一种晶圆的清洗设备的制作方法

本实用新型涉及半导体存储器技术领域，具体而言，涉及一种晶圆的清洗设备。

背景技术：

目前，卫星状缺陷普遍存在于光刻显影后，其发生的原因是未曝光区的光刻胶接触显影液后在去离子水清洗时因为显影液为pH值13.2，而去离子水pH值7，如图1所示，造成了酸咸震荡，使光刻胶产生析出物附着于表面，如图2所示，造成以打开的洞被回填，影响晶圆的良品率。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种晶圆的清洗设备，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的晶圆在清洗过程中酸碱震荡产生卫星状缺陷等一个或者多个问题。

本实用新型实施例的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本实用新型的实践而习得。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种晶圆的清洗设备，包括：第一供液管路、第一控制阀门、第二供液管路、第二控制阀门、混液管路、混液槽以及液体pH传感器；所述第一供液管路和第二供液管路连通于所述混液管路，所述第一供液管路设置有所述第一控制阀门，所述第二供液管路设置有所述第二控制阀门，所述混液管路连通于所述混液槽的入液口，所述混液槽的出液口连接晶圆冲洗管道，并设置有所述液体pH传感器。

在本实用新型的一个实施例中，上述第一供液管路用于导流去离子水，并通过所述第一控制阀门用于控制所述去离子水的流量在预设的第一时间段内从预设的第一流量提升至预设的第二流量。

在本实用新型的一个实施例中，上述第二供液管路用于导流显影液，并通过所述第二控制阀门用于控制所述显影液的流量在预设的第一时间段内从预设的第二流量降低至预设的第一流量。

在本实用新型的一个实施例中，上述混液管路将所述第一供液管路的去离子水和所述第二供液管路的显影液输送到所述混液槽。

在本实用新型的一个实施例中，上述混液槽用于混合所述去离子水和所述显影液，将混合后的液体通过晶圆清洗管道清洗所述晶圆。

在本实用新型的一个实施例中，上述pH传感器检测所述混液槽的出液口液体的pH值，并根据所检测到的pH值控制所述第一控制阀门和所述第二控制阀门，使所述混液槽的出液口液体的pH值从13.2按照预设降低速率降低至7。

在本实用新型的一个实施例中，上述第一控制阀门和所述第二控制阀门的流量控制范围为0ml/min至3000ml/min。

在本实用新型的一个实施例中，上述混液槽的容量为1ml至1000ml。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种晶圆的清洗方法，包括：

向混液槽供给去离子水和显影液；

所述去离子水和显影液在所述混液槽中进行混合，获得混合液以及所述混合液的pH值；

基于所述混合液的pH值分别控制所述去离子水和显影液向所述混液槽供给的流量，获得预设pH值的混合液；

将所述预设pH值的混合液向晶圆输送清洗所述晶圆。

在本实用新型的一个实施例中，上述基于所述混合液的pH值控制所述第一供液管路和所述第二供液管路的去离子水和显影液向所述混液槽供给的流量，包括：

基于所述混合液的pH值控制所述第一供液管路中去离子水的流量在预设的第一时间段内从预设的第一流量升高至预设的第二流量，其中，所述第二流量大于所述第一流量。

在本实用新型的一个实施例中，上述控制所述第一供液管路中去离子水的流量在预设的第一时间段内从预设的第一流量提升至预设的第二流量通过公式：

Flow(T0～T1)＝X1/(T1-T0)*(T-T0)进行控制；其中，

Flow表示所述第一时间段内去离子水的流量变化，T0表示所述第一时间段的起始时刻，T1表示所述第一时间段的终止时刻，X1表示所述去离子水的目标流量，T表示清洗制程的总时间。

在本实用新型的一个实施例中，上述基于所述混合液的pH值控制所述第一供液管路和所述第二供液管路的去离子水和显影液向所述混液槽供给的流量，包括：

基于所述混合液的pH值控制所述第二供液管路中显影液的流量在预设的第一时间段内从预设的第二流量降低至预设的第一流量，其中，所述第二流量大于所述第一流量。

在本实用新型的一个实施例中，上述控制所述第二供液管路中显影液的流量在预设的第一时间段内从预设的第二流量降低至预设的第一流量通过公式：

Flow(T0～T1)＝X2-X2/(T1-T0)*(T-T0)进行控制；其中，

Flow表示所述第一时间段内显影液的流量变化，T0表示所述第一时间段的起始时刻，T1表示所述第一时间段的终止时刻，X2表示所述显影液的目标流量，T表示清洗制程的总时间。

在本实用新型的一个实施例中，上述预设pH值的混合液的pH值范围为：13.2至7。

根据本实用新型实施例的第三方面，提供一种晶圆的清洗装置，包括：

供给单元，用于向混液槽供给去离子水和显影液；

混合单元，用于所述去离子水和显影液在所述混液槽中进行混合，获得混合液以及所述混合液的pH值；

控制单元，用于基于所述混合液的pH值分别控制所述去离子水和显影液向所述混液槽供给的流量，获得预设pH值的混合液；

输送单元，用于将所述预设pH值的混合液向晶圆输送清洗所述晶圆。

根据本实用新型实施例的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现如上述实施例中第二方面的晶圆的清洗方法。

