CN110808218B - 一种处理液供应装置的控制方法及处理液供应装置 - Google Patents

一种处理液供应装置的控制方法及处理液供应装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种处理液供应装置的控制方法及处理液供应装置，该处理液供应装置包括用于容纳对半导体待处理件进行湿法处理所需的处理液的储液容器，该处理液供应装置用于将储液容器内的处理液供应至执行湿法处理的处理装置；该控制方法包括：确定处理液供应装置的工作模式；相应于工作模式被确定为第一模式，判断储液容器内的处理液是否满足预设换液条件；若满足预设换液条件，则控制储液容器排出处理液；当处理液被排出至第一液位时，停止排出处理液并输入处理液直至储液容器的液面达第二液位；其中，第一液位为处理液未被排空的液位；控制储液容器向处理装置供应处理液。

Description

一种处理液供应装置的控制方法及处理液供应装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种处理液供应装置的控制方法及处理液供应装置。
背景技术
对于晶圆湿法清洗机台，用于清洗晶圆的化学品通常由化学品供应系统(Chemical Dispense System，CDS)供应。机台提供有多个菜单(recipe)，不同菜单根据机台端的不同清洗需求执行不同的化学品供应设定。CDS配备有储存清洗晶圆所需化学品的储液容器，在储液容器上通常设置有至少一个液位传感器用以感测储液容器内化学品液面的位置。在CDS向某个菜单下对应的机台端进行化学品供应的过程中，随着化学品在机台端清洗晶圆时逐渐被损耗，储液容器内的化学品液面逐渐降低，通常在液面降低至特定的换液液位时，需要对储液容器进行换液操作；具体地，当储液容器内的化学品液面低于换液液位时，机台端在当前机台端腔室内的晶圆清洗操作完成后停止放入晶圆，同时，储液容器排出所有剩余化学品，并补入新的化学品。换液操作完成后，储液容器继续供应化学品至机台端进行后续晶圆清洗操作。
然而，目前CDS采用的换液模式对化学品的消耗量较大，换液时间较长，每次换液操作均将储液容器内的全部化学品排空造成了一定程度的浪费，增加了晶圆湿法清洗的工艺成本。因此，亟需一种能够克服上述缺陷的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种处理液供应装置的控制方法及处理液供应装置。
本发明第一方面提供了一种处理液供应装置的控制方法，所述处理液供应装置包括用于容纳对半导体待处理件进行湿法处理所需的处理液的储液容器，所述处理液供应装置用于将所述储液容器内的处理液供应至执行湿法处理的处理装置；其特征在于，所述方法包括：
确定所述处理液供应装置的工作模式；
相应于所述工作模式被确定为第一模式，判断所述储液容器内的处理液是否满足预设换液条件；若满足所述预设换液条件，则控制所述储液容器排出容纳的所述处理液；当所述处理液被排出至液面到达第一液位时，停止排出所述处理液并输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达第二液位；其中，所述第一液位为所述处理液未被排空的液位；
控制所述储液容器向所述处理装置供应处理液。
上述方案中，所述处理装置包括至少一个处理单元，所述处理单元包括至少一个用于容纳并处理所述半导体待处理件的处理腔室；所述方法还包括确定所述第一液位的步骤，具体包括：
确定所述处理装置中各处理单元对应的供液液位阈值；所述供液液位阈值表征所述储液容器仅向所述处理装置中的一处理单元供应处理液时满足预设供液条件所需的最低液位；
从所述各处理单元对应的各供液液位阈值中确定最小值，将所述最小值确定为所述第一液位。
上述方案中，所述确定所述处理液供应装置的工作模式，包括：
当检测到所述处理液的液面到达第三液位时，确定所述处理液供应装置的工作模式；其中，所述第三液位高于所述第一液位且低于所述第二液位。
上述方案中，所述处理装置包括至少一个处理单元，所述处理单元包括至少一个用于容纳并处理所述半导体待处理件的处理腔室；所述方法还包括确定所述第三液位的步骤，具体包括：
获得所述第三液位的当前值，将所述当前值确定为所述第三液位的比较值；
根据第三液位的目标值的确定条件，确定所述第三液位的第一目标值；
判断所述第一目标值与所述比较值之间的关系是否满足预设关系条件；
当满足所述预设关系条件时，将所述第一目标值确定为所述第三液位；
当不满足所述预设关系条件时，根据所述第一目标值以及所述目标值的确定条件，确定所述第三液位的第二目标值；采用所述第一目标值更新所述比较值，采用所述第二目标值更新所述第一目标值。
上述方案中，所述目标值的确定条件至少包括：所述处理装置中的各处理单元对应的处理腔室的数量，以及每个处理腔室所需处理液的供应量；
