DE69530118T2

DE69530118T2 - Reinigung von halbleitern unter ultraniedrigen partikelgehaltsbedingungen

Info

Publication number: DE69530118T2
Application number: DE69530118T
Authority: DE
Inventors: Raj Mohindra; Abhay Bhushan; Rajiv Bhushan; Suraj Puri; H. John ANDERSON; Jeffrey Nowell
Original assignee: SCD Mountain View Inc Chaska; SCD Mountain View Inc
Current assignee: SCD Mountain View Inc Chaska; SCD Mountain View Inc
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2015-11-14
Also published as: US5868150A; EP0800424A4; US6352082B1; DE69530118D1; US5772784A; JP2004048052A; US5878760A; JPH10508986A; US6491043B2; US5932027A; JP4129767B2; KR970706916A; EP0800424B1; JP3502947B2; WO1996014944A1; EP0800424A1; US5891256A; KR100397455B1; US20020043272A1; AU4159496A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet integrierter Halbleiterschaltungen. Die Erfindung ist in einem Beispiel unter Bezug auf eine integrierte Halbleiterschaltung-Reinigungstechnik umfassend ein Verfahren und eine Vorrichtung dargestellt, aber es sei beachtet, daß die Erfindung einen weiteren Anwendungsbereich aufweist. Die Erfindung kann, rein beispielhaft gesprochen, ebenfalls auf die Herstellung von unbearbeiteten Wafern, Leiterplatten, medizinischen Einrichtungen, Disketten und Köpfen, Flachschirmdisplays, mikroelektronischen Masken und anderen Anwendungsformen verwendet werden, die ein hochreines Naßbearbeiten wie Schritte des Spülens, Reinigens, Trocknens und dergleichen erfordern.
Es sind in der Industrie verschiedene Techniken des (Ab)Spülens und Trocknens eines Halbleiterwafers verwandt oder vorgeschlagen worden. Ein Beispiel einer herkömmlichen Technik, die verwendet wird, um einen Wafer zu spülen, ist eine Kaskadenspülung. Die Kaskadenspülung verwendet eine Kaskadenspüleinrichtung, die jeweils durch eine Trennung abgetrennte innere und äußere Kammern umfaßt. Das Spülwasser fließt aus einer Wasserquelle in die innere Kammer. Das Spülwasser aus der inneren Kammer läuft stufen-/kaskadenförmig in die äußere Kammer. Ein im Prozeß befindlicher Wafer wie ein geätzter Wafer wird typischerweise in der Kaskadenspüleinrichtung dadurch gespült, daß der geätzte Wafer in das Spülwasser der inneren Kammer eingetaucht wird. Dieser Prozeß wird häufig verwendet, um Säure von dem geätzten Wafer zu neutralisieren und zu entfernen.
Eine Beschränkung der Kaskadenspüleinrichtung besteht darin, daß in der ersten Kammer häufig „schmutziges Wasser" existiert. Das schmutzige Wasser umfaßt typischerweise rückständige Säure ebenso wie „Partikel", die oftmals an dem Wafer haften. Diese Partikel verursachen oftmals Schäden in der integrierten Schaltung, wodurch die Zahl (brauchbar) guter Plättchen an einem typischen Wafer reduziert wird. Eine weitere Einschränkung bei dem Kaskadenspülgerät liegt darin, daß Wafer von diesem Kaskadenspüler noch einem Trocknungsvorgang unterzogen werden müssen. Ein folgender Trocknungsvorgang führt häufig noch mehr Partikel auf die integrierte Schaltung. Mehr Partikel auf der integrierten Schaltung verringern typischerweise weiter die Zahl brauchbar guter Plättchen an dem Wafer. Demgemäß kann eine Kaskadenspülung häufig keine Partikel von dem Wafer säubern oder entfernen.
Eine weitere, häufig benutzte Technik zum Spülen von Wafern ist das Verfahren „Schnelles Entleeren". Das Verfahren schnellen Entleerens oder Ablassens beruht auf der raschen Entfaltung/Ausbreitung von Wasser aus dem Spültank, um Wasser und Verunreinigungen von dem Halbleiterwafer zu entfernen. Eine Beschränkung dieses Verfahrens liegt in seiner mangelnden Eignung, tatsächlich Partikel von dem Wafer zu säubern oder zu entfernen. In der Tat überträgt die rasche Ausbreitung von Wasser aus dem Schnellentleerungstank häufig mehr Partikel auf den Wafer. Obendrein müssen die Wafer von dem Schnellausbreitungstank einer Trockenoperation unterzogen werden, was weiter die Zahl der Partikel an dem Wafer erhöht. Wie zuvor festgestellt, verursachen mehr Partikel häufig niedrigere Plättchenausbeute von dem Halbleiterwafer.
Eine weitere Technik, die verwendet wird, um Wafer sowohl zu spülen als auch zu trocknen, beruht auf einem Dreh-Spüler/-Trockner. Der Dreh-Spüler/-Trockner verwendet eine Kombination eines Spülwassersprühens zum Spülen und Zentrifugalkraft zum Entfernen von Wasser von dem Halbleiterwafer. Der Trocknungsschritt entfernt häufig das Wasser von dem Halbleiterwafer im wesentlichen durch Zentrifugalkraft und Verdampfen. Jedoch führt der Dreh-Spüler/-Trockner häufig mehr Partikel auf den Wafer. Tatsächlich werden anfänglich gelöste oder in Schwebe gehaltene Verschmutzungen wie Partikel in dem Wafer häufig auf dem Halbleiterwafer belassen, wodurch die Zahl der guten Plättchen an dem Wafer reduziert wird. Eine weitere Beschränkung bezüglich des Dreh-Spülers/-Trockners ist dessen komplexer mechanischer Aufbau mit bewegten Teilen und dergleichen. Der komplexe mechanische Aufbau führt häufig zu bestimmten Problemen wie höhere Aufstellzeiten, Bruch des Wafers, mehr losen Teilen, größeren Kosten u. a. Eine weitere Beschränkung liegt in der statischen Elektrizität, die sich häufig auf den Wafern während des Drehzyklus bildet, wodurch noch mehr Partikel auf die Oberfläche des Halbleiters angezogen werden. Dementsprechend reinigt das Dehspülen/-trocknen weder die Partikel von dem Wafer noch entfernt es diese.
Weitere Techniken, die verwendet werden, um Wafer zu trocknen, umfassen einen Isopropylalkohol (IPA)-Dampftrockner, einen Vollverdrängungs-IPA-Trockner und andere. Diese Trockner vom IPA-Typ beruhen häufig auf einer großen Menge eines Lösungsmittels wie Isopropylalkohol und anderen flüchtigen organischen Flüssigkeiten, um das Trocknen des Halbleiterwafers zu erleichtern. Ein Beispiel einer solchen Technik ist in US-Patent Nr. 4 911 761 und den zugehörigen Anmeldungen im Namen von McConnell et al. und übertragen an CFM Technologies, Inc. McConnell et al. beschreibt im allgemeinen die Verwendung von überhitztem oder gesättigtem Trocknungsdampf als Trocknungsfluid. Dieser überhitzte oder gesättigte Trocknungsdampf erfordert häufig die Verwendung großer Mengen eines heißen flüchtigen organischen Materials. Der überhitzte oder gesättigte Trocknungsdampf bildet eine dicke organische Dampfblase, die sich über dem Spülwasser befindet, um solches Spülwasser mit dem Trocknungsdampf zu verdrängen (zum Beispiel Verdrängungsfluß). Die starke organische Dampfblase bildet mit Wasser eine azeotropische Mischung, die auf Waferoberflächen kondensiert, und verdampft dann, um den Wafer zu trocknen.
Eine Begrenzung bei dieser Art von Trocknungsmittel ist dessen Verbrauch einer großen Lösungsmittelmenge, die heiß, hoch entflammbar und außerordentlich gefährlich in bezug auf Gesundheit und die Umwelt ist. Eine weitere Begrenzung stellen bei solchen Trocknungsmitteln deren Kosten dar, da sie häufig sehr teuer sind. Tatsächlich erfordert dieses Trocknungsmittel einen Verdampfer und einen Kondensator, um die großen Mengen heißen flüchtigen organischen Materials zu behandeln. Noch weiter ist festgestellt worden, daß große Mengen heißen flüchtigen organischen Materials typischerweise inkompatibel mit den meisten mit Fotoresist bemusterten Wafern sind, und sie sind ebenfalls schädlich in bezug auf bestimmte Gerätestrukturen.
Eine noch andere Technik beruht auf heißem deionisiertem (DI) Prozeßwasser zum Spülen und Begünstigen des Trocknens des Halbleiterwafers. Mittels des heißen DI-Wassers verdampft die Flüssigkeit auf dem Wafer schneller und wirkungsvoller als DI-Wasser bei üblicher Raumtemperatur. Jedoch erzeugt das heiße Wasser häufig Flecken auf dem Wafer und fördert außerdem den Aufbau bakterieller und anderer Partikel. Auch kann heißes Wasser den Halbleiter beschädigen, wodurch die Menge guter Scheiben an dem Wafer verringert wird. Eine weitere Begrenzung liegt darin, daß die Erhitzung von Wasser häufig teuer ist, und heißes DI-Wasser ist außerdem ein aggressives Lösungsmittel. Als solches aggressives Lösungsmittel verschlechtert es häufig die Ausrüstung und Einrichtungen, wodurch die Wartungsbetriebskosten erhöht werden.
Wenn die Leitungsgröße kleiner wird und die Komplexität der integrierten Halbleiterschaltungen steigt, ist es eindeutig wünschenswert, über eine Reinigungstechnik zu verfügen, die ein Verfahren und eine Vorrichtung umfaßt, die tatsächlich Partikel entfernen, zusätzliche Partikel vermeiden und nicht zu Flecken auf den Wafern führen. Die Reinigungstechnik sollte die Wafer auch trocknen, ohne daß andere nachteilige Folgen eintreten. Ein weiteres wünschenswertes Merkmal umfaßt das Verringern oder möglicherweise auch das völlige Beseitigen von Restwasser auf den Waferoberflächen und -rändern, wenn das Wasser entfernt wird (Meniskus). Das auf solchen Oberflächen und Rändern belassene Wasser zieht häufig noch mehr Partikel an und führt diese auf den Halbleiterwafer. Die vorerwähnten herkömmlichen Techniken versäumen es, für solche wünschenswerten Merkmale zu sorgen, wodurch die Scheibenausbeute an dem Halbleiter während solcher Naßprozesse verringert wird.
US-A-5 315 766 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiterwafers umfassend:
Eintauchen eines Wafers in eine Flüssigkeit umfassend Wasser, wobei der Wafer eine Vorderfläche, eine Rückfläche und einen Rand umfaßt;
Schaffen einer im wesentlichen partikelfreien Umgebung nahe der Vorderfläche und der Rückfläche, wenn der Wafer und die Flüssigkeit getrennt werden; und
Einführen einer Reinigungsverstärkungssubstanz, wobei diese Reinigungsverstärkungssubstanz die Flüssigkeit dotiert bzw. präpariert, die der Vorderfläche und der Rückfläche anhaftet, um einen Konzentrationsgradienten der Reinigungverstärkungssubstanz in der anhaftenden Flüssigkeit zum Zwecke der Beschleunigung des Fluidstromes der anhaftenden Flüssigkeit von dem Wafer weg zu bewirken.
Aus Obigem kann man erkennen, daß häufig ein Reinigungsverfahren und -gerät für integrierte Halbleiterschaltungen gewünscht werden, die sicher, einfach und verläßlich sind.
In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiterwafers:
Eintauchen eines Wafers in eine Flüssigkeit umfassend Wasser, wobei der Wafer eine Vorderfläche, eine Rückfläche und einen Rand umfaßt;
Schaffen einer im wesentlichen partikelfreien Umgebung nahe der Vorderfläche und der Rückfläche, wenn der Wafer und die Flüssigkeit getrennt werden; und
Einführen einer Reinigungsverstärkungssubstanz, wobei diese Reinigungsverstärkungssubstanz die Flüssigkeit dotiert bzw. präpariert, die der Vorderfläche und der Rückfläche anhaftet, um einen Konzentrationsgradienten der Reinigungverstärkungssubstanz in der anhaftenden Flüssigkeit zur Beschleunigung des Fluidstromes der anhaftenden Flüssigkeit von dem Wafer weg zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsverstärkungssubstanz während des Schrittes des Schaffens eingeführt wird, während der Wafer und die Flüssigkeit getrennt werden; und daß die Reinigungsverstärkungssubstanz mit einem Gas gemischt wird, das aus einer Gruppe bestehend aus Luft, inertem Gas, Stickstoff und Argon besteht, ausgewählt wird.
