用于化学湿处理的装置 本发明涉及一种在含有处理液的槽体中进行衬底的化学湿处理的装置，其具有一提升装置，用于导入和移出至少一个衬底载体和衬底，本发明还涉及使用此种提升装置的一种干燥方法。
目前， 自动湿处理装置包含多个连续进行化学湿处理的容器或槽体。在完成化学处理程序之后或在处理过程之间，将衬底，例如，平行装在盒中的硅晶片，浸入漂洗槽体中并随后进行干燥处理。
衬底的干燥可使用离心机来进行，也可以在将衬底从漂洗槽体中缓慢取出的过程中进行。
欧洲文献0385536中介绍了一种众知的干燥方法。其中，在缓慢移走衬底的基础上，来源于一个池中的蒸汽作用于衬底，此时，蒸汽并非聚集于衬底上而是扩散入液体中。在衬底表面上的液体弯液面处产生一个浓度梯度，即而产生一个表面张力梯度，其造成液体从衬底流入液体中从而可以彻底地干燥衬底。在化学湿处理过程，即相应的漂洗和干燥过程中，衬底被固定在亦称为晶片盒的载体的内壁表面的卡槽内。由于这样的标准载体特别地因为具有边边角角而具有相对较大表面，因而必须从一个处理槽向另一个处理槽或从一个池向另一个池传输相对较多的化学试剂，从而使得干燥过程更加困难。由于相对大量地液体粘附在表面及边边角角上，以致通过漂洗来去除化学试剂变得更为复杂。因此在处理过程中，传统载体的边棱和大的表面积延长了相应的清洗、漂洗和干燥步骤。然而，当载体没有横向导轨时，在提升过程中衬底也无横向导轨。在已知的装置中，横向载体导轨用于在从池中提升衬底的过程中固定衬底从而防止其在提升过程中倾倒。
通过日本文献5-270660(A)可以了解上面提到的此类装置，该文介绍了一种具有传输架的提升装置，其用于将衬底和衬底载体导入或移出一个槽体而进行化学湿处理。在欧洲文献0385536A中所揭示的导入和移出的实例中，衬底仍保留在载体内，以便随其一起被导入和移出。
在美国专利5,299,901中介绍了一种衬底输送装置，其中第一输送架用来移动衬底的载体而第二输送架用来将衬底导入载体或从载体移出。衬底的导入和移出，即衬底载体从用于衬底化学湿处理的槽体中导入和移出，以及相关的要求和困难，于本文中不做讨论。
在美国专利4,963,069中介绍了一种衬底输送装置，其中用一提升装置来上下移动衬底载体，另外也设置了一与提升杆铰接连接的柱塞单元用以将衬底载体从提升运动中分开。
德国专利3425267中介绍了一种用于运输和单独控制衬底的装置，根据该装置衬底可随衬底载体被提升，同时衬底也可被从衬底载体中提出。
美国专利3,493,093中介绍了一种运输和控制装置，通过它可借助一控制曲线来提升和运输物体。
本发明的一个目的是提供一装置及与其对应的用以化学湿处理，特别是漂洗和/或干燥的方法。通过该装置可以连续并稳固地来升降衬底。
以上提到的目的可以通过为提升装置提供用于衬底的第一传输架及用于衬底载体的第二传输架来解决，上述传输架之间通过铰接连接彼此相连。根据此实施例使用于衬底和衬底载体的单独提升控制成为可能，从而可以实现对移动中相应过程的最优调节。这种连接使得运输架之间彼此可相对运动，其结果可以最优地调节两运输架的运动从而相应地调节衬底和衬底载体的运动。本发明的特点可保证连续移走内装有衬底的载体，并且保证在整个过程中特别是在载体本身的运动和衬底相对于载体的相对运动两者之间的转接过程中，不需要停止或大大降低被提升载体的速度即可从载体中提升衬底。在载体，特别是晶片的处理过程中，在将其从处理池、漂洗池或清洗池提升过程中不能使其静止，否则由于运动的中断，在从液体进入液面上空间的转换区域，微粒会沉积在晶片上。在本发明的方法中，因载体和衬底具有不同的行程，从而使得衬底在脱离液体，特别是在通过液体表面的过程中，可以连续地运动。
