【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路工艺，尤其涉及一种刻蚀液供应过程中的控氧装置和方法。
技术介绍
1、芯片制造工艺中的湿法刻蚀，是通过使用刻蚀液与硅片的薄膜发生化学反应，而将薄膜剥离硅片表面的过程。刻蚀速率对湿法刻蚀时所需结构的形成至关重要，而刻蚀液的浓度、温度、流量和氧浓度，是影响刻蚀速率的主要因素。其中，针对刻蚀液的浓度、温度和流量，都能进行较好的卡控，唯独针对氧浓度，尚缺乏稳定的卡控手段。
2、目前，增加刻蚀液中氧浓度的方法，主要是采用在刻蚀液供应槽中，利用通气管对刻蚀液中通入净化空气的方式，达到对刻蚀液增氧的目的。但现有的通气管一般是采用单管形式，且通常仅具有通气管管口一个出气口，使得供应槽中的刻蚀液与空气的接触机率较少，造成刻蚀液中的氧浓度无法快速达到饱和。并且，在整个刻蚀液供应过程中，刻蚀液中的氧浓度也难以保持相对稳定的状态，从而对刻蚀质量产生了不利影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种刻蚀液供应过程中的控氧装置和方法。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种刻蚀液供应过程中的控氧装置，包括：
4、通气模块，所述通气模块的第一端浸没于供液槽内的刻蚀液中，所述通气模块位于所述供液槽外的第二端连接气源，所述供液槽连接刻蚀液供应管路的一端，所述刻蚀液供应管路的另一端连接湿法刻蚀腔；
5、所述通气模块的第一端上设有鼓气单元，所述鼓气单元上分布有多个出
6、通过所述气源向所述通气模块中通入含氧气体，并由各所述出气孔鼓出，以通过增大所述供液槽内刻蚀液与含氧气体的接触面积，提高刻蚀液排出至所述刻蚀液供应管路前的溶氧能力。
7、进一步地，所述鼓气单元浸没于所述供液槽内的刻蚀液中，并沿所述供液槽的底面布置，所述出气孔沿不同方向分布于所述鼓气单元的表面上。
8、进一步地，所述通气模块包括进气管，所述进气管的第一端浸没于所述供液槽内的刻蚀液中，所述进气管位于所述供液槽外的第二端连接所述气源，所述鼓气单元包括连接在所述进气管的第一端上的鼓气管，所述鼓气管沿所述供液槽的底面布置，所述出气孔沿不同方向分布于所述鼓气管的侧壁表面上。
9、进一步地，所述鼓气管为沿所述供液槽的底面布置的弯曲形管或转折形管，或弯曲形管与转折形管的组合，所述鼓气管上按与所述进气管的第一端之间距离的近和远，依次划分有中心鼓气管区和外围鼓气管区，其中，所述出气孔在位于所述中心鼓气管区的所述鼓气管的侧壁表面上均匀分布，所述出气孔在位于所述外围鼓气管区的所述鼓气管的侧壁表面上沿除向下以外的向上和向两侧的不同方向分布。
10、进一步地，所述鼓气管包括连接在所述进气管的第一端上的第一鼓气支管，和分别连接在所述第一鼓气支管两端上的第二鼓气支管和第三鼓气支管，所述鼓气管上按与所述进气管的第一端之间距离的近和远，依次划分有中心鼓气管区和外围鼓气管区，其中，所述第一鼓气支管、所述第二鼓气支管上靠近所述第一鼓气支管的第一管段和所述第三鼓气支管上靠近所述第一鼓气支管的第三管段位于所述中心鼓气管区，所述第二鼓气支管上远离所述第一鼓气支管的第二管段和所述第三鼓气支管上远离所述第一鼓气支管的第四管段位于所述外围鼓气管区，所述出气孔在位于所述中心鼓气管区的所述第一鼓气支管、所述第一管段和所述第三管段的侧壁表面上均匀分布，所述出气孔在位于所述外围鼓气管区的所述第二管段和所述第四管段的侧壁表面上沿除向下以外的向上和向两侧的不同方向分布。
11、进一步地，所述进气管自矩形的所述供液槽的顶部向下伸入刻蚀液中，且所述进气管偏置于所述供液槽的矩形的一侧，所述第二鼓气支管和所述第三鼓气支管与所述第一鼓气支管相垂直设置，所述进气管的第一端垂直连接在所述第一鼓气支管的侧面中部上，所述第一鼓气支管的一端连接在所述第一管段的侧面中部上，所述第一管段的一端为自由端，所述第一管段的另一端与所述第二管段的一端相连，所述第二管段的另一端为自由端，所述第一鼓气支管的另一端与所述第三管段的一端相连，所述第三管段的另一端与所述第四管段的一端相连，所述第四管段的另一端为自由端，所述第二管段和所述第四管段在所述第一鼓气支管的同侧相对设置，所述第二鼓气支管和所述第三鼓气支管分别面向所述供液槽的矩形的两个相对的顶角设置。
12、进一步地，还包括：回收控制模块，所述回收控制模块设于刻蚀液回收管路上，所述刻蚀液回收管路的一端连接所述湿法刻蚀腔，所述刻蚀液回收管路的另一端连接回收集液槽，所述回收控制模块用于在一个完整的湿法刻蚀周期中，控制将使用后由所述湿法刻蚀腔排入所述刻蚀液回收管路，并在首个时间段流经的刻蚀液从所述刻蚀液回收管路中分流出去，控制将在首个时间段之后的剩余时间段流经的刻蚀液沿所述刻蚀液回收管路进入所述回收集液槽。
