專利名稱：單個(gè)晶片的干燥裝置和干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種半導(dǎo)體制作工序，特別是有關(guān)一種將半導(dǎo)體基材干燥的 方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體元件尺寸持續(xù)縮小，超潔凈(ultra clean)制作工序的重要性 也持續(xù)升高。在一槽(或盆)的液體內(nèi)以水溶液清潔，其后緊接著旋干沖洗(例 如在另一個(gè)槽中，或是更換清潔槽中的液體)，就可以獲得所期望的潔凈程 度。在由旋干制作工序移出后，若不使用旋干裝置，清洗液體將由基材表面 揮發(fā)，并且導(dǎo)致條紋或斑點(diǎn)的產(chǎn)生，或是留下清洗殘留物在基材表面上。這 些條紋、斑點(diǎn)以及清洗殘留物可能導(dǎo)致后續(xù)的元件失效。因此很多注意力被 導(dǎo)向改善基材由液體槽移出時(shí)，使其干燥的方法。
一種眾所周知的Marangoni干燥法，可以產(chǎn)生表面張力梯度，以將沖洗 液引導(dǎo)而離開基材，使其表面基本上不留下沖洗液，并且藉此所產(chǎn)生的流動(dòng) 方式，得以避免產(chǎn)生條紋、斑點(diǎn)以及沖洗液殘留物。特別是利用Marangoni 方法，將可與沖洗液(例如IPA蒸氣)溶混的溶劑導(dǎo)入到液體凹面上，此液體 凹面是在基材被由沖洗盆舉起時(shí)所形成的，或是當(dāng)沖洗液體漏出而流過基材 時(shí)所形成的，溶劑蒸氣是以高于液體凹面的頂端的被吸收蒸氣濃度，而沿著 液體表面被吸收，此被吸收氣體的較高濃度，導(dǎo)致液體凹面頂端的表面張力 較沖洗液體內(nèi)部的表面張力為低，因此使得沖洗液體由干燥中的液體凹面， 流向沖洗液體內(nèi)部。這樣的流動(dòng)就是所謂的「 Marangoni」流動(dòng)，且可力口以 利用，以避免在基材上留下斑紋、斑點(diǎn)或是洗液殘留物的情況下，進(jìn)而將基 材干燥。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方案提供第一組件，用以處理晶片，此組件包含處理部分
(processing portion),該處理部分包含負(fù)載端口和卸載端口 。晶片經(jīng)過負(fù)載 端口而降低進(jìn)入該處理部分；而卸載端口自該負(fù)載端口而水平移位設(shè)置，使 得該晶片可以在卸載端口上被舉高而離開該處理部分。該處理部分還包含可 轉(zhuǎn)動(dòng)晶片支持器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)輸入晶片由第一定向轉(zhuǎn)到第二定向，該輸入晶片 具有該第一定向時(shí)，是與該負(fù)載端口對(duì)齊，該輸入晶片具有該第二定向時(shí)， 是與該卸載端口對(duì)齊。
本發(fā)明的第二方案提供第二組件，用以處理晶片，此第二組件包含處理 部分，該處理部分包含如第一方案的第一組件內(nèi)功能相當(dāng)?shù)呢?fù)載端口和卸載 端口。第二組件還包含(1)外部溢流堰(an external overflow weir),其位于 沿著前述處理部分的外部表面上;以及(2)分離壁，其位于負(fù)載端口和卸載端 口之間，以將處理部分的上面區(qū)域分隔成第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且可制止 表面液體在第 一 區(qū)域和第二區(qū)域之間的流動(dòng)。
本發(fā)明的第三方案提供第三組件，用以處理晶片，此第三組件包含處理 部分，其具有如第一方案中第一組件內(nèi)相同功能的負(fù)載端口。第三組件還包 含噴灑機(jī)構(gòu)，此噴灑才幾構(gòu)能于處理時(shí)沒入處理部分的液體中，且該噴灑機(jī)構(gòu) 的位置是能噴灑液體到晶片位于水面下的表面上(該晶片是經(jīng)由負(fù)載端口被 降低進(jìn)入水面)。
本發(fā)明的第四方每提供第四組件，用以處理晶片，此第四組件包含處理 部分，該處理部分包含如第一方案中第一組件內(nèi)相同功能的負(fù)載端口和卸載 端口。第四組件還包含輸出部分，該輸出部分具有(1)第一晶片接收器，用于 接收經(jīng)由卸載端口所舉高的晶片；以及(2)捕獲器，其被耦合到第 一晶片接收 器，被用于接觸被卸載端口升高的晶片，并且也隨著被動(dòng)地升高。
本發(fā)明的第五方面提供第五組件，用以處理晶片，此第五組件包含處理 部分，該處理部分包含如第一方案中的第一組件內(nèi)相同功能的負(fù)載端口和卸 載端口。第五組件還包含輸出部分，該輸出部分具有一第一晶片接收器，用 于接收經(jīng)由卸載端口所舉高的晶片；以及一圍體(enclosure)，此圍體環(huán)繞第
9一晶片接收器。此圍體包含有(1)第一開口，用于使得晶片可以由處理部分舉
高，經(jīng)卸載端口而到該第一晶片接收器;(2)第二開口，用于使得晶片可以被 晶片握持器由晶片接收器中抽取出來;以及(3)多個(gè)外加開口 ，用于允許在前 述圍體中，建立起空氣的層流。
本發(fā)明的第六方案提供第六組件，用以處理晶片，此第六組件包含處理 部分，該處理部分包含如第一方案中的第一組件內(nèi)相同功能的負(fù)載端口和卸 載端口。第六組件也包含輸出部分，該輸出部分具有(1)第一晶片接收器，用 于接收經(jīng)由卸載端口所舉高的晶片；以及(2)第二晶片接收器，用于接收經(jīng)過 該卸載端口而升高的晶片。其中上述的第 一晶片接收器以及第二晶片接收器 是用于分別位于第一位置和第二位置之間傳送晶片，其中該第一晶片接收器 被置放的位置是接收經(jīng)過該卸載端口而升高的該晶片，該第二晶片接收器被 置放的位置是接收經(jīng)過該卸栽端口而升高的該晶片。如所提出的數(shù)種其他方 案，有關(guān)于本發(fā)明的方法、裝置以及系統(tǒng)的方案，是依據(jù)上述這些方案而提 出。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
圖1所顯示的是所提出的一種干燥裝置的側(cè)視圖，其中該裝置至少包含 處理部分以及輸出部分，二者的結(jié)構(gòu)皆是依據(jù)第 一 方案所提出；
圖2A至圖2I為本發(fā)明所提出的圖1的干燥裝置的概略的側(cè)視圖，其顯 示了晶片傳輸通過及輸出來源的一連串階段的干燥裝置；
圖3A與圖3B分別為本發(fā)明所提出的圖1的干燥裝置的概略的側(cè)視圖 以及俯視平面圖，其中的輸出部分是依據(jù)第二方案所建造而成；
圖4A至圖4l為本發(fā)明所提出的圖3A與圖3B的干燥裝置的概略的側(cè) 視圖，其顯示了晶片輸出的過程中，輸出部分所處的一連串位置；
圖5為本發(fā)明所提出的干燥裝置的概略的側(cè)視圖，其處理部分是依據(jù)本 發(fā)明所提出的第二方案所建構(gòu)而成；
圖6為可以和蒸氣噴嘴一同建構(gòu)在本發(fā)明所提出的干燥裝置內(nèi)的蒸氣
10氣流變流裝置的概略的側(cè)視圖7為依據(jù)所觀察到經(jīng)由被不同IPA濃度和不同氣流率的情況下，被干
燥化處理的晶片，其表面上被發(fā)現(xiàn)的粒子數(shù)目的圖表；
圖8A是對(duì)于描述蒸氣氣流角度時(shí)可以幫助了解的概略性示意圖；以及 圖8B是將含有不同材料的基材干燥化時(shí)，所常常使用的蒸氣氣流角度
的一個(gè)列表。
具體實(shí)施例方式
依據(jù)本發(fā)明所提出的一個(gè)干燥裝置包含處理部份和輸出部份，前述處理 部份包含一主室，而主室的建構(gòu)可以是依據(jù)兩個(gè)主要的方案而完成。在第一 方案(沒入室18a)中，晶片沉浸在清洗液中，并且可以參照?qǐng)D1至2I圖所顯 示及其所伴隨進(jìn)行的說明；第二方案(噴霧室18b)對(duì)于未沒入于液體中的晶 片加以噴灑液體于其表面上，并且可以參照?qǐng)D5所顯示及其所伴隨進(jìn)行的說 明。
類似前段所述，輸出部分包含輸出平臺(tái)，而此輸出平臺(tái)的建構(gòu)可以是依 據(jù)兩個(gè)主要的方案而完成。在第一 方案(轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)58)中，將晶片由大致垂 直方向轉(zhuǎn)動(dòng)到大體是水平的方向，并且可以參照?qǐng)D1至圖2I所顯示及其所 伴隨進(jìn)行的說明；第二方案(傳送平臺(tái)158)水平地傳送，以在多個(gè)晶片接收 器中，接收一個(gè)大體是垂直方向的晶片，并且可以參照?qǐng)D3A至圖4K所顯 示及其所伴隨進(jìn)行的說明。
