TW201637738A - 晶圓乾燥裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

將在一貯槽中之一第一晶圓載體上的晶圓自該第一晶圓載體及該貯槽中之一浴槽提昇，以便實現對該等晶圓的馬蘭哥尼乾燥。將該等經提昇乾燥晶圓定位於一腔室中之一第二晶圓載體上且移位至一偏移位置。可為該腔室之具有或不具有一吹掃氣流的一壁之一障壁阻礙在對該第一晶圓載體進行乾燥期間產生的沉積物傳遞至該等晶圓。可自處於該偏移位置中之晶圓支撐件對靜電進行放電。

Description

晶圓乾燥裝置及方法 【對相關申請案之交叉參考】
本申請案主張2015年3月10日申請之標題為「WAFER DRYER APPARATUS AND METHOD」的美國臨時申請案第62/131,172號之權益，該美國臨時申請案以引用之方式併入本文中。
本發明係關於半導體晶圓乾燥器，且係關於對半導體晶圓進行乾燥之方法。
馬蘭哥尼乾燥器(Marangoni dryer)在過去已被用以對正接受處理(諸如藉由液體浴槽)的半導體晶圓進行乾燥。
馬蘭哥尼乾燥係基於表面張力梯度力，且為超清潔乾燥處理。在此技術中，將具有比水低之表面張力的諸如異丙醇(IPA)之揮發性有機化合物引入至基板半導體晶圓附近，當緩慢地將基板晶圓自水抽出時該揮發性有機化合物呈蒸汽之形式。此採用一水浴槽。隨著小量之醇蒸汽與不斷再新之水彎液面(meniscus)接觸，醇蒸汽被吸收至水中且產生表面張力梯度。該梯度使得彎液面部分地收縮及呈表觀有限流動角度。此使得薄之水膜從基板流走且使其保持乾燥。此流亦將輔助移除非揮發性污染物及夾帶粒子。
在一已知馬蘭哥尼乾燥器中，將半導體晶圓浸沒在去離子水(DI水)中。氣密蓋板或蓋置放於含有經浸沒晶圓的浴槽上方，從而產生經密封處理腔室。以氮氣(N2)將空氣自腔室清除，且IPA(異丙醇)起泡器產生與N2一起引入至腔室中的IPA蒸汽。IPA薄層形成於DI水表面上。緩慢使晶圓通過此IPA層，且傳送至定位於IPA/N2蒸汽環境中的晶圓載體上。
在另一已知方法中，將晶圓浸沒在具有氫氟酸之稀釋濃度的浴槽中。在由酸浴槽處理之後，將去離子水引入至浴槽中以經由溢流(overflow)沖洗出氫氟酸。接著執行馬蘭哥尼乾燥，如上文所描述。
在不存在馬蘭哥尼乾燥之情況下，歸因於此表面張力，小尺寸的半導體晶圓特徵(例如30奈米特徵)上之DI水的表面張力可能引起由附著、拉動、彎曲或斷裂結構產生之特徵損壞。
儘管對半導體晶圓進行之馬蘭哥尼乾燥提供優點，但本發明者已知的藉由馬蘭哥尼乾燥器處理之半導體晶圓已導致材料在經處理乾燥晶圓上之沉積，諸如液體在晶圓上留下水痕。此等水痕在120奈米特徵大小及更大特徵大小處已不被注意。然而，當查看具有75奈米或更小特徵之晶圓時，使用(例如)Surfscan雷射可見此等水痕。此等沉積物可導致具有小型特徵之晶圓面臨問題。
因此，需要使用馬蘭哥尼乾燥技術對半導體晶圓進行乾燥的較有效之乾燥器及方法。
根據本發明之一具體實例的一態樣，將一液體浴槽中之一或 多個半導體晶圓自該浴槽中之一第一晶圓載體上的一第一位置提昇至該浴槽上方之一第二位置。當將該一或多個晶圓自該浴槽及自該第一載體提昇至該第二位置時氮氣(N2)與異丙醇(IPA)之一混合物流動至該一或多個晶圓上。對該等晶圓曝露至該IPA係按一速率，使得至少部分地藉由該IPA與該浴槽中之該液體之間的表面張力梯度對該一或多個晶圓之該等表面進行乾燥；亦即藉由馬蘭哥尼乾燥。將該等經乾燥之晶圓自該第二位置移動至自該浴槽上方之一位置隔開的一第三位置，且使該等晶圓應不再與該第一晶圓載體重疊。對該第一晶圓載體進行乾燥，(諸如)首先藉由馬蘭哥尼乾燥藉由對該浴槽進行排液以將該第一晶圓載體曝露至IPA，繼之以加速之乾燥，諸如使用經加熱N2氣體。在使用該N2氣體之該加速乾燥步驟之前，該等經乾燥晶圓在離開該第一晶圓載體之該第三位置處。遮蔽該第三位置中之該一或多個晶圓使之免受自對該第一晶圓載體進行加速乾燥而產生之沉積物影響。遮蔽物可包含諸如該腔室之一壁的一障壁及亦吹掃該第三位置中之該等晶圓的氣體。在對該第一晶圓載體進行乾燥之後使該等晶圓返回至該第一晶圓載體，以完成該乾燥週期。一種用於實現此乾燥週期的設備及系統亦為本發明之一部分。
根據一具體實例，一種對半導體晶圓進行乾燥之方法可包含：將一液體浴槽中之一或多個半導體晶圓自該浴槽中之一第一晶圓載體上的一第一位置提昇至該浴槽上方之一第二位置，該提昇動作可包括將該一或多個晶圓定位於一第二晶圓載體上；藉由當將該一或多個晶圓自該浴槽及自該第一載體提昇至該第二位置時使氮氣(N2)與異丙醇(IPA)之一混合物流動至該一或多個晶圓上來對該一或多個晶圓進行馬蘭哥尼乾燥， 使得至少部分地藉由該IPA與該浴槽中之該液體之間的表面張力梯度對該一或多個晶圓之該等表面進行乾燥；將該一或多個晶圓自該第二位置移動至自一偏移位置，該偏移位置可在一凹槽上方，將該一或多個晶圓自該第二位置移動至該第三位置之該動作可包含將上面具有該一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第二位置移動至與該第一晶圓載體上方之一位置隔開的一第三位置；且對該第一晶圓載體進行乾燥之該動作包含對該液體自該浴槽進行排液以曝露該第一晶圓載體；當該第一晶圓載體自該浴槽出現且對該浴槽進行排液時使N2與IPA之一混合物流動至該第一晶圓載體上，使得至少部分地藉由該IPA與該第一晶圓載體之表面之間的表面張力對該第一晶圓載體進行乾燥，及將經加熱N2導引至該第一晶圓載體上以使對該第一晶圓載體進行之乾燥加速；及在對該第一晶圓載體進行乾燥之後使該一或多個晶圓返回至該第一晶圓載體。
本發明之額外態樣包括具有該等以下態樣任何一或多者的該等以上實施例，該等態樣呈與彼此之全部可能組合及子組合：
一種方法，其中在將經加熱N2導引至該第一晶圓載體上之時間之至少一部分期間將N2朝向該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓導引。
一種方法，其中當將該第二晶圓載體移動至該第三位置時及在將經加熱N2導引至該第一晶圓載體上之時間之至少一部分期間將N2朝向該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓導引。
一種方法，其中在對該第一晶圓載體進行乾燥之整個時間期間將該N2朝向該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓導引。
一種方法，其中朝向該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓導引的該N2為經加熱N2。
一種方法，其中使該一或多個晶圓返回至該第一晶圓載體之該動作包含將上面具有該一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第三位置移動至該第二位置，及將該一或多個晶圓自該第二位置降低至該第一載體上之該第一位置。
一種方法，其中在該第三位置中該第二晶圓載體係自該液體浴槽上方之一位置完全偏移。
