CN115706044A - 晶圆清洗设备及其晶圆卡盘、晶圆清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体清洗设备中的晶圆卡盘，包括卡盘基体，卡盘基体顶部的中央区域形成有安装槽，其中设置有用于喷射气体的喷气组件，卡盘基体上还形成有周向分布的多个轴孔，其中对应设置有多个晶圆升降轴，其顶端设置有绕其轴线设置的弧状斜台，弧状斜台的顶面包括过渡曲面和第一平面，晶圆升降轴的顶面为第二平面，且第一平面高于第二平面，过渡曲面过渡连接在第一平面与第二平面之间；还包括驱动组件，用于驱动多个晶圆升降轴转动，使其通过第一平面或第二平面与晶圆边缘的底部接触，以使晶圆上升或下降。在本发明中，通过多个晶圆升降轴接触晶圆边缘对晶圆高度进行定位，提高了晶圆清洗效率。本发明还提供一种晶圆清洗设备和晶圆清洗方法。

Description

晶圆清洗设备及其晶圆卡盘、晶圆清洗方法
技术领域
本发明涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种晶圆清洗设备及其晶圆卡盘、晶圆清洗方法。
背景技术
在半导体工艺领域，晶圆表面的洁净度对产品良率具有至关重要的影响，如何有效地清洗晶圆、提高晶圆表面的洁净度，成为本领域的重要研究课题。
在现有的单片晶圆清洗设备中，通常存在两种升降晶圆的方案。一种是通过顶针(Pin)升降卡盘上承载的晶圆，即，通过顶针穿过卡盘顶起其上承载的晶圆，以便取放晶圆，或使顶针缩回卡盘下方，以将晶圆放下。另一种是采用气浮方式，即，向晶圆下方喷射气体以顶起晶圆。然而，这两种方案均存在难以克服的缺点，难以应对晶圆清洗工艺对晶圆升降方案提出的更高要求。
具体地，在顶针方案中，顶针与晶圆接触时容易造成晶背污染或刮伤晶背，在某些工艺中，如Backside清洗设备中，由于晶圆正面朝下，不允许卡盘与晶圆的图形部分之间存在物理性接触。而采用气浮方式升降晶圆虽然可以避免与晶圆进行物理接触，但是该方案对气浮气流的稳定性、洁净度要求很高，并且晶圆的顶升高度可能不稳定，还容易因气体洁净度问题在晶圆表面造成颗粒污染。
因此，如何提供一种既能够避免与晶圆图形部分接触，又能够保证晶圆高度的稳定性的晶圆升降定位方案，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在提供一种晶圆清洗设备及其晶圆卡盘、晶圆清洗方法，该晶圆卡盘能够在避免与晶圆图形部分接触的同时，提高晶圆工艺位置与晶圆取放位置的准确性。
为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种半导体清洗设备中的晶圆卡盘，包括卡盘基体，所述卡盘基体的顶部具有用于承载晶圆的承载面，所述卡盘基体顶部的中央区域形成有安装槽，所述安装槽中设置有用于在晶圆清洗工艺中向所述承载面与所述晶圆之间喷射气体的喷气组件，所述卡盘基体上还形成有环绕所述安装槽周向分布的多个轴孔，多个所述轴孔中对应设置有多个晶圆升降轴，所述晶圆升降轴的顶端设置有绕晶圆升降轴轴线周向设置的弧状斜台，所述弧状斜台的顶面包括过渡曲面和第一平面，所述晶圆升降轴的顶面为第二平面，且所述第一平面高于所述第二平面，所述第二平面高于所述承载面，所述过渡曲面过渡连接在第一平面与所述第二平面之间；所述晶圆卡盘还包括驱动组件，用于驱动多个所述晶圆升降轴同步转动，使多个所述晶圆升降轴通过所述第一平面或通过所述第二平面与晶圆边缘的底部接触，以使多个所述晶圆升降轴承载的晶圆上升或下降。
可选地，所述晶圆升降轴的顶端还设置有沿竖直方向延伸的固定柱，所述弧状斜台环绕在所述固定柱的周围，且所述固定柱的轴线相对于所述过渡曲面位于所述晶圆升降轴轴线的另一侧。
