【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体制造，具体为基于纳米粒子的芯片刻蚀清洗液内循环控制系统及方法。
技术介绍
1、芯片刻蚀清洗是半导体制造过程中的重要工艺之一，其目的是在芯片表面形成所需的图案，同时去除刻蚀过程中产生的杂质和残留物，以提高芯片的性能和可靠性。目前，芯片刻蚀清洗主要分为湿法刻蚀清洗和干法刻蚀清洗两种方式。
2、湿法刻蚀清洗是指使用液体化学溶剂和去离子水对芯片进行刻蚀和清洗，常见的湿法刻蚀清洗有rca清洗法、稀释化学法、imec清洗法等。湿法刻蚀清洗的优点是速度快、成本低、选择性好，但也存在一些缺陷，例如：
3、湿法刻蚀清洗具有各向同性，不能形成直角或锐角的图案，影响芯片的几何特征和精度；
4、湿法刻蚀清洗会产生大量的废液，造成环境污染和资源浪费，需要进行专门的处理和回收；
5、湿法刻蚀清洗难以去除一些顽固的有机物和金属污染物，需要配合其他的清洗方法，增加了工艺的复杂性和成本；
6、湿法刻蚀清洗对芯片的温度、湿度、ph值等条件有较高的要求，需要进行严格的控制和监测，否则会影响芯片的品质和稳定性。
7、干法刻蚀清洗是指使用气体或等离子体对芯片进行刻蚀和清洗，常见的干法刻蚀清洗有反应离子刻蚀法、感应耦合等离子体刻蚀法等。干法刻蚀清洗的优点是具有各向异性，可以形成直角或锐角的图案，提高芯片的几何特征和精度，同时减少了废液的产生和处理，降低了环境污染和资源浪费，但也存在一些缺陷，例如：
8、干法刻蚀清洗需要使用高能量的气体或等离子体，造成芯片的物理损伤或化学
9、干法刻蚀清洗难以实现对不同芯片材料和结构的选择性刻蚀和清洗，需要进行精细的参数调节和优化，增加了工艺的难度和成本；
10、干法刻蚀清洗会在芯片表面产生一些难以去除的聚合物或残留物，需要配合其他的清洗方法，增加了工艺的复杂性和成本；
11、干法刻蚀清洗对芯片的温度、压力、电场等条件有较高的要求，需要进行严格的控制和监测，否则会影响芯片的品质和稳定性。
12、综上所述，现有的芯片刻蚀清洗方法都存在一些不足之处，不能满足半导体制造的高效、高质、低耗的要求，因此，急需一种新的芯片刻蚀清洗系统及其循环控制方法，以解决上述问题。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供基于纳米粒子的芯片刻蚀清洗液内循环控制系统及方法，用于解决现有技术中芯片刻蚀清洗液的使用效率低、成本高、污染大的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种基于纳米粒子的芯片刻蚀清洗液内循环控制系统，包括：刻蚀清洗液和控制器；所述刻蚀清洗液含有纳米粒子，用于喷射到芯片上，以刻蚀和清洗芯片表面；所述控制器用于控制刻蚀清洗液的循环使用，并根据刻蚀清洗液的循环次数n、循环时间t、纳米粒子浓度c、纳米粒子直径d、刻蚀效率e和清洗效率f，调节刻蚀清洗液的喷射角度α和喷射压力p，使得刻蚀清洗液的循环使用达到最优化。
4、本专利技术所产生的有益效果是：通过使用含有纳米粒子的刻蚀清洗液，可以提高芯片表面的刻蚀和清洗效果，同时通过控制器的智能调节，可以使刻蚀清洗液的循环使用达到最优化，节约资源和成本。
5、本专利技术所采用的工作原理是：纳米粒子具有高比表面积和高活性，可以与芯片表面的杂质和污染物发生化学反应或物理作用，从而实现刻蚀和清洗的目的。控制器根据刻蚀清洗液的循环次数、循环时间、纳米粒子浓度、纳米粒子直径、刻蚀效率和清洗效率等参数，计算出最佳的喷射角度和喷射压力，使得刻蚀清洗液能够均匀和有效地喷射到芯片上，同时避免对芯片造成损伤或浪费。