所述根据所述第一目标值以及所述目标值的确定条件，确定所述第二目标值，包括：根据所述第一目标值确定各处理单元对应的处理腔室的计算数量；所述计算数量表征当所述储液容器内的处理液的液位为所述第一目标值时对应的满足预设供液条件所能供应的各处理单元中处理腔室的数量；采用所述计算数量更新所述处理装置中的各处理单元对应的处理腔室的数量，根据所述目标值的确定条件，确定所述第二目标值。
上述方案中，所述目标值的确定条件还包括：所述处理装置中各处理单元对应的供液液位阈值，和/或所述处理单元在所述处理装置中供应处理液的权重；
其中，所述供液液位阈值表征所述储液容器仅向所述处理装置中的一处理单元供应处理液时满足预设供液条件所需的最低液位。
上述方案中，所述判断所述储液容器内的处理液是否满足预设换液条件，包括判断所述储液容器内的处理液是否满足第一预设换液条件，具体包括：
确定所述储液容器内的处理液的液面的当前液位，根据所述当前液位确定所述处理液能够供应处理所述半导体待处理件的数量；当所述数量为0时，确定所述处理液满足所述第一预设换液条件。
上述方案中，所述判断所述储液容器内的处理液是否满足预设换液条件，包括判断所述储液容器内的处理液是否满足第二预设换液条件，具体包括：
当所述储液容器内的处理液的当前使用时长未达到预设阈值时长，和/或所述工作模式被确定为第一模式的次数未达到预设阈值次数时，确定所述处理液满足所述第二预设换液条件。
上述方案中，若判断所述储液容器内的处理液不满足所述预设换液条件，则控制所述储液容器排出容纳的所述处理液；当所述处理液被排空时，输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达所述第二液位。
上述方案中，相应于所述工作模式被确定为第二模式，控制所述储液容器排出容纳的所述处理液；当所述处理液被排空时，输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达所述第二液位。
本发明第二方面提供了一种处理液供应装置，所述处理液供应装置包括用于容纳对半导体待处理件进行湿法处理所需的处理液的储液容器，所述处理液供应装置用于将所述储液容器内的处理液供应至执行湿法处理的处理装置，其特征在于，处理液供应装置还包括：
控制单元，用于执行本发明第一方面所述的方法。
本发明实施例提供的处理液供应装置的控制方法及处理液供应装置，节省了处理液的消耗量，节约了换液操作的时间，提高了半导体待处理件的湿法处理效率。
附图说明
图1为一种化学品供应装置中储液容器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的化学品供应装置中储液容器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的处理液供应装置的控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的第三液位确定方法的流程示意图；
图5为本发明另一实施例提供的处理液供应装置的控制方法的流程示意图；
图6为本发明一具体示例中L液位确定方法的流程示意图；和
图7为本发明一具体示例中化学品供应装置的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了能够更加详细地了解本发明的特点和技术内容，以下将结合附图对本发明的实现进行详细阐述，所附附图仅用于参考说明，并非用来限制本发明。
图1描述了一种化学品供应装置中储液容器的结构示意图。化学品供应装置配备有储存清洗晶圆所需化学品的储液容器，从而在供应化学品时将储液容器内的化学品传输至进行湿法清洗的机台端。在储液容器上设置有多个液位传感器，例如高高液位(HighHigh Level，HH液位)传感器、高液位(High Level， H液位)传感器、低液位(Low Level，L液位)传感器、低低液位(Low Low Level， LL液位)传感器等。当储液容器内的化学品液面到达液位传感器对应的感应位置时，相应的液位传感器被触发，如此，CDS可以确定内部化学品液面的当前位置并执行相应的操作。储液容器上还设置有入口和出口；入口可供化学品进入储液容器内，从而实现化学品的补充；出口可供化学品排出至专用的废液收集处，或者供应至机台端。
机台提供有多个菜单，不同菜单根据机台端的不同清洗需求执行不同的化学品供应设定。在CDS向某个菜单下对应的机台端供应化学品时，随着化学品在机台端清洗晶圆时逐渐被损耗，储液容器内的化学品液面逐渐降低。通常在液面降低至L液位时，需要对储液容器进行换液操作；具体地，当储液容器内的化学品液面低于L液位时机台端在将腔室内的晶圆清洗完成后停止放入晶圆，储液容器内剩余的化学品全部排空再补充新的化学品；换液操作完成后，储液容器继续供应化学品至机台端进行后续晶圆清洗操作。除此之外，对于特定机台，当储液容器内的化学品低于某一液位时，从储液容器向机台端供应化学品的管路中会产生气泡，造成机台端用于喷出化学品的喷嘴处出现化学品流量异常的状况，从而影响晶圆清洗效果，最终影响产品质量。为保证所有菜单均能正常执行，用户通常按照对化学品需求量最大的菜单对L液位进行设定，手动将其设置于尽量高的液位。
