CN113063272A - 晶圆烘干槽、晶圆烘干方法和晶圆烘干装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及晶圆烘干设备技术领域，提供了一种晶圆烘干槽、晶圆烘干方法和晶圆烘干装置，用于对晶圆进行烘干。晶圆烘干槽包括：槽体；管道系统，管道系统用于朝向槽体内的不同方向通入气体，以在槽体内交汇形成混合气流场。本申请将多个晶圆置于槽体内，通过管道系统从多个方向朝向槽体内通入气体，可以在槽体内形成混合气流场，混合气流场是流动的，因此，在槽体内形成的烘干区域能够覆盖整个晶圆尺寸范围，以保证晶圆表面的洁净度。

Description

晶圆烘干槽、晶圆烘干方法和晶圆烘干装置

技术领域

本申请属于晶圆干燥技术领域，具体而言，涉及晶圆烘干槽、晶圆烘干方法和晶圆烘干装置。

背景技术

在相关技术中，在半导体行业，晶圆干燥工序是必不可少的，不仅需要做到将晶圆表面烘干，还要保证晶圆表面的洁净度。目前行业里发展出多种晶圆干燥设备，但这些设备对于晶圆的烘干区域没有做区分或针对性设计，导致烘干区域很难覆盖整个晶圆尺寸范围。

发明内容

根据本发明的实施例旨在解决或改善上述技术问题。

根据本发明的实施例的第一目的在于提供一种硅晶烘干槽。

根据本发明的实施例的第二目的在于提供一种晶圆烘干方法。

根据本发明的实施例的第三目的在于提供一种晶圆烘干装置。

为实现根据本发明的实施例的第一目的，本发明的技术方案提供了一种晶圆烘干槽，用于对晶圆进行烘干，晶圆烘干槽包括：槽体，其内适于放置多个晶圆；管道系统，管道系统用于朝向槽体内的不同方向通入气体，以在槽体内交汇形成混合气流场。

在该技术方案中，将多个晶圆置于槽体内，通过管道系统从多个方向朝向槽体内通入气体，例如氮气，可以在槽体内形成混合气流场，混合气流场是流动的，因此，在槽体内形成的烘干区域能够覆盖整个晶圆尺寸范围，以保证晶圆表面的洁净度。

另外，根据本发明的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，管道系统包括：上部吹气管，位于槽体的顶部，上部吹气管用于向下喷出第一气体；下部吹气管，位于槽体内的侧面，下部吹气管用于水平喷出第二气体；第一出风口，位于槽体的底部；

其中，第一气体、第二气体在槽体内交汇且部分气体通过第一出风口排出槽体，形成竖直气流场。

在该技术方案中，进入上部吹气管内的加热气体从竖直方向吹向晶圆。进入下部吹气管内的加热气体从水平方向或近似水平方向吹向晶圆。通过上部吹气管与下部吹气管的结合使用，可以形成由从上至下的气流、水平方向的气流和倾斜向下的气流形成的多向气流场，能够覆盖多个晶圆和载具的尺寸范围。流经晶圆的加热气体在第一出风口的作用下进入风道腔室排走，使得不断进入烘干腔内的加热气体能够持续对晶圆进行加热烘干，并及时带走烘干腔内的水分，最终达到烘干全部晶圆的目的。

上述任一技术方案中，下部吹气管至少设置为两个，两个下部吹气管对设在槽体的侧部；具体的，可以设置下部吹气管的高度不大于槽体内的晶圆的高度，以使第一气体、第二气体在多个晶圆的间隙处交汇。当然，也可以设置下部吹气管的出气口朝向，使第一气体、第二气体在多个晶圆的间隙处交汇，此时可以不要求下部吹气管的高度与槽体内晶圆的高度差，优选为下部吹气管的高度低于槽体内晶圆中心处的高度，以便对晶圆水平与底部之间的侧面进行有效的烘干。

现有技术中一般采用单一气流场，由于晶圆的间隔距离较窄，导致单一向下气流场流经晶圆中心处的风力较小，加上晶圆中部距离边缘处的距离较远，导致晶圆中部很难烘干，成为晶圆难以烘干的区域之一。本技术方案中，将两个下部吹气管对设在槽体的侧部，使吹出的第一气体从晶圆侧面进入晶圆的间隙，如果控制两个下部吹气管的气体类型和出气参数相同，可以使两个第一气体在晶圆的中部，甚至中心处交汇。这样就可以解决单一向下气流场在晶圆中心处风力较弱的问题。当两个第一气体在晶圆的中部交汇时，一般会改变风向，形成向上或向下的分散气流，这时通过向下的第一气流迫使分散气流通过晶圆的中部统一向下流动，最终从第一出风口或第二出风口流出槽体。由此可见，三股气流，即向下气流、水平向左气流和水平向右气流在晶圆的中部交汇，可以解决常规单一气流场在晶圆中部烘干不彻底的现象。

由于单一向下气流场对于晶圆和晶圆盒的水平侧面不会形成直接的吹拭效果，导致晶圆盒晶圆的水平侧面成为晶圆难以烘干的区域之一。在该技术方案中，两个下部吹气管分别设于烘干腔内的相对两侧，两个下部吹气管可形成对流，提高了气体在烘干腔内的流速，同时两个下部吹气管可以对晶圆和晶圆盒的水平侧面吹气，同时烘干晶圆和晶圆盒的水平侧面，提高整体的烘干效果。下部吹气管的高度不大于槽体内的晶圆的高度，使得从下部吹气管吹出的第二气体位于第一气体的下方，从而第一气体与第二气体在烘干腔内交汇。

上述任一技术方案中，管道系统还包括：第二出风口，设于槽体的侧壁上。其中，第一气体、第二气体在槽体内交汇且部分气体通过第二出风口排出槽体，形成水平气流场。

在该技术方案中，第二出风口位于第二出气孔的下方，第二出风口与烘干腔和风道腔室相互连通。第二出风口开设在槽体的侧壁上抽取烘干腔内的气体，能够形成水平气流场，加速了烘干腔内的气流循环。

