本发明涉及晶圆干燥,具体涉及一种晶圆干燥方法及晶圆干燥装置。
背景技术:
1、晶圆在工艺处理中会沾染各种污染,例如,来自空气和产品材料的细小微粒(particle)和杂质、加工过程中的残留物和杂质或晶圆传送时的静电等,化学机械抛光(chemical mechanical polishing,cmp)后的清洗工艺可以有效去除晶圆表面的污染物,防止污染物对后续工艺(例如光刻等)产生不良影响。
2、在cmp之后的清洗中,干燥是最后一道工艺,对保证晶圆表面的清洁度至关重要。目前,在晶圆清洗后所使用的干燥技术为异丙酮(isopropyl alcohol,ipa)干燥工艺,利用ipa极强的挥发性,可以将晶圆表面水分子置换掉。但是,在ipa干燥挥发晶圆表面时,不均匀的水膜会让ipa直接接触晶圆表面产生重复干燥/二次干燥,或者未将晶圆表面上的水膜完全挥发,导致残留的水膜在晶圆表面上自然干燥/挥发,进而产生水痕,影响晶圆表面的洁净度。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种晶圆干燥方法及晶圆干燥装置,以改善不均匀的水膜导致ipa直接接触晶圆表面产生重复干燥/二次干燥,影响晶圆表面的洁净度的问题。
2、第一方面,本发明提供了一种晶圆干燥方法,所述方法包括:将晶圆放置于干燥腔室内的旋转平台上;通过第一喷嘴向旋转的所述晶圆的表面传输混合液体,以在所述表面形成液膜,其中,所述混合液体为去离子水和醇类表面活性剂混合的液体;通过第二喷嘴向旋转的所述晶圆的表面传输混合气体,以置换所述液膜,完成对所述晶圆的干燥,其中,所述混合气体为异丙酮蒸汽和氮气混合的气体,所述第一喷嘴和所述第二喷嘴以相同的速度从所述晶圆的中心向所述晶圆的边缘移动。
3、本发明提供的晶圆干燥方法,在将晶圆放置于旋转平台之后,通过第一喷嘴向晶圆表面传输去离子水和醇类表面活性剂的混合液体形成液膜,并通过第二喷嘴向晶圆表面传输氮气和异丙酮蒸汽的混合气体置换液膜,完成对晶圆的干燥。本发明在去离子水中加入醇类表面活性剂,能够让晶圆表面更加具有亲水性,进而使晶圆表面形成的液膜更加均匀,减少ipa直接接触晶圆表面或未完全置换液膜的情况,提升晶圆表面的洁净度,进而提升晶圆的合格率。
4、在一种可选的实施方式中,所述醇类表面活性剂和所述去离子水的混合比例的取值范围为1:50至1:120。
5、在本实施例中,混合液体中醇类表面活性剂的含量越大,晶圆表面越具亲水性,通过调整醇类表面活性剂和去离子水的混合比例,可以让不同材质的晶圆表面更具亲水性,进而形成更均匀的液膜。
6、在一种可选的实施方式中,所述醇类表面活性剂为聚氧乙烯型表面活性剂、多元醇型表面活性剂或烷基醇酰胺型表面活性剂。
7、在一种可选的实施方式中,在所述通过第一喷嘴向旋转的所述晶圆的表面传输混合液体,以在所述表面形成液膜之前,所述方法还包括:确定所述晶圆的表面性质,其中,所述表面性质包括亲水性和疏水性;基于所述晶圆的表面性质,确定所述去离子水和所述醇类表面活性剂的混合比例。
8、在本实施例中,可以基于晶圆的表面性质,针对性调整去离子水和醇类表面活性剂的混合比例,在保证晶圆表面能够形成均匀液膜的同时,使醇类表面活性剂的使用量更合理,降低干燥工艺的成本。
9、在一种可选的实施方式中,所述异丙酮蒸汽和所述氮气的混合比例为0.1:1,所述异丙酮蒸汽的含量的取值范围为0.5g/min至0.8g/min。
10、相比液态ipa置换液膜的方式,本实施例采用ipa蒸汽置换液膜,能够减少干燥过程中ipa的使用量,进而减少干燥成本。
11、在一种可选的实施方式中,所述异丙酮蒸汽的温度的取值范围为40℃至50℃。
12、在本实施例中,将ipa的温度控制在40℃至50℃之间,可以防止ipa在运输管路中残留,避免残留ipa蒸汽液化,从而滴溅到干燥后的晶圆表面上重复干燥损伤晶圆的情况。另外,将ipa的温度控制在40℃至50℃之间,可以让ipa更好的溶解在氮气中。
13、在一种可选的实施方式中,所述晶圆的旋转速度的取值范围为800rpm至1500rpm。
14、在干燥过程中,将晶圆的旋转速度限定在800rpm至1500rpm之间,可以有效地促进表面液体的流动,使液膜均匀分布,而且,较高的转速有助于去除晶圆表面的残留液滴,减少干燥后留下的痕迹或斑点,另外也可以避免因转速过高而导致的液体飞溅以及因转速较低导致的干燥不完全的问题,提升干燥效果。
15、在一种可选的实施方式中,所述第一喷嘴和所述第二喷嘴移动的速度的取值范围为7.4mm/s至7.6mm/s。
16、在一种可选的实施方式中,所述晶圆的一侧表面上设置有二氧化硅层或所述晶圆为硅晶圆。
17、第二方面,本发明提供了一种晶圆干燥装置,所述装置包括:干燥腔室,具有容纳空间;旋转平台,位于所述干燥腔室内,用于带动晶圆旋转;第一喷嘴,用于向所述晶圆表面传输混合液体,其中,所述混合液体为去离子水和醇类表面活性剂混合的液体;第二喷嘴,用于向所述晶圆的表面传输混合气体,其中,所述混合气体为异丙酮蒸汽和氮气混合的气体;移动装置,用于带动所述第一喷嘴和所述第二喷嘴以相同的速度从所述晶圆的中心向所述晶圆的边缘移动。
18、在本实施例中,在去离子水中混合醇类表面活性剂,能够使不同材质的晶圆表面更具亲水性,形成更均匀的液膜,优化了马兰戈尼干燥效果。而且,使用带有醇类表面活性剂,可使干燥工艺中ipa使用量减少20%至30%,大大降低了使用ipa的成本,同时,干燥工艺的时间也可缩短20%至25%。另外,本实施例使用加热后的蒸汽进行置换液膜,可以提升混合气体的稳定性,提高晶圆干燥效率。
1.一种晶圆干燥方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述醇类表面活性剂为聚氧乙烯型表面活性剂、多元醇型表面活性剂或烷基醇酰胺型表面活性剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在所述通过第一喷嘴向旋转的所述晶圆的表面传输混合液体,以在所述表面形成液膜之前,所述方法还包括:
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述晶圆的一侧表面上设置有二氧化硅层或所述晶圆为硅晶圆。
10.一种晶圆干燥装置,其特征在于,所述装置包括: