CN111326452A - 晶圆清洁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶圆清洁系统，包括存储罐、清洗室和回收罐，所述储液罐通过第一管道连接所述清洗室顶部，所述清洗室内设有隔离板，所述隔离板用于将所述清洗室分为上部和下部，所述回收罐通过第二管道和第三管道分别连通所述清洗室的上部和下部；所述隔离板上开设通槽，半导体晶圆收容在所述通槽内；干净的化学洗剂从所述清洗室的顶部流入以清洗半导体晶圆的上表面，使用过的化学洗剂从所述第二管道流入所述回收罐；所述晶圆清洁系统还包括浓度检测器，用于检测所述回收罐内液体的有效成分浓度，若所述浓度检测器的检测结果大于或等于一预设值，所述回收罐内的化学洗剂从所述第三管道流入所述清洗室下部以清洗所述晶圆的下表面。

Description

晶圆清洁系统
技术领域
本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种晶圆清洁系统。
背景技术
在半导体处理过程中，等离子蚀刻是用于蚀刻半导体晶圆，以在半导体晶圆上形成的一层或多层电路的常用方法。在等离子蚀刻之后，残留颗粒或烟雾将保留在半导体晶圆上。残留颗粒或烟雾不仅污染蚀刻后的半导体晶圆本身，而且污染设备及设备中存储的其他相邻晶片。
颗粒污染是半导体晶圆处理工艺过程中的一个主要关心问题。这些污染颗粒掉落至未处理的半导体晶圆上并积累，容易导致被污染的半导体晶圆不完全蚀刻(或“蚀刻不足”)。即，当完成蚀刻的半导体晶圆在设备中等待时，如若不能去除半导体晶圆上的残留颗粒，残留颗粒会发生固化并影响后续设备中的处理过程。
因此，晶圆清洗是确保半导体生产质量和成品率的关键过程。通常，晶圆清洗包括在晶圆高速旋转时用氟化氢、缓冲氧化物蚀刻溶液等一系列化学试剂冲洗晶圆，以去除残留颗粒。现有技术中，化学洗剂只作一次性使用，使得生产成本和环保成本都比较高。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种能够回收使用化学洗剂的晶圆清洁系统。
一种晶圆清洁系统，包括：储液罐，用于存储干净的化学洗剂；清洗室，用于清洗半导体晶圆，所述储液罐与所述清洗室连通；和回收罐，与所述清洗室连通，并用于回收所述清洗室的液体；所述储液罐通过第一管道连接所述清洗室顶部，所述清洗室内设有隔离板，所述隔离板用于将所述清洗室分为上部和下部，所述回收罐通过第二管道和第三管道分别连通所述清洗室的上部和下部；所述隔离板上开设通槽，半导体晶圆收容在所述通槽内；干净的化学洗剂从所述清洗室的顶部流入以清洗半导体晶圆的上表面，使用过的化学洗剂从所述第二管道流入所述回收罐；所述晶圆清洁系统还包括浓度检测器，用于检测所述回收罐内液体的有效成分浓度，若所述浓度检测器的检测结果大于或等于一预设值，所述回收罐内的化学洗剂从所述第三管道流入所述清洗室下部以清洗所述晶圆的下表面。
可选地，所述晶圆清洁系统包括温控装置，所述温控装置连接所述回收罐，所述浓度检测器的检测结果大于或等于所述预设值时，所述温控装置加热或冷却回收的化学洗剂以达到使用温度。
可选地，所述温控装置设置在所述第三管道上，以加热所述第三管道内的化学洗剂。
可选地，所述晶圆清洁系统包括过滤器，所述过滤器设置在所述第二管道上，用于过滤流入所述回收罐的液体。
可选地，所述第二管道上设置流量检测器，若所述流量检测器的检测结果小于一阈值，所述流量检测器发出需要更换或清理所述过滤器的提示信息。
可选地，所述第二管道上设置单向阀以避免液体回流至所述清洗室的上部。
可选地，所述晶圆清洁系统包括液面高度检测器，设置在所述回收罐上，若所述液面高度检测器的检测结果低于一预设值时，所述第三管道关闭。
可选地，所述晶圆清洁系统包括温度检测器，所述温度检测器设置在所述回收罐上，用于检测所述回收罐内的液体温度，所述温控装置根据所述温度检测器的检测结果加热或冷却液体。
可选地，所述浓度检测器通过一连接管与所述回收罐连通，所述连接管用于导入所述回收罐内的液体样本至所述浓度检测器。
