CN110767571A - 一种晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法 - Google Patents

一种晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110767571A
CN110767571A CN201810842679.7A CN201810842679A CN110767571A CN 110767571 A CN110767571 A CN 110767571A CN 201810842679 A CN201810842679 A CN 201810842679A CN 110767571 A CN110767571 A CN 110767571A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
wafer
liquid
cavity
surface tension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810842679.7A
Other languages
English (en)
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changxin Memory Technologies Inc
Original Assignee
Changxin Memory Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changxin Memory Technologies Inc filed Critical Changxin Memory Technologies Inc
Priority to CN201810842679.7A priority Critical patent/CN110767571A/zh
Publication of CN110767571A publication Critical patent/CN110767571A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67023—Apparatus for fluid treatment for general liquid treatment, e.g. etching followed by cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明涉及半导体生产领域，公开了一种晶圆湿处理设备，包括：可旋转卡盘，可旋转卡盘具有内腔体，内腔体依照晶圆的放置位置被分隔为上腔体和下腔体；第一处理液喷嘴、第二处理液喷嘴和表面张力调降液喷嘴，用于分别向上腔体的中心区供给第一处理液、第二处理液和表面张力调降液；第一加热装置，用于对围绕下腔体的中心区的第一区域进行加热；第二加热装置，用于对围绕第一区域的第二区域进行加热；第一处理液管道和第二处理液管道，用于向下腔体的中心区供给第一处理液和第二处理液；可旋转卡盘内还设有第一调温气道，用于向下腔体的中心区供给调整气体。本发明提供的技术方案能避免晶圆湿处理过程中的凝结缺陷。

Description

一种晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法
技术领域
本发明涉及半导体生产领域，具体地涉及晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法。
背景技术
晶圆湿法处理过程中会加入多种处理液和表面张力调降液以对晶圆的表面进行清洗和干燥，在表面张力调降液蒸发的过程中，由于表面张力调降液的相变潜热，晶圆表面的温度会下降，晶圆周围的气体杂质可能会凝结并吸附到晶圆表面，形成凝结缺陷。
上述缺陷很大几率在清洗步骤后是无法去除干净的，将对良品率造成极大影响。针对该凝结缺陷，目前的措施主要是通过延长清洗时长以减少杂质气体，或者在处理液蒸发过程中通入清洁的干燥气体以减少杂质气体的凝结。但是，现有的措施不能够完全避免凝结缺陷，如何更加有效地解决凝结缺陷成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的晶圆湿法处理过程中的凝结缺陷的问题，提供一种晶圆湿处理设备及方法，在表面张力调降液蒸发的过程中加热晶圆的下表面，保持晶圆表面处于高温状态直到表面张力调降液完全蒸发，使设备中的杂质气体因晶圆表面温度较高而不致吸附，从而避免凝结缺陷。
