CN116651832A - 一种晶片稳定清洗控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶片稳定清洗控制方法，特别是晶片清洗过程中的补液方法，包括溶液浓度测量模块、溶液液面测量模块、控制模组、清洗槽、溶液槽、供应计量泵，使用浓度测量模块和液面测量模块精准分时测量溶液浓度和高度，测量结果反馈给控制模组，当化学液测量浓度或液面高度呈现较快下降趋势时，控制模组开启化学液供应计量泵，进行补液，与此同时，测量模块分时测量浓度并将测量数据反馈给控制模组，当测量值高于预先设定的浓度下限或液面下限且液面浓度保持在一定范围内稳定，补液停止。本发明通过实时监控液面浓度和高度数据，当数据呈现下降趋势时，开始补液，始终保持溶液浓度和高度在预设范围内，从而保证晶片清洗质量。
Description
技术领域
本发明属于晶片的加工技术领域，涉及晶片清洗工艺，特别涉及一种晶片稳定清洗控制方法。
背景技术
晶片是一种广泛使用的半导体材料，它在生产加工中其表面受到严重的污染，而抛光晶片的表面洁净度是产品最为关键的质量参数之一，即使存在亚微米级别微量污染也会导致后续电路器件加工失效。晶片经过化学机械镜面抛光后，表面上残留有被抛光晶片、抛光液、抛光蜡等带来的杂质颗粒、金属离子和有机污染物，必须经过湿法清洗去除晶片表面的污染物，才可以达到晶片超洁净度的要求。
槽式清洗机是一种在行业内普遍使用的晶片湿法清洗机台，它由若干个化学液清洗槽、纯水槽，以及干燥器组成。目前，行业内使用最多的清洗技术是RCA清洗技术，采用多个标准一号液（英文缩写SC-1）和标准二号液（英文缩写SC-2）对晶片表面进行清洗，分别去除表面颗粒和金属离子污染。其中，SC-1液是氨水、双氧水和纯水按照一定的比例配置而成的溶液，在50~70℃下对晶片清洗，达到去除颗粒的目的。此外，晶片清洗环节还会使用其他的混合清洗溶液对应特定的清洗环节。晶片清洗使用的是电子级化学品，价格昂贵，为了节省化学品的使用量，降低清洗成本，清洗溶液的使用时间通常达到几个小时，由于晶片与清洗液之间要发生化学反应，清洗液中的相关化学成份将被消耗，且溶液在高温下蒸发效应比较强，若不及时补充化学药液，保证溶液浓度将直影响晶片的清洗效
果。为了提高晶片清洗工艺的稳定性，在清洗一定次数后必须向清洗液中补充相
普通清洗机都采用人工添加方法进行补液，人工添加都存在补液量不准确的缺陷，补液精度人为因素影响很大。为了克服人工补液存在的缺陷，在先进的晶片清洗机中都设置了集中补液系统，所述集中补液系统由机械式补液泵定时向清洗槽中补充液体，在清洗设备运转过程中，根据单位时间内液清洗消耗的多少，确定相应流量的机械式补液泵，控制系统每隔预定时间间隔就向清洗槽中补一次液，这种补液系统虽然能实现对清洗槽的自动补液，但由于机械补液量的补液精度不高，且以清洗次数确定为补液间隔，这样清洗液的化学浓度波动性很大，晶片的清洗质量波动也比较大，要想进一步提高晶片的清洗质量，必须及时补液，减小清洗液化学浓度波动值。传统的补液只针对液体槽液面进行监控，最终得到的产品清洗效果不理想。通过研究发现，单纯地进行清洗液量的补充，无法达到精确控制的目的，而且在当检测到需要补液时，此时清洗槽的溶液浓度往往已经低于清洗工艺需要的溶液浓度，影响晶片清洗效果。因此本发明增加对清洗液浓度的监控，并以液面和浓度监控数据共同作为控制补液量的参数，在发现液面和浓度数据呈现下降趋势时，及时进行补液，确保溶液浓度保持稳定。
发明内容
为克服现有技术对化学品浓度控制粗略的问题，本发明设计并公开了一种晶片稳定清洗控制方法，具体地是一种能够精确控制晶片清洗设备化学液浓度的方
法。为了实现对化学品浓度的精确控制，使用浓度测量模块和液面测量模块精准分时测量溶液浓度和高度，测量结果反馈给控制模组，当化学液实际浓度或高度开始呈现下降趋势，控制模组开启化学液供应计量泵，进行补液，与此同时，测量模块分时测量浓度并将测量数据反馈给控制模组，当测量值高于预先设定的浓度下限或液面下限，补液停止，这样就能精准的动态控制溶液浓度，从而保证晶片清洗质量。
本发明所述的一种晶片稳定清洗控制方法，包括溶液浓度测量模块、溶液液面测量模块、控制模组、清洗槽、溶液槽、供应计量泵，其中所述方法包括如下步骤：
S1：浓度测量模块和液面测量模块分时测量清洗槽内溶液浓度C1、C2……Cm、Cn，液面高度H1、H2……Hm、Hn；
S2：分时测量结果反馈给控制模组，控制模组按照关系式△C=和△H=分析测量结果，其中C0、H0为预先设定值；
S3：当测量结果满足3%<△C<8%或3%<△H<5%时，控制模组开启化学液供应计量泵，进行补液；
S4：当测量结果满足△C<3%和△H<3%且Cn>C0、Hm>H0，控制模组关闭化学液供应计量泵，补液停止。
其中，S1所述的溶液为晶片清洗环节中可能会用到的所有溶液。
优选地，所述浓度或液面的设定值通过所述控制模组设定。
优选地，所述分时测量时间间隔通过所述控制模组设定。
优选地，所述供应计量值为可变数据，在所述控制模组中设定。
优选地，所述浓度范围为可变数据，在所述控制模组中设定。
