TW384510B - Method and apparatus for drying flat objects - Google Patents

Description

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五.、發明説明（1 ) 【發明背景】 本發明係有關乾燥扁平物所用之一種方法及=種設備 ，特別是諸如矽晶圓（silicon wafers)的半導體晶圓。 【相關技藝的說明】 在一製造諸如鏡片、光碟、液晶面板、太陽電池、矽 晶圓以及諸如鎵砷（GaA s )化合物半導體、鎵磷（

Ga P)化合物半導體、及銦磷（I nP )化合物半導體 之化合物半導體晶圓等之製程中，扁平物是被淸洗後再乾 燥。傳統上，這些扁平物被乾燥係經由使用下.列之一種方 法或更多的方法：一種方法是在其中的扁平物被曝露於一 種諸如異丙醇（I PA)的有機溶劑的蒸氣，而因此經由 出現在上述的水與有機溶劑的還元被乾燥（I PA乾燥或 類似者）；一種.方法是在其中被放置在載具（carrier)中的扁 平物受到一離心力而離心地除去附著的水，因此而乾燥了 扁平物（旋轉乾燥）：一種方法是其中的扁平物受到一諸 如幽素燈的熱源的熱，而因此經由水的蒸發被乾燥（I R 乾燥）；一種方法是在其中的扁平物是被浸沒在純水中及 然後逐漸地被拉上，而因此經由純水的表面張力的應用被 乾燥（經由從熱水拉上的乾燥；見日本專利公報（公開公 告）第6 — 93449號）；及一種方法是在其中的扁平 物被放置在一封閉的乾燥用容器中，及該容器是在減壓下 被抽空，而因此經由除去蒸發的水以乾燥扁卒物（在減壓 下乾燥）。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- ---------^'|〕衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 A7 B7 五、發明説明（2 ) 無論如何，這些傳統的乾燥方法具有下列的問題。乾 燥係經由諸如I P A乾燥的一種有機溶劑的使用，具有一 種由於有機溶劑的揮發性而導致爆破或火燒的可能危險， 及如此危及安全。在經由離心力的應用的旋轉乾燥中，扁 平物的潔淨度可能由於粒子的產生而被損害，該粒子的產 生係因在旋轉期間中，由扁平物和載具及來自旋轉的驅動 零件之間的接觸而引起的。在具一鹵素燈或一類似熱源的 I R乾燥中，原則上扁平物只能一個一個地被乾燥，結果 導致相對地低產量。在經由從熱水中拉上而應用水的表面 張力的乾燥中，扁平物從熱水中被拉上必須很慢地，結果 導致極爲低的產量。在經由一在減壓下的容器的蒸發之減 壓下的乾燥中，由於氣態的熱的排除而引起水結露的問題 【發明的詳細說明】 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明已實現對上述之問題的解決，並且本發明之一 目的是在提供不具有那些問題的乾燥扁平物所用之一種方 法及一種設備。 本發明的發明者發現當扁平物在下列的方法中被乾燥 時，'是不會發生在傳統的乾燥方法中所具有之前述的問題 :表面被附著的水完全地覆蓋的扁平物是大體上垂直地被 放置在形成於一齒軌中的槽溝部，在該齒軌中被形成一凹 部，該凹部經由開口而開口對著槽溝部，然後凹部被釋壓 ，因而經由開口強制地除去附著於扁平物表面上的水’藉 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4祝格（210X297公釐） -5- A7 __ B7 . 五、發明説明（3 ) 此來乾燥該扁平物。這種方法不使用諸如有機溶劑的溶劑 ，不會有粒子的產生，而且多數個扁平物可以成批地被乾 燥。亦且，在這種方法中，扁平物在一正常的速度下被從 —淸潔浴的純水槽中拉上，然後被放置在一齒軌上。因此 ，產量不會減少，並且無需爲了乾燥的目的而將扁平物放 置於一封閉的乾燥容器中，然後在減壓下經由蒸發而乾燥 。如此，這種方法不會有關於潔淨.度、運轉成本、產量、 安全或自動化的問題。 本發明'提供一種用於乾燥扁平物的方法，包含的步驟 爲放置至少一個扁平物，所有扁平物的表面是被附著的水 完全覆蓋，大體上垂直地放置於至少一個形成於齒軌中的 槽溝部，在該齒軌中被形成一凹部，該凹部經由至少一個 凹部的開口而開口對著槽溝部；及釋去凹部的壓力而經由 開口以吸取附著於扁平物表面的水，由此而乾燥扁平物。