CN111009484B - 晶圆清洗装置及晶圆清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种晶圆清洗装置及晶圆清洗方法，属于半导体技术领域。晶圆清洗装置，包括：晶圆支撑台，所述晶圆支撑台上设置有用以固定待清洗的晶圆的多个固定组件，每一所述固定组件上设置有第一磁性部件；驱动组件，用以驱动所述晶圆支撑台绕自身轴线旋转；设置在所述晶圆支撑台一侧的第二磁性部件，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件的磁性相同或相反，在所述晶圆支撑台旋转使得所述多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近所述第二磁性部件时，所述第二磁性部件与该固定组件的第一磁性部件相互作用，使得该固定组件发生位移与所述晶圆之间产生间隙。本发明能够对晶圆进行充分清洗，减少药液、颗粒残留。

Description

晶圆清洗装置及晶圆清洗方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是指一种晶圆清洗装置及晶圆清洗方法。
背景技术
晶圆的制造工艺通常包括光刻、离子注入、蚀刻、气相沉积等诸多工序。在进行相关工序之后，通常需要对晶圆进行清洗，以去除晶圆表面上的杂质。若对晶圆清洗不充分，使得晶圆表面残留杂质，则在下一工序中，就可能损坏晶圆，导致报废。因此，对晶圆进行清洗的工序显得十分重要。
晶圆的清洗是在一个密封的工作腔内依次完成化学清洗、去离子水冲洗、旋转甩干等过程，这样能够减少在每一步过程中由于人为操作因素造成的影响。在清洗过程中，是通过固定组件将晶圆固定在晶圆支撑台上，晶圆支撑台旋转，清洗液喷嘴向待清洗的晶圆的表面喷射清洗药液，由于旋转和喷淋的作用，能够使得晶圆表面接触到均匀的清洗药液，再通过高速旋转干燥晶圆。
但上述清洗过程容易出现下述问题：晶圆边缘与固定组件接触的区域无法接触到清洗药液，导致晶圆无法被彻底清洗；并且在该区域容易形成药液残留及颗粒聚集。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种晶圆清洗装置及晶圆清洗方法，能够对晶圆进行充分清洗，减少药液、颗粒残留。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供一种晶圆清洗装置，包括：
晶圆支撑台，所述晶圆支撑台上设置有用以固定待清洗的晶圆的多个固定组件，每一所述固定组件上设置有第一磁性部件；
驱动组件，用以驱动所述晶圆支撑台绕自身轴线旋转；
设置在所述晶圆支撑台一侧的第二磁性部件，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件的磁性相同或相反，在所述晶圆支撑台旋转使得所述多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近所述第二磁性部件时，所述第二磁性部件与该固定组件的第一磁性部件相互作用，使得该固定组件发生位移与所述晶圆之间产生间隙。
可选地，还包括：用以向待清洗的晶圆的表面喷射清洗药液的清洗液喷嘴。
可选地，还包括：用以干燥清洗后的晶圆的干燥气喷嘴。
可选地，所述固定组件包括：
固定在所述晶圆支撑台上的支撑轴；
套设在所述支撑轴上的固定部，所述固定部能够绕所述支撑轴旋转，所述固定部包括基底和设置在所述基底朝向所述晶圆支撑台中心一侧的两个齿，所述两个齿之间形成用于固定待清洗的晶圆的卡槽。
可选地，所述固定部具有磁性，形成为所述第一磁性部件；或
所述固定部上设置有所述第一磁性部件。
可选地，所述第二磁性部件为导电线圈，所述晶圆清洗装置还包括：为所述导电线圈提供电信号的供电模块。
可选地，所述晶圆支撑台的转速不大于800rpm。
本发明的实施例还提供一种晶圆清洗方法，应用于如上所述的晶圆清洗装置，包括：
将待清洗的晶圆放置在所述晶圆支撑台上，利用固定组件固定所述晶圆；
所述驱动组件驱动所述晶圆支撑台旋转；
清洗液喷嘴喷液对待清洗的晶圆进行清洗，在所述晶圆支撑台旋转使得所述多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近所述第二磁性部件时，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件相互作用，使得所述固定组件发生位移与所述晶圆之间产生间隙。
