TW515052B - Method and device for drying substrates - Google Patents

Description

515052 五、發明說明（1·) 第87115218號申請案發明說明修正本 本發明係關於一種基板脫乾之方法及裝置，其係在由一 流體取出時，於此基板表面及此流體表面之間的過渡帶，將 所形成之流體的彎月面加熱。 此類之方法及裝置，係參見與前述申請相同專利擁有人 之DE 196 13 620 Α而習知。 在ΕΡ-Α-0 385 536中，一習知之基板脫乾之方法及裝 置，係在一流體中處理之後。經由此發明說明而習知之方法 中，棊板在一含有一種流體的槽中處理一段時間，然後從中 取出，而且相當緩慢，使得實際上全部流體保留於槽内。基 板自流體取出時，直接與一蒸汽相接觸。此蒸汽不會在基板 上减結，且與流體混合，此混合物有一較流體小之表面張 力。此方法在實務上極為昂貴，然因需要蒸汽，此蒸汽必須 被處理，且必須特別將輸送管道及出口嘴嘴準備好。 由US-A-4 722 752中，一習知之薄片形基板清潔與脫 乾之方法及裝置，例如經由半導體-晶圓，在此方法或此裝 置中，將基板缓慢地由此作為沖洗流體處理之熱水中移出， 當表面張力在此熱水之表面與此基板之間的過渡帶發生作 用時’水由基板之表面被吸走。 US-A-4 902 350揭示並說明了一基板清潔與脫乾之裝 置及方法，其係在將此基板由此流體之表面取出時，輸入超 音波形式之能量。然而此雜人之能量，並非用於脫乾，而 是用於清潔。 本紙張尺度翻_緖準(CNS)A4規公釐)-----*--—-- -4- — — — — ! — — — » I 1 1 i I I I-^-rtfjIIIII1I — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 515052 A7 五、發明說明（2·) 此由US-A-5 368 649中，所習知之機械或電子組件及 透鏡之清洗及脫乾之方法中，為改善脫乾方法，使用一種流 體’其係保持於大於大氣壓力的壓力下。將此清洗流體加熱 至超過在大氣壓力中存在之沸點。在脫乾過程中，將此工作 元件送入脫乾室，其中發生一突然性地減壓，因而在工作元 件上之清洗流體迅速蒸發。 本發明係以此任務為基礎，提出一種方法，並創造一項 裝置，以此方法及此裝置，將基板由液體槽取出時，能夠迅 速的、以少量之耗費、無環境負擔、且在基板上無殘留物地 脫乾。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 按本發明之任務，係可透過一在開頭所述之方法而獲得 解決，即此彎月面係透過一種氣體而加熱，其中在彎月面上 之氣體需要有一熱交換。此使彎月面可簡單、有效的加熱， 其中較佳係至少產生一熱氣體流，且指向此彎月面及/或此 、’f月面由一加熱此彎月面之熱氣體包圍。在最後的情況下， 較佳係有一氣體之對流。此彎月面之局部加熱，使得彎曲之 彎月面範圍内之表面張力減小，其係在基板舉出時，形成於 此基板表面與此流體之表面之間。以此方式，於彎月面中存 在之、或附著於基板表面之流體，係由彎月面或由此基板表 面流出’使得此基板迅速、可靠、以主要且不需附加措施的， 在由流體舉出時，由其擺脫而被脫乾。此熱之氣體的應用， 作為、考月面上將其加熱之能量轉換媒介質，顯示一種十分簡 單且優良的彎月面加熱之可能性。 為將流體之彎月面加熱，較佳係使用熱之氮氣，其係於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格咖χ 297公董） 515052 B7 五、發明說明（3·) 此情开》導向流體表面，使得在彎月面範圍内之流體，有一較 在彎月面外之流體範圍中高的溫度。此氣體於此不僅可係靜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

