專利名稱：基板干燥的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板干燥的裝置與方法，尤其涉及一種應(yīng)用異丙醇(IPA)干燥 基板的裝置與方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造過程含有一道晶圓制造工序。 一般來說，晶圓制造工序由光刻 膠涂覆工序、顯影與烘干工序、刻蝕工序、化學(xué)氣相沉積工序、灰化工序等組 成。除此之外，在進行以上工序的過程中，還執(zhí)行濕法清洗過程、以通過應(yīng)用 化學(xué)試劑或者去離子水(DI water)移除附著在基板表面的各種污染物。
在清洗過程完成之后，進行干燥工序以干燥基板表面殘余的化學(xué)試劑或者 去離子水。旋轉(zhuǎn)式干燥機以及異丙醇(IPA)干燥機作為用于干燥基板的設(shè)備。所 述旋轉(zhuǎn)式干燥機借助機械動態(tài)轉(zhuǎn)動力對半導(dǎo)體基板進行干燥，所述IPA干燥機 采用IPA的化學(xué)反應(yīng)對基板進行干燥。
典型的旋轉(zhuǎn)式干燥機利用旋轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)操作進行基板干燥。考慮到雜質(zhì)粒 子有朝向更高集成度的半導(dǎo)體器件和更大直徑的基板的趨勢，所述離心式干燥 機不能避免諸如在干燥后的半導(dǎo)體基板表面形成水印的缺陷。
基于這個原因，所述IPA干燥機得到了廣泛的應(yīng)用。如上面所提到的，所 述IPA干燥機應(yīng)用IPA的化學(xué)反應(yīng)對基板進行干燥。也就是說，所述IPA干燥 機將IPA溶液汽化，并用汽化的IPA溶液取代去離子水，從而實現(xiàn)干燥過程
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
不幸的是，傳統(tǒng)的基板干燥設(shè)備往往存在下述問題。
當(dāng)IPA溶液被汽化后，基板表面的溫度會迅速下降，從而延長了基板干燥 過程所需要的時間，也因此會增加IPA的消耗量。此外，還可能形成水印或者由于缺乏干燥而產(chǎn)生微粒。 技術(shù)方案
本發(fā)明的示例性實施例旨在提出基板干燥的方法。在一個示例性實施例中，
所述方法可包括前階段，在所述前階段中向基板底面噴射熱流體以提高基板 的溫度，與此同時向旋轉(zhuǎn)的基板的上表面噴射有機溶劑。
本實施例中，所述方法還包括后階段，在所述后階段中停止噴射所述熱 流體，向基板上表面噴射所述有機溶劑。
本實施例中，在所述前階段與所述后階段期間，與所述有機溶劑一起噴射 干燥氣體，以改善所述有機溶劑的汽化能力。
本實施例中，所述后階段中的基板旋轉(zhuǎn)速度高于所述前階段中的基板旋轉(zhuǎn) 速度。
本實施例中，在所述后階段期間，只進行一次將所述有機溶劑從基板中心 噴射到基板邊緣。
本實施例中，所述前階段包括掃描步驟，在所述掃描步驟中所述有機溶 劑的掃描噴射被引導(dǎo)著從基板中心到基板邊緣、以及從基板邊緣再到基板中心； 定點步驟，在所述定點步驟中所述有機溶劑在基板的中心定點噴射，其中所述 熱流體僅僅在所述定點步驟中噴射到所述基板的底面。
本實施例中，其干燥方法還包括后階段，在所述后階段中停止噴射所述 熱流體，僅向基板上表面的中心噴射有機溶劑。
本實施例中，所述后階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度高于所述前階段中基板的旋轉(zhuǎn) 速度。
本實施例中，所述后階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度是1400~1600r/m,噴射到基板 下表面的熱流體的溫度是60~80°C。
本實施例中，在所述前階段中，聚積在管路中的液體排放一定時間后，再 向基板底面噴射所述熱流體。本實施例中，所述熱流體為去離子水(DI Water )，所述有^U容劑為異丙醇 (IPA)。
在另一實施例中，所述方法可包括前階段，在所述前階段中向基板底面 噴射熱流體以提高基板的溫度，與此同時向基板上表面噴射有機溶劑、并向基 板上表面噴射干燥氣體以改善所述有機溶劑的汽化能力；后階段，在所述后階 段中停止噴射所述熱流體，向所述基板上表面噴射所述有機溶劑與所述干燥氣 體。
