CN100452313C - 用于制造集成电路的装置中的流体供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将化学物质供应到多个喷嘴以制造集成电路的系统。该系统包括供应管线、返回管线以及用于将恒定量的化学物质供应到返回管线或一个喷嘴的选择部件。根据本发明，恒定量的化学物质从化学物质存储器供应，而不管需要供应化学物质的喷嘴的数目。这使得泵避免过度工作并且抑制了需要预定的时间来使得化学物质达到固定温度的常规问题。

Description

用于制造集成电路的装置中的流体供应系统

技术领域

本发明涉及用于制造半导体设备的装置，并且更具体地涉及用于将预定的流体供应至多个装置的流体供应系统。

背景技术

一般来说，在制造半导体设备的工艺期间，多个层，比如多晶硅、氧化物、氮化物和金属，通常形成于用作半导体基片的晶片上。光阻材料覆盖在层上。利用曝光工艺形成于光掩模上的图案被转录到光阻材料上。在显影工艺中，光阻材料被选择性地移除从而在其上形成图案。在利用光阻材料作为掩模时，执行蚀刻工艺以便在晶片上形成与形成于光阻材料上的图案相同的图案。喷嘴安装在执行蚀刻工艺的蚀刻装置中。多个蚀刻装置中的喷嘴从一个化学物质供应系统中接收化学物质。

图1示出了一种常规的化学物质供应系统20。该化学物质供应系统20包括化学物质存储器700和循环管线710。循环管线710具有构造来从化学物质存储器700接收化学物质的供应管线712以及构造来在供应到喷嘴740之后将剩余的化学物质发送到化学物质存储器700的返回管线714。从循环管线710，供应管路分支为分别连接至喷嘴740的供应管路720。阀722安装在各个供应管路720上以便打开和关闭其路径。泵732和加热器734连接至供应管线712。泵732将强制的流动压力供应至沿着供应管线712的路径流动的化学物质，并且加热器734加热化学物质。在执行一个工艺时，安装在供应管路720上的阀736被选择性地打开和关闭以将化学物质供应到需要化学物质供应的阀740。如果安装在供应管路720上的一个阀722打开，那么安装在返回管线714上的阀736就关闭。

不幸的是，这种典型的化学物质供应系统20存在着下面所述的缺点。泵732工作来等量地供应化学物质，而不管将要供应蚀刻剂的喷嘴的数量，而流过供应管线714的化学物质的量等于流过其阀722打开的供应管路720的化学物质的量。因此，如果安装在供应管路720上的阀722部分地打开，那么泵732就不可避免地过度工作以停止其操作。由于内部流动的化学物质的量随着蚀刻剂所供应至的处理装置的数量而变化，那么由加热器734所供应的热量就必须进行调整以便在用于该工艺中的固定温度下加热化学物质。然而，调节热量并不容易。因而，化学物质的温度倾向于偏离固定温度并且需要很多时间来达到固定温度。

发明内容

[技术问题]

由于需要供应化学物质的喷嘴数目的改变，泵的操作停止并且需要很多时间来使得化学物质达到固定温度。为了克服这些问题，本发明提供了一种化学物质供应系统。

[技术方案]

根据本发明的一种流体供应系统包括循环管线和分配部件。循环管线连接至流体存储器并且具有供应管线和返回管线。分配部件将供应管线和返回管线连起来并且具有多个选择区段，所述选择区段用于将沿着分配部件内部流动的流体之中恒定量的流体供应到喷嘴或者循环管线之一。

在一个示例性实施例中，提供连接管来连接选择区段。每个选择区段包括供应管和返回管。供应管从连接管分支为连接至喷嘴并且具有安装在其上的阀用以打开和关闭供应管的路径。返回管从连接管分支为连接至返回管线并且具有安装在其上的阀用以打开和关闭返回管的路径。如果安装在供应管上的阀和安装在返回管上的阀之一打开，则另一个阀关闭。流量调节阀可安装在返回管上以调节沿着返回管流动的流体的流速。

