DE102004060980A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung von Substraten - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Trocknung von Substraten (10) bereit mit: einer Einrichtung (12, 13) zum senkrechten Ausbringen einer Mehrzahl paralleler Substrate (10) aus einem Flüssigkeitsbad (11) und einer Fluidzuführeinrichtung (16, 17, 18) zum gerichteten Leiten eines Fluids (27) mit einer vorbestimmten Zusammensetzung von zumindest einer Seite lateral der Substrate (10) aus jeweils mittig zwischen zwei benachbarte Substrate (10) an die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades (11). Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Trocknung von Substraten (10) bereit.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung von Substraten, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung von Halbleiterwafern unter Ausnutzung des Marangoni-Effektes.
  • Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen sind mitunter Herstellungsschritte erforderlich, welche eine Reinigung der bearbeiteten Substrate, insbesondere Siliciumscheiben bzw. Wafer, in einem Flüssigkeitsbad erforderlich macht. Dabei werden die Halbleiterwafer zu deren Behandlung in ein Flüssigkeitsbad getaucht und aus diesem derart langsam herausgenommen, dass möglichst die gesamte Flüssigkeitsmenge im Flüssigkeitsbad bleibt. Zur Verbesserung des Trocknungsvorganges beim Ausbringen von Halbleiterwafern aus einem Flüssigkeitsbad, insbesondere entionisiertem Wasser, ist es gemäß der europäischen Patentschrift EP 0 385 536 B1 bekannt, die Halbleiterwafer beim Verlassen des Flüssigkeitsbades direkt in Kontakt mit einem nicht darauf kondensierenden Dampf zu bringen, welcher aus einer Substanz besteht, der die Oberflächenspannung der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades herabsetzt. Dabei wird der Marangoni-Effekt ausgenutzt.
  • Trotz des Einsatzes einer Trocknervorrichtung, welche den Marangoni-Effekt ausnutzt, werden die Halbleiterwafer verhältnismäßig langsam und teilweise mit zurückbleibenden Wasserflecken, wie mit Bezug auf 6 beschrieben, getrocknet. In 6 ist ein Halbleiterwafer A aus Silicium dargestellt, auf welchem ein Wassertropfen B (H2O) anhaftet. An diesem Wassertropfen B greift zum einen Luftsauerstoff C (O2) an, zum anderen verdunstet Wasser aus dem Flüssigkeitstropfen B und geht somit in die gasförmige Phase D, d.h. Wasserdampf, über. Daraus resultiert ein Wasserfleck E, welcher nicht etwa aus einem Salzrückstand besteht, da entionisiertes Wasser zum Einsatz kommt, sondern Siliciumdioxid (SiO2) aufweist. Solche Wasserflecke können bei der Herstellung von Halbleiterschaltkreisen aus entsprechend getrockneten Halbleiterwafern zur Bildung von sehr kleinen Löchern oder Fehlstellen bei der Abscheidung von Schichten in nachfolgenden Prozessschritten führen. Darüber hinaus sind Wasserflecke mitunter für höhere Übergangswiderstände bei Kontakten verantwortlich. Dies alles reduziert insgesamt die Ausbeute der intakten Schaltkreise auf dem gesamten Halbleiterwafer resultierend aus dem mängelbehafteten Trocknungsprozess. Als quantitatives Maß für die Effektivität eines solchen Trocknungsprozesses kann die Anzahl von gebildeten Wasserflecken pro Flächeneinheit definiert werden. Die Trocknung eines Wafers ist dabei zu 100 effektiv, wenn sich keine Wasserflecken bilden. Die Bildung von Wasserflecken wird sehr stark beeinflusst von der Trocknungsgeschwindigkeit. Als Trocknungsgeschwindigkeit wird die Aushubgeschwindigkeit der Halbleiterwafer aus dem Flüssigkeitsbad, insbesondere dem entionisierten Wasser, definiert.