可选地，所述驱动组件驱动多个所述晶圆升降轴转动时，所述晶圆由所述第一平面经所述过渡曲面下降至所述第二平面或者由所述第二平面经所述过渡曲面上升至所述第一平面，所述晶圆承载在所述第一平面或所述第二平面上时，多个所述固定柱靠近并夹持所述晶圆。
可选地，所述晶圆升降轴具有位于所述承载面下方的齿轮段，所述驱动组件包括驱动源和与所述卡盘基体同轴设置的齿轮环，所述齿轮环的侧壁上具有环绕其轴线设置的齿轮结构，且所述齿轮结构与所述齿轮段啮合，所述驱动源用于驱动所述齿轮环环绕其轴线转动，以带动多个所述晶圆升降轴同步转动。
可选地，所述晶圆升降轴包括升降轴本体和齿轮件，所述升降轴本体的顶端设置有所述弧状斜台，所述齿轮件套设在所述升降轴本体上并形成所述齿轮段。
可选地，所述安装槽的底面包括位于中央的第一平坦面和环绕所述第一平坦面的内锥面，所述第一平坦面上形成有与所述卡盘基体同轴的导气孔，所述喷气组件包括喷盖，所述喷盖设置在所述安装槽中，且所述喷盖的底面包括第二平坦面和环绕所述第二平坦面的外锥面，所述第一平坦面与所述第二平坦面之间形成有第一缝隙，所述外锥面与所述内锥面之间形成有第二缝隙；
所述喷盖的边缘形成有多个由所述喷盖的顶面贯穿至所述外锥面且周向等间隔分布的喷射孔，所述气体通过所述导气孔、所述第一缝隙和所述第二缝隙由多个所述喷射孔喷出。
作为本发明的第二个方面，提供一种晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆清洗设备包括前面所述的晶圆卡盘。
可选地，所述晶圆清洗设备还包括喷淋组件，所述喷淋组件用于由所述承载面上方向所述承载面上承载的晶圆喷淋清洗液。
作为本发明的第三个方面，提供一种晶圆清洗方法，其特征在于，所述晶圆清洗方法应用于前面所述的晶圆清洗设备，所述晶圆清洗方法包括：
将待清洗的晶圆传输至所述第一平面上；
控制所述驱动组件驱动多个所述晶圆升降轴向第一方向同步转动，使位于所述第一平面上的晶圆下降并转移至所述第二平面上；
控制所述喷气组件喷射气体，并向所述晶圆喷淋清洗液，以进行晶圆清洗工艺；
控制所述喷气组件停止喷射气体，停止向所述晶圆喷淋清洗液，并控制所述驱动组件驱动多个所述晶圆升降轴向第二方向同步转动，使位于所述第二平面上的晶圆上升并转移至所述第一平面上，以便于传输走所述晶圆。
可选地，所述晶圆升降轴的顶端还具有沿竖直方向延伸的固定柱，且所述固定柱的轴线相对于所述过渡曲面位于所述晶圆升降轴轴线的另一侧；所述晶圆转移至所述第一平面或所述第二平面上后，多个所述固定柱靠近并夹持所述晶圆。
在本发明提供的晶圆清洗设备及其晶圆卡盘、晶圆清洗方法中，多个同步转动的晶圆升降轴可在仅接触晶圆边缘的同时，实现对晶圆的高度进行精确、稳定地定位，使晶圆在与第一平面接触以及与第二平面接触的状态之间平滑切换。从而在简化晶圆卡盘的机械结构，消除顶针等结构带来的潜在污染因素的同时，提高了晶圆工艺位置与晶圆取放位置的准确性，进而提高了机械手的晶圆取放片效率以及晶圆清洗效率。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的晶圆卡盘的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的晶圆卡盘的剖视图；
图3是本发明实施例提供的晶圆卡盘中晶圆升降轴向第一方向转动的原理示意图；
图4是本发明实施例提供的晶圆卡盘中晶圆升降轴向第二方向转动的原理示意图；
图5是晶圆位于本发明实施例中晶圆位于多个晶圆升降轴的第一平面上的示意图；
图6是晶圆位于本发明实施例中晶圆位于多个晶圆升降轴的第一平面上时晶圆与第一平面、第二平面之间的位置关系示意图；
