給去離子水充碳酸氣的設備、系統和方法技術方案

提供了用于濕法清潔半導體器件的設備、系統和方法。具體說來，提供了可用來輸送含所需濃度ＣＯ↓［２］的去離子水的系統，以及用來產生含所需濃度ＣＯ↓［２］的去離子水的方法，所述系統和方法可用于濕法清潔半導體器件。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術總體上涉及在半導體器件的濕法清潔中所用的設備、系統和方法。具體地，本專利技術涉及輸送含所需濃度CO2的去離子水的系統，以及產生含所需濃度CO2的去離子水的方法，所述系統和方法用于半導體器件的濕法清潔。
技術介紹
諸如集成電路這樣的微電子芯片是由較大的半導體材料晶片制得的。此過程通常涉及多個連續步驟，包括：通過光刻法產生蝕刻掩模；在掩模的限定下蝕刻材料層；通過濕法化學技術和干法化學技術的某種組合清除光刻掩模；以及沉積材料層。光刻掩模是由稱作光致抗蝕劑的聚合物材料形成的。清除光致抗蝕掩模后，通常還要進行最后的清潔步驟，稱作漂洗或濕法清潔。在這樣漂洗半導體器件的過程中使用去離子(DI)水是公知的。要防止器件發生任何金屬腐蝕和污染也是公知的。為了使濕法清潔更加有效，常常將諸如二氧化碳(CO2)和氮氣(N2)這樣的氣體與去離子水混合起來。用充碳酸氣的去離子(DI-CO2)水漂洗是電惰性過程，可進行無損傷清潔，同時保持器件的完整性。控制這些氣體的比例需要相當復雜的儀器，且成本高，這些是現有方法的顯著缺陷。一般采用過量氣體，但由于存在多余氣體，特別是二氧化碳，這種做法會產生毒性和處理方面的問題。因此，這些工藝既費錢又麻煩。
技術實現思路
一方面，本專利技術涉及給去離子水充碳酸氣的系統。該系統包含去離子水源、二氧化碳氣源、接觸室、至少一個傳感器和前饋回路。接觸室可與水源和氣源流體連通。接觸室可產生充碳酸氣的去離子(DI-CO2)水，可具有輸出充碳酸氣的去離子水的出口。所述至少一個傳感器可與所述出口流體連通，用于測量充碳酸氣的去離子水的參數。前饋回路可與傳感器連接，用于調節接觸室中產生的充碳酸氣的去離子水的電導率。-->另一方面，本專利技術涉及充碳酸氣的去離子水的產生方法。該方法包括向接觸室提供去離子水和二氧化碳。在接觸室中產生并經由接觸室出口排出的充碳酸氣的去離子水的參數可通過至少一個傳感器感測。充碳酸氣的去離子水的電導率可根據感測到的參數進行控制。充碳酸氣的去離子水的電導率可通過前饋回路調節。具有指定電導率的充碳酸氣的去離子水可自接觸室流出。在各種實例中，上述任何方面或本說明書所述任何方法或系統或組件，可包含一個或多個以下特征。在一些實施方式中，該系統可包括至少一個質流控制器(MFC)，其與氣源和接觸室流體連通。所述至少一個質流控制器可用于控制二氧化碳氣體進入接觸室的量和流速。在一些實施方式中，所述系統可包含與至少一個傳感器和至少一個質流控制器連接的前饋回路。前饋回路可用于調節二氧化碳氣體的量，使充碳酸氣的去離子水獲得指定的電導率。在某些實施方式中，所述系統可包含至少四個質流控制器。在各種實施方式中，該系統可包含至少三個傳感器。在一些實施方式中，該系統可包含處理器，用于接收來自至少一個傳感器的參數。所述參數可包括充碳酸氣的去離子水的流速、溫度和電導率。在某些實施方式中，該系統可包含與去離子水源、接觸室和至少一個傳感器流體連通的旁路單元。在各種實施方式中，所述方法可包括通過至少一個質流控制器控制二氧化碳氣體進入接觸室的流速和量。在一些實施方式中，該方法可包括通過前饋回路控制充碳酸氣的去離子水的電導率。前饋回路可與所述至少一個傳感器和所述至少一個質流控制器連接。在各種實施方式中，所述方法可包括調節至少四個質流控制器。在一些實施方式中，該方法可包括用至少三個傳感器進行感測。在某些實施方式中，該方法可包括用旁路單元調節充碳酸氣的去離子水的電導率。在一些實施方式中，所述方法可包括根據處理器接收到的參數調節充碳酸氣的去離子水的電導率。在某些實施方式中，該方法可包括混合二氧化碳氣體和去離子水，然后將該去離子水供給接觸室。在各種實施方式中，從接觸室排出的充碳酸氣的去離子水的電導率可在約0-52微西門子/厘米的范圍內。在一些實施方式中，從接觸室排出的充碳酸氣的去離子水的電導率可在約2-50微西門子/厘米的范圍內。在一些實施方式中，電導率從一個指定值變換到另一個指定值的響應時間-->可短于約10分鐘。在各種實施方式中，電導率從一個指定值變換到另一個指定值的響應時間可短于約5分鐘。在某些實施方式中，該響應時間可短于約1分鐘。在各種實施方式中，該響應時間可短于約10秒鐘。本專利技術的一個優點是產生“無泡”DI-CO2水。