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CN107068594A - 半导体衬底的原位背面清洗 - Google Patents

半导体衬底的原位背面清洗 Download PDF

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CN107068594A CN201710233807.3A CN201710233807A CN107068594A CN 107068594 A CN107068594 A CN 107068594A CN 201710233807 A CN201710233807 A CN 201710233807A CN 107068594 A CN107068594 A CN 107068594A
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Abstract

本发明提供了一种清洗半导体晶圆的方法和装置。在该方法的实施例中，提供了单晶圆清洗装置并且将晶圆设置在该装置中。将第一化学喷剂分布到晶圆的正面上。在分布第一化学喷剂的同时清洗晶圆的背面。清洗背面可以包括刷子和清洗液喷剂。还描述了一种用于清洗单个半导体晶圆的正面和背面的装置。本发明还提供了一种半导体衬底的原位背面清洗。

Description

半导体衬底的原位背面清洗
本申请是于2012年08月28日提交的申请号为201210311742.7的名称为“半导体衬底的原位背面清洗”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明大体上涉及的是半导体器件制造，更具体地涉及的是在制造过程中清洗半导体晶圆的方法。
背景技术
半导体器件制造发展的最新趋势包括引入额外的单晶圆清洗工艺。由于该单晶圆清洗工艺可以提供改进的清洗效率和工艺稳定性，因此替代了湿式工作台(wet-bench)类清洗方式。
然而，单晶圆清洗工具的问题在于无法清洗晶圆的背面。因此，通常需要额外的处理步骤来清洗半导体晶圆的背面。这就产生了与工具、厂房、周期时间等相关的额外费用。因此，需要一种能够改进这些问题中的一个或多个的单晶圆清洗制造工艺。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种装置，包括：晶圆定位器件，用于将半导体晶圆保持在第一位置中；第一晶圆清洗器件，设置所述第一位置的第一侧上，其中，所述第一晶圆清洗器件包括用于分布化学喷剂的第一喷嘴；以及第二晶圆清洗器件，设置所述第一位置的第二侧上，所述第二侧是所述第一位置的所述第一侧的相对侧，其中，所述第二晶圆清洗器件包括刷子。
在该装置中，所述第二晶圆清洗器件还包括：用于分布化学喷剂的第二喷嘴。
在该装置中，所述第二晶圆清洗器件还包括：用于分布化学喷剂的第三喷嘴。
在该装置中，所述刷子包含聚合物。
在该装置中，所述刷子包含聚乙烯醇(PVA)。
根据本发明的另一方面，提供了一种方法，包括：提供单晶圆清洗装置；将晶圆设置在所述单晶圆清洗装置中；将第一化学喷剂分布在所述晶圆的正面上；以及在分布所述第一化学喷剂的同时，清洗所述晶圆的背面。
在该方法中，清洗所述背面包括：分布第二化学喷剂。
在该方法中，所述第一化学喷剂和所述第二化学喷剂具有不同的成分。
在该方法中，清洗所述晶圆的背面包括：将所述晶圆的背面与刷子相接触。
在该方法中，在所述清洗过程中将所述刷子从所述晶圆的中心位置移动到所述晶圆的边缘位置。
在该方法中，清洗所述晶圆的背面包括：将所述晶圆的背面与刷子和第二化学喷剂相接触。
在该方法中，在所述清洗过程中将所述刷子从所述晶圆的中心位置移动到所述晶圆的边缘位置。
在该方法中，清洗所述背面包括：对来自第一喷嘴的第二化学喷剂和来自第二喷嘴的第三化学喷剂进行分布。
