TW201539563A - 用於乾燥晶圓基材的方法和用於實施該方法的晶圓夾持器 - Google Patents

用於乾燥晶圓基材的方法和用於實施該方法的晶圓夾持器 Download PDF

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Abstract

一種用於乾燥被浸入液體內的晶圓基材的方法和用於實施該方法的晶圓夾持器。該方法包含：將該基材夾持在一伸長的晶圓夾持器的楔形邊緣上，該基材係立在該晶圓夾持器上；將該基材和該晶圓夾持器的楔形邊緣從該液體轉移到一含有蒸氣的氣體空間，該蒸氣不會凝結在該基材上並且該蒸氣降低了黏附至該基材的液體殘留物的表面張力，其中係透過該晶圓夾持器的楔形邊緣中間的溝(slot)來去除該晶圓基材與該晶圓夾持器之間的液體殘留物。

Description

用於乾燥晶圓基材的方法和用於實施該方法的晶圓夾持器
本發明提供了一種用於乾燥被浸入液體中的晶圓基材的方法和用於實施該方法的晶圓夾持器。
乾燥被浸入液體中的晶圓基材的一種方式是其中將基材從液體轉移到含有蒸氣的氣體空間中的方法，該蒸氣不會在該基材上凝結並且該蒸氣降低黏附至該基材的液體殘留物的表面張力。
EP0385536 A1中描述了此方法和由此所運用的物理效應，如為一種適用於實施該方法的裝置。
這種方法的目的是無殘留物地乾燥基材。最初黏附在該晶圓夾持器與基材之間的液體殘留物能散佈在基材的表面上，並且在乾燥之後，在基材上留下顆粒。因此，能藉由測定在乾燥後的基材上所找到的顆粒的數量來檢驗方法的成效。
本發明的目的是改進所述方法，尤其是顯示出能如何減少在乾燥後的基材上所找到的顆粒的數量。
該目的係藉由一種用於乾燥被浸入液體內的晶圓基材的方 法來實現，包含：將基材夾持在一伸長的晶圓夾持器的楔形邊緣上，該基材係立在該晶圓夾持器上；將該基材和該晶圓夾持器的楔形邊緣從液體轉移到一含有蒸氣的氣體空間，該蒸氣不會凝結在該基材上並且該蒸氣降低了黏附至該基材的液體殘留物的表面張力，其中係透過該晶圓夾持器的楔形邊緣中間的溝(slot)來去除該晶圓基材與該晶圓夾持器之間的液體殘留物。
該目的另外藉由一種用於乾燥晶圓基材的晶圓夾持器來實現，其包含朝向楔形邊緣的向上方向變窄的一伸長本體，該楔形邊緣係用於夾持該晶圓基材。其中該晶圓夾持器的楔形邊緣中間具有一溝。
被封閉在該基材與該晶圓夾持器的楔形邊緣之間並且有可能散落到該基材上的該液體殘留物係透過該溝而被移除。該溝較佳具有不小於0.3毫米且不大於1.2毫米的寬度。該溝延伸至少超過用來夾持該基材的楔形邊緣的長度。因此，該溝的長度至少與端對端地(end-to-end)豎立的二個基材之間的距離相對應。
在向下的方向上，該溝較佳合併到一通道內，該通道通向晶圓夾持器內深至一不小於0.5毫米的深度處。該通道界定出一具有溝的足跡(footprint)和所述深度的空間。該通道的寬度和長度在深度方向上較佳與該溝的寬度和長度相對應。在該基材和該晶圓夾持器的楔形邊緣已經被轉移到氣體空間之後，由於毛細管力(capillary force)，液體可保留在該溝下的空間中。
由於液體殘留物的親水性特性，當該基材與該晶圓夾持器的楔形邊緣的接觸脫開時，可能被封閉在該基材與該晶圓夾持器的楔形邊緣 之間的液體殘留物，與保持黏附在該基材上相比更傾向於與該通道中的液體結合。
該液體殘留物透過該溝的主動抽吸既不是需要的也不是預期的。因此，不需要為了提供和控制泵而帶來成本和不便。
該晶圓夾持器的楔形邊緣的表面是平滑的。不設想用於引導個別基材的例如凹槽或者其他凹陷的不平整度，因為這種結構會增加被封閉在該基材與該晶圓夾持器的楔形邊緣之間的液體殘留物的體積。
較佳藉由從該液體中升起該晶圓夾持器來將該基材和該晶圓夾持器的楔形邊緣導入到氣體空間內，因為可以非常精確地控制其運動。或者，可以藉由降低液面來將該基材轉移到氣體空間內。
該晶圓夾持器的楔形邊緣或者整個晶圓夾持器係由對液體的化學變化有抵抗性的材料所構成。合適的材料例如是塑膠或者玻璃。矽同樣是合適的。特別佳的是氟聚合物、聚醚醚酮(polyether ether ketone，PEEK)或者石英玻璃。
該晶圓基材較佳係半導體晶圓，特別是矽晶圓。
