CN114188245A - 晶圆清洗设备和晶圆清洗方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种晶圆清洗设备和晶圆清洗方法，晶圆清洗设备包括承载件，所述承载件用于承载晶圆并携带所述晶圆旋转；喷洒组件，所述喷洒组件与清洗介质源连通，且所述喷洒组件位于所述承载件的上方，所述喷洒组件用于与所述承载件同步旋转且向承载于所述承载件上的所述晶圆喷洒清洗介质；控温组件，所述控温组件安装于所述承载件的承载面上，且所述控温组件位于所述承载件以及承载于所述承载件上的所述晶圆之间，用于调节所述晶圆的温度。上述技术方案能够解决因目前为干燥晶圆需在晶圆背面喷洒热的去离子水，导致晶圆的背面存在被污染的情况。

Description

晶圆清洗设备和晶圆清洗方法

技术领域

本申请属于半导体加工技术领域，具体涉及一种晶圆清洗设备和晶圆清洗方法。

背景技术

在晶圆加工的过程中，通常需要对晶圆进行清洗，以去除晶圆正面的杂质。在晶圆的清洗过程中，通常会用到去离子水，为了保证晶圆在清洗完成之后能够处于较为干燥的状态，且温度不会出现明显的降低，通常需要在晶圆的背面喷洒热的去离子水，以通过背面加热晶圆的方式，使晶圆正面的干燥程度加高。但是，在采用这种干燥方式时，通常会造成晶圆背面的去离子水无法去除干净而污染晶圆的问题。

发明内容

本申请公开一种晶圆清洗设备和晶圆清洗方法，能够解决因目前为干燥晶圆需在晶圆背面喷洒热的去离子水，导致晶圆的背面存在被污染的情况。

为了解决上述问题，本申请实施例是这样实现地：

第一方面，本申请实施例提供了一种晶圆清洗设备，其包括：

承载件，所述承载件用于承载晶圆并携带所述晶圆旋转；

喷洒组件，所述喷洒组件与清洗介质源连通，且所述喷洒组件位于所述承载件的上方，所述喷洒组件用于与所述承载件同步旋转且向承载于所述承载件上的所述晶圆喷洒清洗介质；

控温组件，所述控温组件安装于所述承载件的承载面上，且所述控温组件位于所述承载件以及承载于所述承载件上的所述晶圆之间，用于调节所述晶圆的温度。

第二方面，本申请实施例提供了一种晶圆清洗方法，应用于晶圆清洗设备，晶圆清洗方法包括：

将晶圆传输至所述承载件上，控制所述承载件携带所述晶圆旋转；

控制所述喷洒组件与所述承载件同步旋转，且向所述晶圆喷洒清洗液；

控制所述喷洒组件停止向所述晶圆喷洒所述清洗液，之后向所述晶圆喷洒置换液，且控制所述控温组件调节所述晶圆的温度保持在第一预设温度范围内；

控制所述喷洒组件停止向所述晶圆喷洒所述置换液，之后向所述晶圆喷洒干燥气体，且控制所述控温组件调节所述晶圆的温度保持在第二预设温度范围内。

本申请实施例公开一种晶圆清洗设备，其包括承载件、喷洒组件和控温组件，其中，喷洒组件能够向承载在承载件上的晶圆喷洒清洗介质，以清洗或吹扫晶圆的一侧；并且，控温组件位于承载件和承载于承载件上的晶圆之间，以调节晶圆的温度，从而使喷洒在晶圆一侧的液态的清洗介质可以在控温组件的作用下蒸发(或挥发)，以在防止晶圆背面被污染的同时，使晶圆的正面具有较好的干燥效果，得到清洁且干燥的晶圆。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例公开的晶圆清洗设备的结构示意图；

图2是本申请实施例公开的晶圆清洗设备中喷洒头的结构示意图；

图3是本申请实施例公开的晶圆清洗设备中本体的结构示意图；

图4是本申请实施例公开的晶圆清洗方法的流程图；

图5为本申请实施例公开的晶圆清洗方法中温区温度与加热器功率的对应示意图；

图6为本申请实施例公开的晶圆清洗方法的一种具体流程示意图。

附图标记说明：

110-基座、120-顶针、

201-喷嘴、202-支管、203-加热部、204-温度检测器、205-回流管路、206-存储部、207-过滤部、208-流量检测器、209-主管、210-喷洒头、211-中心区、212-环形区、220-旋转驱动器、230-升降驱动器、

