晶圆清洗方法及清洗装置与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及晶圆清洗方法及清洗装置。

背景技术：

1、晶圆清洗是晶圆制造过程中的重要环节，通过清洗能够确保晶圆表面的洁净度、化学稳定性以及物理完整性，以实现高质量芯片的制造。

2、现有技术中，对应晶圆的清洗主要是利用溶剂清洗、化学浸泡清洗或者机械清洗，溶剂清洗能够利用溶剂的溶解力去除晶圆表面的污染物，化学浸泡清洗则能够将晶圆表面的污染物溶解或与其发生化学反应，以达到清洗的效果，而机械清洗则直接利用刷子等机械手段，以水为媒介对晶圆表面进行冲洗。

3、但是上述清洗过程中，利用溶剂清洗或化学浸泡清洗，需要将晶圆与清洗液充分接触，还需要维持特定的环境温度，导致整体清洗过程耗时较多，成本较高，而利用机械清洗时，虽然能够提高清洗的效率，但是清洗后的晶圆由于静电作用依旧容易吸附污染物，导致清洗效果较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供晶圆清洗方法及清洗装置，解决现有技术中在晶圆清洗中，利用溶剂清洗或化学浸泡清洗的清洗过程耗时较多，成本较高，而利用机械清洗的清洗效果又较差，导致晶圆清洗过程中清洗效率、清洗成本以及清洗效果之间不能兼容的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供晶圆清洗方法，其包括：

4、获取晶圆并将晶圆转运至清洗腔内；

5、控制夹持机构将晶圆固定在所述清洗腔内；

6、驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗；

7、当晶圆完成清洗后，向晶圆喷射第三流体以去除晶圆静电；以及

8、获取完成去除静电的晶圆并将晶圆带出所述清洗腔。

9、可选地，所述驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗，包括：

10、向旋转的晶圆喷射所述第一流体，获取所述第一流体的第一喷射时间，当所述第一喷射时间大于第一时间阈值时，停止所述第一流体的喷射并向晶圆喷射所述第二流体，获取所述第二流体的第二喷射时间，当所述第二喷射时间大于第二时间阈值时，停止所述第二流体的喷射并向晶圆喷射第三流体。

11、可选地，所述清洗腔设置于机壳内，所述清洗腔设置有排气孔，所述排气孔内设置有控制阀，所述驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗，还包括：

12、获取所述机壳内与所述清洗腔内的气压差，当所述气压差满足气压条件时，控制阀开启以导通所述清洗腔与所述机壳，调节所述清洗腔内的气压。

13、可选地，所述获取所述机壳内与所述清洗腔内的气压差，包括：

14、获取所述机壳内和所述清洗腔内的湿度值，根据所述湿度值产生所述气压差。

15、可选地，所述驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗，包括：

16、获取清洗腔内的湿度值，当所述湿度值大于湿度阈值时，停止所述第一流体的喷射，并开始喷射所述第二流体。

17、可选地，所述清洗腔内转动连接有用于喷射第一流体或第二流体或第三流体的喷头，所述驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗，还包括：