該液體較佳係水或者水溶液，例如含有少量氯化氫的水。
特別佳係類似於WO95/28736 A1中所描述的方法並結合其裝置來應用該發明。同樣，明確參考該公開的內容作為對理解本發明的補充。
一種用於乾燥晶圓基材以及本發明的晶圓夾持器的較佳裝置包含一具有用於基材的接收裝置的充有液體的槽。本發明的晶圓夾持器連同鄰近的支承裝置是該接收裝置的一部分，並且類似於該支承裝置地具 有可垂直地移動的設計，其能獨立於該支承裝置地被升起和降下。在該槽的上方設置一罩，該罩具有用於容納並夾持從該槽中升出的基材的引導件(guide)。用於乾燥晶圓基材的較佳裝置較佳具有在該槽上方可移動的夾持器，其在用於移除該基材而打開該罩的過程中和其之後暫時地夾持該晶圓基材。
該基材首先被浸於該槽所填充的液體中。在此時，它們由該槽的該接收裝置所夾持。在該支承裝置與本發明的該晶圓夾持器之間提供用於該基材的一支承表面。藉由該接收裝置的幫助來升起該基材以開始乾燥操作。在此移動過程中，該基材和至少本發明的該晶圓夾持器的楔形邊緣離開該液體，而該支承裝置留在該液體中。在此情況中，藉由該罩中的引導件和本發明的該晶圓夾持器來夾持該基材。在已經將用於支承該基材的該可移動夾持器放置到合適位置或者已經將該基材緊固到該罩的引導件內之後，升起該罩並且由此使該基材與該晶圓夾持器分開。
由於液體殘留物的親水性特性，在該基材與該晶圓夾持器分開之時，被封閉在該基材與本發明的晶圓夾持器的楔形邊緣之間的該液體殘留物，與仍然黏附在該基材上相比更傾向於透過該晶圓夾持器的楔形邊緣中的該溝行進。
在本發明的較佳實施態樣中，該晶圓夾持器的楔形邊緣與水平面成傾斜地設置。該傾斜角較佳係大於0°並且不大於3°。此晶圓夾持器的楔形邊緣上的梯度達到了使得放入該槽的該接收裝置內的該基材獲得採取傾斜位置(tilted position)的效果。在此傾斜位置中，垂直線不再處於該基材的平面中，並且對於所有基材，傾斜方向皆相同。其結果是，該基材能 僅透過一個側面與該罩中的引導件接觸。此表面可以是該基材的前側或者背側。在半導體晶圓為基材的情況中，前側是其設想形成電子結構的表面。為了保護前側因與引導件接觸而不受損傷，因此，特別佳係按如此方式將該基材放置到該接收裝置上，即，相鄰基材的背側和前側相互面對，並且僅該基材的背側能與該罩中的引導件接觸，因為它們被迫使採用傾斜位置。
1‧‧‧晶圓夾持器
2‧‧‧伸長本體
3‧‧‧楔形邊緣
4‧‧‧溝
5‧‧‧通道
6‧‧‧晶圓基材
7‧‧‧背側
8‧‧‧引導件
9‧‧‧罩
第1圖和第2圖以示意性剖面圖顯示了根據本發明成形的晶圓夾持器，其中剖面係相對於溝成直角地延伸。
第3圖以示意性剖面圖顯示了基材在根據本發明成形的晶圓夾持器上根據本發明的佈置，其中剖面係延伸通過溝中間。
第4圖和第5圖顯示了指示所發現顆粒的位置的圖。
在下文中參照附圖來描述本發明
根據第1圖的用於乾燥晶圓基材的晶圓夾持器1包含一伸長本體2，伸長本體2係朝向一楔形邊緣3的向上方變窄。在該邊緣的中間設有一溝4，溝4至少延伸超過為夾持晶圓基材而設置的楔形邊緣的長度。在該溝下面，存在一延伸到該晶圓夾持器1內向下至深度T處的通道5。
根據第2圖的晶圓夾持器1與根據第1圖的晶圓夾持器1的不同之處在於其通道5更深地延伸到晶圓夾持器1內。
根據第3圖中的圖解，伸長本體2的楔形邊緣3與水平面成傾斜地設置。晶圓基材6按傾斜位置處於晶圓夾持器1的楔形邊緣3上，僅該晶 圓基材的背側7與罩9中的引導件8接觸。
實施例和比較實施例：
藉由將立於該晶圓夾持器的楔形邊緣上的半導體晶圓從一充滿水的槽轉移到含有2-丙醇蒸氣的一氣體空間內，按相同方式乾燥二組各25個經拋光的矽半導體晶圓。用於A組(實施例組)的該晶圓夾持器設有根據第1圖的溝，而用於B組(比較實施例)的該晶圓夾持器缺失該溝。在其他方面，該等晶圓夾持器之間沒有差別。
檢查乾燥後的半導體晶圓在與晶圓夾持器的接觸位置的部位中存在的顆粒，並且將所發現顆粒的位置記錄在圖中。
實施例(第4圖)表示的圖與比較實施例(第5圖)表示的圖的比較顯示了根據實施例所進行的乾燥具有相當低的殘留物水準。
1‧‧‧晶圓夾持器
2‧‧‧伸長本體
3‧‧‧楔形邊緣
4‧‧‧溝
5‧‧‧通道
T‧‧‧深度

