DE19800949A1

DE19800949A1 - Substrate drying method, e.g. for semiconductor wafer processing

Info

Publication number: DE19800949A1
Application number: DE1998100949
Authority: DE
Original assignee: Steag Microtech GmbH
Current assignee: Steag Microtech GmbH
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1999-07-15
Also published as: WO1999036944A1

Abstract

The object (16) to be dried, e.g. a substrate carrier, is brought into contact with a fluid (14) which removes surface charges. The fluid may be applied as a fluid layer on treatment liquid (12) in a processing container. The treatment liquid is preferably drained and the object removed from the liquid. The fluid may be introduced into a container from a liquid overflow (10). The fluid is a noble gas, in particular, argon. Alternatively, the fluid may be nitrogen, or dilute hydrochloric acid. An Independent claim is also given for a device for drying objects.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Trocknen eines Gegenstandes.The invention relates to a method and a Device for drying an object.

Bei Fertigungsprozessen, insbesondere in der Halbleiter- Industrie, ist es notwendig, Gegenstände mit einer Flüssigkeit zu behandeln, die nach der Entnahme aus der Flüssigkeit getrocknet werden müssen. Ein Beispiel hierfür ist die Naßbehandlung von Substraten bei der Chipfertigung.In manufacturing processes, especially in semiconductor Industry, it is necessary to use items with a Treat liquid that has been removed from the Liquid must be dried. An example for this is the wet treatment of substrates at Chip manufacturing.

Aus der EP-B-0 385 536 und der DE 197 03 646 sind Vorrichtungen zur Naßbehandlung von Substraten in einem ein Behandlungsfluid enthaltenden Behälter bekannt, bei der die Substrate zusammen mit einem Substratträger in den Behälter einsetzbar sind. Die Substrate, z. B. Halb leiterwafer, werden vor der Naßbehandlung in den Sub stratträger eingesetzt und nachfolgend werden die Halb leiterwafer zusammen mit dem Substratträger in den das Behandlungsfluid enthaltenden Behälter gebracht. Nach der Naßbehandlung werden die Halbleiterwafer mittels eines Messers aus dem Behandlungsfluid herausbewegt, und zwar unter Zurücklassung des Substratträgers, da die Wafer während der Herausbewegung und der Trocknung einen mög lichst geringen Kontakt zu anderen Gegenständen haben sollten. Die Trocknung der Wafer erfolgt zum Beispiel mit dem sogenannten Marangoni-Verfahren gemäß der EP-B-0 385 536. Nachfolgend wird der Substratträger aus der Behand lungsflüssigkeit herausbewegt und getrocknet. Wie die Wafer müssen auch die Substratträger vollständig getrocknet werden, damit keine Verunreinigungen über die Substratträger an die Halbleiterwafer gelangen, die nachfolgend wieder in die Substratträger eingesetzt werden. From EP-B-0 385 536 and DE 197 03 646 Devices for wet treatment of substrates in one a container containing treatment fluid known which the substrates together with a substrate carrier in the container can be used. The substrates, e.g. B. Half conductor wafers, are placed in the sub carrier used and subsequently the half conductor wafer together with the substrate carrier in the Brought treatment fluid containing container. After The semiconductor wafers are wet-treated by means of a Knife moved out of the treatment fluid, namely leaving the substrate carrier behind since the wafers during moving out and drying possible have as little contact with other objects should. For example, the wafers are dried with the so-called Marangoni process according to EP-B-0 385 536. Subsequently, the substrate carrier from the treatment Liquid is moved out and dried. As the Wafers must also completely support the substrate be dried so that no impurities on the Substrate carrier get to the semiconductor wafers subsequently reinserted into the substrate carrier become.

