清洗设备及清洗系统的制作方法

本发明涉及半导体设备，尤其涉及一种清洗设备及清洗系统。

背景技术：

1、晶圆清洗通常使用无机酸湿法清洗，但是湿法清洗对于碳化的物质较难处理甚至可能会产生光刻胶乳化反应，对于芯片微结构清洗死角残留严重，并且在实际生产中为避免交叉污染需要高频率换酸导致酸排废环保性差。

2、新技术发展方向是等离子清洗，但是等离子清洗工艺难以避免衬底结构损伤、去除效率低的缺陷。

3、通过超临界二氧化碳清洗晶圆对晶圆的损伤小，但流动调控技术尚不完善，受超临界二氧化碳温度、压力特殊工况限制，腔体流体流动速率不足，清洗后产生的颗粒继续附着在晶圆表面，影响晶圆的清洗效果。

4、因此，有必要提供一种新型的清洗设备及清洗系统以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种清洗设备及清洗系统，以解决上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的所述清洗设备，包括反应釜、供应模块、控温模块和泄压模块，所述供应模块、所述控温模块和所述泄压模块均与所述反应釜连接；

3、在初始阶段，所述供应模块用于向所述反应釜内供应二氧化碳，所述泄压模块用于泄压，以排出所述反应釜内的空气；

4、在清洗流体形成阶段，所述供应模块用于向所述反应釜内供应二氧化碳和辅助溶剂，并使所述反应釜内的压力上升至初始气压，所述初始气压大于7.39mpa，所述控温模块用于对所述反应釜进行控温，使所述反应釜的温度大于31.1℃，并在反应釜沿高度方向形成温度差，以使所述反应釜内的二氧化碳在压力为初始气压以及温度大于31.1℃的条件下进入超临界状态，形成去除晶圆表面残留有机物的清洗流体，且借助所述反应釜不同高度处的温度差驱动清洗流体产生流动；

5、在扰动阶段，所述供应模块用于向所述反应釜内供应二氧化碳，以扰动所述反应釜内的清洗流体，增加清洗流体的流动性，当所述反应釜内的气压由所述初始气压上升至扰动气压时，停止向所述反应釜内供应二氧化碳；所述泄压模块用于在所述反应釜内的压力大于泄压气压时泄压，扰动所述反应釜内的清洗流体，同时排出部分携带副产物的清洗流体，所述泄压气压大于或等于所述初始气压；

6、在泄压干燥阶段，所述泄压模块用于按照预设泄压速率对所述反应釜泄压，以实现对晶圆的原位无相变干燥。

7、可选地，所述反应釜包括盖体和腔体，所述盖体与所述腔体活动连接，所述供应模块和所述泄压模块均与所述盖体连接，所述控温模块与所述腔体连接。

8、可选地，所述清洗设备还包括回收模块，所述回收模块与所述泄压模块连接，用于在扰动阶段和在泄压干燥阶段回收二氧化碳。

9、可选地，所述回收模块包括回收管道、回收罐、过滤单元、冷凝泵和增压泵，所述回收管道的一端与所述泄压模块或所述盖体连接，所述回收管道的另一端与所述回收罐连接，所述过滤单元、所述冷凝泵和所述增压泵均设置于所述回收管道上，且沿二氧化碳的输送方向确定下游，所述冷凝泵位于所述过滤单元的下游，所述增压泵位于所述冷凝泵的下游，所述回收管道、所述回收罐、所述过滤单元、所述冷凝泵和所述增压泵的耐受压力均大于15mpa，所述回收管道、所述回收罐、所述过滤单元、所述冷凝泵和所述增压泵的耐受温度范围均为0℃-80℃。

10、可选地，所述清洗设备还包括泄压控制模块，所述泄压控制模块与所述泄压模块电连接，用于在泄压干燥阶段根据所述反应釜内的温度变化，驱动所述泄压模块调节泄压速率，以及，在扰动阶段根据所述反应釜内的压力，驱动所述泄压模块调节泄压速率。

11、可选地，所述腔体包括内衬、外壳和m个隔断支撑件，所述内衬和所述外壳均呈圆球状或椭圆球状，所述内衬设置于所述外壳内部，且所述内衬与所述外壳之间形成有间隙，所述隔断支撑件设置于所述间隙内，以将所述间隙沿所述反应釜的高的方向分隔为m+1个子间隙，每个所述子间隙内均填充有导热介质，m为大于或等于1的自然数；

12、所述控温模块包括m+1个与所述子间隙一一对应的子控温单元，所述子控温单元设置于对应所述子间隙内，且每个所述子控温单元的工作温度不同。

13、可选地，所述子控温单元包括至少两个发热体和至少两个温度传感器，所述发热体环绕所述内衬的轴线等间距设置，且每两个相邻所述发热体之间的中点处均设置一个所述温度传感器。

