CN112470252A - 清洗半导体硅片的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了清洗半导体硅片(202)的装置及方法。其中，方法包括以下步骤：将一片或多片硅片(202)依次输送到至少一个第一槽(201)内及一个或多个第二槽(207)内以执行槽式清洗工艺，所述第一槽(201)内盛有化学液，第二槽(207)内盛有清洗液；从一个或多个第二槽(207)内的清洗液中取出该一片或多片硅片(202)，并将该一片或多片硅片(202)传输至一个或多个单片清洗模组(510)内以执行单片硅片的清洗及干燥工艺；其中，从该一片或多片硅片(202)从所述至少一个第一槽(201)内的化学液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片(202)浸入所述一个或多个第二槽(207)内的清洗液中，和/或从该一片或多片硅片(202)从所述一个或多个第二槽(207)内的清洗液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片(202)传输到一个或多个单片清洗模组(510)中，在该一片或多片硅片(202)上控制并保持一定厚度的液膜(204,504)。

Description

清洗半导体硅片的装置及方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，涉及清洗半导体硅片的装置及方法。
背景技术
在集成电路的制造过程中，湿法清洗工艺对于获得高质量集成电路至关重要。在干法刻蚀工艺之后，需要对硅片进行清洗以去除在干法刻蚀工艺中残留的光刻胶、有机物以及附着在硅片表面的薄膜材料。用于清洗硅片的化学液主要包括：例如SC1、BOE以及由硫酸和双氧水混合的SPM溶液。其中，SPM溶液的温度可能要高于80℃，高温SPM溶液可以用于去除残留的光刻胶及有机物。一般来说，清洗硅片的方法有两种，一种是槽式清洗，另一种是单片清洗。
槽式清洗一次能够清洗多片硅片。槽式清洗的装置包括：机械传输装置及多个清洗槽。在一个清洗槽内能同时清洗多片硅片，所以槽式清洗的效率很高。此外，由于清洗槽中的化学液是循环的，因此可以重复使用该化学液，降低了槽式清洗的成本，特别是对于高温化学液，例如120℃的SPM溶液。由于高温SPM溶液价格较高，所以利用槽式清洗能够降低清洗成本。然而，随着集成电路线宽的不断缩小，槽式清洗的缺点也日益暴露出来。在槽式清洗过程中，硅片被垂直放至清洗槽内，这很容易导致硅片间的交叉污染，特别地，如果其中一个清洗槽中的硅片之一具有金属或有机污染物，则在同一清洗槽中清洗的所有硅片都将被污染。在清洗完成后，硅片被垂直地从清洗槽中取出，这个时候，如果清洗槽中的化学液含有一些微小的有机污染物或颗粒，则这些微小的有机污染物或颗粒会随着化学液粘附在硅片表面。一旦硅片被干燥后，硅片上这些微小有机污染物或颗粒将很难被去除。
单片清洗一次只能清洗一片硅片。单片清洗装置包括：机械传输装置及多个独立的单片清洗模组。一片硅片的干燥和清洗工艺都在一个单片清洗模组中完成。在清洗完一片硅片后，单片清洗模组中的化学液被排出，新的化学液供应至该单片清洗模组用于清洗另一片硅片，有效避免了交叉污染。单片清洗能有效去除颗粒和薄膜材料，并避免金属离子污染。然而，单片清洗在使用高温化学液方面存在一定限制，比如温度高于130℃的SPM溶液。因为高温化学液很难被循环使用，所以需要大量的SPM溶液。此外，单片清洗更适用于清洗硅片的正面，在清洗硅片背面方面存在一定的困难和挑战。在某些情况下，单片清洗在清洗硅片时需要花费较长时间，导致产率很低。
槽式清洗及单片清洗都有各自的优缺点。只采用槽式清洗或单片清洗都不能达到最佳的清洗效果，也不能满足现代工艺的需要。因此，提出将槽式清洗和单片清洗相结合的想法。然而，将槽式清洗和单片清洗相结合的一大挑战是，在将硅片从清洗槽内的清洗液中取出并传送到单片清洗模组期间，很难控制槽式清洗液中的颗粒及污染物使其不附着在硅片上。在这期间，如果颗粒及污染物附着在硅片的表面上，则在单片清洗模组中将很难去除这些颗粒及污染物。
发明内容
因此，本发明提出了一种清洗半导体硅片的装置及方法。
根据本发明的一个实施例，提出一种用于清洗半导体硅片的方法。所述方法包括：将一片或多片硅片依次输送到至少一个盛有化学液的第一槽内及一个或多个盛有清洗液的第二槽内以进行槽式清洗；将该一片或多片硅片从该一个或多个第二槽内的清洗液中取出并将该一片或多片硅片传输至一个或多个单片清洗模组内以进行单片硅片的清洗和干燥工艺；其中，将该一片或多片硅片从该至少一个第一槽内的化学液中取出的那一刻直至该一片或多片硅片被浸入该一个或多个第二槽内的清洗液中，和/或将该一片或多片硅片从该一个或多个第二槽内的清洗液中取出的那一刻直至该一片或多片硅片被传输到该一个或多个单片清洗模组内，在该一片或多片硅片上控制并保持一定厚度的液膜。
根据本发明的另一个实施例，提出一种用于清洗半导体硅片的方法。所述方法包括：将一片或多片硅片输送到至少一个盛有清洗溶液的槽内以进行槽式清洗；将该一片或多片硅片从该至少一个槽内的清洗溶液中取出并传输至一个或多个单片清洗模组内以进行单片硅片的清洗及干燥工艺；其中，将该一片或多片硅片从该至少一个槽内的清洗溶液中取出的那一刻直至该一片或多片硅片被传输到该一个或多个单片清洗模组内，在该一片或多片硅片上控制并保持一定厚度的液膜。
根据本发明的一个实施例，提出一种用于清洗半导体硅片的装置。所述装置包括：至少一个第一槽，盛有化学液，被配置为执行槽式清洗工艺；一个或多个第二槽，盛有清洗液，被配置为执行槽式清洗工艺；一个或多个单片清洗模组，被配置为执行单片硅片的清洗及干燥工艺；多个机械手，被配置为传输一片或多片硅片；控制器，被配置为控制该多个机械手以将一片或多片硅片依次输送到该至少一个第一槽内及该一个或多个第二槽内，然后传输至该一个或多个单片清洗模组内；其中，该控制器被配置为在将该一片或多片硅片从该至少一个第一槽内的化学液中取出的那一刻直至该一片或多片硅片被浸入该一个或多个第二槽内的清洗液中，和/或将该一片或多片硅片从该一个或多个第二槽内的清洗液中取出的那一刻直至该一片或多片硅片被传输到该一个或多个单片清洗模组内，在该一片或多片硅片上保持一定厚度的液膜。
根据本发明的另一个实施例，提出一种用于清洗半导体硅片的装置。所述装置包括：多个装载端口；至少一个第一槽，盛有化学液，被配置为执行槽式清洗工艺；一个或多个第二槽，盛有清洗液，被配置为执行槽式清洗工艺；一个或多个单片清洗模组，被配置为执行单片硅片的清洗及干燥工艺；其中，该多个装载端口横向排布，该至少一个第一槽及该一个或多个第二槽纵向排布在一侧，该一个或多个单片清洗模组纵向排布在另一侧并位于该至少一个第一槽及该一个或多个第二槽的对面。
根据本发明的又一个实施例，提出一种用于清洗半导体硅片的装置。所述装置包括：至少一个槽，盛有清洗溶液，被配置为执行槽式清洗工艺；一个或多个单片清洗模组，被配置为执行单片硅片的清洗及干燥工艺；一个或多个机械手，被配置为将一片或多片硅片传输至该至少一个槽内和该一个或多个单片清洗模组内；控制器，被配置为控制该一个或多个机械手；其中，该控制器被配置为在将该一片或多片硅片从该至少一个槽内的清洗溶液中取出的那一刻直至该一片或多片硅片被传输到该一个或多个单片清洗模组内，在该一片或多片硅片上保持一定厚度的液膜。
附图说明
