CN109309031B - 控制晶片清洁装置中的温度的设备及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够快速且准确地确定位于清洁槽内的温度传感器的检测异常的控制晶片清洁装置的温度的设备以及涉及使用该设备控制温度的方法。根据本发明的控制晶片清洁装置的温度的设备以及使用该设备控制温度的方法通过将安装在内槽的内侧的第一温度传感器的测量值与安装在被配置成将晶片传送至内槽的内侧的传送机械手上的第二温度传感器的测量值比较来确定安装在内槽的内侧的第一温度传感器的异常操作。同时，根据本发明的控制晶片清洁装置的温度的方法通过以下方式来确定温度传感器的异常操作：将容置在多个清洁槽的每个内槽中的清洁溶液排出后，在向每个内槽供应设定温度的去离子水的状态下将安装在每个内槽的内侧的温度传感器的测量值比较。

Description

控制晶片清洁装置中的温度的设备及其方法
技术领域
本发明涉及一种控制晶片清洁装置的温度的设备，该设备能够快速且准确地确定位于清洁槽内的温度传感器的检测异常，以及涉及一种使用该设备控制温度的方法。
背景技术
通常，广泛用作制造半导体器件的材料的晶片指的是由多晶硅作为原材料形成的单晶硅薄板。
这种晶片在使多晶硅生长成单晶硅锭之后，通过以下过程来制造：用于将单晶硅锭切成晶片形状的切片过程、用于使晶片的厚度均匀化和平坦化的研磨过程、用于去除或减少由机械抛光引起的损坏的蚀刻过程、用于对晶片表面进行镜面抛光的抛光工艺以及用于清洁晶片的清洁过程等。
通常，通过批处理对晶片执行清洁过程，该批处理是将容置多个晶片的盒子浸入包括清洁溶液的清洁槽中的方法。
然而，近来，根据半导体器件的高密度趋势，还精确地控制在对晶片的清洁过程中蚀刻晶片表面的速率。
图1是示出了一般晶片清洁装置的配置图。
如图1所示，一般晶片清洁装置被设置为使得将晶片W送入包括清洁溶液的内槽1a中，并且设置有能够容置从内槽1a溢出的清洁溶液的外槽1b，以及设置有用于使清洁溶液从外槽1b循环至内槽1a的循环流动通道L。
此外，安装有用于加热沿着循环流通通道L流动的清洁溶液的加热器H，并且在内槽1a的内侧设置有用于测量清洁溶液的温度的温度传感器2，以及设置有用于根据温度传感器2的测量值来控制加热器H的操作的控制器C。
通常，使用例如氢氧化钾(KOH)等的强碱性清洁溶液来清洁硅晶片W。在对晶片W的清洁过程中通过这种强碱性清洁溶液来蚀刻晶片W的表面。为了保持晶片W的蚀刻速率的恒定，清洁溶液的温度应保持均匀。
韩国专利第659842号公开了一种化学溶液槽的温度保持设备，该温度保持设备能够通过以下方式来保持晶片表面的均匀：通过将晶片送入化学溶液槽时根据晶片数量来控制加热器，即使在送入晶片时也保持化学溶液槽的温度恒定。
图2是示出了根据现有技术的晶片清洁装置的清洁溶液的测量温度值的图，以及图3是示出了根据现有技术的晶片清洁装置的晶片蚀刻速率的图。
根据现有技术，当温度传感器的测量值在如图2所示的特定部分A中突然增大时，相应地，控制加热器的操作以将清洁溶液的温度控制为降低至适当的温度，从而保持晶片的蚀刻速率的恒定。
然而，即使在温度传感器的测量值增大的部分A中均匀地控制清洁溶液的温度，如图3所示，可以看出的是，在特定部分A中晶片的蚀刻速率显著下降，这可以被认为是温度传感器的异常操作。
例如，当温度传感器因为被长时间暴露于强碱性清洁溶液而被蚀刻或被腐蚀时，或当温度传感器由于其他因素而失灵时，温度传感器可能异常地操作。
如上所述，根据现有技术，即使温度传感器由于对安装在内槽的内侧的温度传感器的蚀刻、腐蚀、失灵等而进行异常地操作时，也不能准确地确定该异常。因此，即使晶片由于对温度传感器的蚀刻或腐蚀而被金属污染，或基于温度传感器的测量值来控制清洁溶液的温度，也难以保持晶片的质量均匀。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中的上述问题并提供一种控制晶片清洁装置的温度的设备，该设备能够快速且准确地确定位于清洁槽内的温度传感器的检测异常，以及提供一种使用该设备控制温度的方法。
