基板行进速率的范围为大约15至35毫米/秒，且在一些实施例中为大约20至30毫米/秒，但是可使用较快或较慢的行进速率。
在图1I中，第一基板116a通过干燥站104，并且可从第一基板固持器108a移除。在一些实施例中，第一基板116a可改变定向(例如，通过适当的机构而从垂直转换至水平，或反之亦然，如同下文进一步叙述的，且如同虚线所示)。
在图1J中，从可移动槽102的第一隔室106a排放清洗化学品，且第一基板固持器108a降回至第一隔室106a中。如同上述，在一些实施例中，可移动槽102中的每一隔室106a、106b的体积可保持为小的，以促成快速的排放与填充序列。例如，在一些实施例中，每一隔室106a、106b的体积可为大约2.5公升或更小，且在一些实施例中可为大约2公升或更小。可使用其他的体积。在一些实施例中，第一隔室106a和/或第二隔室106b可在小于大约15秒内排放与重新填充，且在一些实施例中可在小于大约10秒内排放与重新填充。
如同图1K所示，可移动槽102移动至第一装载位置，其中第一隔室106a与第一基板固持器108a定位在由高架基板转移机构110支撑的第三基板116c之下。在图1L中，第一基板固持器108a升高来支撑第三基板116c，并且从高架基板转移机构110接收第三基板116c。在图1M中，第一基板固持器108a降低来将第三基板116c定位于可移动槽102的第一隔室106a内。可移动槽102的第一隔室106a然后填充有清洗化学品。
如同前述，可使用相同或不同的化学品来填充第一隔室106a与第二隔室106b。第一、第二和/或第三基板116a、116b、116c可暴露至清洗化学品达任何合适的时间。在一些实施例中，基板116a、116b、116c可暴露至可移动槽102内的清洗化学品达至少5秒，在一些实施例中至少10秒，且在一些实施例中至少20秒。其他的暴露时间也可使用。例如，不同的暴露时间可用于不同的化学品、不同浓度的化学添加剂等。
可移动槽102可移动至第二干燥位置，其中第二隔室106b定位在干燥站104之下。在所示的实施例中，可移动槽102的尺寸设计成使得当第一隔室106a定位在高架基板转移机构110之下时，第二隔室106b定位在干燥站104之下(即，第二干燥位置与第一装载位置对于可移动槽102为相同的)。一般来说，这可能并非如此，取决于以下因素：第一与第二隔室106a、106b之间的距离、第一与第二基板固持器108a、108b的位置、高架基板转移机构110的位置、基板转移机构110与干燥站104之间的距离等等。
在图1N中，第二基板固持器108b通过干燥站104卸除且升高第二基板116b，以在第二基板116b从可移动槽102的第二隔室106b通过干燥站104卸除时，利用漂洗流体来漂洗第二基板116b并且干燥第二基板116b。例如，漂洗流体源112a、112b可产生均匀的漂洗流体帘幕(例如，瀑布)，第二基板116b可移动通过漂洗流体帘幕，有效地漂洗基板116b的两侧。从漂洗流体帘幕之上的干燥蒸汽源114a、114b加入的溶剂气体流(例如，氮气/IPA)可促成通过马兰各尼处理来有效地干燥第二基板116b。透过横跨基板的长度的均匀的漂洗流体流，可提供基板116b的稳健漂洗与干燥。
在图1O中，第二基板116b通过干燥站104，并且可从第二基板固持器108b移除。在一些实施例中，第二基板116b可改变定向(例如，通过适当的机构而从垂直转换至水平，或反的也然，如同下文进一步叙述的，且如同图1P所示)。
在图1P中，从可移动槽102的第二隔室106b排放清洗化学品，且第二基板固持器108b降回至第二隔室106b中。
如同图1Q所示，可移动槽102移动至第二装载位置，其中第二隔室106b与第二基板固持器108b定位在由高架基板转移机构110支撑的第四基板116d之下。第二基板固持器108b升高来支撑第四基板116d，并且从高架基板转移机构110接收第四基板116d。在图1R中，第二基板固持器108b降低来将第四基板116d定位于可移动槽102的第二隔室106b内。可移动槽102的第二隔室106b然后填充有清洗化学品。