上述任一技术方案中，第二出风口至少设置为两个，两个第二出风口对设在槽体内的侧部；其中，第二出风口的高度大于第一出风口且小于下部吹气管的高度，以使槽体内的部分气体形成环流场；竖直气流场、水平气流场与环流场形成混合气流场。

现有技术中，晶圆水平与底部之间的侧面也是单一向下气流场烘干的劣势区域之一。在本技术方案中，两个第二出风口相对设置，且两个第二出风口均连通风道腔室与烘干腔，第二出风口的高度低于第二出气孔的高度，可以使部分气流集中通过晶圆水平与底部之间的侧面，并从第二出风口流入风道腔室，在水平向左气流和水平向右气流的下方分别形成两个环流场，这样的话，环流场不会影响水平向左气流和水平向右气流的流动，又可以集中通过晶圆水平与底部之间的侧面，可以增加出风量，提高气体流量，加速了烘干腔内的气流循环，有利于对晶圆和晶圆盒的侧面烘干。

上述任一技术方案中，第二出风口处设置有调风板，以调整水平气流场流出槽体的方向。

在该技术方案中，调风板位于第二出风口处，可以打开或关闭第二出风口，以控制烘干腔内的风力和气压，可以用于辅助抽取沉入烘干腔的底部的湿气，以能够平衡烘干腔内的温度和湿气的排出。

上述任一技术方案中，晶圆烘干槽还包括：网板组件，网板组件包括：拱形底座，覆盖于第一出风口的上方；网板；转轴，设于网板上，转轴与拱形底座转动连接；其中，拱形底座的两侧分别设置有第一导风口和第二导风口，网板用于围绕转轴摆动，以使网板的一端靠近第一导风口，网板的另一端远离第二导风口。

在该技术方案中，当网板前后摆动，可以抖动载具内的晶圆，提高晶圆的烘干效果。另外，当网板向前摆动，即网板前低后高时，网板下前导风口与网板之间的间隙缩小，因此风力比较集中，使得该侧的抽风效果更好。当网板向后摆动，即网板前高后低时，网板下后导风口与网板之间的间隙缩小，同样使得该区域的风力比较集中，该侧的抽风效果更好。通过网板的往复前后摆动，能够加快气流在烘干腔内的流动，从而可提高对晶圆的烘干速度和烘干效果。此外，摆动网板还会甩落晶圆和晶圆盒上的水珠，提高烘干效果。摆动网板还会使晶圆侧面与晶圆盒的距离变化，如当网板前高后低时，晶圆朝向晶圆盒的后方倾斜，晶圆正面与晶圆盒前面的间距变大，有利于第一气体、第二气体通过晶圆正面与晶圆盒前面的间距，进行烘干。由于常规烘干槽中，晶圆和晶圆盒放置在烘干槽内，一般不会产生相对运动，导致晶圆正面贴近晶圆盒或与晶圆盒的间距较小，气体很难通过，这也是晶圆烘干槽难以烘干的区域之一。

上述任一技术方案中，槽体包括：内槽，用于相互间隔排列若干晶圆；外槽，套设于内槽的外部，外槽与内槽之间形成有夹层；风道腔室，位于夹层内；其中，排出槽体的气体汇聚于风道腔室内。具体的，晶圆适于放置在晶圆盒中，以相互间隔排列。

在该技术方案中，内槽至于外槽内，内槽与外槽之间形成有夹层，夹层既可以形成对内槽进一步保温的效果，且夹层还可以形成风道腔室，简化了结构。

为实现根据本发明的实施例的第二目的，本发明的技术方案提供了一种晶圆烘干方法，包括：在槽体内相互间隔排列若干晶圆；朝向晶圆的不同侧面通入气体；气体在相邻两个晶圆的间隙处交汇并穿过，以在槽体内形成混合气流场。

在该技术方案中，气体从不同的侧面通过若干晶圆，从每个侧面朝向晶圆吹过去的气体均可以形成气流场，如此，在烘干腔内可以形成由多个气流场形成的混合气流场，能够覆盖多个晶圆的尺寸范围，尤其是对于晶圆难以烘干的区域，如晶圆中部、晶圆和晶圆盒的水平侧面、晶圆水平与底部之间的侧面、晶圆正面与晶圆盒之间等均有针对性的气流场，从而可提高多个晶圆的烘干效果。

上述任一技术方案中，朝向晶圆的不同侧面通入气体，具体包括：从晶圆的两侧分别朝向晶圆通入加热氮气进行预热；从晶圆的顶部朝向晶圆冲入加热氮气进行预热。

在该技术方案中，从烘干腔的顶部从上到下通入多路加热氮气，配合从侧面通入的加热氮气，在烘干腔内可以形成由从上至下的气流、水平方向的气流和倾斜向下的气流构成的多向气流场，能够覆盖多个晶圆的尺寸范围，提高烘干效果。

为实现根据本发明的实施例的上述目的，本发明的技术方案还提供了一种晶圆烘干装置，包括：采用如前的晶圆烘干槽；气源；气源适于向管道系统内通入气体。可选的，气源例如但不限于风机或气泵，也可以是其他装置流经的气体。

