一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法，包括在干燥腔室外侧壁设计一维持热氮气稳定的热动能的阳极氧化保温层，且所述阳极氧化保温层内嵌有辅助型管式加热器用于进行辅助加热；以及，通过在干燥腔室外侧壁和干燥腔室内侧壁分别置入用于侦测温度的电子温度计并联动侦测对应于内外两侧的温度差异来控制辅助型管式加热器的加热，以达成对干燥腔室内热氮气的温度的控制以及调节；还包括将干燥腔室底部设计成带有向下的倾斜角度的锥形结构以使得异丙醇液体在排放时可形成螺旋式流动分布。本发明专利技术提供了一种能够提升加热氮气移除水分子的能力的方法。

A method for wafer drying to enhance the ability of nitrogen to remove water molecules

【技术实现步骤摘要】
一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法
本专利技术涉及晶圆干燥
，具体为一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法。
技术介绍
在半导体制造
中，尤其以湿法工艺处理晶圆，最后一道工艺在于晶圆干燥工艺的使用，而晶圆干燥工艺的执行上仍然对晶圆产品的工艺后的洁净度、干燥效率、干燥能力皆有高标准的需求，而在现行的晶圆干燥工艺最常使用的技术可见加热氮气干燥(HotN2Dryer)、异丙醇/加热氮气干燥(IPA/HotN2Dry)使用最为广泛，然而对于异丙醇/加热氮气干燥(IPA/HotN2Dry)方法里加热氮气作为主介质移除晶圆片上的水分子的能力的方法中有可以提升干燥能力的可能性，故找寻一种方法来提升加热氮气移除水分子的能力且能避免出现干燥不均的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种能够提升加热氮气移除水分子的能力的方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法，提供一晶圆干燥装置，所述晶圆干燥装置包括干燥腔室、用于放置晶圆的晶圆容纳室以及恒温恒压气体供应器，所述干燥腔室被设置为用于保留一种气体，所述干燥腔室包括第一入口和第一出口以及从所述第一入口延伸至第一出口的内壁结构，所述内壁结构包括夹层区；所述晶圆容纳室设置于干燥腔室内部，且包括若干与晶圆片相匹配的洗涤槽；所述恒温恒压气体供应器用于提供恒定温度的惰性干燥气体并使其在恒定压力下沿干燥腔室内部形成的气体流通路径进行流动，所述干燥腔室还包括一用于向干燥腔室内部通入异丙醇液体的第三入口以及用于排出异丙醇的第三出口，所述第三入口和第三出口均设置在干燥腔室内远离第一入口的一侧；提升氮气移除水分子的能力的方法包括：步骤S1、将待干燥晶圆片置入晶圆容纳室内并使每个晶圆片均置入对应的洗涤槽内且相互之间间隔以形成晶圆片间隙；步骤S2、在第三出口关闭状态下打开第三入口向干燥腔室内部通入异丙醇液体直至晶圆容纳室内每个晶圆片均完全浸入在异丙醇液体中时关闭第三入口，持续1-3min使异丙醇分子与晶圆片上的水分子完全相容后打开第三出口使异丙醇液体完全排出后关闭第三出口；步骤S3、将恒温恒压气体供应器的输出端口与第一入口密封连接并使第一入口按照通气调整策略向干燥腔室内部通入恒温恒压热氮气以利用热氮气气相与异丙醇液相的两相融合与相变化使晶圆片表面的水分在挥发点之前就被移除晶圆表面；步骤S4、惰性干燥气体经第一入口沿经过晶圆片的至少三条气体流通路径流动至干燥腔室内远离第一入口的一侧，并于该一侧流入夹层区的内部；步骤S5、惰性干燥气体在夹层区内远离第一入口一侧流入至靠近第一入口另一侧后经由第一出口排出；所述提升氮气移除水分子的能力的方法还包括在干燥腔室外侧壁设计一维持热氮气稳定的热动能的阳极氧化保温层，且所述阳极氧化保温层内嵌有辅助型管式加热器用于进行辅助加热；以及，通过在干燥腔室外侧壁和干燥腔室内侧壁分别置入用于侦测温度的电子温度计并联动侦测对应于内外两侧的温度差异来控制辅助型管式加热器的加热，以达成对干燥腔室内热氮气的温度的控制以及调节；并将干燥腔室底部设计成带有向下的倾斜角度的锥形结构以使得异丙醇液体在排放时可形成螺旋式流动分布，使晶圆表面形成异丙醇分子的均匀粘附。