CN112017998B - 二氧化碳供应***及具有其的半导体清洁*** - Google Patents
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Abstract
本申请属于半导体清洁技术领域，具体涉及一种二氧化碳供应***及具有其的半导体清洁***，该二氧化碳供应***包括存储罐、汽化装置以及连接存储罐和汽化装置的供应管，汽化装置用于将存储罐存储的液态二氧化碳汽化，二氧化碳供应***还包括设置于供应管上的金属离子探测器和自动控制阀，金属离子探测器用于探测供应管内的金属离子，自动控制阀与金属离子探测器电连接，自动控制阀根据金属离子探测器探测到的金属离子关闭供应管。根据本申请的二氧化碳供应***，通过金属离子探测器探测供应管内的金属离子，二氧化碳供应***根据供应管内的金属离子通过自动控制阀关闭供应管，以此防止含有金属离子的二氧化碳供应至工厂。
Description
技术领域
本申请属于半导体清洁技术领域，具体涉及一种二氧化碳供应***及具有其的半导体清洁***。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
二氧化碳以液体状态存储在存储罐内，液体状态的二氧化碳在供应***里经过汽化工序后以超临界状态供应给工厂，超临界二氧化碳是维持在临界温度及临界压力以上的二氧化碳流体，它既有气态性质，又有液态性质，超临界状态的二氧化碳流体能快速溶解有机物，且具备毒性低、对环境影响较小的优点，是重要的商用以及工业溶剂，尤其用于清洁半导体上雕刻图形间隙内的有机杂质。
液态二氧化碳在制造或是运送过程中可能会混入金属离子，而半导体工艺对二氧化碳纯度的要求非常高，在通过二氧化碳对半导体进行清洁时，如果金属离子流入到半导体晶圆上后，会导致晶圆出现硬缺陷和整流桥不良等现象，含有金属离子的二氧化碳成为晶圆产品故障事故的起因。
发明内容
本申请的目的是至少解决现有二氧化碳供应***供应的二氧化碳内含有大量金属离子的技术问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本申请的第一方面提供了一种二氧化碳供应***，该二氧化碳供应***包括存储罐、汽化装置以及连接存储罐和汽化装置的供应管，汽化装置用于将存储罐存储的液态二氧化碳汽化，二氧化碳供应***还包括设置于供应管上的金属离子探测器和自动控制阀，金属离子探测器用于探测供应管内的金属离子，自动控制阀与金属离子探测器电连接，自动控制阀根据金属离子探测器探测到的金属离子关闭供应管。
根据本申请的二氧化碳供应***，通过金属离子探测器用于探测供应管内的金属离子，并根据探测供应管内的金属离子通过自动控制阀关闭二氧化碳供应***的供应管，以此减少含有金属离子的二氧化碳供应至工厂。
本申请的第二方面提供了一种半导体清洁***，半导体清洁***包括根据本申请第一方面的二氧化碳供应***，二氧化碳供应***向半导体的通入超临界二氧化碳，通过超临界二氧化碳溶解半导体上附着的有机物。
根据本申请的二氧化碳供应***，通过本申请第一方面的二氧化碳供应***供应的超临界二氧化碳溶解半导体上附着的有机物，可以减少超临界二氧化碳内混合的金属离子，减少半导体清洁***在清洁半导体时对半导体的损害。
附图说明
通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：
图1为本申请实施例的二氧化碳供应***的结构示意图；
图2为本申请实施例的金属离子探测器的结构示意图。
附图标记：
100、二氧化碳供应***；
10、存储罐；
20、汽化装置；
30、金属离子探测器；31、电极；32、信号放大单元；
40、自动控制阀；
50、金属离子过滤器；
60、气压控制单元；
70、温度控制单元；
80、显示屏。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施方式。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施方式的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
如图1所示，本申请的第一方面提供了一种二氧化碳供应***100，该二氧化碳供应***100包括存储罐10、汽化装置20以及连接存储罐10和汽化装置20的供应管101，汽化装置20用于将存储罐10存储的液态二氧化碳汽化，二氧化碳供应***100还包括设置于供应管101上的金属离子探测器30和自动控制阀40，金属离子探测器30用于探测供应管101内的金属离子，自动控制阀40与金属离子探测器30电连接，自动控制阀40根据金属离子探测器30探测到的金属离子关闭供应管101。
根据本申请的二氧化碳供应***100，通过金属离子探测器30用于探测供应管101内的金属离子，并根据探测供应管101内的金属离子通过自动控制阀40关闭二氧化碳供应***100的供应管101，以此减少含有金属离子的二氧化碳供应至工厂的现象，并减少清理二氧化碳供应***100内金属离子的时间费用和清洁费用。二氧化碳供应***100上的部件能够应对短暂停工的情况，且设置完成的部件在第一次使用不发生损伤的情况下可以永久使用,二氧化碳供应***100能够在供应初期防范大型品质事故，提高二氧化碳供应***100应对紧急情况的能力，二氧化碳供应***100探测到的金属离子可以提供给设备施工制作厂商,从而在设备施工初期将设备存在的问题反应出来。
