DE69828592T2

DE69828592T2 - Verfahren zum entfernen einer flüssigkeit von einer oberfläche einer substrat

Info

Publication number: DE69828592T2
Application number: DE69828592T
Authority: DE
Inventors: Paul Mertens; Marc Meuris; Marc Heyns
Original assignee: Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Current assignee: Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2006-03-23
Also published as: DE69828592T8; ATE287126T1; EP0970511A1; JP2001506061A; WO1999016109A1; JP4017680B2; DE69828592D1; EP0970511B1

Description

ANWENDUNGSBEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen von Flüssigkeit aus einem rotierenden Substrat. Bei dieser Flüssigkeit kann es sich um irgend eine Flüssigkeit aus einem Nassprozess, wie z.B. um eine Flüssigkeit zum Nassätzen oder zum Reinigen handeln. Es kann sich auch um eine Reinigungsflüssigkeit handeln. Die Erfindung ist auf eine Vielzahl von Schritten eines Nassprozesses anwendbar, die vielfach im Fabrikationsprozess von integrierten Schaltkreisen oder von Anzeigvorrichtungen auf Flüssigkristallbasis benutzt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das vollständige und wirksame Entfernen einer Flüssigkeit von einer Oberfläche eines Substrats ist ein vielfach wiederholter Schritt, beispielsweise bei dem Fabrikationsprozess von integrierten Schaltkreisen. Ein solcher Prozessschritt kann nach dem Teilprozess einer Nassätzung, Nassreinigung oder Nassspülung, oder nach irgend einem anderen Teilschritt innerhalb des Fabrikationsprozesses erfolgen, bei dem besagtes Substrat bearbeitet oder einer Flüssigkeit ausgesetzt oder darin eingetaucht wird. Bei besagtem Substrat kann es sich um einen Halbleiter-Wafer oder einen Teil desselben oder um eine Glasscheibe oder irgend eine Scheibe aus einem Isolier- oder Leitermaterial handeln.
Die Herstellung von integrierten Schaltkreisen entwickelt sich dahingehend, dass jedes Substrat eher einzeln verarbeitet wird als in Lösgrößen von mehreren Substraten. Bei der Herstellung von ICs nach dem aktuellen Stand der Technik werden die meisten Verarbeitungsschritte wie z.B. die des Einsetzens und Abscheidens bereits in einem Modus ausgeführt, der an einem einzelnen Substrat erfolgt. Andererseits werden Phasen der Nassbehandlung wie z.B. Reinigungsstufen und nachfolgende Stufen der Entfernung von Flüssigkeiten typischerweise in einem Losgrößen-Modus durchgeführt, weil es keine geeigneten Alternativen gibt. Deshalb entstehen für jedes einzelne Substrat unterschiedliche Wartezeiten zwischen dem in einem Losgrößen-Modus erfolgten Prozessschritt einer Nassphase und dem in einem anderen Modus für ein einzelnes Substrat erfolgten Prozessschritt. Eine derartige Abweichung ist in Hinblick auf eine Prozesssteuerung unerwünscht. Vielmehr erhöht diese Prozessmischung aus Losgrößen- und Einzelsubstrat-Verarbeitung die Taktzeit, was gleichfalls unerwünscht ist. Deshalb besteht ein allgemeines Interesse an einer Entwicklung von wettbewerbsfähigen Nassprozessschritten bei einzelnen Substraten. Vor allem liegt eine der größten Herausforderungen bezüglich der Nassbearbeitungsverfahren von Einzel-Wafern darin, ein Verfahren zum Entfernen einer Flüssigkeit von beiden Seiten eines Substrats zu finden. Bei einem derartigen Verfahren müssen zwei Hauptforderungen erfüllt werden. Erstens sollte das Verfahren hinreichend schnell arbeiten. Wenn man weiß, dass bei den Verfahren nach heutigem Stand der Produktionstechnik am Band die Bearbeitung eines Substrats typischerweise je 2 bis 3 Minuten dauert, dann sollte bei Vermeidung einer doppelten Betriebsmittelausrüstung der Prozessschritt und der Schritt für das Entfernen der Flüssigkeit im Idealfall etwa innerhalb eines solchen Zeitrahmens abgeschlossen sein. Eine weitere Forderung bezieht sich auf die bevorzugte Substratorientierung.
Betriebsmittel und Transportwerkzeuge nach dem aktuellen Stand der Technik werden dahingehend entwickelt, dass die Substrate in horizontaler Lage gehandhabt werden. Deshalb wäre es zur Vermeidung einer zusätzlichen Handhabung der Substrate wünschenswert, Prozessschritte des Nassverfahrens so durchzuführen, dass die Substrate in horizontaler Lage verwendet werden.
In dem US-Patent US 5556479 wird ein Verfahren zum Trocknen von Substraten nach einer Behandlung mit einer Flüssigkeit offen gelegt. Nach einer solchen Behandlung werden die Wafer in Spülwasser eingetaucht. Die Wafer werden getrocknet, indem man besagtes, im Spülwasser eingetauchtes Substrat langsam aus besagtem Spülwasser herauszieht, während man die Wassergrenzfläche aufheizt. Allerdings erfordert es dieses bekannte Verfahren, dass die Substrate in einer senkrechten Lage aus dem Spülwasser herausgezogen werden, d.h. eine Oberfläche besagten Substrats ist etwa senkrecht zur Oberfläche des Spülwasserbades, wie man in 3 des US-Patents 5556479 erkennen kann. Diese Handhabung ist mit der Mehrzahl der übrigen Prozessschritte nicht verträglich, bei denen die Betriebsmittel und Transportwerkzeuge so ausgelegt sind, dass die Substrate in horizontaler Lage gehandhabt werden.
In dem US-Patent 5271774 wird ein Verfahren zum Schleudertrocknen offen gelegt, bei dem Substrate in horizontaler Lager gehandhabt werden können. Tatsächlich bilden sich kleine Flüssigkeitsinseln, die durch eine Rotationsbewegung vom Substrat entfernt werden. Es ist bekannt, dass bei einem derartigen Schleudertrocknungsverfahren auf der Substratoberfläche unerwünschte Reste zurückbleiben, die oft als Trocknungsmarken bezeichnet werden, vor allem auf Oberflächen mit gemischten hydrophilen und hydrophoben Bereichen.
Die Zusammenfassung der japanische Patentschrift JP-07211686 enthält die Offenlegung eines Verfahrens zum Trocknen eines Substrates, wie z.B. eines Wafers auf den beiden gegenüberliegenden Seiten. Zuerst wird ein Wafer in einem Reinigungsbehälter gereinigt und dann in einem Spül-/Trocknungsbehälter gespült. In besagten Spül-/Trocknungsbehälter wird reines Wasser auf die obere Oberfläche des Substrates gesprüht, um so den abschließenden Spülvorgang durchzuführen. Der Wafer wird durch Rotation gedreht und nachfolgend wird ein IPA-Dampf mit hoher Temperatur in den Behälter eingefüllt (auf der gegenüberliegenden Seite des Substrates), in dem das Schleudertrocknen weiter fortgeführt wird. Während dieses Stadiums wird an keiner anderen Seite des Wafers irgend eine zusätzliche Flüssigkeit zugeführt.