优选地，所述控制模组为PLC控制器。
优选地，所述溶液槽、清洗槽可更换；
其中，不同的溶液槽、清洗槽匹配不同的化学液。
优选地，所述溶液槽中储存有备用化学液；
其中，所述化学液为晶片清洗环节中可能会用到的所有溶液。
附图说明
图1为本发明所述控制模组的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图和实施例对本发明的实施作详细说明，以下实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种晶片稳定清洗控制方法，包括溶液浓度测量模块、溶液液面测量模块、控制模组、溶液槽、供应计量泵，其中所述方法包括如下步骤：
步骤一，浓度测量模块和液面测量模块分时测量清洗槽内溶液浓度C1、C2……Cm、Cn，液面高度H1、H2……Hm、Hn；
步骤二，分时测量结果反馈给控制模组，控制模组按照关系式△C=和△H=分析测量结果，其中C0、H0为预先设定值；
具体而言，分时测量间隔、浓度、液面、供应量设定值在控制模组中设置，可根据不同的化学液设置不同的参数；
步骤三，当测量结果满足3%<△C<8%或3%<△H<5%时，控制模组开启化学液供应计量泵，进行补液；
具体而言，当测量结果满足3%<△C<8%或3%<△H<5%时，此时溶液浓度和液面高度测量参数呈现下降趋势，说明清洗槽内的化学液开始被大量消耗，为确保清洗质量，需要进行补液，此时供应计量泵开始工作。此外，设定3%的初始值是因为清洗槽内化学液浓度是在时刻变化的，分时测量的结果存在一定的误差，设定3%就是为了减少误差带来的影响；设定8%的初始值是因为晶片清洗过程是动态的，时刻在消耗化学液，而且设定值不能太高，以免出现晶片在清洗过程中实际浓度低于工艺要求的情况。供应计量泵开始工作后，按照设定剂量值补充化学溶液，维持清洗槽内的化学液浓度，确保晶片清洗效果，而不会出现化学溶液消耗太快，不能及时补充，导致清洗槽内实际化学溶液低于工艺要求，影响晶片清洗质量；
步骤四，当测量结果满足△C<3%和△H<3%且Cn>C0、Hm>H0，控制模组关闭化学液供应计量泵，补液停止。
具体而言，本发明所述溶液浓度测量模块和溶液液面测量模块与控制模块是
处于动态状态，也就是说，测量模块分时测量溶液数据，控制模块实时分析数据，当分析结果满足△C<3%和△H<3%时，说明清洗槽内化学液浓度及高度在正常范围了，符合工艺要求，补液停止。此外供应计量泵根据控制模块指令开始或停止供应。
本发明所述的溶液浓度测量模块可以测量不同性质的化学液浓度，如碱性溶液、酸性溶液等。
本发明所述的清洗槽和溶液槽均可更换以匹配不同性质的化学溶液。
本发明所述的化学溶液可为不同性质的化学溶液，以匹配清洗工艺中不同的
清洗环节对化学溶液的需要。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种晶片稳定清洗控制方法，其特征在于，包括溶液浓度测量模块、溶液液面测量模块、控制模组、清洗槽、溶液槽、供应计量泵，其中所述方法包括如下步骤：
S1：浓度测量模块和液面测量模块分时测量清洗槽内溶液浓度C1、C2……Cm、Cn，液面高度H1、H2……Hm、Hn；
S2：分时测量结果反馈给控制模组，控制模组按照关系式△C=和△H=/>分析测量结果，其中C0、H0为预先设定值；
S3：当测量结果满足3%<△C<8%或3%<△H<5%时，控制模组开启化学液供应计量泵，进行补液；
S4：当测量结果满足△C<3%和△H<3%且Cn>C0、Hm>H0，控制模组关闭化学液供应计量泵，补液停止。
2.根据权利要求1所述的补液方法，其特征在于：所述浓度或液面的设定值通过所述控制模组设定。
3.根据权利要求1所述的补液方法，其特征在于：所述分时测量时间间隔通过所述控制模组设定。
4.根据权利要求1所述的化学液补充计量，其特征在于：所述供应计量值为可变数据，在所述控制模组中设定。
5.根据权利要求2所述的补液方法，其特征在于：所述控制模组为PLC控制器。
6.根据权利要求1所述的补液方法，其特征在于：所述溶液槽、清洗槽中可更换。
7.根据权利要求1所述的清洗槽，其特征在于：所述清洗槽中含有化学液。
8.根据权利要求1所述的溶液槽，其特征在于：所述溶液槽中储存有备用化学液。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117711986A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-03-15 | 广东凯迪微智能装备有限公司 | Rca槽式清洗设备药液浓度自动补偿系统及补偿方法 |
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2022
- 2022-02-17 CN CN202210145158.2A patent/CN116651832A/zh active Pending
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