  • Um einen Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von ≥ 300 mm in der gleichen Zeit zu trocknen wie einen Halbleiterwafer kleineren Durchmessers, ist es jedoch erforderlich, die Trocknungsgeschwindigkeit, d.h. die Aushubgeschwindigkeit, zu erhöhen. Gelingt dies nicht, verringert sich automatisch der Durchsatz einer solchen Trockenvorrichtung. Ebenfalls von Bedeutung bezüglich der Bildung von Wasserflecken ist die Bereitstellung des die Oberflächenspannung des Flüssigkeitsbades herabsetzenden Fluides an der Flüssigkeitsoberfläche. Die Versorgung mit dem die Oberflächenspannung der Flüssigkeit herabsetzenden Fluides muss von ausreichender Konzentration und homogen an der Flüssigkeitsoberfläche sein.
  • Zur Herstellung eines die Oberflächenspannung der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades herabsetzenden Fluides, z.B. ein Stickstoffisopropanolgemisch, erfolgt herkömmlicherweise durch Einleiten eines Stickstoffstromes durch eine Quarzfritte in einer Gaswaschflasche bzw. Bubbler. Die Konzentration des Isopropanols im Stickstoffstrom ist durch die Löslichkeit des Isopropanols im Stickstoffstrom beschränkt. Die Löslichkeit ist außerdem temperaturabhängig und abhängig von der Stickstoffströmungsgeschwindigkeit. Eine solche Gaswaschflasche bzw. Bubbler ist nicht temperiert, was dazu führt, dass das Isopropanol beim Durchleiten des Stickstoffes, welcher darin expandiert, abgekühlt wird und die Löslichkeit des Isopropanols im Stickstoff dadurch weiter sinkt. Daraus ergibt sich ebenfalls eine Veränderung der Konzentration des Isopropanols im Stickstoff. Dies führt zu einer seitlich ungleichmäßigen Isopropanolversorgung an der Flüssigkeitsoberfläche. Auch durch diese ungleichmäßige Isopropanolversorgung an der Flüssigkeitsoberfläche können entsprechende Rückstände, insbesondere Wasserflecken, bei der Trocknung der Halbleiterwafer entstehen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung von Substraten bereitzustellen, durch welche bei gesteigerter Trocknungsgeschwindigkeit eine Verminderung von Rückständen auf den getrockneten Substraten verbleibt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebene Vorrichtung zur Trocknung von Substraten und durch das Verfahren zur Trocknung von Substraten nach Anspruch 15 gelöst.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, jeweils einen gerichteten Fluidstrom in einem vorbestimmten Bereich auf die Flüssigkeitsoberfläche eines Flüssigkeitsbades mittig zwischen zwei Substrate auftreffen zu lassen. Abgesehen davon wird ein Fluid vorbestimmter Zusammensetzung gezielt auf die Oberfläche des Flüssigkeitsbades gerichtet.
  • In der vorliegenden Erfindung wird das eingangs erwähnte Problem insbesondere dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung zur Trocknung von Substraten bereitgestellt wird mit: einer Einrichtung zum senkrechten Ausbringen einer Mehrzahl paralleler Substrate aus einem Flüssigkeitsbad; und einer Fluidzuführeinrichtung zum gerichteten Leiten eines Fluides mit einer vorbestimmten Zusammensetzung von zumindest einer Seite lateral der ausbringbaren Substrate aus jeweils mittig zwischen zwei benachbarte Substrate an die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades.