Dokument WO-A-9610463 bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät zum Reinigen der Oberflächen eines Substrats. In diesem Dokument wird beschrieben, wie Wasser durch eine Lanze auf eine Substratoberfläche zugeführt und wie Dampf direkt auf die dünne Wasserschicht gesprüht wird, die sich auf der Oberfläche bildet. Es bilden sich dann in der dünnen Wasserschicht Dampfblasen, die entweder sofort wieder in sich zusammenfallen oder an der Oberfläche der dünnen Wasserschicht platzen. Die pulsierende Wirkung des Dampfes unterstützt das Entfernen von Partikeln auf der Oberfläche, die dort gereinigt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einer Erscheinungsform der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Entfernen einer Flüssigkeit von mindestens einer Oberfläche von mindestens einem Substrat offen gelegt, das die folgenden Prozessschritte enthält:
Besagtes Substrat einer Rotationsbewegung unterwerfen Flüssigkeit auf mindestens einen Teil besagter Oberfläche besagten Substrats aufbringen; und örtliches Erhitzen besagter Flüssigkeit auf besagtem
Teil besagter Oberfläche, während der Zufuhr besagter Flüssigkeit, um dadurch die Oberflächenspannung besagter Flüssigkeit örtlich zu verringern (reduzieren). Es bildet sich zumindest örtlich, vor allem durch das Zuführen besagter Flüssigkeit und durch örtliches Erhitzen besagter Flüssigkeit auf besagter Oberfläche des besagten Substrats eine scharfe Grenze zwischen der Flüssigkeit und der Umgebung, d.h., eine so genannte Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze aus. Alternativ kann das Substrat örtlich an der Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze erhitzt werden. Die Wärme wird auf die nahe der Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze auf der Oberfläche des Substrats befindliche Flüssigkeit übertragen, um dadurch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit an dieser Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze zu verringern.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird besagte Rotationsbewegung bei einer gewissen Drehzahl so ausgeführt, dass besagte Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze über das besagte Substrat hinweggeführt wird. Insbesondere kann diese Drehzahl zwischen 2 und 40 Umdrehungen pro Sekunde oder zwischen 1 und 50 Umdrehungen pro Sekunde liegen, oder bei mehr als 40 Umdrehungen pro Sekunde. Bevorzugt wird, wenn diese Grenze eine gekrümmte Grenze beschreibt. Die Konfiguration ist so, dass die Flüssigkeit auf der Außenseite der gekrümmten Grenze gehalten wird, d.h., auf der Flüssigkeitsseite der Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze. An der Umgebungsseite der Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze ist keine Flüssigkeit vorhanden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann sich das Substrat um seine eigene Achse drehen. Besagtes Substrat kann alternativ auch einer Rotationsbewegung unterworfen werden, bei der besagtes Substrat sich nicht mehr um sein eigenes Zentrum, sondern sich um eine Achse dreht, die zu der Achse parallel und versetzt liegt, die senkrecht zum und durch das Zentrum des Substrats verläuft.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine frische Flüssigkeit auf besagtes Substrat kontinuierlich aufgesprüht. Die gesamte Oberfläche der Flüssigkeitsseite der Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze kann bedeckt sein, wie dies z.B. bei hydrophilen Oberflächen mit einer kontinuierlich sich erstreckenden dünnen Flüssigkeitsschicht der Fall ist. Die Drehzahl der Rotationsbewegung wird so gewählt, dass die Strömung besagter aufgesprühter Flüssigkeit auf zumindest einer Seite des Wafers aufgrund der Zentrifugalkräfte nach außen hin getragen wird. Vielmehr erleichtert die aufgrund des örtlichen Erhitzens besagter Flüssigkeit resultierende Verringerung der Oberflächenspannung die Bewegung besagter Flüssigkeit in Richtung auf einen Rand des Substrates. Die zurückbleibende Oberfläche ist gereinigt und getrocknet. Es wird angenommen, dass die Trocknungswirkung zumindest aufgrund der Kombination aus Rotationsbewegung und Marangoni-Effekt erzielt wird. Gemäß dem Marangoni-Effekt entsteht ein Temperaturgradient im Meniskus der Flüssigkeit durch örtliches Erhitzen der Flüssigkeit. Dieser Temperaturgradient verursacht eine zusätzliche Kraft, die auf die dünne Flüssigkeitsschicht in die Richtung der dünnen Flüssigkeitsschicht wirkt, was eine gute Trocknungsleistung zur Folge hat.
Die Flüssigkeit wird je nach angewandtem Nassprozessschritt wie z.B. dem Nassätzen, dem Reinigen oder dem Spülen ausgewählt. Um den Trocknungsprozess zu starten, wird neben dem Aufsprühen einer Flüssigkeit auf mindestens einen Teil einer Oberfläche des besagten Substrates die Flüssigkeit mit Hilfe einer Wärmequelle örtlich erhitzt, um die Oberflächenspannung der Flüssigkeit zu verringern. Insbesondere kann es sich bei der Wärmequelle um eine bewegliche oder unbewegliche Düse oder um einen statischen Einlass handeln, der ein erhitztes Gas oder einen erhitzten Dampf oder eine erhitzte Mischung aus Dampf und Gas versprüht (abgibt). Es können auch andere Wärmequellen benutzt werden, wie Laserstrahlen oder sonstige Energiestrahlen, vorausgesetzt, sie können hinreichend genau räumlich ausgerichtet werden. Ein Dampf ist definiert als die Gasphase eines Elementes oder einer Verbindung oder einer Mischung aus Elementen, falls das Element oder die Verbindung oder die Mischung sich in der flüssigen oder festen Phase bei gegebenen Temperatur- und Druckbedingungen befinden sollten. Auf diese Weise kann ein Dampf mit der festen oder flüssigen Phase des Elements in einer einzigen Umgebung koexistieren. Ein Dampf ist eine spezifische Gasphase eines Elementes oder einer Verbindung oder einer Mischung von Elementen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine weitere Kraft mit dem Prozess zum Entfernen einer Flüssigkeit kombiniert werden. Vor allem kann die Reinigungsleistung von besagtem Prozess zum Entfernen einer Flüssigkeit verbessert werden, indem man als besagte weitere Kraft eine Schallenergie benutzt, um die Flüssigkeit in Bewegung zu versetzen, die während des Prozesses des Entfernens angewandt wurde. Auf diesem Wege kann man dazu beitragen, die Partikel zu verringern. Als Alternative für eine derartige weitere Kraft gilt beispielsweise auch das Auflegen eines rotierenden Reinigungspolsters.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann möglicherweise vor dem Prozessschritt des Entfernens der Flüssigkeit je ein Prozessschritt unter Verwendung einer Flüssigkeit zum Ätzen, zum Reinigen oder zum Spülen oder eine Aufeinanderfolge von Prozessschritten mit solchen Flüssigkeiten auf der gesamten Oberfläche eines rotierenden Substrats erfolgen. Die Parameter können so optimiert werden, dass eine dünne Flüssigkeitsschicht die Oberfläche vollständig bedecken kann. Die Schleuderbewegung wird die Flüssigkeit rasch über die Oberfläche zum Rand hin drängen, und auf diese Art und Weise relativ kurze Mitreißvorgänge ermöglichen und somit auch relativ kurze Spülzeiten liefern. Wenn man eine derartige, kontinuierlich geschaltete Strömung von Flüssigkeiten benutzt, vermeidet man das unerwünschte Wandern von Flüssigkeits-/Gas-Grenzflächen über die Oberfläche. Das Verfahren des Entfernens einer Flüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung gilt für jede Abfolge von mindestens einem Schritt eines Nassprozesses der Flüssigkeit, um die Oberflächenspannung der Flüssigkeit zu verringern. Das Trocknen kann auf diese Art und Weise direkt auf die Prozessflüssigkeit angewandt werden, falls dies für die Anwendung wichtig ist. Nachdem das vorgeschlagene Trocknungsverfahren als sehr schnell gilt, können Prozessfehler an der Oberfläche sehr klein gehalten werden.