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (#先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 較適當的是，扁平物從一純水槽被取出後，該扁平物 立刻地被放置在齒軌上，由分的乾燥被形成在扁 平物的表面上。當純水槽正在溢出水或水從純水槽被流出 ，扁平物可以從純水槽被取出。在兩者之任一情形中，扁 平物的表面必須完全地被水所濕，亦即水必須覆蓋扁平物 . · 的全部表面。較適當的是，容納在純水槽中的純水是處於 室溫。 再者，本發明之一用於乾燥扁平物的設備，該設備包 .含一齒軌，該齒軌具有用來接受扁平物大體上垂直地被放 置於其中的至少一個槽溝部，一空穴部，及至少一個用於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4祝格（210X297公釐） _β. 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 ____._B7_' 五、發明説明（4 ) . 連結空穴部與構溝部的開口：及用於釋去空穴部的壓力之 機構。 本發明的方法及設備是特別地適合用來乾燥矽晶圓及 鎵砷（G a A s )化合物半導體、鎵磷（G a P )化合物 半導體、銦磷（I、nP)化合物半導體，或一類似化合物 半導體之晶圓。 依照本發明，諸如異丙醇的有.機溶劑是不被使用的， 沒有粒子產生，及多數個扁平物可以成批地被乾燥。亦且 ，扁平物在一正常的速度從工作得似一淸潔浴的純水槽中 被拉上及然後被放置在一齒軌上。因此，產量.不會減少， 並且無需要爲了乾燥的目的，而將扁平物放置在封閉的乾 燥容器內，在減壓下經由蒸發而乾燥。如此，依照本發明 的乾燥方法及乾燥設備在潔淨度、運轉成本、產量、安全 及自動化等的條件是極爲優異的。 【較佳實施例之說明】 以下，參照圖面來說明本發明的實施例。 如第1圖所示，一依照本發明用於乾燥扁平物的設備 ，具有用於釋去齒軌9的凹部的壓力之真空泵1。因爲此 真空泵1是一種水環型真空泵，設有用於使冷卻水饋入到 真空泵1的管2。當電磁閥3打開，冷卻水即被饋入真空 泵1。在真空泵1沒有一內建的流動控制閥之情形中，一 浮筒4被使用於調整饋入真空泵1之使冷卻水之量。在真 空泵1有一內建的流動控制閥之情形中，浮筒4可以不被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4祝格（210X297公釐) ~ 一 ^ —I ^ 東 訂 . (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 ___B7 ' 五、發明説明（5 ) 使用。由於真空泵1是在一浮控開關5確認管2被充灌有 使冷卻水後始被啓動，因此真空泵1在未封閉的狀態中將 不被操作。 爲了在一次乾燥多數片晶圓，第1圖的乾燥設備包含 有三個齒軌9及兩個用來確保三條齒軌9的排氣能力之真 空泵1。 當真空泵1啓動，氣閥6即打.開。主管7被連結至管 8，而管8則依順序被連結至齒軌9，因而與齒軌9的凹 部相通。如此，在扁.平物周圍的空氣經由空穴部的至少一 個開口被吸去。壓力的減少是靠被裝置在主管.7中之壓力 調節閥而被調節，管11是從主管7分出的支管，而管8 則從管1 1分出的支管而被連結於每一齒軌9。爲了監視 壓力減少的度數，一真空計1 2被裝置在相關於壓力調節 閥的下游之每一管7、1 1及8之中。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在每一條齒軌9中，被形成多數個用來容許個別的扁 平物大體上垂直地被放置於其中之槽溝部（未表示於第1 圖中），及在該處被形成一經由至少一個開口而開口對著 槽溝部之凹部（未表示於第1圖中）。第2圖即表示齒軌 9的一個例子。在第2圖的齒軌9中，每一個槽溝部1 3 具有一大體上爲V型的橫截面、一被形成的凹部1 4以及 —被形成於槽溝部13的底部之開口10。 齒軌9必須被裝置在一潔淨的室內，但真空泵1則較 . 適合被裝置在潔淨室的外面（a)。 * 在具'有上述結構的乾燥設備中，當真空泵1被啓動時 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4典格（210X297公釐） -8 · 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _—_B7_ ， ' 五、發明説明（6 ) ，圍繞扁平物15的空氣即經由開口 1 0被吸去，因而吸 •去附著於扁平物1 5之表面的水。