本實施例中，所述后階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度是600~800r/fli,該旋轉(zhuǎn)速度高 于所述前階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度，且所述有機溶劑從基板中心到基板邊緣只噴 射一次。
在另一示例性實施例中，所述方法可包括前階段，在所述前階段中有才幾 溶劑的掃描噴射被引導(dǎo)著從基板中心到基板邊緣、以及從基板邊緣再到基板中 心之后，向基板底面噴射熱流體以提高基板的溫度，與此同時向基板中心定點 噴射所述有機溶劑；后階段，在所述后階段中停止噴射所述熱流體，并僅向基 板上表面中心噴射所述有機溶劑。
本實施例中，所述后階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度是1400~1600r/m,該旋轉(zhuǎn)速度 高于所述前階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度。
本發(fā)明的示例性實施例旨在提供一種基板干燥裝置。在一示例性實施例中， 該裝置可包括支撐單元，該支撐單元包括旋轉(zhuǎn)頭，在該旋轉(zhuǎn)頭上可安裝基板； 筒體，該筒體適于容納所述支撐單元的旋轉(zhuǎn)頭，并且該筒體為進行處理提供空 間；上噴嘴元件，該上噴嘴元件用于向安裝于所述旋轉(zhuǎn)頭上的基板上表面提供 干燥流體；下噴嘴元件，該噴嘴元件安裝在所述旋轉(zhuǎn)頭的上表面，該下噴嘴元 件用于向基板下表面噴射熱流體；第一流體供應(yīng)元件，該第一流體元件用于向 所述下噴嘴元件提供熱流體；加熱器，該加熱器安裝在所述第一流體供應(yīng)元件 上，該加熱器用于對向所述下噴嘴元件供應(yīng)的流體加熱。
本實施例中，所述上噴嘴元件包括第一噴嘴，該第一噴嘴用于噴射有機溶劑，以干燥基板上表面；第二噴嘴，該第二噴嘴用于噴射干燥氣體，以改善 所述有機溶劑的汽化能力。
本實施例中，所述裝置還包括移動元件，該移動元件用于移動所述上噴 嘴元件，以便所述上噴嘴元件從基板上表面的中心移動到邊緣時噴射流體。
本實施例中，所述加熱器對去離子水(DI Water)加熱，加熱溫度在60°C 到8(TC的溫度范圍內(nèi)。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明所述，本發(fā)明具有如下有益效果。
第一，為基板下表面提供合適溫度的去離子水，以防止基板表面溫度的迅 速增加，并抑制由水印或缺少干燥引發(fā)生成的微粒。
第二、在干燥過程中，基板溫度可以正常地維持，從而減少了干燥過程需 要的時間和IPA溶液的消耗量。
第三、當(dāng)基板以高速旋轉(zhuǎn)時，向基板中心噴射異丙醇溶液，減少了干燥氣 體的消耗量。另外，所述異丙醇溶液的反沖現(xiàn)象被抑制，從而減少了微粒。
盡管本發(fā)明專利已經(jīng)聯(lián)系本發(fā)明附圖所圖示的實施例進行了說明，但本發(fā) 明保護的范圍并不局限于此。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍 內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。


圖1是依據(jù)本發(fā)明實施例的應(yīng)用異丙醇的基板干燥裝置的剖視圖2顯示了上噴嘴元件以旋轉(zhuǎn)運動運行；
圖3顯示了上噴嘴元件以直線運動運行；
圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的干燥方法的操作流程圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述干燥方法的各個步驟的示意圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的干燥方法的操作流程圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例所述干燥方法的各個步驟的示意圖。
具體實施例方式
下文將會參照附圖更加詳細(xì)地對本發(fā)明進行說明，這些附圖表現(xiàn)了本發(fā)明 的優(yōu)選方案。但是本發(fā)明也可以通過很多不同形式具體實現(xiàn)，而不僅限于這里 所列舉的實施例。而應(yīng)該理解為，提供這些實施例，是為了使本發(fā)明的公開更 加徹底和完全，也將本發(fā)明的范圍完全傳遞給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。全文中相似 的標(biāo)記指示相似的元件。
