CN211786785U - 清洗液流量控制系统及湿法工艺机台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种清洗液流量控制系统及湿法工艺机台，所述清洗液流量控制系统用于控制湿法工艺机台清洗晶圆的清洗液流量，并包括电动阀和控制模组，所述电动阀设置在向所述湿法工艺机台的工艺腔提供清洗液的供液管道上，所述控制模组包括至少两路工作压力不同的空气压缩机，以及，用于从各路所述空气压缩机中选取一路空气压缩机与所述电动阀连接的流量切换组件。在利用该湿法工艺机台执行相应的湿法工艺时，采用流量切换组件切换不同的空气压缩机，以驱动电动阀实现不同的开启度，进而控制供液管道中的清洗液的流量不同，由此避免现有的湿法工艺机台采用单一清洗液流量来清洗不同产品晶圆时造成清洗后的一些晶圆出现边缘破孔或中心有表面残留物的问题。

Description

清洗液流量控制系统及湿法工艺机台

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种清洗液流量控制系统及湿法工艺机台。

背景技术

在集成电路制造中，湿法(WET)工艺主要是指使用超纯水以及酸碱溶液、有机溶液等化学药液，完成对晶圆的刻蚀、光刻胶剥离以及表面残留物(例如残留的有机物、颗粒、金属杂质、自然氧化层、石英、塑料等污染物)的清洗去除等工艺。

现有的湿法工艺机台(例如滚筒式湿法刻蚀机台)的清洗液通常是采用单一固定流量的输出，容易造成清洗后的晶圆(wafer)出现边缘破孔或中心有表面残留物的问题。具体地，以一种采用EKC(包含钎杆、有机溶剂、阻蚀剂和水)作为清洗溶剂来去除两种产品的晶圆刻蚀后的表面残留物的湿法工艺为例，当湿法工艺机台的EKC流量在6L/M～7L/M之间时，清洗后，两种产品的晶圆表面的刻蚀残留物均会严重残留；当湿法工艺机台的EKC流量在7L/M～8L/M之间时，清洗后，第一种产品的晶圆表面的刻蚀残留物有轻微残留，第二种产品的晶圆表面基本上没有刻蚀残留物状态且边缘没有破孔；当湿法工艺机台的EKC流量在8L/M～9L/M之间时，清洗后，第一种产品的晶圆表面基本上没有刻蚀残留物，但第二种产品的晶圆边缘会出现比较严重的破孔问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清洗液流量控制系统及湿法工艺机台，能够避免现有的湿法工艺机台采用单一清洗液流量来清洗不同产品晶圆时造成清洗后的一些晶圆出现边缘破孔或中心有表面残留物的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种清洗液流量控制系统，用于控制湿法工艺机台清洗晶圆的清洗液流量，所述清洗液流量控制系统包括电动阀和用于控制所述电动阀的开启度的控制模组；其中，所述电动阀设置在向所述湿法工艺机台的工艺腔提供清洗液的供液管道上；所述控制模组包括至少两路工作压力不同的空气压缩机，以及，用于从各路所述空气压缩机中选取一路空气压缩机与所述电动阀连接的流量切换组件。

可选地，所述流量切换组件包括一流量切换开关以及与各路所述空气压缩机对应设置的继电器，所述流量切换开关具有与各路所述空气压缩机一一对应设置的档位，每个所述档位与相应的所述继电器的线圈串联形成一串联支路，所有的串联支路并联，各个所述继电器的触点连接在所述电动阀和相应的空气压缩机之间。

可选地，各个所述继电器的触点均为常开触点，在所述流量切换开关切换到相应的档位时，所述档位串联的所述继电器的线圈吸合，所述继电器的触点闭合，使得相应的所述空气压缩机和所述电动阀连接，在所述空气压缩机的工作压力的驱动下，所述电动阀达到相应的开启度。

可选地，各个所述继电器为单线圈单触点继电器；或者，至少其中两个所述继电器由双线圈双触点继电器来提供。

可选地，所述控制模组包括一路3bar空气压缩机和一路2bar空气压缩机，所述3bar空气压缩机的工作压力为3个大气压，所述2bar空气压缩机的工作压力为2个大气压。

