[發明專利]一種晶圓干燥抬升方法

有效

• 申請號: 202310241893.8
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN115954304B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 殷騏;鄭晟良
• 申請（專利權）人: 杭州眾硅電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/687
• 代理公司: 杭州凱知專利代理事務所(普通合伙) 33267
• 代理人: 邵志

本發明公開了一種晶圓干燥抬升方法，包括以下步驟：晶圓位于液面以內，支撐機構驅動晶圓上升，其上升速度為V1，抬升機構位于晶圓下方且不接觸晶圓，其上升速度為V2，則V2≤V1；晶圓頂部接近液面，支撐機構在保持晶圓上升的狀態下脫離晶圓，抬升機構上升接觸晶圓，以繼續向上推動晶圓伸出液面；晶圓在抬升機構驅動下繼續上升，直至晶圓完全脫離液面。本發明兩側支撐機構和抬升機構獨立控制，實現兩個階段的不同抬升模式；晶圓抬升過程前半段通過兩側支撐機構驅動，晶圓接觸面積大，晶圓放置穩定，磨損量小；晶圓抬升過程后半段抬升機構的托底才正式介入，每片晶圓托底的工作時間減半，損耗量低使用壽命長；不需要頻繁更換托底。

技術領域

本發明屬于半導體集成電路芯片制造領域，尤其是涉及一種晶圓干燥抬升方法。

背景技術

化學機械平坦化是集成電路工藝中的一種加工工藝。隨著技術的發展，對加工工藝的要求會隨之提高。同時化學機械平坦化在晶圓加工過程中屬于濕法工藝，在整個工藝過程中會使用大量的研磨液以及不同的化學試劑，所以在工藝末端需要對晶圓進行一個清洗和干燥來去除附著在晶圓表面的顆粒，從而能夠進入到下一道工藝的制程中。

在現有的集成電路設備中，傳統的干燥方式是旋轉甩干，這種方式利用高轉速下產生的離心力將附著在晶圓表面的水去除。但由于晶圓本身材質的差異和表面圖案的影響，此干燥方法有時會導致水漬殘留，導致整片晶圓的顆粒物數量超標。

近幾年出現的一種新型干燥方法是使用馬蘭戈尼效應。這種方法是利用表面張力梯度差將附著在晶圓表面的水去除，這種方法能夠有效地減少水漬殘留和顆粒物附著在晶圓表面的可能性。該方法需要通過托著晶圓底部將晶圓抬出液面，為保證晶圓底部無水漬殘留，托底與晶圓接觸面積要盡可能小；此外，托底長期浸泡在水中，為保證其耐腐蝕性，通常選用塑料材質。目前采用的方法，托底在從晶圓浸在液體底部到全部露出液面的過程中均起到了支撐作用，托底與晶圓底部接觸面積小，壓強大，因此受力多易磨損，需要頻繁更換物料消耗量大，否則將降低抬升位置的精度；同時工藝過程需保證液面平整，目前托底驅動是通過磁鐵將箱體背面電缸的抬升力傳遞給晶圓，托底基座與箱體在磁鐵作用下與箱體擠壓滑動，抬升過程阻力大，因磁力為非剛性傳動有失速甚至掉片風險，且滑動過程會造成托底底座與箱體內壁的磨損，影響傳動精度及壽命，且會產生雜質微粒；更重要的是，在實際工況下，機臺需要保證長時間得穩定運行，頻繁更換托底部件并矯正位置，大大增加了機臺的維護時間，并由此影響產線前后道機臺的運行效率，造成巨大的經濟損失。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種延長抬升機構的使用壽命，晶圓干燥效果佳的晶圓干燥抬升方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種晶圓干燥抬升方法，包括以下步驟：晶圓位于液面以內，支撐機構驅動晶圓上升，其上升速度為V1，抬升機構位于晶圓下方且不接觸晶圓，其上升速度為V2，則V2≤V1；

晶圓頂部接近液面，支撐機構在保持晶圓上升的狀態下脫離晶圓，抬升機構上升接觸晶圓，以繼續向上推動晶圓伸出液面；

晶圓在抬升機構驅動下繼續上升，直至晶圓完全脫離液面。

進一步的，所述支撐機構脫離晶圓時的上升速度為V11，所述抬升機構接觸晶圓時的上升速度為V21，則V21和V11的速度差值≥5?mm/s。

進一步的，所述支撐機構上升速度減小至停止，以脫離晶圓。

進一步的，晶圓位于液面以內，支撐機構驅動晶圓上升包括第一階段和第二階段，在第一階段支撐機構驅動晶圓勻速上升，在第二階段支撐機構驅動晶圓減速上升。

進一步的，所述抬升機構驅動晶圓伸出液面，其包括第三階段和第四階段，在第三階段抬升機構驅動晶圓上升的速度減小，在第四階段抬升機構驅動晶圓上升的速度增加。

進一步的，在第四階段抬升機構驅動晶圓上升的加速度≥20?mm/s²。