一种可切换工艺的晶圆清洗系统的制作方法

1.本发明涉及晶圆清洗领域，尤其涉及可切换工艺的晶圆清洗系统。


背景技术：

2.针对不同的晶圆进行清洗，有时会需要采取不同的清洗工艺，例如，有些晶圆需要diw纯水进行清洗，有些则要求使用去静电(h2co3)清洗工艺。不同的清洗工艺使用的清洗液也不尽相同。而目前市场的清洗模块只能实现单一清洗工艺的清洗，而多种清洗模块会占用机台内部空间，因此，目前市面上的清洗模块并不能满足例如混合键合设备中对于不同工艺清洗的需求。
3.因此，亟需一种能够在一台清洗模块中实现多种清洗工艺的晶圆清洗方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种新型的晶圆清洗系统，能够实现diw清洗工艺与去静电(h2co3)清洗工艺的切换，从而使一台清洗模块实现多个清洗工艺。
5.本发明提供了一种可切换工艺的晶圆清洗系统，所述系统包括：
6.供液系统，用于提供第一清洗液体；
7.过滤系统，用于过滤所述供液系统提供的第一清洗液体中的杂质；
8.气体供给装置，用于提供反应气体；以及
9.切换装置，在第一工艺与第二工艺切换，所述切换装置包括切换模块，所述切换模块被配置成在第一工艺下允许所述第一清洗液体单独通过；在第二工艺下允许所述反应气体与所述第一清洗液体发生反应产生第二清洗液体。
10.在一个实施例中，所述切换装置还包括：电阻率传感器，用于检测液体的电阻率；当所述切换装置切换至第二工艺时，所述电阻率传感器被开启以监控所述第二清洗液体是否到达工艺指标。
11.在一个实施例中，当所述切换装置切换至所述第一工艺时，所述电阻率传感器不工作。
12.在一个实施例中，所述第一清洗液体为去离子水。
13.在一个实施例中，所述第二清洗液体为碳酸。
14.在一个实施例中，所述反应气体为二氧化碳。
15.在一个实施例中，所述第一清洗工艺为去离子水清洗工艺；所述第二工艺为去静电工艺。
16.在一个实施例中，当所述切换装置切换至所述第一工艺时，所述气体供给装置停止提供所述反应气体，所述电阻率传感器被关闭；当所述切换装置切换至所述第二工艺时，所述气体供给装置提供所述反应气体，所述电阻率传感器被开启。
17.在一个实施例中，所述切换模块为eflow静电发生器。
18.在一个实施例中，所述供液系统包括依次连接的手动隔膜阀、第一气动隔膜阀、液
体调压阀以及压力计。
19.所述手动隔膜阀被配置成控制总体的所述第一清洗液体开启或关闭，在维修保养时切断所述第一清洗液体供给。
20.所述第一气动隔膜阀被配置成受到程序控制，直接控制所述第一清洗液体的通断，用以满足闲时必要下的停机。
21.所述液体调压阀被配置成调节液体管路的压力，保证液体压力的稳定。
22.所述压力计被配置成测量所述第一清洗液体的压力，与所述液体调压阀协作控制液体压力。
23.在一个实施例中，所述过滤系统包括第一过滤器、节流阀以及第一手阀。
24.所述第一过滤器被配置成过滤所述第一清洗液体中的杂质，保证所述第一清洗液体的洁净。
25.所述节流阀被配置成为所述第一过滤器排气。
26.所述第一手阀被配置成在更换所述第一过滤器时方便发出液体用以更换所述第一过滤器。
27.在一个实施例中，所述气体供给装置包括依次连接的第二手阀、第二气动隔膜阀、气体调压阀以及第二过滤器。
28.所述第二手阀被配置成控制所述反应气体的开启或关闭，在维修保养时切断供应。
29.所述第二气动隔膜阀被配置成受到程序控制，直接控制所述反应气体的通断，用以满足必要状态下的停机。
30.所述气体调压阀被配置成调节所述反应气体的供给压力，保证气压平稳输送。
31.所述第二过滤器被配置成过滤所述反应气体中的杂质，保证反应后液体的纯度。
32.本发明的可切换工艺的晶圆清洗系统能够实现diw清洗工艺与去静电(h2co3)工艺的切换，由此也实现了一个清洗模块在不新增元器件的情况下对应两种清洗工艺的功能。使得整体键合设备无须多种清洗模块，减少占地空间。
附图说明
33.本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
34.图1示出根据本发明一实施例的可切换工艺的晶圆清洗系统；
35.图2出示出根据本发明一实施例的可切换工艺的晶圆清洗系统中切换装置的工艺切换流程图；
36.图3示出根据本发明一实施例的可切换工艺的晶圆清洗系统的切换流程示意图.
具体实施方式
37.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明
介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
40.能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种管道、通道、组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的管道、通道、组件、区域、层和/或部分。
41.以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
42.图1示出根据本发明一实施例的可切换工艺的晶圆清洗系统。该晶圆清洗系统包括供液系统101、过滤系统102、切换装置103以及气体供给装置104。
43.该供液系统101用于提供第一清洗液体。在一个实施例中，该第一清洗液体为去离子水(diw，de-ionzied water)。该供液系统101包括手动隔膜阀(01)、第一气动隔膜阀(02)、液体调压阀(03)、压力计(04)。
