CN111524789A - 晶圆清洗方法 - Google Patents

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CN111524789A CN202010253671.4A CN202010253671A CN111524789A CN 111524789 A CN111524789 A CN 111524789A CN 202010253671 A CN202010253671 A CN 202010253671A CN 111524789 A CN111524789 A CN 111524789A
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吴远华
刘跃
王莹莹
封贻杰
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Abstract

本申请公开了一种晶圆清洗方法，涉及半导体制造领域。该方法包括将待清洗的晶圆固定于承载台；将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，运行参数包括清洗液喷射区域、氮气流量、晶圆转速；预定值用于令清洗晶圆时清洗液远离晶圆底部；通过背面管路向晶圆底部喷氮气；通过旋转底座带动晶圆旋转；通过承载台上方的喷射管路向待晶圆表面喷射清洗液；解决了利用单片清洗机台清洗晶圆时，清洗液容易进入晶圆不需要清洗的一面造成特殊图形缺陷的问题；达到了避免晶圆不需要清洗的一面出现特殊图形缺陷，提高晶圆的良率的效果。

Description

晶圆清洗方法
技术领域
本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种晶圆清洗方法。
背景技术
在半导体集成电路制造过程中，为了避免颗粒、有机物、金属污染物等污染物造成晶圆内制造的电路、器件损坏，在每步工序结束之后都需要对晶圆进行清洗。
晶圆清洗方式包括槽式清洗和单片清洗，槽式清洗时可以将多片晶圆浸泡在清洗槽中进行清洗，同时去除晶圆正面和背面的污染物；单片清洗时将晶圆固定在单片清洗机台，对晶圆不需要清洗的一面进行保护，喷头喷洒清洗剂对晶圆需要清洗的一面进行清洗。
然而，由于清洗程序设置或者清洗机台固体硬件的缺陷，晶圆被保护的一面仍可能因清洗液流入而出现特殊图形缺陷。
发明内容
可以解决相关技术中的问题，本申请提供了一种晶圆清洗方法。该技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供了一种晶圆清洗方法，该方法包括：
将待清洗的晶圆固定于承载台；
将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，运行参数包括清洗液喷射区域、氮气流量、晶圆转速；预定值用于令清洗晶圆时清洗液远离晶圆底部；
通过背面管路向晶圆底部喷氮气；
通过旋转底座带动晶圆旋转；
通过承载台上方的喷射管路向待晶圆表面喷射清洗液。
可选的，将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整清洗液喷射区域为预定喷射区域，预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R),R表示晶圆的半径。
可选的，将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整氮气流量为预定流量，预定流量的取值范围为150L/min-250L/min。
可选的，将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整晶圆转速为预定转速，预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
可选的，将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整清洗液喷区域为预定喷射区域，预定喷射区域的范围为(-43％R，43％R)至(-13％R，13％R)，R表示晶圆的半径；
调整氮气流量为预定流量，预定流量的取值范围为150L/min-250L/min。
可选的，将调整单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整清洗液喷区域为预定喷射区域，预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R)，R表示晶圆的半径；
调整晶圆转速为预定转速，预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
可选的，将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整氮气流量为预定流量，预定流量的取值范围为150L/min-250L/min；
调整晶圆转速为预定转速，预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