一種方法，其中將一或多個晶圓提昇至該第二位置之該動作包含將該一或多個晶圓提昇至該浴槽上方的一腔室中之該第二位置及將該一或多個晶圓定位於該腔室中之該第二晶圓載體上；且其中將上面具有該一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第二位置移動至一第三位置之該動作包含移動該第二腔室以將上面具有該一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第二位置移動至該第三位置。
一種方法，其包含至少當該第二載體在該第三位置中時將該第二晶圓載體封閉在該腔室中，以藉此掩蔽該第二載體上之該一或多個晶圓使之免受在對該第一載體進行乾燥期間產生之薄霧及液滴影響。
一種方法，其包含在該第一晶圓載體與該第三位置中之該第二晶圓載體上的該一或多個晶圓之間提供一障壁，以阻礙沉積物通過在對該第一晶圓載體進行乾燥期間產生之薄霧及液滴到達該第三位置中之該第二晶圓載體上的該一或多個晶圓。
一種方法，其中提供一障壁之該動作包含使N2氣體在該第 三位置中之該第二載體上的該一或多個晶圓上方在將對該第一晶圓載體進行乾燥期間產生之薄霧及液滴吹掃離開該一或多個晶圓的一方向中流動。
一種方法，其中提供一障壁之該動作包含將一遮蔽物定位在該第三位置中之該第二載體上的該一或多個晶圓與該第一晶圓載體之間。
一種方法，其中該遮蔽物包含一腔室之一壁，在該腔室內對該一或多個晶圓及該第二載體進行定位。
一種方法，其相應地包含自該第三位置中之該第二載體對靜電進行放電，諸如藉由操作一或多個電離劑以自該第三位置中之該第二載體對靜電進行放電。
本發明亦涵蓋一種執行該等乾燥方法的設備及系統。
根據一具體實例，用於對半導體晶圓進行乾燥的此類系統或設備可包含：一晶圓接收貯槽，其具有：一頂部部分，其具有一晶圓載體接收開口，該晶圓載體接收開口經設定大小用於接收上面具有一或多個半導體晶圓之一第一晶圓載體；及一底部部分，該貯槽具有與該底部部分連通以用於耦接至一清潔液體來源的一液體入口，該貯槽在該貯槽之一頂部部分處具有至少一個溢流出口，使得液體自該入口向上流動至該至少一個溢流出口，該貯槽具有與該貯槽之一底部部分連通的一排液出口；一閥，其以可操作方式耦接至該排液出口以控制液體經由該排液出口自該貯槽排出的速率，以藉此控制液體之層位在該貯槽中下降的速率；一晶圓載體提昇裝置，其定位於該貯槽中以經由該晶圓載體接收開口接收上面具有一或多個半導體晶圓的一第一晶圓載體，該晶圓載體提昇裝置可操作以將該第一晶圓載體及其上之該一或多個半導體晶圓在一第一下部晶圓載體位置與 一第二提高之晶圓載體位置之間提昇及降低，其中當在該第一下部位置中時，該第一晶圓載體及其上之該一或多個半導體晶圓浸沒在該貯槽中之液體中，該晶圓載體提昇裝置亦可操作以按一受控晶圓提昇速率將該一或多個半導體晶圓自該第一晶圓載體提昇至該晶圓載體接收開口上方之一晶圓轉移位置；一晶圓乾燥腔室，其耦接至該貯槽且可自與該晶圓載體接收開口重疊且覆蓋該晶圓載體接收開口的一第一乾燥腔室位置移動至自該晶圓載體接收開口偏移的一第二乾燥腔室位置，該晶圓乾燥器中之一第二晶圓載體可操作以接收及攜載該晶圓轉移位置中之該一或多個晶圓，該晶圓乾燥腔室包含一第一氣體入口用於耦接至經摻合異丙醇與氮氣(IPA/N2)之一來源，其中該晶圓乾燥腔室在該第一乾燥腔室位置中，以便當藉由晶圓載體提昇裝置將該等晶圓提昇至該液體之外至該晶圓轉移位置時將IPA/N2提供至該等晶圓之表面，在該IPA/N2摻合物中存在充足之IPA，以當將該等晶圓提昇至該液體之外時至少部分地藉由表面張力梯度乾燥對該等晶圓之該等表面進行乾燥；一晶圓乾燥腔室移動器，其用於使該晶圓乾燥腔室在該第一乾燥腔室位置與該第二乾燥腔室位置之間移動；該閥可操作以當對該貯槽進行排液時按該IPA/N2至少部分地對該第一載體及晶圓提昇裝置之該等表面進行乾燥之一速率經由排液管對該液體自該貯槽進行排液，以曝露該第一載體及晶圓提昇裝置；該晶圓乾燥腔室移動器可操作以藉由移動該晶圓乾燥腔室而將該晶圓乾燥腔室及具有該等所接收一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該晶圓轉移位置移動至該偏移位置；該晶圓乾燥腔室具有一入口用於耦接至一氮氣(N2)來源以將N2遞送至在該偏移位置中的該等晶圓；及氣體遞送杖或棒，其定位於該貯槽中用於耦接至一N2來源以將 N2遞送至該貯槽，以在曝露該第一載體及晶圓提昇裝置之後繼續對該第一晶圓載體及晶圓提昇裝置進行乾燥。
根據一具體實例，種用於對半導體晶圓進行乾燥的設備亦可包含：一晶圓接收貯槽，其包含一貯槽本體，該貯槽本體界定一內部貯槽腔室，該內部貯槽腔室包含：上部及下部貯槽腔室部分；一頂部部分，其具有一晶圓載體接收開口，該晶圓載體接收開口與該貯槽腔室連通且經設定大小用於接收上面具有一或多個半導體晶圓之一第一晶圓載體；及一底部部分，該貯槽進一步包含與該下部貯槽腔室部分連通且用於耦接至一清潔液體來源的一液體入口，該貯槽腔室在該上部貯槽腔室部分處具有至少一個溢流出口，使得液體自該液體入口向上流動至該至少一個溢流出口，該貯槽具有與該下部貯槽腔室部分連通的一排液出口；一晶圓載體提昇裝置，其定位於該貯槽腔室中且經定位以經由該晶圓載體接收開口接收上面具有一或多個半導體晶圓的一第一晶圓載體，該晶圓載體提昇裝置可操作以將該第一晶圓載體及其上之該一或多個半導體晶圓自一第一下部晶圓載體位置提昇及降低至該晶圓載體接收開口上方之一第二提高之晶圓載體轉移位置，其中當在該第一下部晶圓載體位置中時，該第一晶圓載體及其上之該一或多個半導體晶圓浸沒在該內部貯槽腔室中之液體中，該晶圓載體提昇裝置亦可操作以按一受控晶圓提昇速率將具有該一或多個半導體晶圓的該第一晶圓載體自該第一晶圓載體位置提昇至該第二提高之晶圓載體轉移位置；一晶圓乾燥腔室，其耦接至該貯槽且可自與該晶圓載體接收開口重疊且覆蓋該晶圓載體接收開口的一第一乾燥腔室位置移動至自該晶圓載體接收開口偏移的一第二乾燥腔室位置，一第二晶圓載體，其定位於該晶 圓乾燥腔室中，該第二晶圓載體可操作以接收經提昇至該第二提高之晶圓載體轉移位置的該第一晶圓載體上之該一或多個晶圓，該晶圓乾燥腔室包含一第一氣體入口用於耦接至經摻合異丙醇與氮氣(IPA/N2)之一來源，以便當藉由晶圓載體提昇裝置將該等晶圓朝向該第二提高之晶圓轉移位置提昇至該液體之外時將IPA/N2提供至該等晶圓之該表面，在該IPA/N2摻合物中存在充足之IPA，以當將該等晶圓提昇至該液體之外時至少部分地藉由表面張力梯度乾燥對該等晶圓之該等表面進行乾燥；一晶圓乾燥腔室移動器，其用於使該晶圓乾燥腔室在該第一乾燥腔室位置與該第二乾燥腔室位置之間移動；一閥，其耦接至該貯槽腔室且可操作以當對該貯槽進行排液時按該IPA/N2至少部分地對該第一載體及晶圓提昇裝置之該等表面進行乾燥之一速率經由排液管對該液體自該貯槽進行排液，以曝露該第一載體及晶圓提昇裝置；該晶圓乾燥腔室移動器可操作以將該晶圓乾燥腔室及具有該等所接收一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第一乾燥腔室位置移動至該第二乾燥腔室位置，及自該第二乾燥腔室位置移動至該第一乾燥腔室位置；及至少一個氣體施用器，其定位於該貯槽腔室中用於耦接至一N2來源以將N2遞送至該第一晶圓載體，以在曝露該第一晶圓載體及晶圓提昇裝置之後繼續對該第一晶圓載體及晶圓提昇裝置進行乾燥，其中該晶圓乾燥腔室處於該第二乾燥腔室位置中。