可选地，所述晶圆清洁系统包括承载台，所述承载台设置在所述清洗室下部并支撑所述晶圆，所述承载台中部开设通孔，所述第三管道与所述通孔连通。
本发明提供的晶圆清洁系统通过浓度检测器检测回收罐内的化学洗剂的有效浓度，将可以二次使用的化学洗剂用于清洗晶圆的下表面，提高化学洗剂的回收利用率，降低半导体产品的生产成本和环保成本。
附图说明
图1为晶圆清洁系统在第一实施例中的结构示意图。
图2为晶圆清洁系统在第二实施例中的结构示意图。
图3为晶圆清洁系统在第三实施例中的结构示意图。
主要元件符号说明：
Figure BDA0002314918490000031
Figure BDA0002314918490000041
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请提供一种晶圆清洁系统，包括：储液罐，用于存储干净的化学洗剂；清洗室，用于清洗半导体晶圆，所述储液罐与所述清洗室连通；和回收罐，与所述清洗室连通，并用于回收所述清洗室的液体；所述储液罐通过第一管道连接所述清洗室顶部，所述清洗室内设有隔离板，所述隔离板用于将所述清洗室分为上部和下部，所述回收罐通过第二管道和第三管道分别连通所述清洗室的上部和下部；所述隔离板上开设通槽，半导体晶圆收容在所述通槽内；干净的化学洗剂从所述清洗室的顶部流入以清洗半导体晶圆的上表面，使用过的化学洗剂从所述第二管道流入所述回收罐；所述晶圆清洁系统还包括浓度检测器，用于检测所述回收罐内液体的有效成分浓度，若所述浓度检测器的检测结果大于或等于一预设值，所述回收罐内的化学洗剂从所述第三管道流入所述清洗室下部以清洗所述晶圆的下表面。
本发明提供的晶圆清洁系统通过浓度检测器检测回收罐内的化学洗剂的有效浓度，将可以二次使用的化学洗剂用于清洗晶圆的下表面，提高化学洗剂的回收利用率，降低半导体产品的生产成本和环保成本。
本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
第一实施例
请参阅图1，在一实施方式中，晶圆清洁系统100包括储液罐1、清洗室2和回收罐3。所述储液罐1通过第一管道11连接所述清洗室2顶部。所述清洗室2内设有隔离板21，所述隔离板21大致设置在所述清洗室2的中部，用于将所述清洗室2分为上部和下部。所述回收罐3通过第二管道31和第三管道32分别连通所述清洗室2的上部和下部。所述隔离板21上开设通槽22，所述通槽22大致位于所述隔离板21的中部，半导体晶圆5收容在所述通槽22内。所述晶圆5可以通过销钉等定位件固定在所述通槽22内，防止晶圆5坠落摔坏。所述晶圆清洁系统100还包括浓度检测器4，用于检测所述回收罐3内液体的有效成分浓度。
干净的化学洗剂从所述清洗室2的顶部流入以清洗半导体晶圆5的上表面，使用过的化学洗剂从所述第二管道31流入所述回收罐3。若所述浓度检测器4的检测结果大于或等于一预设值，则表示回收罐3内的化学洗剂可以进行二次利用，所述回收罐3内的化学洗剂通过所述第三管道32流入所述清洗室2下部以清洗所述晶圆5的下表面。由于晶圆5的下表面的制造标准低于上表面的制造标准，故可以进行二次利用的化学洗剂适用于清洗晶圆5的下表面。
所述第二管道31连接于所述清洗室2上部靠近隔离板21的位置，方便将使用过的化学洗剂导入至回收罐3内。所述晶圆清洁系统100包括承载台24，所述承载台24设置在所述清洗室2下部并用于支撑所述晶圆5，用于固定所述晶圆5的定位件可以从所述承载台24的上表面伸出以维持所述晶圆5与所述承载台24之间的间隙。所述承载台24中部开设通孔241，所述第三管道32从所述清洗室2的底部与所述通孔241连通，回收的化学洗剂通过第三管道32和通孔241流至所述晶圆5并冲洗所述晶圆5的下表面。进一步地，所述清洗室2的下部还连接一导流管23，用于导出所述清洗室2内的残留液体。