300-控温组件、310-加热区、

400-清洗介质源、

500-晶圆。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，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没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。

如图1-图3所示，本申请实施例公开一种晶圆清洗设备，其包括承载件、喷洒组件和控温组件300。当然，晶圆清洗设备还可以包括工艺腔室等其他结构，承载件、喷洒组件和控温组件300均设置在工艺腔室中。

其中，承载件为承载晶圆500的器件，在晶圆500的加工过程中，晶圆500可以承载于承载件上。并且，承载件还可以携带晶圆500旋转，以在清洗晶圆500的过程中，保证晶圆500的清洗均匀性和全面性相对较高。可选地，承载件为卡盘，其可以通过顶针120承载晶圆500。在本实施例中，如图1所示，承载件包括基座110和顶针120，基座110可以安装在工艺腔室的底部，基座110与工艺腔室之间可以形成转动连接关系，使承载件可以为晶圆500提供承载作用，且带动所携带的晶圆500旋转。顶针120的数量至少为三个，以保证顶针120可以为晶圆500提供稳定的承载作用。在承载晶圆500的过程中，顶针120可以自基座110的上表面穿出，且使传入工艺腔室的晶圆500能够承载于多个顶针120上。

喷洒组件为晶圆清洗设备中用以喷洒清洗介质的器件，喷洒组件可以设置有喷洒孔，或者喷洒组件可以包括喷头等，这均可以保证喷洒组件具备喷洒清洗介质的能力，以借助清洗介质为晶圆500提供清洗作用，达到清洁晶圆500正面的杂质的目的。在晶圆清洗设备的工作过程中，喷洒组件与清洗介质源400连通，清洗介质源400即为储存有清洗介质的器具，或者，清洗介质源400亦可以为输送清洗介质的管路等。清洗介质包括化学药液、去离子水、异丙醇和氮气中的至少一者。

同时，喷洒组件位于承载件的上方，且喷洒组件能够与承载件同步旋转，且向承载于承载件上的晶圆500喷洒清洗介质。具体地，喷洒组件可以转动安装在承载件的上方，以在承载件上承载有晶圆500，且需要对晶圆500进行喷洒过程的情况下，可以使喷洒组件向承载于承载件上的晶圆500喷洒清洗介质；并且，通过为喷洒组件配置转动驱动机构，可以保证喷洒组件能够与承载件对应地同步旋转，以避免喷洒组件与晶圆500之间产生对流，影响工艺结果。

控温组件300安装在承载件的承载面上，承载面即为承载件用以承载晶圆500的侧面。具体地，控温组件300可以通过粘接或连接件连接等方式安装在承载件上，其可以位于承载件朝向晶圆500的一侧表面，亦可以使控温组件300与承载件之间设有间隙，本文对此不作限定。在采用前述技术方案的情况下，当承载件上承载有晶圆500时，控温组件300位于承载件和承载于承载件上的晶圆500之间，用于调节晶圆500的温度。

可选地，控温组件300包括电热器件，电热器件在通电的状态下能够产生热量，以借助电热器件为晶圆500提供热量，保证晶圆500正面的清洗介质能够蒸发(或挥发等)，且不会导致晶圆500的温度出现明显的下降。在控温组件300位于承载件以及承载于承载件上的晶圆500之间的情况下，保证控温组件300可以通过晶圆500的背面向晶圆500提供热量，且不会对喷洒组件的工作过程产生妨碍。

本申请实施例公开一种晶圆清洗设备，其包括承载件、喷洒组件和控温组件300，其中，喷洒组件能够向承载在承载件上的晶圆500喷洒清洗介质，以清洗或吹扫晶圆500的一侧；并且，控温组件300位于承载件和承载于承载件上的晶圆500之间，以调节晶圆500的温度，从而使喷洒在晶圆500一侧的液态的清洗介质可以在控温组件300的作用下蒸发(或挥发)，以在防止晶圆500背面被污染的同时，使晶圆500的正面具有较好的干燥效果，得到清洁且干燥的晶圆500。

在晶圆500的清洗过程中，对于晶圆500上的不同区域，可能需要喷洒的清洗介质的量也不同，基于前述原因，进一步地，喷洒组件包括介质管、喷洒头210、旋转驱动器220、喷嘴201和第一控制器件。其中，喷洒头210为喷洒组件的主体结构，喷洒头210的形状可以根据实际需求确定，考虑到晶圆500的形状通常为圆形，进而喷洒头210亦可以为圆形结构件，以使喷洒头210与晶圆500的对应性更好。