具体地，金属离子探测器30和自动控制阀40依次设置于汽化装置20的下游，金属离子探测器30用于检测汽化后的二氧化碳内混杂的金属离子，汽化后的二氧化碳在供应管101内的流动性较佳，二氧化碳内混杂的金属离子的流动性顺畅，金属离子在汽化后的二氧化碳内的束缚较小，可以提高金属离子探测器30对供应管101内金属离子的探测效率。
另外，上述二氧化碳供应***100中的金属离子探测器30和自动控制阀40不会对二氧化碳的纯度带来负面影响，金属离子探测器30在二氧化碳供应***100供应二氧化碳的初期对二氧化碳供应***100内的金属离子进行监控，即使是有非常少量的金属离子流入二氧化碳供应***100内，二氧化碳供应***100能够根据金属离子探测器30探测到的金属离子控制自动控制阀40切断二氧化碳的供应，以此防止金属离子超标导致工艺异常，影响产品良率。
如图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，金属离子探测器30包括依次电连接的金属离子感应单元、信号处理单元和信号放大单元32，金属离子感应单元设置于供应管101上，信号放大单元32与自动控制阀40电连接。具体地，金属离子感应单元由非接触式双重遮蔽结构的电容器构成，电容器包括沿周向分布于供应管101上的多个电极31，用于感应流经金属离子感应单元的金属离子，信号处理单元包括编码器，用于将电容器感应到的金属离子生成电信号，信号放大单元32包括三极管，三极管用于放大编码器生成的电信号。在本实施例中，以供应管101内流体的诱电率为基础,根据金属离子等不纯物的流动引起的诱电率变化,使得电容器的电荷发生变化，以此诱使电容的电压和电流发生变化，并通过编码器使电压和电流的变化增幅构成增幅回路变化的电信号，当电压和电流的变化超出预设范围后,信号处理单元生成关闭自动控制阀40的电信号，电信号经过信号放大单元32后传递给自动控制阀40,自动控制阀40切断二氧化碳供应***100的二氧化碳供应，使得二氧化碳的供应被切断，减少含有金属离子等不纯物的二氧化碳供应至工厂。同时，非接触式双重遮蔽结构的电容器可以减少与供应管101内金属离子的相互干涉影响，降低供应管101内二氧化碳和金属离子损坏电容器的风险，并降低电容器影响二氧化碳纯度的风险。
具体地，在本申请的一些实施例中，自动控制阀40包括电磁阀和连接至电磁阀的电源端的继电器，信号放大单元32与继电器电连接，自动控制阀40通过继电器与电源连接，继电器是一种小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，且信号放大单元32与继电器电连接，信号放大单元32能够将金属离子探测器30生成的电信号控制继电器的开关，以此实现电磁阀通电和断电的目的，从而使二氧化碳供应***100能够通过自动控制阀40切断供应管101供应二氧化碳的供应路径。
进一步地，在本申请的一些实施例中，二氧化碳供应***100还包括与金属离子探测器30电连接的显示屏80，显示屏80用于显示金属离子探测器30探测到的金属离子信号。通过显示屏80可以方便用户了解二氧化碳供应***100供应的二氧化碳内的金属离子含量，从而使用户能够根据二氧化碳内的金属离子含量对二氧化碳供应***100采取相应的应对措施。二氧化碳供应***100还包括与金属离子探测器30连接的远程服务器，远程服务器能够储存金属离子探测器30探测到的金属离子，方便用户分析二氧化碳供应***100内的金属离子。
在本申请的一些实施例中，二氧化碳供应***100还包括设置于靠近供应管101的出口端的金属离子过滤器50，金属离子过滤器50用于过滤供应管101内流通的金属离子。通过自动控制阀40切断含有金属离子的二氧化碳的供应后，即使有少量的金属离子流至二氧化碳供应***100的出口端，也可以通过二氧化碳供应***100的出口端的金属离子过滤器50过滤二氧化碳内的金属离子，以此提高二氧化碳供应***100供应的二氧化碳纯度。金属离子过滤器50包括与供应管101连通的过滤器本体以及设置于过滤器本体内的金属离子吸附材料，供应管101的流体在经过金属离子过滤器50时，流体中的金属离子附着在金属离子吸附材料上，流体中的二氧化碳经过金属离子过滤器50后供应给工厂，以此提高二氧化碳供应***100供应的二氧化碳纯度。
在本申请的一些实施例中，二氧化碳供应***100还包括设置于汽化装置20与金属离子探测器30之间的气压控制单元60和温度控制单元70，二氧化碳供应***100通过气压控制单元60和温度控制单元70将供应管101内的二氧化碳控制在超临界状态。通过气压控制单元60和温度控制单元70将在供应管101内的二氧化碳维持在31摄氏度、7.3兆帕的温压条件下，从而使二氧化碳以超临界态的形式存在于二氧化碳供应***100内，超临界态的二氧化碳能够快速溶解有机物，且超临界态的二氧化碳具有毒性低和对环境影响较小的优点，是重要的商用以及工业溶剂，尤其用于清洁半导体上图形间隙内的有机杂质。具体地，气压控制单元60可以为毛细管等节流装置，通过节流装置实现调节供应管101内二氧化碳压力的目的，温度控制单元70为套设于供应管101外的加热电阻丝，通过加热电阻丝实现调节供应管101内二氧化碳温度的目的。进一步地，供应管101内还设置有温度检测传感器和压力传感器，气压控制单元60、温度控制单元70、温度检测传感器和压力传感器均与二氧化碳供应***100的控制器电连接，控制器根据温度检测传感器和压力传感器检测到的温度信号和气压信号，调节节流装置的状态，以及控制温度控制单元70的功率。
