[实用新型]一种化学液在线加热控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路的清洗设备控制领域，更具体地，涉及一种针对清洗设备化学液的在线加热控制系统。

背景技术

清洗是集成电路制造过程中必不可少的工序，清洗的目的主要是清除半导体晶片表面的污染和杂质。因此，清洗设备在集成电路装备领域中处于非常重要的位置。在清洗工艺中，化学药液的温度是一个关键的控制参数，其直接影响到晶片的清洗结果。化学液温度的偏离会造成晶片清洗不干净或产生损伤等不良现象。随着半导体集成电路图形晶片上微细结构的特征尺寸的进一步缩小，要求对清洗用化学液的温度等工艺参数可以实现在线调节，并且对化学液的控温精度、温度的一致稳定性、温度的调节时间等提出了更高的要求。

而对于具有多工艺腔室的单片清洗设备而言，其化学液管路入口压力的波动，以及多工艺腔室化学液供给支路喷淋化学液的非同步性，将造成主管路化学液压力和流量的波动，导致主管路化学液的温度动态控制特性的恶化，进而影响多工艺腔室终端喷淋化学液的温度控制特性。

另外，由于各个工艺腔室的化学液供给支路的布局和长度等方面的差异，仅仅通过对化学液供给主管路上的化学液温度进行监控，将无法保证各工艺腔室终端喷淋化学液的温度。

公开号为CN 102218412B的中国发明专利公开了一种清洗药液的复合温度控制方法，通过先控制加热器对药液回收系统中的药液存储槽进行加热，在存储槽内药液温度达到目标温度值后，再通过主回路进行清洗药液的供给，同时控制加热器的加热功率，使主回路的供液温度稳定保持为供液目标温度值。该方法虽然可使得主回路清洗供液出口的温度达到供液目标温度，但是，在存在多工艺腔室时，由于各工艺腔室与主回路加热器之间还有一定的距离，化学液在从主回路流经各供给支路时，会继续产生温降，造成各工艺腔室终端喷淋化学液的温度与主回路供液出口的温度之间存在差异，导致温度控制的偏差；此外，由于各工艺腔室与主回路加热器之间的供给支路长短不一，化学液在从主回路流经各供给支路时的温降也有所不同，使得各工艺腔室之间的终端喷淋化学液的温度产生差异，这种状况会造成各工艺腔室工艺温度的一致性得不到保证，因而增加了温度控制的难度。因此，该专利公开的方法，只能对化学液供给主回路的出口温度进行控制，但无法保证化学液在由主回路经过各供给支路流向各工艺腔室时的终端喷淋温度。

为了保证多工艺腔室在不同工况下喷淋的化学液温度的一致稳定性，提高化学液的控温精度，缩短温度调节时间，本实用新型提出了一种新的化学液在线加热控制系统及控制方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种化学液在线加热控制系统，可以有效减小管路压力和流量的波动对主管路出口化学液温度的影响，保证进入多工艺腔室的化学液温度的一致稳定性，提高化学液的控温精度，缩短温度调节时间。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种化学液在线加热控制系统，其技术方案如下：

一种化学液在线加热控制系统，用于对具有多工艺腔室的半导体单片清洗设备的化学液供给管路进行清洗温度控制，所述供给管路包括依次连接的入口管路、主管路及多路并行支路，各所述支路的出口分别连接各所述工艺腔室，其特征在于，包括：

加热器，包括设于所述主管路的第一加热器及分别设于各所述支路的第二加热器，分别用于对所述主管路及各所述支路的化学液进行加热；

压力传感器，所述压力传感器设于所述入口管路，用于检测化学液的入口压力；

温度传感器，包括设于靠近所述主管路出口的第一温度传感器、分别设于靠近各所述支路出口的第二温度传感器，以及连接所述第一加热器加热元件的第三温度传感器，分别用于检测所述主管路出口、各所述支路出口的化学液温度，以及检测所述第一加热器的加热元件温度；

控制单元，分别与所述压力传感器、各所述温度传感器以及各所述加热器连接，所述控制单元根据设定温度，通过以所述第一加热器的加热元件温度为内环反馈值、以所述主管路出口的化学液温度为外环反馈值、以所述入口管路的化学液入口压力为前馈值，输出所述第一加热器的加热功率，控制将所述主管路出口的化学液温度加热至设定温度；并通过以各所述支路出口的化学液温度为反馈值，分别输出各所述第二加热器的加热功率，在线控制将各所述支路出口的化学液温度加热至各自所述工艺腔室的清洗目标温度。

优选地，所述控制单元包括：

温度采集模块，与各所述温度传感器分别连接，将来自各所述温度传感器的温度信号转换为数字信号并输出给逻辑处理模块；