上述的步骤可重复来处理后续的基板。例如，额外的基板可类似地装载至可移动槽102中，暴露至清洗化学品达所需的时间时期，定位在干燥位置之下(通过转移可移动槽102)，从可移动槽卸除通过干燥站，以及在基板从可移动槽102卸除通过干燥站104时，利用漂洗流体来漂洗并且干燥。其他的装载、卸除、漂洗和/或干燥序列也可使用。
图1S根据本发明的实施例，为用于漂洗与干燥基板的第一替代系统100'的示意侧视图。参见图1S，系统100'包括可移动槽102与干燥站104。在图1S的实施例中，干燥站104为固定的。但是，在其他实施例中，干燥站104可为可移动的(和/或槽102可为固定的)。
图1S的可移动槽102包括单一可填充且可排放的隔室106c，可填充且可排放的隔室106c配置为固持清洗化学品，以将可移动槽102的隔室106c内的基板暴露至清洗化学品。可移动槽102可移动于装载位置L1与干燥位置D1之间(如图所示)。
图1S的系统100'可类似于图1A至图1R的系统100来操作，但是一次处理单一基板。可移动槽102的隔室106c包括基板固持器108c，基板固持器108c配置为固持可移动槽102内的基板、当可移动槽102位于装载位置L1处时从高架基板转移机构110接收基板(例如，图1S的基板116e)、将基板116e暴露至隔室106c内的清洗化学品达预定的时间时期、以及当可移动槽102位于干燥位置D1处时从可移动槽102的隔室106c通过干燥站104卸除基板116e。
用于漂洗与干燥基板的所述系统可配置为：(1)当可移动槽位于装载位置处时，将基板装载至可移动槽中；(2)利用清洗化学品来填充可移动槽；(3)利用清洗化学品来处理基板达预定的时间时期；(4)移动可移动槽至干燥位置；(5)从可移动槽通过干燥站卸除基板；以及(6)当基板从可移动槽通过干燥站卸除时，利用漂洗流体来漂洗基板并且干燥基板。
图1T为根据本发明的实施例的用于漂洗与干燥基板的第二替代系统100”的示意侧视图。参见图1T，系统100'包括位于装载位置L1处的第一基板固持器108a以及位于干燥位置D1处的第二基板固持器108b。取代使用可移动槽来将基板移动于装载位置L1与干燥位置D1之间，提供转移机构来将装载至第一基板固持器108a上的基板转移至第二基板固持器108b。例如，可使用基板升降机120来升举基板离开第一基板固持器108a，并且将基板转移至第二基板固持器108b。基板升降机120可直线地和/或旋转地将基板转移至第一与第二基板固持器108a、108b之间，举例来说。
如同图1T所示，因为没有使用可移动槽，装载位置L1与干燥位置D1两者都可包括清洗化学品传送机构122a、122b，例如喷洒喷嘴、喷洒杆、瀑布设备等等。清洗化学品传送机构122a可用清洗化学品来喷洒和/或涂覆位于装载位置L1处的基板，且清洗化学品传送机构122b可喷洒和/或涂覆位于干燥位置D1处的基板。通过在两个位置处利用清洗化学品来涂覆基板，在利用干燥站104来漂洗与干燥之前，通过将基板暴露至清洗化学品达预定的时间，清洗化学品传送机构122a与122b可操作类似于可移动槽102。
图1T的系统100”可类似于图1S的系统100'来操作。第一基板116f可装载至位于装载位置L1处的第一基板固持器108a上。在装载位置L1处，使用清洗化学品传送机构122a，第一基板116f可喷洒有清洗化学品，并且转移至干燥位置D1(使用基板升降机120)。然后在干燥位置D1处，使用清洗化学品传送机构122b，基板116f可喷洒额外的清洗化学品，直到基板116f已经暴露至清洗化学品达所需的和/或预定的时间时期。之后，基板116f可通过干燥站104转移，以漂洗与干燥基板116f，如同先前所述。一旦基板116f离开第一基板固持器108a，第一基板固持器108a可用来从高架基板转移机构110取得第二基板116g，以在系统100'内处理。
