一种SPM溶液混酸输出控制方法技术

本发明专利技术公开了一种SPM溶液混酸输出控制方法，在SPM溶液在进入酸洗槽之前，硫酸和双氧水在输送管路上按照既定体积比依次进行第一级混合和第二级混合，第一级混合后输出的混合液再进行第二级混合，第一级混合时加热，实时监测第一级混合后流出的混合液的氧浓度值，如果氧浓度值低于反应充分氧浓度值，则在第二级混合时补充添加既定体积比的硫酸和双氧水使实时监测到的第二级混合后流出的混合液的氧浓度值达到反应充分氧浓度值。本发明专利技术通过分段混合的方式实现了硫酸和双氧水的充分混合，达到了温度的精确控制、保证了混合液的充分反应，从而确保了进入酸洗槽内的混合液符合清洗要求，提高了晶圆清洗的品质和效率。提高了晶圆清洗的品质和效率。提高了晶圆清洗的品质和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种SPM溶液混酸输出控制方法


[0001]本专利技术属于晶圆制程领域的晶圆清洗工艺，涉及一种SPM溶液混酸输出控制方法。

技术介绍

[0002]在半导体晶圆清洗工艺中，槽式清洗设备为常见的化学品清洗的专用设备，至今已因应不同的晶圆产品使用而有不同的晶圆清洗工艺的配套方案。在常见的各种清洗工艺中，如去膜、去胶工艺或是有机物清洗以及一些金属表层结构或金属残留物去除，常需要使用到以硫酸(H2SO4)与双氧水(H2O2)以及超纯水混合形成的活性的SPM
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过氧硫酸混合溶液，配比指定的相对浓度进行清洗，如SPM、或着是加入臭氧水形成的DSP+等多种类型的活性的SPM
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过氧硫酸混合溶液对晶圆片进行清洗。活性的SPM
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过氧硫酸混合溶液对各种半导体材料如硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)与一般常见的金属以及各种分子链结构较为松散的有机物皆会产生腐蚀作用从而达成清洗、蚀刻、去除的功能，因此常用于半导体晶圆清洗工艺中。
[0003]槽式设备的SPM酸洗工艺，采取在相对应提供硫酸(H2SO4)与双氧水(H2O2)以及超纯水的来源管路输入进到相对应的管路后，经过分别对应的输送管路
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循环管路
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循环泵
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过滤器
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后道混合
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暂存槽
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后道输出管路，接着输送到对应的酸洗槽准备进行清洗的准备动作。然而在这一输送过程存在混合不均匀、温度控制误差大、反应不充分的缺陷。这些问题会导致槽式设备的SPM酸洗工艺存在致命缺陷，使得清洗能力下降。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种SPM溶液混酸输出控制方法，该控制方法能够在将SPM溶液输在酸洗槽之前就在输送管路上就确保反应充分，以克服现有技术存在的缺陷。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种SPM溶液混酸输出控制方法，所述SPM溶液由硫酸和双氧水混合而成，所述SPM溶液在进入酸洗槽之前，所述硫酸和所述双氧水在输送管路上按照既定体积比依次进行第一级混合和第二级混合，所述第一级混合后输出的混合液再进行第二级混合，所述第一级混合时加热，实时监测第一级混合后流出的混合液的氧浓度值，如果氧浓度值低于反应充分氧浓度值，则在第二级混合时补充添加既定体积比的硫酸和双氧水使实时监测到的第二级混合后流出的混合液的氧浓度值达到反应充分氧浓度值。
[0007]本专利技术的控制方法通过将硫酸和所述双氧水依次进行第一级混合和第二级混合，通过监测第一级混合后的氧浓度值，如果氧浓度值低于反应充分氧浓度值，再通过在第二级混合时再添加硫酸和双氧水，从而确保硫酸和双氧水反应充分。
[0008]在本专利技术进一步改进中，所述第二级混合后流出的混合液还在输送管路上进行第三级混合，如果监测到从第一级混合后流出的混合液的温度小于要求温度，则在第二级混合时继续加热，如果监测到第二级混合后流出的混合液的温度小于要求温度，则在第三级
混合时继续加热。针对多级监测到混合液的温度小于要求温度的情况，通过多级继续加热，使得温度符合要求，进一步确保了温度控制的精确。
