本发明总体上涉及基板清洁和干燥，更具体地说，涉及用于在涉及诸如半导体晶片、硬盘、液晶显示器(LCD)或平板显示板(FDP)的基板的制造工序期间，防止流体淀积并积聚在基板表面上的技术、系统以及设备。

在用于制造半导体器件、LCD、磁盘、FDP等的制造工序中，在制造工序的各个阶段需要对基板执行湿法清洁。例如，典型地按多级结构形式制造集成电路器件。在基板级处，把具有扩散区的晶体管器件形成到硅基板上方和内部。在后续级中，对互连金属化线进行构图，并将其电连接至晶体管器件，以限定希望的功能器件。公知的是，利用诸如二氧化硅的介电材料来使构图导电层与其它导电层相绝缘。在每个金属化级处，需要平坦化金属或相关联的介电材料。在一些应用中，在介电材料中限定金属化线图案，并接着执行化学机械平坦化(CMP)操作，以去除多余的金属化部。
在各CMP操作后，典型地执行对基板的湿法清洁。该湿法清洁被设计成，洗去制造工序中的任何副产物，去除污染物，以达到并保持进行后续制造操作所必需的必要清洁度。随着晶体管器件结构变得更小并且更加复杂，在所有的工序操作中，实现并保持结构限定所需的精度要求保持严格的清洁度标准。如果湿法清洁不完全或无效，或者如果湿法清洁后干燥不完全或无效，那么不能接受的残留物或污染物就被引入处理环境(潜在地包括正在制造的器件的整体)中。
对于湿法清洁后干燥和其它基板干燥，采用了几种基板干燥操作和技术，它们包括诸如旋转干燥的工序和多个旋转干燥变型、构造以及技术。在典型的旋转干燥工序中，通过旋转基板并利用离心力，向基板的表面施加并从基板的表面去除具有或没有表面张力降低干燥剂的液体清洗或清洁剂，以干燥基板。
图1例示了利用旋转干燥技术从基板10的表面去除流体。在具有一个或更多个固定边沿轮12和一个稳定器边沿轮14的旋转/干燥设备或旋转-清洗-干燥(SRD)设备中，定位有典型地水平取向的基板10，该基板10的有效面和背侧面都要旋转干燥。旋转(16)基板10，从而通过如流体流动方向箭头18所示的离心力，从基板10的表面驱除清洗剂和干燥剂、液体或任何其它流体。
尽管对于基板干燥来说，诸如旋转干燥和Marangoni/旋转干燥的干燥技术通常是有效的，但是在基板边缘处存在针对这种有效性的显著例外。当从基板10的表面驱动(18)流体时，一些流体可能在固定边沿轮12和稳定器边沿轮14中被捕获和截留，并且随着基板10的旋转沿其边缘而再次淀积下来。
由于当前和发展中的基板制造工序的严格要求，所以高度需要完全且有效的干燥，但利用当前的设备和技术难以实现。需要用于对基板进行完全且有效的边缘干燥的系统、技术以及设备，其消除了流体在基板边缘上的积聚和再淀积。

简要来说，本发明通过提供一种用于干燥基板(包括从SRD系统中的边沿轮凹槽去除流体)的设备来满足这些需要。本发明可以按多种方式实现，包括实现为工序、设备、系统、装置以及方法。下面描述了本发明的几个实施例。
在一个实施例中，提供了一种设备。该设备包括：边沿轮，具有由该边沿轮的侧壁限定的凹槽；和真空流管(manifold)，具有接近端部。该真空流管的接近端部能够靠近边沿轮的凹槽定位，以使得能够从边沿轮去除流体。
在另一实施例中，提供了一种设备。该设备包括：边沿轮，具有由该边沿轮的侧壁限定的边沿轮凹槽；和流管，具有接近端部。该流管的接近端部能够靠近边沿轮凹槽定位，以使得能够与边沿轮进行流体传递。
在又一实施例中，提供了一种用于保持基板边缘的方法。该方法包括以下步骤：通过具有凹槽的至少一个轮来承放基板边缘；和在保持基板边缘时，从所述至少一个轮的凹槽抽吸流体。
本发明相对于现有技术的优点有很多。本发明的一个显著的益处和优点是，防止流体在旋转干燥期间再淀积在基板的周缘上。尽管SRD设备对于干燥基板并去除基板表面上的残留物源是有效的并且可以非常有效，但是在干燥操作期间，随着边沿轮积聚并截留从基板的表面驱除的流体，在基板的位于边沿轮中的周缘连贯地再淀积了微流体滴和对应的残留物。本发明的实施例用于去除积聚并截留在边沿轮的凹槽中的流体。去除这种流体就去除了流体再淀积源，并且实现了良好的基板干燥。
另一益处是，本发明的实施例可容易地在现有系统和设备以及当前正在开发的系统和设备中实现。组成部件可容易且廉价地制造，并且在减少浪费和降低制造精度方面产生显著的回报。