  • In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Erfindungsgegenstandes.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Fluid durch die Fluidzuführeinrichtung von beiden Seiten lateral der ausbringbaren Substrate zuführbar.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Fluidzuführeinrichtung ausgerichtete Zuführkanäle auf, welche das Fluid unter einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades zuführen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der vorbestimmte Winkel der ausgerichteten Zuführkanäle derart gewählt, dass die durch die ausgerichteten Zuführkanäle vorgegebene Hauptstromrichtung des Fluides auf die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades in einer Entfernung zwischen einem Viertel und drei Vierteln des Abstandes eines Zuführkanals zu einem gegenüberliegenden Rand des Flüssigkeitsbades trifft.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der vorbestimmte Winkel der ausgerichteten Zuführkanäle derart gewählt, dass die durch die ausgerichteten Zuführkanäle vorgegebene Hauptstromrichtung des Fluides auf die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades in einer Entfernung zwischen einem Drittel und der Hälfte des Abstandes eines Zuführkanals zu einem gegenüberliegenden Rand des Flüssigkeitsbades trifft.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Einrichtung zum senkrechten Ausbringen der Substrate eine Hubeinrichtung und eine Substratführungseinrichtung auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Fluidzuführeinrichtung zumindest einen Verteilerkanal auf, von welchem Zuführkanäle rechtwinklig abzweigen, wobei der Verteilerkanal in einem unteren Abschnitt der Substratführungseinrichtung verläuft.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist über dem Flüssigkeitsbad eine abnehmbare Haube vorgesehen, innerhalb welcher zumindest Teile der Fluidzuführeinrichtung und eine Substratführungseinrichtung liegen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die abnehmbare Haube mit einer Gaszuführung verbunden, durch welche, vorzugsweise von oben her, in die abnehmbare Haube über eine Verteilereinrichtung, vorzugsweise ein Lochblech, ein inertes Gas einleitbar ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die F1uidzuführungseinrichtung mit einer Fluidaufbereitungseinrichtung verbunden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Fluidaufbereitungseinrichtung eine erste regelbare Fluidquelle und eine zweite regelbare Fluidquelle sowie eine temperierbare Mischkammer auf, welche mit der ersten und zweiten regelbaren Fluidquelle verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Fluid ein Gasgemisch aus Stickstoff und Isopropanol eines vorbestimmten Verhältnisses.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades entionisiertes Wasser.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Substrate Halbleiterwafer, insbesondere Siliciumwafer.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird das Fluid aus zwei Fluiden, vorzugsweise Stickstoff und Isopropanol, in einer temperierbaren Mischkammer gemischt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird das gemischte Fluid in seiner Anteilszusammensetzung jeweils mittels eines Durchflussreglers pro Fluidquelle eingestellt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird das Fluid mit einer Temperatur von maximal 20 K über der Umgebungstemperatur jeweils mittig zwischen die Substrate geleitet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades Umgebungstemperatur, vorzugsweise 20°C, auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird über das Flüssigkeitsbad eine abnehmbare Haube gebracht und mit einem inerten Gas aufgefüllt, bevor das Fluid zumindest auf die Oberfläche des Flüssigkeitsbades gebracht wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht einer Trocknungsvorrichtung zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Draufsicht einer Trocknungsvorrichtung zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Seitenansicht eines Ausschnittes einer Trocknungsvorrichtung zur Erläuterung einiger Details einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung einiger Details einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers zur Erläuterung der Problemstellung.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.
  • In 1 ist ein Substrat 10, insbesondere ein Halbleiterwafer, z.B. eine Siliciumwaferscheibe, in einem Flüssigkeitsbad 11 eingebracht. Das Flüssigkeitsbad 11 ist vorzugsweise mit entionisiertem Wasser aufgefüllt und als Überlaufbecken ausgebildet. Zum Ein- bzw. Ausbringen des Substrates 10 weist die Anordnung gemäß 1 ein klingenförmiges Element 12 und eine das Substrat 10 führende Hubeinrichtung 13 auf. Dieser Mechanismus zum Ausbringen des Substrates 10 entspricht im Wesentlichen der im Vorgenannten zitierten europäischen Patentschrift EP 0 385 536 .
