CN107579026B - 一种用于湿法刻蚀的干燥喷嘴、湿法刻蚀设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种于湿法刻蚀的干燥喷嘴，在传输干燥气体的喷嘴中设置加热装置，同时，通过温度检测装置检测导气管中气体的实际温度，并通过温度控制单元根据实际温度和目标温度进行加热控制，从而达到精确控制喷向晶片的干燥气体的温度的目的。通过该干燥喷嘴，实现气体温度的精确控制，从而达到干燥工艺的要求，提高晶片良率。

Description

一种用于湿法刻蚀的干燥喷嘴、湿法刻蚀设备

技术领域

明涉及半导体刻蚀设备领域，特别涉及一种用于湿法刻蚀的干燥喷嘴、湿法刻蚀设备。

背景技术

刻蚀是半导体制造领域中的非常重要的工艺，湿法刻蚀是利用刻蚀溶液与待刻蚀材料发生化学反应，去除需要刻蚀掉的部分，从而在待刻蚀材料商形成特定的图案。

在湿法刻蚀中，通常包括化学反应、清洗和干燥三个步骤，在干燥过程中，通过干燥喷嘴向晶片喷出一定温度的气体，实现晶片的干燥，气体通常为N₂(氮气)或IPA(异丙醇)，以去除晶片表面的水分。在干燥过程中，气体被控制在一定的温度下，传送到干燥喷嘴处，而后喷到晶片表面，而在传输过程中，气体的温度会降低，通常到达喷嘴处时已经低于预设的温度，使得气体温度难以精确控制，而无法达到干燥工艺要求，导致晶片良率受到影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于湿法刻蚀的干燥喷嘴、湿法刻蚀设备，为干燥气体提供精确的温度控制。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种用于湿法刻蚀的干燥喷嘴，包括：

壳体，所述壳体两端分别设置有进气口和出气口；

导气管，设置于所述壳体内且连接在所述进气口和出气口之间；

加热装置，设置于壳体内，将热量传导至导气管中的气体；

温度检测装置，用于检测所述导气管传输气体的温度；

温度控制单元，用于根据气体的检测温度以及气体的目标温度，进行加热装置的控制。

可选地，所述导气管呈螺旋状排布。

可选地，所述加热装置为加热棒，所述加热棒设置于导气管的螺旋空间内。

可选地，所述加热装置为加热丝，所述加热丝呈螺旋状排布且包围所述导气管。

可选地，所述加热装置为加热管，所述导气管设置于加热管内。

可选地，所述温度检测装置设置于所述出气口处，以检测所述出气口中气体的温度。

可选地，所述壳体内壁上设置有保温层。

可选地，所述导气管为金属材料。

可选地，所述温度控制单元中设置有温度限制单元，用于限制目标温度设定在预设温度以下。

一种湿法刻蚀设备，干燥工艺中采用上述任一的干燥喷嘴。

本发明实施例提供的用于湿法刻蚀的干燥喷嘴、湿法刻蚀设备，在传输干燥气体的喷嘴中设置加热装置，同时，通过温度检测装置检测导气管中气体的实际温度，并通过温度控制单元根据实际温度和目标温度进行加热控制，从而达到精确控制喷向晶片的干燥气体的温度的目的。通过该干燥喷嘴，实现气体温度的精确控制，从而达到干燥工艺的要求，提高晶片良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明一实施例的用于湿法刻蚀的干燥喷嘴的结构示意图；

图2示出了根据本发明另一实施例的用于湿法刻蚀的干燥喷嘴的结构示意图；

图3示出了根据本发明又一实施例的用于湿法刻蚀的干燥喷嘴的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术中的描述，在湿法刻蚀中，在进行化学反应和清洗之后，需要进行干燥工艺，在干燥工艺中，是通过向晶片喷出一定温度的气体，实现晶片的干燥。而目前，是将控制到一定温度后的气体传送到干燥喷嘴处，而后喷到晶片表面，在气体传输的过程中，气体的温度会降低，通常到达喷嘴处时已经低于预设的温度，使得气体温度难以精确控制，而无法达到干燥工艺要求，导致晶片良率受到影响。

