TWI467640B - 乾燥旋轉基板之系統及方法 - Google Patents

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乾燥旋轉基板之系統及方法
本發明一般而言係關於乾燥旋轉基板之領域,且具體言之本發明係關於用以在積體電路之製造過程中自矽晶圓基板移除液體及/或污染物之乾燥系統及方法。然而,本發明亦可應用於原始晶圓、引線框架、醫療元件、碟片與磁頭、平板顯示器、微電子遮罩之乾燥以及在處理中要求高度潔淨及/或乾燥的其他應用。
在半導體之製造過程中,於薄型盤狀基板上生產半導體元件。一般而言,每一基板含有複數個半導體元件。可於任何單個基板上生產之半導體元件之確切數目視基板之尺寸及於其上生產之半導體元件之尺寸而定。隨著半導體元件變得愈來愈小型化,能夠於給定區域上生產之半導體元件之數目亦隨之增加。因此,最大化基板之可用表面區域變得日益重要。
在生產半導體元件的過程中,基板於可產生出有效成品之前經受大量處理步驟。此等處理步驟包括:化學蝕刻、晶圓研磨、光阻劑剝離及遮蔽。此等步驟常常要求每一基板在處理期間進行多輪清潔、漂洗及乾燥,以使得將可能污染並使元件出現故障之顆粒自基板移除。然而,此等漂洗及乾燥步驟自身可能會引起額外問題。
一個主要問題係在於漂洗(或將基板暴露至液體之任何其他處理步驟)之後乾燥步驟無法自基板完全移除液體。若基板未經適當乾燥,則可能含有小型污染顆粒之水印便可形成於表面上,此可導致適當功能元件之良率降低及對此等元件之電特性產生負面影響。實際上,此項技術中眾所周知的是,在留存有液滴之基板區域上所產生之半導體元件具有出現故障之較大可能性。因此,為了增加每個基板的適當功能元件之良率,必須自基板表面盡可能地完全移除所有或大體上所有液體。
乾燥半導體晶圓之一熟知方法為與待自晶圓移除之液體相組合而利用乾燥蒸氣。此乾燥處理在此項技術中通常稱為"Marangoni乾燥"。"Marangoni乾燥"利用表面張力梯度("STG")現象以自晶圓之表面牽引液體而不是允許液體蒸發。藉由蒸發移除液體係不當的,因為所蒸發液體往往在晶圓之表面上留下水印及殘餘物/污染物。
在習知的分批Marangoni乾燥處理期間,將複數個基板浸沒於液體槽中。諸如異丙醇("IPA")之乾燥流體提供於液體槽之頂部。因為IPA可與液體混溶,所以當將液體洩流過基板時便形成一彎液面。乾燥流體沿液體之表面被吸收,從而使得所吸收蒸氣之濃度在彎液面之頂端處比液體之主體中高。吸收蒸氣的增加之濃度導致表面張力在彎液面之頂端處比液體之主體中低。此表面張力差異使得在基板自液體槽抽出時液體便自彎液面流向主體槽液體。此流稱為"Marangoni"流。此乾燥導致改良之基板乾燥、消除基板上之水印及/或其他污染物。
最近,已廣泛地使用處理單個基板之方法及系統。於2000年3月21日頒予Bran之美國專利6,039,059中揭示了單晶圓清潔系統之一實例,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。另外,於1999年3月31日頒予IMEC之歐洲專利申請案公開案EP0905747A1揭示了一種單晶圓乾燥裝置,該裝置對水平定向之旋轉基板利用Marangoni乾燥效應(下文稱為"Rotagoni"),其中該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
在Rotagoni乾燥處理期間,將液體及乾燥流體施用至基板之表面。更具體言之,將含有DIW(去離子水)供應噴嘴及N2 /IPA供應噴嘴之乾燥器總成定位於基板之表面上方。一般地,該兩個噴嘴均使用安裝於乾燥器總成上之1/8" PFA管。DIW噴嘴安裝為與基板之表面成大約45°角,而N2 /IPA蒸氣噴嘴則垂直於基板之表面而安裝。
當基板旋轉時乾燥總成便自基板中心掠向基板邊緣。DIW及N2 /IPA蒸氣在掃掠處理期間經由噴嘴而加以施用。DIW噴嘴在掃掠運動中引導N2 /IPA噴嘴。DIW之施用漂洗基板且在乾燥之前保持基板為均勻濕潤的,從而最小化基板表面上之非所要的乾燥/蒸發。尾隨N2 /IPA噴嘴供應N2 /IPA蒸氣以藉由STG而乾燥晶圓。作為IPA溶解至DIW中的結果,N2 /IPA乾燥蒸氣減小IPA/DIW邊界處的DIW表面張力,從而產生Marangoni效應且減弱DIW附著至基板表面之趨勢。液體保留於基板表面上之趨勢的減弱最小化非所要的蒸發,因為DIW並不保留於基板之表面上足夠長的時間以待蒸發。
施用於基板之DIW被旋轉基板之離心力徑向向外牽引,被N2 /IPA蒸氣之對流力推開,並被IPA/DIW邊界處溶解於DIW中的IPA所形成之STG效應牽引。與乾燥器總成之持續向外掃掠相組合的基板之持續旋轉最終將DIW牽離基板之全部區域。因此,留存在基板上之殘餘物之量減少了。
現參看圖1A及圖1B,其說明先前技術之Rotagoni乾燥系統1。先前技術之乾燥系統1包含一乾燥器總成2及一臂3。乾燥器總成2定位於待由臂3乾燥之基板50上方,其中臂3以懸臂方式支撐乾燥器總成2。在Rotagoni乾燥處理期間,乾燥器總成2沿如箭頭7所指示之方向移動,此方向一般與沿徑向向外方向的基板50之上表面平行。
乾燥器總成2具有自其外殼延伸之第一及第二N2 /IPA蒸氣噴嘴5a、5b。乾燥器總成2亦包含一耦接至外殼之DIW噴嘴4。N2 /IPA噴嘴5a、5b大體上垂直於基板50之上表面51而對準。N2 /IPA噴嘴5a、5b均為1/8吋管,且分隔約1吋。DIW噴嘴4定向為與基板50之上表面成大約45°角。
參看圖2,其示意性地說明先前技術之利用圖1A及圖1B之乾燥器總成2的Rotagoni乾燥方法。當乾燥器總成2沿方向7移動時,隨著乾燥區域9變大,DIW潤濕區域8便變小。方向7為自基板50之中心徑向向外的移動。STG效應由IPA/DIW邊界13處溶解於DIW中的IPA達成。
於2004年2月5日頒予Hosack等人之美國公開案第2004/0020512號中揭示了另一種先前技術之Rotagoni乾燥系統及方法,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
如下文所述,現有Rotagoni乾燥系統及方法並非最佳的,且存在若干缺陷,包括水印之產生、較長處理時間、元件產率之降低,及不充分的液體移除(尤其在基板之邊緣處)。
因此,本發明之一目標在於提供一種乾燥旋轉基板之改良系統及方法。
本發明之另一目標在於提供一種最小化或消除水斑的乾燥基板之系統及方法。
本發明之又一目標在於提供一種增加自半導體晶圓之元件良率的乾燥基板之系統及方法。
本發明之又一目標在於提供一種減少漂洗液體之蒸發的乾燥基板之系統及方法。
本發明之另一目標在於提供一種更有效地乾燥基板之邊緣區域的乾燥基板之系統及方法。
本發明之又一目標在於提供一種減小及/或消除回濺所引起之負面影響的乾燥基板之系統及方法。
本發明之又一目標在於提供一種以積體電路製造可接受的處理時間來乾燥基板的乾燥基板之系統及方法。
本發明滿足此等及其他目標。如下文所詳細描述,已藉由實驗而發現現有Rotagoni乾燥系統及方法之許多處理變化及硬體缺陷。作為發現先前技術中之此等缺陷之起源的結果,本發明建構一種用於乾燥總成之新穎硬體設計及/或許多新穎處理參數/步驟,該設計及/或該等參數/步驟消除所發現之缺陷。如熟習此項技術者所瞭解,所發明之硬體態樣及/或處理參數中的任一者可組合於單個系統/方法中,或必要時可單獨地進行建構。
在一態樣中,本發明為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)將基板支撐於大體上水平定向;b)旋轉基板;c)將一包含一第一施配器、一第二施配器及一第三施配器之總成定位於基板之表面上方,第一施配器可操作地耦接至一液體源而第二及第三施配器可操作地耦接至一乾燥流體源,第二與第三施配器彼此鄰近地定位於該總成上且與第一施配器間隔開,第二施配器具有一大於第三施配器之開口的開口,並且第二施配器位於第三施配器與第一施配器之間;d)利用第一施配器將液體之膜供應至基板之表面;e)利用第二及第三施配器將乾燥流體供應至基板之表面;及,f)將該總成移向基板之邊緣且同時繼續將液體及乾燥流體供應至基板之表面,其中在該移動中第一施配器引導第二及第三施配器。
在另一態樣中,本發明可為一種用於乾燥基板之表面之系統,該系統包含:一用於支撐基板之旋轉支撐件;一包含一第一施配器、一第二施配器及一第三施配器之總成,該總成定位於基板之表面上方,第二與第三施配器彼此鄰近地定位於該總成上且與第一施配器間隔開,第二施配器具有一大於第三施配器之開口的開口,並且第二施配器位於第一與第三施配器之間;及用以大體上平行於基板之表面而平移該總成的構件。
在又一態樣中,本發明可為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)旋轉基板;c)利用第一施配器將液體膜供應至基板之表面;d)提供一利用供應線而流動性地耦接至乾燥流體源之第二施配器,且提供一可操作地耦接至第二施配器與乾燥流體源之間的供應線的比例閥;e)將比例閥自關閉位置漸進地打開至開啟位置,以使得用不存在壓力尖峰的方式將乾燥流體施用至基板之表面。
在又一態樣中,本發明可為一種用於乾燥基板之表面之系統,該系統包含:一旋轉支撐件;一流動性地耦接至液體源之第一施配器,第一施配器定位於基板之表面上方以能夠將液體之膜施用至基板之表面;一利用一供應線而流動性地耦接至乾燥流體源之第二施配器,第二施配器定位於基板之表面上方以能夠將乾燥流體施用至基板之表面;及,一可操作地耦接至第二施配器與乾燥流體源之間的供應線的比例閥,比例閥能夠自關閉位置增量地調整至開啟位置。