Die vorliegende Erfindung sorgt für ein sicheres, wirksames und wirtschaftliches Verfahren und Gerät, um einen Artikel (oder Gegenstand) wie einen Halbleiterwafer zu reinigen. Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Technik, die tatsächlich die Menge der Partikel von dem Halbleitersubstrat entfernt oder reduziert und ebenfalls wirkungsvoll das Substrat reinigt. Das vorliegende Verfahren stellt ebenfalls ein in situ verwendbares Reinigungssystem mit im wesentlichen keinerlei mechanischer Bewegung des Substrats bereit.
Eine andere wahlweise Ausführungsform schafft ein Gerät zum Halten einer Mehrzahl Substrate. Die Vorrichtung umfaßt eine untere Stütze. Die untere Stütze umfaßt eine Mehrzahl erster Grate oder Kämme, wobei jeder der ersten Kämme für eine Stütze für einen unteren Substratteil sorgt. Die Vorrichtung umfaßt auch eine obere Stütze. Die obere Stütze umfaßt eine Mehrzahl zweiter Grate oder Kämme, wobei jeder der zweiten Kämme für eine Stütze für einen oberen Substratteil sorgt. Der untere Substratteil und der obere Substratteil sind an einem Substrat definiert. Die ersten Kämme und die zweiten Kämme ziehen Flüssigkeit von dem Substrat ab.
Weiteres Verständnis der Beschaffenheit und Vorteile der vorliegenden Erfindung gewinnt man durch Bezugnahme auf die folgenden Teile der Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine vereinfachte Blockdarstellung einer Ausführungsform des Reinigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Lösungsmittel-Blasen-Mischwerks gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine vereinfachte Querschnittsseitenansicht einer Ausführungsform der Reinigungskammer;
4 ist eine vereinfachte Querschnittsvorderansicht einer Ausführungsform der Reinigungskammer;
5 ist ein vereinfachtes Flußschaubild einer Ausführungsform des Reinigungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein vereinfachtes Diagramm einer Hochgeschwindigkeitsströmungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
6A und 6B stellen vereinfachte Schaubilder einer Düse gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
7 und 8 sind vereinfachte Fluidströmungsschaubilder der Hochgeschwindigkeitsströmungsvorrichtung der 6;
9 ist ein vereinfachtes Schaubild einer wahlweisen Ausführungsform der Hochgeschwindigkeitsströmungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
10A–10B sind vereinfachte Querschnittsansicht-Schaubilder einer wahlweisen Ausführungsform eines Substratträgers gemäß der vorliegenden Erfindung;
11A–11F sind vereinfachte Querschnittsansicht-Schaubilder einer wahlweisen Ausführungsform eines Substratträgers gemäß der vorliegenden Erfindung; und
12 stellt die Wirksamkeit der Trocknung als Funktion der Abzuggeschwindigkeit für ein gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführtes Experiment dar.
BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 stellt in blockschaubildlicher Form eine Ausführungsform des Reinigungssystems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Das Reinigungssystem 10 umfaßt Elemente wie einen Naßprozessor 12; eine Steuerung 14, eine Filterbank 16, eine Abführ- oder Reinigungseinrichtung 18 (im folgenden nur kurz: Reiniger 18), einen Injektor 20, einen Erhitzer 22, eine Lösemittel-Blasen-Mischeinrichtung 24, einen Hilfsinjektor 26 und eine Lösungsmittelquelle 28. Das System umfaßt ebenfalls eine Mehrzahl Strömungssteuerventile 30. Jedes der Strömungssteuerventile ist mit der Steuerung 14 und mindestens einem der vorerwähnten Elemente wirkverbunden, wie dies durch gestrichelte Linien 31 gezeigt ist. Die ausgezogenen Linien stellen Leitungen dar, um Fluide zwischen den jeweiligen Systemelementen zu übertragen. Eine Spülwasserquelle 32 und ein Abzug 34 sind ebenfalls gezeigt.
In das System tritt Spülwasser an der Spülwasserquelle 32 ein. Ein Steuerventil an der Spülwasserquelle 32 steuert die Strömung des Spülwassers über die Steuerung 14, die mit dem Steuerventil 30 wirkverbunden ist. Das Spülwasser ist eine gefilterte Flüssigkeit wie u. a. deionisiertes (DI) Wasser. Typischerweise stammt das DI-Wasser von einem DI-Wasseranschluß, der sich häufig außerhalb einer Waferherstellungsanlage befindet.
Die Filterbank kann jegliche geeignete Kombination von Filtern, die typischerweise für Anwendungen an Ort und Stelle verwendet werden, sein. Die Filterbank ist mit der Spülwasserquelle über eine Leitung 36 und mit dem Naßprozessor über eine Leitung 38 verbunden. Die Filterbank umfaßt einen Ionenaustauschmodul 40, unter anderem eine Kombination geladener und neutraler Filter 41. Die Filterbank sorgt für an Ort und Stelle ultragereinigtes Wasser. Das ultragereinigte Wasser ist im wesentlichen frei von Partikeln größer als ungefähr 0,5 μm und vorzugsweise größer als ungefähr 0,2 μm, und noch bevorzugter größer als ungefähr 0,1 μm.
Die Filterbank sorgt für ultragereinigtes DI Wasser mit Partikeln, die nicht größer als 0,5 μm im Durchmesser sind, und vorzugsweise 0,2 μm im Durchmesser und weniger und noch bevorzugter 0,1 μm im Durchmesser und weniger.
Die Filterbank sorgt ebenfalls für einen über sie erfolgenden nominalen Druckabfall. Der Druckabfall ist weniger als ungefähr 15 Pound pro Quadratzoll, und vorzugsweise weniger als ungefähr 5 Pound pro Quadratzoll (3.500 kg/m²). Eine höhere Strömungsgeschwindigkeit wird durch die Filterbank ohne Hilfspumpen oder Strömungs/Druckerhöhungseinrichtungen erzielt. Natürlich können andere Filter in Abhängigkeit von der jeweiligen Verwendung benutzt werden, die geeignet sind, für ultragereinigtes Wasser bei Verwendung am Einsatzort zu sorgen.
Der Injektor 20 kann jeder geeignete Injektor zum Reduzieren oder vorzugsweise Beseitigen von metallischen Verschmutzungen aus Leitungen und Systemelementen sein. Vorzugsweise ist der Injektor 20 ein Salzsäureinjektor. Ein Beispiel eines Injektors ist in ULTRA-LOW PARTICLE COUNTS erörtert. Der Injektor ist mit dem Naßprozessor 12 verbunden. Ein Steuerventil 42 gibt die Säure dosiert in den Naßprozessor 12 ab, und ein Steuerventil 43 gibt die Säure dosiert in die Filterbank 16. Bevorzugt gibt die Steuerung 14 solche Säure in die Systemelemente wie den Naßprozessor 12 und die Filterbank unter anderem während der Systemwartung und zu anderen gewünschten Zeiten ab. Der Injektor ist ebenfalls über die Leitung 44 mit dem Reiniger 18 verbunden. Der Reiniger sorgt für sauberes Druckgas an den Injektor, um zu ermöglichen, daß solche Säure in die vorerwähnten Systemelemente ohne andere Hilfseinrichtungen eingefügt werden kann. Natürlich hängt der verwendete Injektortyp von der besonderen Verwendung ab.
Bei Verwendung einer anderen Chemikalie wie eines Lösungsmittels, Wasserstoffperoxids, eines Tensids, einer Reinigungslösung oder dergleichen wird diese bevorzugtermaßen durch den Hilfsinjektor 26 eingeführt. Der Hilfsinjektor ist mit dem Naßprozessor über eine Leitung 46 verbunden und durch ein Steuerventil 48 gesteuert, das mit der Steuerung 14 wirkverbunden ist. Ein Reiniger, der Druckgas zuführt, ist ebenfalls mit dem Hilfsinjektor 26 über eine Leitung 20 verbunden. Ein Beispiel eines Hilfsinjektors und seine Betriebsweise sind ebenfalls in ULTRA-LOW PARTICLE COUNTS dargestellt. Natürlich hängt der Hilfsinjektortyp, der verwendet wird, von der besonderen Anwendungsweise ab.
Ein weiteres Systemelement ist der Reiniger 18, der häufig verwendet wird, um bestimmte Systemelemente wie den Naßprozessor und andere mit Gas und/oder einem Druckkopf zu versorgen bestücken. Der Reiniger kann jeder geeignete Typ von Druckreduzier- und/ oder Steuermitteln sein, die geeignet sind, das Versorgungsgas an bestimmte Systemelemente bei gewünschtem Druck und Strömungsgeschwindigkeit zu liefern. Die Reinigungseinrichtung ist mit einem Versorgungsgas 49 verbunden, das häufig ein Trägergas ist, das in dem Reinigungssystem verwendet wird.
Die Reinigungseinrichtung 18 ist ebenfalls mit Filter 41 vor der Gasquelle 49 verbunden. Dieses Filter 41 ist geeignet für hohe Strömungsgeschwindigkeiten, zum Beispiel 1500 Standardliter/min und mehr. Filter 41 hat ebenfalls ein Rückhaltevermögen bei 0,003 Mikron. Vorzugsweise werden nicht weniger als ungefähr 99.9999999% der Partikel mittels Filter 41 entfernt. Das Filter 41 ist zwischen den Einrichtungen und dem Reinigungssystem 10 verbunden. Das Filter 41 ist vor oder unmittelbar vor dem Reinigungssystem 10 angeordnet. In einer Ausführungsform ist das Filter 41 an dem Reinigungssystem befestigt, aber es kann sich auch an anderen Stellen befinden. Dieses Filter sorgt für eine im wesentlichen partikelfreie Umgebung. Das bedeutet, daß das Gas im wesentlichen frei von Partikeln größer als ungefähr 0,2 Mikron oder größer als ungefähr 0,1 Mikron oder größer als ungefähr 0,05 Mikron oder größer als 0,025 Mikron, und noch bevorzugt größer als ungefähr 0,01 Mikron und weniger ist. Ein Beispiel eines solchen Filters ist ein Erzeugnis, hergestellt durch Wafergard T-Line Cartridge-Filter. Natürlich können je nach Anwendung auch andere Filter verwendet werden.
Vorzugsweise ist das Trägergas ein ultragereinigtes oder elektronische Qualität aufweisendes Stickstoffgas oder irgendein geeignetes Trägergas, das in der Lage ist, zur Verbesserung der Reinigung eine Substanz (zum Beispiel eine Spur einer polaren organischen Zusammensetzung etc.) bei geeigneter Temperatur, Druck und Strömungsmenge in den Naßprozessor zu fuhren. Das geeignete Trägergas schließt ebenfalls ein hohes Reinheitsniveau ein, um eine Verschmutzung der Systemelemente zu verhindern. Ein Beispiel eines Reinigers ist in ULTRA-LOW PARTLICLE COUNTS dargestellt. Die Trägergase (oder das Gas) sind (ist) ebenfalls ultra-sauber und im wesentlichen frei von Partikeln größer als ungefähr 0,1 Mikron und vorzugsweise größer als ungefähr 0,05 Mikron. Wie zuvor bemerkt, führt der Reiniger der Mischeinrichtung 20 und dem Hilfsinjektor 26 ebenfalls unter Druck stehendes Trägergas über Leitungen 44 bzw. 50 zu. Der Reiniger führt weiterhin über bestimmte wahlweise Wege Gas zum Naßprozessor.
Ein typischer Weg verbindet den Reiniger 18 mit dem Naßprozessor 12 durch den Erhitzer 22 über Leitungen 52 und 57. Auf diesem Weg kann Gas im Erhitzer 22 erwärmt werden, bevor es durch die Leitung 57 in den Naßprozessor 12 eintritt. Der Erhitzer kann ein geeigneter, im Handel verfügbarer und in üblicher Weise hergestellter Erhitzer sein, der in der Lage ist, am Naßprozessor 12 Gas wie Stickstoff auf eine Temperatur zu erhitzen, die höher als 70°F (21°C) und vorzugsweise höher als 150°F (66°C), aber nicht höher als 200°F (93°C) ist. Die Steuerung ist mit dem Erhitzer wirkverbunden, um die Temperatur des Gases einzustellen und das Gas zur gewünschten Zeit ein- bzw. auszuschalten. Vorzugsweise befindet sich jedoch das Gas bei Raumtemperatur und ist nicht erwärmt. Die Steuerung gibt das Gas abgemessen in den Naßprozessor mit gewünschter Strömungsgeschwindigkeit und Zeit ein.