因此，只要將濕的扁平 物1 5放置在齒軌9上便可以簡單地被乾燥。 —俟完成以純水淸洗，當純水槽正溢流著純水，即以 手臂將扁平物握住，然後快速地將扁平物從純水槽中拉上 ，並將該扁平物依次序地放置在一齒軌上》代替的方式是 ，在純水藉由打開一排水閥而從純.水槽被快速地排水後， 扁平物被以手臂握住，然後快速地被從純水槽中拉起，該 扁平物被依次序地放置在一齒軌上。在兩者之任一的情形 中，爲了防止在任何的扁平物的表面上被形成有一乾燥部 分，該扁平物必須立刻地被放置在齒軌上。在後者的情形 中，通常是被提供有一手動的閥以調節排水速度。一較高 的排水速度是適宜的。當排水閥被打開，一個被打開用來 進給純水至純水槽的純水給水閥即自動地被關閉。一泵可 以被用來從純水箱排放出純水。在扁平物被以手臂握住之 前，倘若有任何附著於手臂的頂端部之純水，最好以吹氣 或類似方式予以除去。 在一個淸洗步驟中被淸洙後，扁平物即藉由本發明的 乾燥方法及乾燥設備而被乾燥。下一個例子，將要特別地 說明用於半導體晶圓情形之乾燥步驟。 1 .當純水浴正在溢流著純水，扁平物即從純水槽中 被取出： 第3圖係圖解在這個情形中用於半導體晶圓的一淸洗 步驟及一乾燥步驟。如第3圖所示，一個盛裝晶圓的盒 C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '草 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS >八4祝格（210X297公釐） -9- Α7 Β7 五.、發明説明（7 ) 1 8被放置在一裝載區域的平台上。其次，經由晶圓推出 機構20,晶圓從盒18被推出。然後，晶圓被無盒臂 1 6 (cassetteless arm)抓住，然後被拉起及移送到一淸洗區 域的一清潔劑槽。該等如此移送的晶圓被放置在淸潔劑槽 中之一個齒軌上，然後被釋放。.然後，該等晶圓在淸潔劑 槽中被淸洗。其次，在淸潔劑槽中之該等晶圓再次被無盒 臂1 6抓住，然後被拉起及移送到.下一個在一沖洗區域的 純水槽，從事像一沖洗浴的工作。該等如此移送的晶圓被 放置在純水槽中的一個齒軌上，然後被釋放。純水槽是繼 續不斷地被進給純水及如此繼續不斷地溢流著.純水。在這 樣的純水槽中，附著於晶圓的淸潔劑被洗掉。一個超音波 產生器2 2對著淸潔劑槽及沖洗槽使用超音波是需要的。 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —俟沖洗完成後，該等晶圓被無盒臂1 6抓起，然後 快速地被拉起及移送到本發明的乾燥設備中。該等如此移 送的晶圓被放置在齒軌9上，然後被釋放。在一吸氣乾燥 區域的乾燥設備中，該等晶圓經由依照本發明的乾燥方法 的排氣而被乾燥。那就是，附著於晶圓全部表面的純水被 強制地抽掉。然後，如此移送的晶圓再地地被無盒臂1 6 抓住，然後被拉起及移送到下載區域。該等如此移送的晶 圓再次地被放置在盒18中。 2 .在純水從純水槽被排水後，扁平物從純水槽被取 出： 半導體晶圓跟隨像上面所述的情形1的程序，直到該 等晶圓被放置在純水槽中的一個齒軌上及然後釋放爲止。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4辑路（210X297公釐) Γΐ〇. A7 B7 . 五.、發明説明（8 ) 在藉由造成純水槽溢流純水而淸洗掉附著於晶圓的淸潔劑 後，進給純水槽的純水即被關掉。其次，純水從純水槽被 完全地排出。然後，晶圓被無盒臂抓住，然後被拉起及移 送到乾燥設備中。該等如此移送的晶圓被放置在乾燥設備 中的齒軌上，然後被釋放。其次，該等晶圓之其後的步驟 則如上面所述的情形1的程序相似。 實施例 本發明將以實施例方式被說明於下： 實施例及比較例： 直徑8吋的矽晶圓藉由本發明的方法（即實施例）及 經由異丙醇（I PA)的使用（即比較例）而被乾燥。 在比較例中，8吋晶圓受到S C - 1淸洗（在此種淸 洗中被使用的劑中含有nh4〇h、h2〇2及H2〇 ( 1 : 1 : .5 ))及然後被以室溫的純水沖洗。該等如此沖洗的 晶圓經由異丙醇（I PA)的使用而被乾燥。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在實施例中，8吋晶圓亦受到S C _ 1淸洗及然後被 以室溫的純水沖洗。