晶圆清洗干燥方法及晶圆清洗干燥装置

摘要

本揭示提供一种晶圆清洗干燥方法及晶圆清洗干燥装置。晶圆清洗干燥方法包含下列步骤：提供储有清洗液的清洗槽、将晶圆竖直地浸入清洗液内、持续注入清洗液使多余的清洗液自清洗槽上方的溢流口流出、使清洗液以慢速排水模式自下方排水口排出、当清洗液的液面下降至晶圆上方时关闭排水口、以二阶段方式注入液态挥发性溶剂于液面以形成二液相层、再次开启排水口以慢速排水模式排出清洗液、当液态挥发性溶剂的液面低于晶圆的最低位置时以快速排水模式排出清洗液、以及自清洗槽的上方导入高温氮气以吹干所述晶圆。

说明书

【技术领域】

本揭示涉及一种清洗干燥方法及清洗干燥装置，特别涉及一种晶圆清洗干燥方法与晶圆清洗干燥装置。

【背景技术】

于现有技术中，当以湿式制程进行晶圆的清洗作业后，便需立即将晶圆干燥以利后续制程。

详细而言，由于晶圆加工后的成品皆为奈米等级，故晶圆于加工过程中残留于晶圆表面的微粒或化学品，皆会严重影响晶圆成品的良率，而需将其有效地自晶圆表面移除。

当以湿式制程进行晶圆的清洗作业时，乃是将晶圆浸入清洗槽之清洗液内，透过清洗液的冲洗来移除所残留的微粒或化学品，且经洗净后的晶圆亦需有效地完成干燥作业，才得以进行后续的制程。

因此，如何于最短的时间内完成晶圆的清洗及干燥作业，乃为此一业界亟待解决的问题。

【发明内容】

本揭示的一目的在于提供一种晶圆清洗干燥方法与晶圆清洗干燥装置，其可有效地移除残留于晶圆上的微粒或化学品，同时缩短干燥晶圆的工时，从而于最短时间内完成晶圆的清洗及干燥作业。

为达上述目的，本揭示的一种晶圆清洗干燥方法包含下列步骤：

提供储有清洗液的清洗槽；

将晶圆竖直地浸入清洗液内；

持续自清洗槽下方的进水口注入清洗液，以使多余的清洗液自清洗槽上方的溢流口流出；

关闭进水口，并开启清洗槽底部的排水口，使清洗液以慢速排水模式排出；

当清洗液的液面下降至晶圆上方时，关闭清洗槽的排水口；

以二阶段方式注入液态挥发性溶剂于清洗液的液面以形成二液相层；

再次开启排水口，并以慢速排水模式排出清洗液；

当液态挥发性溶剂的液面低于晶圆的最低位置时，使清洗液以快速排水模式排出；以及

自清洗槽的上方导入高温氮气以吹干晶圆；

其中，二阶段方式注入液态挥发性溶剂的步骤为：

初次注入液态挥发性溶剂，以使液态挥发性溶剂具有第一高度；

静置液态挥发性溶剂；以及

再次注入液态挥发性溶剂，使液态挥发性溶剂达到第二高度。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法中，液态挥发性溶剂具有的第一高度介于5～6mm之间，且液态挥发性溶剂具有的第二高度介于10～15mm之间。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法中，慢速排水模式的流速介于3.5～5L/M之间。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法中，当导入高温氮气以吹干晶圆时，高温氮气的流量介于380～430L/M之间。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法中，当自清洗槽的上方导入高温氮气以吹干晶圆时，更包含抽气步骤，其透过清洗槽底部的抽气系统同步抽出高温氮气，且抽气系统所具有的抽气压力介于60～90Pa之间。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法中，清洗液为加热的去离子水，且液态挥发性溶剂为液态异丙醇。

为达上述目的，本揭示的一种晶圆清洗干燥装置包含清洗槽、支架及液态挥发性溶剂导入管路。清洗槽内储有清洗液，且清洗槽具有设置于下方的进水口、设置于上方的溢流口、及设置于底部的排水口。支架设置于清洗槽内以竖直地承载晶圆。液态挥发性溶剂导入管路用以自清洗槽上方的周缘导入液态挥发性溶剂。

于本揭示的晶圆清洗干燥装置中，清洗槽上方更设置有引流板，当液态挥发性溶剂流出液态挥发性溶剂导入管路后，引流板用以引导液态挥发性溶剂直接注入清洗液的液面。

于本揭示的晶圆清洗干燥装置中，更包含抽气系统，其设置于清洗槽的底部。

于本揭示的晶圆清洗干燥装置中，清洗液为加热的去离子水，且液态挥发性溶剂为液态异丙醇。

为让本揭示的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1为本揭示的晶圆清洗干燥方法的步骤图。

图2为本揭示的晶圆清洗干燥方法中，以二阶段方式注入液态挥发性溶剂的步骤图。

图3至图11为对应于图1的流程的示意图。

图12至图13为本揭示的晶圆清洗干燥装置中，于清洗槽上方设置引流板的示意图。

【具体实施方式】

为了让本揭示的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本揭示优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。再者，本揭示所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧层、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本揭示，而非用以限制本揭示。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

本揭示关于一种晶圆清洗干燥方法与晶圆清洗干燥装置，其可有效地移除残留于晶圆上的微粒或化学品，同时缩短干燥晶圆的工时，从而于最短时间内完成晶圆的清洗及干燥作业。

于图式中，图1为本揭示的晶圆清洗干燥方法的步骤图。图2至图11则为对应于图1的步骤的示意图。

详细而言，如图1所示，本揭示的一种晶圆清洗干燥方法包含下列步骤：

S 1：提供储有清洗液的清洗槽。

如图3所示，其提供储有清洗液200的清洗槽110，且清洗液200乃是自清洗槽110的下方的进水口112所注入。

S2：将晶圆竖直地浸入清洗液内。

如图4所示，当清洗槽110内的清洗液200注入至一定高度之后，将的晶圆300竖直地浸入清洗液200内，使晶圆300由支架120所承载，且晶圆300乃是完全被清洗液200所浸泡。

S3：持续自清洗槽下方的进水口注入清洗液，以使多余的清洗液自清洗槽上方的溢流口流出。

请一并参阅图5，当晶圆300竖直地浸入清洗液200内，且晶圆300完全地被清洗液200所浸泡后，仍持续自清洗槽110下方的进水口112注入清洗液200对晶圆200进行冲洗。如此一来，冲洗晶圆200后带有微粒或化学品的清洗液200便会遭受到清洗槽110下方新注入的清洗液200的推挤而成为多余的清洗液200，继而自清洗槽110上方的溢流口114流出。

亦即，于晶圆加工过程中残留于晶圆300表面的微粒或化学品，将能够在此阶段有效地被移除。

晶圆300在完成清洗作业后尚有其他后续加工步骤，故清洗完的晶圆300需迅速地对其进行干燥，以确保后续相关加工步骤可顺利进行。因此，进针对后续干燥步骤进行说明：

S4：关闭进水口，并开启清洗槽底部的排水口，使清洗液以慢速排水模式排出。

如图6所示，由于晶圆300在前述步骤中已有效地移除了残留于晶圆300表面的微粒或化学品，故在关闭进水口112后，将开启清洗槽110底部的排水口116，使清洗液200以慢速排水模式自清洗槽110底部排出。

S5：当清洗液的液面下降至晶圆上方时，关闭清洗槽的排水口。

接着，如图7所示，当清洗液200以慢速排水模式自清洗槽110的底部排出，使清洗液200的液面下降至晶圆300上方时，关闭清洗槽110的排水口116。

S6：以二阶段方式注入液态挥发性溶剂于清洗液的液面以形成二液相层。

如图8所示，当清洗液200的液面下降至晶圆300上方，且关闭清洗槽110的排水口116后，便以二阶段方式注入液态挥发性溶剂400于清洗液200的液面以形成二液相层。

S7：再次开启排水口，并以慢速排水模式排出清洗液。

如图9所示，当形成所述二液相层后，再次开启排水口116，并以所述慢速排水模式排出清洗液200。如此一来，在清洗液200慢速排出的过程中，液态挥发性溶剂400将能够完整地由上自下接触到晶圆300并逐渐挥发。由于液态挥发性溶剂400在挥发过程中会一并带离残留于晶圆300上的水分及杂质，故此步骤将而确实地完成对晶圆300的干燥作业。

S8：当液态挥发性溶剂的液面低于晶圆之最低位置时，使清洗液以快速排水模式排出。

接着，如图10所示，当液态挥发性溶剂400的液面低于晶圆300的最低位置时，即表示液态挥发性溶剂400已布满晶圆300的表面，且不再受到清洗液200的影响，故可使清洗液200以快速排水模式自清洗槽110内排出，以利进行后续将晶圆300自清洗槽110内移出的作业。

S9：自清洗槽的上方导入高温氮气以吹干晶圆。

最后，如图11所示，当清洗液200完全自清洗槽110内排出后，可自清洗槽110的上方导入高温氮气500以加速液态挥发性溶剂400的挥发来吹干晶圆300。

其中，于S6：二阶段方式注入液态挥发性溶剂400的步骤中，可进一步包括以下步骤：

S61：初次注入液态挥发性溶剂，以使液态挥发性溶剂具有第一高度。

S62：静置液态挥发性溶剂；以及

S63：再次注入液态挥发性溶剂，使液态挥发性溶剂达到第二高度。

详细而言，如图12所示，由于将液态挥发性溶剂400注入至清洗液200的液面的初始过程中，清洗液200的液面会呈现不均匀的混浊现象，故于S61阶段中仅会先注入微量具有第一高度H1的液态挥发性溶剂400。

