一种用于干燥晶圆的方法及干燥设备与流程

1.本技术属于半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种用于干燥晶圆的方法及干燥设备。


背景技术：

2.在半导体器件制造过程中，晶圆清洗及湿法腐蚀是最常用的工艺之一。在清洗及湿法腐蚀工艺之后，晶圆往往需要经过干燥处理。若干燥处理不优化的直接后果是产生水痕缺陷，对芯片的良率具有较大的影响。
3.现有技术中，利用传统干燥技术在对晶圆进行干燥时，在实际干燥过程中晶圆边缘区域的干燥效果达不到既定要求，导致芯片良率达不到要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本技术实施例提供了一种用于干燥晶圆的方法及干燥设备，用于解决现有技术中对晶圆进行干燥时，晶圆边缘区域的干燥效果达不到既定要求，导致芯片良率达不到要求的技术问题。
5.本技术的第一方面，提供一种用于干燥晶圆的方法，应用在干燥设备中，所述干燥设备中设置有至少两个异丙醇ipa喷头；所述方法包括：
6.调节每个所述ipa喷头对应的喷洒角度及喷洒位置；各所述喷洒角度及各所述喷洒位置用于对所述晶圆表面的不同区域进行喷洒；
7.当对所述晶圆进行清洗或湿法腐蚀后，控制至少两个所述ipa喷头开启，利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥。
8.可选的，所述方法还包括：
9.在利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥时，控制所述晶圆的旋转速度为5～4000rpm。
10.可选的，所述方法还包括：
11.在利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥时，控制每个所述ipa喷头喷洒的ipa流量为10cc/min～1l/min。
12.可选的，所述方法还包括：
13.在利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥时，控制所述ipa的温度为20～80℃。
14.可选的，所述方法还包括：在利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥时，所述ipa的温度范围为70～76℃。
15.本技术的第二方面，提供一种用于干燥晶圆的干燥设备，所述干燥设备中设置有至少两个异丙醇ipa喷头，所述干燥设备包括：
16.调节单元，用于调节每个所述ipa喷头对应的喷洒角度及喷洒位置；各所述喷洒角度及各所述喷洒位置用于对所述晶圆表面的不同区域进行喷洒；
17.第一控制单元，当对所述晶圆进行清洗或湿法腐蚀后，控制至少两个所述ipa喷头
开启，利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥。
18.可选的，所述干燥设备还包括：第二控制单元，所述第二控制单元用于：
19.在利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥时，控制所述晶圆的旋转速度为5～4000rpm。
20.可选的，所述控制单元还用于：
21.在利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥时，控制每个所述ipa喷头喷洒的ipa流量为10cc/min～1l/min。
22.可选的，所述控制单元还用于：
23.在利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥时，控制所述ipa的温度为20～80℃。
24.可选的，所述控制单元具体还用于：
25.在利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥时，控制所述ipa的温度范围为70～76℃。
