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、 光伏产说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） 在基板上形成集成书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 用的淸洗药 液。 SPM 的主要用途是用来淸洗基板上的有机残留物。 SPM 淸洗有机残留物的主 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， 被淸洗的对象浸没在此混合液中淸洗， 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， 会造成对淸洗对象的交 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淸洗过程中使 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； 擦洗淸洗单元， 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°C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 器件或其部件的淸洗液的在线 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 H2S04供给单元， H202供给单元， SPM混合 喷淋单元和控制单元， 其特征在于- 所述的 H2S04供给单元包括 H2S04流量控制元件， 所述的 H2S04流量控制 元件通过 H2S04输送管路连接到所述的 SPM混合喷淋单元；

所述的 H202供给单元包括 H202流量控制元件， 所述的 H202流量控制元件 通过 H202输送管路连接到所述的 SPM混合喷淋单元；

所述的 SPM混合喷淋单元包括一个 SPM混合元件和至少一个 SPM喷淋头； 所述的 SPM混合元件包括至少两个输入端和一个 SPM输出端， 所述的 H2S04流 量控制元件通过 H2S04输送管路连接到 SPM混合元件的第一输入端，所述的 H202 流量控制元件通过 H202输送管路连接到 SPM混合元件的第二输入端，所述的 SPM 混合元件的 SPM输出端连接到所述的 SPM喷淋头；

所述的控制单元包括第一流量计， 第二流量计， A/D转换单元， 工艺参数输入 单元， 控制运算单元和隔离驱动单元； 所述的第一流量计串联连接在 H2S04 输送 管路中， 所述的第二流量计串联连接在 H202输送管路中； 所述的第一流量计和第 二流量计的流量检测输出端， 分别连接到 A/D转换单元的一个模拟量输入端； 所述 A/D转换单元的数字输出端连接到所述的控制运 算单元的输入端； 所述控制运算单 元通过所述的工艺参数输入单元的连接外部 HMI终端或者上级控制计算机网络；所 述的控制运算单元通过隔离驱动单元的 H2S04 流量控制输出端， 连接到所述的 H2S04流量控制元件的输入端， 通过隔离驱动单元的 H202流量控制输出端， 连接 到所述的 H202流量控制元件的输入端。

本发明的在线 SPM生成系统的一种较佳的技术方案，其特征在 于所述的 H2S04 供给单元包括第一全氟泵； 所述的 _H2S04 流量控制元件由第一电动调压阀和第一 气动调压阀连接组成； 所述第一气动调压阀的电控信号输入端， 构成 H2S04 流量 控制元件的输入端， 连接到所述隔离驱动单元的 H2S04 流量控制输出端； 所述的 第一电动调压阀的气压输出回路， 连接到第一气动调压阀的 CDA气动输入回路； 所述的第一全氟泵的加压输出端， 连接到第一气动调压阀的调压输入端； 所述的第 一气动调压阀的调压输出端， 连接到 H2S04输送管路。

本发明的在线 SPM生成系统的一种更好的技术方案，其特征在 于所述的 H2S04 供给单元还包括 H2S04 回流循环子系统； 所述的 H2S04 回流循环子系统包括 H2S04罐， 第一过滤器， 第一进液阀组和第一出液阀组； 外部 H2S04供应管路经 由第一过滤器连接到第一进液阀组的常闭阀入 口端， H2S04罐的出口管路连接到第 一进液阀组的常开阀入口端， 第一进液阀组的出口端连接到所述的第一全氟 泵的吸 入侧； 所述第一气动调压阀的出口端， 连接到第一出液阀组的入口端， 第一出液阀 组的常开阀出口端， 连接到 H2S04罐的入口管路， 第一出液阀组的常闭阀出口端， 通过 H2S04输送管路连接到 SPM混合元件的第一输入端。

