CN114446841A

CN114446841A - 供酸装置及湿刻系统

Info

Publication number: CN114446841A
Application number: CN202210376482.5A
Authority: CN
Inventors: 欧志文; 唐斌; 林庆松; 朱红波; 张志敏
Original assignee: Guangzhou Yuexin Semiconductor Technology Co Ltd
Current assignee: Yuexin Semiconductor Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2022-04-12
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2042-04-12
Also published as: CN114446841B

Abstract

本发明提供一种供酸装置及湿刻系统，装置包括储酸容器、气体管路、阀组件、液位传感器和控制模块；储酸容器沿竖向设有第一液位区；气体管路伸入储酸容器内，并靠近储酸容器的侧壁；阀组件用于开启或者关停气体管路；液位传感器用于在检测到储酸容器的第一液位区存在液体时输出一次报警信号；控制模块用于记录报警信号的接收次数；当控制模块记录报警信号的接收次数小于或等于预设值时，使阀组件根据预设时长开启气体管路。如此，当第一液位区附着有酸液时，控制模块根据报警信号的次数驱使阀组件开启气体管路，使得氮气将附着在储酸容器的侧壁的酸液进行吹拂而下落，保证第一液位区不会附着酸液，进而解除液位传感器的报警信号，避免误报警。

Description

供酸装置及湿刻系统

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种供酸装置及湿刻系统。

背景技术

在湿法刻蚀系统中，由于DNS机台性能相对比较优良，且基本上能够满足14nm以上工艺需求，所以现在国内晶圆制造厂前段工艺基本都有用到DNS的机台，考虑到湿法刻蚀系统工艺中会用到不同的酸，为了满足工艺需求且提高机台的使用率，通常情况下都会配有一次性酸槽，一次性酸槽可以根据工艺需求跑不同的酸，另外，储酸容器主要作为一次性酸槽作业时存储酸的装置。当机台跑货时，厂务的酸先供给到储酸容器里面，当需要某种酸的时，从储酸容器里把酸供到一次性酸槽里进行跑货。

储酸容器里从下到上依次设有三个液位区，分别为Lower-level、Measurement-level以及Upper-level。当厂务的酸供给到储酸容器中，且液位仅达到中间的Measurement-level，厂务便会停止向储酸容器内供应酸；当液位低于中间的Measurement-level，厂务便会向储酸容器补酸。厂务在对储酸容器供给酸时，容易产生报警，具体而言，当液位达到最上面的Upper-level时，便会产生报警，实际地，液位可能并没有达到Upper-level，而是在Upper-level这个液位区附着了小部分酸，从而产生报警。一方面，这种错误的报警会导致正在跑货的产品立即停止跑货，尤其是在跑酸的工艺步骤中，晶圆会泡在酸中，虽然机台可对晶圆进行水洗，但是仍存在很大的风险。另一方面，这种错误的报警有可能会导致刻蚀的氧化层较少或较多，甚至氧化层不均匀，以及可能会产生硅杂质，进而导致产品报废。

产生上述错误报警的原因主要由以下两点：

1，当厂务供给过来的酸流量不稳定时，酸会打到储酸容器的底部并反弹飞溅，从而酸附着在储酸容器的侧壁，液位传感器侦测到Upper-level有液体从而会给VME系统反馈信号，VME系统进而反馈给机台主系统，机台主系统收到信号立即发生报警并停止正在进行跑货的产品。

2，通常地，Measurement-level和Upper-level离得比较近，储酸容器相当于一个存储酸的密闭容器，为保证机台进行跑货时储酸容器的酸够用，厂务供给过来的酸流量都比较大，那么密闭环境中的液体就会产生液体晃动，当晃动比较大时，液体便会晃到Upper-level并使得液位传感器产生报警。另外，目前解除上述错误报警的方式具体有两种：（1）操作人员用手敲拍储酸容器从而把附着在内壁的水珠拍落，使得液位传感器侦测不到Upper-level有液体；（2）将储酸容器静置一段时间使得水珠自然滑落，但时间较久。上述两种方法都不能及时地解除报警信号，会给产品带来很大的风险，甚至导致产品报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种供酸装置及湿刻系统，以解决储酸容器的液位误报警而导致产品跑货风险的问题。