44.手动隔膜阀(01)用于控制总体液体开启或关闭，在维修保养时切断液体供给。
45.第一气动隔膜阀(02)受到程序控制，直接控制液体的通断，用以满足闲时必要下的停机。
46.液体调压阀(03)用于调节液体管路的压力，保证液体压力的稳定。
47.压力计(04)用于测量液体的压力，与调压阀协作控制液体压力。
48.过滤系统102用于过滤供液系统提供的第一清洗液体中的杂质。过滤系统102包括第一过滤器(06)、节流阀(05)以及第一手阀(07)。
49.第一过滤器(06)用于过滤液体中的杂质，保证清洗液体的洁净。
50.节流阀(05)为第一过滤器排气用。
51.第一手阀(07)用于在更换第一过滤器时方便发出液体用以更换第一过滤器。
52.气体供给装置104用于提供充足且稳定的反应气体来源。在一个实施例中，该反应气体为co2。气体供给装置104包括第二手阀(08)、第二气动隔膜阀(09)、气体调压阀(10)以及第二过滤器(11)。
53.第二手阀(08)用于控制反应气体(例如co2)的开启或关闭，在维修保养时切断供应。
54.第二气动隔膜阀(09)受到程序控制，直接控制反应气体(例如co2)的通断，用以满
足必要状态下的停机。
55.气体调压阀(10)用于调节反应气体(例如co2)的供给压力，保证气压平稳输送。
56.第二过滤器(11)主要用于过滤气体中的杂质，保证反应后液体的纯度。
57.切换装置103在第一工艺与第二工艺切换。切换装置(12)包括切换模块(12)和电阻率传感器(13)。
58.切换模块(12)被配置成在第一工艺下仅允许单独通过第一清洗液体(例如diw)；在第二工艺下使得反应气体(例如co2与第一清洗液体(例如diw)发生反应产生第二清洗液体。在一个实施例中，该第二清洗液体为碳酸h2co3。
59.当切换装置切换至第一工艺时，气体供给装置停止提供反应气体，电阻率传感器被关闭；当切换装置切换至第二工艺时，气体供给装置提供反应气体，电阻率传感器被开启。
60.在一个实施例中，切换模块(12)为eflow静电发生器。eflow静电发生器在供给co2时，能够产生碳酸h2co3，断开co2供给后可直接供应diw。h2co3由diw与co2混合反应产生。
61.电阻率传感器(13)用于检测液体的电阻率。若切换至第二工艺，即用第二清洗液体(例如，h2co3)进行清洗，则对于其电阻率有工艺要求，此时，电阻率检测传感器被用来实时监控清洗液体是否到达工艺指标。
62.在一个实施例中，第一工艺为diw清洗工艺；第二工艺为去静电(h2co3)工艺。
63.本发明的可切换工艺的晶圆清洗系统能够实现diw清洗工艺与去静电(h2co3)工艺的切换，由此也实现了一个清洗模块在不新增元器件的情况下对应两种清洗工艺的功能，使得整体键合设备无须多种清洗模块，减少占地空间。
64.图2示出根据本发明一实施例的可切换工艺的晶圆清洗系统中切换装置的工艺切换流程图。
65.步骤201：关闭或开启前端处理系统中的相关阀件，即开启或关闭co2供给。
66.在一个实施例中，该步骤持续时间为0.5分钟。
67.步骤202：切换装置动作，即开启或关闭切换装置的电阻率传感器。
68.在一个实施例中，该步骤持续时间为1.5分钟。
69.步骤203：采用新工艺液体冲洗，以去除原有残留清洗液体。
70.在一个实施例中，该步骤持续时间为3.5分钟。
71.步骤204：完成工艺切换。
72.图3示出根据本发明一实施例的可切换工艺的晶圆清洗系统的切换流程示意图，其中，步骤301～303为diw清洗工艺切换为去静电(h2co3)工艺的流程；步骤304～306为去静电(h2co3)工艺切换为diw清洗工艺的流程。
73.清洗工艺切换为去静电工艺的具体流程如下：
74.步骤301：开启第二气动隔膜阀(09)，使得co2进入切换模块eflow(12)中与去离子水(diw)发生反应产生碳酸h2co3。
75.步骤302：开启电阻率传感器(13)，实时监控h2co3的电阻率，判断是否达到相关工艺值。
76.步骤303：正常运行系统使得h2co3液体冲刷内部管道，去除相关杂质。在一预设时间段通过监测电阻率并判断达到工艺值后，完成切换。(在使用h2co3作为清洗工艺时需要保
证h2co3液体的电阻率在工艺范围内)。
77.在一个实施例中，该预设时间段为3分钟。
78.去静电(h2co3)工艺切换为diw清洗工艺的具体流程如下：
79.步骤304：关闭第二气动隔膜阀(09)，以关闭co2气体进入切换装置。
80.步骤305：co2关闭后程序上主动屏蔽电阻率传感器。
81.步骤306：diw液体冲洗管道。正常运行系统(diw作为清洗工艺时无需确认电阻率)，此时仅有diw进入eflow(12)，流出的也是diw，使用diw持续冲刷内部管道，3分钟后调至工艺流量，完成切换。
82.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
83.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
84.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
85.这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
86.同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书的范围内。