圖1顯示了本發(fā)明實施例的一種應(yīng)用異丙醇的干燥裝置10。 該基板干燥裝置10包括筒體100、提升單元200、支撐單元300、上噴嘴元
件400及下噴嘴元件500。
<筒體>
如圖l所示，筒體100頂部開口，并包容旋轉(zhuǎn)頭310。另外筒體100收集并 排放旋轉(zhuǎn)基板散開的處理液。沖洗噴嘴，固定在筒體100上以用來向基板噴射 去離子水(DI water )等，為繪圖方便予以省略。筒體100可以具有多種形式， 也可以是一級筒體(one-stage bowl )。
筒體100中，排列有多級環(huán)形溝槽，以用于吸入或吸收分散在基板上的處 理液。尤其是頂部開口空間"A"被定義在筒體100內(nèi)。在所述空間"A"中處 理基板W，并設(shè)置旋轉(zhuǎn)頭310。轉(zhuǎn)軸320固定連接在旋轉(zhuǎn)頭310的底部，支撐并 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)頭320轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸320穿過筒體100底面形成的開口，伸出到筒體IOO 的外部。旋轉(zhuǎn)部分330,如電動機，與轉(zhuǎn)軸320連接以才是供旋轉(zhuǎn)力。設(shè)置筒體 110用來分離與回收工處理過程中使用的化學(xué)試劑，這樣可以重新使用這些化學(xué) 試劑。筒體100包:fe多個回收槽110a、 110b以及110c,不同種類的處理溶液#皮 分別回收到這些回收槽中。在本實施例中，筒體100含有三個回收槽，它們分 別被命名為內(nèi)回收槽110a，中間回收槽110b,外回收槽110c。
內(nèi)回收槽110a設(shè)置為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以包圍旋轉(zhuǎn)頭310;且中間回收槽110b設(shè) 置為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以包圍內(nèi)回收槽110a;外回收槽110c設(shè)置為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以包圍 中間回收槽110b?；厥詹?10a、 110b及110c分別具有與定義在筒體100內(nèi)的空間A相通的入口 llla、 lllb及l(fā)llc。每個回收槽入口 llla、 lllb及l(fā)llc均 為環(huán)形、并均設(shè)在旋轉(zhuǎn)頭310的周圍。工作過程中噴射到基板W上的化學(xué)試劑 在基板W旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，穿過入口 llla、 lllb及l(fā)llc流入回收槽 110a、 110b及110c中。流入回收槽110a、 110b及110c中的所述化學(xué)試劑通過 各自的排液管115a、 115b及115c排到外部。 <提升單元>
提升單元200使得筒體100可以上下直線移動。由于筒體100的上下運動， 筒體IOO相對于旋轉(zhuǎn)頭310的高度是變化的。提升單元200包括托架210、可動 軸220以及驅(qū)動器230。托架210固定地安裝在筒體100的外壁上?？蓜虞S220 與托架210固定連接，并且依靠驅(qū)動器230上升與下降。當(dāng)基板W裝在旋轉(zhuǎn)頭 310或者從其上拆下時，筒體100下降，以使得旋轉(zhuǎn)頭310伸出并高于筒體100。 當(dāng)處理過程運行時，調(diào)節(jié)筒體100的高度，以使提供給基板W的處理溶液能夠 根據(jù)其種類流入預(yù)置的回收槽110a、 110b及110c中。同上述方法相反，提升 單元200也可使旋轉(zhuǎn)頭310上下運動。 <支撐單元>
支撐單元300用于在處理過程中支撐基板W，該支撐單元包括旋轉(zhuǎn)頭310、 轉(zhuǎn)軸320及旋轉(zhuǎn)部分330。