26.本技术提供了一种用于干燥晶圆的方法及干燥设备，所述干燥设备中设置有至少两个异丙醇ipa喷头，方法包括：调节每个所述ipa喷头对应的喷洒角度及喷洒位置；各所述喷洒角度及各所述喷洒位置用于对所述晶圆表面的不同区域进行喷洒；当对所述晶圆进行清洗后，控制至少两个所述ipa喷头开启，利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥；如此，在对晶圆进行清洗后，本技术利用ipa干燥法对晶圆进行干燥时，晶圆置于ipa环境中，由于ipa表面张力比水的张力小很多，所以会在晶圆表层形成表面张力的梯度，利用表面张力的梯度将水脱离晶圆表面，实现对晶圆的干燥，确保干燥质量；并且，在干燥设备中设置有至少两个ipa喷头，每个ipa喷头具有对应的喷洒角度及喷洒位置，这些喷洒角度和喷洒位置可以对晶圆表面不同区域进行喷洒，提高对晶圆边缘区域的ipa覆盖率，进而确保晶圆边缘区域的干燥效果，确保芯片良率。
附图说明
27.图1为本技术实施例提供的当喷头套数为三套时干燥设备整体结构的俯视示意图；
28.图2为本技术实施例提供的喷头与立柱相连时的结构示意图；
29.图3为本技术实施例提供的干燥设备的方法流程示意图；
30.图4为本技术实施例提供的干燥设备的控制机构的结构示意图。
具体实施方式
31.下面将参照附图更详细地描述本技术公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本技术公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本技术公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
32.本技术提供了一种用于干燥晶圆的方法及干燥设备，用于解决现有技术中对晶圆进行干燥时，晶圆边缘区域的干燥效果达不到既定要求，导致芯片良率达不到要求的技术问题。
33.实施例一
34.本实施例提供一种用于干燥晶圆的方法，应用在干燥设备中，为了能更好地理解本实施例中的方法，这里先简单介绍下干燥设备的整体结构。干燥设备中设置有至少两个异丙醇ipa喷头。具体的，如图1所示，干燥设备包括：腔体1、承载台2、多套喷头；其中，
35.在腔体1包括：腐蚀区、清洗区及干燥区；可以在腔体1中完成对晶圆的腐蚀、清洗及干燥等工艺流程。
36.承载台2位于腔体1内部，用于承载晶圆。在实际应用中，可控制承载台2可带动晶圆在腔体1中上下移动、旋转等。
37.比如，对晶圆进行腐蚀时，控制承载台2携带晶圆移动至腔体1的腐蚀区，控制相应的喷头移动至腔体1的腐蚀区，对晶圆表面喷洒化学液，并调整喷头中各个喷头的喷洒角度。
38.可以看出，在腔体1的不同高度处，会有不同的液体喷洒到正在旋转的晶圆表面，本实施例为了使得各种溶液可以循环利用，降低成本。在对晶圆完成腐蚀、清洗等特定功能后可以将不同的液体回收到不同的回收区域，避免各种不同的溶液混合。
39.这里，如图2所示，喷头3通过喷管4可安装在立柱5上(喷管4的一端与立柱5相连，喷管4的另一端与喷头3相连)，立柱5位于腔体1外部，在实际应用过程中，可控制立柱5升降、旋转(顺时针或逆时针转动)等来调整喷头3的位置及喷洒角度。每套喷头3对应一个立柱5。
40.这里，每套喷头中喷头的数量至少为两个，不同的喷头用于喷洒不同的化学液或清洗液或气体，比如：若需要对晶圆进行腐蚀时，需要利用对应的喷头喷洒化学液；若需要对晶圆进行清洗时，需要利用对应的喷头喷洒清洗液；若需要对晶圆进行干燥时，需要利用ipa喷头喷洒ipa等。其中，所有喷头3中至少包含有两个ipa喷头。
41.举例来说，若喷头3的套数包括三套，ipa喷头包括两个时，继续参考图1，喷头3可以包括：第一喷头31、第二喷头32及第三喷头33；第一喷头31的喷头数量可以为三个，第一喷头31用于喷洒化学液及ipa；第二喷头32的数量可以为三个，第二喷头用于喷洒清洗液及n2；第三喷头33的数量可以为两个，第三喷头33用于喷洒ipa及n2。其中，用于喷洒ipa的喷头可理解为ipa喷头。
42.具体的，继续参考图1，第一喷头31中可以包括三个喷头，分别为喷头a1、b1和c1；喷头a1与缓冲刻蚀剂(boe，buffered oxide etch)储槽、供液泵及相应的控制单元相连，用于喷洒boe，对晶圆进行腐蚀；喷头b1与氢氟酸hf储槽、供液泵及相应的控制单元相连，用于喷洒hf，对晶圆进行腐蚀；喷头c1与ipa储槽及相应的控制单元相连，用于喷洒ipa，对晶圆进行干燥。