Wahlweise ist das erwärmte Gas (ein Trägergas) mit dem Lösungsmittelmischwerk 24 über eine Leitung 53 verbunden, bevor es in den Naßprozessor 12 eintritt. Das erwärmte Trägergas mischt und verdünnt das Lösemittel von dem Lösemittelmischwerk 24, bevor ein Eintritt in den Naßprozessor 12 erfolgt. Die Steuerung ist mit einem Steuerventil 55 wirkverbunden, um das erwärmte Trägergas abgemessen dem Naßprozessor 12 zuzuführen.
Ein weiterer wahlweiser Weg verbindet den Reiniger 18 über eine Leitung 54 direkt mit dem Naßprozessor 12. Die Steuerung 14 ist mit einem Steuerventil 56 zum Ein- und Ausschalten des Gases zur gewünschten Zeit wirkverbunden. Die Steuerung 14 und das Steuerventil 56 geben das Gas ebenfalls abgemessen bei einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit und zur gewünschten Zeit in den Naßprozessor 12 ein.
Bei einem weiteren wahlweisen Weg ist der Reiniger 18 mit dem Lösemittelmischwerk 24 über eine Leitung 58 verbunden, bevor der Eintritt in den Naßprozessor erfolgt. Auf diesem Weg mischt sich das Trägergas mit dem Lösemittel (einer Reinigungsverbesserungssubstanz) von dem Lösemittelmischwerk 24, bevor der Eintritt in den Naßprozessor 12 erfolgt. Die Steuerung ist mit einem Steuerventil 60 wirkverbunden, das das Trägergas abge messen über die Leitung 58 an den Naßprozessor abgibt. Bei einer Ausführungsform enthält das Trägergas eine Spur eines polaren organischen Lösemittels. Dieses Trägergas enthält eine Reinigungsverbesserungssubstanz, die die Flüssigkeitsströmung erhöht und zu reinigende Gegenstände abreinigt. Natürlich hängt der Gebrauch irgendeiner dieser Konfigurationen oder von Kombinationen solcher Konfigurationen von dem besonderen Verwendungszweck ab.
Die Steuerung 14 kann irgendein geeigneter Mikroprozessor, basierend auf einer programmierbaren Logiksteuerung, einer PC-Steuerung oder dergleichen zur Prozeßsteuerung, sein. Eine geeignete Steuerung umfaßt Merkmale wie Programmierbarkeit, Verläßlichkeit, Flexibilität und Beständigkeit gegenüber korrosiven Elementen. Die geeignete Steuerung umfaßt verschiedene Eingangs-/Ausgangsanschlüsse, die verwendet werden, um für Verbindungen zum Öffnen und Schließen von Ventilen, Regulieren und Abmessen bzw. Zuteilen von Flüssigkeiten unter anderen Merkmalen zu sorgen. Die Steuerung umfaßt ebenfalls ausreichenden Speicherraum, um Prozeßabläufe für gewünschte Anwendungen zu speichern. Ein Beispiel einer geeigneten Steuerung ist in ULTRA-LOW PARTICLE COUNTS dargestellt. Natürlich hängt die Art der Steuerung von der speziellen Verwendungsform ab.
Das Lösemittelmischeinrichtung 24 führt dem Naßprozessor 12 über Leitung 62 ein Trägergas zu, das eine Spurenmenge einer polaren organischen Verbindung (einer Reinigungsverbesserungssubstanz) enthält. Vorzugsweise ist die Reinigungsverbesserungssubstanz eine Spur eines Lösemittels. Der Reiniger 18 führt das Trägergas über Leitung 66 dem Lösemittelmischwerk zu. Um die Strömung des Lösemittels in den Naßprozessor zu regulieren oder zuzuteilen, sorgt die Steuerung für eine Wirkverbindung eines Steuerventils 64 mit der Leitung 66, die an der Mischeinrichtung angeschlossen ist. Das System sorgt ebenfalls für die Lösemittelquelle 28 wie eine Flasche oder ein Kanister der gewünschten Chemikalie.
Das Lösemittelmischeinrichtung kann ein geeignetes Lösemittelmischsystem zur Verwendung in Verbindung mit dem Naßprozessor, dem Trägergas und dem Lösemittel sein. Ein Beispiel eines Lösemittelmischsystems ist durch die vereinfachte Darstellung der 2 wiedergegeben. Das Lösemittelmischsystem 100 umfaßt ein Lösemittelmischgefäß 102 und eine Lösemittelquelle 104. Das Lösemittelmischgefäß 102 ist mit einer Trägergasquelle an einem Einlaß 106 verbunden. Ein Einblasrohr 110 bläst Trägergas 114 als Luftblasen in das Lösemittel 112 an einem unteren Teil des Lösemittelgefäßes ein. Wenn die Trägergasblasen durch das Lösemittel nach oben strömen, vereinigen sie sich mit bzw. sammeln sie sich an dem Lösemittel. Trägergasblasen mit Lösemittel entweichen in den Dampfkopfraum 116 des Lösemittelmischgefäßes 102, und verlassen das Lösemittelmischgefäß durch die Auslaßleitung 108. Das Trägergas mit dem Lösemittel verhält sich im allgemeinen gemäß den Gesetzen idealer Gase oder dergleichen. Mit dem Lösemittelmischgefäß 102 ist ebenfalls ein Lösemitteleinfülleinlaß 118 verbunden. Weiterhin sind eine Lösemittelquelle 104 und ein Lösemittel 120 gezeigt. Wahlweise kann das Lösemittel in das Trägergas durch mechanische Mittel wie zum Beispiel Ultraschall, Megaschall, Nebelerzeugung usw. eingeführt werden.
3 ist eine vereinfachte Querschnittsseitenansicht einer Ausführungsform 200 der Reinigungskammer gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Seitenansichtausführungsform 200 umfaßt eine Hauptkammer 210, einen Deckel 220, einen unteren Abzugbereich 231 und weitere Elemente. Die Hauptkammer 210 umfaßt einen Prozeßbereich 240 (oder unteren Kammerbereich) und einen oberen Kammerbereich 215. Ebenfalls ist ein Kaskadenabzugbereich 250 gezeigt. Natürlich können auch andere Kammerelemente je nach dem speziellen Verwendungszweck vorhanden sein.
Der Deckel 220 ist vorzugsweise ein abgedichteter Deckel. Der abgedichtete Deckel umfaßt neben anderen Merkmalen einen Griff 222, eine Dichtung 224 vom O-Ringtyp, einen Kompressionsring 226, ein Scharnier 228, einen Gaseinlaß 230. Der Kompressionsring 226 sorgt für eine auswärtsgerichtete Kraft auf einen Horizontalabschnitt 225 des Hauptkammergehäuses zum Abdichten des Inhalts der Hauptkammer. Die O-Ring-Typ-Dichtung 224 sorgt für eine horizontale Dichtung zwischen Vertikalflächen des Deckels und des Hauptkammergehäuses. Der Gaseinlaß 230 umfaßt wenigstens einen Trägergaseinlaß und einen Lösemittelgaseinlaß. Natürlich hängt der genaue Aufbau des Gaseinlasses von der speziellen Verwendungsform ab.
Der Prozeßbereich 240 umfaßt einen Substratträger 242, eine Substratträgerstütze 246, 248 und eine Substratstütze 249. Wie später noch genauer beschrieben wird, sind Substratträger und Substratstütze so ausgebildet und angeordnet, daß sie eine Ablagerung bzw. Anhäufung von Flüssigkeit minimieren, wenn Flüssigkeit im Trocknungsprozeß abgezogen wird.
Bei einer spezifischen Ausführungsform ist der Substratträger ein Wafernapf (Schüssel) oder wahlweise ein Waferhalbnapf oder irgendeine andere Art Substratträger mit einem Senk- oder Flachprofil. Der Waferhalbnapf oder die Senkprofil-Schüssel halten oder sammeln weniger Flüssigkeit als ihr Vollnapf-Pendant und lassen daher die Flüssigkeit schneller und leichter abziehen. Der Träger umfaßt Substrate (z. B. Wafer) 244, die innerhalb der Stützen des Trägers angeordnet sind. Der Träger wird von einer Seiten-Substratträgerstütze 246 und einer Boden-Substratträgerstütze 248 abgestützt. Die Seiten-Substratträgerstütze hält den Substratträger an Ort und Stelle und verhindert, daß ein solcher Substratträger sich über Maßen bewegen kann. Wie gezeigt, schwenkt bzw. kippt die Bodensubstratstütze den Substratträger um einen geringen Winkel zur Horizontalen. Der Winkel führt dazu, daß Substrate während bestimmter Spül- und Trockenoperationen aneinander haften. Der Winkel zur Horizontalen reicht von ungefähr 2° bis ungefähr 15° und wird vorzugsweise durch die Eigenschaften des speziellen Trägers bestimmt. Indem man die Substrate getrennt hält, sammelt sich dazwischen keine Flüssigkeit an, wodurch die Menge der Flüssigkeit und deshalb die Partikel in ihrer Eigenschaft, aneinanderzuhaften, verringert werden.
Jede Substratträgerstütze umfaßt einen Kontaktpunkt an dem Substratträger, um Flüssigkeit wie Wasser von der Substratträgeroberfläche abzuziehen. Der Kontaktpuntk ist typischerweise eine Messerschneide, eine gezackte Kante oder jede andere Form, die die Oberflächenspannung der Flüssigkeit an der Substratträgeroberfläche bricht. Indem man die Oberflächenspannung der Flüssigkeit an dem Substratträger bricht, zieht die Flüssigkeit mit Partikeln leichter von dem Substratträger ab (oder sie wird „kapillarisch entfernt", d. h. nach Art eines Dochtes). Das Entfernen der Flüssigkeit mit Partikeln von dem Substratträger führt dazu, das Trocknen und Spülen jedes der Substrate in einer partikelfreien Weise zu begünstigen.
Die Substratstütze 249 sorgt für jedes der Substrate 244 innerhalb des Substratträgers für Auftrieb und einen Kontaktpunkt. Damit man die Merkmale der Substratstütze noch besser würdigen kann, sei bemerkt, daß jedes der Substrate in einem herkömmlichen Substratträger den Substratträger in mindestens drei großen Bereichen berührt. Jedes der Substrate ist außerdem den Innenseiten des Substratträgers relativ nahe. Demgemäß sammelt sich leicht Flüssigkeit an und wird häufig an Rändern jedes der Substrate gefangen.
Um diesen Effekt zu verringern, hebt die Substratstütze die Substrate in dem Substratträger durch Hochheben jedes der Substrate in dem Träger mit einer Messerschneide an. Durch Anheben jedes der Substrate in dem Substratträger liegen die Substratränder weiter von den Innenseiten des Trägers weg, wodurch es der Flüssigkeit ermöglicht wird, frei aus dem Bereich zwischen den Substraträndern und den Trägerinnenseiten zu fließen. Um die Entfernung der Flüssigkeit von jedem der Substrate weiter zu begünstigen, ist die Messerkante vorzugsweise zugespitzt, gezackt oder mit jeglicher anderer Form versehen, mit der die Oberflächenspannung der Flüssigkeit am Boden jedes Substrats leicht gebrochen werden kann. Indem man die Oberflächenspannung der Flüssigkeit an den Substratbodenrändern bricht, fließt Flüssigkeit frei von den Substratbodenkanten, wodurch der Meniskus an solchen Rändern verringert wird. Die Messerkante hebt jedes der Substrate um wenigstens 2 mm von den Bodeninnenseiten des Trägers ab, und hebt vorzugsweise jedes der Substrate ungefähr 5 mm an, aber nicht mehr als ungefähr 20 mm. Die Substratträgerstütze entfernt Flüssigkeit wie Wasser von den Substraten, wodurch die Menge Wasser und insbesondere die der Partikel in dem Wasser verringert wird.
Um Flüssigkeit der Hauptkammer, und insbesondere dem Prozeßbereich zuzuführen und daraus abzuziehen, umfaßt der untere Abzugbereich 231 einen Fülleinlaß 232 und ein Abzugventil 236. Der Fülleinlaß sorgt in dem Prozeßbereich für Flüssigkeit wie DI Wasser und dergleichen. Das Abzugventil 236 entfernt Flüssigkeit aus dem Prozeßbereich durch den Abzugauslaß 236. Es besteht auch eine Mehrzahl Abzuglöcher 238 am Boden der Hauptkammer in dem Prozeßbereich, um die Flüssigkeit gleichmäßig dort hindurch zu verteilen. Der untere Abzugbereich umfaßt auch einen winkligen Abzugboden 237 am Boden der Hauptkammer, um eine Flüssigkeitsübermittlung zu erleichtern, und eine ebene Stützfläche 239 im Prozeßbereich, um die Substratträgerstütze zu stützen.