旋轉(zhuǎn)頭310設(shè)置在筒體100定義的內(nèi)部空間中。旋轉(zhuǎn)頂蓋310包括上表面 312a，該上表面用于安裝基板W;支撐銷314，該支撐銷用于支撐基板W，以使 支撐基板W與旋轉(zhuǎn)頭310的上表面312a間隔開；還包括夾持銷316,該夾持銷 用于在工作過程中夾緊基板W的邊緣。
轉(zhuǎn)軸320與旋轉(zhuǎn)頭310的底面中心相連接，并且該轉(zhuǎn)軸具有空心軸結(jié)構(gòu)， 用于將轉(zhuǎn)動力傳遞到旋轉(zhuǎn)頭310上。雖然沒有詳細(xì)圖解，但是旋轉(zhuǎn)部分330可 以具有常規(guī)結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動部分，如電動機，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力；包括傳動帶，以 將轉(zhuǎn)動力從驅(qū)動器傳送到轉(zhuǎn)軸；還包括動力傳動部分，如傳動鏈。<下噴嘴元件>
下噴嘴元件500用來向基板W下表面噴射熱流體。所述熱流體為加熱的去 離子水(DI water),也可以為加熱的氮氣等。
下噴嘴元件500包括下噴嘴510,該下噴嘴安裝在旋轉(zhuǎn)頭310上表面的中心。 下噴嘴510與去離子水(DI water)供應(yīng)管路相連，該管路設(shè)置在旋轉(zhuǎn)頭310 的中心位置。下噴嘴510包括熱噴射孔512,該孔用來向基板下表面噴射所述熱 去離子水。所述基板被從熱噴射孔512噴射的所述熱去離子水加熱。下噴嘴510 噴出的熱去離子水，噴射到所述基板的下表面中心，由于所述基板的旋轉(zhuǎn)，所 述熱去離子水可以很容易噴射到基板的邊緣，從而均勻的提高基板的溫度。
第一流體供應(yīng)元件520包括去離子水供應(yīng)源522、加熱器524、去離子水供 應(yīng)管3各526以及排液管3各528。加熱器524對去離子水供應(yīng)源522中聚積的去離 子水加熱，加熱溫度范圍為從60。C到80°C。去離子水供應(yīng)管路526 —端與去離 子水供應(yīng)源5"相連，另一端與下噴嘴元件510相連。去離子水供應(yīng)管路526 通過轉(zhuǎn)軸320的空心部分，起到熱去離子水流通的作用。排液管路528是從去 離子水供應(yīng)管路526分支出來的。具有開/關(guān)閥功能的第一閥527a、與回流閥 527b安裝在去離子水供應(yīng)管路526上，具有開/關(guān)閥功能的第二閥527c安裝在 排液管路528上?；亓鏖y527b允許存留在噴嘴中的熱去離子水，在停止供應(yīng)后 可以快速回流。去離子水供應(yīng)管路526包括預(yù)先設(shè)置的管道。去離子水供應(yīng)管 路526也可以被定義為設(shè)置在轉(zhuǎn)軸320內(nèi)部的管式(中空)空間。排液管路528 適于實現(xiàn)熱去離子水噴射到基板底面的過程的可重復(fù)性。積聚在去離子水供應(yīng) 管路526中的熱去離子水的溫度會隨時間的推移而下降。因為這個原因，通過 關(guān)閉第一閥527a并開啟第二閥527c,使積聚在去離子水供應(yīng)管路526中的去離 子水不經(jīng)過下噴嘴510噴射到所述基板底面上，而經(jīng)過排液管路528被排放出 來。也就是說，在向基板表面提供熱去離子水之前，積聚在去離子水供應(yīng)管路 526中的去離子水先排放一定時間。然后，再把經(jīng)加熱器524加熱后的去離子水 供應(yīng)給下噴嘴510。提供熱去離子水是為了防止在進行基板W干燥過程中，異丙醇(IPA)溶液 汽化引起的冷卻造成基板W表面溫度迅速降低。也就是說，當(dāng)所述異丙醇溶液
以及氮氣噴射到基板w表面，以對基板進行干燥時，熱去離子水噴射到基板w
下表面，可以維持整個基板W溫度在6(TC到80。C之間。盡管所述熱去離子水的 溫度值在6(TC到80。C之間，但它也可以隨著干燥過程狀態(tài)的變化而變化。
由于熱去離子水，基板W的溫度可以在干燥過程中正常地維持，這樣可以 防止產(chǎn)生由水印及缺少干燥而導(dǎo)致的微粒。另外，整個基板W的溫度可以正常 的維持而不會快速下降，可以縮短應(yīng)用異丙醇進行干燥過程所需要的時間。從 而，異丙醇的消耗量也會減少。
雖然沒有通過附圖給出，下噴嘴510還可以包括沖洗噴孔，該沖洗噴孔在 沖洗過程中用來噴射沖洗溶劑(如去離子水)；也可包括干燥噴孔，該干燥噴孔 在基板干燥過程中用來噴射異丙醇汽體或者干燥氣體(如氮氣)。 <上噴嘴元件>
上噴嘴元件400包括多個噴嘴，以用于對安裝在旋轉(zhuǎn)頭310上的基板W進 行處理。上噴嘴元件400向安裝在旋轉(zhuǎn)頭310上的基板W上表面(欲處理表面) 噴射有機溶劑、干燥氣體等。
上噴嘴元件400在從基板W的中心移動到邊緣及從該基板邊緣移動到中心， 或者在基板W中心位置時，會向基板W表面噴射有機溶劑或者干燥氣體。上噴 嘴元件400連接可移動的移動部件420上，這將在后面描述。
上噴嘴元件400包括多個噴嘴412與414，還包括噴頭410,多個噴嘴412 與414安裝在噴頭410上。噴頭410連接在移動部件420的懸臂422上。多個 噴嘴412與414面向基板W安裝在噴頭410的表面上，并且包括第一噴嘴412 與第二噴嘴414以噴射不同的流體。值得注意的是，噴頭410包括第一噴嘴412 以用來噴射異丙醇，和第二噴嘴414以用來噴射氮氣。
異丙醇(IPA )是一種應(yīng)用其揮發(fā)性來干燥基板W的化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)經(jīng)過基板 W表面時，異丙醇溶液與清洗過后殘留在基板W表面的去離子水的氫元素發(fā)生置換反應(yīng)，達(dá)到移除殘留去離子水的水分的目的。提供所述氮氣可以觸發(fā)所述異 丙醇溶液的汽化(汽化能力)。也就是說，所述氮氣提高了所述異丙醇溶液的汽 化溫度，增強了基板W的干燥效果。另外，混入常溫氮氣，也可能防止異丙醇 溶液溫度的下降。
上噴嘴元件400還可包括用于噴射蝕刻劑如氫氟酸溶劑進行蝕刻的噴嘴； 和用于噴射去離子水進行清洗的噴嘴。在另一實施例中，可提供另一上噴嘴元 件，該噴嘴元件具有用于噴射蝕刻劑的噴嘴，或者具有用于噴射去離子水進行 清洗的噴嘴。雖然該實施例中提供了兩種噴嘴，但是也可以根據(jù)基板處理過程 所需流體的特點提供三種或者三種以上的噴嘴。
第二流體供應(yīng)元件430向噴頭410供應(yīng)不同的流體以進行干燥處理過程。 第二流體供應(yīng)元件430包括異丙醇供應(yīng)源432、氮氣供應(yīng)源434、第一供應(yīng)管路 435,該供應(yīng)管路將異丙醇供應(yīng)源432與第一噴嘴412連接、還包括第二供應(yīng)管 路436，該供應(yīng)管路將氮氣供應(yīng)源434與第二噴嘴414連接。
例如，上噴嘴元件400可以繼續(xù)向基板W表面噴射流體，以用于蝕刻、清 洗與干燥，這樣可以繼續(xù)移除氧化物和殘留物，清洗與干燥基板W。相應(yīng)地，如 果需要的話，上噴嘴元件400可以包括多個噴嘴。
移動部件420可以推動上噴嘴元件400以均勾地噴射流體，所述流體從噴 嘴元件400噴射到基板W，并且是從基板W的中心移動基板W的到邊緣。移動部 件420包括懸臂422、支撐軸424以及驅(qū)動電機426。噴頭410連接在懸臂422 的一端，以便支撐噴頭410,而支撐軸424則連接在懸臂422的另一端。支撐軸 424從驅(qū)動電機426獲得轉(zhuǎn)動力，并依靠該轉(zhuǎn)動力移動連接在懸臂422上的噴頭 410。驅(qū)動電機426連接有控制器(未示出)。
依靠移動部件420來移動上噴嘴元件400的方式有兩種 一種是直線運動 方式，另一種是轉(zhuǎn)動運動方式。所述兩種方式可以分開使用，也可以共同使用。
如圖2所示，上噴嘴元件400可以在支撐軸424上作旋轉(zhuǎn)運動。在這一點 上，上噴嘴元件400繪出一段經(jīng)過基板W中心"c，，的圓弧"a"，并且第一噴嘴412與第二噴嘴414均設(shè)置在圓弧"a"上面。在上噴嘴元件400的運動方向上 (箭頭方向上)，第一噴嘴412可以設(shè)置在第二噴嘴414的前面，也就是，第二 噴嘴414可以設(shè)置在第一噴嘴412的后面。
如圖3所示，上噴嘴元件400a可以在移動部件420中的懸臂422上方直線 移動。在這一點上，上噴嘴元件400a設(shè)置在經(jīng)過基板中心"c"的直線上。在 上噴嘴元件400a的運動方向上(箭頭方向上)，第一噴嘴412可以設(shè)置在第二 噴嘴414的前面，也就是，第二噴嘴414可以設(shè)置在第一噴嘴412的后面。
如圖2、 3所示，第一噴嘴412與第二噴嘴414沿上噴嘴單元400運動的方 向、或者沿其運動方向的切線上設(shè)置成一排。因此，不管應(yīng)用上述兩種方法的 哪一種方法，在異丙醇溶液>人第一噴嘴噴出的過程中，第二噴嘴414在沿第一 噴嘴412的軌跡運動的同時噴射氮氣。
