[發明專利]一種晶圓干燥系統及晶圓干燥方法

在審

• 申請號: 202110445987.8
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113130357A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 姬丹丹
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/02
• 代理公司: 北京正和明知識產權代理事務所(普通合伙) 11845
• 代理人: 李芳芳

本發明提供了一種晶圓干燥系統及晶圓干燥方法，屬于晶圓清洗干燥領域。該系統包括有機溶劑輸送單元、干燥氣體輸送單元、混合裝置、加熱裝置和干燥裝置，有機溶劑輸送單元和干燥氣體輸送單元均與混合裝置相連，混合裝置、加熱裝置和干燥裝置依次相連。混合裝置，用于對有機溶劑輸送單元輸送的有機溶劑和干燥氣體輸送單元輸送的干燥氣體進行混合；加熱裝置，用于對混合裝置混合后的混合流體進行加熱氣化；干燥裝置，用于使用加熱裝置加熱氣化后的混合氣體對晶圓進行干燥。本發明能夠提升干燥工藝時混合蒸汽中有機溶劑蒸汽的含量，且產生混合蒸汽的時間短、效率高，能夠滿足快速干燥且干燥過程可控的需要。

技術領域

本發明涉及晶圓清洗干燥領域，尤其涉及一種晶圓干燥系統及晶圓干燥方法。

背景技術

在半導體濕法槽式清洗設備工藝過程中，晶圓依次在各個化學液槽、水槽完成浸泡清洗后，晶圓被放置于干燥模塊進行干燥處理。干燥工藝是濕法清洗的重要步驟，市場對設備性能的要求逐漸提高，要求能夠縮短干燥工藝時間，同時要求晶圓無水印、無顆粒聚集等。常用的干燥工藝為采用有機溶劑異丙醇(IPA)蒸汽和氮氣作為干燥介質進行晶圓的干燥。

目前IPA蒸汽的產生方式主要是發泡法。發泡系統的大致構成為，一個密閉的發泡罐，其內部可設置細小的孔狀結構，首先向發泡罐中注入少量的IPA液體，然后向發泡罐持續通入氮氣，液態IPA氣化后的蒸汽分子依附在氮氣氣體分子表面，進而混合氣體經過連接于發泡罐頂部的管道傳輸至干燥晶圓的干燥槽內。但這樣的方法其產生的IPA蒸汽的量依靠IPA液體的蒸發，效率低，當需要較多IPA蒸汽時，需要多個發泡裝置，占用空間，且IPA在蒸汽中的含量不易測量，無法滿足不斷提升的對干燥工藝縮短時間以及過程可控的要求。

另一種產生IPA和氮氣混合蒸汽的方式為，管道(細管)中注入定量IPA液體，由氮氣作為載氣，推送儲存于管道中的定量的IPA溶液至接近工藝槽位置，并使IPA溶劑經過微孔狀的濾膜結構，經過濾膜后的IPA變成極微小的液滴，進而變成蒸汽狀，混合蒸汽依靠氮氣的動力到達干燥槽內。該方法一次只能將存儲于管道較少量的IPA傳輸至濾膜處，產生IPA蒸汽的效率低，滿足不了縮短干燥工藝時間的要求。

因此，目前急需要一種新的干燥方法，來滿足快速干燥以及干燥過程可調可控的需要。另外，還需要滿足精確控制有機溶劑的用量，節約資源，保護環境的需要。

發明內容

為了彌補以上不足，本發明的目的在于提供一種晶圓干燥系統，該系統能夠提升干燥工藝時混合蒸汽中有機溶劑蒸汽的含量，且產生混合蒸汽的時間短、效率高，能夠滿足快速干燥且干燥過程可控的需要。

本發明的另一目的為能夠實現混合蒸汽中有機溶劑和干燥氣體的含量能夠精確控制，達到操作簡便，且節能環保的要求。

為了實現本發明的目的而提供一種晶圓干燥系統，該晶圓干燥系統包括有機溶劑輸送單元、干燥氣體輸送單元、混合裝置、加熱裝置和干燥裝置，所述有機溶劑輸送單元和所述干燥氣體輸送單元均與所述混合裝置相連，所述混合裝置、所述加熱裝置和所述干燥裝置依次相連；所述混合裝置，用于對所述有機溶劑輸送單元輸送的有機溶劑和所述干燥氣體輸送單元輸送的干燥氣體進行混合；所述加熱裝置，用于對所述混合裝置混合后的混合流體進行加熱氣化；所述干燥裝置，用于使用所述加熱裝置加熱氣化后的混合氣體對晶圓進行干燥。

所述干燥裝置頂部設有噴管，所述加熱裝置下游連接所述噴管。優選地，所述噴管為沿著晶圓陣列方向布置的管道，噴管上設置有均勻分布的小孔，用于噴出氣體；更優選地，噴管的數量為多個，保證噴出的氣體在干燥槽內均勻分布。

優選地，所述干燥氣體輸送單元還與所述干燥裝置直接連通，優選與所述噴管相連，用于向所述干燥裝置輸送干燥氣體；所述干燥裝置，還用于使用所述干燥氣體輸送單元輸送的干燥氣體對所述晶圓進行二次噴淋，以進一步干燥所述晶圓。