Bei einer Erscheinungsform der Erfindung wird gemäß Definition in Anspruch 13 ein Gerät zum Entfernen einer Flüssigkeit von mindestens einer Oberfläche mindestens eines Substrates offen gelegt, bestehend aus:

– einem Substrathalter, der eine Rotationsbewegung ausführen kann, wobei besagtes Substrat von besagtem Substrathalter wieder lösbar gehalten wird;
– mindestens einem System zur Flüssigkeitszufuhr, um eine Flüssigkeit auf mindestens einen Teil besagter Oberfläche von besagtem Substrat aufzutragen;
– mindestens eine Wärmequelle zum örtlichen Erhitzen besagter Flüssigkeit. Vorzugsweise sind besagte Wärmequelle und besagtes System zur Flüssigkeitszufuhr so positioniert, dass die Stelle, an der die Erhitzung stattfindet näher am Zentrum besagter Rotationsbewegung des besagten Substrathalters liegen als die Stelle, an der besagte Flüssigkeit aufgebracht wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält besagtes Gerät darüber hinaus eine Kammer, in welcher besagter Substrathalter angeordnet ist. Die Kammer ist so angelegt, dass ein Zurückspritzen der von einer Oberfläche entfernten Flüssigkeit zurück auf besagte Oberfläche verhindert wird. Beispielsweise kann eine Kammer mit schrägen Wänden verwendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält besagtes Gerät darüber hinaus einen Generator für mechanische Schwingungen und einen Sender zur Übertragung besagter Schwingungsenergie auf eine Oberfläche des Substrates auf dem Weg über die Flüssigkeit, die auf besagte Oberfläche aufgesprüht wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht die Wärmequelle mindestens aus einer Düse, die ein erhitztes Gas oder einen erhitzten Dampf oder eine erhitzte Mischung aus Dampf und Gas auf besagte Oberfläche des besagten Substrats verteilt (abgibt), und besagtes System zur Flüssigkeitszufuhr kann aus mindestens einer Düse zum Aufbringen besagter Flüssigkeit auf besagte Oberfläche des besagten Substrates bestehen, wobei besagte Düsen so positioniert sind, dass die Stelle, an welcher die Erhitzung erfolgt näher am Zentrum der Rotationsbewegung des Substrathalters liegt als die Stelle, an der die Flüssigkeit aufgebracht wird. Insbesondere kann sich zumindest örtlich eine klar definierte Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze ausbilden, die zwischen einer ersten und einer zweiten, unmittelbar daneben liegenden Düse liegt, wobei die erste Düse Teil besagter Wärmequelle ist, besagte zweite Düse Teil des besagten Systems zur Flüssigkeitszufuhr. Ferner können gemäß dem Gerät der Erfindung besagte Düsen auf einem Arm montiert werden, wobei besagte Düsen auf besagtem Arm beweglich angeordnet sind und/oder besagter Arm relativ zu besagtem Substrat bewegt werden kann. Bei der Wärmequelle kann es sich anstelle einer Gasdüse auch um einen Laserstrahl oder um einen sonstigen Energiestrahl handeln.
Falls zur örtlichen Erhitzung der Flüssigkeit ein erhitztes Gas oder erhitzter Dampf oder eine erhitzte Mischung aus Dampf und Gas verteilt wird, dann liegt die Temperatur dieses erhitzten Gases oder dieses erhitzten Dampfes oder dieser erhitzten Mischung typischerweise im Bereich von 20 bis 200 °C. Allerdings ist die Temperatur dieses erhitzten Gases oder dieses erhitzten Dampfes oder dieser erhitzten Mischung immer höher als die Temperatur der Flüssigkeit.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung (vertikaler Querschnitt) eines Werkzeugs, das zum Entfernen einer Flüssigkeit von der Oberseite einer Oberfläche eines rotierenden Substrats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung benutzt wird.
2 zeigt eine schematische Darstellung, d.h., eine Draufsicht, während 2b) einen Querschnitt (2b-2b) eines Werkzeugs zeigt, das zum Entfernen einer Flüssigkeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung benutzt wird.
3a) zeigt eine Draufsicht der Querschnittsebene (C-D von 2b)) senkrecht zur Substratoberfläche durch den Aufprallpunkt der Flüssigkeit (30) und senkrecht zur gedachten Geraden zwischen dem Aufprallpunkt der Flüssigkeit und dem Rotationszentrum (31) eines Werkzeugs, das zum Entfernen der Flüssigkeit von einem rotierenden Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung benutzt wird. Der Vektor, welcher die Geschwindigkeit der Flüssigkeit beim Verlassen der Düse darstellt liegt in dieser Querschnittsebene (C-D) oder in einer Ebene (3b-3b) rechtwinklig zu der Substratoberfläche unter Bildung eines kleinen Winkels (33) mit (C-D), d.h., der Geschwindigkeitsvektor der Flüssigkeit kann leicht nach außen gerichtet sein. 3b) zeigt die Ebene 3b-3b, welche die Ebene darstellt, die senkrecht zur Substratoberfläche durch den Aufprallpunkt der Flüssigkeit (30) geht und einen kleinen Winkel (33) mit der Ebene (C-D) bildet. Der Vektor, welcher die Geschwindigkeit der Flüssigkeit beim Verlassen der Düse darstellt kann in dieser Ebene (3b-3b) liegen, d.h., der Geschwindigkeitsvektor der Flüssigkeit kann leicht nach außen gerichtet sein.
