CN112885712B - 晶圆边缘的清洗方法以及清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种晶圆边缘的清洗方法和晶圆边缘清洗装置，清洗方法包括：提供晶圆，所述晶圆具有晶圆边缘；控制所述晶圆处于旋转阶段以使所述晶圆旋转，并在所述旋转阶段向所述晶圆边缘提供清洗溶液；所述旋转阶段包括第一旋转阶段和/或第二旋转阶段，所述第一旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由第一转速递增至第二转速，所述第二旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第二转速递减至所述第一转速；所述第二转速大于所述第一转速。本发明实施例提供的晶圆边缘的清洗方法，有利于提高晶圆边缘清洗的效果。

Description

晶圆边缘的清洗方法以及清洗装置

技术领域

本发明实施例涉及半导体领域，特别涉及一种晶圆边缘的清洗方法以及清洗装置。

背景技术

在半导体制造的工艺中，通常需要对晶圆边缘进行清洗，以去除晶圆边缘的膜层，保证后续工艺正常进行。

现有技术清洗晶圆边缘的方法为，向晶圆边缘提供清洗溶液，但是晶圆边缘表面膜层清洗不完全；或者在清洗晶圆边缘时旋转晶圆，清洗效果也不理想，难以清洗完全，在清洗后容易形成残留物，造成半导体产品具有缺陷。

因此，如何提供一种晶圆边缘清洗方法，减少或去除现有技术中由于清洗晶圆边缘而形成的缺陷，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种晶圆边缘的清洗方法以及清洗装置，有利于解决晶圆边缘清洗效果不佳的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种晶圆边缘的清洗方法，包括：提供晶圆，所述晶圆具有晶圆边缘；控制所述晶圆处于旋转阶段以使所述晶圆旋转，并在所述旋转阶段向所述晶圆边缘提供清洗溶液；所述旋转阶段包括第一旋转阶段和/或第二旋转阶段，所述第一旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由第一转速递增至第二转速，所述第二旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第二转速递减至所述第一转速；所述第二转速大于所述第一转速。

另外，所述第一旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第一转速递增至所述第二转速的递增方式为线性递增；所述第二旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第二转速递减至所述第一转速的递减方式为线性递减。

另外，所述线性递增的速度为每秒200转每分钟～每秒1200转每分钟；所述线性递减的速度为每秒200转每分钟～每秒1200转每分钟。

另外，所述第一旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第一转速递增至所述第二转速的递增方式为等差递增；所述第二旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第二转速递减至所述第一转速的递减方式为等差递减。

另外，所述等差递增的公差为200转每分钟～1200转每分钟；所述等差递减的公差为200转每分钟～1200转每分钟。

另外，所述旋转阶段包括交替进行的所述第一旋转阶段以及所述第二旋转阶段。

另外，每一所述第一旋转阶段以及每一所述第二旋转阶段为一个清洗周期，所述旋转阶段包括若干个时间相同的所述清洗周期。

另外，清洗所述晶圆需要至少5个所述清洗周期。

另外，一个所述清洗周期的时长为1.2秒～13秒。

另外，所述第一旋转阶段包括：增速阶段以及第一稳定阶段；所述第二旋转阶段包括：减速阶段以及第二稳定阶段。

另外，所述第一稳定阶段的时长和所述第二稳定阶段的时长为0.2秒～0.5秒。

另外，所述第一转速为1200转每分钟～1600转每分钟。

另外，所述第二转速为2000转每分钟～2400转每分钟。

另外，在向所述晶圆边缘提供所述清洗溶液之前，还包括：进行预处理，所述预处理为向所述晶圆边缘提供去离子水，软化所述晶圆边缘。

另外，所述清洗溶液包括：氨水和双氧水的混合溶液、氢氟酸溶液或硝氟酸溶液。

本发明实施例还提供一种晶圆边缘清洗装置，包括：晶圆、用于放置所述晶圆的基台；控制装置，所述控制装置用于控制所述晶圆的旋转速度，所述晶圆的旋转速度从第一转速递增至第二转速或从所述第二转速递减至所述第一转速，所述第二转速大于所述第一转速；喷洒装置，所述喷洒装置用于向旋转的所述晶圆边缘提供清洗溶液。