在上述化学品供应装置的工作过程中至少存在以下几方面缺陷：首先，每一次执行换液操作时均将储液容器内剩余化学品全部排空，再补充新的化学品，不仅造成化学品的浪费，而且增加了换液操作的时间，降低了清洗效率；其次，化学品供应装置出厂设定的L液位无法根据菜单以及对应机台端的实际情况调节，经常出现L液位不合理的情况；用户手动设定L液位，不仅增加了用户操作，而且在用户仅根据化学品需求量最大的菜单设定L液位时，对于需求量小的菜单化学品浪费较为严重，换液操作频率增加，进一步降低了清洗效率；再次，储液容器内L液位传感器被触发后，机台端在将腔室内的晶圆清洗完成后即执行换液操作，然而，一般情况下，此时储液容器内剩余的化学品的量还足以继续清洗至少一片晶圆，因此直接执行换液操作会造成一定的化学品的浪费。
基于此，本发明实施例旨在对化学品供应装置的换液模式作出改进，对储液容器上各液位的感测以及触发各液位后执行的相应操作作出调整，从而避免化学品浪费，提高清洗效率。图2为本发明一实施例提供的化学品供应装置中储液容器的结构示意图；与图1所示化学品供应装置中的储液容器不同的是，该实施例中化学品供应装置的储液容器增设了化学品补充液位(Low Refill Level，LR液位)。随着供应化学品至机台端，当储液容器内化学品的液位到达 L液位时不再排空，而是排出化学品至LR液位，随后在LR液位的基础上补充化学品，由此可见，LR液位以下化学品的量被节约，因此减少了化学品的消耗，节省了换液操作的时间，提高了操作效率。
以下结合图3至图5，对本发明实施例提供的处理液供应装置的控制方法进行详细描述。
本发明实施例中处理液供应装置包括用于容纳对半导体待处理件进行湿法处理所需的处理液的储液容器，处理液供应装置用于将储液容器内的处理液供应至执行湿法处理的处理装置。
具体实现时，所述半导体待处理件可以是晶圆，所述湿法处理可以是对晶圆进行的清洗，也可以是对晶圆进行湿法刻蚀，所述处理液可以包括液态化学品或清洗用水，所述湿法处理的处理装置可以是晶圆清洗机台。
图3示出了本发明实施例的处理液供应装置的控制方法流程示意图，其中，该流程示意图对应于处理液供应装置的工作模式被确定为第一模式的情况。
所述控制方法包括步骤S101～S103，其中：
S101：确定所述处理液供应装置的工作模式。
在本发明实施例中，所述处理液供应装置的工作模式至少包括所述第一模式；在一些实施例中，所述处理液供应装置的工作模式还可以包括其他模式，例如第二模式。
在实际应用中，第一模式在处理液供应装置上可以称为“节能模式”。
当所述工作模式被确定为第一模式时，进行步骤S102。
S102：相应于工作模式被确定为第一模式，判断储液容器内的处理液是否满足预设换液条件；若满足预设换液条件，则控制储液容器排出容纳的处理液；当处理液被排出至液面到达第一液位时，停止排出处理液并输入待补充的处理液直至储液容器内处理液的液面到达第二液位；其中，第一液位为处理液未被排空的液位。
这里，所述第一液位例如为图2中储液容器上的LR液位，所述第二液位例如为H液位。
其中，所述判断所述储液容器内的处理液是否满足预设换液条件，包括判断所述储液容器内的处理液是否满足第一预设换液条件，具体包括：确定储液容器内的处理液的液面的当前液位，根据所述当前液位确定处理液能够供应处理所述待处理件的数量；当所述数量为0时，确定所述处理液满足所述第一预设换液条件。
在一个实施例中，确定储液容器内处理液的液面的当前液位可以通过在储液容器上设置有连续液位测量装置来测量，该连续液位测量装置可选自超声波液位计，其可以显示并输出储液容器内任意时刻的当前液位；在另一实施例中，可以通过计算来确定所述当前液位。具体地，可以通过某一时刻的液位减去自该时刻起所消耗的处理液的量来计算当前液位。
可以根据所确定的当前液位来计算当前液位对应的处理液能够供应处理所述待处理件的数量，当该数量为0时，即当前液位对应的处理液的量不足以清洗单片晶圆时，即满足第一预设换液条件。
因此，处理上述所确定数量的半导体待处理件对应的处理液的量即为进一步节省的处理液的量。
在一个实施例中，所述判断所述储液容器内的处理液是否满足预设换液条件，包括判断所述储液容器内的处理液是否满足第二预设换液条件，具体包括：当所述储液容器内的处理液的当前使用时长未达到预设阈值时长，和/或所述工作模式被确定为第一模式的次数未达到预设阈值次数时，确定所述处理液满足所述第二预设换液条件。
在一具体实施例中，只有当储液容器内的处理液的当前使用时长在预设阈值时长以内，且所述工作模式被确定为第一模式的次数小于预设阈值次数时，才满足所述第二预设换液条件。
通常为保证处理装置的正常运行，储液容器内的处理液应当保持有效，即存在于储液容器内的时间不超过处理液的预期寿命，而处理液的预期寿命根据处理液的类型、数量，半导体待处理件的清洗要求等因素确定。此外，在第一模式下，换液的总次数不应超过所设定的次数。为了防止处理液被过度地重复使用，可以预设一阈值次数，例如6次或8次，该阈值次数可根据处理液的类型、数量，半导体待处理件的清洗要求等因素确定。
