[发明专利]一种晶圆干燥系统和晶圆干燥方法

说明书

本发明提供一种晶圆干燥系统和晶圆干燥方法。晶圆干燥系统包括：旋转式双面梯度干燥装置；旋转式双面干燥装置包括：旋转卡盘，适于从侧部固定晶圆进行水平旋转；梯度干燥组件，梯度干燥组件包括上部组件和下部组件，旋转卡盘位于上部组件和下部组件之间；梯度干燥组件适于在晶圆水平旋转时，从上下两侧同时对晶圆进行梯度干燥。

技术领域

本发明涉及晶圆制造技术领域，具体涉及一种晶圆干燥系统和晶圆干燥方法。

背景技术

随着集成电路制造技术的发展，其工艺控制中对晶圆表面洁净度的要求越来越高，而在大量的湿法工艺和清洗工艺之后，高效稳定的干燥工艺可有效保证表面洁净度，防止二次沾污现象的发生；现有技术的一种工艺方式是离心甩干。离心甩干是通过外力使处于固定状态的单片或多片晶圆在较短时间内达到高速旋转的状态，晶圆表面的液膜受到离心力作用而从表面脱离的干燥技术。这种干燥方式简单可靠，在晶片清洗领域得到了广泛应用。但是，高速甩干的干燥方法腔室内部空间气流湍动程度不可控，二次沾污风险较大，且由于高速旋转和气流水流冲击产生较大表面作用力，高端制程的适用性较低。因此需要一种新的工艺方式，对晶圆进行干燥，以减少或规避上述问题。

发明内容

本发明提供一种晶圆干燥系统，包括：旋转式双面梯度干燥装置；旋转式双面干燥装置包括：旋转卡盘，适于从侧部固定晶圆进行水平旋转；梯度干燥组件，梯度干燥组件包括上部组件和下部组件，旋转卡盘位于上部组件和下部组件之间；梯度干燥组件适于在晶圆水平旋转时，从上下两侧同时对晶圆进行梯度干燥。

可选的，旋转卡盘为上下对称结构，旋转卡盘上任意一点至上部组件的距离和旋转卡盘上任意一点至下部组件的距离相等。

可选的，上部组件包括：移动导轨、加热头、吹扫气体喷嘴和导流液喷嘴，上部组件的加热头、吹扫气体喷嘴和导流液喷嘴可移动的安装在上部组件的移动导轨上，适于沿移动导轨移动；下部组件包括：移动导轨、加热头、吹扫气体喷嘴和导流液喷嘴，下部组件的加热头、吹扫气体喷嘴和导流液喷嘴可移动的安装在下部组件的移动导轨上，适于沿移动导轨移动。

可选的，下部组件通过支撑柱固定于底座上；支撑柱上套设有中央镂空的环形旋转机构，旋转卡盘连接固定于环形旋转机构。环形旋转机构适于环绕支撑柱水平旋转

可选的，晶圆干燥系统还包括：气液供给装置，气液供给装置通过上输送管路连通上部组件中的导流液喷嘴和吹扫气体喷嘴；气液供给装置通过下输送管路连通下部组件中的导流液喷嘴和吹扫气体喷嘴。

可选的，支撑柱中具有中空通道，下输送管路穿过中空通道连通至下部组件中的导流液喷嘴和吹扫气体喷嘴。

可选的，气液供给装置包括气源、气体加热装置、液源和液体冷却装置；气源通过上输送管路和下输送管路分别连通上部组件的吹扫气体喷嘴和下部组件吹扫气体喷嘴，气体加热装置适于对气源输送出的吹扫气体进行加热；液源通过上输送管路和下输送管路分别连通上部组件的吹扫气体喷嘴和下部组件的吹扫气体喷嘴，液体冷却装置适于对液源输送出的导流液进行冷却。

本发明还提供一种晶圆干燥方法，使用本发明提供的晶圆干燥系统，对晶圆上下两侧进行同步的旋转梯度干燥；其中，旋转卡盘固定晶圆进行水平旋转；梯度干燥组件自晶圆的中心向晶圆的边缘进行梯度干燥。

可选的，梯度干燥的步骤包括：梯度干燥组件向晶圆表面铺设导流液，导流液在晶圆旋转时产生的离心力作用下铺满晶圆表面形成导流液膜；梯度干燥组件向晶圆表面喷射吹扫气体，自晶圆的中心向晶圆的边缘吹扫导流液膜；梯度干燥组件自晶圆的中心向晶圆的边缘移动加热导流液膜，使导流液膜自晶圆中心处向晶圆的边缘处形成热量梯度；导流液膜在热量梯度、气体吹扫和晶圆水平旋转的作用下逐步脱离晶圆的表面，实现晶圆的干燥。

本发明技术方案，具有如下优点：