CN113519045A - 用于减少基板缺陷的干燥环境 - Google Patents

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Abstract

本文所述的一个或更多个实施例大致关于半导体处理系统内的干燥环境。在这些实施例中，在将基板返回至工厂接口之前，在干燥环境内清洁并且干燥基板。然而，归因于工厂接口和干燥环境之间的开口，空气从工厂接口流至干燥环境中，常常降低干燥处理的效率。在本文所述的实施例中，通过滑动门阻挡气流，当基板进入定位于干燥环境内的干燥机的干燥部分时，滑动门向上抬升至关闭位置。在基板离开干燥机之后并且在基板进入工厂接口之前，滑动门降低至开启位置，使得基板可进入工厂接口。如此，这些处理允许多个基板快速地干燥以及在系统内的一致性，改进产量。

Description

用于减少基板缺陷的干燥环境
技术领域
本文所述的一个或更多个实施例大致关于半导体处理系统，且更具体而言，关于在半导体处理系统内的干燥环境。
背景技术
随着半导体器件几何持续减少，超清洁处理的重要性增加。可使用在流体槽(或浴槽)内的水清洁，随后为冲洗浴(例如，在分开的槽内或通过更换清洁槽流体)。从冲洗槽移出之后，若不使用干燥设备，则浴液可能会从基板的表面蒸发，且造成在基板的表面上形成条纹、斑点和/或留下浴后残留物。这些条纹、斑点和残留物可能造成后续的装置故障。因此，注意力已导向用于当从水浴移出基板时干燥基板的改进的方法。
已知为马兰戈尼干燥(Marangoni drying)的方法建立表面张力梯度，以引起浴液以使基板几乎没有浴液的方式从基板流动，且因此可避免条纹、斑点及残留物痕迹。具体而言，在马兰戈尼干燥期间，与浴液可混溶的溶剂(例如，异丙醇(IPA)蒸气)引入随着基板从浴槽中提起或随着浴液经过基板排出时形成的流体弯月面。溶剂蒸气沿着流体的表面吸收，使得吸收的蒸气浓度造成表面张力在弯月面的尖端处比在大部分浴液中更低，造成浴液从干燥弯月面朝向大部分浴液流动。此流动已知称为“马兰戈尼流动”，且可用以达成基板干燥，而减少基板上的条纹、斑点或浴残留物。
然而，达成基板的均匀马兰戈尼干燥可以是困难的，部分归因于从工厂接口流动至干燥机中的空气。传统方案在工厂接口和基板处理环境之间具有开放进入。在许多情况中，工厂接口需要在较高压力下操作，导致高的空气流动。高的空气流动随着基板被干燥直接流到基板上，导致基板缺陷。
因此，存在对干燥环境而导致较少基板缺陷的需要。
发明内容
本文的一个或更多个实施例涉及在半导体处理系统内的干燥环境。
在一个实施例中，一种干燥环境，包括：干燥机，包含盖，盖具有第一干燥机开口和第二干燥机开口，其中盖被配置成将至少一个基板通过第一干燥机开口接收至干燥机中，并且允许至少一个基板通过第二干燥机开口离开干燥机；顶部部分，在干燥环境内定位于干燥机上方，顶部部分具有在干燥环境和工厂接口之间的干燥环境开口；至少一个滑动门，具有长度和宽度，至少一个滑动门定位于干燥环境内，其中至少一个滑动门被配置成向上移动至使得至少一个滑动门的长度覆盖干燥环境开口的全部的位置，并且当至少一个基板在干燥环境内时，被配置成向下移动至使得至少一个滑动门的长度全部低于干燥环境开口；以及旋转平台，在顶部部分内，其中旋转平台被配置成通过干燥机环境开口将至少一个基板传送至工厂接口。
在另一个实施例中，一种干燥环境，包括干燥机，包含：盖，具有第一干燥机开口和第二干燥机开口，其中盖被配置成将至少一个基板通过第一干燥机开口接收至干燥机中，并且允许至少一个基板通过第二干燥机开口离开干燥机；冲洗部分，具有一管液体；以及干燥部分，具有多个喷洒条定位在所述管液体正上方；顶部部分，在干燥环境内定位于干燥机上方，顶部部分具有在干燥环境和工厂接口之间的干燥环境开口；滑动门，具有长度及宽度，定位于干燥环境内，其中：当至少一个基板低于多个喷洒条时，滑动门被定位为使得长度的至少一部分低于干燥环境开口；并且当至少一个基板抬升经过多个喷洒条时，滑动门被定位为使得滑动门的长度覆盖干燥环境开口的全部；旋转平台，在顶部部分内，其中旋转平台被配置成将至少一个基板通过干燥机环境开口传送至工厂接口。