在该技术方案中，根据本发明的实施例提供的晶圆烘干装置包括根据发明的任一技术方案的晶圆烘干槽，因此其具有根据发明的任一技术方案的晶圆烘干槽的全部有益效果。

根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。

附图说明

根据本发明的实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明的一些实施例的烘干槽的流场示意图之一；

图2为根据本发明的一些实施例的烘干槽的剖视结构示意图；

图3为图2的A-A向剖视结构示意图；

图4为根据本发明的一些实施例的烘干槽的主视结构示意图之一；

图5为图4的B-B向剖视结构示意图；

图6为根据本发明的一些实施例的烘干槽的网板组件的立体结构示意图；

图7为根据本发明的一些实施例的烘干槽的网板组件的主视结构示意图；

图8为根据本发明的一些实施例的烘干槽的晶圆支撑组件的立体结构示意图；

图9为根据本发明的一些实施例的烘干槽的流场示意图之二；

图10为根据本发明的一些实施例的烘干槽的流场示意图之三；

图11为根据本发明的一些实施例的烘干槽的主视结构示意图之二；

图12为根据本发明的一些实施例的烘干槽的侧视结构示意图；

图13为根据本发明的一些实施例的烘干槽的主视结构示意图之三；

图14为根据本发明的一些实施例的烘干槽的立体结构示意图。

图15为根据本发明的一些实施例的烘干方法的流程图；

图16为根据本发明的一些实施例的烘干装置的示意框图。

其中，图1至图16中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10：晶圆烘干装置；100：晶圆烘干槽；110：槽体；1102：烘干腔；1104：风道腔室；1106：第一导风口；1108：夹层；1110：第二导风口；112：外槽；114：槽盖组件；1142：第一盖体；1144：第二盖体；116：内槽；1162：第一侧壁；1164：第二侧壁；1166：底壁；118：调风板；120：管道系统；122：上部吹气管；1202：第一出气孔；124：下部吹气管；1204：第二出气孔；126：第一出风口；128：第二出风口；140：网板组件；142：网板；144：转轴；146：拱形底座；147：拱形底座安装座；148：导风板；149：载具支撑座；150：晶圆支撑组件；152：支撑杆安装座；154：支撑杆；160：测温组件；162：第一测温针；164：第二测温针；170：辅助加热组件；172：保温结构；174：加热器；180：抽风管道组件；182：抽风管路；184：抽风调节阀；190：载具；200：晶圆；300：气源；X：前后方向；Y：第一位置；Z：第二位置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解根据本发明的实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对根据本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面参照图1至图16描述根据本发明的一些实施例的晶圆烘干槽100和晶圆烘干方法。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种晶圆烘干槽100，用于对晶圆200进行烘干，晶圆烘干槽100包括：槽体110和管道系统120。管道系统120用于朝向槽体110内的不同方向通入气体，以在槽体110内交汇形成混合气流场。

本实施例中，将多个晶圆200置于槽体110内，通过管道系统120从多个方向朝向槽体110内通入气体，例如氮气，可以在槽体110内形成混合气流场，混合气流场是流动的，因此，在槽体110内形成的烘干区域能够覆盖整个晶圆尺寸范围，以保证晶圆表面的洁净度。

实施例2

如图1和图2所示，本实施例提供了一种烘干槽100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

管道系统120包括：上部吹气管122、下部吹气管124和第一出风口126，上部吹气管122位于槽体110的顶部，上部吹气管122用于向下喷出第一气体。下部吹气管124位于槽体110内的侧面，下部吹气管124用于水平喷出第二气体。第一出风口126位于槽体110的底部。其中，第一气体、第二气体在槽体110内交汇且部分气体通过第一出风口126排出槽体110，形成竖直气流场。

本实施例中，槽体110设有能够封闭或打开的烘干腔1102，烘干腔1102用于放置多个晶圆200。下部吹气管124沿气体流向设有多个第二出气孔1204。上部吹气管122设于烘干腔1102内的顶部，上部吹气管122沿气体流向设有多个第一出气孔1202。其中，槽体110内设有风道腔室1104，槽体110的底部设有连通烘干腔1102与风道腔室1104的第一出风口126。

本实施例中，烘干腔1102可以形成封闭的腔室，以对内置的晶圆200进行烘干，或者烘干腔1102可以打开，用于在烘干腔1102内取出烘干后的晶圆或将待烘干的晶圆放置于烘干腔1102内。气体流向是指加热后的气体，例如氮气，在上部吹气管122内的流动方向，或加热后的气体在下部吹气管124内的流动方向。

具体地，上部吹气管122可整体设置为从前向后进行延伸，下部吹气管124同样可设置为从前向后延伸。即，上部吹气管122和下部吹气管124可分别在前后方向X上进行设置。其中，上部吹气管122可以安装在槽体110的槽盖组件114上，呈环形设置，使得进入第二进气管内的加热气体循环流动。上部吹气管122具有直管段和弯管段，直管段沿长度方向设有多个第一出气孔1202，弯管段也设有多个第一出气孔1202，多个第一出气孔1202喷出加热氮气，形成多路加热氮气，这样能够避免出现出气死角，以保证从上到下流经晶圆200的加热气体能够覆盖多个晶圆200的整体尺寸范围，从而可以对晶圆200进行烘干。第一出气孔1202垂直朝向进行设置，或近似垂直朝下设置。

具体地，下部吹气管124从外部穿过槽体110而伸入烘干腔1102内，且下部吹气管124位于晶圆200的外侧。也就是，下部吹气管124可以靠近烘干腔1102的内侧壁进行设置，使得进入下部吹气管124内的加热气体通过多个第二出气孔1204从水平方向或近似水平方向吹向晶圆200。第二出气孔1204可水平设置，或近似水平设置。多个第二出气孔1204喷出加热氮气，形成多路加热氮气，其中，下部吹气管124可设置为与槽体110转动连接，以能够调节第二出气孔1204的朝向。通过上部吹气管122与下部吹气管124的结合使用，可以形成由从上至下的气流、水平方向的气流和倾斜向下的气流形成的多向气流场，能够覆盖多个晶圆200和载具190的尺寸范围。

更为具体地，流经晶圆200的加热气体在第一出风口126的作用下进入风道腔室1104排走，使得不断进入烘干腔1102内的加热气体能够持续对晶圆200进行加热烘干，并及时带走烘干腔1102内的水分，最终达到烘干全部晶圆200的目的。

实施例3

如图3所示，本实施例提供了一种烘干槽100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

下部吹气管124至少设置为两个，两个下部吹气管124对设在槽体110的侧部。其中，下部吹气管124的高度不大于槽体110内的晶圆200的高度，以使第一气体、第二气体在多个晶圆200的间隙处交汇。

