本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种晶圆清洗装置及方法。
背景技术：
在半导体制造工艺中，通常需要对晶圆表面进行清洗，以去除晶圆表面上的杂质(例如有机物或颗粒物)。
相关技术中，清洗晶圆的方法具体包括：提供一包括有夹持部件和承载部件的晶圆卡盘，所述夹持部件设置在所述承载部件上方，利用夹持部件夹持待清洗晶圆，使所述待清洗晶圆与承载部件相隔一定距离，再通过一喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面固定喷射清洗剂，来清洗所述待清洗晶圆表面。
但是，相关技术中，在清洗所述待清洗晶圆时，会使得所述待清洗晶圆相对于所述承载部件发生形变，导致所述待清洗晶圆与所述承载部件碰触，使得所述承载部件上的颗粒物粘附于所述待清洗晶圆靠近所述承载部件一侧的表面上，从而影响所述待清洗晶圆的性能，并最终影响晶圆的产品良率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种晶圆清洗装置及方法，以解决相关技术中的晶圆清洗方法导致晶圆产品良率降低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆清洗装置，所述装置包括：
一晶圆卡盘，包括夹持部件和承载部件，所述夹持部件设置于所述承载部件上，所述夹持部件用于夹持待清洗晶圆，并且夹持后的所述待清洗晶圆与所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分存在一预设距离；
与所述晶圆卡盘相对设置的喷嘴，用于当所述夹持部件夹持所述待清洗晶圆时，向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂以清洗所述待清洗晶圆，其中当所述喷嘴向所述待清洗晶圆表面喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述待清洗晶圆的表面上非固定喷射清洗剂。
可选的，所述待清洗晶圆具有相对的第一边缘和第二边缘，当所述喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述第一边缘和所述第二边缘之间往复喷射所述清洗剂。
可选的，所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分为一平坦的表面。
可选的，所述承载部件内设置有多条气体通道，所述多条气体通道用于向所述待清洗晶圆靠近所述承载部件一侧的表面输送保护气体。
可选的，当利用一喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，所述晶圆卡盘旋转，并带动所述待清洗晶圆旋转，其中，所述晶圆卡盘的转速介于1100～1450转/分钟之间。
进一步地，为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种晶圆清洗方法，所述方法包括：
提供一晶圆卡盘，所述晶圆卡盘包括夹持部件和承载部件，所述夹持部件设置在所述承载部件上，利用所述夹持部件夹持待清洗晶圆，并且夹持后的所述待清洗晶圆与所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分存在一预设距离；
利用一喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂，以清洗所述待清洗晶圆；其中当所述喷嘴向所述待清洗晶圆表面喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述待清洗晶圆的表面上非固定喷射清洗剂。
可选的，所述待清洗晶圆具有相对的第一边缘和第二边缘，当所述喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述第一边缘和所述第二边缘之间往复喷射所述清洗剂。
可选的，所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分为一平坦的表面。
可选的，所述承载部件内设置有多条气体通道，当利用喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，通过所述多条气体通道向所述待清洗晶圆靠近所述承载部件一侧的表面输送保护气体。