在另一態樣中,本發明可為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)旋轉基板;c)將具有一可樞轉安裝之液體施配器及一乾燥流體施配器之總成定位於基板之表面上方,該總成包含用以指示液體施配器相對於基板之表面所定向之角度的標誌構件;d)利用標誌構件來調整液體施配器相對於基板之表面所定向之角度,直至達成所要角度為止;e)利用液體施配器將液體膜施用至基板之表面;及,f)利用乾燥蒸氣施配器以自具有有用表面張力梯度之表面移除液體的方式來將乾燥流體施用至基板之表面。
在又一態樣中,本發明可為一種用於乾燥基板之表面的裝置,該裝置包含:一總成,其具有一可樞轉安裝之液體施配器及一乾燥流體施配器,該總成適用於支撐於基板之表面上方;及處於該總成上之標誌構件,該構件用以當該總成支撐於基板之表面上方時指示液體施配器相對於基板之表面所定向之角度。
在又一態樣中,本發明可為一種用於乾燥基板之表面的系統,該系統包含:一旋轉支撐件;一總成,其具有一可樞轉安裝之第一施配器及一第二施配器,該總成支撐於基板之表面上方;處於該總成上之標誌構件,其用以指示第一施配器相對於基板之表面所定向之角度;及用以沿大體上平行於基板之表面的方向平移該總成的構件。
在另一態樣中,本發明可為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)旋轉基板;c)將液體膜施用至基板之表面;d)以利用表面張力梯度自表面移除液體膜的方式將乾燥流體施用至基板之表面,其中經由離心力將液體牽離表面;及e)將一防濺板圍繞基板之邊緣而定位,以幫助最小化回濺,其中防濺板包含疏水材料。
在又一態樣中,本發明可為一種用於乾燥基板之表面的系統,該系統包含:一旋轉支撐件,其用於將基板支撐於處理腔室內之大體上水平定向;用以將液體膜施用至基板之表面的構件;用以將乾燥流體施用至基板之表面的構件;一總成;一圍繞基板之周邊之至少一部分的防濺板,該防濺板包含疏水材料。
在又一態樣中,本發明可為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)旋轉基板;c)經由液體施配器在旋轉中心點處或附近將液體施用至基板之表面,以使得液體之膜形成於基板之表面上;d)經由乾燥流體施配器在與旋轉中心點相隔一距離處將乾燥流體施用至基板;e)操控乾燥流體施配器以使得乾燥流體施用至基板的位置沿朝向旋轉中心點之方向移動;及f)操控液體施配器以使得當執行步驟e)時液體施用至基板的位置沿自旋轉中心點向外之方向移動。
在另一態樣中,本發明可為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)將具有一表面之基板支撐於大體上水平定向;b)圍繞一旋轉中心點旋轉基板且同時保持大體上水平定向;c)將一具有一第一施配器及一第二施配器之總成定位於基板上方,其中將第一施配器大體上定位於旋轉中心點上方,且將第二施配器定位於基板上方在與旋轉中心點相隔一距離處;d)經由液體施配器在旋轉中心點處將液體施用至基板之表面,以使得液體之膜形成於基板之整個表面上;e)經由乾燥流體施配器在與旋轉中心點相隔一距離處將乾燥流體施用至基板;f)將該總成移向基板之邊緣,以使得:(1)液體施配器自旋轉中心點移向基板之邊緣,且(2)乾燥流體施配器移向旋轉中心點、通過旋轉中心點並移向基板之邊緣。
在又一態樣中,本發明可為一種用於乾燥基板之表面的系統,該系統包含:一旋轉支撐件,其用於將平坦基板支撐於大體上水平定向並圍繞一旋轉中心點旋轉基板;一總成,其包含一可操作地耦接至乾燥流體源之第一施配器及一可操作地耦接至液體源之第二施配器,該總成支撐在定位於支撐件上的基板上方,且可沿大體上平行於基板之表面的方向移動;及,一控制器,其可操作地耦接至該總成以用於促進並控制該總成之移動,該控制器經程式化以:(1)於基板上方定位該總成以使得第一施配器經定位以在旋轉中心點處將液體施配至基板上且第二施配器經定位以在與旋轉中心點相隔一距離處將乾燥流體施配至基板上,及(2)沿朝向基板之邊緣的方向移動該總成,以使得第一施配器自旋轉中心點向外移動,而第二施配器移向旋轉中心點、通過旋轉中心點並隨後自旋轉中心點向外移動。
在又一態樣中,本發明可為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)圍繞一旋轉中心點旋轉基板;c)經由液體施配器將液體施用至基板之表面,以使得液體之膜形成於基板之表面上;d)經由乾燥流體施配器在基板上之一位置處將乾燥流體施用至基板,其中該位置比起液體施配器施用液體的位置而言在徑向上更接近於旋轉中心點;e)操控乾燥流體施配器及液體施配器,以使得乾燥流體及液體施用至基板的位置均沿朝向基板之邊緣的方向移動,其中在操控期間乾燥流體相比液體施用至更接近旋轉中心點處;及f)在液體施用至基板之邊緣上或附近後,便中止液體之施用,且同時繼續操控乾燥流體施配器而使其朝向基板之邊緣;及g)在乾燥流體施用至基板之邊緣上或附近後,便保持乾燥流體施配器之配置,以使得乾燥流體施用至基板之邊緣上或附近達一段預定時間。
在另一態樣中,本發明可為一種用於乾燥薄型平坦基板之表面的系統,該系統包含:一旋轉支撐件,其用於將一基板支撐於大體上水平定向並圍繞一旋轉中心點旋轉基板;一總成,其包含一可操作地耦接至乾燥流體源之第一施配器及一可操作地耦接至液體源之第二施配器,該總成支撐在定位於支撐件上的基板上方且可沿大體上平行於基板之表面的方向移動;及,一控制器,其可操作地耦接至該總成以用於促進並控制該總成之移動,該控制器經程式化以:(1)於基板上方定位該總成以使得第一施配器將液體施配至基板上且第二施配器將乾燥流體施配至基板上,(2)朝向基板之邊緣移動該總成以使得乾燥流體及液體施用至基板的位置均沿朝向基板之邊緣的方向移動,其中在操控期間乾燥流體相比液體施用至更接近旋轉中心點處,(3)在液體施用至基板之邊緣處或附近後,便中止液體之施用,且同時繼續操控乾燥流體施配器而使其朝向基板之邊緣,及(4)在乾燥流體施用至基板之邊緣處或附近後,便將該總成保持於適當位置,以使得乾燥流體施用至基板之邊緣處或附近達一段預定時間。
在又一態樣中,本發明可為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)旋轉基板;c)在旋轉基板時將液體施用至基板之第一表面及第二表面以使得液體之膜形成於第一表面及第二表面上;d)中止液體至基板之第二側的施用以使得大體上所有液體均旋離第二側,且同時將液體之膜保持於第一表面上;及e)以藉由表面張力梯度而自基板之第一表面移除液體的方式將乾燥流體施用至基板。
在又一態樣中,本發明可為一種用於乾燥基板的系統,該系統包含:一旋轉支撐件,其用於將基板支撐於大體上水平定向;用以將乾燥流體施用至定位在支撐件上之基板之第一表面的構件;用以將液體膜施用至定位在支撐件上之基板之第一表面的構件;用以將液體膜施用至定位在支撐件上之基板之第二表面的構件;一控制器,其可操作地耦接至用以施用乾燥流體之構件、用以將液體膜施用至基板之第一表面的構件及用以將液體膜施用至基板之第二表面的構件;及,該控制器適用於:(1)當基板旋轉時將液體膜施用至基板之第一表面及第二表面,(2)中止液體至基板之第二表面的施用,以使得大體上所有液體均旋離第二表面,且同時繼續將液體之膜施用至第一表面上,及(3)將乾燥流體施用至基板之第一表面以藉由表面張力梯度而自基板之第一表面移除液體。
在另一態樣中,本發明可為一種乾燥基板之表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)旋轉基板;c)當旋轉基板時將液體膜施用至基板之表面;d)當基板以處於1000與1500 RPM(每分鐘轉數)之間的旋轉速度旋轉時,以藉由表面張力梯度而自基板之表面移除液體的方式將乾燥流體施用至基板。在最後一個態樣中,本發明可為用於執行此方法之系統。
已藉由實驗發現先前技術之Rotagoni乾燥系統及方法導致基板之至少兩個區域係由非STG乾燥(亦即,蒸發)而乾燥。第一問題區域位於基板之中心區域附近。第二問題區域位於基板之邊緣區域附近。下文將依次論述負責該兩個區域內之非STG乾燥之機構。
參看圖3,基板50之中心附近之第一問題區域示意性地說明為一乾燥區域9。在現有Rotagoni乾燥方法開始時,乾燥器總成2起初定位於基板50上方,以使得N2 /IPA施配噴嘴5a位於基板50之旋轉中心區域正上方。此時,DIW層經由乾燥器總成2之DIW噴嘴4而施用至基板50之表面。N2 /IPA施配噴嘴5a隨後開啟,且乾燥器總成2沿箭頭之方向移向基板50之邊緣,且同時施用DIW及N2 /IPA蒸氣。吾人咸信N2 /IPA噴嘴5a使中心區域9之液體蒸發。已發現第二問題區域係存在於基板50之邊緣區域附近。
參看圖4,其在視覺上說明上述先前技術之方法所具有的問題。可以看出,已發現尺寸約為1 cm之定域顆粒污染200之圓形區域處於利用習知乾燥方法之基板50的中心區域(亦即,旋轉中心)處或附近。已發覺此污染影響對於具有非常敏感之膜(諸如,PE-SiON膜)的基板而言更為明顯。在此等情況下,已發覺在執行上述Rotagoni乾燥方法之後成百上千的水印處於中心區域處。圖4之顆粒圖亦顯露位於基板50之邊緣沿線之第二問題區域202。類似於中心區域,吾人咸信基板50之邊緣附近之疵點/顆粒定域起因於基板之此區域係藉由蒸發而非STG現象來乾燥。亦已發覺回濺水印204形成於基板50之表面上的許多斑點處。
