一种硅片清洗后的快速干燥方法和装置，方法包括以下步骤：将硅片放入干燥槽，将异丙醇通入雾化室雾化成异丙醇汽雾，该异丙醇汽雾经冷凝室、加热室进入干燥槽。利用冷凝室对ＩＰＡ汽雾“骤冷”，使得ＩＰＡ汽雾中的大粒径液滴以及杂质颗粒被去除。利用加热控温室对ＩＰＡ“骤热”，使ＩＰＡ汽雾中气化的ＩＰＡ的比例进一步增加。从而使得ＩＰＡ汽雾能够均匀的凝结在纯水表面。本发明专利技术的优点是：由于ＩＰＡ液滴中大颗粒液滴的有效消除，使得后序热氮气干燥的时间缩短。从整体上降低了硅片的清洗时间，提高了清洗机的利用率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硅片清洗后异丙醇(IPA)干燥工艺的优化，尤其适用于大直径硅 片清洗后的干燥。其特点在于在通用的IPA雾化工艺后，引入控温冷凝室、控温加热室两 个装置，使雾化后大粒径的IPA液滴得以消除，从而整个硅片的干燥过程更加高效、彻底。
技术介绍
硅抛光片是集成电路中使用最广泛的衬底材料，随着集成电路工艺向更高集成度 发展，对硅片质量的要求也更加苛刻。本专利技术中硅片清洗是指硅抛光片制作工艺中最后一 道重要工序，其目的主要是去除前道工序中残留在硅片表面的颗粒、金属以及有机沾污。湿 法清洗是目前通用的一种清洗工艺， 一般包括一号液清洗、二号液清洗，去离子水漂洗，最 终干燥等重要环节。 IPA干燥工艺是湿法清洗工艺中普遍使用的干燥工艺，其原理是利用IPA降低水 的表面张力，将硅片和IPA水溶液交界面上的水剥离硅片表面。具体的干燥过程为当硅片 直立于清洗槽内且被纯水淹没，由高温氮气携带着雾化后的IPA喷入清洗槽内，IPA并迅速 凝结在纯水表面，以降低纯水的表面张力。这时开启清洗槽底部阀门将槽内的水由底部缓 慢泄下，使得硅片逐渐露出水面。在水面下降的整个过程中，由于大量的IPA汽雾不断凝结 在纯水液面表层，硅片和纯水表面垂直交界面上的纯水因表面张力的降低而被剥离硅片。 随着液面下降，硅片表面的水逐渐被剥离表面。当水槽内的水被完全排空后，停止IPA汽雾 的输入，同时只输入热氮气，将硅片表面进一步吹干。热氮气干燥的目的是将硅片表面彻底 干燥，因为水被剥离硅片表面时，会残留IPA，以及少量的水汽。 在实际工艺中，雾化后的IPA以两种形态存在一部分IPA已经完全雾化，这是由 于IPA易挥发沸点低的原因；还有部分IPA在雾化过程以小液滴的形式，并进入水槽。在干 燥过程中，吹入的高温IPA与氮气在水槽内形成复杂的涡流，使得IPA汽雾不能全部在水面 凝结，而是部分IPA液滴沉积在已经干燥的硅片表面，而且这些落在硅片表面的IPA会吸收 水槽内的水汽，所以需要后续的热氮气长时间的吹干。而且由于IPA雾化不均匀，汽雾凝结 在纯水液面表层浓度不均匀，从而使表面张力的分布也不均匀，IPA步骤结束后，硅片表面 有水滴的几率仍很大，水滴就可能在干燥后在硅片表面留下颗粒。IPA汽雾中液滴状IPA的 比例还会影响后续热氮气吹干的时间，在实际工艺中有必要降低IPA汽雾中大粒径IPA液 滴的比例来减少后续热氮气干燥时间。 本专利技术目的就是为了降低IPA汽雾中大粒径IPA液滴的比例而引入的。其主要特 点是把IPA雾化后，引入控温冷凝室、控温加热室两个装置以达到消除汽雾中大粒径IPA液 滴的目的。采用本专利可以有效降低后续热氮气干燥时间，减少氮气的使用量，整体上降低 了生产成本，同时提高生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种硅片清洗后的快速干燥方法和装置，该方法可降低异丙醇(IPA)汽雾中大粒径IPA液滴的比例，将汽雾中IPA液滴的粒径控制在一定值以下，以达到均匀并快速的干燥硅片，节省干燥氮气的使用量。 为达到上述专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案 这种硅片清洗后的快速干燥方法，它包括以下步骤将硅片放入干燥槽，将异丙醇 通入雾化室雾化成异丙醇汽雾，该异丙醇汽雾经冷凝室、加热室进入干燥槽干燥硅片。 冷凝室与加热室之间有一条接氮气的管道，该氮气的另一端接氮气气源。 :冷凝室具有IPA收集器，将液化的IPA集中收集。 快速干燥的装置，它包括以氮气管路将雾化室、冷凝室、加热控温室、干燥槽依次 串联。 在氮气管路入口位置引入一条旁路氮气，将这条旁路管道连接在冷凝室和加热控 温室之间的三通上，使得氮气可以直接经过加热控温室通入干燥槽。 本专利技术目的就是为了降低IPA汽雾中大粒径IPA液滴的比例而引入的。其主要特 点是把IPA雾化后，引入控温冷凝室、控温加热室两个装置以达到消除汽雾中大粒径IPA液 滴的目的。采用本专利可以有效降低后续热氮气干燥时间，减少氮气的使用量，整体上降低 了生产成本，同时提高生产效率。 在通常的硅片清洗机中，IPA在雾化室经过雾化后直接通入干燥槽。而本专利技术在 雾化室和干燥槽之间依次加入冷凝室、加热控温室，利用这两个装置来达到消除IPA汽雾 中大粒径IPA液滴目的。图l为本专利技术中加入的冷凝室、加热控温室连接示意图，图中氮气 管路将雾化室、冷凝室、加热控温室、干燥槽依次串联。同时在氮气管路入口位置引入一条 旁路氮气，将这条旁路管道连接在冷凝室和加热控温室之间的三通上，使得氮气可以直接 经过加热控温室通入干燥槽。在实际工艺中有各种IPA雾化室设计和工艺，如超声雾化，高 压氮气雾化，机械雾化等，本装置不会受到雾化工艺和雾化室设计的影响。 本专利中冷凝室和加热控温室设计的目的如下(控温器用市面已有的即可) 冷凝室主要是利用IPA低温液化的性质，将IPA汽雾中大粒径液滴消除。冷凝室 包括制冷器，IPA收集装置两个部分。其中制冷器的功能是对冷凝室降温，使其温度保持在 2t:到15t:之间。而IPA收集装置是将收集冷凝室内凝聚的IPA液体，可经过过滤后再次使 用。当由雾化室出来IPA汽雾的温度大约在25t:到4(TC之间，而冷凝室的温度一般可以控 制在2-15°C，因此IPA汽雾进入冷凝室后，汽雾会受冷凝结，汽雾凝结一般经历液滴成核、 长大的过程，因此汽雾中的大液滴会首先凝结。当IPA汽雾离开冷凝室时，汽雾中的大部分 大粒径液滴被去除。在IPA汽雾中不可避免的含有一定量的固体颗粒，这些固体颗粒在后 序干燥过程中可能增加硅片表面颗粒数量。冷凝室的另一个功能是纯化IPA汽雾，这是因 为在冷凝室中，这些颗粒也可以成为IPA液滴成核的中心，同大粒径IPA液滴一起被留在冷 凝室内。特别对于使用90nm以下工艺的大直径硅片的清洗，IPA汽雾中的颗粒可能会严重 影响器件的收益，而冷凝室却可以有效去除这种颗粒的数量。 加热控温室主要是一个升温的腔体，将冷凝室出来的IPA汽雾、以及后序的干燥 氮气加热到特定的温度。加热控温室的温度一般控制在40-6(TC，在对IPA汽雾升温的过 程中，IPA汽雾中的小粒径液滴被进一步汽化，使得汽雾中气化的IPA的比例进一步增加， 从而进入干燥槽的IPA汽雾中IPA的分布更加均匀，因此也能够在纯水表面更加均匀的凝 结。加热控温室的另一个功能是在后序通入热氮气，当干燥时，对干燥氮气的加热，使得干4燥过程更加有效、快速。由图.1可以看出，通过阀门1、2、3的开闭可以控制IPA汽雾或者 纯氮气通入加热控温室。本专利技术的实质就是利用冷凝室和加热控温室，对雾化的IPA汽雾 骤冷和骤热达到消除IPA汽雾中大粒径IPA液滴的目，其中在骤冷过程中，大粒径 IPA汽雾被去除；在骤热过程中小粒径IPA液滴被汽化。 本专利优点在于 1.利用冷凝室对IPA汽雾骤冷，使得IPA汽雾中的大粒径液滴以及杂质颗粒被 去除。 2.利用加热控温室对IPA 骤热，使IPA汽雾中气化的IPA的比例进一步增加。 从而使得IPA汽雾能够均匀的凝结在纯水表面。 3.由于IPA液滴中大颗粒液滴的有效消除，使得后序热氮气干燥的时间縮短。 从整体上降低了硅片的清洗时间，提高了清洗机的利用率。附图说明 图1 :用于硅片清洗后的快速干燥装置图 如图1所示，本专利技术中添加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅片清洗后的快速干燥方法，其特征在于：它包括以下步骤：将硅片放入干燥槽，将异丙醇通入雾化室雾化成异丙醇汽雾，该异丙醇汽雾经冷凝室、加热室进入干燥槽干燥硅片。
【技术特征摘要】
一种硅片清洗后的快速干燥方法，其特征在于它包括以下步骤将硅片放入干燥槽，将异丙醇通入雾化室雾化成异丙醇汽雾，该异丙醇汽雾经冷凝室、加热室进入干燥槽干燥硅片。2. 根据权利要求1所述的一种硅片清洗后的快速干燥方法，其特征在于冷凝室与加 热室之间有一条接氮气的管道，该氮气的另一端接氮气气源。3. 根据权利要求2所述的一种硅片清洗后的快速干燥方法，其特征是冷凝室具有IP...
【专利技术属性】
技术研发人员：盛方毓，冯泉林，闫志瑞，葛钟，陈海滨，库黎明，索思卓，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，有研半导体材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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