CN1368755A - 半导体晶圆干燥方法 - Google Patents
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Abstract
一种半导体晶圆干燥方法,包括有以下步骤:A.晶圆定位;B.惰性氮气(N2)喷入;C.纯水注入;D.定速排水与气化异丙醇(IPA)喷出;E.快速排水;F.干燥;此种干燥方法无污染,能在短时间内干燥半导体晶圆,且由于在干燥过程中异丙醇(IPA)不需加热且气化量极少,不致造成破损与危险,相对具较佳的安全性。
Description
本发明涉及半导体晶圆的干燥方法。
一般传统的半导体晶圆干燥装置，如离心式干燥机或异丙醇(IPA)蒸气干燥机，除了平衡问题易造成破损外，且又因定速旋转而产生静电，而吸附尘粒降低洁净度造成二次污染；另异丙醇(IPA)蒸气干燥机则需将易燃的异丙醇(IPA)加热产生蒸气，具有潜在的高度危险。
本发明的目的是提供一种无污染且能在短时间内干燥半导体晶圆的方法，其在干燥过程中因异丙醇(IPA)不需加热且气化量极少，故不致造成危险，相对具有较佳的安全性，并可确保良好、安全的干燥效果。
为实现上述目的，本实用新型提供一种干燥半导体晶圆的方法，包括以下步骤：
A.晶圆定位：将若干置放有复数晶圆的晶圆架架设在机座的各干燥槽内部预设的顶高装置上方，当槽盖盖合时并连动顶高装置的传动杆带动顶移座向上顶起晶圆架的定位槽以减少晶圆与晶圆架的接触面积；
B.惰性氮气(N2)喷入：由干燥槽上方所预设的喷排喷入惰性氮气(N2)，令干燥槽内充满氮气避免干燥槽内的晶圆与空气接触；
C.纯水注入：将纯水注入所述干燥槽内一直到水面超过干燥槽上端之后，溢出的水可在溢流沟汇集，经由排水口排出；
D.定速排水与气化异丙醇(IPA)喷出：藉由定速排水装置使所述干燥槽内的水面利用水位差定速下降，再另藉由纯水在慢且线性定位下降时，气化异丙醇(IPA)装置同时将其所产生气化异丙醇(IPA)经干燥槽所预设喷排喷出而分布在没有纯水的空间，并均匀吹附在晶圆的表面；
E.快速排水：藉由快速排水装置在纯水液面低于晶圆下端缘时启动干燥机下方所设快速阀门将剩余纯水快速排出；
F.干燥：所述干燥槽的剩余纯水快速排出后，以经过热交换器的热惰性氮气(N2)经由干燥槽所预设喷排喷出而对准喷向晶圆架的定位槽将附在晶圆上的微量异丙醇(IPA)气蒸发，同时将晶圆架的定位槽内残余水份吹干。
兹配合附图详加说明如后：
图1是本发明实施例的操作流程示意图。
图2是本发明实施例干燥槽与其槽盖的外观立体图。
图3是本发明实施例其中干燥槽的侧面示意图。
图4是本发明实施例其中干燥槽的正面示意图。
图5是本发明实施例其中干燥槽与异丙醇(IPA)气化装置的配置示意图。
图6是本发明实施例其中定速排水与气化异丙醇(IPA)喷出流程的平面示意图。
图7是本发明实施例其中定速排水与气化异丙醇(IPA)喷出流程的软管下移后的平面示意图。
图8是本发明实施例其中异丙醇(IPA)气化装置的平面示意图。
图9是本发明实施例的异丙醇(IPA)气化装置其中气化基座的立体断面示意图。
图10是本发明实施例其中顶高装置的立体示意图(传动杆已下移)。
图11是本发明实施例其中顶高装置的平面示意图(传动杆已下移且连动晶圆向上顶起)。
图12是本发明实施例其中顶高装置的平面示意图(晶圆恢复原位)。
图13是本发明实施例其中顶高装置的部分构件立体分解图。
如图1-图13所示，本发明一种半导体晶圆干燥方法，包括有下列流程：
A.晶圆定位：将若干置放有复数晶圆6的晶圆架3架设在机座A的各干燥槽2内部预设的顶高装置1上方(参考图3、图12)，当槽盖21盖合时并连动顶高装置1的传动杆19带动顶移座17向上顶起晶圆6(参考图10、图11)离开晶圆架3的定位槽31(参考图12)以减少晶圆6与晶圆架3的接触面积；
B.惰性氮气(N2)喷入：由干燥槽2上方所预设的喷排23、24喷入惰性氮气(N2)，令干燥槽2内充满氮气避免干燥槽2内的晶圆6与空气接触；
C.纯水注入：将纯水注入前述干燥槽2内一直到水面超过干燥槽2上端之后，溢出的水可在溢流沟11汇集，经由排水口12排出；