根据本发明的又一方面，提供了一种清洗半导体晶圆的方法，包括：将所述半导体晶圆设置在晶圆定位器件中；将刷条设置在邻近所述晶圆定位器件中的所述半导体晶圆的背面的位置上；在将所述半导体晶圆设置在所述晶圆定位器件中的同时，将第一喷剂分布在所述半导体晶圆的正面上；以及在将所述半导体晶圆设置在所述晶圆定位器件中的同时，使用刷条清洗所述半导体晶圆的所述背面。
在该方法中，所述刷条包括多个喷嘴，并且清洗所述半导体晶圆的背面包括：对来自所述多个喷嘴中的每个喷嘴的喷剂进行分布。
在该方法中，将所述半导体晶圆设置在所述晶圆定位器件中包括：在清洗所述半导体晶圆的背面期间，使用所述晶圆定位器件来旋转所述半导体晶圆。
在该方法中，利用所述刷条清洗所述半导体晶圆的背面包括：在所述半导体晶圆旋转的同时，将所述刷条移动穿过所述半导体晶圆的一部分。
在该方法中，同时实施分布所述第一喷剂和清洗所述半导体晶圆的背面。
在该方法中，使用所述刷条清洗所述背面包括：将所述半导体晶圆的背面与设置在所述刷条上的刷子相接触。
在该方法中，清洗所述半导体晶圆的背面包括：对来自设置在所述刷条上的多个喷嘴的喷剂进行分布。
附图说明
当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减少。
图1是根据本发明的一个或多个方面的单晶圆清洗装置的实施例的截面图；
图2是根据本发明的一个或多个方面的单晶圆清洗装置中的晶圆的实施例的俯视图；
图3是根据本发明的一个或多个方面的单晶圆清洗装置中的晶圆的仰视图；
图4是根据本发明的一个或多个方面的单晶圆清洗装置中的晶圆的另一个实施例的仰视图；
图5是具有扫描模式的单晶圆清洗装置中的晶圆的实施例的仰视图；
图6是包括了多个具有扫描模式的喷洒条的根据本发明的一个或多个方面的单晶圆清洗装置中的晶圆的实施例的仰视图；
图7是根据本发明的一个或多个方面的半导体晶圆清洗方法的任意实施例的流程图。
具体实施方式
可以理解，以下公开提供了多种不同实施例或实例，用于实现本发明的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本发明。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本发明。另外，在以下描述中，在第二部件上方或之上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，还可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。为了简单和清楚，可以不同比例任意地绘制各个部件。
图1示出的是单衬底(例如，晶圆)清洗装置100。单晶圆清洗装置100包括入口102和104、腔室106、化学品分配器108、晶圆定位器件110以及刷条112。晶圆114设置在单晶圆清洗装置100中。分配器108分配喷剂116并且将其喷洒到晶圆114上。可以将上述器件中的一种或多种设置在腔室中。
入口102和/或104可以提供化学品，该化学品被分布到晶圆114，用于清洗和/或蚀刻晶圆114。术语化学品指的是在此本文中所使用的由反应产生的物质以及天然形成(naturally occurring)的反应物质和/或惰性物质。例如，示例性的化学品可以包括氮(N2)、空气、水(包括去离子水)、酸、碱、溶液、纯物质等。在本文中还可以使用同族的或基本上同族的化学品的溶液，但不是必须的。入口102和104可以与清洗液供给端(或化学品供给端(例如，去离子水、氮、空气、或其他化学溶液))相连接。可以在将所提供的清洗液输送到入口102和104之前、期间或之后对该清洗液进行加热。
在实施例中，通过入口102将氮(N2)清洗液输送到腔室106。N2气体可以是高压流体。N2气体的流动率可以在大约0L/min和大约70L/min之间。通过入口102输送的化学品的其他实例包括在高压流体下的氩和/或空气。在实施例中，通过入口102提供原子化喷剂，从而通过分配器108将物理力施加到晶圆上。