另外，所述晶圆边缘处的上表面为倾斜向所述晶圆下表面的倾斜面。

另外，还包括：供水装置，所述供水装置用于向所述晶圆提供去离子水。

另外，所述控制装置包括计时装置，所述计时装置用于记录清洗所述晶圆边缘的时长。

另外，所述控制装置还用于控制所述晶圆的旋转速度从所述第一转速递增至所述第二转速所用时间与所述晶圆的旋转速度从所述第二转速递减至所述第一转速所用时间相同。

与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：

本发明实施例提供的晶圆边缘的清洗方法，在晶圆的旋转阶段向晶圆边缘提供清洗溶液，其中旋转阶段包括第一旋转阶段和/或第二旋转阶段，第一旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第一转速递增至第二转速，第二旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第二转速递减至第一转速，第二转速大于第一转速；可以得到的是，在清洗的过程中，晶圆的旋转速度在第一速度和第二速度之间变化，晶圆转速的变化会使得清洗溶液在晶圆表面产生湍流；湍流会增加清洗溶液与晶圆边缘的粘附力，清洗溶液与晶圆边缘的反应更加彻底，有利于更彻底的清洗晶圆边缘，在清洗结束后，减少了残留物，提高了晶圆边缘的清洗效果。

另外，本发明实施例在向晶圆边缘提供清洗溶液之前，还包括进行预处理，向晶圆边缘提供去离子水，软化晶圆边缘；因为晶圆具有脆性，所以容易在进行清洗时发生脆裂和飞溅，产生难以清洗掉的缺陷；同时晶圆边缘也具有亲水性，在进行清洗之前，向晶圆边缘提供去离子水，可以软化晶圆边缘，有利于防止晶圆边缘在清洗过程中发生脆裂和飞溅，提高晶圆边缘清洗的效果。

本发明实施例还提供晶圆边缘的清洗装置，其中控制装置用于控制晶圆的旋转速度从第一转速递增至第二转速或从第二转速递减至第一转速，第二转速大于第一转速；在清洗的过程中，晶圆的旋转速度在第一速度和第二速度之间变化，晶圆转速的变化会使得清洗溶液在晶圆表面产生湍流，湍流会增加清洗溶液与晶圆边缘的粘附力，清洗溶液与晶圆边缘的反应更加彻底，有利于更彻底地清洗晶圆边缘，在清洗结束后，减少了残留物，提高了晶圆边缘的清洗效果。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为一种晶圆边缘的清洗方法清洗时晶圆的时间-转速折线图；

图2～图4为本发明第一实施例提供的一种晶圆边缘的清洗方法的各步骤的结构示意图；

图5为本发明第一实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的一种时间-转速折线图；

图6为本发明第一实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的另一种时间-转速折线图；

图7为本发明第一实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的再一种时间-转速折线图；

图8为本发明第一实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗后的效果柱状图；

图9为本发明第二实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的一种时间-转速折线图；

图10为本发明第二实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的另一种时间-转速折线图；

图11为本发明第三实施例提供的晶圆清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术的晶圆边缘的清洗效果不佳。

图1为一种晶圆边缘的清洗方法清洗时晶圆的时间-转速折线图。

参考图1，一种清洗晶圆边缘的方法，在清洗晶圆边缘的时候，晶圆进行旋转，给在晶圆上的清洗溶液提供向心力，以使得清洗溶液尽量位于晶圆边缘；晶圆的旋转速度为一恒定速度，常规设置为1800转每分钟。分析发现，晶圆的转速稳定不变，则晶圆提供给清洗溶液的力只有支持力和平行于晶圆表面的力，无法提供朝向晶圆表面的力，导致晶圆边缘与清洗溶液之间粘附力不足，晶圆边缘处的过渡层与清洗溶液反应效果不佳，过渡层难以完全清洗，在清洗后容易形成残留物，造成半导体产品具有缺陷。

