CN114023670A - 一种晶圆清洗液加热装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种晶圆清洗液加热装置和方法，首先通过第一加热罐稳定加热初始温度，保证初始温度的统一，之后通过第二加热罐中的定频加热器进行定频到设定温度下，而后再通过变频加热器进行终温控制。定频加热器价格便宜，且功率高，升温速度快，但是终温控制不准，变频加热器由于可以随时变化加热功率，因此温度控制更为精确，适合做最终段温度的控制。

Description

一种晶圆清洗液加热装置及方法
技术领域
本申请属于晶圆清洗设备技术领域，尤其是涉及一种晶圆清洗液加热装置及方法。
背景技术
晶圆在被加工成形及抛光处理的过程中，由于会与各种有机物、粒子及金属接触而被污染，如需要去除光刻胶、去除腐蚀剂、去除颗粒物，因此需要通过晶圆清洗来清除污染物。作为晶圆制造过程中的一个重要工艺步骤，通常有酸/碱清洗，清水清洗。晶圆清洗过程中，为了提高清洗效果，某些清洗液需要使用具有一定温度的清洗液。因此，需要一种能够对清洗液温度做稳定供应的装置和方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种晶圆清洗液加热装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种晶圆清洗液加热装置，包括：
第一加热罐，内部设置有第一变频加热器和第一温度传感器，第一温度传感器用于监控第一加热储液罐内的清洗液的温度；
第二加热罐，与第一加热罐连接，内部设置至少一个定频加热器与第二变频加热器，及第二温度传感器，第二温度传感器用于监控第二加热储液罐内的清洗液的温度；
控制器，用于根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度，控制定频加热器、第一变频加热器及第二变频加热器的工作时间；
所述定频加热器的加热功率是清洗液升温到所需温度T，单位开尔文K；加热储液罐的容积为V，单位立方米m3；清洗液比热容c，单位焦耳每千克开尔文；清洗液密度ρ，千克每立方米Kg/m3；
清洗液从T0升高到T温度的能力为(T-T0)Vcρ；
根据清洗液消耗速度以及清洗间隔，得到热功率为(T-T0)Vcρ/t，其中t为时间；
其中，定频加热器的加热功率是k(T-T0)Vρc/t，变频加热器的加热功率为(1.10-k)(T-T0)Vρc/t，k为系数；
在清洗工作间隔时间内进行加热步骤如下：
S1：第一变频加热器将第一加热罐内的清洗液温度加热到初始温度T0，并由控制器根据第一温度传感器的温度将第一加热罐内的清洗液温度控制在T0±5K内；
S2：将第一加热罐的清洗液输送到第二加热罐内，第二加热罐的定频加热器工作，将清洗液的温度升温至T1，T1小于T0；
S3：使用第二变频加热器将第一加热罐的清洗液加热并维持在T温度下。
优选地，本发明的晶圆清洗液加热装置，S1步骤中，若第二加热罐内具有剩余清洗液，则将第二加热罐的剩余清洗液输送到第一加热罐内与新的清洗液混合。
优选地，本发明的晶圆清洗液加热装置，T0-T1＝5K到10K。
优选地，本发明的晶圆清洗液加热装置，系数k为80％-90％。
优选地，本发明的晶圆清洗液加热装置，T0为298-303K。
本发明还提供一种晶圆清洗液加热方法，
在清洗工作间隔时间内进行，加热方法步骤如下：
S1：第一变频加热器将第一加热罐内的清洗液温度加热到初始温度T0，并由控制器根据第一温度传感器的温度将第一加热罐内的清洗液温度控制在T0±5K内；
S2：将第一加热罐的清洗液输送到第二加热罐内，第二加热罐的定频加热器工作，将清洗液的温度升温至T1，T1小于T0；
S3：使用第二变频加热器将第一加热罐的清洗液加热并维持在T温度下；
使用的晶圆清洗液加热装置，包括：
第一加热罐，内部设置有第一变频加热器和第一温度传感器，第一温度传感器用于监控第一加热储液罐内的清洗液的温度；
第二加热罐，与第一加热罐连接，内部设置至少一个定频加热器与第二变频加热器，及第二温度传感器，第二温度传感器用于监控第二加热储液罐内的清洗液的温度；
控制器，用于根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度，控制定频加热器、第一变频加热器及第二变频加热器的工作时间；
所述定频加热器的加热功率是清洗液升温到所需温度T，单位开尔文K；加热储液罐的容积为V，单位立方米m3；清洗液比热容c，单位焦耳每千克开尔文；清洗液密度ρ，千克每立方米Kg/m3；
清洗液从T0升高到T温度的能力为(T-T0)Vcρ；
根据清洗液消耗速度以及清洗间隔，得到热功率为(T-T0)Vcρ/t，其中t为时间；