可以理解，在一个实施例中，所述预设换液条件可以既包括所述第一预设换液条件又包括所述第二预设换液条件。此时，当满足当前液位对应的处理液的量不足以清洗单片晶圆这一预设换液条件时，进一步判断储液容器内的处理液的当前使用时长与预设阈值时长的大小关系，和/或所述工作模式被确定为第一模式的次数与预设阈值次数的大小关系。当然，本申请实施例中的预设换液条件并不局限于此，一方面，预设换液条件可以根据实际处理装置的运行情况，考虑其他影响因素并进行调整；另一方面，也不排除采用最基本的换液条件，例如某一换液液位(具体如L液位)被触发，则满足所述预设换液条件。
进一步地，若判断所述储液容器内的处理液不满足所述预设换液条件，则控制所述储液容器排出容纳的所述处理液；当所述处理液被排空时，输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达所述第二液位。
在一个实施例中，所排出的处理液可以排出至专用的废液收集处以便于集中处置。
在一个实施例中，所述第一液位也可以称为处理液补充液位，即开始输入待补充的处理液的液位。
本发明实施例中所述第一液位可以根据以下方法确定：
确定所述处理装置中各处理单元对应的供液液位阈值；
从所述各处理单元对应的各供液液位阈值中确定最小值；
将所述最小值确定为所述第一液位。
其中，所述供液液位阈值表征所述储液容器仅向所述处理装置中的一处理单元供应处理液时满足预设供液条件所需的最低液位。
在一个实施例中，在提供有多个菜单，从而将处理液供应至由执行菜单所需的处理腔室构成的处理单元上，依次测试并确定所有菜单下不出现流量异常所对应的最低液位，随后对所测试的所有最低液位求最小值。
所述“流量异常”至少包括以下情况：处理液供应的流量不稳定，例如处理液中夹带有气泡等，从而影响处理单元的正常处理。可以理解，当储液容器中的液位低于上述最小值时，至少一个处理单元有可能会出现流量异常。此外，与“流量异常”相对应的是“流量正常”，“流量正常”是指处理单元的处理液供应的流量处于稳定状态。在下文中，“正常清洗”是指在“流量正常”下的清洗。
在一个实施例中，可以根据公式LR＝min[Lalarm(1),Lalarm(2),…,Lalarm(i)]来计算 LR液位，其中min是指对括号[]内的多个值求最小值的函数，Lalarm(i)为第i个菜单不出现流量异常所对应的液位。
当所述处理液被排出至液面到达第一液位时，停止排出所述处理液并输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达第二液位。
由此可见，通过合理地确定第一液位的值，即从所述各处理单元对应的各供液液位阈值中确定最小值，使得能够在满足预设换液条件的情况下不必过于频繁地进行换液，且减少了处理液的浪费。
在一个实施例中，在储液容器排液至LR液位时停止排出，并补充处理液至储液容器的第二液位，所述第二液位例如为储液容器上的H液位。所述H液位可以如上所限定。
在一个实施例中，H液位对应于储液容器的80％液位处。
S103：控制所述储液容器向所述处理装置供应处理液。
在一个实施例中，当补充处理液至储液容器的H液位时，继续进行后续晶圆清洗操作。
通过上述步骤S101～S103，本发明实施例提供了一种处理液供应装置的工作模式，即第一模式。通过设置第一液位，使得在满足预设换液条件时处理液不必被排空，而是排至第一液位后再补充处理液，因此减少处理液更换时间，且减少了处理液的浪费。
以下将描述所述处理液供应装置的工作模式的确定条件，具体而言，当检测到所述处理液的液面到达第三液位时，确定所述处理液供应装置的工作模式；所述第三液位高于所述第一液位且低于所述第二液位。
在一个实施例中，该第三液位可以是储液容器的L液位。在L液位之上，储液容器内的处理液的量足以供应任一菜单下的处理操作。可以理解，L液位高于LR液位且低于H液位。
通过检测到所述处理液的液面到达第三液位时确定所述处理液供应装置的工作模式使得用户能够在第一模式和第二模式之间自由切换。
例如，当进行大批量半导体待处理件的清洗操作时，用户可以确定所述处理液供应装置的工作模式为第一模式，而当进行少量半导体待处理件的清洗操作时，用户可以确定所述处理液供应装置的工作模式为第二模式。
在一个实施例中，在确定本发明实施例的处理液供应装置的工作模式之前，还可以包括确定第三液位的的步骤。
以下将详细描述本发明实施例提供的第三液位的确定方法。
图4为本发明实施例提供的第三液位的确定方法的流程示意图。参考图4，该第三液位的确定步骤具体包括步骤S201～S205，其中，
S201：获得所述第三液位的当前值，将所述当前值确定为所述第三液位的比较值。
S202：根据第三液位的目标值的确定条件，确定所述第三液位的第一目标值。