本发明的在线 SPM生成系统的一种较佳的技术方案，其特征在 于所述的 H202 供给单元包括第二全氟泵， 所述的 H202流量控制元件由第二电动调压阀和第二气 动调压阀连接组成； 所述第二电动调压阀的电控信号输入端， 构成 H202流量控制 元件的输入端， 连接到所述隔离驱动单元的 H202流量控制输出端； 所述的第二电 动调压阀的气压输出回路， 连接到第二气动调压阀的 CDA气动输入回路； 所述的 第二全氟泵的加压输出端， 连接到第二气动调压阀的调压输入端； 所述的第二气动 调压阀的调压输出端， 连接到 H202输送管路。

本发明的在线 SPM生成系统的一种更好的技术方案，其特征在 于所述的 H202 供给单元还包括 H202回流循环子系统； 所述的 H202回流循环子系统包括 H202 罐， 第二过滤器， 第二进液阀组和第二出液阀组； 外部 H202供应管路连接到第二 进液阀组的常闭阀入口端， H202 罐的出口管路连接到第二进液阀组的常开阀入 口 端， 第二进液阀组的出口端连接到所述的第二全氟 泵的吸入侧； 所述第二气动调压 阀的出口端， 经由第二过滤器连接到第二出液阀组的入口端 ， 第二出液阀组的常开 阀出口端，连接到 H202罐的入口管路，第二出液阀组的常闭阀出� �端，通过 H202 输送管路连接到 SPM混合元件的第二输入端。

本发明的在线 SPM生成系统的一种改进的技术方案， 其特征在于所述的 SPM 混合喷淋单元包括第一开关阀组和第二开关阀 组， 所述的控制单元的隔离驱动单 元， 设有一组与所述阀组对应的 SPM 液流开关输出端； 所述的第一开关阀组和第 二开关阀组分别包含一组保压电磁阀、 释压电磁阀和气动常闭阀； 第一开关阀组的 气动常闭阀串联连接在 H2S04 输送管路中， 第二开关阀组的气动常闭阀串联连接 在 H202输送管路中； 所述的保压电磁阀和释压电磁阀的电控信号输 入端， 分别对 应连接到所述的的 SPM 液流开关输出端； 所述的保压电磁阀的气压输入端连接到 CDA气源， 所述的释压电磁阀的气压输入端连接到大气压 ； 同一阀组的保压电磁阀 和释压电磁阀的气压输出端， 并联连接到对应阀组的气动常闭阀的气动控制 输入 端。

本发明的在线 SPM 生成系统的一种改进的技术方案， 其特征在于其特征在于 所述的第一全氟泵和第二全氟泵的加压输出端 ， 分别通过一个稳流元件连接到第一 气动调压阀和第二气动调压阀； 所述的 SPM 混合元件设置在邻近被淸洗对象的位 置， SPM混合元件的 SPM输出端通过尽可能短的管路， 或者不通过额外的管路， 近距离连接到所述的 SPM喷淋头， 以便使所述的 SPM混合元件中生成的混合比稳 定的 SPM混合液， 能够瞬时通过所述的 SPM喷淋头连续施加到被淸洗对象上。

本发明的在线 SPM 生成系统的一种进一步改进的技术方案， 其特征在于所述 的 SPM混合喷淋单元还包括控温子系统， 所述控温子系统由设置在 SPM混合喷淋 单元中的加热装置和温度传感器， 配合设置在所述的控制运算单元中的温度控制 模 块共同组成； 所述的加热装置连接在第一流量计与 SPM 混合元件的第一输入端之 间的 H2S04输送管路中，所述的温度传感器置于 SPM混合元件内部的出口管路中； 所述的温度传感器的测温输出端，连接到所述 的 A/D转换单元的一个模拟量输入端， 所述的温度控制模块通过隔离驱动单元的控温 输出端连接到所述的加热装置。

本发明的另一个目的是提供一种用于上述在线 SPM 生成系统的控制方法， 解 决 SPM 混合液的混合比例、 流量和温度的实时控制和调整的问题。 本发明解决上 述技术问题所采用的技术方案是- 一种用于上述在线 SPM生成系统的控制方法， 其特征在于包括以下步骤-

