[发明专利]干燥装置、干燥方法、清洗干燥系统及清洗干燥方法

说明书

本申请公开了一种干燥装置、干燥方法、清洗干燥系统及清洗干燥方法。该干燥装置用于对通过刻蚀形成有深孔的晶圆进行干燥，包括：腔室，设置于对晶圆进行刻蚀的刻蚀腔体内；旋转吸盘，以吸附面朝下的方式倒置于腔室内，设置成能绕转轴旋转；电源，连接至旋转吸盘，向旋转吸盘供电；及底座，以能与旋转吸盘一起旋转的方式设置于旋转吸盘的吸附面，用于固定晶圆。该干燥装置直接在晶圆的刻蚀腔体内利用倒置的旋转吸盘使晶圆的深孔中的水分受到重力和离心力的双重作用而脱离，提高了对晶圆干燥的效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及晶圆的干燥装置、干燥方法、清洗干燥系统及清洗干燥方法。

背景技术

在半导体工艺过程中，为了满足晶圆表面的洁净度要求，通常会对晶圆进行清洗和干燥。因此，晶圆清洗技术是影响半导体器件的良率、器件品质及可靠性的重要因素之一。晶圆清洗的目的是去除附着在晶圆表面上的颗粒、有机物、金属和氧化物等污染物，以避免污染物对后续的工艺产生不良影响。

现有的半导体工艺中，对晶圆的湿法清洗工艺主要有槽式批处理清洗和腔室单片旋转清洗这两种。槽式批处理清洗中，将晶圆分批次(Batch Run)浸入清洗槽进行清洗。腔室单片旋转清洗中，将单片晶圆一边旋转，一边加入清洗溶液进行清洗。两种湿法清洗工艺完成以后都是进行自然晾干。

存储器件的存储密度的提高与半导体制造工艺的进步密切相关。随着半导体制造工艺的特征尺寸(CD，Critical Dimension)日益缩小，存储器件的存储密度越来越高，深宽比也在日益增大。为了进一步提高存储密度，已经开发出三维结构的存储器件(3D存储器件)。3D存储器件包括沿着垂直方向堆叠的多个存储单元，在单位面积的晶圆上可以成倍地提高集成度，并且可以降低成本。

对于3D NAND结构的存储器件，其通常在形成栅叠层结构之后，形成贯穿栅叠层结构的开孔，之后再形成沟道柱的外延层即各个功能层，以形成多个存储单元。然而，在3DNAND工艺中，随着刻蚀工艺能力的提升，会利用干法刻蚀形成有例如沟道孔(ChannelHoles、Dummy Channel Hole)及接触孔(Contacts)之类的深孔形貌、超深栅线槽(GatelineSlit)及位线(Bitline)之类的深槽形貌。这些深孔(深槽)均具有高深宽比(AR：AspectRatio)，例如AR＞20。在干法刻蚀之后都需要对具有高深宽比的深孔(深槽)进行清洗。由于下层的特征尺寸往往会比上层的特征尺寸小，在叠层交界处会形成瓶颈，因此采用传统的湿法工艺方式，难以将深孔(深槽)清洗干净，会有残留，严重影响后续工艺，并会导致器件失效。另外，深孔(深槽)处采用自然晾干的方式也难以达到干燥的效果，不仅需要极长的工艺周期，还可能会有水分残留，从而影响后续工艺及最终的器件性能。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种干燥装置、干燥方法、清洗干燥系统及清洗干燥方法，能对晶圆中的具有高深宽比的深孔高效地进行清洗和干燥。

根据本发明的一方面，提供一种干燥装置，用于对通过刻蚀形成有深孔的晶圆进行干燥，其包括：腔室，所述腔室设置于对所述晶圆进行刻蚀的刻蚀腔体内；旋转吸盘，该旋转吸盘以吸附面朝下的方式倒置于所述腔室内，设置成能绕转轴旋转；电源，该电源连接至所述旋转吸盘，向所述旋转吸盘供电；及底座，该底座以能与所述旋转吸盘一起旋转的方式设置于所述旋转吸盘的吸附面，用于固定所述晶圆。

优选地，在干燥装置中，所述底座以静电吸附的方式固定所述晶圆。

优选地，在干燥装置中，所述腔室具有进气口和出气口，所述干燥装置还包括真空泵，该真空泵连接至所述腔室的所述出气口，从所述进气口向所述腔室内导入干燥气体，利用所述真空泵经由所述出气口将所述干燥气体导出至外部。

优选地，在干燥装置中，所述干燥气体是N₂气体、IPA气体、CO₂气体中的任意一种或多种。