喷洒头210设置在承载件的上方，以使喷洒头210喷洒出的清洗介质能够喷洒在承载于承载件上的晶圆500上。旋转驱动器220设置在喷洒头210背离承载件的一侧，以通过旋转驱动器220驱动喷洒头210旋转，使喷洒头210能够随承载件同步旋转。旋转驱动器220具体可以为旋转电机，通过使喷洒头210安装在旋转电机的驱动轴上，即可利用旋转电机驱动喷洒头210旋转。介质管的一端安装在喷洒头210背离承载件的一侧，且与喷洒头210连通，介质管的另一端与清洁介质源连通，从而利用介质管将清洁介质源中的清洁介质输送至喷洒头210。

并且，喷洒头210朝向承载件的一侧设有多个喷洒区，多个喷洒区在承载件的承载方向上的投影覆盖承载于承载件上的晶圆500，也即，多个喷洒区与承载于承载件上的晶圆500相对应，自多个喷洒区喷洒出的清洗介质可以覆盖承载于承载件的晶圆500。承载区的具体形状可以根据实际情况确定，且各承载区的形状和面积可以对应相同，亦可以不同，此处不作限定。

各喷洒区内均设有喷嘴201，以保证各喷洒区具备向晶圆500上对应的区域喷洒清洗介质的能力。喷嘴201可以居中安装在喷洒区中，或者，各喷洒区内的喷嘴201互相照应设置，保证多个喷嘴201喷洒出的清洗介质可以布满承载于承载件上的晶圆500的表面亦可。

并且，各喷洒区均配设有独立的第一控制器件，各第一控制器件与对应的喷洒区内的喷嘴201连接，以用于控制喷嘴201的开闭。详细地说，每个喷洒区均设有第一控制器件，多个喷洒区即设置有多个第一控制器件，多个第一控制器件之间相互独立，保证多个第一控制器件中的任一者可以被单独控制，从而控制对应的喷洒区内的喷嘴201工作。对应于每一喷洒区的第一控制器件均与对应的喷洒区内的所有喷嘴201连接，保证给喷洒区内的喷嘴201均可以在该第一控制器件的作用下工作。

第一控制器件具体可以为阀门，可选地，第一控制器件还可以为电磁阀，以便于远程控制喷洒区内的喷嘴201。当然，多个第一控制器件还可以与一控制中心连接，以通过控制中心统一控制多个第一控制器件，进而控制喷洒组件中多个喷洒区按照设定规则工作，设定规则包括喷洒顺序和喷洒量等参数。

在本实施例中，借助多个第一控制器件可以控制多个喷洒区的具体工作情况，从而可以根据承载于承载件上的晶圆500的具体情况，有选择性地对晶圆500上不同区域进行清洗工作，以在获得较好的清洁效果的同时，降低工作量，还可以减少清洗介质和能源的浪费。

基于上述实施例，可选地，至少一个喷洒区设置有多个喷嘴201，多个喷嘴201均匀且间隔地设置在喷洒区内。在多个均匀设置的喷嘴201的共同作用下，可以进一步提升该喷洒区对于清洗介质的喷洒均匀性，保证晶圆500上与该喷洒区对应的区域可以被均匀且全面地覆盖上清洗介质。具体地，喷嘴201的布设方式可以根据喷洒区的具体形状确定，此处不作限定。

可选地，本申请实施例公开的喷洒组件还包括升降驱动器230，升降驱动器230设置在喷洒头210背离承载件的一侧，用于驱动喷洒头210升降。也即，在本实施例中，通过为喷洒头210设置升降驱动器230，使得喷洒头210与承载于承载件上的晶圆500之间的间距可以被控制，进而可以根据承载于承载件上的晶圆500的具体情况，有选择性地控制喷洒头210与承载于承载件上的晶圆500之间的间距。具体地，升降驱动器230可以为升降气缸或直线电机等，喷洒头210可以安装在升降驱动器230的驱动端，且使喷洒头210能够被升降驱动器230所驱动而产生升降动作。当然，在晶圆清洗设备包括旋转驱动器的情况下，可以使旋转驱动器安装在升降驱动器230上，且使喷淋头安装在旋转驱动器上。