14、可选地，所述子控温单元还包括与所述发热体数量相同的冷却件，所述冷却件设置于所述子间隙内，且设置于对应所述发热体的一侧。

15、可选地，所述清洗设备还包括与所述子间隙数量相同的导热介质循环单元，所述导热介质循环单元包括导热介质循环管道和导热介质循环泵，所述外壳上开设有导热介质循环出口和导热介质循环进口，所述导热介质循环管道的两端分别与所述导热介质循环出口和所述导热介质循环进口对接连通，所述导热介质循环泵设置于所述导热介质循环管道上；

16、所述导热介质循环出口与所述导热介质循环进口以所述外壳的中心轴线呈中心对称布置，所述导热介质循环进口处设置有吹嘴，所述吹嘴沿所述外壳的周向切线方向设置，使导热介质在子间隙内形成环流。

17、可选地，所述清洗设备还包括内伸管，所述内伸管设置于所述反应釜内，且与所述泄压模块连接，并沿所述腔体的内壁自盖体延伸至所述腔体的底部。

18、本发明还提供了一种清洗系统，包括传送设备和上述任意一项所述的清洗设备。

19、本发明的有益效果在于：先通过二氧化碳吹扫置换釜内空气，构建纯净处理环境；利用超临界的温压条件生成超临界清洗流体，并借助高度方向温差实现流体自发流动；再通过增压供气与区间泄压双重扰动作用，强化微细结构内部污染物剥离，同时排出携带副产物的清洗流体；最后以预设泄压速率完成无相变泄压干燥，有效去除晶圆表面有机物残留，避免图案倒塌、水印缺陷，提升晶圆清洗良率。

1.一种清洗设备，其特征在于，包括反应釜、供应模块、控温模块和泄压模块，所述供应模块、所述控温模块和所述泄压模块均与所述反应釜连接；

2.根据权利要求1所述的清洗设备，其特征在于，所述反应釜包括盖体和腔体，所述盖体与所述腔体活动连接，所述供应模块和所述泄压模块均与所述盖体连接，所述控温模块与所述腔体连接。

3.根据权利要求2所述的清洗设备，其特征在于，所述清洗设备还包括回收模块，所述回收模块与所述泄压模块连接，用于在扰动阶段和在泄压干燥阶段回收二氧化碳。

4.根据权利要求3所述的清洗设备，其特征在于，所述回收模块包括回收管道、回收罐、过滤单元、冷凝泵和增压泵，所述回收管道的一端与所述泄压模块或所述盖体连接，所述回收管道的另一端与所述回收罐连接，所述过滤单元、所述冷凝泵和所述增压泵均设置于所述回收管道上，且沿二氧化碳的输送方向确定下游，所述冷凝泵位于所述过滤单元的下游，所述增压泵位于所述冷凝泵的下游，所述回收管道、所述回收罐、所述过滤单元、所述冷凝泵和所述增压泵的耐受压力均大于15mpa，所述回收管道、所述回收罐、所述过滤单元、所述冷凝泵和所述增压泵的耐受温度范围均为0℃-80℃。

5.根据权利要求3或4所述的清洗设备，其特征在于，所述清洗设备还包括泄压控制模块，所述泄压控制模块与所述泄压模块电连接，用于在泄压干燥阶段根据所述反应釜内的温度变化，驱动所述泄压模块调节泄压速率，以及，在扰动阶段根据所述反应釜内的压力，驱动所述泄压模块调节泄压速率。

6.根据权利要求2所述的清洗设备，其特征在于，所述腔体包括内衬、外壳和m个隔断支撑件，所述内衬和所述外壳均呈圆球状或椭圆球状，所述内衬设置于所述外壳内部，且所述内衬与所述外壳之间形成有间隙，所述隔断支撑件设置于所述间隙内，以将所述间隙沿所述反应釜高的方向分隔为m+1个子间隙，每个所述子间隙内均填充有导热介质，m为大于或等于1的自然数；

7.根据权利要求6所述的清洗设备，其特征在于，所述子控温单元包括至少两个发热体和至少两个温度传感器，所述发热体环绕所述内衬的轴线等间距设置，且每两个相邻所述发热体之间的中点处均设置一个所述温度传感器。

8.根据权利要求7所述的清洗设备，其特征在于，所述子控温单元还包括与所述发热体数量相同的冷却件，所述冷却件设置于所述子间隙内，且设置于对应所述发热体的一侧。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的清洗设备，其特征在于，所述清洗设备还包括与所述子间隙数量相同的导热介质循环单元，所述导热介质循环单元包括导热介质循环管道和导热介质循环泵，所述外壳上开设有导热介质循环出口和导热介质循环进口，所述导热介质循环管道的两端分别与所述导热介质循环出口和所述导热介质循环进口对接连通，所述导热介质循环泵设置于所述导热介质循环管道上；

10.根据权利要求2所述的清洗设备，其特征在于，所述清洗设备还包括内伸管，所述内伸管设置于所述反应釜内，且与所述泄压模块连接，并沿所述腔体的内壁自盖体延伸至所述腔体的底部。

11.一种清洗系统，其特征在于，包括传送设备和如权利要求1-10任意一项所述的清洗设备。