所述目标值的确定条件至少包括：所述处理装置中的各处理单元对应的处理腔室的数量，以及每个处理腔室所需处理液的供应量。
进一步地，所述目标值的确定条件还包括：所述处理装置中各处理单元对应的供液液位阈值，和/或所述处理单元在所述处理装置中供应处理液的权重。
其中，所述供液液位阈值表征所述储液容器仅向所述处理装置中的一处理单元供应处理液时满足预设供液条件所需的最低液位。
S203：判断所述第一目标值与所述比较值之间的关系是否满足预设关系条件。
S204：当满足所述预设关系条件时，将所述第一目标值确定为所述第三液位。
S205：当不满足所述预设关系条件时，根据所述第一目标值以及所述目标值的确定条件，确定所述第三液位的第二目标值；采用所述第一目标值更新所述比较值，采用所述第二目标值更新所述第一目标值。
其中，根据所述第一目标值以及所述目标值的确定条件，确定所述第二目标值，包括：根据所述第一目标值确定各处理单元对应的处理腔室的计算数量；所述计算数量表征当所述储液容器内的处理液的液位为所述第一目标值时对应的满足预设供液条件所能供应的各处理单元中处理腔室的数量；采用所述计算数量更新所述处理装置中的各处理单元对应的处理腔室的数量，根据所述目标值的确定条件，确定所述第二目标值。
在一个实施例中，低液位的当前值为低液位的初始赋值L0，例如初始赋值可以为储液容器H液位的1/2，即L0＝1/2H。
然后，根据每个菜单下处理单元所需的流量和时间，以及所有菜单下处理单元的数量来计算L液位的第一目标值L1，该第一目标值L1还可以根据所有菜单下的处理单元均不出现流量异常所对应的最低液位值Lalarm(i)以及根据每个菜单使用的频率
Figure BDA0002244451980000111
加以修正。菜单使用的频率越高，该菜单对应的最低液位的权重值可以越高。
在一个实施例中，由以下公式(A)和(B)计算第一目标值L1：
Li＝fi×ti×Xi+Lalarm(i) (A)，
Figure BDA0002244451980000121
其中，fi为执行第i个菜单时所对应的处理液的供应流量，ti为第i个菜单下处理液的供应时间，Xi为第i个菜单下处理单元的数量，Li为第i个菜单对应的L液位，
Figure BDA0002244451980000122
为每个菜单使用的频率。
对所得第一目标值L1与L液位的比较值L0按以下关系式(C)进行比较：
|L0－L1|/L0＜δ (C)
在式(C)中，δ为设定阈值，例如δ可以为0.001。
在一个实施例中，当第一目标值L1与L液位的比较值L0之差与L液位的比较值L0的比值小于0.001时，即将该第一目标值确定为L液位。
若不满足上述关系式(C)时，即若不满足第一目标值L1与L液位的比较值L0之差与L液位的比较值L0的比值小于某一设定阈值时，需要确定所述第三液位的第二目标值L2。
根据所述L液位的第一目标值L1、所述fi及Lalarm(i)，按以下公式(D)重新计算Xi'：
Xi'＝int[(L1－Lalarm(i))/(fi×ti)] (D)，
其中，int为对括号[]内的计算结果向下取整为最接近的整数的函数。
由于计算的数量Xi'可能大于某一菜单下对应的处理单元的数量，因此，需要对数量Xi'按处理单元的实际数量进行修正，修正后每个菜单下处理单元的数量为Xi”。
然后，根据每个菜单下处理单元所需的流量fi和时间ti，以及所有菜单下处理单元的修正数量Xi”来计算L液位的第二目标值L2。
采用公式(A')和(B')计算所述第二目标值L2。
Li＝fi×ti×Xi”+Lalarm(i) (A')，
Figure BDA0002244451980000123
随后，判断第一目标值L1和第二目标值L2之间的关系是否满足以下关系式(E)：
|L1－L2|/L1＜δ (E)
重复上述迭代步骤，直到第P目标值LP和第P－1目标值LP－1之间的差值与第P－1目标值LP－1的比值小于某一阈值δ时，例如小于0.001时，即重复过程结束，即第P目标值LP输出为L液位。
通过上述方法确定所述第三液位，使得第三液位的设置更加合理，避免了过度地将第三液位尽量设置于高位，因此，提高了处理液的利用率，节省了处理液。
在本发明的另一实施例中，所述处理液供应装置的工作模式还可以包括第二模式。
图5为本发明另一实施例的供应处理液的控制方法流程示意图，其中，处理液供应装置的工作模式除包括第一模式以外，还包括第二模式的情况。在实际应用中，第二模式在处理液供应装置上例如称为“常规模式”。
步骤S301为确定处理液供应装置的工作模式的步骤；当所述工作模式被确定为第一模式时，执行步骤S3021；当所述工作模式被确定为第二模式时，执行步骤S3022；步骤S3021/S3022执行完成后，执行步骤S303。其中，步骤 S301-S3021-S303可以与图3对应的实施例中的步骤S101-S102-S103相同，这里不再赘述；下面，仅重点描述步骤S3022。
S3022：相应于工作模式被确定为第二模式，控制储液容器排出容纳的处理液；当处理液被排空时，输入待补充的处理液直至储液容器内处理液的液面到达第二液位。