图2A为根据本发明的一个或多个实施例所提供的漂洗与干燥系统200的另一范例实施例的透视图。图2B与图2C分别为图2A的可移动槽102的范例实施例的透视图与前视剖面图。参见图2A，系统200包括可移动槽102与干燥站104。在图2A的实施例中，干燥站104为固定的。但是，在其他实施例中，干燥站104可为可移动的(和/或槽102可为固定的)。
可移动槽102包括第一可填充且可排放的隔室106a以及第二可填充且可排放的隔室106b，第一可填充且可排放的隔室106a配置为固持清洗化学品，以将可移动槽102的第一隔室106a内的基板暴露至清洗化学品；且第二可填充且可排放的隔室106b配置为固持清洗化学品，以将可移动槽102的第二隔室106b内的基板暴露至清洗化学品。在一些实施例中，可移动槽102可仅包括单一可填充且可排放的隔室或者两个以上的可填充且可排放的隔室。
参见图2B，第一隔室106a是示出为具有形成在第一隔室106a的上表面内的圆齿状的区域202。这些圆齿状的区域202为槽材料移除的上表面区域，以在清洗和/或漂洗容纳在第一隔室106a中的基板期间和/或在基板从第一隔室106a卸除期间，协助清洗化学品、漂洗流体等等在第一隔室106a的上表面之上流动。例如，圆齿状的区域202所提供的较尖锐边缘可协助克服与清洗化学品和/或漂洗流体相关的表面张力。第二隔室106b可类似地配置。其他形状和/或结构也可用于减少表面张力效果。
在一些实施例中，可移动槽102可由PEEK、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、具有PTFE涂层的金属、聚丙烯等等形成。任何其他合适的槽材料也可使用。
如同图2A与图2B所示，溢流堰204可提供在系统200内装载、卸除、清洗、漂洗和/或干燥期间捕获从第一和/或第二隔室106a、106b溢流出的清洗化学品、漂洗流体、两者的组合等等。溢流堰204可包括一个或多个排放管206(图2B；图2A中未示出)，用于促进来自溢流堰204的流体的移除和/或再利用。
可移动槽102的第一隔室106a包括第一基板固持器108a，且可移动槽102的第二隔室106b包括第二基板固持器108b，如同先前所述。图2C例示第一基板固持器108a的范例实施例。第二基板固持器108b可类似地配置。
在一些实施例中，第一和/或第二基板固持器108a、108b可包括框体208，框体208具有多个基板接触支撑部209a-d，配置为接触与支撑基板。这些支撑部可为V形或其他形状，以促进在基板固持器108a、108b从流体浴移除时从基板固持器108a、108b排放流体。在一些实施例中，一个或多个基板接触支撑部209a-d可包括真空端口(未示出)，用于将真空供应于一个或多个支撑部209a-d处，以进一步协助流体移除。额外地或替代地，狭缝形真空端口211可设置于支撑部209b与209c之间。真空可经由真空入口213a-b供应至一个或多个真空端口，举例来说。一个或多个真空端口可操作来在沿着基板的底部边缘的一个或多个位置处供应真空。因此，可移除从前可能聚集在此种基板支撑处和/或沿着基板的底部边缘聚集的液体残留物。范例性基板固持器在先前被并入的于2015年1月9日申请的美国申请案序号第14/593,841号中描述。可使用任何其他合适的基板固持器。
在一些实施例中，可移动槽102可具有基于基板固持器108a和/或108b的形状的内部形状。例如，如同图2C所示，第一隔室106a具有大致遵循第一基板固持器108a的轮廓的形状。可移动槽102的第二隔室106b可类似地塑形。以此方式，每一隔室106a、106b的内部体积可减小，以允许消耗较少的清洗化学品并且将每一隔室较快填充与排放。
在一个或多个实施例中，可移动槽102的每一隔室106a、106b可包括歧管216a、216b(以虚线示出)，歧管216a、216b具有在可移动槽102的占地面积内的排放阀/连接管218a、218b与填充阀/连接管220a、220b(图2C)二者。排放管可设置成从每一隔室106a、106b至每一个相应的歧管216a、216b，以允许每一隔室106a、106b的排放和/或填充。如同图2C所示，排放管222将第一隔室106a的底部耦接至第一歧管216a。在一些实施例中，排放管222可有离水平面大约2至10度的角度，以促进第一隔室106a的快速排放。第二隔室106b的排放管(未图标)可类似地配置。可使用其他的排放管角度。
