CN1841669A - 晶片干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种晶片的干燥方法，利用液态挥发性溶剂(例如，异丙醇，IPA)取代清洗液以干燥晶片，至少包含下列步骤：(a)将晶片置入清洗槽；(b)调整进水口的流量控制器的流量，以清洗晶片；(c)以清洗液(例如纯水)清洗晶片，利用溢流口快速排出清洗出的微粒及残留化学品；(d)关闭进水口，打开排水口，控制排水流量将液面排至晶片上方，注入一定量的液态挥发性溶剂，以形成二液相层；(e)继续排水，至挥发性溶剂液面低于晶舟的最低位为止；(f)排出槽内余液；(g)阶段性通入室温的氮气(N2)及加温的氮气(N2)于槽中，干燥晶片上的溶剂。

Description

晶片干燥方法

技术领域

本发明有关于一种半导体制造工艺方法，特别是有关晶片清洗及干燥的方法。尤其是自下方给水的开放式清洗槽的流场控制以产生扰流并利用排液量的控制以得精准且连续的清洗及排液，而干燥方法是利用液态异丙醇(IPA)取代晶片表面的水份的方式使晶片能快速并洁净地干燥。

背景技术

在制作半导体的制造工艺中，有许多湿式制造工艺如清洗、湿蚀刻、光阻去除及气化扩散之前处理需要化学液及晶片表面接触，以除去薄膜或光阻，再以纯水洗净及干燥。传统上此种***有开放式及封闭式两种，封闭式具有防止化学品挥发及保持隔离而防微粒污染，如MeComnell等人的美国专利案″Process and Apparatus For Treating waters with ProcessFluids″案号为4,778,532，申请人为CFM Technologies Limited。其清洗槽及干燥槽皆为封闭式，浪费大量化学品及纯水，而干燥槽的异丙醇(IPA)加热形成蒸气，再导入干燥槽上端与水接触而凝结为液态。以取代晶片上的水而达干燥的目的。但因异丙醇的高压高温需昂贵的密闭设备，且管理困难。另一现有技术如Steag AG公司申请的欧洲专利案WO99136944号案，为晶片干燥的另一方式，利用半封闭式干燥槽，主要是利用氮气(N2)在定温下通过液态的异丙醇，将异丙醇蒸气带入干燥槽中，溶于晶片表面的水分，但此法所得的异丙醇蒸气的浓度甚低，大部分仍为氮气，亦即在平衡状态下异丙醇的蒸气为低浓度，以浓度梯度变化方式移除晶片上的水分，虽优于氮气旋干方式，但干燥效果有浓度上的限制。此技术又称为Marargoni Dryer。

现有技术的下坠层流旋干技术如图1所示，主要原理是将洗净后潮湿的晶片102置入一旋干机的旋转槽104中，利用马达112高速加速旋转下产生的离心力，及气体动力学的伯努利原理(Bernoulli′s theorem)，在旋转槽的顶盖106上的过滤网(ULPA)108将空气110过滤后将空气导入形成气流，将晶片上的水珠、水滴旋干脱水，并将水气蒸发干化，而无微粒及水痕(Water Marks)留下。但旋干机在高速旋转下，产生振动，使晶片产生硅粉末，且排气压力(Exhaust Pressure)的大小易变动而形成扰流或排气倒灌，在旋干机内舱(Chamber)不洁净时易使舱内的硅粉末及化学粉末扬起而形成微粒污染源。又旋转应避开共振点(resonance)，否则因震动而产生微粒，但因晶片数量不一时，难免产生共振。因此下坠层流旋干技术甚易将洗净的晶片在最后旋干过程中又被污染。

异丙醇干燥技术为另一种现有技术，如图2所示。相对于前述的下坠层流旋干技术，以异丙醇干燥的技术属于「准静态」的，将洗净的晶片202传送至异丙醇(IPA)的蒸气室(IPA vapor chamber)204内，IPA由高纯度的氮气(N2)206作传输气体(Carrier gas)将IPA208带入蒸气干燥室210内，由底部的加热器212加热，使IPA受热蒸发为蒸汔，再利用冷郄器214将IPA液化，潮湿的晶片202在IPA干燥室210内，沉浸在IPA蒸气中。利用IPA的高挥发性，将晶片表面的水份脱水干化，没有水痕及微粒污染。但IPA的纯度及水含量需在2000ppm以下，否则影响洁净度，又蒸汔温度太低，易使水及IPA凝结在侧壁，使干燥蒸气室形成雾状，而使晶片表面有白色雾状污染，温度太高又影响安全，且IPA蒸气对操作人员亦不安全。