該設備可包括呈與彼此之全部組合及子組合的一或多個額外特徵，包括：(a)一凹槽界定結構，該凹槽界定結構具有定位於該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓下方的一凹槽，其中該晶圓乾燥腔室處於該第二位置中；(b)一靜電放電器，其經定位以將靜電自該凹槽界定結構放 電；(c)一晶圓乾燥器支撐件，該晶圓乾燥腔室以可滑動方式耦接至該晶圓乾燥器支撐件，用於藉由該晶圓乾燥腔室移動器使該晶圓乾燥腔室在該第一位置與該第二位置之間進行滑動移動；(d)一晶圓乾燥器腔室，其具有一氣體出口用於耦接至一N2來源，以至少當該晶圓乾燥腔室在該第二位置中時跨越該第二載體上之該一或多個晶圓導引一N2氣流；及/或(e)一凹槽界定結構，其具有定位於該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓下方的一凹槽，其中該晶圓乾燥腔室處於該第二位置中；一靜電放電器，其經定位以將靜電自該凹槽界定結構放電；一晶圓乾燥器支撐件，該晶圓乾燥腔室係以可滑動方式耦接至該晶圓乾燥器支撐件，用於藉由該晶圓乾燥腔室移動器將該晶圓乾燥腔室自該第一乾燥腔室位置至該第二乾燥腔室位置及自該第二乾燥腔室位置至該第一晶圓乾燥腔室位置進行滑動移動；且其中該晶圓乾燥器腔室具有一氣體出口用於耦接至一N2來源，以至少當該晶圓乾燥腔室在該第二位置中時跨越該第二載體上之該一或多個晶圓導引N2流。
自以下描述及圖本發明之範圍內的此等及其他方法動作及特徵將變得清楚的。
圖1為根據本發明之一具體實例的半導體晶圓乾燥器之透視圖。
圖2為圖1之乾燥器的部分分解透視圖。
圖3為用於產生供用於圖1及圖2之乾燥器中的經過濾去離子水(DI)之例示性方法的示意圖。
圖4為用於加熱且再循環圖1及圖2之乾燥器中的IPA之例示性迴路的示意圖。
圖5為可用於在圖4之迴路中產生IPA蒸汽之例示性起泡器的部分分解透視圖。
圖6為可用於圖1及圖2之乾燥器中的例示性流體系統之示意圖。
圖7說明在具有接收個別晶圓之複數個槽的例示性載體上攜載的半導體晶圓。
圖8為供用於將晶圓自經浸沒載體向上提昇至一輸送區域中的例示性提昇設備之透視圖，在輸送區域中可將晶圓轉移至第二載體。
圖9為具有接收輸送區域中之晶圓的梳狀物之第二載體的一實例。
圖10說明根據本發明之具有與填滿之貯槽重疊的蓋或腔室的乾燥器之一具體實例，其中液體向上經由貯槽流動且自貯槽之上部末端瀉落至排液管。
圖11說明上面具有由載體支撐之一或多個晶圓且提昇結構浸沒在貯槽中之液體之浴槽內的第一晶圓載體。
圖12說明浸沒在液體之浴槽中的晶圓，將馬蘭哥尼流體(在此實例中為N2/IPA)向下朝向浴槽之上部表面導引。
圖13說明被提昇至浴槽之外的晶圓，第一晶圓載體保持處於浴槽中。
圖14說明向上移動至在腔室中且在浴槽上方之一位置的晶圓。
圖15說明定位在浴槽上方之第二載體上且第一晶圓載體保持浸沒的晶圓。
圖16說明對浴槽之排液，其中當對浴槽進行排液時N2/IPA繼續流動， 且其中合乎需要地對浴槽進行排液以增強對第一晶圓載體及提昇結構之馬蘭哥尼乾燥效果。
圖17說明移位至一偏移位置的晶圓及第二晶圓載體。
圖18說明諸如經加熱N2之氣體的使用以使對第一晶圓載體及提昇結構進行之乾燥加速。
圖19說明重新定位在貯槽上方的位置處之第二載體上的晶圓。
圖20說明降低至經排液貯槽中之第一晶圓載體上的晶圓。
圖21說明第一晶圓載體上之晶圓，其中將晶圓接收腔室移動至一偏移位置以便打開乾燥器用於經由面向上之乾燥器開口將晶圓及第一晶圓載體向上移除。
鑒於所揭示發明之原理可應用之許多可能的具體實例，應認識到，所說明之具體實例僅為實例，且不應視為限制本發明之範圍。本文中所描述之元件的全部新穎及非明顯組合及子組合在本發明之範圍內。
貫穿本發明，當參看耦接至第二元件的第一元件時，術語「耦接」應解釋為意謂藉助於一或多個額外介入元件的元件之直接連接以及元件之間接連接兩者。又，單數術語「一(a/an)」及「第一」意謂單數及複數兩者，除非術語經限定為明確地指示其僅指代單個元件，諸如藉由使用片語「僅一個(only one)」。因此(例如)，若兩個特定元件存在，則亦存在「一」此類元件。此外，術語「及/或(and/or)」當用於本文件中時應被解釋為包括結合性之「及」，分離性之「或」，及「及」與「或」兩者。又，術語「包括(including)」及「具有(having)」具有與「包含(comprising)」相同之意義。
圖1為根據本發明之大體在10處指示的乾燥器之一具體實例的透視圖。乾燥器包含在其內提供液體浴槽用於接收及清潔晶圓的外殼12，浴槽在圖1中並未展示。外殼包含蓋或腔室14，蓋或腔室14在此具體實例中可移動，諸如可滑動(在此具體實例中至少在由箭頭16指示之方向中至及自偏移位置)。在18處指示偏移乾燥腔室位置，其中蓋或腔室14合乎需要地經定位遠離乾燥器中之開口且不與開口重疊，開口通向含有液體浴槽的貯槽。如下文所解釋，當空腔室14(其中未定位任何晶圓)在偏移位置中時，可將上面具有一或多個晶圓的第一晶圓載體定位在貯槽開口上方，且將第一晶圓載體降低至具有第一晶圓載體的貯槽開口中，接著將第一晶圓載體置放或定位在乾燥器內之晶圓提昇裝置或提昇結構上。可接著將腔室移動至與貯槽開口重疊及與貯槽中之第一晶圓載體上的晶圓重疊的第一乾燥腔室位置。
蓋或腔室14可自上覆浴槽之第一位置移動至自浴槽隔開的第二位置或偏移位置，諸如完全在浴槽之一側處自浴槽偏移且在乾燥器之台面區域22上方。在第二乾燥腔室位置中，可進入面向上之貯槽開口以將晶圓載體定位於其中。合乎需要地，腔室蓋14以可滑動方式耦接至乾燥器體以使得腔室蓋14可在第一乾燥腔室位置與第二乾燥腔室位置之間滑動。一致動器用以使蓋在蓋之各個位置之間移動。致動器可包含任何適合之致動器，諸如具有針速控制閥或電致動器的氣動活塞，諸如步進馬達。在一例示性乾燥器中，當乾燥器閒置時可將蓋定位在該側或偏移位置處。當蓋在浴槽上方或在偏移位置中時可(但不必)密封蓋。然而，即使通常不需要密封，但是蓋合乎需要地並非配備有許多開放區域以便節約N2利用率。
因此，在此所說明具體實例中，可將蓋向圖1中之右邊滑動至其偏移乾燥腔室位置，且沿相反方向返回至與圖1中展示之貯槽開口重疊的腔室乾燥位置。或者，可(例如)在對自第一晶圓載體提昇之晶圓進行乾燥之後對貯槽中之第一晶圓載體進行乾燥的時間期間將蓋滑動至凹槽區(一替代性偏移位置)上方的另一位置(例如，圖1中之左邊)。
所說明乾燥器具有向上延伸之排氣管道20，可經由排氣管道20排出、洗滌或以其他方式處理來自乾燥器的蒸汽。
乾燥器用以實現對晶圓之馬蘭哥尼乾燥。(諸如)藉由與氮氣載體起泡而產生之IPA蒸汽可用以實現馬蘭哥尼乾燥。用於馬蘭哥尼乾燥的IPA/N2可處於周圍溫度。在清潔浴槽內部之後，歸因於引入至乾燥器中的IPA，按實現對晶圓之馬蘭哥尼乾燥的速率而將晶圓提昇至蓋腔室14中。在與貯槽重疊之乾燥腔室部分中，蓋可在蓋與台面22之間形成蒸汽密封。