根据以下结合附图通过举例来例示本发明原理的详细描述，本发明的其它优点会变得更加清楚。

附图被包括进来并构成本说明书的一部分，例示了本发明的示范实施例，并与文字说明一起用于解释本发明的原理。
图1例示了利用旋转干燥技术从基板表面去除流体。
图2示出了这样一种边沿轮，即，其侧壁限定了承放基板的周缘的边沿轮凹槽。
图3例示了截留的流体在基板的周缘再淀积为微流体滴。
图4例示了根据本发明一个实施例的边沿轮干燥流管。
图5示出了根据本发明一个实施例的边沿轮干燥流管的横截面图。
图6示出了根据本发明一实施例的边沿轮干燥流管的横截面图。
图7示出了根据本发明一个实施例的边沿轮干燥流管的横截面图。
图8示出了根据本发明另一实施例的边沿轮干燥流管。
图9例示了以基板处理系统实现的本发明的实施例。
图10是例示根据本发明一实施例的基板干燥用方法操作的流程图。

对用于基板处理的发明进行描述。在优选实施例中，针对基板干燥设备中的边沿轮设置了边沿轮干燥流管，并且该边沿轮干燥流管被设置成从边沿轮凹槽内抽除流体，从而防止在基板的周缘上再淀积流体。在下面的描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。然而，本领域技术人员应当理解，在缺少这些具体细节中的一些或全部的情况下，也可以实施本发明。在其它实例中，为了不无必要地使本发明难于理解，而没有详细描述公知的处理操作。
已知的是，一种基板干燥方法利用了旋转/干燥设备或SRD设备，以下共同称为SRD设备。如上面参照图1所述，SRD设备利用离心力，来从基板的有效面和背侧面驱除流体。图2例示了流体是如何沿基板10的周缘被截留和再淀积的。图2示出了这样的边沿轮102，即，该边沿轮的侧壁102a限定了承放基板10的周缘的边沿轮凹槽104。边沿轮102可以是固定边沿轮、稳定器边沿轮，或者是对于基板10处理可以实现的通常任何类型的边沿轮。边沿轮102典型地用于例如定位、支承以及旋转基板10。诸如清洁和干燥操作的基板处理包括旋转基板10，这通常通过旋转边沿轮102来完成。将基板10的周缘承放在边沿轮凹槽104中，使得边沿轮102的旋转将旋转力传到基板10的周缘上。当基板旋转时，离心力从基板10的有效面和背侧面驱除流体，最后将这种流体从基板10迫至所述周缘处。
随着从基板10的有效面和背侧面驱除诸如清洁剂、清洗剂、去离子水(DI水)或根据希望基板处理的其它化学物质的流体或液体，这种流体可以聚集在边沿轮凹槽104中。如图2中的106所示，截留的流体沿侧壁102a成漏斗状流到边沿轮凹槽104的顶端，并且可以沿限定基板100的周缘的上表面和下表面流动。随着通过边沿轮102旋转基板10，截留的流体106在基板10的周缘可以再淀积在有效面和背侧面上。
图3例示了截留的流体106(参见图2)在基板10的周缘再淀积为微流体滴108。示范的微流体滴108在图3中示出在基板10的靠近固定边沿轮12和稳定器轮14的周缘上，但是应当理解，微流体滴108可以淀积并淀积在基板10的周缘的任何点处。这种微流体滴108表示不希望的对基板10的不完全干燥。
图4例示了根据本发明一个实施例的边沿轮干燥流管120。边沿轮干燥流管120包括具有接合端部124和接近端部126的流管主体122。接近端部126包括一个到多个开口128，所述开口在一个实施例中是真空开口，在例示的实施例中包括上真空开口128a、中真空开口128b以及下真空开口128c。在其它实施例中，根据其中实现了边沿轮干燥流管120的处理设备、处理要求等，将一个或更多个开口定位在与为上真空开口128a、中真空开口128b、以及下真空开口128c标识的一个或更多个区域相对应的位置处。在一个实施例中，开口128垂直贯通流管主体122的中央区或核心，对此的加工导致了在接合端部124上示出的开口孔插塞132。
在例示的实施例中，接合端部124连接到诸如用于安装并定位稳定器轮(如图1中所示的稳定器轮14)的稳定器臂(未示出)的臂。在图4中例示的实施例中，设置有安装孔130，用于将边沿轮干燥流管120接合至稳定器臂，但是，如下面例示和描述的，根据希望的实现、SRD设备等，针对多种安装构造，以不同方式来设置边沿轮干燥流管120。
在本发明的一个实施例中，边沿轮干燥流管120由诸如塑料(例如，PET、PEAK等)的材料构成，或者由其它这样的材料构成，所述材料容易加工、容易获得、相对廉价，并且适于在清洁环境(例如，洁净室环境)中使用，还对可能需要从半导体晶片或其它基板的表面清洁的多种化学物质的腐蚀和腐蚀作用具有耐受性。
在本发明的一个实施例中，接近端部126包括一个或更多个开口128，并且被形成为，靠近并至少部分地位于边沿轮凹槽104(参见图2)内。如图2中可见，由侧壁102a形成了边沿轮凹槽104。在本发明的一个实施例中，接近端部126被形成为与侧壁102a对准，从而接近端部126可以基本上符合边沿轮凹槽104的形状，并且至少部分地位于边沿轮凹槽104内。
图5示出了根据本发明一个实施例的边沿轮干燥流管120的横截面图。在例示的实施例中，边沿轮干燥流管120靠近边沿轮102定位，并且至少部分地位于边沿轮凹槽104内。接近端部106被形成为与侧壁102a的表面基本上符合。与接近端部126相对地，示出了位于边沿轮凹槽104中的基板10，从而基本上例示了基板干燥设备的操作状态。在处理期间，在接近端部126与限定边沿轮凹槽104的边沿轮侧壁102a之间保持了操作间隙146。在本发明的一个实施例中，边沿轮干燥流管120是完全可调节的，以建立并保持连贯的、希望的操作间隙146。下面，参照图6和图7，提供了关于操作间隙146和边沿轮干燥流管120调节的其它细节。
在图5例示的实施例中，示出了三个真空开口128位置，包括上真空开口128a、中真空开口128b以及下真空开口128c。在每个真空开口128位置处，可以设置一个到多个真空开口128。在其它实施例中，可以去除一个或更多个真空开口128位置(例如，上、中、下)，而例如仅在中真空开口128b和/或下真空开口128c位置处设置真空开口128。在例示的具有上真空开口128a、中真空开口128b以及下真空开口128c的实施例中，角度θ限定了真空开口128的排布。在一个实施例中，中真空开口128b按零度的角度限定在接近端部126的顶端。如果设置了上真空开口128a和下真空开口128c，则相对于中真空开口128b的零度角度来限定它们，或者如果没有设置中真空开口128b，则相对于接近端部126的顶端来限定它们，并且在一个实施例中，角度θ可以在大约10度到大约60度的范围内变化，而在一个实施例中，角度θ大约为45度。
在本发明的一个实施例中，通过贯穿流管主体122的中央或核心而构造的垂直通道(plumbing)，在真空开口128处提供真空。在例示的实施例中，真空孔129穿过流管主体122的中央区或核心，最后分支到真空开口128a、128b以及128c。真空孔129可以根据已知的制造方法和技术来构造，所述制造方法和技术包括镗出或钻出贯穿流管主体的中央管线，镗出或钻出横跨接近端部126的流管管线，并且冲压出希望的通过接近端部126到中央和/或流管管线的真空开口128。在一个实施例中，如果需要，则设置真空孔插塞(例如参见，图4中的134)，以密封真空垂直通道入口。
在本发明的一个实施例中，流管主体122的中央区或核心被垂直贯穿，以除了用于去除流体外，还用于输送流体(未示出)。根据已知的制造方法和技术，在流管主体122内构造了两条或更多条管线(未示出)，以使得除了能够抽吸去除流体以及去除或者抽除空气、蒸汽、气体等外，还能够输送流体、空气、蒸汽或气体。
图6示出了根据本发明一实施例的边沿轮干燥流管120的横截面图。图6示出了具有流管主体122的边沿轮干燥流管120，流管主体122包括接合端部124和接近端部126。边沿轮干燥流管120示出在靠近边沿轮102的操作位置处，接近端部126至少部分地位于边沿轮凹槽104内，并靠近限定边沿轮凹槽104的侧壁102a。在例示的实施例中，设置了中真空开口128b和下真空开口128c，它们通过真空孔129连接至真空配合部134，该真空配合部134连接有真空源(未示出)。
