CN117329806A - 一种晶圆干燥方法及干燥槽体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆干燥方法及干燥槽体及晶圆干燥方法，应用于晶圆干燥技术领域，包括：在排放主体槽中的液体之前，通过喷淋部件向主体槽内通入异丙醇和氮气，在主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体；喷淋部件位于主体槽内，主体槽内盛放有晶圆以及液体，液体浸没晶圆；在保持主体槽内形成过饱和混合雾化气体的同时，通过固定部件将晶圆始终固定于同一高度，逐步排出主体槽中的液体，以逐步暴露晶圆，完成晶圆的干燥。通过单纯液面下降的方式对晶圆进行马兰格尼干燥，同时在干燥时与液面上方形成过饱和混合雾化气体，通过异丙醇混合加热氮气构成异丙醇高温雾化形式渗入超纯水液面，可以更加充分的对晶圆进行干燥。

Description

一种晶圆干燥方法及干燥槽体

技术领域

本发明涉及晶圆干燥技术领域，特别是涉及一种晶圆干燥方法以及一种干燥槽体。

背景技术

在半导体晶圆清洗技术的需求，晶圆干燥技术为不可或缺，至今已因应不同的晶圆产品而有不同的晶圆干燥技术。晶圆干燥在湿法清洗工艺为最后收尾的动作，需要确保有效的移除晶圆表面的残余水分以及表面洁净度的控制。

在面临使用在复杂图案化的晶圆产品如MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)，Micro phone(麦克风)等晶圆产品的类型，通常使用马兰格尼干燥的方法。而上述结构的晶圆产品中，通常会在表面结构下防火这是介质膜下方设置掏空的腔室结构，在使用马兰格尼干燥方法时IPA(异丙醇)将无法把腔室内的水利用IPA(异丙醇)/DIW(高纯水)的表面张力不同来干燥，角落会有残水/水痕。这在后续的制程上会产生缺陷如膜有裂纹，振动频率不达标等。

所以如何提供一种可以充分对晶圆进行干燥的干燥槽体是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶圆干燥方法，可以更加充分的对晶圆进行干燥；本发明的另一目的在于提供一种干燥槽体，可以更加充分的对晶圆进行干燥。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆干燥方法，包括：

在排放主体槽中的液体之前，通过喷淋部件向所述主体槽内通入异丙醇和氮气，在所述主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体；所述喷淋部件位于所述主体槽内，所述主体槽内盛放有晶圆以及所述液体，所述液体浸没所述晶圆；

在保持所述主体槽内形成所述过饱和混合雾化气体的同时，通过固定部件将所述晶圆始终固定于同一高度，逐步排出所述主体槽中的液体，以逐步暴露晶圆，完成晶圆的干燥。

可选的，保持所述主体槽内形成所述过饱和混合雾化气体包括：

通过设置在溢流槽的气压泄压腔室对所述主体槽内气体进行负压控制，保持所述主体槽内形成所述过饱和混合雾化气体。

可选的，逐步排出所述主体槽中的液体包括：

当所述主体槽内液面高度不低于晶圆的标准相对剩余高度时，以第一排水速度排出所述主体槽中的液体；

当所述主体槽内液面高度处于晶圆的标准相对剩余高度至晶圆底部之间时，以第二排水速度排出所述主体槽中的液体；所述第二排水速度大于所述第一排水速度；

当所述主体槽内液面高度低于晶圆底部时，以第三排水速度排出所述主体槽中的液体；所述第三排水速度大于所述第二排水速度。

可选的，在以第二排水速度排出所述主体槽中的液体之后，还包括：

通过所述气压泄压腔室排出所述主体槽内的气体。

可选的，所述当所述主体槽内液面高度不低于晶圆的标准相对剩余高度时，以第一排水速度排出所述主体槽中的液体包括：

当所述主体槽内液面高度不低于晶圆的相对高度剩1/3时，以第一排水速度排出所述主体槽中的液体；

所述当所述主体槽内液面高度处于晶圆的标准相对剩余高度至晶圆底部之间时，以第二排水速度排出所述主体槽中的液体包括：

当所述主体槽内液面高度处于晶圆的相对高度剩1/3至晶圆底部之间时，以第二排水速度排出所述主体槽中的液体。

可选的，还包括：

在排出所述主体槽中的液体逐步暴露晶圆的过程中，通过摆动装置带动所述固定部件进行摆动，以带动所述晶圆进行摆动；所述摆动装置与所述固定部件连接。

本发明还提供了一种干燥槽体，包括主体槽；

所述主体槽内设置有用于固定晶圆在干燥时始终处于同一高度的固定部件；所述主体槽内设置有喷淋部件，以在干燥时通过所述喷淋部件向所述主体槽内通入异丙醇和氮气，并在所述主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体；

