一种旋转式冲洗烘干装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种旋转式冲洗烘干装置，包括：腔体单元、晶圆旋转单元、冲洗单元、烘干单元、静电去除单元。其特征在于：所述腔体单元为装置的本体结构，腔体单元在晶圆工艺时处于密闭状态，用于保持工艺时所需要的微环境状态；晶圆旋转单元安装于腔室内部，由电机带动进行旋转工艺过程；冲洗单元、烘干单元及静电去除单元安装于腔体单元上，用于晶圆在工艺过程中分别进行冲洗、烘干及静电去除。该旋转式冲洗烘干装置主要用于对晶圆进行冲洗、烘干等工艺过程。本发明的有益效果是：通过该旋转式冲洗烘干装置来对晶圆进行工艺过程，可以做到晶圆的清洗和烘干一次完成，工艺过程简单，提高了设备的生产效率，且成本低廉。
【专利说明】
_种旋转式冲洗供干装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种旋转式冲洗烘干装置。
【背景技术】
[0002]晶圆的清洗和烘干是半导体器件生产中必不可少的工艺要求。晶圆的清洗主要用于去除晶圆在工艺过程中的有机物、无机物和金属残留等颗粒。晶圆的烘干主要是在晶圆清洗完成后对晶圆表面进行干燥处理，以避免潮湿的表面吸附微小颗粒而造成晶圆的二次污染。为了使晶圆在工艺过程中尽可能的减小外部环境对其造成的污染，行业内一般采用“干进干出”的工艺方法，即晶圆在干燥的状态进入工艺腔体，而后仍然以干燥的状态的出工艺腔体。在传统的工艺过程中，清洗工艺和烘干工艺是分开进行的，即晶圆在一个腔室内完成清洗工艺，转而进入另一个腔体进行烘干工艺。这种方法承载很大的缺点:首先，清洗和烘干工艺分腔室进行，这样在清洗后潮湿的晶圆在转移的过程中会受到外部环境污染的危险，即使有改进的工艺方法，如晶圆在一个洁净等级较高的封闭环境中进行转移，这样可以确保晶圆不受到污染，但是，较高的洁净等级环境的维持又必然会导致运行成本的增加；然后，将清洗和烘干工艺过程分开进行，必然至少需要两个工艺腔室，这样势必会增大设备的占地空间，同样也会造成设备总体成本的上升。由于上述所述缺陷的存在，造成采用现有技术方案时，装置的实际运行效果并不理想。
【发明内容】
[0003]本发明的目是提供一种旋转式冲洗烘干装置，该装置在晶圆进行冲洗工艺完成以后不必更换工艺腔室而直接对晶圆进行烘干操作，避免了多道工序更换工艺腔室造成的污染，同时节约了设备所占用的场地及设备成本。
[0004]本发明为达到上述目的，采用如下技术方案:一种旋转式冲洗烘干装置，包括:腔体单元、晶圆旋转单元、冲洗单元、烘干单元、静电去除单元。其特征在于:所述腔体单元为装置的本体结构，腔体单元在晶圆工艺时处于密闭状态，用于保持工艺时所需要的微环境状态；晶圆旋转单元安装于腔室内部，由电机带动进行旋转工艺过程;冲洗单元、烘干单元及静电去除单元安装于腔体单元上，用于晶圆在工艺过程中分别进行冲洗、烘干及静电去除。
[0005]其中，所述腔体单元为中空结构，其内表面光滑，不利于液体沉积;腔体具有排液槽，可用于液体的快速排放。
[0006]其中，所述腔体单元上同时安装有薄膜加热装置，用于在工艺必要时对腔体进行加热。
[0007]其中，所述腔体单元的导热性良好，一般采用具有一定耐腐蚀能力的不锈钢材质加工而成。
[0008]其中，所述冲洗单元用于完成对晶圆的清洗过程，冲洗单元由多个冲淋喷头组成，主要用于输送并喷射化学药液。
[0009]其中，所述烘干单元用于对氮气进行加热，并将加热后的氮气喷射到腔体内部，用于清洗工艺过程完成后继续对晶圆进行烘干操作。
[0010]其中，所述静电去除单元由静电产生和静电发射装置组成，用于向腔室内部喷射电离后的正负离子，以中和晶圆在高速旋转时与周围空气摩擦时所产生的静电。
[0011]本发明的有益效果是:通过对在同一腔室内先后完成对晶圆的清洗。烘干工艺过程，使得晶圆“干进干出”，避免了晶圆在工艺过程中受外外部环境的污染，节约了设备占用的场地，同时也提高了工艺的整体经济成本。
【附图说明】
[0012]图1是本发明所述的一种旋转式冲洗烘干装置的示意图；
[0013]图2是本发明所述的腔体单元示意图；
[0014]图3是本发明所述的冲洗单元示意图；
[0015]图4是本发明所述的烘干单元示意图；
[0016]图5是本发明所述的静电去除单元示意图；
[0017]图6是本发明所述的晶圆旋转单元示意图；
[0018]图中:1、设备基座，2、腔体单元，3、冲洗单元，4、加热单元，5、静电去除单元，6、晶圆旋转单元。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0020]如附图1所示，一种旋转式冲洗烘干装置，该装置主要由设备基座1、腔体单元2、冲洗单元3、烘干单元4、静电去除单元5和晶圆旋转单元6组成。其中，腔体单元2安装于设备基座I上;冲洗单元3、烘干单元4和静电去除单元5安装于腔体单元2上；晶圆旋转单元6位于腔体单元2的腔室内部，其与驱动装置相连接(驱动装置在文中未画出)。晶圆工艺过程中，冲洗单元3用于晶圆旋转单元6喷射药液，已完成晶圆的清洗工艺;烘干单元4用于向腔体内喷射加热后的氮气，用于晶圆的干燥;静电去除单元5用于发射电离后的正负离子，以中和晶圆在高速旋转时与周围空气摩擦而产生的静电。