当输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达所述第二液位时，进行步骤S303。
S303：控制所述储液容器向所述处理装置供应处理液。
综上所述，在本实施例中，具体提供了至少两种工作模式(即第一模式和第二模式)供用户选择。
本发明实施例的处理液供应装置还包括控制单元，该控制单元能够根据上述控制方法控制储液容器向处理装置供应处理液，和/或补充处理液。
在一个实施例中，处理液供应装置包括的控制单元可以是微控制器单元 (MicroController Unit，MCU)，MCU根据本发明实施例设定的控制方法向处理单元供应处理液。
下面结合具体示例对本发明实施例提供处理液供应装置的控制方法及其产生的积极效果作进一步详细的描述。
以下，将以处理液具体为化学品、处理液供应装置具体为CDS、第一模式具体为节能模式、第二模式具体为常规模式、执行湿法处理的处理装置具体为 12腔单片清洗机机台、半导体待处理件具体为12寸晶圆为例进行说明。图6 为本发明一具体示例中L液位确定方法的流程示意图；图7为本发明一具体示例中化学品供应装置的控制方法的流程示意图。
在化学品供应之前或供应的过程中，CDS可以获得由用户选择的更换化学品的模式，并在判断更换化学品模式的步骤中，根据用户选择确定更换化学品模式，从而执行与所确定的更换化学品模式相应的操作。本发明实施例中的CDS 根据用户选择的更换化学品的模式来执行相应的模式。
请参考图6和图7，本具体示例中化学品供应装置的控制方法按以下步骤进行：
步骤(1)、收集生产过程中CDS的相关参数，获得CDS供应化学品的工作模式：机台清洗腔室数量k＝6、机台所有用到该化学品的i个菜单(i＝1至 10，下同)所对应的化学品需要供应的流量fi＝ [1.2,1.2,1.5,0.8,1.0,2.5,1.5,1.2,1.8,1.8]升/分钟、第i个菜单下化学品需要供应的时间ti＝[30,45,30,120,60,90,120,60,45,60]秒及第i个菜单下清洗机台端能够清洗的清洗腔室的数量Xi＝[6,6,6,6,6,6,6,6,6,6]，由储液容器的结构和总容积确定的HH 液位为60升、H液位为55升、LL液位为5升，储液容器内化学品允许最大使用时间LT寿命＝1440分钟，允许的最大节能模式更换化学品次数M＝8，储液容器内化学品已使用时间LT已使用＝450分钟，节能模式下，储液容器内化学品的当前使用次数m＝0；获得的工作模式为常规模式或节能模式；
步骤(2)、确定LR液位位置；具体地，依次测试所有10个菜单不出现流量异常所对应的最低液位Lalarm(i)＝[11,13.4,12.5,16,14,18,17,15.2,16.1,14.5]升，确定所述LR液位＝min[Lalarm(1),Lalarm(2),…,Lalarm(i)]＝11升；
步骤(3)、优化L液位及菜单的综合设定；结合图6，L液位的确定主要包括以下步骤：
a)对最佳L液位赋初值L0，令L0为HH液位的1/2，即L0＝30升；
b)计算第i个菜单对应的低液位Li，为保证生产正常进行，第i个菜单对应的L液位(Li)的计算方法为：
Li＝fi×ti×Xi+Lalarm(i) (I)，
其中，fi＝[1.2,1.2,1.5,0.8,1.0,2.5,1.5,1.2,1.8,1.8]升/分钟；
ti＝[30,45,30,120,60,90,120,60,45,60]秒；
Xi＝[6,6,6,6,6,6,6,6,6,6]；
Lalarm(i)＝[11,13.4,12.5,16,14,18,17,15.2,16.1,14.5]升，
由式(I)可得Li＝[14.6,18.8,17,25.6,20,40.5,35,22.4,24.2,25.3]升；
c)计算第一L液位目标值L1，由于不同的菜单对应着不同的L液位设定，为了不使液位设定过高或者过低，需要综合考虑菜单使用的频率来计算第一L液位目标值L1，其中，根据菜单实际使用频率来确定加权系数
Figure BDA0002244451980000151
设
Figure BDA0002244451980000152
因此，
Figure BDA0002244451980000153
Figure BDA0002244451980000154
d)计算当液位位于第一L液位目标值L1时，所有菜单允许清洗的清洗腔室的数量Xi'按下式(II)计算，
Xi'＝int[(L1－Lalarm(i))/(fi×ti)] (II)，
代入L1、Lalarm(i)、fi、ti，得到Xi'＝[18,9,12,3,8,1,1,5,4,4]，由于机台清洗腔室数量最大值k＝6，故修正Xi至Xi”＝[6,6,6,3,6,1,1,5,4,4]；