511 )在 H2S04输送管路和 H202输送管路中分别设置流量计，实时检测 H2S04 和 H202的流量；

512) 通过 A/D转换单元对实时检测的 H2S04和 H202流量进行采样；

513 ) 读取工艺参数输入单元设定的工艺参数；

514) 把实时检测到的 H2S04和 H202流量与设定的工艺参数进行比较；

515 ) 根据比较结果输出控制信号， 调整 H2S04流量控制元件和 H202流量控 制元件的调压阀开度，控制 H2S04与 H202的流量，控制 SPM混合液的混合比例。

本发明的在线 SPM 生成系统的控制方法的一种较佳的技术方案， 用于上述在 线 SPM生成系统的控制， 其特征在于所述的控制方法还包含以下步骤-

521 ) 在所述的 SPM混合元件中设置温度传感器， 实时检测 SPM混合元件生 成的 SPM混合液的温度；

522) 读取工艺参数输入单元设定的 SPM温度设定值；

523 ) 通过 A/D转换单元对实时检测的 SPM混合液温度进行采样；

524) 把实时检测到的 SPM混合液温度与 SPM温度设定值进行比较；

525 ) 根据比较结果输出控制信号， 控制加热装置的工作状态， 调整进入 SPM 混合元件的 H2S04温度， 从而控制 SPM输出端的 SPM混合液的温度。 与现有技术比较， 本发明的优点是- 1. 本发明的有益效果是-

1. 本发明的 SPM在线生成系统是在使用之前按照需要的流量 和混合比例即时 生成 SPM混合液， SPM是瞬时一次性使用， 具有活性稳定、 无交叉污染的优点。

2. 本发明的 SPM 在线生成系统通过流量检测反馈控制硫酸和过 氧化氢的流 量， 控制精度高， 流量值稳定， 生成的 SPM混合液混合比例准确， 可调节范围宽， 从而保证 SPM混合液的活性范围广， 可适用于各种不同的淸洗工艺要求。

3. 本发明的在线 SPM生成系统的控制方法， 根据工艺参数输入单元设定的工 艺参数实时调整 SPM 混合液的流量、 混合比和温度， 可以随淸洗工艺的不同时间 段动态调节 SPM 混合液的活性， 在保证淸洗速度的同时尽量减少药液腐蚀造成 的 临界尺寸损失和表层材料钌 （Ru) 的反光率降低， 从而实现最佳处理工艺。 附图概述

图 1是本发明的在线 SPM生成系统的结构示意图；

图 2是在线 SPM生成系统的 H2S04供给单元和 H202供给单元的结构示意图； 图 3是在线 SPM生成系统的控制单元的原理框图。

以上图中的各部件的标号： 100-H2SO4供给单元， 200-H2O2供给单元， 300-SPM 混合喷淋单元， 400-控制单元， 110-第一全氟泵， 111-稳流元件， 120-H2SO4流量控 制元件， 121-第一电动调压阀， 122-第一气动调压阀， 130-H2SO4 罐， 140-第一过 滤器， 150-第一进液阀组， 160-第一出液阀组， 210-第二全氟泵， 211-稳流元件， 220-H2O2 流量控制元件， 221-第二电动调压阀， 222-第二气动调压阀， 230-H2O2 罐， 240-第二过滤器， 250-第二进液切换阀组， 260-第二出液切换阀组， 310-SPM 混合元件， 311-第一输入端， 312-第二输入端， 313-SPM 输出端， 314-出口管路， 320-SPM喷淋头， 330-第一开关阀组， 331-保压电磁阀， 332-释压电磁阀， 333-气动 常闭阀， 340-第二开关阀组， 341-保压电磁阀， 342-释压电磁阀， 343-气动常闭阀， 401-第一流量计， 402-第二流量计， 403-温度传感器， 410-A/D转换单元， 420-工艺 参数输入单元， 421-HMI 终端或者上级控制计算机网络， 430-控制运算单元， 440- 隔离驱动单元， 441-H2S04流量控制输出端， 442-H202流量控制输出端， 443-控温 输出端， 450-控温子系统， 451-温度控制模块， 452-加热装置。 具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案， 下面结合附图和实施例进行进一步 地详细描述。