为了实现上述目的，本发明的实施方式一方面提供了一种晶圆湿处理设备，包括：
可旋转卡盘，所述可旋转卡盘具有内腔体，用于放置晶圆，所述内腔体依照所述晶圆的放置位置被分隔为上腔体和下腔体；
第一处理液喷嘴、第二处理液喷嘴和表面张力调降液喷嘴，分别设置于所述可旋转卡盘的上方，用于分别向所述上腔体的中心区供给第一处理液、第二处理液和表面张力调降液；
第一加热装置，用于对围绕所述下腔体的中心区的第一区域进行加热；
第二加热装置，用于对围绕所述第一区域的第二区域进行加热；
其中，所述可旋转卡盘内设有第一处理液管道和第二处理液管道，分别贯穿所述可旋转卡盘，用于向所述下腔体的中心区供给第一处理液和第二处理液；
并且，所述可旋转卡盘内还设有第一调温气道，所述第一调温气道贯穿所述旋转卡盘，用于向所述下腔体的中心区供给用于调整所述晶圆的下表面的温度的调整气体。
优选地，所述第一调温气道的入口处设置有第一加热器；
所述第一加热装置包括：贯穿所述可旋转卡盘的第二调温气道；以及，设置在所述第二调温气道的入口处的第二加热器；并且，所述可旋转卡盘在所述内腔体的底部设置有间断的并与所述第二调温气道连通的第一环状槽口，所述第一区域位于所述第一环状槽口的内部；
所述第二加热装置包括：贯穿所述可旋转卡盘的第三调温气道；以及，设置在所述第三调温气道的入口处的第三加热器；并且，所述可旋转卡盘在所述内腔体的底部设置有间断的并与所述第三调温气道连通的第二环状槽口，所述第一环状槽口位于所述第二环状槽口内，所述第二区域位于所述第一环状槽口和所述第二环状槽口之间。
优选地，所述晶圆湿处理设备还包括设置于所述可旋转卡盘的上方的风机过滤器，所述风机过滤器用于向所述晶圆湿处理设备提供干燥的、纯净的气体环境。
优选地，所述表面张力调降液喷嘴还用于向所述上腔体的中心区供给干燥气体。
优选地，所述可旋转卡盘在所述内腔体的底部设置有第一处理液管道出口、所述第二处理液管道出口以及所述第一调温气道出口，所述第一处理液管道出口、所述第二处理液管道出口以及所述第一调温气道出口中的任意两者之间的间距的范围为1至3毫米。
优选地，所述第一加热装置包括设置在所述可旋转卡盘内的所述第一热接触盘，所述第二加热装置包括设置在所述可旋转卡盘内的所述第二热接触盘，所述第二热接触盘围绕所述第一热接触盘。
优选地，所述第一热接触盘和所述第二热接触盘的上表面设置有多个导热凸起。
优选地，所述多个导热凸起与晶圆的下表面的间隔大于0.1毫米。
本发明的实施方式另一方面还提供了一种晶圆湿处理方法，包括：
将晶圆放置于晶圆湿处理设备的可旋转卡盘的内腔体中，所述内腔体依照所述晶圆的放置位置被分隔为上腔体和下腔体，并转动所述可旋转卡盘；
分别向所述上腔体和所述下腔体供给第一处理液直至充满所述上腔体和所述下腔体；
分别向所述上腔体和所述下腔体供给第二处理液直至充满所述上腔体和所述下腔体；
继续向所述上腔体供给所述第二处理液，同时向所述下腔体供给室温的调整气体；
向所述上腔体供给表面张力调降液直至布满所述晶圆的上表面，同时对所述晶圆的下表面保持干燥；
当所述表面张力调降液布满所述晶圆的上表面，对所述晶圆的下表面进行第一分区加热，所述第一分区加热用以达到所述晶圆的上表面和下表面的中心区热平衡；
在所述表面张力调降液开始蒸发的情况下，向所述上腔体供给室温的干燥气体，以使得所述表面张力调降液从所述上腔体的中心开始向周边消散；
在所述表面张力调降液向周边消散至所述上腔体的中间区的情况下，对所述晶圆的下表面进行第二分区加热，所述第二分区加热用以达到所述晶圆的上表面和下表面的中间区热平衡；
在所述表面张力调降液向周边消散至所述上腔体的周边区的情况下，对所述晶圆的下表面进行第三分区加热，所述第三分区加热用以达到所述晶圆的上表面和下表面的周边区热平衡；
在所述表面张力调降液完全蒸发的情况下，向所述下腔体供给室温的调整气体以给所述晶圆降温。
优选地，所述第一分区加热包括：向所述下腔体的中心区供给加热的调整气体；或者通过第一热接触盘对所述下腔体的中心区加热。
优选地，所述第二分区加热包括：向所述下腔体的中间区供给加热的调整气体；或者通过第一热接触盘对所述下腔体的中间区加热。
优选地，所述第三分区加热包括：向所述下腔体的周边区供给加热的调整气体；或者通过第二热接触盘对所述下腔体的周边区加热。
优选地，所述第一处理液为酸性溶液或碱性溶液，所述第二处理液为二氧化碳水溶液，所述表面张力调降液为异丙醇溶液。
优选地，所述异丙醇溶液中异丙醇的纯度大于或等于99.99％。
优选地，所述干燥气体和所述调整气体均为氮气，所述氮气的纯度大于或等于99.9％，所述氮气的气体流量的范围为30至150升每分钟。
优选地，所述第一处理液和所述第二处理液的温度为室温，所述表面张力调降液的温度的范围为50至70°。