Eine vollständige Trocknung der Substratträger, die vorzugsweise aus Teflon bestehen, kann allerdings durch Oberflächenladungen auf dem Substratträger, oder Ladungen die in der verwendeten Behandlungsflüssigkeit auftreten, erschwert werden. Diese Oberflächenladungen führen dazu, daß Flüssigkeit an dem Substratträger anhaftet und eine vollständige Trocknung der Substratträgers erschwert. Ferner führen an dem Substratträger befindliche Oberflächenladungen dazu, daß Partikel angezogen werden und an dem Substratträger anhaften. Beim Einsetzen der Halbleiterwafer könnten diese durch die an dem Substrat träger anhaftenden Partikel verunreinigt werden was für die Wafer nachteilig wäre.A complete drying of the substrate carrier, the preferably made of Teflon, but can be made by Surface charges on the substrate carrier, or charges that occur in the treatment liquid used, become more difficult. These surface charges cause that liquid adheres to the substrate carrier and a complete drying of the substrate carrier difficult. Furthermore, those located on the substrate carrier Surface charges cause particles to be attracted and adhere to the substrate carrier. When inserting the Semiconductor wafers could do this by attaching them to the substrate particles adhering to the carrier are contaminated the wafer would be disadvantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben bzw. zu schaffen, das bzw. die den Reinigungs- und Trocknungsvorgang verbessert, beschleunigt und sicherer macht.The invention has for its object a method and to provide or create a device that that improves the cleaning and drying process, accelerates and makes it safer.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zu trocknende Gegenstand mit einem Oberflächenladungen entfernenden Fluid in Kontakt gebracht wird, damit keine Flüssigkeit an dem Gegenstand anhaftet und die nachteiligen Oberflächenladungen entfernt werden.The object is achieved according to the invention solved that the object to be dried with a Fluid in contact with surface charges brought so that no liquid on the object adheres and the adverse surface charges be removed.

Vorteilhafterweise wird das Fluid als Schicht auf eine in einem Behälter befindliche Behandlungsflüssigkeit, in der sich der zu trocknende Gegenstand befindet in Kontakt gebracht. Dies tritt entweder durch Ablassen der Behandlungsflüssigkeit und entsprechenden Absinken der Fluidschicht oder durch Herausheben des Gegenstandes aus der Behandlungsflüssigkeit ein, so daß der Gegenstand dadurch, mit der Fluidschicht in Kontakt kommt, und die Oberflächenladungen entfernt werden. The fluid is advantageously applied as a layer to an in a treatment liquid in a container in which the object to be dried is in contact brought. This occurs either by draining the Treatment liquid and corresponding sinking of the Fluid layer or by lifting the object out the treatment liquid so that the object by coming into contact with the fluid layer, and the Surface charges are removed.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der zu trocknende Gegenstand ein Substratträger und die Behandlungsflüssigkeit ist die für die Substratbehandlung notwendige Flüssigkeit. Damit sind insbesondere die Fertigungsprozesse von Halbleitern und Wafern angesprochen, bei denen nicht nur eine vollständige Trocknung der zu behandelnden Substrate, sondern auch des die Substrate aufnehmenden Trägers wichtig ist.In one embodiment of the invention, this is too drying object a substrate support and the Treatment liquid is the one for substrate treatment necessary liquid. This means that in particular Manufacturing processes of semiconductors and wafers addressed where not just a complete Drying the substrates to be treated, but also the the substrate receiving substrate is important.

Vorteilhafterweise wird das Fluid über einen Flüssig keitsüberlauf des Behälters oder über eine aus der Halb leitertechnik bekannte Haube in den Behälter eingeführt, um sicherzustellen, daß sich das Fluid als Schicht auf der Behandlungsflüssigkeit ablagert. Vorzugsweise ist das Fluid Stickstoff, ein Edelgas wie Argon, oder verdünnte Salzsäure (HCl).The fluid is advantageously via a liquid overflow of the container or one from the half well-known hood technology introduced into the container, to ensure that the fluid builds up as a layer of the treatment liquid. Preferably that is Fluid nitrogen, an inert gas such as argon, or diluted Hydrochloric acid (HCl).

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Fluid vor dem Kontakt mit dem Gegenstand deionisiert um die Entfernung der Oberflächenladungen während des Kontaktes zu fördern.According to a particularly preferred embodiment deionizes the fluid prior to contact with the article to remove the surface charges during the To promote contact.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine einzige Schemazeichnung, die eine Vorrichtung zum Behandeln von Halbleiterwafern darstellt, beschrieben.The invention is based on a preferred Embodiment with reference to a single Schematic drawing showing a device for treating Representing semiconductor wafers described.

Fig. 1 zeigt eine Behandlungsvorrichtung 1 zur Naßbe handlung von Wafern oder Substraten 2. Eine Ausführungs form einer derartigen Behandlungsvorrichtung ist beispielsweise in der zuvor genannten EP-B-0 385 536 beschrieben. In der Figur ist die Behandlungsvorrichtung 1 in einem Zustand nach der Naßbehandlung der Wafer dargestellt, nachdem die Wafer 2 mit einer messerartigen Anhebe-Einrichtung 3 aus der Behandlungsflüssigkeit herausgehoben wurden. Wie dargestellt werden die Wafer 2 in einer Haube 5 mit seitlichen Führungen 6 gehalten. Fig. 1 shows a treatment apparatus 1 for treatment of Naßbe wafers or substrates. 2 An embodiment of such a treatment device is described for example in the aforementioned EP-B-0 385 536. In the figure, the treatment device 1 is shown in a state after the wet treatment of the wafers after the wafers 2 have been lifted out of the treatment liquid with a knife-like lifting device 3 . As shown, the wafers 2 are held in a hood 5 with lateral guides 6 .

