CN112513518A - 化学溶液的颗粒监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供化学溶液的颗粒监测装置，包括：化学溶液供给装置，用于收容化学溶液，根据控制部的作业开始信号供给上述化学溶液；第一供给流路，与上述化学溶液供给装置相连接，用于供给上述化学溶液；过滤器，与上述第一供给流路相连接，用于净化上述化学溶液；分支流路及主流路，从上述过滤器分支而出；排液阀，与上述分支流路相连接，用于开闭上述分支流路；颗粒监测器，与上述主流路相连接，用于监测上述化学溶液的颗粒量；以及分配器部，从上述颗粒监测器接收上述化学溶液，来向作业对象物供给上述化学溶液，上述颗粒监测器与分配器部通过第二供给流路相连接，在上述第二供给流路设置控制阀，上述控制阀用于对从上述颗粒监测器供给到分配器部的上述化学溶液的供给进行控制。

Description

化学溶液的颗粒监测装置及方法
技术领域
本发明涉及用于半导体工艺等的化学溶液的颗粒监测装置及方法，更详细地，涉及如下的装置及方法，即，实时确认供给到晶片等的作业对象物的化学溶液的颗粒含量，在上述化学溶液的颗粒含量大于基准值的情况下，可通过排出该化学溶液来防止晶片等作业对象物被包含颗粒的化学溶液污染。
背景技术
通常，光刻工艺(photolithography)被用作用于在半导体制造用晶片(wafer)上形成电路图案的方法。上述光刻工序通过如下方法形成电路，即，在半导体晶片上薄薄地涂敷具有感光特性的光刻胶(Photoresist，PR)之后，放置所需掩膜图案并照射光来以拍摄照片般的方式形成电路。
这种光刻工艺大致包括：涂敷工序(PR coating)，通过在晶片上涂敷光刻胶来形成光刻胶层；曝光工序(exposure)，通过形成电路图案的掩膜，在涂敷于晶片的光刻胶层照射光来使电路图案显影；以及蚀刻工序(etching)，通过干式方法或湿式方法去除光刻胶图案，以在半导体晶片上形成所需图案。
另一方面，在上述涂敷工序中，感光液或显影液将会涂敷到半导体制造用晶片上，而在上述感光液或显影液等中存在颗粒的情况下，有可能导致损伤整个晶片。
因此，在现有技术中，通过过滤器来去除化学溶液的颗粒，但是即便如此，也会频繁地发生因未去除的颗粒而导致整个晶片不能使用的问题。
另一方面，除了半导体制造工艺之外，薄膜晶体管液晶显示器(Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display，TFTLCD)制造工艺也会利用涂敷光刻胶的光刻工艺，与上述半导体制造工艺相比，其差别仅在于被涂敷体(即，被涂敷化学溶液的物体)为玻璃而不是晶片，光刻工艺实质上相同。因此，薄膜晶体管液晶显示器制造工艺中也存在相同或类似的由混合于上述化学溶液的颗粒引起的问题，这在包括涂敷感光性油墨的工序的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)制造工艺及发光二极管(light emitting diode，LED)制造工艺等也一样。
据此，急需开发如下系统，即，在涂敷感光液、显影液、感光油墨、玻璃树脂及聚酰亚胺(polyimide)等的化学溶液的工序中监测化学溶液的颗粒，达到可在防止由包含颗粒的化学溶液引起的晶片损伤的同时连续执行工序。
发明内容
技术问题
本发明用于解决如上所述的现有问题，其目的在于，提供用于半导体等的加工装置的化学溶液的颗粒监测装置及方法。
本发明的目的并不局限于此，本领域技术人员可从以下记载中清楚地理解未提及的其他目的。
解决问题的方案
本发明一实施例的化学溶液的颗粒监测装置包括：化学溶液供给装置，用于收容化学溶液，根据控制部的作业开始信号供给上述化学溶液；第一供给流路，与上述化学溶液供给装置相连接，用于供给上述化学溶液；过滤器，与上述第一供给流路相连接，用于净化上述化学溶液；分支流路及主流路，从上述过滤器分支而出；排液阀，与上述分支流路相连接，用于开闭上述分支流路；颗粒监测器，与上述主流路相连接，用于监测上述化学溶液的颗粒量；以及分配器部，从上述颗粒监测器接收上述化学溶液，来向作业对象物供给上述化学溶液，上述颗粒监测器与分配器部通过第二供给流路相连接，在上述第二供给流路设置控制阀，上述控制阀用于对从上述颗粒监测器供给到分配器部的上述化学溶液的供给进行控制。
上述控制阀可阻隔或允许从上述颗粒监测器供给到分配器部的化学溶液的供给。