在喷洒组件的喷洒头210上设有多个喷洒区的情况下，可选地，如图2所示，多个喷洒区包括中心区211和至少一个环形区212，各环形区212依次环绕设置，且中心区211设置于各环形区212的中心。其中，环形区212的形状可以为方环形或多边形环形等，为了更好地适应于晶圆500的形状，中心区211可以为圆形结构，环形区212均为圆环形结构。在采用上述技术方案的情况下，可以降低多个喷洒区的喷洒顺序的控制难度，且可以最大化地降低各喷洒区之间的相互干扰。具体地，在对晶圆500进行清洗的过程中，可以以自内向外或自外向内的顺序控制多个喷洒区进行喷洒工作。

另外，在多个喷洒区包括中心区211和至少一个环形区212的情况下，各环形区212内均可以设置多个喷嘴201，多个喷嘴201均匀且间隔设置。具体地，各环形区212内的多个喷嘴201沿圆周方向均匀分布。

如上所述，喷洒组件的喷洒头210可以设有多个喷洒区，且多个喷洒区可以被独立控制，使任一喷洒区均能够在受控的情况下喷洒清洗介质。在这种情况下，由于晶圆500上部分区域被喷洒有清洗介质，但是晶圆500上还有其他部分区域未被喷洒清洗介质，清洗介质蒸发(或挥发)会吸收热量，而未喷洒有清洗介质的区域的热量几乎不会有所降低。

基于此，为了防止因晶圆500中部分区域在未被喷洒有清洗介质的情况下亦处于被加热状态，导致晶圆500上不同区域之间的干燥状况不同而出现颗粒情况，影响晶圆500的品质，甚至导致晶圆500报废，可选地，在本实施例中，控温组件300包括第二控制器件和电热器件，其中，如图3所示，承载面设有多个加热区310，多个加热区310在承载件的承载方向上的投影覆盖承载于承载件上的晶圆500，从而保证多个加热区310可以为整个晶圆500上的任意区域提供加热作用。

同时，多个加热区310与多个喷洒区一一对应设置，且任一加热区310与对应的喷洒区在承载件的承载方向上的投影重合，也即，一一对应的加热区310和喷洒区的形状相同，尺寸相等，且二者在晶圆500的两侧的位置对应相同。

并且，各加热区310内均设有上述电热器件，各加热区均配设有独立的第二控制器件，以保证每一加热区310均能够提供独立的加热作用，为晶圆500上对应的区域提供热量。为了保证每一加热区310均能够独立工作，各第二控制器件与对应的加热区310内的电热器件连接，从而通过多个第二控制器件分别控制多个加热区310的工作情况，具体包括工作状态和加热参数等。

具体地，电热器件具体可以为电阻丝或红外加热件等，第二控制器件可以为开关或电磁开关等，通过控制第二控制器件的通断状态，可以控制与该第二控制器件连接的加热区310内的电热器件的工作状态。当然，第二控制器件还可以包括可变电阻等，以通过第二控制器件控制与该第二控制器件连接的电热器件的加热电流等，达到控制该加热区310的加热温度的目的。

在上述实施例中，当需要对承载于承载件上的晶圆500进行清洗时，可以根据预设规则通过多个第一控制器件控制多个喷洒区中的喷洒头210依次喷洒清洗介质；与此同时，在多个喷洒区开始和关闭喷洒头210时，可以对应通过多个第二控制器件控制对应的加热区310中电热器件的开启和关闭。

具体来说，以喷洒区和加热区310均包括4个为例，四个喷洒区分别为第一喷洒区、第二喷洒区、第三喷洒区和第四喷洒区，对应地，四个加热区310分别为第一加热区、第二加热区、第三加热区和第四加热区，分别与四个喷洒区一一对应。在具体的清洗过程中，第一喷洒区与第一加热区同时开启和关闭，第二喷洒区与第二加热区同时开启和关系，以此类推，使得对应于晶圆500上同一区域的喷洒区和加热区310一并工作，保证晶圆500上被喷洒有清洗介质的区域可以处于被加热状态，为清洗介质的蒸发(或挥发)提供热量，且保证晶圆500上各位置处温度均相对较为稳定，不会因清洗介质吸收晶圆500的热量导致晶圆500上不同位置处温度不同而对晶圆500的品质产生不利影响。

另外，控温组件300中还可以包括限温器件，各加热区310内的电热器件均配设有限温器件，限温器件能够在加热区310对应的晶圆500的区域的温度超过预设温度范围的情况下，限制电热器件工作。也即，限温器件在控温组件300中提供温度熔断的作用，当加热区310因某些意外因素出现加热工作不受控的情况下，限温器件可以防止加热区310将晶圆500上与该加热区310对应的区域加热至超出预设范围的温度，防止晶圆500因温度过高而损坏。

