一種干燥設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種干燥設備，所述干燥設備至少包括：四個垂直排布的腔體，所述四個腔體分別為：位于底部的第一腔體，所述第一腔體上設有第一溫度傳感器；連接于所述第一腔體上方的第二腔體，所述第二腔體上設有第二溫度傳感器、壓力傳感器以及真空泵；連接于所述第二腔體上方的第三腔體，所述第三腔體上設置有吹氣裝置及排氣裝置；連接于所述第三腔體上方的第四腔體；所述四個腔體以可平移的三塊隔板隔開，通過所述各隔板的移動實現所述四個腔體的連通或關閉。本實用新型的干燥設備能有效防止異丙醇蒸氣的高溫使光刻膠熔化而出現剝落的現象，避免了光刻圖案的損毀，保證后續工藝的正常進行，同時干燥效果大大提高。
【專利說明】一種干燥設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種半導體設備，特別是涉及一種酸槽干燥設備。
【背景技術】
[0002]隨著電子產品的日益普及和更新，半導體的制造工藝也得到了飛速的發展。在半導體的制造過程中，濕法蝕刻工藝貫穿在整個流程中，發揮著很大的作用，濕法蝕刻一般是對氧化物、氮化物、聚合物、金屬層、和光刻膠之類的進行剝層和表面蝕刻等處理。作為其中很重要的一道工藝，濕法蝕刻中干燥的方式有很多種，目前最常用的就是用異丙醇對晶圓進行干燥。當金屬層表面有一層光刻膠時，良好的干燥工藝應達到以下幾點要求:1、晶圓表面干燥效果良好。2、經干燥處理后的光刻膠狀況良好，不會發生剝落現象，損壞光刻圖案，影響后續生產。
[0003]圖1所示為我們目前所采用的干燥設備1，該干燥設備I為一個腔體結構，按工作區域分為上、中、下三個區域，腔體內設有晶圓傳送裝置，底部設有加熱設備。首先將異丙醇液體裝罐入加熱設備11中，加熱設備11對異丙醇液體進行加熱，由于異丙醇的沸點在一個標準大氣壓情況下為80.3°C，所以需要對加熱裝置進行加熱，確保異丙醇液體受熱沸騰，揮發升騰為異丙醇蒸氣，若加熱溫度設定較低，比如剛達到異丙醇的沸點，那么通過沸騰上升，異丙醇蒸氣會冷卻凝結為液體，無法在后續工作區域保證異丙醇的蒸氣狀態。待干燥的晶圓被放置于第一工作區域12處，異丙醇蒸氣揮發至第一工作區域12，晶圓在異丙醇蒸氣環境中被浸潤，第一工作區域12處的異丙醇蒸氣溫度大約為80°C左右，待晶圓完全被浸潤后，通過晶圓傳送裝置將晶圓轉移至第二工作區域13，在第二工作區域13處異丙醇蒸氣和水蒸氣被揮發掉，最后晶圓再經由晶圓傳送裝置被轉移至第三工作區域14，在第三工作區域14處晶圓被冷卻，降至室溫并拿出干燥設備，完成干燥工序。但是目前所采用的這種干燥設備I在使用中遇到如下問題:首先，由于在第一工作區域12處的異丙醇蒸氣溫度高達80°C，而光刻膠在高于60°C的熱異丙醇環境中會被熔解掉，所以在第一工作區域12處光刻膠會產生剝落現象，光刻圖案被破壞，同時剝落的光刻膠會污染干燥設備，對于生產很不利。其次，由于目前所采用的這種干燥設備I為單個腔體設計，各工序在同一腔體內完成，升騰的異丙醇蒸氣會直接進入到第二工作區域13和第三工作區域14，異丙醇蒸氣和水蒸氣會直接影響干燥的效果，不能達到預期效果。
[0004]現有技術中的這些問題嚴重影響生產工藝的效果，限制晶圓加工的良率，是晶圓干燥工序中亟待解決的問題。
實用新型內容
[0005]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種干燥設備，用于解決現有技術中異丙醇蒸氣使光刻膠熔化、剝落，破壞光刻圖案，污染干燥設備，干燥效果不佳，異丙醇蒸氣溫度不可控等問題。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種干燥設備，所述干燥設備至少包括:四個垂直排布的腔體，所述四個腔體分別為:位于底部的第一腔體，所述第一腔體上設有第一溫度傳感器；連接于所述第一腔體上方的第二腔體，所述第二腔體上設有第二溫度傳感器、壓力傳感器以及真空泵；連接于所述第二腔體上方的第三腔體，所述第三腔體上設置有吹氣裝置及排氣裝置；連接于所述第三腔體上方的第四腔體；所述四個腔體由可平移的三塊隔板隔開，通過所述各隔板的移動實現所述四個腔體的連通或關閉。
[0007]優選地，還包括與各該隔板連接用于實現各隔板移動的伸縮裝置。
[0008]優選地，還包括連接于所述各腔體內用于實現晶圓在各腔體中轉移的晶圓傳送裝置。
[0009]優選地，所述第一腔體包括用于盛裝液體的器皿和加熱設備。
[0010]優選地，所述器皿中盛放的液體為晶圓清洗液。
[0011]優選地，所述第二腔體采用抗壓材質的容器壁。
[0012]優選地，所述吹氣裝置給所述第三腔體吹入的氣體為N2。
[0013]優選地，所述第一腔體的加熱溫度設定為80°C?100°C。
[0014]優選地，所述第二腔體中的蒸氣溫度為24°C?60°C。
[0015]優選地，所述第二腔體的的腔體壓強設定為3.03 X IO4Pa?7.575X 104Pa。
[0016]如上所述，本實用新型的干燥設備，具有以下有益效果:
[0017]1、通過溫度傳感器實時監控異丙醇蒸氣溫度，實現異丙醇蒸氣溫度可控。
[0018]2、通過降低壓強來降低異丙醇液體的沸點，從根本上解決了異丙醇蒸氣的高溫對光刻膠影響，有效防止光刻膠受高溫熔化而出現剝落的現象，避免光刻圖案的損毀，保證后續工藝的正常進行。
[0019]3、獨立腔體設計，有效避免異丙醇蒸氣和水蒸氣進入后續工作環境，在原有干燥設備的基礎上大大提高干燥的效果。
[0020]4、大大提聞晶圓生廣的良率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1顯示為現有技術中的干燥設備示意圖。
[0022]圖2顯示為本實用新型的干燥設備示意圖。
[0023]元件標號說明
[0024]I 干燥設備
[0025]11 加熱設備
[0026]12 第一工作區域
[0027]13 第二工作區域
[0028]14 第三工作區域
[0029]2 干燥設備
[0030]21 第一腔體
[0031]211第一溫度傳感器
[0032]22 第二腔體
[0033]221第二溫度傳感器
[0034]222壓力傳感器[0035]223真空泵
[0036]23第三腔體
[0037]231吹氣裝置
[0038]232排氣裝置
[0039]24第四腔體
[0040]25隔板
【具體實施方式】
[0041]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0042]請參閱圖2。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0043]如圖2所示，本實用新型提供一種干燥設備2，所述干燥設備2包括:四個垂直排布的腔體，所述四個腔體分別為:
[0044]位于底部的第一腔體21，所述第一腔體21包括用于盛裝液體的器皿和加熱設備，所述用于盛裝液體的器皿中盛放的液體為各種適于晶圓清洗的液體，可以根據不同生產要求進行更換，在本實施例中，器皿中盛放的液體為異丙醇，所述第一腔體21上設有第一溫度傳感器211。所述第一腔體21的加熱溫度設定為80°C~100°C，在本實施例中，設定為90。。。