在实施例中，通过入口104将清洗液输送给腔室106。该清洗液可以包括，例如，APM(ammonia hydroxide-hydrogen peroxide-water mixutre，氨氢氧化物-氢过氧化氢水混合物)、去离子水(DIW)、SC1(去离子水(DI)、NH4OH、H2O2)、稀释的NH4OH、SC2(DI、HCI、H2O2)、臭氧去离子水(DIWO3)、SPM(H2SO4、H2O2)、SOM(H2SO4、O3)、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸(DHF)、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH、和/或其他适当的化学品。通过入口104输送的清洗液可以在大约0摄氏度和大约250摄氏度之间。
分配器108可以包括用于将喷剂116喷洒到晶圆114的正面上的喷嘴、多个喷嘴、喷洒条、多个喷洒条和/或其他现有的或以后发展出的结构。喷剂116可以包括由入口102和/或入口104所提供的清洗液。例如，在实施例中，喷剂116包括N2(例如，原子化的)高压流体和清洗溶液(例如，APM)。然而，多种其他实施例也是可能的并且处在本发明的范围内。
晶圆114可以包括硅。可选地，晶圆114包括锗、硅锗或其他适当的半导体材料。晶圆114可以包括形成了一个或多个半导体器件或其一部分(例如，场效应晶体管)的区域。各个隔离部件可以形成在晶圆114中，插入到形成在各个有源区域中的各个掺杂的区域(例如，n阱和p阱)中。晶圆114包括多个形成在其上的单个管芯，随后可以切割该晶圆来形成半导体器件。晶圆114可以大于大约250mm。在实施例中，晶圆114的直径大约为450mm。部件的图案可以形成在晶圆114的正面上(使得喷剂116喷洒在其图案或一部分上)。部件的图案与半导体器件或其一部分(诸如，多个栅极结构(例如，多晶硅部件、金属栅极部件等)、源极/漏极区域、互连线或通孔、伪部件、和/或其他适当的图案)相关。
晶圆定位器件110包括一个或多个器件，该一个或多个部件在分配器108之下设置和/或移动。在实施例中，晶圆定位器件110可以接触晶圆114的侧部。晶圆定位器件110用于固定单个晶圆。在实施例中，晶圆定位器件110使晶圆114围绕其径向轴线旋转。晶圆旋转速度的实例包括在大约10rpm和大约2500rpm之间。
刷条112设置在晶圆114下面。刷条112的一部分用于接触晶圆114的背面。刷条112包括基座116、刷子118(例如，刷毛)以及喷嘴120。然而，其他结构也是可能的，这些结构中包括了参考图3、图4、图5、和图6所论述的结构。刷条112可以与晶圆114的背面相接触。例如，刷子118可以接触晶圆114的背面。喷嘴120可以是单个出口和/或任意多个出口。喷嘴120可以与化学品供给端相连接。通过喷嘴120供给的清洗液的实例包括，例如，APM(ammonia hydroxide-hydrogen peroxide-water mixutre，氨氢氧化物-氢过氧化氢水混合物)、去离子水(DIW)(包括热DIW)、SC1(去离子水(DI)、NH4OH、H2O2)、稀释的NH4OH、SC2(DI、HCI、H2O2)、臭氧去离子水(DIWO3)、SPM(H2SO4、H2O2)、SOM(H2SO4、O3)、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸(DHF)、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH和、HF、/或其他适当的化学品。通过喷嘴120输送的化学品(或清洗液)可以在大约0摄氏度和大约250摄氏度之间。在另一个实施例中，通过喷嘴120输送的化学品在大约23摄氏度和大约80摄氏度之间。来自喷嘴120的化学品(例如，喷剂)被喷洒到晶圆114的背面上。
在实施例中，刷子118包括有弹性的、梳子状的材料结构。其他实施例也是可能的，包括，例如，衬垫(pad)。示例性的材料包括聚乙烯醇(PVA)或其他聚合物。刷子118可以包括多个旋转刷。因此，刷条112向晶圆114的背面提供了化学和物理清洗。