  • Die Einrichtung zur Behandlung von Substraten 10 gemäß 1 weist eine über dem Flüssigkeitsbad 11 positionierbare, d.h. insbesondere abnehmbare Haube 14 auf. An den Seitenwänden der Haube 14 sind Substratführungseinrichtungen vorgesehen, welche das Substrat 10 beim Ausbringen aus dem Flüssigkeitsbad 11 gegen ein Umkippen halten. Durch die Hubeinrichtung 13 sowie das klingenförmige Schiebeelement 12 wird insbesondere eine Vielzahl von parallelen Substraten im Wesentlichen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades 11 ausgebracht und durch die Substratführungseinrichtungen 15 jeweils mit einem vorbestimmten Abstand zueinander gehalten. Innerhalb der Haube im unteren Bereich der Substratführungseinrichtung 15 oder unterhalb der Substratführungseinrichtung 15 ist eine Fluidzuführeinrichtung 16 vorgesehen, welche aus einem senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Verteilerkanal 17 und Zuführkanälen 18, welche senkrecht vom Verteilerkanal 17 abzweigen, besteht. Die Zuführkanäle 18 sind dabei derart ausgerichtet, dass deren Hauptstromrichtung gemäß einer nachfolgend beschriebenen Vorgabe ausgerichtet sind. Durch die Fluidzuführeinrichtung wird ermöglicht, ein Fluid einer vorbestimmten Zusammensetzung an der Oberfläche des Flüssigkeitsbades 11 bereitzustellen. Darüber hinaus ist die bewegliche Haube 14 mit einer Gaszuführeinrichtung 19 versehen, welche mit einer Gasquelle (nicht dargestellt) verbunden ist, um über eine Verteilereinrichtung 20, vorzugsweise ein Lochblech, ein inertes Gas in den Innenraum der Haube 14 einzubringen.
  • Wie in der Draufsicht gemäß 2 ersichtlich, ist eine Vielzahl von parallel zueinander ausgerichteten Substraten 10 durch die Substratführungseinrichtung 15 geführt, wenn diese von der Hubeinrichtung 13 und dem messerförmigen Schiebeelement 12 gemäß 1 aus dem Flüssigkeitsbad 11 zur Trocknung ausgebracht werden in die Haube. Benachbarte Zuführkanäle 18, durch welche ein vorbestimmtes Fluid unter einem vorbestimmten Winkel auf die Oberfläche des Flüssigkeitsbades 11 strömt, sind mittig zwischen benachbarten Substraten 10, welche erst beim Ausbringen aus dem Flüssigkeitsbad 11 gemäß 1 an der Oberfläche des Flüssigkeitsbades sichtbar wer den, angeordnet. Benachbarte Zuführkanäle 18 weisen dabei den gleichen Abstand zueinander auf wie benachbarte Substrate 10.
  • Mit Bezug auf 3 sind verschiedene Details einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zur näheren Erläuterung in einer Schrägansicht im Schnitt dargestellt. Ein teilweise aus dem Flüssigkeitsbad 11 ausgebrachtes Substrat 10 wird durch zwei benachbarte Substratführungseinrichtungen 15, welche an der Haube 14 angebracht sind, gehalten bzw. gegen ein seitliches Umkippen geführt. In der Haube 14 bzw. im unteren Abschnitt der Substratführungseinrichtung 15 ist die Zuführeinrichtung 16 mit einem Verteilerkanal 17 und davon senkrecht abzweigenden Zuführkanälen 18 dargestellt. Die Zuführkanäle 18 sind dabei so ausgerichtet, dass ihre Hauptstromrichtung in einem vorbestimmten Bereich auf die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades 11 trifft. Durch die Zuführeinrichtung 16 wird ein vorbestimmtes Fluid unter einer bestimmten Richtung an die Oberfläche des Flüssigkeitsbades 11 geleitet.
  • In 4 ist in einer Seitenquerschnittsansicht die Ausrichtung der Hauptstromrichtung 21 des vorbestimmten Fluides, welches durch die Fluidzuführeinrichtung 16 zugeführt wird, näher erläutert. Der Winkel α der Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades 11 und der Hauptstromrichtung 21 des vorbestimmten Fluides, welche durch die Ausrichtung des Zuführkanals vorgegeben ist, wird vorzugsweise derart bestimmt, dass ein Auftreffpunkt 22, in welchem die Hauptstromrichtung 21 auf die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades 11 trifft, einen Abstand von einem Viertel bis drei Viertel, insbesondere einem Drittel bis der Hälfte der Strecke von einem Zuführkanal 18 zu einem gegenüberliegenden Rand des Flüssigkeitsbades 11 aufweist. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige und gerichtete Versorgung der Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades 11 mit einem vorbestimmten Fluid, insbesondere einem Gemisch aus Isopropanol und Stickstoff, ermöglicht.
