本实用新型专利技术涉及超纯水净化技术领域，公开一种光刻机近端超纯水深度纯化装置及光刻机供水系统，该光刻机近端超纯水深度纯化装置包括:供水管路、回流管路、脱气组件、错流式微型过滤器和光刻机进液管路，所述供水管路的出水口与所述第一脱气组件的进水口连通，所述第一脱气组件的出水口与所述错流式微型过滤器的进水口连通，所述错流式微型过滤器的回水口与所述回流管路的进水口连通，所述错流式微型过滤器的透过水口与所述光刻机进液管路连通，所述第二脱气组件在回流管路上并与所述错流式微型过滤器的回水口连通。一旦回水口流出的水发生意外反流或细菌、颗粒、有机物、溶解氧、气泡等逆向扩散，依然可以将其隔留，有效阻止其进入光刻机。进入光刻机。进入光刻机。
【技术实现步骤摘要】
一种光刻机近端超纯水深度纯化装置及光刻机供水系统
[0001]本技术涉及超纯水净化
，特别涉及一种光刻机近端超纯水深度纯化装置及光刻机供水系统。
技术介绍
[0002]随着电子行业和半导体行业的发展，超纯水在芯片制造过程中的作用越来越举足轻重。超纯水的水质要求也越来越严苛。
[0003]光刻技术是利用感光胶的光化学反应特点将设计好的电路图形复制到的硅片上，它是集成电路制造工业中一项极为重要的技术。浸没式光刻又称湿式光刻，它在传统干式光刻技术的基础上进行了改进，即在最后一片投影物镜的下表面和硅片上的光刻胶之间填充一层能提高整个光路的折射率的浸没液体。浸没液体通常采用高纯水。高纯水形成的浸液流场，取代传统干式光刻技术中心对应的空气，由于超纯水的折射率(1.44)比空气的折射率(1.00)大，这就使得透镜组数值孔径增大，进而获得更小的特征线宽。在集成电路制造中，由于芯片的特征尺寸不断缩小，使得浸没式光刻技术对生产过程使用的超纯水的水质要求也愈来愈高。浸没液体中的离子、溶解氧、TOC、颗粒物和气泡的存在会降低集成电路的良品率。在系统中引入液体是湿式光刻的本质特征。曝光过程中，填充在投影物镜和硅片之间的液体成为了光路的一部分，实际上起到了投影物镜的作用，因此需要具有很高的洁净度。国际半导体技术蓝图(ITRS)在2016年的报告中更新对超纯水水质的指标要求，由该报告可以看出现在对超纯水的水质要求已经基本达到极致了。如此极致水质的超纯水，极小的污染也会导致超纯水的水质无法达到湿式光刻的要求。
[0004]根据国际半导体技术发展路线图(ITRS)2012版中的要求，“提高成品率”一章包括了“晶圆环境与污染控制”(WECC)和“鉴定、检测和分析”(CIA))两个子章节。相关内容包括成品率测试结构方法，以及数据的相关性，确定由晶圆生产环境和处理产量所造成缺陷的关联性。这就需要我们对包括超纯水在内的气体、化学品、空气、前体物和衬底表面等确定其清洁控制限度。随着光刻技术和新的制造技术的不断提高，污染控制的相应效果在WECC中变得越发重要，所以目前新一代的光刻技术更多的把重点放在极紫外(EUV)技术和水污染控制上。
[0005]在超大规模集成电路的超纯水水质中，优先关注的水质指标为：电阻率、微粒、TOC(总有机碳)、细菌、可溶硅、重金属、DO(溶解氧)等，它们对半导体器件的生产影响很大。在集成电路芯片的制造过程中，与硅片接触的介质所含离子越多，对产品良率影响就越大，超纯水中的离子浓度可通过电阻率来表征。微粒数也是衡量超纯水纯度的指标，在集成电路光刻工序的清洗用水中如果含有不纯物质或微粒，将导致栅氧化膜厚度不均，产品图形发生缺陷。当浸没液体含有超标颗粒时也会导致曝光缺陷。超纯水中的微量有机物会影响栅氧化膜的绝缘耐压性能。在超纯水中，细菌的影响与TOC、微粒基本相同，主要是因为细菌在系统里的繁殖使它成为有机物和微粒的来源。至于超纯水中的溶解氧，它将加快硅片表面的氧化反应进而造成氧化膜提前形成。气泡的影响主要是其与超纯水折射率差异造成的。
气泡的折射率(1.00)和超纯水的折射率(1.44)差异很大，光刻机超纯水进液中的气泡易造成光刻机曝光缺陷，对芯片制造良率影响很大。
[0006]现有的光刻机超纯水进液通常由远端的超纯水系统生产，然后通过同程供回水环路(下文简称“LOOP”)供应。按现有的工艺方法，通常光刻机与其他水质要求不同的机台共用LOOP，其他机台对超纯水水质指标的要求通常低于光刻机的超纯水指标要求。
[0007]目前光刻机的超纯水进液一般在远端的超纯水系统生产，然后通过同程供回水环路(下文简称“LOOP”)供应，为保持满足严苛的超纯水水质指标状态，LOOP采取不间断的循环状态同时向光刻机及其他机台供水。目前常规的技术手段和工艺方法，一般有如下三种风险：
[0008]第一种风险是LOOP的二次污染。LOOP会产生二次污染，而且二次污染是无法完全避免的，只能采取相应的技术措施延缓和减轻二次污染的程度。所以，光刻机超纯水进液的实际水质是劣于远端的超纯水系统产水水质的，只是各项指标劣化的程度不同。不过，并不是所有指标劣化后都有很大的超标风险。一般采取PVDF