處理部分和輸出部份的每一個(gè)方案就其本身而言，都被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立 的發(fā)明。也因此，每一個(gè)處理部分的方案就可以利用不同的每一個(gè)輸出部分 的方案，同理，反之亦然。另外，處理部和輸出部也可以分別使用傳統(tǒng)的處 理部分和輸出部分。最后，處理部分和輸出部分的數(shù)個(gè)各別的特征是具有發(fā) 明性的，并且可以通過參照下列附圖及其描述而獲得。
圖1所顯示的是依據(jù)本發(fā)明所提出的干燥裝置11的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，其 中所顯示的處理部分和輸出部分是依據(jù)本發(fā)明的第一方案提出。依據(jù)本發(fā)明 所提出的一種干燥裝置11包含處理部份10和輸出部分12。
處理部-第一方案處理部分10包含一沒入室18a,其將晶片沉浸在例如去離子水的液體 中，其中可能包含也可能不包含表面活性劑(surfactant)或是其他的化學(xué)清潔 劑，例如應(yīng)用材料(Applied Material)公司的ElectraClean 溶液。
上分離壁24(圖2A)將沒入室18a分隔成兩個(gè)部分， 一個(gè)旋干部分26 和干燥部分28。借著將干燥部分28與旋干部分26隔離開來，可以獲得并 維持一個(gè)較干凈的出口區(qū)域，并且可以降低要移除的微粒重新附著于晶片， 諸如此類的污染的危險(xiǎn)性，因?yàn)槲⒘：苋菀自诖诵刹糠?6中被移除，并 由此被排出。沒入室18a可以具有一圍繞著沒入室18a的溢流堰20,以使 得液體得以流入。液體可能持續(xù)供應(yīng)到，例如較低部位的沒入室18a，所以 液體持續(xù)地溢流到溢流堰20。溢流堰20(如圖2A至2I所示)可以被耦合到 上分離壁24，以幫助由旋干部分26及干燥部分28中移除微粒。(圖中所未 顯示的)高準(zhǔn)位和低準(zhǔn)位液體傳感器可以被耦合到?jīng)]入室18a以及溢流堰 20、 20a。在另一個(gè)并未顯示出來的方案中，溢流堰20可以包含一室，而 處理部10則嵌入在其中。排氣管線(例如設(shè)施排氣管線)可以被耦合到此室 (例如靠近其底部)，并且泄出管線可以被安排于沿著此室底部的位置，其可 以4皮傾斜以加速排除泄出物。
旋干部分26可以裝配有頂頭噴嘴30，并且/或者沒入噴嘴32，前述每 一個(gè)都是要在晶片進(jìn)入旋干部分26時(shí)，將液體導(dǎo)流到晶片表面上。此旋干 部分26，在一方案中，是用來將傳送到依據(jù)本發(fā)明所提出的干燥裝置11前 已經(jīng)噴灑于晶片上的任何液體的薄膜(例如表面活性劑)加以旋干。這樣的介 面活性劑噴灑步驟，已知能防止晶片在送入依據(jù)本發(fā)明所提出的干燥裝置 11前其表面的液體就干化而殘留。因此在將晶片載入干燥裝置前，若有對(duì) 晶片噴灑以介面活性劑(經(jīng)常適合使用的是含有低濃度的介面活性劑噴溢， 例如Alfonic介面活性劑)，將可以避免晶片進(jìn)入干燥裝置前，晶片表面上的 液體干化而留下水痕。這樣一個(gè)依據(jù)本發(fā)明所提出的步驟可以在清洗裝置中 或是在晶片傳遞(例如晶片握持器或是清洗器可以包含將基材施以介面活性 劑，以讓其在清洗過程中或是在基材被由清洗裝置移出，或是在通過晶片握 持器傳送基材的時(shí)候，都能保持其濕潤)過程中進(jìn)行。
旋干部分26可以還包含負(fù)載部34,其可以只是一個(gè)位置，晶片即是經(jīng)
12由此區(qū)域進(jìn)入旋干部分26;或者負(fù)載部分也可以是一由旋干部分26的頂部 溢流堰或是蓋子(若是有蓋子的話)所限定的一個(gè)開口 。
正位于或是靠近沒入室18a底部的是托架36,被用于接收或是支持大 體是垂直方向的晶片(可能有稍微的與鉛直方向有出入)，托架36可更進(jìn)一 步地產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，此轉(zhuǎn)動(dòng)是由一個(gè)托架36可以接收經(jīng)由負(fù)載部34進(jìn)入旋 干部分26的晶片的一個(gè)第一位置，轉(zhuǎn)到第二位置，此第二位置是晶片可以 被托架36舉起，經(jīng)由干燥部分28的出口部分37的位置離開。當(dāng)托架36 將晶片由旋干部分26轉(zhuǎn)動(dòng)到干燥部分28時(shí)，晶片是保持沒入在液體中。
通常使用來轉(zhuǎn)動(dòng)托架36的機(jī)構(gòu)常常是嵌在處理部10的外部上，并且是 經(jīng)由處理部10的外溢流堰，而被直接或是磁吸在耦合到托架36上。在圖1 例示性的實(shí)施例中，當(dāng)鏈接系統(tǒng)被啟動(dòng)是往下時(shí)，鏈接系統(tǒng)38可把托架36 由第一位置(在旋干部分26中)旋轉(zhuǎn)到第二位置(在干燥部分28中)。當(dāng)鏈接 系統(tǒng)被啟動(dòng)往上時(shí)，鏈接系統(tǒng)38可把托架36由干燥部分28撤回旋干部分 26。所顯示的促動(dòng)器40被耦合到鏈接系統(tǒng)38上，其中的促動(dòng)器40可以是 任何傳統(tǒng)的促動(dòng)器，例如汽缸等。
得以驅(qū)使托架轉(zhuǎn)動(dòng)的另一種結(jié)構(gòu)可以包含將托架36嵌于一棍狀物上， 此棍狀物是沿著沒入室18a的底部而水平延伸，所以托架36可以沿著該棍 狀物轉(zhuǎn)動(dòng)，在這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)中，托架36可以是例如與沒入室18a同寬，使 得一磁性物質(zhì)得以同時(shí)嵌在前述二者之上，并且可以是經(jīng)由沒入室18a的側(cè) 壁而耦合到外部的磁性物質(zhì)。此外部磁性物質(zhì)可以被某種促動(dòng)器(例如氣動(dòng) 式的促動(dòng)器40)向前驅(qū)動(dòng)或是向后驅(qū)動(dòng)。為了使托架36和外部磁性物質(zhì)轉(zhuǎn) 動(dòng)，滾筒可以被嵌置于其上，以接觸并且沿著沒入室18a的側(cè)壁滾動(dòng)。
一對(duì)傳感器(未圖示)可以被耦合到促動(dòng)器40、鏈接系統(tǒng)38以及/或者托 架36上，以檢測得知第一及第二托架位置。進(jìn)一步而言， 一個(gè)傳感器，例 如光學(xué)傳感器(未圖示)可以檢測晶片是否存在于托架36上， 一旦檢測到晶 片存在，則一信號(hào)被送到促動(dòng)器40,以使得促動(dòng)器40將托架36由第一位
置轉(zhuǎn)動(dòng)到第二位置。
干燥部分28可以包含推進(jìn)器44，其是被設(shè)計(jì)成能以最小接觸面積來接 觸晶片的一較低的邊緣。這樣的一個(gè)推進(jìn)器即是傳統(tǒng)所指稱的刀緣推進(jìn)器(knife-edge pushers),此刀緣推進(jìn)器44可以-陂耦合到一垂直導(dǎo)引(未圖示) 上，其是沿著干燥部分28的后壁而放置的，并且可以被進(jìn)一步(例如磁性地) 耦合到促動(dòng)器(例如一個(gè)由馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)的，如圖1的鉛質(zhì)螺旋物48)上，其是 被用來沿著導(dǎo)引而將推進(jìn)器44舉高或是降低，以至于推進(jìn)器44得以將晶片 由千燥部分28處舉起來，并可以在此后讓該推進(jìn)器回到托架36下面的原始 位置。
此干燥部分28的后壁通常是傾斜的，(例如，傾斜九度)使得該推進(jìn)器 可以在晶片被由干燥部分28舉起時(shí)，將該晶片維持在其傾斜的位置，也可 以確保晶片位于一較可重復(fù)實(shí)現(xiàn)的位置，亦即，較一非傾斜的垂直方向更能 達(dá)成的位置。