在一些实施例中，歧管216a、216b可经由在从槽主体突伸的奶嘴部224a、224b上的径向密封(未示出)而被密封至槽主体。在一个或多个实施例中，第一与第二隔室106a、106b可机械加工成用于形成槽102的材料，以允许每一隔室的复杂几何形状(例如，轮廓塑形成基板固持器的形状，以减少每一隔室106a、106b的体积)。在一些实施例中，槽102的外部(侧部)表面可在槽102组装时热配接和/或焊接至中心核心。
在一些实施例中，排放管和/或歧管216a、216b可设计成使得每一隔室106a、106b的排放点为每一隔室中的最低点(例如，以改良排放)。排放阀218a、218b可整合于槽102，以允许每一隔室106a、106b的快速排放。在一些实施例中，填充阀220a、220b可位于排放阀218a、218b的外部，如图所示。这可允许进来的流体快速进入槽102中，而没有或很少飞溅。在基板处理之后从第一与第二隔室106a、106b快速排放清洗流体可协助确保悬浮在流体中的粒子被冲出，并且不会附着至槽102的壁部。
在一些实施例中，且如同图2A所示，第一基板固持器108a可耦接至第一支撑构件226a，第一支撑构件226a滑动地耦接至第一导轨228a(耦接至可移动槽102)，且第二基板固持器108b可耦接至第二支撑构件226b，第二支撑构件226b滑动地耦接至第二导轨228b(耦接至可移动槽102)。第一致动器230a(例如，线性电机)可使第一支撑构件226a沿着第一导轨228a升高和/或降低，这反过来使第一基板固持器108a在可移动槽102的第一隔室106a内升高和/或降低。同样地，第二致动器230b(例如，线性电机)可使第二支撑构件226b沿着第二导轨228b升高和/或降低，这反过来使第二基板固持器108b在可移动槽102的第二隔室106b内升高和/或降低。
如同图2A所示，在一些实施例中，可移动槽102可经由基座板232来支撑，且干燥站104可使用支撑板234与支撑框体236来支撑于可移动槽102之上。例如，基座板232可使用一个或多个滑动轴承或轨道238a-b而耦接至可移动槽102，滑动轴承或轨道238a-b允许可移动槽102相对于基座板232转移(在致动器的控制之下，例如电机239，以虚线示出)。
在图2A的实施例中，干燥站104包括耦接至支撑框体236的瀑布型漂洗流体源112a、112b，用于通过干燥站104将漂洗流体供应至基板的前侧与后侧。其他漂洗流体源可包括喷嘴、喷洒杆、或用于将漂洗流体传送至基板的任何其他合适的机构。任何合适的漂洗流体都可使用(例如，去离子水、具有可减少表面张力的漂洗剂的去离子水、气体注入式去离子水(例如，注入有O3、CO2、N2等的去离子水))。在一些实施例中，通过强迫流体流过狭窄的平面狭缝(例如，形成在两个形成瀑布部或板之间)而形成瀑布源。例如，漂洗流体可引入至第一气室中，并且行进通过受限的流体路径至第二气室，以在漂洗流体离开受限的流体路径并且扩展进入第二气室中时，随着漂洗流体压力减小而产生均匀的压力分布。漂洗流体然后可离开瀑布部之间形成的狭缝而形成漂洗流体瀑布。范例性瀑布设备在先前被并入的于2014年12月19日申请的美国申请案序号第62/094,938号中。可使用任何其他合适的漂洗流体源。
干燥站104也可包括干燥蒸汽源114a、114b，用于将干燥蒸汽(例如，溶剂蒸汽)传送至在基板上形成的前侧和/或后侧漂洗流体弯月面，前侧和/或后侧漂洗流体弯月面是在干燥站104的漂洗与干燥操作期间在基板经过漂洗流体源112a、112b且漂洗流体喷洒在基板时形成。在此种实施例中，当基板通过干燥站104时，基板可受到马兰各尼干燥。在利用系统200的马兰各尼干燥期间，与漂洗流体混溶的溶剂蒸汽(例如，IPA)引入至每一流体弯月面，每一流体弯月面在基板升举通过漂洗流体源112a、112b时形成。溶剂蒸汽沿着漂洗流体的表面被吸收，所吸收的蒸汽的浓度在每一流体弯月面的顶端处较高。所吸收的蒸汽的较高浓度导致在每一流体弯月面的顶端处的表面张力相较于大部分漂洗流体来说较低，这导致漂洗流体从每一干燥的流体弯月面朝向漂洗流体流动。此种流动已知为马兰各尼流动，并且可用来达成基板干燥，而不会在基板上留下斑纹、斑点、或漂洗流体残留物。