可选地，控温组件300可以采用反馈调节的方式控制加热区310的加热功率等参数。具体来说，通过对晶圆500上与该加热区310对应的区域的温度进行检测，可以得到该区域的实时温度，通过比较实时温度和目标温度，基于预设算法，可以得到该加热区310的电热器件的加热功率等参数；并且，在加热过程中，可以通过实时检测，对应调节的方式，对应调整加热区310的电热器件的加热功率，以在为清洗介质提供满足需求的热量的同时，保证晶圆500的温度在清洗前后不会发生明显的变化。同时，在喷洒组件所喷洒的清洗介质的种类不同的情况下，可以根据清洗介质的具体种类和具体的喷洒量，灵活确定对应的加热区310的加热功率。

可选地，在本实施例中，喷洒组件包括主管209和多条支管202，主管209的一端与喷洒头210连通，另一端通过多条支管202与多个不同的清洗介质源连通，至少一条支管上设置有加热部203、过滤部207、存储部206、温度检测器204和流量检测器208中的至少一者。加热部203能够加热清洗介质，过滤部207能够过滤清洁介质中的杂质，存储部206能够存储清洗介质，温度检测器204能够检测清洗介质的温度，流量检测器208能够检测清洗介质的流量。在本实施例公开的晶圆清洗设备中，可以通过调节清洁介质的温度和清洁度等方式提升清洁介质的清洗效果。并且，借助流量检测器208可以获取清洁介质的流量，实现定量控制清洗介质的流量的目的。具体地，加热部203可以为电阻丝等能够提供加热能力的器件，通过将加热部203安装在支管202之外，在加热部203可以为清洗介质提供加热作用的同时，还可以防止污染清洗介质。

可选地，清洗介质源包括清洗液源、置换液源、干燥气源。更具体地，清洗液源可以包括化学药液，置换液源可以包括去离子水和异丙醇，干燥气源包括氮气。

如上所述，至少一条支管上设置有加热部203和温度检测器204，在这种情况下，为了保证输送至喷嘴201的清洗介质的温度可以被加热至满足需求的温度，且不会出现清洗介质被加热至沸腾状态的情况，可选地，温度检测器204设置在加热部203的下游，从而可以利用温度检测器204检测支管202中已经被加热部203所加热的清洗介质的温度。当然，喷洒组件亦可以包括或配设有控制机构，以通过控制机构控制加热部203的加热功率和加热时间等。

支管上还设置有回流管路205，回流管路205的一端连接在支管202中位于温度检测器204和主管209之间的部分，回流管路205的另一端连接在支管202中位于加热部203与清洗介质源400之间的部分，也即，在回流管路205处于打开状态的情况下，支管202中经加热部203加热后的清洗介质可以经回流管路205流回至支管202中加热部203的上游。在喷洒组件的工作过程中，可以根据清洗介质的种类等情况确定预设温度，利用温度检测器204可以对经加热部203加热的清洗介质的温度进行检测，且在温度检测器204的检测结果不满足预设温度范围的情况下，使回流管路205导通，使温度不满足预设温度范围的清洗介质回流至加热部203的上游，根据其具体的温度情况，重新加热或掺入温度较低的清洗介质，保证自支管202输送至喷淋头的清洗介质的温度均满足预设温度范围，提升晶圆500的清洗和干燥效果。

如上所述，在清洗介质源400为源管路的情况下，喷洒组件还可以包括存储部206，存储部206具备容纳清洗介质的能力。在设有存储部206的情况下，回流管路205的一端可以直接连接于存储部206，以将温度不满足预设温度范围的清洗介质重新输送回加热部203的上游。如上，喷洒组件还可以设有过滤部207，过滤部207连接在支管202上，且可以使过滤部207位于温度检测器204和回流管路205的下游，以对将要输送至喷洒头210的清洗介质进行过滤，提升清洗介质的洁净程度，进而提升对晶圆500的清洗和干燥效果。

基于上述任一实施例公开的晶圆清洗设备，本申请实施例还公开一种晶圆清洗方法，该晶圆清洗方法应用于上述任一晶圆清洗设备中。如图4所示，晶圆清洗方法包括：

S1、将晶圆传输至承载件上，控制所述承载件携带晶圆旋转。具体地，可以通过机械手等器械将待清洗的晶圆传入工艺腔室，且使晶圆支撑在承载件上，承载件通过自身的结构带动晶圆旋转。当然，还可以借助其他器械移动晶圆，此处不再一一列举。