根據一具體實例，當晶圓與蓋一起提昇且正經移位至偏移或凹槽上方位置時，將晶圓提昇至中蓋14且對其進行乾燥。可接著(諸如)藉由馬蘭哥尼乾燥藉由按實現此乾燥的速率對浴槽進行排液及在對貯槽進行排液之後使用N2氣體(可經加熱)來單獨地對第一晶圓載體(首先與晶圓一起置放於浴槽中的載體)進行乾燥。當應用N2氣體對第一晶圓載體進行乾燥時，腔室14及定位於其中的晶圓合乎需要地在偏移位置或凹槽上方位置中。對第一晶圓載體進行乾燥不限於此方法，但馬蘭哥尼乾燥及經加熱N2氣體之噴射的使用之組合為快速對第一晶圓載體進行乾燥的特別有效之方式。
晶圓由提昇裝置按達成馬蘭哥尼乾燥的一受控速率自浴槽提昇。例示性速率為每秒0.75mm至每秒2mm，其中每秒1mm為典型的合乎需要之速率。若需要較大表面張力乾燥，則速率可隨所使用之較慢速率變化。亦可藉由提昇晶圓與對貯槽進行排液之組合達成此速率。藉由對浴槽進行排液而曝光晶圓載體的速率通常與晶圓提昇速率相同，其中每秒1mm為典型之實例。
應注意，在乾燥處理期間可在不同步驟處按不同之流動速率提供N2。舉例而言，當在晶圓自浴槽出現時將N2/IPA提供至晶圓時，當用將IPA替換為僅N2時典型的流動速率可為約20SCFH，例示性流動速率為60LPM。在乾燥處理期間當並不替換IPA蒸汽且N2並不用於乾燥時，(諸如)蓋中之典型的N2流動速率保持在低等級；但當晶圓存在於乾燥器中時合乎需要地保持N2流動速率。當晶圓到達或接近偏移位置或台面上方位置或凹槽上方位置時，至晶圓的IPA流動通常中斷。至此，晶圓已乾燥，且將其移動至偏移位置以保護其免受當對自浴槽出現之經曝光載體進行乾燥時產生的濕氣。
經加熱N2合乎需要地用以(諸如)在對來自浴槽自液體進行排液之後替換IPA及對該載體進行乾燥。
因此，根據一具體實例，在對第一晶圓載體進行乾燥期間，腔室或蓋14及定位於其中的一或多個晶圓自第一晶圓載體上方之第一腔室乾燥位置向(圖1及圖2中之)右邊移動至乾燥器台面上方的位置。在當等待晶圓進入貯槽時蓋擱置處通常亦是如此。此解決方案起作用，此係因為在用以對第一晶圓載體進行乾燥的熱N2乾燥週期期間，保持在蓋內之晶 圓梳狀物或另一晶圓載體中的晶圓被移動遠離第一晶圓載體。藉由將蓋移動至偏移或閒置位置，蓋在台面上方；此操作使得晶圓安全地儲存於在對第一晶圓載體進行乾燥期間所產生之濕氣及浮質薄霧無法到達的位置中。合乎需要地，在第一晶圓載體乾燥週期完成之後，可使腔室14移動返回至載體上方。可將腔室中之晶圓重新定位至貯槽中之經乾燥第一晶圓載體上。此操作完成例示性乾燥週期，且可將清潔乾燥晶圓及第一晶圓載體自乾燥器移除。對此方法之增強為當正對載體進行乾燥時使N2在台面上位置中之晶圓上方流動，以進一步使不合需要之沉積物及污染物偏斜遠離偏移位置中之晶圓。
此方法(即使不具有所添加N2氣流選項)已經證實針對親水性晶圓(存在氧化物層)良好地起作用，但仍可能具有乾燥疏水性(HF Last)裸矽晶圓方面的問題，此係因為當在偏移位置中時晶圓緊密接近乾燥器台面頂部。台面通常由塑膠組成，且可能保持靜電荷。此電荷使得粒子緊貼台面表面。因為台面緊密接近(0.75吋或更小)晶圓(擱置在蓋晶圓梳狀物中)之底部，所以疏水性晶圓往往會具有將粒子吸引至晶圓之底部的電荷。此可引起在呈弧形的底部處之此類晶圓的粒子失效，在底部中心處產生最不利的污染，且污染物沿著邊緣自底部向上約1.5至2吋減小。可在乾燥器偏移位置中使用靜電放電；諸如使用離子系統棒以將靜電自台面放電或移除以解決此問題。另一選項為將蓋中之晶圓移動至並非擱置在台面上方的偏移區。舉例而言，可將蓋移動至凹入式區上方的偏移位置，凹入式區將晶圓進一步與帶電粒子分離。又，在凹槽偏移位置中亦可使用靜態放電。離子系統棒或其他靜電放電裝置可用以中和表面上之靜態電荷且 對於親水性的晶圓及疏水性的晶圓兩者提供優良效能。
因此，在此實例中，為了實現對載體及提昇結構之最終乾燥，當晶圓在偏移位置中時可將氮氣朝向第一晶圓載體導引。熱氮氣可用於此乾燥。在偏移乾燥腔室位置中含有晶圓的腔室提供障壁，該障壁防止在對第一晶圓載體進行乾燥期間所產生之薄霧及液滴沉積至晶圓上。
此外，當對第一晶圓載體進行乾燥以進一步將粒子吹掃遠離偏移蓋中之晶圓時，可跨越處於偏移腔室乾燥位置中的蓋或腔室14中之晶圓導引氮氣。障壁合乎需要地包含腔室之壁或吹掃氣流，或最合乎需要地包含兩者之組合。當蓋在台面上方位置或偏移位置中時，合乎需要地將N2自蓋14排出至浴槽之側。在台面中可提供洞或開口用於N2排放。台面22之此偏移部分，在圖2中之18處指示，可配備有槽或穿孔以促進N2晶圓之氣流向下經由腔室、跨越晶圓及朝外經由槽或穿孔吹掃氣體。此外，當具有來自晶圓廠廢氣(fab exhaust)之負壓的槽在偏移或台面上方位置中時亦可提供該等槽供用於將氮氣自蓋排放。可控制靜壓力及蒸汽在貯槽表面上之流動。
在本設計之一例示性乾燥器具體實例中，一旦乾燥處理開始，則通常不會中斷N2流動。藉由當晶圓在乾燥器中時維持N2之流動，即使在對晶圓進行乾燥之後，亦在晶圓上方提供對流動氣體之保護性毯。
根據一具體實例之態樣，在晶圓乾燥週期期間，半導體晶圓乾燥器利用馬蘭哥尼乾燥(表面張力梯度乾燥)以對乾燥器中之第一晶圓載體提昇的晶圓進行乾燥。可將經提昇乾燥晶圓固持在第二晶圓載體中，諸如腔室14中之晶圓梳狀物。在使用任何熱N2氣體對第一晶圓載體進行 乾燥之前，合乎需要地將腔室14及經乾燥晶圓移動至偏移位置。
可首先藉由馬蘭哥尼乾燥對第一晶圓載體進行乾燥；繼之以藉由應用朝向第一晶圓載體導引之N2氣體(諸如經加熱N2氣體)的經加速最終乾燥。可將第一晶圓載體定位得接近熱N2棒。可接著藉由將熱N2吹送至第一晶圓載體上來對(例如)諸如載體桿之第一晶圓載體進行乾燥，第一晶圓載體在處理期間固持晶圓。
在對第一晶圓載體進行加速乾燥期間將蓋移動至偏移位置能解決當裝載乾燥器時產生的問題。在裝載期間，當第一晶圓載體經過乾燥器至乾燥器貯槽上方的中心位置時，充滿潮濕液滴之晶圓的載體導致水滴瀝至諸如N2熱棒之N2供應上。通常將N2棒安放在乾燥器貯槽開口之多個側上(一個開口在左邊上，且一個在右側上，自前端延行至後部)。此等水滴降落在棒上，且當隨後開啟熱N2棒以藉由經加熱N2氣體吹乾第一晶圓載體時變成浮質薄霧/濕氣。熱N2棒經組態為空氣刀，故流動係相當猛烈的。降低流動速率及壓力的嘗試未曾成功。此薄霧/濕氣在貯槽中變為氣載式的，且可在晶圓上重新沉積。隨著此薄霧/濕氣乾燥，其留下水痕。儘管此等水痕在120nm特徵大小及更大特徵大小處已不被注意，但當查看75nm之晶圓時使用Surfscan雷射可見此等水痕。
參看圖2，例示性乾燥器10包含在外殼內部且可藉助於面向上之進入開口32進入之台面22的貯槽30。在圖2中，腔室14展示為定位在開口32上方。貯槽30具有下部貯槽部分34及上部貯槽部分36。在對晶圓進行清潔期間，(諸如)藉助於去離子水(DI)入口38將諸如DI之清潔流體引入至下部貯槽部分34中。此水自下部貯槽部分34向上流動至上部 貯槽部分36，藉此沖洗定位在貯槽中之第一晶圓載體42上的一或多個晶圓40。液體經由貯槽且在貯槽之相對側處的各別堰44、45之頂部上方向上流動。液體流徑在圖2中由箭頭46展示。液體自貯槽向下通過至排液通道47、48中，且經由管道67、69自排液通道傳遞至乾燥器之排液出口。可如下文所解釋對液體進行再循環以減小系統之液體要求。