为解决上述技术问题，基于本发明的一个方面，本发明提供一种供酸装置，其包括：

储酸容器，其沿竖向设有第一液位区；

气体管路，其伸入所述储酸容器内，并靠近所述储酸容器的侧壁；

阀组件，其用于开启或者关停所述气体管路；

液位传感器，其用于在检测到所述储酸容器的第一液位区存在液体时输出一次报警信号；

控制模块，其用于接收所述报警信号，并记录所述报警信号的接收次数；

所述供酸装置被配置为，当所述控制模块记录所述报警信号的接收次数小于或等于预设值时，使所述阀组件根据预设时长开启所述气体管路。

可选的，所述液位传感器在检测到所述储酸容器的第一液位区无液体时，所述控制模块复位清零所述报警信号的接收次数。

可选的，所述控制模块记录所述报警信号的接收次数大于所述预设值时，所述阀组件关停所述气体管路，且所述控制模块用于向外部的机台系统发送提示信号。

可选的，所述预设值为1。

可选的，所述控制模块包括VME总线模块。

可选的，所述液位传感器包括指示灯，所述报警信号包括根据所述指示灯的颜色形成的视觉信号。

可选的，所述阀组件包括设于所述气体管路上的阀门以及与所述阀门连接的电磁阀，所述电磁阀与所述控制模块连接。

可选的，所述储酸容器还设有第二液位区和第三液位区，所述第一液位区、所述第二液位区和所述第三液位区由上至下依次排列。

可选的，所述第一液位区与所述第二液位区之间的竖向距离小于所述第二液位区与所述第三液位区之间的竖向距离。

基于本发明的另一个方面，本发明还提供一种湿刻系统，其包括如上所述的供酸装置。

综上所述，在本发明提供的供酸装置及湿刻系统中，供酸装置包括储酸容器、气体管路、阀组件、液位传感器和控制模块；储酸容器沿竖向设有第一液位区；气体管路伸入所述储酸容器内，并靠近所述储酸容器的侧壁；阀组件用于开启或者关停所述气体管路；液位传感器用于在检测到所述储酸容器的第一液位区存在液体时输出一次报警信号；控制模块用于接收所述报警信号，并记录所述报警信号的接收次数；所述供酸装置被配置为，当所述控制模块记录所述报警信号的接收次数小于或等于预设值时，使所述阀组件根据预设时长开启所述气体管路。如上配置，当储酸容器的第一液位区附着有酸液时，液位传感器向控制模块传输依次报警信号，控制模块记录的报警信号的次数低于预设值时，驱使阀组件开启气体管路，使得气体管路中的氮气将附着在储酸容器的侧壁的酸液进行吹拂而下落，保证第一液位区不会附着酸液，进而解除液位传感器的报警信号，避免误报警，降低产品跑货风险。

附图说明

本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1是本发明一实施例的供酸装置的示意图。

附图中：

10-储酸容器；20-气体管路；30-电磁阀；40-阀门；50-液位传感器；60-控制模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明一实施例提供一种供酸装置及湿刻系统，以解决储酸容器的液位误报警而导致产品跑货风险的问题。

以下请参考附图对本实施例的供酸装置进行详细地描述。

图1是本发明一实施例的供酸装置的示意图。如图1所示，本实施例提供一种应用于湿刻系统的供酸装置，该供酸装置包括储酸容器10、气体管路20、阀组件、液位传感器50和控制模块60。

储酸容器10用于储存用于刻蚀晶圆的酸液（刻蚀液），外部厂务通过相应的管路向储酸容器10内供给酸液。储酸容器10沿竖向（重力方向）从上至下依次设有第一液位区、第二液位区和第三液位区，通常地，所述第一液位区与所述第二液位区之间的竖向距离小于所述第二液位区与所述第三液位区之间的竖向距离，即第二液位区更靠近第一液位区，实际地，储酸容器10内的酸液一般停留在第二液位区附近，不会超过第一液位区。每个液位区通常会相应配置一液位传感器50，检测酸液时是否达到当前所在的液位区。对于第一液位区，液位传感器50在检测到所述储酸容器10的第一液位区存在液体时输出一次报警信号，报警信号的比如可以是声音信号或者视觉信号，本实施例中，液位传感器50设有指示灯，所述报警信号为根据所述指示灯的颜色形成的视觉信号，例如指示灯是红色时，表示第一液位区存在酸液。本实施例中，第一液位区记作U-level，第二液位区记作M-level，第三液位区记作L-level。

气体管路20伸入到所述储酸容器10内，并靠近所述储酸容器10的侧壁，气体管路20中通入有氮气（N₂）。阀组件用于开启或者关停所述气体管路20，从而使得氮气通入到储酸容器10内，或者氮气被阻断。阀组件包括设于所述气体管路20上的阀门40以及与所述阀门40连接的电磁阀30，所述电磁阀30与所述控制模块60连接。控制模块60用于接收所述报警信号，并记录所述报警信号的接收次数，控制模块60比如可以是VME总线模块。