6、较佳实施情况下，还包括刻蚀清洗液储存罐、刻蚀清洗液泵、喷头、收集盘、过滤器和回流管道；所述刻蚀清洗液储存罐用于储存含有纳米粒子的刻蚀清洗液；所述刻蚀清洗液泵用于将刻蚀清洗液从储存罐输送到喷头；所述喷头用于将刻蚀清洗液喷射到芯片上，以刻蚀和清洗芯片表面；所述收集盘用于收集从芯片上流下的刻蚀清洗液；所述过滤器用于将收集盘中的刻蚀清洗液中的杂质和残留物过滤掉，得到过滤后的刻蚀清洗液；所述回流管道用于将过滤后的刻蚀清洗液回流到储存罐中。
7、较佳实施所产生的有益效果是：通过增加刻蚀清洗液储存罐、刻蚀清洗液泵、喷头、收集盘、过滤器和回流管道等部件，可以实现刻蚀清洗液的循环使用，减少刻蚀清洗液的消耗和排放，同时保证刻蚀清洗液的质量和性能。
8、较佳实施所采用的工作原理是：刻蚀清洗液储存罐用于储存含有纳米粒子的刻蚀清洗液，刻蚀清洗液泵用于将刻蚀清洗液从储存罐输送到喷头，喷头用于将刻蚀清洗液喷射到芯片上，收集盘用于收集从芯片上流下的刻蚀清洗液，过滤器用于将收集盘中的刻蚀清洗液中的杂质和残留物过滤掉，回流管道用于将过滤后的刻蚀清洗液回流到储存罐中，形成一个闭合的循环系统。
9、较佳实施情况下，所述控制器根据以下公式调节喷头的喷射角度α和喷射压力p：
10、，，
11、其中，和为两个常数；，；
12、v为刻蚀清洗液的体积，q为刻蚀清洗液泵的流量，l为回流管道的长度，v为刻蚀清洗液在回流管道中的流速；
13、；；
14、m为刻蚀清洗液中纳米粒子的总质量，ρ为纳米粒子的密度，n为刻蚀清洗液中纳米粒子的总个数；
15、；；
16、a为刻蚀前芯片表面的面积，b为刻蚀后芯片表面的面积，c为刻蚀前芯片表面的污染物质量，d为刻蚀后芯片表面的污染物质量。
17、较佳实施所产生的有益效果是：通过控制器根据一定的公式调节喷头的喷射角度和喷射压力，可以使刻蚀清洗液的喷射更加精确和合理，提高刻蚀和清洗的效率和质量，同时避免对芯片造成过度刻蚀或不足刻蚀的情况。
18、较佳实施所采用的工作原理是：控制器根据刻蚀清洗液的循环次数、循环时间、纳米粒子浓度、纳米粒子直径、刻蚀效率和清洗效率等参数，利用数学模型计算出最佳的喷射角度和喷射压力，使得刻蚀清洗液能够以最适合的方式喷射到芯片上，实现最佳的刻蚀和清洗效果。
19、较佳实施情况下，所述纳米粒子为金属或半导体纳米粒子，所述金属纳米粒子为银、铜或铝纳米粒子，所述半导体纳米粒子为硅、锗或碳纳米粒子，所述纳米粒子的形状为球形、棒形或片形，所述纳米粒子的直径为10-100纳米，所述纳米粒子在刻蚀清洗液中的质量分数为0.1-10%。
20、较佳实施所产生的有益效果是：通过选择不同的纳米粒子的种类、形状、大小和比例，可以根据不同的芯片材料和结构进行刻蚀和清洗，适应不同的刻蚀和清洗需求，同时提高刻蚀和清洗的效果和选择性。
21、较佳实施所采用的工作原理是：不同的纳米粒子具有不同的化学和物理性质，可以与不同的芯片材料和结构发生不同的反应或作用，从而实现刻蚀和清洗的目的。纳米粒子的种类、形状、大小和比例会影响刻蚀清洗液的性能和特性，例如，金属纳米粒子具有较高的导电性和催化性，半导体纳米粒子具有光电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于纳米粒子的芯片刻蚀清洗液内循环控制系统，其特征在于，包括：刻蚀清洗液和控制器；所述刻蚀清洗液含有纳米粒子，用于喷射到芯片上，以刻蚀和清洗芯片表面；所述控制器用于控制刻蚀清洗液的循环使用，并根据刻蚀清洗液的循环次数n、循环时间t、纳米粒子浓度c、纳米粒子直径d、刻蚀效率e和清洗效率f，调节刻蚀清洗液的喷射角度α和喷射压力P，使得刻蚀清洗液的循环使用达到最优化。