所述主体槽底部设置有排液通道，所述排液通道用于在干燥时排出所述主体槽的液体，以通过所述液体的排出逐步暴露所述晶圆。

可选的，还包括溢流槽，所述溢流槽位于所述主体槽外部且与所述主体槽相连通；所述溢流槽设置有气压泄压腔室，以通过所述气压泄压腔室对所述主体槽进行负压控制。

可选的，所述喷淋部件位于所述固定部件上方。

可选的，所述喷淋部件包括混合雾化器，所述混合雾化器用于向所述主体槽内通入异丙醇和氮气的混合雾化气体。

可选的，所述喷淋部件包括多个所述混合雾化器，多个所述混合雾化器沿固定部件中晶圆所处位置左右对称分布。

可选的，位于同侧的所述混合雾化器中，包括对应喷淋晶圆中心区域的第一混合雾化器，以及对应喷淋晶圆边缘区域的第二混合雾化器。

可选的，所述主体槽顶部设置有开合盖板，所述开合盖板内侧固定连接有所述喷淋部件。

可选的，所述开合盖板为左右对开合盖板，所述开合盖板连接有开合气缸驱动所述开合盖板移动。

可选的，所述溢流槽内靠近所述主体槽一侧设置有V型切口。

可选的，所述主体槽底部形成有缓坡，所述缓坡的底部设置有所述排液通道。

可选的，还包括摆动装置，所述摆动装置与所述固定部件相连接，所述摆动装置用于在干燥时通过所述固定部件带动晶圆进行摆动。

本发明所提供的一种晶圆干燥方法，包括：在排放主体槽中的液体之前，通过喷淋部件向主体槽内通入异丙醇和氮气，在主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体；喷淋部件位于主体槽内，主体槽内盛放有晶圆以及液体，液体浸没晶圆；在保持主体槽内形成过饱和混合雾化气体的同时，通过固定部件将晶圆始终固定于同一高度，逐步排出主体槽中的液体，以逐步暴露晶圆，完成晶圆的干燥。

在干燥时不会抬升晶圆而是固定晶圆始终处于同一高度，通过单纯液面下降的方式对晶圆进行马兰格尼干燥，同时在干燥时与液面上方形成过饱和混合雾化气体，通过异丙醇混合加热氮气构成异丙醇高温雾化形式渗入超纯水液面，形成单纯液面下降控制的方式，实现精确的浓度梯度与温度梯度控制的液面下降式的马兰格尼干燥技术方案，可以更加充分的对晶圆进行干燥。

本发明还提供了一种干燥槽体，同样具有上述有益效果，同时干燥槽体的结构简单，且由于不会额外的驱动晶圆移动从而在干燥时也不会损坏晶圆。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种干燥槽体的结构示意图；

图2为图1的正视结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种具体的干燥槽体的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种具体的干燥槽体的正视结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种晶圆干燥方法的流程图；

图6至图10为本发明实施例所提供的一种具体的晶圆干燥方法的工艺流程图。

图中：1.主体槽、2.溢流槽、3.固定部件、4.喷淋部件、401.第一混合雾化器、402.第二混合雾化器、5.排液通道、6.气压泄压腔室、7.开合盖板、701.开合气缸、8.液面检测装置、9.超纯水注水管口、10.摆动装置。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种晶圆干燥方法。在现有技术中，使用马兰格尼干燥的方法通常会采取将晶圆片或是装载晶圆片的晶圆盒进行垂直升降的动作。达成该动作需要将晶圆抬升就需要多种支撑晶圆片的顶片支架类性的结构。然而该方法则无法有效地应用在薄片或是翘曲的晶圆来使用，因为该方法会导致晶圆的破损，而使马兰格尼干燥的应用则受到了限制与阻碍。

而本发明所提供的一种晶圆干燥方法，包括：在排放主体槽中的液体之前，通过喷淋部件向主体槽内通入异丙醇和氮气，在主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体；喷淋部件位于主体槽内，主体槽内盛放有晶圆以及液体，液体浸没晶圆；在保持主体槽内形成过饱和混合雾化气体的同时，通过固定部件将晶圆始终固定于同一高度，逐步排出主体槽中的液体，以逐步暴露晶圆，完成晶圆的干燥。

在干燥时不会抬升晶圆而是固定晶圆始终处于同一高度，通过单纯液面下降的方式对晶圆进行马兰格尼干燥，同时在干燥时与液面上方形成过饱和混合雾化气体，通过异丙醇混合加热氮气构成异丙醇高温雾化形式渗入超纯水液面，形成单纯液面下降控制的方式，实现精确的浓度梯度与温度梯度控制的液面下降式的马兰格尼干燥技术方案，可以更加充分的对晶圆进行干燥。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于本申请中晶圆干燥方法的实现依托于本申请所提供的干燥槽体，因此本申请先对干燥槽体进行介绍，再对晶圆干燥方法进行介绍。

请参考图1以及图2，图1为本发明实施例所提供的一种干燥槽体的结构示意图；图2为图1的正视结构示意图。

参见图1以及图2，在本发明实施例中，干燥槽体包括主体槽1；所述主体槽1内设置有用于固定晶圆在干燥时始终处于同一高度的固定部件3；所述主体槽1内设置有喷淋部件4，以在干燥时通过所述喷淋部件4向所述主体槽1内通入异丙醇和氮气，并在所述主体槽1内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体；所述主体槽1底部设置有排液通道5，所述排液通道5用于在干燥时排出所述主体槽1的液体，以通过所述液体的排出逐步暴露所述晶圆。