在独立权项中揭示了本发明的较佳实施例。
最好把第一传输架与驱动装置相连。第二传输架并非单独被驱动而是与第一传输架协同。
根据本发明的另外一个最佳实施例，连接包含两个支架，其中第一个支架与第一传输架相连，而第二个支架与第二传输架枢轴连接。支架的远离传输架的末端彼此通过枢轴连接。
最好使连接两支架的螺栓的突出部分沿一控制曲线运动。由此控制曲线决定了两支架的连接点的运动过程。通过适当地选择控制曲线，可以影响第一和第二传输架的共同运动或其中之一的单独运动。这就实现了差异性的提升路线，即先以同一速度一起移动衬底载体和衬底，接着中止衬底载体的运动而此时衬底继续运动，由于衬底载体没有连接横向导轨(此称为“低质量载体”或“小型载体”)，通过这样的一种差异性的提升机制，可以不必象加工传统的载体一样需在槽体中设置固定的衬底载体承接器。
有利地，控制曲线包含一直线部分，其与运动方向平行延伸，及一与直线部分相连的邻接的曲线部分。
根据本发明的另一个较佳实施例，第一和第二传输架间的距离，也即衬底与衬底载体间的距离，在螺栓沿曲线部分运动时被加大。由于衬底与衬底载体间距离的加大，衬底被从衬底载体中提升出来。
有利地，通过选择曲线部分的形状，使得第一和第二传输架间的距离持续地增大。这可保证衬底以恒定速度提升，从而可以完全地防止由于振动或甚至静止而造成的干燥点和微粒在衬底上的沉积。
有利地，对曲线端部的形状进行选择，从而使得第二传输架被慢慢减速直到其完全停止。选择出第二传输架停止的点，这样当衬底与衬底载体外的导轨接合时，第二传输架停止，但衬底载体不与位于槽体外的衬底导轨相抵触。
有利地，第一传输架提供有一个刀刃状的提升装置，也可简单地称之为“刀刃”，其在一点支撑住衬底从而只有一个点相接触。衬底的这个接触点在提升过程的末期离开液体。刀刃状的好处在于在此处的衬底上的液体可容易地被尖状的刀刃所导走。刀刃由V形槽支持，以防止衬底的滑动。
较优做法是当螺栓沿控制曲线的直线部分运动时，刀的提升装置和衬底载体被以同一速度提升。这种情况适用于在提升过程中衬底仍然包含在衬底载体内的情形。只有当衬底与衬底载体外的导轨相接合时第二传输架才被停止。
在容器的上面设置有顶盖的情况下，尤其是在干燥过程中，在顶盖的内侧壁提供导轨更为有利。当最初被用来覆盖容器或物件的顶盖不再与衬底载体相连时，它们也用来导引衬底。另外，顶盖的上表面与一个扩散片相连以便产生用于促进干燥过程的异丙基乙醇(IPA)/N2气体。
有利地，本发明的提升装置还设置有松开和锁紧装置，其将第一和第二传输架刚性地连接。第一和第二传输架间的刚性连接与沿控制曲线的与运动方向平行直线部分的铰接连接螺栓的运动相对应。当锁定装置被锁定时，例如，当衬底载体的传输位置位于槽体的上部，特别是当衬底载体与衬底一同被引入容器中或从容器中提出时衬底载体可随衬底一起被完全提出槽体。最好地，设置一个锁定或松开锁定装置的柱体以用于简单的控制，特别是当把该锁定装置当成一个可于处理系统中被自动载荷的模件时。通过使用可松开的锁紧装置，其可保证传输架被一起移到上部位置进行载荷和卸荷，但可被分开用于将衬底从衬底载体中提升。
本发明的进一步的目的在于通过以上提到的装置来增加半导体片及/或晶片的产量，简化方法流程，并提高产品质量。