优选地，所述加热的调整气体的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度；或者所述第一热接触盘的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度。
优选地，所述加热的调整气体的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度；或者所述第二热接触盘的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度。
优选地，所述加热的调整气体的温度的范围为50至120°；或者所述第一热接触盘的温度范围为50至140℃。
优选地，所述加热的调整气体的温度的范围为50至120℃；或者所述第二热接触盘的温度范围为50至140℃。
优选地，对所述晶圆的下表面进行第一分区加热、第二分区加热或第三分区加热的情况下，所述晶圆的表面的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度。
通过上述技术方案，本发明的实施方式提供的晶圆湿处理设备和方法，在表面张力调降液蒸发的过程中加热晶圆的下表面，保持晶圆表面处于高温状态直到表面张力调降液完全蒸发，使设备中的杂质气体因晶圆表面温度较高而不致吸附，从而避免凝结缺陷。
附图说明
图1是根据本发明一种实施方式的晶圆湿处理设备的立体图；
图2是根据本发明一种实施方式的晶圆湿处理设备的剖视图；
图3是根据本发明一种实施方式的晶圆湿处理设备的俯视图；
图4是根据本发明另一种实施方式的晶圆湿处理设备的剖视图；
图5是根据本发明另一种实施方式的晶圆湿处理设备的俯视图；
图6是根据本发明另一种实施方式的晶圆湿处理设备的俯视图的局部放大图；
图7A至图7I是根据本发明一种实施方式的晶圆湿处理方法各步骤对应的设备剖视图；以及
图8A至图8I是根据本发明另一种实施方式的晶圆湿处理方法各步骤对应的设备剖视图。
附图标记说明
1 可旋转卡盘 2 内腔体
3 上腔体 4 下腔体
5 第一处理液喷嘴 6 第二处理液喷嘴
7 表面张力调降液喷嘴 8 风机过滤器
9 晶圆 10 第一处理液管道
11 第二处理液管道 12 第一调温气道
13 第一加热器 14 第二调温气道
15 第二加热器 16 第三调温气道
17 第三加热器 18 第一热接触盘
19 第二热接触盘 20 导热凸起
21 第一处理液 22 第二处理液
23 表面张力调降液 100 第一处理液管道出口
110 第二处理液管道出口 120 第一调温气道出口
140 第一环状槽口 160 第二环状槽口
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1示出了根据本发明一种实施方式的晶圆湿处理设备的立体图。如图1所示，本发明的实施方式一方面提供了一种晶圆湿处理设备，该晶圆湿处理设备可以包括：
可旋转卡盘1，可旋转卡盘1具有内腔体2，内腔体2用于放置晶圆9；
第一处理液喷嘴5、第二处理液喷嘴6和表面张力调降液喷嘴7，分别设置于可旋转卡盘1的上方，用于分别向内腔体2的中心供给第一处理液21、第二处理液22和表面张力调降液23。
如图1所示，第一处理液喷嘴5、第二处理液喷嘴6和表面张力调降液喷嘴7均可以采用连接于一个可转动的支架的形式设置。当需要使用时第一处理液喷嘴5、第二处理液喷嘴6和表面张力调降液喷嘴7中的任意一者时，通过转动相应的支架，可以使其朝向内腔体2的中心并供给相应的处理溶液。其中，该晶圆湿处理设备的表面张力调降液喷嘴7还可以用于向内腔体2的中心区供给干燥气体。
在本发明的一种实施方式中，该晶圆湿处理设备还可以包括设置于可旋转卡盘1的上方的风机过滤器8。该风机过滤器8用于向该晶圆湿处理设备提供干燥的、纯净的气体环境，避免晶圆9的湿处理过程在湿润、混杂的气体环境下进行，为晶圆9的湿处理过程提供了必要的气体保护。
图2示出了根据本发明一种实施方式的晶圆湿处理设备的剖视图。如图2所示，晶圆9放置入可旋转卡盘1内后，内腔体2将依照晶圆9的放置位置被分隔为上腔体3和下腔体4。第一处理液喷嘴5、第二处理液喷嘴6和表面张力调降液喷嘴7分别向上腔体3的中心区供给第一处理液21、第二处理液22和表面张力调降液23。其中，表面张力调降液喷嘴7还可以用于向上腔体3的中心区供给干燥气体。
如图2所示，该晶圆湿处理设备还可以包括：
第一处理液管道10和第二处理液管道11，分别贯穿可旋转卡盘1，用于向下腔体4的中心区供给第一处理液21和第二处理液22；
第一调温气道12，贯穿可旋转卡盘1，用于向下腔体4的中心区供给用于调整晶圆9的下表面的温度的调整气体。