本实用新型还提供一种湿法工艺机台，包括至少一个工艺腔以及设置在所述工艺腔外围的外围机构，所述外围机构包括至少一条供液管道、用于向所述供液管道提供清洗液的供液槽以及本实用新型的清洗液流量控制系统，所述供液槽中存储有清洗液，所述供液管道连通所述工艺腔和所述供液槽，所述清洗液流量控制系统中的电动阀设置在所述供液管道上。

可选地，所述外围机构还包括泵，所述泵一端连通位于所述电动阀和所述供液槽之间的供液管道，另一端连通所述供液槽。

可选地，所述工艺腔包括用于盛放和清洗晶圆的清洗腔以及用于对清洗后的晶圆进行干燥的干燥机。

可选地，所述湿法工艺机台为滚筒旋转式湿法机台，所述工艺腔为滚筒。

可选地，当所述湿法工艺机台具有多个工艺腔时，每个工艺腔外围的所述供液槽中存储的清洗液不同。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

1、所述清洗液流量控制系统中的电动阀设置在湿法工艺机台的供液管道上，在利用该湿法工艺机台执行相应的湿法工艺时，可以根据产品的不同，采用清洗液流量控制系统中的流量切换组件切换不同的空气压缩机，以驱动电动阀实现不同的开启度，进而控制供液管道中的清洗液的流量随产品的不同而不同，即可以为不同的产品选择合适的清洗液流量，由此避免现有的湿法工艺机台采用单一清洗液流量来清洗不同产品晶圆时造成清洗后的一些晶圆出现边缘破孔或中心有表面残留物的问题。

2、所述清洗液流量控制系统，可以用于现有的具有手动阀且输出清洗液流量单一的湿法工艺机台的改造升级，以用电动阀替代手动阀，并实现湿法工艺机台的供液管道的输出流量可变，这种对现有的湿法工艺机台的改造和升级，操作简单易行，改造成本低，且能够提升湿法工艺后的产品良率。

3、由于采用电动阀且该电动阀的开启度可以通过不同工作压力的空气压缩机来驱动，因此可以避免人工手动调整手动阀的开启度的工作，进而降低了人力成本。

4、所述清洗液流量控制系统，能够适用于例如湿法去胶机台和湿法刻蚀机台等任何湿法工艺机台。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的清洗液流量控制系统及其所在的湿法工艺机台的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施例的清洗液流量控制系统中的流量切换开关和相应的继电器的线圈组成的电路连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的技术方案作进一步详细说明。根据下面说明本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图1，本实用新型提供一种清洗液流量控制系统14，用于控制湿法工艺机台清洗晶圆的清洗液流量。所述清洗液流量控制系统14包括电动阀141和用于控制所述电动阀141的开启度的控制模组。其中，所述电动阀141设置在向所述湿法工艺机台的工艺腔10提供清洗液的供液管道11上。所述控制模组包括至少两路工作压力不同的空气压缩机(aircompression system，CDA)，以及，用于从各路所述空气压缩机中选取一路空气压缩机与所述电动阀141连接的流量切换组件。

本实施例中，所述流量切换组件包括一流量切换开关以及与各路所述空气压缩机一一对应设置的继电器，所述流量切换开关具有与各个所述继电器一一对应设置的档位，每个所述档位与相应的所述继电器的线圈串联形成一串联支路，所有的串联支路并联，各个所述继电器的触点连接在所述电动阀141和相应的空气压缩机之间。其中，各个所述继电器的触点均为常开触点，在所述流量切换开关切换到相应的档位时，所述档位串联的所述继电器的线圈吸合，所述继电器的触点闭合，使得相应的所述空气压缩机和所述电动阀141连接，在所述空气压缩机的工作压力的驱动下，所述电动阀达到相应的开启度。

请参考图1和图2，作为一种示例，以所述控制模组具有两路工作压力不同的空气压缩机142a、142b为例，来详细说明本实施例的流量切换组件的组成。具体地，所述流量切换组件包括两个继电器K1、K2和一个流量切换开关SA，继电器K1与空气压缩机142a一一对应设置，继电器K2与空气压缩机142b一一对应设置，流量切换开关SA具有两个档位SA1、SA2，档位SA1与继电器K1的线圈KA1串联形成一串联支路，档位SA2与继电器K2的线圈KA2串联形成另一串联支路，两条串联支路并联在24V电压和地(0V)之间，继电器K1的触点A1连接在所述电动阀141和空气压缩机142a之间，继电器K2的触点A2连接在所述电动阀141和空气压缩机142b之间。继电器K1的触点A1和继电器K2的触点A2均为常开触点。空气压缩机142a为3bar空气压缩机，其工作压力为3个标准大气压(即3bar)，空气压缩机142b为2bar空气压缩机，其工作压力为2个标准大气压(即2bar)。