13、进一步地，还包括：脱氧模块、氧浓度检测模块和控制模块，所述脱氧模块用于对所述回收集液槽内的刻蚀液进行脱氧处理，所述氧浓度检测模块用于对经脱氧处理后的刻蚀液的氧浓度进行检测，并反馈至所述控制模块，所述控制模块用于根据氧浓度反馈，对所述气源的供气流量和所述脱氧模块的脱氧处理参数进行控制，以及通过所述回收控制模块对首个时间段与剩余时间段在一个完整的湿法刻蚀周期中的时间占比进行控制，以形成使氧浓度达到相对稳定状态的闭环控制。
14、本专利技术还提供一种刻蚀液供应过程中的控氧方法，包括：
15、湿法刻蚀前，向刻蚀液中的多个位置及多个方向进行含氧气体的鼓气，以增大刻蚀液与含氧气体的接触面积，提高刻蚀液使用前的溶氧能力；
16、湿法刻蚀中，对一个完整湿法刻蚀周期的首个时间段中已使用的刻蚀液进行分流排放，仅对在首个时间段之后的剩余时间段中已使用的刻蚀液进行回收，以提高控氧效率；
17、湿法刻蚀后，对回收的刻蚀液进行脱氧处理。
18、进一步地，还包括：通过对脱氧处理后的刻蚀液的氧浓度进行检测，根据氧浓度反馈，对进行鼓气时的鼓气量和进行脱氧处理时的氧置换度进行控制，以及对首个时间段与剩余时间段在一个完整的湿法刻蚀周期中的时间占比进行控制，以形成使氧浓度达到相对稳定状态的闭环控制。
19、由上述技术方案可以看出，本专利技术通过向供液槽内刻蚀液中的多个位置及多个方向进行含氧气体的鼓气，增大了刻蚀液与含氧气体的接触面积，从而提高了刻蚀液使用前的溶氧能力。进一步地，在湿法刻蚀中，通过合理设置刻蚀液的排放时间与回收时间比例(首个时间段与剩余时间段的时间占比)，以调整刻蚀液中的氧浓度，可使氧浓度保持在相对稳定的状态。并且，在湿法刻蚀后，通过对回收的刻蚀液进行脱氧处理，并对氧浓度进行检测和反馈，实现对进行鼓气时的鼓气量和进行脱氧处理时的氧置换度，以及对排放时间与回收时间比例的闭环控制，因此能实现对氧浓度的双向调节，增强了控氧能力。
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1.一种刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述鼓气单元浸没于所述供液槽内的刻蚀液中，并沿所述供液槽的底面布置，所述出气孔沿不同方向分布于所述鼓气单元的表面上。
3.根据权利要求2所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述通气模块包括进气管，所述进气管的第一端浸没于所述供液槽内的刻蚀液中，所述进气管位于所述供液槽外的第二端连接所述气源，所述鼓气单元包括连接在所述进气管的第一端上的鼓气管，所述鼓气管沿所述供液槽的底面布置，所述出气孔沿不同方向分布于所述鼓气管的侧壁表面上。
4.根据权利要求3所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述鼓气管为沿所述供液槽的底面布置的弯曲形管或转折形管，或弯曲形管与转折形管的组合，所述鼓气管上按与所述进气管的第一端之间距离的近和远，依次划分有中心鼓气管区和外围鼓气管区，其中，所述出气孔在位于所述中心鼓气管区的所述鼓气管的侧壁表面上均匀分布，所述出气孔在位于所述外围鼓气管区的所述鼓气管的侧壁表面上沿除向下以外的向上和向两侧的不同
5.根据权利要求3所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述鼓气管包括连接在所述进气管的第一端上的第一鼓气支管，和分别连接在所述第一鼓气支管两端上的第二鼓气支管和第三鼓气支管，所述鼓气管上按与所述进气管的第一端之间距离的近和远，依次划分有中心鼓气管区和外围鼓气管区，其中，所述第一鼓气支管、所述第二鼓气支管上靠近所述第一鼓气支管的第一管段和所述第三鼓气支管上靠近所述第一鼓气支管的第三管段位于所述中心鼓气管区，所述第二鼓气支管上远离所述第一鼓气支管的第二管段和所述第三鼓气支管上远离所述第一鼓气支管的第四管段位于所述外围鼓气管区，所述出气孔在位于所述中心鼓气管区的所述第一鼓气支管、所述第一管段和所述第三管段的侧壁表面上均匀分布，所述出气孔在位于所述外围鼓气管区的所述第二管段和所述第四管段的侧壁表面上沿除向下以外的向上和向两侧的不同方向分布。
6.根据权利要求5所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述进气管自矩形的所述供液槽的顶部向下伸入刻蚀液中，且所述进气管偏置于所述供液槽的矩形的一侧，所述第二鼓气支管和所述第三鼓气支管与所述第一鼓气支管相垂直设置，所述进气管的第一端垂直连接在所述第一鼓气支管的侧面中部上，所述第一鼓气支管的一端连接在所述第一管段的侧面中部上，所述第一管段的一端为自由端，所述第一管段的另一端与所述第二管段的一端相连，所述第二管段的另一端为自由端，所述第一鼓气支管的另一端与所述第三管段的一端相连，所述第三管段的另一端与所述第四管段的一端相连，所述第四管段的另一端为自由端，所述第二管段和所述第四管段在所述第一鼓气支管的同侧相对设置，所述第二鼓气支管和所述第三鼓气支管分别面向所述供液槽的矩形的两个相对的顶角设置。