本发明的实施方式提供的晶圆湿处理设备还可以包括：
第一加热装置，用于对围绕下腔体4的中心区的第一区域进行加热；
第二加热装置，用于对围绕第一区域的第二区域进行加热。
第一加热装置和第二加热装置可以用于对下腔体4进行加热，通过热量的传导以提高晶圆9的下表面的温度，进而提高晶圆9的上表面的温度以改善上腔体3中的表面张力调降液23蒸发时出现的凝结缺陷。
在本发明的一种实施方式中，该晶圆湿处理设备可以通过设置加热器的方式以对下腔体4进行加热。具体地，如图2所示，第一调温气道12的入口处可以设置有第一加热器13；第一加热装置可以包括贯穿可旋转卡盘1的第二调温气道14以及设置在第二调温气道14的入口处的第二加热器15；第二加热装置可以包括贯穿可旋转卡盘1的第三调温气道16以及设置在第三调温气道16的入口处的第三加热器17。
在本发明的实施方式中，第一加热器13、第二加热器15以及第三加热器17可以为电阻式加热器。
在该实施方式中，第一调温气道12、第二调温气道14以及第三调温气道16分别用于向下腔体4的中心区、中间区以及周边区供给用于调整晶圆9的下表面的温度的调整气体，第一加热器13、第二加热器15以及第三加热器17分别用于加热第一调温气道12、第二调温气道14以及第三调温气道16内的调整气体，使调整气体由室温状态变为高温状态，高温状态的调整气体通入到下腔体4后，通过热量的传导以提高晶圆9的下表面的温度，进而提高晶圆9的上表面的温度以改善上腔体3中的表面张力调降液23蒸发时出现的凝结缺陷。
图3示出了根据本发明一种实施方式的晶圆湿处理设备的俯视图。如图3所示，可旋转卡盘1在内腔体2的底部设置有第一处理液管道出口100、第二处理液管道出口110以及第一调温气道出口120，第一处理液管道出口100、第二处理液管道出口110以及第一调温气道出口120均为圆孔状出口。可旋转卡盘1在内腔体2的底部还设置有间断的并与第二调温气道14连通的第一环状槽口140，第一区域位于第一环状槽口140的内部，具体的，位于第一环状槽口140和第一调温气道12在内腔体2的底部的开口之间。可旋转卡盘1在内腔体2的底部还设置有间断的并与第三调温气道16连通的第二环状槽口160，第一环状槽口140位于第二环状槽口160内和第一调温气道出口120之间，第二区域位于第一环状槽口140和第二环状槽口160之间。
第一处理液管道出口100、第二处理液管道出口110以及第一调温气道出口120中的任意两者之间的间距的范围可以在较宽的范围内选择，优选地，该间距的范围为1至3毫米。
图4示出了根据本发明另一种实施方式的晶圆湿处理设备的剖视图，图5示出了根据本发明另一种实施方式的晶圆湿处理设备的俯视图。在本发明的另一种实施方式中，该晶圆湿处理设备可以通过在可旋转卡盘1内设置热接触盘的方式以对下腔体4进行加热。具体地，如图4和图5所示，第一加热装置可以包括设置在可旋转卡盘1内的第一热接触盘18，第二加热装置可以包括设置在可旋转卡盘1内的第二热接触盘19，第二热接触盘19围绕设置于第一热接触盘18的外周。
在本发明的实施方式中，第一热接触盘18和第二热接触盘19可以为电阻式热接触盘。
在该实施方式中，第一调温气道12用于向下腔体4的中心区供给用于调整晶圆9的下表面的温度的调整气体，第一热接触盘18和第二热接触盘19用于对晶圆9的下表面进行加热，以提高晶圆9的下表面的温度，从而改善表面张力调降液23蒸发时出现的凝结缺陷。
图6示出了根据本发明另一种实施方式的晶圆湿处理设备的俯视图的局部放大图。如图4和图6所示，第一热接触盘18和第二热接触盘19的上表面设置有多个导热凸起20。多个导热凸起20设置的作用是提高第一热接触盘18、第二热接触盘19与下腔体4之间的导热效率，从而有效并稳定地提高晶圆9的下表面的温度。
多个导热凸起20与晶圆9的下表面的间隔可以在较大的范围内选择。优选地，为了不对下腔体4中的处理液的流动造成较大的阻扰，以免出现水渍残留，多个导热凸起20与晶圆9的下表面的间隔可以大于0.1毫米。
在晶圆湿处理过程中，为了防止处理液蒸发时产生的毛细力造成晶圆9表面的结构塌陷的问题，通常通入表面张力调降液23以降低处理液蒸发时产生的毛细力，进而改善晶圆9表面的结构塌陷的问题。但是，在表面张力调降液23蒸发的过程中，由于表面张力调降液23的相变潜热，导致晶圆9表面的温度下降，晶圆湿处理设备中的气体杂质可能会凝结并吸附到晶圆9表面，形成凝结缺陷。本发明的实施方式提供的晶圆湿处理设备可以在表面张力调降液23蒸发的过程中对晶圆9的下表面进行加热，以提高晶圆9的下表面的温度，进而提高晶圆9的上表面的温度以改善上腔体3中的表面张力调降液23蒸发时出现的凝结缺陷。
