一种应用马兰戈尼效应的晶圆清洗干燥装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用马兰戈尼效应的晶圆清洗干燥装置和方法，其中装置包括：箱体；晶圆承载移动组件，用于接收晶圆，带动晶圆平行移位并沿竖直方向提升晶圆；双喷淋组件，其包括位于上方的出气口和位于下方的出液口，在晶圆上升过程中，出液口向晶圆表面第一区域喷液的同时出气口向晶圆表面第二区域喷气，其中，第一区域与第二区域相交并位于第二区域下方，以在相交位置发生马兰戈尼效应剥离晶圆表面的污染物。的污染物。的污染物。

【技术实现步骤摘要】
一种应用马兰戈尼效应的晶圆清洗干燥装置和方法


[0001]本专利技术涉及化学机械抛光后处理
，尤其涉及一种应用马兰戈尼效应的晶圆清洗干燥装置和方法。

技术介绍

[0002]在半导体领域，晶圆表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一。在晶圆制程中，例如：沉积、等离子体刻蚀、光刻、电镀、化学机械抛光等等，都有可能在晶圆表面引入污染和/或颗粒，导致晶圆表面的清洁度下降，制造的半导体器件良率不高。为了达到晶圆表面无污染物的目的，需要移除晶圆表面的污染物以避免制程前污染物重新残留于晶圆表面。因此，在晶圆制造过程中需要经过多次的表面清洗，以去除晶圆表面附着的金属离子、原子、有机物及微粒等污染物。
[0003]清洗的目的是去除晶圆表面颗粒和各种化学物质，并在清洗过程中避免对表面和内部结构的腐蚀和破坏，目前常见的湿法清洗是在溶液环境下清洗晶圆，比如清洗剂浸泡、机械擦洗、湿法化学清洗等。
[0004]经过清洗后，晶圆表面会留存很多水或清洗液的残留物。由于这些水或清洗液的残留物中溶有杂质，如果让这些残留液体自行蒸发干燥，这些杂质就会重新粘结到晶圆的表面上，造成污染，甚至破坏晶圆的结构。为此，需要对晶圆表面进行干燥处理，以除去这些残留液体。传统的干燥方式，由于干燥后残留的水膜厚度很大，可达微米级及以上，极易造成水痕缺陷。可见，现有技术中存在晶圆干燥效果差，容易残留液体的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种应用马兰戈尼效应的晶圆清洗干燥装置和方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0006]本专利技术实施例的第一方面提供了一种应用马兰戈尼效应的晶圆清洗干燥装置，包括：
[0007]箱体；
[0008]晶圆承载移动组件，用于接收晶圆，带动晶圆平行移位并沿竖直方向提升晶圆；
[0009]双喷淋组件，其包括位于上方的出气口和位于下方的出液口，在晶圆上升过程中，出液口向晶圆表面第一区域喷液的同时出气口向晶圆表面第二区域喷气，其中，第一区域与第二区域相交并位于第二区域下方，以在相交位置发生马兰戈尼效应剥离晶圆表面的污染物。
[0010]在一个实施例中，所述双喷淋组件包括布液件，布液件的长度方向平行于晶圆表面，布液件连接进液管，布液件朝向晶圆的一侧设有沿长度方向布置的用于向外喷射液体的出液口。
[0011]在一个实施例中，所述布液件内部的流体流入通道内设有匀流结构。
[0012]在一个实施例中，所述出液口喷出的液幕与晶圆表面的夹角β在0度和90度之间。
[0013]在一个实施例中，所述双喷淋组件包括布气件，布气件的长度方向平行于晶圆表面，布气件连接进气管，布气件朝向晶圆的一侧设有沿长度方向布置的用于向外喷射气体的出气口。
[0014]在一个实施例中，所述布气件内部的气体流入通道内设有匀流结构。
[0015]在一个实施例中，所述出气口喷出的气幕与晶圆表面的夹角α小于夹角β。
[0016]在一个实施例中，所述双喷淋组件设有两组，相对于晶圆对称布置。
[0017]在一个实施例中，所述箱体设有用于晶圆移入的第一端口和用于晶圆移出的第二端口。
[0018]在一个实施例中，所述晶圆承载移动组件包括：
[0019]推升机构，位于双喷淋组件之下，用于支撑晶圆并沿竖直方向推升晶圆；
[0020]移位机构，用于在接收位和清洗位之间移动推升机构；
[0021]提升机构，位于双喷淋组件之上，用于夹持晶圆的干燥边缘并提升晶圆。
[0022]在一个实施例中，机械手将晶圆放入箱体内的推升机构上之后，推升机构带着晶圆移位至清洗位；推升机构在清洗位向上提升晶圆的过程中，利用双喷淋组件执行马兰戈尼处理。
[0023]本专利技术实施例的第二方面提供了一种马兰戈尼处理方法，使用如上所述的晶圆清洗干燥装置，利用所述双喷淋组件对晶圆表面执行马兰戈尼处理。