在实施例中，喷剂116被喷洒到晶圆114的正面上，基本上同时地将源于喷嘴120的化学喷剂喷洒到晶圆114的背面上。在实施例中，喷剂116被喷洒到晶圆114的正面上，基本上同时地使刷子118与晶圆114的背面相摩擦。因此，设备100同时清洗了晶圆114的正面和背面。因此，设备100为晶圆的正面清洗工艺提供了原位背面清洗(例如，刷子和/或喷剂)。
通过刷条112的喷嘴120提供到晶圆114的背面的化学品可以与喷剂116相同或不同。通过刷条112的喷嘴129提供到晶圆114的背面的化学品的温度可以与喷剂116相同或不同。在分别将喷剂116和/或刷条112应用晶圆114的正面/背面中，清洗装置100还可以包括超声波功能(megasonic capability)。
现参考图2，示出了晶圆114的俯视图。图2可以示出位于参考图1所述的单晶圆清洗装置(诸如，单晶圆清洗装置100)中的晶圆114(表示为晶圆114a)的俯视图。多个晶圆定位器件110用于固定、旋转和/或以其他方式移动晶圆114。将多个管芯形成在随后可以被分离的晶圆114上。
参考图3，示出的是晶圆114(被表示为晶圆114b)的仰视图。参考图1所述的其他细节，晶圆114被晶圆定位器件110固定。图3示出的是刷条300的实施例。参考图1的以上描述，刷条300基本上可以刷条112类似。同样参考图1的以上描述，刷条300可以包括在单晶圆清洗装置100中。
刷条300包括多个位于刷条300上的喷嘴302。刷条300还可以包括与晶圆114的背面114b相接触的刷子。喷嘴302可以与化学品供给端相连接。供给到喷嘴302和通过该喷嘴302供给的化学品的实例包括，例如，APM(ammonia hydroxide-hydrogen peroxide-watermixutre，氨氢氧化物-氢过氧化氢水混合物)、去离子水(DIW)、SC1(去离子水(DI)、NH4OH、H2O2)、稀释的NH4OH、SC2(DI、HCI、H2O2)、臭氧去离子水(DIWO3)、SPM(H2SO4、H2O2)、SOM(H2SO4、O3)、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸(DHF)、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH、HF、和/或其他适当的化学品。通过喷嘴302输送的化学品可以在大约0摄氏度和大约250摄氏度之间。在另一个实施例中，通过喷嘴302输送的化学品在大约23摄氏度和大约80摄氏度之间。来自喷嘴302的化学品被喷洒到晶圆114的背面114b上。从每个喷嘴302输送的化学品可以是相同的或不同的。
现参考图4，示出的是晶圆114(表示为114b)的另一个仰视图。参考图1所述的其他细节，晶圆114被晶圆定位器件110固定。图4示出的是刷条400的实施例。如参考图1所述，刷条400基本上可以与刷条112类似。同样如参考图1所述，刷条400可以包括在单晶圆清洗装置100中。
刷条400包括位于刷条400上的单个喷嘴402。刷条400还可以包括与晶圆114的背面114b相接触的刷子。喷嘴402可以与化学品供给端相连接。供给到喷嘴402和通过喷嘴402供给的化学品的实例包括，例如，APM(ammonia hydroxide-hydrogen peroxide-watermixutre，氨氢氧化物-氢过氧化氢水混合物)、去离子水(DIW)、SC1(去离子水(DI)、NH4OH、H2O2)、稀释的NH4OH、SC2(DI、HCI、H2O2)、臭氧去离子水(DIWO3)、SPM(H2SO4、H2O2)、SOM(H2SO4、O3)、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸(DHF)、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH、HF、和/或其他适当的化学品。通过喷嘴402输送的化学品可以在大约0摄氏度和大约250摄氏度之间。在另一个实施例中，通过喷嘴402输送的化学品在大约23摄氏度和大约80摄氏度之间。来自喷嘴402的化学品被喷洒到晶圆114的背面114b上。虽然示出的喷嘴被设置为与晶圆114的中心对准，但其他结构也是可能的。