本实施例中，第一气体和第二气体均为加热氮气。槽体110设有能够封闭或打开的烘干腔1102，烘干腔1102用于放置多个晶圆。两个下部吹气管124分别设于烘干腔1102内的相对两侧，两个下部吹气管124可形成对流，提高了气体在烘干腔1102内的流速。下部吹气管124的高度不大于槽体110内的晶圆200的高度，使得从下部吹气管124吹出的第二气体位于第一气体的下方，从而第一气体与第二气体在烘干腔1102内交汇。

实施例4

如图5所示，本实施例提供了一种烘干槽100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

管道系统120还包括：第二出风口128，第二出风口128设于槽体110的侧壁上。其中，第一气体、第二气体在槽体110内交汇且部分气体通过第二出风口128排出槽体110，形成水平气流场。

本实施例中，第二出风口128位于第二出气孔1204的下方，第二出风口128与烘干腔1102和风道腔室1104相互连通。第二出风口128开设在槽体110的侧壁上抽取烘干腔1102内的气体，能够形成水平气流场，加速了烘干腔1102内的气流循环。

实施例5

如图5所示，本实施例提供了一种烘干槽100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

第二出风口128至少设置为两个，两个第二出风口128对设在槽体110内的侧部。其中，第二出风口128的高度大于第一出风口126且小于下部吹气管124的高度，以使槽体110内的部分气体形成环流场；竖直气流场、水平气流场与环流场形成混合气流场。

本实施例中，两个第二出风口128相对设置，且两个第二出风口128均连通风道腔室1104与烘干腔1102，第二出风口128的高度低于第二出气孔1204的高度，可以使部分气流从第二出风口128流入风道腔室1104，加速了烘干腔1102内的气流循环。

实施例6

如图3和图5所示，本实施例提供了一种烘干槽100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

第二出风口128处设置有调风板118，以调整水平气流场流出槽体110的方向。

本实施例中，调风板118位于第二出风口128处，可以打开或关闭第二出风口128，以控制烘干腔1102内的风力和气压，可以用于辅助抽取沉入烘干腔1102的底部的湿气，以能够平衡烘干腔1102内的温度和湿气的排出。调风板118位于侧面的风道腔室1104内，方便安装和拆卸调风板118。

实施例7

如图3和图9所示，本实施例提供了一种烘干槽100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

晶圆烘干槽100还包括：网板组件140，网板组件140包括：拱形底座146、网板142和转轴144，拱形底座146覆盖于第一出风口126的上方。转轴144设于网板142上，转轴144与拱形底座146转动连接。其中，拱形底座146的两侧分别设置有第一导风口1106和第二导风口1110，网板142用于围绕转轴144摆动，以使网板142的一端靠近第一导风口1106，网板142的另一端远离第二导风口1108。

本实施例中，网板组件140转动连接于槽体110的底部，网板组件140在前后方向X前后摆动，且网板组件140用于支撑晶圆。

具体地，底壁1166在宽度方向上相互间隔设有底座，用于支撑网板142。如此，网板142与底壁1166之间形成有间隙，能够加快烘干腔1102内气体的流动。两个底座之间设有拱形底座146，拱形底座146设于底壁1166上，转轴144转动连接于拱形底座146上，网板142能够随转轴144的转动而摆动。网板142上设置有载具支撑座149和拱形底座安装座147，载具支撑座149用于支撑载具190，拱形底座安装座147用于连接拱形底座146。拱形底座安装座147可设置于网板142在前后方向X的任意一端。其中，拱形底座146可以包括气缸，通过气缸的气缸杆的伸缩驱动网板142前后摆动。拱形底座146可设置在网板142在前后方向X的任意一端。

具体地，网板142成拱形，两个第一出风口126分设在拱形最高点的两侧，形成网板下前导风口和网板下后导风口。底壁1166的中部具有斗状结构，拱形底座146设于斗状结构内，且斗状结构内的底壁1166上开设有与风道腔室1104连通的第一出风口126。

当网板142前后摆动，可以抖动载具190内的晶圆200，提高晶圆200的烘干效果。另外，如图9所示，当网板142向前摆动，即网板前低后高(图9中左高右低)时，网板下前导风口与网板142之间的间隙缩小，因此风力比较集中，使得该侧的抽风效果更好。如图10所示，当网板142向后摆动，即网板前高后低(图10中左低右高)时，网板下后导风口与网板142之间的间隙缩小，同样使得该区域的风力比较集中，该侧的抽风效果更好。通过网板142的往复前后摆动，能够加快气流在烘干腔1102内的流动，从而可提高对晶圆200的烘干速度和烘干效果。

具体地，如图8所示，烘干槽100还包括：支撑杆安装座152和支撑杆154，支撑杆安装座152设于网板142上。支撑杆154设于支撑杆安装座152上，用于支撑晶圆。或烘干槽100还包括导风板148，导风板148设于网板142上，导风板148上设有多个导风孔。

更为具体地，由于载具190是放置于网板142上的，载具190无底，载具190的侧部镂空，载具190两侧分别设有用于卡放晶圆200的卡槽，以间隔放置晶圆。如此，相邻的两个卡槽之间有间隙，使相邻的两个晶圆之间也留有间隙，用于部分气流穿过，能够保证提高对晶圆200的烘干效果。部分气流从间隙流过后再从网板142上的网孔穿过，继而从第一出风口126流入风道腔室1104内。支撑杆安装座152设于网板142朝上的一面上，支撑杆安装座152上设置支撑杆154，以支撑起晶圆200，使得晶圆200能够脱离网板142，进而可进一步保证气流能够流过晶圆200的表面。

导风板148设于网板142上，导风孔为长条孔，能够起到对流经网板142的气流进行导向的作用，从而可以影响烘干腔1102内的流场。其中，导风板148与网板142可拆卸连接，使得网板142可以更换，通过开设不同长度和宽度的导风孔的导风板148，能够影响烘干腔1102内的流场。

实施例8

如图3和图8所示，本实施例提供了一种烘干槽100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

槽体110包括：内槽116和外槽112，内槽116用于相互间隔排列若干晶圆200。外槽112套设于内槽116的外部，外槽112与内槽116之间形成有夹层1108；风道腔室1104位于夹层1108内；其中，排出槽体110的气体汇聚于风道腔室1104内。