4a) zeigt eine schematische Darstellung, d.h., eine Draufsicht, während 4b) einen Querschnitt 4b-4b eines Werkzeugs zeigt, das zum Entfernen einer Flüssigkeit von einem rotierenden Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung benutzt wird.
5 zeigt einen vertikalen Querschnitt einer praktischen Ausführung eines Werkzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6 zeigt einen Querschnitt einer Kammer, die Teil eines Geräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, wobei ein Substrat wieder lösbar gehalten werden kann, um die Flüssigkeit von seine(r)n Oberfläche(n) zu entfernen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Mehrere Ausführungsformen werden offen gelegt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Entfernen einer Flüssigkeit von mindestens einem Substrat offen gelegt, wobei besagtes Verfahren diese Schritte umfasst:

– besagtes Substrat einer Rotationsbewegung unterwerfen;
– eine Flüssigkeit auf besagte Oberfläche von besagtem Substrat aufbringen;
– besagtes Substrat örtlich erhitzen, während besagte

Gemäß diesem Verfahren der Erfindung wird frische Flüssigkeit auf mindestens einer Oberfläche, vorzugsweise auf beiden gegenüberliegenden Oberflächen gleichzeitig, d.h., auf Ober- und Unterseite von mindestens einem Substrat kontinuierlich verteilt. Die gesamte Oberfläche auf der Flüssigkeitsseite der Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze kann mit einer dünnen Flüssigkeitsschicht bedeckt sein. Die Drehzahl der Rotationsbewegung wird so ausgewählt, dass die Strömung besagter Flüssigkeit, mit der besagte Oberfläche des Wafers beaufschlagt wird aufgrund der Zentrifugalkräfte nach außen hin transportiert wird. Die Rotationsdrehzahl, die Strömung der zugeführten Flüssigkeit, und Orientierung und Geschwindigkeit, mit welcher die Flüssigkeit auf der Oberfläche auftrifft können so optimiert werden, dass sich eine dünne Flüssigkeitsschicht mit einer klaren und stabilen Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze ergibt und dass die Dicke der Flüssigkeitsschicht gering genug gehalten wird, um übermäßige Flüssigkeitsverluste vor allem infolge von Gravitationskräften an der Unterseite zu vermeiden. Vielmehr bewirkt das örtliche Erhitzen der Flüssigkeit an der Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze eine Verringerung der Oberflächenspannung besagter Flüssigkeit, wodurch eine Bewegung besagter Flüssigkeit hin zum Rand des Substrates erleichtert wird. Die zurückbleibende Oberfläche ist gereinigt und getrocknet. Es wird angenommen, dass diese Trocknungswirkung durch mindestens die Kombination des Marangoni-Effektes mit einer zweiten Kraft erzielt wird. Bei der zweiten Kraft handelt es sich vorzugsweise um die Kraft, welche aufgrund der Rotationsbewegung oder z.B. aufgrund einer Schwingbewegung einwirkt. Gemäß dem Marangoni-Effekt entsteht durch das örtliche Erhitzen der Flüssigkeit ein Temperaturgradient im Meniskus der Flüssigkeit. Dieser Temperaturgradient bewirkt eine weitere Kraft, welche auf die Flüssigkeitsschicht in Richtung auf die Flüssigkeitsschicht ausgeübt wird, was zu einer guten Trocknungsleistung führt. Vor allem kann das Zentrum der Rotationsbewegung mit dem Zentrum des Substrats zusammenfallen, d.h. das Substrat rotiert um sein eigenes Zentrum. In diesem Fall, wenn eine Substratoberfläche, die sich typischerweise mit einer Drehzahl von 2 bis 20 Umdrehungen pro Sekunde um sich selbst dreht – die Erfindung ist darauf jedoch nicht begrenzt – mit einer Flüssigkeit beaufschlagt wird, bildet sich eine gekrümmte Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze aus. Die gesamte Oberfläche außerhalb dieser gekrümmten Grenze kann mit einer dünnen Flüssigkeitsschicht bedeckt sein. Vor allem bei Verwendung hydrophiler Substrate ist die gesamte Oberfläche außerhalb dieser gekrümmten Grenze mit einer kontinuierlichen Flüssigkeitsschicht bedeckt. Es können allerdings auch andere, komplexer gestaltete Grenzen gebildet werden, vor allem bei Substraten mit einem großen Kontaktwinkel für die Flüssigkeit und für den Fall, dass eine schwache Flüssigkeitsströmung angewandt wird. Derartige komplex geformte Grenzen tragen auch zum Entfernen einer Flüssigkeit bei.
Die Flüssigkeit wird je nach dem angewandten Teilschritt des Nassprozesses ausgewählt: Zum Ätzen können z.B. verdünnte wässrige Lösungen einschließlich z.B. HF verwendet werden; zum Reinigen kann z. B. eine Mischung aus NH₄OH, H₂O₂ und H₂O oder eine Mischung aus HCl, H₂O₂ und H₂O oder verdünnte HCl oder eine Mischung bestehend aus O₃ verwendet werden; zum Spülen kann die Spülflüssigkeit H₂O enthalten, oder eine Mischung aus H₂O und einer Säure, wobei besagte Mischung vorzugsweise einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweisen sollte. Vorzugsweise besteht besagte Säure aus der Gruppe bestehend aus HNO₃, H₂CO₃, HCO₃, HCl, HBr, H₃PO₄, H₂SO₄. Um den Prozess des Entfernens zu starten wird die Flüssigkeit auf mindestens einen Teil der Oberfläche des besagten Substrats aufgesprüht und besagte Flüssigkeit wird durch eine Wärmequelle örtlich erhitzt. Der Prozess des Entfernens gemäß der vorliegenden Erfindung ist nur anwendbar, wenn sich die Flüssigkeit mit der angewandten Erhitzung verträgt. Insbesondere kann es sich bei der Wärmequelle um eine bewegliche oder nicht bewegliche Düse handeln, oder um einen statischen Einlas, der ein erhitztes Gas oder erhitzten Dampf oder eine erhitzte Mischung aus Dampf und Gas versprüht. Es können aber auch andere Wärmequellen wie z.B. Laserstrahlen oder sonstige Energiestrahlen benutzt werden, vorausgesetzt, sie können örtlich hinreichend genau ausgerichtet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung sind mehrere praktische Ausführungen möglich, aber vorzugsweise muss die praktische Ausführung so gestaltet sein, dass das Erhitzen zuerst örtlich erfolgt oder sehr dicht beim Zentrum der Rotationsbewegung, während die Flüssigkeit an einer Stelle leicht außerhalb des Zentrums, aber unmittelbar neben der Stelle zugeführt wird, an welcher die Erhitzung stattfindet. Die Flüssigkeit kann auch weiter abseits von besagtem Zentrum zugeführt werden. In diesem Fall kann auf besagter Oberfläche von besagtem Substrat eine Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze gebildet werden, welche sich ursprünglich in diesem Zentrum befindet. Danach wird diese Grenze aufgrund der Rotationsbewegung und der Bewegung der Wärmequelle und des Systems zur Flüssigkeitszufuhr langsam vom Zentrum aus nach außen zum Rand hin geführt, um dadurch die Flüssigkeit oder die Lösung besagter Flüssigkeit von besagter Oberfläche des besagten Substrats zu entfernen. Eine zumindest örtlich gegebene, klar definierte Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze ist hilfreich, um eine optimale Leistung zu erzielen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist perfekt geeignet, um ein horizontal ausgerichtetes Substrat zu handhaben, womit ein sicherer und zuverlässiger Vorgang erreicht wird, der mit der Handhabung von Substraten bei den meisten übrigen Prozessschritten bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen kompatibel ist. Vielmehr wird gemäß der vorliegenden Erfindung, weil die Flüssigkeit der Flüssigkeits-/Umgebungsgrenze kontinuierlich erneuert wird neben einer guten Trocknungsleistung auch gleichzeitig eine bessere Reinigungsleistung erzielt. Eine bessere Reinigungsleistung kann ungeachtet der genauen Art der Flüssigkeit erzielt werden, d.h., einer Flüssigkeit für einen Nassprozess wie z.B. eine Reinigungsflüssigkeit oder eine Spülflüssigkeit oder eine Flüssigkeit zum Nassätzen, so lange die Flüssigkeit mit der angewandten Erhitzung kompatibel ist. Darüber hinaus sind die erforderlichen Mengen an Flüssigkeit beträchtlich geringer als bei Bädern oder Vorratsbehältern von herkömmlichen Nassprozessen.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die Flüssigkeit zuerst auf eine Oberfläche eines Substrats an oder dicht bei dem Zentrum der Rotationsbewegung aufgebracht werden, während keine gasförmigen Stoffe zugeführt werden. Danach wird die Flüssigkeitszufuhr in Bewegung versetzt, um die Flüssigkeit an einer Stelle leicht außerhalb des besagten Zentrums zuzuführen, und die Flüssigkeit wird an besagtem Zentrum örtlich erhitzt, während Flüssigkeit zugeführt wird.