上述主体槽1为马兰格尼效应主要进行的槽体，在本实施例中晶圆具体在主体槽1内进行干燥。上述主体槽1需要放置晶圆，该主体槽1内空间沿晶圆厚度方向通常设置成可以容纳多个晶圆；由于在本实施例中晶圆不会垂直移动，因此主体槽1内空间在平行于晶圆表面方向即垂直方向，通常设置成无法允许晶圆移动的空间，该空间通常稍大于晶圆以容纳相关部件，但是其剩余空间通常较少以便于过饱和混合雾化气体的形成。

上述固定部件3位于主体槽1内，该固定部件3具体用于固定晶圆或盛放晶圆的晶圆盒。需要说明的是在本实施例中固定部件3并非是驱动部件，因此该固定部件3用于在干燥时固定晶圆始终处于同一高度，而不会抬升晶圆。该固定部件3具体可以呈篮状结构以盛放晶圆，有关该固定部件3的具体结构可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。

在本实施例中喷淋部件4具体用于向主体槽内通入混合雾化气体，该混合雾化气体会充盈在主体槽内液面上方的空间。通常在本实施例中喷淋部件4具体位于固定部件3上方，在干燥时从晶圆上方通入混合雾化气体，且使得该混合雾化气体充满液面上方的空间。上述由于在本实施例中晶圆会始终被固定在同一高度，因此上述喷淋部件4可以位于晶圆上方而不会设置在其他区域。当然上述喷淋部件4也可以设置在其它的位置，只要保证能想主体槽1内充入混合雾化气体即可。在对晶圆进行干燥时，在本实施例中具体会通过不断排除主体槽1内液体的方式，逐步暴露出晶圆进行干燥，在逐步暴露出晶圆的过程中需要保证主体槽1内逐渐变大的液面上方空间使用充盈过饱和混合雾化气体，上述液体通常为超纯水。上述喷淋部件4用于向主体槽1内通入异丙醇(IPA)和加热后的高温氮气，从而在干燥时，在主体槽1内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体，以基于该过饱和混合雾化气体在超纯水的界面处产生马兰格尼效应，随着液面逐渐的下降实现对晶圆逐步干燥。

上述主体槽1底部设置有排液通道5，该排液通道5用于在干燥时排出主体槽1的液体，以通过液体的排出逐步暴露所述晶圆。在本实施例排出上述液体时，通常需要始终保持主体槽1内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体。上述排液通道5具体需要设置在主体槽1底部，从而使得在排出液体时主体槽1内液面可以逐步下降暴露晶圆。

通常在本实施例中干燥槽体还包括溢流槽2，该溢流槽2具体位于主体槽1外部且与所述主体槽1相连通，该溢流槽2主要用于起到防止溢流的作用，防止主体槽1中液体发生于溢流。在本实施例中上述溢流槽2通常设置在主体槽1的侧边偏上半部分，该溢流槽2与主体槽1连接的高度，即主体槽1盛满水时液面所处的高度。在本实施例中该溢流槽2不仅仅用于让液体通过，防止液体溢流情况的发生；其还用于排走主体槽1内的气体，保持干燥晶圆时主体槽1内的气压。具体的，上述溢流槽2可以设置有气压泄压腔室6，显然该气压泄压腔室6也与主体槽1相互联通。该气压泄压腔室6会对主体槽1提供负压，从而实现对主体槽1进行负压控制，以控制主体槽1内的气压，并且主体槽1内的气体会通过上述负压控制腔室移出主体槽1。显然，在本实施例中若需要在干燥时在主体槽1内始终保持充盈过饱和混合雾化气体，可以通过上述气压泄压腔室6对所述主体槽1内气体进行负压控制，以保持所述主体槽1内形成所述过饱和混合雾化气体。

本发明实施例所提供的一种干燥槽体，在干燥时不会抬升晶圆而是固定晶圆始终处于同一高度，通过单纯液面下降的方式对晶圆进行马兰格尼干燥，同时在干燥时与液面上方形成过饱和混合雾化气体，通过异丙醇混合加热氮气构成异丙醇高温雾化形式渗入超纯水液面，形成单纯液面下降控制的方式，实现精确的浓度梯度与温度梯度控制的液面下降式的马兰格尼干燥技术方案，可以更加充分的对晶圆进行干燥。上述干燥槽体的结构简单，且由于不会额外的驱动晶圆移动从而在干燥时也不会损坏晶圆。

本实施例的晶圆干燥方案放弃使用晶圆抬升的方式，改以使用液面下降的方式，采取加热氮气与IPA雾化气体喷淋直接对下喷淋，在有限的紧凑空间使得混合有机挥发气体的饱和度达到过饱和，能更有效地达成液面马兰戈尼晶圆干燥的液面张力置换；直接对下吹送有机混合挥发雾化气体，完全修正传统的马兰戈尼干燥的配置，实现紧凑的气体与液面的接触能力，紧凑的气体流动动力线让马兰戈尼效应减少不必要的能效浪费，且更有效地达成对IPA与加热氮气的使用；利用有限的紧凑空间，晶圆维持静止不动，以超纯水液面进行下降与有机混合挥发雾化气体强力向下喷淋形成气体空间不断扩张的过饱和状态，能使液面在下降的过程，随时保持最佳的动态干燥。

有关本发明所提供的一种干燥槽体的具体结构将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图3以及图4，图3为本发明实施例所提供的一种具体的干燥槽体的剖视结构示意图；图4为本发明实施例所提供的一种具体的干燥槽体的正视结构示意图。