现参考图5，示出的是晶圆114(表示为114b)的另一个仰视图。参考图1所述的其他细节，晶圆114被晶圆定位器件110固定。图5示出的是刷条500的实施例。如参考图1所进行的描述，刷条500基本上可以与刷条112类似。同样如参考图1所进行的描述，刷条500可以包括在单晶圆清洗装置100中。
刷条500包括位于刷条500上的喷嘴502。在其他实施例中，刷条500可以包括多个喷嘴，例如，如图3所示。刷条500还可以包括与晶圆的背面相接触的刷子。喷嘴502可以与化学品供给端相连接。被供给到喷嘴502和通过该喷嘴502供给的化学品的实例包括，例如，APM(ammonia hydroxide-hydrogen peroxide-water mixutre，氨氢氧化物-氢过氧化氢水混合物)、去离子水(DIW)、SC1(去离子水(DI)、NH4OH、H2O2)、稀释的NH4OH、SC2(DI、HCI、H2O2)、臭氧去离子水(DIWO3)、SPM(H2SO4、H2O2)、SOM(H2SO4、O3)、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸(DHF)、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH、HF、和/或其他适当的化学品。通过喷嘴502输送的化学品可以在大约0摄氏度和大约250摄氏度之间。在另一个实施例中，通过喷嘴502输送的化学品在大约23摄氏度和大约80摄氏度之间。来自喷嘴502的化学品被喷洒到晶圆114的背面114b上。虽然示出的喷嘴被设置为与晶圆114的中心相对准，但其他结构也是可能的。
刷条500是扫描模式刷条。该扫描模式使刷条500横贯(traverse)了晶圆114的一部分。箭头504示出了刷条500沿着晶圆114的半径的移动。移动504表示的是中心到边缘的扫描。然而，该移动其他实施例也是可能的。注意，在扫描移动504的过程中，晶圆114也可以沿着其半径轴旋转。扫描(例如，移动504)的速度可以在大约1mm/秒和大约200mm/秒之间。
现参考图6，示出的是晶圆114(表示为114b)的另一个仰视图。参考图1所述的其他细节，晶圆114被晶圆定位器件110固定。图6示出的是包括了刷条602和刷条604的刷条结构600的实施例。如参考图1所进行的以上描述，刷条602和604基本上可以与刷条112类似。同样如参考图1所进行的以上描述，刷条602和604可以被包括在单晶圆清洗装置100中。
刷条602和604均包括有喷嘴602。在其他实施例中，刷条602和604均可以包括多个喷嘴，例如，如图3所示。刷条602和604还可以均包括与晶圆的背面相接触的刷子。喷嘴606可以与化学品供给端相连接。被供给到喷嘴606和通过喷嘴606供给的化学品的实例包括，例如，APM(ammonia hydroxide-hydrogen peroxide-water mixutre，氨氢氧化物-氢过氧化氢水混合物)、去离子水(DIW)、SC1(去离子水(DI)、NH4OH、H2O2)、稀释的NH4OH、SC2(DI、HCI、H2O2)、臭氧去离子水(DIWO3)、SPM(H2SO4、H2O2)、SOM(H2SO4、O3)、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸(DHF)、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH、HF和/或其他适当的化学品。通过喷嘴606输送的化学品可以在大约0摄氏度和大约250摄氏度之间。在另一个实施例中，通过喷嘴606输送的化学品在大约23摄氏度和大约80摄氏度之间。来自喷嘴606的化学品被喷洒到晶圆114的背面114b上。虽然示出的是喷嘴606被设置为与晶圆114的中心相对准，但其他结构也是可能的。在实施例中，向每个喷嘴606输送不同的化学品。