根据本实用新型实施例的第五方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如上述实施例中第二方面的晶圆的清洗方法。

本实用新型实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型的一些实施例所提供的技术方案中，向混液槽供给去离子水和显影液；所述去离子水和显影液在所述混液槽中进行混合，获得混合液以及所述混合液的pH值；基于所述混合液的pH值分别控制所述去离子水和显影液向所述混液槽供给的流量，获得预设pH值的混合液；将所述预设pH值的混合液向晶圆输送清洗所述晶圆。本实用新型实施例的技术方案能够在去离子水的路径中加入显影液，并加上自动流量控制阀，在去离子水清洗流程中利用流量比例控制加入显影液来降低酸碱震荡的影响，将清洗液从13.2逐渐降至7，而不会产生瞬间的变化，解决了晶圆的卫星状缺陷。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示意性示出了酸碱震荡的示意图；

图2示意性示出了卫星状缺陷的示意图；

图3示意性示出了根据本实用新型的一个实施例的晶圆的清洗方法的流程图；

图4示意性的示出了根据本实用新型的一个实施例的控制混合液的 pH值的示意图；

图5示意性示出了根据本实用新型的一个实施例的晶圆的清洗装置的框图；

图6示意性示出了根据本实用新型的一个实施例的晶圆的清洗设备的框图；

图7示出了适于用来实现本实用新型实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

图3示意性示出了根据本实用新型的一个实施例的晶圆的清洗方法的流程图。

参照图3所示，根据本实用新型的一个实施例的晶圆的清洗方法，包括以下步骤：

步骤S310，向混液槽供给去离子水和显影液；

步骤S320，去离子水和显影液在混液槽中进行混合，获得混合液以及混合液的pH值；

步骤S330，基于混合液的pH值分别控制去离子水和显影液向混液槽供给的流量，获得预设pH值的混合液；

步骤S340，将预设pH值的混合液向晶圆输送清洗晶圆。

图3所示实施例的技术方案通过在去离子水的路径中加入显影液，并加上自动流量控制阀，在去离子水清洗流程中利用流量比例控制加入显影液来降低酸碱震荡的影响，将清洗液从13.2逐渐降至7，而不会产生瞬间的变化，解决了晶圆的卫星状缺陷。

以下对图3中所示的各个步骤的实现细节进行详细阐述：

在步骤S310中，向混液槽供给去离子水和显影液。

在本实用新型的一个实施例中，晶圆清洗系统中包括两条供液管路，其中，第一供液管路可以向混液槽输送pH值为7的去离子水，第二供液管路可以向混液槽输送pH值为13.2的显影液，第一供液管路和第二供液管路连通于混液槽，在清洗晶圆的起始时刻第一供液管路的去离子水流量为零供给，第二供液管路的显影液流量为全量供给。

在步骤S320中，去离子水和显影液在混液槽中进行混合，获得混合液以及混合液的pH值。

在本实用新型的一个实施例中，上述两条供液管路分别将去离子水和显影液向混液槽中输送，将去离子水和显影液进行充分混合，并通过 pH值传感器对混合后的液体进行检测，确定出混合液的pH值。

在本实用新型的一个实施例中，混液槽的容量为：1ml至1000ml。

在步骤S330中，基于混合液的pH值分别控制去离子水和显影液向混液槽供给的流量，获得预设pH值的混合液。

在本实用新型的一个实施例中，基于混合液的pH值控制去离子水的流量在预设的第一时间段内从预设的第一流量升高至预设的第二流量，其中，第二流量大于第一流量。

在本实用新型的一个实施例中，基于前述方案，上述控制去离子水的流量在预设的第一时间段内从预设的第一流量提升至预设的第二流量通过公式：

Flow(T0～T1)＝X1/(T1-T0)*(T-T0)进行控制；其中，

Flow表示第一时间段内去离子水的流量变化，T0表示第一时间段的起始时刻，T1表示第一时间段的终止时刻，X1表示去离子水的目标流量， T表示清洗制程的总时间。

在本实用新型的一个实施例中，基于混合液的pH值控制显影液的流量在预设的第一时间段内从预设的第二流量降低至预设的第一流量，其中，第二流量大于第一流量。

在本实用新型的一个实施例中，基于前述方案，上述控制显影液的流量在预设的第一时间段内从预设的第二流量降低至预设的第一流量通过公式：

Flow(T0～T1)＝X2-X2/(T1-T0)*(T-T0)进行控制；其中，

Flow表示第一时间段内显影液的流量变化，T0表示第一时间段的起始时刻，T1表示第一时间段的终止时刻，X2表示显影液的目标流量，T 表示清洗制程的总时间。

在本实用新型的一个实施例中，控制去离子水的流量和控制显影液流量的流量阀控制能力为：0ml/min至3000ml/min。

在本实用新型的一个实施例中，根据混合液的pH值，分别控制第一供液管路中去离子水的流量和第二供液管路中显影液的流量，以使上述混合液的pH值从13.2逐渐降低至7，避免了因酸碱震荡而在已曝光的晶圆表面产生卫星状回填缺陷。