  • Die 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Dabei ist die mit Bezug auf die vorangehenden Figuren erläuterte Vorrichtung zur Behandlung von Substraten 10 um eine Fluidaufbereitungseinrichtung erweitert. Die Fluidaufbereitungseinrichtung weist eine erste Fluidquelle 23, vorzugsweise eine Stickstoffquelle (N2), und eine zweite Fluidquelle 24, vorzugsweise eine Isopropanolquelle, auf. Über je einen Durchflussregler 25 werden genau definierte Mengen des ersten Fluides und des zweiten Fluides in eine Mischkammer 26 bzw. eine Zerstäuberkammer eingeleitet. Die Zerstäuberkammer 26 ist temperierbar, um die durch Verdunstung des zweiten Fluids und Expansion des ersten Fluids resultierende Temperaturabsenkung zu kompensieren. Die Temperatur der Mischkammer 26 und damit des Fluides 27 ist frei wählbar. Über Zuleitungen 28 ist die Mischkammer 26 mit der Fluidzuführungseinrichtung 16 verbunden, um ein Fluid 27 mit einer vorbestimmten Zusammensetzung und einer vorbestimmten Temperatur gerichtet an die Oberfläche des Flüssigkeitsbades 11 führen zu können. Die Temperatur des Fluides liegt vorzugsweise maximal 20 K höher als die Umgebungstemperatur von beispielsweise 20°C. Die Temperatur der Flüssigkeit, vorzugsweise entionisiertes Wasser, im Flüssigkeitsbad 11 ist vorzugsweise gleich der Umgebungstemperatur von beispielsweise 20°C. Die Behandlungsvorrichtung bzw. Trocknungsvorrichtung wird vorzugsweise bei den erwähnten Temperatur betrieben, um eine Kondensation des Isopropanols oder von entionisiertem Wasser an den Substraten 10 zu vermeiden.
  • Durch das gezielte Leiten des Fluids 27 an die Oberfläche des Flüssigkeitsbades werden die Substrate 10 beim Ausbringen bzw. Herausheben mit Hilfe des Marangoni-Effektes getrocknet.
  • Im Nachfolgenden erfolgt eine Erläuterung eines Trocknungsprozesses mit Bezug auf die 1 bis 5. Eine Charge aus Substraten 10, vorzugsweise Halbleiterwafern, wird zunächst auf bekannte Art und Weise in ein mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise entionisiertem Wasser, gefüllte Flüssigkeitsbad bzw. Prozessbecken eingebracht. Daraufhin wird die bewegliche Haube 14 in die in 1, 4 und 5 dargestellte Position gebracht. Daran schließt sich das Befüllen des Haubeninnenraumes mit einem inerten Gas über die Gaszuführung 19 und vorzugsweise die Verteilereinrichtung 20 eingeleitet, bis sie vollständig mit inertem Gas gefüllt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass keine Fremdstoffe, insbesondere Fremdgase, in der Haube 14 vorhanden sind, welche die darin aufzunehmenden Substrate 10 beeinträchtigen könnten.
  • Über die Fluidzuführeinrichtung 16 wird anschließend ein vorbestimmtes Fluid, welches vorzugsweise wie mit Bezug auf 5 erläutert hergestellt wurde, vorzugsweise ein Gemisch aus Isopropanol und Stickstoff, auf die Oberfläche des Flüssigkeitsbades 11 geleitet. Dabei ist der Winkel α, wie mit Bezug auf 4 erläutert, gewählt. Anschließend werden die Substrate 10 über das messerförmige bzw. keilförmige Element 12 aus dem Flüssigkeitsbad 11 heraus in die Haube 14 hineingeschoben. Während dieses Hubvorgangs wird weiter über die Fluidzuführeinrichtung 16 das vorbestimmte Fluid eingeleitet, wobei die Zuführkanäle 17 derart mit den Substraten 10 ausgerichtet sind, dass sie mittig in die Zwischenräume zwischen die Substrate 10 weisen.