本发明的在线 SPM生成系统如图 1和图 2所示， 包括 H2S04供给单元 100， H202供给单元 200， SPM混合喷淋单元 300和控制单元 400，控制单元的原理框图 参见图 3。

H2S04供给单元 100包括 H2S04流量控制元件 120， H2S04流量控制元件 120通过 H2S04输送管路连接到 SPM混合喷淋单元 300;

H202供给单元 200包括 H202流量控制元件 220，所述的 H202流量控制元件 220通过 H202输送管路连接到 SPM混合喷淋单元 300;

SPM混合喷淋单元 300包括一个 SPM混合元件 310和至少一个 SPM喷淋头 320； SPM混合元件 310包括至少两个输入端 311、 312和一个 SPM输出端 313， H2S04流量控制元件 120通过 H2S04输送管路连接到 SPM混合元件 310的第一输 入端 311， H202流量控制元件 220通过 H202输送管路连接到 SPM混合元件 310 的第二输入端 312， SPM混合元件 310的 SPM输出端 313连接到 SPM喷淋头 320； 控制单元 400包括第一流量计 401， 第二流量计 402， A/D转换单元 410， 工艺 参数输入单元 420， 控制运算单元 430和隔离驱动单元 440; 第一流量计 401 串联 连接在 H2S04输送管路中，第二流量计 402串联连接在 H202输送管路中；第一流 量计 401和第二流量计 402的流量检测输出端，分别连接到 A/D转换单元 410的一 个模拟量输入端； A/D转换单元 410的数字输出端连接到控制运算单元 430的输入 端；控制运算单元 430通过工艺参数输入单元 420连接到外部 HMI终端或者上级控 制计算机网络 421 ;控制运算单元 430通过隔离驱动单元 440的 H2S04流量控制输 出端 441， 连接到所述的 H2S04流量控制元件 120的输入端， 通过隔离驱动单元 440的 H202流量控制输出端 442，连接到所述的 H202流量控制元件 220的输入端。

在图 2所示在线 SPM生成系统的 H2S04供给单元和 H202供给单元的结构示 意图中， H2S04供给单元 100还包括第一全氟泵 110; H2S04流量控制元件 120 由第一电动调压阀 121和第一气动调压阀 122连接组成； 第一电动调压阀 121的电 控信号输入端， 构成 H2S04流量控制元件 120的输入端， 连接到隔离驱动单元 440 的 H2S04流量控制输出端 441 ; 第一电动调压阀 121的气压输出回路， 连接到第一 气动调压阀 122的 CDA气动输入回路； 第一全氟泵 110的加压输出端， 连接到第 一气动调压阀 122的调压输入端；第一气动调压阀 122的调压输出端，连接到 H2S04 输送管路。 本发明通过比较第一流量计实时检测的流量与 工艺设定值， 经控制单元 400计算后， 通过 H2S04流量控制元件 120将电控信号转变为气动控制信号， 通过 调节气动压缩空气 （CDA) 的压力， 控制第一气动调压阀 122 的开度， 从而调节 H2S04的流量。

在图 2所示的实施例中， H2S04供给单元 100还包括 H2S04回流循环子系统； 所述的 H2S04回流循环子系统包括 H2S04罐 130， 第一过滤器 140， 第一进液阀 组 150和第一出液阀组 160;外部 H2S04供应管路经由第一过滤器 140连接到第一 进液阀组 150的常闭阀入口端， H2S04罐 130的出口管路连接到第一进液阀组 150 的常开阀入口端， 第一进液阀组 150的出口端连接到所述的第一全氟泵 110的吸入 侧； 第一气动调压阀 122的出口端， 连接到第一出液阀组 160的入口端， 第一出液 阀组 160的常开阀出口端， 连接到 H2S04罐 130的入口管路， 第一出液阀组 160 的常闭阀出口端，通过 H2S04输送管路连接到 SPM混合元件 310的第一输入端 311。