图4示意性的示出了根据本实用新型的一个实施例的控制混合液的 pH值的示意图。

在本实用新型的一个实施例中，参照图4所示，在去离子水的路径中加入显影液，并加上自动流量控制阀，在去离子水清洗流程中利用流量比例控制加入显影液来降低pH shock的影响，由pH图示可了解pH是由13.2逐渐降至7，而不会产生瞬间的变化。

在步骤S340中，将预设pH值的混合液向晶圆输送清洗晶圆。

在本实用新型的一个实施例中，对曝光后的晶圆表面喷洒预设pH 值的混液，使混合液完全覆盖晶圆，使晶圆高速旋转并持续喷洒该混合液，以实现晶圆的清洗。

在本实用新型的一个实施例中，在清洗晶圆的起始时刻，向晶圆喷洒的液体为显影液，在清洗的过程中逐渐减少显影液的流量并相应的增加去离子水的流量，在到达第一时间后控制显影液的流量为零，去离子水的流量最大，在第一时间段内将混合液pH值从13.2逐渐降低至7，在剩余的清洗时间内持续使用pH值为7液体清洗晶圆。

以下介绍本实用新型的装置实施例，可以用于执行本实用新型上述的晶圆的清洗方法。

图5示意性示出了根据本实用新型的一个实施例的晶圆的清洗装置的框图。

参照图5所示，根据本实用新型的一个实施例的晶圆清洗装置500，包括：

供液单元501，用于向混液槽供给去离子水和显影液；

混合单元502，用于去离子水和显影液在混液槽中进行混合，获得混合液以及混合液的pH值；

控制单元503，用于基于混合液的pH值分别控制去离子水和显影液向混液槽供给的流量，获得预设pH值的混合液；

清洗单元504，用于将预设pH值的混合液向晶圆输送清洗晶圆。

图6示意性示出了根据本实用新型的一个实施例的晶圆的清洗设备的框图。

参照图6所示，根据本实用新型的一个实施例的晶圆的清洗设备600，包括：第一供液管路601、第一控制阀门602、第二供液管路603、第二控制阀门604、混液管路605、混液槽606以及液体pH传感器607；第一供液管路601和第二供液管路603连通于混液管路605，第一供液管路 601设置有第一控制阀门602，第二供液管路603设置有第二控制阀门 604，混液管路605连通于混液槽606的入液口，混液槽606的出液口连接晶圆冲洗管道，并设置有液体pH传感器607。

在本实用新型的一个实施例中，上述第一供液管路601用于导流去离子水，并通过第一控制阀门602用于控制去离子水的流量在预设的第一时间段内从预设的第一流量提升至预设的第二流量。

在本实用新型的一个实施例中，上述第二供液管路603用于导流显影液，并通过第二控制阀门604用于控制显影液的流量在预设的第一时间段内从预设的第二流量降低至预设的第一流量。

在本实用新型的一个实施例中，上述混液管路605将第一供液管路601的去离子水和第二供液管路603的显影液输送到混液槽606。

在本实用新型的一个实施例中，上述混液槽606用于混合去离子水和显影液，将混合后的液体通过晶圆清洗管道清洗晶圆。

在本实用新型的一个实施例中，上述pH传感器607检测混液槽606 的出液口液体的pH值，并根据所检测到的pH值控制第一控制阀门602 和第二控制阀门604，使混液槽的出液口液体的pH值从13.2按照预设降低速率在第一时间段内降低至7。

在本实用新型的一个实施例中，上述第一控制阀门602和第二控制阀门604的流量控制范围为0ml/min至3000ml/min。

在本实用新型的一个实施例中，上述混液槽的容量为1ml至1000ml。

由于本实用新型的示例实施例的硬件平台的各个硬件设备与上述晶圆的清洗方法的示例实施例的步骤对应，因此对于本实用新型装置及设备实施例中未披露的细节，请参照本实用新型上述的晶圆的清洗方法的实施例。

下面参考图7，其示出了适于用来实现本实用新型实施例的电子设备的计算机系统700的结构示意图。图7示出的电子设备的计算机系统 700仅是一个示例，不应对本实用新型实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图7所示，计算机系统700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708 加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。 CPU 701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出 (I/O)接口705也连接至总线704。

以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。

特别地，根据本实用新型的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本实用新型的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)701 执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本实用新型所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实用新型中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本实用新型中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、 RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本实用新型各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本实用新型实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中的晶圆的清洗方法。

例如，上述的电子设备可以实现如图1中所示的：步骤S310，向混液槽供给去离子水和显影液；步骤S320，去离子水和显影液在混液槽中进行混合，获得混合液以及混合液的pH值；步骤S330，基于混合液的pH值分别控制去离子水和显影液向混液槽供给的流量，获得预设pH 值的混合液；步骤S340，将预设pH值的混合液向晶圆输送清洗晶圆。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本实用新型的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本实用新型实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质 (可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本实用新型实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。