  • Dabei wird das vorbestimmte Fluid gezielt, wie mit Bezug auf 2 erläutert, eingebracht.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. So sind neben einer Zuführung des vorbestimmten Fluides von zwei Seiten an die Oberfläche des Flüssigkeitsbades auch eine nur einseitige Fluidzuführung möglich. Die Temperaturangaben des Fluides sowie des Flüssigkeitsbades sind lediglich beispielhaft zu sehen. Neben Halbleiterwafern sind beliebige Substrate, welche aus einem Reinigungsbecken bzw. aus einem Flüssigkeitsbad unter Ausnutzung des Marangoni-Effektes aus gebracht werden, angedacht. Auch die konkrete Anordnung zur Bereitstellung eines Fluides 28 mit einer vorbestimmten Zusammensetzung und einer vorbestimmten Temperatur gemäß 5 ist lediglich beispielhaft anzusehen. Bei der Festlegung des Auftreffpunktes 22 der Hauptstromrichtung 21 des Fluides auf die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades 11 ist davon ausgegangen worden, dass das Flüssigkeitsbad, insbesondere ein entsprechend gegenüberliegender Rand des Flüssigkeitsbades, direkt lateral benachbart des Wafers liegt, d.h. insbesondere kein großer Abstand zwischen Substratrand und Flüssigkeitsbadrand im eingetauchten Zustand vorliegt.
  • 10
    Substrat, insbesondere Halbleiterwafer
    11
    Flüssigkeitsbad
    12
    klingenförmiges Schiebeelement
    13
    Hubeinrichtung
    14
    bewegliche Haube
    15
    Substratführungseinrichtung
    16
    Fluidzuführeinrichtung
    17
    Verteilerkanal
    18
    Zuführkanal
    19
    Gaszuführung
    20
    Verteilereinrichtung, insbesondere Lochblech
    21
    Hauptstromrichtung
    22
    Auftreffpunkt
    23
    erste Fluidquelle
    24
    zweite Fluidquelle
    25
    Durchflussregler
    26
    temperierbare Mischkammer bzw. Zerstäuberkammer
    27
    vorbestimmtes Fluid, vorzugsweise Stickstoff-
    Isopropanol-Gemisch
    28
    Zuleitung
    A
    Halbleiterwafer
    B
    Wassertropfen
    C
    Sauerstoff
    D
    Wasserdampf
    E
    Siliziumdioxid

Claims (21)

  1. Vorrichtung zur Trocknung von Substraten (10) mit: einer Einrichtung (12, 13) zum senkrechten Ausbringen einer Mehrzahl paralleler Substrate (10) aus einem Flüssigkeitsbad (11); und einer Fluidzuführeinrichtung (16, 17, 18) zum gerichteten Leiten eines Fluides (27) mit einer vorbestimmten Zusammensetzung von zumindest einer Seite lateral der Substrate (10) aus jeweils mittig zwischen zwei benachbarte Substrate (10) an die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades (11).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (27) durch die Fluidzuführeinrichtung (16, 17, 18) von beiden Seiten lateral der Substrate (10) zuführbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzuführeinrichtung (16, 17, 18) ausgerichtete Zuführkanäle (18) aufweist, welche das Fluid (27) unter einem vorbestimmten Winkel (α) bezüglich der Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades (11) zuführen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel (α) der ausgerichteten Zuführkanäle (18) derart gewählt ist, dass die durch die ausgerichteten Zuführkanäle (18) vorgegebene Hauptstrom richtung des Fluides (21) auf die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades (11) in einer Entfernung zwischen einem Viertel und drei Vierteln des Abstandes eines Zuführkanals (18) zu einem gegenüberliegenden Rand des Flüssigkeitsbades (11) trifft.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel (α) der ausgerichteten Zuführkanäle (18) derart gewählt ist, dass die durch die ausgerichteten Zuführkanäle (18) vorgegebene Hauptstromrichtung (21) des Fluides (27) auf die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades (11) in einer Entfernung zwischen einem Drittel und der Hälfte des Abstandes eines Zuführkanals (18) zu einem gegenüberliegenden Rand des Flüssigkeitsbades (11) trifft.