清洗溶液制作系统和方法以及等离子体反应罐技术方案

一种清洗溶液制作系统用于清洗半导体基板。该系统包括：压力罐；等离子体反应罐，被配置为在悬浮在从压力罐获得的减压液体中的气泡中形成等离子体，从而在减压液体中产生自由基物种；存储罐，被配置为存储含有在等离子体反应罐中产生的自由基物种的清洗溶液；以及喷嘴，被配置为将清洗溶液从存储罐供应到半导体基板。

Preparation system and method of cleaning solution and plasma reaction tank

【技术实现步骤摘要】
清洗溶液制作系统和方法以及等离子体反应罐相关申请的交叉引用本申请要求于2018年7月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2018-0088438的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开涉及清洗溶液的制作，具体地，涉及可以在制造半导体器件时使用的清洗溶液的制作。
技术介绍
在半导体器件的制造中，执行清洗过程以去除例如在蚀刻过程等期间产生的残留物。通常，这些清洗过程包括将包含半导体器件的晶片暴露于诸如清洗水的清洗溶液。遗憾的是，清洗溶液可能会无意地损坏半导体器件的半导体图案，例如在半导体器件的有源区中形成的金属膜。这是因为清洗溶液通常包括硫酸或氢氟酸，其可导致半导体器件的暴露金属的腐蚀和氧化。另外，清洗溶液中含有的酸使得所用的清洗溶液的处理在环保的角度成本较高。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了一种用于清洗半导体基板的清洗溶液制作系统。该系统包括：压力罐；等离子体反应罐，被配置为在悬浮在从压力罐获得的减压液体中的气泡中形成等离子体，从而在减压液体中产生自由基物种；存储罐，被配置为存储含有在等离子体反应罐中产生的自由基物种的清洗溶液；以及喷嘴，被配置为将清洗溶液从存储罐供应到半导体基板。根据本公开的另一方面，提供了一种等离子体反应罐。等离子体反应罐包括：容器，被配置为容纳减压液体，该减压液体包括悬浮在减压液体中的气泡；第一电极和第二电极，位于容器的相对侧，所述第一电极和第二电极被屏蔽以防止第一电极和第二电极与减压液体的任何接触；至少一个点火电极，径向地位于第一电极和第二电极之间，至少一个点火电极被屏蔽以防止至少一个点火电极与减压液体的任何接触；以及电源，被配置为驱动第一电极和第二电极以及至少一个点火电极，以在悬浮在减压液体中的气泡中形成等离子体。根据本公开的又一方面，提供了一种清洗半导体基板的方法。该方法包括：在悬浮在液体中的气泡中形成等离子体；以及从具有在气泡中形成的等离子体的液体中获得清洗溶液，其中，清洗溶液包括由气泡中的等离子体产生的自由基物种的浓度。该方法还包括将清洗溶液供应到半导体基板。附图说明参考附图，根据附图后的详细描述，本公开的以上和其他方面和特征将容易变得显而易见，在附图中：图1是根据本公开的一些示例性实施例的清洗溶液制作系统的示意图；图2是示出图1的设备的加压部和气泡形成部的示例的示意图；图3是图2的气泡形成部的示意顶视图；图4是示出图1的等离子体反应罐的电极配置的示例的示意图；图5是描述图4的第一电极、第二电极和点火电极的参考示意图；图6是示出图5的点火电极的形状的示例的透视图；图7是图1的等离子体监测装置的示例的示意图；图8是根据本公开的一些示例性实施例的清洗溶液制作系统的示意图；图9是示出图8的等离子体反应罐的电极配置的示例的概念透视图；图10是示出图8的等离子体反应罐的电极配置的另一示例的概念透视图；图11是等离子体监测装置的另一示例的示意图；图12是描述根据本公开的一些示例性实施例的清洗溶液处理方法的参考流程图；以及图13是描述图12的清洗溶液形成操作的详细参考流程图。具体实施方式在下文中，将参考附图描述根据本公开的一些示例性实施例的用于制作清洗溶液的系统和方法。图1是根据本公开的一些示例性实施例的清洗溶液制作系统的示意图，图2是图1的系统的加压部和气泡形成部的示例的示意图，并且图3是图1的系统的气泡形成部的气泡形成装置的顶视图。参考图1，根据本公开的一些示例性实施例的清洗溶液制作系统包括加压部100、气泡形成部200、等离子体反应罐300、第一管400、存储罐500、自由基传感器600、第二管700和喷嘴800。出于说明的目的，在附图中，第一方向X和第二方向Y是彼此交叉的水平方向。例如，第一方向X和第二方向Y可以彼此垂直。第三方向Z是与第一方向X和第二方向Y交叉的竖直方向。例如，第三方向Z可以垂直于第一方向X和第二方向Y两者。因此，第一方向X、第二方向Y和第三方向Z中的任何一个可以与第一方向X、第二方向Y和第三方向Z中的任何其他方向正交。图1的示例中的加压部100包括压力罐105、气体进口110、液体强制传递部120和液体进口130。液体强制传递部120可以是液体进入加压部100的路径。具体地，在图1的示例中，液体强制传递部120是将清洗溶液S注入到压力罐105中的路径，所述清洗溶液S在等离子体反应罐300中产生并通过第一管400、存储罐500、自由基传感器600和第二管700循环。而且，液体强制传递部120可以附加地将通过液体进口130接收的液体溶剂注入到压力罐105中。在图1的示例中，液体进口130位于连接到液体强制传递部120的第二管700的侧表面处。然而，液体进口130的位置不受限制。液体溶剂可以是例如蒸馏水、碳酸水、电解质离子水和清洗水中的至少一种。然而，实施例不限于这些示例。该实施例的示例的气体进口110是将气体注入到加压部100的压力罐中的路径。该气体用于在清洗溶液S中产生自由基，并且气体的类型取决于要使用的自由基的类型。通过气体进口110注入的气体的示例包括O2、H2、N2、NF3、CxFy、F2、Cl2、Br2、He、Ar及其中两种或多种的混合物。然而，气体的类型不限于此。用于在清洗溶液S中产生自由基的气体可以通过气体进口110插入。根据所使用的自由基的类型，注入到气体进口110中的气体的类型可以不同。被注入的气体的类型可以包括例如O2、H2、N2、NF3、CxFy、F2、Cl2、Br2、He、Ar及其混合物(其中x和y是正整数)中的至少一种。然而，实施例不限于这些示例。在一个示例中，当氧气O2通过气体进口110注入时，氧气与液体结合，使得OH、O、O2、O3、HO2、H3O和H中的至少一种自由基可以包含在清洗溶液S中。另一方面，当使用其他气体时，NO、NO2、NO3、CO2、CO3、Cl、F、Br、BrO、Cl、ClO和HF2中的至少一种自由基可以包含在清洗溶液S中。通常，当由于诸如光、热或电的刺激而发生反应时形成自由基，并且自由基指具有不成对的奇数电子的原子或在形成为化合物时具有高反应性的物质。因此，自由基不会保持稳定并且可能存在相对短的寿命然后消失。由于其本质上高的反应性，自由基可能导致作为要清洗对象的有机材料和无机材料的分解反应。根据本公开的一些示例性实施方式的清洗溶液制作系统的清洗溶液S可以通过使用这些自由基分解高分子化合物来执行清洗。与使用硫酸或氟酸的现有清洗方法相比，这可以防止金属图案被侵蚀和氧化。而且，由于在相对短的寿命逝去后，自由基恢复为无害的液体或气体(例如水、氧气等)，因此对环境的影响最小。气体进口110连接到形成有液体进口130的液体强制传递部120中，使得溶剂和气体可以彼此混合。例如，气体进口110可以连接到液体强制传递部120的中间部分，使得气体和溶剂可以根据溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于清洗半导体基板的清洗溶液制作系统，包括：/n压力罐；/n等离子体反应罐，被配置为在悬浮在从所述压力罐获得的减压液体中的气泡中形成等离子体，从而在所述减压液体中产生自由基物种；/n存储罐，被配置为存储含有在所述等离子体反应罐中产生的所述自由基物种的清洗溶液；以及/n喷嘴，被配置为将所述清洗溶液从所述存储罐供应到半导体基板。/n

