[發(fā)明專利]一種晶圓干燥系統(tǒng)和晶圓干燥方法

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• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114136068A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張康;舒福璋;崔凱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京爍科精微電子裝備有限公司
• 主分類號: F26B11/18
• 分類號: F26B11/18;F26B5/08;F26B21/10;F26B21/14;F26B25/18;H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 沈惠娟

本發(fā)明提供一種晶圓干燥系統(tǒng)和晶圓干燥方法。晶圓干燥系統(tǒng)包括：旋轉(zhuǎn)式雙面梯度干燥裝置；旋轉(zhuǎn)式雙面干燥裝置包括：旋轉(zhuǎn)卡盤，適于從側(cè)部固定晶圓進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)；梯度干燥組件，梯度干燥組件包括上部組件和下部組件，旋轉(zhuǎn)卡盤位于上部組件和下部組件之間；梯度干燥組件適于在晶圓水平旋轉(zhuǎn)時(shí)，從上下兩側(cè)同時(shí)對晶圓進(jìn)行梯度干燥。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶圓制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種晶圓干燥系統(tǒng)和晶圓干燥方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，其工藝控制中對晶圓表面潔凈度的要求越來越高，而在大量的濕法工藝和清洗工藝之后，高效穩(wěn)定的干燥工藝可有效保證表面潔凈度，防止二次沾污現(xiàn)象的發(fā)生；現(xiàn)有技術(shù)的一種工藝方式是離心甩干。離心甩干是通過外力使處于固定狀態(tài)的單片或多片晶圓在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，晶圓表面的液膜受到離心力作用而從表面脫離的干燥技術(shù)。這種干燥方式簡單可靠，在晶片清洗領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是，高速甩干的干燥方法腔室內(nèi)部空間氣流湍動程度不可控，二次沾污風(fēng)險(xiǎn)較大，且由于高速旋轉(zhuǎn)和氣流水流沖擊產(chǎn)生較大表面作用力，高端制程的適用性較低。因此需要一種新的工藝方式，對晶圓進(jìn)行干燥，以減少或規(guī)避上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種晶圓干燥系統(tǒng)，包括：旋轉(zhuǎn)式雙面梯度干燥裝置；旋轉(zhuǎn)式雙面干燥裝置包括：旋轉(zhuǎn)卡盤，適于從側(cè)部固定晶圓進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)；梯度干燥組件，梯度干燥組件包括上部組件和下部組件，旋轉(zhuǎn)卡盤位于上部組件和下部組件之間；梯度干燥組件適于在晶圓水平旋轉(zhuǎn)時(shí)，從上下兩側(cè)同時(shí)對晶圓進(jìn)行梯度干燥。

可選的，旋轉(zhuǎn)卡盤為上下對稱結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)卡盤上任意一點(diǎn)至上部組件的距離和旋轉(zhuǎn)卡盤上任意一點(diǎn)至下部組件的距離相等。

可選的，上部組件包括：移動導(dǎo)軌、加熱頭、吹掃氣體噴嘴和導(dǎo)流液噴嘴，上部組件的加熱頭、吹掃氣體噴嘴和導(dǎo)流液噴嘴可移動的安裝在上部組件的移動導(dǎo)軌上，適于沿移動導(dǎo)軌移動；下部組件包括：移動導(dǎo)軌、加熱頭、吹掃氣體噴嘴和導(dǎo)流液噴嘴，下部組件的加熱頭、吹掃氣體噴嘴和導(dǎo)流液噴嘴可移動的安裝在下部組件的移動導(dǎo)軌上，適于沿移動導(dǎo)軌移動。

可選的，下部組件通過支撐柱固定于底座上；支撐柱上套設(shè)有中央鏤空的環(huán)形旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)卡盤連接固定于環(huán)形旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。環(huán)形旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)適于環(huán)繞支撐柱水平旋轉(zhuǎn)

可選的，晶圓干燥系統(tǒng)還包括：氣液供給裝置，氣液供給裝置通過上輸送管路連通上部組件中的導(dǎo)流液噴嘴和吹掃氣體噴嘴；氣液供給裝置通過下輸送管路連通下部組件中的導(dǎo)流液噴嘴和吹掃氣體噴嘴。

可選的，支撐柱中具有中空通道，下輸送管路穿過中空通道連通至下部組件中的導(dǎo)流液噴嘴和吹掃氣體噴嘴。

可選的，氣液供給裝置包括氣源、氣體加熱裝置、液源和液體冷卻裝置；氣源通過上輸送管路和下輸送管路分別連通上部組件的吹掃氣體噴嘴和下部組件吹掃氣體噴嘴，氣體加熱裝置適于對氣源輸送出的吹掃氣體進(jìn)行加熱；液源通過上輸送管路和下輸送管路分別連通上部組件的吹掃氣體噴嘴和下部組件的吹掃氣體噴嘴，液體冷卻裝置適于對液源輸送出的導(dǎo)流液進(jìn)行冷卻。

本發(fā)明還提供一種晶圓干燥方法，使用本發(fā)明提供的晶圓干燥系統(tǒng)，對晶圓上下兩側(cè)進(jìn)行同步的旋轉(zhuǎn)梯度干燥；其中，旋轉(zhuǎn)卡盤固定晶圓進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)；梯度干燥組件自晶圓的中心向晶圓的邊緣進(jìn)行梯度干燥。

可選的，梯度干燥的步驟包括：梯度干燥組件向晶圓表面鋪設(shè)導(dǎo)流液，導(dǎo)流液在晶圓旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用下鋪滿晶圓表面形成導(dǎo)流液膜；梯度干燥組件向晶圓表面噴射吹掃氣體，自晶圓的中心向晶圓的邊緣吹掃導(dǎo)流液膜；梯度干燥組件自晶圓的中心向晶圓的邊緣移動加熱導(dǎo)流液膜，使導(dǎo)流液膜自晶圓中心處向晶圓的邊緣處形成熱量梯度；導(dǎo)流液膜在熱量梯度、氣體吹掃和晶圓水平旋轉(zhuǎn)的作用下逐步脫離晶圓的表面，實(shí)現(xiàn)晶圓的干燥。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：