优选的，所述提升氮气移除水分子的能力的方法还包括在第一出口处设置快速排气管道，并将快速排气管道的另一端与抽气设备相连接，通过抽气设备进行抽气形成一向外牵引的压力以使干燥腔室内的热氮气沿气体流通路径加速流动并经快速排气管道排放至指定排放区。优选的，所述提升氮气移除水分子的能力的方法还包括在通入热氮气的过程中，将第三出口间歇性的打开和关闭以在不改变槽体内各种组件的形状配置的情况下增强与优化氮气气流与异丙醇液流的流动路径。优选的，所述阳极氧化保温层的表面进行多孔化的阳极处理以在其表面形成有序排列的微米级多孔均匀分布。优选的，所述通气调整策略包括用于调整向干燥腔室内部喷射惰性气体的通断时间的通断时间控制步骤和用于调整向干燥腔室内部喷射惰性气体的角度的气流角度调节步骤。优选的，所述通断时间控制步骤被设置为依据晶圆片的湿润程度进行设定，所述气流角度调节步骤被设置为依据晶圆片的直径大小进行设定。优选的，所述通气时间设定为1秒，且通气时间与断气时间比值为1～10；所述气流喷射角度设置为以晶圆片垂直中心线为基准双向展开共100度-130度的幅度对晶圆片进行喷洒。优选的，所述干燥方法包括还包括在晶圆容纳室底部设置一能够使晶圆容纳室围绕一支撑进行微幅摆动的振动结构，并使其在步骤S3的过程中进行微幅摆动以透过热氮气和异丙醇的交互作用不断地破坏高深宽比孔隙结构晶圆片内水分子与高深宽比孔隙结构的表面张力以使空乏区的水分子不断地被析出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在干燥腔室外侧壁设计一维持热氮气稳定的热动能的阳极氧化保温层，能够补充热氮气在晶圆片干燥过程中的热能损失，使得晶圆片上方和晶圆片下方的热氮气的温度保持一致，避免出现干燥不均匀的情况；并且在干燥腔室外侧壁和干燥腔室内侧壁分别置入用于侦测温度的电子温度计并联动侦测对应于内外两侧的温度差异来控制辅助型管式加热器的加热，以达成对干燥腔室内热氮气的温度的控制以及调节；从而提升加热氮气移除水分子的能力且能避免出现晶圆片表面干燥不均匀的情况。附图说明图1为本专利技术中晶圆干燥装置的结构示意图；图2为本专利技术中气体流通路径的结构示意图；图3为本专利技术中晶圆容纳室的结构示意图；图4为本专利技术中图3沿B-B方向的剖视结构示意图；图5为本专利技术中阳极氧化保温层的结构示意图；图6为本专利技术中阳极氧化保温层加热氮气的气流流通结构示意图；图7为本专利技术中阳极氧化保温层与振动结构和晶圆容纳室连接的结构示意图；图8为本专利技术中振动结构和晶圆容纳室连接的结构示意图；图9为本专利技术中驱动机构的结构示意图；图10为本专利技术中振动结构的结构示意图；图11为本专利技术中振动结构带动晶圆容纳室内的晶圆片进行微幅摆动的结构状态示意图。图中：1、干燥腔室；101、第一入口；102、第一出口；103、夹层区；1031、第二入口；1032、第二出口；104、第三入口；105、第三出口；106、锥形结构；2、晶圆容纳室；201、洗涤槽；3、排气管道；301、气体滞留区；4、振动结构；401、支撑组件；402、驱动机构；4021、驱动电机；4022、轮摆式联轴转接器；4023、转动盘；4024、连接杆；4025、固定板；4026、连接块；4027、竖直导轨；4028、牵引块；5、晶圆片；6、阳极氧化保温层；601、辅助型管式加热器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法，其特征在于，提供一晶圆干燥装置，所述晶圆干燥装置包括干燥腔室、用于放置晶圆的晶圆容纳室以及恒温恒压气体供应器，所述干燥腔室被设置为用于保留一种气体，所述干燥腔室包括第一入口和第一出口以及从所述第一入口延伸至第一出口的内壁结构，所述内壁结构包括夹层区；所述晶圆容纳室设置于干燥腔室内部，且包括若干与晶圆片相匹配的洗涤槽；所述恒温恒压气体供应器用于提供恒定温度的惰性干燥气体并使其在恒定压力下沿干燥腔室内部形成的气体流通路径进行流动，所述干燥腔室还包括一用于向干燥腔室内部通入异丙醇液体的第三入口以及用于排出异丙醇的第三出口，所述第三入口和第三出口均设置在干燥腔室内远离第一