43.第二喷头32中可包括三个喷头，分别为喷头a2、b2和c2；喷头a2可以与清洗液sc1储槽、供液泵及相应的控制单元相连，用于喷洒sc1，sc1为标准清洗1号液，是氨水双氧水和水的混合液；喷头b2可以与去离子水(diw，deionized water)储槽及相应的控制单元相连，用于喷洒diw，对晶圆进行清洗；喷头c2可以与n2储槽及相应的控制单元相连，用于喷洒n2，对晶圆进行干燥。
44.第三喷头33中可包括两个喷头，分别为喷头a3、b3；喷头a3可以与清洗液ipa储槽及相应的控制单元相连，用于喷洒ipa，对晶圆进行干燥；喷头b3可以与n2储槽及相应的控制单元相连，用于喷洒n2，对晶圆进行干燥。
45.值得注意的是，在晶圆制造工艺中，可根据具体制作工艺的需求来设置喷头的套数，也就是说，若有需要，还可以增加第四喷头、第五喷头来喷洒ipa，在此对ipa喷头的数量不做限制。
46.那么当利用干燥设备对晶圆进行干燥时，如图3所示，方法包括：
47.s310，调节每个所述ipa喷头对应的喷洒角度及喷洒位置；各所述喷洒角度及各所述喷洒位置用于对晶圆表面的不同区域进行喷洒；
48.在对晶圆清洗后，调节每个ipa头对应的喷洒角度及喷洒位置，各喷洒角度及各喷洒位置用于对晶圆表面的不同区域进行喷洒，提高晶圆边缘区域的ipa覆盖度。
49.具体的，继续以图1中的ipa喷头为例，在对晶圆进行干燥之前，调节第一喷头中的ipa喷头的喷洒角度和位置；调节第三喷头中的ipa喷头的喷洒角度和位置。比如：可以通过控制立柱升降、旋转移动，来调节立柱上的ipa喷头的喷洒位置；喷洒位置确定之后，通过控制ipa喷头旋转来调节喷洒角度；其中，喷洒角度可以是一个角度范围，在喷洒ipa时，ipa喷头可以在这个角度范围内按照预设的摆动频率摆动喷洒。
50.由于在对晶圆进行干燥时，晶圆是不断旋转的，因此可以将其中一个ipa喷头设置为对准晶圆中心区域，将另一个ipa喷头对准晶圆的边缘区域，这样在晶圆旋转过程中，第一喷头中的ipa喷头在摆动喷洒时可以覆盖晶圆中心区域，第三喷头中的ipa喷头在摆动喷洒时可以覆盖晶圆边缘区域。
51.s311，当对晶圆进行清洗后，控制至少两个所述ipa喷头开启，利用喷洒的所述ipa对所述晶圆进行干燥；
52.晶圆进行腐蚀或者进行其他工艺流程后，为了清洗晶圆表面的污染颗粒和杂质，确保晶圆表面的结净度，需要对晶圆进行清洗，清洗后需要对晶圆进行干燥。
53.为了确保晶圆的干燥效果，在对晶圆进行干燥时，同时控制至少两个ipa喷头开启，利用喷洒的ipa对晶圆进行干燥。
54.作为一种可选的实施例，在利用喷洒的ipa对晶圆进行干燥时，控制每个ipa喷头的喷洒的ipa流量为10cc/min～1l/min，优选地为0.4l/min～0.6l/min，更优选地为0.5l/min。在实际应用中，不同ipa喷头的喷洒的ipa流量可以相同也可以不同，可根据实际工艺情况确定。
55.举例来说，继续以图1为例，在对晶圆进行干燥时，可以同时控制第一喷头、第三喷头中的ipa喷头开启，喷洒ipa，在腔体中形成干燥空间。在晶圆旋转过程中，利用ipa去除晶圆的水分。本实施例利用ipa干燥法对晶圆进行干燥时，晶圆置于ipa环境中，由于ipa表面张力比水的张力小很多，所以会在晶圆表层形成表面张力的梯度，利用表面张力的梯度将水脱离晶圆表面，实现对晶圆的干燥，确保干燥质量。
56.作为一种可选的实施例，在利用ipa对晶圆进行干燥时，控制晶圆的旋转速度为5～4000rpm。其中，晶圆转速可以根据实际工艺确定。
57.因ipa的温度越高，干燥效果越好，在利用ipa对晶圆进行干燥时，控制ipa的温度为20～80℃(每个ipa喷头喷洒的ipa温度是相同的)。不同的干燥工艺对应的ipa温度是不同的，一般来说，ipa的优选温度范围为70～76℃。
58.这样，利用至少两个ipa喷头同时喷洒ipa，对晶圆进行干燥时，由于每个ipa喷头具有对应的喷洒角度及喷洒位置，这些喷洒角度和喷洒位置可以覆盖晶圆表面的不同区