本实施例中，槽体110还包括：槽盖组件114，槽盖组件114设于外槽112上，内槽116设有烘干腔1102，且内槽116设于外槽112内，内槽116与外槽112形成风道腔室1104，其中，槽盖组件114用于封闭或打开烘干腔1102，上部吹气管122设于槽盖组件114上。

具体地，外槽112与内槽116分别为具有一端敞口的开口槽结构。内槽116至于外槽112内，内槽116与外槽112之间形成有夹层1108，夹层1108既可以形成对内槽116进一步保温的效果，且夹层1108还可以形成风道腔室1104，简化了结构。其中，内槽116支撑于外槽112的底部，以在底部形成风道腔室1104的一部分。槽盖组件114用于封闭或打开烘干腔1102，既可以实现烘干腔1102的密封，又方便打开烘干腔1102以取放晶圆200。

更为具体地，上部吹气管122设置在槽盖组件114上，使得在打开槽盖组件114后，上部吹气管122能够随槽盖组件114同步脱离烘干腔1102，不会对在烘干腔1102内取放晶圆200造成干扰。另外，由于槽盖组件114设置在烘干腔1102的顶部，在将槽盖组件114扣合在槽体110上后，上部吹气管122可以实现从上到下向烘干腔1102通入多路加热气体。

更为具体地，如图3和图4所示，槽盖组件114包括：第一盖体1142和第二盖体1144，第一盖体1142转动连接于外槽112的一侧。第二盖体1144转动连接于外槽112的另一侧。其中，第一盖体1142与第二盖体1144相向翻转以封闭烘干腔1102或相背翻转以打开烘干腔1102，第一盖体1142与第二盖体1144上分别设有至少一个上部吹气管122。

本实施例中，第一盖体1142与第二盖体1144可对开，使得第一盖体1142与第二盖体1144可以从中部向两侧分别打开，进一步方便了取放晶圆200。其中，第一盖体1142上设有一个上部吹气管122，第二盖体1144上设有一个上部吹气管122，能够保证从上到下覆盖多个晶圆200的尺寸范围而通入加热气体。

更为具体地，如图11和图14所示，内槽116包括：两个第一侧壁1162、两个第二侧壁1164和底壁1166，两个第一侧壁1162相对设置；两个第二侧壁1164相对设置。底壁1166设于第一侧壁1162与第二侧壁1164之间。其中，两个第一侧壁1162、两个第二侧壁1164与底壁1166共同围合出烘干腔1102，下部吹气管124贯穿其中一个第二侧壁1164伸入烘干腔1102内并向另外一个第二侧壁1164的方向延伸，第一出风口126设于底壁1166上。

本实施例中，第一侧壁1162沿烘干槽100的长度方向进行设置。第二侧壁1164设于两个第一侧壁1162之间，两个第一侧壁1162、两个第二侧壁1164与底壁1166共同围合出烘干腔1102，烘干槽100的横截面可以为矩形或类似矩形结构。其中的一个第二侧壁1164可以定义为前端侧壁，另一个第二侧壁1164则可以定义为后端侧壁。下部吹气管124从后端侧壁进入至烘干腔1102内，并向朝向前端侧壁的方向进行延伸。烘干腔1102沿长度方向在前端和后端可以分别放置一个载具190，也可以在前后方向X依次放置多个载具190。载具190用于放置相互间隔并依次排列多个晶圆200。下部吹气管124在烘干腔1102内的长度可根据烘干腔1102内放置载具190的个数来确定，并使得下部吹气管124的长度可以覆盖多个载具190的总体长度，以保证烘干效果。

如图3和图14所示，烘干槽100还包括：测温组件160，设于槽体110上并伸入烘干腔1102内。

具体地，测温组件160包括：第一测温针162和第二测温针164，第一测温针162设于烘干腔1102内，第一测温针162用于检测第一位置Y的温度，并获取第一温度值。第二测温针164设于烘干腔1102内，第二测温针164用于检测第二位置Z的温度，并获取第二温度值。

本实施例中，烘干腔1102内具有温差，因此，测温组件160包括第一测温针162和第二测温针164，其中，第一测温针162与第二测温针164沿槽体110的宽度方向相互间隔设置，且分别设置在烘干腔1102的后端内。第一测温针162和第二测温针164分别检测载具190在烘干腔1102内沿前后方向X相对两侧的温度。第一测温针162设于第一位置Y，用于检测温度较低一侧的温度，而第二测温针164设于第二位置Z，用于检测温度较高一侧的温度。比较第一温度值和第二温度值，并根据温度低的温度值来控制烘干腔1102内的温度，而通过第二测温针164进行保护性测温，这样可以提高烘干腔1102内的整体温度的水平。

如图11和图12所示，烘干槽100还包括：保温结构172，包覆于槽体110的外部；或加热器174，设于槽体110的外部，加热器174用于为槽体110加热。为了保证烘干腔1102内的温度，以提高烘干腔1102的升温效率，因此，在烘干槽100的槽体110的外部设置辅助加热组件170。如图11和图12所示，是在外槽112的外侧的四面粘贴保温结构172，例如保温棉，保温棉方便、简洁、成本低。如图13所示，是在图10在槽体外槽设置加热器174，加热器174可以为柔性加热器，以辅助烘干腔1102进行升温，效果比贴保温棉显著，缩短工艺时间。

如图14所示，烘干槽100还包括：抽风管道组件180，设于槽体110的外部。其中，抽风管道组件180与风道腔室1104连接，用于抽取进入风道腔室1104内的气体。

本实施例中，抽风管道组件180至少设置为一组，优选设置为两组，并对称设置在外槽112的相对两侧。其中，抽风管道组件180包括：抽风管路182、抽风调节阀184和抽风压力传感器，抽风压力传感器设置在抽风管路182内，抽风管路182的一端与风道腔室1104连接，抽风调节阀184设置在抽风管路182的另一端。通过调节抽风调节阀和抽风压力传感器能够使两侧的抽风压力平衡、均匀。在前后方向X上，抽风管路182伸出槽体110的一端为前端。

