[发明专利]一种硅片清洗后的快速干燥方法和装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。本发明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。

本发明目的就是为了降低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。

发明内容

本发明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。

为达到上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：

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。

本发明目的就是为了降低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。