[发明专利]用于干燥半导体晶片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于干燥圆片形物体表面的方法。更具体地，本发明涉及干燥用水成的冲洗液冲洗，随后用有机溶剂冲洗的方法。

背景技术

用于干燥圆片形物体表面的干燥方法通常用于半导体行业，以在生产工艺期间(例如，前光清洗，CMP后清洗，以及等离子体后清洗)清洁硅晶片。然而，这种干燥方法可能适用于其它板状物体，如光碟，光掩膜，分划板，磁盘或平板显示器。当用于半导体行业时，这种干燥方法也适用于玻璃基板(例如，在绝缘体上的硅工艺中)，III-V基板(例如GaAs)，或任何其它用于生产集成电路的基板或载体。

在半导体行业有几种公知的干燥方法。许多干燥方式使用已定义的液/气界面层。这种干燥方法被称为马兰葛尼(Marangoni)干燥法。

美国专利5,882,433披露了组合的马兰葛尼旋转干燥法。由此，将去离子水施加到晶片上并且同时施加氮和2-丙醇的混合物。氮中的2-丙醇将会影响液/气界面层，在此，将产生表面梯度，其会导致水在晶片上运行却不在晶片上留下液滴的效果(马兰葛尼效应)。当液体施加器从晶片中心移动到晶片边缘以及当晶片旋转时，气体施加器紧跟液体施加器，从而让气体直接从晶片上取代液体。可替换地，美国专利5,882,433披露了通过有机溶液移除水溶液的方法。

当干燥晶片时，后者存在出现增大的缺陷的问题。然而，水印的增大并不总是出现，但是当从200mm技术转换至300mm技术时，负面效果增大。

因此本发明的目的是干燥时避免水印的出现以及同时让干燥过程更易于控制。

发明内容

本发明通过提供干燥板状物体的方法来解决问题。该方法包括用水成的冲洗液冲洗，随后用有机溶剂(以液态形式)冲洗，

其中该有机溶剂水含量的质量百分比不超过20％。

其中该有机溶剂在溶剂温度下供给，该溶剂温度至少为30℃，且不高于60℃。

水溶液优选地是DI水(去离子水)，但也可以是臭氧，氢氟酸，盐酸，碳酸或氨水的稀释溶液。

随后冲洗意味着用有机溶剂冲洗起始于在用水溶液冲洗开始之后。这意味着这两个冲洗步骤能紧接地陆续实施，或者在两个冲洗步骤中间有时间间隔。这两个冲洗步骤甚至可以适时的重叠。

优选地有机溶剂可与水混合。术语可与水混合应理解为可以以质量百分比为0到至少10％(甚至更优选地低于2％)的水溶解在溶剂中。

在本发明优选的实施方式中，测量出相对湿度并且从该相对湿度(例如，通过使用莫里尔图)计算出露点，以及将有机溶剂提供给板状物体时的温度在高于该计算的露点的20K到35K之间的范围内选择。

不受理论的约束，相信使用有机溶剂移除水成的冲洗溶液会由于有机溶剂的快速蒸发而导致板状物体表面的冷却。进一步假定该板状物体冷却到低于周围空气的露点，这可导致水分凝结。因此，从水分中脱离的水滴可能生成水印。

当依赖于湿度的供给有机溶剂时，通过选择有机溶剂的最低温度，能显著提高干燥效果。

表1为作为露点的函数的有机溶剂溶液供给温度选择的优选范围，该露点可从测量的相对湿度中计算出。在第一列，列举了在25℃下周围环境的相对湿度，其等同的20℃下的相对湿度列举在括号内。

表1

有助地，该有机溶剂选自：醇类(例如甲醇，乙醇，2-丙醇)，酮类(例如丙酮)，酯类，醚类。这些溶剂(尤其是2-丙醇)在半导体行业是公知的，但是也能使用其他溶剂，例如氢氟醚。

优选地该溶剂温度至少为35℃，这使得能够容忍更高的湿度。

在优选地实施方式中，该溶剂温度不超过55℃，这是出于安全原因的考虑，如果有机溶剂是易燃的溶剂。

有助地，该有机溶剂水含量的质量百分比低于10％。当溶剂残留物蒸发后，留下基本上无水的表面。

当水含量的质量百分比低于5％或者甚至低于2％，这种效果有了明显的提高。

有助地，在用有机溶剂冲洗期间该板状物体旋转，也可以线性移动。

有助地，在容积流量为20ml/min到400ml/min的范围内供给该有机溶剂。优选地该有机溶剂的流量不超过200ml/min。仅当在高温下使用该有机溶剂时，这种有机溶剂的低流量才变为可能。

如果施加的有机溶剂的温度保持在高于露点至少25K以上，那么选择该有机溶剂的流量低于100ml/min且不生成水印。这样不仅满足环境需要而且有助于保持低成本的干燥。