结合以上提到的装置可实现本发明的目的。在系统中的槽体上设置一个顶盖，该顶盖配有滴液保护装置，特别是设置至少两个彼此相邻的容器用于处理衬底时。在传统的装置中产生的问题是在导入或移出湿衬底及/或衬底载体的过程中，液滴会掉落到相邻处理容器的顶盖上。当随后将顶盖从槽体上移开，例如，为了将容器中已被干燥的衬底及/或衬底载体从容器中取出时，存在这样的危险，即液滴会沿着顶盖滴到已被干燥的衬底上。通过本发明在顶盖上设置一滴液防护装置即可以消除此缺陷。
最好地，滴液防护顶盖包含一个滴液片，其可与顶盖的上表面相连也可以套环的形式与顶盖的周边相连。滴液片的结构及套环的结构主要根据其所占的位置及其所可获得的空间来进行选择。
根据本发明的最佳实施例，滴液片及相应的套环延伸超过顶盖的外径，其中根据本发明的特别有利的实施例，滴液片及/或套环朝着顶盖的一边向下倾斜(顶盖系沿此边移开以打开槽体)。这样，由于滴液片及相应的套环延伸通过顶盖的边壁并从其边壁及相应的上表面向上延伸，从而液体不会滴落并沿着顶盖的此边流入槽体。顶盖上存在的液体及相应的沿边壁下流到套环的液滴，被滴液片及相应的套环倾斜地引导到顶盖的一个边上，而该边在开启及关闭槽体的过程中，并不位于开口槽体的上方，所以不会有弄湿和污染的危险。
根据本发明的一个进一步的实施例，在槽体的非顶盖开启边上设置一槽体边缘滴液斜面。该滴液斜面可防止液体滴到容器的边上并且防止当衬底和衬底固定装置被传送通过此区域时被污染或又被弄湿。
通过给槽体设置一清理开口并结合以上提到的装置和系统也可达到以上提到的目的。在槽体中处理衬底，特另是晶片的过程中及在操作晶片的过程中，会发生晶片破裂或零件断裂并残留在槽体内的情况。这些余留物必须用很复杂的方法从顶部取出。通过本发明的方法，槽体提供有一清理开口，从而可以较方便地取出余留物或碎的晶片。相应地清理口用一可拆卸的，最好可旋拧的，凸缘关住，从而清理口最好与槽体的一个面在槽体的底部或接近底部处相连。因此，可以用快速简便的方法从槽体中将余留物直接取出。
结合如上提到的装置，通过使上述装置处于汽化电离区内从而防止静电效应也可以实现上面提到的目的。在汽化区内，特别是因为存在在处理过程中发生的滴流和流动的处理液，例如蒸馏水等，从而相应地在水面上的处理空间内及在朝向上的方向盖住槽体的顶盖中存在有离子，这些离子最终导致静电负荷并对衬底造成损害。由于静电负荷的存在，从而可能存在非常高的静电电压，从而导致击穿并因此而损坏衬底。通过产生离子，静电负荷被减少从而不可能再发生因静电负荷而损坏衬底的情况。在汽化区内最好存在氮及/或异丙基乙醇。
根据本系统的最佳实施例，在汽化区中提供离子化装置，而其中在顶盖的至少一个内壁上包含至少一个离子化杆，最好地，离子化装置包含至少一个对应电极，其最好也被设置在顶盖的内壁并与离子化杆保持一选定的距离。对应电极最好接地；或相应地与高压源的一终端相连，而高压源的另一终端则与离子化杆相连。
离子化杆的负载高压最好为5KV到25KV，而最好的范围是10KV到15KV。
根据本发明的最佳实施例，高压是脉冲的。脉冲的脉冲间隔为1ms到100ms，最好为10ms到40ms。另外，脉冲的脉宽周期比的范围为1∶8到1∶12，而最好约为1∶10。
通过以上提到的装置可以提高产品的质量，在汽化区内设置一测量电极，用来监测气体浓度，气体混合物比例及/或气体成分即相应的气体混合物成分。最好地，由测量电极所测得的数据可用来控制汽化区内的气体浓度、气体混合物比例及/或气体成份即相应的气体混合物成份。这样，可以保持汽化区内的在整个生产和处理流程中的最优条件，从而可保证高的生产质量和少量的废气品。
