半导体晶圆刷洗后的干燥方法 【技术领域】
本发明是有关于半导体积体电路制程技术，特别是有关于一种半导体晶圆刷洗后的干燥方法，能够增加晶圆的清洁程度，消除晶圆破碎的可能性，进而提高干燥效率，且增加半导体组件的产量(throughput)。背景技术
当积体电路的尺寸缩小到一定的程度，微影制程(photolithography)成为关键的步骤，而微影制程的成功的重要因素之一，则取决于半导体晶圆的平坦度。为了得到平坦化的表面，化学机械研磨法(chemical mechanicalpolishing)成为目前半导体制程不可或缺的技术。
然而，利用化学机械研磨法将半导体晶圆表面的绝缘层或金属层平坦化之后，经常在半导体晶圆(或通称的半导体基板或半导体基底)的上表面(uppersurface)与下表面(lower surface)，或称为前面(front side)或背面(backside)残留若干的绝缘物杂质、金属杂质或是离子，而成为后续制程的问题。
为了去除上述杂质(paticles)或残留物(residue)，传统制程必须采用刷洗系统(scrubber system)在半导体晶圆的上表面与下表面进行刷洗(scrubbing)，例如美国专利第5,996,594号所揭露。进行刷洗后随即利用旋转头(spin head)以固定半导体晶圆来，而利用离心力来进行旋转式干燥(spin dry)，而干燥方式例如采用灯管(lamp)加热以蒸发水分。其主要缺陷在于：
1、上述传统旋转干燥方法，当发生误对准(misaligned)时，将使得旋转头(spin head)不平衡，进而导致半导体晶圆破裂(破片)的问题
2、再者，上述旋转干燥的方法，无法确保干燥效率，而影响半导体装置的产量。发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体晶圆刷洗后地干燥方法，通过导入有机溶剂蒸气与载气的混合流体于半导体晶圆的上表面与下表面；以及水平地使混合流体与半导体晶圆的上表面与下表面接触，以干燥半导体晶圆，达到能够消除当旋转头不平衡时导致的半导体晶圆破裂的目的。
本发明的第二个目的在于提供一种半导体晶圆刷洗后的干燥方法，旋转式干燥过的晶圆容易附有较多的微小颗粒(particles)，通过使用洁净的无油压缩空气作为载气，以降低成本，达到提供一种更为洁净的晶圆干燥方法的目的。
本发明的第三个目的在于提供一种半导体晶圆刷洗后的干燥方法，达到能够提升干燥效率而增加半导体装置产量的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种半导体晶圆刷洗后的干燥方法，其特征是：它包括下列步骤：
(1)提供一刷洗后的半导体晶圆；
(2)导入有机溶剂蒸气与载气的混合流体于该半导体晶圆的上表面与下表面；
(3)水平地使该混合流体与该半导体晶圆的上表面与下表面接触，以干燥该半导体晶圆。
该有机溶剂选自异丙醇或乙醇。该载气选自氮气、氩气或压缩空气。导入该混合流体之前更包括利用去离子水清洗该半导体晶圆上下表面的步骤。水平地使该混合流体与该半导体晶圆接触方式是利用设置于该半导体晶圆上下表面的旋转滚轮水平地带动该半导体晶圆，以与固定的混合流体供应口接触。
本发明还提供另一种半导体晶圆刷洗后的干燥方法，其特征是：它包括下列步骤：
(1)提供一刷洗后的半导体晶圆；
(2)导入有机溶剂蒸气与载气的混合流体于该半导体晶圆的上表面与下表面；
(3)以及垂直地使该混合流体与该半导体晶圆的上表面与下表面接触，以干燥该半导体晶圆。
该有机溶剂选自异丙醇或乙醇。该载气选自氮气或氩气。导入该混合流体之前更包括利用去离子水、稀释氢氟酸、稀释氢氧化铵/过氧化氢浴液、或是稀释氢氧化铵/盐酸溶液，以清洗该半导体晶圆的上下表面的步骤。垂直地使该混合流体与该半导体晶图接触方式，是利用设置于该半导体晶圆上下表面的旋转滚轮垂直地带动上述半导体晶圆，以与固定的混合流体供应口接触。更包括利用一半导体晶圆起降装置，以垂直地移动该半导体晶圆。
在导入上述混合流体之前，利用去离子水清洗上述半导体晶圆上下表面的步骤。在某些应用场合中，亦可使用化学品，如稀释氢氟酸(dilute HF)，稀释氢氧化铵/过氧化氢(dilute NH4OH/H2O2)溶液(亦称为稀SCI)、或稀释氢氧化铵/盐酸(dilute NH4OH/HCI)溶液(亦称为稀SC2)来清洗上述半导体晶圆，然后直接干燥。