在例示的实施例中，边沿轮干燥流管120接合至稳定器臂140，稳定器臂140还提供对边沿轮102的安装和定位。可以是螺钉、螺栓、双头螺栓、锁销的连接器136，或稳固接合机械部件的任何其它已知方法，在接合端部124处将边沿轮干燥流管120接合至稳定器臂140。在一个实施例中，连接器136在安装孔130(参见图4)处将边沿轮干燥流管120固定至稳定器臂140。应当理解，尽管在图6中例示的边沿轮干燥流管120被设置给稳定器边沿轮102，但是边沿轮干燥流管120可设置用于任何类型的边沿轮102，并且将设有任何类型的边沿轮102。标识为稳定或固定的边沿轮102是示范性的，而不应当被解释为限制性或唯一性的。
在本发明的一个实施例中，边沿轮102可调节以保持基板10的准确定位。例如，按典型的水平取向示出了基板10，应当理解，边沿轮102可能需要沿方向箭头142所例示的向上或向下的垂直方向来调节，以保持基板的希望对准、取向以及稳固定位，并且使得能够进行旋转。在本发明的一个实施例中，连接器136和安装孔130(参见图4)使得能够对边沿轮干燥流管120进行对应的垂直调节(例如，在如方向箭头142所示的向上或向下的垂直方向上的调节)，以保持接近端部126与边沿轮凹槽104之间的恰当对准。此外，在一个实施例中，对贯穿稳定器臂140的安装孔(未示出)开槽，以使得能够进行由方向箭头148表示的横向或水平调节。下面，参照图7，提供关于边沿轮干燥流管120调节的其它细节。
图7示出了根据本发明一个实施例的边沿轮干燥流管120的横截面图。图7中例示的实施例包括具有接合端部124和接近端部126的流管主体122。接近端部126靠近边沿轮102，并且至少部分地位于由边沿轮侧壁102a限定的边沿轮凹槽104内。例示的实施例包括通过真空孔129连接至真空配合部134的单个中真空开口128b位置，该真空配合部134提供向真空源的连接。
如上参照图6描述的，边沿轮102典型地至少可沿方向箭头142例示的垂直方向进行调节，以实现并保持针对基板10(参见图6)定位的希望对准，并且使得能够高速旋转基板10。因此，边沿轮干燥流管120的一个实施例至少可在方向箭头142表示的垂直平面中进行调节，以实现并保持接近端部126相对于边沿轮凹槽104的希望的定位和对准。在例示的实施例中，边沿轮102可调节地连接至具有轴144的稳定器臂140。类似地，在一个实施例中，轴144在如方向箭头142表示的垂直方向上提供对边沿轮干燥流管120的调节。导向销146从接合端部124延伸到稳定器臂140内，以保持定位，并且防止边沿轮干燥流管120因作用在流管主体122上的扭矩或其它力而发生位移。
在图7中例示的实施例中，设置了单个真空开口位置，即中真空开口128b。如上所述，可以将真空开口设置到接近端部126中的任何希望位置，以便从边沿轮凹槽104抽除水或任何其它流体、蒸汽、气体。在每一位置(参见图4，上128a、中128b以及下128c)处，可以设置一个到多个真空开口128。随着在真空配合部134处施加真空，通过真空开口128去除了边沿轮凹槽104中的任何水(或其它流体、蒸汽或气体)。在其它实施例(未示出)中，贯穿流管主体122提供了附加垂直通道，以在需要时引入例如用于清洗或清洁边沿轮102或基板10的边缘(参见图5)的流体、气体或蒸汽。在本发明的一个实施例中，开口128的数量和位置，以及这种开口是否抽除或引入流体或者气体或蒸汽，对应于边沿轮干燥流管120是实现为用于干燥的设备，还是实现为用于清洁和干燥的设备。
如上所述，本发明的一个实施例可沿方向箭头142例示的垂直方向上进行调节。另外，边沿轮干燥流管120的实施例可沿方向箭头148例示的水平或横向方向进行调节。在一个实施例中提供了对横向定位(未示出)的调节，以便在接近端部126与限定边沿轮凹槽104的边沿轮侧壁102a之间保持希望的操作间隙146。在一个实施例中，操作间隙146使得边沿轮流管120的表面和边沿轮102不直接接触，并且保持了大约0.015英寸的间隙146。在其它实施例中，操作间隙落在大约0.002到0.060英寸的范围内。