图7是晶圆位于本发明实施例中晶圆位于多个晶圆升降轴的第二平面上的示意图；
图8是晶圆位于本发明实施例中晶圆位于多个晶圆升降轴的第二平面上时晶圆与第一平面、第二平面之间的位置关系示意图；
图9是本发明实施例提供的晶圆清洗设备的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的晶圆清洗设备进行晶圆清洗工艺时清洗液与气流的流向示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供一种半导体清洗设备中的晶圆卡盘，如图1至图4所示，该晶圆卡盘包括卡盘基体，卡盘基体的顶部具有用于承载晶圆的承载面，卡盘基体顶部的中央区域形成有安装槽，安装槽中设置有用于在晶圆清洗工艺中向承载面与晶圆之间喷射气体的喷气组件，卡盘基体上还形成有环绕安装槽周向分布的多个轴孔，多个轴孔中对应设置有多个晶圆升降轴，晶圆升降轴的顶端(第二平面上)设置有绕晶圆升降轴轴线周向设置的弧状斜台，弧状斜台的顶面包括过渡曲面和第一平面，晶圆升降轴的顶面为第二平面，第一平面高于第二平面，第二平面高于承载面，过渡曲面过渡连接在第一平面与第二平面之间；晶圆卡盘还包括驱动组件，用于驱动多个晶圆升降轴同步转动，使多个晶圆升降轴通过第一平面或通过第二平面与晶圆边缘的底部接触，以使多个晶圆升降轴承载的晶圆上升或下降。
需要说明的是，在本发明中，过渡连接是指过渡曲面的高度沿环绕晶圆升降轴轴线方向平滑变化，且过渡曲面的两端分别与第一平面和第二平面的高度平齐。
本发明提供的晶圆卡盘包括多个周向分布的晶圆升降轴，且每个晶圆升降轴均包括由过渡曲面过渡连接的第一平面和第二平面，从而在多个晶圆升降轴同步转动时，多个晶圆升降轴可以同时在通过第一平面或通过第二平面与晶圆接触的状态之间切换。
具体地，当多个晶圆升降轴的第一平面朝向晶圆(即朝向中央区域)时，如图5、图6所示，晶圆与承载面之间具有足够的间隙，可以方便地通过机械手向多个晶圆升降轴的第一平面放置晶圆，或者通过机械手取走多个晶圆升降轴的第一平面上放置的晶圆；在第一平面上放置好待清洗的晶圆后，随着多个晶圆升降轴同步转动，每个晶圆升降轴的过渡曲面以及第二平面先后转动至朝向晶圆，晶圆先由第一平面转移至过渡曲面上，并在转动的过渡曲面的导向作用下逐渐降低至第二平面对应高度，最终如图7、图8所示，晶圆在第二平面转动至朝向晶圆时落在第二平面上，以进行晶圆清洗工艺。
需要说明的是，喷气组件在晶圆清洗工艺中向承载面与晶圆之间喷射气体的目的在于避免清洗液溅入承载面与晶圆之间的缝隙中并腐蚀晶圆的背面，其原理如图10所示。并且，喷气组件的喷气作用会提高晶圆放置在第二平面上的稳定性，具体地：
在晶圆清洗工艺中，喷气组件喷射的气体在卡盘内部沿着如图10所示箭头方向流动，以形成气体保护层，保证清洗过程中，清洗液不会流到晶圆下表面，从而对晶圆下表面形成气体保护。同时，由于晶圆背面的气体流速大，晶圆正面气体流速慢，根据伯努利(Bernoulli)原理，晶圆背面的气体压强小于晶圆正面的气体压强，因而晶圆会受一竖直向下的压力作用，配合晶圆的自重一同将晶圆牢牢按压在第二平面上。
在本发明中，多个同步转动的晶圆升降轴可在仅接触晶圆边缘(第一平面、第二平面以及过渡曲面与晶圆边缘的接触面积较小，且接触部位为晶圆边缘的无效区域，对晶圆表面图形无影响)的同时，精确、稳定地对晶圆的高度进行定位，使晶圆在与第一平面接触以及与第二平面接触的状态之间平滑切换。从而在简化晶圆卡盘的机械结构，消除顶针等结构带来的潜在污染因素的同时，提高了晶圆工艺位置与晶圆取放位置的准确性，进而提高了机械手的晶圆取放片效率以及晶圆清洗效率。