区别于上述发明实施例，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上，进一步的对干燥槽体的结构进行限定。其余内容已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图3以及图4，在本发明实施例中，干燥槽体所述主体槽1底部形成有缓坡，所述缓坡的底部设置有所述排液通道5。通常情况下在干燥时晶圆会被固定在主体槽1的中间区域，因此上述在干燥槽体的底部形成的缓降的坡形对应于气体动力线。在气体往下移动过程时，可以产生一平滑的弧状气流动线沿晶圆与具有上述缓降坡形的槽体将气流动力线完整的沿晶圆片或者晶圆盒均匀的分布在表面扩散流动。后续在快速排气过程中的气流流速的牵引作用之下，达到有效地往排气位置的壁缘回流。上述主体槽1在材料的选择上针对干燥工艺对洁净度需求、强度、刚性、能耐对应的反应性气体、以及不影响气流的表面平整度等需求，通常会选择以不锈钢304或是铝合金8101等材料进行制备。

具体的，在本实施例中所述主体槽1内通常设置有用于检测液面高度的液面检测装置8。该液面检测装置8主要用于实现对主体槽1内液面高度进行检测，从而确定当前干燥工序的进度。上述液面检测装置8的具体结构可以参考现有技术，只要其可以检测主体槽1内液面高度即可。

具体的，在本实施例中与所述主体槽1相连通的超纯水注水管口9位于所述主体槽1的底部。上述超纯水注水管口9用于向主体槽1内通入超纯水以润湿晶圆进行干燥。而将超纯水注水管口9设置在主体槽1的底部，可以保证早注入超纯水润湿晶圆时，超纯水是从主体槽1底部缓慢上升没过晶圆，该结构可以避免注入超纯水时对晶圆表面结构的破坏。

上述溢流槽2通常设置在主体槽1的左右两侧，在本实施例中所述溢流槽2内靠近所述主体槽1一侧设置有V型切口(V-Notch)。该V型切口具体用于打破液面的表面张力使溢流更为稳定。上述溢流槽2中通常设置有对应液体流动路径的路径沟槽，从而控制溢流进溢流槽2的液体的流动方向。

上述溢流槽2的底部通常设置有预设孔径的排放孔，例如1/2孔径排放孔。该排放孔需以管件连接器做紧密连接，慎防漏液与气体从此排放孔泄漏，避免气压泄压腔室6失效。在上述溢流槽2的底部通常设置有双面对称倾斜角的槽道，将收集的液体可以集中往下沿倾斜角进行排放，藉由液体的收集往下沿流至回收的液体管道。上述溢流槽2具体可以选择采取以聚偏二氟乙烯PVDF或者聚四氟乙烯PTFE作为主要材料，在材料表面通常采用光滑面配置，以便能更有效将液体快速排放。

本实施例在进行干燥的同时，会有大量的加热氮气混合IPA的雾化气体进入干燥槽体整体区域，包括溢流槽2中。由于本实施例不同一般的马兰格尼干燥槽体配置，不会在腔体上方配置专门的加热氮气混合IPA异丙醇的雾化气体的喷淋气体用腔室。因此在本实施例中关闭主体槽1后需要对主体槽1内对气压做内负压的控制，有效地防止主体槽1封闭后主体槽1内气压失衡的问题，且能对应安排抽气系统做气压调控。在本实施例中的气压泄压腔室6上方设置有引气流作用的液体导流板与交错型导气板，藉由导流的收集牵引往排气管道，答成上述功能。上述气压泄压腔室6所用材料通常选择采取以聚偏二氟乙烯PVDF或者聚四氟乙烯PTFE，在材料表面采用光滑面配置，能更有效将气体快速排放。

上述液体导流板主要为一可安装于溢流槽2的部件，其为具有一倾斜角，例如30°，使液体滴落时可以藉由倾斜面引导至承液收集带的液体导流板。其材料通常选用聚偏二氟乙烯PVDF或者聚四氟乙烯PTFE，在材料表面采用光滑面配置，能更有效将液体快速排放。

上述交错型导气板主要为搭配上述液体导流板将液体导流以及承接机械手夹臂表面额外滴落的液体液珠，在进行导流动作与承接机械手臂夹臂的液滴在滴落之时，透过交错的倾斜面配置，降低其反溅的可能性，即便回弹的现象产生。交错型导气板为表面具有多种倾斜角度的部件，可将相关液体快速带至液体通道。其材料通常选用聚偏二氟乙烯PVDF或者聚四氟乙烯PTFE，在材料表面采用光滑面配置，能更有效将液体快速排放。

在本实施例中所述主体槽1顶部设置有开合盖板7，所述开合盖板7内侧固定连接有所述喷淋部件4。该开合盖板7主要用于作为放置晶圆的出入口，其具体为主体槽1顶部。清洗过程与干燥过程通常应用于晶圆直立式的设计，即晶圆竖直固定在主体槽1中，对应于槽式清洗设备的集成安装使用。在本实施例中开合盖板7具体为自动左右敞开开合的盖板运动装置，其具体对应于气压泄压腔室6设置，在关闭时会作为主体槽1的顶部，其通常具有流场的气液相流动增强的效果。在本实施例中开合盖板7主要作用是在避免内外气体交换，避免主体槽1内高温氮气吹干时内部IPA蒸汽溢出污染环境，以及外部空气进入污染晶圆，无其它功能性要求。因此本实施例中开合盖板7设置为体积小巧结构紧凑。为节省空间，开合盖板7采用左右对开方式，既减少了开关时的空间占用也减轻了用于驱动的开合气缸701的负载，提高开关响应速度。即在本实施例中所述开合盖板7可以为左右对开合盖板7，所述开合盖板7连接有开合气缸701驱动所述开合盖板7移动。通过开合气缸701推动摇臂形成曲柄摇杆机构，带动开合盖板7开合，最大开合角通常设置为92°保证进料空间畅通，避免晶圆碰撞。