一對(duì)傾斜導(dǎo)引46也可以被耦合到干燥部分28的后壁，并且其所放置的 位置是使其在晶片由托架36經(jīng)由干燥部分28而被舉起時(shí)，可以接觸晶片的 反面邊緣。每一個(gè)導(dǎo)引46可以包含一個(gè)插槽，其可以是U型的或是V型的 插槽，而晶片的邊緣可以被抓住于其中?；蛘撸恳粋€(gè)導(dǎo)引46可以包含晶 片邊緣所倚靠的一個(gè)斜表面，或是導(dǎo)引46可以形成一個(gè)由晶片開始向外遠(yuǎn) 離的角度，以盡可能降低接觸面積。
干燥部分28的出口部分37通常是被限定成干燥部分28的一個(gè)頂部墻 或是蓋子，使得千燥時(shí)所產(chǎn)生的蒸氣得以由此排出(例如經(jīng)由泵)，而不是由 逸散到周圍的空氣中。在液體準(zhǔn)位的上及出口部分37之下，設(shè)置有一對(duì)的 噴灑機(jī)構(gòu)50,其是被用來在晶片被舉起而離開液體表面的時(shí)候，提供跨過 晶片正表面和反面表面的全面連續(xù)性的蒸氣噴灑。噴灑機(jī)構(gòu)50所擺放的位 置是要噴灑蒸氣到晶片被由液體中舉起時(shí)，所形成的凹面上。雖然噴灑機(jī)構(gòu) 可能包含一個(gè)單一線性噴嘴或是多個(gè)噴嘴，其通常包含有一個(gè)具有一連串洞 孔(例如具有直徑0.005至0.007英吋直徑的114個(gè)洞孔，并且沿著與晶片 相鄰8.5英吋的距離均勻地分布)形成于其中的管子，前述的噴灑機(jī)構(gòu)(管 子)50通常是由石英或是不銹鋼所建構(gòu)而成。
每一個(gè)噴灑機(jī)構(gòu)(管子)50可以是人工手動(dòng)調(diào)整方向，以導(dǎo)流出一個(gè)具有 預(yù)期角度(此角度可以如下所述，相對(duì)于經(jīng)過噴灑管子50中心所畫出的水平 線，以及垂直于圖8A中的液體表面的垂直線)的蒸氣流(例如IPA蒸氣)。當(dāng)進(jìn)一步參照到圖6時(shí)，此IPA蒸氣流的導(dǎo)向，可以有也可以沒有氣流變流裝 置的幫助。此氣流的特定角度可能視該晶片將要干燥的物質(zhì)的不同而有所改 變，圖8B所列出的對(duì)照表，是舉例所常使用的物質(zhì)，以及其相對(duì)應(yīng)常使用 的氣流角度。
此被供應(yīng)到液體凹面的IPA蒸氣流產(chǎn)生了一個(gè)Marangoni力，其引起
了與晶片舉起方向相反的向下液體流，因此在凹面上的該晶片表面會(huì)被干燥。
為了要容納以及排出在干燥部分28內(nèi)的IPA蒸氣，所以提供了廢氣歧 管51和全(blanket)氮?dú)馄绻?4，這些歧管的制作可以伸入位于噴灑機(jī)構(gòu)50 上面的千燥部分28的頂蓋56。氣流組件(未圖示)被耦合到噴灑機(jī)構(gòu)50，廢 氣歧管51和全氮?dú)馄绻?4控制了 IPA蒸氣流率、廢氣流率和氮?dú)庹谘诹?率。此外廢氣管線(未圖示)可以是被制作在輸出部12的下方，經(jīng)由輸出部 12可以維持一垂直的流線型的氣流，并且可以將由干燥部分28散出的IPA 蒸氣稀釋掉。噴灑機(jī)構(gòu)50通常是被放置在靠近凹面的地方，并且全氮?dú)馄?管54通常是被制作在靠近卸載端口 37的地方。
晶片處理-第一方案
圖2A至圖2l是側(cè)面立視圖的結(jié)構(gòu)概要圖，其顯示當(dāng)晶片被本發(fā)明所提 出的裝置所傳送時(shí)，該晶片所處的不同階段。參照?qǐng)D2A，當(dāng)一機(jī)械臂(例如 走動(dòng)橫桿機(jī)械臂，未于此圖示，于公元2000年4月26日送件申請(qǐng)的美國 申請(qǐng)專利案第09/558,815號(hào)中所揭示，，其一并引用于此)經(jīng)由負(fù)載端口 34 而將晶片W載入旋干部分26,噴嘴30與噴嘴32，都噴灑去離子水于晶片 W的兩個(gè)面上，此機(jī)械臂釋放晶片于托架36上，然后由旋干部分26退回 其位于負(fù)載端口 34上方的原始位置。 一個(gè)光學(xué)傳感器(未圖示)檢測到晶片 存在于托架36(圖2B)上，并且送信號(hào)到促動(dòng)器40，以啟動(dòng)鏈接系統(tǒng)38，使 其由旋千部分26轉(zhuǎn)動(dòng)到干燥部分28。
托架36被制作的位置，是在沒入室18a的底部上，或是與前述底部靠 近的地方，而其制作的功能是可以傳送晶片，由旋干部份26傳送到干燥部 分28。在此傳送過程中，晶片都保持沒入在液體面之下，因此托架36為了
15要接收晶片，由一垂直位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，為了晶片升高通過干燥部分28(圖2C) 而轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)傾斜位置(例如，傾斜9度)。
然后晶片W被舉起，經(jīng)由推進(jìn)器44以一個(gè)舉起速度向卸載部37靠近， 其舉起是以一進(jìn)行速度(例如每秒十厘米)，起始于當(dāng)晶片頂端沒入箱內(nèi)液體 時(shí)(此時(shí)即是干燥蒸氣開始噴灑的時(shí))，直到晶片的下緣(例如下面部分的三十 至四十厘米的部分的晶片)沒入箱內(nèi)液體。當(dāng)晶片下緣沒入箱內(nèi)液體中并且 通過干燥蒸氣時(shí)，此晶片會(huì)被以一種較慢(例如小于每秒五厘米)的速度舉起， 因?yàn)榫^低的部分較不好將其干燥(起因于晶片的曲率)，在整個(gè)晶片干燥 后，此晶片可以被以一種較高(例如高于每秒十厘米)的速度舉起，以進(jìn)入到 傳送位置。當(dāng)晶片被舉起，晶片邊緣會(huì)因?yàn)橹亓Χ锌吭趦蓚€(gè)平行傾斜引導(dǎo) 46上，該導(dǎo)引是沉沒在液體中。
當(dāng)晶片W被舉出液體表面時(shí)，該對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)50(圖2D)噴灑IPA蒸氣以 及氮的混合氣體，于晶片W的兩面所形成的凹面上。此IPA蒸氣流可以借 助或是不借助如圖6所進(jìn)一步參照說明的氣流變流裝置，而得以導(dǎo)引氣流方 向。此氣流的該特定角度，可以視晶片上所要干燥的物質(zhì)的不同而有所改變。
圖8A是一個(gè)有助于說明蒸氣氣流的概略圖。參照?qǐng)D8A，如圖所示，蒸 氣/承載氣體氣流72的流動(dòng)角度6是相對(duì)于水/空氣介面(并且/或者經(jīng)過噴灑 管子50的水平中心線)而量測出來的。(在一較佳實(shí)施例中，噴灑管子50是 被建構(gòu)在晶片W側(cè)面水平距離0.5英吋的地方，此時(shí)的流動(dòng)角度被選擇在 大約25度，并且噴嘴高度是被選擇為HN，使得氣流72敲擊晶片W，大約 在晶片/氣流介面以上3.7厘米，亦即高度Hv的地方。也可使用其他水平間 隔、流動(dòng)角度、噴嘴高度Hn以及蒸氣敲去高度Hv)。圖8B表列出例示性物 質(zhì)材料的較佳流動(dòng)角度(是相對(duì)于水/空氣介面作測量)。表面物質(zhì)是指晶片表 面上所欲干燥的物質(zhì)。干進(jìn)(dry-in)或濕進(jìn)(wet-in)是指在干燥裝置11內(nèi)處理 前的晶片是濕的或是干的，干出(dry-out)表示當(dāng)晶片由干燥裝置11移出時(shí) 是干的。黑鉆石(Black Diamond⑧)是一個(gè)應(yīng)用材料公司所可以使用的低k(介 電常數(shù))值的介電物質(zhì)(例如摻雜有碳的氧化物)。IPA蒸氣流產(chǎn)生一個(gè) "Marangoni"作用力，此會(huì)導(dǎo)致與晶片舉起方向相反的向下液體流，藉此， 在凹面上方的晶片表面會(huì)被干燥化。
16在干燥步驟中，IPA蒸氣是經(jīng)廢氣歧管51,由處理部分10排出，并且 氮?dú)饬鞅粚?dǎo)向橫跨過輸出部分37(經(jīng)由全氮?dú)馄绻?4)，以制止IPA蒸氣逸 散出處理部分10。此氣體傳遞組件(未圖示)控制IPA蒸氣流、廢氣流率以及 全氮?dú)鈿饬髁髀省?br>
輸出部分-第一方案
在如圖1至圖2I所顯示的較佳實(shí)施例中，輸出部分12包含平臺(tái)58， 是被用于在兩個(gè)位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，該二位置是:用于由干燥部分28接收晶片的 處理位置(圖2E)，以及用于輸出晶片到傳輸機(jī)械臂的FAB介面位置(圖2G)。 處理位置是與晶片被由干燥部分28舉起的傾斜位置相符，并且處理部份大 致而言是為水平的。被耦合到輸出部12的馬達(dá)或是其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以驅(qū) 動(dòng)平臺(tái)58的轉(zhuǎn)動(dòng)。