適合於浴槽的一種液體為去離子水(DI)。通常在使用之前對DI進行過濾。或者可使用其他液體，以及液體之混合物。舉例而言，100% IPA可連同IPA與DI之混合物或摻合物使用。亦存在可使用之具有比IPA低之表面張力的可用化學品/溶劑。在製造具有(例如)30奈米或更小特徵之極其精密裝置的過程中，在不存在馬蘭哥尼乾燥之情況下，歸因於表面張力，水(DI)的表面張力可能引起由附著、拉動、彎曲或斷裂結構產生之特徵損壞。浴槽可包含酸或其他化學品，諸如氫氟酸(HF)或氫氯酸(HCl)或其他化學品。在進行馬蘭哥尼乾燥之前可藉由DI水將此等化學品自浴槽沖走。
大體在圖2中之50處指示例示性提昇裝置，且例示性提昇裝置可包含第一提昇裝置58，第一提昇裝置58在所說明之具體實例中首先將上面具有所支撐晶圓的第一晶圓載體向上朝向上部貯槽部分36提昇。按一速率進行提昇操作，使得歸因於浴槽上方之IPA豐富環境而藉由馬蘭哥尼效果對自液體浴槽出現之晶圓40進行乾燥。因此，在將載體提昇至浴槽之外之前，合乎需要地停止對第一晶圓載體之提昇。提昇裝置之晶圓提昇部分接著將晶圓向上自第一晶圓載體提昇至腔室14內之上部或第二晶圓載體。第二晶圓載體可包含晶圓向上位置固持器54，固持器54可呈握緊或嚙 合晶圓之邊緣的梳狀物形式。提昇裝置可執行使第一晶圓載體升高及相對於第一晶圓載體提昇晶圓之操作兩者。或者，提昇裝置可包括：第一提昇裝置，其用於提昇第一晶圓載體及由其攜載之晶圓；及一第二提昇裝置，其用於將晶圓自第一晶圓載體提昇至腔室14中之轉移區域中，在轉移區域中定位晶圓且藉由移動腔室14而將晶圓轉移至第二晶圓載體或輸送至第二晶圓載體上。在晶圓在腔室14中之第二晶圓載體上的情況下，可接著將腔室14及所攜載晶圓滑動至偏離台面位置18。在此位置中，腔室合乎需要地完全自乾燥器開口32偏移。
任何適合之馬達或致動器可用以將腔室14至及自偏移及/或凹槽位置移動，及用以提昇晶圓載體及晶圓。舉例而言，且如上文所提及，電動步進馬達可驅動貯槽鏈條或傳動帶以將腔室14在箭頭16之方向中自貯槽重疊位置至偏移或凹槽重疊位置來回移動。可使用導引棒56，其以可滑動方式嚙合腔室14以導引對腔室之滑動動作。在處理期間，步進馬達亦可用以提昇提昇結構以實現上面具有晶圓之載體以及來自載體之晶圓的提昇。提昇馬達可通常由耦接至提昇結構58的鏈條60耦接。鏈條可由馬達驅動用於精確地按一受控速率提昇結構。
所說明晶圓提昇結構可包括垂直導引棒，在70處指示導引棒兩者用於當提昇第一晶圓載體時導引對提昇裝置及由提昇裝置支撐之第一晶圓載體42的向上移動。此外，當提昇第一晶圓載體時，亦提昇用於將晶圓提昇偏離第一晶圓載體的晶圓提昇裝置部分71。在將第一晶圓載體提昇至其末端位置之後，相對於第一晶圓載體向上延伸包含晶圓嚙合突起74的晶圓提昇裝置71，以將晶圓偏離載體提昇至腔室14中之第二晶圓載體 中。在將腔室移位至偏移位置之後，(諸如)藉由經按最佳化馬蘭哥尼乾燥之速率對貯槽進行排液實現之馬蘭哥尼乾燥而對晶圓載體及提昇結構進行乾燥。在此實例中，在對浴槽進行排液之後，將諸如來自空氣刀(圖18之234)的經加熱N2氣體之氣體朝向提昇結構及第一晶圓載體導引，以使對第一晶圓載體之乾燥加速。在將氣體朝向第一晶圓載體導引之前的任何時間點，合乎需要地將腔室14移動至偏移位置18。
將N2/IPA蒸汽引入至腔室14之上部末端處的腔室14之分配器腔室或歧管部分80中，用於使蒸汽經由腔室14向下流動，且在處理期間在適當的時間流動至中貯槽30之上部部分36。當將腔室14移動至偏移及/或凹槽位置時及/或在此之後，此相同氣體分配器可用以將諸如N2氣體之氣體導引至腔室中。
在圖2中，充氣室64展示為沿著貯槽36之上部部分的一個側，且充氣室66展示為在上部貯槽腔室之相對側處。各別充氣室連接至管道68、70，管道68、70將流動至貯槽中的氣體(例如，IPA蒸汽及N2氣體)導引至排氣口用於再循環。
藉由當晶圓在乾燥器中時維持N2之流動，即使在對晶圓進行乾燥之後，亦在晶圓上方提供對流動氣體之保護性毯。
圖3說明可用於乾燥器10中的例示性去離子(DI)水供應、過濾及再循環系統。
參看圖3，DI供應來源100耦接至入口管道102，且經由壓力調節器104及控制閥106耦接至支管108。在支管108處，此實例中之DI分裂成兩個並聯支管110、112，支管110、112穿過各別並聯過濾器114、 116以將水過濾至所要過濾等級。經由各別出口116、118及120將經過濾(純化)DI水遞送至貯槽36。在此實例中，出口116為用於需要較高DI水要求的處理應用的高流量出口。出口118為低流量出口，用於(諸如)當乾燥器在貯槽等待晶圓的閒置狀態下時提供較低流量DI水供應。貯槽出口120為提供DI用於沖洗乾燥器系統的沖洗出口。
在圖3中亦展示DI返回管線122連同處理排液管線124，處理排液管線124通常經由箭頭126所指示之一系列管線及閥耦接，用於對DI供應系統進行排液。因此，系統99提供將經純化DI水提供至乾燥器的有效方式。
參看圖4及圖5，展示例示性IPA蒸汽提供及再循環系統99。
用於獲得N2/IPA之混合物或摻合物的一個方法為經由諸如石英容器之容器103含有的(例如)起泡器101(圖5)中的IPA使N2鼓泡。N2流動通常連接至諸如PTFE或陶瓷之多孔材料，且經由多孔材料鼓泡。圖5說明供用於產生IPA蒸汽的例示性起泡器101。起泡器101包含外殼或容器103，經由IPA入口105將液體IPA引入至外殼或容器103中以填充容器。在此實例中，N2向下自入口107流動至容器中，且在容器的基座處經由歧管109施配N2以使其經由容器向上流動，如由箭頭111所指示。N2穿過浸沒在液體IPA中的多孔膜113。當N2通過IPA時，產生氣泡且氣泡將IPA蒸汽向上攜載，且經由出口115攜載至容器103之外。
圖4說明圖4之例示性IPA再循環系統99中的圖5之起泡器101。加熱器140可經由容器103之基座中的熱交換器142使經加熱流體循環，以按需要加熱IPA。
來自IPA供應來源的液體IPA耦接至管道143，且經由閥145、149及IPA過濾器144被遞送至通向起泡器101的入口105。當需要過濾器104以對系統進行排液時，過濾器104亦經由閥151耦接至處理排液管線146。來自容器103之IPA可穿過出口151傳遞至管線或管道148。此IPA由泵150經由此管線抽汲。自泵150 IPA穿過閥153及過濾器152且回至管線105至通向起泡器的入口。過濾器152亦經由閥155耦接至處理排液管146，用於按需要對系統之此部分進行排液。在此等圖中，首字母縮略詞AOV指示閥自動控制(例如，由控制器)來打開及關閉。此外，排液管151經由閥157耦接至管線154至IPA回收出口156。可接著過濾且再使用到達出口156的IPA。用於乾燥器10之此例示性IPA系統提供產生IPA蒸汽供用於馬蘭哥尼乾燥同時減小實現乾燥處理之所需IPA量的有效方式。在圖4中，N2氣體入口107耦接至N2供應來源。出於清除或沖洗之目的，亦提供N2沖洗入口160以允許N2通過系統。將來自系統99之N2/IPA蒸汽遞送至出口162以通過在腔室14(圖2)之上部末端處的氣體分配器80。容器亦具有可用於對容器103進行排液的可選擇性地打開之排液管線159。