接着如步骤S62所示，将液态挥发性溶剂400静置第一时间使清洗液200与液态挥发性溶剂400呈现初始的二液相层后，再如图13及步骤S63所示，再次注入液态挥发性溶剂400，使液态挥发性溶剂400达到第二高度H2。

此时，由于经步骤62的静置后，初始二液相层的上方已是液态挥发性溶剂400，故于步骤S63中再次注入的液态挥发性溶剂400将不会有与清洗液200之液面接触的情况，从而能够避免混浊现象的发生，有所缩短静置液态挥发性溶剂400的等待时间。

换言之，于本揭示中，乃是透过二阶段方式注入液态挥发性溶剂400的步骤来缩短现有技术中注入液态挥发性溶剂至清洗液的液面后所需静置而耗费的等待时间，从而提高晶圆清洗干燥装置方法的工作效率。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法中，第一阶段所注入的液态挥发性溶剂400具有的第一高度H1介于5～6mm之间，此高度能让第二阶段注入的液态挥发性溶剂400不会与清洗液200产生接触，从而有效避免混浊现象。而液态挥发性溶剂400经第二阶段注入后，液态挥发性溶剂400具有的第二高度H2(即：总高度)介于10～15mm之间，以确保在图9所示的步骤S7中，当液态挥发性溶剂400由上自下地接触晶圆300并逐渐挥发的过程中，有足量的液态挥发性溶剂400能够与晶圆300接触。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法中，慢速排水模式的流速介于3.5～5L/M之间。此流速可确保清洗液200与液态挥发性溶剂400的液面在排水过程中维持平缓的下降，以供液态挥发性溶剂400接触晶圆300并随之挥发。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法中，当导入高温氮气500以吹干晶圆300时，高温氮气500的流量介于380～430L/M之间。又，当自清洗槽110的上方导入高温氮气500以吹干晶圆300时，更可包含抽气步骤，其透过清洗槽110底部的抽气系统140同步抽出高温氮气500，且抽气系统140所具有的抽气压力介于60～90Pa之间。

透过高温氮气500的导入，可加速晶圆300的干燥作业，而抽气系统140的使用则有助于将液态挥发性溶剂400挥发后带有水分或其余杂质之气体迅速排出，避免再次对晶圆300造成污染。

于本揭示的晶圆清洗干燥方法的较佳实施例中，清洗液200为加热的去离子水，且液态挥发性溶剂400为液态异丙醇。

请再次参阅图3至图11，本揭示尚揭示一种晶圆清洗干燥装置100，其包含清洗槽110、支架120及液态挥发性溶剂导入管路130，用以执行前述图1所示的晶圆清洗干燥方法。

其中，清洗槽110内储有清洗液200，且清洗槽100具有设置于下方的进水口112、设置于上方的溢流口114、及设置于底部的排水口116。支架120设置于清洗槽110内以竖直地承载晶圆300。液态挥发性溶剂导入管路130用以自清洗槽110上方的周缘导入液态挥发性溶剂400。

请接续参阅图12及图13，于本揭示的晶圆清洗干燥装置100中，清洗槽110上方更设置有引流板118。当液态挥发性溶剂400流出液态挥发性溶剂导入管路130后，透过引流板118的设置，将能引导液态挥发性溶剂400直接注入清洗液200的液面。如此一来，引流板118的使用除了能避免液态挥发性溶剂400流经清洗槽110上方的溢流口114而遭受污染外，经引流板118所引导的液态挥发性溶剂400亦能够降低注入清洗液200的液面时所产生的混浊情况，达到缩短现有技术中注入液态挥发性溶剂至清洗液的液面后所需静置而耗费的等待时间效果。

如图3至图11所示，于本揭示的晶圆清洗干燥装置中，更包含抽气系统140，其系设置于清洗槽110的底部，以协助晶圆200之吹干作业并缩短干燥时间。

综上所述，透过本揭示的晶圆清洗干燥方法所具有的二阶段注入液态挥发性溶剂方法，以及晶圆清洗干燥装置所具有的引流板，当将液态挥发性溶剂注入至清洗液的液面时，将能够确实缩短液态挥发性溶剂与清洗液形成稳定二液相层的等待时间，并有效地移除残留于晶圆上的微粒或化学品，从而于最短时间内完成晶圆的清洗及干燥作业。

以上仅是本揭示的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员，在不脱离本揭示原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本揭示的保护范围。