本发明旨在提供一种控制晶片清洁装置的温度的设备，该设备包括：清洁槽，包括内槽和外槽，该内槽被配置成容置清洁溶液以对容置在盒子中的晶片进行清洁，该外槽被配置成容置从内槽中溢出的清洁溶液；第一温度传感器，被设置在内槽的内侧，并且被配置成测量清洁溶液的温度以生成第一测量值；循环流动通道，被配置成将清洁溶液从外槽循环到内槽；加热器，被设置在循环流动通道上，并且被配置成根据第一温度传感器的第一测量值对清洁溶液进行加热；传送机械手，被配置成在保持盒子的同时将晶片传入和传出内槽的内侧；第二温度传感器，被设置在传送机械手中，并且被配置成测量清洁溶液的温度以生成第二测量值；以及控制器，被配置成将第一温度传感器的第一测量值与第二温度传感器的第二测量值进行比较，以确定第一温度传感器的检测异常。
本发明旨在提供一种控制晶片清洁装置的温度的方法，该方法包括：通过传送机械手保持容置在盒子中的晶片，将该晶片送入容置清洁溶液的内槽的内侧，并对该晶片进行清洁；在清洁期间从设置在内槽的内侧的第一温度传感器和设置在传输机械手处的第二温度传感器测量清洁溶液的温度，并生成第一测量值和第二测量值；将第一测量值和第二测量值进行比较，并确定第一温度传感器的检测异常；以及根据确定结果通知第一温度传感器的检测异常。
本发明旨在提供一种控制晶片清洁装置的温度的方法，该方法包括：由容置在多个清洁槽的每个内槽中的清洁溶液来清洁晶片；在完成清洁后，将清洁溶液从多个清洁槽的每个内槽中排出，在供应设定温度的去离子水的状态下从设置在多个清洁槽的每个内槽的内侧的第一温度传感器测量去离子水的温度，并生成测量值；将第一温度传感器的测量值彼此进行比较，并确定第一温度传感器的检测异常；以及根据确定结果通知第一温度传感器的检测异常。
附图说明
图1是示出了一般晶片清洁装置的配置图。
图2是示出了根据现有技术的晶片清洁装置的清洁溶液的测量温度值的图。
图3是示出了根据现有技术的晶片清洁装置的晶片蚀刻速率的图。
图4是示出了根据本发明的控制晶片清洁装置的温度的设备的配置图。
图5是示出了根据本发明的第一实施例的控制晶片清洁装置的温度的方法的流程图。
图6是示出了根据本发明的第二实施例的控制晶片清洁装置的温度的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来详细地描述实施例。然而，本发明的精神的范围可以根据实施例中公开的内容来确定，并且本发明的实施例的精神包括对以下提出的实施例的实际修改，例如对组件的添加、删除、修改等。
图4是示出了根据本发明的控制晶片清洁装置的温度的设备的配置图。
如图4所示，根据本发明的控制晶片清洁装置的温度的设备包括：多个清洁槽110；安装在多个清洁槽110中的每一个清洁槽的内槽111的内侧的第一温度传感器120；安装在传送机械手130上的第二温度传感器140，该传送机械手130保持用于容置晶片的盒子并且将晶片送入内槽111的内侧；以及控制器C，其被配置成将第一温度传感器120的第一测量值与第二温度传感器140的第二测量值进行比较并确定第一温度传感器120的检测异常。可以通过由第一温度传感器120测量清洁溶液的温度来生成第一测量值。可以通过由第二温度传感器140测量清洁溶液的温度来生成第二测量值。
被配置成收集溢出的清洁溶液的外槽112被安装在内槽111的外部；清洁溶液可以循环通过的循环流动通道L(见图1)被安装在内槽111与外槽112之间；被配置成加热清洁溶液的加热器H(见图1)被安装在循环流动通道L(见图1)上；以及控制器C根据第一温度传感器120的测量值控制加热器H的操作(如图1所示)。
第一温度传感器120被安装在内槽111的内侧，而第二温度传感器140被安装在传送机械手130上，以使得第二温度传感器140可以位于内槽111的内侧的第一温度传感器120附近。也就是说，第二温度传感器140可以位于第一温度传感器120的外围。
在一实施例中，传送机械手130包括能够保持盒子的前表面和后表面的一对机械臂131，并且优选地，第二温度传感器140被安装在机械臂131中的至少一个机械臂中，以当机械臂131被送入内槽111时第二温度传感器140靠近第一温度传感器120。
因此，当清洁溶液被容置在内槽111中时，第一温度传感器120长时间的暴露于清洁溶液，而仅当传送机械臂130将晶片送入内槽111的清洁溶液中时，第二温度传感器140才暴露在清洁溶液中，使得与第一温度传感器120相比，对第二温度传感器140的蚀刻、腐蚀、失灵等的风险相对降低。
在一实施例中，优选的是，在第一温度传感器120和第二温度传感器140中使用包括基于特氟龙(Teflon)的涂层的铂丝温度计，以使得能够承受强碱性清洁溶液。
