CN111681969B - 一种晶圆烘干装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆烘干装置，包括箱体，箱体内设置有放置晶圆的支撑架，所述箱体内还设置有顶面风干机构和底面风干机构，顶面风干机构和底面风干机构分别位于支撑架的上下两侧，所述顶面风干机构包括若干风干单元，若干风干单元沿圆周均匀分布，所述风干单元包括转轴和喷头，所述转轴平行于支撑架表面，所述喷头与转轴转动连接，喷头连接有气管，喷头连接有驱动其转动的驱动机构，底面风干机构与顶面风干机构结构相同，本发明在烘箱内直接加热，结合向晶圆表面吹热气对晶圆实现快速的烘干，提高烘干效率。

Description

一种晶圆烘干装置
技术领域
本发明属于晶圆的生产处理设备领域，更具体的说涉及一种晶圆烘干装置。
背景技术
随着集成电路(IC)制造中关键尺寸的不断缩小，硅片在进入每道工艺之前表面必须是洁净的，需经过重复多次清洗步骤，去除硅片表面的颗粒、有机物、金属及自然氧化层等类型的沾污，其清洗次数取决于晶圆设计的复杂性和互连的层数。目前，湿法化学清洗技术是半导体IC工业的主要清洗技术，湿法化学清洗主要是利用溶液、酸碱、表面活性剂、水及其混合物，通过腐蚀、溶解、化学反应等方法，实现某种功能要求或去除晶片表面的玷污物。
在清洗之后再进行甩干及烘干制程，甩干将晶圆表面的大部分液体甩掉，但并不能完全的甩干，需要通过烘箱对晶圆进行彻底的烘干，目前烘干过程是晶圆处在烘箱内，烘箱内加热直至晶圆烘干，烘干效率低，且对晶圆支撑处烘干效果不佳。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种在烘箱内直接加热，结合向晶圆表面吹热气对晶圆实现快速的烘干，提高烘干效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种晶圆烘干装置，包括箱体，箱体内设置有放置晶圆的支撑架，所述箱体内还设置有顶面风干机构和底面风干机构，顶面风干机构和底面风干机构分别位于支撑架的上下两侧，所述顶面风干机构包括若干风干单元，若干风干单元沿圆周均匀分布，所述风干单元包括转轴和喷头，所述转轴平行于支撑架表面，所述喷头与转轴转动连接，喷头连接有气管，喷头连接有驱动其转动的驱动机构，底面风干机构与顶面风干机构结构相同。
进一步的所述支撑架包括若干支撑腿，所有支撑腿沿圆周均匀分布。
进一步的所述支撑架包括环形的第一支撑架和环形的第二支撑架，所述第一支撑架和/或第二支撑架连接有升降机构，所述第一支撑架和第二支撑架的支撑腿在水平面上相互错开布置。
进一步的所述第二支撑架所在圆的直径小于第一支撑架所在圆的直径。
进一步的所述升降机构包括升降气缸。
进一步的所述第一支撑架和第二支撑架均连接有驱动电机，驱动电机使第一支撑架和第二支撑架圆周旋转。
进一步的所述支撑腿上设置有吸气孔，吸气孔连接有吸风机。
进一步的相邻两个风干单元的喷头喷射覆盖范围中一部分相互重叠。
进一步的所述驱动机构包括驱动杆，驱动杆与喷头之间设置有伞齿。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：晶圆在箱体内，箱体内整体加热对晶圆烘干，同时本发明利用风干单元可转动的喷头，来回往复的将热气吹向晶圆表面，加速晶圆表面的烘干效率；通过可升降的第一支撑架和第二支撑架，二者交替对晶圆表面支撑，以使得晶圆下表面所有部分均能够快速的烘干。
附图说明
图1为本发明晶圆烘干装置的结构示意图；
图2为晶圆与顶面风干机构和底面风干机构位置摆放的结构示意图；
图3为第一支撑架和第二支撑架支撑在晶圆上时的位置分布结构示意图；
图4为喷头与驱动机构配合的结构示意图；
图5为喷头转动时的结构示意图；
图6为相邻两个喷头喷射覆盖范围重叠时的示意图；
图7为顶面风干机构的立体结构图。
附图标记：1、箱体；21、顶面风干机构；22、底面风干机构；31、第一支撑架；32、第二支撑架；4、晶圆；211、喷头；212、转轴；51、驱动杆；52、伞齿。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
一种晶圆烘干装置，包括箱体1，箱体1内设置有放置晶圆4的支撑架，所述箱体1内还设置有顶面风干机构21和底面风干机构22，顶面风干机构21和底面风干机构22分别位于支撑架的上下两侧，所述顶面风干机构21包括若干风干单元，若干风干单元沿圆周均匀分布，所述风干单元包括转轴212和喷头211，所述转轴212平行于支撑架表面，所述喷头211与转轴212转动连接，喷头211连接有气管，喷头211连接有驱动其转动的驱动机构，底面风干机构22与顶面风干机构21结构相同。
烘干时，晶圆4放在支撑架上，箱体1内加热对晶圆4烘干，同时通过气管向喷头211通入高温氮气，高温氮气由喷头211喷出吹向晶圆4的表面，如图5所示，本实施例中利用驱动机构使喷头211能够往复的沿a向运动，也就是喷头211喷射方向在晶圆4中心至晶圆4边缘往复循环，所有的喷头211均做此运动，即使得高温氮气完全覆盖晶圆4的上下表面，在箱体1内高温的基础上，通过直接向晶圆4表面扫描式喷射高温氮气，烘干效率更高，且能够清除晶圆4表面存在的污染颗粒物。