下面將對異丙醇基板干燥裝置的以上結(jié)構(gòu)的功效進行闡述。
首先，基板W被傳送安裝到旋轉(zhuǎn)頭310上。安裝好的基板W由夾持銷316 夾緊，旋轉(zhuǎn)部分330帶動旋轉(zhuǎn)頭310轉(zhuǎn)動。
當(dāng)基板W轉(zhuǎn)動時，就可以應(yīng)用蝕刻劑進行蝕刻步驟。一^l殳而言，在濕法蝕 刻過程中，氫氟酸(HF)溶劑被用作蝕刻劑以用于刻蝕基板表面的硅層。所述 氫氟酸溶劑噴射到工藝腔室中，以刻蝕旋轉(zhuǎn)基板W表面上的硅層。噴射蝕刻劑 的噴射孔可以設(shè)置在上噴嘴元件400上，或者設(shè)置在除上噴嘴元件400以外的 其它噴嘴元件上。
蝕刻步驟完成后，移除基板W表面上的蝕刻殘留物。當(dāng)基板W繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時， 噴射去離子水對基才反W進行清洗或者漂洗。噴射清洗用去離子水的噴射孔可以 設(shè)置在上噴嘴元件400上，或者設(shè)置在除上噴嘴元件400外的其它噴嘴元件上。
清洗步驟完成后，進行干燥步驟以對基板W表面進行干燥。
圖4是本發(fā)明第一實施例的干燥方法的操作流程圖，圖5是本發(fā)明第一實 施例所述干燥方法的各個步驟的示意圖。
如圖4及圖5所示，干燥步驟可以包括前階段S610與后階段S620。在前階段S61Q中，基板的旋轉(zhuǎn)速度是400~500r/m，該旋轉(zhuǎn)速度要比在后階段中的基板 的旋轉(zhuǎn)速度(600 800r/m)低。
在前階段S610中，熱去離子水從下噴嘴元件500中噴射，與此同時，異丙 醇溶液與氮氣從上噴嘴元件400中噴射。上噴嘴元件400噴射異丙醇溶液與氮 氣的同時，在基板中心與基板邊緣之間往返掃描一次。噴射所述異丙醇溶液， 以利用異丙醇的揮發(fā)性對基板W進行干燥。當(dāng)經(jīng)過基板W的表面時，異丙醇溶 液與清洗過程后殘留在基板W表面的去離子水中的氫元素發(fā)生置換反應(yīng)，以達(dá) 到移除殘留去離子水的水分的目的。在應(yīng)用異丙醇進行干燥的過程中，上噴嘴 元件400中的第二噴嘴414,在沿第 一噴嘴412的運動軌跡進行基板表面干燥時， 噴射氮氣。所述氮氣用于觸發(fā)所述異丙醇溶液的汽化。
如上所述，當(dāng)應(yīng)用異丙醇與氮氣對基板W表面進行干燥時，下噴嘴元件500 向基板W底面噴射熱去離子水。該熱去離子水的溫度為6(TC 80。C。提供該熱去 離子水可以使整個基板W的溫度均勻分布，這樣可以防止水印的形成以及產(chǎn)生 因缺少干燥而導(dǎo)致的微粒。另外，由于異丙醇，基板W的整體溫度升高，這使 得快速干燥變得可能(改善的汽化能力)。因此，干燥時間就會縮短，即異丙醇 的消耗量會減少。
在后階段S620中，當(dāng)驅(qū)動基板W以高于前階段S610中的速度轉(zhuǎn)動時，停 止噴射熱去離子水，所述異丙醇與氮氣噴射到基板W的上表面，以對其上表面 進行干燥。后階段S620通過進行一次從基板中心到邊緣的掃描而完成。其間， 后階段S620可以包括向基板W底面噴射氮氣的步驟，以移除可能殘留在其底面 的去離子水。因而，下噴嘴500可具有用于(未示出)噴射氮氣的噴射孔，以 干燥殘留的去離子水。
干燥步驟完成后，旋轉(zhuǎn)部分330停止轉(zhuǎn)動。因此，旋轉(zhuǎn)頭310也會停止轉(zhuǎn) 動，之后移走基板W或者進行其它步驟。
圖6是本發(fā)明第二實施例的干燥方法的操作流程圖，圖7是本發(fā)明第二實 施例所述干燥方法的各個步驟的示意圖。如圖6及圖7所示，干燥步驟可以包括前階段S710與后階段S720。在前階 段S710中，基板的旋轉(zhuǎn)速度是400~500r/m，該旋轉(zhuǎn)速度要比在后階段中基板的 旋轉(zhuǎn)速度(1400~1600r/m)低。
前階段S710包括第一步驟S712，在該步驟中，上噴嘴元件400向基板的上 表面噴射異丙醇溶液，同時，(在基板中心與基板邊緣之間)往返掃描四到六次； 以及第二步驟S714,在該步驟中，在當(dāng)上噴嘴元件400固定在基板的中心位置、 向基板上表面的中心噴射異丙醇溶液的同時，下噴嘴元件500噴射熱去離子水。