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HP材质的LOOP管路的离子溶出、硅溶出、硼溶出较低。所以，即使有LOOP二次污染的存在，超纯水从远端系统经LOOP输送到光刻机进口时，一般电阻率、硅、硼指标依然能满足光刻机进液的指标要求。
[0009]通常，LOOP二次污染后，对光刻机的芯片制造良率容易产生不良影响的主要指标是细菌、颗粒、TOC、溶解氧和极微小气泡。
[0010]第1项影响指标是细菌。常规的远端超纯水管路通过LOOP直接供给光刻机的工艺方法，LOOP中有细菌滋生的二次污染，光刻机超纯水进液有细菌超标的风险，光刻机的芯片制造良率会受到相应影响。通常远端的超纯水系统的产水细菌是达标的。但是LOOP中细菌滋生是不能完全避免的，尤其随着超纯水系统和LOOP的使用年限增加，细菌滋生将逐步加重。LOOP中细菌的滋生只能通过一些技术手段做最大程度的减缓，例如通过LOOP同程设计，通过控制LOOP中主路支路中的超纯水流速，通过尽量减少死水区等方式。细菌本身通常颗粒度超过0.2微米，细菌滋生相当于同步在LOOP中产生了新的颗粒，所以细菌滋生通常伴随着颗粒度上升甚至是颗粒超标。同时，细菌也是有机体，细菌的代谢物和细菌尸体分解产物也主要是有机物，细菌滋生会导致TOC上升甚至产生超标风险。常规的远端超纯水管路通过LOOP直接供给光刻机的工艺方法，细菌将会对光刻机的芯片制造良率产生影响。虽然其他机台进水指标要求没有光刻机苛刻，如果其他机台进水指标依然达标但此时光刻机进水指标已经超标时，由于共用了LOOP，则一样需要对LOOP进行重新杀菌消毒。
[0011]第2项影响指标是颗粒。常规的远端超纯水管路通过LOOP直接供给光刻机的工艺方法，LOOP中有颗粒的二次污染，光刻机超纯水进液有颗粒超标的风险，光刻机的芯片制造良率会受到相应影响。超纯水在LOOP中输送过程时，一部分颗粒在LOOP管路中产生沉积。光刻机进液中的颗粒冲击来自与两个方面，一方面是细菌滋生而引起的生物颗粒，另一方面是LOOP管路由于外界震动和意外水锤冲击时，沉积在管路内表面的颗粒重新泛起。
[0012]第3项影响指标是TOC(有机物)。常规的远端超纯水管路通过LOOP直接供给光刻机的工艺方法，LOOP中有TOC的二次污染，光刻机超纯水进液有TOC超标的风险，光刻机的芯片制造良率会受到相应影响。通常LOOP管路会选用TOC溶出率较低的Clean
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PVC或PVDF
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HP材料。所以，通常主要TOC二次污染来源是细菌滋生，而不是LOOP管路的TOC溶出。
[0013]目前常规的技术手段和工艺方法的第二种风险，是维修保养后光刻机超纯水进液
指标恢复时间过长。远端的超纯水系统在岁修和维修保养时，LOOP的循环状态中断，LOOP中产生颗粒沉积管道和氧气溶入的现本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光刻机近端超纯水深度纯化装置，其特征在于，包括:供水管路、回流管路、第一脱气组件、错流式微型过滤器和光刻机进液管路，所述供水管路的出水口与所述第一脱气组件的进水口连通，所述第一脱气组件的出水口与所述错流式微型过滤器的进水口连通，所述错流式微型过滤器的回水口与所述回流管路的进水口连通，所述错流式微型过滤器的透过水口与所述光刻机进液管路连通。2.根据权利要求1所述的光刻机近端超纯水深度纯化装置，其特征在于，所述光刻机近端超纯水深度纯化装置还包括第二脱气组件，所述第二脱气组件连接于所述回流管路的进水口和所述错流式微型过滤器的回水口之间。3.根据权利要求2所述的光刻机近端超纯水深度纯化装置，其特征在于，光刻机近端超纯水深度纯化装置还包括减震装置，所述第一脱气组件、所述第二脱气组件和所述错流式微型过滤器设置于所述减震装置上。4.根据权利要求2所述的光刻机近端超纯水深度纯化装置，其特征在于，所述光刻机近端超纯水深度纯化装置还包括氮气供应管路，所述氮气供应管路与所述第一脱气组件的进气口和/或所述第二脱气组件的进气口连通。5.根据权利要求2所述的光刻机近端超纯水深度纯化装置，其特征在于，所述光刻机近端超纯水深度纯化装置还包括真空泵...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，李刚，
申请(专利权)人：世源科技工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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