D.定速排水与气化异丙醇(IPA)喷出：藉由定速排水装置8使前述干燥槽2内的水面利用水位差定速下降，再另藉由纯水在慢且线性定位下降时，气化异丙醇(IPA)装置7(参考图5)同时将其所产生气化异丙醇(IPA)经干燥槽2所预设喷排22(参考图4)喷出而分布在没有纯水的空间，并均匀吹附在晶圆6的表面，经由气化后的异丙醇(IPA)气与水介面溶解后水的张力减小，因此可利用纯水的凝聚力将晶圆6表面上的水有效率地除去；
E.快速排水：藉由快速排水装置4在纯水液面16(参考图6)低于晶圆6下端缘时启动干燥机2下方所设快排阀门41将剩余纯水快速排出：
F.干燥：前述干燥槽2的剩余纯水快速排出后，以经过热交换器15(参考图5)的热惰性氮气(N2)经由干燥槽2所预设喷排23、24喷出而对准喷向晶圆架3的定位槽31将附在晶圆6上的微量异丙醇(IPA)气蒸发，同时将晶圆架3的定位槽31内残余水份吹干，其原理是利用气化后的异丙醇(IPA)气与水介面经溶解后水的张力减小，故晶圆6或晶圆架3表面上的水能有效地除去；
再者，参考图6，前述定速排水与气化异丙醇(IPA)喷出的流程其中的定速排水装置8是藉由连接座82固设一软管81，该软管81的下端811与干燥草2下方侧边预定部位的出水管25衔接，而其上端出口812则与排水电动导杆80(亦可为汽压缸或油压缸)的轴心801下方连接，当排水电动导杆80的轴心向下位移时，利用其上端出口低于干燥槽2内的水液面16，藉由水位差原理以1-2m/秒作线性定速排水；另外，前述流程的气化异丙醇(IPA)装置7乃至少包括有一上方具多个连接口711的异丙醇(IPA)容器71、一文氏管吸入器72以及一设于该容器71的气化基座73等构件，其中该气化基座73则具有若干喷嘴731；
其主要是藉由将高压空气经管路78送入文氏管吸入器72至另一端出口74排出，且在文氏管吸入口处720产生真空吸力，经管路75与异丙醇(IPA)容器71上方连接口711将异丙醇(IPA)容器71的空气吸出，因而使异丙醇(IPA)容器71产生真空吸力，故异丙醇(IPA)可由管路77经由管路76入口处将异丙醇(IPA)注入异丙醇(IPA)容器71的液面710而形成异丙醇(IPA)溶液79，再将惰性氮气(N2)经输送管701送入气化基座73经多个喷嘴731喷出在异丙醇(IPA)溶液中，惰性氮气(N2)则形成螺旋状气泡搅拌异丙醇(IPA)，而惰性氮气(N2)气泡则上升至液面破裂时将异丙醇(IPA)激化而产生常温异丙醇(IPA)气体，并藉由惰性氮气(N2)不断搅拌，在气化过程中因使用前述惰性氮气(N2)作为搅拌及携载气体，使异丙醇(IPA)在密闭环境下不与空气接触且又无加热源，异丙醇(IPA)容器71内不蓄压，故使用安全，在使用时只需供应惰性氮气(N2)即可得到气化后无污染的异丙醇(IPA)，藉由惰性氮气(N2)携带而经管路70提供给干燥槽2经由其喷排22喷出；
另者，前述快速排水流程中所述的快速排水装置4是在干燥槽2的底端出水口26设有一连结在汽缸43的轴心431的快排阀门41，该快排阀门41的上方并具有止水垫411，当汽缸43的轴心431向下位移时，快排阀门41的止水垫411止挡住干燥槽2底端出水口26，令干燥槽2内的纯水可快速地排出。
另者，前述步骤F、干燥流程的其中当热惰性氮气(N2)经由喷排23、24喷出而对准喷向晶圆架3的同时亦控制顶高装置1连动各晶圆6作上下定速位移，进而令上下位移中的各晶圆6会在各晶圆架3的各定位槽31内产生些微的摆动而改变与各定位槽31的槽壁面的接触角度，令各晶圆6不会在固定角度下完成干燥以具有较佳的干燥效果，且若有因些许水份导致相邻接的两片晶圆6的一侧黏附在一起的情形产生时也会因前述晶圆6被上下定位连动所产生的些微摆动而分开，以确保较完全的干燥效果。