例如，在开放上述排液阀的情况下，上述控制阀呈关闭状态，在上述排液阀呈关闭状态的情况下，上述控制阀可保持开放的状态。
上述分配器部可在起始位置与工作位置之间选择性地移动，上述起始位置为通过位于作业对象物的一侧来不向上述作业对象物供给上述化学溶液的位置，上述工作位置为通过位于上述作业对象物的上部来向上述作业对象物供给化学溶液的位置。
另一方面，在上述颗粒监测器的测量值为预设基准值以上的情况下，可开放上述排液阀，关闭上述控制阀。
并且，在规定时间内通过开放的上述排液阀向外部排出上述化学溶液之后，关闭上述排液阀，开放上述控制阀，上述分配器部向起始位置移动，供给到上述分配器部的上述化学溶液可在规定时间内被排出。
在通过上述分配器部排出上述化学溶液的期间，在上述颗粒监测器的测量值为基准值以下的情况下，可使上述分配器部移动到上述工作位置。
本发明一实施例的化学溶液的颗粒监测方法为利用上述颗粒监测装置的化学溶液的颗粒监测方法，包括：第一步骤，关闭排液阀，以开放控制阀的状态向上述化学溶液供给装置供给化学溶液；第二步骤，比较上述颗粒监测器测量的测量值与预设基准值；第三步骤，在上述测量值大于基准值的情况下，开放排液阀，关闭控制阀，将上述分配器部移动到起始位置；第四步骤，在规定时间内通过上述排液阀排出化学溶液；第五步骤，在经过上述规定时间之后，关闭上述排液阀，开放上述控制阀；第六步骤，将上述分配器部保持在起始位置；第七步骤，在规定时间内通过上述分配器部排出上述化学溶液；以及第八步骤，在执行上述第七步骤的期间，在上述颗粒监测器的测量值保持在基准值以下的情况下，通过将上述分配器部移动到工作位置来执行工序，在上述第七步骤或上述第八步骤中，若上述颗粒监测器的测量值大于基准值，则可从第一步骤开始重新依次执行每一步骤。
发明的效果
本发明的化学溶液的颗粒监测装置及方法具有如下效果。
第一，防止由包含于化学溶液的颗粒引起的晶片损伤。
在加工晶片之前，本发明的化学溶液的颗粒监测装置监测化学溶液内部的颗粒，可在异常的情况下，通过在规定时间内排出该化学溶液来从根本上预防由被污染的化学溶液引起的晶片损伤。
第二，可无中断地迅速执行工序。
本发明的化学溶液的颗粒监测装置及方法具有如下的优点，即，可实时监测化学溶液，在化学溶液中混合有颗粒的情况下，将其排出，在化学溶液无异常的情况下，重新执行正常工序，因此，即使没有作业人员的介入，也可自动排出被污染的化学溶液并连续执行工序。
如上所述，本发明具有如下的效果，即，通过实时监测混合于化学溶液的颗粒来防止由颗粒引起的晶片损伤并可无中断地连续执行工序。
本发明的效果并不局限于如上所述的效果，本领域技术人员可从发明要求保护范围的记载清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1为示出现有的化学溶液供给装置的框图。
图2为示出本发明的化学溶液供给装置的框图。
图3为示出本发明的化学溶液供给方法的流程图。
具体实施方式
将参照附图说明实施例。在说明本实施例的过程中，对于相同的结构使用相同的名称及相同的附图标记，将省略对此的附加说明。
并且，在说明本发明的实施例的过程中，应明确，只是对具有相同功能的结构要素使用相同的名称及相同的附图标记，实际上与现有的结构要素并不完全相同。
并且，在本发明的实施例中所使用的术语仅用于说明特定的实施例，而并非用于限定本发明。只要在文脉上并未明确指出，单数的表达包括复数的表达。
并且，在本发明的实施例中，应理解为“包括”或“具有”等术语用于指定在说明书上所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或这些的组合的存在，而并非意味着预先排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或这些的组合的存在或附加可能性。
通过图1具体观察现有的利用化学溶液的晶片处理工艺顺序。
首先，控制部(未图示)向化学溶液供给装置10发送化学溶液的供给信号。可在化学溶液供给装置10设置用于供给化学溶液的泵，或可在与供给装置相连接的流路设置泵。
在通过上述供给装置开始供给化学溶液的同时，控制部将作业喷嘴40从起始位置移动到工作位置。
上述起始位置为通过使喷嘴位于晶片一侧来不向晶片传递化学溶液的状态，工作位置为可通过使喷嘴位于晶片上端来向晶片供给化学溶液的位置。