Ein Kaskadenbereich 250 ermöglicht ein kaskadenförmiges Auslaufen von Flüssigkeit in einen Kaskadenabzugbereich 254. Um bestimmte Chemikalien von dem Substratträger und den Substraten abzuspülen, tritt ultragereinigtes DI Wasser durch den Fülleinlaß 237 ein, steigt durch die Abzuglöcher 238, fließt durch den Prozeßbereich 240 und läuft kaskadenförmig über eine Trennung 252 in den Kaskadenabzugbereich 254. Diese Abfolge von Schritten entfernt überschüssige Chemikalien wie Säuren oder dergleichen von dem Substratträger und den Substraten und hält solche Chemikalien auch davon ab, sich in der Hauptkammer und insbesondere in dem Prozeßbereich anzusammeln.
4 zeigt eine vereinfachte Vorderansicht der Reinigungskammer gemäß der vorliegenden Erfindung. Zum leichteren Verständnis verwendet 4 einige der gleichen Bezugszeichen wie die Ausführungsform der 3. Die Vorderansicht-Ausführungsform zeigt neben anderen Elemente wie die Hauptkammer 210, den Deckel 220, den unteren Abzugbereich 231 und den Prozeßbereich 240. Die Hauptkammer 210 umfaßt den Prozeßbereich 240 und den oberen Kammerbereich 215.
Wie gezeigt, hebt die Substratstütze 249 jedes der Substrate von dem Substratträger ab, um einen Spalt 260 zwischen den Substraträndern und den Substratträgerinnenseiten zu bilden. Der Spalt hindert Flüssigkeit daran, sich zwischen diesen Substraträndern und den Substratträgerinnenseiten abzulagern. Der Spalt ist nicht größer als ungefähr 20 mm, aber er ist größer als ungefähr 2 mm. Die Substratstütze ist eine Messerkante bzw. -schneide mit dreieckförmiger Spitze 251. Es können aber ebenfalls andere Formen verwendet werden, um den Meniskus am Boden der Substratränder zu brechen und Wasser davon zu entfernen. Der Meniskus bildet sich häufig an dem Bodensubstrat und den Flächenrändern aus, wenn Flüssigkeit von den Substraten entfernt wird. Wie zuvor bemerkt, enthält der Meniskus häufig Partikel, die oftmals zerstörend auf die Herstellung einer integrierten Schaltung wirken.
Die Vorderansicht zeigt ebenfalls die Substratträgerstützen 248. Wie gezeigt, ist jede der Substratträgerstützen mit/auf unterschiedlichen Höhen angeordnet, typischerweise von niedrig zu hoch hin von einer Seite des Prozeßbereiches zur anderen Seite desselben. Die unterschiedlichen Höhen der Substratträgerstützen kippen die Position des Substratträgers gegenüber der Horizontalen. Das Kippen oder der Winkel des Substratträgers kippt die Substrate ebenso, wodurch verhindert wird, daß solche Substrate während bestimmter Spül- und Trockenoperationen aneinander haften.
Die Vorderansicht zeigt weiter bestimmte Gaseinlässe 302, 304 und 306. Jeder der Gaseinlässe ist ein Verteilerraum mit einer Mehrzahl Löcher zur gleichmäßigen Verteilung von Gas über den Prozeßbereich. Die Ausführungsform umfaßt zwei außenseitige Gaseinlässe 302 und 304 und einen zentralen Trägergaseinlaß 306. Die zwei außenseitigen Gaseinlässe 302, 304 führen im allgemeinen ein ultrareines nicht-reaktives (das heißt nicht-oxidierendes, nicht-reaktives, inertes etc.) Gas in die Reinigungskammer ein. In einigen Ausführungsformen sorgen die zwei außenseitigen Gaseinlässe dafür, daß Stickstoff die Hauptkammer gegenüber der Umgebung reinigt, wodurch ein ultrareiner Hauptprozeßbereich, zum Beispiel im wesentlichen frei von Partikeln, geschaffen wird. Bei diesen Ausführungsformen ist das Stickstoffgas (oder die Abwesenheit von Sauerstoffgas) notwendig oder sogar kritisch, um die Bildung von Oxidationen auf dem Substrat, zum Beispiel einem Halbleiterwafer etc., zu verhindern. Der zentrale Gaseinlaß führt Trägergas, das die reinigungsverbessernde Substanz umfaßt, ein. Das nicht-reaktive Gas (oder der Stickstoff) mischt sich mit dem Trägergas, das die reinigungsverbessernde Substanz in der Reinigungskammer enthält. Mittels des ultrareinen nicht-reaktiven Gases und Trägergases ist die Kammer im wesentlichen frei von Partikeln, die größer als ungefähr 0,2 Mikron sind, und ist vorzugsweise im wesentlichen frei von Partikeln, die größer als ungefähr 0,1 Mikron sind, wodurch eine ultrareine und ultrasaubere Umgebung geschaffen wird. Natürlich hängt die Zahl der Einlässe und ihrer Verwendung von dem besonderen Verwendungsfall ab.
5 ist ein vereinfachtes Flußdiagramm 400 einer Ausführungsform eines Reinigungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Spülverfahren ist als Reinigungsverfahren für ein zuvor naß-geätztes Substrat dargestellt. Das naß-geätzte Substrat ist zu darstellerischen Zwecken in einer Lösung von Flußsäure (HF) oder gepufferter Flußsäure (BHF) geätzt. Flußsäure wird häufig verwendet, um Oxide von den Oberflächen eines Halbleiterwafers zu entfernen. Diese Ausführungsform sollte lediglich als Beispiel und nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränkend verstanden werden.
Das Flußschaubild beginnt bei 400 mit Aufnahme eines zuvor geätzten Substrats (geätzten Wafers) 410 aus der BHF-Ätzung. Das geätzte Substrat hat von der BHF-Ätzung keine Oxidschicht darauf und ist von seinen Eigenschaften her überwiegend hydrophob. Es folgt der Schritt 420 des Eintauchens des geätzten Substrats in das Bad ultragereinigten DI Wassers. Das geätzte Substrat wird in das DI Wasser von dem Säurebad ungefähr 5,0 Sekunden oder weniger und vorzugsweise ungefähr 2,5 Sekunden und weniger eingetaucht.
Der Schritt des Eintauchens des geätzten Substrats unmittelbar in das DI Wasser verhindert im wesentlichen die Bildung von Siliziumdioxid aus dem Sauerstoff in der Luft und fördert die Bildung einer dünnen aber hochgradigen sauberen Siliziumdioxidlage aus dem ultragereinigten DI Wasser. Das DI Wasser ist im wesentlichen frei von Partikeln und bildet deshalb eine im wesentlichen partikelfreie Siliziumdioxidlage. Das DI Wasser kann bei Raumtemperatur (zum Beispiel 20°C) oder einer angehobenen Temperatur, zum Beispiel 25° C, 30°C, 40°C, 45°C etc. vorliegen.
Um Säure wie die HF von der Oberfläche des Substrats zu entfernen, strömt das ultragereinigte DI Wasser in der Hauptkammer (oder das Gefäß) über das Substrat und kaskadenförmig in einen Abzug. Die DI Wasser-Kaskade trägt überschüssige Säure in den Abzug und reduziert die Säurekonzentration in dem Gefäß.
Wahlweise kann das DI Wasser in dem Gefäß durch sein Einleiten (Schritt 440) in einen Bodenabzugsschacht entfernt werden. Vorteilhaft ist der Einleitungsschritt ein teilweises Abziehen und nicht ein komplettes Ableiten/Entfernen des DI Wassers. Während des Entfernens des DI Wassers ersetzt ein ultrareines Gas (nicht-reaktiv) das DI Wasser. Ein typisches Gas hierfür umfaßt gefilterten Stickstoff und andere. Das gefilterte Gas ist ebenfalls ultrarein, zum Beispiel im wesentlichen frei von Partikeln.
Nach Ersetzen des DI Wassers durch das saubere Gas fließt sauberes DI Wasser von der DI Wasserquelle in die Hauptkammer, um den Oberflächenbereich des Substrats zu bedecken. Diese vorerwähnten Schritte können wiederholt werden (Zweig 445), und zwar allein oder in Kombination, bis im wesentlichen keine Restsäure mehr auf dem Substrat vorhanden ist (Schritt/Prüfung 442).
Wenn die Restsäure im wesentlichen von dem Substrat entfernt worden ist, wird ein Trägergas, umfassend eine Reinigungssteigerungssubstanz (zum Beispiel eine Spurenmenge einer polaren organischen Verbindung, Helium, Kohlendioxid etc.) eingeführt (Schritt 450), und dieses mischt sich mit ultrareinem nicht-reaktiven Gas und ersetzt das DI Wasser. In einer Ausführungsform umfaßt die Spur der polaren organischen Verbindung in den Gasen eine Konzentration, die von ungefähr 1.000 ppm und weniger bis zu ungefähr 500 ppm und weniger reicht. Die polare organische Verbindung kann auch in anderen Konzentrationen vorliegen, aber sie ist im allgemeinen nicht gesättigt oder überhitzt. Das Trägergas ist vorzugsweise ultrareiner Stickstoff mit einer Spur einer polaren organischen Verbindung wie Isopropylalkohol, Diacetonalkohol, 1-Methoxy-2-Propanol und andere. Das Trägergas ist ebenfalls im wesentlichen frei von Partikeln von ungefähr 0,20 Mikron bis ungefähr 0,15 Mikron und ist bevorzugt frei von Partikeln von ungefähr 0,1 Mikron oder weniger. Für eine übliche Charge Substrate in einem herkömmlichen Substratgefäß beträgt die verwendete Menge an polarer organischer Verbindung vorzugsweise weniger als 1 ml.
Die Spur der polaren organischen Verbindung wird erzeugt, indem Trägergas blasenförmig in eine Flüssigkeitslösung der polaren organischen Verbindung eingebracht wird. Insbesondere wird die polare organische Verbindung hergestellt, indem man kalten oder heißen Stickstoff durch eine Lösung der polaren organischen Verbindung bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 3 Kubikfuß pro Minute oder weniger strömen läßt. Das Trägergas, das die polare organische Verbindung umfaßt, mischt sich dann mit entweder kaltem Stickstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 5 Kubikfuß pro Minute (14 × 10^–2 m³/min.) und weniger, oder heißem Stickstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 10 Kubikfuß/Min. (28 × 10^–2 m³/min.) und weniger. Die Temperatur solch heißen Stickstoffträgergases liegt bei ungefähr 70°F (21°C) und höher, aber nicht höher als 250°F (121°C), und liegt bevorzugt bei ungefähr 185°F (80°C) und weniger. Indem man das Stickstoffgas mit dem Trägergas, das die polare organische Verbindung enthält, mischt, wird die polare organische Verbindung im wesentlichen in der Hauptkammer verdünnt (oder ein nicht-gesättigter Dampf).
Das gemischte Trägergas, das die polare organische Verbindung und nicht-reaktives Gas umfaßt, tritt mit dem an dem Wafer anhaftenden DI Wasser in Berührung, das mit langsamer Geschwindigkeit abgezogen wird. Dadurch besteht die Neigung, Partikel von einem solchen Substrat zu entfernen. Ein Trägergas, das Isopropylalkohol, 1-Methoxy-2-Propanol, Di-Acetonalkohol oder andere polare organische, mit nicht-reakivem Gas gemischte Lösemittel enthält, ersetzt das DI Wasser bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 4 mm/sec oder weniger, und zwar gemessen von der Substratfläche her, und liegt vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 mm/sec und weniger.