在图 2所示在线 SPM生成系统的 H2S04供给单元和 H202供给单元的结构示 意图中， H202供给单元 200还包括第二全氟泵 210; H202流量控制元件 220由 第二电动调压阀 221和第二气动调压阀 222连接组成； 第二电动调压阀 221的电控 信号输入端，构成 H202流量控制元件 220的输入端，连接到所述隔离驱动单元 440 的 H202流量控制输出端 442; 第二电动调压阀 221的气压输出回路， 连接到第二 气动调压阀 222的 CDA气动输入回路； 第二全氟泵 210的加压输出端， 连接到第 二气动调压阀 222的调压输入端； 第二气动调压阀 22的调压输出端， 连接到 H202 输送管路。 本发明通过比较第二流量计实时检测的流量与 工艺设定值， 经控制单元 400计算后， 通过 H202流量控制元件 220将电控信号转变为气动控制信号， 通过 调节气动压缩空气 （CDA) 的压力， 控制第二气动调压阀 222 的开度， 从而调节 H202的流量。

在图 2所示的实施例中， H202供给单元 200还包括 H202回流循环子系统； 所述的 H202回流循环子系统包括 H202罐 230， 第二过滤器 240， 第二进液阀组 250和第二出液阀组 260;外部 H202供应管路连接到第二进液阀组 250的常闭阀入 口端， H202罐 230的出口管路连接到第二进液阀组 250的常开阀入口端， 第二进 液阀组 250的出口端连接到所述的第二全氟泵 210的吸入侧； 第二气动调压阀 的出口端， 经由第二过滤器 240连接到第二出液阀组 260的入口端， 第二出液阀组 260的常开阀出口端， 连接到 H202罐 230的入口管路， 第二出液阀组 260的常闭 阀出口端， 通过 H202输送管路连接到 SPM混合元件 310的第二输入端 312。

在图 2所示的实施例中， SPM混合喷淋单元 300包括第一开关阀组 330和第二 开关阀组 340; 控制单元 400的隔离驱动单元 440， 设有一组与阀组 330和 340对 应的 SPM液流开关输出端 443; 第一开关阀组 330由保压电磁阀 331、 释压电磁阀 332和气动常闭阀 333组成； 第二开关阀组 340分别由保压电磁阀 341、 释压电磁 阀 342和气动常闭阀 343组成； 第一开关阀组 330的气动常闭阀 333 串联连接在 H2S04输送管路中，第二开关阀组 340的气动常闭阀 343串联连接在 H202输送管 路中； 所述的保压电磁阀 331、 341和释压电磁阀 332、 342的电控信号输入端， 分 别对应连接到 SPM液流开关输出端 443 ; 保压电磁阀 331、 341的气压输入端连接 到 CDA气源， 释压电磁阀 332、 342的气压输入端连接到大气压； 同一阀组的保压 电磁阀 331、 341和释压电磁阀 332、 342的气压输出端， 并联连接到对应阀组的气 动常闭阀 333、 343的气动控制输入端。

所述的保压电磁阀 331、 341通电时， 气动常闭阀 333、 343的 CDA气动回路 接通 CDA气源， 连接在 H2S04输送管路和 H202输送管路中的气动常闭阀 333、 343打开； 保压电磁阀 331、 341断电后， 气动常闭阀 333、 343的 CDA气动回路断 开， 封闭在气动常闭阀 333、 343的 CDA气动回路内的气体压力保持不变， 气动常 闭阀 333、 343保持打开状态， 从而保持流入所述 SPM混合元件 313的 H2S04和 H202的流量稳定； 所述的释压电磁阀 332、 342通电时， 气动常闭阀 333、 343的 CDA气动回路接通到大气压，封闭在气动常闭阀 333、 343的 CDA气动回路内的气 体释放压力， 气动常闭阀 333、 343关闭， 切断 H2S04和 H202的供给。 在翻转或 更换被淸洗的基板， 需要临时关闭气动常闭阀 333、 343停止 SPM混合液的供应。 在这种情况下， 借助于所述的 H2S04回流循环子系统和 H202回流循环子系统， H2S04通过第一出液阀组 160的常开阀出口端回流到 H2S04罐 130, H202通过 第二出液阀组 260的常开阀出口端回流到 H202罐 230。 在这一过程中， H2S04流 量控制元件 120和 H202流量控制元件 220的药液输送流量维持不变， 从而更好地 保证了 SPM混合液的流量和混合比的稳定性。