Unterhalb der Haube 5 befindet sich ein von der Haube 5 nach oben abgeschlossener Behälter 7. Der Behälter 7 weist einen Überlauf 10 sowie einen Auslaß 11 auf. Der Behälter 7 ist zum Teil mit der für die Waferbehandlung notwendigen Behandlungsflüssigkeit 12 gefüllt. Auf der Behandlungsflüssigkeit befindet sich als Schicht ein Oberflächenladungen entfernendes Fluid 14, das vorzugs weise gasförmig ist, aber auch flüssig sein kann. In dem Behälter 7 befindet sich ferner ein Substratträger 16 mit einem Rahmen 17 und vier Wafer-Halterungsstangen 18 welche nicht dargestellte Schlitze zur Aufnahme der Wafer 2 aufweisen.Below the hood 5 there is a container 7 which is closed off from the hood 5 at the top. The container 7 has an overflow 10 and an outlet 11 . The container 7 is partly filled with the treatment liquid 12 necessary for the wafer treatment. On the treatment liquid there is a layer 14 which removes surface charges and which is preferably gaseous, but can also be liquid. In the container 7 there is also a substrate carrier 16 with a frame 17 and four wafer holding rods 18 which have slots (not shown) for receiving the wafers 2 .

Die Wafer 2 befinden sich während der Naßbehandlung im Substratträger 16, der genauso wie die Anhebe-Einrichtung 3 derart in den Behälter abgesenkt wird, daß die Wafer 2 vollständig in der Behandlungsflüssigkeit 12 eingetaucht sind. Nach der Naßbehandlung werden die Wafer 2 zunächst durch den Substratträger 16 angehoben und nachfolgend durch die Anhebe-Einrichtung vom Substratträger weg und aus der Behandlungsflüssigkeit 12 heraus gehoben und in die Haube 5 hinein bewegt. Während dieser Bewegung werden die Wafer 2 getrocknet, beispielsweise gemäß dem aus der oben genannten EP-A-0 385 536 bekannten Marangoni- Verfahren. Das dabei verwendete Gas oder Gasgemisch wird entweder über eine Öffnung 8 zwischen der Haube 5 und dem Behälter 7 (die möglichst klein sein sollte) oder über einen nicht dargestellten Einlaß in der Haube 5 eingeleitet. Im letzteren Fall sitzt die Haube 5 abdichtend auf dem Behälter 7.During the wet treatment, the wafers 2 are located in the substrate carrier 16 , which, like the lifting device 3, is lowered into the container such that the wafers 2 are completely immersed in the treatment liquid 12 . After the wet treatment, the wafers 2 are first lifted by the substrate carrier 16 and subsequently lifted away from the substrate carrier and out of the treatment liquid 12 by the lifting device and moved into the hood 5 . During this movement, the wafers 2 are dried, for example according to the Marangoni method known from the above-mentioned EP-A-0 385 536. The gas or gas mixture used is either introduced via an opening 8 between the hood 5 and the container 7 (which should be as small as possible) or via an inlet (not shown) in the hood 5 . In the latter case, the hood 5 sits sealingly on the container 7 .

Danach wird ein Teil der Behandlungsflüssigkeit 12, die während der Naßbehandlung bis zum Überlauf 10 reicht und über ihn abfließt über den Auslaß 11 abgelassen und es wird eine Schicht des die Oberflächenladungen entfernen den Fluids 14 entweder über den Überlauf 10, die Öffnung 8 oder einen nicht dargestellten Einlaß in der Haube 5 oder dem Behälter 7 aufgebracht. Das Auslassen der Behandlungsflüssigkeit und Aufbringen des Fluids kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen, wobei aber darauf zu achten ist, daß das Fluid 14 ausreichend mit dem Substratträger in Kontakt kommt. Das Fluid 14 ist schwerer als Luft und setzt sich daher wie dargestellt als Schicht auf der Behandlungsflüssigkeit 12 ab.Thereafter, a portion of the treatment liquid 12, which extends and during wet treatment up to the overflow 10 flows over it is discharged via the outlet 11 and it will be a layer of the surface charges remove the fluid 14 either via the overflow 10, the opening 8 or a non- shown inlet in the hood 5 or the container 7 applied. The treatment liquid can be discharged and the fluid can be applied simultaneously or in succession, but care must be taken that the fluid 14 comes into sufficient contact with the substrate carrier. The fluid 14 is heavier than air and therefore, as shown, settles as a layer on the treatment liquid 12 .