在本实施例中上述喷淋部件4通常集成在开合盖板7朝向固定部件3一侧表面，该喷淋部件4通常用软管供气，开合动作不受影响的同时简化了槽体结构。由于本实施例主体槽1内部吹扫为加热氮气与IPA异丙醇的混合雾化器体，为保证门板闭合性能，其整体可以采用SUS304板制作，抗变形能力远强于塑料。

在本实施例中所述喷淋部件4包括混合雾化器，所述混合雾化器用于向所述主体槽1内通入异丙醇和氮气的混合雾化气体。在本实施例中高温氮气以及IPA经过上述混合雾化器进行混合并喷入主体槽1。上述混合雾化器通常安装在开合盖板7的挡门上，由主体槽1上方进行具体的由上往下的喷流走向，以对应气体的走向以及对应喷洒于晶圆盒的位置，使间歇性的喷流全面性的包覆于批量式晶圆片上，达成完整的晶圆片干燥的基本气流动线分布构成。在材料的选择上针对干燥工艺对洁净度需求、强度、刚性、能耐对应的反应性气体、以及不影响气流的表面平整度等条件，该混合雾化器通常选择以不锈钢304或是铝合金8101等材料。

在本实施例中所述喷淋部件4通常包括多个所述混合雾化器，多个所述混合雾化器沿固定部件3中晶圆所处位置左右对称分布。从而基于上述多个混合雾化器所喷出的混合气体可以充分包裹晶圆。具体的，在本实施例中位于同侧的所述混合雾化器中，包括对应喷淋晶圆中心区域的第一混合雾化器401，以及对应喷淋晶圆边缘区域的第二混合雾化器402。对于晶圆一侧来说，通过两个混合雾化器分别针对晶圆的中心区域以及边缘区域进行喷淋；对于整个晶圆来说，其中心区域对应设置有两个混合雾化器进行喷淋，其边缘区域对应设置有两个混合雾化器进行喷淋。

作为优选的，在本实施例中还包括摆动装置10，所述摆动装置10与所述固定部件3相连接，所述摆动装置10用于在干燥时通过所述固定部件3带动晶圆进行摆动。上述摆动装置10包括一驱动部件，该驱动部件通常可以提供圆周式轮摆运动方式并通过连接臂将该摆动传递至固定部件3，最终传递至晶圆，使得晶圆在干燥时可以实现短行程的简谐摆动。通过短行程的简谐摆动方式，在快速摆动过程中可以形成一种等同于细化的马兰格尼效应，而且在晶圆干燥的同时，同多方面的解决当使用在复杂图案化的晶圆产品如MEMS，Microphone等晶圆产品的类型与对应使用薄片与弯曲类型晶圆的可行性。

上述摆动装置10可以提供圆周式轮摆运动方式，在一端以转动固定鞘固定的作用下，产生有上下摆幅的运动机制并传递至晶圆，使晶圆片在间歇性的周期摆动可以构成解决晶圆与晶圆主体槽1内液面微幅摆动，继而使清洗工艺或是干燥工艺进行时的气体与液体可以进入盲区解决问题，产生全面性的晶圆片清洗/干燥的洁净效果。

晶圆表面的水分子在较高深宽比的图案的表面张力构成的毛细现象会导致水分吸附于高深宽比的孔穴或是柱孔，导致水分子可能性回流于图案底下的巨大空乏区，在干燥过程中导致表面干燥，但仍然保持大部分的水分沉积在空乏区内，导致干燥效果不彰显。本实施例用上述的结构在有限空间内形成过饱和气体，搭配本身液面下降式的马兰戈尼以及摆动过程形成的瞬时的来回斜切面剪切式马兰戈尼干燥达成了更细致的干燥方式。

透过一轮摆式的运动机制，提供一支撑作用可以执行微幅的摆动，使置放于干燥装置内的晶圆可以藉由微幅的摆动，使特殊图案化的高深宽比结构内的水分子可以在干燥过程中透过加热氮气、异丙醇的交互作用下、不断地破坏水分子与高深宽比孔隙结构的表面张力，反向使空乏区的毛细现象的水分子不断地被析出进行水分子置换的干燥反应。

同时上述微幅摆动可以增加单位时间内的干燥反应接触面积与次数。透过该装置的动作执行过程，提供单位时间内高频率的来回摆动，将干燥反应的气体置换反应气体与晶圆表面的图案在上下摆动与微幅震动过程达成在气体扩散移动所能接触的图案化面积增加与重复吹扫所对应的位置，进而提升了相关的图案化结构能达成增加水分子移除的效果。