輸出部分12可以包含用來與晶片W被動(dòng)地移動(dòng)的捕獲器60,其可以 被架在線性球切片(linear ball slide)(未圖示)上，該線性球切片的每一邊的端 點(diǎn)上都具有阻擋器。當(dāng)平臺(tái)58在處理位置(例如以一個(gè)與傾斜的導(dǎo)引46傾 斜角相同的角度—九度，向處理部10傾斜)中時(shí)，此捕獲器60因?yàn)橹亓Φ囊?素會(huì)掉到線性球切片的底部，可以利用光學(xué)傳感器(未圖示)來檢測出此低位。 捕獲器60可以于兩個(gè)相隔一距離的點(diǎn)上接觸晶片，并且也能夠緊密跟隨晶 片所處環(huán)境，而只在一容許誤差值內(nèi)變化，因此捕獲器60可以對(duì)于精確的 晶 片定位有所幫助。
輸出部分12也可以包含抓指62 (finger 62)，用于在晶片固定位置和晶 片通行位置之間移動(dòng)，當(dāng)其在晶片固定位置，在晶片被舉起而位于抓指62 之上時(shí)，抓指62可以鎖住并且固定晶片，因此可以容許推進(jìn)器44撤回，留 下晶片被抓指62和捕獲器60固定在輸出部分12中的位置上。抓指62可 以是，例如汽缸(未圖示)所促動(dòng)，并且配備有一對(duì)的開關(guān)(未圖示)以檢測抓 指62的晶片固定以及晶片通過位置。也可以利用光學(xué)檢測器(未圖示)來檢 測何時(shí)晶片已經(jīng)到達(dá)抓指62以上足夠高的位置，使得抓指62可以安全地假 設(shè)晶片固定位置。
晶片輸出-第一方案
17在舉起晶片W通過干燥部分28前，平臺(tái)58大致而言是垂直傾斜(例如 以一個(gè)九度的角度傾斜)(如圖2C所示)，捕獲器60是在其低位置，并且抓 指62是在晶片通過位置上。當(dāng)晶片W離開干燥部分28(如圖2D所示)，其 推動(dòng)捕獲器60(例如接觸的兩個(gè)點(diǎn))，并且導(dǎo)致捕獲器60抗拒重力而向上移 動(dòng)。此晶片W因此固定在三點(diǎn)(經(jīng)由推進(jìn)器44以及捕獲器60)之間，當(dāng)推進(jìn) 器44到達(dá)其高位時(shí)，抓指62被啟動(dòng)而來到晶片固定位置，以將晶片固定在 平臺(tái)58上，然后推進(jìn)器44撤回。(抓指62顯示在圖2E中的晶片固定位置 中)因?yàn)椴东@器60隨著升起的晶片W—起被動(dòng)地移動(dòng)，所以在傳送進(jìn)入輸 出部分12的時(shí)候，晶片摩擦和所產(chǎn)生的微粒都得以大量減少。
當(dāng)晶片W被固定在平臺(tái)58上時(shí)，平臺(tái)58轉(zhuǎn)到其水平位置(如圖2F所 示)，汽缸64(圖1),其可包含一可調(diào)整式制動(dòng)器和震動(dòng)吸收器(未圖示)，并 且可以被用來將平臺(tái)58降低到一個(gè)已定的輸出位置，例如，在一個(gè)晶片握 持器(圖2H)可以抽出晶片W處做一升起動(dòng)作的地方。然后抓指62如圖2H 所示那樣撤回，并且晶片握持器將晶片W拿起以將其轉(zhuǎn)換到另一個(gè)位置(例 如，轉(zhuǎn)換到卡匣)。然后平臺(tái)58回到其大體是垂直傾斜的處理位置(圖21), 以準(zhǔn)備好接收下一個(gè)處理好的晶片W'，而使其當(dāng)被由干燥部分28舉起時(shí)， 作為下一個(gè)處理中的晶片W'。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例或是其他更多的實(shí)施例中，可以使用精密的氣體 傳遞和廢氣排放組件(未圖示)，藉此以傳遞異丙醇(isopropyl alchol， IPA)蒸 氣、氮?dú)庖约皬U氣到干燥裝置11(例如，靠近噴灑機(jī)構(gòu))。例如干燥而干凈的 空氣伴隨以一個(gè)或更多個(gè)控流管(venturis)(未圖示)可以提供其排出(例如氣 體管線(未圖示)可以供應(yīng)清潔干燥的空氣到嵌于卸載端口 37附近的控流管 的壓力部分以供排放)。
為了要將IPA/氮?dú)饬魈峁┑絿姙C(jī)構(gòu)50， 一個(gè)質(zhì)量流控制器(未圖示) 可以提供一個(gè)預(yù)設(shè)氣流量的氮?dú)饬?，供?yīng)到IPA噴口(未圖示)。至少在一實(shí) 施例中， 一個(gè)1.4公升的噴口被用來傳遞IPA/氮?dú)饣旌蠚怏w，其具有的成分 大約5%的IPA,當(dāng)然也可以使用其他尺寸的噴口以及/或者其他濃度的IPA。
在依據(jù)本發(fā)明所提出的另 一個(gè)特定的較佳實(shí)施例中，此噴口可以配備有 三個(gè)準(zhǔn)位傳感器:低、高以及高-高，首二個(gè)準(zhǔn)位傳感器，被使用的場合可以是，例如，在IPA噴口的自動(dòng)重新填充期間。而后者的高-高傳感器可以被
使用的場合是，例如，作為硬件互鎖，以避免重新充填時(shí)過度填充噴口。 一 個(gè)被加壓的供應(yīng)容器(未圖示)，例如一公升或是適合容量的容器，可以被使
用來對(duì)噴口重新填充IPA液體。此供應(yīng)容器可以包含一個(gè)低準(zhǔn)位傳感器，并 且在其低準(zhǔn)位傳感器被觸發(fā)時(shí)，可以自動(dòng)地或是人工手動(dòng)地進(jìn)行重新填充。
全氮?dú)鈿饬髁髀?例如為了防止IPA蒸氣氣流由處理部10逸散而出)可 以利用針狀閥門或是其他合適的機(jī)構(gòu)加以控制，為了安全的目的，清潔的干 燥空氣以及全氮?dú)夤?yīng)管線任一個(gè)都可以被加上氣流開關(guān)(例如當(dāng)廢氣或是 全氮?dú)鈿饬鲉适r(shí)，硬件互鎖氣流開關(guān)可以被用來關(guān)掉IPA蒸氣供應(yīng))，壓 力調(diào)節(jié)器可以被用來控制每一個(gè)供應(yīng)管線中的壓力。
輸出部-第二方案
圖3A至圖3B，分別是依據(jù)本發(fā)明所提出的第二較佳實(shí)施例所提出的輸 出部分12，其概略的側(cè)視圖和俯視的概略圖。此處依據(jù)本發(fā)明所提出的圖 3A至圖3B中的裝置11a，其包含圍繞輸出部分12的圍體111，輸出部分 12的可傳動(dòng)平臺(tái)158可以包含兩個(gè)或更多個(gè)晶片接收器113a及113b，參 照?qǐng)D1至圖21，每一個(gè)都包含捕獲器60和抓指62。在此較佳實(shí)施例中，可 傳動(dòng)平臺(tái)158是被用于水平地移動(dòng)(例如，經(jīng)由一個(gè)鉛質(zhì)螺旋物、汽缸、馬 達(dá)或類似件)，所以被由干燥部分28所舉起的晶片可以被第一或是第二晶片 接收器113a、 113b所接收。利用此種方式，得以讓晶片產(chǎn)出最大化。當(dāng)?shù)?一晶片可以被第 一 晶片接收器113a握住，以供晶片握持器(未圖示)所提起， 而此時(shí)第二晶片正被輸出到第二晶片接收器113b，反之的亦然。
此圍體"1具有可以被建構(gòu)在鄰近于傳送機(jī)械臂(未圖示)的第一側(cè)壁 115a，此第一側(cè)壁115a具有開口 117，經(jīng)此開口，傳送機(jī)械臂可以抽出晶 片。圍體111也可以具有位置在與第一側(cè)壁115a相反的內(nèi)部分隔壁115b, 其用以將圍體"1分隔成兩個(gè)氣室111a與111b。第一氣室111a可以包圍 可傳動(dòng)平臺(tái)158，并且也包圍了足夠空間以容許可傳動(dòng)平臺(tái)向前或是向后 傳，并且也可以接收晶片在第一或第二晶片接收器113a與113b上。第二 氣室111b可以包圍用以傳遞可傳動(dòng)平臺(tái)158以及任何其他移動(dòng)部件(大體上 由圖3B中的參考數(shù)字159所代表)的機(jī)構(gòu)。這樣分隔兩個(gè)氣室的內(nèi)部分隔壁115b，可以具有多個(gè)小開口 119(圖3A)，其通常涵蓋了整個(gè)內(nèi)部分隔壁 115b。當(dāng)相鄰于傳動(dòng)機(jī)械臂的區(qū)域的壓力，較相鄰于依據(jù)本發(fā)明所提出的裝 置11a的區(qū)域的壓力為高時(shí)，空氣可能流動(dòng)式地流動(dòng)在開口 117中，越過 第一及第二晶片接收器113a和113b(如箭頭F所表示的，平行于晶片的主 要表面)，并且通過小開口 119到達(dá)第二氣室111b，第二氣室111b可以通 過廢氣排放系統(tǒng)而排放廢氣。