在另一个示例性实施例中，选择区段包括选择管、供应管、返回管和三向阀。选择管从供应管线分支或连接至供应管线。供应管从选择管分支为连接至喷嘴。返回管从选择管分支为连接至返回管线。三向阀安装在供应管和返回管的分支点上，以控制沿着三向阀内部流动的流体的流动方向。流量调节阀可安装在各个选择管上以调节沿着选择管流动的流体的流速。

[有益效果]

根据本发明，沿着化学物质供应管线流动的化学物质的量总是恒定，而不管需要供应化学物质的喷嘴的数目。这使得能防止泵的操作由于管中的压力差而停止。

而且，从加热器供应的热量无需调节，而不管化学物质量的变化。这使得能防止化学物质的温度偏离固定温度。

附图说明

图1示出了一种常规流体供应系统的构造。

图2示出了根据本发明的流体供应系统。

图3示出了根据本发明的实施例具有化学物质分配部件的流体供应系统的构造。

图4示出了图3所示流体供应系统的示例性操作。

图5示出了根据本发明另一个实施例具有化学物质分配部件的流体供应系统的构造。

图6示出了图5所示流体供应系统的示例性操作。

具体实施方式

现在将参照附图更详细地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明能以不同的形式具体化并且不应当解释为限制于这里所阐述的实施例。而是，这些实施例提供为使得本文的公开充分且完整，并将本发明的范围完全地呈现给本领域的技术人员。在附图中，层和区域的高度为了清楚起见被放大。

尽管现在将在本发明的示例性实施例中描述用于将化学物质供应至晶片蚀刻装置的系统，但是本发明可以应用于将流体供应到多个装置的所有流体供应系统。而且，所述实施例的蚀刻剂可以是不同种类的流体。

在所述示例性实施例中，喷嘴160可安装在相应的处理装置中，或者可都安装在一个处理装置中。可选地，一组喷嘴160可安装在多个处理装置中。

图2示出了根据本发明的化学物质供应系统10。化学物质供应系统10包括化学物质存储器100、循环管线200和化学物质分配部件300。循环管线200具有供应管线220和返回管线240。供应管线220是构造来从化学物质存储器100供应化学物质的路径，并且返回管线240是构造来在将化学物质供应到喷嘴160之后将剩余的化学物质返回到化学物质存储器的路径。泵120和加热器140安装在供应管线220中。泵120将强制性的流动压力施加于沿着供应管线220内部流动的化学物质，并且加热器140在适合于工艺的固定温度下加热化学物质。化学物质分配部件300将供应管线220与返回管线240相连接并且将通过供应管线220接收的化学物质分配到喷嘴160。而且，化学物质分配部件300使得剩余的化学物质能流动到返回管线240。

图3示出了根据本发明一个实施例具有化学物质分配部件300的化学物质供应系统10。图4示出了图3所示化学物质供应系统10的示例性操作。在图4所示的阀中，关闭阀的内部是满的而打开阀的内部是空的。

参照图3和图4，化学物质分配部件300具有将供应管线220与返回管线240相连接的连接管340以及多个用于对定量化学物质的流动方向进行调整的选择区段320。选择区段320被构造来将沿着连接管340流动的化学物质选择性地部分分配到喷嘴160或者返回管线240，这取决于是否需要化学物质供应到喷嘴160。连接管340连接相邻的选择区段320。化学物质分配部件300具有与喷嘴160相同数目的选择区段320。一个选择区段320连接至一个喷嘴160以确定化学物质的流动方向。