18、控制所述喷头在喷射第一流体或第二流体或第三流体的同时相对于晶圆摆动。

19、可选地，所述获取完成去除静电的晶圆并将晶圆带出所述清洗腔，包括：

20、获取晶圆在清洗腔内的清洗时间，当所述清洗时间大于时间预设值时，取出所述清洗腔内的晶圆。

21、可选地，所述第一流体为二流体，所述第二流体包括干冰和惰性气体，所述第三流体为等离子体。

22、可选地，控制第一机械手获取晶圆，并将晶圆转运至清洗腔内，控制第二机械手获取完成去除静电的晶圆并将晶圆带出所述清洗腔。

23、第二方面，本发明还提供清洗装置，其应用第一方面中任一项晶圆清洗方法对晶圆进行清洗，包括：

24、机壳；

25、清洗腔，设置于所述机壳内；

26、夹持机构，转动连接于所述清洗腔内，所述夹持机构用于承载并带动晶圆旋转；

27、喷头，设置于所述清洗腔内，以用于向晶圆依次喷射第一流体、第二流体以及第三流体；

28、机械手，设置于所述机壳以用于将晶圆转运至清洗腔内或将完成去除静电的晶圆带出所述清洗腔。

29、本发明的有益效果：

30、第一方面，晶圆在清洗时，通过将晶圆夹持在清洗腔内，并以此向晶圆喷射第一流体和第二流体，利用第一流体与第二流体与晶圆表面之间的冲击，即可将晶圆表面的污染物冲离，在冲洗过程中，控制夹持机构带动晶圆旋转，使得晶圆表面的流体能够在离心力的作用下被甩出，从而就可以同步将污染物带离，在完成冲洗后，再向晶圆喷射第三流体去除晶圆的静电，以降低晶圆吸附污染物的可能性。以此该晶圆清洗方法在清洗过程中，能够先利用第一流体和第二流体对晶圆表面进行冲洗，并配合晶圆的旋转来将晶圆表面的污染物甩离，实现对晶圆的快速清洗，完成清洗后，再利用第三流体去除晶圆的静电，降低污染物重新吸附在晶圆表面的可能性，从而有效改善了清洗效果。同时相比于现有技术中采用溶剂清洗或者化学清洗，本清洗方法对环境要求较低，能够有效降低实现该方法的成本，使得晶圆清洗过程中，能够同时达到较高的清洗效率、较低的清洗成本以及较好的清洗效果。

31、第二方面，在对晶圆进行清洗时，利用机械手将晶圆放置于清洗腔的夹持机构，利用喷头依次向晶圆喷射第一流体和第二流体，喷射过程中夹持机构带动晶圆旋转，以完成对晶圆的冲洗，再利用喷头向晶圆喷射第三流体，以去除晶圆的静电，去除静电后再利用机械手将晶圆从清洗腔取出。以此不仅能够快速完成对晶圆的清洗，提高清洗效率，清洗后的污染物也不会因为静电而吸附于晶圆，确保清洗效果良好，同时整个清洗装置只需要维持机壳内部的环境满足清洗要求即可，相比于现有技术中利用溶剂清洗或化学清洗对环境要求较高而言，有利于降低装置整体的制造成本。

技术特征：

1.晶圆清洗方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗，包括：

3.根据权利要求1所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述清洗腔设置于机壳内，所述清洗腔设置有排气孔，所述排气孔内设置有控制阀，所述驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗，还包括：

4.根据权利要求3所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述获取所述机壳内与所述清洗腔内的气压差，包括：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗，包括：

6.根据权利要求1至4中任一项所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述清洗腔内转动连接有用于喷射第一流体或第二流体或第三流体的喷头，所述驱动所述夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗，还包括：

7.根据权利要求1至4中任一项所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述获取完成去除静电的晶圆并将晶圆带出所述清洗腔，包括：

8.根据权利要求1至4中任一项所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述第一流体为二流体，所述第二流体包括干冰和惰性气体，所述第三流体为等离子体。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的晶圆清洗方法，其特征在于，控制第一机械手获取晶圆，并将晶圆转运至清洗腔内，控制第二机械手获取完成去除静电的晶圆并将晶圆带出所述清洗腔。

10.清洗装置，其特征在于，应用权利要求1-9中任一项晶圆清洗方法对晶圆进行清洗，包括：

技术总结
本发明属于半导体技术领域，公开了晶圆清洗方法及清洗装置。晶圆清洗方法包括获取晶圆并将晶圆转运至清洗腔内；控制夹持机构将晶圆固定在清洗腔内；驱动夹持机构旋转以带动晶圆旋转，并依次向晶圆喷射第一流体和第二流体以对晶圆进行清洗；当晶圆完成清洗后，向晶圆喷射第三流体以去除晶圆静电；获取完成去除静电的晶圆并将晶圆带出清洗腔。以此该晶圆清洗方法在清洗过程中，能够实现对晶圆的快速清洗，有效改善了清洗效果。同时相比于现有技术中采用溶剂清洗或者化学清洗，本清洗方法对环境要求较低，能够有效降低实现该方法的成本，使得晶圆清洗过程中，能够同时达到较高的清洗效率、较低的清洗成本以及较好的清洗效果。

技术研发人员：陈铁龙,林智颖,程龙祥,张振,蔡翔羽
受保护的技术使用者：睿智源半导体科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29