可选的，当利用一喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，旋转所述晶圆卡盘，并带动所述待清洗晶圆旋转，其中，所述晶圆卡盘的转速介于1100～1450转/每分钟之间。
可选的，所述喷嘴喷射出的清洗剂的温度介于20～70摄氏度之间。
由上述论述可知，本发明中的晶圆清洗装置及方法，其喷嘴是活动设置的，并且当利用所述喷嘴喷射清洗剂时，所述喷嘴非固定喷射，也即，在利用所述喷嘴喷射清洗剂清洗待清洗晶圆时，并非让所述清洗剂持续作用于待清洗晶圆的某一部分，而是将所述清洗剂的作用力分散在所述待清洗晶圆的其他部分，进一步地，本发明中清洗剂的温度较低，缓解了晶圆的热胀冷缩效应，以及所述晶圆卡盘的转速较低，降低了离心力，从而降低了所述待清洗晶圆的形变程度。同时，本发明中的晶圆清洗装置，所述待清洗晶圆与所述承载部件之间的距离较大。
则在清洗所述待清洗晶圆时，基于所述待清洗晶圆形变程度较低，以及所述待清洗晶圆和所述承载部件相距较远的基础上，可以保证所述待清洗晶圆不会碰触至所述承载部件，即所述承载部件上的颗粒物不会粘附到所述待清洗晶圆表面，从而大大提高了晶圆的产品良率。
附图说明
图1为相关技术中晶圆清洁装置的结构示意图；
图2是相关技术中在清洗待清洗晶圆时晶圆清洁装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种晶圆清洗装置的结构示意图；
图4本发明一实施例提供在清洗待清洗晶圆时晶圆清洗装置的结构示意图；
图5为本发明一实施例的一种晶圆清洗方法的流程示意图。
具体实施方式
承如背景技术中所述，相关技术中一般利用晶圆清洗装置清洗待清洗晶圆。其中，图1为相关技术中晶圆清洗装置的结构示意图，如图1所示，所述晶圆清洗装置包括晶圆卡盘100以及一固定设置的喷嘴(图中未示出)。所述晶圆卡盘100包括有夹持部件101和承载部件102，所述夹持部件101设置在所述承载部件102上，用于夹持待清洗晶圆200，所述承载部件102正对待清洗晶圆200的部分呈凹面设置，且夹持后的所述待清洗晶圆200与所述承载部件之间相隔一段距离。所述喷嘴与所述晶圆卡盘100相对设置，用于向所述待清洗晶圆200远离所述承载部件102一侧的表面的某一部分(例如中心部分)喷射高温清洗剂(例如所述清洗剂的温度可以为80摄氏度)，以此来清洗所述待清洗晶圆表面，其中，在清洗所述待清洗晶圆时，所述晶圆卡盘还高速旋转(例如所述晶圆卡盘的转速可以为1700转/分钟)，并带动所述待清洗晶圆高速旋转，以保证均匀清洗所述待清洗晶圆。
在相关技术中，由于所述喷嘴固定设置，则在清洗所述待清洗晶圆表面时，所述喷嘴会持续向所述待清洗晶圆的中心部分喷射清洗剂，所述清洗剂会向所述待清洗晶圆的中心部分持续施加一垂直作用力，以及所述高温清洗剂还会使所述待清洗晶圆膨胀，同时高速旋转的晶圆卡盘会使其夹持的待清洗晶圆的中心部分向下弯曲，导致所述待清洗晶圆200中心部分下沉，所述待清洗晶圆发生形变。并且，由于所述待清洗晶圆200与所述承载部件之间的距离较小(例如一般为0.5毫米)，在所述待清洗晶圆中心部分下沉时，极易碰触到所述承载部件102(例如图2所示)，从而会使得所述承载部件102上的颗粒物较多地粘附到所述待清洗晶圆上，影响晶圆的产品良率。
为此，本发明提出了一种晶圆清洗装置及方法，以避免在清洗所述待清洗晶圆时，由于所述待清洗晶圆碰触到所述承载部件而导致晶圆的产品良率降低的情况的发生。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的晶圆清洗装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
图3为本发明一实施例提供的晶圆清洗装置的结构示意图，如图3所示，所述晶圆清洗装置可以包括晶圆卡盘10和喷嘴20。
其中，所述晶圆卡盘10包括夹持部件11和承载部件12。所述夹持部件11设置于所述承载部件12上，用于夹持待清洗晶圆30，所述承载部件12正对所述待清洗晶圆30的部分为一平坦的表面，并且夹持后的所述待清洗晶圆30与所述承载部件12正对所述待清洗晶圆30的部分存在一预设距离，所述预设距离一般介于1～3毫米之间，大于相关技术中的承载部件和待清洗晶圆之间的距离。则在本实施例中，由于所述待清洗晶圆与所述承载部件之间的距离较大，即使出现如相关技术中的所述待清洗晶圆的中心部分下沉时，所述待清洗晶圆也不会轻易碰触到所述承载部件，从而使得所述承载部件上的颗粒物较少地粘附于所述待清洗晶圆上，保证了晶圆的产品良率。