接着，通过作业喷嘴40向晶片上端供给化学溶液来执行晶片处理作业。
从上述晶片上部供给的一部分溶液聚集在腔体60，上述腔体60与排液流路相连接，通过流路排出聚集在上述腔体60的溶液。
以下，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。
如图2所示，本发明的化学溶液的颗粒监测装置包括化学溶液供给装置100、颗粒监测器300及分配器部400。在本实施例中，可将作业喷嘴400用作上述分配器部400，以下，以将作业喷嘴400用作分配器部400来进行说明。但是，考虑到化学溶液的特性，分配器部400的具体实施方式可以改变。
另一方面，在用于连接上述化学溶液供给装置100与颗粒监测器300的第一供给流路110设置过滤器200，上述第一供给流路110从上述过滤器200分支出分支流路120及主流路130，上述分支流路120与排液阀250相连接。
并且，上述颗粒监测器300通过第二供给流路140来与作业喷嘴400相连接，在上述第二供给流路140设置用于可开闭上述第二供给流路140的控制阀350。
上述作业喷嘴400通过向晶片上供给化学溶液来执行显影等的半导体处理工艺，在初始状态下，上述作业喷嘴400位于晶片一侧的起始位置，接着，当执行工序时，向晶片上部移动并移动到可向晶片供给化学溶液的工作位置。
利用图3具体观察利用本发明的化学溶液的颗粒监测装置的化学溶液的颗粒监测方法。
首先，在执行作业的同时通过控制部(未图示)向化学溶液供给装置100传递作业开始信号，据此，从上述化学溶液供给装置100向第一供给流路110供给化学溶液。
上述化学溶液供给装置100可通过在内部设置加压泵来以对上述化学溶液施加压力的方式进行排出，或可通过在上述第一供给流路110设置加压泵来以在化学溶液供给装置100对化学溶液施加压力的方式向上述第一供给流路110进行供给。
在作业初始状态下，排液阀250呈关闭状态，控制阀350呈开放状态。因此，上述化学溶液通过上述第一供给流路110并经过过滤器200被供给到颗粒监测器300。
接着，上述化学溶液经过上述颗粒监测器300并经过保持开放状态的控制阀350来传递到作业喷嘴400。
上述作业喷嘴400通过基于供给上述化学溶液而开始晶片处理工艺的控制部的控制信号来从初始的起始位置移动到晶片上部的分配位置，上述作业喷嘴400通过在晶片上部供给化学溶液来执行作业。
在此过程中，上述颗粒监测器300持续监测经过主流路130供给到控制阀350的化学溶液的颗粒并将其值实时存储到服务器700。
控制部检查上述监测值是否达到预设值以下，在达到预设值以下的情况下继续进行作业。
若上述颗粒监测器300的监测值大于预设基准值，则上述控制部关闭控制阀350，同时将作业喷嘴400移动到起始位置。
并且，开放排液阀250并通过分支流路120向外部排出从上述化学供给装置100通过第一供给流路110供给的溶液。
在规定时间内通过排液阀250排出化学溶液之后，重新关闭排液阀250，同时开放控制阀350，使上述化学溶液经过颗粒监测器300供给到作业喷嘴400。
在此情况下，由于在上述颗粒监测器300与排液阀250之间残留有包含颗粒的化学溶液的可能性很高，因此，在开放控制阀350的同时使作业喷嘴400保持在起始位置，以在规定时间内向腔体600排出化学溶液。
从上述作业喷嘴400排出的化学溶液将聚集在腔体600，通过与上述腔体600相连接的排液流路向外部排出聚集在上述腔体的化学溶液。
如上所述，在规定时间内向腔体600排出化学溶液的过程中，若颗粒监测器300的颗粒监测信号保持在基准值以下，则使作业喷嘴400移动到工作位置来执行工序。
仅，若在上述排出过程中颗粒监测器300的监测信号再次大于基准值，则重新关闭控制阀350，开放排液阀250，在规定时间内重新排出化学溶液。
接着，与上述过程相同，在规定时间内通过排液阀250排出化学溶液之后，重新关闭排液阀250，同时开放控制阀350，使上述化学溶液经过颗粒监测器300供给到作业喷嘴400。
在继续执行作业工序期间，若颗粒监测器300的监测信号检测为基准值以上，则从头开始重新执行如上所述的颗粒溶液排出过程。
另一方面，上述颗粒监测器300将利用激光散射方式，通过向溶液透射激光并计算被散射的光的大小及数量来监测颗粒的量。
并且，基于上述颗粒监测器300的监测信号持续传递并存储到服务器700，控制部通过确认传递到上述服务器700的监测信号来执行排出上述化学溶液的过程，优选地，上述颗粒监测器300通过蓝牙与服务器700相连接。