如上文所述,吾人咸信基板50之中心區域的定域顆粒污染200之圓形區域起因於此區域係藉由蒸發而非STG現象來乾燥。吾人猜測此蒸發乾燥之原因係雙重的。首先,N2 /IPA氣體線起初含有一壓力尖峰。作為此壓力尖峰的結果,當控制N2 /IPA氣體線之閥開啟時,處於N2 /IPA施配噴嘴5a下的基板之表面便經受具有增加之氣體流動速率的N2 /IPA蒸氣之突然且不可預測的沖盪。氣體流動速率之此不可預測的增加即刻使基板50上之此區域中之DIW層蒸發,從而即刻藉由蒸發而乾燥此區域。此在圖3中示意性地說明為中心區域9。
其次,N2 /IPA施配噴嘴5a之初始位置處於基板50之旋轉中心區域正上方亦導致中心區域處之蒸發問題,而並非受任何N2 /IPA壓力尖峰的支配。如圖3所示,在現有Rotagoni乾燥方法開始時,N2 /IPA施配噴嘴5a位於基板50之旋轉中心區域正上方且DIW噴嘴4位於偏心處。一旦乾燥器總成2處於此位置中,DIW噴嘴4便開啟,且DIW層便施用於旋轉基板50之整個表面。N2 /IPA施配噴嘴5a及5b此時關閉。然而,N2 /IPA施配噴嘴5a一經開啟,基板50之中心區域便即刻藉由蒸發而乾燥,甚至在N2 /IPA線中不存在壓力尖峰時亦如此。吾人咸信中心區域之蒸發乾燥係起因於DIW噴嘴4不能提供足量的DIW至旋轉基板50之中心區域。更具體言之,DIW噴嘴4無法提供充分量的DIW至旋轉基板50之偏心位置以克服由基板50之旋轉施加至DIW上的組合離心力及N2 /IPA之吹動力。結果,N2 /IPA快速取代並蒸發中心區域9中之DIW,從而將任何截留顆粒留存在基板50之中心區域上。
同時參看圖3及圖4,對於基板50邊緣附近之第二問題區域202而言,在典型的先前技術之Rotagoni乾燥處理期間,乾燥器總成2自基板50之中心附近移向基板50之邊緣,且DIW噴嘴4引導N2 /IPA施配噴嘴5a。當乾燥器總成2接近基板50之邊緣時,DIW施配噴嘴4便關閉,而乾燥器總成2繼續使N2 /IPA施配噴嘴移向基板之邊緣。關閉DIW以防止DIW根據由DIW被直接施配至基板50之邊緣上所引起之不可預測的流體動力學而回濺至基板50上。然而,已發現,在不供應DIW(或僅部分地供應DIW)至基板50之邊緣的情況下,在乾燥區域與濕潤區域之間的分界常常變得模糊不清,且因此基板50之邊緣便不再由STG現象乾燥。結果,接近於基板50之邊緣之區域僅或主要供應有N2 /IPA蒸氣,此使得該區域藉由蒸發而乾燥,從而留存下導致顆粒污染及疵點之水印。
相對於第二問題區域202而言,試圖在繼續供應DIW時藉由增加供應於基板之邊緣處或附近之N2 /IPA蒸氣量而糾正邊緣附近之蒸發問題已使得發現圖1A及圖1B之先前技術之Rotagoni乾燥系統1所具有的其他缺陷。起初吾人咸信在基板50邊緣處或附近供應較多N2 /IPA蒸氣會大體上減少留存在基板50上之水印量。因為先前技術之乾燥系統1具有啟動第二1/8" N2 /IPA施配噴嘴5b之選擇,所以吾人認為啟動第二施配噴嘴5b會供應充分量的N2 /IPA蒸氣至基板50之邊緣,從而解決基板50之邊緣附近之水印問題。然而,先前技術之乾燥總成2之結構僅允許將第二N2 /IPA施配噴嘴5b添加至第一N2 /IPA施配噴嘴5a之側面且與第一N2 /IPA施配噴嘴5a間隔開,以使得第一N2 /IPA施配噴嘴5a及第二N2 /IPA施配噴嘴5b以及DIW施配噴嘴4形成大體上的三角形樣式(如圖1A及圖1B所示)。
吾人發覺到,當兩個N2 /IPA施配噴嘴5a、5b同時運作時,此組態便表現較差。舉例而言,發覺到N2 /IPA施配噴嘴5a或5b中之一者在某些點處中斷另一N2 /IPA施配噴嘴5b或5a之乾燥樣式。最值得注意的係,第二N2 /IPA施配噴嘴5b之啟動將水滴吹入至第一N2 /IPA施配噴嘴5a之乾燥圈中,且反之亦然。雖然此干擾在Rotagoni乾燥處理之開始中尤為嚴重,但此問題在乾燥器總成2之整個移動中均在持續。
已發現兩個N2 /IPA施配噴嘴5a、5b之操作之間的干擾係其相對於基板50上之運動路徑而並排定位的結果。更具體言之,參看圖3,乾燥器總成2沿負Y方向之向下線性路徑於基板50上方移動。然而,因為兩個N2 /IPA施配噴嘴5a、5b僅沿X方向彼此間隔,所以第一N2 /IPA施配噴嘴5a及第二N2 /IPA施配噴嘴5b中的每一者所形成之移動路徑並未對準。結果,自施配噴嘴5b之N2 /IPA蒸氣之流動在整個移動路徑(包括沿基板50之邊緣的移動路徑)中與施配噴嘴5a之N2 /IPA蒸氣之流動相干擾。
在糾正基板50之邊緣附近之蒸發問題的進一步嘗試中,所供應之N2 /IPA蒸氣之量增加,第一N2 /IPA施配噴嘴5a之直徑自1/8"增加至1/4",而不是啟動第二N2 /IPA施配噴嘴5b。然而,發現將N2 /IPA施配噴嘴5a之直徑增加至1/4"具有兩個問題。首先,初始氣體流動壓力過強以致於水滴自基板中心吹動並吹過防濺板。其次,當將總成接近於基板邊緣而置放時,N2 /IPA蒸氣供應仍然過弱。
除上文所發現的缺點外,亦發現,若存在下述情形則STG乾燥現象便可能會中斷:(1)N2 /IPA流動速率變得過高;或,(2)N2 /IPA施配噴嘴5a或5b及/或DIW噴嘴4之位置及角度不正確。儘管較高流動速率將較多N2 /IPA蒸氣添加至基板50,然其可能引起基板50上之DIW之流動及蒸發,此出於若干明顯原因考慮均為不當影響。若N2 /IPA施配噴嘴5a或5b或DIW噴嘴4喪失其正確位置及/或角度,則可能發生蒸發及/或不充分的液體移除。
現參看圖5,此項技術中已知的另一問題為"回濺"。回濺係在乾燥處理期間由流體小滴往回偏轉至基板50上而引起,此等流體小滴發生蒸發並在基板50之表面上引起水印。因為基板在乾燥處理期間發生旋轉,所以將動能賦予處於基板50之表面上的DIW層。此能量足夠地顯著而使得流體小滴擺脫基板並撞擊腔室壁或其他表面且往回偏轉至基板50上。先前技術之乾燥方法僅利用Rotagoni/STG液體移除方法來乾燥基板之前側。一般地,基板之前側的STG乾燥處理在相對較低的rpm下進行,此要求較長的處理時間。相反地,基板之後側由較高RPM之旋轉處理來乾燥。在現有乾燥方法中,首先利用標準STG/Rotagoni乾燥處理來乾燥基板之前側,之後利用較高RPM之旋轉乾燥處理來乾燥基板之後側。當前系統及方法並未考慮及/或解決回濺問題。
然而,已發現對基板之前側上之DIW之供應的控制在對抗回濺之負面影響方面係至關重要的。首先,在後側較高RPM之旋轉乾燥中,若未將足量的DIW施用至基板之前側上,則落在基板之前側上之回濺可能會引起大量的疵點。參看圖6,其展示在回濺期間未將充分量的DIW供應至前表面的情況下針對基板之疵點圖。可以清楚地看出,若基板50表面未覆蓋有DIW,則可於表面上產生數以千計的水印。
其次,在對基板50之前側進行Rotagoni乾燥處理期間,已發現晶圓之外部應覆蓋有DIW,直至總成乾燥此部分為止。此外,晶圓應與空氣相隔離,以防止基板、水及空氣中之氧氣之間進行反應。親水晶圓可甚至利用少量的DIW而輕易地進行覆蓋,但疏水表面要求更多的DIW。
另外,參看圖5,已發現,雖然某些流體小滴(例如,第一小滴302)撞擊並偏離現有防濺板,但其他流體小滴(例如,第二小滴300)則由於分子間力或其他力而撞擊並附著至防濺板。試驗表明,若後續流體小滴衝擊保留於防濺板上之流體小滴300,則新的流體小滴對此附著之流體小滴300的衝擊/碰撞便產生沿多個方向散佈的較小流體小滴之濺射。自然地,某些此等較小液體小滴(例如,第三小滴304)便落在先前已藉由STG現象而乾燥之基板50上且發生蒸發,從而形成水印。
先前技術之Rotagoni/STG乾燥方法所具有的又一缺點為N2 /IPA蒸氣中IPA之不可預測的濃度。起初,在IPA罐中製備N2 /IPA混合物。將一供應N2 之管子置放至自置放於液體內之N2 管之特殊設計末梢冒出的液體IPA及N2 氣泡中。然而,現有IPA罐較厚且較短。因此,現有IPA罐僅提供自特殊設計末梢至主要N2 /IPA供應線之較短N2 氣泡路徑。此僅允許較少時間用於N2 與IPA之間的暴露。因此,N2 氣泡並未暴露至IPA足夠長的時間而達到N2 氣體中之IPA之飽和點。因此,當與習知IPA罐一起使用時,N2 /IPA中之IPA之濃度便發生波動且係不可預測的。
鑒於發現先前技術之乾燥系統及方法中之上述缺陷,且進一步鑒於發現此等缺陷之起源,業已發明出一種新穎乾燥系統及乾燥方法,該系統及方法消除及/或最小化此等缺陷中的至少一或多者。將參考圖7至圖21描述所發明的解決上述缺陷中的一或多者之乾燥系統及方法的一實施例。此等圖示及下述說明僅出於說明性之目的描述本發明之實施例。熟習此項技術者自下文之論述中將輕易地認識到,在不脫離本發明之原則的情況下可使用本文所述結構及方法之替代實施例。
首先參看圖7,根據本發明之一實施例說明用於乾燥旋轉基板50之改良乾燥系統100的示意圖。乾燥系統100包含一處理腔室90、一乾燥器總成40、一旋轉支撐件10、一DIW貯集器71、一固持IPA 81之起泡器80及一氮氣貯集器72。雖然未加說明,但在某些實施例中乾燥系統100將包含一新穎防回濺板,該防回濺板圍繞基板50之周邊。此防濺板之細節將在下文參考圖12及圖13而詳細描述。此外,雖然在特定結構實施例中說明了乾燥系統之組件及配置,但本發明並不限於彼等特定結構、形狀、組件,除非申請專利範圍中明確要求。舉例而言,處理腔室90可採取任何形狀、尺寸及組態。
仍參看圖7,旋轉支撐件10定位於處理腔室90內,且適用於將基板50支撐於大體上水平定向。較佳地,旋轉支撐件10在執行其支撐功能時僅與基板50之周邊相接觸且嚙合。然而,可利用其他支撐結構,諸如夾盤、板等。旋轉支撐件10可操作地耦接至馬達20以促進基板50在水平支撐平面內之旋轉。馬達20較佳為可使支撐件10以任何所要旋轉速度ω旋轉之變速馬達。馬達20可操作地電耦接至控制器200。控制器200控制馬達20之操作,從而確保達成所要之旋轉速度ω及所要之旋轉持續時間。