Claims (5)

  1. 一種用於乾燥被浸入液體內的晶圓基材的方法，包含：將該基材夾持在一伸長的晶圓夾持器的楔形邊緣上，該基材係立在該晶圓夾持器上；將該基材和該晶圓夾持器的楔形邊緣從該液體轉移到一含有蒸氣的氣體空間，該蒸氣不會凝結在該基材上並且該蒸氣降低了黏附至該基材的液體殘留物的表面張力，其中係透過該晶圓夾持器的楔形邊緣中間的溝(slot)來去除該晶圓基材與該晶圓夾持器之間的液體殘留物。
  2. 如請求項1所述的方法，其中係不透過該溝來主動抽吸該液體殘留物。
  3. 如請求項1或2所述的方法，其中係藉由將該晶圓夾持器的楔形邊緣配置成自水平面傾斜，以將該基材以傾斜位置(tilted position)放置在該晶圓夾持器的楔形邊緣上。
  4. 一種用於乾燥晶圓基材的晶圓夾持器，包含一朝向楔形邊緣的向上方向變窄的伸長本體，該楔形邊緣係用於夾持該晶圓基材，該楔形邊緣中間具有溝。
  5. 如請求項4所述的晶圓夾持器，其中一通道係自該溝向下延伸入該晶圓夾持器內一不小於0.5毫米的深度。
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