圖6揭示例示性乾燥器貯槽管道系統161。如在圖6中可見，將來自起泡器之N2/IPA蒸汽經由管線162遞送至腔室14(亦參見圖2)中之N2/IPA歧管或分配器80，且從而遞送至乾燥器10之貯槽30。先前已結合圖2描述之乾燥器的元件在圖6中已經指派有相同數字，且因此將不會進一步論述此等元件。低流量DI供應管線118經由閥163、167及流量計171耦接至管線180。此外，高流量DI供應管線116經由閥169及流量計173耦接至管線180。管線180通向貯槽30之下部部分34處的DI入口38。進 入入口38的DI水如由箭頭182所指示向上流動(當晶圓存在於貯槽中之第一晶圓載體上時)經過貯槽中之晶圓到達各別堰44、45。水溢出至堰上方(其中示意性地在183處指示流動水)且溢出至各別排液通道47、48及各別排液管道67、69中，且接著到達處理排液管線124。
在高流量操作期間，通常低流量及高流量供應管線兩者中之閥167、169打開以增大流動。對比而言，在低流量僅DI供應支撐期間，高流量DI供應中之閥169通常關閉且僅低流量DI供應管線打開。貯槽排液管184展示於圖6中，且經由各別支管186、188及經由各別閥190、192耦接至處理排液管線124。為了對貯槽進行排液，選擇性地打開閥190、192。操作閥190、192以控制對來自浴槽之液體的排液，以(例如)達成對乾燥器中之第一晶圓載體及提昇結構的馬蘭哥尼乾燥。
圖7說明具有定位於載體之各別槽中之複數個晶圓40的例示性第一晶圓載體42。可使用各種替代性載體類型。將此等載體在處理位置之間移動，且在此情況下當移動此等載體時，此等載體展示為藉由桿懸浮。第一晶圓載體可定位於至貯槽的貯槽進入開口32(圖2)上方，且降低至貯槽30內之提昇裝置50上。
圖8說明大體在190處指示的例示性形式之晶圓提昇裝置。提昇裝置包括支撐件192，支撐件192攜載在托盤之相對側處具有各別有槽晶圓固持器196、198的托盤194。當將支撐件192升高遠離第一晶圓載體時，晶圓由托盤194之晶圓固持器196、198向上提昇且遠離第一晶圓載體且提昇至蓋14中。或者，圖2中展示之形式的提昇裝置可與提昇突起74配合使用，將提昇突起74相對於第一晶圓載體向上升高以提昇來自第一晶圓載體 之晶圓。在圖8中亦展示例示性第二或上部載體200。或者，第二載體可呈圖2中展示之形式。例示性第二載體200可包含在框架之相對側處具有各別梳狀物204、206的框架202。如在圖9中可見，框架圖框202在框架之一個側處具有各別梳狀物206對，且在框架之相對側處具有類似梳狀物208對。在已經由框架202提昇晶圓之後，降低梳狀物206以使晶圓保留在適當位置。載體200因此為可定位於乾燥器之蓋或腔室14中以當定位於蓋中時固持晶圓的例示性載體。當將晶圓提昇至腔室14中時，將晶圓轉移至梳狀物，梳狀物允許在腔室內將晶圓及第二載體輸送至偏移及/或重設位置且使晶圓及第二載體返回至貯槽重疊位置。
下文結合圖10至圖21描述例示性乾燥方法。此等圖中之乾燥器組件已被指派與圖2中相同之數字，且不會進一步描述乾燥器組件。
圖10為例示性乾燥器10之一具體實例的部分分解圖，其展示乾燥器處於晶圓接收貯槽30填充有浴槽220中的去離子水或其他液體且不斷向上且經由貯槽之上部邊緣級聯至排液充氣室47、48的狀態中。在46處指示級聯水(cascading water)。在圖10中之222處指示浴槽之上部層位。通常，在此閒置狀態下，此液體按低流動速率流動。
圖11說明圖10之乾燥器，其中晶圓40定位在第一晶圓載體42上且浸沒在貯槽30內部之浴槽220內，且其中藉由液體之流動沖洗晶圓，如結合圖10所描述；惟在沖洗期間液體之流動速率通常在比在閒置狀態下高的流動速率除外。為了達到圖11之沖洗狀態，將腔室14移動到一位置(例如，偏移位置)以允許第一晶圓載體42及一或多個所攜載晶圓40定位在貯槽進入開口32(圖2)上方且降低至貯槽30中。層位222處之浴 槽200在此狀態中覆蓋晶圓40。
圖12說明在後續處理狀態中的圖10之乾燥器，其中已中斷液體之流動，且在此實例中呈N2/IPA蒸汽形式的馬蘭哥尼乾燥流體自分配器80開始向下自腔室14朝向晶圓40流動，以在貯槽30中之液體浴槽220的表面上形成IPA薄膜。箭頭224示意性地指示此氣流。在此實例中，晶圓在此狀態下保持浸沒。
圖13說明處於以下狀態中的圖10之乾燥器：提昇裝置50提昇晶圓40及朝向浴槽220之表面222支撐晶圓的第一晶圓載體42兩者。晶圓按實現馬蘭哥尼乾燥的速率自浴槽之表面出現。在圖13中，晶圓40之上部末端的部分226已自浴槽之表面出現。應注意，提昇裝置50亦可將晶圓向上提昇，而無需提昇載體，但此較不合乎需要，此係因為藉由提昇載體，提昇裝置50定位得更接近於用以使在例示性乾燥器中對第一晶圓載體進行之乾燥加速的晶圓載體乾燥氣體的來源。亦應理解，或者，當晶圓經由提昇裝置出現時可對浴槽進行排液，以使用馬蘭哥尼效果對晶圓進行乾燥。
圖14說明比圖13中展示之程度進一步提昇的晶圓40及第一晶圓載體42。在此實例中，在圖14中，提昇裝置50將第一晶圓載體升高至一位置，其中第一晶圓載體仍浸沒在浴槽220之表面222下方，且晶圓載體定位在提昇裝置50之最上位置處。
圖15說明提昇裝置之將晶圓40相對於第一晶圓載體42向上提昇至蓋中之轉移區域且到達包含梳狀物54之第二晶圓載體(在此實例中)的操作。
圖16說明晶圓40在其包含第二晶圓載體之固持器54上的位置中。在此實例中，IPA/N2蒸汽224可繼續流動。另外，經由排液管184對液體浴槽220進行排液，以曝露第一晶圓載體42(在圖16中，第一晶圓載體42展示為僅部分地浸沒)。可按快速速率或按引起對第一晶圓載體及提昇結構之馬蘭哥尼乾燥的速率來實現排液。
圖17說明蓋或腔室14移位至偏移位置18，其中腔室14與晶圓40不再與貯槽開口與浴槽重疊。在圖17中已對浴槽進行排液。正合乎需要地將N2(由箭頭224指示)跨越晶圓40向下導引，以繼續吹掃偏移位置中之晶圓。
圖18說明N2氣體230(可經加熱)正朝向第一晶圓載體42及晶圓提昇結構50導引來以加速方式完成對此等元件的乾燥。經由氣體入口232將N2氣體提供至沿著貯槽30之上部末端的對置側定位的各別空氣刀234。
圖19說明腔室14及晶圓40返回至與現空之貯槽30及經乾燥第一晶圓載體42重疊的位置。
圖20說明正藉由提昇裝置將晶圓40重新定位(降低)至第一晶圓載體上。
圖21說明腔室14滑動至其偏移位置18，從而允許將經乾燥第一晶圓載體42及經乾燥晶圓40提昇至貯槽30上方之位置，以使得可將載體及晶圓移動至貯槽30之下一處理目的地。藉由返回至圖10之條件的處理可接著再填充浴槽，等待隨後之晶圓載體及晶圓。蓋移位至偏移位置18，以允許將晶圓沉積至浴槽中用於清潔及重複該處理。
下文之表1提供快速乾燥週期的例示性操作參數。
所揭示方法中之任一者可在控制器或其他電腦之控制下，控制器或其他電腦耦接至系統中之各個閥及驅動馬達以提供控制信號且自系統組件接收感測器信號。控制系統的控制器或電腦程式化有電腦可執行指令，電腦可執行指令儲存於一或多個電腦可讀媒體(例如，諸如一或多個光學媒體碟片之電腦可讀媒體，諸如DRAM或SRAM之揮發性記憶體組件，或諸如硬碟機之非揮發性記憶體組件)上。使用一或多個網路電腦，可(例如)在(例如)具有通用處理器(例如，精簡指令集計算(RISC)或複雜指令集計算(CISC)處理器)的單一本端電腦上或在網路環境中(例如，經由網際網路、廣域網路、區域網路、諸如雲端計算網路之用戶端-伺服器網路，或其他此類網路)執行電腦可執行指令。