根据图 1和图 2所示的本发明的在线 SPM生成系统的实施例，第一全氟泵 110 和第二全氟泵 210的加压输出端， 分别通过一个稳流元件 111和 211连接到第一气 动调压阀 122和第二气动调压阀 222·、所述的 SPM混合元件 310设置在邻近被淸洗 对象的位置， SPM混合元件 310的 SPM输出端 313通过尽可能短的管路， 或者不 通过额外的管路， 近距离连接到所述的 SPM喷淋头 320， 以便使所述的 SPM混合 元件中生成的混合比稳定的 SPM混合液， 能够瞬时通过 SPM喷淋头 320连续施加 到被淸洗对象上。

在基板淸洗领域， 传统的 SPM 是采用步进马达驱动的泵来实现对硫酸和过氧 化氢的混合比例， 不同的驱动速度可实现不同的液体流量， 从而实现不同的混合比 例。 由于步进马达需要回抽液体， 因此用这种方法形成的 SPM 是间断性的。 间断 性的 SPM喷淋会带来淸洗时基板表面 SPM分布的不均匀性， 从而影响了基板表面 材料的性质变化的不均匀性。 本发明通过设置稳流元件和开关阀组， 实现了稳定的 连续喷淋， 可以显著减少现有技术造成的不均匀性。

稳流元件 111和 211可以是设置在第一全氟泵 110和第二全氟泵 210内部的稳 流机构， 也可以是用全氟材料制成的含有密封储液腔体 和弹性部件的压力缓冲装 置。 供液泵 （例如， 全氟泵） 送出的药液送入密封储液腔体内， 在流量峰值时间药 液积累在密封储液腔体内， 在流量低谷时 （例如， 步进马达需要回抽液体造成的液 流间断）， 密封储液腔体内储存的药液在弹性部件的压力 作用下流出， 补充流量的 不足， 从而减轻了供液泵自身造成的流量脉动， 形成稳定的液流压力和流量。

在图 1所示的实施例中， SPM混合喷淋单元 300还包括控温子系统， 所述控 温子系统由设置在 SPM混合喷淋单元 300中的加热装置 425和温度传感器 403，配 合设置在控制运算单元 430中的温度控制模块 451共同组成； 加热装置 452连接在 第一流量计 401与 SPM混合元件 310的第一输入端 311之间的 H2S04输送管路中， 温度传感器 403置于 SPM混合元件 310内部的出口管路 314中； 温度传感器 403 的测温输出端， 连接到 A/D转换单元 410的一个模拟量输入端， 温度控制模块 451 通过隔离驱动单元 440的控温输出端 444连接到所述的加热装置 452， 参见图 1和 图 3。

本发明提供的一种用于上述在线 SPM生成系统的控制方法， 包括以下步骤-

511 )在 H2S04输送管路和 H202输送管路中分别设置流量计，实时检测 H2S04 和 H202的流量；

512) 通过 A/D转换单元对实时检测的 H2S04和 H202流量进行采样；

513 ) 读取工艺参数输入单元设定的工艺参数；

514) 把实时检测到的 H2S04和 H202流量与设定的工艺参数进行比较；

515 ) 根据比较结果输出控制信号， 调整 H2S04流量控制元件和 H202流量控 制元件的调压阀开度，控制 H2S04与 H202的流量，控制 SPM混合液的混合比例。