进一步地，所述喷嘴20活动设置于所述承载部件12的上方，可以用于向所述待清洗晶圆30远离所述承载部件12一侧的表面非固定喷射清洗剂以清洗所述待清洗晶圆30。
具体的，在本实施例中，所述待清洗晶圆具有相对的第一边缘a和第二边缘b，当所述喷嘴20向所述待清洗晶圆30远离所述承载部件12一侧的表面喷射清洗剂时，所述喷嘴20可以在所述第一边缘a和所述第二边缘b之间往复喷射清洗剂，也即，所述喷嘴在图3所示的方向d上做往复运动。相比于相关技术中所述喷嘴向所述待清洗晶圆的中心部分固定喷射清洗剂而言，本发明将所述喷嘴喷射出的清洗剂的作用力分散到所述待清洗晶圆表面的其他部分，从而避免了相关技术中的所述待清洗晶圆的中心部分下沉这一情况发生，降低了所述待清洗晶圆的形变程度。
其中，所述喷嘴20所喷射的清洗剂可以为低温清洗剂，中温清洗剂或者高温清洗剂，所述低温清洗剂的温度范围介于区间[20，45)，所述中温清洗剂的温度范围介于区间[45，80)，所述高温清洗剂的温度范围介于区间[80，∞)。并且，由于热胀冷缩原理，所述清洗剂的温度越高，所述待清洗晶圆的膨胀度越大，也即所述待清洗晶圆的形变程度越大，并且在所述喷嘴喷射的清洗剂的作用下，所述待清洗晶圆是朝着所述承载部件的方向发生形变。也即是，当所述清洗剂的温度越高时，所述待清洗晶圆越容易碰触到所述承载部件，也即所述待清洗晶圆从所述承载部件粘附的颗粒数增加的也越多。其中，所述待清洗晶圆从所述承载部件粘附的颗粒物增加的数量与所述清洗剂的温度之间关系可以如表1所示。
表1
由表1可知，所述待清洗晶圆从所述承载部件粘附的颗粒物增加的数量与所述清洗剂的温度呈正相关。其中，当所述清洗剂的温度为低温时，所述待清洗晶圆从所述承载部件黏着的颗粒物增加数量较少，例如11颗。当所述清洗剂的温度为中温时，所述待清洗晶圆从所述承载部件黏着的颗粒物增加数量较多，例如195颗。当所述清洗剂的温度为高温时，所述待清洗晶圆从所述承载部件黏着的颗粒物增加数量更多，例如421颗。
而在本实施例中，为了在清洗所述待清洗晶圆时，降低所述待清洗晶圆的形变程度，使得所述待清洗晶圆从所述承载部件上粘附较少数量的颗粒物，以保护晶圆的产品良率，所述清洗剂的温度一般介于20～70摄氏度之间。
进一步地，需要说明的是，在喷嘴20向所述待清洗晶圆20喷射清洗剂时，所述晶圆卡盘10还会旋转，并会带动所述待清洗晶圆旋转，以使得所述待清洗晶圆上的清洗剂均匀分布，提高所述待清洗晶圆的清洗均匀性。其中，当所述待清洗晶圆旋转时，离心力会使所述待清洗晶圆的中心部分下沉，使所述待清洗晶圆发生形变。并且，当所述晶圆卡盘转速越大时，所述待清洗晶圆的转速越大，则所述待清洗晶圆的形变程度越大，所述待清洗晶圆也就越容易碰触至所述承载部件，使得所述待清洗晶圆从所述承载部件上粘附的颗粒增加数量也越多。其中，所述晶圆卡盘的转速与所述待清洗晶圆从所述承载部件所粘附的颗粒物增加数量的关系如表2所示。
表2
由表2可知，所述晶圆卡盘的转速与所述待清洗晶圆从所述承载部件粘附的颗粒物增加数量呈正相关，当所述晶圆卡盘转速介于区间[1100，1350)时(例如为1200转/每分(r/min))时，所述待清洗晶圆从所述承载部件粘附的颗粒物的增加数量为14颗。当所述晶圆卡盘转速介于区间[1350，1600)时(例如为1500r/min)时，所述待清洗晶圆从所述承载部件粘附的颗粒物的增加数量为290颗。当所述晶圆卡盘转速介于区间[1600，1800)时(例如为1700r/min)时，所述待清洗晶圆从所述承载部件粘附的颗粒物的增加数量为489颗。
而在本实施例中，为了在清洗所述待清洗晶圆时，降低所述待清洗晶圆的形变程度，使得所述待清洗晶圆从所述承载部件上粘附较少数量的颗粒物，以保护晶圆的产品良率，所述晶圆卡盘10的转速一般介于1100～1450转/分钟之间。
综上可知，本实施例中，在清洗所述待清洗晶圆时，由于所述喷嘴非固定喷射所述待清洗晶圆表面，以及所述清洗剂的温度较低，所述晶圆卡盘的转速较小，则使得所述待清洗晶圆发生较小程度的形变。同时，由于所述待清洗晶圆与所述承载部件之间的距离较大。在此基础上，利用喷嘴喷射清洗剂清洗所述待清洗晶圆时，所述待清洗晶圆不会碰触至所述承载部件，从而避免了所述承载部件上的颗粒物粘附于所述待清洗晶圆表面。其中，图4示出了本实施例中在清洗所述待清洗晶圆时，所述晶圆清洗装置的结构示意图。对比图2和图4可知，本发明中在清洗所述待清洗晶圆时，所述待清洗晶圆未碰触至所述承载部件。