此外，廢氣管線(未圖示)位于輸出部分12之下，經(jīng)由輸出部12維持一 可接受的垂直流線型氣流，并且也稀釋由干燥部分28逸散而出的任何IPA 蒸氣。輸出部分112的圍體111作用如一外加的污染機(jī)構(gòu)，以防止IPA蒸 氣進(jìn)入環(huán)繞干燥裝置11a周圍的空氣中。
為了要容許晶片可以被輸出到第一晶片接收器113a，而不會(huì)阻擋主容 箱118的旋干部分26，主容箱118的前壁121(也就是旋干部分26的前壁)， 可以如圖3所示那樣，使其具有一定角度(例如九度)。通過將旋干部分26 的前壁彎曲一角度，負(fù)載端口 34將可以被制作在一個(gè)離輸出部分37足夠遠(yuǎn) 的地方，以避免被圍體111所阻擋，但是處理部分10的液體體積的增加， 并沒有和使用直的前壁時(shí)所會(huì)增加的體積一樣多。在使用前述具有角度前壁 的實(shí)施例中，托架36可以被舉起到一個(gè)靠近負(fù)載端口 34的位置，使得晶片 握持器可以放置晶片于被舉起的托架36。這樣一個(gè)舉起的托架36，容許使 用沒有能力轉(zhuǎn)動(dòng)以讓負(fù)載端口 34和處理部分10角度符合的晶片握持器。這 一個(gè)可提高的托架36可以被耦合到一個(gè)導(dǎo)引，此導(dǎo)引的位置是沿著具有某 角度的前壁的內(nèi)部表面，并且經(jīng)由前壁可以磁性地耦合到外部促動(dòng)器，并且 因此可以與可提高的推進(jìn)器44具有相類似的運(yùn)作方式。
晶片輸出-第二方案
圖4A至圖41,是顯示晶片在如圖3A到圖3B所顯示的另一個(gè)不同的裝 置11a，于不同的處理階段時(shí)的概略的側(cè)視圖，如圖4A所示，晶片W1被 放置在輸出平臺(tái)158的晶片接收器113a上，并且輸出平臺(tái)158是在其最右 邊的位置，而第二晶片接收器113b被放置的位置，是使其可以接收由干燥 部分28所輸出的晶片。晶片W2是被放置在沒入的托架36上，并且推進(jìn)器
2044所在的位置是在托架36下方。在圖4B中，推進(jìn)器44被舉高(例如經(jīng)由 托架36中的槽或是開口)，以由托架36上舉起晶片W2，并且托架36已經(jīng) 被轉(zhuǎn)回到垂直位置。
在圖4C中，推進(jìn)器44已經(jīng)到達(dá)升高的位置，此位置是晶片W2通過 卸載端口37的位置，并且晶片W2的頂緣接觸到捕獲器60。當(dāng)晶片W2移 動(dòng)進(jìn)入卸載端口 37， IPA蒸氣噴灑、全氮?dú)庖约皬U氣開始啟動(dòng)，圖4C也顯 示托架36已經(jīng)舉起，并且被放置在負(fù)載端口 34中，以準(zhǔn)備好接收下一個(gè)要 進(jìn)入的晶片。
如圖4D所示，第一晶片W1已經(jīng)被由圍體111的第一晶片接收器113a 所抽出，并且捕獲器60已經(jīng)回其較低的位置，第二晶片W2已經(jīng)提升到第 二晶片接收器113b上的一個(gè)抓指62的上方，抓指62已經(jīng)移動(dòng)進(jìn)入到第二 晶片W2的下方，并且推動(dòng)器44已經(jīng)降低其位置，并不在支持第二晶片W2， 其于此時(shí)是被握持在抓指62和捕獲器60之間。第三晶片W3被負(fù)載在托架 36之上，并且托架36已經(jīng)降低到處理部10的底部，值得注意的是因?yàn)榈?三晶片W3經(jīng)由可能是在被沒入噴嘴32以及/或是未沒入噴嘴30(未圖示)所 噴灑的負(fù)載端口 34而降低其位置。
如圖4E所示，平臺(tái)158被移動(dòng)到其最左側(cè)的位置，使第一晶片接收器 113a所處的位置能夠接收由干燥部份28所輸出的晶片，此推進(jìn)器44已經(jīng) 降低到一個(gè)位置低于托架36所提高，并且托架36將會(huì)旋轉(zhuǎn)第三晶片W3, 使其由旋干部分26到干燥部分28。
如圖4F所示，托架36轉(zhuǎn)動(dòng)到干燥部分36中的第三晶片W3的位置， 并且第三晶片W3的上側(cè)部分停駐在晶片導(dǎo)引46上。
如圖4G所示，推進(jìn)器44已經(jīng)升高，舉起托架36的第三晶片W3而升 高，并且托架36轉(zhuǎn)動(dòng)而回到一個(gè)垂直位置。
如圖4H所示，經(jīng)由IPA蒸氣噴灑，推進(jìn)器44開始舉起第三晶片W3 而升高，并且經(jīng)由全氮?dú)?，到達(dá)第三晶片W3的頂端接觸到第一晶片接收器 113a的捕獲器60。該托架36已經(jīng)舉高，以將其本身放到負(fù)載端口 34中， 以準(zhǔn)備好接收下一個(gè)要進(jìn)入的晶片。
如圖4l所示，第二晶片W2已經(jīng)由輸出圍體111的第二晶片接收器113b所抽出，并且捕獲器60已經(jīng)回到其較低的位置，此第三晶片W3已經(jīng)被舉 起在第一晶片接收器113a上，而到達(dá)抓指62上方，抓指62已經(jīng)移動(dòng)進(jìn)入 第三晶片W3之下的位置，并且推進(jìn)器44已經(jīng)降低其位置，已不再支持第 三晶片W3，其此時(shí)被握持在介于抓指62和捕獲器60之間的位置。第四晶 片W4負(fù)載到托架36之上，并且托架36已經(jīng)降低到旋干部分10的底部上， 值得注意的是因?yàn)榈谌琖4經(jīng)由可能是在被沒入噴嘴32以及/或是未沒 入噴嘴(未圖示)所噴灑的負(fù)載端口 34而降低其位置。
處理部份-第二方案
圖5是為依據(jù)本發(fā)明所提出的一個(gè)干燥裝置211的側(cè)視概略圖，其中只 顯示處理部份10。此處理部份10是依據(jù)本發(fā)明所提出的第二個(gè)方案所建構(gòu)， 特別的是不使用要浸入晶片(例如顯示于圖1至圖2I的沒入室18a)的主室。 在本發(fā)明所提出的第二方案中，主室對(duì)以液體對(duì)于未沒入的晶片噴灑，以旋 干并且/或是維持在旋千氣室226中的晶片的潮濕度，并且以液體對(duì)于未沒 入的晶片進(jìn)行噴灑，以產(chǎn)生在干燥器室228中的液體凹面(用于Marangoni 干燥方法)。只有少數(shù)硬件差異存在于為了沒入器室處理方式所建構(gòu)的處理 部分，以及為了非沒入器室處理方式所建構(gòu)的處理部分之間？
如參照?qǐng)D5所可以看見的，圖1至圖2I的溢流溢流堰20和20a可以被 省略，通常所使用的一對(duì)頂頭噴嘴30所制作的位置，是使得當(dāng)晶片進(jìn)入而 經(jīng)過負(fù)載端口 34時(shí)，其可以對(duì)晶片的前表面和后表面都噴灑液體。在圖5 所顯示的較佳實(shí)施例中，隔離墻24制止了所噴灑的液體由旋干部分226濺 入到干燥部分228所提供的液體噴嘴上方的區(qū)域(并因此制止了已經(jīng)干燥的 晶片不小心被重新弄濕)。在千燥部分228中， 一個(gè)額外的液體供應(yīng)噴灑機(jī) 構(gòu)50a被提供在IPA供應(yīng)噴灑機(jī)構(gòu)50之下。
在操作時(shí)，正在進(jìn)入的晶片被噴灑的液體，例如去離子水，其可以有或 沒有包含介面活性劑，或是其他清潔用的化學(xué)藥劑，例如應(yīng)用材料公司的 ElectraCleanTM溶液，以用于旋干以及/或是維持晶片表面的潮濕度。當(dāng)晶片 離開干燥部分228時(shí)，晶片被噴灑以例如去離子水的液體，其中可以摻雜或 是不摻雜介面活性劑或是其他清潔劑，此出口液體噴灑形成了一個(gè)橫跨晶片的均勻液體凹面。此IPA噴灑機(jī)構(gòu)50噴灑IPA蒸氣到凹面上，因此創(chuàng)造了 可以將晶片干燥化的Marangoni流。值得注意的是晶片傳輸是在處理部10, 并且晶片輸出到輸出部分12可以如圖1至圖4l所描述的那樣。
氣流變流裝置
IPA蒸氣傳送到水/空氣/水介面(亦即凹面)的效率，可以因?yàn)閷?duì)于每個(gè) IPA傳遞蒸氣噴嘴/管50建立蒸氣氣流變流裝置而獲得改善， 一個(gè)這樣建構(gòu) 的裝置的概略圖顯示在圖6中。雖然在實(shí)務(wù)上的噴管50以及氣流變流裝置 68,可以被提供在晶片W的每一個(gè)側(cè)邊，為了繪制上的簡化，噴管50(可以 包含上述的噴嘴50)以及氣流變流裝置68只顯示在晶片W的一個(gè)側(cè)邊上。 雖然晶片W可以用一個(gè)傾斜角(雖然可以使用其他的角度，但是在此例中是 利用為垂直線算起約九度的角度)離開水76的表面，晶片W也可以如圖所 示的，離開垂水76時(shí)，是垂直于其表面的。