刷条602和刷条604是扫描模式刷条。该扫描模式使刷条602和刷条604横贯了晶圆114的一部分。箭头608和610示出了刷条602和刷条604中的每一个沿着晶圆114的半径的移动。移动608和610表示的是中心到边缘的扫描。移动608和610可以同时发生。然而，该移动其他实施例也是可能的。可以注意到，在扫描移动608和610的过程中，晶圆114也可以沿着其半径轴旋转。扫描(例如，移动608和610)的速度可以在大约1mm/秒和大约200mm/秒之间。
在实施例中，刷条602清洗了晶圆114的背面的第一部分(例如，第一半部)，刷条604清洗了晶圆1147的背面的第二部分(例如，第二半部)。
因此，图2-图6示出的是如图1所示的晶圆以及部分单晶圆清洗装置。每个刷条(参考图3所述的刷条300；参考图4所述的刷条400；参考图5所述的刷条500；参考图6所述的刷条600)都可以用作为参考图1所述的晶圆清洗装置100中的刷条。为了便于理解而示出这些刷条，这些刷条不旨在限制本发明的可能的实施例。
现参考图7，示出的是清洗半导体晶圆的方法700。可以使用单晶圆清洗装置(诸如，参考图1所述的单晶圆清洗装置100)实施方法700。
方法700以框702为开始，其中提供了具有原位背面清洗器件的清洗装置。该清洗装置可以是在给定时间对单晶圆进行处理的单晶圆工具。该清洗装置基本上可以与参考图1所述的单晶圆清洗装置100相类似。该清洗装置包括用于将化学品(例如，喷剂)提供到晶圆的第一表面(例如，顶面)上的器件以及用于将化学品(例如，喷剂)提供到晶圆的第二反面(例如，底面)上的器件。该清洗装置可以包括在对晶圆进行清洗(例如，清洗正面和背面)期间中用于固定和/或旋转晶圆的晶圆定位器件。
然后，方法700进行到框704，其中提供了半导体晶圆。该晶圆可以具有正面(例如，上表面)和背面(例如，下表面)。如参考图1所进行的描述，该半导体晶圆可以基本上与晶圆114相类似。
晶圆可以包含硅。可选地，晶圆包含锗、硅锗或其他适当的半导体材料。晶圆可以包括形成了一个或多个半导体器件或其部分(例如，场效应晶体管)的区域。各个隔离部件可以形成在晶圆中，从而插入到形成在各个有源区域中的各个掺杂的区域(例如，n阱和p阱)中。晶圆包括多个形成在其上的单个的管芯，可以随后切割该晶圆以形成半导体器件。晶圆可以大于大约250mm。在实施例中，晶圆直径大约为450mm。部件的图案可以形成在晶圆114的正面上；部件的图案可以与半导体器件或其部分(诸如，多个栅极结构(例如，多晶硅部件、金属栅极部件等)、源极/漏极区域、互连线或通孔、伪部件和/或其他适当的图案)相关。
方法700随后进行到框706，其中利用晶圆清洗装置清洗晶圆的正面。可以通过喷洒清洗来清洗晶圆的正面。可以将一种或多种喷剂喷洒到晶圆的正面上。喷剂可以包括，例如，APM(ammonia hydroxide-hydrogen peroxide-water mixutre，氨氢氧化物-氢过氧化氢水混合物)、去离子水(DIW)(包括热DIW)、SC1(去离子水(DI)、NH4OH、H2O2)、稀释的NH4OH、SC2(DI、HCI、H2O2)、臭氧去离子水(DIWO3)、SPM(H2SO4、H2O2)、SOM(H2SO4、O3)、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸(DHF)、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH和/或其他适当的化学品。喷剂还可以包括氮(N2)流体。该N2流体可以是高压气流。其他正面清洗和/或蚀刻工艺也是可应用的并且处在本发明的范围内。