可选的，将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整清洗液喷区域为预定喷射区域，预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R)，R表示晶圆的半径；
调整氮气流量为预定流量，预定流量的取值范围为150L/min-250L/min；
调整晶圆转速为预定转速，预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
可选的，通过待承载台上方的喷射管路向晶圆表面喷射清洗液，包括：
控制待承载台上方的喷射管路按预设喷射区域向晶圆表面喷射清洗液。
可选的，通过背面管路向晶圆底部喷氮气，包括：
控制背面管路按预定流量向晶圆底部喷氮气。
可选的，通过旋转底座带动晶圆旋转，包括：
控制旋转底座按预定转速带动晶圆旋转。
可选的，单片式晶圆清洗机台的旋转底座内包括气体缓冲腔，背面管路的出气口位于气体缓冲腔内；
通过背面管路向晶圆底部喷氮气，包括：
控制背面管路按预定流量向气体缓冲腔喷氮气，氮气从气体缓冲腔流向晶圆底部。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
通过将待清洗的晶圆固定于承载台，调整单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种为预定值，通过背面管路向晶圆底部喷氮气，通过旋转底座带动晶圆旋转，通过承载台上方的喷射管路向晶圆表面喷射清洗液，通过调整清洗液喷射区域、氮气流量、晶圆转速这个三个参数中的至少一种为预定值，避免清洗晶圆时清洗液流到晶圆的底部，解决了利用单片清洗机台清洗晶圆时，清洗液容易进入晶圆不需要清洗的一面造成特殊图形缺陷的问题；达到了避免晶圆不需要清洗的一面出现特殊图形缺陷，提高晶圆的良率的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种晶圆清洗方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的单片式晶圆清洗机台清洗晶圆时的侧视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图1，其示出了本申请实施例提供一种晶圆清洗方法的流程图。如图1所示，该晶圆清洗方法至少包括如下步骤：
步骤101，将待清洗的晶圆固定于承载台。
将待清洗的晶圆移动至单片式晶圆清洗机台，并将晶圆固定在单片式晶圆清洗机台上的承载台。
单片式晶圆清洗机台每次清洗一片晶圆。
可选的，晶圆的外边缘被夹住。
步骤102，将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，运行参数包括清洗液喷射区域、氮气流量、晶圆转速。
为了避免清洗晶圆时，清洗液从晶圆的表面流到晶圆的底部，调整单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种为预定值，预定值用于令清洗晶圆时清洗液远离晶圆的底部。
单片式晶圆清洗机台按调整后的预定值运行，在晶圆清洗过程中清洗液难以流到晶圆的底部。
当清洗液喷射区域较大时，晶圆旋转时，晶圆表面的清洗液会在晶圆的边缘堆积，当清洗液在边缘堆积的厚度达到一定值时，清洗液会流到晶圆的底部，造成晶圆底部形成特殊图形缺陷，因此需要调节清洗液喷射范围，避免晶圆旋转时堆积在晶圆边缘的清洗液流到晶圆的底部。
当氮气流量较小时，吹出的氮气无法在晶圆的底部形成保护区域，即氮气气流无法将流下的清洗液吹走，清洗液会流到晶圆的底部，造成晶圆底部形成特殊图形缺陷，因此需要调节氮气气流，避免晶圆旋转时流下的清洗液流到晶圆的底部。
当晶圆旋转速度较小时，清洗液容易在晶圆表面堆积，当清洗液在晶圆表面堆积的厚度达到一定值时，清洗液会流到晶圆的底部，造成晶圆底部形成特殊图形缺陷，因此需要调节晶圆转速，避免晶圆旋转时清洗液流到晶圆的底部。
需要说明的是，晶圆的正面和背面均可清洗，当晶圆的正面需要清洗时，晶圆的正面朝上，晶圆的正面作为表面，晶圆的背面朝下，晶圆的背面作为底部；当晶圆的背面需要清洗时，晶圆的背面朝上，晶圆的背面作为表面，晶圆的正面作为底部。
步骤103，通过背面管路向晶圆底部喷氮气。
通过背面管路向晶圆底部吹氮气，氮气气流吹扫晶圆底部，避免清洗晶圆过程中，晶圆表面的清洗液流到晶圆底部。
步骤104，通过旋转底座带动晶圆旋转。
晶圆固定于单片式晶圆清洗机台的承载台，承载台与旋转底座连接，当旋转底座旋转时，承载台上的晶圆随着旋转底座旋转。
步骤105，通过承载台上方的喷射管路向晶圆表面喷射清洗液。
通过喷射管路喷射清洗液至晶圆表面，利用清洗液清洗晶圆。
喷射管路对准晶圆的中心，当晶圆旋转时，晶圆表面的清洗液从晶圆中心流向晶圆边缘。
综上所述，本申请实施例提供的晶圆清洗方法，通过将待清洗的晶圆固定于承载台，调整单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种为预定值，通过背面管路向晶圆底部喷氮气，通过旋转底座带动晶圆旋转，通过承载台上方的喷射管路向晶圆表面喷射清洗液，通过调整清洗液喷射区域、氮气流量、晶圆转速这个三个参数中的至少一种为预定值，避免清洗晶圆时清洗液流到晶圆的底部，解决了利用单片清洗机台清洗晶圆时，清洗液容易进入晶圆不需要清洗的一面造成特殊图形缺陷的问题；达到了避免晶圆不需要清洗的一面出现特殊图形缺陷，提高晶圆的良率的效果。