另一方面，上述服务器700通过高速信息服务(HSMS)通信与另一主服务器800相连接，上述主服务器800被配置为可由作业人员变更上述服务器700的参数。
上述参数包括由颗粒监测器300判断化学溶液是否被污染所需的基准值，经排液阀250的排液时间，开放控制阀350后的排液时间。
上述参数可由使用人员根据用于工序的化学溶液的种类等来进行变更。
如上所述，本发明的化学溶液的颗粒监测装置及方法实时监测包含于上述化学溶液的颗粒量，在上述颗粒量为基准值以上的情况下，通过排出化学溶液来防止晶片的污染。本发明所属技术领域的技术人员可理解能够在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下以其他具体的实施方式来实现本发明。
因此，应理解，上述实施例在所有方面都是例示性的而不是限制性的。应被解释为，本发明的范围由发明要求保护范围表示，而不是详细说明，从发明要求保护范围的含义、范围及等效概念导出的所有改变或变形的实施方式都包括在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种化学溶液的颗粒监测装置，其特征在于，
包括：
化学溶液供给装置，用于收容化学溶液，根据控制部的作业开始信号供给上述化学溶液；
第一供给流路，与上述化学溶液供给装置相连接，用于供给上述化学溶液；
过滤器，与上述第一供给流路相连接，用于净化上述化学溶液；
分支流路及主流路，从上述过滤器分支而出；
排液阀，与上述分支流路相连接，用于开闭上述分支流路；
颗粒监测器，与上述主流路相连接，用于监测上述化学溶液的颗粒量；以及
分配器部，从上述颗粒监测器接收上述化学溶液，来向作业对象物供给上述化学溶液，
上述颗粒监测器与分配器部通过第二供给流路相连接，
在上述第二供给流路设置控制阀，上述控制阀用于对从上述颗粒监测器供给到分配器部的上述化学溶液的供给进行控制。
2.根据权利要求1所述的化学溶液的颗粒监测装置，其特征在于，上述控制阀被配置为阻隔或允许从上述颗粒监测器供给到分配器部的化学溶液的供给。
3.根据权利要求1所述的化学溶液的颗粒监测装置，其特征在于，
在开放上述排液阀的情况下，上述控制阀呈关闭状态，
在上述排液阀呈关闭状态的情况下，上述控制阀保持开放的状态。
4.根据权利要求1所述的化学溶液的颗粒监测装置，其特征在于，上述分配器部被配置为能够在起始位置与工作位置之间选择性地移动，上述起始位置为通过位于作业对象物的一侧来不向上述作业对象物供给上述化学溶液的位置，上述工作位置为通过位于上述作业对象物的上部来向上述作业对象物供给化学溶液的位置。
5.根据权利要求4所述的化学溶液的颗粒监测装置，其特征在于，在上述颗粒监测器的测量值为预设基准值以上的情况下，开放上述排液阀，关闭上述控制阀。
6.根据权利要求5所述的化学溶液的颗粒监测装置，其特征在于，在规定时间内通过开放的上述排液阀向外部排出上述化学溶液之后，关闭上述排液阀，开放上述控制阀，上述分配器部向起始位置移动，供给到上述分配器部的上述化学溶液在规定时间内被排出。
7.根据权利要求6所述的化学溶液的颗粒监测装置，其特征在于，在通过上述分配器部排出上述化学溶液的期间，在上述颗粒监测器的测量值为基准值以下的情况下，使上述分配器部移动到上述工作位置。
8.一种化学溶液的颗粒监测方法，利用权利要求1所述的颗粒监测装置执行，其特征在于，
包括：
第一步骤，关闭排液阀，以开放控制阀的状态向上述化学溶液供给装置供给化学溶液；
第二步骤，比较上述颗粒监测器测量的测量值与预设基准值；
第三步骤，在上述测量值大于基准值的情况下，开放排液阀，关闭控制阀，将上述分配器部移动到起始位置；
第四步骤，在规定时间内通过上述排液阀排出化学溶液；
第五步骤，在经过上述规定时间之后，关闭上述排液阀，开放上述控制阀；
第六步骤，将上述分配器部保持在起始位置；
第七步骤，在规定时间内通过上述分配器部排出上述化学溶液；以及
第八步骤，在执行上述第七步骤的期间，在上述颗粒监测器的测量值保持在基准值以下的情况下，通过将上述分配器部移动到工作位置来执行工序，
在上述第七步骤或上述第八步骤中，若上述颗粒监测器的测量值大于基准值，则从第一步骤开始重新依次执行每一步骤。
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