Die Spur der polaren organischen Verbindung soll einen wesentlichen Teil der Flüssigkeit auf der Substratoberfläche durch einen Konzentrationsgradienten oder einen Massenübertragungseffekt, zum Beispiel Marongoni-Strömung, entfernt werden. Dieser Effekt neigt dazu, die Strömung der Flüssigkeit von der Substratoberfläche durch Verwendung eines Lösemittels ober irgendeiner Reinigungssteigerungssubstanz zu erhöhen, aber entfernt keineswegs alle Flüssigkeit von der Substratoberfläche. Es wird allgemein angenommen, daß die Spur der polaren organischen Verbindung in dem Gas den Winkel des Flüssigkeitsmeniskus auf der Substratfläche ändert, um die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, die an der Substratfläche haftet, zu verringern, wodurch der Fluidstrom von dieser gesteigert wird. Es wird ebenfalls allgemein angenommen, daß die Spurenmenge der polaren organischen Verbindung die an der Substratfläche haftende Flüssigkeit dotiert, um den Konzentrationsgradienten der polaren organischen Verbindung in der anhaftenden Flüssigkeit zu veranlassen, die Fluidströmung der anhaftenden Flüssigkeit von der Substratfläche weg zu beschleunigen. Insbesondere bildet die polare organische Verbindung einen Konzentrationsgradienten entlang einer Grenzlage der an der Substratoberfläche haftenden Flüssigkeit, was die Fluidströmung davon weg erleichtert. Diese Fluidströmung zieht irgendwelche Partikel von der Substratfläche weg oder nimmt diese mit. Diese Partikel sind geringer als ungefähr 0,5 Mikron im Durchmesser oder bevorzugt 0,2 Mikron im Durchmesser oder noch bevorzugter 0,1 Mikron im Durchmesser. Vorzugsweise wird das Trägergas ebenfalls nicht erhitzt, sondern liegt bei Raumtemperatur, zum Beispiel 18 bis 22,5°C, vor.
Bei bestimmten Ausführungsformen bleibt noch eine dünne Grenzlage Flüssigkeit auf der Substratfläche, nachdem die Flüssigkeit aus der Kammer entfernt ist. Diese Grenzlage reicht häufig von ungefähr 1.000 Å oder weniger und macht vorzugsweise 500 bis ungefähr 50 Å aus und liegt noch bevorzugter bei ungefähr 100 Å und weniger. Bei einer Ausführungsform, bei der Isopropylalkohol als polare organische Verbindung verwendet wird, macht die Grenzlage ungefähr 500 Å und weniger aus. Bei einer Ausführungsform, die 1-Methoxy-2-Propanol verwendet, liegt die Grenzlage bei ungefähr 100 Å und weniger. Ein weiterer Trocknungsschritt kann eingesetzt werden, um eine solche Grenzlage zu verdampfen.
Bei wahlweisen Ausführungsformen ist das Gas (d. h. ultrareines Gas) im wesentlichen frei von irgendwelchen polar-organischen Verbindungen, organischen Verbindungen oder dergleichen. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen ersetzt das Gas das DI Wasser (Schritt 450), das abgezogen wird, wobei Wasser von der Oberfläche des Substrats entfernt wird, und bewirkt auch das Entfernen von Partikeln von solchem Substrat über das DI Wasser. Das Gas ersetzt das DI Wasser bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,50 mm/ sec oder weniger, gemessen von der Substratfläche her, und liegt vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 1,25 mm/sec und weniger und ist noch bevorzugter bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,60 mm/sec oder weniger. Bei solchen Ausführungsformen verwendet die vorliegende Erfindung im wesentlichen keine schädlichen Lösemittel oder dergleichen, und das ganze ist daher noch sicherer, wirkungsvoller und ökonomischer.
Es wird an dem Substrat und Träger zum weiteren Trocknen, sofern notwendig, ein Trocknungsschritt (Schritt 460) durchgeführt. Der Trocknungsschritt entfernt im wesentlichen alle Flüssigkeitströpfchen, die an Oberflächen haften, wie den Substratkanten, Trägerkanten und dergleichen. Bei einer Ausführungsform erfolgt das Trocknen durch Impulsströmungstrocknen. Der Schritt des Impulsströmungstrocknens erfolgt mittels eines Hochgeschwindigkeitsströmungsgeräts 600, das in 6, 6A und 6B dargestellt ist. Das Hochgeschwindigkeitsströmungsgerät kann in die vorliegende Spülkammer 200 neben anderen Systemen eingepaßt sein. Das Hochgeschwindigkeitsströmungsgerät umfaßt eine Mehrzahl Düsen 601, die über den Substratträger 242 gerichtet sind. Der Substratträger 242 umfaßt eine Mehrzahl Substrate 244, die jeweils Restmengen an Flüssigkeit an ihren Rändern aufweisen. Jedes Substrat kann ein Flüssigkeitsvolumen im Bereich von ungefähr 1,0 ml bis ungefähr 0,2 ml haben, aber dieser Wert liegt vorzugsweise geringer als ungefähr 0,5 ml. Die Mehrzahl Düsen 601 wird durch einen ersten Satz Düsen 603 (erster Düsensatz), einen zweiten Satz Düsen 605 (zweiter Düsensatz) und weitere bestimmt.
Der erste Düsensatz 603 ist auf die Vorderseite 607 der Substrate 244 gerichtet. Der erste Düsensatz führt das Trocknungsfluid an den Substratkanten 609 benachbart zu den Substratträgerseiten 246. Das Trocknungsfluid kann jedes geeignete Fluid sein, mit dem man Flüssigkeit von den Substratkanten und Substratflächen entfernen kann. Das Trocknungsfluid ist vorzugsweise ultrareiner Stickstoff und dergleichen, aber kann ebenfalls eine Vielfalt anderer Gase oder gasförmiger Mischungen sein. Der erste Düsensatz umfaßt vorzugsweise wenigstens zwei Düsen, von denen jede an einer Stelle geeignet plaziert ist, um Trocknungsfluid zu den Substratkanten 609 benachbart den Substratträgerseiten zu führen. Im ersten Düsensatz ist eine erste Düse A1 611 auf die Substratkanten 609 an einer Seite des Substratträgers gerichtet, und eine zweite Düse A2 615 ist auf die Substratkanten 609 an der anderen Seite des Substratträgers gerichtet.
Der zweite Düsensatz 605 ist auf die Rückseite 619 der Substrate 244 gerichtet. Der zweite Düsensatz richtet Trocknungsfluid auf die Substratkanten 609 benachbart den Substratträgerseiten 246. Der zweite Düsensatz umfaßt vorzugsweise wenigstens zwei Düsen, von denen jede an einer geeigneten Stelle plaziert ist, um Trocknungsfluid zu den Substratkanten benachbart zu den Substratträgerseiten hin zu richten. Bei dem zweiten Düsensatz ist eine erste Düse B1 621 auf die Substratkanten an einer Seite des Subtratträgers gerichtet, und eine zweite Düse B2 625 ist auf die Substratkanten an der anderen Seite des Subtratträgers gerichtet.
Die Düse kann irgendeine geeignete Düse sein, die es ermöglicht, daß das Trocknungsfluid über die Substratkanten fließt und Flüssigkeit davon entfernt, wie dies durch die Fluidströmungsverteilungsmuster- in 7 und 8 gezeigt ist. 7 stellt ein vereinfachtes Seitenansichtsschaubild des Geräts der 6 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Wie gezeigt, richten die Düsen A1, A2, B2 und B3 Trocknungsfluid auf die Substratkanten (nicht gezeigt), um vorzugsweise den inneren Oberflächenbereich des Substratträgers 242 zu bedecken. Wahlweise kann das Gerät ebenfalls zusätzliche Düsen C1 und C2 umfassen. Düsen C1 und C2 sind auf die Substratträgervorder- und -rückseiten gerichtet.
8 stellt eine vereinfachte Vorderansichtsdarstellung der Düsen A1 und A2 für das Gerät der 6 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Düsen A1 und A2 richten Trocknungsfluid auf die Substratkanten entlang eines Vorderabschnitts der Substrate. Die Düse ist vorzugsweise eng und lang, um eine Fluidströmung bei hoher Geschwindigkeit zu erzeugen und die gewünschte Zahl an Substraten zu bedecken. Jede Düse erzeugt eine Fluidströmung von beispielsweise Stickstoffgas, die im Bereich von ungefähr 250 bis ungefähr 350 Standardkubikfuß pro Stunde liegt, und liegt vorzugsweise bei ungefähr 300 Standardkubikfuß pro Stunde. Der Druck des Stickstoffgases an der Düsenöffnung liegt im Bereich von ungefähr 80 bis ungefähr 90 psia und beträgt bevorzugt ungefähr 85 psia. Eine Düse A1 umfaßt ebenfalls eine Öffnung 669, die eine Breite von ungefähr 0,025 Zoll und eine Höhe von ungefähr 0,375 Zoll 673, wie in 6A und 6B dargestellt, aufweist. Wie gezeigt, stellt 6A eine vereinfachte quergeschnittene Seitenansicht der Düse dar, und 6B stellt eine vereinfachte quergeschnittene Vorderansicht der Düse dar. Die Düsenöffnung 601 umfaßt einen Winkel θ, der im Bereich von ungefähr 20 Grad bis ungefähr 80 Grad, aber bevorzugt bei ungefähr 75 Grad und weniger liegt. Der Winkel θ kann ebenfalls durch einen ersten Winkel θ₁ und einen zweiten Winkel θ₂ bestimmt sein. Der erste Winkel kann von dem zweiten Winkel unterschiedlich sein, aber er kann auch genauso groß sein. Natürlich können andere Strömungsgeschwindigkeiten, Drücke und Düsenabmessungen verwendet werden, und zwar je nach dem speziellen Verwendungsfall.
Jede Düse ist so positioniert, daß sie Trocknungsfluid auf die Substratkanten und Abschnitte der Substratoberfläche richtet. Die Düse ist auf eine innere Kante des Substratträgers ausgerichtet, um die Entfernung von Flüssigkeit zwischen den Substratkanten und den Trägerseiten zu fördern. Die Düse ist definiert zwischen ungefähr 0,5 Zoll bis ungefähr 2 Zoll von der Außenseite des Substratträgers. Die Düse ist in einem Winkel von ungefähr 5° bis ungefähr 85° plaziert und vorzugsweise von einer Linie senkrecht zur Substratoberfläche von ungefähr 45°. Natürlich hängt der genaue Winkel von der speziellen Verwendungsform ab.
Das Trocknen erfolgt, indem man Trocknungsfluid von dem ersten Düsensatz und dem zweiten Düsensatz in wechselnder Abfolge gegen die Substratkanten und Abschnitte der Substratoberflächen richtet. Beispielsweise schickt die erste Düse einen Impuls Trocknungsfluid gegen die Substratkanten und Abschnitte der vorderen Substratflächen aus, und sodann sendet der zweite Düsensatz einen Impuls Trocknungsfluid von der entgegengesetzten Richtung gegen die Substratkanten und Teile der rückwärtigen Substratoberfläche aus. Das Trocknungsfluid pulsiert von dem ersten Düsensatz und dem zweiten Düsensatz abwechselnd, bis keine Flüssigkeit mehr an den Substratkanten verbleibt.
Beim Entfernen von Wasser von den Substratkanten hat der zweite Düsensatz eine Impulsdauer, die länger als die Impulsdauer des ersten Düsensatzes ist. Wasser haftet an der Rückseite des Substrats und den Substratkanten an einem herkömmlichen Halbleiterwafer mit größerer Anziehungskraft als an der Vorderseite des Substrats. Demgemäß ist es häufig bevorzugt, eine Impulsdauer am zweiten Düsensatz zu haben, der wenigstens zweimal länger als die Impulsdauer des ersten Düsensatzes ist. Die Impulsdauer am zweiten Düsensatz kann ebenfalls dreimal länger und mehr als die Impulsdauer an dem ersten Düsensatz sein. Die Impulsdauer für den ersten Düsensatz liegt im Bereich von ungefähr 1 bis 3 Sekunden und größer, und die Impulsdauer für den zweiten Düsensatz rangiert von ungefähr 2 bis 6 Sekunden und darüber. Die Anzahl der Impulse ist bevorzugt größer als 5 für jede Substratseite für eine Gesamtheit von ungefähr 30 Sekunden einer Gesamtimpulszeit. Natürlich können auch andere ausgewählte Impulse in den ersten und zweiten Düsensätzen ausgeführt werden, was ganz von der speziellen Verwendung abhängt.
Wahlweise folgt dem Impulsstromtrocknen ein Strömen heißen Stickstoffgases über den Substratträger (Schritt 470). Das heiße Stickstoffgas ist ultrareines Stickstoffgas bei einer Temperatur von ungefähr 70°F (21°C) und ist bevorzugt höher als 150°F (66°C), aber nicht höher als 200°F (93°C). Die Kombination heißen Stickstoffs und eines Impulsströmungstrocknens reduziert die tatsächliche Trocknungszeit um ungefähr die Hälfte, verglichen mit dem Trocknen allein mittels heißen Stickstoffes und dergleichen. Wahlweise kann ein Trocknungsgas wie Stickstoff allein verwendet werden, um den Wafer zu trocknen. Natürlich können auch andere Trägergase und Kombinationen davon verwendet werden, was ganz von der besonderen Anwendungsform abhängt.