在一些实施例中，漂洗流体源112a、112b和/或干燥蒸汽源114a、114b的位置、高度与/或旋转可相对于支撑框体236来调整。例如，可调整的夹具、滑动轴承、调整螺钉或螺栓等(参见例如，调整夹具237)可用于调整漂洗流体源112a、112b和/或干燥蒸汽源114a、114b的高度和/或漂洗流体源112a、112b和/或干燥蒸汽源114a、114b之间的间距。类似地，枢转机构(未示出)(例如，槽化导轨)可用于调整每一漂洗流体源112a、112b和/或干燥蒸汽源114a、114b的旋转。基座板232、支撑板234和/或支撑框体236可由任何合适的材料形成，例如铝、不锈钢、PEEK、上述的组合等等。
夹持器设备240可在干燥站104的输出处提供。在所示的实施例中，夹持器设备240包括多个下指部242a-b，与可枢转指部244a-b来接触和/或支撑基板的边缘。一个或多个致动器(未示出)可打开与关闭夹持器设备240。在一些实施例中，夹持器设备240可将基板的定向在垂直定向与水平定向之间改变(经由未示出的一个或多个致动器)。在一些实施例中，在转换至垂直定向时，第一与第二枢转指部244a、244b的第一与第二边缘支撑特征245a、245b可接触于基板的边缘，并且将夹持力施加至基板的边缘。此夹持力在第一与第二枢转指部244a、244b以及第一与第二下指部242a、242b之间夹紧基板，并且固持基板。范例性夹持器设备在先前被并入于2015年1月21日申请的美国申请案序号第14/602,094号(事务所案号为NO.22600)中描述。任何其他合适的夹持和/或基板支撑设备都可用来在漂洗与干燥系统200内的漂洗/干燥操作之后，接触、移除和/或支撑来自基板固持器108a、108b中的一个的基板。
在一些实施例中可使用补充干燥设备，以进一步协助干燥处理。例如，基板边缘残留物移除设备246(以虚线示出)可配置为消除或最少化在基板底部处和/或在基板固持器的支撑接触点处的漂洗流体，以免在漂洗/干燥处理之后留下漂洗流体(例如，干燥蒸汽源114a、114b之后)。范例实施例可包括两件式组件，由下主体与上板形成。气体可通过该组件流动并且离开，在一些实施例中，经由该组件的两部件之间形成的薄狭缝来维持层状流动。该组件可角度朝下，且在一些实施例中，只有当基板的下三分之一通过狭缝时才启用。该组件可启用来在基板的主表面上产生蒸汽或气体帘幕，蒸汽或气体帘幕可将任何残留物推离基板面与边缘。范例性干燥设备在先前被并入的于2015年1月21日申请的美国申请案序号第14/602,114号(事务所案号为NO.22563)中描述。其他合适的干燥设备也可使用。
在一些实施例中，漂洗与干燥系统200可包括控制器248，控制器248配置为用来控制系统200的操作的至少一部分。例如，控制器248可配置为控制槽102的移动(经由电机239)、升高和/或降低基板固持器108a、108b(经由电机230a、230b)、填充与排放槽102的第一与第二隔室106a、106b(经由歧管216a、216b)、漂洗和/或干燥基板(经由漂洗流体源112a、112b、干燥蒸汽源114a、114b和/或基板边缘残留物移除设备246)、夹持器240的夹持和/或旋转，以将基板的定向从垂直改变至水平等等。控制器248可为处理器，例如微处理器、中央处理单元(CPU)、微控制器、专用硬件电路、上述的组合等等，举例来说。控制器248可包括计算机程序码和/或一个或多个计算机程序产品，用于执行本文所述的一个或多个方法中的至少一部分。本文所述的每一计算机程序产品可由计算机可读取的非瞬时媒介来承载(例如，软盘、光盘、DVD、硬盘、随机存取内存等)。