其中，定频加热器的加热功率是k(T-T0)Vρc/t，变频加热器的加热功率为(1.10-k)(T-T0)Vρc/t，k为系数。
优选地，本发明的晶圆清洗液加热方法，S1步骤中，若第二加热罐内具有剩余清洗液，则将第二加热罐的剩余清洗液输送到第一加热罐内与新的清洗液混合。
优选地，本发明的晶圆清洗液加热方法，T0-T1＝5K到10K。
优选地，本发明的晶圆清洗液加热方法，系数k为80％-90％。
优选地，本发明的晶圆清洗液加热方法，T0为298-303K。
本发明的有益效果是：
本申请的晶圆清洗液加热装置和方法，首先通过第一加热罐稳定加热初始温度，保证初始温度的统一，之后通过第二加热罐中的定频加热器进行定频到设定温度下，而后再通过变频加热器进行终温控制。定频加热器价格便宜，且功率高，升温速度快，但是终温控制不准，变频加热器由于可以随时变化加热功率，因此温度控制更为精确，适合做最终段温度的控制。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供一种晶圆清洗液加热装置，包括：
第一加热罐，内部设置有第一变频加热器和第一温度传感器，第一温度传感器用于监控第一加热储液罐内的清洗液的温度；
第二加热罐，内部设置至少一个定频加热器与第二变频加热器，及第二温度传感器，第二温度传感器用于监控第二加热储液罐内的清洗液的温度；
控制器，用于根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度，控制定频加热器、第一变频加热器及第二变频加热器的工作时间；
所述定频加热器的加热功率是清洗液升温到所需温度T(单位开尔文K)，加热储液罐的容积为V(单位立方米m3)，清洗液比热容c(单位焦耳每千克开尔文，J/(Kg·K))，清洗液密度ρ(千克每立方米Kg/m3)；
清洗液从T0升高到T温度的能力为(T-T0)Vcρ；
根据清洗液消耗速度以及清洗间隔(至少应当在清洗间隔内需要将清洗液加热到所需温度T)，得到热功率为(T-T0)Vcρ/t，其中t为时间；
其中，定频加热器的加热功率是k(T-T0)Vρc/t，变频加热器的加热功率为(1.10-k)(T-T0)Vρc/t，k为系数，设定为80％-90％；定频加热器只能在额定功率下工作，变频加热器可以改变加热功率；
在清洗工作间隔时间内进行加热步骤如下：
S1：第一变频加热器将第一加热罐内的清洗液温度加热到初始温度T0，并由控制器根据第一温度传感器的温度将第一加热罐内的清洗液温度控制在T0±5K内；
S2：将第一加热罐的清洗液输送到第二加热罐内，第二加热罐的定频加热器工作，将清洗液的温度升温至T1，T1小于T0；T0一般设为298-303K，也即25-30℃。
S3：使用第二变频加热器将第一加热罐的清洗液加热并维持在T温度下。
实施例2
本实施例提供一种晶圆清洗液加热方法，
在清洗工作间隔时间内进行，加热方法步骤如下：
S1：第一变频加热器将第一加热罐内的清洗液温度加热到初始温度T0，并由控制器根据第一温度传感器的温度将第一加热罐内的清洗液温度控制在T0±5K内；
S2：将第一加热罐的清洗液输送到第二加热罐内，第二加热罐的定频加热器工作，将清洗液的温度升温至T1，T1小于T0；
S3：使用第二变频加热器将第一加热罐的清洗液加热并维持在T温度下；
使用的晶圆清洗液加热装置，包括：
第一加热罐，内部设置有第一变频加热器和第一温度传感器，第一温度传感器用于监控第一加热储液罐内的清洗液的温度；
第二加热罐，与第一加热罐连接，内部设置至少一个定频加热器与第二变频加热器，及第二温度传感器，第二温度传感器用于监控第二加热储液罐内的清洗液的温度；
控制器，用于根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度，控制定频加热器、第一变频加热器及第二变频加热器的工作时间；
所述定频加热器的加热功率是清洗液升温到所需温度T，单位开尔文K；加热储液罐的容积为V，单位立方米m3；清洗液比热容c，单位焦耳每千克开尔文；清洗液密度ρ，千克每立方米Kg/m3；
清洗液从T0升高到T温度的能力为(T-T0)Vcρ；
根据清洗液消耗速度以及清洗间隔，得到热功率为(T-T0)Vcρ/t，其中t为时间；
其中，定频加热器的加热功率是k(T-T0)Vρc/t，变频加热器的加热功率为(1.10-k)(T-T0)Vρc/t，k为系数。
进一步地，S1步骤中，若第二加热罐内具有剩余清洗液，则将第二加热罐的剩余清洗液输送到第一加热罐内与新的清洗液混合。
进一步地，T0-T1＝5K到10K。T0一般设为298-303K，也即室温25-30℃。
进一步地，系数k为80％-90％。
