[发明专利]一种在线SPM生成系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备，尤其适用于集成电路工艺中光致抗蚀材料的剥离剂的处理。

背景技术

在半导体、集成电路、光伏产品等电子产品制造过程中，需要对以半导体晶片和光掩模板为代表的各种基板进行光刻处理，这些基板还包括液晶显示器、等离子体显示器用玻璃基板、光盘母版、磁盘、光磁盘母版等，以下统称为基板。需要使用光致抗蚀材料（光刻胶）在基板上形成集成电路和半导体器件的布局图案或者其它电路图案和数据图案。基板完成曝光、显影、刻蚀等加工工艺之后，需要去除基板表面残留的光刻胶。硫酸与过氧化氢的混合物是微电子行业普遍使用的清洗药液。SPM的主要用途是用来清洗基板上的有机残留物。SPM清洗有机残留物的主要工作原理是利用SPM的强氧化性将有机物脱水并氧化成二氧化碳和水。传统的SPM生成系统是将硫酸和过氧化氢按一定比例置于一容器中混合，并对混合物加热至一定的温度，被清洗的对象浸没在此混合液中清洗，此种生成系统的SPM重复使用，需定期更换。由于过氧化氢在加热和酸性条件下容易分解，故此类SPM生成系统的活性具有不稳定性，而且由于SPM的重复使用，会造成对清洗对象的交叉污染。此外，因使用过程中化学药液会逐渐稀释，而增加基板浸泡时间又会造成临界尺寸损失（critical dimension loss），造成临界尺寸损失的原因是清洗过程中使用的化学药剂对基板上的（金属铬）线条的腐蚀造成线条的变细。

另外一种工艺是通过旋转喷淋方法去除光掩模板上的光刻胶，该去胶方法相对于传统的深槽式浸泡式能够有效节省耗酸量，由于药液活性强，去胶后药液直接排掉不再循环使用，不会造成交叉污染，去胶效果相对稳定。中国发明专利“基板处理装置及基板处理方法”（中国发明专利号：ZL200410098053.8公开号：CN1624871）公开了一种基板处理装置，含至少两种单元、对至少两种单元进行基板搬入/搬出的基板搬送机构。至少两种单元可从下述单元选择：药液处理单元；擦洗清洗单元，聚合物除去单元，周端面处理单元，气相处理单元等。其中的药液处理单元，通过使硫酸及过氧化氢溶液在混合阀中混合，生成包含具有强氧化力的H2S05的硫酸过氧化氢溶液（SPM），作为抗蚀剂剥离液，从移动喷嘴中排出到基板的表面进行基板处理。中国发明专利申请“电子束胶光掩模板的去胶方法及其装置”（申请号：201010156909.8公开号：CN101794089）公开了一种电子束胶光掩模板的去胶装置，该装置的外槽体的槽壁四周安装有上喷嘴、底板有排液流道；内槽体通过支承架安装在外槽体内，托架的托盘设置在内槽体内，托盘上设有与药液流道相通的药液下出口和药液侧出口及下喷嘴；支座的药液混合腔与托架上的药液流道相通，支座与药液混合腔相通的两个独立进药孔其出口设有单向阀、进口与药液管道连接。该装置将光掩模板平放在托盘的支承座上，将加热至50～120℃的浓硫酸与过氧化氢按体积比以2～12:1在支座的药液混合腔内混合，并注入至内槽体内，当药液淹没光掩模板后，停止药液注入，将光掩模板浸泡1～10分钟，去除光掩模板表面的光刻胶。

SPM混合液的混合比例、活性、温度以及SPM的喷淋方式和喷淋流量等对于基板处理的质量和效率有着至关重要的影响，处理不当会因药液的腐蚀造成临界尺寸损失和表层材料钌（Ru）的反光率降低，这对于32nm及以上的高端半导体工艺来说可能是致命的伤害。然而，上述专利和专利申请并未对SPM的混合比例、活性、温度以及SPM的喷淋方式和喷淋流量的控制提供有效的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于半导体或固体器件或其部件的清洗液的在线SPM生成系统，解决混合比例、流量和温度稳定可实时控制和调整的SPM混合液供给，以及实现SPM混合液的混合比例可以宽范围调节的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种在线SPM生成系统，包括H2SO4供给单元，H2O2供给单元，SPM混合喷淋单元和控制单元，其特征在于：

所述的H2SO4供给单元包括H2SO4流量控制元件，所述的H2SO4流量控制元件通过H2SO4输送管路连接到所述的SPM混合喷淋单元；

所述的H2O2供给单元包括H2O2流量控制元件，所述的H2O2流量控制元件通过H2O2输送管路连接到所述的SPM混合喷淋单元；