域，提高对晶圆边缘区域的ipa覆盖率及ipa温度，进而确保晶圆边缘区域的干燥效果，确保芯片良率。并且因ipa的表面张力较小，所以还可以改善在干燥过程中引起的图形损坏pattern collapse问题，进一步提高芯片良率。
59.基于同样的发明构思，本技术还提供一种干燥设备，详见实施例二。
60.实施例二
61.本实施例提供一种干燥设备，干燥设备中设置有至少两个异丙醇ipa喷头。如图4所示，干燥设备的控制机构包括：调节单元41及第一控制单元42；
62.调节单元41，用于调节每个ipa喷头对应的喷洒角度及喷洒位置；各喷洒角度及各喷洒位置用于对晶圆表面的不同区域进行喷洒；
63.第一控制单元42，当对晶圆进行清洗或湿法腐蚀后，控制至少两个ipa喷头开启，利用喷洒的ipa对晶圆进行干燥。
64.为了更好地理解干燥设备的结构，可参考图1，干燥设备包括：腔体1、承载台2、多套喷头；其中，
65.在腔体1包括：腐蚀区、清洗区及干燥区；可以在腔体1中完成对晶圆的腐蚀、清洗及干燥等工艺流程。
66.承载台2位于腔体1内部，用于承载晶圆。在实际应用中，可控制承载台2可带动晶圆在腔体1中上下移动、旋转等。
67.比如，对晶圆进行腐蚀时，控制承载台2携带晶圆移动至腔体1的腐蚀区，控制相应的喷头移动至腔体1的腐蚀区，对晶圆表面喷洒化学液，并调整喷头中各个喷头的喷洒角度。
68.可以看出，在腔体1的不同高度处，会有不同的液体喷洒到正在旋转的晶圆表面，本实施例为了使得各种溶液可以循环利用，降低成本。在对晶圆完成腐蚀、清洗等特定功能后可以将不同的液体回收到不同的回收区域，避免各种不同的溶液混合。
69.这里，如图2所示，喷头3通过喷管4可安装在立柱5上(喷管4的一端与立柱5相连，喷管4的另一端与喷头3相连)，立柱5位于腔体1外部，在实际应用过程中，可控制立柱5升降、旋转(顺时针或逆时针转动)等来调整喷头3的位置及喷洒角度。每套喷头3对应一个立柱5。
70.这里，每套喷头中喷头的数量至少为两个，不同的喷头用于喷洒不同的化学液、清洗液或气体，比如：若需要对晶圆进行腐蚀时，需要利用对应的喷头喷洒化学液；若需要对晶圆进行清洗时，需要利用对应的喷头喷洒清洗液；若需要对晶圆进行干燥时，需要利用ipa喷头喷洒ipa等。其中，所有喷头3中至少包含有两个ipa喷头。
71.举例来说，若喷头3的套数包括三套，ipa喷头包括两个时，继续参考图1，喷头3可以包括：第一喷头31、第二喷头32及第三喷头33；第一喷头31的喷头数量可以为三个，第一喷头31用于喷洒化学液及ipa；第二喷头32的数量可以为三个，第二喷头用于喷洒清洗溶液及n2；第三喷头33的数量可以为两个，第三喷头33用于喷洒ipa及n2。其中，用于喷洒ipa的喷头可理解为ipa喷头。
72.具体的，参考图1，第一喷头31中可以包括三个喷头，分别为喷头a1、b1和c1；喷头a1与缓冲腐蚀剂(boe，buffered oxide etch)储槽、供液泵及相应的控制单元(本实施例中的第一控制单元41)相连，用于喷洒boe，对晶圆进行腐蚀；喷头b1与氢氟酸hf储槽、供液泵
及相应的控制单元(本实施例中的第一控制单元41)相连，用于喷洒hf，对晶圆进行腐蚀；喷头c1与ipa储槽及相应的控制单元(本实施例中的第一控制单元41)相连，用于喷洒ipa，对晶圆进行干燥。
73.第二喷头32中可包括三个喷头，分别为喷头a2、b2和c2；喷头a2可以与清洗液sc1储槽、供液泵及相应的控制单元(第一控制单元41)相连，用于喷洒sc1，sc1为标准清洗1号液，是氨水双氧水和水的混合液；喷头b2可以与去离子水diw储槽及相应的控制单元(第一控制单元41)相连，用于喷洒diw，对晶圆进行清洗；喷头c2可以与n2储槽及相应的控制单元(第一控制单元41)相连，用于喷洒n2，对晶圆进行干燥。
74.第三喷头33中可包括两个喷头，分别为喷头a3、b3；喷头a3可以与清洗液ipa储槽及相应的控制单元(第一控制单元41)相连，用于喷洒ipa，对晶圆进行干燥；喷头b3可以与n2储槽及相应的控制单元(第一控制单元41)相连，用于喷洒n2，对晶圆进行干燥。
75.具体的，在对晶圆清洗后，调节单元41用于调节每个ipa头对应的喷洒角度及喷洒位置，各喷洒角度及各喷洒位置用于对晶圆表面全覆盖喷洒，提高晶圆边缘区域的ipa覆盖度。其中，调节单元41可以由调节器实现。