进一步地，当所述控制模块60记录所述报警信号的接收次数小于或等于预设值时，使所述阀组件根据预设时长开启所述气体管路20，比如将气体管路20开启10s，10s之后阀组件将关停气体管路20。具体而言，当液位传感器50首次侦测到第一液位区存在酸液，向控制模块60输送一次报警的电信号，控制模块60将报警信号的接收次数记录为1，此后控制模块60驱使阀组件开启气体管路20，向储酸容器10的侧壁吹拂预设时长的氮气，具体而言，控制模块60驱使电磁阀30打开，使得干净干燥的压缩空气（clean dry air，CDA）可以通过，然后去控制气体管路20开启，以使氮气通入到储酸容器10中。过一段时间后（比如过10s后），液位传感器50再次检测到第一液位区存在酸液，此时液位传感器50将再次发送报警信号，控制模块60记录的次数为2，若2仍然小于预设值，气体管路20将再次打开并向储酸容器10吹氮气。在控制模块60记录的次数小于或者等于预设值时，重复上述过程。如此，在储酸容器10的第一液位区侧壁附着有酸液时，本发明的装置可快速地对附着的酸液进行吹拂，保证第一液位区不会附着酸液，进而解除液位传感器50的报警信号，避免误报警，降低产品跑货风险。

此外，所述液位传感器50在检测到所述储酸容器10的第一液位区无液体时，所述控制模块60复位清零所述报警信号的接收次数，即记录的次数复位为0，当重新检测到第一液位区存在酸液时，控制模块60重新记录信号接收次数。

在实际运用场景中，发明人发现，若第一液位区的液体不是附着在储酸容器10的侧壁，而是储酸容器10内的酸液已经真正达到或者超过第一液位区，无论氮气吹拂多少时间，液位传感器50都将会产生报警信号，控制模块60也会相应的计数并开启气体管路20。基于此，本实施例还配置当所述控制模块60记录所述报警信号的接收次数大于所述预设值时，所述阀组件关停所述气体管路20，且所述控制模块60用于向外部的机台系统发送提示信号，值班工程师依据该提示信号完成后续相关工作，使得储酸容器10内的酸液降低到第一液位区下面，此时液位传感器50侦测到第一液位区无酸液，控制模块60记录的次数复位清零。

示例说明，预设值为1，电磁阀30和阀门40常态下为关闭状态，当液位传感器50侦测到第一液位区存在酸液时，液位传感器50红灯亮起，报警信号发送给控制模块60，控制模块60记录接收报警信号的次数为1次（控制模块60接受信号次数初始为0次），当控制模块60接收次数小于或者等于1时，控制模块60控制电磁阀30启动阀门40将气体管路20开启，氮气对着储酸容器10的内侧壁吹10秒，然后阀门40将气体管关停。10秒钟以后，液位传感器50再次检测第一液位区是否有酸液，如果没有，控制模块60记录的次数复位为0此，如果液位传感器50仍然侦测到第一液位区存在酸液，此时控制模块60记录的次数将累加1次变为2次，2大于1，控制模块60将不会再控制阀组件开启气体管路20，而是将气体管路20关停，并直接发送提示信号给机台系统报出警报，这样也可以避免当液位真正到达或超过第一液位时而错过报警。值班工程师根据提示信号处理完报警，将储酸容器10内的液位降低到第一液位区的下面，液位传感器50将不会发出报警信号，控制模块60记录的次数再次清零。

基于上述的供酸装置，本实施例还提供一种湿刻系统，其包括如上所述的供酸装置。可理解的，由于所述的湿刻系统包括所述的供酸装置，故所述的湿刻系统也具有所述供酸装置所带来的有益效果，本实施例对于湿刻系统的具体工作流程、原理以及其他相关结构部件不再展开说明，本领域技术人员可根据现有技术获悉。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种供酸装置，其特征在于，包括：

储酸容器，其沿竖向设有第一液位区；

阀组件，其用于开启或者关停所述气体管路；

2.根据权利要求1所述的供酸装置，其特征在于，所述液位传感器在检测到所述储酸容器的第一液位区无液体时，所述控制模块复位清零所述报警信号的接收次数。

3.根据权利要求2所述的供酸装置，其特征在于，所述控制模块记录所述报警信号的接收次数大于所述预设值时，所述阀组件关停所述气体管路，且所述控制模块用于向外部的机台系统发送提示信号。

4.根据权利要求1所述的供酸装置，其特征在于，所述预设值为1。

5.根据权利要求1所述的供酸装置，其特征在于，所述控制模块包括VME总线模块。

6.根据权利要求1所述的供酸装置，其特征在于，所述液位传感器包括指示灯，所述报警信号包括根据所述指示灯的颜色形成的视觉信号。

7.根据权利要求1所述的供酸装置，其特征在于，所述阀组件包括设于所述气体管路上的阀门以及与所述阀门连接的电磁阀，所述电磁阀与所述控制模块连接。

8.根据权利要求1所述的供酸装置，其特征在于，所述储酸容器还设有第二液位区和第三液位区，所述第一液位区、所述第二液位区和所述第三液位区由上至下依次排列。

9.根据权利要求8所述的供酸装置，其特征在于，所述第一液位区与所述第二液位区之间的竖向距离小于所述第二液位区与所述第三液位区之间的竖向距离。

10.一种湿刻系统，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的供酸装置。