通过结合附图更详细地描述本发明的示例实施例，本发明的上述和其他目的，特征和优点将变得更加明显，其中在本发明的示例实施例中，相同的附图标记通常代表相同的组件。
图1A揭示了薄的液膜可能会使得颗粒附着在硅片表面，图1B揭示了厚的液膜使得颗粒远离硅片表面。
图2A至图2F揭示了根据本发明的一个实施例，硅片从第一槽内的液体中出来的那一刻直到硅片完全从第一槽中取出，在硅片上控制并保持一定厚度的液膜的示意图。
图3A至图3E揭示了根据本发明的一个实施例，从硅片在第二槽的上方旋转的那一刻直到硅片完全浸入第二槽内的液体中，在硅片上控制并保持一定厚度的液膜的示意图。
图4A至图4D揭示了根据本发明的一个实施例，硅片从第二槽内的液体中出来的那一刻直到硅片完全从第二槽中取出，在硅片上控制并保持一定厚度的液膜的示意图。
图5A至图5H揭示了根据本发明的一个实施例，从硅片被传输到第二翻转装置直到硅片被传输到单片清洗模组并且在单片清洗模组内液体喷洒到硅片上，在硅片上控制并保持一定厚度的液膜的示意图。
图6A至图6J揭示了根据本发明的另一个实施例，从硅片被传输到第二翻转装置直到硅片被传输到单片清洗模组并且在单片清洗模组内液体喷洒到硅片上，在硅片上控制并保持一定厚度的液膜的示意图。
图7A至图7B揭示了根据本发明的一个实施例，硅片从第一槽中取出直到硅片被放入第二槽内，在硅片上控制并保持一定厚度的液膜的示意图。
图8A揭示了根据本发明当硅片上的液膜厚度大于感兴趣的颗粒的直径时，这些感兴趣的颗粒可能不会附着在硅片表面上，图8B及图8C揭示了根据本发明如果硅片上的液膜厚度等于或小于感兴趣的颗粒的直径时，这些感兴趣的颗粒可能会附着在硅片表面上。
图9A至图9C揭示了通过控制硅片倾斜的时间、硅片倾斜的角度和传输硅片时机械手的加速度而在硅片上形成的三种液膜模式的示意图。
图10揭示了根据本发明的一个实施例的清洗装置的顶视图。
图11揭示了图10所示清洗装置的透视图。
图12揭示了图10所示清洗装置的另一个透视图。
图13揭示了前端机械手从硅片盒中取硅片的示意图。
图14A至图14D揭示了根据本发明的一个实施例，放入第一翻转装置的硅片的翻转过程的示意图。
图15揭示了根据本发明的一个实施例，第二硅片传输机械手的夹持臂的透视图。
图16揭示了图15所示的第二机械手的夹持臂的剖视图。
图17揭示了根据本发明的一个实施例的第二翻转装置的透视图。
图18揭示了图17所示的第二翻转装置的剖视图。
图19揭示了根据本发明的一个实施例，第二机械手将两片硅片放置在第二翻转装置的支撑座上，其中液体一直喷在两片硅片上的示意图。
图20是图19的剖视图。
图21揭示了根据本发明的一个实施例，两片硅片由第二翻转装置的硅片保持器保持并与第二翻转装置的支撑座分离，其中液体始终喷在两片硅片上的示意图。
图22揭示了停止将液体喷洒在两片硅片上并将两片硅片从竖直平面转向水平平面的示意图；图23揭示了由第二翻转装置将两片硅片从水平面转至倾斜面的示意图；图24揭示了由第二翻转装置将两片硅片从倾斜面转至水平面的示意图。
图25揭示了工艺机械手从第二翻转装置取出两片硅片的示意图。
图26揭示了根据本发明的一个实施例，第二机械手将一片硅片放置在第二翻转装置的支撑座上，其中液体一直喷在该一片硅片上的示意图。
图27揭示了根据本发明的一个实施例，一片硅片由第二翻转装置的硅片保持器保持并与第二翻转装置的支撑座分离，其中液体始终喷在该一片硅片上的示意图。
图28揭示了由第二翻转装置将一片硅片从竖直面转至倾斜面，其中液体始终喷在该一片硅片上的示意图。
图29揭示了由第二翻转装置将一片硅片从倾斜面转到水平面，其中液体始终喷在该一片硅片上的示意图。
图30A至图30C揭示了根据本发明的一个实施例，通过控制机械手以在硅片上控制并保持一定厚度的液膜的另一种方法的示意图。
具体实施方式
为了充分发挥槽式清洗及单片清洗各自最大的优势，在结合槽式清洗与单片清洗过程中面临的最大挑战是：在硅片执行完槽式清洗后从槽式清洗的清洗液中取出的那一刻直至传输到单片清洗模组中由清洗液喷射到硅片上以执行单片硅片清洗的过程中，如何控制并保持颗粒和污染物始终不附着在硅片表面。在这一过程中，如果颗粒或污染物附着在硅片上，在后续单片清洗期间也很难去除，这将会大大影响产品的良率及质量。
根据本发明的图1A所示，硅片102从液体中取出后，在硅片102上保持有薄的液膜104。由于液膜104过薄，迫使颗粒106附着在硅片102上，在后续的清洗工艺中很难去除颗粒106。相比之下，参考图1B所示，硅片102从液体中取出后，在硅片102上保持有较厚的液膜104。因为液膜104较厚，使得颗粒106远离了硅片102的表面。因此，大大降低了颗粒106附着在硅片102表面上的可能性。
参考图2至图6所示，揭示了硅片从第一槽传输至第二槽，再传输至单片清洗模组的示意图。
参考图2A至图2F所示，揭示了根据本发明的一个实施例，硅片从第一槽内的液体中出来的那一刻直至完全从第一槽中取出，在此过程中，在硅片表面控制并保持一定厚度的液膜。如图2A所示，硅片202在盛有液体，例如SPM溶液的第一槽201中进行槽式清洗后，将供液装置移动到第一槽201上方的位置。该供液装置包括第一喷头203及第二喷头205。然后从第一槽201内取出硅片202，如图2B所示，在硅片202从第一槽201内的液体中出来之前，打开第一喷头203喷射与第一槽201内同样的液体，比如SPM溶液。由于第一喷头203已经打开以喷射液体，所以，当硅片202从第一槽201内的液体中出来的那一刻，第一喷头203向硅片202喷射液体使硅片202上保持一定厚度的液膜，如图2C所示。由于硅片202上的液膜在硅片202从第一槽201内的液体中出来的那一刻会变薄，因此，第一喷头203被配置为在硅片202从第一槽201内液体中出来的那一刻向硅片202喷射液体，使硅片202上保持一定厚度的液膜。这里，第一喷头203向硅片202喷洒液体可以延迟到硅片202部分或全部从第一槽201内的液体中出来之后进行，只要硅片202上的液膜厚度高于一定值，这将会在图8A至图8C中进行详细描述。第一喷头203持续向硅片202喷洒液体直至硅片202完全从第一槽201中取出，如图2D所示。然后，硅片202从竖直面转至倾斜面，供液装置也随之一起旋转。如图2E所示，第一喷头203持续向硅片202喷洒液体。硅片202由倾斜面旋转至水平面，供液装置也随之旋转。在硅片202转至水平面后，关闭第一喷头203，停止向硅片202喷洒液体。如图2F所示，在硅片202上形成了一定厚度的液膜204。硅片202从竖直面旋转到水平面的过程可以是具有一定转速的连续过程。旋转速度越快则硅片202上的液膜204越厚。然而，硅片上液膜的最大厚度由硅片上液膜的表面张力决定。可选择地，硅片202旋转到倾斜面，并且在硅片202旋转到水平面之前有一个停顿，以便控制硅片202上的液膜204的厚度。停顿的时间越长，则硅片202上的液膜204越薄。最好在硅片202上保持适当厚度的液膜，其理由将在图9A至图9C中加以详细阐述。
参考图3A至图3E所示，具有一定液膜204厚度的硅片202被水平传输至第二槽207上方的位置以进行槽式清洗，该第二槽207内盛有液体，比如去离子水，供液装置也移动至第二槽207上方的位置。然后，硅片202从水平面转至倾斜面，最终转至竖直面。旋转的过程可以是连续的。如图3B至图3C所示，为了在硅片上保持一定厚度的液膜，从硅片202旋转的那一刻，打开第二喷头205向硅片202喷洒液体,第二喷头205所喷洒的液体与第二槽207内的液体相同，比如去离子水。如图3D所示，第二喷头205继续向硅片202喷洒液体，硅片202被放入第二槽207中。如图3E所示，在硅片202已经完全浸入第二槽207内的液体中后，关闭第二喷头205，停止喷洒液体。在另一个实施例中，在具有一定液膜204厚度的硅片202被水平传输至第二槽207上方的位置后，硅片202从水平面转至竖直面，然后被放入第二槽207内而不打开第二喷头205。