S2、控制喷洒组件与承载件同步旋转，且向晶圆喷洒清洗液。具体地，在晶圆承载于承载件上的情况下，控制喷洒组件能够与承载件同步旋转，使喷洒组件能够向晶圆上的任意位置喷洒清洗液，为晶圆提供清洗作用。

S3、控制喷洒组件停止向晶圆喷洒清洗液，之后向晶圆喷洒置换液，且控制控温组件调节晶圆的温度保持在第一预设温度范围内。具体来说，通过切换向喷洒组件输送的清洗介质，使喷洒组件停止向晶圆喷洒清洗液，且通过向喷洒组件通入置换液，使喷洒组件能够向晶圆喷洒置换液。

为了保证清洗效果较好，在喷洒置换液的过程中，还通过控制控温组件调节晶圆的温度保持在第一预设范围内。具体地，通过使控温组件工作，可以自晶圆的另一侧面加热晶圆，为置换液的蒸发(或挥发)提供热量，防止晶圆在喷洒清洗介质前后的温度产生较大的变化。其中，清洗液具体可以包括化学品溶液，置换液可以包括去离子水和异丙醇。另外，第一预设温度可以根据置换液的具体种类等实际需求灵活确定，此处不作限定。

S4、控制喷洒组件停止向晶圆喷洒置换液，之后向晶圆喷洒干燥气体，且控制控温组件调节晶圆的温度保持在第二预设温度范围内。

在通过置换液清洗晶圆一段时间之后，可以停止继续向晶圆喷洒置换液，且通过切换喷洒头的清洗介质源的方式，向晶圆喷洒干燥气体，并且，在喷洒干燥气体的同时，还控制控温组件调节晶圆的温度，且使晶圆的温度保持在第二预设温度范围内，以提升晶圆的干燥效果。干燥气体具体可以为氮气，以防止干燥气体与晶圆相互反应。另外，第二预设温度可以根据氮气的喷洒速度等实际情况灵活确定，此处不作限定。

在采用上述晶圆清洗方法对晶圆进行清洗的过程中，可以在防止晶圆背面被污染的同时，使晶圆的正面具有较好的干燥效果，得到清洁且干燥的晶圆。

如上所述，喷洒组件可以包括喷洒头，喷洒头设有多个喷洒区，各喷洒区均设有喷嘴，控温组件包括与多个喷洒区一一对应的多个加热区，各加热区均对应设置有控制器件，考虑到上文实施例已经对前述这种结构的晶圆清洗设备进行了详细地描述，为使文本简洁，此处不再重复。

基于前述晶圆清洗设备，晶圆清洗方法中的上述步骤S2中，控制喷洒组件停止向晶圆喷洒清洗液，之后向晶圆喷洒置换液，包括：

控制喷洒组件停止向晶圆喷洒清洗液，之后控制多个喷洒区依次开启其喷嘴，向晶圆喷洒置换液，且按照多个喷洒区的开启顺序，依次控制多个加热区导通其电热器件，以调节晶圆对应区域的温度。

如上所述，晶圆清洗设备中，喷洒组件包括多个喷洒区，且控温组件包括与多个喷洒区一一对应的加热区的情况下，可以单独开启任意一个喷洒区和与该喷洒区对应的加热区，从而对晶圆的部分区域进行清洗工作，这使得晶圆的清洗过程更加灵活，且可以根据晶圆上不同位置处的洁净程度进行适应性清洗工作。

更具体地，在完成清洗液的喷洒工作之后，可以通过控制多个喷洒区依次开启其喷嘴，且向晶圆喷洒置换液，在对应的喷洒区喷洒置换液的同时，可以按照多个喷洒区的开启顺序，依次控制多个加热区通过导通其电热器件，以调节晶圆对应区域的温度，使晶圆上与处于开启的喷洒区对应的区域的清洗效果较好。

基于上述实施例公开的晶圆清洗方法，此处给出一种晶圆清洗方法的具体工作流程。

在清洗晶圆的过程中，当晶圆传入清洗腔，且使晶圆承载于承载件上，在利用化学品溶液对晶圆表面的杂质进行清洗之后，如图6所示，可以利用UPW或CO₂-UPW等含水清洗液清洗晶圆的表面，同时，在晶圆的背面喷洒氮气，以在氮气的作用下，防止晶圆正面的清洗液自晶圆的边缘流动至晶圆的背面造成晶圆背面污染的情况。