在透过来回摆动与微幅震动方法，形成对晶圆上的图案化的微结构产生微幅倾角，对结构的折角处产生液滴结构的移动，利用液滴与微结构折角处的张力瞬间失衡，在加热氮气的蒸发或是异丙醇A的置换更容易将水分子与异丙醇以及晶圆表面的张力进行重新调整，在水分子被逐次抽离晶圆孔隙结构过程中，使水分子液滴结构的完整性产生解析性的破坏与崩解。

下面对本发明实施例所提供的一种晶圆干燥方法进行介绍，下文描述的一种晶圆干燥方法与上文描述的干燥槽体可相互对应参照。

请参考图5，图5为本发明实施例所提供的一种晶圆干燥方法的流程图。

本发明实施例所提供的一种晶圆干燥方法具体应用于上述任一发明实施例所提供的干燥槽体因此其内容可以相互参照。

参见图5，在本发明实施例中，晶圆干燥方法包括：

S101：在排放主体槽中的液体之前，通过喷淋部件向主体槽内通入异丙醇和氮气，在所述主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体。

在本实施例中所述喷淋部件4位于所述主体槽1内，所述主体槽内1盛放有晶圆以及所述液体，所述液体浸没所述晶圆。在本实施例中将晶圆放置进主体槽1之后，首先会向主体槽1内注入例如超纯水等液体润湿晶圆，然后在排放主体槽1中的液体之前，通过上述喷淋部件4向主体槽1内通入异丙醇和氮气，具体会直接通入异丙醇和高温氮气的过饱和混合雾化气体，具体在主体槽1内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体，从而在液面出实现马兰格尼效应进行干燥。

在放置晶圆时，在本实施例中具体会通过机械臂进行操作，有关机械臂的具体操作流程可以参考现有技术，在此不再进行赘述。在放置晶圆时，通常需要配合开合盖板7的开启以及关闭，具体需要开合气缸701驱动开合盖板7旋转实现其开启以及关闭，配合上述机械臂放置以及去除晶圆。在放置完成晶圆后，需要向主体槽1内注入如超纯水等液体，并在注入液体时通常需要液面检测装置8实时对主体槽1内的液面高度进行检测，从而精确的控制主体槽1内的液面高度。该超纯水注入过程的具体流程通常可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

而在向主体槽1内注入过饱和混合雾化气体需要进行氮气的加热以及输送，IPA的输送等过程，同时上述过程需要配合主体槽1内液面高度的确定过程。上述氮气以及IPA的输送需要精确定量输送，从而保持主体槽1内形成过饱和混合雾化气体，该输送过程通常可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

S102：在保持主体槽内形成过饱和混合雾化气体的同时，通过固定部件将晶圆始终固定于同一高度，逐步排出主体槽中的液体，以逐步暴露晶圆，完成晶圆的干燥。

在本步骤中需要在液面下降的过程中，需要通过固定部件3保持晶圆始终处于同一高度，即在干燥时不会抬升晶圆。在本步骤中需要始终保持主体槽1内形成过饱和混合雾化气体，该过程需要配合氮气以及IPA的输送过程实现。

上述形成过饱和混合雾化气体除了需要配合氮气以及IPA的输送过程实现之外，通常还需要配合上述气压泄压腔室6来实现。因此上述保持所述主体槽1内形成所述过饱和混合雾化气体的过程具体可以包括：通过设置在溢流槽2的气压泄压腔室6对所述主体槽1内气体进行负压控制，保持所述主体槽1内形成所述过饱和混合雾化气体。通过上述气压泄压腔室6的负压控制，可以在主体槽1内始终形成稳定的过饱和混合雾化气体，而具体的负压控制过程可以根据实际情况自行设定，其具体可以参考主体槽1内液面的高度，喷淋部件4的流速等，在此不做具体限定。

有关干燥的具体过程将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。本发明实施例所提供的一种晶圆干燥方法，在干燥时不会抬升晶圆而是固定晶圆始终处于同一高度，通过单纯液面下降的方式对晶圆进行马兰格尼干燥，同时在干燥时与液面上方形成过饱和混合雾化气体，通过异丙醇混合加热氮气构成异丙醇高温雾化形式渗入超纯水液面，形成单纯液面下降控制的方式，实现精确的浓度梯度与温度梯度控制的液面下降式的马兰格尼干燥技术方案，可以更加充分的对晶圆进行干燥。

请参考图6至图10，图6至图10为本发明实施例所提供的一种具体的晶圆干燥方法的工艺流程图。

参见图6至图10，在本发明实施例中，晶圆干燥方法包括：

S201：在排放主体槽中的液体之前，通过喷淋部件向主体槽内通入异丙醇和氮气，在所述主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体。

本步骤与上述发明实施例中S101基本一致，详细内容请参考上述发明实施例，在此不再进行赘述。

S202：当主体槽内液面高度不低于晶圆的标准相对剩余高度时，以第一排水速度排出所述主体槽中的液体。

在本实施例中，会将排水的过程分多个阶段执行，在不同的阶段会对应不同的排水速度。在本步骤中会以晶圆的相对剩余高度作为标准进行衡量，该相对剩余高度即表征了暴露出的晶圆占晶圆总面积的百分比。具体的，在本步骤中当主体槽内液面高度不低于晶圆的标准相对剩余高度时，意味着晶圆还未大面积的完成干燥，在上述过程中需要以较低的速度实现对晶圆表面的充分干燥，因此在该过程中会以速度较低的第一排水速度排出所述主体槽中的液体，使得主体槽1中的液面高度以较低的速度下降。