乾燥系統100進一步包含一可操作地且流動性地耦接至DIW貯集器71之後側噴嘴70。後側DIW施配噴嘴70流動性地連接至主要DIW供應線63,該主要DIW供應線63可操作地連接至泵73及DIW供應源71。氣動閥81可操作地連接至主要DIW供應線63,以使得能夠控制DIW至後側DIW施配噴嘴70之供應。然而,用於控制DIW至後側噴嘴70之供應之閥的類型並不受限於此,且可利用其他類型之閥,包括(但不限於)比例閥、手動閥、氣動閥,或可利用其之任何組合。後側噴嘴70定位且定向於處理腔室90內,以使得當DIW流過其處時,DIW便施用於基板50之底表面52。當基板50旋轉時,由噴嘴70施用之DIW便在基板50之整個底表面52上形成DIW層或膜。
乾燥器總成40安裝於處理腔室90內,以接近地定位於基板50之頂表面51上方,其中基板50定位於支撐件10上。乾燥器總成40包含一外殼41,該外殼41固持DIW施配噴嘴44、第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46。如下文將更為詳細論述,DIW施配噴嘴44及N2 /IPA施配噴嘴45、46分別可操作地且流動性地耦接至DIW貯集器71及起泡器80(或其他N2 /IPA蒸氣源)。外殼41較佳地由支撐臂42(展示於圖9中)以懸臂方式安裝於基板50上方。然而,外殼41可以多種方式安裝於基板50上方,此等方式中的任一者皆不限制本發明。另外,乾燥器總成40可採取許多種結構配置。舉例而言,在某些實施例中,可不利用外殼41。實情是,可利用框架結構或骨架結構。
外殼41可沿大體上水平方向於基板50上方平移/移動,以使得DIW施配噴嘴44及N2 /IPA施配噴嘴45、46可自基板50之中心上處的至少一位置移動至一越過基板50之邊緣53之位置。外殼41相對於基板50之移動可藉由將整個乾燥器總成40耦接至具有馬達之線性驅動總成(未圖示)而實現。於2004年2月5日公佈的美國專利申請案公開案2004/0020512中揭示了此種驅動總成之一實例,該案之教示以引用的方式併入本文中。當然,熟習此項技術者可以明顯地看到,可利用眾多總成來實現外殼41(或整個乾燥器總成40)於基板50上方之所要移動。在本發明之某些實施例中,外殼41與基板50之間的相對運動可藉由平移基板50本身且同時將外殼41固持為靜止而達成。
DIW施配噴嘴44可操作地且流動性地連接至主要DIW供應線63,該主要DIW供應線63又流動性地耦接至DIW貯集器71。如上文所述,泵73可操作地耦接至主要DIW供應線63。當由控制器200啟動時,泵73將自DIW貯集器71汲取DIW,且使DIW流過主要DIW供應線63。氣動閥82(其亦由控制器200控制)可操作地連接至主要DIW供應線63,以使得能夠以所要方式控制DIW至DIW施配噴嘴44之供應。然而,用於控制DIW至DIW施配噴嘴44之供應之閥的類型並不受限於此,且可利用許多其他類型之閥,包括(但不限於)比例閥、手動閥、氣動閥或其之任何組合。
N2 /IPA施配噴嘴45、46可操作地且流動性地耦接至N2 /IPA蒸氣源,在所說明之實施例中N2 /IPA蒸氣源為起泡器80。第一N2 /IPA施配噴嘴45可操作地且流動性地耦接至第一N2 /IPA供應線64,而第二N2 /IPA施配噴嘴46可操作地且流動性地耦接至第二N2 /IPA供應線65。第一N2 /IPA供應線64及第二N2 /IPA供應線65均可操作地且流動性地耦接至主要N2 /IPA供應線62。主要N2 /IPA供應線62又可操作地且流動性地連接至起泡器80。N2 /IPA泵74可操作地連接至起泡器80,以使得能夠自起泡器80汲取N2 /IPA蒸氣且使N2 /IPA蒸氣流過主要N2 /IPA供應線62並流入至第一N2 /IPA供應線64及第二N2 /IPA供應線65中,從而達成至第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46之輸送。下文將進一步詳細描述起泡器80中之N2 /IPA蒸氣之形成。
第一手動閥88、第一氣動閥87、第一流量計92及第一比例閥86可操作地耦接至第一N2 /IPA供應線64,以監視並控制N2 /IPA蒸氣至第一N2 /IPA施配噴嘴45之流動。類似地,第二手動閥83、第二氣動閥84、第二流量計91及第二比例閥85可操作地耦接至第二N2 /IPA供應線65,以監視並控制N2 /IPA蒸氣至第二N2 /IPA施配噴嘴46之流動。所有閥均可操作地電耦接至控制器200,以備自動通信及控制。
第一比例閥86及第二比例閥85均能夠以漸進方式自關閉位置增量地調整至開啟位置。第一比例閥86及第二比例閥85可彼此獨立或彼此協力地進行增量調整。比例閥85、86之漸進/增量開啟消除及/或緩和在N2 /IPA蒸氣供應線中較普遍發現的壓力尖峰。結果,利用比例閥85、86便消除/控制在起動次序期間引起蒸發乾燥的N2 /IPA蒸氣湧入,正如上文所述。
舉例而言,當任一比例閥85、86自控制器200接收開啟信號時,目標比例閥便以漸進方式增量地開啟,直至其達到預定設定點為止。在一實施例中,可利用電磁力來漸進地開啟比例閥85、86。然而,比例閥並不受限於此,且可利用此項技術中已知的其他方法來漸進地開啟。最後,雖然第一N2 /IPA供應線64及第二N2 /IPA供應線65亦可操作地耦接至手動閥88、83、氣動閥87、84及流量計92、91或其之任何組合,但此耦接對於本發明而言可能並非必要的。
系統控制器200可為基於合適微處理器之可程式化邏輯控制器、個人電腦或用於處理控制之類似設備。系統控制器200較佳地包括用於提供與乾燥系統100之需要進行控制及/或通信之多種組件之連接的多種輸入/輸出埠。在圖7中以虛線指示電連接。系統控制器200亦較佳地包含足夠的記憶體來儲存處理配方及其他資料,諸如,由操作員輸入之臨限值、處理時間、旋轉速度、處理條件、處理溫度、流動速率、所要濃度、次序操作及類似資料。系統控制器200可與乾燥系統100之多種組件相通信,以在必要時自動調整處理條件,諸如,流動速率、旋轉速度、乾燥總成40之移動等。用於任何給定系統之系統控制器的類型將視併入有該控制器之系統的確切需要而定。
應注意,下文相對於圖14至圖21描述的所發明之乾燥方法可藉由適當地程式化控制器200以進行必要步驟而完全自動化。乾燥系統100之操作(包括乾燥器總成40之移動、支撐件10之旋轉及處理流體通過噴嘴70、44至46之流動)可由控制器200控制,以充分地乾燥基板50。更具體言之,在一實施例中,控制器200可與伺服馬達20相通信並對其進行控制,其中伺服馬達20移動乾燥器總成40、氣動閥81、82、84、87、比例閥85、86、流量計91、92、手動閥83、88及泵73至75。所要之處理參數及配方可儲存於記憶體中,以實施多種控制策略從而最大化乾燥系統100之效能。可視許多因素(例如,基板之尺寸、所用之清潔溶液、建構於基板之表面上之結構的敏感性及所要之清潔度以及其他因素)而選擇不同的控制策略。
參考圖7及圖8a,現將描述起泡器80中之N2 /IPA蒸氣之形成。首先,藉由N2 供應管61將N2 氣體引入至起泡器80之罐中。泵75可操作地耦接至N2 供應管61,以自氮氣貯集器72汲取N2 氣體並使其流過N2 供應管61。或者,可對氮氣貯集器72進行加壓,且可將一閥耦接至N2 供應管61以控制通過其處之流動。N2 供應管61之開放末端定位於起泡器80之罐中,且浸沒於罐內之液體IPA 81中。N2 供應管61之開放末端(N2 氣體自其處離開)大致位於罐之底部。當N2 氣體離開N2 供應管61時,N2 氣體自然地形成氣泡(此等氣泡通過液體IPA 81而上升),從而在罐中處於液體IPA 81上方之開放空間中形成N2 /IPA蒸氣。隨後通過主要N2 /IPA供應線62以所需方式自此處汲取N2 /IPA蒸氣。
為了使N2 /IPA蒸氣中之IPA具有穩定濃度,已發現N2 氣泡尺寸應較小且罐之深度應相當大,從而促成在N2 氣體與液體IPA 81之間的較長暴露時間。以此方式允許IPA於N2 氣體與IPA液體脫離之前在N2 氣體中達到其飽和濃度。現有罐設計無法完成此情形,因為其過短且N2 氣體氣泡過快地與IPA液體81脫離。然而,本發明之起泡器80包含較高較薄的罐,以使得N2 氣體可在離開IPA液體81之前達到全飽和。
能夠調節N2 /IPA蒸氣施配至基板50上時的溫度及/或能夠將N2 /IPA蒸氣保持於恆溫係合乎需要的。當施用於基板50之N2 /IPA蒸氣與基板50表面之間存在溫度差異時,便可在基板50表面上發生冷凝作用。若N2 /IPA蒸氣施用於基板50之前側時的溫度與基板50表面之溫度大體上相同,則可減少或消除冷凝作用。一般地,需要以與基板50之溫度相差5度以內的溫度施用N2 /IPA蒸氣。較佳地,施用N2 /IPA蒸氣時的溫度處於45攝氏度(Celsius)與環境溫度之間。若將受熱N2 /IPA蒸氣施用於基板50之前側上之前或在此施用過程期間將受熱DIW施用於基板50之後側,則亦可減少冷凝作用。
參看圖8b,在本發明之一實施例中,N2 /IPA供應線62沿其整個長度或在其整個長度之至少一部分上利用絕緣物120之層來產生絕緣。絕緣物120可由任何合適絕緣材料組成,包括(但不限於)塑膠、橡膠、氣泡材料、纖維素、玻璃纖維或其之任何組合。當N2 /IPA蒸通過N2 /IPA供應線62而輸送時,絕緣物120便將N2 /IPA蒸氣之溫度保持於所要溫度範圍內。在一實施例中,N2 /IPA蒸氣可在進入N2 /IPA供應線62之前進行加熱。