9 ist ein vereinfachtes Schaubild einer wahlweisen Ausführungsform des Hochgeschwindigkeitsstömungsgerätes 900 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Hochgeschwindigkeitsströmungsgerät umfaßt eine Mehrzahl Düsen 901, die über einen Substratträger 242 ausgerichtet sind. Der Substratträger 242 umfaßt eine Mehrzahl Substrate 244 (nicht gezeigt), von denen jedes Restmengen an Flüssigkeit an seinen Kanten aufweist. Jedes Substrat kann ein Flüssigkeitsvolumen im Bereich von ungefähr 1,0 ml bis ungefähr 0,2 ml haben, aber liegt bevorzugt unter ungefähr 0,375 ml. Die Mehrzahl Düsen 901 wird definiert durch einen ersten Satz Düsen 903 (erster Düsensatz), einen zweiten Satz Düsen 905 (zweiter Düsensatz), einen dritten Satz Düsen 907 (dritter Düsensatz), einen vierten Satz Düsen 909 (vierter Düsensatz) und weitere.
Die Düsen sind an ausgewählten Stellen, den Substratträger und insbesondere die in dem Substratträger angeordneten Substrate umgebend, plaziert. Der erste Düsensatz A1, A2 ist an einem Ende 908 des Substratträgers, den Substratflächen zugewandt, angeordnet, und der zweite Düsensatz B1, B2 ist am anderen Ende 901 des Subtratträgers, der Rückseite der Substrate zugewandt, plaziert. Der dritte Düsensatz umfaßt Düsen A3, A4, die einander zugewandt und benachbart an ersten Abschnitten 911 der Substratträgerkanten angeordnet sind. Der vierte Düsensatz umfaßt Düsen B3, B4, die ebenfalls einander zugewandt und benachbart einem zweiten Abschnitt 913 der Substratträgerkanten angeordnet sind. Die Anordnung jeder Düse ist ähnlich der vorhergehenden Ausführungsform, aber jede Düse deckt weniger Bereich als bei der vorherigen Ausführungsform ab.
Beim Entfernen von Restwasser von den Substraten wird jeder Düsensatz in einem ausgewählten Muster pulsiert. Beispielsweise beginnt das Impulsmuster durch Pulsieren von Trocknungsfluid an Düsen A1, A2, gefolgt von Düsen A3, A4, gefolgt von Düsen B1, B2, gefolgt von Düsen B3, B4, und die Abfolge wiederholt sich so oft wie nötig, um im wesentlichen alles Wasser von dem Substrat zu entfernen. Wahlweise beginnt das Impulsmuster bei Düsen B3, B4, gefolgt von Düsen B1, B2, gefolgt von Düsen A3, A4, gefolgt von Düsen A1, A2, und die Abfolge wiederholt sich dann so oft wie nötig, um im wesentlichen alles Wasser von dem Substrat zu entfernen.
Bevorzugt folgt auf das Impulstrocknen das Überströmen heißen Stickstoffgases über den Substratträger. Das heiße Stickstoffgas ist ultrareines Stickstoffgas mit einer Temperatur von ungefähr 70°F (21°C) und von bevorzugt mehr als 150°F (66°C), aber nicht höher als 200°F (93°C). Das heiße Stickstoffgas strömt über die Substrate während eines Zeitabschnittes von mindestens 30 sec und mehr oder bevorzugt 50 sec und mehr. Die Kombination heißen Stickstoffs und Impulstrocknens reduziert die tatsächliche Trocknungszeit um ungefähr eine Hälfte, verglichen mit dem Trocknen allein mittels heißen Stickstoffs und dergleichen. Der Impulstrocknungsschritt entfernt oder verdampft Flüssigkeit von der Grenzlage. Das Impulstrocknen entfernt oder verdampft ebenfalls Flüssigkeit an den Rändern des Substrats. Wahlweise kann heißes Stickgas allein verwendet werden, um den Wafer zu trocknen. Natürlich können auch andere Trägergase und Kombinationen davon verwendet werden, was von der speziellen Anwendung abhängt.
Ein weiteres Verfahren zum Spülen und Trocknen mit HF geätzten Substrats umfaßt eine ausgewählte Abfolge der vorerwähnten Schritte. Eine Lösung an HF ätzt Silikondioxid von dem Halbleitersubstrat. Um das Ätzen zu unterbinden, wird das Substrat schnell in ultrareines DI Wasser in einem Gefäß eingetaucht. Nach dem Eintauchen des geätzten Substrats in DI Wasser wird das Gefäß mit gefiltertem Stickgas gereinigt. Das Stickstoffgas fließt in einer Menge, die von ungefähr ein Kubikfuß pro Minute bis ungefähr 10 Kubikfuß pro Minute reicht und vorzugsweise bei ungefähr 2 Kubikfuß/Min. liegt.
Um weiterhin Säure von dem Substrat abzuspülen und zu entfernen, fließt DI Wasser an dem Substrat vorbei und kaskadenförmig von einem oberen Abschnitt des Gefäßes in einen Abzug, um das Substrat kaskaden- oder stufenförmig zu spülen. Dem Kaskadenspülen folgt ein schnelles Ableiten. Vorzugsweise erfolgt das schnelle Entleeren bei einer Geschwindigkeit, bei der das Flüssigkeitsniveau schneller als mit ungefähr 20 mm/sec, gemessen von der Substratfläche her, fällt. Während des schnellen Entleerens ersetzt sauberes Stickstoffgas das DI Wasser, wodurch jegliche Oxidation des Substrats durch die Luft verhindert wird. Sauberes DI Wasser füllt dann das Gefäß und ersetzt den Stickstoff, um das Substrat wieder in DI Wasser einzutauchen.
Sodann ersetzt eine Kombination eines Trägergases, umfassend eine Reinigungsverbesserungssubstanz, gemischt mit ultrareinem nicht-reaktivem Gas, langsam das DI Wasser, um im wesentlichen sämtliche Säure von dem Substrat abzureinigen. Die Stufe des Langsam ersetzens beseitigt im wesentlichen jegliches Wasser von den Substraträndern (ein Meniskus). Nach einer weiteren Abfolge schnellen DI Wasserfüllens und teilweisen Entleerens ersetzt eine weitere gasförmige Mischung, umfassend Trägergas und Reinigungsverbesserungssubstanz, das DI Wasser. Im wesentlichen wird dabei sämtliches Wasser von dem Substrat entfernt. Die Reinigungsverbesserungssubstanz vermindert die Oberflächenspannung der Flüssigkeit auf dem Substrat, um den Fluidstrom davon zu verbessern. Während des Entfernens der Flüssigkeit zieht diese Partikel von den Substratoberflächen ab, wodurch das Substrat gereinigt wird. Um das Substrat und den Träger weiter zu reinigen, wird warmer oder heißer Stickstoff pulsierend in den Behälter eingegeben. Der Stickstoff umfaßt eine Temperatur, die im Bereich von ungefähr 70°F (21°C) bis ungefähr 250°F (121°C) liegt.
Wie zuvor bemerkt, verwenden wahlweise einzusetzende Ausführungsformen ein Gas ohne irgendeine polare organische Verbindung oder dergleichen, um das DI Wasser zu ersetzen. Bei solchen Ausführungsformen ersetzt das Gas das DI Wasser bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,50 mm/sec oder weniger, von der Substratfläche her gemessen, und vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 1,25 mm/sec und weniger, und besonders bevorzugt bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,80 mm/sec oder weniger. Das Gas ohne irgendwelche polare organische Verbindungen oder dergleichen kann auch Stickstoff bei einer Temperatur sein, die von ungefähr 70°F (21°C) bis ungefähr 250°F (121°C) reicht. Um Substrat und Träger weiter zu trocknen, wird warmer oder heißer Stickstoff pulsierend in das Behältnis eingeführt. Der Stickstoff hat eine Temperatur, die von ungefähr 70°F (21°C) bis ungefähr 250°F (121°C) reicht.
Die vorerwähnten Verfahren umfassen auch die Verwendung einer bestimmten Substratstütze oder einer Substratträgerstütze, um eine dochtartige (kapillare) Ansaugwirkung oder ein Einziehen von Flüssigkeit weg von dem Substrat und dem Träger zu verbessern. Beispielsweise umfaßt die Substratstütze eine Messerschneide/-kante, die die Substrate und insbesondere die Substratbodenränder anhebt, um eine Ansammlung von Wasser an den Substraträndern zu verhindern. Die Substratträgerstütze saugt (dochtartig) oder zieht das Wasser von der Oberfläche des Substratträgers ab und verursacht auf einen solchen Träger auch ein leichtes Kippen gegen die Horizontale.
Das leichte Kippen des Substratträgers kippt zugleich die Substrate, was dazu führt, sie vom Aneinanderhaften abzuhalten. Wie zuvor bemerkt, reichern zusammenhaftende Sub strate häufig Wasser zwischen sich an. Die Ansammlung von Wasser führt ebenfalls zum Ansammeln von Partikeln, die in dem Wasser sein können. Indem man das Wasser und die Partikel von dem Substrat entfernt, sorgt das vorliegende Verfahren für höhere Ausbeuten der Einrichtung an typischen Halbeitersubstraten.
10A–10B sind vereinfachte Querschnittsansichten eines Substratträgers 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser Substratträger ist für eine Diskette 1001 oder dergleichen bestimmt. Der Substratträger umfaßt eine untere Stützstrebe 1005, eine obere Stützstrebe 1003 und eine Mehrzahl zentraler Stützstreben 1011, 1013 und 1015. Die Stützstreben stützen oder halten die Diskette 1001 an ihrer richtigen Stelle. Die Diskette ist häufig ein flacher, kreisförmiger Gegenstand mit einer Öffnung im Zentralbereich. Die Diskette kann aus annähernd jeder Art von Material wie Metall, Kunststoff und anderen hergestellt sein. Diese Diskette hat einen inneren Umfang 1009, einen äußeren Umfang 1007, eine Fläche 1008 sowie weitere Elemente. In dieser Ausführungsform sind innerer Umfang 1009 und äußerer Umfang 1007 kreisförmig ausgebildet. Die Form kann aber ebenfalls quadratisch, rechteckig oder dergleichen sein. Die Oberfläche ist im wesentlichen eben, aber sie kann auch kleine Erhebungen/Vertiefungen darauf haben. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Fläche auch porös sein.
Die Stützstreben haben ebenfalls Messerschneiden/-ränder 1017, die Fluid oder Flüssigkeit weg von der Diskette ziehen, indem sie die Oberflächenspannung des Fluids oder der Flüssigkeit, die an der Diskette haften, brechen. Typischerweise reichert sich Fluid oder Flüssigkeit entlang der Ränder des inneren und äußeren Umfangs an. Die Stützstreben sind so angeordnet, daß sie die Peripherie der Diskette umgeben, um Fluid gleichmäßig von der Diskette abzuziehen. Vorzugsweise sind die Stützstreben zueinander in relativ gleichen Abständen beabstandet.
Die zentralen Stützstreben sind durch 10B dargestellt. Die zentralen Stützstreben umfassen die oberen zentralen Stützstreben 1013, 1015 und die untere zentrale Stützstrebe 1011. Vorzugsweise hat jede der Stützstreben eine Messerschneide 1017 oder Erhebungen darauf. Die Erhebungen haben äußere abgeschrägte Abschnitte 1021, 1023, einen tieferen Zentralabschnitt 1025 und einen höheren Zentralabschnitt 1027. Bevorzugt ist der untere Zentralabschnitt definiert als ein tieferer Bereich, in dem die abgeschrägten Abschnitte einander treffen. Der obere Zentralabschnitt ist definiert als ein höherer Bereich, an dem die abge schrägten Abschnitte einander treffen. Ein Winkel θ₁, der den tieferen Zentralabschnitt zwischen den abgeschrägten Abschnitten definiert, reicht von ungefähr 85 bis ungefähr 150° und macht vorzugsweise ungefähr 90 bis ungefähr 120° aus. Ein Winkel θ₂, der den oberen zentrischen Abschnitt zwischen den abgeschrägten Abschnitten definiert, reicht von ungefähr 85 bis ungefähr 150° und ist vorzugsweise ungefähr 90 bis ungefähr 120°. Die Winkel θ₁, θ₂ sind ausgewählt, um Flüssigkeit oder Fluid von der Diskette wegzuziehen, wodurch die Fluidströmung oder das Trocknen verbessert werden.