为进一步提高晶圆位置的稳定性及精确性，作为本发明的一种优选实施方式，如图2、图3、图4所示，晶圆升降轴的顶端还设置有沿竖直方向延伸的固定柱，弧状斜台环绕在固定柱的周围，且固定柱的轴线相对于过渡曲面位于晶圆升降轴轴线的另一侧(即位于第一平面与第二平面之间的台阶对应的一侧)。
在本发明实施例中，晶圆升降轴的顶端还具有固定柱，且固定柱为偏心设计，从而可以起到夹紧、松弛晶圆的作用。具体地，驱动组件驱动多个晶圆升降轴转动时，晶圆可以由第一平面经过渡曲面下降至第二平面，也可以由第二平面经过渡曲面上升至第一平面，不管晶圆是承载在第一平面上还是承载在第二平面上，多个固定柱均可靠近并夹持晶圆。当多个晶圆升降轴均转动至过渡曲面朝向晶圆卡盘的正中央时，多个固定柱彼此相距最远，多个固定柱包围限定的空间最大，多个固定柱均不与晶圆的边缘接触。而当多个晶圆升降轴均转动至固定柱相对于晶圆升降轴轴线完全朝向晶圆卡盘的正中央时，多个固定柱彼此相距最近，多个固定柱包围限定的空间不足以容纳晶圆。因此当晶圆升降轴由过渡曲面朝向晶圆的状态旋转至第一平面或第二平面朝向晶圆后，继续沿相同方向旋转，则多个固定柱将逐渐靠近晶圆边缘，直至夹紧晶圆的侧边，并使晶圆升降轴无法沿相同方向继续转动下去。
该夹紧晶圆的作用可在两个阶段起到作用，其一是在喷气组件开始喷射气体时，可驱动第一平面与晶圆接触的晶圆升降轴向第一平面侧对应的极限状态转动，使多个固定柱夹紧晶圆的侧边，将晶圆固定在第一平面对应的高度，并避免晶圆在喷气组件开始喷射气体时产生的不稳定流场作用下运动，从而提高晶圆位置的稳定性。其二是在晶圆下降至与第二平面接触时，待喷气组件喷射气体产生的(晶圆上下表面之间的)压强差将晶圆按压在多个晶圆升降轴的第二平面上后，可再驱动晶圆升降轴向第二平面侧对应的极限状态转动，使多个固定柱夹紧晶圆的侧边，将晶圆固定在第二平面对应的高度，进一步提高晶圆位置的稳定性。
本发明实施例对晶圆升降轴的转动方向不作具体限定，例如，如图3至图8所示，作为本发明的一种可选实施方式，晶圆升降轴可通过顺时针(俯视视角)旋转使第二平面、过渡曲面和第一平面依次朝向晶圆，即，使晶圆升高(如图4至图6所示)；通过逆时针旋转使第一平面、过渡曲面和第二平面依次朝向晶圆，即，使晶圆降低(如图3、图7、图8所示)。或者，在本发明的其他实施例中(图未示)，晶圆升降轴也可以通过顺时针(俯视视角)旋转使第一平面、过渡曲面和第二平面依次朝向晶圆，即，使晶圆降低；通过逆时针旋转使第二平面、过渡曲面和第一平面依次朝向晶圆，即，使晶圆升高。
本发明实施例对如何控制多个晶圆升降轴同步转动不做具体限定，例如，可通过多个电机根据同一控制信号分别驱动多个晶圆升降轴同步转动，或者，可通过同一皮带与多个晶圆升降轴摩擦连接，以保证多个晶圆升降轴同步转动。
为简化晶圆卡盘的机械结构，并提高多个晶圆升降轴同步转动的稳定性，作为本发明的一种优选实施方式，如图2至图4所示，晶圆升降轴具有位于承载面下方的齿轮段，驱动组件包括驱动源和与卡盘基体同轴设置的齿轮环，齿轮环的侧壁上具有环绕其轴线设置的齿轮结构，且齿轮结构与齿轮段啮合，驱动源用于驱动齿轮环环绕其轴线转动，以带动多个晶圆升降轴同步转动。
在本发明实施例中，驱动组件包括驱动源和齿轮环，通过齿轮环上的齿轮结构(齿形结构)与晶圆升降轴的齿轮段结合传动，从而通过简单的机械结构保证了多个晶圆升降轴转动的同步性。需要说明的是，在通过齿轮环驱动多个晶圆升降轴同步转动的实施例中，多个晶圆升降轴的旋向需保持一致。
本发明实施例对晶圆升降轴上的齿轮段如何制作不做具体限定，例如，可直接在晶圆升降轴上车削制作齿形结构，得到该齿轮段。