通过在一个排放处理液的管中设置一个流量表来测量处理液的通过量，也可获得用以上提到装置的发明实施例所能达到的产品质量。从而可以很快地确定流量数量的偏差并/或利用通过流量计所测得的数据来控制液体的流入量或排放量。最好在输入管及/或输出管中提供一个阀门，特别是受电机控制的阀门，从而电机及相应的阀门可通过由流量计所测量数据来控制。
在上面提到的装置中，通过在一个循环装置中来对从槽体中流出的处理液进行再循环从而使生产成本保持在最低。这不仅降低了其生产成本而且同时也提高了此方法的环境安全性。被再循环的液体最好在槽体中被再利用。全部的再循环液体或其一部分在经过再循环后也可被排入废水管道系统。上法特别适用于处理在干燥衬底的过程中产生的蒸馏水，因为后者在经再循环后可毫无疑问地被排入公共废水系统中。最好在干燥过程中使用本发明的提升装置。这里，衬底被从漂洗液中提出而衬底载体依然留在槽体中。随后，可通过打开出口管来使液面降到衬底载体以下。接着，干燥的衬底被重新下放到也是干燥的衬底载体内。在从槽体提升衬底的过程中也同样实现衬底的干燥，而衬底载体的干燥则是通过降底漂洗液的液面来实现。
下面将参照附图对本发明的细节和优点结合实施例进行详细的描述。附图有：
图1为本发明所创新的干燥系统的提升装置实施例的后视图；
图2为图1的提升装置的侧视图；
图3为用于化学湿处理的干燥装置的截面图，其同时也示出了本发明干燥方法的第一步骤；
图4为本发明干燥方法的第二步骤；
图5为本发明干燥过程的第三步骤；
图6为本发明干燥过程的第四步骤；
图7为本发明干燥方法的第五步骤；
图9为本发明干燥方法的第七步骤；
图10为本发明干燥方法的第八步骤；
图11为顶盖带有滴液片的本发明实施例的简图；
图12为以套环围住顶盖的形式来作为滴液防护装置的本发明的更进一步的实施例；
图13为根据图12的实施例的平面图；
图14为在槽体上具有一个清洗口的本发明装置的实施例的侧视图；
图15为沿图14中截线I-I的截面图；
图16为带有离子化装置的顶盖的一个实施例的简图。
在图1和图2中表示出了根据图3用于干燥晶片25的本发明装置20的提升装置1。提升装置1包含一第一传输架2，其具有一用于支撑刀形提升装置16的支撑臂14，还包含一第二传输架3，其具有一支撑臂15用于支撑由一铰接连接4所连接的衬底载体17。铰接连接4包含一第一支架5和一第二支架6，它们将第一传输架2和第二传输架3铰接连接。两个支架5，6通过一个枢轴7彼此相连。第一传输架2由一个未表示出的电机驱动并在一提拉过程中借助铰接连接4沿导轨10在向上的方向10来推动第二传输架3。枢轴7沿一个控制曲线11运动，后者包含一直线部分12和一曲线部分13。
当枢轴7沿直线部分及移动时，铰接连接4在第一和第二传输架2，3之间大致形成一刚性的连接。在此状态下，内装有晶片25的衬底载体17被提升，而此时刀刃形提升装置16还没有与晶片25接触。在控制曲线11的曲线部分13的起始端，第二传输架3相对于第一传输架2被逐渐减慢。因此，刀刃形提升装置16与晶片25相接触并将它们从衬底载体17内的支撑装置中提起。在此刻晶片25如图5中所述已经被顶盖22中的导轨39所支撑。然而，传输架3并未完全停止而是沿着曲线部分13的曲线跟随着第一传输架2运动，这是由于支架5和6为了能连续地扩大其间的夹角而围绕枢轴7转动。当枢轴7到达曲线部分13的某一位置时第二传输架3在该时刻静止，在曲线部分13的该处提供了向弧形的转换而其半径与枢轴的轴与第二支架和第二传输架3之间的连接点的旋转轴之间的距离保持一致。从而传输架的自身的重力导致其静止。