Eine der zentralen Stützstreben ist in y-Richtung einstellbar. In dieser Ausführungsform stellt die obere zentrale Stützstrebe 1015 ihre Lage entlang der y-Achse ein. Diese Einstellung ermöglicht es so der oberen zentralen Strebe, fest an dem inneren Umfang 1009 der Diskette 1001 anzugreifen und diesen zu halten. Der Angriff der zentralen Stützstreben an dem inneren Umfang der Diskette zieht Restfluid an den Ränder des inneren Umfangs entlang jeder zentrischen Stützstrebe ab. Vorzugsweise ist die obere zentrale Stützstrebe ebenfalls in x-Richtung einstellbar. Noch bevorzugter ist jede der zentralen Stützstreben in sowohl x-Richtung als auch y-Richtung in der gleichen Ebene einstellbar. Die Einstellung ermöglicht es den zentralen Stützstreben, an dem inneren Umfang der Diskette anzugreifen.
Die zentrale Stützstrebe kann aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, aber ihre Oberfläche ist vorzugsweise hydrophil, um Wasser weg von der Diskette (siehe Pfeile) zu ziehen. Die Oberfläche kann aus Metall wie rostfreiem Stahl, Stahllegierungen oder anderen hergestellt werden. Die Oberfläche kann ebenfalls aus Kunststoff, Glas, Quarz oder dergleichen bestehen. Das Material muß nur genügend Festigkeit hinsichtlich Dauerhaftigkeit, chemischer Widerstandsfähigkeit und struktureller Integrität aufweisen. Natürlich hängen Art des verwendeten Materials und seine Oberfläche von der Verwendungsform ab.
11A–11F sind vereinfachte Schaubilder einer weiteren möglichen Ausführungsform 1100 eines Substratträgers gemäß der vorliegenden Erfindung. 11A ist eine Seitenansicht des Substratträgers 1100. Der Substratträger umfaßt eine Mehrzahl Wandungen 1101 und eine Mehrzahl Substrate 1102, die dazwischen angeordnet sind. Die Substrate können fast irgendeine Art von Substrat wie ein Halbleiterwafer oder dergleichen sein. Natürlich hängt die Art des verwendeten Substrats von der besonderen Verwendungsform ab. Allgemein sammelt sich Flüssigkeit an den Rändern des Substrats nach dem Reinigen oder Entfernen von Flüssigkeit von den Substratoberflächen ab.
Ebenfalls ist eine Mehrzahl unterer Substratstützen 1106, 1108 und eine obere Substratstütze 1104 gezeigt. Jede der Substratstützen weist Messerschneiden bzw. -kanten 1107 auf, die entlang der Ränder des Substrats angreifen und verwendet werden, um Fluid oder Flüssigkeit von den Substraträndern abzuziehen. Wie zuvor bemerkt, brechen die Messerkanten die Oberflächenspannung des Fluids an den Substraträndern und ziehen solches Fluid häufig mit Partikeln davon ab. Dieses führt dazu, daß restliches oder ungewünschtes Fluid von dem Substrat und insbesondere den Substraträndern abgezogen wird.
Durch 11B ist eine Vorderansicht-Darstellung des Substratträgers 1100 gezeigt. Die Vorderansicht-Darstellung umfaßt das Substrat 1102 mit einer Fläche 1112 und Substraträndern 1111 (oder einer äußeren Peripherie). Drei untere Substratstützen 1106, 1108 sind nahe dem Bodenabschnitt des Substrat 1102 angeordnet. Die untere Substratstütze 1106 ist an einem zentralen Bodenabschnitt des Substrats angeordnet und befindet sich rechtwinklig zur x-Richtung. Die unteren Substratstützen 1108 sind senkrecht zur x-Richtung an einem oberen Bodenabschnitt des Substrats angeordnet. Diese Substratstützen sind entlang der Bodenfläche des Substrats angeordnet, um solche Substrate zu stützen und Restflüssigkeit von den Substraträndern abzuziehen. Die obere Substratstütze 1104 ist senkrecht zur x-Richtung angeordnet und steht mit einem oberen Zentralabschnitt des Substrats in Eingriff. Bevorzugt befindet sich der obere Zentralabschnitt in y-Richtung in Ausrichtung mit der unteren Substratstütze 1106, aber er kann sich auch an anderen Stellen befinden. Vorzugsweise steht die obere Substratstütze 1104 in festem Eingriff mit dem oberen Zentralabschnitt des Substrats. Diese obere Substratstütze 1104 bricht die Oberflächenspannung des Fluids an den Substraträndern und zieht solches Fluid ab, wodurch das Trocknen des Substrats verbessert wird.
11C und 11D zeigen eine Draufsicht-Darstellung des Substratträgers bzw. eine Bodenansicht-Darstellung des Substratträgers. Wie gezeigt, ist die obere Substratstütze 1104 über einem Zentralabschnitt der Substrate entlang der z-Richtung angeordnet. Bodensubstratstützen 1106, 1108 laufen parallel zueinander in z-Richtung. Diese Substratstützen sind zueinander gleichmäßig beabstandet angeordnet. Wahlweise können die obere Substratstütze und die Bodensubstratstütze auch an anderen Stellen vorgesehen sein.
11E und 11F zeigen ein Beispiel einer Substratstütze gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Substratstütze kann irgendeine der obigen Substratstützen 1104, 1106 und 1108 sein. Die Substratstütze 1117 umfaßt einen ausgeschnittenen Abschnitt, der mit einer Seite 1115 des Substratträgers in Eingriff tritt. Dieser ausgeklinkte Abschnitt der Substratstütze kann an jeglichen herkömmlichen Substratträger zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung angepaßt werden. Ein An- bzw. Eingriff zwischen der Substratstütze 1117 und der Seite 1115 kann jedoch auch dadurch stattfinden, daß man andere Techniken wie Schweißen, Kleben oder andere Eingriffs- bzw. Verbindungmittel benutzt.
Die Substratstütze kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, aber ihre Oberfläche ist vorzugsweise hydrophil, um Wasser von dem Substrat wegzuziehen (siehe die Pfeile). Die Oberfläche kann aus Metall wie rostfreiem Stahl, Stahllegierungen und anderen hergestellt sein. Die Oberfläche kann auch aus Kunststoff, Glas, Quarz oder dergleichen hergestellt sein. Das Material muß genügend stark bzw. beständig hinsichtlich Dauerhaftigkeit, chemischem Widerstand und struktureller Integrität sein. Natürlich hängen die Art des verwendeten Materials und seine Oberfläche von dem Verwendungszweck ab.
Jede der Stützstreben trägt eine Messerschneide 1107 oder kammartige Erhöhungen. Diese Erhöhungen haben äußere abgeschrägte Abschnitte 1121, 1123, einen tieferen Zentralabschnitt 1125 und einen höher liegenden Zentralabschnitt 1127. Vorzugsweise ist der untere Zentralabschnitt an einem tiefer liegenden Bereich definiert, an dem sich die abgeschrägten Abschnitte treffen. Der obere Zentralabschnitt ist an einem höher liegenden Bereich bestimmt, an dem sich die abgeschrägten Abschnitte treffen. Der Winkel θ₁, der den tieferen Zentralabschnitt zwischen den abgeschrägten Abschnitten bestimmt, liegt im Bereich von ungefähr 85 bis ungefähr 150° und vorzugsweise bei ungefähr 90 bis ungefähr 120°. Der Winkel θ₂, der den oberen Zentralabschnitt zwischen den abgeschrägten Abschnitten bestimmt, liegt im Bereich von ungefähr 85 bis ungefähr 150° und beträgt vorzugsweise ungefähr 90 bis ungefähr 120°. Die Winkel θ₁, θ₂ sind so ausgewählt, daß sie Flüssigkeit oder Fluid weg von der Diskette ziehen, wodurch die Fluidströmung oder das Trocknen verbessert werden.
Zusätzlich tritt das vorstehend beschriebene Reinigungsverfahren ohne Bewegung des Substrats auf. In der Tat bleibt der Substratträger nach seinem Eintauchen und während des Trocknens, des Kaskadenspülens und weiterer Schritte im wesentlichen stationär. Aufgrund der geringeren Bewegung hat das System weniger mechanische Teile und kann häufig leichter verwendet und gewartet werden, als dies bei bestimmten Systemen des Standes der Technik der Fall ist.
Weiterhin ist die Menge der verwendeten polaren organischen Verbindung für jede Substratcharge typischerweise geringer als ein Bruchteil eines Milliliters. Die Verwendung von weniger organischen Verbindungen ist häufig gegenüber den hochentflammbaren Verfahren des Standes der Technik des Trocknens eines Substrats mittels beispielsweise IPA bevorzugt. Bei bestimmten Ausführungsformen werden keine polaren organischen Verbindungen oder dergleichen verwendet. Demgemäß ist das vorliegende Verfahren weniger risikoreich als bestimmte Verfahren des Standes der Technik sowohl im Hinblick auf die Gesundheit als auch auf die Umwelt.
Die vorstehend erwähnten Ausführungsformen werden ebenfalls bei anderen ausgewählten Halbleiterherstellungsverfahrensstufen verwendet. Bei einer Ausführungsform tritt die Reinigungstechnik in (sogenannten) „pre-gate" Oxidreinigungen auf. Pre-gate-Oxidreinigungen wurden wegen der Empfindlichkeit einer Gateoxidlagenbildung allgemein nicht durchgeführt. D. h., es wurden herkömmlich keine Pre-gate-Oxidreinigungen vorgenommen, und zwar wegen der Einführung von Partikeln auf das Halbleitersubstrat. Die vorliegende Technik entfernt jedoch tatsächlich irgendwelche Partikel, die auf den Oberflächen des Substrats verbleiben, bevor eine Gateoxidlagenbildung stattfindet, wodurch die allgemeine Qualität der Gateoxidlage verbessert wird. Die vorliegende Technik entfernt im wesentlichen alle Partikel, die größer als ungefähr 0,5 μm und vorzugsweise 0,2 μm und noch bevorzugter 0,1 μm sind.
Bei einer wahlweisen spezifischen Ausführungsform kann die vorliegende Reinigungstechnik vor anderen Halbleiterprozeß-Anwendungen eingesetzt werden. Diese Prozeßanwendungen sind in großer Einzelheit in einem Text beschrieben, der von Stanley Wolf und Richard N. Tauber, Semiconductor Processing FOR THE VLSI Era, Vol. 1: Process Technology (1986) (im folgenden „WOLF") stammt. Beispielsweise wird die vorliegende Technik als eine pre-epitaxiale, Vor-Diffusion-, Vor-Metall-, Vor-Poly-, Vor-Implantation-, Vor-Photoresist- und Vor-Schichtung-Oxidreinigungstechnik eingesetzt. Im allgemeinen kann die vorliegende Reinigungstechnik bei Raumtemperatur mit Spurenmengen polar-organischer Verbindungen eingesetzt werden. Die Spurenquantität der polaren organischen Verbindung bei Raumtemperatur beeinflußt den Halbleiter oder Photoresist im allgemeinen nicht in zer störender Weise. Wie im Zusammenhang mit dem Hintergrund der Erfindung dargelegt, lösen sich Photoresiste häufig bei Behandlung bei hoher Temperatur unter Verwendung von Lösungsmittel auf. Wie ebenfalls zuvor bemerkt, entfernt die vorliegende Technik tatsächlich Partikel eher, als daß sie sie heranführt.
Bei einer wahlweisen Ausführungsform kann die vorliegende Reinigungstechnik nach Durchführen eines ausgewählten Halbleiterherstellungsprozesses durchgeführt werden. Ein Beispiel dieses Fabrikationsprozesses schließt die Nitridablagerung, Polierreinigungen (z. B. CMP), gepufferte Oxidätzungen und die Metallablagerung ein. Diese Prozeßschritte sind auch in großer Einzelheit in dem von WOLF verfaßten Text beschrieben. Zusätzliche Anwendung der vorliegenden Reinigungstechnik können ebenfalls für Flußsäure-Endformulierungen und kritische Metalloxid-Siliziumätzungen eingesetzt werden. Wie zuvor bemerkt, entfernt die vorliegende Technik tatsächlich eher Partikel von dem Halbleiter, als daß sie sie zuführt.
Versuche
Um das Prinzip des vorliegenden Verfahrens und Gerätes nachzuweisen und deren Arbeitsweise zu demonstrieren, wurden Untersuchungen durchgeführt.