參看圖8c,N2 加熱單元122可操作地連接至N2 供應管61,以在暴露至IPA液體之前將N2 加熱至所要溫度。N2 加熱單元122可為將熱量傳遞至N2 供應管61內之N2 的任何合適設備,諸如,平行流或逆流熱交換器。受熱N2 氣體通過N2 供應管61而引入至起泡器80之罐中。如之前所述,N2 供應管61之開放末端定位於起泡器80之罐中,且浸沒於罐內之液體IPA 81中。受熱N2 氣體離開N2 供應管61,自然地形成氣泡,此等氣泡通過液體IPA 81而上升。由於N2 /IPA蒸氣之受熱性質,所以N2 氣體氣泡可能能夠吸收較大量的IPA,從而增加所得N2 /IPA蒸氣中之IPA濃度。
現參看圖8d,其說明用於產生N2 /IPA蒸氣之替代實施例子系統。在此子系統中,受熱N2 氣體通過N2 供應管61而輸送至多孔介質124中,在多孔介質124中N2 氣體與IPA相混合以形成受熱N2 /IPA蒸氣。多孔介質124可為管子、膜片或其他結構。較佳地,IPA與受熱N2 氣體之混合處於或大體上處於使用點。將IPA自連接至IPA源之獨立IPA供應線注入至多孔介質中。受熱N2 /IPA蒸氣離開多孔介質124而進入至主要N2 /IPA供應線62中。藉由使用絕緣物120而將受熱N2 /IPA蒸氣之溫度保持於可接受溫度範圍,其中絕緣物120圍繞或以其他方式操作地連接至主要N2 /IPA供應線62。
在未圖示的另一替代實施例中,IPA罐可浸泡於熱去離子(DI)水槽中以控制溫度。藉由使用此處理,N2 /IPA蒸氣形成於IPA罐中且通過N2 /IPA線離開。受熱N2 隨後流過另一受熱N2 供應線,以在聚合點處與N2 /IPA供應線聚合並對其進行囊封,從而形成雙重包含線。換言之,當受熱N2 供應線與N2 /IPA線聚合時,N2 /IPA線之一部分便包含於受熱N2 供應線內,以使得受熱N2 流體圍繞N2 /IPA線之外表面區域且沿著N2 /IPA線之外表面區域而流動。受熱N2 流體之流動為一大體上平行於N2 /IPA線中之N2 /IPA蒸氣之流動的方向。較佳地,當N2 /IPA線管道雙重包含於受熱N2 供應線管道內時為波狀的。此具有促成自較熱N2 氣體(流過內部N2 供應線)至較冷N2 /IPA蒸氣(流過N2 /IPA線)之熱傳遞的效果。雙重包含線可視情況利用絕緣物產生絕緣。
在沿雙重包含線更遠的點處,雙重包含線重新分叉為兩條線:(1)受熱N2 氣體線及(2)N2 /IPA蒸氣線。後分叉受熱N2 供應線返回至N2 源、進行加熱,並隨後返回至聚合點,或者通過排氣管離開。後分叉N2 /IPA線流至乾燥器總成40。
現參看圖9及圖10,根據本發明之一較佳實施例詳細說明新穎乾燥器總成40。乾燥器總成40包含一頭部部分400,該頭部部分400附著至支撐臂42之遠端。當併入至乾燥系統/腔室(諸如,圖7之系統100)中時,支撐臂42以與基板50之頂表面51成緊密間隔關係之方式支撐頭部部分400。頭部部分400可沿箭頭A所指示的大體上平行於基板50之頂表面51之方向來回移動。更具體言之,頭部部分400可較佳地在基板50上方之處理位置與一收縮位置之間沿箭頭A進行移動,其中在該收縮位置中頭部部分400撤回過基板50之邊緣,從而不干擾自基板50之支撐件10移除基板50。
頭部部分400相對於基板50之移動藉由移動整個乾燥器總成40(包括支撐臂42)而達成。換言之,支撐臂42經安裝以可相對於基板50進行徑向移動而進入及離開基板50之頂表面51上方的緊密間隔位置。較佳地,頂表面51為基板50之元件側。然而,在其他實施例中,必要的相對運動可藉由僅移動頭部部分400或基板50本身而加以促進。
外殼41為雙部分外殼。較佳地,外殼41由無污染材料(諸如,聚丙烯或含氟聚合物)製成。外殼41支撐並收納DIW施配噴嘴44、第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46。DIW施配噴嘴44由可樞轉連接至外殼41之旋鈕48支撐。同樣地,DIW施配噴嘴44相對於基板50之頂表面51所定向的角度可按需要進行改變。如所說明,DIW施配噴嘴44經定向以與基板50之頂部平坦表面51成大約45°角。將DIW供應至DIW施配噴嘴44所必要的管路可位於支撐臂42內或可與之相耦接。雖然DIW施配噴嘴44可為任何形狀及尺寸,但在較佳實施例中DIW施配噴嘴44為圓形的且直徑為1/8"。
第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46部分地定向於外殼41內或定向為外殼41之部分,以使得其施配位置大體上垂直於基板50之頂部平坦表面51。結果,N2 /IPA蒸氣以大體上垂直的方式施用至基板50之頂部平坦表面51。將N2 /IPA蒸氣供應至N2 /IPA施配噴嘴45、46所必要的管路可位於支撐臂42內或可與之相耦接。
第一N2 /IPA施配噴嘴45之開口大於第二N2 /IPA施配噴嘴46之開口,較佳地具有約兩倍大的開口面積。雖然噴嘴開口較佳為圓形,但噴嘴開口並不受限於此,且可為多種形狀,包括(但不限於)正方形、矩形或橢圓形。在一較佳實施例種,N2 /IPA施配噴嘴45、46均為圓形的,其中第一N2 /IPA施配噴嘴45具有1/4"直徑之開口而第二N2 /IPA施配噴嘴46具有1/8"直徑之開口。第二N2 /IPA施配噴嘴46相比第一N2 /IPA施配噴嘴45而言自外殼41延伸更大距離。同樣地,第二N2 /IPA施配噴嘴46之末端/開口(自此處施配N2 /IPA蒸氣)比第一N2 /IPA施配噴嘴45之末端/開口更接近基板50之表面53而定位。
第一N2 /IPA施配噴嘴45經定位以接觸且鄰近於第二N2 /IPA施配噴嘴46。第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46與DIW噴嘴44相隔一距離。重要的是,第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46定位於外殼41上,以沿大體上平行於頭部部分400之移動路徑(由箭頭A指示)之軸線而對準。結果,當頭部部分400在Rotagoni乾燥循環中於基板50上方沿其移動路徑移動時,第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46所施配的N2 /IPA蒸氣流不會如上文針對先前技術之系統所論述之彼此干擾。實情是,沿大體上平行於移動路徑之軸線而對準第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46允許N2 /IPA蒸氣流彼此互補。此互補效應藉由將第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46彼此緊密定位而進一步增強。更具體言之,第二N2 /IPA施配噴嘴46在相同移動路徑中直接尾隨第一N2 /IPA施配噴嘴45。
最後,第一N2 /IPA施配噴嘴45與第二N2 /IPA施配噴嘴46之相對定位及DIW施配噴嘴44之定向角度使得N2 /IPA蒸氣及DIW沿相同線性路徑施配於基板50上(其中基板至DIW界面導引N2 /IPA蒸氣至基板界面)。
現參看圖11,其說明可用於所發明之乾燥系統100中的乾燥總成40A之第二實施例。雖然施配噴嘴44A至46A並不如上文所論述具有處於外殼41A上之較佳對準配置,但乾燥總成40A可經修改以具有此配置。然而重要的是,乾燥總成40A含有用於可靠地判定DIW施配噴嘴44A及頭部部分400A相對於基板之表面的確切定向角度的標誌47A至47B、49A至49B。必要時,類似於標誌47A至47B、49A至49B的標誌可添加至圖9及圖10之乾燥總成40。現將詳細描述標誌47A至47B、49A至49B之重要性及功能。
如上文所述,已發現DIW在Rotagoni乾燥處理中施配至基板上的角度會影響乾燥處理之成功。因此,在乾燥處理中精確設定並保持DIW施配至基板上的角度很重要。此外,DIW施配至基板上的角度對不同系統而言為一致且可預測的很重要。標誌記號49A、49B用於設定並指示DIW施配噴嘴44A相對於基板之表面及外殼41A所定向的角度。標誌記號49A以沿圓周間隔之樣式鄰近於旋鈕48A而位於外殼41A上,其中旋鈕48A可樞轉連接至外殼41A。更具體言之,標誌記號49A為沿圓周間隔之線,其相對於彼此等距且鄰近於旋鈕48A。一對應的標誌記號49B(其在一實施例中呈線之形態)提供於旋鈕48A上。標誌記號49B可藉由樞轉旋鈕48A而相對於外殼41A上之標誌記號49A定位於/對準於所要位置上。藉由與標誌記號49B之關係,外殼41A上之標誌記號49A用作旋鈕48A之旋轉位置的參考點,且因此用作DIW施配噴嘴44A之定向角度的參考點。結果,DIW施配噴嘴44A可相對於外殼41A及基板之表面而調整至施配角度範圍內。DIW施配噴嘴44A之旋轉範圍可為垂直於基板表面所形成之平面之垂直線向左約90度及向右約90度。在一較佳實施例中,DIW施配噴嘴44A定向為與基板表面成45度角。使用標誌49A、49B允許DIW施配角度在所有乾燥系統中均係重複的,以使得每個Rotagoni乾燥處理均將以更可預測的方式發揮作用。