在本發(fā)明所提出的一較佳實(shí)施例中，氣流變流裝置68可以利用兩個(gè)部 分套管的形式，其是用于配合噴嘴50，氣流變流裝置68限定出一個(gè)楔型空 間70， 一股氣流的IPA蒸氣(例如混雜以氮?dú)獾某休d氣體)被噴灑，并且被設(shè) 計(jì)將氣流72以一特定的角度導(dǎo)流入楔形空間70中，此角度是相對(duì)于，例如 經(jīng)過噴嘴50中心并且平行于水表面，的一條水平線L。氣流變流裝置68的 第二區(qū)域(例如低翼74)可以浸(dip)在水76的下面，以限制水暴露在IPA蒸 氣下的部分的體積。IPA蒸氣的氣流72通常是使用向下的角度，如圖6所 示那樣，打在氣流變流裝置68的第一區(qū)域69的內(nèi)部表面78。然后IPA蒸 氣的氣流72可以被內(nèi)部表面78反射(未圖示)到形成于水/空氣/水介面的凹 面80上。在本發(fā)明所提出的一個(gè)或更多的較佳實(shí)施例當(dāng)中，IPA氣流72與 內(nèi)部表面78之間的角度并不會(huì)超過四十五度，雖然IPA氣流72角度的選 擇，通常是使得IPA氣流以一個(gè)預(yù)期的角度范圍內(nèi)(如以下所述并參照?qǐng)D8A 到圖8B)打在凹面80上，并且/或是以一個(gè)預(yù)期的氣流速度使得IPA蒸氣傳 遞到凹面80上得以最佳化。
在一個(gè)用以說明本發(fā)明而舉例的實(shí)施例中，氣流變流裝置68具有一個(gè) 細(xì)縫開口 82，其寬度可以是0.05英吋，并且細(xì)縫可以是被隔開的，例如遠(yuǎn) 離晶片W達(dá)0.1英吋的地方，使其有效率地傳遞IPA蒸氣到凹面80。同理，對(duì)于其他寬度的細(xì)縫、在水76表面上方不同距離以及/或者與晶片W具不 同的距離，這些上述條件也都可以適用。氣流變流裝置68可以位于對(duì)于水 76表面具有四十五度的一個(gè)角度上，然而也可以利用其他的角度。細(xì)縫開 口 82的角度通常會(huì)被定在剛好位于凹面80下方。
此氣流變流裝置68是用以限制曝露在IPA蒸氣下的水的體積，因此可 以降低IPA的浪費(fèi)和使用量，同時(shí)也改進(jìn)了干燥器效率以及其性能，并且降 低了安全性的風(fēng)險(xiǎn)。在依據(jù)本發(fā)明所提出的一較佳實(shí)施例中，雖然其他數(shù)據(jù) 仍能進(jìn)行，但是一般而言，對(duì)于300厘米的晶片而言，曝露在IPA蒸氣下的 水的體積的范圍大約是零至十二毫升(mi川liter),對(duì)于200厘米的晶片而言， 曝露在IPA蒸氣下的水的體積的范圍大約是零至八毫升。
若沒有使用氣流變流裝置68， IPA蒸氣的氣流72可以在一角度范圍上， 約為22度到30度，打在水76表面上，此已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)適合于形成在晶片上 的數(shù)個(gè)不同種類的薄膜的干燥化工序，其他入射角也可以使用在本發(fā)明中。 此氣流變流裝置68可以用單一個(gè)整體物件，或者是兩個(gè)以上的物件合并而 成，氣流變流裝置68可以由不銹鋼或是其他適合的物質(zhì)來作成。
低濃度的IPA混合氣體
要進(jìn)一步改善此清潔/干燥化組件的安全性以及效率，可以降低IPA/負(fù) 載氣體的混合氣體中的IPA蒸氣濃度(例如降低到0.2%),同時(shí)也可以增加 混合氣體的氣體流率(例如至少每分鐘二至三公升，常常使用的是每分鐘五 公升)。此增加的氣流流率補(bǔ)償了低濃度的IPA氣體，并且也因此達(dá)到高效 率以及高干燥率下的低缺陷的干燥工序(使得200厘米的晶片，在假設(shè)都是 使用相同的晶片升高速度的條件下，例如每秒十厘米，其干燥時(shí)間是20秒)。 圖7是一個(gè)畫出了具有粒徑0.12微米(圖3中，一般稱的)的粒子的數(shù)目的圖 形，其為發(fā)現(xiàn)于被氣體(氮)干燥的晶片上，其中的氣體具有不同的IPA濃度 和不同的氣流流率。結(jié)果可能也因?yàn)閲娮熘睆?、噴嘴相隔于晶片表面的距離、 氣流變流裝置的使用及角度等因素而有不同。對(duì)于每分鐘五公升的承載氣體 流率所做的實(shí)驗(yàn)性數(shù)據(jù)，顯示當(dāng)IPA蒸氣的濃度由1%降低到0.2%時(shí)，硅 上面的缺陷和包含晶片的低k介電物質(zhì)上面的缺陷，并沒有增加。如前面所敘述的，當(dāng)晶片W的較低部分被干燥時(shí)，晶片舉起速度可以 被降低。相似地，當(dāng)晶片W的較低部分已經(jīng)干燥化時(shí)，在IPA/承載氣體混
合氣體中的IPA濃度可以增加，并且/或者IPA/承載氣體混合氣體的氣流流 率可以增加。如眾所周知的，以上的氮?dú)饪梢员黄渌栊詺怏w所取代仍能正 常進(jìn)行制作工序，而同時(shí)廣為了解的是，IPA可以被其他傳統(tǒng)用于Marangoni 干燥工序等的有機(jī)氣體所取代，并仍能正常進(jìn)行制作工序。
當(dāng)此發(fā)明連同其所描述的較佳實(shí)施例被揭示之后，其他的實(shí)施例如眾所 周知的，也都落在本發(fā)明的精神和范圍中。特別的是，本發(fā)明所提出的用來 舉起的機(jī)制，以及本發(fā)明所提出的IPA氣流變流裝置，顯然地可以被使用在 任何干燥化系統(tǒng)中，并且不限定只能使用在所揭示的系統(tǒng)中。相似地，當(dāng)基 材進(jìn)入旋干工序箱中時(shí)，可以使用噴嘴(水下的以及/或是水/液體面之上的) 來進(jìn)行旋干工序，然而也可以用在本發(fā)明實(shí)施例所揭示以外的系統(tǒng)中。具有 一傾斜角度的室壁，配合以用一已知方向輸出晶片的組件，被認(rèn)為是具有發(fā) 明性的，作為一個(gè)被動(dòng)的輸出捕獲器。更進(jìn)一步的發(fā)明特征，其包含用于傳 送晶片(特別是 一 個(gè)沒入液體中的晶片)，由第 一 角度在傳送過程中轉(zhuǎn)變到到 第二角度的組件與方法，也包含一個(gè)組件，其用于傳送晶片，由一個(gè)角度到 下一個(gè)角度，以移動(dòng)該晶片由對(duì)齊一輸入部分，到此晶片對(duì)其輸出部分。因 此，所能被了解的是，在此所描述的所有實(shí)施例只是解說舉例，并且本發(fā)明 所提出的裝置可以使用以下的 一個(gè)或多個(gè)特征。
有些能被單獨(dú)使用的發(fā)明特征如下所述
* 結(jié)合旋干部分和干燥部分，而沒有旋干的晶片表面曝露在空氣中 的一個(gè)組件；
* 配備有用于改善移除介面活性劑和制作工序箱微粒(頂頭噴嘴提 供了最有效的旋干)的沒入以及/或是頂頭噴嘴的一個(gè)旋干部分；
具有兩個(gè)部分，以分開負(fù)載和卸載部分的一個(gè)主要制作工序箱；
* 管子、噴嘴以及/或是氣流變流裝置，用于精確地遞送IPA蒸氣(例 如傳送到液體凹面的頂端)，以將IPA的消耗最小化；
* IPA噴灑管子，可以被精確地位于一個(gè)最佳角度方向上，以供應(yīng) IPA到液體凹面上;(參照申請(qǐng)日為2001年3月5日的、發(fā)明名稱為噴灑棒的美國專利第60/273,786號(hào)，現(xiàn)一并引用于此)；
* 不碎裂的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，其使用嵌入輸出站頂端的一個(gè)"捕獲器"；
* 托架，簡化水面下晶片由旋干部傳遞到干燥部的過程；
* 可變速度推進(jìn)器，其具有一個(gè)提高速度機(jī)構(gòu)；
* 傾斜的后壁以及/或是傾斜的前壁；
* 內(nèi)部溢流溢流堰，用于具有分離的輸入和輸出部分的制作工序箱;
* 具有流線型氣流的被包圍的輸出；
* 變流器，用于限制曝露在干燥化(例如IPA)蒸氣的液體的表面的面
積；
* 使用限流管的排放，用于稀釋有機(jī)溶劑的濃度；
* 干燥化混合氣體的使用，其具有被降低濃度的有機(jī)溶劑，并被提 高玄氣流率；
* 多個(gè)輸出晶片支持器，用于由干燥器而來的至少部分的同時(shí)輸出， 并且以機(jī)械臂取拾;以及
