[发明专利]晶圆干燥方法和系统

说明书

本发明公开了一种晶圆干燥方法和系统，其中晶圆干燥方法包括：使晶圆绕垂直于其表面的中心轴旋转；向晶圆表面供给混合液体以在晶圆表面形成所述混合液体的液膜，其中，所述混合液体由向清洗液中溶入一定浓度的表面活性物质形成，所述混合液体的表面张力低于水的表面张力；向所述晶圆表面喷射干燥气体以产生马兰戈尼效应使所述液膜剥离所述晶圆表面实现晶圆干燥。晶圆干燥系统包括旋转单元、供液单元和干燥单元。

技术领域

本发明涉及晶圆后处理技术领域，尤其涉及一种晶圆干燥方法和系统。

背景技术

晶圆制造是制约超/极大规模集成电路(即芯片，IC，Integrated Circuit)产业发展的关键环节。随着摩尔定律的延续，集成电路特征尺寸持续微缩逼近理论极限，晶圆表面质量要求愈加苛刻，因而晶圆制造过程对缺陷尺寸和数量的控制越来越严格。逻辑芯片制程中，当特征尺寸从14nm发展至7nm时，19nm以上污染物的控制范围也从100缩减至50颗，逐步逼近清洗技术和量测技术极限。污染物是造成晶圆表面质量下降甚至产生缺陷的重要因素，因此需要采用清洗技术将晶圆表面污染物解吸，从而获得超清洁表面，特别是在化学机械抛光(CMP, Chemical Mechanical Polishing)的后清洗干燥中，容易遇到液痕缺陷(亦称为水痕，water mark)，导致氧化物厚度的局部变化，严重影响芯片制造良率。

经过清洗后，晶圆表面会留存很多水或清洗液的残留物。由于这些水或清洗液的残留物中溶有杂质，如果让这些残留液体自行蒸发干燥，这些杂质就会重新粘结到晶圆的表面上，造成污染，甚至破坏晶圆的结构。为此，需要对晶圆表面进行干燥处理，以除去这些残留液体。传统的旋转干燥方式，由于干燥后残留的水膜厚度很大，可达微米级及以上，极易造成水痕缺陷。

综上，现有技术中存在晶圆干燥效果差，容易残留液体的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种晶圆干燥方法和系统，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明实施例的第一方面提供了一种晶圆干燥方法，包括：

使晶圆绕垂直于其表面的中心轴旋转；

向晶圆表面供给混合液体以在晶圆表面形成所述混合液体的液膜，其中，所述混合液体由向清洗液中溶入一定浓度的表面活性物质形成，所述混合液体的表面张力低于水的表面张力；

向所述晶圆表面喷射干燥气体以产生马兰戈尼效应使所述液膜剥离所述晶圆表面实现晶圆干燥。

在一个实施例中，所述晶圆表面为疏水表面，所述晶圆表面形成的所述混合液体的液膜为使所述疏水表面不存在孤立液滴的完整液膜。

在一个实施例中，对于已知表面润湿特性的晶圆，采用查表法获取所述浓度，查表法包括：

根据所述晶圆表面的薄膜材料，通过查找预设的比例映射表确定溶入清洗液中的表面活性物质的浓度或浓度范围，其中，所述比例映射表为预先存储的不同薄膜材料与表面活性物质混合比例的一一对应表。

在一个实施例中，对于未知表面润湿特性的晶圆，采用预先实测法获取所述浓度，预先实测法包括：

向晶圆表面供给混合溶液的同时使晶圆绕垂直于其表面的中心轴旋转；

旋转预设时间后，检测晶圆表面是否存在孤立液滴；

若存在孤立液滴，则逐渐增加表面活性物质的比例并重复执行所述预先实测法直至使晶圆表面的孤立水滴消失从而得到表面活性物质的浓度或浓度范围。

在一个实施例中，所述得到表面活性物质的浓度或浓度范围包括：

利用所述预先实测法得到恰好使晶圆表面的孤立水滴消失时的表面活性物质在所述混合溶液中所占的临界体积分数；