本文的一个或更多个实施例也关于用于干燥基板的方法。
在一个实施例中，一种用于干燥基板的方法，包括：当具有长度和宽度的滑动门被定位在干燥环境内使得滑动门的全部长度低于干燥环境开口时，将第一基板通过第一干燥机开口传送至干燥机中，其中干燥机定位在干燥环境内，并且干燥环境开口在干燥环境和工厂接口之间；当第一基板传送至定位于干燥机内的多个喷洒条正下方的位置时，将滑动门抬升至使得滑动门的长度部分地覆盖干燥环境开口的位置；当滑动门在使得滑动门的全部长度覆盖干燥环境开口的位置时，通过将第一基板抬升经过多个喷洒条并且通过第二干燥机开口离开干燥机来干燥第一基板；当第一基板装载至干燥环境内的旋转平台上时，将滑动门至使得滑动门的长度部分地覆盖干燥环境开口的位置；以及当滑动门在使得滑动门的全部长度低于干燥环境开口的位置时，将第一基板通过干燥环境开口传送至工厂接口，并且同时将第二基板通过第一干燥机开口传送至干燥机中。
附图简单说明
以此方式可详细理解本公开以上所载的特征，以上简要概述的本公开的更具体说明可通过参考实施例而获得，某些实施例图示于随附附图中。然而，应注意随附附图仅图示本公开的通常实施例，且因此不应考虑为其范围的限制，因为本公开认可其他均等效果的实施例。
图1是根据现有技术的图解视图；
图2是根据本文所述的至少一个实施例的图解视图；
图3是根据本文所述的至少一个实施例的干燥环境的剖面视图；
图4是根据本文所述的至少一个实施例的方法的流程图；及
图5A-5E显示图4中所述的方法的各个步骤的干燥环境。
具体实施方式
在以下说明中，阐述了数个特定细节以提供本公开的实施例的更透彻理解。然而，对本领域中技艺人士而言，无须一或更多个这些特定细节而可执行本公开的一个或更多个实施例是显而易见的。在其他实例中，并未说明熟知的特征，以便避免模糊本公开的一个或更多个实施例。
本文所述的一个或更多个实施例关于在半导体处理系统内的干燥环境。在这些实施例中，基板离开工厂接口，其中接着在基板的表面上沉积材料，形成半导体器件。在基板的表面上沉积材料之后，在返回工厂接口之前在干燥环境内清洁并且干燥基板。如上所讨论，干燥处理和干燥环境对半导体器件性能是重要的。在这些实施例中，使用马兰戈尼干燥机以干燥基板，来帮助减少在基板的表面上形成条纹、斑点和浴残留物的负面影响。然而，归因于工厂接口和干燥环境之间的开口，从工厂接口到干燥环境的气流常常降低干燥处理的效率。随着基板的干燥，来自工厂接口的气流直接流到基板上，导致减少半导体器件性能的缺陷。
在本文所述的实施例中，阻挡在工厂接口和干燥环境之间的开口，当干燥基板时阻挡来自工厂接口的气流进入干燥环境。气流由滑动门阻挡，当基板进入定位于干燥环境内的干燥机的干燥部分时，滑动门向上抬升至关闭位置。阻挡空气流动至干燥环境中有利地减少基板缺陷，改进半导体器件性能。在基板离开干燥机之后且于基板进入工厂接口之前，滑动门降低至开启位置，使得基板可进入工厂接口。当基板进入工厂接口且滑动门在开启位置中时，另一基板可进入干燥环境。处理可以以同步的方式重复，使得当基板干燥时滑动门关闭，但当基板进入工厂接口时滑动门开启，且另一基板同时进入干燥环境。如此，这些处理允许多个基板快速地干燥，以及在系统内的一致性，改进产量且减少成本。
图1是根据现有技术的系统100的图解视图。系统100包括干燥环境102和工厂接口106。基板通常存储于卡匣116内，定位靠近工厂接口106。此后，基板传送至工厂接口106并且接着至系统100的处理区域，在处理区域中在基板的表面上沉积材料，形成半导体器件。在完成半导体处理之前，基板通常传送至喷射模块118和刷盒模块120，在喷射模块118和刷盒模块120中清洁基板。在清洁之后，基板传送至干燥环境102。干燥环境102包括顶部部分103和干燥机104。干燥机104可以是马兰戈尼干燥机。如以上所讨论，马兰戈尼干燥机用于建立“马兰戈尼流动”，以干燥基板，帮助减少基板的表面上形成条纹、斑点和浴残留物的负面影响。当例如基板112的基板在马兰戈尼干燥机中干燥时，如由箭头114所显示，基板被抬升离开干燥机104且被抬升至干燥环境102的顶部部分103，这将于以下更详细说明。
在传统环境中，如由箭头110所显示，从风扇108流动的空气从工厂接口106行进通过干燥环境开口105到干燥环境102的顶部部分103。当基板干燥时，流动至干燥环境102中的空气直接流到基板112上方，减少干燥处理的效率。在干燥处理之后，归因于气流，基板112通常含有缺陷，减少半导体效能。如此，在图1中所显示的配置常常造成问题且需要改进。
图2是根据本文所述的至少一个实施例的系统200的图解视图。在这些实施例中，系统200包括干燥环境202和工厂接口206。基板通常存储于定位为靠近工厂接口206的卡匣216内。此后，基板传送至工厂接口206且接着至系统200的处理区域，在系统200的处理区域中在基板的表面上沉积材料，形成半导体器件。在完成半导体处理之前，基板通常传送至喷射模块218和刷盒模块220，在喷射模块218和刷盒模块220中清洁基板。在清洁之后，基板传送至干燥环境202。干燥环境202包括顶部部分203和干燥机204。干燥机204可以是马兰戈尼干燥机。如以上所讨论，马兰戈尼干燥机用以建立“马兰戈尼流动”，以干燥基板，帮助减少基板的表面上形成的条纹、斑点和浴残留物的负面影响。当例如基板212的基板在马兰戈尼干燥机中干燥时，如由箭头214所示，基板被抬升离开干燥机204且至干燥环境202的顶部部分203，这将于以下更详细说明。
大多与图1中所显示的传统实施例相似，如由箭头210所显示，从风扇208流动的空气行进通过工厂接口206至干燥环境开口205中。然而，不像传统实施例，此处所述的实施例包括滑动门222。滑动门222具有长度224和宽度226。在这些实施例中，长度224大于宽度226。如图2中所显示，滑动门222作用以当滑动门222抬升至关闭位置时，阻挡气流进入干燥环境202的顶部部分203。滑动门222的关闭位置为使得滑动门222的长度224在全部干燥环境开口205上延伸，完全阻挡空气进入干燥环境202。因此，当干燥基板212时，来自工厂接口206的空气流动保持在干燥环境202之外，增加干燥处理的效率。如此，这些实施例作用以在完成干燥处理之后减少基板212上的缺陷，增加半导体性能。
图3是根据本文所述的至少一个实施例的干燥环境202的剖面视图。在图3中，干燥环境202显示为不具有基板存在于干燥环境202内。在这些实施例中，如以上所讨论，干燥环境202包括顶部部分203和干燥机204。干燥机204包括盖301，盖301具有第一干燥机开口320和第二干燥机开口322。如以下在图4-5E中将进一步详细解释，至少一个基板可通过第一干燥机开口320进入干燥机204，且通过第二干燥机开口322离开干燥机204。
在这些实施例中，干燥机204包括冲洗部分302、干燥部分304和溢流堰306。冲洗部分302包括液体318，例如浴液，作用以当基板进入干燥机204时冲洗基板。例如浴液源的液体源303作用以供应浴液至干燥机204的冲洗部分302。在冲洗部分302内置放架篮324和推进器326。架篮324配置成随着基板进入冲洗部分302而接收基板。此后，如由箭头325所显示，架篮324将基板传送至推进器326。推进器326被配置成抬升基板离开冲洗部分302至干燥部分304。在干燥部分304内，就在液体318的表面上方，为喷洒条316。随着基板抬升离开液体318，喷洒条316将例如IPA蒸气的蒸气流引导至基板上。IPA蒸气被引导至随着基板从液体318提起并且液体318从基板排出时形成的流体弯月面。溶剂蒸气沿着液体318的表面吸附，其中吸附的蒸气的浓度造成表面张力在弯月面的尖端处比在大部分液体318中更低，造成液体318从干燥弯月面朝向大部分液体318流动。此流动已知称为“马兰戈尼流动”，并且可用以实现基板干燥，而减少基板上的条纹、斑点或浴残留物。