入口的一侧；/n提升氮气移除水分子的能力的方法包括：/n步骤S1、将待干燥晶圆片置入晶圆容纳室内并使每个晶圆片均置入对应的洗涤槽内且相互之间间隔以形成晶圆片间隙；/n步骤S2、在第三出口关闭状态下打开第三入口向干燥腔室内部通入异丙醇液体直至晶圆容纳室内每个晶圆片均完全浸入在异丙醇液体中时关闭第三入口，持续1-3min使异丙醇分子与晶圆片上的水分子完全相容后打开第三出口使异丙醇液体完全排出后关闭第三出口；/n步骤S3、将恒温恒压气体供应器的输出端口与第一入口密封连接并使第一入口按照通气调整策略向干燥腔室内部通入恒温恒压热氮气以利用热氮气气相与异丙醇液相的两相融合与相变化使晶圆片表面的水分在挥发点之前就被移除晶圆表面；/n步骤S4、惰性干燥气体经第一入口沿经过晶圆片的至少三条气体流通路径流动至干燥腔室内远离第一入口的一侧，并于该一侧流入夹层区的内部；/n步骤S5、惰性干燥气体在夹层区内远离第一入口一侧流入至靠近第一入口另一侧后经由第一出口排出；/n所述提升氮气移除水分子的能力的方法还包括在干燥腔室外侧壁设计一维持热氮气稳定的热动能的阳极氧化保温层，且所述阳极氧化保温层内嵌有辅助型管式加热器用于进行辅助加热；以及，通过在干燥腔室外侧壁和干燥腔室内侧壁分别置入用于侦测温度的电子温度计并联动侦测对应于内外两侧的温度差异来控制辅助型管式加热器的加热，以达成对干燥腔室内热氮气的温度的控制以及调节；并将干燥腔室底部设计成带有向下的倾斜角度的锥形结构以使得异丙醇液体在排放时可形成螺旋式流动分布，使晶圆表面形成异丙醇分子的均匀粘附。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法，其特征在于，提供一晶圆干燥装置，所述晶圆干燥装置包括干燥腔室、用于放置晶圆的晶圆容纳室以及恒温恒压气体供应器，所述干燥腔室被设置为用于保留一种气体，所述干燥腔室包括第一入口和第一出口以及从所述第一入口延伸至第一出口的内壁结构，所述内壁结构包括夹层区；所述晶圆容纳室设置于干燥腔室内部，且包括若干与晶圆片相匹配的洗涤槽；所述恒温恒压气体供应器用于提供恒定温度的惰性干燥气体并使其在恒定压力下沿干燥腔室内部形成的气体流通路径进行流动，所述干燥腔室还包括一用于向干燥腔室内部通入异丙醇液体的第三入口以及用于排出异丙醇的第三出口，所述第三入口和第三出口均设置在干燥腔室内远离第一入口的一侧；
提升氮气移除水分子的能力的方法包括：
步骤S1、将待干燥晶圆片置入晶圆容纳室内并使每个晶圆片均置入对应的洗涤槽内且相互之间间隔以形成晶圆片间隙；
步骤S2、在第三出口关闭状态下打开第三入口向干燥腔室内部通入异丙醇液体直至晶圆容纳室内每个晶圆片均完全浸入在异丙醇液体中时关闭第三入口，持续1-3min使异丙醇分子与晶圆片上的水分子完全相容后打开第三出口使异丙醇液体完全排出后关闭第三出口；
步骤S3、将恒温恒压气体供应器的输出端口与第一入口密封连接并使第一入口按照通气调整策略向干燥腔室内部通入恒温恒压热氮气以利用热氮气气相与异丙醇液相的两相融合与相变化使晶圆片表面的水分在挥发点之前就被移除晶圆表面；
步骤S4、惰性干燥气体经第一入口沿经过晶圆片的至少三条气体流通路径流动至干燥腔室内远离第一入口的一侧，并于该一侧流入夹层区的内部；
步骤S5、惰性干燥气体在夹层区内远离第一入口一侧流入至靠近第一入口另一侧后经由第一出口排出；
所述提升氮气移除水分子的能力的方法还包括在干燥腔室外侧壁设计一维持热氮气稳定的热动能的阳极氧化保温层，且所述阳极氧化保温层内嵌有辅助型管式加热器用于进行辅助加热；以及，通过在干燥腔室外侧壁和干燥腔室内侧壁分别置入用于侦测温度的电子温度计并联动侦测对应于内外两侧的温度差异来控制辅助型管式加热器的加热，以达成对干燥腔室内热氮气的温度的控制以及调节；并将干燥腔室底部设计成带有向下的倾斜角度的锥形结构以使得异丙醇液体在排放时可形成螺旋式流动分...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓信甫，庄海云，蔡嘉雄，徐铭，陈佳炜，
申请(专利权)人：至微半导体上海有限公司，江苏启微半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31