进一步地，所述浓度检测器4通过一连接管41与所述回收罐3连通。所述连接管41用于导入所述回收罐3内的液体样本至所述浓度检测器4，所述浓度检测器4通过检测液体样本中的有效成分浓度判断回收罐3的液体中的有效成分浓度。所述回收罐3的底部还设有一导出管34，当所述浓度检测器4的检测结果低于一预设值时，表示回收罐3内的液体不能继续使用，则导出管34打开，回收罐3内的液体通过所述导出管34流入废化学品处理系统(图未示)。
在一可选实施例中，所述导流管23可以连通所述回收罐3，清洗过晶圆5下表面的化学洗剂可以再次回收至所述回收罐3，并由所述浓度检测器4进行检测。若所述浓度检测器4的检测结果大于或等于一预设值，所述回收罐3内的化学洗剂再次流入所述清洗室2下部以清洗所述晶圆5的下表面。可以理解，清洗过晶圆5下表面的化学洗剂可以与清洗过晶圆5上表面的化学洗剂在回收罐3内混合，以提高液体中的有效成分浓度。
第二实施例
请参阅图2，在第二实施例中，晶圆清洁系统200包括储液罐1、清洗室2和回收罐3。所述储液罐1通过第一管道11连接所述清洗室2顶部。所述清洗室2内设有隔离板21，所述隔离板21用于将所述清洗室2分为上部和下部。所述回收罐3通过第二管道31和第三管道32分别连通所述清洗室2的上部和下部。所述隔离板21上开设通槽22，所述通槽22大致位于所述隔离板21的中部，半导体晶圆5收容在所述通槽22内。所述晶圆清洁系统100还包括浓度检测器4，用于检测所述回收罐3内液体的有效成分浓度。
第二实施例的晶圆清洁系统200与第一实施例的晶圆清洁系统100大致相同，区别在于，所述晶圆清洁系统200包括温控装置6。所述温控装置6连接所述回收罐3，所述浓度检测器4的检测结果大于或等于所述预设值时，所述温控装置6加热或冷却回收的化学洗剂以达到使用温度，避免流入清洗室2的化学洗剂与晶圆5之间的温差太大而导致晶圆5破裂。
进一步地，所述晶圆清洁系统200还包括温度检测器7，所述温度检测器7设置在所述回收罐3上，用于检测所述回收罐3内的液体温度。所述温控装置6根据所述温度检测器7的检测结果加热或冷却液体。
在一可选实施例中，所述温控装置6可以设置在所述第三管道32上，用于加热所述第三管道32内的化学洗剂，无需加热回收罐3内的全部液体，达到节约热能的目的。可以理解，所述第一管道11上也可以设置一个温控装置6，清洁的化学洗剂从储液罐1流经第一管道11时，温控装置6对清洁的化学洗剂进行加热或冷却，降低化学洗剂与晶圆5之间的温差。
第三实施例
请参阅图3，在第三实施例中，晶圆清洁系统300包括储液罐1、清洗室2和回收罐3。所述储液罐1通过第一管道11连接所述清洗室2顶部。所述清洗室2内设有隔离板21，所述隔离板21用于将所述清洗室2分为上部和下部。所述回收罐3通过第二管道31和第三管道32分别连通所述清洗室2的上部和下部。所述隔离板21上开设通槽22，所述通槽22大致位于所述隔离板21的中部，半导体晶圆5收容在所述通槽22内。所述晶圆清洁系统100还包括浓度检测器4，用于检测所述回收罐3内液体的有效成分浓度。所述晶圆清洁系统200还包括温控装置6，所述温控装置6连接所述回收罐3，所述浓度检测器4的检测结果大于或等于所述预设值时，所述温控装置6加热或冷却回收的化学洗剂以达到使用温度，避免化学洗剂与晶圆5之间的温差太大而导致晶圆5破裂。
第三实施例的晶圆清洁系统300与第二实施例的晶圆清洁系统200大致相同，区别在于，所述晶圆清洁系统300还包括过滤器8。所述过滤器8设置在所述第二管道31上，用于过滤流入所述回收罐3的液体，从而减少回收罐3内液体中的颗粒杂质。
进一步地，所述第二管道31上还可以设置流量检测器311，所述流量检测器311位于所述过滤器8和所述回收罐3之间。若所述流量检测器311的检测结果小于一阈值，则表示过滤器8的滤芯达到使用极限，所述流量检测器311根据检测结果发出需要更换或清理所述过滤器8的提示信息。
进一步地，所述第二管道31上还设置单向阀312，所述单向阀312位于所述过滤器8和所述清洗室2之间，保证液体只能从所述清洗室2流向所述回收罐3，从而避免使用过的液体回流至所述清洗室2的上部。
