清洗装置及清洗方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种清洗装置和清洗方法，包括承载台，用于承载并固定待清洗的晶圆；旋转轴承，位于在承载台之下，用于带动承载台旋转；清洗管路，位于在旋转轴承中间，所述清洗管路的侧壁设置通孔；气体管路，与所述通孔连接，用于向所述清洗管路与所述旋转轴承之间的间隙吹扫保护气体，以避免旋转轴承高速旋转产生的气流将异物通过间隙带入吸附在所述晶圆的背面。本发明专利技术在清洗管路的侧壁设置通孔，通过所述通孔向旋转轴承和清洗管路之间间隙吹扫保护气体，避免旋转轴承高速旋转产生的气流将外界异物或旋转轴承表面的金属颗粒通过所述间隙带入并吸附在晶圆背面，进而改善晶圆表面颗粒和金属沾污，避免晶圆表面体金属沾污对后道制程产品的不利影响。产品的不利影响。产品的不利影响。

【技术实现步骤摘要】
清洗装置及清洗方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种清洗装置及清洗方法。

技术介绍

[0002]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。半导体晶圆的表面始终保持清洁，不仅要求晶圆的正面始终保持清洁，晶圆的背面同样要求始终保持清洁，以避免晶圆在传输过程中造成交叉污染，因此需要对晶圆的正面及背面进行清洗处理。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。
[0003]图1为单片清洗机台的部分结构示意图。如图1所示，晶圆卡盘(Chuck)11承载晶圆10，在旋转轴承(Spindle)12的带动下旋转，位于旋转轴承12中间的背部清洗管路(backside nozzle)13向晶圆10的背面提供清洗试剂及清洗气体，以清洗晶圆10的背面。由于旋转轴承(Spindle)12与背部清洗管路(backside nozzle)13之间存在间隙L(2mm左右)，旋转轴承12高速旋转会将腔体外的空气通过间隙L带入晶圆的背面，且旋转轴承12表面的金属粒子(例如金属铁)被旋转轴承12高速旋转会产生虹吸现象带入晶圆10的背面，对晶圆10的背面造成污染。晶圆表面的金属铁沾污在外延生长的高温环境下会扩散到硅晶体中，从而对后端制程产生不利影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种清洗装置和清洗方法，以改善晶圆表面颗粒和金属沾污，避免晶圆表面体金属沾污对后道制程产品的不利影响。。
[0005]本专利技术提供一种清洗装置，包括：
[0006]承载台，用于承载并固定待清洗的晶圆；
[0007]旋转轴承，位于在所述承载台之下，用于带动所述承载台旋转；
[0008]清洗管路，位于在所述旋转轴承中间，所述清洗管路的侧壁设置通孔；
[0009]气体管路，与所述清洗管路的通孔连接，用于向所述清洗管路与所述旋转轴承之间的间隙吹扫保护气体，以避免所述旋转轴承高速旋转产生的气流将异物通过所述间隙带入吸附在所述晶圆的背面。
[0010]可选的，所述通孔多层间隔分布在所述清洗管路的中下部。
[0011]可选的，所述通孔倾斜贯穿所述清洗管路的侧壁。
[0012]可选的，所述通孔向下倾斜，且所述通孔向下倾斜的角度为15度～60度。
[0013]可选的，多层所述通孔呈螺旋式环绕所述清洗管路设置。
[0014]可选的，每一层所述通孔均环绕所述清洗管路周向设置。
[0015]可选的，同一层的所述通孔向下倾斜的角度相同。
[0016]可选的，所述通孔自下向上向下倾斜的角度依次增大。
[0017]可选的，所述保护气体的流量为10L/min～20L/min。
[0018]相应的，本专利技术还提供一种清洗方法，包括采用上述任一项所述的清洗装置对晶圆进行清洗。
[0019]综上，本专利技术提供一种清洗装置和清洗方法，包括承载台，用于承载并固定待清洗的晶圆；旋转轴承，位于在承载台之下，用于带动承载台旋转；清洗管路，位于在旋转轴承中间，所述清洗管路的侧壁设置通孔；气体管路，与所述通孔连接，用于向所述清洗管路与所述旋转轴承之间的间隙吹扫保护气体，以避免旋转轴承高速旋转产生的气流将异物通过间隙带入吸附在所述晶圆的背面。本专利技术在清洗管路的侧壁设置通孔，通过所述通孔向旋转轴承和清洗管路之间间隙吹扫气体，避免旋转轴承高速旋转产生的气流将外界异物或旋转轴承表面的金属颗粒通过所述间隙带入并吸附在晶圆背面，进而改善晶圆表面颗粒和金属沾污，避免晶圆表面金属沾污对后道制程产品的不利影响。
附图说明
[0020]图1为一单片清洗机台的部分结构示意图；
[0021]图2为一在旋转轴承和背部清洗管路之间间隙填充磁流体的单片清洗机台的部分结构示意图；
[0022]图3为本专利技术一实施例提供的清洗装置的结构示意图；
[0023]图4为本专利技术另一实施例提供的清洗装置的结构示意图；
[0024]图5为本专利技术一实施例提供的清洗装置的清洗管路的剖面结构示意图；
[0025]图6为晶圆背面的清洗效果的检验方法的流程图；
[0026]图7为现有单片清洗装置和本专利技术实施例提供的清洗装置清洗晶圆后晶圆背面颗粒状况的对比图；
[0027]图8为现有单片清洗装置和本专利技术实施例提供的清洗装置清洗晶圆后生长的外延片SPV测试得到的晶圆表面体金属含量的数据对比图。
[0028]其中，附图标记为：
[0029]10
‑
晶圆；11
‑
晶圆卡盘；12
‑
旋转轴承；13
‑
背部清洗管路；14
‑
磁流体；100
‑
晶圆；110
‑
承载台；120
‑
旋转轴承；130
‑
清洗管路；131
‑
通孔。
具体实施方式
[0030]以下结合附图和具体实施例对本专利技术的清洗装置及清洗方法作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本专利技术的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本专利技术技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0031]在说明书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本专利技术实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被
添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
[0032]IC制成过程中，重金属沾污是损伤PN结完整性和栅氧化完整性(GOI)的主因。研究人员发现在LOCOS氧化层边缘，氧化诱发的应力集中产生大量位错，硅中铁原子沿着位错沉积，导致集电极
‑
发射极短路失效。室温时，硅中处于间隙位置的铁原子可以迁移，在<111>方向与硼结合，形成铁硼复合体具有电活性可以引入深能级，起施主作用。因此，防止晶圆表面金属污染至关重要。晶圆清洗是去除晶圆表面金属颗粒的关键步骤，但在晶圆单片清洗过程中，旋转轴承12表面的金属粒子(例如金属铁)被旋转轴承12高速旋转会产生虹吸现象带入晶圆10的背面，对晶圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洗装置，其特征在于，包括：承载台，用于承载并固定待清洗的晶圆；旋转轴承，位于在所述承载台之下，用于带动所述承载台旋转；清洗管路，位于在所述旋转轴承中间，所述清洗管路的侧壁设置通孔；气体管路，与所述清洗管路的通孔连接，用于向所述清洗管路与所述旋转轴承之间的间隙吹扫保护气体，以避免所述旋转轴承高速旋转产生的气流将异物通过所述间隙带入吸附在所述晶圆的背面。2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述通孔多层间隔分布在所述清洗管路的中下部。3.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述通孔倾斜贯穿所述清洗管路的侧壁。4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，所述通孔向下倾斜，且所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员：任树朝，朱远方，刘丽英，
申请(专利权)人：上海新昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：