但在使用於沖洗的純水槽的純水被完 全地排水之後，晶圓是使用第1圖的設備被乾燥。在這樣 的情形中，晶圓是被放置於在其中具有一種被形成於槽溝 部中之3mm直徑的開口之齒軌上，及附著於晶圓的純水 是經由一真空泵的使用而被抽掉。純水的排水速度是以水 .位每秒下降4 m m的速度將淳水從純水槽排出。這樣的排 水將在一分鐘被完成。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4思格（210X297公釐） -11 · A7 _____B7__ 五、發明説明（9 ) 在比較例中，實行1 7次乾燥，每次7個晶圓。在實 施例中，實行1 5次乾燥，每次7個晶圓。檢查這些乾燥 後的晶圓之微粒（粒子）的數目。測試的結果被表示在第 4圖的（a)—(d)區域中。 第4圖的（a )及（b )區域表示比較例的測試結果 ’圖解在每一有關具有0 . 1 6 或較大的粒子尺寸之 粒子數目範圍之乾燥的晶圓之數目，及在每一有關具有 0 . 2 0 //m或較大的粒子尺寸之粒子數目範圍之乾燥的 晶圓之數目。第4圖的（c)及（d)區域表示實施例的 測試結果，圖解在每一有關具有0 . 1 6 a m.或較大的粒 子尺寸之粒子數目範圍之乾燥的晶圓之數目及在每一有關 具有0 . 2 0 y m或較大的粒子尺寸之粒子數目範圍之乾 燥的晶圓之數目。 從第4圖可知，實施例較·之比較例顯示一較小的粒子 數目。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明並不限於上述的實施例。上述的實施例只是一 些例子而已，那些如敘述在附屬請求項中具有實質上同一 結構及提供有相似作用及效果者是被包括於本發明的範圍 中。 例如，在上述實施例中，雖然僅說明了使用三條齒軌 及二個真空泵的乾燥設備；然而，本發明並不限於此，可 以使用較多或較少之齒軌以及使齒軌的凹部釋壓的機構數 目；例如，可以僅用一條齒軌及一個釋壓機構。在上述的 實施例中，被乾燥的是8吋矽晶圓，但無論如何，本發明 本纸張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4祝格（210X297公釐） -12- A7 _B7__1 五、發明説明（1〇 ) * 並不限於此，也可以乾燥直徑大於1 0吋或小於6吋的扁 平物。再者，在上述的實施例中，係一次乾燥7個晶圓’ 但是，本發明並不限於此，倘若一齒軌能夠容納一較大數 目或一較小數目的扁平物，這些扁平物亦可以被乾燥’例 如，也可以乾燥一個扁平物。 【圖面的摘要說明】 第1圖是依照本發明的一實施例之一用於乾燥扁平物 的設備之示意圖。 第2圖A是在實施例中使用的一齒軌的部分之俯視圖 :第2圖B是第2圖A的齒軌的部分之截面圖。 第3圖是當純水槽正在溢流純水，扁平物從一純水槽 被取出的情形中，用於半導體晶圓的一淸潔步驟及一乾燥 步驟之圖。 第4圖是表示經由1PA的使用而被乾燥的8吋砂晶 圓的粒子水準、以及依照本發明而被乾燥的8吋矽晶匱I的 粒子水準之線圖。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 【圖號說明】 1 :真空泵 2 :管 3 :電磁閥 4 :浮筒 - 5 :浮控開關 13 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4祝格（210X297公釐} 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（11 ) 6 :氣閥 7 :主管8 :管 9 :齒軌 1 0 :開口 1 1 :管 1 2 :真空計 1 3 :槽溝部 1 4 :凹部 1 5 :扁平物 1 6 :無盒臂 1 8 ·盒 2 0 :晶圓推出機構 2 2 :超音波產生器 (請先閩讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈- 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4祝格（210X297公釐） _ _