止的，或亦可為氣流。因而此氣體較佳係由一可裝於液體上 之罩子導入。 S 對此要指出的，在加熱下，廣泛將此彎月面相對之流體 之其餘範圍加溫，係可理解的，此時溫度差異亦可能很小， 且甚至數1級可在攝氏1度以内。 作為熱氣體，較佳係使用一‘隋性之氣體，以避免由此氣 體所引起之反應，或化學的影響。氮氣作為熱氣體十分有 利，但稀有氣體對此亦係十分適合。對此，此氣體較佳係不 可與流體相混合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據一種非常優良之發明的設計，使用一種氣體，其可 降低基板由其中取出時流體之表面張力。此以馬拉哥尼 (Mamngoni)效應所敘述之作用方式，額外地有助於一良 好且迅速之基板脫乾。作為降低流體表面張力之氣體，較佳 係使用氮氣、異丙醇、或一至少含有此類氣體之混合氣體。 此為降低流體之表面張力的氣體，於此較佳亦可使用作為熱 氣體，以將此彎月面加熱。此加熱氣體，較佳係經由一置於 流體容器上之罩子，基板係由其中取出，輸向此彎月面。將 此氣體透過一罩子輸入之實例，係敘述於相關之氣體輸入， 以降低此流體的表面張力之同一申請人的DE 44 15 〇77 A，為避免重覆，就此將其用於目前之申請内容中。 根據一取代或附加之行動方法，亦可解決所提出之任 務，即此彎月面係透過與彎月面相接觸之基板而加溫，此時 i 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） -6- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 •----~-_— B7 _ 五、發明說明（4·) 將此基板或這些基板，在由流體取出之前及/或同時加熱。 此猎由—溫度較此流體為高之基板，將彎月面加熱，呈現了 另一個對所提出之任務非常優良的解決之道。 關於透過已加熱之基板將此彎月面加溫，其尤佳係當彎 月—面加熱之前及/或_，將—與彎肢之紐她合之蒸 汽’與此彎月面接觸。以此核，此透過彎月面之加熱，而 引起表面張力之降低’經由馬拉哥尼效應，而额外地再降 低，並因而改善及加速了脫乾過程。 、此所提出之任務，係由一個以一能量源，將此彎月面加 熱之基板的基板脫乾之裝置而解決，其係在將基板由一流體 取出時，於此基板表面與此流體表面之間的過渡帶所形成 的’即此说I源係包圍此彎月自、或流向彎月面上之熱的氣 肢在第一種情況中，此裝置有一加熱裝置，其將此包圍彎 ^面之氣體加熱。作為此類加熱裝置之實例，有紅外線能 1源，或超晋波-能量源，渦流加熱器亦為優良。 對於此所提出之任務，也有另一個可取代、或附加於上 述裝置之解決方法，即將此彎月面加熱之能量源，即係基板 本身，其由流體取出時，此基板暖於此彎月面。此時，基板 較佳係在由此流體取出之前及/或同時加熱。 本發明適合之方法及裝置，較佳係相關應用於半導體_ 晶圓之脫乾，藉此以改良脫乾過程之效率及其可靠性，並縮 短脫乾時間，及因而提高本發明適合之方法、或本發明適合 之裝置的生產力。 此唯一示意之圖式顯示本發明之實施例，在此圖式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 515052 A7 ----- B7 五、發明說明（5·) 一基板，例如一半導體晶圓，慢慢地從流體中離開，並加以 脫乾’其中藉由加熱來降低自行形成彎月面之表面張力。 為將一在流體2内之基板1脫乾，例如其可為一半導體 晶圓，將此基板1以一基板_升降裝置3,由此流體2中舉出。 在將基板1舉出時，於此基板面4、5與此流體2之間的過 渡帶，分別形成一彎月面6，因此流體濕潤了此基板表面4、 5，且此由基板表面所加諸流體分子之附著能力，係較在流 體分子彼此之間者大。在彎月面6之範圍内至少有—氣體 7，其溫度係較流體2為高。因此，至少彎月面6之表面被 加熱，使在眺連著基板、係為彎曲之彎月面範圍6的表面張 力，較流體2本身内者小。此不同之表面張力，造成一流體 自基板1出發之運動或流動，因為當此彎月面範圍6，經由 其周圍之氣體加熱時，此流體分子之間，有一相較於此流體 與基板表面4、5之間的吸力為大的吸力。以此方式，一種 主要較優良、較完全且較快速之基板丨脫乾，係為可能。 此包圍、·4月面6之氣體7，較佳係在此位置，藉適當之 能量輸入來加熱，例如使用一渦流加熱器。然後此氣體將其 熱能傳給彎月面6。 、 根據本發明一替代或額外之實施形式，可以一來自於熱 之氣體的氣流，指向此彎月面，以此達到將此彎月面準確、 局部地加熱。替代此種達到降低基板表面4、5之範圍内的 表面張力、或將彎月面6加熱之效果，係透過至少將基板j 所形成之彎月面6之範圍加熱，例如透過將基板丨之至少一 部份，在取出之前及/或同時，以超音波加熱。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 零裝