实施例9

如图15所示，本实施例提供了一种晶圆烘干方法，晶圆烘干方法，包括：

步骤S102：在槽体内相互间隔排列若干晶圆；

步骤S104：朝向晶圆的不同侧面通入气体；

步骤S106：气体在相邻两个晶圆的间隙处交汇并穿过，以在槽体内形成混合气流场。

本实施例中，气体从不同的侧面通过若干晶圆，从每个侧面朝向晶圆吹过去的气体均可以形成气流场，如此，在烘干腔内可以形成由多个气流场形成的混合气流场，能够覆盖多个晶圆的尺寸范围，从而可提高多个晶圆的烘干效果。

氮气在外部进行加热，获得加热氮气，加热氮气从烘干腔的侧面通入烘干腔，使得烘干腔内能够快速填充加热氮气，环境温度上升。然后将晶圆置于烘干腔内，烘干腔内较高的温度环境能够初步对晶圆进行干燥，提高了对晶圆的烘干效率。从烘干腔的顶部从上到下通入多路加热氮气，配合从侧面通入的加热氮气，在烘干腔内可以形成由从上至下的气流、水平方向的气流和倾斜向下的气流构成的多向气流场，能够覆盖多个晶圆的尺寸范围，提高烘干效果。然后通过抽风管路组件控制气体通过烘干腔的底部的导风口流入风道腔室，能够进一步加速烘干腔内气体流动，从而进一步提高了烘干效果。

烘干腔内部的加热气体部分地从第二出风口流入风道腔室，加速了烘干腔内的气流循环。通过调节第二出风口的开口大小，可以控制烘干腔内的风力和气压，可以用于辅助抽取沉入烘干腔的底部的湿气，以能够平衡烘干腔内的温度和湿气的排出。

更为具体地，烘干腔内的温度并不均衡，有高温处和低温处。第一位置处的温度为低温处的温度，第二位置处的温度为高温处的温度。通过检测第一位置处的温度而获取第一温度值，通过检测第二位置处的温度而获取第二温度值，比较第一温度值与第二温度值的大小，根据温度低的温度值控制多路第二加热氮气从烘干腔的顶部上到下通入烘干腔，且同样控制多路第一加热氮气从侧面通入烘干腔，可以提高烘干内的整体温度的水平，以保证烘干效果。

更为具体地，控制载具前低后高，或控制载具前高后低，使得载具在前后方向能够前后摆动，从而可以抖动载具上的晶圆，进一步提高了烘干效率和可靠性。通过将第一导风口设置在前端，当控制载具前低后高时，载具与第一导风口之间的间隙缩小，因此风力比较集中，使得该侧的抽风效果更好。当控制载具前高后低时，载具与第二导风口之间的间隙缩小，同样使得该区域的风力比较集中，该侧的抽风效果更好。通过控制载具往复前后摆动，能够加快气流在烘干腔内的流动，从而可提高对晶圆的烘干速度和烘干效果。

实施例10

如图16所示，本实施例提供了一种晶圆烘干装置10，包括：任一实施例中的晶圆烘干槽100和气源300。其中，气源300适于向管道系统120内通入气体。

本实施例中，根据本发明的实施例提供的晶圆烘干装置10包括根据申请的任一实施例中的晶圆烘干槽100，因此其具有根据申请的任一实施例的晶圆烘干槽100的全部有益效果。

实施例11

如图3和图5所示，本实施例提供了一种烘干槽100，烘干槽100包括槽体本体和辅助元件，槽体本体为槽体110。

如图1和图4所示，槽体本体包括：槽体内槽、槽体外槽和槽盖组件114。

槽体外槽简称外槽112，槽体内槽简称内槽116，槽盖组件114包括盖合在槽体外槽顶部的槽盖，如图3所示，槽盖分为两扇可对开的槽盖板，以从顶部打开槽体本体，用于放置晶圆。

如图1所示，槽体内槽的底部设置有多个晶圆盒，晶圆盒为载具190，晶圆盒包括槽体前侧晶圆盒和槽体后侧晶圆盒。每个晶圆盒可以排列放置多个晶圆，晶圆盒的侧部和底部镂空。

辅助元件包括：上部进风组件、下部进风组件、抽风管路系统、调风组件、网板组件140、测温组件160、晶圆支撑组件、辅助加热组件170。上部进风组件包括上部吹气管122，下部进风组件包括下部吹气管124，抽风管路系统包括抽风管道组件180，调风组件包括调风板118和第二出风口128。晶圆支撑组件为晶圆支撑组件150。

上部进风组件包括：至少两根上部吹气管，分别位于两个槽盖板的内侧。上部吹气管为上部吹气管122。各上部吹气管均呈环形，包括直部和弯头部，弯头部的侧面设置有若干个朝向晶圆的第一出气孔1202，第一出气孔1202一般竖直朝下设置，以向槽体内槽内通入气体，例如热氮气，用于干燥晶圆。如图11所示，第一出气孔1202吹出的气体可以从上至下流经晶圆的侧面和两个晶圆之间的间隙。

如图1和图11所示，下部进风组件包括：分设在槽体内槽内侧的至少两根下部吹气管，下部吹气管为下部吹气管124，下部吹气管的侧面设置有若干个朝向晶圆的第二出气孔1204，第二出气孔1204一般水平设置，以向槽体内槽内通入气体，例如热氮气，用于干燥晶圆。

如图11所示，下部吹气管上的第二出气孔1204对准晶圆的下部侧面吹气，可以增加晶圆下部的风力，第二出气孔1204吹出的气体可以从晶圆的侧面向下流过或从两个晶圆之间的间隙水平流过。