具体的，本步骤可以包括：当所述主体槽内液面高度不低于晶圆的相对高度剩1/3时，以第一排水速度排出所述主体槽中的液体。即在本步骤中会以较低的第一排水速度排出所述主体槽中的液体，具体直至暴露出晶圆2/3直径为止。当然上述标准相对剩余高度还可以有其他的取值，在此不做具体限定。

S203：当主体槽内液面高度处于晶圆的标准相对剩余高度至晶圆底部之间时，以第二排水速度排出主体槽中的液体。

在本发明实施例中，所述第二排水速度大于所述第一排水速度。

具体的，在本步骤中当主体槽内液面高度低于晶圆的标准相对剩余高度，不低于晶圆底部的高度时，意味着晶圆已经大面积的完成干燥但还未全部完成干燥，在上述过程中需要以中等的速度对晶圆表面进行干燥，因此在该过程中会以中等速度的第二排水速度排出所述主体槽中的液体，使得主体槽1中的液面高度以中等的速度下降。

具体的，本步骤可以包括：当所述主体槽内液面高度处于晶圆的相对高度剩1/3至晶圆底部之间时，以第二排水速度排出所述主体槽中的液体。即在本步骤中会以中等的第二排水速度排出所述主体槽中的液体，具体直至暴露出晶圆底部为止。同样的上述标准相对剩余高度还可以有其他的取值，在此不做具体限定。

S204：当主体槽内液面高度低于晶圆底部时，以第三排水速度排出所述主体槽中的液体。

在本实施例中，所述第三排水速度大于所述第二排水速度。

在本步骤中，晶圆实质上已经完成了干燥，但是需要排空主体槽1中的液体后才会将主体槽1中固定的晶圆取出。因此在本步骤中会以最快速度的第三排水速度排出主体槽1中的液体，以加快操作流程。

需要说明的是，上述主体槽1排水速度的控制可以通过控制排液通道5的孔径大小来实现，也可以通过控制排液通道5连接的数量来实现，在此不做具体限定。

S205：通过气压泄压腔室排出主体槽内的气体。

在本步骤中，需要通过气压泄压腔室6排出主体槽1内的气体，以保证晶圆可以取出主体槽1。在主体槽1中的液面高于晶圆底部时，意味着干燥过程还未结束，因此需要上述气压泄压腔室通过负压控制来保证主体槽1中充盈过饱和混合雾化气体。而当主体槽1中的液面低于晶圆底部时，意味着干燥过程已经结束，因此在本步骤汇总可以控制气压泄压腔室6排出主体槽1内的气体。需要说明的是，该过程可以与上述S204排空主体槽1中的液体同步执行，也可以是在上述S204之后再执行亦可，在此不做具体限定。

S206：在排出主体槽中的液体逐步暴露晶圆的过程中，通过摆动装置带动固定部件进行摆动，以带动晶圆进行摆动。

在本发明实施例中，所述摆动装置10与所述固定部件3连接。有关摆动装置10的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。在本步骤中，至少会在逐步暴露晶圆的过程同时，通过上述摆动装置10改动晶圆进行摆动，以提升干燥效果。有关该摆动装置10所起到的具体效果已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

需要说明的是，上述S206通常需要至少与上述S202至S203并行执行，因为当主体槽内液面高度低于晶圆底部时，晶圆已经完成了干燥，因此不需要再驱动晶圆进行摆动。当然将晶圆取出主体槽1之前，均可以通过摆动装置10驱动晶圆进行摆动，其具体过程可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。

本实施例在实际干燥晶圆，排除主体槽1内液体使得液面下降的过程具体可以分为以下阶段：

第一阶段，会进行超纯水的慢速排放，该过程具体可以通过控制排液通道5的孔径大小进行控制，例如控制孔径为1/2孔径的排液通道5进行液体的排出。该过程需要缓慢的排出主体槽1内的液体，其通常会持续到液面高度等同于晶圆的相对高度剩1/3左右，从而进入第二阶段。

第二阶段，会进行超纯水中等速度的排放，该过程具体可以通过控制排液通道5的孔径大小进行控制，例如控制孔径为3/4孔径的排液通道5进行液体的排出。该过程需要以中等速度的排出主体槽1内的液体，其通常会持续到液面高度下降至晶圆底部，即液面高度等同于晶圆相对高度的0左右，从而进入第三阶段。

第三阶段，会进行超纯水中等速度的排放，该过程具体可以通过控制排液通道5的孔径大小进行控制，例如控制孔径全开的排液通道5进行液体的排出。该过程需要以最快速度的排出主体槽1内的液体，其通常会持续到主体槽1内液面完全排出，且该第三阶段可以不再保持主体槽1内形成过饱和混合雾化气体。在暴露全部晶圆后，具体可以通过气压泄压腔室6排出所述主体槽1内的气体，完成晶圆的干燥。

上述干燥过程及具体可以配合摆动装置10的摆动过程，有关上述干燥槽体的具体结构，以及具体的干燥原理已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