[0024]本专利技术实施例的有益效果包括：采用具有出液口和出气口的双喷淋组件，其中，出液口喷射的液体在晶圆表面形成均匀的液膜，可以模拟浸泡式的马兰戈尼干燥环境，为干燥功能创造条件，并避免颗粒回粘造成二次污染；喷射液体的出液口与喷射IPA混合气体的出气口组合在一起，依靠加工精度使晶圆、液体、气体三相的汇集位置更加精确，同时大大节省了安装空间。
附图说明
[0025]通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的优点将变得更清楚和更容易理解，但这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术的保护范围，其中：
[0026]图1至图6示出了本专利技术一实施例提供的晶圆清洗干燥装置的工作过程；
[0027]图7示出了本专利技术一实施例提供的双喷淋组件的工作原理；
[0028]图8示出了图7中双喷淋组件的立体图；
[0029]图9示出了图8中双喷淋组件的分解图；
[0030]图10示出了图8中双喷淋组件的正视图；
[0031]图11示出了图10中A
‑
A方向的剖视图；
[0032]图12示出了图10中B
‑
B方向的剖视图；
[0033]图13示出了本专利技术另一实施例提供的双喷淋组件的剖视图。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施例及其附图，对本专利技术所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本专利技术实施方式及本专利技术保护范围的限制。需要说明的是，在不
冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。应当理解的是，除非特别予以说明，为了便于理解，以下对本专利技术具体实施方式的描述都是建立在相关设备、装置、部件等处于原始静止的未给与外界控制信号和驱动力的自然状态下描述的。
[0035]此外，还需要说明的是，本申请中使用的例如前、后、上、下、左、右、顶、底、正、背、水平、垂直等表示方位的术语仅仅是为了便于说明，用以帮助对相对位置或方向的理解，并非旨在限制任何装置或结构的取向。
[0036]为了说明本专利技术所述的技术方案，下面将参考附图并结合实施例来进行说明。
[0037]在本申请中，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing)也称为化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization)，晶圆(wafer)也称为晶片、硅片、基片或基板(substrate)，其含义和实际作用等同。
[0038]随着芯片制程的提高，对晶圆表面的洁净度要求越来越严苛，晶圆在清洗后需要采用洁净的干燥方式。浸泡式的提拉干燥是将晶圆完全浸没在水槽中后，将晶圆从水槽中提起，在晶圆、水、空气三相的交界的弯液面处喷射IPA与氮气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用马兰戈尼效应的晶圆清洗干燥装置，其特征在于，包括：箱体；晶圆承载移动组件，用于接收晶圆，带动晶圆平行移位并沿竖直方向提升晶圆；双喷淋组件，其包括位于上方的出气口和位于下方的出液口，在晶圆上升过程中，出液口向晶圆表面第一区域喷液的同时出气口向晶圆表面第二区域喷气，其中，第一区域与第二区域相交并位于第二区域下方，以在相交位置发生马兰戈尼效应剥离晶圆表面的污染物。2.如权利要求1所述的晶圆清洗干燥装置，其特征在于，所述双喷淋组件包括布液件，布液件的长度方向平行于晶圆表面，布液件连接进液管，布液件朝向晶圆的一侧设有沿长度方向布置的用于向外喷射液体的出液口。3.如权利要求2所述的晶圆清洗干燥装置，其特征在于，所述布液件内部的流体流入通道内设有匀流结构。4.如权利要求1所述的晶圆清洗干燥装置，其特征在于，所述出液口喷出的液幕与晶圆表面的夹角β在0度和90度之间。5.如权利要求1所述的晶圆清洗干燥装置，其特征在于，所述双喷淋组件包括布气件，布气件的长度方向平行于晶圆表面，布气件连接进气管，布气件朝向晶圆的一侧设有沿长度方向布置的用于向外喷射气体的出气口。6.如权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：申兵兵，李长坤，赵德文，路新春，
申请(专利权)人：华海清科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：