Nach dem aufbringen der Fluidschicht kann entweder weiter Behandlungsflüssigkeit 12 über den Auslaß 11 abgelassen werden, wodurch bewirkt wird, daß das Niveau der Behand lungsflüssigkeit zusammen mit der darüber befindlichen Schicht des Fluids 14 absinkt. Dabei überstreicht das Fluid 14 den Substratträger 16 und entfernt Oberflächen ladungen von dem Substratträger 16, wodurch die Trocknung des Substratträgers 16 erheblich gefördert wird.After applying the fluid layer can either continue treatment liquid 12 are discharged through the outlet 11, thereby causing the level of treatmen lung liquid along with the overlying layer of the fluid 14 decreases. The fluid 14 sweeps over the substrate carrier 16 and removes surface charges from the substrate carrier 16 , whereby the drying of the substrate carrier 16 is significantly promoted.

Alternativ kann der Substratträger auch aus der Behand lungsflüssigkeit 12 herausgehoben werden, wobei er sich dann auch durch die Schicht des Fluids 14 hindurchbewegt, und das Fluid 14 die Oberflächenladungen vom Substrat träger 16 entfernt, was wiederum die Trocknung des Substratträgers 16 fördert.Alternatively, the substrate support may also consist of treatmen be lifted lung liquid 12, in which case it passes also moves through the layer of fluid 14 and the fluid 14, the surface charge carriers from the substrate 16 is removed, which in turn promotes the drying of the substrate carrier sixteenth

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung zuvor anhand einer Behandlungsvorrichtung für Substrate dargestellt wurde, wird deutlich, daß das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip des hier dargestellten Verfahrens und der Vorrichtung auch in anderen Bereichen anwendbar ist, bei denen ein sich in einer Flüssigkeit befindlicher Gegenstand getrocknet werden muß.Although the inventive method and the Device previously based on a treatment device for Substrates, it is clear that the Principle of the invention shown here Method and device in other areas is applicable where one is in a liquid located object must be dried.

Claims

1. A method for drying an object ( 16 ), characterized in that the object ( 16 ) with a surface charge removing fluid ( 14 ) is brought into contact.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fluid ( 14 ) as a fluid layer on a in a container ( 7 ) treatment liquid ( 12 ) in which the object to be dried ( 16 ) is applied.

3. The method according to claim 2, characterized in that the treatment liquid ( 12 ) is drained.

4. The method according to claim 2, characterized in that the object ( 16 ) from the treatment liquid ( 12 ) is lifted out.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the object ( 16 ) is a substrate carrier, and the treatment liquid ( 12 ) is provided for the substrate treatment.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid ( 14 ) is introduced via a liquid overflow ( 10 ) of the container ( 7 ).

7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the fluid ( 14 ) via a hood ( 5 ) is introduced into the container ( 7 ).

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid ( 14 ) is a noble gas, in particular argon.

9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the fluid ( 14 ) is nitrogen.

10. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the fluid ( 14 ) is dilute hydrochloric acid.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid ( 14 ) is deionized before contact with the object ( 16 ).

12. Device for drying an object ( 16 ), characterized by means for bringing the object ( 16 ) into contact with a surface charge-removing fluid ( 14 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized by a container ( 7 ) in which the object to be dried ( 16 ) and a treatment liquid ( 12 ) is on which the fluid ( 14 ) is applied as a layer.

14. The apparatus according to claim 13, characterized by drainage means ( 11 ) for the treatment liquid ( 12 ).

15. The apparatus according to claim 13, characterized by a lifting device for lifting the object ( 16 ) out of the treatment liquid.

16. The device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the object ( 16 ) is a substrate carrier, and the treatment liquid ( 12 ) is provided for the substrate treatment.

17. The device according to one of claims 12 to 16, characterized by a liquid overflow ( 10 ) in the container ( 7 ), via which the fluid ( 14 ) can be introduced into the container ( 7 ).

18. Device according to one of claims 12 to 16, characterized by a hood ( 5 ), via which the fluid ( 14 ) can be introduced into the container ( 7 ).

19. Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the fluid ( 14 ) is a noble gas, preferably argon.

20. Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the fluid ( 14 ) is dilute nitrogen.

21. Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the fluid ( 14 ) is dilute hydrochloric acid.

22. Device according to one of claims 12 to 21, characterized by a device for deionizing the surface charge-removing fluid ( 14 ).