本发明专利技术提供一种浓度控制方法和装置、半导体清洗设备，该装置包括：温度控制模块，用于控制半导体清洗设备的清洗槽中的药液温度，直至其达到设定温度值；压力检测模块，用于在药液温度达到设定温度值时，实时检测清洗槽的药液在指定位置的压力值；补水模块，用于向清洗槽中补水，并实时调节进水流量；控制模块，用于根据实时检测的压力值以及预先获得的与目标浓度值对应的目标压力值，采用第一PID算法计算获得第一目标流量值，并向补水模块实时输出第一目标流量值，以使补水模块能够根据第一目标流量值实时调节进水流量，直至清洗槽中的药液的压力达到目标压力值。本方案可以提高刻蚀速率的稳定性以及浓度控制的响应速度。率的稳定性以及浓度控制的响应速度。率的稳定性以及浓度控制的响应速度。
【技术实现步骤摘要】
浓度控制方法和装置、半导体清洗设备
[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种浓度控制方法和装置、半导体清洗设备以及计算机可读介质。
技术介绍
[0002]集成电路制造过程中的晶圆清洗是指在氧化、光刻、外延、扩散等工序前，采用物理或化学方法去除晶圆表面的污染物和自身氧化物，以得到符合清洁度要求的晶圆表面的过程。清洗工艺占整个集成电路制造工艺步骤的比例约为30%以上，从前道到后道，涉及到多种不同的关键环节，晶圆清洗质量的好坏对器件性能有重要的影响。
[0003]晶圆清洗设备主要分为单片半导体清洗设备和用于批量清洗的槽式半导体清洗设备。槽式半导体清洗设备由于通过率高，产能大而得以广泛应用。在槽式半导体清洗设备清洗晶圆的过程中，根据所需去除的表面残留物质的不同，需要在清洗槽中配制不同的化学药液。例如，晶圆表面的氮化物主要通过磷酸去除。由于氮化物的去除速率（刻蚀速率）随着磷酸的温度及浓度变化而变化，为了保证良好的清洗工艺效果，一般会使用特定的工艺配方（特定温度、特定浓度）保持刻蚀速率的稳定。在实际工艺过程中，会根据需要去除氮化物膜层的厚度计算确定在特定刻蚀速率下的刻蚀时间，从而达到最佳的工艺效果。由此可见，保持刻蚀速率的稳定在氮化物去除工艺中尤为重要。
[0004]现有技术中是在保持药液温度稳定的条件下，使用光谱浓度检测仪在线测量药液的浓度，并根据浓度的变化进行补水，从而通过浓度控制来实现工艺所需的刻蚀速率控制。但是，由于光谱浓度检测仪的响应速度较慢（一般在30秒左右），这导致补水控制响应速度较慢，从而造成药液浓度波动较大，工艺参数调整、优化耗时较长。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种浓度控制方法和装置、半导体清洗设备以及计算机可读介质，其可以在保证刻蚀速率的准确性的前提下，提高刻蚀速率的稳定性以及浓度控制的响应速度，从而可以缩短工艺参数调整、优化耗时，提高设备整体运行时间。
[0006]为实现本专利技术的目的而提供一种浓度控制装置，应用于半导体清洗设备，包括：温度控制模块，用于控制所述半导体清洗设备的清洗槽中的药液温度，直至其达到设定温度值；压力检测模块，用于在所述药液温度达到所述设定温度值时，实时检测所述清洗槽的药液在指定位置的压力值；补水模块，用于向所述清洗槽中补水，并实时调节进水流量；控制模块，用于根据实时检测的所述压力值以及预先获得的与目标浓度值对应的目标压力值，采用第一PID算法计算获得第一目标流量值，并向所述补水模块实时输出所述第一目标流量值，以使所述补水模块能够根据所述第一目标流量值实时调节进水流量，直
至所述清洗槽中的药液的压力达到所述目标压力值。
[0007]可选地，还包括：浓度检测模块，用于在所述药液温度为常温时，实时检测所述清洗槽中的药液的浓度值；所述控制模块还用于根据实时检测的所述浓度值以及所述目标浓度值，采用第二PID算法计算获得第二目标流量值，并向所述补水模块实时输出所述第二目标流量值，以使所述补水模块能够根据所述第二目标流量值调节进水流量，直至所述清洗槽中的药液的浓度达到所述目标浓度值。
[0008]可选地，所述压力检测模块还用于在所述清洗槽中的药液的浓度达到所述目标浓度值时，检测所述清洗槽中的药液在所述指定位置的压力值；所述控制模块还用于将检测的该压力值记录为与所述目标浓度值对应的目标压力值。
[0009]可选地，所述压力检测模块包括鼓泡式液位计，所述鼓泡式液位计包括压力传感器和鼓泡管，所述鼓泡管的出气端位于所述清洗槽中的药液中；所述压力传感器用于实时检测所述清洗槽中的药液在所述指定位置的压力值。
[0010]可选地，还包括：药液循环模块，与所述清洗槽的出液口和进液口连接，用于从所述出液口抽出所述清洗槽中的药液，并使之从所述进液口返回所述清洗槽；所述温度控制模块包括加热元件和温度传感器，所述加热元件与所述药液循环模块连接，用于加热从所述出液口抽出的药液；所述温度传感器用于实时检测所述清洗槽中的药液的温度值；所述控制模块还用于根据实时检测的所述温度值以及所述设定温度值，调节所述加热元件的输出功率，直至所述清洗槽中的药液的温度达到所述设定温度值。
[0011]可选地，还包括：进液模块，与所述清洗槽的进液口连接，用于向所述清洗槽提供药液，并调节进液流量。
[0012]可选地，所述控制模块包括：模数转换单元，用于接收实时检测的所述压力值，并对其进行数字化处理；运算单元，用于根据经过数字化处理的所述压力值以及预先获得的与目标浓度值对应的目标压力值，采用第一PID算法计算获得第一目标流量值；控制单元，用于向所述补水模块实时输出所述第一目标流量值。
[0013]作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种浓度控制方法，应用于半导体清洗设备，包括：S1、控制所述半导体清洗设备的清洗槽中的药液温度，直至其达到设定温度值；S2、实时检测的所述清洗槽中的药液在指定位置的压力值；S3、根据实时检测的所述压力值以及预先获得的与目标浓度值对应的目标压力值，采用第一PID算法计算获得第一目标流量值；S4、向补水模块实时输出所述第一目标流量值，以使所述补水模块能够根据所述第一目标流量值实时调节进水流量，直至所述清洗槽中的药液的压力达到所述目标压力值。