【技术特征摘要】
20180730 KR 10-2018-00884381.一种用于清洗半导体基板的清洗溶液制作系统，包括：
压力罐；
等离子体反应罐，被配置为在悬浮在从所述压力罐获得的减压液体中的气泡中形成等离子体，从而在所述减压液体中产生自由基物种；
存储罐，被配置为存储含有在所述等离子体反应罐中产生的所述自由基物种的清洗溶液；以及
喷嘴，被配置为将所述清洗溶液从所述存储罐供应到半导体基板。


2.根据权利要求1所述的系统，还包括：
传感器，用于感测所述清洗溶液中的所述自由基物种的浓度；以及
第一阀，响应于由所述传感器感测到的浓度，选择性地经由所述喷嘴将所述清洗溶液施加到所述半导体基板。


3.根据权利要求2所述的系统，还包括：第二阀，响应于由所述传感器感测到的浓度，选择性地将所述清洗溶液传递到所述压力罐，以通过所述系统进行再循环。


4.根据权利要求3所述的系统，还包括：循环泵，可操作地连接在所述第二阀与所述压力罐之间。


5.根据权利要求1所述的系统，还包括：气泡形成装置，插入在所述压力罐与所述等离子体反应罐之间。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述气泡形成装置是包括多个孔口的板。


7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述等离子体反应罐包括：第一电极和第二电极，位于所述等离子体反应罐的相对侧。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一电极和所述第二电极被屏蔽以防止所述第一电极和所述第二电极与所述等离子体反应罐内的所述减压液体接触。


9.根据权利要求7所述的系统，还包括：点火电极，位于所述第一电极和第二电极下方并且径向地位于所述第一电极和第二电极之间。


10.根据权利要求9所述的系统，其中，在第一等离子体形成阶段，初始地将电源施加到所述点火电极，以在所述等离子体反应罐的第一区域中形成等离子体，并且
在所述第一等离子体形成阶段之后的第二等离子体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘钒镇，金旼亨，南象基，张原赫，韩奎熙，金永焘，方政民，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR