一种晶圆干燥系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术提供一种晶圆干燥系统及其工作方法。晶圆干燥系统包括：腔室；位于腔室内的旋转限位单元，旋转限位单元具有纵向旋转中心轴，旋转限位单元包括若干卡夹部，若干卡夹部围绕纵向旋转中心轴周向排布，若干卡夹部围成晶圆容置区，卡夹部适于卡夹晶圆的边缘；吹扫单元，吹扫单元包括第一喷嘴和第二喷嘴；第一喷嘴和第二喷嘴位于晶圆容置区的下方；导流液传输单元，导流液传输单元与第一喷嘴连通，导流液传输单元适于给第一喷嘴传输导流液；导气传输单元，导气传输单元与第二喷嘴连通，导气传输单元适于给第二喷嘴提供汽化的清洗物。本发明专利技术提供的晶圆干燥系统能够提高晶圆表面洁净度和干燥效率。干燥效率。干燥效率。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆干燥系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及半导体设备
，具体涉及一种晶圆干燥系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]在集成电路制造行业中，制造半导体器件的晶圆在清洗过程中的高洁净度要求越来越高，对于晶圆干燥工艺基本过程包含以下三步：液体预分布、液体对流脱离、液体蒸发脱离，常见的干燥后缺陷种类包括表面吸附的无机、有机颗粒、对流脱离时未带走的残留抛光液以及蒸发水痕等，因此一种高效稳定的干燥工艺可有效保证表面洁净度，防止二次沾污现象的发生。
[0003]传统IPA(异丙醇)干燥技术由于其液体回沾风险较高，晶圆表面洁净度较差；而当气体对晶圆冲击力较大时，高端制程适用性低，因此气体对晶圆冲击力不能太大，而这又限制了干燥效率。
[0004]因此，如何提高晶圆干燥系统在干燥晶圆过程中晶圆表面洁净度和干燥效率是急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于如何提高在干燥晶圆过程中晶圆表面洁净度和干燥效率的缺陷，从而提供一种晶圆干燥系统及其工作方法。
[0006]本专利技术提供一种晶圆干燥系统，包括：腔室；位于所述腔室内的旋转限位单元，所述旋转限位单元具有纵向旋转中心轴，所述旋转限位单元包括若干卡夹部，若干卡夹部围绕所述纵向旋转中心轴周向排布，若干卡夹部围成晶圆容置区，所述卡夹部适于卡夹晶圆的边缘；吹扫单元，所述吹扫单元包括第一喷嘴和第二喷嘴；所述第一喷嘴和所述第二喷嘴位于所述晶圆容置区的下方；导流液传输单元，所述导流液传输单元与所述第一喷嘴连通，所述导流液传输单元适于给所述第一喷嘴传输导流液；导气传输单元，所述导气传输单元与所述第二喷嘴连通，所述导气传输单元适于给所述第二喷嘴提供汽化的清洗物。
[0007]可选的，所述旋转限位单元还包括：旋转组件，所述旋转组件包括若干个旋转臂，所述旋转臂的一端与所述卡夹部连接；第一驱动单元，所述第一驱动单元适于驱动所述旋转组件围绕所述纵向旋转中心轴进行旋转。
[0008]可选的，所述吹扫单元还包括：摆动部件；所述摆动部件适于带动所述第一喷嘴和所述第二喷嘴朝向所述晶圆自晶圆的中心至边缘进行吹扫。
[0009]可选的，所述摆动部件包括摆动臂、摆头支撑台和基座，所述摆动臂的一端与所述摆头支撑台固定连接、另一端与所述基座可旋转连接；所述第一喷嘴和所述第二喷嘴设置在所述摆头支撑台朝向所述晶圆容置区的上表面；第二驱动单元，所述第二驱动单元适于驱动所述摆动臂围绕所述基座旋转。
[0010]可选的，所述导流液传输单元包括：制冷器和第一主传输管，所述制冷器适于冷却导流液；所述第一主传输管的一端与所述制冷器连通、另一端与所述第一喷嘴连通。
[0011]可选的，所述导流液传输单元还包括：导流液存储器，所述导流液存储器中适于存储导流液，第一副传输管，所述第一副传输管的一端与所述导流液存储器连通、另一端与所述制冷器连通。
[0012]可选的，所述导流液传输单元还包括：液压泵，所述液压泵设置在所述第一主传输管的传输路径中。
[0013]可选的，所述导气传输单元包括：制热器、吹扫气存储器以及清洗物存储器，所述吹扫气存储器中适于存储吹扫气，所述清洗物存储器中适于存储液态的清洗物，所述液态的清洗物的表面张力大于所述导流液的表面张力；所述制热器适于加热来自吹扫气存储器中的吹扫气；第二主传输管，所述第二主传输管具有相对的第一端和第二端、以及位于第一端和第二端之间的支路端，所述第一端与所述制热器连通，所述第二端与所述第二喷嘴连通，所述支路端与所述清洗物存储器连通。
[0014]可选的，所述导气传输单元还包括：第二副传输管，所述第二副传输管的一端与所述吹扫气存储器连通、另一端与所述制热器连通。
[0015]可选的，还包括：过滤单元，位于所述腔室的顶部，所述过滤单元适于过滤进入所述腔室的空气。
[0016]可选的，还包括：排气单元，位于所述腔室的底部。
[0017]可选的，所述旋转限位单元的旋转速度小于或等于500RPM。
[0018]本专利技术提供一种晶圆干燥系统的工作方法，包括：
[0019]步骤S1：将晶圆设置在所述晶圆容置区，所述卡夹部卡夹晶圆的边缘；所述旋转限位单元带动晶圆围绕纵向旋转中心轴进行旋转；
[0020]步骤S2：在所述晶圆旋转的同时，所述第一喷嘴朝向所述晶圆自晶圆的中心至晶圆的边缘喷射导流液，以在所述晶圆朝向所述第一喷嘴一侧的表面形成导流液膜；
[0021]步骤S3：在所述晶圆旋转的同时，所述第二喷嘴朝向所述晶圆自晶圆的中心至晶圆的边缘吹扫汽化的清洗物，使得所述导流液膜被撕裂并随着所述晶圆旋转脱离所述晶圆的表面。
[0022]可选的，所述晶圆的正面朝下设置。
[0023]可选的，所述晶圆的旋转速度小于或等于500RPM。
[0024]可选的，在步骤S3中：还包括：采用制热器对吹扫气进行制热；在制热之后的所述吹扫气中混合清洗物，制热之后的所述吹扫气将清洗物汽化形成汽化的清洗物，所述吹扫气与汽化的清洗物一并由所述第二喷嘴喷向所述晶圆的下表面。
[0025]可选的，在步骤S3中：还包括：所述第二喷嘴朝向所述晶圆自晶圆的中心至晶圆的边缘吹扫所述汽化的清洗物的同时，所述第一喷嘴朝向所述晶圆自晶圆的中心至晶圆的边缘喷射导流液。
[0026]可选的，在步骤S2与步骤S3中，所述的第一喷嘴朝向所述晶圆喷射导流液的流量均为180mL/min～220mL/min。
[0027]可选的，在步骤S3中，所述第二喷嘴朝向所述晶圆吹扫汽化的清洗物的流量逐步增大。
[0028]可选的，在步骤S3中，所述第二喷嘴朝向所述晶圆吹扫汽化的清洗物的流量为1.0g/min～1.2g/min。
[0029]可选的，在步骤S3中，所述第二喷嘴的吹扫过程包括依次连续进行的第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述第二喷嘴在第一阶段的流量为1.0g/min，所述第二喷嘴在第二阶段的流量为1.1g/min，所述第二喷嘴在第三阶段的流量为1.2g/min。
[0030]可选的，所述第一阶段的持续时间为7.5s，所述第二阶段的持续时间为12.0s，所述第三阶段的持续时间为11.5s。
[0031]本专利技术的有益效果在于：