本发明的实施方式另一方面还提供了一种晶圆湿处理方法，该晶圆湿处理方法可以利用上述的晶圆湿处理设备对晶圆9进行湿处理，并能够在晶圆9湿处理的过程中避免上述的凝结缺陷。
图7A至图7I示出了根据本发明一种实施方式的晶圆湿处理方法各步骤对应的晶圆湿处理设备的剖视图。该实施方式的晶圆湿处理方法包括：
如图2所示，将晶圆9放置于晶圆湿处理设备的可旋转卡盘1的内腔体2中，内腔体2依照晶圆9的放置位置被分隔为上腔体3和下腔体4，并转动可旋转卡盘1；
如图7A所示，分别从第一处理液喷嘴5和第一处理液管道10向上腔体3和下腔体4供给第一处理液21直至充满上腔体3和下腔体4；
如图7B所示，分别从第二处理液喷嘴6和第二处理液管道11向上腔体3和下腔体4供给第二处理液22直至充满上腔体3和下腔体4；
如图7C所示，继续向上腔体3供给第二处理液22，同时从第一调温气道12向下腔体4供给室温的调整气体；
如图7D所示，从表面张力调降液喷嘴7向上腔体3供给表面张力调降液23直至布满晶圆9的上表面，同时对晶圆9的下表面保持干燥；
如图7E所示，打开第一加热器13以加热第一调温气道12中的调整气体以达到晶圆9的上表面和下表面的中心区热平衡；
如图7F所示，在表面张力调降液23开始蒸发的情况下，从表面张力调降液喷嘴7向上腔体3供给室温的干燥气体，以使得表面张力调降液23从上腔体3的中心开始向周边消散；
如图7G所示，在表面张力调降液23向周边消散至内腔体2的中间区(即第一区域的边缘)的情况下，从第二调温气道14向下腔体4供给调整气体，并打开第二加热器15以加热第二调温气道14中的调整气体以达到晶圆9的上表面和下表面的中间区热平衡；
如图7H所示，在表面张力调降液23向周边消散至内腔体2的周边区(即第二区域的边缘)的情况下，从第三调温气道16向下腔体4供给调整气体，并打开第三加热器17以加热第三调温气道16中的调整气体以达到晶圆9的上表面和下表面的周边区热平衡；
如图7I所示，在表面张力调降液23完全蒸发的情况下，关闭第一加热器13、第二加热器15以及第三加热器17，从第一调温气道12、第二调温气道14以及第三调温气道16向下腔体4供给室温的调整气体以给晶圆9降温。
图8A至图8I示出了根据本发明另一种实施方式的晶圆湿处理方法各步骤对应的晶圆湿处理设备的剖视图。该实施方式的晶圆湿处理方法包括：
如图2所示，将晶圆9放置于晶圆湿处理设备的可旋转卡盘1的内腔体2中，内腔体2依照晶圆9的放置位置被分隔为上腔体3和下腔体4，并转动可旋转卡盘1；
如图8A所示，分别从第一处理液喷嘴5和第一处理液管道10向上腔体3和下腔体4供给第一处理液21直至充满上腔体3和下腔体4；
如图8B所示，分别从第二处理液喷嘴6和第二处理液管道11向上腔体3和下腔体4供给第二处理液22直至充满上腔体3和下腔体4；
如图8C所示，继续向上腔体3供给第二处理液22，同时从第一调温气道12向下腔体4供给室温的调整气体；
如图8D所示，从表面张力调降液喷嘴7向上腔体3供给表面张力调降液23直至充满上腔体3；
如图8E所示，打开第一热接触盘18以加热下腔体4的底部的中心区和中间区以达到晶圆9的上表面和下表面的中心区和中间区热平衡，同时不再向下腔体4供给室温的调整气体；
如图8F所示，在表面张力调降液23开始蒸发的情况下，从表面张力调降液喷嘴7向上腔体3供给室温的干燥气体，以使得表面张力调降液23从上腔体3的中心开始向周边消散；
如图8G和8H所示，在表面张力调降液23向周边消散至内腔体2的中间区(即第一热接触盘18的边缘)的情况下，打开第二热接触盘19以加热下腔体4中的调整气体以达到晶圆9的上表面和下表面的周边区热平衡，直至表面张力调降液23完全蒸发；
如图8I所示，在表面张力调降液23完全蒸发的情况下，关闭第一热接触盘18和第二热接触盘19，从第一调温气道12向下腔体4供给室温的调整气体以给晶圆9降温。
在本发明的实施方式中，第一处理液21可以为酸性溶液或碱性溶液，第二处理液22可以为二氧化碳水溶液，表面张力调降液23可以为异丙醇溶液。
异丙醇溶液中异丙醇的重量百分比大于或等于99.99％。
第一处理液21和第二处理液22的温度为室温，表面张力调降液23的温度的范围为50至70°。
在本发明的实施方式中，干燥气体和调整气体可均为氮气，氮气的纯度大于或等于99.9％，氮气的气体流量的范围为30至150升每分钟。其中，为了使晶圆9的中心区、中间区以及周边区的温度更均匀，第二调温气道14中的气体流量可略小于第一调温气道12中的气体流量；第三调温气道16的气体流量可略小于第二调温气道14中的气体流量；优选的，第一调温气道12中的氮气流量范围为30至150升每分钟，第二调温气道14中的氮气流量为20至100升每分钟，第三调温气道16的氮气流量为10至100升每分钟。
