一种晶圆干燥方法及装置

摘要

本发明公开了集成电路制造领域中的一种晶圆干燥方法及装置。首先识别晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度；然后根据所述晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度设置吸液参考点；之后根据吸液参考点将吸管的位置调整到图形沟道的底部中点并吸液；最后在吸液完成后对图形沟道进行气体干燥。本发明首先用吸管吸取晶圆线槽内的大部分液体，之后迅速用氮气将线槽内的剩余液体吹干，不仅避免了因氮气直接吹扫导致晶图上的线槽坍塌，破坏线槽的特征结构，同时也没有使用干燥剂，避免了对人体的伤害和晶圆的二次污染。

权利要求

1.一种晶圆干燥方法，其特征是，该方法包括以下步骤：S1：识别晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度；

S2：根据所述晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度设置吸液参考点；

S3：根据吸液参考点的位置将吸管调整到图形沟道的底部中点并吸液；

S4：吸液完成后对图形沟道进行气体干燥；

吸液完成后仍有少量的液滴附着在图形沟道的底部，图形沟道中的残留液已经基本被吸取干净。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述进行气体干燥是通过氮气对图形沟道进行气体干燥。

3.一种实现权利要求1所述方法的晶圆干燥装置，其特征是，该装置包括：图像检测模块，用于识别晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度；

和图像检测模块连接的参数设置模块，用于根据所述识别晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度设置吸液参考点；

和图像检测模块及参数设置模块连接的位置调整模块，用于根据所述识别晶圆表面的图形和图形沟道的深度对吸管的位置进行调整；

和位置调整模块连接的吸液模块，用于位置调整后的吸管吸取图形沟道内的液体；

和吸液模块连接的干燥模块，当吸液模块停止吸液后对晶圆表面进行气体干燥。

4.如权利要求3所述的装置，其特征是，所述图像检测模块和参数设置模块通过TCP/IP、WIFI、蓝牙或RS232/485中的一种或多种方式连接。

5.如权利要求3所述的装置，其特征是，所述吸液模块包括真空泵和与所述真空泵连接的吸管阵列面板。

6.如权利要求5所述的装置，其特征是，所述吸管阵列面板上有预定数量的吸管。

7.如权利要求6所述的装置，其特征是，所述吸管的材料包括玻璃、有机物或金属。

8.如权利要求6所述的装置，其特征是，所述吸管的长度为10微米到100微米。

9.如权利要求6所述的装置，其特征是，所述吸管的直径为65纳米到10微米。

说明书

一种晶圆干燥方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种晶圆干燥方法及装置。

背景技术

[0002] 图形晶圆清洗过程一般分为三步，首先是用化学药液清洗，然后用超纯水冲洗，最后用氮气吹干。随着集成电路特征尺寸（线宽）进入到深亚微米阶段，特别是到65纳米以后，晶圆清洗后的干燥过程也变得越来越具有挑战性。这是因为随着线宽尺寸的减小，传统的仅用氮气吹干晶圆表面残留液的方法在液体蒸发时，作用在两条互联线之间（沟槽）的毛细管力逐步增大，以致线槽坍塌，从而造成特征结构的破坏，如图1所示。

[0003] 有专利报道采用异丙醇（IPA）雾气干燥法（热的氮气吹出IPA雾气，进行脱水，然后再用热氮气加大流量进行干燥），该方法主要是通过降低残留液体的表面张力来降低线槽间的毛细管力，从而减少干燥过程对图形晶圆特征尺寸的破坏。但IPA是有机物，加热时很容易燃烧且IPA有毒危害人类的健康，另外IPA还可与某些清洗药液（如ST250）反应生成固体颗粒，使晶圆再次污染。