Darüber hinaus kann gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die Flüssigkeit auf eine Oberfläche auf einem Substrat an oder dicht bei dem Zentrum der Rotationsbewegung zugeführt werden, während die Wärmequelle im wesentlichen gleichzeitig eingeschaltet wird, um dadurch die Flüssigkeit unmittelbar neben dem Zentrum der Rotationsbewegung örtlich aufzuheizen. Diese Wärmequelle kann unmittelbar neben besagter Flüssigkeitszufuhr positioniert werden. Dann wird die Flüssigkeitszufuhr leicht aus dem besagten Zentrum heraus bewegt, während die Wärmequelle so bewegt wird, dass Wärme zur Flüssigkeit an dem besagten Zentrum hingeführt wird. Sobald eine Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze zumindest örtlich entstanden ist, werden sowohl die Flüssigkeit als auch die Wärmequelle so bewegt, dass die Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze nach außen hin geführt wird. Die Umgebung besteht aus einem Gas, vorzugsweise aus Luft und noch bevorzugter aus trockener Luft.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung fällt das Zentrum der Rotationsbewegung mit dem Zentrum des Substrats zusammen, d.h., das Substrat rotiert um sein eigenes Zentrum. Dann wird die Wärmequelle zum Zentrum der Rotationsbewegung hin bewegt, d.h., zum Zentrum des Substrats, und die Wärmequelle wird eingeschaltet, um die Flüssigkeit örtlich an besagtem Zentrum zu erhitzen, während die Flüssigkeit an einer Stelle leicht außerhalb des Zentrums zugeführt wird. Zusätzliche Flüssigkeit kann auch noch weiter abseits von besagtem Zentrum zugeführt werden. Auf diese Weise wird auf besagter Oberfläche von besagtem Substrat eine Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze gebildet, die sich ursprünglich an besagtem Zentrum befindet. Dann wird diese Grenze aufgrund der Rotationsbewegung und der Bewegung der Wärmequelle und des Systems zur Flüssigkeitszufuhr langsam vom Zentrum weg nach außen zum Rand besagter Oberfläche des besagten Substrats hin geführt, um dadurch die Flüssigkeit oder die Lösung besagter Flüssigkeit von besagter Oberfläche des besagten Substrats zu entfernen.
Bei Versuchen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Entfernen einer Flüssigkeit von hydrophilen Silikonwafern mit einem Durchmesser von 150 mm angewandt. Das Entfernen der Flüssigkeit von einer Oberfläche, nämlich der Oberseite des Wafers wurde bewertet. Der Wafer wurde auf ein rotierendes Vakuumspannfutter montiert. Der Wafer wurde mit einer Rotationsdrehzahl von etwa 300 U/min um sein Zentrum gedreht. Mit einem einfachen Heizgerät, das mit einem Thermoelement-Thermometer ausgerüstet war wurde ein N₂-Gas erhitzt. Aufgrund von Begrenzungen bei den Teilen der Ausrüstung betrug die maximal erreichbare Temperatur des Gases etwa 50°C. Für die Versuche wurde diese Maximaltemperatur gewählt. Der N₂-Strom wurde auf etwa 3 slm eingestellt. Als Flüssigkeit wurde ultrareines Wasser verwendet, das durch eine Düse bei einer Strömung von etwa 70 ml/min zugeführt wurde. Der heiße N₂-Zustrom erfolgte durch eine zweite Düse, die auf dem gleichen Gestell montiert war und sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,8 mm/s vom Zentrum des Wafers zum Rand hin bewegte. Unter diesen nicht optimierten Bedingungen konnte die Flüssigkeit in 90 sec von der Waferoberfläche entfernt werden. Es wird angenommen, dass bei stärkerer Erhitzung eine größere Kraft zum Entfernen der Flüssigkeit bewirkt wird, wodurch eine drastische Verringerung der gesamten Prozessdauer ermöglicht wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine zusätzliche Kraft auf die Flüssigkeit ausgeübt werden, um die Reinigungsleistung beim Prozess des Entfernens der Flüssigkeit der vorliegenden Erfindung zu verbessern, vor allem auf die Flüssigkeit in der Nähe der Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze. Insbesondere kann besagte Flüssigkeit durch Verwendung von Megaschallenergie in Bewegung versetzt werden. Diese Megaschallenergie kann mit Hilfe eines Generators örtlich erzeugt und auf die Flüssigkeit übertragen werden. Vor allem kann besagter Generator in das System zur Flüssigkeitszufuhr integriert und die Megaschallenergie direkt auf die Flüssigkeit übertragen werden. Dann wird diese Megaschallenergie über die Flüssigkeit auf die Substratoberfläche übertragen. Bei einer praktischen Ausführung wird eine Megaschall-Flüssigkeits- oder Jetdüse benutzt. Diese Megaschall-Flüssigkeitsdüse besteht aus einer Flüssigkeitsdüse und einem Generator. Die Flüssigkeit, die mit Hilfe dieser Megaschall-Flüssigkeitsdüse auf die Oberfläche aufgesprüht wird, wird durch den besagten Generator in Bewegung versetzt. Aufgrund der zwischen der Megaschall-Flüssigkeitsdüse und der Oberfläche befindlichen kontinuierlichen Strömung wird die Megaschallenergie über die Flüssigkeit auf die Oberfläche übertragen, und dadurch wird die Reinigungsleistung der Flüssigkeit verbessert. Diese Megaschall-Flüssigkeitsdüse kann auf einem Arm zusammen mit einer Wärmequelle montiert werden. Bei einer anderen praktischen Ausführung kann ein Megaschall-Arm benutzt werden. Dieser Megaschall-Arm besteht aus einem Megaschallgenerator und einem System zur Flüssigkeitszufuhr. Insbesondere enthält besagter Megaschallgenerator einen Messwandler und einen Sender. Dieser Sender besitzt vorzugsweise eine zylindrische Form und erstreckt sich entlang des besagten Arms. Besagter Megaschall-Arm erstreckt sich über eine Oberfläche eines Substrates, vorzugsweise dicht über besagter Oberfläche. Besagte Substratoberfläche kann mit Flüssigkeit beaufschlagt werden. Diese Flüssigkeit ist zwischen besagter Oberfläche und besagtem Arm eingegrenzt. So kann hier die Megaschallenergie mit Hilfe des Senders wiederum auf die Flüssigkeit übertragen werden, und anschließend über besagte Flüssigkeit auf die Substratoberfläche übertragen werden. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen dem Arm und der Substratoberfläche zwecks Maximierung der Kapillarwirkung während des Prozesses zum Entfernen der Flüssigkeit etwa 0,5 mm oder weniger, aber die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt.