为降低更换易磨损结构的维护成本，作为本发明的一种优选实施方式，晶圆升降轴可由轴体与可拆卸的齿轮结构组装得到，具体地，如图3、图4所示，晶圆升降轴包括升降轴本体和齿轮件，升降轴本体的顶端设置有弧状斜台，齿轮件套设在升降轴本体上并形成齿轮段。
在本发明实施例中，晶圆升降轴由升降轴本体和套设在升降轴本体上的齿轮件组装形成，从而在齿轮件磨损过度时，可保留升降轴本体，仅更换齿轮件，降低了更换零部件的维护成本。为进一步降低维护成本，优选地，齿轮件可以是由市面批量采购的标准件。
为便于对齿轮件的竖直位置进行定位，优选地，如图3、图4所示，升降轴本体上形成有定位台阶。
本发明实施例对齿轮环上齿轮结构的位置不做具体限定，例如，作为本发明的一种可选实施方式，如图2所示，齿轮结构形成在齿轮环的外侧，即多个晶圆升降轴的齿轮段环绕设置在齿轮环的外侧，并与齿轮环的外齿啮合。或者，在本发明的其他实施例中，齿轮环上的齿形结构可形成在齿轮环的内侧壁上(即形成为内齿轮)，齿轮环套设在多个晶圆升降轴的齿轮段的外侧，并通过内齿与多个晶圆升降轴的齿轮段啮合。
本发明实施例对驱动源如何与齿轮环连接不做具体限定，例如，作为本发明的一种可选实施方式，如图2所示，驱动源可以为输出轴与晶圆卡盘同轴的旋转电机，驱动源的输出轴通过连接法兰与齿轮环固定连接。
本发明实施例对如何固定晶圆升降轴的轴线不做具体限定，例如，可选地，如图2所示，晶圆卡盘还包括设置在卡盘基体下方的底座，底座与卡盘基体密封连接形成传动腔，齿轮环、连接法兰和晶圆升降轴的齿轮段均位于传动腔中，底座的底面上形成有多个安装盲孔，晶圆升降轴的底端设置在底座上对应的安装盲孔中。为降低晶圆升降轴在安装盲孔中转动的摩擦力，优选地，晶圆升降轴的底端通过轴承安装在安装盲孔中。
本发明实施例对喷气组件的结构不做具体限定，例如，可选地，如图1、图2所示，安装槽的底面包括位于中央的第一平坦面和环绕第一平坦面的内锥面，第一平坦面上形成有与卡盘基体同轴的导气孔(图未示)，喷气组件包括喷盖，喷盖设置在安装槽中，且喷盖的底面包括第二平坦面和环绕第二平坦面的外锥面，第一平坦面与第二平坦面之间形成有第一缝隙，外锥面与内锥面之间形成有第二缝隙；
喷盖的边缘形成有多个由喷盖的顶面贯穿至外锥面且周向等间隔分布的喷射孔，在喷射气体时，气体通过导气孔、第一缝隙和第二缝隙由多个喷射孔喷出，并吹向晶圆的背面形成气体保护层。
为提高晶圆背面气流的稳定性，优选地，多个喷射孔的喷射方向与承载面成一定角度(例如，可以在45°到20°之间)，如图10所示，气流喷出后，斜向外吹向晶圆的背面，以形成气体保护层。
本发明实施例对喷气组件所喷射的气体成分不做具体限定，例如，作为本发明的一种易于实现的实施方式，该喷气组件用于向晶圆的背面喷射氮气。本发明实施例对喷气组件喷射气体的气体流量及压力不作具体限定，可根据晶圆清洗工艺的需求调节流入该锥形气腔的气体流量及压力，以使晶圆承受的背吸力达到所需大小。
本发明实施例对晶圆升降轴的数量不做具体限定，例如，作为本发明的一种可选实施方式，如图1、图2所示，晶圆卡盘可以包括6个晶圆升降轴，6个晶圆升降轴绕卡盘基体的轴线等间隔分布。
作为本发明的第二个方面，提供一种晶圆清洗设备，该晶圆清洗设备包括本发明实施例提供的晶圆卡盘。
在本发明提供的晶圆清洗设备中，晶圆卡盘的多个同步转动的晶圆升降轴可在仅接触晶圆边缘的同时，实现对晶圆的高度进行精确、稳定地定位，使晶圆在与第一平面接触以及与第二平面接触的状态之间平滑切换。从而在简化晶圆卡盘的机械结构，消除顶针等结构带来的潜在污染因素的同时，提高了晶圆工艺位置与晶圆取放位置的准确性，进而提高了机械手的晶圆取放片效率以及晶圆清洗效率。
本发明实施例对晶圆清洗设备的其他结构不作具体限定，例如，可选地，如图9所示，该晶圆清洗设备还包括喷淋组件，喷淋组件用于由承载面上方向承载面上承载的晶圆喷淋清洗液。