以湿法工艺机台的供液管道中流通的清洗液为EKC为例，对产品晶圆1和产品晶圆2这两种不同的产品晶圆进行干法刻蚀后表面残留物的清洗去除为例，

该示例的清洗液流量控制系统14控制湿法工艺机台的清洗液流量的工作原理如下：

当需要采用该湿法工艺机台对产品晶圆1进行湿法清洗时，将所述流量切换开关切SA换到档位SA1，所述档位SA1串联的所述继电器K1的线圈KA1吸合，所述继电器K1的触点A1闭合，使得相应的所述空气压缩机142a和所述电动阀141连接，在所述空气压缩机142a的工作压力的驱动下，所述电动阀141达到相应的开启度，供液管道11中的EKC流量保持在8L/M～9L/M(升/分钟)，由此使得清洗完成后，产品晶圆1的表面基本上没有刻蚀残留物，且边缘没有破孔。

当需要采用该湿法工艺机台对产品晶圆2进行湿法清洗时，将所述流量切换开关切SA换到档位SA2，所述档位SA2串联的所述继电器K2的线圈KA2吸合，所述继电器K2的触点A2闭合，使得相应的所述空气压缩机142b和所述电动阀141连接，在所述空气压缩机142b的工作压力的驱动下，所述电动阀141达到另一相应的开启度，供液管道11中的EKC流量保持在7L/M～8L/M，由此使得清洗完成后，产品晶圆2的表面基本上没有刻蚀残留物，且边缘没有破孔。

该示例中，继电器K1、K2可以分别由两个单线圈单触点继电器来提供，可以由同一个双线圈双触点继电器来统一提供。

当然，本实用新型的技术方案中，湿法工艺机台的供液管道中流通的清洗液不仅仅限于EKC，还可以是氢氟酸、硫酸、磷酸等酸性溶液，或者是氢氧化钾、氢氧化钠、氨水等碱性溶液，亦或者是过氧化氢等溶液，还或者是过氧化氢和酸溶液组成的混合溶液，或者过氧化氢和碱溶液组成的混合溶液，再或者是其他有机溶剂等。每路空气压缩机的工作压力可以根据清洗液的性质和产品特点来合理设置，不仅仅限于3个标准大气压和2个标准大气压，也可以低于2个标准大气压或者高于3个标准大气压。流量切换开关SA的档位不仅仅限于两个档位，继电器的数量不仅仅限于两个，且继电器的种类不仅仅限于单线圈单触点继电器，空气压缩机与流量切换开关SA的档位一一对应设置，因此空气压缩机的数量和流量切换开关SA的档位。

综上所述，本实施例的清洗液流量控制系统，其电动阀能够设置在湿法工艺机台的供液管道上，在利用该湿法工艺机台执行湿法工艺时，可以根据产品的不同，采用流量切换组件切换不同的空气压缩机，以驱动电动阀实现不同的开启度，进而控制供液管道中的清洗液的流量随产品的不同而不同，即可以为不同的产品选择合适的清洗液流量，由此避免现有的湿法工艺机台采用单一清洗液流量来清洗不同产品晶圆时造成清洗后的一些晶圆出现边缘破孔或中心有表面残留物的问题。

另外，本实施例的清洗液流量控制系统，可以用于现有的具有手动阀且输出清洗液流量单一的湿法工艺机台的改造升级，以用电动阀替代手动阀，并实现湿法工艺机台的供液管道的输出流量可变，这种对现有的湿法工艺机台的改造和升级，操作简单易行，改造成本低，且能够提升湿法工艺后的产品良率。

而且，本实施例的清洗液流量控制系统，由于采用电动阀且该电动阀的开启度可以通过不同工作压力的空气压缩机来驱动，因此可以避免人工手动调整手动阀的开启度的工作，进而降低了人力成本。