位于直线部分12和产生静止的点之间的曲线部分13的区段的半径比静止点之间的曲线部分13的区段的半径要大。
在图3到图10中，示出了使用这些图中未表示出的提升装置1进行干燥处理的工序。在图3到图10中，同一数码表示同一零件。
根据图3，本发明的装置20包含一容器或槽体21，顶盖22可穿过它横向移动。在槽体21中，有一刀刃形的提升装置16，其由衬底臂14支撑。
其内设置有晶片25的衬底载体17借助支撑装置24被放置到提升装置1的最低端位置上。漂洗液23从底部流入箱体23中并流过溢流管边28而进入外部容器29。由于提升装置1被设置在其最低端的位置，从而晶片25被完全浸入在漂洗液23中。
衬底载体17包括两个平行的侧板，而在图3中只示出了侧板30的端视图。在侧板之间连接有四个带有用于接收衬底25的纵向槽的杆31，32，33，34。在德国的公开出版文献4428169中对这样的一种轻质量载体进行了详细叙述；为了避免重复此部分内容可参考与本发明相关的上述文献。
气体被从顶部引入顶盖22中并借助槽体的溢流管口而排出干燥空间。
在顶盖22的上盖内通过一个纵向的管来引入用作干燥之用的气体。设置在纵向管和盖的内部空间之间的扩散片包含一个限定的孔结构，其保证了在盖的长度和宽度方向上的气体的均匀扩散。当在干燥装置20内同时加工多个衬底载体17时，最好在处于晶片盒前边的盖内提供隔板，这样可导致气体均匀散布到顶盖22内的每一单独晶片盒的整个空间。最好气体为IPA/N2的混合气。否则将由于产生不同的流动条件而导致晶片盒中每一单独晶片25表现出不同的干燥结果。导引槽29被用来导引处于被反向设置的内壁表面上的晶片25。顶盖22中的导引槽39倾斜角为5°，相应地，衬底载体17被以同样的倾角降到容器21中。因此，在整个干燥过程中限定了晶片25的位置，同时衬底载体的干燥也被改进了。
图4所示的本发明的装置与图3中装置的区别仅在于顶盖22已被从槽体21上移去。随后，衬底载体17连同衬底25被提升。
由于第一传输架22的驱动，枢轴7沿控制曲线11的直线部分12运动。
在图5中，运动已到达了一点，在该点枢轴7离开了控制曲线11的直线部分12而进入控制曲线11的曲线部分13。选择控制曲线11的形状及尺寸，以便当晶片25在顶盖22内与槽向导轨39相铰接时可到达上述运动点，从而不再需要衬底载体17来导引晶片25。然后通过刀刃形提升装置16来提升晶片25。
在将晶片25从漂洗液23中取出之后即对其进行干燥。干燥过程被槽体21之上的IPA/N2气体所支持，因为在衬底25上气体与漂洗液23混合，同时由于在表面内存在张力梯度，从而防止了液体薄膜保留在衬底25上。
根据图6，衬底载体17相对于刀刃形提升装置16被逐渐减慢。因此，刀形提升装置16接替前者而进一步把晶片25从槽体21中提升起来。
在图7中，示出了衬底载体17的位置，在该位置其被完全停止而只有刀刃形提升装置16被向上移动。因此，衬底载体17并未被强制引入顶盖22的导轨39中，否则将导致导轨的损坏和衬底载体17的毁坏。
图8显示了衬底25的干燥过程的结束。晶片25已到达了它们运动的最高点而并未被完全提升到高于液面27的位置。为了干燥衬底载体17，可通过打开排液口来降低液面。此时晶片25和衬底载体17即处于IPA/N2气之中。
在图9中，漂洗液23的液面27比衬底载体17低。与此同时，已如前结合图4到图7所述的运动被以相反的顺序进行，以便使衬底臂14和衬底载体臂15重又被定位于其较低端的位置。此时晶片25和衬底载体17已经干燥。