e)判断不等式|L0－L1|/L0是否小于阈值0.001，显然不成立，则记录当前Xi”＝[6,6,6,3,6,1,1,5,4,4]，并代入式(I)计算，得到L2＝19.642升，随后进行迭代计算，具体地，采用L1代替L0，L2代替L1进行判断，即判断|L1－L2|/L1是否小于阈值0.001，依次类推，直到出现小于不能清洗至少一个清洗腔室迭代结束。当计算至Xi＝int[(Ln－Lalarm(i))/(fi×ti)]＝ [14,6,9,2,5,0,0,3,2,2]，其中n＝2时，停止迭代，由Xi＝[14,6,9,2,5,0,0,3,2,2]可知X6＝1，X7＝1，因此，L6＝Lalarm(6)+f6×t6×X6＝20升，L7＝Lalarm(7)+f7×f7×f7＝21.75升，取两者较大值，并向上圆整至L液位＝22升，即在22 升处设置L液位传感器；
步骤(4)、收集当前任务信息，主要包括：当前使用菜单需要供应的流量 f当前＝1升/分钟、当前菜单下化学品需要供应的时间t当前＝60秒及当前菜单下清洗机台端能够清洗的清洗腔室的数量X当前＝6；
步骤(5)、判断CDS是否就绪，例如检查化学品温度、浓度等是否稳定就绪，此时CDS已经稳定，执行步骤(6)；
步骤(6)、机台正常清洗，清洗腔室内晶圆正常清洗完后，执行步骤(7)；
步骤(7)、判断L液位传感器是否触发，若没有被触发，执行步骤(6) 继续清洗，若L液位传感器触发，则执行步骤(8)；经判断，L液位传感器触发，执行步骤(8)；
步骤(8)、分别记录此时所有清洗腔室内晶圆制程剩余时间Tj，例如，此时Tj＝[0,0,13,32,40,54]秒(j＝1至6)，并将清洗腔室内晶圆正常清洗完成，机械手停止放入晶圆；
步骤(9)、判断更换化学品模式；当更换化学品模式被确定为常规模式时，执行步骤(10)；当更换化学品模式被确定为节能模式时，执行步骤(11)；
步骤(10)、储液容器排出化学品至空，并开始补充化学品，例如补充化学品至55升，补充化学品完成后执行步骤(5)，直至清洗任务完成；
步骤(11)、计算储液容器的当前液位La，具体地，
Figure BDA0002244451980000161
其中，L为L液位值，即L＝22升，βn为所有清洗腔室对应的安全系数，取βn＝1.08，f当前为当前菜单下需要供应化学品的流量，f当前＝1升/分钟，Tj＝[0,0,13,32,40,54]秒(j＝1至6)，X当前为当前菜单下清洗机台端能够清洗的清洗腔室的数量，X当前＝6，经计算，La＝19.5升；
步骤(12)、计算当前液位La下允许继续正常清洗的晶圆数量，其中，其中，
Figure BDA0002244451980000171
其中，β为安全系数，这里可取1.1，min[Lalarm(i)]为所有i个菜单不出现流量异常所对应的最低液位，此处为min[Lalarm(i)]＝11升，f当前为当前菜单下需要供应化学品的流量，此处为1 升/分钟，t当前为当前菜单下化学品需要供应的时间，此处为60秒；
步骤(13)、判断Z是否大于1，当Z大于1时，完成该Z片晶圆的清洗后执行步骤(14)。当Z小于或等于1时，直接执行步骤(14)。经判断，显然不等式Z＝7≥1成立，则继续放入7片晶圆并清洗完成后执行步骤(14)；
步骤(14)、判断当前化学品寿命LT寿命和更换化学品次数M是否满足以下关系式(III)，
Figure BDA0002244451980000172
由于储液容器内化学品已使用时间LT已使用＝450分钟，显然实际使用时间 LT实际远小于LT寿命(1440分钟)，且m＝0，M＝8，因此上述关系式(III)成立，则执行步骤(15)；
步骤(15)、储液容器排出化学品至LR液位(LR液位＝11升)，并开始补充化学品至例如55升，并令m＝m+1＝0+1＝1，即化学使用次数增加1 次，执行步骤(5)，继续清洗，直到清洗任务完成。
由上述示例可以看出，本发明实施例提供的处理液供应装置的控制方法及处理液供应装置，一方面，提供了一种新的工作模式——第一模式(节能模式)，在执行第一模式时，换液操作不再是将储液容器内剩余处理液全部排空，而是排出处理液至第一液位(LR液位)，在第一液位的基础上补充处理液，第一液位以下处理液的量被节约，同时节省了换液操作的时间，提高了半导体待处理件的湿法处理效率；另一方面，提供了第三液位(L液位)的确定方法，无需用户手动调节，综合考虑各菜单以及对应机台端的实际情况，设置更为合理；第三方面，在第三液位被触发后，不是直接执行换液操作，而是计算处理液能够供应处理所述半导体待处理件的数量，并利用这一部分可利用的处理液，进一步减小处理液的浪费。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种处理液供应装置的控制方法，所述处理液供应装置包括用于容纳对半导体待处理件进行湿法处理所需的处理液的储液容器，所述处理液供应装置用于将所述储液容器内的处理液供应至执行湿法处理的处理装置；其特征在于，所述方法包括：
确定所述处理液供应装置的工作模式；