再者，前述步骤A、晶圆定位流程中所述顶高装置1是包括有一传动杆19、顶移座17以及设有若干定位块182、183可供架设晶圆架3的固定座18等构件所组成；其中，参考图10、图11、图12，该传动杆19是上方194直接与顶移座17的底部预设的嵌槽173嵌套连接，而其下方195则穿套入一轴套91内，且该传动杆19的下方195并具有内螺牙孔193可直接与一汽缸92的轴心921的外螺牙部9211旋锁连结，并另藉螺丝93将该汽缸92与前述轴套91锁固连结，另外前述固定座18并预设有一贯穿槽空184大致对应位于顶移座17的下方，藉由前述构件的组成，当汽缸92作动时，其轴心921经控制而连同其锁固连结的传动杆19直接向上或向下连动顶移座17以预定的速度位移；
藉由前述特征，当槽盖21盖合时可控制汽缸92的轴心921向上作动，相对另传动杆19可直接带动顶移座17以适当的速度向上顶起晶圆架3的各定位槽31所设的各晶圆6；而在前述步骤F、干燥流程时亦可控制汽缸92作动，令其轴心921可连同其锁固连结的传动杆19连动顶移座17以适当的速度上下连动晶圆架3内的各晶圆6做定速上下位移；又当槽盖21向上掀起时亦可经控制而令汽缸92的轴心向下作动，相对连动各晶圆6恢复原位。
综上所述，本发明可归纳具有下列增进功效：
1.本发明无污染且能在短时间内干燥半导体晶圆，并由于在干燥过程中不需要移动晶圆可避免晶圆破损，而异丙醇(IPA)亦不需加热且气化量极少，不致造成危险，相对具有较佳的安全性。
2.干燥流程的其中当热惰性氮气(N2)经由喷排23、24喷出而对准喷向晶圆架3的同时亦控制顶高装置1连动各晶圆6作上下定速位移，进而令上下位移中的各晶圆6会在各晶圆架3的各定位槽31内产生些微的摆动而改变与各定位槽3 1的槽壁面的接触角度，令各晶圆6不会在固定角度下完成干燥以具有较佳的干燥效果。
3.若因有些许水份导致相邻接的两片晶圆6的一侧黏附在一起的情形产生时也会因前述晶圆6被上下定位连动所产生的些微摆动而分开，以确保较完全的干燥效果。
Claims (3)
1.一种半导体晶圆干燥方法，其特征是，它包括有下列步骤：
A.晶圆定位：将若干置放有复数晶圆的晶圆架架设在机座的各干燥槽内部预设的顶高装置上方，当槽盖盖合时并连动顶高装置的传动杆带动顶移座向上顶起晶圆架的定位槽以减少晶圆与晶圆架的接触面积；
B.惰性氮气(N2)喷入：由干燥槽上方所预设的喷排喷入惰性氮气(N2)，令干燥槽内充满氮气避免干燥槽内的晶圆与空气接触；
C.纯水注入：将纯水注入所述干燥槽内一直到水面超过干燥槽上端之后，溢出的水可在溢流沟汇集，经由排水口排出；
D.定速排水与气化异丙醇(IPA)喷出：藉由定速排水装置使所述干燥槽内的水面利用水位差定速下降，再另藉由纯水在慢且线性定位下降时，气化异丙醇(IPA)装置同时将其所产生气化异丙醇(IPA)经干燥槽所预设喷排喷出而分布在没有纯水的空间，并均匀吹附在晶圆的表面；
E.快速排水：藉由快速排水装置在纯水液面低于晶圆下端缘时启动干燥机下方所设快速阀门将剩余纯水快速排出；
F.干燥：所述干燥槽的剩余纯水快速排出后，以经过热交换器的热惰性氮气(N2)经由干燥槽所预设喷排喷出而对准喷向晶圆架的定位槽将附在晶圆上的微量异丙醇(IPA)气蒸发，同时将晶圆架的定位槽内残余水份吹干。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆干燥方法，其特征是所述步骤F、干燥流程中，当热惰性氮气(N2)经由喷排喷出而对准喷向晶圆架的同时，亦控制顶高装置连动各晶圆作上下定速位移，进而令上下位移中的各晶圆会在各晶圆架的各定位槽内产生些微的摆动而改变与各定位槽的槽壁面的接触角度，以确保较完全的干燥效果。
3.根据权利要求1所述的半导体晶圆干燥方法，其特征是该步骤A、晶圆定位流程中所述的顶高装置是包括有一传动杆、顶移座以及设有若干定位块可供架设晶圆架的固定座等构件，其中该传动杆是上方直接与顶移座的底部预设的嵌槽嵌套连接，而其下方则穿套入一轴套内，且该传动杆的下方并具有内螺牙孔可直接与一汽缸的轴心的外螺牙部旋锁连结，并另藉螺丝将该汽缸与前述轴套锁固连结，另外所述固定座并预设有一贯穿槽孔大致对应位于顶移座的下方。
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