具體來說，上噴嘴元件400噴射異丙醇溶液，同時從基板上表面到基板邊 緣往返掃描四到六次(耗時10~13s)。其后，上噴嘴元件400噴射異丙醇溶液， 同時固定在基板的上表面的中心位置(耗時9 lls)。僅在上噴嘴400固定在基 板上表面的中心位置處噴射異丙醇溶液時，下噴嘴元件500向基板底面噴射去 離子水以加熱所述基板。
在后階段S720中，當(dāng)驅(qū)動基板以高于前階段S710中的速度轉(zhuǎn)動時，所述 異丙醇噴射到基板的上表面，對其上表面進行干燥(耗時14 16s)，且停止噴射 熱去離子水。后階段S720將在上噴嘴400固定到基板中心位置時噴射異丙醇溶 液。在后階段S720中，高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力由干燥氣體效應(yīng)替換，不包括使 用氮氣。特別是，由于上噴嘴元件400固定在基板中心位置時噴射異丙醇溶液， 抑制了回彈現(xiàn)象導(dǎo)致的微粒產(chǎn)生。
干燥步驟完成后，旋轉(zhuǎn)部分330停止轉(zhuǎn)動。因此，旋轉(zhuǎn)頭310也會停止轉(zhuǎn) 動，移走基板W或者進行其它步驟。
所述基板W并不限于半導(dǎo)體芯片用晶圓，還可以適用于所有平板顯示器對 應(yīng)的基板，例如液晶顯示器(LCD )、等離子顯示板(PDP )、真空熒光顯示器(VFD )、 場致發(fā)射顯示器(FED)或者電致發(fā)光顯示器(ELD)。
根據(jù)本發(fā)明，有如下優(yōu)點及效果
第一、向基板底面供應(yīng)規(guī)定溫度的去離子水，以防止基板底面溫度的快速 升高，抑制水印或者缺少干燥導(dǎo)致的微粒的產(chǎn)生；第二、干燥過程中正常地維持基板溫度，可以減少干燥所需時間及異丙醇 的消耗量；
第三、在基板以高速旋轉(zhuǎn)時，異丙醇溶液噴射到基板的中心位置，可以減 少所用干燥氣體的消耗量。另外，抑制了異丙醇溶液的回沖現(xiàn)象，減少了微粒。 盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明附圖所示的實施例進行了說明，但本發(fā)明保護 的范圍并不局限于此。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范 圍內(nèi)，可輕易想到的替換、修改或變化，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種干燥基板的方法，包括前階段，在所述前階段中，向基板底面噴射熱流體以提高該基板的溫度，同時向旋轉(zhuǎn)基板的上表面噴射有機溶劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括后階段，在所述后階段中，停止噴射所述熱流體，并向所述基板的上表面 噴射所述有機溶劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述前階段與所述后階段期間， 與所述有機溶劑 一起噴射干燥氣體，以改善所述有機溶劑的汽化能力。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述后階段中的基板旋轉(zhuǎn)速度高于 所述前階段中的基板旋轉(zhuǎn)速度。
5、 才艮據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述后階段期間，所述有機溶劑 從所述基板中心到所述基板邊緣只噴射一次。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述前階段包括掃描步驟，在所述掃描步驟中所述有機溶劑的掃描噴射被引導(dǎo)著從所述基 板中心到所述基板邊緣、以及從所述基板邊緣再到所述基板中心；和定點步驟，在所述定點步驟中所述有機溶劑在所述基板中心定點噴射， 其中所述熱流體僅在所述定點步驟中噴射到所述基板的底面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括后階段，在所述后階段中，停止噴射所述熱流體，并僅向所述基板的上表 面中心噴射有機溶劑。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述后階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度高于 所述前階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述后階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度是 1400 1600轉(zhuǎn)/分。