本实施例的晶圆清洗液加热装置和方法，首先通过第一加热罐稳定加热初始温度，保证初始温度的统一，之后通过第二加热罐中的定频加热器进行定频到设定温度下，而后再通过变频加热器进行终温控制。定频加热器价格便宜，且功率高，升温速度快，但是终温控制不准，变频加热器由于可以随时变化加热功率，因此温度控制更为精确，适合做最终段温度的控制。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

Claims (10)

1.一种晶圆清洗液加热装置，其特征在于，包括：
第一加热罐，内部设置有第一变频加热器和第一温度传感器，第一温度传感器用于监控第一加热储液罐内的清洗液的温度；
第二加热罐，与第一加热罐连接，内部设置至少一个定频加热器与第二变频加热器，及第二温度传感器，第二温度传感器用于监控第二加热储液罐内的清洗液的温度；
控制器，用于根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度，控制定频加热器、第一变频加热器及第二变频加热器的工作时间；
所述定频加热器的加热功率是清洗液升温到所需温度T，单位开尔文K；加热储液罐的容积为V，单位立方米m3；清洗液比热容c，单位焦耳每千克开尔文；清洗液密度ρ，千克每立方米Kg/m3；
清洗液从T0升高到T温度的能力为(T-T0)Vcρ；
根据清洗液消耗速度以及清洗间隔，得到热功率为(T-T0)Vcρ/t，其中t为时间；
其中，定频加热器的加热功率是k(T-T0)Vρc/t，变频加热器的加热功率为(1.10-k)(T-T0)Vρc/t，k为系数；
在清洗工作间隔时间内进行加热步骤如下：
S1：第一变频加热器将第一加热罐内的清洗液温度加热到初始温度T0，并由控制器根据第一温度传感器的温度将第一加热罐内的清洗液温度控制在T0±5K内；
S2：将第一加热罐的清洗液输送到第二加热罐内，第二加热罐的定频加热器工作，将清洗液的温度升温至T1，T1小于T0；
S3：使用第二变频加热器将第一加热罐的清洗液加热并维持在T温度下。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗液加热装置，其特征在于，S1步骤中，若第二加热罐内具有剩余清洗液，则将第二加热罐的剩余清洗液输送到第一加热罐内与新的清洗液混合。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆清洗液加热装置，其特征在于，T0-T1＝5K到10K。
4.根据权利要求1或2所述的晶圆清洗液加热装置，其特征在于，系数k为80％-90％。
5.根据权利要求1或2所述的晶圆清洗液加热装置，其特征在于，T0为298-303K。
6.一种晶圆清洗液加热方法，其特征在于，
在清洗工作间隔时间内进行，加热方法步骤如下：
S1：第一变频加热器将第一加热罐内的清洗液温度加热到初始温度T0，并由控制器根据第一温度传感器的温度将第一加热罐内的清洗液温度控制在T0±5K内；
S2：将第一加热罐的清洗液输送到第二加热罐内，第二加热罐的定频加热器工作，将清洗液的温度升温至T1，T1小于T0；
S3：使用第二变频加热器将第一加热罐的清洗液加热并维持在T温度下；
使用的晶圆清洗液加热装置，包括：
第一加热罐，内部设置有第一变频加热器和第一温度传感器，第一温度传感器用于监控第一加热储液罐内的清洗液的温度；
第二加热罐，与第一加热罐连接，内部设置至少一个定频加热器与第二变频加热器，及第二温度传感器，第二温度传感器用于监控第二加热储液罐内的清洗液的温度；
控制器，用于根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度，控制定频加热器、第一变频加热器及第二变频加热器的工作时间；
所述定频加热器的加热功率是清洗液升温到所需温度T，单位开尔文K；加热储液罐的容积为V，单位立方米m3；清洗液比热容c，单位焦耳每千克开尔文；清洗液密度ρ，千克每立方米Kg/m3；
清洗液从T0升高到T温度的能力为(T-T0)Vcρ；
根据清洗液消耗速度以及清洗间隔，得到热功率为(T-T0)Vcρ/t，其中t为时间；
其中，定频加热器的加热功率是k(T-T0)Vρc/t，变频加热器的加热功率为(1.10-k)(T-T0)Vρc/t，k为系数。
7.根据权利要求6所述的晶圆清洗液加热方法，其特征在于，S1步骤中，若第二加热罐内具有剩余清洗液，则将第二加热罐的剩余清洗液输送到第一加热罐内与新的清洗液混合。
8.根据权利要求6或7所述的晶圆清洗液加热方法，其特征在于，T0-T1＝5K到10K。
9.根据权利要求6或7所述的晶圆清洗液加热方法，其特征在于，系数k为80％-90％。
10.根据权利要求6或7所述的晶圆清洗液加热方法，其特征在于，T0为298-303K。
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