[0045]連接于所述第一腔體21上方的第二腔體22，所述第二腔體22上設有第二溫度傳感器221、壓力傳感器222、真空泵223，所述第二腔體22采用抗壓材質作為容器壁，可以是Polyvinylidene fluoride (聚偏氟乙烯)、石英等各種抗壓材質,在本實施例中采用的是PVDF0所述第二腔體22中的壓強設定為3.03 X IO4Pa~7.575 X IO4Pa,在本實施例中，壓強設定為7.575 X IO4Pa0那么根據氣體狀態方程推算，異丙醇蒸氣的溫度應該在24~60°C，在本實施例中，第二溫度傳感器221測試的溫度值為60°C。
[0046]連接于所述第二腔體22上方的第三腔體23，所述第三腔體23上設置有吹氣裝置231，所述吹氣裝置231中裝有N2，所述第三腔體23上還設置有排氣裝置232。
[0047]連接于所述第三腔體23上方的第四腔體24。
[0048]所述四個腔體由可平移的三塊隔板25隔開，通過所述各隔板25的移動實現所述四個腔體的連通或關閉。
[0049]所述隔板25可以通過與各該隔板25連接的用于實現各隔板移動的伸縮裝置來完成移動的動作。
[0050]還包括連接于所述各腔體內用于實現晶圓在各腔體中轉移的晶圓傳送裝置。所述伸縮裝置和所述晶圓傳送裝置可以是任意一種業內廣泛使用的可實現的裝置，不限類型。
[0051]本實施例的干燥設備的工作原理如下:[0052]如圖2所示，第一腔體21的盛裝液體的器皿中裝有異丙醇液體，晶圓被放置于第二腔體22中，第一腔體21和第二腔體22之間的隔板始終處于打開狀態，其他各隔板處于關閉狀態，第二腔體22處于密閉狀態。各隔板25上連接有用于實現各隔板25移動的伸縮裝置，所述伸縮裝置可以是任意一種業內廣泛使用的可實現的裝置，在本實施例中，通過傳動的伸縮裝置完成所述四個腔體的連通或關閉。為了使進入第二腔體22的異丙醇蒸氣的高溫不會使晶圓表面的光刻膠熔化而剝落，根據理想氣體狀態方程:PV=nRT，在保持體積不變的情況下，降低壓力可降低氣體的溫度，所以需要抽真空來降低腔體的壓力。光刻膠在高于60°C的環境中會被熔化剝落，而異丙醇的沸點為80.3°C，所以若要保持異丙醇蒸氣的溫度在60°C以下，第二腔體22中浸潤晶圓的異丙醇蒸氣所受的壓強應設定在3.03 X IO4Pa?7.575X IO4Pa之間，本實施例中，第二腔體22內的壓強設定為7.575X 104Pa。通過壓力傳感器222監控該壓強，并將檢測結果反饋給真空泵223，通過真空泵223抽取第二腔體22中的氣體使第二腔體22腔體內的壓強保持在7.575 X IO4Pa以下，以滿足腔體內的異丙醇蒸氣不高于60°C的條件。待第二腔體22腔體內的壓強控制在7.575 X IO4Pa以下后，第一腔體21中的加熱設備開始對第一腔體21中的盛裝異丙醇液體的器皿進行加熱，由于異丙醇的沸點在一個標準大氣壓情況下為80.3°C，所以加熱溫度設定在80°C?100°C之間，可根據實際情況調整加熱溫度使后續的異丙醇蒸氣滿足生產要求，本實施例中加熱的溫度設定為90°C。通過第一溫度傳感器211實時監控第一腔體21的加熱溫度，當加熱溫度低于設定值時，將檢測結果反饋給加熱裝置，所述加熱裝置根據反饋結果調高加熱溫度，使異丙醇液體能沸騰蒸發為異丙醇蒸氣；當加熱溫度高于設定值時，將檢測結果反饋給加熱裝置，所述加熱裝置根據反饋結果調低加熱溫度，避免不必要的浪費；既能滿足生產要求又能節約能源。在加熱過程中異丙醇蒸氣進入第二腔體22，異丙醇蒸氣溫度可以控制在24°C?60°C范圍內，在本實施例中，第二腔體22內的壓強設定為7.575 X IO4Pa,因此異丙醇蒸氣的溫度顯示為60°C。通過第二溫度傳感器221監控第二腔體22中的異丙醇蒸氣溫度并將檢測結果反饋給加熱設備，使第二腔體22中的異丙醇蒸氣保持在不高于60°C，光刻膠不受高溫而熔化剝落。為了便于說明，本實施例中僅以異丙醇和光刻膠為例，實際應用中可以根據不同需要，異丙醇可以更換為各種適于晶圓清洗的液體，光刻膠可以更換為各種氧化物、氮化物、聚合物等物質，第一腔體21的加熱溫度、第二腔體22中的蒸氣溫度、第二腔體22的腔體壓強也可根據實際情況做具體改動。在第二腔體22中，由于異丙醇蒸氣的表面結合度大于水蒸氣的表面結合度，通過異丙醇蒸氣的揮發可以帶走水蒸氣達到干燥目的。