Bei einer Erscheinungsform der Erfindung wird ein Gerät zum Entfernen einer Flüssigkeit von mindestens einer Oberfläche von mindestens einem Substrat offen gelegt, besagtes Gerät bestehend aus:

– einem Substrathalter (1) (11), der einer Rotationsbewegung unterworfen werden kann, wobei besagtes Substrat (2) von besagtem Substrathalter wieder lösbar gehalten wird;
– mindestens einem System zur Flüssigkeitszufuhr (5), um eine Flüssigkeit auf mindestens einen Teil besagter Oberfläche des besagten Substrats aufzubringen;
– mindestens eine Wärmequelle (4) zur örtlichen Erhitzung besagter Flüssigkeit. Vorzugsweise werden besagte Wärmequelle und besagtes System zur Flüssigkeitszufuhr so positioniert, dass die Stelle, an der die Flüssigkeit erhitzt wird dichter (näher) am Zentrum besagter Rotationsbewegung des besagten Substrathalters liegt, als die Stelle, die mit der Flüssigkeit beaufschlagt wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält besagtes Gerät eine Kammer, in welcher besagter Substrathalter angebracht ist. Diese Kammer ist so ausgelegt, dass ein Zurückspritzen der von einer Oberfläche entfernten Flüssigkeit zurück auf besagte Oberfläche verhindert wird. Beispielsweise kann eine Kammer mit schrägen Wänden verwendet werden. Insbesondere kann wie z.B. in 6 der Substrathalter mit dem daran (63) lösbar gehaltenen Substrat in besagter Kammer horizontal angeordnet werden. In einem solchen Fall sind die Seitenwände (61) besagter Kammer, welche die Wände darstellen, welche die Oberseite mit der Unterseite der Kammer verbinden so ausgerichtet, dass der Winkel (64) zwischen den Seitenwänden und dem horizontal positionierten Substrathalter kleiner als 90 Grad ist, um ein Zurückspritzen der Flüssigkeit (62) zu verhindern, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung entfernt wird. Die Flüssigkeit, welche das Substrat verlässt kann an diesen Wänden gesammelt und nach unten zu einem Abfluss geleitet werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Substrat (2), wie in 1 dargestellt, auf einen umlaufenden Substrathalter (1) aufgesetzt. Besagtes Substrat kann in einer Kammer eines Werkzeugs angebracht werden, das mindestens eine Kammer enthält. Vorzugsweise ist die Umgebung in der Kammer eine trockene Umgebung. Besagter Substrathalter und das darauf befindliche Substrat drehen sich mit einer Drehzahl, die typischerweise zwischen 2 und 20 oder mehr Umdrehungen pro Sekunde beträgt. Ein beweglicher Arm (3), der zwischen dem Zentrum und dem Rand des Substrats geführt werden kann erstreckt sich über die Oberseite des Substrats. Zu Beginn befindet sich ein Ende dieses Arms nahe dem Zentrum der Rotationsbewegung, d.h. nahe dem Zentrum des Substrats. Besagter Arm enthält eine Wärmequelle (4) zum örtlichen Erhitzen der Flüssigkeit und ein System zur Flüssigkeitszufuhr bestehend aus Hilfseinrichtungen (5) zwecks Zufuhr einer Flüssigkeit zu dem Substrat. Besagte Wärmequelle enthält ferner mindestens eine Düse, die anfänglich an oder nahe bei dem Zentrum des Substrats positioniert wird, um ein erhitztes Gas oder einen erhitzten Dampf oder eine erhitzte Mischung aus einem Gas und einem Dampf auf besagtes Substrat aufzusprühen. Besagtes zweites Zufuhrsystem enthält ferner mindestens eine Düse, die weiter nach außen hin angebracht ist als besagte Düse zum Aufsprühen (zur Abgabe) besagten Gases, um besagte Flüssigkeit auf besagtes Substrat aufzusprühen. Alternativ können statt eines beweglichen Arms mit daran befestigten Düsen auch bewegliche Düsen auf einem festen Arm benutzt werden. Um sicherzustellen, dass jedes Teil des Substrat wirksam getrocknet wird kann die Übersetzungsgeschwindigkeit v, mit welcher der Arm, d.h. die Düsen bewegt werden an die Rotations-(Winkel-)Geschwindigkeit ω des Substrats angepasst werden. Angenommen, Δr ist der Übersetzungsabstand, wobei es sich um den radialen Abstand handelt, über den sich während einer Umdrehung die Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze ausdehnt, dann kann die Rotationsgeschwindigkeit so gewählt werden, dass: Δr = 2π v/ω
Wenn beispielsweise der Übersetzungsabstand pro Umdrehung Δr = 1 mm ist und die Übersetzungsgeschwindigkeit v = 1 mm/sec, dann beträgt die Rotationsgeschwindigkeit 1 U/sec.