[0032]本专利技术技术方案提供的晶圆干燥系统，所述旋转限位单元包括若干卡夹部，若干卡夹部围成晶圆容置区，将晶圆放置在晶圆容置区，若干卡夹部卡夹晶圆的边缘，所述旋转限位单元用于带动晶圆围绕旋转中心轴旋转。所述吹扫单元包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴用于向晶圆表面喷射导流液，所述导流液铺满晶圆的表面，能在晶圆的表面形成导流液膜；由于吹扫单元设置在晶圆容置区的下方，因此导流液膜位于晶圆朝向吹扫单元一侧的表面，在重力条件下晶圆表面的残留液、颗粒悬浊物悬浊于导流液膜中；所述第二喷嘴向晶圆表面吹扫汽化的清洗物，所述汽化的清洗物能够溶于导流液膜，利用溶于导流液膜的汽化的清洗物与导流液的浓度差在导流液膜表面形成表面张力梯度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆干燥系统，其特征在于，包括：腔室；位于所述腔室内的旋转限位单元，所述旋转限位单元具有纵向旋转中心轴，所述旋转限位单元包括若干卡夹部，若干卡夹部围绕所述纵向旋转中心轴周向排布，若干卡夹部围成晶圆容置区，所述卡夹部适于卡夹晶圆的边缘；吹扫单元，所述吹扫单元包括第一喷嘴和第二喷嘴；所述第一喷嘴和所述第二喷嘴位于所述晶圆容置区的下方；导流液传输单元，所述导流液传输单元与所述第一喷嘴连通，所述导流液传输单元适于给所述第一喷嘴传输导流液；导气传输单元，所述导气传输单元与所述第二喷嘴连通，所述导气传输单元适于给所述第二喷嘴提供汽化的清洗物。2.根据权利要求1所述的晶圆干燥系统，其特征在于，所述旋转限位单元还包括：旋转组件，所述旋转组件包括若干个旋转臂，所述旋转臂的一端与所述卡夹部连接；第一驱动单元，所述第一驱动单元适于驱动所述旋转组件围绕所述纵向旋转中心轴进行旋转。3.根据权利要求1所述的晶圆干燥系统，其特征在于，所述吹扫单元还包括：摆动部件；所述摆动部件适于带动所述第一喷嘴和所述第二喷嘴朝向所述晶圆自晶圆的中心至边缘进行吹扫；优选的，所述摆动部件包括摆动臂、摆头支撑台和基座，所述摆动臂的一端与所述摆头支撑台固定连接、另一端与所述基座可旋转连接；所述第一喷嘴和所述第二喷嘴设置在所述摆头支撑台朝向所述晶圆容置区的上表面；第二驱动单元，所述第二驱动单元适于驱动所述摆动臂围绕所述基座旋转。4.根据权利要求1所述的晶圆干燥系统，其特征在于，所述导流液传输单元包括：制冷器和第一主传输管，所述制冷器适于冷却导流液；所述第一主传输管的一端与所述制冷器连通、另一端与所述第一喷嘴连通；优选的，所述导流液传输单元还包括：导流液存储器，所述导流液存储器中适于存储导流液，第一副传输管，所述第一副传输管的一端与所述导流液存储器连通、另一端与所述制冷器连通；优选的，所述导流液传输单元还包括：液压泵，所述液压泵设置在所述第一主传输管的传输路径中。5.根据权利要求1所述的晶圆干燥系统，其特征在于，所述导气传输单元包括：制热器、吹扫气存储器以及清洗物存储器，所述吹扫气存储器中适于存储吹扫气，所述清洗物存储器中适于存储液态的清洗物，所述液态的清洗物的表面张力大于所述导流液的表面张力；所述制热器适于加热来自吹扫气存储器中的吹扫气；第二主传输管，所述第二主传输管具有相对的第一端和第二端、以及位于第一端和第二端之间的支路端，所述第一端与所述制热器连通，所述第二端与所述第二喷嘴连通，所述支路端与所述清洗物存储器连通；优选的，所述导气传输单元还包括：第二副传输管，所述第二副传输管的一端与所述吹扫气存储器连通、另一端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，张康，尹影，崔云承，邢朝月，
申请(专利权)人：北京烁科精微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：