为解决上述问题，本发明实施提供一种晶圆边缘的清洗方法，其中晶圆的旋转阶段包括第一旋转阶段和/或第二旋转阶段，第一旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第一转速递增至第二转速，第二旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第二转速递减至第一转速，第二转速大于第一转速；使得晶圆的转速变化，清洗溶液在晶圆表面产生湍流，湍流增加清洗溶液与晶圆边缘的粘附力，清洗溶液与晶圆边缘的反应更加彻底，有利于更彻底地清洗晶圆边缘，在清洗结束后，减少了残留物，提高了晶圆边缘的清洗效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

图2～图4为本发明第一实施例提供的一种晶圆边缘的清洗方法的各步骤的结构示意图。

参考图2，提供晶圆100。

晶圆100具有晶圆边缘101，其中，晶圆边缘101具有倾斜区域，即为边缘区域，在朝向远离晶圆100中心轴线的方向上，边缘区域的厚度逐渐减小。

可以理解的是，后续对晶圆边缘101的清洗主要为对边缘区域的清洗。

在一个例子中，晶圆100可以包括衬底以及位于衬底上的膜层，其中，位于边缘区域的膜层的材料可以为氮化钛、氧化物或多晶硅。需要说明的是，本实施例不对边缘区域的膜层进行限制，根据在衬底表面进行的半导体制程工艺的不同该膜层的材料也会相应不同。本实施例中，以膜层的材料为氮化钛作为示例。

后续会向晶圆边缘101提供清洗溶液进行清洗，在向晶圆边缘101提供清洗溶液之前，还可以包括：进行预处理110，该预处理110为向晶圆边缘101提供去离子水，软化晶圆边缘101。

具体地，预处理110的目的在于：通常的，晶圆边缘101表面具有脆性，在后续进行清洗时晶圆边缘101表面的膜层易发生脆裂和飞溅，且由于晶圆边缘101具有亲水性，预处理110向晶圆边缘101提供去离子水，可以软化晶圆边缘101，降低晶圆边缘101表面的脆性，从而有利于防止晶圆边缘101在后续清洗过程中发生脆裂和飞溅，进一步提高晶圆边缘101清洗的效果。

例如，以晶圆边缘101表面的膜层材料为氮化钛为例，氮化钛具有脆性，在后续的清洗过程容易发生脆裂或飞溅，脆裂或飞溅的物质难以被清除从而造成清洗后的残留，此外边缘区域的复杂形貌也使得脆裂或者飞溅的物质易发生残留。而氮化钛具有亲水性，去离子水与氮化钛接触后会降低氮化钛的脆性，从而减小后续清洗过程中发生脆裂或者飞溅的概率。

本实施例中，在进行预处理110的过程中，使晶圆100进行旋转，旋转的晶圆100使得去离子水与晶圆边缘101接触更充分，可以使得全部的晶圆边缘101软化，获得更好的软化效果。

在一个例子中，在预处理110过程中，晶圆100的旋转速度可以为1600转每分钟～2000转每分钟，具体可以为1700转每分钟、1800转每分钟或1900转每分钟。

参考图3，控制晶圆100处于旋转阶段以使晶圆100旋转，并在旋转阶段向晶圆边缘101提供清洗溶液120。

本实施例中，晶圆边缘101待清洗的膜层的材料为氮化钛，清洗溶液120为氨水、水和双氧水的混合溶液，即清洗溶液为SC1溶液。

在其他实施例中，清洗溶液也可以为氢氟酸溶液或硝氟酸溶液。可以理解的是，如何选取清洗溶液的类型与晶圆边缘表面待去除的膜层的材料有关，例如，当晶圆边缘表面待去除的膜层的材料为氧化物时，清洗溶液为氢氟酸溶液；当晶圆边缘表面待去除的膜层的材料为多晶硅时，清洗溶液为硝氟酸溶液。

图5为本实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的一种时间-转速折线图。

参考图5，旋转阶段包括第一旋转阶段和第二旋转阶段，第一旋转阶段过程中晶圆100旋转的速度由第一转速递增至第二转速，第二旋转阶段过程中晶圆100旋转的速度由第二转速递减至第一转速，且第二转速大于第一转速。