Bei Versuchen werden die Düsen so angeordnet, dass ihre Mittellinien auf der Oberfläche konzentrische Kreise mit einer Radius-Differenz der Größenordnung von 5 mm abbilden. Dabei bildet sich auf der Oberseite des Substrats eine gekrümmte Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze aus, die anfänglich in besagtem Zentrum des Substrats liegt. Danach wird die Grenze langsam nach außen hin geführt, indem sich der Arm (3) vom Zentrum zum Rand des Substrats hin bewegt, um dadurch die Flüssigkeit oder die Lösung besagter Flüssigkeit von der Oberseite des besagten Substrats zu entfernen. Die Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze befindet sich zwischen der Wärmequelle und der am nächsten liegenden Düse, welche die Flüssigkeit versprüht. Das Versprühen der Flüssigkeit kann so erfolgen, dass mindestens örtlich eine klar und stabil ausgebildete, gekrümmte Grenze erzielt wird, und vor allem wenn hydrophile Substrate verwendet werden wird die gesamte Substratoberfläche an der Außenseite der Grenze nass gehalten. Dies erfordert eine Optimierung der Ausrichtung der Flüssigkeitsdüse(n) und der Geschwindigkeit der Flüssigkeit beim Verlassen der Düse(n). Zum Begrenzen des Spritzens der Flüssigkeit kann der Winkel (32) zwischen dem Geschwindigkeitsvektor der Flüssigkeit (3 (13)) beim Verlassen der Düse und dem Geschwindigkeitsvektor der rotierenden Oberfläche (3 (14)) an der Stelle (30), an welcher der Flüssigkeitsstrom auftrifft klein gehalten werden. Möglicherweise können die Flüssigkeitsdüsen auch leicht nach außen hin ausgerichtet werden, d.h., typischerweise unter einem Winkel (33) zwischen 0 Grad und 5 Grad. Zum Entfernen einer Flüssigkeit, die im Kontakt mit der Oberfläche einen kleinen Kontaktwinkel aufweist hat es sich als hinreichend herausgestellt, wenn man nur eine Düse für die Zufuhr der Flüssigkeit hat. Im Falle größerer Kontaktwinkel und um eine benetzte Substratoberfläche außerhalb der Trocknungs-Grenze aufrecht zu erhalten, können zusätzliche Düsen zum Aufsprühen von Flüssigkeit in gleichem oder größerem Abstand von dem Rotationszentrum (31) installiert werden. Um den Verbrauch von Flüssigkeit noch weiter zu begrenzen kann man die zusätzlichen Düsen abschalten, sobald sie sich über den Rand des Substrats hinaus bewegen. Es kann von Nutzen sein, wenn man die Strömungs- und die Rotationsgeschwindigkeit in dem Maße progressiv moduliert wie der Trocknungsprozess vom Zentrum zum Rand des Substrates hin fortschreitet.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie in 2 gezeigt, kann ein Substrat an einen ringförmigen Substrathalter (11) geklemmt werden, dessen Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser des Substrats. Das Anklemmen erfolgt über eine minimale Kontaktfläche. Der Substrathalter oder alternativ das Substrat selbst wird zwischen mindestens zwei umlaufenden Hilfseinrichtungen (12) angebracht, welche die Rotationskraft auf besagten Substrathalter mit dem Substrat oder alternativ auf besagtes Substrat alleine übertragen. Besagter Substrathalter mit besagtem Substrat oder besagtes Substrat alleine können in einer Kammer eines Werkzeugs angebracht werden, welches mindestens eine Kammer enthält. Besagtes Substrat dreht sich mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die typischerweise 2 bis 40 Umdrehungen pro Sekunde beträgt. Zwei bewegliche Arme (3), die getrennt oder gleichzeitig zwischen dem Zentrum und dem Rand des Substrats geführt werden können erstrecken sich über die Oberseite und unterhalb der Unterseite des Substrates. Anfänglich befindet sich ein Ende jedes der beiden Arme in der Nähe des Zentrums des Substrats. Jeder dieser Arme enthält ein System zur Flüssigkeitszufuhr und eine Wärmequelle, die voneinander isoliert sind. Besagte Wärmequelle und besagtes System zur Flüssigkeitszufuhr sind so angeordnet, dass die Stelle, an der die Flüssigkeit durch die Wärmequelle erhitzt wird sich auf jeder Seite näher am Zentrum besagter Rotationsbewegung des besagten Substrathalters befindet, als die Stelle, an der besagte Flüssigkeit aufgebracht wird. Auf diese Weise kann sich sowohl auf der Oberseite als auch an der Unterseite des Substrats eine Flüssigkeits-/Umgebungs-Grenze ausbilden, die sich in besagtem Zentrum des Substrats befindet. Danach wird diese Grenze langsam nach außen hin geführt, indem besagte Arme (3) vom Zentrum des Substrats zum Rand hin bewegt werden, um dadurch die Flüssigkeit oder die Lösung besagter Flüssigkeit von der Oberfläche des Substrats zu entfernen. Um ein Spritzen der Flüssigkeit zu begrenzen, kann der Winkel zwischen der Geschwindigkeit der Flüssigkeit (3 (13)) beim Verlassen der Düse und die Geschwindigkeit der rotierenden Oberfläche (3 (14)) an der Stelle, an welcher der Flüssigkeitsstrom auftrifft klein gehalten werden.
Eine andere Art, dieses Rotationssystem aufzubauen wird in 4 gezeigt. In diesem Fall wird an der Unterseite ein Satz von Armen (18) mit an einer Stange mit daran an der Unterseite befestigten Düsen (19) auf einer zentralen Welle (15) montiert. Um diese Welle herum rotiert eine Hohlwelle (16). Auf dieser Hohlwelle sind Klemmvorrichtungen (17) für das Substrat befestigt. Der Satz von Armen, der sich über einen Radius des Substrats bewegt enthält mindestens einen ersten Arm und einen zweiten Arm und kann wie ein menschlicher Arm angewinkelt werden. Besagter erster Arm ist mit besagter Welle verbunden, um sich so um eine erste Achse zu drehen und zwar orthogonal zu und durch das Rotationszentrum des Substrathalters. Besagter zweiter Arm ist parallel, aber zum ersten Arm versetzt gelegen, wobei der erste und der zweite Arm an einem Gelenk rotierbar verbunden sind, so dass sie um eine parallel zur ersten Achse gelegene Achse rotieren. Der Satz von Armen auf der Oberseite kann ähnlich ausgebildet sein, aber eine Rotationsgetriebe ist an der Oberseite nicht erforderlich.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (5) enthält das System zur Flüssigkeitszufuhr (3) eine tassenförmige Düse (51), welche über das rotierende Substrat (2) geführt werden kann und welche sehr nahe an der Substratoberfläche angebracht ist. Insbesondere liegt der Abstand zwischen dieser tassenförmigen Düse und einer Substratoberfläche typischerweise bei etwa 0,5 mm. Die Flüssigkeit, z.B. Wasser kann über die Tasse zugeführt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält besagtes Gerät einen Generator für Megaschallenergie und einen Sender zur Übertragung besagter Megaschallenergie über die Flüssigkeit auf eine Oberfläche des Substrats, wobei die Übertragung über die zugeführte Flüssigkeit auf besagte Oberfläche erfolgt. Es kann insbesondere eine Megaschall-Flüssigkeitsdüse oder ein Megaschall-Arm benutzt werden.