在利用含水清洗液对晶圆表面的清洗工作之后，可以进一步采用表面张力较低的有机溶剂对晶圆的正面进行清洗。前述有机溶剂具体可以为液态的异丙醇(即IPA)，通过使异丙醇的温度被维持在60℃以上，且低于其沸点温度，保证异丙醇对晶圆表面的含水清洗液的清洗效果较好。在利用有机溶剂对晶圆的正面进行清洗的同时，可以采用如上所述的控温组件等闭环温度控制加热系统对晶圆的背面进行加热。在加热晶圆的背面时，可以根据晶圆正面的目标工艺温度和工艺过程的变化，以及晶圆正面温度的变化情况，对应调节晶圆背面的加热系统的功率，保证晶圆正面各区域的温度基本保持一致。在晶圆的背面采用上述闭环温度控制加热系统进行加热时，一方面可以很好地维持异丙醇干燥晶圆过程中晶圆正面的温度的稳定，另一方面可以有效防止因晶圆背面干燥不彻底带来的背面污染问题。

其中，在向晶圆的正面喷洒异丙醇时，采用瞬时全覆盖设计喷嘴实现。其中，全覆盖喷嘴设计根据工艺需求，将喷淋头朝向晶圆的表面分为若干个独立开启或关闭的喷洒区，以在异丙醇的喷洒过程中，通过独立控制多个喷洒区，保证异丙醇能够基本全面覆盖晶圆表面上的任一位置，防止晶圆表面不同区域因喷洒的异丙醇的量存在差异，导致晶圆表面不同位置处异丙醇的浓度不同而造成颗粒问题，且可以缩短干燥时间。

另外，依据朝向晶圆正面的喷洒头所设置的多个喷洒区，可以将设置在晶圆背面的闭环温度控制加热系统对应地分为若干加热区，各加热区依据晶圆的正面的目标工艺温度、异丙醇是否喷洒和晶圆表面喷洒有异丙醇的区域的温度等因素，对应地调节晶圆背面的闭环温度控制加热系统的功率，保证晶圆正面的不同位置的温度基本保持一致，保证晶圆具有较好的干燥效果。

具体地，如图5所示，当喷洒头中对应于晶圆正面的表面的第一喷洒区(记为正面区域1，如图5中温区A)开始喷洒异丙醇时，可以使晶圆背面对应于正面区域1的加热区域1开始进行加热，且能够依据加热区域1的温度反馈来自动调节该加热区域1的加热功率至A；当正面区域1停止喷洒异丙醇时，相应的加热区域1则可以根据此时的工艺需求，自动调节加热功率至A1。

同样的，在正面区域1结束喷洒异丙醇，且第二喷洒区(记为正面区域2，如图5中温区B)开始喷洒异丙醇时，则晶圆背面的加热系统与正面区域2对应的加热区域2则能够依据加热区域2的温度反馈，来自动调节加热区域2的加热功率至B；而在正面区域2停止喷洒异丙醇时，则加热区域2能够依据此时的工艺需求，自动调节加热系统中加热区域2的功率至B1。以此类推，直至晶圆正面第n(n为非零自然数)喷洒区完成异丙醇喷洒清洗流程，其相应的加热区域n亦可以采用上述方式相应地完成加热区域n的功率调节工作。

在完成采用异丙醇清洗晶圆正面之后，停止异丙醇的供给，开始通入氮气氮气，或先对氮气进行加热，之后再通入，提升氮气对晶圆表面的干燥效果。与此同时，晶圆背面的闭环温度控制加热系统则可以依据晶圆正面的清洗过程变化，自动调节加热功率至某一值，将晶圆正面残留的异丙醇全部或基本全部蒸发掉，得到一个表面(包括正面和背面)洁净且干燥的晶圆，以便用于下一工序。

其中，在向晶圆的正面喷洒氮气的过程中，可以采用瞬时全覆盖的方式向晶圆的正面喷洒氮气。也即，喷洒氮气时，不再利用多个喷洒区分区喷洒氮气，通过使晶圆正面的整个表面瞬时全覆盖氮气，能够有效防止晶圆正面因氮气覆盖不均匀而产生的干燥不均匀的问题，同时，也可以极大地缩短晶圆的干燥时间。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆清洗设备，其特征在于，包括：