发明内容

[0004] （一）要解决的技术问题

[0005] 本发明要解决的技术问题是：如何使图形晶圆迅速干燥而同时避免对晶圆特征结构的破坏。

[0006] （二）技术方案

[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种晶圆干燥方法及装置，其特征是，该方法包括以下步骤：

[0008] S1：识别晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度；

[0009] S2：根据所述晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度设置吸液参考点；

[0010] S3：根据吸液参考点的位置将吸管调整到图形沟道的底部中点并吸液；

[0011] S4：吸液完成后对图形沟道进行气体干燥。

[0012] 所述进行气体干燥是通过氮气对图形沟道进行气体干燥。

[0013] 一种晶圆干燥装置，其特征是，该装置包括：

[0014] 图像检测模块，用于识别晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度；

[0015] 和图像检测模块连接的参数设置模块，用于根据所述识别晶圆表面的图形和所述图形沟道的深度设置吸液参考点；

[0016] 和图像检测模块及参数设置模块连接的位置调整模块，用于根据所述识别晶圆表面的图形和图形沟道的深度对吸管的位置进行调整；

[0017] 和位置调整模块连接的吸液模块，用于位置调整后的吸管吸取图形沟道内的液体；

[0018] 和吸液模块连接的干燥模块，当吸液模块停止吸液后对晶圆表面进行气体干燥。

[0019] 所述图像检测模块和参数设置模块通过TCP/IP、WIFI、蓝牙或RS232/485中的一种或多种方式连接。

[0020] 所述吸液模块包括真空泵和与所述真空泵连接的吸管阵列面板。

[0021] 所述吸管阵列面板上有预定数量的吸管。

[0022] 所述吸管的材料包括玻璃、有机物或金属。

[0023] 所述吸管的长度为10微米到100微米。

[0024] 所述吸管的直径为65纳米到10微米。

[0025] （三）有益效果

[0026] 本发明首先用吸管吸取晶圆线槽内的大部分液体，之后迅速用氮气将线槽内的剩余液体吹干，不仅避免了因氮气直接吹扫导致晶图上的线槽坍塌，破坏线槽的特征结构，同时也没有使用干燥剂，避免了对人体的伤害和晶圆的二次污染。

附图说明

[0027] 图1是现有晶圆干燥的过程图；图1(a)是氮气吹干前的晶圆线槽图；图1(b)是氮气吹干后的晶圆线槽图；

[0028] 图2是本发明的装置连接图；

[0029] 图3是本发明晶圆干燥的过程图；图3(a)是吸管吸液前的晶圆线槽图；图3(b)是吸管吸液后的晶圆线槽图。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0031] 本发明提出一种图形晶圆清洗后的干燥方法，其具体的工艺过程如下：首先利用纳米吸管将残留在图形沟道中的水吸走，然后再利用氮气将晶圆表面迅速吹干。

[0032] 本发明方法为：

[0033] S1：识别晶圆表面的图形和所述图形线槽的深度；

[0034] S2：根据所述晶圆表面的图形和所述图形线槽的深度设置吸液参考点；

[0035] S3：根据吸液参考点的位置将吸管调整到图形沟道的底部中点并吸液；

[0036] S4：吸液完成后通过氮气对图形线槽进行气体干燥。

[0037] 本发明的晶圆干燥装置如图2所示包括：

[0038] 图像检测模块，放置在所述晶圆表面上方，用于识别晶圆表面的图形和所述图形线槽的深度；获取所述晶圆表面的图形及线槽的数据，并将所述图形及线槽的数据发送至所述参数设置模块；

[0039] 和图像检测模块连接的参数设置模块，用于根据所述识别晶圆表面的图形和所述图形线槽的深度设置吸液参考点，图像检测模块和参数设置模块通过TCP/IP、WIFI、蓝牙或RS232/485中的一种或多种方式连接；

[0040] 和图像检测模块及参数设置模块连接的位置调整模块，用于根据所述识别晶圆表面的图形和图形沟道的深度对吸管的位置进行调整，通过驱动径向电极的方式调整所述吸管水平方向或高度，使吸管与所述晶圆表面图形的沟槽对准，使吸管的底端插入线槽液体的底部；

[0041] 和位置调整模块连接的吸液模块，用于位置调整后的吸管吸取图形沟道内的液体，吸液模块包括真空泵和与所述真空泵连接的吸管阵列面板，吸管阵列面板上有设定数量的吸管。吸管的材料包括玻璃、有机物或金属，吸管的长度为10微米到100微米，吸管的直径为65纳米到10微米；真空泵为微米级，用于形成负压，当吸管内外的压差基本相等时，真空泵将停止工作，表示线槽中的残留液已经基本被吸取干净。

[0042] 和吸液模块连接的干燥模块，当吸液模块停止吸液后对晶圆表面进行气体干燥。

[0043] 本发明具体过程如下：首先将高轴比的吸管（直径为纳米级，高度为微米级，材质可以是玻璃、有机物或金属等）伸入到晶圆图形沟槽液体（如超纯水）液面底部，利用真空泵对吸管抽真空，使吸管内部的压强小于液体表面的气压（一个大气压），于是底部的液体由于受到外界大气压的作用而流入到吸管中，将这些液体从吸管中排走。根据Laplace定律，沟槽所受的毛细管力（P）可由以下公式表示：

[0044]

[0045] 其中：

[0046] γ表示液体的表面张力；

[0047] θ为液体与沟槽的接触角；

[0048] d为沟槽之间的距离。

[0049] 用吸管吸走液体时，沟槽残留液的液面迅速下降，但液体的表面张力不变，它与沟槽的接触角也不会发生变化，也就是说沟槽之间的毛细管力不会随液面的下降而改变，因此避免了图形线槽的坍塌，如图3所示。当沟槽中的液体由纳米吸管吸完后仍有少量的液滴附着在图形晶圆沟槽的底部，此时沟槽上的毛细管力也会随之降低，再利用氮气将图形晶圆表面迅速吹干，不会造成图形晶圆线槽的坍塌。

[0050] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。