技术特征：
1.一种可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，所述系统包括：供液系统，被配置成提供第一清洗液体；过滤系统，被配置成过滤所述供液系统提供的所述第一清洗液体中的杂质；气体供给装置，被配置成提供反应气体；以及切换装置，在第一工艺与第二工艺切换，所述切换装置包括切换模块，所述切换模块被配置成在第一工艺下仅允许所述第一清洗液体单独通过；在第二工艺下允许所述反应气体与所述第一清洗液体发生反应产生第二清洗液体。2.如权利要求1所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，所述切换装置还包括：电阻率传感器，被配置成检测液体的电阻率；当所述切换装置切换至第二工艺时，所述电阻率传感器被开启以监控所述第二清洗液体是否到达工艺指标。3.如权利要求2所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，当所述切换装置切换至所述第一工艺时，所述电阻率传感器不工作。4.如权利要求1所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，所述第一清洗液体为去离子水；所述第二清洗液体为碳酸；所述反应气体为二氧化碳。5.如权利要求2所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，当所述切换装置切换至所述第一工艺时，所述气体供给装置停止提供所述反应气体，所述电阻率传感器被关闭；当所述切换装置切换至所述第二工艺时，所述气体供给装置提供所述反应气体，所述电阻率传感器被开启。6.如权利要求1所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，所述第一清洗工艺为去离子水清洗工艺；所述第二工艺为去静电工艺。7.如权利要求1所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，所述切换模块为eflow静电发生器。8.如权利要求1所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，所述供液系统包括依次连接的手动隔膜阀、第一气动隔膜阀、液体调压阀以及压力计；所述手动隔膜阀被配置成控制总体的所述第一清洗液体开启或关闭，在维修保养时切断所述第一清洗液体供给；所述第一气动隔膜阀被配置成受到程序控制，直接控制所述第一清洗液体的通断，用以满足闲时必要下的停机；所述液体调压阀被配置成调节液体管路的压力，保证液体压力的稳定；以及所述压力计被配置成测量所述第一清洗液体的压力，与所述液体调压阀协作控制液体压力。9.如权利要求1所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，所述过滤系统包括第一过滤器、节流阀以及第一手阀；所述第一过滤器被配置成过滤所述第一清洗液体中的杂质，保证所述第一清洗液体的洁净；所述节流阀被配置成为所述第一过滤器排气；所述第一手阀被配置成在更换所述第一过滤器时方便发出液体用以更换所述第一过滤器。
10.如权利要求1所述的可切换工艺的晶圆清洗系统，其特征在于，所述气体供给装置包括第二手阀、第二气动隔膜阀、气体调压阀以及第二过滤器；所述第二手阀被配置成控制所述反应气体的开启或关闭，在维修保养时切断供应；所述第二气动隔膜阀被配置成受到程序控制，直接控制所述反应气体的通断，用以满足必要状态下的停机；所述气体调压阀被配置成调节所述反应气体的供给压力，保证气压平稳输送；所述第二过滤器被配置成过滤所述反应气体中的杂质，保证反应后液体的纯度。

技术总结
本发明提供了一种可切换工艺的晶圆清洗系统，所述系统包括：供液系统，被配置成提供第一清洗液体；过滤系统，被配置成过滤所述供液系统提供的所述第一清洗液体中的杂质；气体供给装置，被配置成提供反应气体；以及切换装置，在第一工艺与第二工艺切换，所述切换装置包括切换模块，所述切换模块被配置成在第一工艺下仅允许所述第一清洗液体单独通过；在第二工艺下允许所述反应气体与所述第一清洗液体发生反应产生第二清洗液体。反应产生第二清洗液体。反应产生第二清洗液体。


技术研发人员：沈鑫佳
受保护的技术使用者：拓荆键科（海宁）半导体设备有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/9