图2A至图2C的系统200可例如用类似于参照图1A至图1R所述的程序的方式来操作。其他的操作序列也可使用。
在至少一个实施例中，控制器248可配置为控制漂洗与干燥系统200来执行以下一者或多者：(1)使用例如电机239来将可移动槽102移动至第一装载位置；(2)使用第一支撑构件226a、第一基板固持器108a与第一致动器230a，将第一基板从高架基板转移机构110(图1A)装载至可移动槽102的第一隔室106a中；(3)使用第一歧管216a，利用清洗化学品来填充可移动槽102的第一隔室106a；(4)移动可移动槽102至第二装载位置(例如，使用电机239)；(5)使用第二支撑构件226b、第二基板固持器108b与第二致动器230b，将第二基板从高架基板转移机构110(图1A)装载至可移动槽102的第二隔室106b中；(6)使用第二歧管216b，利用清洗化学品来填充可移动槽102的第二隔室106b；(7)将可移动槽102移动至第一干燥位置(其中第一隔室106a在干燥站104之下)；(8)从可移动槽102的第一隔室106a通过干燥站104卸除第一基板(使用第一基板固持器108a)；(9)当第一基板从可移动槽102的第一隔室106a通过干燥站104卸除时，使用漂洗流体源112a、112b与干燥蒸汽源114a、114b，利用漂洗流体来漂洗第一基板并且干燥第一基板；(10)排放可移动槽102的第一隔室106a(经由第一歧管216a)；(11)将可移动槽102移动至第一装载位置；(12)从高架基板转移机构110将第三基板装载至可移动槽102的第一隔室106a中；(13)利用清洗化学品来填充可移动槽102的第一隔室106a；(14)将可移动槽102定位于第二干燥位置处(其中第二隔室106b在干燥站104的下)；(15)从可移动槽102的第二隔室106b通过干燥站104卸除第二基板；(16)当第二基板从可移动槽102的第二隔室106b通过干燥站104卸除时，利用漂洗流体来漂洗第二基板并且使用干燥站104来干燥第二基板；(17)排放可移动槽102的第二隔室106b(经由第二歧管216b)；(18)将可移动槽102移动至第二装载位置；(19)从高架基板转移机构110将第四基板装载至可移动槽102的第二隔室106b中；和/或(20)利用清洗化学品来填充可移动槽102的第二隔室106b。其他清洗、漂洗和/或干燥处理和/或序列也可使用。通常，可移动槽102可用任何合适的方式沿着可编程轴移动。
在一些实施例中，通过干燥站104的基板可使用基板边缘残留物移除设备246来被进一步干燥。在一些实施例中，通过干燥站104的基板可使用夹持器240从基板固持器108a、108b移除。夹持器240可将基板从垂直旋转至水平定向，以进行后续的处理，举例来说。控制器248可控制基板边缘残留物移除设备246与夹持器240中的一者或多者的操作。
当漂洗流体源112a、112b在漂洗/干燥期间喷洒漂洗流体进入可移动槽102的第一和/或第二隔室106a、106b中时，隔室会溢流。在使用每分钟数公升的漂洗流体的实施例中，隔室106a、106b的溢流会快速地发生。溢流堰204可捕获此溢流液体，且此液体可绕送至处理排放管。流入隔室106a和/或106b中的漂洗流体(例如，DI水)稀释隔室中的清洗化学品的化学浓度，使清洗化学品的pH较接近漂洗流体的最终pH。此pH转变和/或梯度可减少任何粒子重新附着至可移动槽102正在处理的基板。为了进一步减少粒子的重新附着，隔室106a和/或106b可快速地填充与排放。在一些实施例中，每一隔室106a、106b可在大约5-10秒内填充，并且在大约4-7秒内排放。其他填充和/或排放时间也可使用。
使用可移动槽102内的清洗化学品可减少因为pH震荡所导致的粒子重新附着。例如，一些实施例可包括：在基板被装载至可移动槽102中之前，基于在基板上执行的处理，设定用于可移动槽102内的清洗化学品的pH。针对每一已处理的基板，通过排放每一隔室106a、106b且利用新的清洗化学品来重新填充每一隔室106a、106b，可进一步减少粒子重新附着。(例如，因为粒子不从多个基板积累在相同的清洗流体中，可减少粒子重新附着，且可改良基板之间的均匀性/一致性)。两个基板处理隔室的使用允许在装载/卸除操作期间基板的浸渍，这提高了系统的产量。