每个选择区段320具有供应管324和返回管322。供应管324从连接管340分支为连接至喷嘴160。返回管322在与供应管324相同的位置处从连接管240分支为连接至返回管线240。阀362和364安装在每个返回管324和供应管322上以打开和关闭其路径。阀362和364可采用电控螺线管阀。流量调节阀368可安装在相应的返回管322上以调节沿着其内部流动的化学物质的流速。泵120工作来供应化学物质，其通过供应管线200供应的化学物质的量与供应到各个喷嘴160的化学物质的总和相等。加热器140在相等热量下持续地加热沿着供应管线200内部流动的化学物质。在各个选择区段320中，如果阀364和362之一打开，那么另一阀就控制为关闭。因而，供应到选择区段320的恒定量化学物质总是仅流动到喷嘴160和返回管线240之一。

在这个实施例中，化学物质从化学物质供应系统10供应到四个喷嘴160。然而，构造来从化学物质供应系统10接收化学物质的喷嘴的数目可以不同地变化。为了便于描述，选择区段320被分为第一选择区段320a、第二选择区段320b、第三选择区段320c和第四选择区段320d，它们根据靠近供应管线220的顺序来确定次序。

通过操作阀362a和364a，经由供应管线220供应到第一选择区段320a的化学物质经由第一供应管324a被部分地供应到第一喷嘴160a或者经由第一返回管322a流动到返回管线240。供应到第一选择区段320a的其它化学物质经由连接管340流动到第二选择区段320b。通过操作阀362b和364b，供应到第二选择区段320b的化学物质经由第二供应管324b被部分地供应到第二喷嘴160b或者经由第二返回管322b流动到返回管线240。供应到第二选择区段320b的其它化学物质经由连接管340流动到第三选择区段320c。通过操作阀362c和364c，供应到第三选择区段320c的化学物质经由第三供应管324c被部分地供应到第三喷嘴160c或者经由第三返回管322c流动到返回管线240。供应到第三选择区段320c的其它化学物质经由连接管340流动到第四选择区段320d。供应到第四选择区段320d的所有化学物质经由第四供应管324d供应到第四喷嘴160d或者经由第四返回管322d流动到返回管线240。

现在将参照图4详细描述化学物质的流动路径。假定在一个工艺期间从每个喷嘴160供应的化学物质的量是850cc/m，并且化学物质仅供应到第一至第四喷嘴160之中的第三和第四喷嘴160c和160d。安装在第一供应管324a上的阀364a关闭，而安装在第一返回管322a上的阀362a和安装在第二返回管322b上的阀362b打开。安装在第三供应管324c上的阀364c和安装在第四供应管324d上的阀364d打开，并且安装在第三返回管322c上的阀362c和安装在第四返回管322d上的阀362d关闭。

3400cc/m的化学物质通过供应管线220从化学物质存储器100持续地供应。在3400cc之中，850cc通过第一返回管322a和返回管线240返回到化学物质存储器100，并且2550cc流过连接管340。在2550cc之中，850cc通过第二返回管322b和返回管线240返回到化学物质存储器100，并且1700cc流过连接管340。在1700cc之中，850cc通过第三供应管324c供应到第三喷嘴160c，并且剩余的850cc在流过连接管340之后通过第四供应管324d供应到第四喷嘴160d。尽管在本实施例中化学物质等量地供应到各个喷嘴160，但是供应到各个喷嘴160的化学物质的量可以不同。各个供应管324的直径不同或者用流量调节阀368来调节供应到各个喷嘴160的化学物质的量。

根据这个实施例，从化学物质存储器100流动到供应管线220的化学物质的流速是恒定的，而不管需要供应化学物质的喷嘴160的数目。因此，从加热器供应的热量不会随着实际从供应管线供应的化学物质的量而改变，这使得温度适合于工艺的化学物质被供应到喷嘴。而且，恒定量的化学物质沿着供应管线流动，使得能防止泵140由于循环管线中的压力差而受损。

