晶圆清洗设备及晶圆清洗方法与流程

本申请涉及半导体制造，特别是，涉及一种晶圆清洗设备及晶圆清洗方法。

背景技术：

1、在半导体制造工艺中，湿法背洗机台是用于清洗晶圆背面污染物的关键设备，该类机台通过高速旋转的主轴带动晶圆旋转，并结合氮气吹扫晶背与喷淋药液的方式，实现对晶圆背面的有效清洗。

2、然而，主轴在长期高速运转下，不可避免地会产生机械磨损，磨损产生的金属颗粒物被氮气气流带走并吹扫至晶圆表面，形成物理或化学性缺陷（如刮伤、颗粒附着等），导致芯片良率下降。

3、目前，通常采用定期颗粒点检的方式，监测颗粒污染情况并进行干预；但该种方式及时性差，难以及时清除污染，在两次点检间隔期内，仍会产生大量因主轴磨损导致的缺陷晶圆，影响产品良率与机台正常运行性能。

技术实现思路

1、本申请要解决的技术问题是如何改善清洗过程中轴体磨损产生的颗粒污染，提高芯片良率。

2、为了解决上述技术问题，根据本申请的一个方面，提供一种晶圆清洗设备，包括：卡盘，用于承载晶圆，所述卡盘上开设有第一导气通道；主轴，包括轴体和连接件，所述轴体可转动的穿设于所述连接件，并与所述连接件配合形成一密封腔；所述轴体与所述卡盘连接，且所述轴体上开设有第二导气通道，所述第二导气通道一端与所述密封腔连通，另一端与所述第一导气通道连通；吸附装置，设于所述密封腔内，用于吸附所述轴体磨损产生的颗粒；抽吸组件，与所述密封腔连通，用于抽出所述吸附装置处的颗粒；控制系统，与所述主轴、所述吸附装置及所述抽吸组件电连接，用于控制所述主轴、所述吸附装置及所述抽吸组件的动作。

3、在一种实施方式中，所述抽吸组件包括负压件、引气管及阀门；所述引气管两端分别与所述密封腔及所述负压件连通；所述阀门设于所述引气管，且所述控制系统与所述阀门电连接，用于控制所述引气管通断。

4、在一种实施方式中，所述连接件包括：轴套，所述轴体穿设于所述轴套，且所述轴套与所述轴体间具有径向间隙，所述轴套第一端设有第一密封部；环盖，盖设于所述轴套第二端，所述环盖处设有第二密封部；所述环盖上设有引气口，所述引气管经所述引气口与所述密封腔相通；其中，所述第一密封部及第二密封部均与所述轴体密封式配合，以封闭所述径向间隙形成所述密封腔。

5、在一种实施方式中，所述第一密封部及第二密封部均为非接触式密封结构。

6、在一种实施方式中，所述吸附装置为环绕所述轴体轴线设置的环形结构。

7、在一种实施方式中，还包括检测件，所述检测件设于所述抽吸组件处，并与所述控制系统电连接，用于检测颗粒浓度并反馈至所述控制系统。

8、在一种实施方式中，所述吸附装置为电磁吸装置。

9、根据本申请的另一个方面，提供一种晶圆清洗方法，适用于如上述任一项所述晶圆清洗设备，所述方法包括：

10、将晶圆置于卡盘，所述控制系统使所述轴体转动以带动晶圆旋转；

11、对晶圆进行清洗处理，关闭所述抽吸组件，并开启所述吸附装置使其具有第一吸附力；其中，所述第一吸附力大于阈值a，以使所述吸附装置吸附由所述轴体磨损产生的颗粒；

12、当清洗完成后，所述控制系统控制所述轴体停转，并将所述吸附装置由所述第一吸附力调整至第二吸附力，开启所述抽吸组件以使颗粒排出所述密封腔；其中，所述第二吸附力小于所述阈值a。

13、在一种实施方式中，开启所述抽吸组件以使颗粒排出所述密封腔，包括：

14、所述控制系统使所述抽吸组件的抽吸力为f，其中，所述抽吸力f与所述阈值a之间满足4≤（f/a）≤6。

15、在一种实施方式中，所述控制系统在所述检测件反馈的颗粒浓度超出预设范围时，发出报警信号。

16、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：通过在密封腔内设置吸附装置，并设置与密封腔连通的抽吸组件，同时由控制系统对吸附装置与抽吸组件的工作状态进行控制，从而在主轴运行与停机时对磨损颗粒进行分阶段治理，晶圆清洗时，使吸附装置具有大于阈值a的第一吸附力，以及时收集并暂存轴体磨损产生的金属颗粒，从源头上阻断颗粒经导气通道向晶圆迁移，有效避免晶圆划伤，抽吸组件在背洗工艺中保持关闭，以避免扰动氮气气流，确保晶圆与卡盘之间的非接触悬浮支撑稳定，避免干扰正常背洗工艺；轴体停转时，使吸附装置调整为小于阈值a的第二吸附力，以使颗粒被顺利抽吸排出，高效清除磨损颗粒。

1.一种晶圆清洗设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述抽吸组件包括负压件、引气管及阀门；

3.根据权利要求2所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述连接件包括：

4.根据权利要求3所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述第一密封部及第二密封部均为非接触式密封结构。

5.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述吸附装置为环绕所述轴体轴线设置的环形结构。

6.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，还包括检测件，所述检测件设于所述抽吸组件处，并与所述控制系统电连接，用于检测颗粒浓度并反馈至所述控制系统。

7.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述吸附装置为电磁吸装置。

8.一种晶圆清洗方法，其特征在于，适用于如上述权利要求1-7任一项所述晶圆清洗设备，所述方法包括：

9.如权利要求8所述的晶圆清洗方法，其特征在于，开启所述抽吸组件以使颗粒排出所述密封腔，包括：

10.如权利要求8所述的晶圆清洗方法，其特征在于，所述控制系统在所述检测件反馈的颗粒浓度超出预设范围时，发出报警信号。