本文所提供的实施例可向基板表面提供非接触式化学最终清洗，之后再进行单次的漂洗与马兰各尼干燥步骤。因为凡得瓦(van der Waals)作用力，化学机械刷擦在移除附着于基板表面的粒子方面是有效的。刷子的机械作用提供流体动力学的拉曳力来打破粒子与基板表面之间键结。在刷擦期间所使用的化学品成分与pH可被调整，使得基板表面与要从基板表面移除的粒子两者具有相同的电荷正负，促进基板表面与粒子之间的静电排斥。当基板表面与粒子之间的键结打破时，粒子会留在基板表面附近的边界层中，且静电排斥可防止粒子重新沉积。当基板从刷擦移动至漂洗槽时，基板表面的边界层中的pH的急剧变化可能导致粒子重新沉积在基板表面上。使用可移动槽102内的清洗化学品具有pH类似于刷擦期间所用的清洗化学品可以减少此种粒子重新沉积/重新附着。
前面的叙述仅揭示本发明的范例实施例。上面揭示的落入本发明的范围内的系统、设备、与方法的修改对于本领域本领域技术人员为显而易见的。例如，在一些实施例中，本文所述的漂洗与干燥系统与方法可配置为处理水平定向的基板。因此，虽然本发明已经结合其范例实施例来揭示，但是应理解到，如同以下的权利要求所界定的，其他实施例可落入本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种用于处理基板的系统，所述系统包括：
装载位置；
干燥位置；
可移动槽，所述可移动槽配置为：
固持至少一个基板；
固持清洗化学品，以将所述可移动槽内的基板暴露至所述清洗化学品；及
在所述装载位置与所述干燥位置之间转移；及
干燥站，所述干燥站位于所述干燥位置处，并且配置为当所述可移动槽位于所述干燥位置处时，随着基板从所述可移动槽卸除，漂洗并干燥所述基板。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述装载位置与所述干燥位置被横向间隔开。
3.如权利要求1所述的系统，进一步包括基板固持器，所述基板固持器配置为：
固持所述可移动槽内的基板；
当所述可移动槽位于所述装载位置处时，从高架基板转移机构接收基板；及
当所述可移动槽位于所述干燥位置处时，从所述可移动槽通过所述干燥站卸除基板。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述可移动槽具有基于所述基板固持器的形状的内部形状。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述干燥站包括蒸汽干燥源与漂洗流体源，配置为在基板从位于所述干燥位置处的所述可移动槽卸除时，利用漂洗流体来漂洗所述基板并且干燥所述基板。
6.如权利要求1所述的系统，进一步包括至少第一装载位置与第二装载位置以及至少第一干燥位置与第二干燥位置，且其中所述可移动槽配置为在所述第一装载位置与第二装载位置以及所述第一干燥位置与第二干燥位置之间移动。
7.一种用于处理基板的方法，所述方法包括下述步骤：
提供可移动槽，所述可移动槽配置为固持至少一个基板，并且在装载位置与干燥位置之间转移；
提供干燥站，所述干燥站位于所述干燥位置处，并且配置为当所述可移动槽位于所述干燥位置处时，随着基板从所述可移动槽卸除，漂洗并干燥所述基板；
将所述可移动槽定位于所述装载位置处；
当所述可移动槽位于所述装载位置处时，将基板装载至所述可移动槽中；
利用清洗化学品来填充所述可移动槽；
利用所述清洗化学品来处理所述基板达预定时间时期；
将所述可移动槽移动至所述干燥位置；
从所述可移动槽通过所述干燥站卸除所述基板；及