进一步地，所述晶圆清洁系统300还包括液面高度检测器33，所述液面高度检测器33设置在所述回收罐3上。若所述液面高度检测器33的检测结果低于一预设值时，表示所述回收罐3内的液体太少，此时所述第三管道32关闭。具体地，所述液面高度检测器33可以大致设置于回收罐3下部三分之一处，当液面高度低于所述液面高度检测器33时，第三管道32关闭。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种晶圆清洁系统，包括：
储液罐，用于存储干净的化学洗剂；
清洗室，用于清洗半导体晶圆，所述储液罐与所述清洗室连通；和
回收罐，与所述清洗室连通，并用于回收所述清洗室的液体；
其特征在于，所述储液罐通过第一管道连接所述清洗室顶部，所述清洗室内设有隔离板，所述隔离板用于将所述清洗室分为上部和下部，所述回收罐通过第二管道和第三管道分别连通所述清洗室的上部和下部；
所述隔离板上开设通槽，半导体晶圆收容在所述通槽内；
干净的化学洗剂从所述清洗室的顶部流入以清洗半导体晶圆的上表面，使用过的化学洗剂从所述第二管道流入所述回收罐；
所述晶圆清洁系统还包括浓度检测器，用于检测所述回收罐内液体的有效成分浓度，若所述浓度检测器的检测结果大于或等于一预设值，所述回收罐内的化学洗剂从所述第三管道流入所述清洗室下部以清洗所述晶圆的下表面。
2.如权利要求1所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述晶圆清洁系统包括温控装置，所述温控装置连接所述回收罐，所述浓度检测器的检测结果大于或等于所述预设值时，所述温控装置加热或冷却回收的化学洗剂以达到使用温度。
3.如权利要求2所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述温控装置设置在所述第三管道上，以加热所述第三管道内的化学洗剂。
4.如权利要求1所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述晶圆清洁系统包括过滤器，所述过滤器设置在所述第二管道上，用于过滤流入所述回收罐的液体。
5.如权利要求4所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述第二管道上设置流量检测器，若所述流量检测器的检测结果小于一阈值，所述流量检测器发出需要更换或清理所述过滤器的提示信息。
6.如权利要求4所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述第二管道上设置单向阀以避免液体回流至所述清洗室的上部。
7.如权利要求1所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述晶圆清洁系统包括液面高度检测器，设置在所述回收罐上，若所述液面高度检测器的检测结果低于一预设值时，所述第三管道关闭。
8.如权利要求2所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述晶圆清洁系统包括温度检测器，所述温度检测器设置在所述回收罐上，用于检测所述回收罐内的液体温度，所述温控装置根据所述温度检测器的检测结果加热或冷却液体。
9.如权利要求1所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述浓度检测器通过一连接管与所述回收罐连通，所述连接管用于导入所述回收罐内的液体样本至所述浓度检测器。
10.如权利要求1所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述晶圆清洁系统包括承载台，所述承载台设置在所述清洗室下部并支撑所述晶圆，所述承载台中部开设通孔，所述第三管道与所述通孔连通。
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