因此，本实施例的清洗液流量控制系统，能够适用于例如湿法去胶机台和湿法刻蚀机台等任何湿法工艺机台。基于此，请继续参考图1和图2，本实用新型一实施例还提供一种湿法工艺机台，包括至少一个工艺腔10、以及设置在所述工艺腔外围的外围机构，所述外围机构包括至少一条供液管道11、用于向所述供液管道11提供清洗液的供液槽13、用于将供液槽13中的清洗液抽取到供液管道11中的泵、以及本实用新型的清洗液流量控制系统14。

其中，所述供液槽13中存储有清洗液，所述供液管道11连通所述工艺腔10和所述供液槽13，所述清洗液流量控制系统14中的电动阀141设置在所述供液管道11上。所述泵12一端连通位于所述电动阀141和所述供液槽13之间的供液管道11，另一端连通所述供液槽13。

本实施例中，所述工艺腔10包括用于盛放和清洗晶圆的清洗腔101、用于向清洗腔101中供液的内置供液机构100、以及用于对清洗后的晶圆进行干燥的干燥机102。

可选地，所述湿法工艺机台可以为滚筒旋转式湿法机台，此时工艺腔10为滚筒。

可选地，所述湿法工艺机台可以仅具有一个工艺腔，也可以具有至少两个工艺腔，当所述湿法工艺机台具有多个工艺腔时，每个工艺腔外围的所述供液槽中存储的清洗液不同，由此，可以在一个湿法工艺机台上对同一产品晶圆进行多道湿法清洗，直至产品晶圆的表面达到要求。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型的技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种清洗液流量控制系统，用于控制湿法工艺机台清洗晶圆的清洗液流量，其特征在于，所述清洗液流量控制系统包括电动阀和用于控制所述电动阀的开启度的控制模组；其中，所述电动阀设置在向所述湿法工艺机台的工艺腔提供清洗液的供液管道上；所述控制模组包括至少两路工作压力不同的空气压缩机，以及，用于从各路所述空气压缩机中选取一路空气压缩机与所述电动阀连接的流量切换组件。

2.如权利要求1所述的清洗液流量控制系统，其特征在于，所述流量切换组件包括一流量切换开关以及与各路所述空气压缩机对应设置的继电器，所述流量切换开关具有与各路所述空气压缩机一一对应设置的档位，每个所述档位与相应的所述继电器的线圈串联形成一串联支路，所有的串联支路并联，各个所述继电器的触点连接在所述电动阀和相应的空气压缩机之间。

3.如权利要求2所述的清洗液流量控制系统，其特征在于，各个所述继电器的触点均为常开触点，在所述流量切换开关切换到相应的档位时，所述档位串联的所述继电器的线圈吸合，所述继电器的触点闭合，使得相应的所述空气压缩机和所述电动阀连接，在所述空气压缩机的工作压力的驱动下，所述电动阀达到相应的开启度。

4.如权利要求2所述的清洗液流量控制系统，其特征在于，各个所述继电器为单线圈单触点继电器；或者，至少其中两个所述继电器由双线圈双触点继电器来提供。

5.如权利要求1所述的清洗液流量控制系统，其特征在于，所述控制模组包括一路3bar空气压缩机和一路2bar空气压缩机，所述3bar空气压缩机的工作压力为3个大气压，所述2bar空气压缩机的工作压力为2个大气压。

6.一种湿法工艺机台，其特征在于，包括至少一个工艺腔以及设置在所述工艺腔外围的外围机构，所述外围机构包括至少一条供液管道、用于向所述供液管道提供清洗液的供液槽以及权利要求1～4中任意一项所述的清洗液流量控制系统，所述供液槽中存储有清洗液，所述供液管道连通所述工艺腔和所述供液槽，所述清洗液流量控制系统中的电动阀设置在所述供液管道上。

7.如权利要求6所述的湿法工艺机台，其特征在于，所述外围机构还包括泵，所述泵一端连通位于所述电动阀和所述供液槽之间的供液管道，另一端连通所述供液槽。

8.如权利要求6所述的湿法工艺机台，其特征在于，所述工艺腔包括用于盛放和清洗晶圆的清洗腔以及用于对清洗后的晶圆进行干燥的干燥机。

9.如权利要求6所述的湿法工艺机台，其特征在于，所述湿法工艺机台为滚筒旋转式湿法机台，所述工艺腔为滚筒。

10.如权利要求6所述的湿法工艺机台，其特征在于，当所述湿法工艺机台具有多个工艺腔时，每个工艺腔外围的所述供液槽中存储的清洗液不同。

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