* 一個(gè)組件，具有旋干部分，以及可以在其內(nèi)部使用Marangoni干 燥方法的部分，前述兩個(gè)部分皆使用噴灑機(jī)構(gòu)而不是使用晶片沒入處理。
與傳統(tǒng)的SRD比較，本發(fā)明所提出的裝置11可以提供特別優(yōu)越的表現(xiàn)， 并在將斥水性或是親水性晶片進(jìn)行干燥工序時(shí)，都容許較大的制作工序誤 差。此新的植基于"Marangoni"原理的干燥技術(shù)，以下僅為舉例說明，可以 只留下3奈米(neon-meter)厚的層，相對(duì)的，傳統(tǒng)的SRD所會(huì)留下的是大 約200奈米厚的層。通過將處理組件與輸出站結(jié)合，本發(fā)明所提出的裝置可 以快速的干燥，以致對(duì)于各種不同的薄膜種類的晶片的干燥工序，都可以具 有高產(chǎn)出。此旋干部分噴嘴，也有能力去除可能在刷洗以及傳送到干燥組件 時(shí)，被施于斥水性晶片表面的介面活性劑。
應(yīng)該注意的是全氮?dú)庵皇桥e例說明，并且任何的惰性氣體或是空氣或是 或是多種氣體混合，都可以用來形成橫越過輸出部分的一個(gè)包圍，并且接著 制止干燥蒸氣由此裝置逸散出去。也應(yīng)該注意的是IPA蒸氣也只是舉例說明
于產(chǎn)生可將干燥化的Marangoni氣流，這些氣體都可以使用在本發(fā)明中。因
26此這樣的蒸氣或是氣體在此將會(huì)被指認(rèn)為干燥化氣體。在此揭示時(shí)所使用的 詞句"捕獲器"、"抓指"以及"托架"，并非用以限定本發(fā)明的相應(yīng)物件到特定的 形狀或結(jié)構(gòu)，而是廣泛地指稱任何與在此所描述的捕獲器、抓指以及托架， 具有相同功能的結(jié)構(gòu)的物件。
雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā) 明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實(shí) 質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請(qǐng)的權(quán)利要求書的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于處理晶片的組件，該組件至少包含一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片經(jīng)過負(fù)載端口而降低進(jìn)入該處理部分；一卸載端口，自該負(fù)載端口而水平移位設(shè)置，使得該晶片可以在該卸載端口處被舉高而離開該處理部分；以及一可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片的支持器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)輸入晶片由垂直的第一定向轉(zhuǎn)到與該第一定向成傾斜狀態(tài)的第二定向，當(dāng)該晶片具有該第一定向時(shí)，是與該負(fù)載端口對(duì)齊，當(dāng)該晶片具有該第二定向時(shí)，是與該卸載端口對(duì)齊。
2. 如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于所述可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片的支持器使得 該第一定向于第一方向傾斜，而且遠(yuǎn)離該卸載端口，并使得該第二定向于第 二方向傾斜，而且是朝向該卸載端口。
3. 如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于所述的處理部分還包含一相鄰 于于該卸載端口的傾斜的后壁。
4. 如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于所述的處理部分還包含一相鄰 于于該負(fù)載端口的傾斜的前壁，以及相鄰于于該卸載端口的傾斜的后壁。
5. —種用于處理晶片的組件，該組件至少包含處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片經(jīng)過負(fù)載端口而降低進(jìn)入該處理部分； 一卸載端口，自該負(fù)載端口而水平移位設(shè)置，使得該晶片可以在該卸載 端口處被舉高而離開該處理部分；其中，該晶片具有垂直的第一定向和與該 第一定向成傾斜狀態(tài)的第二定向，當(dāng)該晶片具有該第一定向時(shí)，與該負(fù)載端 口對(duì)齊，當(dāng)該晶片具有該第二定向時(shí)，與該卸載端口對(duì)齊；一外部溢流堰，其是位于沿著該處理部分外部表面的位置上;以及一分離壁，其是位于該負(fù)載端口和該卸載端口之間，以將該處理部分的 上端區(qū)域分隔成第 一 區(qū)域以及第二區(qū)域，并且制止表面流體在該第 一 區(qū)域和 該第二區(qū)域之間的流動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于所述的分離壁至少包含一內(nèi)部 溢流堰，該內(nèi)部溢流堰用于接收由至少該第一區(qū)域以及該第二區(qū)域的其中一 個(gè)所流出的溢流流體。
7. 如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于所述的分離壁至少包含一內(nèi)部 溢流堰，該內(nèi)部溢流堰用于接收由該第一區(qū)域以及該第二區(qū)域所流出的溢流 流體。
8. —種用于處理晶片的組件，其至少包含 一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片經(jīng)過負(fù)載端口而降低進(jìn)入該處理部分，其中，該 晶片處于垂直的第一定向，并與該負(fù)載端口對(duì)齊；以及一噴灑機(jī)構(gòu)，該噴灑才幾構(gòu)可于處理期間沒入處理部分的流體中，且 其所在位置使得當(dāng)晶片下降經(jīng)過該負(fù)載端口 ，可噴灑流體到該晶片在水 面下部分的表面。
9. 如權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于還包含一處理期間位于處理 部分中流體位準(zhǔn)以上的一噴灑機(jī)構(gòu)，且其所在位置使得當(dāng)晶片下降經(jīng)過該負(fù) 載端口 ，可噴灑流體到該晶片位于水面上的晶片表面。
10. 如權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于還包含一卸載端口，自該負(fù)載端口而水平移位設(shè)置，使得該晶片可以在該卸載 端口處被舉高而離開該處理部分，其中，處于垂直的第一定向的該晶片具有 與該第一定向成傾斜狀態(tài)的第二定向，當(dāng)該晶片具有該第二定向時(shí)，與該卸載端口對(duì)齊；以及一分離壁，其位于負(fù)載端口和卸載端口之間，以將該處理部分的上端區(qū) 域分隔成相鄰于該負(fù)載端口的第一區(qū)域，以及相鄰于該卸載端口的第二區(qū) 域，并且該分離壁可制止表面流體由該第一區(qū)域流動(dòng)到該第二區(qū)域。
11. 如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于所述的第二區(qū)域至少包含 一噴灑機(jī)構(gòu)，該噴灑機(jī)構(gòu)是用于當(dāng) 一晶片在該卸載端口處被舉高而離開該處 理部分時(shí)，對(duì)該晶片噴灑以干燥氣體。
12. 如權(quán)利要求11所述的組件，其特征在于還包含一氣流變流裝置，該氣流變流裝置是耦合到該干燥氣體噴灑機(jī)構(gòu)上，并且是被用來限制該處理 部分中暴露于該干燥氣體下的流體的體積。
13. —種組件至少包含 一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片經(jīng)過負(fù)載端口而降低進(jìn)入該處理部分； 一卸載端口，自該負(fù)載端口而水平位移設(shè)置，使得一晶片可以在該 卸載端口處被舉高而離開該處理部分，其中，該晶片具有垂直的第一定 向和與該第一定向成傾斜狀態(tài)的第二定向，當(dāng)該晶片具有該第 一定向 時(shí)，與該負(fù)載端口對(duì)齊，當(dāng)該晶片具有該第二定向時(shí)，與該卸載端口對(duì) 齊；以及一輸出部分，該輸出部分包含第一晶片接收器，用于接收經(jīng)過該卸載端口而升高的該晶片；以及 一捕獲器，該捕獲器被耦合到該第一晶片接收器，并被用于接觸從該卸載端口而升高的晶片，并且也隨著被動(dòng)地升高。