溢流堰306环绕干燥机的冲洗部分302，使得流体318可溢流至此。流体318可由流体源303持续供应，使得流体持续溢流至溢流堰306。排放通口308可耦合至干燥机204的底部，而输出至排放310。此外，排空通口312可耦合至干燥机204的底部，而输出至排空314，而可作用以促进液体318排空离开干燥机204。
在这些实施例中，干燥环境202也包括旋转平台328。旋转平台328定位于干燥环境202的顶部部分203内。旋转平台328配置成在基板离开第二干燥开口322之后，接收离开干燥机204的基板。此后，如由箭头321所显示，旋转平台328作用以旋转且将基板传送离开干燥环境开口205至工厂接口206中。旋转平台328包括捕捉器330和手指332。捕捉器330配置成在基板由推进器326抬升之后接收离开干燥机204的基板。在某些实施例中，捕捉器330可安装于在每一端具有止动器的线性球滑轨(未显示)上。归因于重力，捕捉器330移动至线性球滑轨的底部。随着基板离开干燥机204的干燥部分304，基板推挤捕捉器330且造成与捕捉器330一起抵抗重力向上移动。当捕捉器330到达其高点时，如图4-5E中进一步详细显示说明，手指332被配置成将基板锁定且固定至旋转平台328上。
此外，如上所述，干燥环境202包括滑动门222。尽管此处显示且说明一个滑动门222，在其他实施例中可具有两个或更多个滑动门222。滑动门222安装在安装臂340上。安装臂340安装至致动器342。在这些实施例中，致动器342为气动滑动汽缸，气动滑动汽缸作用以在开启位置和关闭位置之间抬升和降低滑动门222，如图3中由箭头334所显示。在某些实施例中，致动器342可以是电动的(motorized)。此外，致动器可包括传感器(未显示)，传感器检测滑动门222相对于干燥处理的定位。当滑动门222在开启位置中时滑动门222的长度224全部低于干燥环境开口205。当滑动门222在关闭位置中时，滑动门222的长度224覆盖干燥环境开口205的全部。如以上所述，当滑动门222在关闭位置中时，其阻挡来自工厂接口206的气流进入干燥环境202，强化干燥环境202内基板的干燥处理，导致较少的基板缺陷。此外，在服务和维护期间，滑动门222页避免机械手臂在工厂接口206内的任何意外侵害。
图4是根据本文所述的至少一个实施例的方法400的流程图。在这些实施例中，利用图1-3中所述的系统和装置执行方法400，但不限于这些系统和装置，并且可以利用其他类似的系统和装置执行。图5A-5E显示在图4中所述的方法400的各个步骤处的干燥环境202。
在框402中，如图5A中所显示，当滑动门222的长度224被定位为全部低于干燥环境开口205时，将第一基板502通过第一干燥机开口320传送至干燥机204中。在框402中的滑动门222为在开启位置中，使得干燥环境202通过干燥环境开口205暴露至工厂接口206。如图5A中所显示，随着第一基板502进入冲洗部分302，架篮324接收第一基板502。
在框404中，如图5B中所显示，当第一基板502传送至定位于干燥机204内的多个喷洒条316正下方的位置时，滑动门222抬升至使得滑动门222的长度224部分覆盖干燥环境开口205的位置(如由箭头504所显示)。第一基板502从架篮324传送至推进器326。如图5B中所显示，推进器326将第一基板502向上抬升至靠近喷洒条316正下方的液体318的表面。