可以得到的是，在清洗的过程中，晶圆100的旋转速度在第一速度和第二速度之间变化，晶圆100转速的变化会使得清洗溶液120在晶圆100表面产生湍流，湍流增加清洗溶液120与晶圆边缘101的粘附力，清洗溶液120与晶圆边缘101的反应更加彻底，有利于更彻底地清洗晶圆边缘101，在清洗结束后，减少了残留物，提高晶圆边缘101的清洗效果。

本实施例中，旋转阶段包括第一旋转阶段和第二旋转阶段具体为：旋转阶段包括交替进行的第一旋转阶段以及第二旋转阶段。

在清洗的过程中，晶圆100的旋转速度在第一速度和第二速度之间交替变化，晶圆100转速的交替变化会使得清洗溶液120在晶圆100表面产生湍流，湍流增加清洗溶液120与晶圆边缘101的粘附力，清洗溶液120与晶圆边缘101的反应更加彻底，有利于更彻底地清洗晶圆边缘101，在清洗结束后，减少了残留物，提高晶圆边缘101的清洗效果。

在其他实施例中，晶圆的旋转阶段只包括一次第一旋转阶段和一次第二旋转阶段。

本实施例中，第一旋转阶段包括：增速阶段以及第一稳定阶段；第二旋转阶段包括：减速阶段以及第二稳定阶段。

第一稳定阶段内晶圆100的转速保持在第二转速不变，第二稳定阶段内晶圆100的转速保持在第一转速不变，在增速阶段之后和减速阶段之增加第一稳定阶段和第二稳定阶段，有利于稳定晶圆100，因为晶圆100的旋转速度从上升到下降或从下降到上升之间不能无缝转换，需要一个从上升到平稳再到下降或从下降到平稳再到上升的转换阶段，增加了第一稳定阶段和第二稳定阶段，晶圆100的旋转速度的变化趋势不会因为突然的转变，使得晶圆100不稳定，提高晶圆边缘101清洗的稳定性。

在其他实施例种，第一旋转阶段可以只包括增速阶段，第二旋转阶段可以只包括减速阶段。

其中，第一稳定阶段的时长和第二稳定阶段的时长为0.2秒～0.5秒，具体可以为0.3秒或0.4秒。第一稳定阶段的时长和第二稳定阶段的时长较短，在保证了晶圆边缘101清洗的稳定性的同时，缩短了晶圆边缘101清洗的时长，提高了清洗效率。

本实施例中，旋转阶段包括交替进行的第一旋转阶段以及第二旋转阶段，具体为交替进行的增速阶段、第一稳定阶段、减速阶段以及第二稳定阶段。在晶圆100转速交替变化的过程中增加了第一稳定阶段和第二稳定阶段，晶圆100的旋转速度的变化趋势不会因为突然的转变，使得晶圆100不稳定，提高晶圆边缘101清洗的稳定性。

在其他实施例中，旋转阶段也可以为交替进行的增速阶段、第一稳定阶段和减速阶段。

其中，第二转速大于第一转速；第二转速大于第一转速，晶圆100的转速在两个不同的速度之间变化，晶圆100变化的转速导致清洗溶液120在晶圆100表面形成湍流，湍流增加晶圆边缘101与清洗溶液120的粘合度，提高清洗的效果。

具体地，第一转速为1200转每分钟～1600转每分钟，具体可以为1300转每分钟、1400转每分钟或1500转每分钟；第二转速为2000转每分钟～2400转每分钟，具体可以为2100转每分钟、2200转每分钟或2300转每分钟。

本实施例中，第一旋转阶段过程中晶圆100旋转的速度由第一转速递增至第二转速的递增方式为线性递增；第二旋转阶段过程中晶圆100旋转的速度由第二转速递减至第一转速的递减方式为线性递减。

采用线性递增和线性递减的方式使得晶圆100的转速在第一转速和第二转速之间交替变化，晶圆100的转速变化平稳，避免了由于转速的加速度变化太大导致晶圆边缘101表面的清洗溶液120溅出，影响清洗的效果和污染反应腔室。