類似地,標誌記號47A、47B可用於設定並判定支撐臂42A上之頭部部分400A(及外殼41A)之角度,此又設定N2 /IPA施配噴嘴45A、46A將N2 /IPA蒸氣施配至基板上的角度。標誌記號47A、47B的作用在於以與上文相對於針對DIW之標誌記號49A、49B所論述的方式相類似之方式控制N2 /IPA蒸氣之施配角度。外殼41A(且因此N2 /IPA施配噴嘴45A、46A)之角度之調整藉由圍繞支撐臂42A樞轉整個外殼41A而達成。外殼41A可樞轉地連接至支撐臂42A。標誌47A為鄰近臂42A而位於外殼41A上之間隔線。對應標誌47B位於臂42A上。使用標誌47A、47B允許N2 /IPA施配噴嘴45A、46A之施配角度在所有乾燥系統中均係重複的,以使得每個Rotagoni乾燥處理均將以更可預測的方式發揮作用。
提供固定螺釘以將旋鈕48A及頭部部分41A固持於選定定向角度上。然而,可利用其他構件,諸如,緊配合總成、螺紋總成、搭扣配合總成或咬扣配合總成。此外,雖然將標誌記號47A、47B、49A、49B說明為處於乾燥器總成40A之相關表面上之記號,但可利用其他標誌,包括(但不限於)線、劃線或類似線、壓痕、凹槽或凸起表面、凹口等。
現參看圖12,其說明根據本發明之一實施例的防濺板30。如該項技術中所熟知,防濺板30可併入至乾燥系統100(如圖7所說明)中以便沿圓周圍繞基板50。當如此併入時,防濺板30便以下述方式沿圓周圍繞基板50之邊緣:幫助在處理流體藉由離心力而甩出旋轉基板50之後最小化處理流體回濺至表面。一般地,防濺板30包含一以間隔關係圍繞並面向基板50之邊緣的內表面31。防濺板30之內表面31與基板50之止擋表面所形成之平面向下成一預定角度。在一實施例中,該角度處於10度與60度之間。防濺板30經組態以使得其自高度高於基板50之第一點32延伸至高度低於基板50之第二點34。結果,當自旋轉基板50之頂表面及底表面甩掉的處理流體衝擊防濺板30之成角度內表面31時,此等處理流體便自基板50向下偏轉並遠離基板50。
如上所述,已發現先前技術之防濺板往往允許流體小滴附著至防濺板。當隨後的流體小滴衝擊防濺板之內表面時,隨後的流體小滴便衝擊所附著之流體小滴。作為流體小滴之間的後續衝擊的結果,產生較小流體小滴之濺射。濺射可沿多個方向(例如,向下、向上、側向)偏轉,其中某些較小流體小滴污染基板。為了消除或減輕此問題,防濺板30經建構以使得內表面31由高疏水材料形成。在一實施例中,防濺板30可整體地由疏水材料建構。在另一實施例中,防濺板30由非疏水材料建構,且整體或部分地塗佈有疏水材料。在此實施例中,較佳的是至少內表面31由疏水材料製成。
藉由用疏水材料製造防濺板30或用疏水材料整體或部分地塗佈防濺板30,可進一步最小化回濺,因為水滴將往往不會附著至防濺板30之內表面31。最小化附著至防濺板30之流體小滴之數目將最小化之前所述之濺射的可能性,此將最小化回濺。
將疏水材料用於防濺板的概念可併入至幾乎任何類型之防濺板,而不受其確切結構之支配。舉例而言,網格型防濺板30A(諸如,圖12所示之防濺板)可由疏水材料製成。網格型防濺板30A包含一框架33A、至少一個支撐框架部件34A及一網格部分32A。網格部分32A較佳地包含複數個股線,此等股線以交叉方式(例如,垂直交叉)配置從而形成矩形開口柵格。網格部分32A可附接至框架33A,或框架與網格可為整體的。防濺板30A可整體地由疏水材料建構,或可整體或部分地塗佈有疏水材料。合適疏水材料之實例包括聚丙烯、Teflon或任何其他合適的硬質疏水塑膠。儘管展示為圓柱體,但網格型防濺板30A可具有多種形狀,包括(但不限於)包含一成角度內表面31之防濺板30。於2005年8月15日頒予Hosack等人之美國專利6,928,751中揭示了此防濺板之一實例,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
現將參考圖14至圖21描述根據本發明之一實施例的乾燥旋轉基板之方法。為了便於論述,該方法將描述為係在圖7至圖13之乾燥系統100上進行。然而,該方法決不受限於乾燥系統100的所發明之結構。熟習此項技術者將明白所發明之方法的關鍵態樣/參數可甚至在先前技術之乾燥系統上進行。此外,該方法可藉由控制器200而完全自動化。然而,為了避免冗餘及對熟知管路及機械控制之論述,將省略此等控制之自動化。
首先參看圖14,將一可旋轉支撐件10提供於氣體氛圍中。可旋轉支撐件10可操作地連接至伺服馬達20。支撐件10包含一藉由複數個輻條11而連接至管狀轉軸的環狀結構12。管狀轉軸之下端可操作地連接至可旋轉支撐伺服馬達20,伺服馬達20以預定旋轉速度ω旋轉夾盤。基板50首先定位於氣體氛圍中之支撐件10上。支撐件10藉由僅使基板50之邊緣53與環狀結構12相接觸而將基板50支撐於大體上水平定向。一旦基板50定位於支撐件10上(且適當地緊固就位),馬達20便以旋轉速度ω旋轉支撐件10,從而以對應方式使基板50圍繞旋轉中心點C進行旋轉。垂直軸線A-A穿過旋轉中心點C。
較佳地,基板50以恆定旋轉速度ω旋轉。在一實施例中,旋轉速度ω處於300至500轉/分鐘(rpm)之間。在另一實施例中,旋轉速度ω處於1000至1800 rpm之間。然而,旋轉速度並不限制本發明,且可以大大低於300 rpm或高於1800 rpm之速度實行。較低rpm可最小化乾燥器處理腔室內之空氣擾流。然而,較高rpm相對於較低rpm而言具有若干優點,下文將對此進行更為詳細的論述。
現參看圖15,其說明乾燥器總成40處於Rotagoni乾燥處理開始時的起動位置中。為了使乾燥器總成40處於起動位置中,將乾燥器總成40沿箭頭43所示之方向自右邊移動至左邊。更具體言之,使乾燥器總成40自徑向向內方向上之收縮位置移向基板50之旋轉中心點C。此移動持續發生直至乾燥器總成到達如下位置為止:其中DIW施配噴嘴44大體上定位於基板50之旋轉中心點C上方,且N2 /IPA施配噴嘴45、46越過旋轉中心點C。隨後停止乾燥器總成40之移動。較佳地,當處於起動位置中時,第一N2 /IPA施配噴嘴45位於超過基板50之旋轉中心點C約3-6 mm處。更佳的是,第一N2 /IPA施配噴嘴45超過旋轉中心點C約4-5 mm。自然地,第二N2 /IPA施配噴嘴46比第一N2 /IPA施配噴嘴45更遠離旋轉中心點C。應注意,雖然在處於起動位置中時DIW施配噴嘴44說明為定位於基板50之旋轉中心點C正上方,但DIW施配噴嘴44有可能位於偏心位置,只要DIW施配噴嘴44可將DIW施配至基板之旋轉中心點C上或非常接近於旋轉中心點C處。
現參看圖16,DIW施配噴嘴44及後側施配噴嘴70隨後啟動,從而將DIW層/膜施用於基板50之頂表面51及底表面52。DIW層/膜覆蓋基板50之整個頂表面51及整個底表面52。DIW層/膜較佳為薄膜。
參看圖17,DIW至後側施配噴嘴70之供應隨後停止,從而使得DIW至基板50之底表面52之供應亦停止。因為基板50繼續以速度ω旋轉,所以DIW層/膜隨後由於自旋轉運動賦予DIW膜之離心力而旋離基板50之底表面52。必要時,基板50此時可以更高RPM旋轉。同時在此後側乾燥中,通過DIW施配噴嘴44繼續施配DIW而將DIW層/膜充分地保持於基板50之前表面51上。儘管旋轉基板50之力可在此後側乾燥中使流體小滴濺射並散佈至基板50之前表面51上,然由保持於基板50之整個前表面51上的DIW膜/層使前表面51免受水印之影響。乾燥器總成40在此程序中保持於起動位置中。一旦後表面52為乾燥的,Rotagoni乾燥步驟便可隨後開始於基板50之前表面51上。
現參看圖18,一旦基板50之底表面52由於旋轉運動而完全乾燥,便啟動第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46,從而使N2 /IPA蒸氣流至基板50之頂表面51上之偏心位置。如上所述,N2 /IPA蒸氣之流動藉由漸進地開啟比例閥85、86(圖7)而起始,以便消除可能存在於該等線中的任何壓力尖峰。第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46可同時或單獨開啟。在一實施例中,啟動第一N2 /IPA施配噴嘴45或第二N2 /IPA施配噴嘴46中的任一者,然後當乾燥器總成40隨後沿自左向右方向移動時,便啟動第一N2 /IPA施配噴嘴45或第二N2 /IPA施配噴嘴46中的另一者。較佳地,稍後啟動的第一N2 /IPA施配噴嘴45或第二N2 /IPA施配噴嘴46在啟動初始N2 /IPA施配噴嘴之後的4至8秒之間開啟。
藉由在偏心位置處定位並開啟N2 /IPA施配噴嘴45、46且同時將DIW供應至旋轉中心C,施用N2 /IPA蒸氣所引起的吹動力/蒸發力便不足以勝過DIW之施用。因此,乾斑(諸如,圖3及圖4所說明)並未產生於基板50上。實情是,自施配噴嘴44施用DIW將連續的DIW膜/層保持於基板50之整個頂表面51上,因為自旋轉中心點C流向基板50上之N2 /IPA蒸氣衝擊點的DIW流幫助阻止吹動及蒸發。
對於具有疏水表面之基板而言,應將大量的DIW施配於基板50上。若非如此,則基板50可能無法與空氣隔離,且DIW可能蒸發並形成水印。同樣地,在一實施例中,對於200 mm基板50而言,與DIW施配噴嘴44相關聯的至基板50之前表面51的DIW流動速率應處於約140~200毫升/分鐘(ml/min)之間。在另一實施例中,對於300 mm基板50而言,與DIW施配噴嘴44相關聯的至基板50之前表面51的DIW流動速率應處於約250~350毫升/分鐘之間。在利用此等流動速率的情況下,將N2 /IPA蒸氣施用於偏心位置所引起的吹動力/蒸發力便不足以勝過DIW之施用。然而,本發明並不受限於此,且可利用更低或更高的流動速率。
一旦啟動N2 /IPA施配噴嘴45、46,乾燥器總成40便隨後以所要速率/速度沿圖18之箭頭43所指示之自左向右方向移動。在沿方向43之移動中,噴嘴44至46以上文相對於圖9及圖10而論述之較佳對準移動。簡而言之,N2 /IPA施配噴嘴45、46沿大體上平行於線性移動路徑之軸線對稱地對準。
