一种晶圆干燥装置的制作方法

本技术属于半导体集成电路芯片制造领域，尤其是涉及一种晶圆干燥装置。

背景技术：

1、化学机械平坦化是集成电路工艺中的一种加工工艺。随着技术的发展，对加工工艺的要求会随之提高。同时化学机械平坦化在晶圆加工过程中属于湿法工艺，在整个工艺过程中会使用大量的研磨液以及不同的化学试剂，所以在工艺末端需要对晶圆进行一个清洗和干燥来去除附着在晶圆表面的颗粒，从而能够进入到下一道工艺的制程中。

2、在现有的集成电路设备中，传统的干燥方式是旋转甩干，这种方式利用高转速下产生的离心力将附着在晶圆表面的水去除。但由于晶圆本身材质的差异和表面图案的影响，此干燥方法有时会导致水渍残留，导致整片晶圆的颗粒物数量超标。

3、近几年出现的一种新型干燥方法是使用马兰戈尼效应。这种方法是利用表面张力梯度差将附着在晶圆表面的水去除，这种方法能够有效地减少水渍残留和颗粒物附着在晶圆表面的可能性。该方法需要通过托着晶圆底部将晶圆抬出液面，为保证晶圆底部无水渍残留，托底与晶圆接触面积要尽可能小；此外，托底长期浸泡在水中，为保证其耐腐蚀性，通常选用塑料材质。目前采用的方法，托底在从晶圆浸在液体底部到全部露出液面的过程中均起到了支撑作用，托底与晶圆底部接触面积小，压强大，因此受力多易磨损，需要频繁更换物料消耗量大，否则将降低抬升位置的精度；同时工艺过程需保证液面平整，目前托底驱动是通过磁铁将箱体背面电缸的抬升力传递给晶圆，托底基座与箱体在磁铁作用下与箱体挤压滑动，抬升过程阻力大，因磁力为非刚性传动有失速甚至掉片风险，且滑动过程会造成托底底座与箱体内壁的磨损，影响传动精度及寿命，且会产生杂质微粒；更重要的是，在实际工况下，机台需要保证长时间得稳定运行，频繁更换托底部件并矫正位置，大大增加了机台的维护时间，并由此影响产线前后道机台的运行效率，造成巨大的经济损失。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种延长抬升机构的使用寿命，晶圆干燥效果佳的晶圆干燥装置。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶圆干燥装置，包括：

3、干燥箱体，盛装有清洗液；

4、至少两个支撑机构，用于承托晶圆并驱动其在干燥箱体内上升至清洗液液面以下；

5、抬升机构，设于晶圆底部，用于承托晶圆并驱动其脱离液面；

6、所述支撑机构和抬升机构交替接触晶圆并驱动其上升。

7、本实用新型中支撑机构和抬升机构不同时接触晶圆驱动其上升，前期通过支撑机构驱动晶圆，减少抬升机构的工作时间，延长抬升机构的使用寿命。

8、进一步的，所述支撑机构包括带有晶圆卡槽的基体，设于基体侧面的安装座，及活动设于安装座的辊轴，干燥箱体内沿高度方向设有第一凹槽，所述辊轴可沿第一凹槽上下移动。

9、进一步的，所述辊轴在第一凹槽内滚动或滑动。

10、进一步的，所述第一凹槽包括截面呈工字型的凸部，及位于凸部两侧的槽体，所述凸部朝向槽体的侧壁形成有竖直轨道，所述辊轴在该竖直轨道内活动，所述安装座插入槽体内。支撑机构和第一凹槽的配合结构简单、有效，可以利用外部传动机构实现对辊轴的驱动，避免干燥箱体内的液体对外部传动机构造成不利影响。

11、进一步的，所述抬升机构包括滑动件，活动设于滑动件的转轴，及托底，干燥箱体内沿高度方向设有第二凹槽，所述转轴可沿第二凹槽上下移动。转轴在第二凹槽内滚动或滑动，保证抬升机构的稳固移动，继而保证晶圆的连续活动。

12、进一步的，所述转轴在第二凹槽内滚动或滑动。

13、进一步的，所述托底由塑料材质制成。塑料材质的托底更换成本小，且对晶圆不会造成磨损。

14、进一步的，所述托底包括主体和一体设置在主体端部的尖端，该尖端的宽度为0.1-0.6mm，该尖端的截面夹角为20-45°。

15、进一步的，所述托底顶部为平直状或为月牙状，月牙状的最大深度为0.2-1mm，平直状的顶面为平面或圆角面。月牙状顶部可以防止晶圆滑落，保证托底对晶圆的稳固承托作用。