其中，线性递增的速度为每秒200转每分钟～每秒1200转每分钟，具体可以为400转每分钟、800转每分钟或1000转每分钟；线性递减的速度为每秒200转每分钟～每秒1200转每分钟，具体可以为400转每分钟、800转每分钟或1000转每分钟。

可以得到的是，第一转速和第二转速的最大转速差为1200转每分钟，线性递增或线性递减的速度最小为每秒200转每分钟，计算得出增速阶段的时长最大为6秒；第一转速和第二转速的最小转速差为400转每分钟，线性递增或线性递减的速度最大为每秒1200转每分钟，计算得出增速阶段的时长最小为0.34秒，所以晶圆100的旋转速度从第一转速递增至第二转速或从第二转速递减至第一转速的时间为0.34秒～6秒，具体可以为1秒、3秒或5秒。

图6为本实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的另一种时间-转速折线图。

参考图6，在其他实施例中，第一旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第一转速递增至第二转速的递增方式为等差递增；第二旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第二转速递减至第一转速的递减方式为等差递减。

采用等差递增和等差递减的方式使得晶圆的转速在第一转速和第二转速之间交替变化，晶圆的转速按照预先设置的公差每次变化后，转速稳定不变一段时间，再进行下一次变化，在到达第一转速或第二转速时，稳定不变的时长大于晶圆的转速在其他转速时稳定不变的时长，其中，在每次等差递增或等差递减之间，晶圆的速度平稳变化。

其中，等差递增的公差为200转每分钟～1200转每分钟，具体可以为400转每分钟、800转每分钟或1000转每分钟；等差递减的公差为200转每分钟～1200转每分钟，具体可以为400转每分钟、800转每分钟或1000转每分钟。

晶圆100的转速每两次变化之间的时间间隔为0.1秒～1秒，具体可以为0.3秒、0.6秒或0.9秒，控制晶圆100的转速每两次变化之间的时间间隔较短，有利于快速改变晶圆100的旋转速度，可以快速形成湍流，提高晶圆边缘101的清洗效果。

图7为本实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的再一种时间-转速折线图。

在其他实施例中，参考图7，第一旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第一转速递增至第二转速的递增方式具体为三个阶段，第一阶段晶圆转速递增的加速度逐渐变大，晶圆转速递增的速度越来越快，第二阶段，晶圆转速递增的加速度保持不变，晶圆的转速平稳递增，第三阶段，晶圆转速递增的加速度逐渐变小，晶圆转速递增的速度越来越慢；第二旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第二转速递减至第一转速的递减方式具体为三个阶段，第一阶段晶圆转速递减的加速度逐渐变大，晶圆转速递减的速度越来越快，第二阶段，晶圆转速递减的加速度保持不变，晶圆的转速平稳递减，第三阶段，晶圆转速递减的加速度逐渐变小，晶圆转速递减的速度越来越慢；可以得到的是，晶圆的转速在接近第一转速和第二转速时，转速变化的加速度比较小，有利于在加速的过程中保持晶圆的平稳。

继续参考图5，本实施例中，每一第一旋转阶段以及每一第二旋转阶段为一个清洗周期，旋转阶段包括若干个时间相同的清洗周期。控制每个清洗周期的时间相同，一个清洗周期为一个准确的量化单位，有利于针对不同的晶圆边缘101需要的清洗时长进行准确量化，不用针对每个晶圆100重新设置清洗周期的参数，提高晶圆边缘101清洗的效率；在其他实施例中，每个清洗周期的时间可以不同。

在本实施例中，每个清洗周期的第一旋转阶段的时间相同，可以得到每个清洗周期的第二旋转阶段也相同，第一旋转阶段的时间和第二旋转阶段的时间也相同。如此设置，第一旋转阶段增速的加速度和第二旋转阶段减速的加速度相比，大小相同方向相反，不用在每个第一旋转阶段和第二旋转阶段重新设置旋转数据，简化了操作，提高晶圆边缘101的清洗效率；在其他实施例中，第一旋转阶段的时间与第二旋转阶段的时间也可以不同。