在框406中，如图5C中所显示，当滑动门222在使得滑动门222的全部长度224覆盖干燥环境开口205的位置中时，通过将第一基板502抬升经过多个喷洒条316并且通过第二干燥机开口322离开干燥机204来干燥第一基板502。在框406中的滑动门222为在关闭位置中，使得从工厂接口206流动至干燥环境开口205中的气流被阻挡而无法进入干燥环境202。如上所述，随着第一基板502被抬升经过喷洒条316，其通过马兰戈尼干燥处理来干燥。推进器326将第一基板502通过第二干燥机开口322持续抬升离开干燥机204，使其与旋转平台328的捕捉器330接合。如图5C中所显示，在捕捉器330首先接收第一基板502时，捕捉器330定位在旋转平台328的底部。
在框408中，如图5D中所显示，当第一基板502装载至干燥环境202内的旋转平台328上时，滑动门222降低至使得滑动门222的长度224部分覆盖干燥环境开口205的位置(如由箭头506所显示)。抬升第一基板502，使其推挤捕捉器330并且造成捕捉器330与其一起抵抗重力向上移动。如图5D中所显示，当捕捉器330到达其高点时，手指332配置成将第一基板502锁定且固定至旋转平台328上。
在框410中，如图5E中所显示，当滑动门222在使得滑动门222的全部长度224低于干燥环境开口205的位置中时，第一基板502通过干燥环境开口205传送至工厂接口206。同时，第二基板508通过第一干燥机开口320传送至干燥机204中。类似于在框402中，在框410中滑动门222为在开启位置中，使得干燥环境202通过干燥环境开口205暴露至工厂接口206。滑动门222的开启位置允许第一基板502由旋转平台328通过干燥环境开口205传送至工厂接口206。旋转平台328旋转90度，使得第一基板502在水平定向中，并且可装载至工厂接口206内的传送机械手臂(未显示)上。此外，随着第一基板502离开干燥环境202，第二基板508进入干燥环境202，以同步的方式提供可重复的处理。
方法400有利地提供处理，使得当干燥基板(例如第一基板502)时关闭滑动门222，但当将基板(例如第一基板502)传送至工厂接口206时开启滑动门222，并且同时将另一基板(例如第二基板508)传送至干燥环境202。如此，这些处理允许快速地干燥多个基板以及在处理系统200内的一致性，改进产量且减少成本。
尽管以上涉及本发明的示例，但是可衍生本发明的其他和进一步示例而不会悖离其基本范围，并且其范围由以下权利要求来确定。

Claims (15)

1.一种干燥环境，包含：
干燥机，包含盖，所述盖具有第一干燥机开口和第二干燥机开口，其中所述盖被配置成将至少一个基板通过所述第一干燥机开口接收至所述干燥机中，并且允许所述至少一个基板通过所述第二干燥机开口离开所述干燥机；
顶部部分，在所述干燥环境内定位于所述干燥机上方，所述顶部部分具有在所述干燥环境和工厂界面之间的干燥环境开口；
至少一个滑动门，具有长度和宽度，所述至少一个滑动门定位于所述干燥环境内，其中所述至少一个滑动门被配置成向上移动至使得所述至少一个滑动门的所述长度覆盖所述干燥环境开口的全部的位置，并且当所述至少一个基板在所述干燥环境内时，被配置成向下移动至使得所述至少一个滑动门的所述长度全部低于所述干燥环境开口的位置；以及
旋转平台，在所述顶部部分内，其中所述旋转平台被配置成将所述至少一个基板通过所述干燥机环境开口传送至所述工厂接口。
2.如权利要求1所述的干燥环境，其中所述干燥机进一步包含架篮，所述架篮被配置成当所述至少一个基板进入所述干燥机时接收所述至少一个基板。
3.如权利要求2所述的干燥环境，其中所述干燥机进一步包含推进器，所述推进器被配置成将所述至少一个基板抬升离开所述干燥机，其中所述推进器从所述架篮接收所述至少一个基板。