参考图4A至图4D所示，当硅片202在第二槽207内加工完成后，第三喷头208移动至第二槽207上方的位置，如图4A所示。然后，将硅片202从第二槽207中取出。如图4B所示，在硅片202从第二槽207中的液体出来之前，打开第三喷头208喷洒液体，比如去离子水。如图4C所示，因为已经打开了第三喷头208喷洒液体，所以，硅片202从第二槽207内的液体中出来的那一刻，第三喷头208向硅片202喷洒液体使在硅片202上保持一定厚度的液膜。由于硅片202从第二槽207内的液体中出来的那一刻，硅片202上的液膜会变薄，所以第三喷头208被配置为在硅片202从第二槽207内的液体中出来的那一刻开始向硅片202喷洒液体，使硅片202上保持有一定厚度的液膜。如图4D所示，第三喷头208持续向硅片202喷洒液体，从第二槽207内完全取出硅片202。
参考图5A至图5H所示，将硅片202传输至翻转装置的支撑座502上并由支撑座502保持硅片202。在这一过程中，第三喷头208持续向硅片202喷洒液体，如图5A至图5B所示。然后支撑座502下降，由翻转装置的硅片保持器保持硅片。支撑座502继续下降并与硅片202分离。如图5C所示，第三喷头208持续向硅片202喷洒液体。如图5D所示，翻转装置使得硅片202从竖直面转至倾斜面且第三喷头208持续向硅片202喷洒液体。如图5E所示，第三喷头208停止向硅片202喷洒液体并被移走。如图5F所示，翻转装置使硅片202从倾斜面转至水平面并在硅片202上保持有最大厚度的液膜504。为了控制硅片202上液膜504的厚度，硅片202旋转到倾斜面，并且在硅片202旋转到水平面之前有一个停顿。硅片202上液膜504的厚度由停顿的时间决定。停顿的时间越长，则硅片202上液膜504的厚度就越薄。如图5G至图5H所示，工艺机械手506将硅片202从翻转装置上取走并将硅片202传输至单片清洗模组510。通过控制工艺机械手506的传输加速度可以在硅片202上保持一定厚度的液膜504。工艺机械手506的传输加速度可以被控制，以确保硅片202周边的液膜504的厚度不大于由液体表面张力保持的液膜的最大厚度。因此，在工艺机械手506传输硅片202期间，硅片202上的液体不会从硅片202周边掉落，在硅片202上能保持一定厚度的液膜504，以降低液膜504中的颗粒附着在硅片202表面上的可能性。这些将会在图8A至图8C中加以详细阐述。
硅片202传输至单片清洗模组510后，第四喷头508在硅片202在单片清洗模组510中旋转之前向硅片202喷射液体，以在硅片202上保持一定厚度的液膜504。在单片清洗模组510中对硅片202进行单片清洗及干燥工艺。
参考图6A至图6J所示，揭示了根据本发明的另一个实施例，将硅片202传输至翻转装置的支撑座602上并由支撑座602保持硅片202。如图6A至图6B所示，在这一过程中，第三喷头208持续向硅片202喷射液体。然后支撑座602下降，硅片由翻转装置的硅片保持器保持。支撑座602继续下降并与硅片202分离。如图6C所示，第三喷头208持续向硅片202喷射液体。如图6D所示，翻转装置使得硅片202从竖直面转至倾斜面且第三喷头208持续向硅片202喷射液体。如图6E所示，翻转装置使硅片202从倾斜面转至水平面，与此同时第三喷头208持续向硅片202喷射液体，使得在硅片202上形成一定厚度的液膜604。硅片202从竖直面转至水平面的过程可以是一个连续的过程。如图6F所示，随后第三喷涂208停止向硅片202喷射液体并被移走。如图6G所示，翻转装置使硅片202从水平面转至倾斜面，在倾斜面处有一个停顿，以控制硅片202上的液膜604的厚度。对倾斜角及停顿时间的控制可以使得液膜604既不会太薄而导致颗粒附着在硅片202上，也不会太厚而导致硅片202上的液体在传输硅片202的过程中掉落。如图6H所示，翻转装置使得硅片202从倾斜面转至水平面。如图6I至图6J所示，工艺机械手606将硅片202从翻转装置中取走并传输至单片清洗模组610。通过控制工艺机械手606的传输加速度能够在硅片202上保持一定厚度的液膜604。可以控制工艺机械手606的传输加速度，以确保硅片202周边的液膜604的厚度不大于液体表面张力能够保持的液膜的最大厚度。因此，在工艺机械手606传输硅片202期间，硅片202上的液体不会从硅片202周边掉落，且在硅片202上能保持一定厚度的液膜604，以降低液膜604中的颗粒附着在硅片202表面上的可能性。
硅片202传输至单片清洗模组610后，第四喷头608在硅片202在单片清洗模组610中旋转之前向硅片202喷射液体，以在硅片202上保持一定厚度的液膜604。在单片清洗模组610中对硅片202执行单片清洗及干燥工艺。
参考图7A至图7B所示，揭示了根据本发明的在硅片上控制并保持一定厚度的液膜的另一个实施例。如图7A所示，当硅片702在盛有如SPM溶液等液体的第一槽701内完成槽式清洗后，将硅片702从第一槽701中取出并将硅片702从竖直面翻转至水平面，使得硅片702上保持有一定厚度的液膜704。然后，将保持有一定厚度液膜704的硅片702传输至盛有如去离子水等液体的第二槽707内进行槽式清洗。将硅片702从水平面翻转至竖直面并竖直放入第二槽707内进行槽式清洗。
在上述所有实施例中，虽然仅示出一片硅片、一个第一槽、一个第二槽和一个单片清洗模组以描述本发明的在硅片上控制和保持一定厚度的液膜的机理，应该认识到，可以加工多片硅片，硅片的数量、第一槽的数量、第二槽的数量和单片清洗模组的数量可以根据不同的工艺要求来确定。
参考图8A至图8C所示，揭示了硅片上液膜的厚度与颗粒大小之间的关系。硅片上液膜的厚度与最大颗粒的直径有关。为了避免颗粒附着在硅片上，硅片上液膜的厚度必须不小于最大颗粒的直径。满足这一关系后，最大的颗粒很可能悬浮在液膜中，附着在硅片上的机会将减少。由于最大的颗粒可能悬浮在液膜中，因此其他比最大颗粒小的颗粒更容易悬浮在液膜中，进一步降低了颗粒附着在硅片上的可能性。图8A揭示了硅片802上液膜804的厚度大于液膜804中最大颗粒806的直径。图8B揭示了硅片802上液膜804的厚度等于液膜804中最大颗粒806的直径。图8C揭示了硅片802上液膜804的厚度小于液膜804中最大颗粒806的直径。因此，在图8B及图8C的条件下，最大颗粒806将会接触到硅片802的表面，最大颗粒806附着在硅片802表面上的机会将非常高，这是不理想的。
硅片上的液膜厚度与机械手传输硅片时的传输速度有关。如图9A所述，硅片902上的液膜904的厚度较厚。在机械手传输具有较厚液膜904的硅片902时，如果机械手的传输加速度较大，可能会导致液膜904涌向硅片902的周边，使得硅片902周边的液膜904的厚度增加，如图9C所示。如果硅片902周边的液膜904的厚度大于液体表面张力能够保持的液膜的最大厚度，那么在机械手传输硅片902的过程中，硅片上的液体会从硅片902周边处滴落。如图9B所示，硅片902上的液膜904的厚度较薄，因此在机械手传输硅片902期间，只要硅片902周边的液膜904的厚度不大于液体表面张力所能保持的液膜的最大厚度，机械手的传输加速度就可以很大。因此，在机械手传输硅片902期间，硅片上的液体不会从硅片902周边处滴落，能够在硅片902上保持一定厚度的液膜904，以降低液膜904中的颗粒附着在硅片902表面的可能性。