本实施例中，一个清洗周期的时长为1.2秒～13秒，具体可以为4秒、8秒或12秒。根据上述可得第一旋转阶段和第二旋转阶段的时间为0.34秒～6秒，第一稳定阶段的时长和第二稳定阶段的时长为0.2秒～0.5秒，一个清洗周期包括一个第一旋转阶段、一个第二旋转阶段、一个第一稳定阶段和一个第二稳定阶段，可以计算得出一个完整的清洗周期的时间最长为13秒，最短为1.2秒。

采用本实施例提供的晶圆边缘101的清洗方法，清洗晶圆边缘101需要至少5个清洗周期，在5个清洗周期后，晶圆边缘101被清洗干净。

参考图4，在向晶圆边缘101提供完清洗溶液120(参考图3)之后，对晶圆100进行后处理130，后处理130为向晶圆100提供去离子水，去除清洗溶液120与晶圆边缘101反应的副产物，避免副产物对晶圆制程的后续工艺产生影响，提高晶圆边缘清洗方法的清洗效果。

在后处理130之后，令晶圆100进行干燥旋转，去除晶圆100上残留的去离子水，使晶圆100快速干燥，干燥的晶圆100在后续的制程中具有更好的稳定性。

图8为本实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗后的效果柱状图。

参考图8，可以得到，采用本实施例提供的晶圆边缘101(参考图4)的清洗方法对晶圆100(参考图4)进行清洗后，晶圆100上的缺陷个数不到100；采用相关方法对晶圆100进行清洗后，晶圆100上的缺陷个数大于300；本实施例的方法效果更好。

本实施例提供的晶圆边缘101的清洗方法，在晶圆100的旋转阶段向晶圆边缘101提供清洗溶液，其中旋转阶段包括第一旋转阶段和第二旋转阶段，第一旋转阶段过程中晶圆100旋转的速度由第一转速递增至第二转速，第二旋转阶段过程中晶圆旋转的速度由第二转速递减至第一转速，第二转速大于第一转速；可以得到的是，在清洗的过程中，晶圆100的旋转速度在第一速度和第二速度之间变化，晶圆100转速的变化会使得清洗溶液在晶圆100表面产生湍流，湍流增加清洗溶液与晶圆边缘101的粘附力，清洗溶液与晶圆边缘101的反应更加彻底，有利于更彻底地清洗晶圆边缘101，在清洗结束后，减少了残留物，提高晶圆边缘101的清洗效果。

本发明第二实施例提供一种晶圆边缘清洗方法，与本发明第一实施例大致相同，主要区别在于本实施例的旋转阶段只包括第一旋转阶段或第二旋转阶段，以下将结合附图对本发明第二实施例提供的晶圆边缘的清洗方法进行详细说明，与前一实施例相同或者相应的部分，可参考前述实施例的说明，以下将不做赘述。

图9为本发明第二实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的一种时间-转速折线图；图10为本发明第二实施例提供的晶圆边缘的清洗方法清洗溶液清洗时晶圆的另一种时间-转速折线图。

本实施例中，晶圆100(参考图3)的旋转阶段只包括第一旋转阶段或第二旋转阶段。

参考图9，晶圆100的旋转阶段只包括第一旋转阶段，第一旋转阶段过程中晶圆100旋转的速度由第一转速递增至第二转速，第二转速大于第一转速。

晶圆100旋转的速度从第一转速递增至第二转速，使得晶圆100表面的清洗溶液产生湍流，湍流增加清洗溶液与晶圆边缘101(参考图3)的粘附力，清洗溶液与晶圆边缘101的反应更加彻底，有利于更彻底地清洗晶圆边缘101，在清洗结束后，减少了残留物，提高晶圆边缘101的清洗效果。

