[发明专利]一种晶圆处理方法

说明书

本发明公布一种晶圆处理方法。该晶圆处理方法主要包括：惰性气体干燥步骤，有机溶剂干燥步骤和升温干燥步骤，其中有机溶剂干燥步骤包括：恒压干燥步骤，在预设时间内，将腔体内的压强保持在第一压强，同时向腔体内通入有机溶剂蒸汽；和降压干燥步骤，逐步将腔体内的压强自第一压强降低至第二压强，同时向腔体内通入有机溶剂蒸汽，通过降低腔内压强的形式而控制并加快少量水分的蒸发。本发明能够解决现有晶圆干燥模式中存在的问题，特别是能够更好地适应集成电路器件形貌从二维平面结构往三维结构、密集度不断提高的发展趋势。

技术领域

本发明涉及大规模集成电路制造领域，具体地涉及一种晶圆处理装置和方法。

背景技术

无论是大批量先进的集成电路制造，还是小批量研发型微纳加工等都离不开湿法腐蚀、清洗工艺。湿法工艺一般大致分为三个部分：化学液浸泡、去离子水冲洗和最终干燥。

主要的干燥的方式有以下几种：

一、以SEMITOOL SRD(注册商标)为代表的机械式甩干

该干燥方式是在短时间内(～5分钟)把大部分的水以离心力(centrifugalforce)的方式甩出晶圆表面，然后接下来较长时间内(～25分钟)再用热氮气通过蒸发的形式烘干其余残留水分。因为是机械式旋转，晶圆会被累计较多静电，虽然有静电综合等补救措施，但是多多少少会被颗粒所影响。如果是疏水表面(hydrophobic surface)的话，颗粒问题会非常严重。除此之外，因为这只是机械旋转加吹热N₂的蒸发形式，所以它并不适合干燥很多高线宽比(high asepct ratio,high-AR)结构、MEMS(Micro-electromechanical-system：微机电系统)器件，水蒸发时的毛细管力(capillary force)会直接拉拽它们脆弱结构直接造成永久性的缺陷，如粘连(stiction)。还有一点是它是以晶圆中心为轴的机械旋转，晶圆中心部分所受离心力接近于0，所以这种干燥方式很难试用于后HF(氢氟酸：hydrofluoric acid)工艺(HF-last)晶圆。因为中心部分的水珠只能在热N₂步骤长时间内干燥，而且机台是非完全与外界隔离，所以机台内残留的O₂、水珠与疏水表面很容易形成叫做水痕(watermark)的缺陷。

二、以用低表面张力(surface tension)的有机溶剂蒸汽替换晶圆表面的水分的蒸汽干燥(vapor drying)

如典型的有日本早稻田大学T.Ohmi教授等人发明的异丙醇(IPA,isopropylalcohole)蒸汽干燥(IPA vapor drying)。如表1所示，在25℃，IPA的表面张力不到水的1/3，所以它们蒸发时的毛细管力远小于水，而且它们的沸点比水低(表2)，有非常高的蒸汽压(vapor pressure)有助于蒸发以致干燥。

表1各种液体在不同温度下的表面张力

表2各种液体在不同压强下的沸点

其中，e为evaporation的缩写，说明液体开始蒸发；s为solid的缩写，说明该液体还是固态。

虽然它有很好的大批量干燥晶圆、无静电干扰、低颗粒等优点，但是因较高的IPA温度(82℃，常压IPA沸点)对安全要求极高。因为采用纯蒸发模式，相比机械式甩干工艺时间长，而且消耗较多IPA，所以有时留下有机残留物。

三、荷兰飞利浦公司发明的马兰格尼(Marangoni)原理干燥方式