4.如权利要求3所述的干燥环境，其中所述旋转平台进一步包含捕捉器，所述捕捉器被配置成当所述至少一个基板离开所述干燥机时从所述推进器接收所述至少一个基板。
5.如权利要求4所述的干燥环境，其中所述旋转平台进一步包含手指，所述手指被配置成将所述至少一个基板固定至所述旋转平台。
6.一种干燥环境，包含：
干燥机，包含：
盖，具有第一干燥机开口和第二干燥机开口，其中所述盖被配置成将至少一个基板通过所述第一干燥机开口接收至所述干燥机中，并且允许所述至少一个基板通过所述第二干燥机开口离开所述干燥机；
冲洗部分，具有一管液体；以及
干燥部分，具有定位在所述管液体正上方的多个喷洒条；
顶部部分，在所述干燥环境内定位于所述干燥机上方，所述顶部部分具有在所述干燥环境和工厂接口之间的干燥环境开口；
滑动门，具有长度和宽度，定位于所述干燥环境内，其中：
所述滑动门被定位为使得当所述至少一个基板低于所述多个喷洒条时，所述长度的至少一部分低于所述干燥环境开口；并且
所述滑动门被定位为使得当所述至少一个基板抬升经过所述多个喷洒条时，所述滑动门的所述长度覆盖所述干燥环境开口的全部；
旋转平台，在所述顶部部分内，其中所述旋转平台被配置成通过所述干燥机环境开口将所述至少一个基板传送至所述工厂接口。
7.如权利要求6所述的干燥环境，其中所述多个喷洒条配置成利用异丙醇(IPA)蒸气喷洒所述至少一个基板。
8.如权利要求6所述的干燥环境，其中所述滑动门的所述长度大于所述滑动门的所述宽度。
9.如权利要求6所述的干燥环境，其中所述干燥机进一步包含架篮，所述架篮被配置成当所述至少一个基板进入所述干燥机时接收所述至少一个基板。
10.一种用于干燥基板的方法，包含：
当具有长度和宽度的滑动门被定位在干燥环境内使得所述滑动门的全部长度低于干燥环境开口时，将第一基板通过第一干燥机开口传送至干燥机中，其中所述干燥机定位在所述干燥环境内，并且所述干燥环境开口在所述干燥环境和工厂接口之间；
当所述第一基板传送至定位于所述干燥机内的多个喷洒条正下方的位置时，将所述滑动门抬升至使得所述滑动门的所述长度部分地覆盖所述干燥环境开口的位置；
当所述滑动门在使得所述滑动门的所述全部长度覆盖所述干燥环境开口时，通过将所述第一基板抬升经过所述多个喷洒条并且通过第二干燥机开口离开所述干燥机来干燥所述第一基板；
当所述第一基板装载至所述干燥环境内的旋转平台上时，降低所述滑动门至使得所述滑动门的所述长度部分地覆盖所述干燥环境开口的位置；以及
当所述滑动门在使得所述滑动门的所述全部长度低于所述干燥环境开口时，将所述第一基板通过所述干燥环境开口传送至所述工厂接口，并且同时将第二基板通过所述第一干燥机开口传送至所述干燥机中。
11.如权利要求10所述的方法，其中通过定位于所述干燥机内的推进器将所述第一基板传送至所述多个喷洒条正下方的所述位置，其中所述推进器从定位于所述干燥机内的架篮接收所述第一基板。
12.如权利要求11所述的方法，其中通过捕捉器将所述第一基板装载至所述旋转平台上，所述捕捉器被配置成当所述第一基板离开所述干燥机时从所述推进器接收所述第一基板。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述旋转平台进一步包含手指，所述手指被配置成将所述第一基板固定至所述旋转平台。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述多个喷洒条被配置成利用异丙醇(IPA)蒸气喷洒所述第一基板。
15.如权利要求10所述的方法，其中所述滑动门由安装至安装臂的致动器抬升和降低，其中所述安装臂安装至所述滑动门。
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