参考图10，晶圆100的旋转阶段只包括第二旋转阶段，第二旋转阶段过程中晶圆100旋转的速度由第二转速递减至第一转速，第二转速大于第一转速。

晶圆100旋转的速度从第二转速递减至第一转速，使得晶圆100表面的清洗溶液产生湍流，湍流增加清洗溶液与晶圆边缘101的粘附力，清洗溶液与晶圆边缘101的反应更加彻底，有利于更彻底地清洗晶圆边缘101，在清洗结束后，减少了残留物，提高晶圆边缘101的清洗效果。

本发明第三实施例提供一种与第一实施例晶圆边缘清洗方法对应的晶圆边缘清洗装置，以下将结合附图进行详细说明。

图11为本发明第三实施例提供的晶圆清洗装置的结构示意图。

参考图11，晶圆清洗装置包括：晶圆200、用于放置晶圆200的基台202；控制装置(未标示)，控制装置用于控制晶圆200的旋转速度，晶圆200的旋转速度从第一转速递增至第二转速或从第二转速递减至第一转速，第二转速大于第一转速；喷洒装置203，喷洒装置203用于向旋转的晶圆边缘201提供清洗溶液。

晶圆200具有晶圆边缘201，其中，晶圆边缘201处的上表面为倾斜向晶圆200下表面的倾斜面，即为边缘区域，在朝向远离晶圆200中心轴线的方向上，边缘区域的厚度逐渐减小。

在一个例子中，晶圆200可以包括衬底以及位于衬底上的膜层，其中，位于边缘区域的膜层的材料可以为氮化钛、氧化物或多晶硅。需要说明的是，本实施例不对边缘区域的膜层进行限制，根据在衬底表面进行的半导体制程工艺的不同该膜层的材料也会相应不同。本实施例中，以膜层的材料为氮化钛作为示例。

供水装置，供水装置用于向晶圆200提供去离子水。

通常的，晶圆边缘201表面具有脆性，在后续进行清洗时晶圆边缘201表面的膜层容易发生脆裂和飞溅，且由于晶圆边缘201具有亲水性，采用供水装置向晶圆200提供去离子水，可以软化晶圆边缘201，降低晶圆边缘201表面的脆性，从而有利于防止晶圆边缘201在清洗过程中发生脆裂和飞溅，进一步提高晶圆边缘201清洗的效果。

例如，以晶圆边缘201表面的膜层材料为氮化钛为例，氮化钛具有脆性，在后续的清洗过程容易发生脆裂或飞溅，脆裂或飞溅的物质难以被清除从而造成清洗后的残留，此外边缘区域的复杂形貌也使得脆裂或者飞溅的物质易发生残留。而氮化钛具有亲水性，去离子水与氮化钛接触后会降低氮化钛的脆性，从而减小后续清洗过程中发生脆裂或者飞溅的概率。

控制装置包括计时装置，计时装置用于记录清洗晶圆边缘201的时长。记录每次清洗晶圆边缘201的时长，有利于对不同镀层材料和不同厚度的晶圆边缘201的清洗时间做统计分析。

控制装置还用于控制晶圆200的旋转速度从第一转速递增至第二转速所用时间与晶圆200的旋转速度从第二转速递减至第一转速所用时间相同。

如此设置，第一旋转阶段增速的加速度和第二旋转阶段减速的加速度相比，大小相同方向相反，不用在每个第一旋转阶段和第二旋转阶段重新设置旋转数据，简化了操作，提高晶圆边缘201的清洗效率。

本实施例提供的晶圆边缘201清洗装置，在清洗的过程中，晶圆200的旋转速度在第一速度和第二速度之间变化，晶圆200转速的变化会使得清洗溶液在晶圆200表面产生湍流，使得清洗溶液与晶圆边缘201的粘附力增加，清洗溶液与晶圆边缘201的反应更加彻底，有利于更彻底地清洗晶圆边缘201，在清洗结束后，减少了残留物，提高晶圆边缘201的清洗效果。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，包括：

提供晶圆，所述晶圆具有晶圆边缘，所述晶圆边缘具有倾斜区域，在朝向远离所述晶圆中心轴线的方向上，所述倾斜区域的厚度逐渐减小；

控制所述晶圆处于旋转阶段以使所述晶圆旋转，并在所述旋转阶段向所述晶圆边缘提供清洗溶液；

所述旋转阶段包括第一旋转阶段和/或第二旋转阶段，所述第一旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由第一转速递增至第二转速，所述第二旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第二转速递减至所述第一转速，以使所述清洗溶液在所述晶圆表面产生湍流；