[0021]如附图2所示，为本发明所述的腔体单元，其主要由腔体本体201和薄膜加热单元202组成。腔体本体为柱状的中空结构，主要用于盛放晶圆旋转单元，并隔绝外部环境，以避免晶圆在工艺过程中受到外部环境污染。腔体的内表面光滑，不利于液体的沉积。腔体一端开有快速排液孔203，以使腔体内的液体及时排出。薄膜加热单元202为柔性单元，其可粘附与腔体外表面，本装置中，薄膜加热单元粘贴于腔室靠上方的外表面。薄膜加热单元的主要目的在于晶圆冲洗工艺完成后及时对腔体进行加热，以使得腔室内部的液体，尤其是晶圆上方的液体不会发生凝结而落入到已经清洗过的晶圆上，而污染晶圆，加热薄膜上有控温及感温装置，可以对加热温度进行调节。
[0022]如图3所示，为本发明所述的冲洗单元示意图，冲洗单元主要用于向晶圆喷射清洗药液，主要由喷嘴支座301和喷嘴302组成。喷嘴支座301固定安装在腔体单元2上，喷嘴302延伸到腔体内部。喷嘴302的数量可根据被清洗晶圆数量和占地面积进行调节。为避免化学药液的腐蚀，喷嘴支座301及喷嘴302均采用耐腐蚀的塑料材质制作而成。
[0023]如图4所示，为本发明所述的加热单元示意图，加热单元主要用于晶圆在清洗后对晶圆表面残留的液体进行烘干。加热单元主要由加热管401、氮气入口 402、氮气喷头40/3、加热及感温装置404组成。加热管401为加热单元的本体装置，加热管为中空结构，加热管安装于腔体单元2上，氮气入口 402主要用于引入氮气，氮气喷头403主要用于向晶圆喷射加热后的热氮气，加热喷头的数量可根据被加热晶圆的数量和占地面积进行调节。加热及感温装置404主要用于对氮气进行加热，并反馈加热温度。
[0024]如图5所示，为本发明所述的静电去除单元示意图，静电去除单元主要用于中和晶圆在高速旋转时与周围空气摩擦所产生的静电。静电去除单元主要由静电发生装置501和静电发射装置502组成。静电发生装置501固定在腔体支架之上，静电发射装置502固定在腔体上，静电发射装置502上有静电放射针503，静电放射针503探入到腔体内部，向腔体发射正负呙子。
[0025]如图6所示，为本发明所述的晶圆旋转单元示意图，晶圆旋转单元主要用于承载晶圆进行工艺过程，并在晶圆的冲洗、烘干工艺过冲中随着驱动装置一同旋转。晶圆旋转单元由安装轴601、支撑块602和晶圆入口 603组成。安装轴601用于与驱动装置相连接;支撑块602主要用于对晶圆装载周进行支撑；晶圆装载周由晶圆入口603推入。晶圆旋转单元在旋转的过程中，一方面有利于晶圆各处都能很到的进行工艺过冲，另一方面使晶圆在旋转过程中能够及时将晶圆表面的化学药液在离心力的作用下及时甩出晶圆表面，使工艺过程更好、更快的进行。
[0026]以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其他实施例，亦均在本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种旋转式冲洗烘干装置，包括:腔体单元、晶圆旋转单元、冲洗单元、烘干单元、静电去除单元。其特征在于:所述腔体单元为装置的本体结构，腔体单元在晶圆工艺时处于密闭状态，用于保持工艺时所需要的微环境状态;晶圆旋转单元安装于腔室内部，由电机带动进行旋转工艺过程;冲洗单元、烘干单元及静电去除单元安装于腔体单元上，用于晶圆在工艺过程中分别进行冲洗、烘干及静电去除。2.如权利要求1所述的一种旋转式冲洗烘干装置，其特征在于:所述腔体单元为中空结构，其内表面光滑，不利于液体沉积;腔体具有排液槽，可用于液体的快速排放。3.如权利要求1所述的一种旋转式冲洗烘干装置，其特征值在于:所述腔体单元上同时安装有薄膜加热装置，用于在工艺必要时对腔体进行加热。4.如权利要求1所述的一种旋转式冲洗烘干装置，其特征值在于:所述腔体单元的导热性良好，一般采用具有一定耐腐蚀能力的不锈钢材质加工而成。5.如权利要求1所述的一种旋转式冲洗烘干装置，其特征在于:所述冲洗单元用于完成对晶圆的清洗过程，冲洗单元由多个冲淋喷头组成，主要用于输送并喷射化学药液。6.如权利要求1所述的一种旋转式冲洗烘干装置，其特征在于:所述烘干单元用于对氮气进行加热，并将加热后的氮气喷射到腔体内部，用于清洗工艺过程完成后继续对晶圆进行烘干操作。7.如权利要求1所述的一种旋转式冲洗烘干装置，其特征在于:所述静电去除单元由静电产生和静电发射装置组成，用于向腔室内部喷射电离后的正负离子，以中和晶圆在高速旋转时与周围空气摩擦时所产生的静电。
【文档编号】H01L21/67GK106024585SQ201610366989
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】田英干, 王文会, 徐俊成, 田 , 田一
【申请人】嘉兴晶装电子设备有限公司