当调整清洗液喷射区域时，该晶圆清洗方法可以包括如下步骤：
步骤201，将晶圆固定于承载台。
如图2所示，待清洗的晶圆10固定于单片式晶圆清洗机台的承载台。
步骤202，调整清洗液喷射区域为预定喷射区域。
如图2所示，喷射管路14的出液口对准承载台上晶圆10的中心，预定喷射区域d以晶圆的圆心为基准来确定。
可选的，预定喷射区域的范围为(-43％R，43％R)至(-13％R，13％R)，R表示晶圆的半径。
比如：调整清洗液喷射区域为(-40％R，40％R)，或，调整清洗液喷射区域为(-30％R，30％R),或，调整清洗液喷射区域为(-13％R，13％R)。
预定喷射范围根据实际情况确定。
在一个例子中，晶圆的直径为300mm，预定喷射区域的范围为(-64.5mm,64.5mm)至(-19.5mm,19.5mm)，比如，调整清洗液喷射区域为(-20mm，20mm)。
步骤203，通过背面管路向晶圆底部喷氮气。
如图2所示，背面管路12喷出氮气，氮气流向晶圆10的底部，图2中虚线17表示氮气的流向。
步骤204，通过旋转底座带动晶圆旋转。
晶圆10固定在单片式晶圆清洗机台的旋转底座上，旋转底座11带动晶圆10旋转。
步骤205，控制待承载台上方的喷射管路按预设喷射区域向晶圆表面喷射清洗液。
当调整氮气流量时，该晶圆清洗方法可以包括如下步骤：
步骤301，将待清洗的晶圆固定于承载台。
步骤302，调整氮气流量为预定流量。
可选的，预定流量的取值范围为150L/min-250L/min。
比如：调整氮气流量为250L/min，或，调整预定流量为200L/min。
预定流量的值根据实际情况确定。
步骤303，控制背面管路按预定流量向晶圆底部喷氮气。
如图2所示，背面管路12的出气口13，背面管路12输送的氮气从出气口13流出至晶圆10的底部。
步骤304，通过旋转底座带动晶圆旋转。
步骤305，通过承载台上方的喷射管路向晶圆表面喷射清洗液。
当调整晶圆转速时，该晶圆清洗方法可以包括如下步骤：
步骤401，将待清洗的晶圆固定于承载台。
步骤402，调整晶圆转速为预定转速。
可选的，预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
预定转速的值根据实际情况确定。
步骤403，通过背面管路向晶圆底部喷氮气。
步骤404，控制旋转底座按预定转速带动晶圆旋转。
步骤405，通过承载台上方的喷射管路向晶圆表面喷射清洗液。
当调整清洗液喷射区域和氮气流量时，该晶圆清洗方法可以包括如下步骤：
步骤501，将待清洗的晶圆固定于承载台。
步骤502，调整氮气流量为预定流量，调整清洗液喷射区域为预定区域。
可选的，预定流量的取值范围为150L/min-250L/min。比如：调整氮气流量为190L/min，或，调整预定流量为160L/min。
可选的，预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R),R表示晶圆的半径。
步骤503，控制背面管路按预定流量向晶圆底部喷氮气。
步骤504，通过旋转底座带动晶圆旋转。
步骤505，控制待承载台上方的喷射管路按预设喷射区域向晶圆表面喷射清洗液。
当调整氮气流量和晶圆转速时，该晶圆清洗方法可以包括如下步骤：
步骤601，将待清洗的晶圆固定于承载台。
步骤602，调整氮气流量为预定流量，调整晶圆转速为预定转速。
可选的，预定流量的取值范围为150L/min-250L/min。比如：调整氮气流量为190L/min，或，调整预定流量为160L/min。
可选的，预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
步骤603，控制背面管路按预定流量向晶圆底部喷氮气。
步骤604，控制旋转底座按预定转速带动晶圆旋转。
步骤605，通过承载台上方的喷射管路向晶圆表面喷射清洗液。
当调整清洗液喷射区域和晶圆转速时，该晶圆清洗方法可以包括如下步骤：
步骤701，将待清洗的晶圆固定于承载台。
步骤702，调整清洗液喷射区域为预定喷射区域，调整晶圆转速为预定转速。
可选的，预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R)，R表示晶圆的半径。
可选的，预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
步骤703，通过背面管路向晶圆底部喷氮气。
步骤704，控制旋转底座按预定转速带动晶圆旋转。
步骤705，控制待承载台上方的喷射管路按预设喷射区域向晶圆表面喷射清洗液。
当调整清洗液喷射区域、氮气流量和晶圆转速时，该晶圆清洗方法可以包括如下步骤：
步骤801，将待清洗的晶圆固定于承载台。
步骤802，调整清洗液喷射区域为预定喷射区域，调整晶圆转速为预定转速，以及调整氮气流量为预定流量。
可选的，预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R)，R表示晶圆的半径。