进一步地，如图3所示，所述承载部件内还设置有多条气体通道c，所述多条气体通道c用于向所述待清洗晶圆20靠近所述承载部件12一侧的表面输送保护气体，以使所述保护气体填充于所述待清洗晶圆20和所述承载部件12之间形成较大的压强，从而避免所述清洗剂流至所述待清洗晶圆20靠近所述承载部件12一侧的表面，以保护所述待清洗晶圆靠近所述承载部件一侧的表面。其中，所述保护气体可以为惰性气体或者氮气。
由上述论述可知，本发明中的晶圆清洗装置，其喷嘴是活动设置的，并且当利用所述喷嘴喷射清洗剂时，所述喷嘴非固定喷射，也即，在利用所述喷嘴喷射清洗剂清洗待清洗晶圆时，并非让所述清洗剂持续作用于待清洗晶圆的某一部分，而是将所述清洗剂的作用力分散在所述待清洗晶圆的其他部分，进一步地，相较于相关技术中清洗剂的温度为80摄氏度而言，本发明中清洗剂的温度较低，一般介于20～70摄氏度之间，缓解了晶圆的热胀冷缩效应，以及对比相关技术中晶圆卡盘的转速为1700转/分钟，本发明中所述晶圆卡盘的转速较低，一般介于1100～1450转/分钟之间，相应的，晶圆卡盘的离心力也较低，从而降低了所述待清洗晶圆的形变程度。同时，本发明中的晶圆清洗装置，所述待清洗晶圆与所述承载部件之间的距离较大。
则清洗所述待清洗晶圆时，基于所述待清洗晶圆形变程度较低，以及所述待清洗晶圆和所述承载部件相距较远的基础上，可以保证所述待清洗晶圆不会碰触至所述承载部件，也即所述承载部件上的颗粒物不会粘附到所述待清洗晶圆表面，从而大大提高了晶圆的产品良率。
进一步地，本发明还提供了一种晶圆清洗方法，图5为本发明一实施例的一种晶圆清洗方法的流程示意图，如图5所示，所述晶圆清洗方法可以包括：
步骤10a、提供一包括夹持部件和承载部件的晶圆卡盘，利用夹持部件夹持待清洗晶圆。
其中，所述夹持部件设置在所述承载部件上，用于夹持所述待清洗晶圆，以及所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分为一平坦的表面。并且夹持后的所述待清洗晶圆与所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分存在一预设距离，所述预设距离一般介于1～3毫米之间。
步骤20a、利用一喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面非固定喷射清洗剂，以清洗所述待清洗晶圆。
其中，所述喷嘴与所述晶圆卡盘相对设置，并且，所述待清洗晶圆包括相对的第一边缘和第二边缘，当利用所述喷嘴向所述待清洗晶圆喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述第一边缘和所述第二边缘之间往复喷射清洗剂，其中，所述喷嘴喷射出的清洗剂的温度介于20～70摄氏度之间。
需要说明的是，在本实施例中，由于是通过喷嘴喷射清洗剂来清洗待清洗晶圆的，因此，在利用夹持部件夹持所述待清洗晶圆时，应使得所述待清洗晶圆的待清洗面正对所述喷嘴，同时，所述待清洗晶圆的非清洗面面对所述承载部件。并且，所述承载部件内还设置有多条用于输送保护气体的气体通道，以使所述保护气体填充于所述承载部件和所述待清洗晶圆之间，以确保所述清洗剂不流至所述待清洗晶圆的非请洗面，保护所述待清洗晶圆的非请洗面。
还需说明的是，当所述待清洗晶圆的待清洗面为背面时，所述喷嘴喷射出的清洗剂还会清洗所述待清洗晶圆正面的边缘区域，而所述气体输送通道用于向所述待清洗晶圆正面的非边缘区域输送稳定气体，以保护所述待清洗晶圆正面的非边缘区域。
进一步地，在本实施例中，为了保证对于所述待清洗晶圆清洗的均匀性，在喷嘴喷射清洗剂时，还旋转所述晶圆卡盘，以带动所述待清洗晶圆旋转，以使得喷射到所述待清洗晶圆待清洗面的清洗剂均匀分布，以实现对所述待清洗晶圆的均匀清洗。其中，所述晶圆卡盘的转速一般介于1100～1450转/每分钟之间。
由上述论述可知，本发明中的晶圆清洗方法中，当利用所述喷嘴喷射清洗剂时，所述喷嘴非固定喷射，也即，在利用所述喷嘴喷射清洗剂清洗待清洗晶圆时，并非让所述清洗剂持续作用于待清洗晶圆的某一部分，而是将所述清洗剂的作用力分散在所述待清洗晶圆的其他部分，同时，本发明中清洗剂的温度较低，缓解了热胀冷缩效应，以及所述晶圆卡盘的转速较低，降低了离心力，从而降低了所述待清洗晶圆的形变程度。并且，所述待清洗晶圆与所述承载部件之间的距离较大。
则在清洗所述待清洗晶圆时，基于所述待清洗晶圆形变程度较低，以及所述待清洗晶圆和所述承载部件相距较远的基础上，可以保证所述待清洗晶圆不会碰触至所述承载部件，也即所述承载部件上的颗粒物不会粘附到所述待清洗晶圆表面，从而大大提高了晶圆的产品良率。