在一些实施例中，可以不用第二槽。硅片在第一槽内进行槽式清洗，然后从第一槽中取出硅片并将硅片传输至单片清洗模组进行单片硅片的清洗及干燥工艺。图2及图5至图9所揭示的内容也适用于此，以在硅片从第一槽内的液体中出来的那一刻直至传输至单片清洗模组期间，在硅片上控制并保持一定厚度的液膜。
参考图10至图12所示，揭示了根据本发明的一个实施例，用于清洗半导体硅片的装置。所述装置1000包括：多个装载端口1010、前端机械手1020、第一翻转装置1030、第一硅片传输机械手、清洗槽1040、至少一个第一槽1050、一个或多个第二槽1060、第二硅片传输机械手、第二翻转装置1070、工艺机械手1080、一个或多个单片清洗模组1090、缓冲室1100、化学液供液系统1200、电力控制系统1300及控制器。控制器用于控制多个机械手。
在一个实施例中，多个装载端口1010并排布置在装置1000的一端。为了阐明本发明装置1000的布局，多个装载端口1010可以被认为是横向排布。清洗槽1040、至少一个第一槽1050及一个或多个第二槽1060位于装置1000的一侧。清洗槽1040、至少一个第一槽1050和一个或多个第二槽1060的布置为纵向布置。一个或多个单片清洗模组1090位于装置1000的另一侧且与清洗槽1040、至少一个第一槽1050及一个或多个第二槽1060相对布置。一个或多个单片清洗模组1090的布置为纵向布置。在一个或多个单片清洗模组1090和清洗槽1040、至少一个第一槽1050及一个或多个第二槽1060之间存在一空间。工艺机械手1080位于该空间内并能在该空间内纵向移动。化学液供液系统1200及电力控制系统1300位于装置1000的另一端且与多个装载端口1010相对。该装置1000这样布局的优点有：(1)该装置1000的横向长度或宽度较短而该装置1000的纵向长度较长，这样更适合半导体制造厂商的要求；(2)在需要的情况下，可以扩展该装置1000，比如在纵向增加单片清洗模组1090的数量，和/或在纵向增加第一槽1050的数量及第二槽1060的数量。在一个实施例中，如图12所示，单片清洗模组1090分为两层排布。单片清洗模组1090可以被布置成两层以上的堆叠层，在不增加装置1000占地面积的情况下增加单片清洗模组的数量。在一个实施例中，第一翻转装置1030与清洗槽1040相邻设置，第二翻转装置1070与第二槽1060相邻设置。
结合图13所示，每个装载端口1010被配置为接收硅片盒1301。硅片盒1301可以装载多片硅片1302，比如25片硅片。前端机械手1020可以横向移动。前端机械手1020从硅片盒1301中取出多片硅片1302并将多片硅片1302传输至第一翻转装置1030。
参考图14A至图14D所示，第一翻转装置1030包括底座1031及支撑架1032。支撑架1032包括两个相对的侧壁和与两个相对的侧壁相连接的底壁。支撑架1032的底壁通过转轴1033与底座1031相连。第一驱动装置1034被配置为通过转轴1033驱动支撑架1032转动。第一翻转装置1030包括硅片保持装置1035，通过两个旋转轴1036可旋转地安装在支撑架1032的两个相对的侧壁上。第二驱动装置1037被配置为驱动两个旋转轴1036中的任何一个旋转，从而使得硅片保持装置1035旋转。升降装置1038与第三驱动装置相连。第三驱动装置被配置为驱动升降装置1038上下移动。
如图14A所示，前端机械手1020从硅片盒1301中取出多片硅片1302并将其水平传输到第一翻转装置1030的硅片保持装置1035上。硅片保持装置1035水平保持多片硅片1302。然后第二驱动装置1037驱动两个旋转轴1036中的任何一个转动，使得硅片保持装置1035转动90度，由此使得该多片硅片1302从水平面转至竖直面。如图14B所示，硅片保持装置1035竖直保持着多片硅片1302。如图14C所示，第一驱动装置1034驱动支撑架1032转动90度，这将便于第一硅片传输机械手从升降装置1038上取走多片硅片1302，并将多片硅片1302放入至少一个第一槽1050中。接着，第三驱动装置驱动升降装置1038向上移动以支撑多片硅片1302。如图14D所示，多片硅片1302与硅片保持装置1035分离，以便第一硅片传输机械手从升降装置1038上取走多片硅片1302。
可选择地，将多片硅片1302水平传输至第一翻转装置1030的硅片保持装置1035后，第一驱动装置1034驱动支撑架1032转动90度。然后第二驱动装置1037驱动两个旋转轴1036中地任何一个旋转，使得硅片保持装置1035转动90度，因此由硅片保持装置1035保持的多片硅片1302从水平面转至竖直面。接着，第三驱动装置驱动升降装置1038向上移动以支撑多片硅片1302。该多片硅片1302与硅片保持装置1035分离，以便第一硅片传输机械手从升降装置1038上取走多片硅片1032。
第一硅片传输机械手从第一翻转装置1030的升降装置1038上取走多片硅片1302并将多片硅片1302，例如每次6片或7片硅片传输到至少一个第一槽1050中。由第一硅片传输机械手将多片硅片1302放入至少一个第一槽1050中。该至少一个第一槽1050被配置为对该多片硅片1302进行槽式清洗。至少一个第一槽1050内盛有清洗多片硅片1302的清洗化学液。至少一个第一槽1050中的清洗化学液可以是SPM溶液，SPM溶液是硫酸和双氧水的混合液。硫酸与双氧水的浓度比可以是3:1至50:1，这可以根据不同的工艺需求来具体选择。SPM溶液的温度可以在80℃至150℃，该温度是可调的。
多片硅片1302在至少一个第一槽1050中完成工艺后，第一硅片传输机械手从至少一个第一槽1050中取出多片硅片1302并将其传输至一个或多个第二槽1060中。由第一硅片传输机械手将多片硅片1302放入一个或多个第二槽1060中。该一个或多个第二槽1060被配置为对该多片硅片1302进行槽式清洗。在一个实施例中，包括两个第二槽1060。多片硅片1302被分为两组，两组硅片1302被分别放入两个第二槽1060中。多片硅片1302在两个第二槽1060中进行快速排放清洗。在两个第二槽1060中用于快速排放清洗的清洗液可以是去离子水。去离子水的温度可以在室温到90℃。
根据本发明的一个实施例，至少有一个第一槽1050盛有HF溶液，至少有一个第二槽1060盛有H3PO4溶液。另一个第二槽1060中盛有去离子水用于快速排放清洗。HF溶液的浓度可以在1:10至1:1000。HF溶液的温度可以设置在25℃左右。H3PO4溶液的浓度可以设置在86％左右。H3PO4溶液的温度可以设置在150℃至200℃。在H3PO4工艺之前，HF溶液可以用于去除天然硅氧化物。H3PO4溶液可以用于去除氮化硅。
图2至图3及图7中所揭示的方法可以应用于此，以在多片硅片1302从至少一个第一槽1050内的清洗化学液中出来的那一刻直至被放入一个或多个第二槽1060内的清洗液中，在多片硅片1302上控制并保持一定厚度的液膜。
清洗槽1040被配置为在第一硅片传输机械手空闲时清洗第一硅片传输机械手的夹持臂。当第一硅片传输机械手空闲时，第一硅片传输机械手移动到清洗槽1040并在清洗槽1040内清洗。