图8示出了根据本发明另一实施例的边沿轮干燥流管120。边沿轮干燥流管120往往在多种清洁和干燥设备中并与多种类型和构造的边沿轮一起实现。在图8中示出的实施例中，边沿轮干燥流管120包括具有接近端部126和中真空开口128b的流管主体122。图8还例示了边沿轮干燥流管120的实施例可以根据具体实现、SRD设备等而不同取向。在例示的实施例中，例如，可以与提供有调节能力以实现希望的操作间隙等(参见图7)的固定边沿轮(未示出)一起，来实现边沿轮干燥流管120。
图9例示了在基板处理系统实现的本发明的一实施例。图9示出了根据本发明一个实施例在接近头基板处理系统150中实现的边沿轮干燥流管120。在接近头基板处理系统150中，按水平取向定位基板10。在边沿轮102处定位有基板10，并且每个边沿轮都设有边沿轮干燥流管120。示出了跟踪基板10的有效面和背侧面的接近头152a和152b。
根据本发明一实施例，由接近头基板处理系统150旋转并处理基板10。尽管接近头基板处理系统150是异常有效的清洁和/或清洗和干燥工具，但是基板在插入接近头系统150中时通常是湿的。因此，当旋转基板时，从基板10的表面驱走了基板上存有的液体，而不管接近头152a、152b的处理位置或状态如何。流体可以聚集并保持截留在边沿轮凹槽104中，而且如果不被去除，则其可以再淀积在基板10的周缘。在图9中例示的实施例中，边沿轮干燥流管120设有至少一个中真空开口128b和至少一个下真空开口128c。中真空开口128b和下真空开口128c都通过真空孔129连接至真空。通过本发明实施例的实现，保持并增强了接近头基板处理系统150的异常有效性，从而确保流体不会聚集并不再淀积在基板10上。
图10是例示根据本发明一实施例的基板干燥用方法操作的流程图200。该方法开始于操作202，其中，承放基板以进行干燥。在一个示例中，基板是其中限定有并处于制造工序中的多个结构的半导体晶片。这些结构可以是通常在半导体晶片中和半导体晶片上制造的诸如集成电路、存储器单元等的任何类型的结构。基板的其它示例包括硬盘、液晶显示器以及平板显示板。典型地，被承放以进行干燥的基板在进行湿法清洁后变湿，并且针对包括干燥基板在内的处理来承放基板，而且除了干燥基板外还可以包括洗净和/或清洗。典型地按水平取向承放基板，但是这取决于基板承放于其中的设备的构造，根据相对应工具的构造，基板可以水平地、垂直地或者按任何取向来取向。
该方法继续至操作204，其中，利用边沿轮来定位并固定基板。在示范实现中，将基板承放在SRD设备中，该SRD设备可以具有不同类型和构造，包括图9中例示的接近清洁和干燥设备。现有SRD设备和当前开发的SRD设备利用边沿轮来定位并固定基板，所述边沿轮还用来在清洁、清洗以及干燥期间按希望的设置速度来旋转基板。因此，将基板承放并定位在边沿轮中，所述边沿轮具有由边沿轮主体的侧壁限定的边沿轮凹槽，基板的周缘被插入所述边沿轮凹槽中或靠着所述边沿轮凹槽。
接下来，在操作206中，转动基板。如上所述，转动或旋转边沿轮，从而将转动传到基板边缘上，由此按希望的速度转动基板。可以设置或设立希望的速度，接着通过工具保持在设置的速度，从而根据处理需要修改为希望的速度。旋转速度产生用于干燥基板的离心力。
该方法继续至操作208，其中，从边沿轮凹槽内抽吸流体。如上所述，离心力和其它力从基板的有效面和背侧面驱除流体，由此从基板的周缘驱除了这种流体。被驱除的流体可以聚集并截留在边沿轮凹槽中，并且接着可以在基板的周缘再淀积为微流体滴。实现本发明的实施例，以抽吸或抽除在边沿轮凹槽内积聚和/或截留的流体，防止进一步的积聚，并防止流体再淀积在基板上。
该方法结束于操作210，其描述了对基板继续进行清洁、清洗以及干燥。在本发明的一个实施例中，只要在设备中旋转并处理基板，边沿轮干燥流管就继续从边沿轮凹槽抽吸或抽除流体，由此将边沿轮凹槽保持在干燥状态中。在其它实施例中，根据处理需要和目的，按照限定的规程或方式执行或循环对边沿轮凹槽的抽吸。当完成了对基板的处理，并且不再需要进行边沿轮干燥时，就结束该方法。
尽管为了理解清楚起见，在一些细节方面对上述发明进行了描述，但是应当明白，在所附权利要求的范围内，可以实施一定的改变和修改。因此，目前的实施例应被认为是例示性的而非限制性的，本发明不受限于在此给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同物内进行修改。