作为本发明的第三个方面，提供一种晶圆清洗方法，该晶圆清洗方法应用于本发明提供的晶圆清洗设备，该晶圆清洗方法包括：
步骤S1、将接收待清洗的晶圆传输至第一平面上；
步骤S2、控制驱动组件驱动多个晶圆升降轴向第一方向同步转动，使位于第一平面上的晶圆下降并转移至第二平面上；
步骤S3、控制喷气组件喷射气体，并(控制喷淋组件)向晶圆喷淋清洗液，以进行晶圆清洗工艺；
步骤S4、控制喷气组件停止喷射气体，(控制喷淋组件)停止向晶圆喷淋清洗液，并控制驱动组件驱动多个晶圆升降轴向第二方向同步转动，使位于第二平面上的晶圆上升并转移至第一平面上，以便于传输走清洗后的晶圆。
需要说明的是，步骤S1至步骤S4是对应于单独一片晶圆的清洗工艺循环，在依次清洗多片晶圆的过程中步骤S1至步骤S4循环执行多次。步骤S1中多个晶圆升降轴的第一平面朝向晶圆卡盘的轴线为晶圆升降轴的初始状态，在本发明的一些实施例中，也可将步骤S4中喷气组件停止喷射气体后的动作改为在步骤S1中执行。即，步骤S4仅包括控制喷气组件停止喷射气体，而步骤S1中在接收待清洗的晶圆前，先驱动多个晶圆升降轴旋转至第一平面朝向晶圆卡盘的轴线，使位于第二平面上的晶圆上升并转移至第一平面上，以便于传输走清洗后的晶圆(即，使多个晶圆升降轴恢复至初始状态)。
在本发明提供的晶圆清洗方法中，晶圆卡盘的多个同步转动的晶圆升降轴仅通过接触晶圆边缘实现对晶圆的高度进行精确、稳定地定位，使晶圆在与第一平面接触以及与第二平面接触的状态之间平滑切换。从而在简化晶圆卡盘的机械结构，消除顶针等结构带来的潜在污染因素的同时，提高了晶圆工艺位置与晶圆取放位置的准确性，进而提高了机械手传输晶圆的取放片效率以及晶圆清洗效率。
为进一步提高晶圆位置的稳定性及精确性，作为本发明的一种优选实施方式，如图2、图3、图4所示，晶圆升降轴的顶端还具有沿竖直方向延伸的固定柱，且固定柱的轴线相对于过渡曲面位于晶圆升降轴轴线的另一侧。在晶圆转移至第一平面或第二平面上后，多个固定柱靠近并夹持晶圆。
在本发明实施例中，晶圆升降轴的顶端还具有固定柱，且固定柱为偏心设计，从而可以起到夹紧、松弛晶圆的作用，在喷气组件开始喷射气体前，驱动组件驱动第一平面与晶圆接触的晶圆升降轴向第一平面侧对应的极限状态转动，使多个固定柱夹紧晶圆的侧边，将晶圆固定在第一平面对应的高度，并避免晶圆在喷气组件开始喷射气体时产生的不稳定流场作用下运动，从而提高晶圆位置的稳定性。在晶圆下降至与第二平面接触后，进行晶圆清洗工艺前，驱动组件在喷气组件喷射气体产生的压强差将晶圆稳定按压在多个晶圆升降轴的第二平面上后，驱动晶圆升降轴向第二平面侧对应的极限状态转动，使多个固定柱夹紧晶圆的侧边，将晶圆固定在第二平面对应的高度，从而进一步提高了晶圆位置的稳定性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体清洗设备中的晶圆卡盘，其特征在于，包括卡盘基体，所述卡盘基体的顶部具有用于承载晶圆的承载面，所述卡盘基体顶部的中央区域形成有安装槽，所述安装槽中设置有用于在晶圆清洗工艺中向所述承载面与所述晶圆之间喷射气体的喷气组件，所述卡盘基体上还形成有环绕所述安装槽周向分布的多个轴孔，多个所述轴孔中对应设置有多个晶圆升降轴，所述晶圆升降轴的顶端设置有绕晶圆升降轴轴线周向设置的弧状斜台，所述弧状斜台的顶面包括过渡曲面和第一平面，所述晶圆升降轴的顶面为第二平面，且所述第一平面高于所述第二平面，所述第二平面高于所述承载面，所述过渡曲面过渡连接在第一平面与所述第二平面之间；所述晶圆卡盘还包括驱动组件，用于驱动多个所述晶圆升降轴同步转动，使多个所述晶圆升降轴通过所述第一平面或通过所述第二平面与晶圆边缘的底部接触，以使多个所述晶圆升降轴承载的晶圆上升或下降。