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 _ 1 . 一種乾燥扁平物所用之方法，包含下列步驟‘· 提供一齒軌，該齒軌具有至少一槽溝部、一凹部、及 至少一用於連結凹部與槽溝部的開口； 放置至少一個扁平物，該扁平物的表面全’部地被附著 的水所覆蓋，且大體上垂直在齒軌的槽溝部中；及 釋去齒軌的凹部之壓力以使經由開口吸去附著於扁平 物表面的水，因而乾燥該扁平物。 2.如申請專利範圍第1項所述之乾燥扁平物所用之 方法，其中該扁平物從一純水槽被取出後，該扁平物立刻 地被放置在齒軌上，因而防止在扁平物的表面上被形成一 乾燥部。 ’ 3 .如申請專利範圍第2項所述之乾燥扁平物所用之 方法，其中扁平物是當純水槽正溢流著水時，從純水槽被 取出。 4 .如申請專利範圍第2項所述之乾燥扁平物所用之 方法，其中扁平物從純水槽被取出，是在水從純水槽排出 之後。 經濟部中央標隼局員工消费合作社印袈 (請先W請背面之注意事項再填窝本頁) 5 .如申請專利範圍第2項所述之乾燥扁平物所用之 方法，其中容納在純水槽中之純水是處於室溫。 6.如申請專利範圍第3項所述之乾燥扁平物所用之 方法，其中容納在純水槽中之純水是處於室溫。 7 .如申請專利範圍第4項所述之乾燥扁平物所用之 方法，其中容納在純水槽中之純水是處於室溫。 - 8 .如申請專利範圍第1項所述之乾燥扁平物所用之 本k張尺度適用中國國家標準（CNs > A4规格（210X297公釐) · <|5·~— ~ 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印装 A8 B8 C8 -----D8_- 六、申請專利範圍 $法’其中扁平物是選自包含矽半導體、鎵砷（G a A s )化;合物半導體、鎵磷（G a P )化合物半導體以及銦磷 C I η P )化合物半導體之群的半導體材料之晶圓。 9 .如申請專利範圍第2項所述之乾燥扁平物所用之 方法’其中扁平物是選自包含砂半導體、鎵砷（G a A s )化合物半導體、鎵磷（G a P )化合物半導體以及銦磷 (1 η P )化合物半導體之群的半導體材料之晶圓。 1 0 .如申請專利範圍第3項所述之乾燥扁平物所用 2方法，其中扁平物是選自包含矽半導體、鎵砷（ GaAs )化合物半導體、鎵磷（Ga Ρ)化合物半導體 以及銦磷（I η P )化合物半導體之群的半導體材料之晶 圓。 1 1 .如申請專利範圍第4項所述之乾燥扁平物所用 之方法，其中扁平物是選自包含矽半導體、鎵砷（ G a A s )化合物半導體、鎵磷（GaP)化合物半導體 以及銦磷（I n p )化合物半導體之群的半導體材料之晶 圓。 1 2 .如申請專利範圍第5項所述之乾燥扁平物所用 之方法，其中扁平物是選自包含矽半導體、鎵砷（ GaAs)化合物半導體、鎵磷（GaP)化合物半導體 以及銦磷（I η P )化合物半導體之群的半導體材料之晶 圓。 1 3 .如申請專利範圍第6項所述之乾燥扁平物所用 之方法，其中扁平物是選自包含矽半導體、鎵砷（ i ^^^1 n HBafl i n i^i 1. m I m^i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格.（210 X 297公釐） -16 - A8 B8 C8 D8 S84510 六、申請專利範圍 6aA S )化合物半導體、鎵磷（Ga P )化合物半導體 & & ®憐（I η P )化合物半導體之群的半導體材料的晶 圓。. 1 4 .如申請專利範圍第7項所述之乾燥扁平物所用 法’其中扁平物是選自包含矽半導體、鎵砷（ GaA s )化合物半導體、鎵磷（Gap)化合物半導體 以及銦磷（I η P )化合物半導體之群的半導體材料之晶 圓。 1 5 . ~種乾燥扁平物所用之設備，包含： —齒軌，該齒軌具有至少一個用於接受扁.平物被大體 上垂直地被放置於其中之槽溝部； —凹部； 至少一個用於連結凹部與槽溝部的開口；以及用於釋 放齒軌的凹部之壓力的機構。 ’ 1 6 .如申請專利範圍第1 5項之—種乾燥扁平物所 用之設備，其中扁平物是選自包含矽半導體、鎵砷（ Ga A s )化合物半導體、鎵磷（Ga Ρ)化合物半導體 1^1 I n n^i m i nn nn I m HI n^v t^i— . '/1V (請先M讀背面之注意事項再樓寫本頁) 經濟部中央揉準局負工消费合作社印装 磷 銦 及。 以 圓 I 晶 之. 料 材 體 導 半 的 群 之 體 導 半 物 合 化 x—y P 本紙張尺度逍用中國國家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -17- B84510 729018

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