上述干燥用流体可以利用既定流速供应，甚至加热，以加速半导体晶圆的干燥效率。
相较之下，垂直式干燥比起水平式干燥多了重力使去离子水与干燥用流体容易脱离半导体晶圆而加速干燥步骤。
下面结合较佳实施例和附图进一步说明。附图说明
图1是本发明实施例1的半导体晶圆刷洗后水平干燥的剖面示意图。
图2是本发明实施例1的半导体晶圆刷洗后水平干燥的俯视示意图。
图3是本发明实施例2的半导体晶圆刷洗后垂直干燥的俯视示意图。
图4是本发明实施例2的半导体晶圆刷洗后垂直干燥的前视示意图。具体实施方式
实施例1
参照图1-图2所示，本发明的实施例1，提供一刷洗(scrubbing)后的半导体晶圆10，上述刷洗步骤包括去除半导体晶圆10表面的绝缘物杂质、金属杂质和离子等物质。然后，为了加强清洗效果，提供喷射状的去离子水15(DI water)于半导体晶圆，接着导入当作有机溶剂(organic solvent)的异丙醇与当作载气(carrier gas)的氮气(nitrogen gas)的干燥用混合流体25于上述半导体晶圆10的上下表面10a、10b。上述干燥用混合流体25以适当的流速供应，来达到降低半导体晶圆10表面张力(surface tension)与吹气(gas blowing)的干燥效果。符号D表示干燥区，随着半导体晶圆10的移动，缓缓地干燥整个半导体晶圆10。
参照图1所示，当位于上表面10a与下表面10b的旋转滚轮20朝相反方向旋转时，能够带动半导体晶圆10朝去离子水15供应处与干燥用混合流体25缓缓地水平前进，使得整个半导体晶圆10的表面充分地与混合流体25接触而达到干燥的效果。
实施例2
参阅图3-图4所示，本发明实施例2，提供一刷洗(scrubbing)后的半导体晶圆30，上述刷洗步骤包括去除半导体晶圆30表面的绝缘物杂质、金属杂质和离子等物质。然后，为了加强清洗效果，提供喷射状的去离子水15(DI water)于半导体晶圆30，接着导入当作有机溶剂(organic solvent)的异丙醇(isopropyl alcohol；IPA)与当作载气(carrier gas)的氮气(nitrogen gas)的混合流体25于上述半导体晶圆30的上下表面30a、30b。上述干燥用混合流体25以适当的流速供应，来达到降低半导体晶圆30表面张力(surface tension)与吹气(gas blowing)的干燥效果。符号D表示干燥区，随着半导体晶圆10的移动，缓缓地干燥整个半导体晶圆10。
参照图3所示，当上下的旋转滚轮40朝相反方向旋转时，能够带动半导体晶圆30朝去离子水15供应处与干燥用混合流体25缓缓地往上方前进，使得整个半导体晶圆30的表面充分地与混合流体25接触而达到干燥的效果。
参照图4所示，其显示半导体晶圆30垂直干燥的俯视图，为了使上述半导体晶圆30能够更顺利地上下移动，本实施例采用半导体晶圆起降装置50，其具有互为平行的固定臂50a、50b与支撑上述两者的支撑臂50c。上述固定臂50a、50b用来夹住半导体晶圆30的边缘，而能够自由地使上述半导体晶圆30起降。
通过本实施例，由于半导体晶圆是采用垂直式干燥，去离子水与混合流体能够通过重力而加速脱离上述半导体晶圆30表面，因此，有助于半导体晶圆30的干燥。
本发明的功效在于，在半导体晶圆刷洗步骤后，采用水平式或垂直式移动方式，配合适当流速的载气/有机溶剂的混合流体，来取代传统旋转干燥方式。
上述实施例是以异丙醇当作有机溶剂，然而本发明不限于此，任何沸点低、毒性低或价格低的有机溶剂皆可使用，例如乙醇、丙酮。
上述实施例是以氮气当作有载气，然而本发明不限于此，其它不易引起反应的惰性气体，例如氩气亦可使用。或者使用其它廉价气体，如压缩空气等。
上述实施例，是利用上下相对的旋转滚轮以带动半导体晶圆，以与干燥用混合流体接触，然而，本发明不限于此，亦可设计水平移动式或垂直移动式的混合流体供应口。
通过本发明，能够消除传统技术因误对准产生旋转头(spin head)不平衡，而造成的半导体晶图破裂的问题。
通过本发明，能够更有效率地干燥半导体晶圆，而提升半导体组件的产量。
本发明不限于半导体晶圆的干燥，亦可用于其它工业领域中，如平板玻璃、或钢板制件的清洗干燥。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内所作更动与润饰，都属于本发明的保护范围之内。