[0009]在本专利技术进一步改进中，如果监测到第二级混合后或第三级混合后的混合液的氧浓度值小于低于反应充分氧浓度值，则继续在第二级混合时补充添加既定体积比的硫酸和双氧水。通过后两级混合后的混合液的氧浓度的进一步监测并调整，可以进一步确保混合液的反应充分。
[0010]在本专利技术进一步改进中，如果监测到第二级混合后的流出的混合液的温度大于要求温度，则在第三级混合时对混合液进行冷却。通过监测到混合液的温度大于要求温度的情况，通过循环冷却水的降温调节，使得温度符合要求，再进一步确保温度控制的精确。
[0011]在本专利技术具体实施方式中，所述第一级混合、所述第二级混合、所述第三级混合是采用内部具有多节混合螺杆的混合管道进行混合。采用这样的混合方时，硫酸和双氧水在汇入时与混合螺杆的螺旋面发生撞击而旋转，旋转产生的剪切力会使得硫酸和双氧水相互渗透，经过多节混合螺杆的撞击和旋转的作用，能够使得硫酸和双氧水混合充分均匀。
[0012]在本专利技术具体实施方式中，所述加热采用在混合管道外缠绕加热管的方式对混合管道内的混合液进行加热。该加热方式实现了对流入的液体一边混合一边加热。
[0013]在本专利技术具体实施方式中，所述冷却采用在混合管道外通循环冷却水的方式对混合管道内的混合液进行降温。该冷却方式实现了对流入的液体一边混合一边降温。
[0014]在本专利技术进一步改进中，监测到第三级混合后流出的混合液的温度低于要求温度，还在输送管路上对第三级混合后流出的混合液进行辅助加热。该辅助加热方式进一步保证了温度控制精确。
[0015]在本专利技术进一步改进中，对所述混合管道的气体压力进行监测，监测到气体压力高于设定压力，对混合管道进行泄压。该压力监测和控制方式保证了系统运行安全。
[0016]在本专利技术具体实施方式中，任一级混合后的温度和氧浓度值符合要求的混合液还均直接输送至SPM储存槽保温存储以备直接输送给酸洗槽。
[0017]采用上述技术方案，本专利技术通过分段混合的方式实现了硫酸和双氧水的充分混合，达到了温度的精确控制、保证了混合液的充分反应，从而确保了进入酸洗槽内的混合液符合清洗要求，提高了晶圆清洗的品质和效率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术控制方法的流程示意图；
[0019]图2为本专利技术的控制方法对应的输液系统结构示意图；
[0020]图3为第一混合装置的结构示意图；
[0021]图4为第二混合装置的结构示意图；
[0022]图5为第三混合装置的结构示意图；
[0023]图6为本专利技术的反馈控制的电连接框图。
具体实施方式
[0024]如图1所示，本专利技术的SPM溶液混酸输出控制方法，在SPM溶液进入酸洗槽前，在输送管路上依次经过第一级混合、第二级混合、第三级混合、辅助加热。
[0025]在第一级混合时，一边混合一边加热，还实时监测第一级混合后流出的混合液的氧浓度值，如果氧浓度值低于反应充分氧浓度值，则在第二级混合时补充添加既定体积比的硫酸和双氧水使实时监测到的第二级混合后流出的混合液的氧浓度值达到反应充分氧浓度值。
[0026]如果监测到从第一级混合后流出的混合液的温度小于要求温度，则在第二级混合时继续加热，如果监测到第二级混合后流出的混合液的温度小于要求温度，则在第三级混合时继续加热。
[0027]如果监测到第二级混合后或第三级混合后的混合液的氧浓度值小于低于反应充分氧浓度值，则继续在第二级混合时补充添加既定体积比的硫酸和双氧水。
[0028]如果监测到第二级混合后的流出的混合液的温度大于要求温度，则在第三级混合时对混合液进行冷却。
[0029]如果监测到第三级混合后流出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SPM溶液混酸输出控制方法，所述SPM溶液由硫酸和双氧水混合而成，其特征在于：所述SPM溶液在进入酸洗槽之前，所述硫酸和所述双氧水在输送管路上按照既定体积比依次进行第一级混合和第二级混合，所述第一级混合后输出的混合液再进行第二级混合，所述第一级混合时加热，实时监测第一级混合后流出的混合液的氧浓度值，如果氧浓度值低于反应充分氧浓度值，则在第二级混合时补充添加既定体积比的硫酸和双氧水使实时监测到的第二级混合后流出的混合液的氧浓度值达到反应充分氧浓度值。2.根据权利要求1所述的SPM溶液混酸输出控制方法，其特征在于：所述第二级混合后流出的混合液还在输送管路上进行第三级混合，如果监测到从第一级混合后流出的混合液的温度小于要求温度，则在第二级混合时继续加热，如果监测到第二级混合后流出的混合液的温度小于要求温度，则在第三级混合时继续加热。3.根据权利要求2所述的SPM溶液混酸输出控制方法，其特征在于：如果监测到第二级混合后或第三级混合后的混合液的氧浓度值小于低于反应充分氧浓度值，则继续在第二级混合时补充添加既定体积比的硫酸和双氧水。4.根据权利要求2所述的SPM溶液混酸输出控制方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大威，张静，卢证凯，徐铭，李盼盼，吕方毅，刘传龙，
申请(专利权)人：至微半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：