當乾燥器總成40開始沿箭頭43所指示之方向自圖18之啟動位置移動時,第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46便移向基板50之旋轉中心點C,而DIW施配噴嘴44沿徑向方向自基板50之旋轉中心點C向外移動。乾燥器總成40繼續沿方向43移動直至第一N2 /IPA施配噴嘴45及第二N2 /IPA施配噴嘴46到達一大體上處於旋轉中心點C上方的位置為止。圖19展示此位置。
現參看圖19,其說明乾燥器總成40處於初始乾燥位置中,其中N2 /IPA施配噴嘴45、46位於基板50之旋轉中心點C上方,而DIW施配噴嘴44處於偏心位置。在此點上,N2 /IPA施配噴嘴45、46將N2 /IPA蒸氣施用於旋轉中心點C上,而DIW則施用於偏心位置。在此點上,Rotagoni乾燥開始,從而藉由STG現象而非突然乾燥及/或蒸發來自基板50之中心區域移除DIW層/膜。
乾燥器總成40繼續以所要速率/速度沿方向43自旋轉中心點C徑向向外移向基板50之邊緣53。乾燥器總成40之速率/速度可為恆定或變化的。此外,雖然乾燥器總成43之移動路徑在本質上較佳為線性的,但可利用其他形狀的路徑,諸如,彎曲的、正弦的等。在此移動中,DIW施配器44導引N2 /IPA施配噴嘴45、46以使得DIW接觸基板50之表面51的點導引N2 /IPA蒸氣接觸基板50之表面51的點。乾燥器總成40繼續移向基板50之邊緣53(並且施配N2 /IPA蒸氣及DIW),直至其到達其中DIW施配器44將DIW施配於基板之邊緣53處或附近的位置為止,如圖20所示。
現參看圖20,當乾燥器總成40到達其中DIW施配器44將DIW施配於基板50之邊緣處或附近的位置時,便停止乾燥器總成40之移動。在DIW施配噴嘴44停用時,將此位置固持一段時間,從而中止供應DIW至基板50(如圖21所示)。然而,此後將經由噴嘴45、46施用N2 /IPA蒸氣持續一段預定時間。在一實施例中,總成40在DIW水供應停止之後繼續施用N2 /IPA蒸氣持續約1至10秒,且更佳持續在1至5秒之間。藉由在基板50之邊緣53附近將兩個N2 /IPA施配噴嘴45、46於一段延長時間期間保持為開啟的,利用高速相機便不會觀測到水印或條帶,吾人咸信此等水印或條帶在先前技術之系統/方法中係由於缺乏供應至基板之N2 /IPA蒸氣引起的。
如上所述,在一實施例中,本發明之Rotagoni乾燥處理以相對較低的旋轉速度(例如,300-500 rpm)進行。然而,在一較佳實施例中,旋轉速度處於1000 rpm與1800 rpm之間,此旋轉速度大大高於300-500 rpm。已發現此較高旋轉速度存有若干優點。
促進Rotagoni乾燥之關鍵力為STG現象及離心力。在較高rpm(諸如,1000至1800 rpm)的情況下,基板50之表面上的DIW層/膜之厚度變得較薄,且因此N2 /IPA蒸氣與DIW之交界處之IPA的有效濃度增加。結果,由於IPA之較高有效濃度,可預期較高STG力處於N2 /IPA蒸氣與DIW之交界處。此外,由較高rpm對DIW實現較大離心力。藉由較大離心力,可利用較大力將DIW膜牽離基板50之邊緣部分,此對幫助乾燥處理及最小化蒸發/水印係有利的。
基板50的增加之旋轉速度又能夠使乾燥器總成以更大速度/速率於基板50表面上進行移動。在一實施例中,乾燥器總成40可在基板50以300 rpm旋轉的情況下以5毫米/秒(mm/sec)移動,從而達成可接受的乾燥。然而,在另一實施例中,乾燥器總成40可在基板以1500 rpm旋轉的情況下以15毫米/秒移動,從而達成可接受的乾燥。傳統上,基板50之前表面的Rotagoni乾燥比基板50之後側之離心乾燥要求更長的處理時間。然而,在所揭示之較高rpm乾燥處理及乾燥器總成40的增加之速度的情況下可顯著地減少Rotagoni乾燥處理時間。
較高乾燥rpm之又一優點關於回濺。藉由較高旋轉rpm,在基板50之表面上由於離心力而脫離基板之流體小滴相對於與較低旋轉rpm相關聯之小滴而言具有更大速度且尺寸一般較小。結果,往往附著至防濺板之表面的DIW或流體小滴同樣尺寸較小。此較小尺寸的小滴與防濺板之表面上之流體小滴碰撞/衝擊時產生較少的回濺。
儘管已就N2 /IPA(氮氣及異丙醇蒸氣)用作乾燥流體的情況描述了之前的實施例,然亦可利用其他合適的流體、氣體或其之組合。類似地,本發明並不限於將DIW用作漂洗流體,且熟習此項技術者將瞭解到可利用其他處理流體,諸如,DIO3 等。
雖然已詳細描述並說明了本發明之許多實施例,但熟習此項技術者將清楚地看到在不脫離本發明之精神及範疇的情況下可作出多種替換及變動。
1...乾燥系統
2...乾燥器總成
3...臂
4...DIW噴嘴
5a...第一N2 /IPA蒸氣噴嘴
5b...第二N2 /IPA蒸氣噴嘴
7...箭頭
8...DIW潤濕區域
9...乾燥區域
10...旋轉支撐件
11...輻條
12...環狀結構
13...IPA/DIW邊界
20...馬達
30...防濺板
30A...網格型防濺板
31...內表面
32...第一點
32A...網格部分
33A...框架
34...第二點
34A...框架部件
40...乾燥器總成
40A...乾燥總成
41...外殼
41A...外殼
42...支撐臂
42A...支撐臂
43...箭頭
44...DIW施配噴嘴
44A...DIW施配噴嘴
45...N2 /IPA施配噴嘴
45A...N2 /IPA施配噴嘴
46...N2 /IPA施配噴嘴
46A...N2 /IPA施配噴嘴
47A...標誌
47B...標誌
48...旋鈕
48A...旋鈕
49A...標誌
49B...標誌
50...基板
51...頂表面
52...底表面
53...邊緣
61...N2 供應管
62...N2 /IPA供應線
63...主要DIW供應線
64...第一N2 /IPA供應線
65...第二N2 /IPA供應線
70...後側DIW施配噴嘴
71...DIW貯集器
72...氮氣貯集器
73...泵
74...N2 /IPA泵
75...泵
80...起泡器
81...IPA
82...氣動閥
83...手動閥
84...第二氣動閥
85...第二比例閥
86...第一比例閥
87...第一氣動閥
88...第一手動閥
90...處理腔室
91...第二流量計
92...第一流量計
100...乾燥系統
120...絕緣物
122...N2 加熱單元
124...多孔介質
200...控制器、定域顆粒污染
202...第二問題區域
204...水印
300...第二小滴
302...第一小滴
304...第三小滴
400...頭部部分
400A...頭部部分
A...箭頭
C...旋轉中心點
圖1A為定位於基板上方的先前技術之乾燥器總成的前視圖。
圖1B為圖1A之先前技術之乾燥器總成的右側視圖。
圖2為圖1A之先前技術之乾燥總成的示意性圖示,其中該乾燥總成執行先前技術之乾燥方法。
圖3為一示意圖,其說明在根據圖2之先前技術之乾燥方法而利用圖1A之先前技術之乾燥器總成時所發現形成的蒸發區。
圖4展示作為圖3中所發現之蒸發區的結果而留存在基板上之PE-SiON膜的顆粒圖。
圖5為一示意圖,其說明在利用先前技術之乾燥系統及防濺板時所發現產生的不當回濺。
圖6展示當在執行先前技術之乾燥處理期間利用不足量的DIW時留存在基板上之PE-SiON膜的顆粒圖。
圖7為根據本發明之一實施例之乾燥系統的示意圖。
圖8a為所發明之IPA起泡器的示意圖,該起泡器可根據本發明之一實施例而用於圖7之乾燥系統中。
圖8b為所發明的具有絕緣輸送線之IPA起泡器系統的示意圖,該起泡器系統可根據本發明之一實施例而用於圖7之乾燥系統中。
圖8c為所發明的利用受熱N2 及圖8b之絕緣輸送線之IPA起泡器系統的示意圖,該起泡器系統可用於根據本發明之一實施例之乾燥系統中。
圖8d為具有多孔介質以將IPA與受熱N2 相混合的替代乾燥蒸氣產生子系統的示意圖,該子系統可根據本發明之一實施例與圖7之乾燥系統一起使用。
圖9為根據本發明之一實施例之乾燥器總成的前視圖,該乾燥器總成可用於圖7之乾燥系統中。
圖10為圖9之乾燥器總成的右視圖。
圖11為根據本發明之一實施例之可樞轉之乾燥器總成的一替代實施例的透視圖,該乾燥器總成包含用以定向可樞轉DIW噴嘴之標誌及用以相對於支撐臂而定向乾燥器總成之標誌。
圖12為根據本發明之一實施例之防濺板的橫截面圖,該防濺板可與圖7之乾燥系統一起使用。
圖13為根據本發明之一替代實施例之防濺板的透視圖,該防濺板可與圖7之乾燥系統一起使用。
圖14為圖7之乾燥系統之一實施例的示意圖,其中該乾燥系統適用於進行根據本發明之一實施例的乾燥基板之方法。
圖15為圖14之乾燥系統的示意圖,其中根據本發明之一實施例而將乾燥器總成定位於基板上方之起始位置中。
圖16為圖14之乾燥系統的示意圖,其中DIW膜已施用至基板之前側及後側。
圖17為圖14之乾燥系統的示意圖,其中中止DIW至基板之後側的施用,且將DIW膜保持於基板之前側。
圖18為圖14之乾燥系統的示意圖,其中將N2 /IPA乾燥蒸氣施用至基板之前側上的偏心位置,而將DIW膜保持於基板之整個前側上。
圖19為圖14之乾燥系統的示意圖,其中乾燥器總成已向基板之右邊緣平移,以使得N2 /IPA噴嘴定位於基板之旋轉中心點上方,從而藉由STG來乾燥基板之中心區域。
圖20為圖14之乾燥系統的示意圖,其中乾燥器總成已向基板之邊緣平移,從而使得DIW噴嘴處於基板之邊緣上方,且其中基板之大部分已由STG而乾燥。