加热的调整气体的温度可以大于或等于表面张力调降液23的温度，优选的，加热的调整气体的温度的范围为50至120°。第一热接触盘18的温度可以大于或等于表面张力调降液23的温度，优选的，第一热接触盘18的温度范围可以为50至140℃；第二热接触盘19的温度可以大于或等于表面张力调降液23的温度，优选的，第二热接触盘19的温度范围可以为50至140℃。
在本发明的实施方式中，在表面张力调降液23的蒸发过程中，晶圆9的表面(更具体地是上表面)的温度可以大于或等于表面张力调降液23的温度。通过这样的温度的梯度设置，使得晶圆9湿处理过程中，晶圆湿处理设备的下腔体4中的高温状态的调整气体或者热接触盘可以持续、有效且稳定地通过热量传导或辐射等方式以提高晶圆9的表面(包括上表面和下表面)的温度，从而更好地抑制了晶圆湿处理设备中的气体杂质的凝结吸附，以进一步克服晶圆9湿处理过程中的凝结缺陷。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种晶圆湿处理设备，其特征在于，包括：
可旋转卡盘，所述可旋转卡盘具有内腔体，用于放置晶圆，所述内腔体依照所述晶圆的放置位置被分隔为上腔体和下腔体；
第一处理液喷嘴、第二处理液喷嘴和表面张力调降液喷嘴，分别设置于所述可旋转卡盘的上方，用于分别向所述上腔体的中心区供给第一处理液、第二处理液和表面张力调降液；
第一加热装置，用于对围绕所述下腔体的中心区的第一区域进行加热；
第二加热装置，用于对围绕所述第一区域的第二区域进行加热；
其中，所述可旋转卡盘内设有第一处理液管道和第二处理液管道，分别贯穿所述可旋转卡盘，用于向所述下腔体的中心区供给第一处理液和第二处理液；
并且，所述可旋转卡盘内还设有第一调温气道，所述第一调温气道贯穿所述可旋转卡盘，用于向所述下腔体的中心区供给用于调整所述晶圆的下表面的温度的调整气体。
2.根据权利要求1所述的晶圆湿处理设备，其特征在于，所述第一调温气道的入口处设置有第一加热器；
所述第一加热装置包括：贯穿所述可旋转卡盘的第二调温气道；以及，设置在所述第二调温气道的入口处的第二加热器；并且，所述可旋转卡盘在所述内腔体的底部设置有间断的并与所述第二调温气道连通的第一环状槽口，所述第一区域位于所述第一环状槽口和所述第一调温气道在所述内腔体的底部的开口之间；
所述第二加热装置包括：贯穿所述可旋转卡盘的第三调温气道；以及，设置在所述第三调温气道的入口处的第三加热器；并且，所述可旋转卡盘在所述内腔体的底部设置有间断的并与所述第三调温气道连通的第二环状槽口，所述第一环状槽口位于所述第二环状槽口内，所述第二区域位于所述第一环状槽口和所述第二环状槽口之间。
3.根据权利要求1所述的晶圆湿处理设备，其特征在于，所述晶圆湿处理设备还包括设置于所述可旋转卡盘的上方的风机过滤器，所述风机过滤器用于向所述晶圆湿处理设备提供干燥的、纯净的气体环境。
4.根据权利要求1所述的晶圆湿处理设备，其特征在于，所述表面张力调降液喷嘴还用于向所述上腔体的中心区供给干燥气体。
5.根据权利要求1所述的晶圆湿处理设备，其特征在于，所述可旋转卡盘在所述内腔体的底部设置有第一处理液管道出口、第二处理液管道出口以及第一调温气道出口，所述第一处理液管道出口、所述第二处理液管道出口以及所述第一调温气道出口中的任意两者之间的间距的范围为1至3毫米。
6.根据权利要求1所述的晶圆湿处理设备，其特征在于，所述第一加热装置包括设置在所述可旋转卡盘内的第一热接触盘，所述第二加热装置包括设置在所述可旋转卡盘内的第二热接触盘，所述第二热接触盘围绕所述第一热接触盘。
7.根据权利要求6所述的晶圆湿处理设备，其特征在于，所述第一热接触盘和所述第二热接触盘的上表面设置有多个导热凸起。
8.根据权利要求7所述的晶圆湿处理设备，其特征在于，所述多个导热凸起与晶圆的下表面的间隔大于0.1毫米。
9.一种晶圆湿处理方法，其特征在于，包括：
将晶圆放置于晶圆湿处理设备的可旋转卡盘的内腔体中，所述内腔体依照所述晶圆的放置位置被分隔为上腔体和下腔体，并转动所述可旋转卡盘；
分别向所述上腔体和所述下腔体供给第一处理液直至充满所述上腔体和所述下腔体；
分别向所述上腔体和所述下腔体供给第二处理液直至充满所述上腔体和所述下腔体；
继续向所述上腔体供给所述第二处理液，同时向所述下腔体供给室温的调整气体；
向所述上腔体供给表面张力调降液直至布满所述晶圆的上表面，同时对所述晶圆的下表面保持干燥；
当所述表面张力调降液布满所述晶圆的上表面，对所述晶圆的下表面进行第一分区加热，所述第一分区加热用以达到所述晶圆的上表面和下表面的中心区热平衡；