[0053]第三腔體23為一個充滿大量N2的環境，通過吹氣裝置231進行N2的吹入，晶圓在第二腔體22中充分浸潤后，第二腔體22和第三腔體23之間的隔板被移開，由于第三腔體23中的壓力大于第二腔體22，N2會進入第二腔體22中使其壓強恢復為大氣壓強，第二腔體22中的負壓被釋放；被異丙醇蒸氣浸潤的晶圓通過晶圓傳送裝置被轉移到第三腔體23內，所述晶圓傳送裝置可以是任意一種業內廣泛使用的可實現的裝置，在本實施例中，該晶圓傳送裝置為內置的升降設備。之后關閉第二腔體22和第三腔體23之間的隔板，吹氣裝置231開始工作，同時排氣裝置232對第三腔體23進行排氣，帶走異丙醇蒸氣和水蒸氣，起到加速干燥晶圓的作用。
[0054]最后，通過伸縮裝置移開第三腔體23與第四腔體24之間的隔板，關閉其他隔板，通過晶圓傳送裝置將晶圓從第三腔體23轉移至第四腔體24中，晶圓被冷卻至室溫后取出第四腔體24完成干燥。
[0055]綜上所述，本實用新型在舊的干燥設備基礎上，將各個位置的腔體分開，通過降低壓力的方式將浸潤晶圓的異丙醇蒸氣的溫度降低，可以在保持干燥效果良好的情況下避免熱的異丙醇蒸氣將光刻膠熔解，造成光刻膠的剝落，避免光刻圖案的損毀，保證后續工藝的正常進行；各主要監測點安裝有傳感器，通過傳感器實時反饋檢測結果，調節加熱設備和真空泵，能夠實時、有效、準確的控制生產環境。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0056]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種干燥設備，其特征在于，所述干燥設備至少包括:四個垂直排布的腔體，所述四個腔體分別為:位于底部的第一腔體，所述第一腔體上設有第一溫度傳感器；連接于所述第一腔體上方的第二腔體，所述第二腔體上設有第二溫度傳感器、壓力傳感器以及真空泵；連接于所述第二腔體上方的第三腔體，所述第三腔體上設置有吹氣裝置及排氣裝置；連接于所述第三腔體上方的第四腔體；所述四個腔體由可平移的三塊隔板隔開，通過所述各隔板的移動實現所述四個腔體的連通或關閉。
2.根據權利要求1所述的干燥設備，其特征在于:還包括與各該隔板連接用于實現各隔板移動的伸縮裝置。
3.根據權利要求1所述的干燥設備，其特征在于:還包括連接于所述各腔體內用于實現晶圓在各腔體中轉移的晶圓傳送裝置。
4.根據權利要求1所述的干燥設備，其特征在于:所述第一腔體包括用于盛裝液體的器皿和加熱設備。
5.根據權利要求4所述的干燥設備，其特征在于:所述器皿中盛放的液體為晶圓清洗液。
6.根據權利要求1所述的干燥設備，其特征在于:所述第二腔體采用抗壓材質的容器壁。
7.根據權利要求1所述的干燥設備，其特征在于:所述吹氣裝置給所述第三腔體吹入的氣體為N2。
8.根據權利要求1所述的干燥設備，其特征在于:所述第一腔體的加熱溫度設定為`80。。?100。。。
9.根據權利要求1所述的干燥設備，其特征在于:所述第二腔體中的蒸氣溫度為`24。。?60。。。
10.根據權利要求1所述的干燥設備，其特征在于:所述第二腔體的的腔體壓強設定為`3.03 X IO4Pa ?7.575 X IO4Pa0
【文檔編號】H01L21/67GK203731821SQ201420101067
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】金滕滕, 楊勇 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司