16、进一步的，所述尖端与晶圆侧壁接触时呈十字交叉结构。此时对晶圆的承托作用更加稳定。

17、本实用新型提供了一种基于马兰戈尼效应的晶圆干燥装置，其实施结构采用多模块联合抬升的方式，减少抬升机构的托底的工作时间从而延长其使用寿命，降低损耗节省维护时间；支撑机构和干燥箱体之间、抬升机构和干燥箱体之间，可采用滚动配合，从而降低抬升阻力，减少磨损；托底可通过月牙状设计，提高支撑晶圆时的稳定性，防止滑落。本实用新型能够在满足基于马兰戈尼效应的工艺流程同时，降低整体传动机构的损耗，提高装置传输的稳定性，避免因摩擦产生的杂质颗粒对工艺环境产生影响。

18、本实用新型的有益效果是，1)两侧支撑机构和抬升机构独立控制，实现两个阶段的不同抬升模式；2)晶圆抬升过程前半段通过两侧支撑机构驱动，支撑机构工作范围仅限于液面以内，晶圆接触面积大，晶圆放置稳定，磨损量小；晶圆抬升过程后半段抬升机构的托底才正式介入，每片晶圆托底的工作时间减半，损耗量低使用寿命长；3)不需要频繁更换托底，干燥装置可以保证长时间的稳定运行，进而不会降低产线前道和后道的运行效率；4)月牙状顶部可以防止晶圆滑落，保证托底对晶圆的稳固承托作用；5)驱动机构位于环境外部，通过磁铁提供抬升力，降低运动污染的产生。

技术特征：

1.一种晶圆干燥装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述支撑机构包括带有晶圆卡槽的基体，设于基体侧面的安装座，及活动设于安装座的辊轴，干燥箱体内沿高度方向设有第一凹槽，所述辊轴可沿第一凹槽上下移动。

3.根据权利要求2所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述辊轴在第一凹槽内滚动或滑动。

4.根据权利要求2所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述第一凹槽包括截面呈工字型的凸部，及位于凸部两侧的槽体，所述凸部朝向槽体的侧壁形成有竖直轨道，所述辊轴在该竖直轨道内活动，所述安装座插入槽体内。

5.根据权利要求1所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述抬升机构包括滑动件，活动设于滑动件的转轴，及托底，干燥箱体内沿高度方向设有第二凹槽，所述转轴可沿第二凹槽上下移动。

6.根据权利要求5所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述转轴在第二凹槽内滚动或滑动。

7.根据权利要求5所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述托底由塑料材质制成。

8.根据权利要求5所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述托底包括主体和一体设置在主体端部的尖端，该尖端的宽度为0.1-0.6mm，该尖端的截面夹角为20-45°。

9.根据权利要求8所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述托底顶部为平直状或为月牙状，月牙状的最大深度为0.2-1mm，平直状的顶面为平面或圆角面。

10.根据权利要求8所述的晶圆干燥装置，其特征在于：所述尖端与晶圆侧壁接触时呈十字交叉结构。

技术总结
本技术公开了一种晶圆干燥装置，包括：干燥箱体，盛装有清洗液；至少两个支撑机构，用于承托晶圆并驱动其在干燥箱体内上升至清洗液液面以下；抬升机构，设于晶圆底部，用于承托晶圆并驱动其脱离液面；支撑机构和抬升机构交替接触晶圆并驱动其上升。本技术两侧支撑机构和抬升机构独立控制，实现两个阶段的不同抬升模式；晶圆抬升过程前半段通过两侧支撑机构驱动，支撑机构工作范围仅限于液面以内，晶圆接触面积大，晶圆放置稳定，磨损量小；晶圆抬升过程后半段抬升机构的托底才正式介入，每片晶圆托底的工作时间减半，损耗量低使用寿命长；不需要频繁更换托底，干燥装置可以保证长时间的稳定运行。

技术研发人员：殷骐,郑晟良
受保护的技术使用者：杭州众硅电子科技有限公司
技术研发日：20230314
技术公布日：2024/1/15