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，噴射到所述基板底面的所述熱流 體的溫度是60 80。C。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述前階段中，聚積在管路中 的液體排放一定時間后，再向所述基板底面噴射所述熱流體。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述熱流體是去離子水(DI water)， 所述有機溶劑是異丙醇(IPA)。
13、 一種干燥基板的方法，包括前階段，在所述前階段中，向基板底面噴射熱流體以提高該基板的溫度， 與此同時向所述基板上表面噴射有機溶劑、并向所述基板上表面噴射干燥氣體 以改善所述有^L溶劑的汽化能力；和后階段，在所述后階段中，停止噴射所述熱流體，向所述基板上表面噴射 所述有機溶劑與所述干燥氣體。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述后階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度是 600 800轉(zhuǎn)/分，所述旋轉(zhuǎn)速度高于所述前階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度；并且其中所述有機溶劑從所述基板中心到所述基板邊緣只噴射一次。
15、 一種干燥基板的方法，包括前階段，在所述前階段中，有機溶劑的掃描噴射被引導(dǎo)著從基板中心到基 板邊緣、以及從基板邊緣再到基板中心之后，向基板底面噴射熱流體以提高所 述基板溫度，同時向所述基板中心定點噴射所述有機溶劑；和后階段，在所述后階段中停止噴射所述熱流體，并僅向所述基板上表面中 心噴射所述有^L溶劑。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述后階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度是 1400 1600轉(zhuǎn)/分，所述旋轉(zhuǎn)速度高于所述前階段中基板的旋轉(zhuǎn)速度。
17、 一種基板干燥裝置，包括支撐單元，所述支撐單元包括旋轉(zhuǎn)頭，在該旋轉(zhuǎn)頭上可安裝基板； 筒體，所述筒體適于容納所述支撐單元的旋轉(zhuǎn)頭，并且所述筒體為進行處 理提供空間；上噴嘴元件，所述上噴嘴元件用于向安裝于所述旋轉(zhuǎn)頭上的所述基板上表面提供干燥流體；下噴嘴元件，所述下噴嘴元件安裝在所述旋轉(zhuǎn)頭的上表面，所述下噴嘴元件用于向所述基板的下表面噴射熱流體；第一流體供應(yīng)元件，所述第一流體供應(yīng)元件用于向所述下噴嘴元件提供熱 流體；加熱器，所述加熱器安裝在所述第一流體供應(yīng)元件上，所述加熱器用于對 向所述下噴嘴元件供應(yīng)的流體加熱。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述上噴嘴元件包括 第一噴嘴，所述第一噴嘴用于噴射有機溶劑，以干燥基板上表面；和 第二噴嘴，所述第二噴嘴用于噴射干燥氣體，以改善所述有機溶劑的汽化能力。
19、 根據(jù)權(quán)利要求述17所述的裝置，還包括移動元件，所述移動元件用 于移動所述上噴嘴元件，以便所述上噴嘴元件從基板上表面的中心移動到邊緣 時噴射流體。
20、 根據(jù)權(quán)利要求述17所述的裝置，其中，所述加熱器對去離子水(DI water)加熱，加熱溫度在60。C到80。C的溫度范圍內(nèi)。
全文摘要
一種應(yīng)用異丙醇(IPA)進行基板干燥的方法，包括前階段，在所述前階段中向基板底面噴射熱流體以提高該基板的溫度，與此同時向基板上表面噴射有機溶劑、并向該表面噴射干燥氣體以改善所述有機溶劑的汽化能力；后階段，在所述后階段中停止噴射熱流體，并向基板上表面噴射有機溶劑與干燥氣體。
文檔編號H01L21/30GK101689491SQ200880017076
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者李福圭, 裴正龍, 鄭英周, 黃善奎, 龍秀彬 申請人:細(xì)美事有限公司