本发明的在线 SPM生成系统的控制方法，用于上述包含控温子 系统的在线 SPM 生成系统的控制， 所述的控制方法还包含以下步骤-

521 ) 在所述的 SPM混合元件中设置温度传感器， 实时检测 SPM混合元件生 成的 SPM混合液的温度；

522 ) 读取工艺参数输入单元设定的 SPM温度设定值；

523 ) 通过 A/D转换单元对实时检测的 SPM混合液温度进行采样；

524 ) 把实时检测到的 SPM混合液温度与 SPM温度设定值进行比较；

525 ) 根据比较结果输出控制信号， 控制加热装置的工作状态， 调整进入 SPM 混合元件的 H2S04温度， 从而控制 SPM输出端的 SPM混合液的温度。

本专利的在线 SPM 生成系统可以生成某一恒定流量的硫酸和某一 恒定流量的 过氧化氢， 两种药剂在接近淸洗对象位置处的一个 SPM混合元件 310 内混合， 并 通过一个 SPM喷头喷淋到旋转中的淸洗对象上进行淸洗， 该 SPM生成系统生成的 SPM是瞬时一次性使用， 具有活性稳定、 无交叉污染的优点。 借助于设置在药液输 送管路中的流量计实时检测和控制运算单元的 反馈控制， 保证了流量控制的精度， 从而使本系统生成的恒流硫酸和过氧化氢的流 量范围宽， 流量值稳定， 生成的 SPM 活性稳定且活性范围广，可以适用于不同的淸 洗工艺。根据本发明的技术方案， H202 的流量最小可达 0.2ml/秒， 而 H2S04可调范围为 0.2ml/秒〜 10ml/秒， 因此， 硫酸 与过氧化氢的比例可调范围可以达到 50: 1〜1 :1， 远宽于市场上现有系统常用的 10:1〜1 :1。

以光掩模淸洗为例， SPM工艺中硫酸与过氧化氢的混合比例范围宽有 以下的优 占.

1. 在二元光掩模的淸洗工艺中， 有个重要质量指标是临界尺寸损失 （critical dimension loss)，造成临界尺寸损失的原因是淸洗过程中� ��用的化学药剂对金属铬线 条的腐蚀造成铬线条的变小。 在技术节点较低时 （45nm以及更低端的技术节点）， 临界尺寸损失还不是很大问题， 但当技术节点更高时 （32nm以及更高时）， 临界尺 寸损失就成为淸洗的一个大隐患。 一般的 SPM淸洗 （5:1， 5份硫酸和 1份过氧化 氢） 淸洗后会造成铬线条变小 0.6nm， 而使用 20:1 的 SPM淸洗， 铬线条的变小仅 为 0.15nm。

2. 在 EUV (极紫外)光掩模的淸洗工艺中有个关键质量指� ��是表层材料 Ru (钌） 的反光率下降， 造成钌层的反光率下降的原因是淸洗过程中化 学药剂对钌的腐蚀， 普通的光掩模淸洗工艺采用的 5:1的 SPM会对钌产生较大的腐蚀， 而 20:1或更高 比例的 SPM对钌的腐蚀大大减轻。 以上的各实施例仅仅是用来解释和说明本发明 的， 而并非用作对本发明技术方 案的限定； 本领域的普通技术人员应当认识到， 只要在本发明的实质精神范围内， 对以上实施例的变化、 变形， 都将落在本发明权利要求所要求的保护范围内 。 工业应用性

本发明通过对传统的 SPM工艺进行深入研究，通过改变 SPM的喷淋方式、 SPM 的混合比例、 SPM的温度等手段来优化 SPM工艺， 通过使用之前按照需要的流量 和混合比例即时生成一次性使用的 SPM混合液， 使 SPM混合液具有活性稳定、 无交叉污染的优点， 可以实现对高端的半导体工艺， 例如， 32nm 及更高端的技术 节点的光掩模淸洗工艺的突破。

同时，本技术方案通过流量检测反馈控制硫酸 和过氧化氢的流量，控制精度高， 流量值稳定， 生成的 SPM混合液混合比例准确， 可调节范围宽， 从而保证 SPM混 合液的活性范围广， 可适用于各种不同的淸洗工艺要求。

再者，本技术方案中通过在工艺参数输入单元 设定工艺参数，实时调整 SPM混 合液的流量、 混合比和温度， 可以随淸洗工艺的不同时间段动态调节 SPM 混合液 的活性， 在保证淸洗速度的同时尽量减少药液腐蚀造成 的工艺缺陷， 从而实现最佳 处理工艺。 本技术方案可适用于制造或处理半导体或固体 器件或其部件的设计制造领域， 尤其适用于集成电路工艺中光致抗蚀材料的剥 离剂的处理设备。