2.根据权利要求1所述的晶圆卡盘，其特征在于，所述晶圆升降轴的顶端还设置有沿竖直方向延伸的固定柱，所述弧状斜台环绕在所述固定柱的周围，且所述固定柱的轴线相对于所述过渡曲面位于所述晶圆升降轴轴线的另一侧。
3.根据权利要求2所述的晶圆卡盘，其特征在于，所述驱动组件驱动多个所述晶圆升降轴转动时，所述晶圆由所述第一平面经所述过渡曲面下降至所述第二平面或者由所述第二平面经所述过渡曲面上升至所述第一平面，所述晶圆承载在所述第一平面或所述第二平面上时，多个所述固定柱靠近并夹持所述晶圆。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的晶圆卡盘，其特征在于，所述晶圆升降轴具有位于所述承载面下方的齿轮段，所述驱动组件包括驱动源和与所述卡盘基体同轴设置的齿轮环，所述齿轮环的侧壁上具有环绕其轴线设置的齿轮结构，且所述齿轮结构与所述齿轮段啮合，所述驱动源用于驱动所述齿轮环环绕其轴线转动，以带动多个所述晶圆升降轴同步转动。
5.根据权利要求4所述的晶圆卡盘，其特征在于，所述晶圆升降轴包括升降轴本体和齿轮件，所述升降轴本体的顶端设置有所述弧状斜台，所述齿轮件套设在所述升降轴本体上并形成所述齿轮段。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的晶圆卡盘，其特征在于，所述安装槽的底面包括位于中央的第一平坦面和环绕所述第一平坦面的内锥面，所述第一平坦面上形成有与所述卡盘基体同轴的导气孔，所述喷气组件包括喷盖，所述喷盖设置在所述安装槽中，且所述喷盖的底面包括第二平坦面和环绕所述第二平坦面的外锥面，所述第一平坦面与所述第二平坦面之间形成有第一缝隙，所述外锥面与所述内锥面之间形成有第二缝隙；
所述喷盖的边缘形成有多个由所述喷盖的顶面贯穿至所述外锥面且周向等间隔分布的喷射孔，所述气体通过所述导气孔、所述第一缝隙和所述第二缝隙由多个所述喷射孔喷出。
7.一种晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆清洗设备包括权利要求1至6中任意一项所述的晶圆卡盘。
8.根据权利要求7所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆清洗设备还包括喷淋组件，所述喷淋组件用于由所述承载面上方向所述承载面上承载的晶圆喷淋清洗液。
9.一种晶圆清洗方法，其特征在于，所述晶圆清洗方法应用于权利要求7或8所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆清洗方法包括：
将待清洗的晶圆传输至所述第一平面上；
控制所述驱动组件驱动多个所述晶圆升降轴向第一方向同步转动，使位于所述第一平面上的晶圆下降并转移至所述第二平面上；
控制所述喷气组件喷射气体，并向所述晶圆喷淋清洗液，以进行晶圆清洗工艺；
控制所述喷气组件停止喷射气体，停止向所述晶圆喷淋清洗液，并控制所述驱动组件驱动多个所述晶圆升降轴向第二方向同步转动，使位于所述第二平面上的晶圆上升并转移至所述第一平面上，以便于传输走所述晶圆。
10.根据权利要求9所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述晶圆升降轴的顶端还具有沿竖直方向延伸的固定柱，且所述固定柱的轴线相对于所述过渡曲面位于所述晶圆升降轴轴线的另一侧；所述晶圆转移至所述第一平面或所述第二平面上后，多个所述固定柱靠近并夹持所述晶圆。
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