本发明实施例所提供的一种晶圆干燥方法，在干燥时不会抬升晶圆而是固定晶圆始终处于同一高度，通过单纯液面下降的方式对晶圆进行马兰格尼干燥，同时在干燥时与液面上方形成过饱和混合雾化气体，通过异丙醇混合加热氮气构成异丙醇高温雾化形式渗入超纯水液面，形成单纯液面下降控制的方式，实现精确的浓度梯度与温度梯度控制的液面下降式的马兰格尼干燥技术方案，可以更加充分的对晶圆进行干燥。上述干燥槽体的结构简单，且由于不会额外的驱动晶圆移动从而在干燥时也不会损坏晶圆。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种干燥槽体以及一种晶圆干燥方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (17)

1.一种晶圆干燥方法，其特征在于，包括：

在排放主体槽中的液体之前，通过喷淋部件向所述主体槽内通入异丙醇和氮气，在所述主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体；所述喷淋部件位于所述主体槽内，所述主体槽内盛放有晶圆以及所述液体，所述液体浸没所述晶圆；

在保持所述主体槽内形成所述过饱和混合雾化气体的同时，通过固定部件将所述晶圆始终固定于同一高度，逐步排出所述主体槽中的液体，以逐步暴露晶圆，完成晶圆的干燥。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，保持所述主体槽内形成所述过饱和混合雾化气体包括：

通过设置在溢流槽的气压泄压腔室对所述主体槽内气体进行负压控制，保持所述主体槽内形成所述过饱和混合雾化气体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，逐步排出所述主体槽中的液体包括：

当所述主体槽内液面高度不低于晶圆的标准相对剩余高度时，以第一排水速度排出所述主体槽中的液体；

当所述主体槽内液面高度处于晶圆的标准相对剩余高度至晶圆底部之间时，以第二排水速度排出所述主体槽中的液体；所述第二排水速度大于所述第一排水速度；

当所述主体槽内液面高度低于晶圆底部时，以第三排水速度排出所述主体槽中的液体；所述第三排水速度大于所述第二排水速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在以第二排水速度排出所述主体槽中的液体之后，还包括：

通过所述气压泄压腔室排出所述主体槽内的气体。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述主体槽内液面高度不低于晶圆的标准相对剩余高度时，以第一排水速度排出所述主体槽中的液体包括：

当所述主体槽内液面高度不低于晶圆的相对高度剩1/3时，以第一排水速度排出所述主体槽中的液体；

所述当所述主体槽内液面高度处于晶圆的标准相对剩余高度至晶圆底部之间时，以第二排水速度排出所述主体槽中的液体包括：

当所述主体槽内液面高度处于晶圆的相对高度剩1/3至晶圆底部之间时，以第二排水速度排出所述主体槽中的液体。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：

在排出所述主体槽中的液体逐步暴露晶圆的过程中，通过摆动装置带动所述固定部件进行摆动，以带动所述晶圆进行摆动；所述摆动装置与所述固定部件连接。

7.一种干燥槽体，其特征在于，包括主体槽；

所述主体槽内设置有用于固定晶圆在干燥时始终处于同一高度的固定部件；所述主体槽内设置有喷淋部件，以在干燥时通过所述喷淋部件向所述主体槽内通入异丙醇和氮气，并在所述主体槽内部液面上方空间形成过饱和混合雾化气体；

所述主体槽底部设置有排液通道，所述排液通道用于在干燥时排出所述主体槽的液体，以通过所述液体的排出逐步暴露所述晶圆。

8.根据权利要求7所述的干燥槽体，其特征在于，还包括溢流槽，所述溢流槽位于所述主体槽外部且与所述主体槽相连通；所述溢流槽设置有气压泄压腔室，以通过所述气压泄压腔室对所述主体槽进行负压控制。

9.根据权利要求7所述的干燥槽体，其特征在于，所述喷淋部件位于所述固定部件上方。

10.根据权利要求9所述的干燥槽体，其特征在于，所述喷淋部件包括混合雾化器，所述混合雾化器用于向所述主体槽内通入异丙醇和氮气的混合雾化气体。

11.根据权利要求10所述的干燥槽体，其特征在于，所述喷淋部件包括多个所述混合雾化器，多个所述混合雾化器沿固定部件中晶圆所处位置左右对称分布。

12.根据权利要求11所述的干燥槽体，其特征在于，位于同侧的所述混合雾化器中，包括对应喷淋晶圆中心区域的第一混合雾化器，以及对应喷淋晶圆边缘区域的第二混合雾化器。

13.根据权利要求8所述的干燥槽体，其特征在于，所述主体槽顶部设置有开合盖板，所述开合盖板内侧固定连接有所述喷淋部件。

14.根据权利要求13所述的干燥槽体，其特征在于，所述开合盖板为左右对开合盖板，所述开合盖板连接有开合气缸驱动所述开合盖板移动。

15.根据权利要求7所述的干燥槽体，其特征在于，所述溢流槽内靠近所述主体槽一侧设置有V型切口。

16.根据权利要求7所述的干燥槽体，其特征在于，所述主体槽底部形成有缓坡，所述缓坡的底部设置有所述排液通道。

17.根据权利要求7至16任一项权利要求所述的干燥槽体，其特征在于，还包括摆动装置，所述摆动装置与所述固定部件相连接，所述摆动装置用于在干燥时通过所述固定部件带动晶圆进行摆动。