本实施例优选的所述支撑架包括若干支撑腿，所有支撑腿沿圆周均匀分布，减小与晶圆4的接触面积。
本实施例优选的所述支撑架包括环形的第一支撑架31和环形的第二支撑架32，所述第一支撑架31和/或第二支撑架32连接有升降机构，所述第一支撑架31和第二支撑架32的支撑腿在水平面上相互错开布置。
所有第一支撑架31的支撑腿通过一环形架连接固定，所有第二支撑架32的支撑腿再通过另一环形架连接固定。
所述第二支撑架32所在圆的直径小于第一支撑架31所在圆的直径；且优选的底面风干机构22所在圆的直径小于第二支撑架32所在圆的直径。
如图3所示，本实施例中第一支撑架31和第二支撑架32的支撑腿在径向和周向上均错开。
本实施例以第一支撑架31和第二支撑架32均连接有升降机构为例，且升降机构为升降气缸时。
如图1和图3所示，本实施例中第一支撑架31位于外圈，第二支撑架32位于内圈，在烘干时，首先第一支撑架31通过升降气缸升起，第二支撑架32下降，使第一支撑架31的支撑腿托住晶圆4的下表面，也就是第一支撑架31首先托住晶圆4靠外的部分，喷头211扫描式的对晶圆4表面吹扫烘干，且是由中心至边缘来回吹扫，那么第二支撑架32的支撑腿正上方的位置首先被吹干，同时第二支撑架32的端部也会被吹干，然后第二支撑架32上升，第一支撑架31下降，使第一支撑架31与晶圆4接触的位置暴露，喷头211喷射的高温氮气则直接可对此位置进行吹扫烘干，同时将第一支撑架31的端部吹干，当然也可以第一支撑架31再次上升，第二支撑架32下降，形成交替式的对晶圆4支撑，也是交替式的对支撑腿与晶圆4接触表面进行吹扫烘干，最终均能够达到快速对晶圆4表面任意位置的快速烘干。
本实施例优选的所述第一支撑架31和第二支撑架32均连接有驱动电机，驱动电机使第一支撑架31和第二支撑架32圆周旋转，通过设置驱动电机可以使得第一支撑架31和第二支撑架32进行转动，在烘干时，可使晶圆4缓慢转动，使得喷头211喷出的高温氮气更加均匀的吹扫在晶圆4表面。
本实施例优选的所述支撑腿上设置有吸气孔，吸气孔连接有吸风机，通过吸风机启动，可使晶圆4吸附在支撑腿上，固定更加牢固，可以适当增加喷嘴喷射高温氮气的压力。
本实施例优选的相邻两个风干单元的喷头211喷射覆盖范围中一部分相互重叠，如图6所示，其中上方的喷头211向晶圆4边缘喷射覆盖的范围形成的扇面夹角为b1，右侧一个相邻喷头211向晶圆4边缘喷射覆盖的范围形成的扇面夹角为b2，这两个扇面相互重叠；同时上方喷头211向晶圆4中心喷射覆盖的范围形成的扇面夹角为c1，右侧一个相邻喷头211向晶圆4中心喷射覆盖的范围形成的扇面夹角为c2，这两个扇面也有一部分相互重叠，在晶圆上呈重叠的部分如图6中阴影部分所示。
本实施例优选的所述驱动机构包括驱动杆51，驱动杆51与喷头211之间设置有伞齿52，如图4所示，本实施例中将驱动杆51连接电机，当然二者之间可以设置其他连接杆和减速机构，通过电机使驱动杆51转动，进而通过伞齿52使喷头211转动，为使得喷头211往复运动，可以在电机与驱动杆51之间增设往复运动机构，以实现驱动杆51的交替正反转。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种晶圆烘干装置，包括箱体，箱体内设置有放置晶圆的支撑架，其特征在于：所述箱体内还设置有顶面风干机构和底面风干机构，顶面风干机构和底面风干机构分别位于支撑架的上下两侧，所述顶面风干机构包括若干风干单元，若干风干单元沿圆周均匀分布，所述风干单元包括转轴和喷头，所述转轴平行于支撑架表面，所述喷头与转轴转动连接，喷头连接有气管，喷头连接有驱动其转动的驱动机构，底面风干机构与顶面风干机构结构相同；
所述支撑架包括若干支撑腿，所有支撑腿沿圆周均匀分布；所述支撑架包括环形的第一支撑架和环形的第二支撑架，所述第一支撑架和/或第二支撑架连接有升降机构，所述第一支撑架和第二支撑架的支撑腿在水平面上相互错开布置。
2.根据权利要求1所述的晶圆烘干装置，其特征在于：所述第二支撑架所在圆的直径小于第一支撑架所在圆的直径。
3.根据权利要求2所述的晶圆烘干装置，其特征在于：所述升降机构包括升降气缸。
4.根据权利要求3所述的晶圆烘干装置，其特征在于：所述第一支撑架和第二支撑架均连接有驱动电机，驱动电机使第一支撑架和第二支撑架圆周旋转。
5.根据权利要求4所述的晶圆烘干装置，其特征在于：所述支撑腿上设置有吸气孔，吸气孔连接有吸风机。
6.根据权利要求1所述的晶圆烘干装置，其特征在于：相邻两个风干单元的喷头喷射覆盖范围中一部分相互重叠。
7.根据权利要求1所述的晶圆烘干装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动杆，驱动杆与喷头之间设置有伞齿。
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