当多片硅片1302在两个第二槽1060内完成工艺加工后，第二硅片传输机械手每次从两个第二槽1060中取出一定数量的硅片1302，然后将该一定数量的硅片1302传输至第二翻转装置1070。每次从两个第二槽1060中取出的硅片1302的数量可以是等于或小于单片清洗模组1090的数量。为了减少硅片1302暴露在空气中的时间，防止硅片1302从第二槽1060中取出后变干燥，较佳的，每次从第二槽1060中取出一片、两片或少于十片硅片。
参考图15至图16所示，揭示了根据本发明的一个实施例的第二硅片传输机械手。第二硅片传输机械手包括一对夹持臂1501。每个夹持臂1501的一端设有两个夹槽1502，用于当使用第二硅片传输机械手传输硅片时夹持两片硅片。每个夹持臂1501的另一端可移动地与两个喷头装置1503相连，因此这对夹持臂1501可以向外打开以拾取或释放硅片1302，或是向内闭合以夹持硅片1302。两个喷头装置1503为长条形，并排水平布置。每个喷头装置1503具有狭缝形喷头1504及至少一个，比如两个进液口1505，进液口1505与狭缝形喷头1504相连，用于向狭缝形喷头1504供液。当使用第二硅片传输机械手从任一第二槽1060中取出硅片1302，并将硅片1302传输至第二翻转装置1070时，可以打开喷头装置1503，通过狭缝形喷头1504向硅片1302喷射液体以在硅片1302上控制并保持有一定厚度的液膜，也可以关闭喷头装置1503停止喷射液体。供应至喷头1504的液体流量根据工艺需求是可调节的，比如对于300mm的硅片，流量在5lpm至30lpm。根据不同的工艺需求也可以设置不同尺寸的喷头1504，通常狭缝的宽度在1mm至4mm，长度大于硅片的直径。喷头装置1503的数量与夹持臂1501夹持的硅片的数量相匹配，因此一个喷头装置1503对应一片硅片1302并向其喷射液体。
参考图17至图18所示，揭示了根据本发明的一个实施例的第二翻转装置1070。第二翻转装置1070包括接收腔1071。接收腔1071大致呈矩形。硅片保持器1072设置在接收腔1071内。具体地，硅片保持器1072可移动地安装在接收腔1071的一对侧壁上。第一驱动机构1073与硅片保持器1072相连，用于驱动硅片保持器1072在接收腔1071内旋转。支撑座1074固定在支撑杆1075的端部。支撑杆1075的端部延伸到接收腔1071内，因此支撑座1074设置在接收腔1071内。支撑杆1075的另一端通过连接件与第二驱动机构1076相连。第二驱动机构1076用于驱动支撑座1074升降。接收腔1071的侧壁上设有窗口1077。接收腔1071内设有门1078。门1078与第三驱动机构1079相连。第三驱动机构1079用于驱动门1078向上移动关闭窗口1077，或是向下移动打开窗口1077。
参考图19至图25所示，揭示了根据本发明的一个实施例，第二硅片传输机械手从任一第二槽1060中取出两片硅片1302。在两片硅片1302从第二槽1060内的清洗液中出来的那一刻即打开两个喷头装置1503向两片硅片1302喷射清洗液1900。第二驱动机构1076驱动支撑座1074向上移动，使得支撑座1074移动到接收腔1071的上方。门1078关闭窗口1077。第二硅片传输机械手将两片硅片1302传输到支撑座1074上。第二硅片传输机械手将两片硅片1302竖直放至支撑座1074上。支撑座1074竖直保持两片硅片1302。然后第二驱动机构1076驱动支撑座1074向下移动，由第二翻转装置1070的硅片保持器1072竖直保持两片硅片1302。第二驱动机构1076驱动支撑座1074持续下移，使得支撑座1074离开两片硅片1302。支撑座1074可以位于接收腔1071的底部。从两片硅片1302从第二槽1060内的清洗液中出来的那一刻直到该两片硅片1302在接收腔1071内旋转的那一刻，两个喷头装置1503向两片硅片1302喷射清洗液1900。接收腔1071内的清洗液可以排出。关闭两个喷头装置1503并停止向两片硅片1302喷射液体，由第一驱动机构1073驱动硅片保持器1072从竖直面转至水平面。因此两片硅片1302随着硅片保持器1072一起从竖直面转至水平面。接着，第一驱动机构1073驱动两片硅片1302从水平面旋转至倾斜面。在倾斜面有一个停顿，目的是控制硅片1302上液膜的厚度。控制倾斜角度及停顿时间可以使液膜厚度既不会太薄而导致颗粒附着在硅片1302上也不会太厚而导致在传输过程中硅片1302上的液体掉落。停顿的时间越长，则硅片1302上的液膜厚度越薄。再由第一驱动机构1073驱动两片硅片1302从倾斜面旋转至水平面。第三驱动机构1079驱动门1078向下移动打开窗口1077。工艺机械手1080从接收腔1071内取走两片硅片1302，并将带有一定厚度液膜的两片硅片1302传输至单片清洗模组1090内进行单片清洗及干燥工艺加工。
参考图26至图30所示，揭示了根据本发明的另一个实施例，第二硅片传输机械手从任一第二槽1060中取走一片硅片1302。在该一片硅片1302从第二槽1060内的清洗液中出来的那一刻即打开一个喷头装置1503向该一片硅片1302喷射清洗液1900。第二驱动机构1076驱动支撑座1074向上移动，使得支撑座1074移动到接收腔1071的上方。第二硅片传输机械手将一片硅片1302传输到支撑座1074上。第二硅片传输机械手将一片硅片1302竖直放至支撑座1074上。支撑座1074竖直保持一片硅片1302。然后第二驱动机构1076驱动支撑座1074向下移动，由第二翻转装置1070的硅片保持器1072竖直保持一片硅片1302。第二驱动机构1076驱动支撑座1074持续下移，使得支撑座1074离开该一片硅片1302。支撑座1074可以位于接收腔1071的底部。在该一片硅片1302从第二槽1060内的清洗液中出来的那一刻直到该一片硅片1302由硅片保持器1072竖直保持，一个喷头装置1503始终向该一片硅片1302喷射清洗液1900。由第一驱动机构1073驱动硅片1302从竖直面旋转至倾斜面，一个喷头装置1503继续向硅片1302喷射清洗液1900。该一个喷头装置1503能够在硅片1302上方来回移动并在硅片1302上喷射清洗液1900。第一驱动机构1073驱动硅片1302从倾斜面转至水平面，该一个喷头装置1503仍然在硅片1302上方来回移动并向硅片1302喷射清洗液1900。接收腔1071内的液体1900可以排出。硅片1302从竖直面转至水平面的旋转过程可以是连续的。关闭喷头装置1503停止向硅片1302上喷射清洗液。第三驱动机构1079驱动门1078向下移动打开窗口1077。工艺机械手1080从接收腔1071内水平取走一片硅片1302。然后工艺机械手1080从水平面转至倾斜面，因此硅片1302也随之从水平面转至倾斜面。在倾斜面有一个停顿，目的是控制硅片上液膜的厚度。控制倾斜角度和停顿时间可以使得液膜厚度既不会太薄而导致颗粒附着在硅片1302上也不会太厚而导致在传输过程中硅片1302上的液体掉落。停顿的时间越长，则硅片1302上的液膜厚度越薄。然后工艺机械手1080从倾斜面转至水平面，因此硅片1302也随之从倾斜面转至水平面。工艺机械手1080将带有一定厚度液膜的一片硅片1302传输至单片清洗模组1090内进行单片清洗及干燥工艺加工。
图4至图6揭示的方法可以应用于此，在一片或多片硅片1302从一个或多个第二槽1060内的清洗液中出来的那一刻直至将该一片或多片硅片1302传输至一个或多个单片清洗模组1090期间，在该一片或多片硅片1032上控制并保持有一定厚度的液膜。