7.根据权利要求1所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，还包括：回收控制模块，所述回收控制模块设于刻蚀液回收管路上，所述刻蚀液回收管路的一端连接所述湿法刻蚀腔，所述刻蚀液回收管路的另一端连接回收集液槽，所述回收控制模块用于在一个完整的湿法刻蚀周期中，控制将使用后由所述湿法刻蚀腔排入所述刻蚀液回收管路，并在首个时间段流经的刻蚀液从所述刻蚀液回收管路中分流出去，控制将在首个时间段之后的剩余时间段流经的刻蚀液沿所述刻蚀液回收管路进入所述回收集液槽。
8.根据权利要求7所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，还包括：脱氧模块、氧浓度检测模块和控制模块，所述脱氧模块用于对所述回收集液槽内的刻蚀液进行脱氧处理，所述氧浓度检测模块用于对经脱氧处理后的刻蚀液的氧浓度进行检测，并反馈至所述控制模块，所述控制模块用于根据氧浓度反馈，对所述气源的供气流量和所述脱氧模块的脱氧处理参数进行控制，以及通过所述回收控制模块对首个时间段与剩余时间段在一个完整的湿法刻蚀周期中的时间占比进行控制，以形成使氧浓度达到相对稳定状态的闭环控制。
9.一种刻蚀液供应过程中的控氧方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的刻蚀液供应过程中的控氧方法，其特征在于，还包括：通过对脱氧处理后的刻蚀液的氧浓度进行检测，根据氧浓度反馈，对进行鼓气时的鼓气量和进行脱氧处理时的氧置换度进行控制，以及对首个时间段与剩余时间段在一个完整的湿法刻蚀周期中的时间占比进行控制，以形成使氧浓度达到相对稳定状态的闭环控制。
...【技术特征摘要】
1.一种刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述鼓气单元浸没于所述供液槽内的刻蚀液中，并沿所述供液槽的底面布置，所述出气孔沿不同方向分布于所述鼓气单元的表面上。
3.根据权利要求2所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述通气模块包括进气管，所述进气管的第一端浸没于所述供液槽内的刻蚀液中，所述进气管位于所述供液槽外的第二端连接所述气源，所述鼓气单元包括连接在所述进气管的第一端上的鼓气管，所述鼓气管沿所述供液槽的底面布置，所述出气孔沿不同方向分布于所述鼓气管的侧壁表面上。
4.根据权利要求3所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述鼓气管为沿所述供液槽的底面布置的弯曲形管或转折形管，或弯曲形管与转折形管的组合，所述鼓气管上按与所述进气管的第一端之间距离的近和远，依次划分有中心鼓气管区和外围鼓气管区，其中，所述出气孔在位于所述中心鼓气管区的所述鼓气管的侧壁表面上均匀分布，所述出气孔在位于所述外围鼓气管区的所述鼓气管的侧壁表面上沿除向下以外的向上和向两侧的不同方向分布。
5.根据权利要求3所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述鼓气管包括连接在所述进气管的第一端上的第一鼓气支管，和分别连接在所述第一鼓气支管两端上的第二鼓气支管和第三鼓气支管，所述鼓气管上按与所述进气管的第一端之间距离的近和远，依次划分有中心鼓气管区和外围鼓气管区，其中，所述第一鼓气支管、所述第二鼓气支管上靠近所述第一鼓气支管的第一管段和所述第三鼓气支管上靠近所述第一鼓气支管的第三管段位于所述中心鼓气管区，所述第二鼓气支管上远离所述第一鼓气支管的第二管段和所述第三鼓气支管上远离所述第一鼓气支管的第四管段位于所述外围鼓气管区，所述出气孔在位于所述中心鼓气管区的所述第一鼓气支管、所述第一管段和所述第三管段的侧壁表面上均匀分布，所述出气孔在位于所述外围鼓气管区的所述第二管段和所述第四管段的侧壁表面上沿除向下以外的向上和向两侧的不同方向分布。
6.根据权利要求5所述的刻蚀液供应过程中的控氧装置，其特征在于，所述进气管自矩形的所述供液槽的顶部向下伸入刻蚀液中，且所述进气管偏置...
【专利技术属性】
技术研发人员：田梦照，李阳柏，张杰，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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