亦應很好地理解，對乾燥器之控制可至少部分地藉由一或多個硬體邏輯組件而非軟體執行。舉例而言而非限制，可使用之說明性類型之硬體邏輯組件包括場可程式化閘陣列(FPGA)、特殊應用積體迴路 (ASIC)、特殊應用標準產品(ASSP)、系統單晶片系統(SOC)及複雜可程式化邏輯裝置(CPLD)。
本發明之前述目標及其他目標、特徵及優點自參看附圖進行的詳細描述將變得更加清楚。
鑒於所揭示發明之原理可應用於許多可能的具體實例，應認識到，所說明具體實例僅為本發明之較佳實施例且不應視為限制本發明之範圍。
10‧‧‧乾燥器
12‧‧‧外殼
14‧‧‧蓋或腔室
16‧‧‧可移動方向(箭頭)
18‧‧‧偏移位置
20‧‧‧向上延伸排氣管道
22‧‧‧台面或台面區域

Claims (20)

  1. 一種對半導體晶圓進行乾燥之方法，其包含：將一液體浴槽中之一或多個半導體晶圓自該浴槽中之一第一晶圓載體上的一第一位置提昇至該浴槽上方之一第二位置；當將該一或多個晶圓自該浴槽及自該第一載體提昇至該第二位置時，使氮氣(N2)與異丙醇(IPA)之一混合物流動至該一或多個晶圓上，使得至少部分地藉由該IPA與該浴槽中之該液體之間的表面張力梯度對該一或多個晶圓之表面進行乾燥；將該一或多個晶圓自該第二位置移動至與該浴槽上方之一位置隔開的一第三位置；對該第一晶圓載體進行乾燥；遮蔽該第三位置中之該一或多個晶圓使之免受自對該第一晶圓載體進行乾燥而產生之沉積物影響；及在對該第一晶圓載體進行乾燥之後使該一或多個晶圓返回至該第一晶圓載體。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：提昇一或多個半導體晶圓之該動作包含將一液體浴槽中之一或多個半導體晶圓自該浴槽中之一第一晶圓載體上的一第一位置提昇至該浴槽上方之一第二位置，且將該一或多個晶圓定位於一第二晶圓載體上；其中將該一或多個晶圓自該第二位置移動至該第三位置之該動作包含將上面具有該一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第二位置移動至與該第一晶圓載體上方之一位置隔開的一第三位置；且 其中對該第一晶圓載體進行乾燥之該動作包含對該液體自該浴槽進行排液以曝露該第一晶圓載體；當該第一晶圓載體自該浴槽出現且對該浴槽進行排液時使N2與IPA之一混合物流動至該第一晶圓載體上，使得至少部分地藉由該IPA與該第一晶圓載體之表面之間的表面張力對該第一晶圓載體進行乾燥，及將經加熱N2導引至該第一晶圓載體上以使對該第一晶圓載體進行之乾燥加速。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中在將經加熱N2導引至該第一晶圓載體上之時間之至少一部分期間將N2朝向該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓導引。
  4. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項中任一項之方法，其中在對該第一晶圓載體進行乾燥之整個時間期間將該N2朝向該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓導引。
  5. 如申請專利範圍第2項或第3項中任一項之方法，其中使該一或多個晶圓返回至該第一晶圓載體之該動作包含將上面具有該一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第三位置移動至該第二位置，及將該一或多個晶圓自該第二位置降低至該第一載體上之該第一位置。
  6. 如申請專利範圍第2項或第3項中任一項之方法，其中在該第三位置中，該第二晶圓載體自該液體浴槽上方之一位置完全偏移。
  7. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項中任一項之方法，其中將該一或多個晶圓提昇至該第二位置之該動作包含將該一或多個晶圓提昇至該浴槽上方的一腔室中之該第二位置及將該一或多個晶圓定位於該腔室中之該第二晶圓載體上；且其中將上面具有該一或多個晶圓的該 第二晶圓載體自該第二位置移動至一第三位置之該動作包含移動該第二腔室以將上面具有該一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第二位置移動至該第三位置。
  8. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項中任一項之方法，其中遮蔽該第三位置中之該一或多個晶圓的該動作包含定位一腔室之一壁，在該腔室內該一或多個晶圓定位於該第三位置中，對該壁進行定位以包含一障壁，該障壁阻礙在對該第一晶圓載體進行乾燥期間產生之薄霧及液滴自該第三部分中之該一或多個晶圓傳遞。
  9. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項中任一項之方法，其包含自該第三位置對靜電進行放電。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其包含操作一或多個電離劑以自該第三位置對靜電進行放電。
  11. 如申請專利範圍第2項或第3項之方法，其包含操作一或多個電離劑以自該第三位置中之該第二載體對靜電進行放電。
  12. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項中任一項之方法，其中對該第一晶圓載體進行乾燥之該動作包含將經加熱N2朝向該第一晶圓載體導引，且其中遮蔽該第三部分中之該一或多個晶圓的該動作包含在將經加熱N2導引至該第一晶圓載體上之時間之至少一部分期間，在將對該第一晶圓載體進行乾燥期間產生之薄霧及液滴吹掃離開該一或多個晶圓的一方向中將N2朝向該第三部分中之該一或多個晶圓導引。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中對該第一晶圓載體進行乾燥之該動作包含對該液體自該浴槽進行排液以曝露該第一晶圓載體； 當該第一晶圓載體自該浴槽出現且對該浴槽進行排液時使N2與IPA之一混合物流動至該第一晶圓載體上，使得至少部分地藉由該IPA與該第一晶圓載體之表面之間的表面張力對該第一晶圓載體進行乾燥；及接著將經加熱N2朝向該第一晶圓載體導引。