根据图10，顶盖22被横向移开从而装有晶片25的衬底载体17可通过输送装置24从容器21取出。
在图11中示出的用于化学处理衬底的装置的实施例中，在顶盖42的上壁41之上提供一个滴液片43形式的滴液防护装置，其与顶盖42的上壁41成5°的角度。盖片43的横向端44，45延伸过顶盖42的边壁46，47。特别是当至少两个处理槽体彼此相邻放置时，衬底及相应的被液体弄湿的衬底载体被传输通过顶盖42从而不可避免地使液体滴到顶盖42，及根据本发明滴到滴液片43上。如果没有滴液片43，此液体会沿顶盖42的边46，47流动，当打开顶盖42，例如当把顶盖移向左边时，液体会从边壁47流入槽体48(只简略地表示)，容器中存在有不同的处理液或已被干燥了的衬底及/或衬底载体，从而处理液会被污染，而相应地已被干燥了的衬底或衬底载体会被重新弄湿。这样所造成的弊端，例如过度频繁地换处理液或由于衬底的再次弄湿而造成大量产品被废弃，都可通过滴液片43来防止。滴液片43防止液滴沿顶盖42的边壁46，47，特别是沿边壁47流动，边壁47为了打开槽体48而必相对于顶盖42向左通过开口的槽体48。由于滴液片向下倾斜，液体则朝边沿方向流动，又因顶盖也是沿着朝边的方向放置，所以液体相应地从滴液片43滴到槽体外的一定区域内，从而不会污染槽体48。
在所示出的实施例中，一个附设的槽体滴液斜面49被连到槽体边缘50之上，通过它顶盖42在槽体被打开的过程中被移动，借助它流到滴液斜面49上的液体被导走从而不能到达容器的边缘50。
图12和图13中的实施例与图11中的实施例基本区别仅在于在图12和13中的滴液防护装置是以套环61的形式，其至少在顶盖42的边壁46和47的区域将顶盖42至少围在边壁47和46的区域之内。由于套环61的突出区域62，63，正如已结合图11所详细描述的，在图中的平面内通过向左移动顶盖42来打开容器48，从顶部滴到顶盖42的液体不能到达边壁46，47，也不能滴入开口的槽体48内。在图12中所表示的倾斜部分49基本与图11中的一致且也具有同样的功能。
在图14和图15中所表示的实施例中，在槽体71的窄侧72提供有清洁口73，其在容器底部附近的下端被截止。
通过结合图15可以看到，清洁口73被一个可拆卸的凸缘关闭，并可通过螺丝75与槽体71相连。于本实施例中在凸缘74和槽体71之间提供一个中间的凸缘76。可通过周边密封圈77来密封凸缘14及/或中间凸缘76。
通过槽体71内的清洁口73可简单且容易地将槽体底部的残留物或碎的衬底取出，从而保证其清洁。
图16所表示的实施例描述了一个离子化装置，该装置在顶盖42的两个边46和47有离子化杆91，92，在本实施例中顶盖42在其上边部被与固紧装置93，94相固定。
在离子化杆91，92的下面一选定的距离处设置有电极95、96，其接地或与物体相连。
通过在对应的离子化杆91，92和与其相关的对应电极95，96之间提供高电压而产生离子，其可防止衬底、衬底载体及/或处理装置的元件的静电负荷。在此情况下，可保证与静电负荷有关的诸如断路或跳火等弊端不再发生且也不会损坏衬底。
本发明已通过最佳实施例进行了描述。然而，对本领域的熟练者而言，在不偏离本发明原则的情况下可做很多的修改并产生其它的实施例。例如，可在顶盖42设置滴液片43或套环61形状的滴液防护装置，其位置的高低根据相应的空间需要来确定，或根据相应的需要来选择斜面的数目。另外，也可提供多个离子化杆91，92和多个对应电极95，96，并将它们分布在处理室以便在顶盖42内提供理想、均匀的离子化。