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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，所述装置包括：
一晶圆卡盘，包括夹持部件和承载部件，所述夹持部件设置于所述承载部件上，所述夹持部件用于夹持待清洗晶圆，并且夹持后的所述待清洗晶圆与所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分存在一预设距离；
与所述晶圆卡盘相对设置的喷嘴，用于当所述夹持部件夹持所述待清洗晶圆时，向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂以清洗所述待清洗晶圆，其中当所述喷嘴向所述待清洗晶圆表面喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述待清洗晶圆的表面上非固定喷射清洗剂。
2.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述待清洗晶圆具有相对的第一边缘和第二边缘，当所述喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述第一边缘和所述第二边缘之间往复喷射所述清洗剂。
3.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分为一平坦的表面。
4.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述承载部件内设置有多条气体通道，所述多条气体通道用于向所述待清洗晶圆靠近所述承载部件一侧的表面输送保护气体。
5.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，当利用一喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，所述晶圆卡盘旋转，并带动所述待清洗晶圆旋转，其中，所述晶圆卡盘的转速介于1100～1450转/分钟之间。
6.一种晶圆清洗方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一晶圆卡盘，所述晶圆卡盘包括夹持部件和承载部件，所述夹持部件设置在所述承载部件上，利用所述夹持部件夹持待清洗晶圆，并且夹持后的所述待清洗晶圆与所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分存在一预设距离；
利用一喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂，以清洗所述待清洗晶圆；其中当所述喷嘴向所述待清洗晶圆表面喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述待清洗晶圆的表面上非固定喷射清洗剂。
7.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述待清洗晶圆具有相对的第一边缘和第二边缘，当所述喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，所述喷嘴在所述第一边缘和所述第二边缘之间往复喷射所述清洗剂。
8.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述承载部件正对所述待清洗晶圆的部分为一平坦的表面。
9.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述承载部件内设置有多条气体通道，当利用喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，通过所述多条气体通道向所述待清洗晶圆靠近所述承载部件一侧的表面输送保护气体。
10.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，当利用一喷嘴向所述待清洗晶圆远离所述承载部件一侧的表面喷射清洗剂时，旋转所述晶圆卡盘，并带动所述待清洗晶圆旋转，其中，所述晶圆卡盘的转速介于1100～1450转/每分钟之间。
11.如权利要求6所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述喷嘴喷射出的清洗剂的温度介于20～70摄氏度之间。
技术总结