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (12, 13, 15) zum senkrechten Ausbringen der Substrate (10) eine Hubeinrichtung (13), ein keilförmiges Schiebeelement (12) und eine Substratführungseinrichtung (15) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzuführeinrichtung (16, 17, 18) zumindest einen Verteilerkanal (17) aufweist, von welchem Zuführkanäle (18) rechtwinklig abzweigen, wobei der Verteilerkanal (17) in einem unteren Abschnitt der Substratführungseinrichtung (15) oder einer beweglichen Haube (14) verläuft.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Flüssigkeitsbad (11) eine bewegliche Haube (14) vorgesehen ist, innerhalb welcher zumindest Teile der Fluidzuführeinrichtung (16, 17, 18) und eine Substratführungseinrichtung (15) liegen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Haube (14) mit einer Gaszuführung (19) verbunden ist, durch welche, vorzugsweise von oben her, in die bewegliche Haube (14) über eine Verteilereinrichtung (20), vorzugsweise ein Lochblech, ein inertes Gas einleitbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzuführeinrichtung (16, 17, 18) mit einer Fluidaufbereitungseinrichtung (23, 24, 25, 26) verbunden ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidaufbereitungseinrichtung (23, 24, 25, 26) eine erste regelbare Fluidquelle (23) und eine zweite regelbare Fluidquelle (24) sowie eine temperierbare Mischkammer (26) aufweist, welche mit der ersten und zweiten regelbaren Fluidquelle (23, 24) verbunden ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (27) ein Gasgemisch aus Stickstoff und Isopropanol eines vorbestimmten Verhältnisses ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades (11) entionisiertes Wasser ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate (10) Halbleiterwafer, insbesondere Siliziumwafer, sind.
  15. Verfahren zur Trocknung von Substraten (10) mit den aufeinanderfolgenden Schritten: (a) senkrechtes Ausbringen paralleler Substrate (10) aus einem Flüssigkeitsbad (11); und (b) Zuführen eines Fluides (27) mit einer vorbestimmten Zusammensetzung zumindest an die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades (11) von zumindest einer Seite lateral der Substrate (10) jeweils mittig zwischen zwei benachbarte Substrate (10) mit einer Fluidzuführeinrichtung (16, 17, 18).
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (27) aus zwei Fluiden, vorzugsweise Stickstoff und Isopropanol, in einer temperierbaren Mischkammer (26) gemischt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das gemischte Fluid (27) in seiner Anteilszusammensetzung jeweils mittels eines Durchflussreglers (25) pro Fluidquelle (23, 24) eingestellt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (27) mit einer Temperatur von maximal 20 K über der Umgebungstemperatur jeweils mutig zwischen die Substrate (10) geleitet wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades (11) entionisiertes Wasser ist, welches vorzugsweise Umgebungstemperatur aufweist.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt (a) eine bewegliche Haube (14) über das Flüssigkeitsbad (11) gebracht und mit einem inerten Gas ausgefüllt wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (27) über ausgerichtete Zuführkanäle (18) derart an die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades (11) geleitet wird, dass die durch die ausgerichteten Zuführkanäle (18) vorgegebene Hauptstromrichtung (21) des Fluides (27) auf die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbades (11) in einer Entfernung zwischen einem Drittel und der Hälfte des Abstandes eines Zuführkanals (18) zu einem gegenüberliegenden Rand des Flüssigkeitsbades (11) trifft.
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