方法700随后进行到框708，其中利用晶圆清洗装置清洗晶圆的背面。可以与框706的工艺基本上同时地或至少部分同时地执行框708中的步骤。换言之，可以同时地和/或原位地清洗晶圆的背面和正面。框706的执行可以与框708是原位的，从而在执行框706和框708的过程中不用将晶圆从腔室或平台中去除。例如，在实施例中，在执行框706和框708的过程中以及在工艺之间的任何中断期间，晶圆固定器件都使晶圆保持位置不变。
除了通过刷子(例如，擦洗刷)进行物理清洗以外，可以通过来自一个或多个喷嘴的化学喷剂来清洗晶圆的背面。还可以将一种或多种化学喷剂喷洒到晶圆的背面上。该喷剂可以包括，例如，APM(ammonia hydroxide-hydrogen peroxide-water mixutre，氨氢氧化物-氢过氧化氢水混合物)、去离子水(DIW)(包括热DIW)、SC1(去离子水(DI)、NH4OH、H2O2)、稀释的NH4OH、SC2(DI、HCI、H2O2)、臭氧去离子水(DIWO3)、SPM(H2SO4、H2O2)、SOM(H2SO4、O3)、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸(DHF)、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH、HF、和/或其他适当的化学品。背面清洗的化学品和/或晶圆的温度可以在大约23摄氏度和大约80摄氏度之间。可以通过喷洒条(诸如，参考图1所述喷洒条112；参考图3所述的喷洒条300；参考图4所述的喷洒条400；参考图5所述的喷洒条500；和/或参考图6所述的喷洒条结构600)来清洗晶圆的背面。
在实施例中，背面清洗包括：移动晶圆和/或扫描条，使得扫描条(例如，刷子)横贯部分晶圆。例如，可以移动刷条和/或晶圆，使得刷条从晶圆的中心横向移动到晶圆的边缘。上面参考图5和图6描述了示例性的实施例。
背面清洗包括：利用刷子进行物理清洗。该刷子基本上可以与参考图1、图3、图4、图5和/或图6所述的相类似。该刷子可以包括多个梳子状布置的弹性部件(例如，刷毛)，这些部件与晶圆的背面相接触。其他实施例也是可以能的，这些实施例包括，例如，衬垫(pad)。示例性材料包括聚乙烯醇(PVA)或其他聚合物。该刷子可以包括多个旋转的刷子。
在实施框706的正面清洗和/或框708的背面清洗时，可以旋转晶圆。该晶圆的旋转速度可以在大约10rpm和大约2500rpm之间。
因此，在方法700中，清洗晶圆正面和清洗晶圆背面可以是原位的。每次对单个晶圆进行原位清洗。该原位清洗包括晶圆背面的化学清洗和物理清洗(例如，利用刷子)。该原位清洗使得可以基本上同时地清洗晶圆的正面和背面。注意，尽管所公开的实施例提供的都是同时清洗，但不必在相同时间点上开始和结束该清洗工艺。任意重合的处理时间在此都被视作同时处理。
总之，在本文中公开的方法和器件都用于单晶圆的原位正面和背面清洗。由此，本发明的特定实施例与现有技术器件相比具有优点。本发明实施例的优点包括：改进了周期时间，降低了工具成本，并且改进了产品效率。可以理解，在本文中所公开的不同实施例提供了不同的公开内容，并且可以在不背离本发明的理念和范围的情况下对这些实施例进行各种改变、替换和变化。
因此，所描述的清洗装置的实施例包括一种用于在第一位置中保持半导体晶圆的晶圆定位器件。第一晶圆清洗器件设置在第一位置的(例如，晶圆的)第一侧。该第一晶圆清洗器件包括用于分布化学喷剂的喷嘴。第二晶圆清洗器件设置在第一位置的第二侧，第二侧与第一侧相对。第二晶圆清洗器件包括刷子。第一晶圆清洗器件的实施例包括图1的入口102和104、腔室106、喷嘴108等。同样如参考图1所进行的以上描述，第二晶圆清洗器件的实施例包括喷洒条114。因此，晶圆清洗装置可以在单个晶圆处理工具中同步或同时地清洗半导体晶圆的两个相对面。