以一片硅片1032及一个单片清洗模组1090为例，单片清洗模组1090包括卡盘。工艺机械手1080将带有一定厚度液膜的硅片1302放置在卡盘上。在将带有一定厚度液膜的硅片1302放置在卡盘上之后，在硅片1302在单片清洗模组内旋转之前，喷头向硅片1302喷射如去离子水等液体以在硅片1302上保持一定厚度的液膜。然后卡盘在单片清洗模组1090中旋转，硅片1302随之一起旋转。在硅片1302上施加化学溶液以清洗硅片1302，然后向硅片1302上施加去离子水。去离子水的流量可以在1.2-2.3lpm的范围内调节，较佳的是1.8lpm。去离子水的温度可以设置在大约25℃左右。之后干燥硅片1302。在硅片1302上施加的化学溶液可以是例如DHF,SC1,DIO3等溶液。DHF的流量可以在1.2-2.3lpm的范围内调节，较佳的是1.8lpm。DHF的温度可以设置在大约25℃左右。DHF的浓度可以在1:10至1:1000的范围内调节。SC1的流量可以在1.2-2.3lpm的范围内调节，较佳的是1.8lpm。SC1的温度可以设置在大约25℃至50℃。SC1(NH4OH：H2O2：H2O)的浓度可以在1:1:5至1:2:100的范围内调节。干燥硅片1302的方法包括：以1900rpm的速度旋转卡盘并在硅片上喷射氮气。氮气的流量可以在3.5-5.5lpm的范围内调节，较佳的是5lpm。氮气的温度可以设置在大约25℃左右。
当硅片1302在单片清洗模组1090中完成干燥加工后，工艺机械手1080从单片清洗模组1090中取出硅片1302，并将硅片1302传输至缓冲室1100内。前端机械手1020从缓冲室1100内取出硅片1302，再将硅片1302传输至装载端口1010处的硅片盒内。
在一些实施例中，从一片或多片硅片从第一槽内的清洗化学液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片浸入一个或多个第二槽内的清洗液中，始终向该一片或多片硅片喷射清洗液。从一片或多片硅片从一个或多个第二槽内的清洗液中出来的那一刻直至将该一片或多片硅片传输至一个或多个单片清洗模组，始终向该一片或多片硅片喷射清洗液。
在一些实施例中，从一片或多片硅片从第一槽内的清洗化学液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片浸入一个或多个第二槽内的清洗液中，始终向该一片或多片硅片喷射清洗液。再从该一个或多个第二槽内的清洗液中取出该一片或多片硅片并将其从竖直面旋转至水平面。之后将该一片或多片硅片水平传输至一个或多个单片清洗模组。
在一些实施例中，从第一槽内的清洗化学液中取出一片或多片硅片并将其从竖直面转至水平面。之后将该一片或多片硅片水平传输至一个或多个第二槽内。将该一片或多片硅片从水平面转至竖直面并放入第二槽内的清洗液中。从该一片或多片硅片从一个或多个第二槽内的清洗液中出来的那一刻直至将该一片或多片硅片传输至一个或多个单片清洗模组，始终向该一片或多片硅片喷射清洗液。
在一些实施例中，从第一槽内的清洗化学液中取出一片或多片硅片并将其从竖直面转至水平面。之后将该一片或多片硅片水平传输至一个或多个第二槽内。将该一片或多片硅片从水平面转至竖直面并放入第二槽内的清洗液中。从一个或多个第二槽内的清洗液中取出该一片或多片硅片并将其从竖直面转至水平面。之后将该一片或多片硅片水平传输至一个或多个单片清洗模组。
在一些实施例中，可以没有该一个或多个第二槽。将一片或多片硅片传输到至少一个盛有清洗溶液的槽中进行槽式清洗。然后将该一片或多片硅片从该至少一个槽内的清洗溶液中取出，并将其传输至一个或多个单片清洗模组内进行单片硅片的清洗及干燥工艺加工。图2、图5至图9及图10至图30所揭示的方法可以应用于此，从该一片或多片硅片从至少一个槽内的清洗溶液中出来的那一刻直至将该一片或多片硅片传输至单片清洗模组，在该一片或多片硅片上控制并保持一定厚度的液膜。
控制器用于控制机械手、喷头及硅片保持器，从一片或多片硅片从至少一个第一槽内的清洗化学液中出来的那一刻直至将一片或多片硅片浸入一个或多个第二槽内的清洗液中，和/或从一片或多片硅片从一个或多个第二槽内的清洗液中出来的那一刻直至将一片或多片硅片传输至一个或多个单片清洗模组，在该一片或多片硅片上保持一定厚度的液膜。
综上所述，通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。

Claims (48)

1.一种清洗半导体硅片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将一片或多片硅片依次输送到至少一个第一槽内及一个或多个第二槽内以执行槽式清洗工艺，所述第一槽内盛有化学液，第二槽内盛有清洗液；
从一个或多个第二槽内的清洗液中取出该一片或多片硅片，并将该一片或多片硅片传输至一个或多个单片清洗模组内以执行单片硅片的清洗及干燥工艺；
其中，从该一片或多片硅片从所述至少一个第一槽内的化学液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片浸入所述一个或多个第二槽内的清洗液中，和/或从该一片或多片硅片从所述一个或多个第二槽内的清洗液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片传输到一个或多个单片清洗模组中，在该一片或多片硅片上控制并保持一定厚度的液膜。
2.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述一片或多片硅片上液膜的厚度由液膜中最大颗粒的直径、传输该一片或多片硅片的机械手的传输加速度及该一片或多片硅片上由液体表面张力保持的液膜最大厚度决定。
3.根据权利要求2所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述一片或多片硅片上液膜的厚度不小于液膜中最大颗粒的直径。
4.根据权利要求2所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，控制机械手的传输加速度，使该一片或多片硅片上的液膜厚度不大于由液体表面张力保持的液膜最大厚度。
5.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，进一步包括：
从该一片或多片硅片从所述至少一个第一槽内的化学液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片浸入所述一个或多个第二槽内的清洗液中，向该一片或多片硅片喷射清洗液；
从该一片或多片硅片从所述一个或多个第二槽内的清洗液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片传输到一个或多个单片清洗模组中，向该一片或多片硅片喷射液体。
6.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，进一步包括：
从该一片或多片硅片从所述至少一个第一槽内的化学液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片浸入一个或多个第二槽内的清洗液中，向该一片或多片硅片喷射液体；