下部吹气管的两端贯穿外槽112并通过卡套接头安装，用于调整下部吹气管上的第二出气孔的吹气角度。

如图11所示，通过上部进风组件、下部进风组件结合使用，可以形成从上至下的气流、水平方向的气流和倾斜向下的气流形成的多向气流场，覆盖整个晶圆及晶圆盒的尺寸范围。

如图14和图11所示，抽风管路系统包括：第一出风口126，开设在槽体内槽的底部，风道腔室为风道腔室1104，风道腔室为槽体内槽与槽体外槽之间的夹层。抽风管路，连接风道腔室，至少一个，位于槽体外槽外侧。优选两个，对称设置在槽体外槽两侧。抽风调节阀，位于抽风管路上。抽风压力传感器，位于抽风管路内部。槽体内槽内的气体可以从侧面的第二出风口128和第一出风口126进入风道腔室，并从抽风管路排出。

如图5和图11所示，调风组件包括：第二出风口128开设在槽体内槽侧面，并与风道腔室连通，可以使部分气流从第二出风口128流入风道腔室。第二出风口128的高度低于第二出气孔1204的高度。调风板118，位于第二出风口128处，可以打开或关闭第二出风口128，以控制槽体内槽的风力和气压。调风板118位于风道腔室内。

如图11和图6所示，网板组件140包括：网板142，位于槽体内槽底部，

其上设置有晶圆盒支撑座，用于放置晶圆盒。晶圆盒无底，其两侧设有用于卡放晶圆的卡槽，使相邻两个晶圆之间留有间隙，以用于部分气流穿过，然后再从网板142上的网孔穿过，从第一出风口126流入风道腔室1104内。网板142的底部成拱形，两个第一出风口126分设在拱形最高点的两侧，即网板下前导风口、网板下后导风口。网板下前导风口为第一导风口1106，网板下后导风口为第二导风口1110。槽体内槽的底部呈斗状，开设有与风道腔室连通的出风口。网板142的底部通过旋转轴安装在槽体内槽的底部，旋转轴为转轴144，可以使网板142围绕网板142的旋转中心摆动。如图9所示，当网板142向前摆动，即网板前低后高时，网板下前导风口与网板142的间隙很小，风力比较集中，该侧的抽风效果更好。如图10所示，当网板142向后摆动，即网板前高后低时，网板下后导风口与网板的间隙很小，该侧的抽风效果更好。

如图14所示，测温组件160包括：至少两根测温针。一根位于槽体前侧，另一根位于槽体后侧。实际应用中，槽内温度不可能没有温差，因此以槽体前侧位置的实际温度较低的测温针控制温度，另一根为保护性测温。这样可以提高槽内整体温度的水平。

如图8所示，晶圆支撑组件包括：支撑杆安装座152，位于网板组件140上。支撑杆154，位于支撑杆安装座152上，可以将晶圆撑起，以使晶圆与晶圆盒底部侧面保持间隙。

图11、图12和图13所示，辅助加热组件170包括：柔性加热器，位于槽

体外槽外侧，用于加热槽体本体，预热槽体。柔性加热器为加热器174。或洁净型保温棉，位于槽体外槽外侧。洁净型保温棉为保温结构172。

烘干槽100的工作过程描述如下：

开始时，两个下部吹气管先行通热氮气，槽内快速填充热气，环境温度上升。同时两个下部吹气管可以调节出风角度结构进行角度调节，可以针对性的吹向片盒特定区域。槽盖组件114打开，放入承载晶圆的晶圆片盒，在晶圆支撑组件的作用下，晶圆脱离晶圆盒底部，然后关闭槽盖组件114。两个上部吹气管通入热氮气，从晶圆顶部吹向晶圆。两个下部吹气管从晶圆侧部吹向晶圆。然后气体通过晶圆周侧或晶圆的间隙穿过，然后从第二出风口128和第一出风口126流入风道腔室，再由抽风管路抽出，在槽体内槽内形成气流场。以检测温度较低的一支测温针检测的温度作为依据，对槽内整体温度进行控制。根据抽风管路中安装的抽风压力传感器，通过调节抽风调节阀，使两侧抽风压力平衡，均匀。在干燥过程中，可以利用摇摆机构，摇摆机构一般带动网板的前端或后端运动即可，不做限制，使网板142做前后倾斜运动。图7、图10为槽内网板在前倾、后倾状态下的流场示意图。网板下导风口的设置，使抽风在较低侧的倾斜端抽风更强力。网板142做倾斜动作的频次，可依据需要具体设置。图11为整个工艺过程中，槽内气体流向的示意图。

为了应对实际应用中可能出现的多种情况，网板组件140上的导风板148可以更换，通过改变条状口的分布，来影响槽内的流场。槽体内槽两侧的调风板118，可以调节至全部关闭，来平衡槽内温度和湿气的排出。

图11和图13是在上述实施例上，为了保证槽内温度，提高槽体升温效率采取的辅助措施。图11是在槽体外侧四面贴保温棉，方便、简洁、成本低。图13在槽体外槽设置柔性加热器，辅助槽体升温，效果比贴保温棉显著，但会增加额外元器件、安装复杂、成本较大，但可以明显改善实际应用中槽体的升温效果，缩短工艺时间。除此之外，还有其它加热方式选择，在此不一一阐述。

如图11所示，烘干槽100内分多路进气以通入氮气，在烘干槽100内形成自上而下、水平方向和水平倾斜的多向气流场，覆盖整个晶圆及晶圆盒的尺寸范围。其中上路氮气自上而下吹出，吹气覆盖整个晶圆尺寸范围。下路氮气从侧面吹出，用于辅助吹干晶圆盒和晶圆侧面。具体地，上部吹气管位于槽盖上，对准晶圆顶部向下吹气，气体先穿过晶圆的间隙，再从槽底的网板142穿过，最后由槽底的第一出风口126进入风道腔室，形成自上而下的气流。下部吹气管位于内槽侧面，对准晶圆侧面吹气，气体先穿过晶圆的间隙，再从槽底的网板142穿过，最后由槽底的第一出风口126进入风道腔室，形成水平方向的气流。内槽侧面开设有第二出风口128，下部吹气管位对准晶圆侧面吹气，气体先穿过晶圆的间隙，再由第二出风口128进入风道腔室，形成水平倾斜的气流。