在所述表面张力调降液开始蒸发的情况下，向所述上腔体供给室温的干燥气体，以使得所述表面张力调降液从所述上腔体的中心开始向周边消散；
在所述表面张力调降液向周边消散至所述上腔体的中间区的情况下，对所述晶圆的下表面进行第二分区加热，所述第二分区加热用以达到所述晶圆的上表面和下表面的中间区热平衡；
在所述表面张力调降液向周边消散至所述上腔体的周边区的情况下，对所述晶圆的下表面进行第三分区加热，所述第三分区加热用以达到所述晶圆的上表面和下表面的周边区热平衡；
在所述表面张力调降液完全蒸发的情况下，向所述下腔体供给室温的调整气体以给所述晶圆降温。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一分区加热包括：
向所述下腔体的中心区供给加热的调整气体；或者
通过第一热接触盘对所述下腔体的中心区加热。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二分区加热包括：
向所述下腔体的中间区供给加热的调整气体；或者
通过第一热接触盘对所述下腔体的中间区加热。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第三分区加热包括：
向所述下腔体的周边区供给加热的调整气体；或者
通过第二热接触盘对所述下腔体的周边区加热。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一处理液为酸性溶液或碱性溶液，所述第二处理液为二氧化碳水溶液，所述表面张力调降液为异丙醇溶液。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述异丙醇溶液中异丙醇的重量百分比大于或等于99.99％。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述干燥气体和所述调整气体均为氮气，所述氮气的纯度大于或等于99.9％，所述氮气的气体流量的范围为30至150升每分钟。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一处理液和所述第二处理液的温度为室温，所述表面张力调降液的温度的范围为50至70℃。
17.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述加热的调整气体的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度；或者
所述第一热接触盘的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述加热的调整气体的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度；或者
所述第二热接触盘的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述加热的调整气体的温度的范围为50至120℃；或者
所述第一热接触盘的温度范围为50至140℃。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述加热的调整气体的温度的范围为50至120℃；或者
所述第二热接触盘的温度范围为50至140℃。
21.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对所述晶圆的下表面进行第一分区加热、第二分区加热或第三分区加热的情况下，所述晶圆的表面的温度大于或等于所述表面张力调降液的温度。
CN201810842679.7A 2018-07-27 2018-07-27 一种晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法 Pending CN110767571A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810842679.7A CN110767571A (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810842679.7A CN110767571A (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110767571A true CN110767571A (zh) 2020-02-07

Family