可选的，预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
可选的，预定流量的取值范围为150L/min-250L/min。
步骤803，控制背面管路按预定流量向晶圆底部喷氮气。
步骤804，控制旋转底座按预定转速带动晶圆旋转。
步骤805，控制待承载台上方的喷射管路按预设喷射区域向晶圆表面喷射清洗液。
如图2所示，单片式晶圆清洗机台的旋转底座11内包括气体缓冲腔16，背面管路12的出气口13位于气体缓冲腔16内。通过背面管路向待清洗的晶圆底部喷氮气，可以通过如下方式实现：
控制背面管路按预定流量向气体缓冲腔喷氮气，氮气从气体缓冲腔流向待清洗的晶圆底部。
气体缓冲腔有助于氮气均匀扩散。
需要说明的是，在本申请实施例中，通过背面管路向待清洗的晶圆底部喷氮气、通过旋转底座带动待清洗的晶圆旋转、通过承载台上方的喷射管路向待清洗的晶圆表面喷射清洗液，这三个步骤的执行顺序根据实际情况确定，本申请对此不作限定。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种晶圆清洗方法，其特征在于，所述方法包括：
将待清洗的晶圆固定于承载台；
将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，所述运行参数包括清洗液喷射区域、氮气流量、晶圆转速；所述预定值用于令清洗晶圆时清洗液远离所述晶圆底部；
通过背面管路向所述晶圆底部喷氮气；
通过旋转底座带动所述晶圆旋转；
通过所述承载台上方的喷射管路向所述待晶圆表面喷射所述清洗液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整所述清洗液喷射区域为预定喷射区域，所述预定喷射区域的范围为(-43％R，43％R)至(-13％R，13％R)，R表示所述晶圆的半径。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整所述氮气流量为预定流量，所述预定流量的取值范围为150L/min-250L/min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整所述晶圆转速为预定转速，所述预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整所述清洗液喷区域为预定喷射区域，所述预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R)，R表示所述晶圆的半径；
调整所述氮气流量为预定流量，所述预定流量的取值范围为150L/min-250L/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将调整单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整所述清洗液喷区域为预定喷射区域，所述预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R)，R表示所述晶圆的半径；
调整所述晶圆转速为预定转速，所述预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整所述氮气流量为预定流量，所述预定流量的取值范围为150L/min-250L/min；
调整所述晶圆转速为预定转速，所述预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将单片式晶圆清洗机台的运行参数中的至少一种调整为预定值，包括：
调整所述清洗液喷区域为预定喷射区域，所述预定喷射区域的范围为(-43％R,43％R)至(-13％R,13％R)，R表示所述晶圆的半径；
调整所述氮气流量为预定流量，所述预定流量的取值范围为150L/min-250L/min；
调整所述晶圆转速为预定转速，所述预定转速的取值范围为1400rpm-1700rpm。
9.根据权利要求2、5、6、8任一所述的方法，其特征在于，所述通过所述待承载台上方的喷射管路向所述晶圆表面喷射清洗液，包括：
控制所述待承载台上方的喷射管路按所述预设喷射区域向所述晶圆表面喷射清洗液。
10.根据权利要求3、5、7、8任一所述的方法，其特征在于，所述通过背面管路向所述晶圆底部喷氮气，包括：
控制所述背面管路按所述预定流量向所述晶圆底部喷氮气。
11.根据权利要求4、6、7、8所述的方法，其特征在于，所述通过旋转底座带动所述晶圆旋转，包括：
控制所述旋转底座按所述预定转速带动所述晶圆旋转。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单片式晶圆清洗机台的旋转底座内包括气体缓冲腔，所述背面管路的出气口位于所述气体缓冲腔内；
所述通过背面管路向所述晶圆底部喷氮气，包括：
控制所述背面管路按预定流量向所述气体缓冲腔喷所述氮气，所述氮气从所述气体缓冲腔流向所述晶圆底部。
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