承载件，所述承载件用于承载晶圆并携带所述晶圆旋转；

喷洒组件，所述喷洒组件与清洗介质源连通，且所述喷洒组件位于所述承载件的上方，所述喷洒组件用于与所述承载件同步旋转且向承载于所述承载件上的所述晶圆喷洒清洗介质；

控温组件，所述控温组件安装于所述承载件的承载面上，且所述控温组件位于所述承载件以及承载于所述承载件上的所述晶圆之间，用于调节所述晶圆的温度。

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述喷洒组件包括介质管、喷洒头、旋转驱动器、喷嘴和第一控制器件，所述喷洒头位于所述承载件的上方，所述旋转驱动器设置在所述喷洒头背离所述承载件的一侧，用于驱动所述喷洒头旋转，所述介质管一端在述喷洒头背离所述承载件的一侧与所述喷洒头连通，另一端与所述清洗介质源连通，所述喷洒头朝向所述承载件的一侧设有多个喷洒区，多个喷洒区在所述承载件的承载方向上的投影覆盖承载于所述承载件的所述晶圆，各所述喷洒区内均设有所述喷嘴，各所述喷洒区均配设有独立的所述第一控制器件，各所述第一控制器件与对应的所述喷洒区内的所述喷嘴连接，用于控制所述喷嘴的开闭。

3.根据权利要求2所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述喷洒组件还包括升降驱动器，所述升降驱动器设置在所述喷洒头背离所述承载件的一侧，用于驱动所述喷洒头升降。

4.根据权利要求2所述的晶圆清洗设备，其特征在于，多个所述喷洒区包括中心区和至少一个环形区，各所述环形区依次环绕设置，且所述中心区设置于各所述环形区的中心。

5.根据权利要求2所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述控温组件包括第二控制器件和电热器件，所述承载面设有多个加热区，多个所述加热区在所述承载件的承载方向上的投影覆盖承载于所述承载件的晶圆，且多个所述加热区与多个所述喷洒区一一对应设置，任一所述加热区与对应的所述喷洒区在所述承载件的承载方向上的投影重合，各所述加热区内均设有所述电热器件，各所述加热区均配设有独立的所述第二控制器件，各所述第二控制器件与对应的所述加热区内的所述电热器件连接，用于控制所述电热器件的通断。

6.根据权利要求2所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述介质管包括主管和多条支管，所述主管一端与所述喷洒头连通，另一端通过所述多条支管与多个不同的清洗介质源连通，至少一条所述支管上设置有加热部、过滤部、存储部、温度检测器和流量检测器中的至少一者，所述加热部用于加热所述清洗介质，所述过滤部用于过滤所述清洗介质中的杂质，所述存储部用于存储所述清洗介质，所述温度检测器用于检测所述清洗介质的温度，所述流量检测器用于检测所述清洗介质的流量。

7.根据权利要求6所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述清洗介质源包括：清洗液源、置换液源、干燥气源。

8.根据权利要求6所述的晶圆清洗设备，其特征在于，至少一条所述支管上设置有所述加热部和所述温度检测器，所述温度检测器位于所述加热部下游，该支管上还设置有回流管路，所述回流管路的一端连接于所述支管中位于所述温度检测器与所述主管之间的部分，所述回流管路的另一端连接于所述支管中位于所述加热部与所述清洗介质源之间的部分，所述回流管路用于在所述温度检测器的检测结果不满足预设温度范围的情况下导通。

9.一种晶圆清洗方法，应用于权利要求5所述的晶圆清洗设备，其特征在于，包括：

将晶圆传输至所述承载件上，控制所述承载件携带所述晶圆旋转；

控制所述喷洒组件与所述承载件同步旋转，且向所述晶圆喷洒清洗液；

控制所述喷洒组件停止向所述晶圆喷洒所述清洗液，之后向所述晶圆喷洒置换液，且控制所述控温组件调节所述晶圆的温度保持在第一预设温度范围内；

控制所述喷洒组件停止向所述晶圆喷洒所述置换液，之后向所述晶圆喷洒干燥气体，且控制所述控温组件调节所述晶圆的温度保持在第二预设温度范围内。

10.根据权利要求9所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述控制所述喷洒组件停止向所述晶圆喷洒所述清洗液，之后向所述晶圆喷洒置换液，包括：

控制所述喷洒组件停止向所述晶圆喷洒所述清洗液，之后控制多个所述喷洒区依次开启其喷嘴，向所述晶圆喷洒所述置换液，且按照多个所述喷洒区的开启顺序，依次控制多个所述加热区导通其电热器件，以调节所述晶圆对应区域的温度。

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