可选地，还包括：
利用干燥气喷嘴对经过清洗后的晶圆进行干燥处理。
可选地，所述干燥气喷嘴与所述清洗液喷嘴以一预定频率交替工作。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，固定组件上设置有第一磁性部件，晶圆支撑台一侧设置有第二磁性部件，第一磁性部件与第二磁性部件的磁性相同或相反，在晶圆支撑台旋转使得多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近第二磁性部件时，第二磁性部件与该固定组件的第一磁性部件相互作用，在磁力的作用下使得该固定组件发生位移与晶圆之间产生间隙，这样在对晶圆进行清洗时，能够使得清洗药液对晶圆边缘与固定组件接触的区域进行充分清洗，减少药液、颗粒残留；与此同时，固定组件与晶圆接触的区域也同样得到药液清洗，避免下一片晶圆受到污染。
附图说明
图1为相关技术中晶圆清洗装置的示意图；
图2为本发明实施例晶圆清洗装置的示意图；
图3为本发明实施例第二磁性部件的截面示意图；
图4为本发明实施例固定组件的示意图。
附图标记说明如下：
1 晶圆支撑台
2 固定组件
3 支撑轴
4 可移动部
5 第二磁性部件
6 驱动组件
7 晶圆
9 固定部
10 卡槽
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，现有技术在对晶圆进行清洗时，是通过固定组件2将待清洗的晶圆7固定在晶圆支撑台1上，驱动组件6驱动晶圆支撑台1旋转，清洗液喷嘴向待清洗的晶圆7的表面喷射清洗药液，由于旋转和喷淋的作用，能够使得晶圆7表面接触到均匀的清洗药液，再通过高速旋转干燥晶圆，其中箭头所示方向是晶圆支撑台1的旋转方向。
但上述清洗过程容易出现下述问题：晶圆7边缘与固定组件2接触的区域无法接触到清洗药液，导致晶圆7无法被彻底清洗；并且在该区域容易形成药液残留及颗粒聚集。
本发明实施例提供一种晶圆清洗装置及晶圆清洗方法，能够对晶圆进行充分清洗，减少药液、颗粒残留。
本发明实施例提供一种晶圆清洗装置，如图2所示，包括：
晶圆支撑台1，所述晶圆支撑台1上设置有用以固定待清洗的晶圆7的多个固定组件2，每一所述固定组件2上设置有第一磁性部件；
驱动组件6，用以驱动所述晶圆支撑台1绕自身轴线旋转；
设置在所述晶圆支撑台1一侧的第二磁性部件5，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件5的磁性相同或相反，在所述晶圆支撑台1旋转使得所述多个固定组件2中的一个固定组件移动至靠近所述第二磁性部件5时，所述第二磁性部件5与该固定组件的第一磁性部件相互作用，使得该固定组件发生位移与所述晶圆之间产生间隙。
本实施例中，固定组件上设置有第一磁性部件，晶圆支撑台一侧设置有第二磁性部件，第一磁性部件与第二磁性部件的磁性相同或相反，在晶圆支撑台旋转使得多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近第二磁性部件时，第二磁性部件与该固定组件的第一磁性部件相互作用，在磁力的作用下使得该固定组件发生位移与晶圆之间产生间隙，这样在对晶圆进行清洗时，能够使得清洗药液对晶圆边缘与固定组件接触的区域进行充分清洗，减少药液、颗粒残留；与此同时，固定组件与晶圆接触的区域也同样得到药液清洗，避免下一片晶圆受到污染。
可选地，晶圆清洗装置还包括：用以向待清洗的晶圆的表面喷射清洗药液的清洗液喷嘴。清洗液喷嘴可以设置在晶圆支撑台1的中心上方，并与一清洗液管路相连，用以向晶圆7喷洒清洗液以清洗晶圆7。
其中，驱动组件6可以为旋转马达。在本发明的其他具体实施方式中，驱动组件6也可以是其它能够驱动晶圆支撑台1旋转的驱动组件，本实施例并不限定驱动组件6的具体类型，只要能够实现使晶圆支撑台1进行自转的驱动组件都是本发明所要保护的。
可选地，晶圆清洗装置还包括：用以干燥清洗后的晶圆的干燥气喷嘴。干燥气喷嘴可以固定设置在晶圆支撑台1上。
一具体实施例中，如图3所示，所述第二磁性部件5通过可移动部4固定在晶圆支撑台1的一侧。第二磁性部件5具体可以为导电线圈，所述晶圆清洗装置还包括：为所述导电线圈提供电信号的供电模块，通过向导电线圈输入电信号可以控制第二磁性部件5的极性。当然，本发明的技术方案中，第二磁性部件5并不局限为导电线圈，还可以为磁铁等其他磁性部件。在实际应用中，可以通过可移动部4移动第二磁性部件5的位置，确保固定组件2在靠近第二磁性部件5时，能够与晶圆之间产生间隙并且不会影响到晶圆的稳定性。