从所述一个或多个第二槽内的清洗液中取出该一片或多片硅片并将其从竖直面旋转至水平面，然后将该一片或多片硅片水平传输至一个或多个单片清洗模组。
7.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，进一步包括：
从所述至少一个第一槽内的化学液中取出一片或多片硅片并将其从竖直面旋转至水平面；
将一片或多片硅片水平传输至一个或多个第二槽；
将一片或多片硅片从水平面旋转至竖直面并放入所述一个或多个第二槽内的清洗液中；
从该一片或多片硅片从所述一个或多个第二槽内的清洗液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片传输到一个或多个单片清洗模组中，向该一片或多片硅片喷射液体。
8.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，进一步包括：
从所述至少一个第一槽内的化学液中取出一片或多片硅片并将其从竖直面旋转至水平面；
将一片或多片硅片水平传输至一个或多个第二槽；
将一片或多片硅片从水平面旋转至竖直面并放入所述一个或多个第二槽内的清洗液中；
从一个或多个第二槽内的清洗液中取出一片或多片硅片并将其从竖直面旋转至水平面；然后将一片或多片硅片水平传输至一个或多个单片清洗模组。
9.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，进一步包括：
将一片或多片硅片传输至单片清洗模组；
在该一片或多片硅片在所述一个或多个单片清洗模组内旋转之前，向该一片或多片硅片喷射清洗液。
10.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，每次从所述一个或多个第二槽中取出硅片的数量等于或小于单片清洗模组的数量。
11.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，每次从所述一个或多个第二槽中取出硅片的数量是一片或两片或少于十片。
12.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述至少一个第一槽中的化学液为SPM溶液，SPM溶液为硫酸与双氧水的混合液，SPM溶液的温度在80℃至150℃。
13.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述至少一个第一槽中的化学液为SPM溶液，SPM溶液为硫酸与双氧水的混合液，SPM溶液中硫酸与双氧水的浓度比是3:1至50:1。
14.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述一片或多片硅片在一个或多个第二槽内进行快速排放清洗。
15.根据权利要求14所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，用于快速排放清洗的溶液为去离子水。
16.根据权利要求1所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述第二槽的数量至少为两个，至少一个第一槽内的化学液为HF溶液，至少一个第二槽内的溶液为H3PO4溶液，另一个第二槽内的溶液为去离子水用于快速排放清洗。
17.根据权利要求16所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述H3PO4溶液的温度是150℃至200℃。
18.一种清洗半导体硅片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将一片或多片硅片输送到至少一个槽内以执行槽式清洗工艺，所述槽内盛有清洗溶液；
从所述至少一个槽内取出该一片或多片硅片并将该一片或多片硅片传输至一个或多个单片清洗模组以执行单片硅片的清洗及干燥工艺；
其中，从该一片或多片硅片从所述至少一个槽内的清洗溶液中出来的那一刻直至传输到一个或多个单片清洗模组中，在该一片或多片硅片上控制并保持一定厚度的液膜。
19.根据权利要求18所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述一片或多片硅片上液膜的厚度由液膜中最大颗粒的直径、传输该一片或多片硅片的机械手的传输加速度及该一片或多片硅片上由液体表面张力保持的液膜最大厚度决定。
20.根据权利要求19所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，所述一片或多片硅片上液膜的厚度不小于液膜中最大颗粒的直径。
21.根据权利要求19所述的清洗半导体硅片的方法，其特征在于，控制机械手的传输加速度，使该一片或多片硅片上的液膜厚度不大于由液体表面张力保持的液膜最大厚度。
22.一种清洗半导体硅片的装置，其特征在于，包括：
至少一个第一槽，所述第一槽内盛有化学液，被配置为执行槽式清洗工艺；
一个或多个第二槽，所述第二槽内盛有清洗液，被配置为执行槽式清洗工艺；
一个或多个单片清洗模组，被配置为执行单片硅片的清洗及干燥工艺；
多个机械手，被配置为传输一片或多片硅片；
控制器，被配置为控制该多个机械手依次传输一片或多片硅片到至少一个第一槽、一个或多个第二槽，然后到一个或多个单片清洗模组；
其中，所述控制器被配置为从该一片或多片硅片从所述至少一个第一槽内的化学液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片浸入所述一个或多个第二槽内的清洗液中，和/或从该一片或多片硅片从所述一个或多个第二槽内的清洗液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片传输到一个或多个单片清洗模组中，在该一片或多片硅片上保持一定厚度的液膜。
23.根据权利要求22所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述控制器被配置成根据所述液膜中最大颗粒的直径、传输该一片或多片硅片的机械手的传输加速度以及由该一片或多片硅片上的液体表面张力保持的液膜的最大厚度来确定该一片或多片硅片上的液膜厚度。
24.根据权利要求23所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述一片或多片硅片上液膜的厚度不小于液膜中最大颗粒的直径。
25.根据权利要求23所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，控制机械手的传输加速度，使该一片或多片硅片上的液膜厚度不大于由液体表面张力保持的液膜最大厚度。
26.根据权利要求22所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，进一步包括供液装置具有第一喷头及第二喷头，
其中，从该一片或多片硅片从所述至少一个第一槽内的化学液中出来的那一刻直至该一片或多片硅片完全从所述至少一个第一槽中取出后从竖直面旋转至水平面，在这一过程中，第一喷头向该一片或多片硅片喷射液体；在该一片或多片硅片转至水平面后以便水平传输到一个或多个第二槽时，第一喷头停止喷射液体；
其中，从一片或多片硅片在所述一个或多个第二槽的上方从水平面开始旋转的那一刻直至该一片或多片硅片被竖直浸入一个或多个第二槽内的清洗液中，在这一过程中，第二喷头向该一片或多片硅片喷射液体。