14. 如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于所述的捕獲器是被用來固 定一晶片的上端區(qū)域。
15. 如權(quán)利要求14所述的一種組件，其特征在于還包含一耦合到晶片接收器的抓指，該抓指可于晶片通過位置和晶片固定位置之間做選擇性的移 動(dòng)，其中所述的晶片固定位置是用于接觸并且固定一晶片較低的部分，使得 當(dāng)抓指位于該晶片固定位置時(shí)，該晶片可被固定于捕獲器和抓指之間。
16，如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于該處理部分還包括一相鄰 于卸載端口的 一傾斜的后壁。
17. 如權(quán)利要求16所述的組件，其特征在于該處理部分還包括傾斜的 導(dǎo)軌，用于引導(dǎo)以傾斜定向而通過輸出部分所輸出的晶片。
18. 如權(quán)利要求16所述的組件，其特征在于還包括 一可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片的 支持器，用于使一輸入的晶片從其與該負(fù)載端口對(duì)齊的第 一定向轉(zhuǎn)到其與該 卸載端口對(duì)齊的第二定向。
19. 如權(quán)利要求18所述的組件，其特征在于該可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片的支持器配 置成該使第一定向是在一離開該卸載端口的第一方向上傾斜，以及該第二定 向是在一朝向該卸載端口的第二方向上傾斜。
20. 如權(quán)利要求18所述的組件，其特征在于該處理部分還包括一相鄰 于該負(fù)載端口的一傾斜的前壁和一相鄰于該卸載端口的傾斜的后壁。
21. 如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于還包括 一分離壁，其位 于該負(fù)載端口和該卸載端口之間，以將該處理部分的上部區(qū)域分成一第一區(qū) 域和一第二區(qū)域，并阻止表面流體在該第 一 區(qū)域和第二區(qū)域之間流動(dòng)。
22. 如權(quán)利要求21所述的組件，其特征在于該分離壁包括一個(gè)內(nèi)部溢 流堰，適合于接收由至少該第 一 區(qū)域和該第二區(qū)域的一溢出的流體。
23. 如權(quán)利要求21所述的組件，其特征在于該分離壁包括一個(gè)內(nèi)部溢流堰，適合于接收由該第 一 區(qū)域和第二區(qū)域溢出的流體。
24. —種用于清潔及干燥一晶片的組件，其至少包含一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片經(jīng)過負(fù)載端口而降低進(jìn)入該處理部分；一卸載端口，自該負(fù)載端口而水平移位設(shè)置，使得該晶片可以在該卸載端口處被舉高而離開該處理部分，其中，該晶片具有垂直的第一定向和與該第一定向成傾斜狀態(tài)的第二定向，當(dāng)該晶片具有該第一定向時(shí)，與該負(fù)載端口對(duì)齊，當(dāng)該晶片具有該第二定向時(shí)，與該卸載端口對(duì)齊；以及一輸出部分，該輸出部分包含一第 一 晶片接收器，是用于接收經(jīng)過該卸載端口而升高的該晶片；以及一圍體，該圍體環(huán)繞該第一晶片接收器，該圍體包含一第一開口，該第一開口用于使得晶片可以由該處理部分舉高，經(jīng)卸載端口而到該第一晶片接收器；一第二開口，該第二開口用于使得晶片可以被一 晶片握持器由該第一晶片接收器中抽取出來;以及多個(gè)外加開口，用于允許在該圍體中建立起空氣的層流。
25. —種組件，其至少包含一處理部分，該處理部分包含一負(fù)載端口，晶片經(jīng)過負(fù)載端口而降低進(jìn)入該處理部分；一卸載端口，自該負(fù)載端口而水平移位設(shè)置，使得該晶片可以在該卸載端口處被舉高而離開該處理部分，其中，該晶片具有垂直的第一定向和與該第 一定向成傾斜狀態(tài)的第二定向，當(dāng)該晶片具有該第 一定向時(shí)，與該負(fù)載端口對(duì)齊，當(dāng)該晶片具有該第二定向時(shí)，與該卸載端口對(duì)齊；以及一輸出部分，該輸出部分包含第 一晶片接收器，用于接收經(jīng)過該卸載端口而升高的該晶片；以及第二晶片接收器，用于接收經(jīng)過該卸載端口而升高的該晶片；其中第一晶片接收器以及第二晶片接收器是適于在第一位置及第二位置之間移動(dòng)，在該第一位置處，該第一晶片接收器經(jīng)定位以接收經(jīng)過該卸載端口而舉高的晶片，在該第二位置處，該第二晶片接收器經(jīng)定位以接收經(jīng)過該卸載端口而舉高的晶片。
26. 如權(quán)利要求25所述的組件，其特征在于還包含一平臺(tái)，其中該第一晶片接收器以及該第二晶片接收器皆被耦合到該平臺(tái)，該平臺(tái)是被用來水平地移動(dòng)，以將該第一晶片接收器以及該第二晶片接收器在該第一位置與該第二位置之間移動(dòng)。
27. 如權(quán)利要求25所述的組件，其特征在于還包含環(huán)繞著該第一晶片接收器以及該第二晶片接收器的圍體，該圍體包含一第一開口，該第一開口用于使得晶片可以由該處理部分舉高，經(jīng)卸載端口而到該第 一 晶片接收器和第二晶片接收器的其中之一 ；一第二開口 ，該第二開口用于使得晶片可以被一晶片握持器由第一晶片接收器和第二晶片接收器的其中之一 中抽取出來;以及多個(gè)外加開口，用于允許在該圍體中，建立起空氣的層流。
28. 如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于所述的處理部分還包含一第一對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)，其緊鄰于負(fù)載端口，并且能供應(yīng)流體到該晶片的正面和背面，以使得該流體沿著該晶片的正面和背面的表面往下流，因此得以將該晶片的正面和背面的表面維持在潮濕的狀態(tài)；以及一第二對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)，其緊鄰于卸載端口，并且能供應(yīng)流體到該晶片的正面和背面，以使得該流體分別在該晶片的正面和背面表面上形成彎液面；以及一第三對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)，其位于該第二對(duì)噴灑機(jī)構(gòu)上方，并且能供應(yīng)干燥蒸氣到形成于該晶片正面和背面的該彎液面上。
全文摘要
本發(fā)明一方案提供一種用于處理晶片的組件，此組件包含具有一個(gè)或更多個(gè)特征的處理部分，這些特征可以包含例如(1)可轉(zhuǎn)動(dòng)晶片支持器，用于轉(zhuǎn)動(dòng)輸入晶片由第一定向轉(zhuǎn)動(dòng)到第二定向，在第一定向上的晶片對(duì)齊于負(fù)載端口，到了第二定向上的晶片是對(duì)齊于卸載端口；(2)捕獲器，用于接觸并在晶片由處理部分卸載時(shí)，與晶片一起被動(dòng)地移動(dòng)；(3)一被圍體圍繞的輸出部分，用于產(chǎn)生一個(gè)空氣的層流，由一側(cè)流到另一側(cè)；(4)一輸出部分，具有多個(gè)晶片接收器；(5)沒入的液體噴嘴；以及/或者(6)干燥蒸氣流變流裝置等。本發(fā)明的其它方案包含晶片的處理方法。
文檔編號(hào)H01L21/304GK101499413SQ200910128120
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2002年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月2日
發(fā)明者亞歷山大·勒納, 尤尼斯·阿克基雷, 拉希特·馬符雷夫, 方浩銓, 李世劍, 蓋伊·夏伊拉齊, 邁克爾·休格曼, 鮑里斯·菲什金, 鮑里斯·高符茲曼 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司