槽体两侧的第二出风口128处设置调风板118，用于辅助抽取沉在槽底部的湿气。调风板118可调节成完全关闭。

槽底的第一出风口126对应设置导风板148，用于引导吹风的流体方向，使流场集中经过晶圆最难烘干的区域，例如如晶圆的底部侧面与晶圆盒的接壤处。网板142的下方设置两组导风口，在网板142倾斜时，较低一侧的导风口与网板的间隙很小，抽风效果更好，加强较低一侧片盒的流场。

支撑晶圆盒的网板142，可以前后摇摆，用于倾斜或抖动晶圆。

网板142上设置晶圆支撑组件，用于晶圆与晶圆盒脱离。

烘干槽100内设有测温组件160，包括至少两根测温针可以提高槽内整体温度的水平。

综上，根据发明的实施例的有益效果为：

1.通过上部吹气管122与下部吹气管124的结合使用，能够形成由从上至下的气流、水平方向的气流和倾斜向下的气流形成的多向气流场，从而可以覆盖整个烘干腔1102内的晶圆200的尺寸范围，能够提高对晶圆200进行烘干的烘干效果。

2.网板142能够在烘干腔1102内前后摆动，进一步优化了烘干腔1102内气流场，改善了烘干效果。

3.通过在内槽116的侧壁开设第二出风口128，可以使部分气流从第二出风口128流入风道腔室1104，加速了烘干腔1102内的气流循环。

4.调风板118位于第二出风口128处，可以打开或关闭第二出风口128，以控制烘干腔1102内的风力和气压，可以用于辅助抽取沉入烘干腔1102的底部的湿气，能够平衡烘干腔1102内的温度和湿气的排出。

在根据本发明的实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在根据本发明的实施例中的具体含义。

根据本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述根据本发明的实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对根据本发明的实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于根据本发明的实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为根据本发明的实施例的优选实施例而已，并不用于限制根据本发明的实施例，对于本领域的技术人员来说，根据本发明的实施例可以有各种更改和变化。凡在根据本发明的实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在根据本发明的实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆烘干槽(100)，用于对晶圆(200)进行烘干，其特征在于，所述晶圆烘干槽(100)包括：

槽体(110)，其内适于放置多个所述晶圆(200)；

管道系统(120)，所述管道系统(120)用于朝向所述槽体(110)内的不同方向通入气体，以在所述槽体(110)内交汇形成混合气流场。

2.根据权利要求1所述的晶圆烘干槽(100)，其特征在于，所述管道系统(120)包括：

上部吹气管(122)，位于所述槽体(110)的顶部，所述上部吹气管(122)用于向下喷出第一气体；

下部吹气管(124)，位于所述槽体(110)内的侧面，所述下部吹气管(124)用于水平喷出第二气体；

第一出风口(126)，位于所述槽体(110)的底部；

其中，所述第一气体、所述第二气体在所述槽体(110)内交汇且部分气体通过所述第一出风口(126)排出所述槽体(110)，形成竖直气流场。

3.根据权利要求2所述的晶圆烘干槽(100)，其特征在于，所述下部吹气管(124)至少设置为两个，两个所述下部吹气管(124)对设在所述槽体(110)的侧部；

其中，两个所述下部吹气管(124)适于相对吹出第二气体，以使所述第一气体、所述第二气体在多个所述晶圆(200)的间隙处交汇。

4.根据权利要求2所述的晶圆烘干槽(100)，其特征在于，所述管道系统(120)还包括：

第二出风口(128)，设于所述槽体(110)的侧壁上；

其中，所述第一气体、所述第二气体在所述槽体(110)内交汇且部分气体通过所述第二出风口(128)排出所述槽体(110)，形成水平气流场。

5.根据权利要求4所述的晶圆烘干槽(100)，其特征在于，所述第二出风口(128)至少设置为两个，两个所述第二出风口(128)对设在所述槽体(110)内的侧部；

其中，所述第二出风口(128)的高度大于所述第一出风口(126)且小于所述下部吹气管(124)的高度，以使所述槽体(110)内的部分气体形成环流场；以及

所述竖直气流场、所述水平气流场与所述环流场形成所述混合气流场。

6.根据权利要求5所述的晶圆烘干槽(100)，其特征在于，所述第二出风口(128)处设置有调风板(118)，以调整所述水平气流场流出所述槽体(110)的方向。

7.根据权利要求2所述的晶圆烘干槽(100)，其特征在于，所述晶圆烘干槽(100)还包括：

网板组件(140)，所述网板组件(140)包括：

拱形底座(146)，覆盖于所述第一出风口(126)的上方；

网板(142)；

转轴(144)，设于所述网板(142)上，所述转轴(144)与所述拱形底座(146)转动连接；

其中，所述拱形底座(146)的两侧分别设置有第一导风口(1106)和第二导风口(1110)，所述网板(142)围绕转轴(144)摆动，以使所述网板(142)的一端靠近所述第一导风口(1106)，所述网板(142)的另一端远离所述第二导风口(1108)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的晶圆烘干槽(110)，其特征在于，所述槽体(100)包括：

内槽(116)，用于间隔排列若干所述晶圆(200)；

外槽(112)，套设于所述内槽(116)的外部，所述外槽(112)与所述内槽(116)之间形成有夹层(1108)；

风道腔室(1104)，位于所述夹层(1108)内；

其中，排出所述槽体(110)的气体汇聚于所述风道腔室(1104)内。

9.一种晶圆烘干方法，其特征在于，包括：

在槽体内间隔排列若干晶圆；

朝向所述晶圆的不同侧面通入气体；

气体在相邻两个所述晶圆的间隙处交汇并穿过，以在所述槽体内形成混合气流场。

10.一种晶圆烘干装置(10)，其特征在于，包括：

如权利要求1至8中任一项所述的晶圆烘干槽(100)；

气源(200)；

其中，所述气源(200)适于向所述管道系统(120)内通入气体。

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