Claims

Verfahren zum Entfernen einer Flüssigkeit von mindestens einer Oberfläche von mindestens einem Substrat (2), dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – das besagte Substrat wird einer Rotationsbewegung unterworfen, – aus einem System zur Flüssigkeitszufuhr, wird eine Flüssigkeit auf mindestens einen Teil der besagten Oberfläche des besagten Substrates zugeführt, – von einer Wärmequelle, wird die Flüssigkeit auf dem besagten Teil der besagten Oberfläche während der Zufuhr der besagten Flüssigkeit örtlich erhitzt, wobei das besagte System zur Flüssigkeitszufuhr und die besagte Wärmequelle so angeordnet sind, dass die besagte Erhitzung an einer Stelle erfolgt, die dichter am Rotationszentrum der besagten Rotationsbewegung liegt als die Stelle an der die besagte Flüssigkeit aufgebracht wird, so dass sich mindestens örtlich eine klar definierte Grenze zwischen Flüssigkeit und Umgebung dadurch bildet, dass sich die Oberflächenspannung der besagten Flüssigkeit örtlich reduziert, wobei die besagte Grenze zwischen dem besagten System zur Flüssigkeitszufuhr und der besagten Wärmequelle liegt, – es werden sowohl das besagte System zur Flüssigkeitszufuhr als auch besagte Wärmequelle derart in Bewegung versetzt, dass die besagte Grenze nach außen hin geführt wird, wobei die besagte Flüssigkeit dadurch von der besagten Oberfläche entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, welches folgende Schritte aufweist: – das besagte Substrat wird einer Rotationsbewegung unterworfen, – aus einem System zur Flüssigkeitszufuhr, wird eine Flüssigkeit auf die besagte Oberfläche des besagten Substrates zugeführt an dem oder dicht bei dem Rotationszentrum der besagten Rotationsbewegung, – ein Einschalten der besagten Wärmequelle, die sich unmittelbar neben dem besagten System zur Flüssigkeitszufuhr befindet, wodurch die Flüssigkeit unmittelbar neben dem besagten Rotationszentrum örtlich aufgeheizt wird, – ein Bewegen des besagten Systems zur Flüssigkeitszufuhr aus dem besagten Zentrum heraus, während die besagte Wärmequelle so bewegt wird, dass Wärme zur Flüssigkeit an dem besagten Zentrum hingeführt wird, wodurch sich die besagte Grenze ausbildet, – ein Bewegen des besagten Systems zur Flüssigkeitszufuhr und der besagten Wärmequelle so, dass die besagte Grenze nach außen hin geführt wird, wodurch die besagte Flüssigkeit von der besagten Oberfläche entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die besagte Rotationsbewegung mit einer derartigen Geschwindigkeit erfolgt, dass die Grenze zwischen Flüssigkeit und Umgebung über die besagte Oberfläche des besagten Substrates (2) geführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die besagte Rotationsbewegung auf ein einzelnes Substrat derart einwirkt, dass sich das besagte Substrat um sein eigenes Zentrum dreht.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Rotationsgeschwindigkeit in dem Bereich von 2 bis 40 Umdrehungen pro Sekunde liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die besagte Erwärmung unter Zuhilfenahme von Mitteln zur Abgabe eines erhitzten Gases oder eines erhitzten Dampfes oder einer erhitzten Mischung von Gas und Dampf durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die besagte Erwärmung mit Hilfe einer Bestrahlung durch einen Energiestrahl erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die besagte Flüssigkeit eine Flüssigkeit aus einer Gruppe bestehend aus einer Ätzflüssigkeit, einer Reinigungsflüssigkeit oder einer Spülflüssigkeit ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die besagte Flüssigkeit eine verdünnte wässrige Lösung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die besagte Reinigungsflüssigkeit eine Mischung von NH₄OH, H₂O₂ und H₂O enthält; oder eine Mischung von HCl, H₂O₂ und H₂O; oder verdünntes HCl enthält; oder eine Mischung mit O₃ enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die besagte Spülflüssigkeit H₂O enthält; oder eine Mischung von H₂O und einer Säure enthält, wobei die besagte Mischung einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei zum Entfernen einer Flüssigkeit von einer ersten Oberfläche und von einer zweiten Oberfläche von mindestens einem Substrat das besagte Verfahren den Schritt umfasst, der darin besteht, das besagte Substrat einer Rotationsbewegung zu unterwerfen und an der besagten ersten und an der besagten zweiten Oberfläche den Rest der Verfahrensschritte gemäß Anspruch 1 anzuwenden.
Gerät zum Entfernen einer Flüssigkeit von mindestens einer Oberfläche von mindestens einem Substrat (2) gemäß dem Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das besagte Gerät umfasst: – einen Substrathalter (1), der in Rotationsbewegung versetzt werden kann und der das besagte Substrat wieder lösbar festhält; – mindestens ein System (5) zur Flüssigkeitszufuhr zwecks Aufbringen einer Flüssigkeit auf mindestens einen Teil der besagten Oberfläche vom besagten Substrat; – mindestens eine Wärmequelle (4), die unmittelbar neben dem besagten System zur Flüssigkeitszufuhr liegt, um die besagte Flüssigkeit örtlich zu erhitzen und so positioniert ist, dass die besagte Erwärmung an einer Stelle erfolgt, die dichter am Zentrum der besagten Rotationsbewegung des besagten Substrathalters liegt als die Stelle, an der die besagte Flüssigkeit aufgebracht wird.
Gerät gemäß Anspruch 13, das darüber hinaus eine Kammer enthält, in welcher der besagte Substrathalter angeordnet ist, wobei die besagte Kammer so ausgelegt ist, dass ein Zurückspritzen der besagten Flüssigkeit auf die besagte Oberfläche des besagten Substrates verhindert wird.
Gerät gemäß Anspruch 13, wobei die besagte Wärmequelle mindestens eine Düse zur Abgabe eines erhitzten Gases oder eines erhitzten Dampfes oder einer erhitzten Mischung aus Dampf und Gas auf die besagte Oberfläche des besagten Substrates aufweist und wobei das besagte System zur Flüssigkeitszufuhr mindestens eine Düse zwecks Aufbringen der besagten Flüssigkeit auf den besagten Teil der besagten Oberfläche des besagten Substrates enthält.
Gerät gemäß Anspruch 15, in dem die besagten Düsen auf einem Arm (3) montiert sind, wobei der besagte Arm relativ zu dem besagten Substrathalter beweglich ist.
Gerät gemäß Anspruch 15, in dem die besagten Düsen auf einem Arm montiert sind, wobei der besagte Arm fest ist, aber die besagten Düsen bezüglich des besagten Armes beweglich sind.
Gerät gemäß Anspruch 13, wobei die besagte Wärmequelle eine Quelle für Strahlungsenergie ist.