76.继续以图1中的ipa喷头为例，在对晶圆进行干燥之前，调节单元41调节第一喷头31中的ipa喷头的喷洒角度和位置；调节第三喷头33中的ipa喷头的喷洒角度和位置。比如：可以通过控制立柱升降、旋转移动，来调节立柱上的ipa喷头的喷洒位置；喷洒位置确定之后，通过控制ipa喷头旋转来调节喷洒角度。其中，喷洒角度可以是一个角度范围，在喷洒ipa时，ipa喷头可以在这个角度范围内按照预设的摆动频率摆动喷洒。
77.由于在对晶圆进行干燥时，晶圆是不断旋转的，因此调节单元41可以将其中一个ipa喷头设置为对准晶圆中心区域，将另一个ipa喷头对准晶圆的边缘区域，这样在晶圆旋转过程中，第一喷头中的ipa喷头在摆动喷洒时可以覆盖晶圆中心区域，第三喷头中的ipa喷头在摆动喷洒时可以覆盖晶圆边缘区域。
78.晶圆进行腐蚀或者进行其他工艺流程后，为了清洗晶圆表面的污染颗粒和杂质，确保晶圆表面的结净度，需要对晶圆进行清洗，清洗后需要对晶圆进行干燥。
79.为了确保晶圆的干燥效果，在对晶圆进行干燥时，第一控制单元42同时控制至少两个ipa喷头开启，利用喷洒的ipa对晶圆进行干燥。
80.作为一种可选的实施例，在利用喷洒的ipa对晶圆进行干燥时，控制每个ipa喷头的喷洒的ipa流量为10cc/min～1l/min，优选地为0.4l/min～0.6l/min，更优选地为0.5l/min。在实际应用中，不同ipa喷头的喷洒的ipa流量可以相同也可以不同，可根据实际工艺情况确定。
81.举例来说，继续以图1为例，在对晶圆进行干燥时，可以同时控制第一喷头、第三喷头中的ipa喷头开启，喷洒ipa，在腔体中形成干燥空间。在晶圆旋转过程中，利用ipa去除晶圆的水分。本实施例利用ipa干燥法对晶圆进行干燥时，晶圆置于ipa环境中，由于ipa表面张力比水的张力小很多，所以会在晶圆表层形成表面张力的梯度，利用表面张力的梯度将水脱离晶圆表面，实现对晶圆的干燥，确保干燥质量。
82.作为一种可选的实施例，干燥设备还包括：第二控制单元43，在利用ipa对晶圆进行干燥时，第二控制单元43还用于：控制晶圆的旋转速度为5～4000rpm。其中，晶圆转速可以根据实际工艺确定。
83.因ipa的温度越高，干燥效果越好，在利用ipa对晶圆进行干燥时，第一控制单元42还用于：控制ipa的温度为20～80℃(每个ipa喷头喷洒的ipa温度是相同的)。不同的干燥工艺对应的ipa温度是不同的，一般来说，ipa的优选温度范围为70～76℃。
84.这样，利用至少两个ipa喷头同时喷洒ipa，对晶圆进行干燥时，由于每个ipa喷头具有对应的喷洒角度及喷洒位置，这些喷洒角度和喷洒位置可以覆盖晶圆表面的不同区域，提高对晶圆边缘区域的ipa覆盖率及ipa温度，进而确保晶圆边缘区域的干燥效果，确保芯片良率。并且因ipa的表面张力较小，所以还可以改善在干燥过程中引起的图形损坏pattern collapse问题，进一步提高芯片良率。
85.本技术提供的用于干燥晶圆的方法及干燥设备能带来的有益效果至少是：
86.本技术提供了一种用于干燥晶圆的方法及干燥设备，所述干燥设备中设置有至少两个异丙醇ipa喷头，方法包括：调节每个所述ipa喷头对应的喷洒角度及喷洒位置；各所述喷洒角度及各所述喷洒位置用于对晶圆表面全覆盖喷洒；当对所述晶圆进行清洗或湿法腐蚀后，控制至少两个所述ipa喷头开启，利用所述ipa对所述晶圆进行干燥；如此，在对晶圆进行清洗或湿法腐蚀后，本技术利用ipa干燥法对晶圆进行干燥时，晶圆置于ipa环境中，由于ipa表面张力比水的张力小很多，所以会在晶圆表层形成表面张力的梯度，利用表面张力的梯度将水脱离晶圆表面，实现对晶圆的干燥，确保干燥质量；并且，在干燥设备中设置有至少两个ipa喷头，每个ipa喷头具有对应的喷洒角度及喷洒位置，这些喷洒角度和喷洒位置可覆盖晶圆表面的不同区域，提高对晶圆边缘区域的ipa覆盖率，进而确保晶圆边缘区域的干燥效果，确保芯片良率。并且因ipa的表面张力较小，所以还可以改善在干燥过程中引起的图形损坏pattern collapse问题，进一步提高芯片良率。
87.以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。