相应于所述工作模式被确定为第一模式，判断所述储液容器内的处理液是否满足预设换液条件；若满足所述预设换液条件，则控制所述储液容器排出容纳的所述处理液；当所述处理液被排出至液面到达第一液位时，停止排出所述处理液并输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达第二液位；若不满足所述预设换液条件，则控制所述储液容器排出容纳的所述处理液；当所述处理液被排空时，输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达所述第二液位；其中，所述第一液位为所述处理液未被排空的液位；
控制所述储液容器向所述处理装置供应处理液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理装置包括至少一个处理单元，所述处理单元包括至少一个用于容纳并处理所述半导体待处理件的处理腔室；所述方法还包括确定所述第一液位的步骤，具体包括：
确定所述处理装置中各处理单元对应的供液液位阈值；所述供液液位阈值表征所述储液容器仅向所述处理装置中的一处理单元供应处理液时满足预设供液条件所需的最低液位；
从所述各处理单元对应的各供液液位阈值中确定最小值，将所述最小值确定为所述第一液位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述处理液供应装置的工作模式，包括：
当检测到所述处理液的液面到达第三液位时，确定所述处理液供应装置的工作模式；其中，所述第三液位高于所述第一液位且低于所述第二液位。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理装置包括至少一个处理单元，所述处理单元包括至少一个用于容纳并处理所述半导体待处理件的处理腔室；所述方法还包括确定所述第三液位的步骤，具体包括：
获得所述第三液位的当前值，将所述当前值确定为所述第三液位的比较值；
根据第三液位的目标值的确定条件，确定所述第三液位的第一目标值；
判断所述第一目标值与所述比较值之间的关系是否满足预设关系条件；
当满足所述预设关系条件时，将所述第一目标值确定为所述第三液位；
当不满足所述预设关系条件时，根据所述第一目标值以及所述目标值的确定条件，确定所述第三液位的第二目标值；采用所述第一目标值更新所述比较值，采用所述第二目标值更新所述第一目标值；
其中，
所述目标值的确定条件至少包括：所述处理装置中的各处理单元对应的处理腔室的数量，以及每个处理腔室所需处理液的供应量；
所述根据所述第一目标值以及所述目标值的确定条件，确定所述第二目标值，包括：根据所述第一目标值确定各处理单元对应的处理腔室的计算数量；所述计算数量表征当所述储液容器内的处理液的液位为所述第一目标值时对应的满足预设供液条件所能供应的各处理单元中处理腔室的数量；采用所述计算数量更新所述处理装置中的各处理单元对应的处理腔室的数量，根据所述目标值的确定条件，确定所述第二目标值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标值的确定条件还包括：所述处理装置中各处理单元对应的供液液位阈值，和/或所述处理单元在所述处理装置中供应处理液的权重；
其中，所述供液液位阈值表征所述储液容器仅向所述处理装置中的一处理单元供应处理液时满足预设供液条件所需的最低液位。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述储液容器内的处理液是否满足预设换液条件，包括判断所述储液容器内的处理液是否满足第一预设换液条件，具体包括：
确定所述储液容器内的处理液的液面的当前液位，根据所述当前液位确定所述处理液能够供应处理所述半导体待处理件的数量；当所述数量为0时，确定所述处理液满足所述第一预设换液条件。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述判断所述储液容器内的处理液是否满足预设换液条件，包括判断所述储液容器内的处理液是否满足第二预设换液条件，具体包括：
当所述储液容器内的处理液的当前使用时长未达到预设阈值时长，和/或所述工作模式被确定为第一模式的次数未达到预设阈值次数时，确定所述处理液满足所述第二预设换液条件。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
相应于所述工作模式被确定为第二模式，控制所述储液容器排出容纳的所述处理液；当所述处理液被排空时，输入待补充的处理液直至所述储液容器内处理液的液面到达所述第二液位。
9.一种处理液供应装置，所述处理液供应装置包括用于容纳对半导体待处理件进行湿法处理所需的处理液的储液容器，所述处理液供应装置用于将所述储液容器内的处理液供应至执行湿法处理的处理装置，其特征在于，所述处理液供应装置还包括控制单元，所述控制单元用于执行权利要求1～8中任意一项所述的方法中的步骤。
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