根据本发明的第一实施例的控制晶片清洁装置的温度(见图5)的设备可以通过在清洁过程中将被安装在清洁槽110的内槽111的内侧的第一温度传感器120的第一测量值与被安装在传送机械手130的一侧的第二温度传感器140的第二测量值彼此进行比较来确定第一传感器120的故障。
根据本发明的第二实施例的控制晶片清洁装置的温度(见图6)的设备，在完成清洁过程并且将清洁溶液从每个清洁槽110的内槽111排出之后，可以通过在供应设定温度的去离子水的状态下将安装在内槽111的内侧的第一温度传感器120的测量值彼此进行比较，来确定每个第一温度传感器120的故障。
图5是示出了根据本发明的第一实施例的控制晶片清洁装置的温度的方法的流程图。
根据本发明的第一实施例的控制晶片清洁装置的温度的方法旨在确定清洁过程中的温度传感器的检测异常。
参考图4和图5，当在步骤S1中向清洁槽110的内槽111中供应清洁溶液以用于晶片清洁过程时，在步骤S2中，通过传送机械手130将晶片送入清洁槽110的内槽111中。
在步骤S3中，安装在清洁槽110的内槽111的内侧的第一温度传感器120可以测量清洁溶液的第一温度T1，以及在步骤S4中，安装在传感机械手130的一侧的第二温度传感器140可以测量清洁溶液的第二温度T2。
被安装成固定在清洁槽110的内槽111的内侧的第一温度传感器120在清洁过程中暴露于清洁溶液，但是被安装成能够传入和传出内槽111的第二温度传感器140仅当在清洁过程中将晶片和/或传送机械手130传入和传出时才会暴露于清洁溶液。
因此，由于第二温度传感器140暴露于强碱性清洁溶液的时间短于第一温度传感器120暴露于强碱性清洁溶液的时间并且损坏或破损的风险低，所以第二温度传感器140的第二测量值T2会比第一温度传感器120的第一测量值T1更可靠。
在步骤S5中，控制器C可以将第一温度传感器120的第一测量值T1和第二温度传感器140的第二测量值T2进行比较。当第一温度传感器120的第一测量值T1和第二温度传感器140的第二测量值T2之差等于或大于设定温度T0时，在步骤S6中，控制器C确定第一温度传感器120由于异常而发生故障，并且通知用户第一温度传感器120的检测异常。也就是说，可以向用户通知第一温度传感器120存在异常。
当第一温度传感器120的测量值T1和第二温度传感器140的测量值T2之差小于设定温度T0时，控制器C确定第一温度传感器120正常操作，并且可以在不单独通知用户的情况下正常且连续地执行清洁过程。
图6是示出了根据本发明的第二实施例的控制晶片清洁装置的温度的方法的流程图。
根据本发明的第二实施例的控制晶片清洁装置的温度的方法旨在完成清洁过程之后确定温度传感器120的检测异常。
参考图4和图6，当在步骤S11中完成晶片清洁过程后，在步骤S12中，将清洁溶液从每个清洁槽110的内槽111中排出。
在清洁过程中，通过加热器H(见图1)来加热循环的清洁溶液，以将清洁溶液的温度保持在70℃至80℃，但是当完成清洁过程后，加热器的操作也完全停止。
接下来，在步骤S13中向每个内槽111供应设定温度的去离子水，并且在步骤S14中经过一设定时间之后，在步骤S15中，位于每个内槽111的内侧的温度传感器120测量去离子水的温度Tn。
由于在清洁过程中容置的清洁溶液的温度可能在向每个内槽111供应去离子水紧之后影响温度传感器120的测量值，因此，优选的是，向每个内槽111供应去离子水，然后在经过至少一设定时间之后，由每个温度传感器120对去离子水的温度Tn执行测量。
在步骤S16中，控制器C可以将由每个清洁槽110中的温度传感器120测量的测量值T1至Tn彼此进行比较。当每个清洁槽110中的温度传感器120的测量值T1至Tn之间的误差ΔTn等于或大于1℃的参考值时，在步骤S17中，控制器C确定温度传感器120由于异常而发生故障，并且通知用户温度传感器120的检测异常。
当每个清洁槽110中的温度传感器120的测量值T1至Tn之间的误差ΔTn小于1℃的参考值时，在步骤S18中控制器C确定温度传感器120正常操作，并且累积存储每个清洁槽110中的温度传感器120的测量值T1至Tn之间的误差ΔTn。
如上所述，可以将温度传感器120的测量值T1至Tn之间的累积存储误差ΔTn用作参考值，该参考值用于当在重复上述过程的同时确定温度传感器120的检测异常时确定温度传感器120的测量值T1至Tn之间的误差ΔTn。