ID=69327652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810842679.7A Pending CN110767571A (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110767571A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111312627A (zh) * 2020-02-27 2020-06-19 至微半导体(上海)有限公司 一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法
CN112614794A (zh) * 2020-12-09 2021-04-06 若名芯半导体科技(苏州)有限公司 一种晶圆用高温药液清洗设备及其清洗工艺
CN113937029A (zh) * 2020-07-13 2022-01-14 广东汉岂工业技术研发有限公司 一种晶圆片处理装置及其送气装置、晶圆片处理方法
CN115101444A (zh) * 2022-06-22 2022-09-23 北京北方华创微电子装备有限公司 承载装置及半导体工艺设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111312627A (zh) * 2020-02-27 2020-06-19 至微半导体(上海)有限公司 一种用于晶圆干燥的提升氮气移除水分子的能力的方法
CN113937029A (zh) * 2020-07-13 2022-01-14 广东汉岂工业技术研发有限公司 一种晶圆片处理装置及其送气装置、晶圆片处理方法
CN112614794A (zh) * 2020-12-09 2021-04-06 若名芯半导体科技(苏州)有限公司 一种晶圆用高温药液清洗设备及其清洗工艺
CN115101444A (zh) * 2022-06-22 2022-09-23 北京北方华创微电子装备有限公司 承载装置及半导体工艺设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110767571A (zh) 一种晶圆湿处理设备及晶圆湿处理方法
US9899229B2 (en) Substrate processing apparatus
US10544508B2 (en) Controlling temperature in substrate processing systems
TWI547989B (zh) 基板處理裝置
TWI682490B (zh) 基板載置台
JP6242056B2 (ja) 基板処理装置
JP2011503877A (ja) 温度制御のための流体ゾーンを備えるワークピース支持体
KR20040111509A (ko) 반도체 웨이퍼 및/또는 하이브리드를 컨디셔닝하는 방법및 장치
TW201702418A (zh) 模組化汽化器
WO2016206542A1 (zh) 半导体镀膜设备控温系统
TWI647785B (zh) 恒定質量流多層次冷卻劑路徑之靜電式夾具
TWM448051U (zh) 溫度可分區調控的靜電吸盤
US20170338135A1 (en) Thermal coupled quartz dome heat sink
TW202025380A (zh) 電漿處理裝置及用於處理裝置的基片支座
TWI817056B (zh) 下電極組件、使用其的等離子體處理裝置及其工作方法
KR100699738B1 (ko) 열 보상 히터 모듈을 구비한 레이저 열처리 척
JP2016186998A (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
CN208444813U (zh) 一种晶圆湿处理设备
KR102091515B1 (ko) 정전척 및 반도체처리장치의 제어장치
KR20150142134A (ko) 기판의 열처리 장치
US9863043B2 (en) Window cooling using compliant material
US20060174981A1 (en) Heat treatment apparatus
CN212874437U (zh) 一种基于陶瓷加热器温度一致性的调整装置
JP2000353707A (ja) 熱処理装置
US20060292515A1 (en) Heat treatment apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination