[发明专利]一种半导体硅片干燥装置及干燥方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体硅片干燥装置及干燥方法。

背景技术

随着集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积正变得越来越小，这也导致了非常微小的颗粒也足以影响半导体器件的制造和性能。因此，需要采用硅片清洗工艺以去除这些颗粒。在清洗工艺完成后，硅片表面残留了一定的液体，需要将硅片进行干燥处理后方可进行后续的工艺。如果干燥的效果不彻底，残留的液体在后续工艺中将带来不同程度的缺陷，严重时可能会导致电性能的失效，因此硅片的干燥对于清洗工艺来说是十分重要的。

在传统的单片式硅片清洗设备中，硅片的干燥方式通常是：将硅片放置在旋转平台上高速旋转，辅以上方小流量小范围的氮气喷头吹扫，利用离心力将硅片表面的液体甩出。这种方式会带来两个明显的问题：

1、硅片旋转过程中，在离心力的作用下，大部分液体迅速聚集到了硅片的边缘，一部分液体被甩离硅片表面。但同时由于液体与硅片表面存在表面张力，硅片表面形成了一层水膜，因此仍有一部分液体容易残留在硅片表面而未被甩出，这种现象在硅片边缘尤为突出。

2、随着半导体制造工艺的发展，器件的线宽将变得更小，出现了很多深槽型结构。在对这些深槽型结构进行清洗工艺后，液体很容易残留在槽内，仅靠离心力的作用很难将其彻底从槽内剥离出来。

如果想要解决所述两个问题，可以增加干燥时间和提高硅片转速。但是干燥时间的增加将严重损失机台的产出和效率，且单纯增加干燥时间对于问题2的解决效果并不明显。而硅片转速的提高必须在一定限度内，否则硅片将因为高速旋转带来的应力影响而导致碎片率的增加，并且过于高速的旋转对于机械部件如马达，轴承等部件也将带来严重损耗。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种半导体硅片干燥装置，不仅能够有效去除硅片表面特别是边缘残留液体，更能解决深槽型结构内残留液体难以去除的问题。

为达成所述目的，本发明提供一种半导体硅片干燥装置，用于对清洗后的半导体硅片进行干燥，包括机械手臂传动装置；风刀，安装于所述机械手臂传动装置，其包括进风口和出风口，所述风刀的出风口倾斜向下；所述机械手臂传动装置带动所述风刀运动至承载所述半导体硅片并高速旋转的硅片承载平台上方并使所述风刀的出风口与所述半导体硅片相对；以及压缩气体供应装置，安装在所述机械手臂传动装置内部，与所述风刀的进风口连接以向所述风刀提供压缩气体。

根据本发明的半导体硅片干燥装置，所述机械手臂传动装置包括机械手臂及控制所述机械手臂运动的伺服电机，所述机械手臂包括位于所述硅片承载平台一侧的支撑臂以及位于所述硅片承载平台上方并与其平行的伸出臂；所述风刀安装于所述伸出臂末端。

根据本发明的半导体硅片干燥装置，所述压缩气体供应装置包括压缩气体管路以及压缩气体电磁阀，所述压缩气体电磁阀安装在所述压缩气体管路上，用以控制所述压缩气体管路输送压缩气体至所述风刀的进风口。

优选的，所述风刀的出风口为狭缝型。

优选的，所述风刀的出风口的长度为所述半导体硅片半径的1.5至3倍。

优选的，所述机械手臂传动装置带动所述风刀运动至所述硅片承载台上方且使所述风刀的出风口超出所述半导体硅片的边缘。

优选的，所述风刀的出风口倾斜向下与所述半导体硅片表面形成夹角，所述夹角范围为10至80度。

优选的，所述风刀的出风口的出风方向与所述半导体硅片的旋转方向相反。

优选的，所述风刀的材料为不锈钢，且表面涂有防腐蚀层。

优选的，所述压缩气体的压缩比为1至10，压力范围为0.1至1MPa。

本发明还提供了一种半导体硅片干燥方法，用于对清洗后的半导体硅片进行干燥，包括以下步骤：

完成所述半导体硅片清洗后，保持承载所述半导体硅片的硅片承载平台高速旋转，将装有风刀的机械手臂移动至所述硅片承载平台上方并使所述风刀的出风口与所述半导体硅片相对；

向所述风刀的进风口输入压缩气体，所述压缩气体自所述风刀的出风口以气流薄片且以一定倾斜角度吹向所述半导体硅片表面，以对所述半导体硅片进行干燥。

优选的，所述半导体硅片干燥方法还包括对所述半导体硅片完成干燥后，停止输入所述压缩气体，控制所述机械手臂回到原位。

优选的，通过打开压缩气体阀门并通过压缩气体管路向所述风刀的进风口输入所述压缩气体；通过关闭所述压缩气体阀门停止向所述风刀的进风口输入所述压缩气体。