所述第一旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第一转速递增至所述第二转速的递增方式为等差递增；所述第二旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第二转速递减至所述第一转速的递减方式为等差递减，在所述第一旋转阶段和所述第二旋转阶段过程中，所述晶圆的转速每两次变换之间的时间间隔为0.1秒~1秒；

所述第二转速大于所述第一转速。

2.根据权利要求1所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，所述等差递增的公差为200转每分钟~1200转每分钟；所述等差递减的公差为200转每分钟~1200转每分钟。

3.根据权利要求1所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，所述旋转阶段包括交替进行的所述第一旋转阶段以及所述第二旋转阶段。

4.根据权利要求1所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，每一所述第一旋转阶段以及每一所述第二旋转阶段为一个清洗周期，所述旋转阶段包括若干个时间相同的所述清洗周期。

5.根据权利要求4所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，清洗所述晶圆需要至少5个所述清洗周期。

6.根据权利要求4所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，一个所述清洗周期的时长为1.2秒~13秒。

7.根据权利要求1所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，所述第一旋转阶段包括：增速阶段以及第一稳定阶段；所述第二旋转阶段包括：减速阶段以及第二稳定阶段。

8.根据权利要求7所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，所述第一稳定阶段的时长和所述第二稳定阶段的时长为0.2秒~0.5秒。

9.根据权利要求1所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，所述第一转速为1200转每分钟~1600转每分钟。

10.根据权利要求9所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，所述第二转速为2000转每分钟~2400转每分钟。

11.根据权利要求1所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，在向所述晶圆边缘提供所述清洗溶液之前，还包括：进行预处理，所述预处理为向所述晶圆边缘提供去离子水，软化所述晶圆边缘。

12.根据权利要求1所述的晶圆边缘的清洗方法，其特征在于，所述清洗溶液包括：氨水和双氧水的混合溶液、氢氟酸溶液或硝氟酸溶液。

13.一种晶圆边缘清洗装置，其特征在于，包括：

晶圆、用于放置所述晶圆的基台，所述晶圆边缘具有倾斜区域，在朝向远离所述晶圆中心轴线的方向上，所述倾斜区域的厚度逐渐减小；

喷洒装置，所述喷洒装置用于向旋转的所述晶圆边缘提供清洗溶液；

控制装置，所述控制装置用于控制所述晶圆处于旋转阶段以使所述晶圆旋转，并用于控制所述晶圆的旋转速度，所述晶圆的旋转速度从第一转速递增至第二转速或从所述第二转速递减至所述第一转速，所述第二转速大于所述第一转速，以使所述清洗溶液在所述晶圆表面产生湍流；

所述旋转阶段包括第一旋转阶段和/或第二旋转阶段，所述第一旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由第一转速递增至第二转速，所述第二旋转阶段过程中所述晶圆旋转的速度由所述第二转速递减至所述第一转速，在所述第一旋转阶段和所述第二旋转阶段过程中，控制所述晶圆的转速每两次变换之间的时间间隔为0.1秒~1秒。

14.根据权利要求13所述的晶圆边缘清洗装置，其特征在于，所述晶圆边缘处的上表面为倾斜向所述晶圆下表面的倾斜面。

15.根据权利要求13所述的晶圆边缘清洗装置，其特征在于，还包括：供水装置，所述供水装置用于向所述晶圆提供去离子水。

16.根据权利要求13所述的晶圆边缘清洗装置，其特征在于，所述控制装置包括计时装置，所述计时装置用于记录清洗所述晶圆边缘的时长。

17.根据权利要求13所述的晶圆边缘清洗装置，其特征在于，所述控制装置还用于控制所述晶圆的旋转速度从所述第一转速递增至所述第二转速所用时间与所述晶圆的旋转速度从所述第二转速递减至所述第一转速所用时间相同。

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