[发明专利]用于浸没式光刻具有调节出水总有机碳的超纯水制备装置

说明书

技术领域

本发明属于超纯水制备技术领域，涉及一种用于浸没式光刻具有调节出水总有机碳的超纯水制备装置。

背景技术

在193nm ArF浸没式光刻系统中，一般采用在投影系统最后一个物镜到硅片的间隙中填充一层超纯水作为浸没液体，以此提高光刻分辨率。由于这层超纯水作为光路的一部分，并且直接和硅片接触，因此对该超纯水的水质提出了很高的要求。为了防止超纯水中有有机微粒产生，应该对该超纯水做去有机碳处理。此外，在IC光刻工序的清洗用水中假如含有不纯物质或微粒，将导致栅氧化膜厚度不均，产品图形发生缺陷，耐压机能变坏，因此我们应尽可能降低超纯水中的总有机碳含量。

大型半导体厂中，一般采用串联数个大量紫外灯的方法，来脱除水中的有机碳以及通过串联脱气膜去除可挥发有机碳。该方法中，一般采用臭氧辅助的方式去除水中的有机碳，能够获得较低的有机碳含量，通常可达到1ppb以下。但其不足在于设备占地面积较大，对管路密封要求严格，建造成本高昂等。

用作浸没液的超纯水往往使用精制的纯化设备通过对半导体厂务超纯水进行进一步纯化得到，为了保证水质的稳定性，纯化设备一般比较靠近光刻机。受厂务空间限制，整个纯化设备占地面积也非常有限，比如上海微电子公司要求该纯化设备外形尺寸不能超过700mm×700mm×2500mm，显然采用庞大的去总有机碳模组对超纯水进行去有机碳处理是不现实的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于浸没式光刻具有调节出水总有机碳的超纯水制备装置。

本发明包括电子级厂务水水箱、总控纯水泵、流量控制计、总有机碳去除模块、脱气模块、其他杂质处理模块、检测模块隔膜阀、杂质检测模块、排水隔膜阀、用水隔膜阀、回水流量计和第一止回阀；所述的电子级厂务水水箱上设置有电子级厂务水入水口，电子级厂务水水箱出水口接纯水泵的入水口，纯水泵的出水口接流量控制计的入水口，流量控制计的出水口接总有机碳去除模块的入水口，总有机碳去除模块的出水口接脱气模块的入水口，脱气模块的出水口接其他杂质处理模块的入水口；其他杂质处理模块的出水口分为两路：一路通过检测模块隔膜阀接杂质检测模块的入水口，杂质检测模块的出水口接排水隔膜阀的出水口后作为排水口；另一路与排水隔膜阀的入水口、用水隔膜阀的入水口连接后接回水流量计的入水口，回水流量计的出水口通过第一止回阀接在流量控制计的出水口于总有机碳去除模块的入水口之间；用水隔膜阀的出水口作为用水口。总控纯水泵用于控制进水压力和流速；回水流量计用于控制回水，第一止回阀防止回水倒流。总有机碳去除模块采用紫外灯氧化的降低超纯水中各种有机碳的含量。脱气模块用于除去经总有机碳模块处理后流体中残存的臭氧和总有机碳氧化反应形成的二氧化碳。其他杂质去除模块用于除去超纯水中的其他杂质，包括难溶性有机碳、各种离子。杂质检测模块，对水质进行实时的检测，通过检测模块隔膜阀、用水隔膜阀对整个装置中的回水流量、臭氧的产生率进行控制。

所述的总有机碳去除模块包括第一紫外线灯、第一纯水泵、第一回水流量计、第二紫外灯、第二纯水泵、第二回水流量计、臭氧发生器、臭氧隔膜阀和第二止回阀。第一紫外线灯的入水口作为总有机碳去除模块的入水口接流量控制计的出水口，第一紫外线灯的出水口接第二紫外灯的入水口，第二紫外灯的出水口作为总有机碳去除模块的出水口。采用将第一紫外灯，第一回水流量计与第一纯水泵组成的循环一与第二紫外灯，第二回水流量计与第二纯水泵组成的循环二相串联的两级回水模式。第一紫外灯串接第一回水流量计与第一纯水泵，第一回水流量计通过第二止回阀与第一紫外线灯的入水口连接，第一纯水泵与第一紫外线灯的出水口连接。第二紫外灯串接第二回水流量计与第二纯水泵，第二回水流量计通过第二止回阀与第一紫外线灯的入水口连接，第二纯水泵与第二紫外灯的出水口连接。臭氧发生器出气口通过臭氧隔膜阀接第一紫外线灯的入水口；臭氧隔膜阀出气口与第一紫外线灯的入水口之间设置有压力变送器。

所述的脱气模块包括氮气接入源、多个电磁电磁阀、气体压力控制器以及脱气膜。

所述的其他杂质去除模块包括去离子混床、去硅单床和终端过滤。

所述的杂质检测模块包括总有机碳表、臭氧表、电阻率表。