接觸室可提供高表面積，供CO2氣體與去離子水充分混合，因而沒有未溶解的過量二氧化碳。這避免了在DI-CO2水中形成氣泡。在半導體器件的濕法清潔應用中采用“無泡”去離子水是有利的，因為這樣就不會形成具有或高或低的酸性的區域，這種區域通常由氣泡引起。所產生的“無泡”DI-CO2水對接受清潔的器件的損傷最小。DI-CO2水的電導率與溶解在去離子水中的CO2氣體的濃度成正比。本發明的優點是，它能高度精確地控制DI-CO2水中CO2的濃度。之所以能做到這一點，主要是因為該系統中存在前饋回路機制。前饋回路機制可對諸如離開接觸室的DI-CO2水的電導率、溫度和流速這樣的參數與進入接觸室的二氧化碳氣體的量作出協調。質流控制器和反饋回路機制可進一步控制離開接觸室的DI-CO2水的電導率。當去離子水中二氧化碳的濃度需要改變時，反饋和前饋回路機制還可顯著縮短響應時間。在某些實施方式中，該響應時間可縮短到＜1分鐘。響應時間通常是DI-CO2水的電導率從一個值跳到另一個值(例如從2微西門子/厘米跳到50微西門子/厘米)再跳回來的時間。本專利技術的另一個優點是不需要氮氣，對所用系統而言，減小了其尺寸，降低了其成本和復雜性，從而為獲得DI-CO2水提供了簡單得多的替代方案。本專利技術的又一個優點是進入接觸室的二氧化碳幾乎全部得到消耗，因而不存在與多余氣體的處理或毒性相關的問題。本專利技術的又一個優點是去離子水的壓降從已知系統中的＞0.8巴減小到＜0.3巴。無論是在新循環回路的起始階段需要對去離子水噴氣的時候，還是在一個或多個閥門或調節器發生泄漏或出現其他故障而導致電導率突然發生意外改變的時候，通常都會出現壓降。本專利技術以較低成本提供了更快的響應時間，從而獲得了更高的可靠性。借助以下附圖、詳細描述和權利要求書，本專利技術的其他方面和優點將變得顯而易見，但它們都只是通過示例方式說明本專利技術的原理。附圖說明參考下面結合附圖所作的描述，可以更好地理解本專利技術的上述優點以及其-->他優點。附圖不一定是按比例繪制的，其重點一般是在于說明本專利技術的原理。圖1是產生DI-CO2水的系統的第一實施方式本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對去離子水充碳酸氣的系統，其包括：　ａ）去離子水源；　ｂ）二氧化碳氣源；　ｃ）與水源和氣源流體連通的接觸室，所述接觸室產生充碳酸氣的去離子水，所述接觸室具有排出充碳酸氣的去離子水的出口；　ｄ）至少一個與所述出口流 體連通的傳感器，用于測量充碳酸氣的去離子水的參數；　ｅ）與所述傳感器連接的前饋回路，用于調節接觸室中產生的充碳酸氣的去離子水的電導率。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2006-10-17 60/852,2651.一種對去離子水充碳酸氣的系統，其包括：
a)去離子水源；
b)二氧化碳氣源；
c)與水源和氣源流體連通的接觸室，所述接觸室產生充碳酸氣的去離子
水，所述接觸室具有排出充碳酸氣的去離子水的出口；
d)至少一個與所述出口流體連通的傳感器，用于測量充碳酸氣的去離子
水的參數；
e)與所述傳感器連接的前饋回路，用于調節接觸室中產生的充碳酸氣的
去離子水的電導率。
2.如權利要求1所述的系統，其還包括至少一個與所述氣源和所述接觸室流體
連通的質流控制器，用于控制進入接觸室的二氧化碳氣體的量和流速。
3.如權利要求2所述的系統，其還包括與所述至少一個傳感器和所述至少一個
質流控制器連接的反饋回路，用于調節二氧化碳氣體的量，使充碳酸氣的去離子水
獲得指定電導率。
4.如權利要求2所述的系統，其還包括至少四個質流控制器。
5.如權利要求1所述的系統，其還包括至少三個傳感器。
6.如權利要求1所述的系統，其還包括處理器，用于接收來自所述至少一個傳
感器的參數。
7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述參數包括充碳酸氣的去離子水
的流速、溫度和電導率。
8.如權利要求1所述的系統，其還包括與所述去離子水源、所述接觸室和所述
至少一個傳感器流體連通的旁路單元。
9.一種產生充碳酸氣的去離子水的方法，其包括：
a)向接觸室供應去離...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J塞沃特，U布拉默，C戈茨查克，J洛爾，
申請(專利權)人：MKS儀器股份有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]