[0014]可选地，预先获得与所述目标浓度值对应的目标压力值的方法，包括：S01、在所述药液温度为常温时，实时检测的所述清洗槽中的药液的浓度值；S02、根据实时检测的所述浓度值以及所述目标浓度值，采用第二PID算法计算获得第二目标流量值；S03、向所述补水模块实时输出所述第二目标流量值，以使所述补水模块能够根据所述第二目标流量值调节进水流量，直至所述清洗槽中的药液的浓度达到所述目标浓度值；S04、在所述清洗槽中的药液的浓度达到所述目标浓度值时，检测所述清洗槽中的药液在所述指定位置的压力值；S05、将该压力值记录为与所述目标浓度值对应的目标压力值。
[0015]可选地，在所述步骤S1之前，还包括：S0、开启药液循环模块，以使所述药液循环模块从所述清洗槽的出液口抽出所述清洗槽中的药液，并使之从所述清洗槽的进液口返回所述清洗槽；在执行所述步骤S1至所述步骤S4时，保持所述药液循环模块开启。
[0016]可选地，在所述步骤S0之前，还包括：S00、开启进液模块，向所述清洗槽提供药液，并在所述清洗槽中的药液液位达到预设液位时关闭所述进液模块；在开始执行所述步骤S0时，再次开启所述进液模块，向所述清洗槽提供药液，并在所述清洗槽中的药液液位达到预设液位时关闭所述进液模块。
[0017]作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种浓度控制装置，用于控制半导体清洗设备的清洗槽中的药液浓度达到目标浓度值，包括：至少一个处理器；存储装置，其上存储有至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现本专利技术提供的上述方法。
[0018]作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种半导体清洗设备，包括清洗槽，还包括本专利技术提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种浓度控制装置，应用于半导体清洗设备，其特征在于，包括：温度控制模块，用于控制所述半导体清洗设备的清洗槽中的药液温度，直至其达到设定温度值；压力检测模块，用于在所述药液温度达到所述设定温度值时，实时检测所述清洗槽的药液在指定位置的压力值；补水模块，用于向所述清洗槽中补水，并实时调节进水流量；控制模块，用于根据实时检测的所述压力值以及预先获得的与目标浓度值对应的目标压力值，采用第一PID算法计算获得第一目标流量值，并向所述补水模块实时输出所述第一目标流量值，以使所述补水模块能够根据所述第一目标流量值实时调节进水流量，直至所述清洗槽中的药液的压力达到所述目标压力值。2.根据权利要求1所述的浓度控制装置，其特征在于，还包括：浓度检测模块，用于在所述药液温度为常温时，实时检测所述清洗槽中的药液的浓度值；所述控制模块还用于根据实时检测的所述浓度值以及所述目标浓度值，采用第二PID算法计算获得第二目标流量值，并向所述补水模块实时输出所述第二目标流量值，以使所述补水模块能够根据所述第二目标流量值调节进水流量，直至所述清洗槽中的药液的浓度达到所述目标浓度值。3.根据权利要求2所述的浓度控制装置，其特征在于，所述压力检测模块还用于在所述清洗槽中的药液的浓度达到所述目标浓度值时，检测所述清洗槽中的药液在所述指定位置的压力值；所述控制模块还用于将检测的该压力值记录为与所述目标浓度值对应的目标压力值。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的浓度控制装置，其特征在于，所述压力检测模块包括鼓泡式液位计，所述鼓泡式液位计包括压力传感器和鼓泡管，所述鼓泡管的出气端位于所述清洗槽中的药液中；所述压力传感器用于实时检测所述清洗槽中的药液在所述指定位置的压力值。5.根据权利要求1
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3中任意一项所述的浓度控制装置，其特征在于，还包括：药液循环模块，与所述清洗槽的出液口和进液口连接，用于从所述出液口抽出所述清洗槽中的药液，并使之从所述进液口返回所述清洗槽；所述温度控制模块包括加热元件和温度传感器，所述加热元件与所述药液循环模块连接，用于加热从所述出液口抽出的药液；所述温度传感器用于实时检测所述清洗槽中的药液的温度值；所述控制模块还用于根据实时检测的所述温度值以及所述设定温度值，调节所述加热元件的输出功率，直至所述清洗槽中的药液的温度达到所述设定温度值。6.根据权利要求1
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3中任意一项所述的浓度控制装置，其特征在于，还包括：进液模块，与所述清洗槽的进液口连接，用于向所述清洗槽提供药液，并调节进液流量。7.根据权利要求1
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3中任意一项所述的浓度控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：模数转换单元，用于接收实时检测的所述压力值，并对其进行数字化处理；运算单元，用于根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海祥，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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