发明内容

本发明的目的在提供一种晶片干燥方法，利用放流式进水方式，使溶剂与水形成未互溶的二液相或互溶的高浓度梯度变化的液相以再进行水份去除。

为达成上述目的及其它目的，本发明提出一种晶片的干燥方法，利用具有倾斜的导流板将液态溶剂导流至桶构液面，以形成二液相分离的溶剂层或高浓度梯度变化的溶液相，再以缓下降的液面，利用液态挥发性溶剂取代晶片表面的水份以干燥晶片，至少包含下列步骤：(a)将晶片置入清洗槽；(b)调整进水口的流量控制器的流量，以清洗晶片；(c)以清洗液(例如纯水)清洗晶片，利用溢流口快速排出清洗出的微粒及残留化学品；(d)关闭进水口，打开排水口，控制排水流量将液面排至晶片上方，注入一定量的液态挥发性溶剂，以形成二液相层；(e)继续排水，至挥发性溶剂液面低于晶舟的最低位为止；(f)排出槽内余液；(g)阶段性通入室温的氮气(N₂)及加温的氮气(N₂)于槽中，干燥晶片上的溶剂。

附图说明

图1(现有技术)为现有技术的下坠层流旋干技术的干燥装置。

图2(现有技术)为现有技术的异丙醇干燥技术的干燥装置。

图3为依据本发明的一实施例的晶片干燥装置使用时的剖面图。

图4为利用本发明的装置清洗及干燥晶片的流程图。

主要组件符号说明

102晶片            104旋转槽

106顶盖            108过滤网(ULPA)

110空气            112马达

202晶片            204异丙醇(IPA)的蒸气室

206高纯度的氮气    208IPA

210IPA干燥室       212加热器

302晶片干燥装置    304进水管

306进水管          310晶片盒

312晶片          313管路

314水平面        316异丙醇

318异丙醇液面    320排水管

402-414步骤

具体实施方式

本发明的内容可经由下述较佳实施例与其相关图标的阐述而予公开。本发明并不对整个清洗及干燥***作描述仅就其中的清洗干燥槽予以说明。在各图中，相同的组件以同一代号表示。

图3为依据本发明的一实施例的晶片干燥装置302使用时的剖面图。首先，晶片盒310内的晶片312于清洗完毕后，即停止自进水管304，306流入，改为自排水管320排水，因排水管320连接至流量控制器，受程控而保持一定流量，能平稳地排水，与此同时，自清洗槽上的管路313开始注入一定量的异丙醇(IPA)以形成二液相分离的溶剂层或高浓度梯度变化的溶液相316，但亦可为其它挥发性溶剂，例如甲醇、乙醇等。水平面314下降，异丙醇316的液面318亦随同下降，直至水平面314离开晶片312后，即将氮气(N2)通入干燥槽，例如以提高温度以将异丙醇挥发，或以洁挣的氮气吹干。此时应将纯水及异丙醇完全排出。再重新注入纯水，清洗另一批晶片。

图4为利用本发明的装置清洗及干燥晶片的流程图。首先，于步骤802，将已蚀刻完并移除光阻后的晶片置入清洗槽202(见图3)；于步骤404，以清洗液例如纯水清洗晶片；于步骤406，先关闭进水口，打开排水口，如图3所示，控制排水流量，使液面306平稳下降；于步骤408，注入一定量的挥发性溶剂(如异丙醇)；然后于步骤410，继续排水，使液面下降，挥发性溶剂取代晶片上的清洗液，至液面306低于晶舟的最低位后，将槽内余液排出。最后于步骤414，以氮气或加热氮气等方式将挥发性溶剂(如异丙醇)除去以干燥晶片。即完成晶片的清洗及干燥。

虽然本发明以特定的实施例已予公开，熟知此技术的人士将了解可对此特定实施例的形式及细节稍作改变，在不脱离本发明的精神及理念所作的修饰及变更皆为本发明的范围，本发明以上所叙述的实施例仅作例示的目的，而不是用以限定权利要求书所保护的范围。

Claims (9)

1.一种晶片的清洗及干燥方法，利用溢流将清洗液溢流以加速排出微粒及化学液的清洗槽，及以液态挥发性溶剂导入清洗槽以干燥晶片，至少包含下列步骤：

(a)将晶片置入清洗槽；

(b)调整进水口的流量控制器的流量，以清洗晶片，并调整流场以协助清洗晶片；

(c)以清洗液清洗晶片，利用溢流口排出微粒及残留化学品；

(d)关闭进水口，打开排水口，控制排水流量将清洗液排至晶片上方，注入一定量的液态挥发性溶剂，以形成二液相分离的溶剂层或高浓度梯度变化的溶液相；

(e)继续排水，至挥发性溶剂液面低于晶舟的最低位为止；

(f)排出槽内余液；

(g)通入氮气于干燥槽中，干燥晶片上的溶剂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该清洗液为纯水。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该液态挥发性溶剂为异丙醇。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该液态挥发性溶剂为甲醇。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该液态挥发性溶剂为乙醇。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该清洗槽为圆柱形。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该清洗槽为方形。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该清洗槽为长方形。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该清洗槽用耐酸、碱及溶剂的材料制造。

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