n I n tn^I n flu n n ϋ n n I 515052 A7 B7 五、發明說明（6·) 以上以一較佳之貫施形式，說明本發明。專業人士可做 各種變化及設計，但不背離本發明構想。例如，在此基板由 此流體槽取出時，將此基板直接與一蒸汽相接觸，其不會在 基板上凝結，且有一可與此流體相混合之成分，而且，在其 與流體混合時，形成-表面張力較流體小之混合物。透過將 本發明適合之方法，與開頭所述在ΕΡ-Α_0 385 536中習知之 方法相組合，產生對於特殊之應用，有一額外改善並加速之 基板脫乾。根據-優良之f施形式，作為—種係默用於加 熱彎月面6之氣體7，可選-種有降低表面張力之特性的氣 體。 ' 此基板較佳係透過一刀形之舉升裝置而舉出。此刀形舉 升裝置，在其由流體舉出時，且正是在基板最後離開流體之 位置，承載此基板。然後，此流體之滴粒，經此刀形之舉升 裝置的刀形邊緣，由此基板流下，使基板在離開此流體槽 時，若此彎月面不能再被定義，亦能以同樣的效率進行脫乾 過程。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · f n n n n n I^OJ n n *1 n n t i ▲ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 適 度 尺 張 紙 本 格 規 A4 S) N (C 準 標

公 97 2 X -9- 515052 A7 _B7_ 五、發明說明（7·) 元件符號說明 1 基板 2 流體 3 基板-升降裝置 6 彎月面 7 氣體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) £ 訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10-

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 A、申請專利範圍 第87115218號申請案申請專利範圍修正本 L 一種基板（1)脫乾之方法，其係在由一流體⑵取出時， 於此基板表面（4、5)與此流體（2)之間的過渡帶，將 所形成的流體（2)之彎月面（6>加熱，其特徵為，此彎 月面係以一氣體形式之媒介質（7)加熱。 2·根據申凊專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，至少有 一道熱之氣體流係指向彎月面（6)。 3·根據申請專利範關丨爾述之方法，其特徵為，此彎月 面（6)受一熱的氣體（7)包圍。 4·根據申請專利範圍第i爾述之方法，其特徵為，透過來 自靜止、且較佳係氣體形式之媒介質的對流，將此彎月 面（6)加熱。 5. 根據申請專利範圍第丨項所述之方法，其特徵為，將包圍 此脊月面（6)之氣體加熱。 6. 根據申請專利範圍第5項所述之方法，其特徵為，此氣體 係透過紅外線-照射而加熱。 7. =據申請專利範圍第6項所述之方法，其特徵為，此紅外 ’係透過-裝置於彎月面⑹附近之加熱體而產 特別係一帶電之熱金屬絲。 申請專利範圍第丨項所述之方法，其特徵為，此氣體 9 媒介質係一惰性之氣體。 =申請柄細第s爾述之方法，其特徵為，此氣體 <媒;丨貝至少包括氮氣及/或一種稀有氣體。 二張尺度 _^ftii^7CNS)A4K2iG χ 297 公爱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -------訂--------線‘ 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 -11 A8 C8 ^^ ___D8 一 _ /、、申請專利範圍 10.=據申請專利範圍第i項所述之方法，其特徵為，此氣 體係不可與此流體相混合。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) U.根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，此氣 體會降低流體（2)之表面張力，基板（1)係由其中取 出。 I2·根據申請專利範圍第丨項所述之方法，其特徵為，在彎 月面（6)加熱之前及/或同時，將一種與彎月面（6) 之流體（2)相混合之蒸汽，與彎月面（6)相接觸。 13·根據申請專利範圍第u項所述之方法，其特徵為，此氣 體或此蒸汽係為氮氣、異丙醇、或一至少含有此類氣體 之混合蒸汽。 14·根據申請專利範圍第丨項所述之方法，其特徵為，此氣 體係由一置於流體容器上之罩子，基板（1)係由其中取 出’輸向此彎月面（6)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15. —種基板（1)脫乾之方法，係具有一用以加熱彎月面（6) 之能量源，其係在基板（1)由一流體（2)取出時，於 此基板表面（4、5)與此流體（2)之間的過渡帶形成， 其特徵為，此彎月面（6)係透過與其相接觸之基板（1 ) 加熱。 16·根據申請專利範圍第13項所述之方法，其特徵為，此基 板（1)係在其取出之前及/或同時加熱。 17· —種基板（1)脫乾之裝置，係具有一用以加熱，彎月面 (6)之能量源，其係在基板（1)由一液體（2)取出時’ 於此基板表面（4、5)與此流體（2)之間的過渡帶形成’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 515052 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其特徵為，此能量源即係包圍此彎月面之熱的氣體。 18· —種基板（1)脫乾之裝置，係具有一用以加熱一彎月面 (6)之能量源，其係在基板（1)由一流體（2)取出時， 於此基板表面與此流體表面（4)之間的過渡帶形成，其 特徵為，此能量源即係基板（1)，其在基板（1)取出之 時，溫度較彎月面高。 19·根據申請專利範圍第17項所述之裝置，其特徵為，透過 一加熱裝置，在此基板（1)由一流體取出之前及/或同 時，將基板（1)加熱。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)