  14. 一種用於對半導體晶圓進行乾燥的設備，該設備包含：一晶圓接收貯槽，其包含一貯槽本體，該貯槽本體界定一內部貯槽腔室，該內部貯槽腔室包含：上部及下部貯槽腔室部分；一頂部部分，其具有一晶圓載體接收開口，該晶圓載體接收開口與該貯槽腔室連通且經設定大小用於接收上面具有一或多個半導體晶圓之一第一晶圓載體；及一底部部分，該貯槽進一步包含與該下部貯槽腔室部分連通且用於耦接至一清潔液體來源的一液體入口，該貯槽腔室在該上部貯槽腔室部分處具有至少一個溢流出口，使得液體自該液體入口向上流動至該至少一個溢流出口，該貯槽具有與該下部貯槽腔室部分連通的一排液出口；一晶圓載體提昇裝置，其定位於該貯槽腔室中且經定位以經由該晶圓載體接收開口接收上面具有一或多個半導體晶圓的一第一晶圓載體，該晶圓載體提昇裝置可操作以將該第一晶圓載體及其上之該一或多個半導體晶圓自一第一下部晶圓載體位置提昇及降低至該晶圓載體接收開口上方之一第二提高之晶圓載體轉移位置，其中當在該第一下部晶圓載體位置中時，該第一晶圓載體及其上之該一或多個半導體晶圓浸沒在該內部貯槽腔室中之液體中，該晶圓載體提昇裝置亦可操作以按一受控晶圓提昇速率將具有該一或多個半導體晶圓的該第一晶圓載體自該第一晶圓載體位置提昇至該第二提高之晶圓載體轉移位置； 一晶圓乾燥腔室，其耦接至該貯槽且可自與該晶圓載體接收開口重疊且覆蓋該晶圓載體接收開口的一第一乾燥腔室位置移動至自該晶圓載體接收開口偏移的一第二乾燥腔室位置，定位於該晶圓乾燥腔室中之一第二晶圓載體可操作以接收提昇至該第二提高之晶圓載體轉移位置的該第一晶圓載體上之該一或多個晶圓，該晶圓乾燥腔室包含一第一氣體入口用於耦接至經摻合異丙醇與氮氣(IPA/N2)之一來源，以便當藉由該晶圓載體提昇裝置將該等晶圓朝向該第二提高之晶圓轉移位置提昇至該液體之外時將IPA/N2提供至該等晶圓之表面，在該IPA/N2摻合物中存在充足之IPA，以當將該等晶圓提昇至該液體之外時至少部分地藉由表面張力梯度乾燥對該等晶圓之該等表面進行乾燥；一晶圓乾燥腔室移動器，其用於使該晶圓乾燥腔室在該第一乾燥腔室位置與該第二乾燥腔室位置之間移動；一閥，其耦接至該貯槽腔室且可操作以當對該貯槽進行排液時按該IPA/N2至少部分地對該第一載體及晶圓提昇裝置之該等表面進行乾燥之一速率經由排液管對該液體自該貯槽進行排液，以曝露該第一載體及晶圓提昇裝置；該晶圓乾燥腔室移動器可操作以將該晶圓乾燥腔室及具有該等所接收一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該第一乾燥腔室位置移動至該第二乾燥腔室位置，及自該第二乾燥腔室位置移動至該第一乾燥腔室位置；及至少一個氣體施用器，其定位於該貯槽腔室中用於耦接至一N2來源以將N2遞送至該第一晶圓載體，以在曝露該第一晶圓載體及晶圓提昇裝 置之後繼續對該第一晶圓載體及晶圓提昇裝置進行乾燥，其中該晶圓乾燥腔室處於該第二乾燥腔室位置中。
  15. 如申請專利範圍第14項之設備，其包含一凹槽界定結構，該凹槽界定結構具有定位於該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓下方的一凹槽，其中該晶圓乾燥腔室處於該第二乾燥腔室位置中。
  16. 如申請專利範圍第15項之設備，其包含一靜電放電器，該靜態放電器經定位以將靜電自該凹槽界定結構放電。
  17. 如申請專利範圍第14項之設備，其中該晶圓乾燥腔室具有一氣體出口用於耦接至一N2來源，以跨越該第二載體上之該一或多個晶圓導引一N2流，至少歷時該晶圓乾燥腔室在該第三位置中的時間之一部分。
  18. 如申請專利範圍第14項至第17項中任一項之設備，其包含：一支撐結構，該支撐結構將具有該一或多個晶圓的該第二晶圓載體支撐在該第二晶圓載體上，其中該晶圓乾燥腔室處於該第二位置中；一靜電放電器，其經定位以將靜電自該支撐結構放電；一晶圓乾燥器支撐件，該晶圓乾燥腔室以可滑動方式耦接至該晶圓乾燥器支撐件，用於藉由該晶圓乾燥腔室移動器使該晶圓乾燥腔室自該第一乾燥腔室位置至該第二乾燥腔室位置及自該第二乾燥腔室位置至該第一晶圓乾燥腔室位置進行滑動移動；且其中該晶圓乾燥器腔室具有一氣體出口用於耦接至一N2來源，以跨越該第二載體上之該一或多個晶圓導引一N2流，至少歷時該晶圓乾燥腔室在該第二位置中的時間之一部分。
  19. 如申請專利範圍第14項之設備，其包含一凹槽界定結構，該凹槽界定結構具有：定位於該第二晶圓載體上之該一或多個晶圓下方的一凹 槽，其中該晶圓乾燥腔室處於該第二位置中；一靜電放電器，其經定位以將靜電自該凹槽界定結構放電；一晶圓乾燥器支撐件，該晶圓乾燥腔室以可滑動方式耦接至該晶圓乾燥器支撐件，用於藉由該晶圓乾燥腔室移動器使該晶圓乾燥腔室自該第一乾燥腔室位置至該第二乾燥腔室位置及自該第二乾燥腔室位置至該第一晶圓乾燥腔室位置進行滑動移動；且其中該晶圓乾燥器腔室具有一氣體出口用於耦接至一N2來源，以至少當該晶圓乾燥腔室在該第二位置中時跨越該第二載體上之該一或多個晶圓導引一N2流。
  20. 一種用於對半導體晶圓進行乾燥之系統，該系統包含：一晶圓接收貯槽，其具有：具有一晶圓載體接收開口的一頂部部分，該晶圓載體接收開口經設定大小用於接收上面具有一或多個半導體晶圓之一第一晶圓載體；及一底部部分，該貯槽具有與該底部部分連通以用於耦接至一清潔液體來源的一液體入口，該貯槽在該貯槽之一頂部部分處具有至少一個溢流出口，使得液體自該入口向上流動至該至少一個溢流出口，該貯槽具有與該貯槽之一底部部分連通的一排液出口；一閥，其以可操作方式耦接至該排液出口以控制液體經由該排液出口自該貯槽排出的速率，以藉此控制液體之層位在該貯槽中下降的速率；一晶圓載體提昇裝置，其定位於該貯槽中以經由該晶圓載體接收開口接收上面具有一或多個半導體晶圓的該第一晶圓載體，該晶圓載體提昇裝置可操作以將該第一晶圓載體及其上之該一或多個半導體晶圓在一第一下部晶圓載體位置與一第二提高之晶圓載體位置之間提昇及降低，其中當在該第一下部位置中時，該第一晶圓載體及其上之該一或多個半導 體晶圓浸沒在該貯槽中之液體中，該晶圓載體提昇裝置亦可操作以按一受控晶圓提昇速率將該一或多個半導體晶圓自該第一晶圓載體提昇至該晶圓載體接收開口上方之一晶圓轉移位置；一晶圓乾燥腔室，其耦接至該貯槽且可自與該晶圓載體接收開口重疊且覆蓋該晶圓載體接收開口的一第一乾燥腔室位置移動至自該晶圓載體接收開口偏移的一第二乾燥腔室位置，在該晶圓乾燥器中之一第二晶圓載體可操作以接收及攜載該晶圓轉移位置中之該一或多個晶圓，該晶圓乾燥腔室包含一第一氣體入口用於耦接至經摻合異丙醇與氮氣(IPA/N2)之一來源，其中該晶圓乾燥腔室在該第一乾燥腔室位置中，以便當藉由該晶圓載體提昇裝置將該等晶圓提昇至該液體之外至該晶圓轉移位置時將IPA/N2提供至該等晶圓之表面，其中在該IPA/N2摻合物中存在充足之IPA，以當將該等晶圓提昇至該液體之外時至少部分地藉由表面張力梯度乾燥對該等晶圓之該等表面進行乾燥；一晶圓乾燥腔室移動器，其用於使該晶圓乾燥腔室在該第一乾燥腔室位置與該第二偏移位置之間移動；該閥可操作以當對該貯槽進行排液時按該IPA/N2至少部分地對該第一載體及晶圓提昇裝置之該等表面進行乾燥之一速率經由排液管對該液體自該貯槽進行排液，以曝露該第一載體及晶圓提昇裝置；該晶圓乾燥腔室移動器可操作以藉由移動該晶圓乾燥腔室而將該晶圓乾燥腔室及具有該等所接收一或多個晶圓的該第二晶圓載體自該晶圓轉移位置移動至該偏移位置；該晶圓乾燥腔室具有一入口用於耦接至一氮氣(N2)來源以將N2遞送 至在該偏移位置中的該等晶圓；及氣體遞送杖或棒，其定位於該貯槽中用於耦接至一N2來源以將N2遞送至該貯槽，以在曝露該第一載體及晶圓提昇裝置之後繼續對該第一晶圓載體及晶圓提昇裝置進行乾燥。
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