27.根据权利要求22所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，进一步包括：
第一翻转装置，被配置为将一片或多片硅片从水平面旋转至竖直面以便竖直传输到至少一个第一槽；
第二翻转装置，被配置为将一片或多片硅片从竖直面旋转至水平面以便水平传输到一个或多个单片清洗模组。
28.根据权利要求27所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述第二翻转装置包括：
接收腔；
硅片保持器，所述硅片保持器设置在接收腔内；
第一驱动机构，用于驱动硅片保持器在接收腔内旋转；
支撑杆，所述支撑杆的一端延伸到接收腔内；
支撑座，固定在支撑杆的一端；
第二驱动机构，通过支撑杆驱动支撑座升降；
窗口，所述窗口设置在接收腔上；
门，所述门设置在接收腔内；
第三驱动机构，用于驱动门向上移动关闭窗口或向下移动打开窗口。
29.根据权利要求27所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述多个机械手进一步包括：
第一硅片传输机械手，被配置为取一片或多片硅片，并将一片或多片硅片传输到至少一个第一槽或一个或多个第二槽；
第二硅片传输机械手，被配置为每次从一个或多个第二槽内取一定数量的硅片并传输到第二翻转装置；
工艺机械手，被配置为从第二翻转装置取一定数量的硅片并将其传输到与之数量相对应的单片清洗模组。
30.根据权利要求29所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述第二硅片传输机械手包括一对夹持臂，每个夹持臂的一端设有多个夹槽，用于夹持多片硅片。
31.根据权利要求29所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，进一步包括一个或多个喷头装置，其中，每个喷头装置为长条形且具有狭缝形喷头，至少一个进液口，所述进液口与狭缝形喷头相连，用于供液。
32.根据权利要求31所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述喷头装置的数量与第二硅片传输机械手夹取的硅片数量相匹配，一个喷头装置对应一片硅片且向该片硅片喷射液体。
33.根据权利要求31所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述喷头装置能在硅片上方来回移动并向第二翻转装置夹取的硅片喷射液体。
34.根据权利要求29所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述工艺机械手能从水平面转至倾斜面再转至水平面。
35.根据权利要求29所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，每次从一个或多个第二槽内取出的硅片的数量等于或少于单片清洗模组的数量。
36.根据权利要求29所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，进一步包括清洗槽，用于在第一硅片传输机械手处于空闲时清洗第一硅片传输机械手。
37.根据权利要求29所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，进一步包括：
至少一个装载端口；
至少一个硅片盒，位于至少一个装载端口；
缓冲室，其中工艺机械手从单片清洗模组中取出的硅片并将其放入缓冲室内；
前端机械手，其中前端机械手从至少一个硅片盒中取出一片或多片硅片并将其传输到第一翻转装置，以及前端机械手从缓冲室取出一定数量的硅片并将其传输到至少一个硅片盒内。
38.根据权利要求22所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述一片或多片硅片被传输至一个或多个单片清洗模组，在该一片或多片硅片在一个或多个单片清洗模组中旋转之前，向该一片或多片硅片喷射液体。
39.根据权利要求22所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述至少一个第一槽内的化学液为SPM溶液，SPM溶液为硫酸及双氧水的混合液，SPM溶液的温度在80℃至150℃。
40.根据权利要求22所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述至少一个第一槽内的化学液为SPM溶液，SPM溶液为硫酸及双氧水的混合液，SPM溶液中硫酸与双氧水的浓度比是3:1至50:1。
41.根据权利要求22所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述一片或多片硅片在一个或多个第二槽内进行快速排放清洗。
42.根据权利要求41所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，用于快速排放清洗的清洗液为去离子水。
43.根据权利要求22所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述第二槽的数量至少为两个，至少一个第一槽内的化学液为HF溶液，至少一个第二槽内的清洗液为H3PO4溶液，另一个第二槽内的清洗液为去离子水用于快速排放清洗。
44.根据权利要求43所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述H3PO4溶液的温度在150℃至200℃。
45.一种清洗半导体硅片的装置，其特征在于，包括：
多个装载端口；
至少一个第一槽，所述第一槽内盛有化学液，被配置为执行槽式清洗工艺；
一个或多个第二槽，所述第二槽内盛有清洗液，被配置为执行槽式清洗工艺；
一个或多个单片清洗模组，被配置为执行单片硅片的清洗及干燥工艺；
其中，所述多个装载端口横向排布，所述至少一个第一槽及一个或多个第二槽纵向排布在一侧，所述一个或多个单片清洗模组纵向排布在另一侧并与所述至少一个第一槽及一个或多个第二槽相对。
46.根据权利要求45所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，在所述一个或多个单片清洗模组与所述至少一个第一槽及一个或多个第二槽之间形成了一空间，所述空间内设有工艺机械手。
47.一种清洗半导体硅片的装置，其特征在于，包括：
至少一个槽，所述槽内盛有清洗溶液，被配置为执行槽式清洗工艺；
一个或多个单片清洗模组，被配置为执行单片硅片的清洗及干燥工艺；
一个或多个机械手，被配置为将一片或多片硅片传输到所述至少一个槽和所述一个或多个单片清洗模组；
控制器，被配置为控制一个或多个机械手；
其中，所述控制器被配置为从该一片或多片硅片从所述至少一个槽内的清洗溶液中出来的那一刻直至传输到一个或多个单片清洗模组中，在该一片或多片硅片上保持一定厚度的液膜。
48.根据权利要求47所述的清洗半导体硅片的装置，其特征在于，所述控制器被配置成根据所述液膜中最大颗粒的直径、传输该一片或多片硅片的机械手的传输加速度以及由该一片或多片硅片上的液体表面张力保持的液膜的最大厚度来确定该一片或多片硅片上的液膜厚度。
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