圖21為圖14之乾燥系統的示意圖,其中乾燥器總成已平移至基板之邊緣,從而使得N2 /IPA噴嘴保持於基板之邊緣上方之定向中,且其中基板之整個前側已由STG而乾燥。
10...旋轉支撐件
20...馬達
40...乾燥器總成
41...外殼
44...DIW施配噴嘴
45...N2 /IPA施配噴嘴
46...N2 /IPA施配噴嘴
50...基板
51...頂表面
52...底表面
53...邊緣
61...N2 供應管
62...N2 /IPA供應線
63...主要DIW供應線
64...第一N2 /IPA供應線
65...第二N2 /IPA供應線
70...後側DIW施配噴嘴
71...DIW貯集器
72...氮氣貯集器
73...泵
74...N2 /IPA泵
75...泵
80...起泡器
81...IPA
82...氣動閥
83...手動閥
84...第二氣動閥
85...第二比例閥
86...第一比例閥
87...第一氣動閥
88...第一手動閥
90...處理腔室
91...第二流量計
92...第一流量計
100...乾燥系統
200...控制器

Claims (20)

  1. 一種用於乾燥一基板之一表面的系統,該系統包含:一用於支撐一基板之旋轉支撐件;及一包含一第一施配器、一第二施配器及一第三施配器之總成,該總成定位於該基板之該表面上方,該第二施配器與該第三施配器彼此鄰近並接觸地定位於該總成上且與該第一施配器間隔開,該第二施配器具有一大於該第三施配器之一開口的開口,並且該第二施配器位於該第一施配器與該第三施配器之間;及用以大體上平行於該基板之該表面而平移該總成之構件。
  2. 如請求項1之系統,其中該第二施配器之該開口大致為該第三施配器之該開口之尺寸的兩倍。
  3. 如請求項1之系統,其進一步包含:一液體源,其可操作地耦接至該第一施配器;及一乾燥流體源,其可操作地耦接至該第二施配器及該第三施配器。
  4. 如請求項1之系統,其中該第二施配器之該開口位於與該基板之該表面相隔一第一距離處,而該第三施配器之該開口位於與該基板之該表面相隔一第二距離處,其中該第一距離大於該第二距離。
  5. 如請求項1之系統,其中該旋轉支撐件適用於圍繞一軸線旋轉,且其中該第二施配器之該開口位於與該軸線相隔一第一徑向距離處,而該第三施配器之該開口位於與 該軸線相隔一第二徑向距離處,其中該第一徑向距離大於該第二徑向距離。
  6. 如請求項5之系統,其中該第一施配器之一開口位於與該軸線相隔一第三徑向距離處,其中該第三徑向距離大於該第一徑向距離。
  7. 如請求項1之系統,其中該第三施配器在一基板乾燥次序中於該總成之平移期間跟隨著該第二施配器。
  8. 一種乾燥一基板之一表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)旋轉該基板;c)經由一液體施配器在一旋轉中心點處或附近將一液體施用至該基板之該表面,以使得該液體之一膜形成於該基板之該表面上;d)經由一乾燥流體施配器在與該旋轉中心點相隔一距離處將一乾燥流體施用至該基板;e)操控該乾燥流體施配器,以使得該乾燥流體施用至該基板的位置沿一朝向該旋轉中心點之方向移動;及f)操控該液體施配器,以使得當執行步驟e)時該液體施用至該基板的該位置沿一自該旋轉中心點向外之方向移動。
  9. 如請求項8之方法,其進一步包含:g)繼續步驟e)及f)直至該乾燥流體在該旋轉中心點處施用至該基板且該液體在與該旋轉中心點相隔一距離處施用至該基板為止; h)操控該乾燥流體施配器,以使得該乾燥流體施用至該基板的該位置沿一自該旋轉中心點向外之方向移動;及i)在執行步驟h)的同時,操控該液體施配器,以使得該液體施用至該基板的位置沿一自該旋轉中心點向外之方向移動,且比起該乾燥流體施用至該基板的位置而言總是位於一更遠離該旋轉中心點的距離處。
  10. 如請求項9之方法,其中在該液體施用至該基板的該位置到達該基板之一邊緣後便中止該液體之施用。
  11. 如請求項10之方法,其進一步包含執行步驟h)直至該乾燥流體施用至該基板之該邊緣處或附近為止。
  12. 如請求項11之方法,其進一步包含:當該乾燥流體施配器經操控以使得該乾燥流體施配器達到一其中該乾燥流體施用至該基板之該邊緣處或附近的配置時,便保持該配置以使得該乾燥流體施用至該基板之該邊緣處或附近達一段預定時間。
  13. 如請求項8之方法,其中該液體為去離子水且該乾燥流體為N2 /IPA蒸氣。
  14. 如請求項8之方法,其中步驟d)中該乾燥流體施用至該基板的位置與該旋轉中心點之該距離處於3毫米至6毫米之間。
  15. 一種乾燥一基板之一表面的方法,該方法包含:a)將一具有一表面之基板支撐於一大體上水平定向;b)圍繞一旋轉中心點旋轉該基板且同時保持該大體上水平定向; c)將一具有一第一施配器及一第二施配器之總成定位於該基板上方,其中將該第一施配器大體上定位於該旋轉中心點上方,且將該第二施配器定位於該基板上方與該旋轉中心點相隔一距離處;d)經由該第一施配器在該旋轉中心點處將一液體施用至該基板之該表面,以使得該液體之一膜形成於該基板之該整個表面上;e)經由該第二施配器在與該旋轉中心點相隔一距離處將一乾燥流體施用至該基板;及f)將該總成移向該基板之一邊緣,以使得:(1)該第一施配器自該旋轉中心點移向該基板之一邊緣,且(2)該第二施配器移向該旋轉中心點、通過該旋轉中心點並移向該基板之該邊緣。
  16. 一種用於乾燥一薄型平坦基板之一表面的系統,該系統包含:一旋轉支撐件,其用於將一基板支撐於一大體上水平定向並圍繞一旋轉中心點旋轉該基板;一總成,其包含一可操作地耦接至一液體源之第一施配器及一可操作地耦接至一乾燥流體源之第二施配器,該總成支撐在定位於該支撐件上之一基板上方,且可沿一大體上平行於該基板之該表面之方向移動;及一控制器,其可操作地耦接至該總成以用於促進並控制該總成之移動,該控制器經程式化以:(1)於該基板上方定位該總成以使得該第一施配器經定位以在該旋轉中 心點處將液體施配至該基板上及該第二施配器經定位以在與該旋轉中心點相隔一距離處將乾燥流體施配至該基板上,及(2)沿一朝向該基板之一邊緣之方向移動該總成,以使得該第一施配器自該旋轉中心點向外移動,而該第二施配器移向該旋轉中心點、通過該旋轉中心點並隨後自該旋轉中心點向外移動。
  17. 一種乾燥一基板之一表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)圍繞一旋轉中心點旋轉該基板;c)經由一液體施配器將一液體施用至該基板之該表面,以使得該液體之一膜形成於該基板之該表面上;d)經由一乾燥流體施配器在該基板上之一位置處將一乾燥流體施用至該基板,其中該位置比起該液體施配器施用該液體的一位置而言更接近於該旋轉中心點;e)操控該乾燥流體施配器及該液體施配器,以使得該乾燥流體及該液體施用至該基板的該等位置皆沿一朝向該基板之一邊緣之方向移動,其中在該操控期間該乾燥流體相比該液體施用至更接近該旋轉中心點處;及f)在該液體施用至該基板之該邊緣處或附近後,便中止該液體之施用且同時繼續該乾燥流體施配器之該操控;及g)在該乾燥流體施用至該基板之該邊緣處或附近後,便固持該乾燥流體施配器之配置,以使得該乾燥流體施用至該基板之該邊緣處或附近達一段預定時間。
  18. 如請求項17之方法,其中該預定時間處於1秒與10秒之間。
  19. 一種乾燥一基板之一表面的方法,該方法包含:a)支撐一基板;b)旋轉該基板;c)在旋轉該基板時將液體施用至該基板之一第一表面及一第二表面,以使得該液體之一膜形成於該第一表面及該第二表面上;d)中止該液體至該基板之該第二表面的施用,以使得大體上所有該液體均旋離該第二表面,且同時將該液體之該膜保持於該第一表面上;及e)以一藉由表面張力梯度而自該基板之該第一表面移除該液體的方式將一乾燥流體施用至該基板。
  20. 如請求項19之方法,其中在該液體至該第二表面的該施用中止後便增加該旋轉速度。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989345A (en) * 1989-12-18 1991-02-05 Gill Jr Gerald L Centrifugal spin dryer for semiconductor wafer
TW402737B (en) * 1997-05-27 2000-08-21 Tokyo Electron Ltd Cleaning/drying device and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989345A (en) * 1989-12-18 1991-02-05 Gill Jr Gerald L Centrifugal spin dryer for semiconductor wafer
TW402737B (en) * 1997-05-27 2000-08-21 Tokyo Electron Ltd Cleaning/drying device and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790241B (zh) * 2017-07-04 2023-01-21 日商東京威力科創股份有限公司 基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體

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