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括刻蚀清洗液储存罐、刻蚀清洗液泵、喷头、收集盘、过滤器和回流管道；所述刻蚀清洗液储存罐用于储存含有纳米粒子的刻蚀清洗液；所述刻蚀清洗液泵用于将刻蚀清洗液从储存罐输送到喷头；所述喷头用于将刻蚀清洗液喷射到芯片上，以刻蚀和清洗芯片表面；所述收集盘用于收集从芯片上流下的刻蚀清洗液；所述过滤器用于将收集盘中的刻蚀清洗液中的杂质和残留物过滤掉，得到过滤后的刻蚀清洗液；所述回流管道用于将过滤后的刻蚀清洗液回流到储存罐中。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器根据以下公式调节喷头的喷射角度α和喷射压力P：
4.根据权利要求1所述的系统
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器根据刻蚀清洗液的温度T、pH值p和电导率s，调节刻蚀清洗液泵的流量Q，使得刻蚀清洗液的物理和化学性质保持在最佳状态；所述控制器根据以下公式调节刻蚀清洗液泵的流量Q：
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器根据以下公式调节刻蚀清洗液泵的流量Q：
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述喷头为可旋转的喷头，能够在不同的方向上喷射刻蚀清洗液，以增加刻蚀和清洗的均匀性和效果。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述纳米粒子的种类、形状、大小和比例可根据不同的芯片材料和结构进行选择和调节，以适应不同的刻蚀和清洗需求。
9.采用权利要求1-8任一项所述的系统进行循环控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤还包括：
...【技术特征摘要】
1.基于纳米粒子的芯片刻蚀清洗液内循环控制系统，其特征在于，包括：刻蚀清洗液和控制器；所述刻蚀清洗液含有纳米粒子，用于喷射到芯片上，以刻蚀和清洗芯片表面；所述控制器用于控制刻蚀清洗液的循环使用，并根据刻蚀清洗液的循环次数n、循环时间t、纳米粒子浓度c、纳米粒子直径d、刻蚀效率e和清洗效率f，调节刻蚀清洗液的喷射角度α和喷射压力p，使得刻蚀清洗液的循环使用达到最优化。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括刻蚀清洗液储存罐、刻蚀清洗液泵、喷头、收集盘、过滤器和回流管道；所述刻蚀清洗液储存罐用于储存含有纳米粒子的刻蚀清洗液；所述刻蚀清洗液泵用于将刻蚀清洗液从储存罐输送到喷头；所述喷头用于将刻蚀清洗液喷射到芯片上，以刻蚀和清洗芯片表面；所述收集盘用于收集从芯片上流下的刻蚀清洗液；所述过滤器用于将收集盘中的刻蚀清洗液中的杂质和残留物过滤掉，得到过滤后的刻蚀清洗液；所述回流管道用于将过滤后的刻蚀清洗液回流到储存罐中。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器根据以下公式调节喷头的喷射角度α和喷射压力p：
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述纳米粒子为金属或半导体...
【专利技术属性】
技术研发人员：马磊，钟永良，张钦洋，
申请(专利权)人：威海奥牧智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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