在另一个实施例中描述了一种方法。该方法包括：提供单晶圆清洗装置(例如，该装置同时一个位置上处理一个晶圆)。将晶圆设置在单晶圆清洗装置中。将第一化学喷剂(或清洗液)分布在晶圆的正面上。在分布第一化学喷剂的同时清洗晶圆的背面。在另一个实施例中，清洗背面包括将喷剂和/或刷子分布到背面上。
在另一个实施例中描述了一种半导体晶圆清洗方法。该方法包括：将半导体晶圆设置在晶圆定位器件中，并且将刷条设置在与晶圆定位器件中的半导体晶圆邻近的位置上。在将半导体晶圆设置在晶圆定位器件中的同时将第一喷剂分布在半导体晶圆的正面上。在将半导体晶圆设置在晶圆定位器件中的同时使用刷条清洗半导体晶圆的背面(例如实施例：在不移动晶圆的情况下，将半导体晶圆在两个工艺中设置在相同的晶圆定位器件中)。

Claims (16)

1.一种清洗半导体晶圆的方法，包括：
通过晶圆定位器件对晶圆进行定位；
将第一化学品通过第一喷嘴分布在所述晶圆的正面上，以对所述正面进行清洗；以及
在分布所述第一化学品的同时，根据所述第一化学品的类型和温度的变化，控制第二喷嘴向所述晶圆的背面喷出与所述类型和温度保持不同的第二化学品以清洗所述背面。
2.根据权利要求1所述的清洗半导体晶圆的方法，其中，所述第二化学品和/或所述晶圆的温度在23摄氏度和80摄氏度之间。
3.根据权利要求1所述的清洗半导体晶圆的方法，其中，所述第二化学器类型包括，APM、去离子水、SC1、稀释的NH4OH、SC2、臭氧去离子水、SPM、SOM、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH。
4.根据权利要求1所述的清洗半导体晶圆的方法，其中，所述晶圆定位器件用于控制所述晶圆的固定、旋转。
5.根据权利要求1所述的清洗半导体晶圆的方法，其中，所述晶圆定位器件、所述第一喷嘴和所述第二喷嘴包括在所述单晶圆清洗装置中，所述单晶圆清洗装置还包括超声波功能，用于清洗所述晶圆的正面和/或背面。
6.根据权利要求1所述的清洗半导体晶圆的方法，其中，所述第一化学品包括压力流体，所述压力流体为氮流体。
7.根据权利要求1所述的清洗半导体晶圆的方法，其中，多个间隔开的所述第二喷嘴设置在基座上，以与所述基座一起形成不带刷子的喷洒条。
8.根据权利要求1所述的清洗半导体晶圆的方法，其中，所述第二喷嘴和多个刷毛设置在基座上，以与所述基座一起形成带刷子的刷条。
9.一种单晶圆清洗装置，包括：
晶圆定位器件，用于将半导体晶圆保持在第一位置中；
第一晶圆清洗器件，设置所述第一位置的第一侧上，其中，所述第一晶圆清洗器件包括用于分布第一化学品的第一喷嘴；以及
第二晶圆清洗器件，设置所述第一位置的第二侧上，所述第二侧是所述第一位置的所述第一侧的相对侧，其中，所述第二晶圆清洗器件包括用于第二喷嘴，所述第二喷嘴被控制为在分布所述第一化学品的同时，根据所述第一化学品的类型和温度的变化，向所述晶圆的背面喷出与所述类型和温度保持不同的第二化学品以清洗所述背面。
10.根据权利要求9所述的单晶圆清洗装置，其中，所述第二化学品和/或所述晶圆的温度在23摄氏度和80摄氏度之间。
11.根据权利要求9所述的单晶圆清洗装置，其中，所述第二化学器类型包括，APM、去离子水、SC1、稀释的NH4OH、SC2、臭氧去离子水、SPM、SOM、SPOM、H3PO4、稀释的氢氟酸、HF、HF/EG、HF/HNO3、NH4OH。
12.根据权利要求9所述的单晶圆清洗装置，其中，所述晶圆定位器件配置为控制所述晶圆的固定、旋转。
13.根据权利要求9所述的单晶圆清洗装置，其中，所述单晶圆清洗装置包括超声波功能，用于清洗所述晶圆的正面和/或背面。
14.根据权利要求9所述的单晶圆清洗装置，其中，所述第一化学品包括压力流体，所述压力流体为氮流体。
15.根据权利要求9所述的单晶圆清洗装置，其中，多个间隔开的所述第二喷嘴设置在基座上，以与所述基座一起形成不带刷子的喷洒条。
16.根据权利要求9所述的单晶圆清洗装置，其中，所述第二喷嘴和多个刷毛设置在基座上，以与所述基座一起形成带刷子的刷条。
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