根据本发明的第一实施例的控制晶片清洁装置的温度的设备以及使用该设备控制温度的方法可以通过以下方式来确定安装在内槽111的内侧的第一温度传感器120的异常操作：将安装在清洁槽110的内槽111的内侧的第一温度传感器120的测量值与安装在传送机械手130上的第二温度传感器140的测量值进行比较，该传送机械手130被配置成将晶片传送至内槽111的内侧。
同时，根据本发明的第二实施例的控制晶片清洁装置的温度的方法可以通过以下方式来确定温度传感器120的异常操作：将容置在每个清洁槽110的内槽111中的清洁溶液排出后，在向每个内槽111供应设定温度的去离子水的状态下将安装在每个清洁槽110的内槽111的内侧的温度传感器120的测量值进行比较。
因此，根据一实施例，即使安装在内槽111的内侧的温度传感器120由于对传感器120的蚀刻、腐蚀、失灵等而异常地操作，也可以准确并容易地确定异常。因此，即使晶片由于对温度传感器120的蚀刻或腐蚀而被金属污染，或基于温度传感器120的测量值来控制清洁溶液的温度，也可以保持晶片的质量均匀。

Claims (7)

1.一种控制晶片清洁装置的温度的设备，包括：
清洁槽，包括内槽和外槽，所述内槽被配置成容置清洁溶液以对容置在盒子中的晶片进行清洁，所述外槽被配置成容置从所述内槽中溢出的所述清洁溶液；
第一温度传感器，被设置在所述内槽的内侧，并且被配置成测量所述清洁溶液的温度并且在整个清洁过程中暴露于所述清洁溶液以生成第一测量值；
循环流动通道，被配置成使所述清洁溶液从所述外槽循环到所述内槽；
加热器，被设置在所述循环流动通道上，并且被配置成根据所述第一温度传感器的所述第一测量值对所述清洁溶液进行加热；
传送机械手，被配置成在保持所述盒子的同时将所述晶片传入和传出所述内槽的内侧；
第二温度传感器，被设置在所述传送机械手中，并且被配置成测量所述清洁溶液的温度并且在所述清洁过程中仅当所述晶片被放置在所述清洁溶液中时才暴露于所述清洁溶液以生成第二测量值；以及
控制器，被配置成将所述第一温度传感器的所述第一测量值与所述第二温度传感器的所述第二测量值进行比较，以确定所述第一温度传感器的检测异常，
其中，当所述第一测量值与所述第二测量值之差等于或大于设定温度时，所述控制器确定所述第一温度传感器发生故障。
2.根据权利要求1所述的控制晶片清洁装置的温度的设备，其中，所述传送机械手包括能够保持所述盒子的前表面和后表面的一对机械臂，
其中，所述第二温度传感器被安装在所述机械臂中的至少一个机械臂中，以当所述机械臂被送入所述内槽时所述第二温度传感器靠近所述第一温度传感器。
3.根据权利要求2所述的控制晶片清洁装置的温度的设备，其中，所述第二温度传感器是包括基于特氟龙的涂层的铂丝温度计。
4.根据权利要求1所述的控制晶片清洁装置的温度的设备，其中，当所述第一测量值与所述第二测量值之差小于设定温度时，所述控制器确定所述第一温度传感器正常操作。
5.根据权利要求1所述的控制晶片清洁装置的温度的设备，其中，所述清洁槽和所述第一温度传感器被设置为多个，
其中，所述控制器将所述清洁溶液从多个清洁槽中的每个清洁槽的内槽中排出，在供应设定温度的去离子水的状态下将从所述多个清洁槽的所述第一温度传感器中的每个第一温度传感器测量的测量值进行比较，并确定所述第一温度传感器的检测异常。
6.一种控制晶片清洁装置的温度的方法，包括：
通过传送机械手保持容置在盒子中的晶片，将所述晶片送入容置清洁溶液的内槽的内侧，并对所述晶片进行清洁；
在清洁期间从设置在所述内槽的内侧的第一温度传感器和设置在所述传送机械手处的第二温度传感器测量所述清洁溶液的温度，并生成第一测量值和第二测量值，其中, 所述第一温度传感器在整个清洁过程中暴露于所述清洁溶液, 以及所述第二温度传感器在所述清洁过程中仅当所述晶片被放置在所述清洁溶液中时才暴露于所述清洁溶液；
将所述第一测量值和所述第二测量值进行比较；以及
当所述第一测量值与所述第二测量值之差等于或大于设定温度时，确定所述第一温度传感器发生故障, 以根据确定结果通知所述第一温度传感器的检测异常。
7.根据权利要求6所述的控制晶片清洁装置的温度的方法，其中，生成所述第一测量值和所述第二测量值包括在所述第二温度传感器靠近所述第一温度传感器的位置处测量所述清洁溶液的温度。
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