一具体实施例中，如图4所示，所述固定组件2包括：
固定在所述晶圆支撑台1上的支撑轴3；
套设在所述支撑轴3上的固定部9，所述固定部能够绕所述支撑轴旋转，所述固定部9包括基底和设置在所述基底朝向所述晶圆支撑台中心一侧的两个齿，所述两个齿之间形成用于固定待清洗的晶圆的卡槽10。
其中，可以是固定部9本身就具有磁性，形成为所述第一磁性部件；或者，是固定部9上设置有所述第一磁性部件。在固定部9上额外设置第一磁性部件时，第一磁性部件可以固定在固定部9的底部，与固定部9同轴一体，当第一磁性部件受到磁力作用形成位移时，带动固定部9发生位移与所述晶圆之间产生间隙。
在对晶圆进行清洗时，是通过固定组件2将待清洗的晶圆7固定在晶圆支撑台1上，启动驱动组件6，驱动组件6驱动晶圆支撑台1旋转，清洗液喷嘴向待清洗的晶圆7的表面喷射清洗药液，以晶圆支撑台1上设置有6个固定组件2为例，在晶圆支撑台1的旋转过程中，6个固定组件2依次经过第二磁性部件5，在其中一固定组件2靠近第二磁性部件5时，固定组件2上的第一磁性部件与第二磁性部件5相互作用，在磁力的作用下，固定件9发生位移，绕支撑轴3转动，使得固定件9与晶圆7之间产生间隙，这样清洗液喷嘴喷射出的清洗药液能够对晶圆7和固定件9之间的区域进行清洗，能够更好地清洗晶圆7的边缘和固定组件，有效提升清洗效果。
其中，第一磁性部件与第二磁性部件的极性可以相同，这样在同性相斥和旋转的共同作用下，可以使得固定件9与晶圆7之间产生间隙；第一磁性部件与第二磁性部件的极性还可以相反，这样在异性相吸和旋转的共同作用下，可以使得固定件9与晶圆7之间产生间隙。
本实施例是通过磁力作用，形成非接触式力矩作用使得固定件9与晶圆7之间产生微小的间隙，能够极大程度上保护晶圆的稳定性。
本实施例中，晶圆支撑台1的转动速度不宜过大，如果转动速度过大会影响晶圆的稳定性，并且还会影响清洗的效果，因此，晶圆支撑台1的转动速度不大于800rpm；但晶圆支撑台1的转动速度也不宜过小，如果转动速度过小会影响清洗的效率，因此，晶圆支撑台1的转动速度不小于300rpm。
本发明的实施例还提供一种晶圆清洗方法，应用于如上所述的晶圆清洗装置，包括：
将待清洗的晶圆放置在所述晶圆支撑台上，利用固定组件固定所述晶圆；
所述驱动组件驱动所述晶圆支撑台旋转；
清洗液喷嘴喷液对待清洗的晶圆进行清洗，在所述晶圆支撑台旋转使得所述多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近所述第二磁性部件时，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件相互作用，使得所述固定组件发生位移与所述晶圆之间产生间隙。
本实施例中，固定组件上设置有第一磁性部件，晶圆支撑台一侧设置有第二磁性部件，第一磁性部件与第二磁性部件的磁性相同或相反，在晶圆支撑台旋转使得多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近第二磁性部件时，第二磁性部件与该固定组件的第一磁性部件相互作用，在磁力的作用下使得该固定组件发生位移与晶圆之间产生间隙，这样在对晶圆进行清洗时，能够使得清洗药液对晶圆边缘与固定组件接触的区域进行充分清洗，减少药液、颗粒残留；与此同时，固定组件与晶圆接触的区域也同样得到药液清洗，避免下一片晶圆受到污染。
可选地，晶圆清洗方法还包括：
利用干燥气喷嘴对经过清洗后的晶圆进行干燥处理。
可选地，所述干燥气喷嘴与所述清洗液喷嘴以一预定频率交替工作。干燥气喷嘴对每次经过所述清洗液喷嘴清洗过的晶圆7进行干燥处理。这样可以使所述晶圆7表面在一次清洗后快速达到干燥状态，这样所述清洗液喷嘴可以立即进行喷射之后的清洗液，不仅可以提高清洗效率，还可以防止不同的清洗液在所述晶圆7表面上接触发生反应产生新的污染物或破坏晶圆7，从而保证晶圆7的质量。
在对晶圆进行清洗时，是通过固定组件2将待清洗的晶圆7固定在晶圆支撑台1上，启动驱动组件6，驱动组件6驱动晶圆支撑台1旋转，清洗液喷嘴向待清洗的晶圆7的表面喷射清洗药液，以晶圆支撑台1上设置有6个固定组件2为例，在晶圆支撑台1的旋转过程中，6个固定组件2依次经过第二磁性部件5，在其中一固定组件2靠近第二磁性部件5时，固定组件2上的第一磁性部件与第二磁性部件5相互作用，在磁力的作用下，固定件9发生位移，绕支撑轴3转动，使得固定件9与晶圆7之间产生间隙，这样清洗液喷嘴喷射出的清洗药液能够对晶圆7和固定件9之间的区域进行清洗，能够更好地清洗晶圆7的边缘和固定组件，有效提升清洗效果。
其中，第一磁性部件与第二磁性部件的极性可以相同，这样在同性相斥和旋转的共同作用下，可以使得固定件9与晶圆7之间产生间隙；第一磁性部件与第二磁性部件的极性还可以相反，这样在异性相吸和旋转的共同作用下，可以使得固定件9与晶圆7之间产生间隙。
本实施例是通过磁力作用，形成非接触式力矩作用使得固定件9与晶圆7之间产生微小的间隙，能够极大程度上保护晶圆的稳定性。
本实施例中，晶圆支撑台1的转动速度不宜过大，如果转动速度过大会影响晶圆的稳定性，并且还会影响清洗的效果，因此，晶圆支撑台1的转动速度不大于800rpm；但晶圆支撑台1的转动速度也不宜过小，如果转动速度过小会影响清洗的效率，因此，晶圆支撑台1的转动速度不小于300rpm。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括：
晶圆支撑台，所述晶圆支撑台上设置有用以固定待清洗的晶圆的多个固定组件，每一所述固定组件上设置有第一磁性部件；
驱动组件，用以驱动所述晶圆支撑台绕自身轴线旋转；
用以向待清洗的晶圆的表面喷射清洗药液的清洗液喷嘴；
设置在所述晶圆支撑台一侧的第二磁性部件，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件的磁性相同或相反，在所述晶圆支撑台旋转使得所述多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近所述第二磁性部件时，所述第二磁性部件与该固定组件的第一磁性部件相互作用，使得该固定组件发生位移与所述晶圆之间产生间隙，使得所述清洗液喷嘴喷射出的清洗药液能够对所述晶圆和所述固定组件之间的区域进行清洗；
所述第二磁性部件通过可移动部固定在所述晶圆支撑台的一侧。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括：用以干燥清洗后的晶圆的干燥气喷嘴。
3.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述固定组件包括：
固定在所述晶圆支撑台上的支撑轴；
套设在所述支撑轴上的固定部，所述固定部能够绕所述支撑轴旋转，所述固定部包括基底和设置在所述基底朝向所述晶圆支撑台中心一侧的两个齿，所述两个齿之间形成用于固定待清洗的晶圆的卡槽。
4.根据权利要求3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，
所述固定部具有磁性，形成为所述第一磁性部件；或
所述固定部上设置有所述第一磁性部件。
5.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二磁性部件为导电线圈，所述晶圆清洗装置还包括：为所述导电线圈提供电信号的供电模块。
6.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆支撑台的转速不大于800rpm。
7.一种晶圆清洗方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的晶圆清洗装置，包括：
将待清洗的晶圆放置在所述晶圆支撑台上，利用固定组件固定所述晶圆；
所述驱动组件驱动所述晶圆支撑台旋转；
清洗液喷嘴喷液对待清洗的晶圆进行清洗，在所述晶圆支撑台旋转使得所述多个固定组件中的一个固定组件移动至靠近所述第二磁性部件时，所述第一磁性部件与所述第二磁性部件相互作用，使得所述固定组件发生位移与所述晶圆之间产生间隙，使得所述清洗液喷嘴喷射出的清洗药液能够对所述晶圆和所述固定组件之间的区域进行清洗。
8.根据权利要求7所述的晶圆清洗方法，其特征在于，还包括：
利用干燥气喷嘴对经过清洗后的晶圆进行干燥处理。
9.根据权利要求8所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述干燥气喷嘴与所述清洗液喷嘴以一预定频率交替工作。
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