[發明專利]一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法

有效

• 申請號: 202010125637.9
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111312581B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 鄧信甫;蔡嘉雄;徐銘;陳佳煒;李志峰
• 申請（專利權）人: 至微半導體（上海）有限公司;江蘇啟微半導體設備有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 北京沁優知識產權代理有限公司 11684
• 代理人: 蔡巖巖

1.一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法，其特征在于，提供一晶圓干燥裝置，所述晶圓干燥裝置包括干燥腔室、用于放置晶圓的晶圓容納室以及恒溫恒壓氣體供應器，所述干燥腔室被設置為用于保留一種氣體，所述干燥腔室包括第一入口和第一出口以及從所述第一入口延伸至第一出口的內壁結構，所述內壁結構包括夾層區；所述晶圓容納室設置于干燥腔室內部，且包括若干與晶圓片相匹配的洗滌槽；所述恒溫恒壓氣體供應器用于提供恒定溫度的惰性干燥氣體或熱氮氣并使其在恒定壓力下沿干燥腔室內部形成的氣體流通路徑進行流動，所述干燥腔室還包括一用于向干燥腔室內部通入異丙醇液體的第三入口以及用于排出異丙醇的第三出口，所述第三入口和第三出口均設置在干燥腔室內遠離第一入口的一側；

排氣方法包括：

步驟S1、將待干燥晶圓片置入晶圓容納室內并使每個晶圓片均置入對應的洗滌槽內且相互之間間隔以形成晶圓片間隙；

步驟S2、在第三出口關閉狀態下打開第三入口向干燥腔室內部通入異丙醇液體直至晶圓容納室內每個晶圓片均完全浸入在異丙醇液體中時關閉第三入口，持續1-3min使異丙醇分子與晶圓片上的水分子完全相容后打開第三出口使異丙醇液體完全排出后關閉第三出口；

步驟S3、將恒溫恒壓氣體供應器的輸出端口與第一入口密封連接并使第一入口按照通氣調整策略向干燥腔室內部通入恒溫恒壓惰性干燥氣體或熱氮氣以利用惰性干燥氣體或熱氮氣氣相與異丙醇液相的兩相融合與相變化使晶圓片表面的水分在揮發點之前就被移除晶圓片表面；

步驟S4、惰性干燥氣體或熱氮氣經第一入口沿經過晶圓片的至少三條氣體流通路徑流動至干燥腔室內遠離第一入口的一側，并于該一側流入夾層區的內部；

步驟S5、惰性干燥氣體或熱氮氣在夾層區內遠離第一入口一側流入至靠近第一入口另一側后經由第一出口排出；

所述排氣方法還包括在第一出口處設置快速排氣管道，并將快速排氣管道的另一端與抽氣設備相連接，通過抽氣設備進行抽氣形成一向外牽引的壓力以使干燥腔室內的惰性干燥氣體或熱氮氣沿氣體流通路徑加速流動并經快速排氣管道排放至指定排放區。

2.根據權利要求1所述的一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法，其特征在于，所述排氣方法還包括在通入惰性干燥氣體或熱氮氣的過程中，將第三出口間歇性的打開和關閉以在不改變槽體內各種組件的形狀配置的情況下增強與優化惰性干燥氣體或氮氣氣流與異丙醇液流的流動路徑。

3.根據權利要求1所述的一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法，其特征在于：所述第三出口設置在干燥腔室內底部中心位置并通過將干燥腔室底部設計成帶有向下的傾斜角度的錐形結構以使得異丙醇液體在排放時形成螺旋式流動分布，使晶圓片表面形成異丙醇分子的均勻粘附。

4.根據權利要求1所述的一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法，其特征在于：所述通氣調整策略包括用于調整向干燥腔室內部噴射惰性氣體或熱氮氣的通斷時間的通斷時間控制步驟和用于調整向干燥腔室內部噴射惰性氣體或熱氮氣的角度的氣流角度調節步驟。

5.根據權利要求4所述的一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法，其特征在于：所述通斷時間控制步驟被設置為依據晶圓片的濕潤程度進行設定，所述氣流角度調節步驟被設置為依據晶圓片的直徑大小進行設定。

6.根據權利要求5所述的一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法，其特征在于：所述通氣時間設定為1秒，且通氣時間與斷氣時間比值為1～10；所述氣流角度調節步驟設置為以晶圓片垂直中心線為基準雙向展開共100度-130度的幅度對晶圓片進行噴灑。

7.根據權利要求1-5中任一項權利要求所述的一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法，其特征在于：所述夾層區有兩個開口，包括設置于干燥腔室內遠離第一入口一側的第二入口和設置于干燥腔室內遠離第二入口一側的第二出口，所述第二出口和第一出口相連通。

8.根據權利要求1-5中任一項權利要求所述的一種可提升晶圓干燥效率的排氣方法，其特征在于：所述至少三條氣體流通路徑包括由第一入口經晶圓片間隙至晶圓容納室底部開口的第一路徑、由第一入口經晶圓片洗滌槽至晶圓容納室底部開口的第二路徑、由第一入口經晶圓容納室外側壁至晶圓容納室底部開口的第三路徑、由第一入口經夾層區外側壁至夾層區第二入口的第四路徑。