当所述基板通过所述干燥站从所述可移动槽卸除时，利用漂洗流体来漂洗所述基板并且干燥所述基板。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括下述步骤：在将所述基板装载至所述可移动槽中之前，基于在所述基板上执行的处理，为所述可移动槽内的所述清洗化学品设定pH。
9.如权利要求7所述的方法，进一步包括下述步骤：当所述基板从所述可移动槽卸除时，使用所述干燥站通过将漂洗流体供应至所述基板来在所述可移动槽中产生pH梯度。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述干燥站包括蒸汽干燥源与漂洗流体源，且使用所述蒸汽干燥源与漂洗流体源来在基板从位于所述干燥位置处的所述可移动槽卸除时，利用漂洗流体来漂洗所述基板并且干燥所述基板。
11.如权利要求7所述的方法，进一步包括下述步骤：提供至少第一与第二装载位置以及至少第一与一第二干燥位置，且其中所述可移动槽配置为在所述第一与第二装载位置以及所述第一与第二干燥位置之间移动。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括下述步骤：
将所述可移动槽移动至所述第一装载位置；
将第一基板从高架基板转移系统装载至所述可移动槽的第一隔室中；
利用清洗化学品来填充所述可移动槽的所述第一隔室；
将所述可移动槽移动至所述第二装载位置；
将第二基板从所述高架基板转移系统装载至所述可移动槽的第二隔室中；
利用清洗化学品来填充所述可移动槽的所述第二隔室；
将所述可移动槽移动至所述第一干燥位置；
从所述可移动槽的所述第一隔室通过所述干燥站卸除所述第一基板；及
当所述第一基板从所述可移动槽的所述第一隔室通过所述干燥站卸除时，利用漂洗流体来漂洗所述第一基板并且干燥所述第一基板。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括下述步骤：
排放所述可移动槽的所述第一隔室；
将所述可移动槽移动至所述第一装载位置；
将第三基板从所述高架基板转移系统装载至所述可移动槽的所述第一隔室中；
利用清洗化学品来填充所述可移动槽的所述第一隔室；
将所述可移动槽定位于所述第二干燥位置处；
从所述可移动槽的所述第二隔室通过所述干燥站卸除所述第二基板；及
当所述第二基板从所述可移动槽的所述第二隔室通过所述干燥站卸除时，利用漂洗流体来漂洗所述第二基板并且干燥所述第二基板。
14.一种用于处理基板的系统，所述系统包括：
第一装载位置、第二装载位置、第一干燥位置以及第二干燥位置；
可移动槽，所述可移动槽配置为在所述第一与第二装载位置以及所述第一与第二干燥位置之间移动，所述可移动槽具有：
可填充且可排放的第一隔室，所述第一隔室配置为固持清洗化学品，以将所述可移动槽的所述第一隔室内的基板暴露至所述清洗化学品；及
可填充且可排放的第二隔室，所述第二隔室配置为固持清洗化学品，以将所述可移动槽的所述第二隔室内的基板暴露至所述清洗化学品；及
干燥站，所述干燥站配置为：
当所述可移动槽定位在所述干燥站之下位于所述第一干燥位置处时，随着基板从所述可移动槽的所述第一隔室卸除，漂洗并干燥所述基板；及
当所述可移动槽定位在所述干燥站之下位于所述第二干燥位置处时，随着基板从所述可移动槽的所述第二隔室卸除，漂洗并干燥所述基板。
15.如权利要求14所述的系统，进一步包括控制器，所述控制器可被操作来控制所述系统：
将所述可移动槽移动至所述第一装载位置；
将第一基板从高架基板转移系统装载至所述可移动槽的所述第一隔室中；
利用清洗化学品来填充所述可移动槽的所述第一隔室；
将所述可移动槽移动至所述第二装载位置；
将第二基板从所述高架基板转移系统装载至所述可移动槽的所述第二隔室中；
利用清洗化学品来填充所述可移动槽的所述第二隔室；
将所述可移动槽移动至所述第一干燥位置；
从所述可移动槽的所述第一隔室通过所述干燥站卸除所述第一基板；及
当所述第一基板从所述可移动槽的所述第一隔室通过所述干燥站卸除时，利用漂洗流体来漂洗所述第一基板并且干燥所述第一基板。
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