本申请的第二方面提供了一种半导体清洁***，半导体清洁***包括根据本申请第一方面的二氧化碳供应***100，二氧化碳供应***100向半导体通入超临界二氧化碳，通过超临界二氧化碳溶解清理半导体上附着的有机物。
根据本申请的半导体清洁***，通过本申请第一方面的二氧化碳供应***100供应的超临界二氧化碳溶解半导体上附着的有机物，可以减少超临界二氧化碳内混合的金属离子，减少半导体清洁***在清洁半导体时对半导体的损害。
在本申请的一些实施例中，半导体清洁***还包括设置于二氧化碳供应***100的出口端的混合室(图中未示出)，混合室的底部与二氧化碳供应***100的出口端连通，混合室的顶部设置有机溶剂喷嘴和流体出口。以半导体清洁***清洁半导体上的光刻胶为例，混合室的顶部设置有与有机溶剂罐连通的有机溶剂喷嘴，有机溶剂罐内存储有与光刻胶的稀释剂成分类似的有机溶剂，半导体清洁***通过混合室将有机溶剂与超临界态的二氧化碳混合，混合后的流体通过流体出口流出并喷至半导体上，用于清洁半导体上附着的光刻胶等有机物，以此提高半导体清洁***对半导体上的光刻胶等有机物的清洁效果。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。为了实现相同的目的，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (9)
1.一种二氧化碳供应***，所述二氧化碳供应***包括存储罐、汽化装置以及连接所述存储罐和所述汽化装置的供应管，所述汽化装置用于将所述存储罐存储的液态二氧化碳汽化，其特征在于，所述二氧化碳供应***还包括设置于所述供应管上的金属离子探测器和自动控制阀，所述金属离子探测器用于探测所述供应管内的金属离子，所述自动控制阀与所述金属离子探测器电连接，所述自动控制阀根据所述金属离子探测器探测到的金属离子关闭所述供应管,所述金属离子探测器包括依次电连接的金属离子感应单元、信号处理单元和信号放大单元，所述金属离子感应单元设置于所述供应管上，所述信号放大单元与所述自动控制阀电连接。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳供应***，其特征在于，所述金属离子探测器和所述自动控制阀依次设置于所述汽化装置下游的所述供应管上，所述金属离子探测器用于检测汽化后的二氧化碳内混杂的金属离子。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳供应***，其特征在于，所述金属离子感应单元由非接触式双重遮蔽结构的电容器构成，所述电容器包括沿周向分布于所述供应管上的多个电极。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳供应***，其特征在于，所述二氧化碳供应***还包括与所述金属离子探测器电连接的显示屏，所述显示屏用于显示所述金属离子探测器探测到的金属离子信号。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳供应***，其特征在于，所述自动控制阀包括电磁阀和连接至所述电磁阀的电源端的继电器，所述信号放大单元与所述继电器电连接。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳供应***，其特征在于，所述二氧化碳供应***还包括设置于靠近所述供应管的出口端的金属离子过滤器，所述金属离子过滤器用于过滤所述供应管内流通的金属离子。
7.根据权利要求1所述的二氧化碳供应***，其特征在于，所述二氧化碳供应***还包括设置于所述汽化装置与所述金属离子探测器之间的气压控制单元和温度控制单元，所述二氧化碳供应***通过所述气压控制单元和所述温度控制单元将所述供应管内的二氧化碳控制在超临界状态。
8.一种半导体清洁***，其特征在于，所述半导体清洁***包括根据权利要求1至7中任一项所述的二氧化碳供应***，所述二氧化碳供应***向半导体通入超临界二氧化碳，通过超临界二氧化碳溶解半导体上附着的有机物。
9.根据权利要求8所述的半导体清洁***，其特征在于，所述半导体清洁***还包括设置于所述二氧化碳供应***的出口端的混合室，所述混合室的底部与所述二氧化碳供应***的出口端连通，所述混合室的顶部设置有机溶剂喷嘴和流体出口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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