Bei diesen Untersuchungen/Experimenten wurde als Substrat ein 6-Zoll(15 cm) Siliziumwafer benutzt. Der 6-Zoll(15 cm) Siliziumwafer schloß eine überlagernde Schicht hochqualitativen Siliziumdioxids ein, die einen zuvor HF-geätzten Wafer mit einer überlagernden Oxidlage typisierte. Der 6-Zoll(15 cm) Siliziumwafer wurde in einem Waferträger plaziert, der in ein Bad mit Spülwasser in einem Behältnis eingetaucht wurde. In dem Behältnis befand sich der 6-Zoll(15 cm) Wafer in einer im wesentlichen vertikalen Lage, d. h. die Flächen des Wafers befanden sich im wesentlichen normal zur Wasseroberfläche. Das Wasser ist Standard-Spülwasser, umfaßte einen Widerstand von ungefähr 17 megohm und hatte eine Temperatur von ungefähr 70°F (21°C). In der eingetauchten Lage war der Wafer im wesentlichen benetzt.
Um den Wafer zu trocknen, wurde Wasser vom Boden des Behältnisses abgezogen. Der Wasserspiegel befand sich im wesentlichen normal zu den Waferflächen. Das Wasser wurde bei einer im wesentlichen gleichbleibenden Geschwindigkeit vom Boden des Behält nisses abgezogen. Während des Abzugsschrittes blieb der Wafer im wesentlichen bewegungslos.
Mittels eines einstellbaren Auslaßventils am Abzug wurde in mehreren Durchläufen eine unterschiedliche Abzuggeschwindigkeit eingesetzt, um die speziellen Abzuggeschwindigkeiten zu bestimmen, bei denen das Trocknen am wirkungsvollsten auftrat. Die Abzuggeschwindigkeit wird durch die Zeit gemessen, die notwendig ist, um das Wasser aus dem Behältnis in bezug auf den abnehmenden Wasserstand, gemessen in Millimeter pro Sekunden (mm/sec.), abzuziehen.
12 zeigt die „Trocknungswirksamkeit" als Funktion der Abzuggeschwindigkeit (in Millimetern pro Sekunde). Die Trocknungswirksamkeit ist der Oberflächenbereichsprozentsatz des Wafers ohne Wasserrückstand, gemessen als Prozentsatz. Der Oberflächenbereich des Wafers umfaßt die Flächen und die Waferränder. Wie oben schon bemerkt, ist es ausgesprochen wichtig, alles Wasser von dem Wafer zu entfernen, was häufig einen Meniskus an den Waferrändern einschließt. Wie gezeigt, ist die Trocknungswirksamkeit bei diesem Experiment eine nicht-lineare Funktion in bezug auf die Abzuggeschwindigkeit. Beispielsweise beträgt die Trocknungswirksamkeit des Musterwafers ungefähr 99.0% bei einer Abzuggeschwindigkeit von ungefähr 2,5 mm/sec. Die Abzuggeschwindigkeit von ungefähr 1,25 mm/sec. weist eine Trocknungswirksamkeit von ungefähr 99,8% auf. Eine Trocknungswirksamkeit von ungefähr 100% (oder ein vollständig trockner Wafer mit Ausnahme der Waferränder) wurde mit einer Abzuggeschwindigkeit von ungefähr 0,83 mm/sec. und weniger erzeugt. Jegliches Restwasser an den Waferrändern wurde mittels heißen trockenen Stickstoffs entfernt, der für ungefähr 2 min oder weniger eingeführt wurde.
Dieses Experiment zeigt, daß ein im wesentlichen sauberer und trockener Wafer mittels einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Der vorliegende Prozeß beruht nicht auf irgendwelchen potentiellen schädlichen organischen Lösungsmitteln oder dergleichen. Zusätzlich sorgt das vorliegende Verfahren für einen im wesentlichen reinen und trockenen Wafer ohne mechanische Bewegung des Wafers, wodurch die Möglichkeit irgendeiner mechanischen Beschädigung oder eines Waferverlustes wegen maschineller Fehlfunktion verringert wird. Weiterhin kann der Wafer im wesentlichen ohne die Verwendung eines Erhitzers oder eines Erwärmungselements geschaffen werden, wodurch die Risiken von Feuer und dergleichen verringert werden. Demgemäß zeigt der Versuch ein sicheres, wirkungsvolles und leichtes Verfahren des Trocknens und Reinigens eines Wafers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Während Obiges eine vollständige Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen ist, können auch verschiedene Modifikationen, wahlweise Konstruktionen und Äquivalente angewendet werden. Während sich die obige Beschreibung auf ein Verfahren und Gerät für Halbleitersubstrate bezieht, wäre es beispielsweise möglich, die vorliegende Erfindung für die Herstellung von Rohwafern, Disketten und Köpfen, Flachbildschirmdisplays, mikroelektronischen Masken und anderen Anwendungsformen einzusetzen, was ein hochreines Naßverarbeiten wie Schritte des Spülens, Trocknens, Reinigens und dergleichen erfordert. Zusätzlich beziehen sich die 1 bis 5 auf ein Reinigungssystem für Halbleiter. Ein Fachmann mit den erforderlichen Fertigkeiten kann wahlweise solche Systeme in anderen Branchen wie elektrochemischen, pharmazeutischen, bei Druckschaltungstafeln, optischen Geräten und anderen Gebieten anwenden, die eine verbesserte Technik des Spülens und Trocknens eines Herstellungsartikels erfordern. Weiterhin sind die Geräte der 6 bis 11F auf das vorliegende Reinigungssystem bezogen, können aber ebenso bei jeglichem anderen Reinigungssystem, Trocknungssystem, Spülsystem und dergleichen verwendet werden.
Daher sollten die obige Beschreibung und Darstellungen nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränkend angesehen werden, der durch die beigefügten Ansprüche bestimmt ist.

Claims

Ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiterwafers umfassend: Eintauchen (420) eines Wafers in eine Flüssigkeit umfassend Wasser, wobei der Wafer eine Vorderfläche, eine Rückfläche und einen Rand umfaßt; Schaffen (450) einer im wesentlichen partikelfreien Umgebung nahe der Vorderfläche und der Rückfläche, wenn der Wafer und die Flüssigkeit getrennt werden; und Einführen (450) einer Reinigungsverstärkungssubstanz, wobei diese Reinigungsverstärkungssubstanz die der Vorderfläche und der Rückfläche anhaftende Flüssigkeit präpariert/dotiert, um einen Konzentrationsgradienten der Reinigungverstärkungssubstanz in der anhaftenden Flüssigkeit zum Zwecke der Beschleunigung des Fluidstromes der anhaftenden Flüssigkeit von dem Wafer weg zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsverstärkungssubstanz während des Schrittes des Schaffens (450) eingeführt wird, während der Wafer und die Flüssigkeit getrennt werden; und daß die Reinigungsverstärkungssubstanz mit einem Gas gemischt wird, das aus einer Gruppe, bestehend aus Luft, inertem Gas, Stickstoff und Argon, ausgewählt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend das Einführen (460) einer Trocknungsquelle nahe dem Wafer, wobei die Trocknungsquelle die dem Rand anhaftende Flüssigkeit entfernt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Schaffens (450) eine dünne Grenzschicht der Flüssigkeit beläßt, die der Vorderfläche und der Rückfläche anhaftet.
Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Grenzschicht ungefähr 1.000 Å und weniger beträgt.
Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Grenzschicht ungefähr 100 Å und weniger beträgt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reinigungsverstärkungssubstanz aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einem grenzflächenaktiven Stoff, Isopropylalkohol, Di-Acetonalkohol, Helium, Kohlendioxid, Ammoniak und 1-Methoxy-2-Propanol besteht.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit während des Einführschrittes (450) Partikel von der Vorderfläche und der Rückfläche entfernt.
Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Partikel jeweils im wesentlichen weniger als ungefähr 0,2 μm im Durchmesser betragen.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit im wesentlichen frei von Partikeln größer als ungefähr 0,2 μm im Durchmesser und weniger ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wafer sich im Winkel zu einer vertikalen Position befindet.
Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Winkel geringer als ungefähr 15° beträgt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wafer vor dem Eintauchschritt im wesentlichen frei von Oxidation ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wafer ein zuvor geätzter Wafer ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wafer während der Schritte des Schaffens und Einführens im wesentlichen stationär ist, indem der im wesentlichen stationäre Wafer im wesentlichen von mechanischer Bewegung frei ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reinigungsverstärkungssubstanz eine Spurenmenge einer polar-organischen Verbindung, die im Konzentrationsbereich von ungefähr 1.000 ppm und weniger liegt, ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reinigungsverstärkungssubstanz eine Spurenmenge einer polar-organischen Verbindung ist, die in der Konzentration im Bereich von ungefähr 500 ppm und weniger liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 5.0 mm/sec. oder weniger, von der Vorderfläche her gemessen, entfernt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit bei einer Geschwindigkeit zwischen ungefähr 0.25 mm/sec. und 5.0 mm/sec., von der Vorderfläche gemessen, entfernt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit bei einer Geschwindigkeit zwischen ungefähr 0.5 mm/sec. und 2.5 mm/sec., von der Vorderfläche gemessen, entfernt wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Trägergas bei einer Temperatur liegt, die von ungefähr 75°C bis ungefähr 175°C reicht.
Ein Verfahren zum Reinigen und Trocknen von Gegenständen mit Oberflächen, wobei das Verfahren umfaßt: Eintauchen (420) eines Gegenstandes in eine Flüssigkeit, die Wasser umfaßt, wobei der Gegenstand eine Fläche einschließt; und Schaffen (450) einer im wesentlichen partikelfreien Umgebung nahe der Fläche; und Einführen (450) einer Reinigungsverstärkungssubstanz, wobei die Reinigungsverstärkungssubstanz die Flüssigkeit, die der Fläche anhaftet, dotiert, um zu bewirken, daß der Konzentrationsgradient der Reinigungsverstärkungssubstanz in der anhaftenden Flüssigkeit den Fluidstrom der anhaftenden Flüssigkeit von dem Objekt weg beschleunigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführungsschritt das Einführen eines Trägergases, das die Reinigungsverstärkungssubstanz einschließt, und das Mischen des Trägergases mit der im wesentlichen partikelfreien Umgebung umfaßt.
Das Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Gegenstand aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einer flachen Bildschirmanzeige, einem Diskettentreiber, einer Diskette, einem Halbleiterwafer, einem gemusterten Halbleiterwafer und einem maskierten Halbleiterwafer besteht.
Ein Verfahren zum Bearbeiten eines mikroelektronischen Substrats umfassend: Ätzen eines mikroelektronischen Substrats durch Vorsehen des mikroelektronischen Substrats in einer Flüssigkeit, die ein Ätzmittel zum Entfernen wenigstens eines Teils einer Oberfläche des mikroelektronischen Substrats umfaßt, wobei das mikroelektronische Substrat eine Vorderfläche, eine Rückfläche und einen Rand einschließt; Schaffen (450) einer im wesentlichen partikelfreien Umgebung nahe der Vorderfläche und der Rückfläche; und Einführen (450) einer Reinigungsverstärkungssubstanz, wobei die Reinigungsverstärkungssubstanz die der Vorderfläche und der Rückfläche anhaftende Flüssigkeit dotiert, die während des Schrittes des Schaffens entfernt wird, um einen Konzentrationsgradienten der Reinigungsverstärkungsflüssigkeit in der anhaftenden Flüssigkeit zu schaffen, damit die Fluidströmung der anhaftenden Flüssigkeit von dem mikroelektronischen Substrat weg beschleunigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen partikelfreie Umgebung vorgesehen wird, wenn das mikroelektronische Substrat und die Flüssigkeit, in der das mikroelektronische Substrat zuvor vorgesehen wurde, getrennt werden; und daß die Reinigungsverstärkungssubstanz während des Schrittes des Schaffens eingeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Flüssigkeit, die während des Schrittes des Schaffens entfernt wird, Wasser umfaßt.
Das Verfahren nach Anspruch 24, weiter umfassend die Schritte des Entfernens des mikroelektronischen Substrats aus der Flüssigkeit, die Ätzmittel umfaßt, und des nachfolgenden Eintauchens des mikroelektronischen Substrats in die Wasser umfassende Flüssigkeit.
Das Verfahren nach Anspruch 24, weiter umfassend die Schritte des Entfernens der ein Ätzmittel umfassenden Flüssigkeit aus dem Bereich um das mikroelektronische Substrat herum und des nachfolgenden Eintauchens des mikroelektronischen Substrats in die Wasser umfassende Flüssigkeit.