图5示出了根据本发明另一个实施例具有化学物质分配部件400的流体供应系统10。图6示出了图5所示流体供应系统10的示例性操作。参照图5和图6，流体供应系统10包括化学物质存储器100、具有供应管线220和返回管线240的循环管线200、以及化学物质分配部件400。化学物质存储器100和循环管线200与前述实施例中的相同并且不再详细描述。化学物质分配部件400具有多个从供应管线220分支或者连接至供应管线220的选择区段420。选择区段420供应沿着其路径流动到喷嘴160或返回管线240之一的化学物质。在选择区段之中，三个选择区段420a、420b和420c从供应管线220分支并且另一选择取区段420d直接连接至供应管线220。每个选择区段420具有分配管428、供应管424、返回管422、以及三向阀428。分配管428从供应管线220分支。沿着分配管428流动的化学物质流动到供应管424和返回管422之一。三向阀428安装在供应管424和返回管422的分支点上以控制化学物质的流速。流量调节阀468可安装在相应的分配管428上以调节供应到相应喷嘴160的化学物质的流速。

图6所示的三向阀428的内部满部分表示其路径关闭，并且其内部空部分表示其路径打开。假定在图6的第一至第四喷嘴160之中，第三和第四喷嘴160c和160d需要供应化学物质。泵120工作来使得恒定量的化学物质流动到供应管线220。加热器140在等量的热量下加热化学物质。

第三流量调节阀468c和第四流量调节阀468d被操纵来使得预定量的化学物质供应到第三喷嘴160c和第四喷嘴160d。第三三向阀428c被操纵来使得化学物质能从第三分配管426c流动到第三供应管424c。第四三向阀428d被操纵来使得化学物质能从第四分配管426d流动到第四供应管424d。第一流量调节阀468a和第二流量调节阀468b被操纵来使得剩余的化学物质(通过第三和第四供应管424c和424d供应的化学物质除外)流动到第一分配管426a和第二分配管426b。第一三向阀428a被操纵来使得化学物质从第一分配管426a流动到第一返回管422a。第二三向阀428b被操纵来使得化学物质从第二分配管426b流动到第二返回管422b。

[工业实用性]

本发明能应用于在制造集成电路的工艺中需要将流体供应到多个喷嘴的系统的多种装置。不管所使用喷嘴数目的变化，能持续地供应适合工艺条件的流体。

Claims (5)

1.一种用于将流体供应到多个喷嘴以制造集成电路的流体供应系统，包括：

具有供应管线和返回管线的循环管线，循环管线连接至流体存储器；和

分配部件，其将供应管线和返回管线连接起来并且具有多个选择区段以及连接选择区段的连接管，所述选择区段用于将沿着分配部件内部流动的流体之中恒定量的流体供应到喷嘴或者其中一个循环管线，

每个选择区段包括：

从连接管分支为连接至喷嘴的供应管，其具有安装在其上的阀用以打开和关闭供应管的路径；和

从连接管分支为连接至返回管线的返回管，其具有安装在其上的阀用以打开和关闭返回管的路径，

其中，如果安装在供应管上的阀和安装在返回管上的阀中的一个打开，则另一个阀关闭。

2.如权利要求1的流体供应系统，其中每个选择区段还包括安装在返回管上的流量调节阀。

3.如权利要求1的流体供应系统，其应用于执行蚀刻工艺的处理装置，其中流体是用于蚀刻工艺中的蚀刻剂。

4.一种用于将流体供应到多个喷嘴以制造集成电路的流体供应系统，包括：

具有供应管线和返回管线的循环管线，循环管线连接至流体存储器；和

分配部件，其将供应管线和返回管线连接起来并且具有多个选择区段，所述选择区段用于将沿着分配部件内部流动的流体之中恒定量的流体供应到喷嘴或者其中一个循环管线，

其中选择区段包括：

从供应管线分支或连接至供应管线的分配管；

从分配管分支为连接至喷嘴的供应管；

从分配管分支为连接至返回管线的返回管；和

连接分配管、供应管和返回管的三向阀，其将沿着分配管的内部流动的流体供应到供应管或返回管。

5.如权利要求4的流体供应系统，其中每个选择区段还包括安装在分配管上的流量调节阀。

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