为此，本发明提供了一种用于湿法刻蚀的干燥喷嘴，参考图1所示，包括：

壳体10，所述壳体10两端分别设置有进气口101和出气口102；

导气管20，设置于所述壳体10内且连接在所述进气口101和出气口102之间；

加热装置30，设置于壳体10内；

温度检测装置40，用于检测所述导气管传输气体的温度；

温度控制单元50，用于根据气体的检测温度以及气体的目标温度，进行加热装置的控制。

本申请中，在传输干燥气体的喷嘴中设置加热装置，同时，通过温度检测装置检测导气管中气体的实际温度，并通过温度控制单元根据实际温度和目标温度进行加热控制，从而达到精确控制喷向晶片的干燥气体的温度的目的。通过该干燥喷嘴，实现气体温度的精确控制，从而达到干燥工艺的要求，提高晶片良率。

在本发明实施例中，壳体10为导气管20以及加热装置30的容置空间，根据需要设置壳体的形状，优选地，壳体10可以为圆柱的腔体，壳体10的两端分别设置进气口101和出气口102，进气口101一端可以设置有连接结构103，连接结构103例如可以为螺栓或卡槽等，用于与输气管的连接，或者与设备上原有的喷气口的连接。

进一步地，壳体10内壁可以设置有保温层(图未示出)，保温层可以是沿内壁设置的保温层或喷涂于内壁的保温涂层，优选地，保温层的材料可以为绝缘体保温材料，同时起到绝缘及隔热保温的作用。

导气管20设置在壳体10内，连接在进气口101和出气口102之间，将从进气口101输入的气体传输至出气口102，进而从出气口102喷射到晶片表面。导气管20可以选用导热性能好且在热环境下不易老化的材料，通常地，该热环境的温度为低于65℃，优选地，导气管20可以采用金属材料，例如铜管，导气管20与进气口和出气口可以直接密封连接，也可以穿过导气管后与输气管连接，以用于气体的传输。可以将导气管20也设置为螺旋状排布的方式，使得导气管20中存有的气体量增多，提高气体加热的效率。

加热装置30也设置于壳体10内，通过加热装置30将导气管20内的气体加热，加热装置30加热后，将热量通过导气管20传导至导气管中的气体，使得气体在喷气一端得到即时加热。

为了达到更好的加热效果，在优选实施例中，参考图1所示，加热装置30可以为加热丝，加热丝例如为电阻式加热丝，加热丝以螺旋状排布于壳体内，导气管设置于加热丝围城的空间中，将导气管包围，这样，可以有效增加加热的长度，提高加热的效率，以便于快速升温。

在另一些实施例中，参考图2所示，可以将导气管20也设置为螺旋状排布的方式，加热装置32还可以为加热棒，加热棒32设置于导气管20的螺旋状的空间中，以便于更好地实现热传导，提高气体升温效率。

在又一些实施例中，参考图3所示，可以将加热装置34可以为加热管，即管状的加热装置，通过管壁传热，增大传热面积，可以将导气管设置于加热管内，提高气体升温效率。

需要说明的是，上述的加热丝30、加热管34和加热棒32是指加热装置的形状，加热的方式并不做限定，可以是电阻式加热、水循环式加热或气循环式加热等方式。

温度检测装置40用于检测导气管中所传输气体的温度，温度检测装置40包括温度传感器，优选地，可以将温度检测装置40设置在出气口处，通过检测出气口中气体的温度，来检测所述导气管传输气体的温度，出气口处的温度最能体现到达晶片表面的气体的温度，通过获得该温度，并反馈至温度控制单元50，利于更为精确的进行气体温度的控制。

温度控制单元50用于根据气体的检测温度以及气体的目标温度，进行加热装置的控制，例如可以进行PID(比例微分积分)控制，温度控制单元50例如可以采用PLC(逻辑可编程控制)电路或控制芯片等。温度控制单元以一定的频率从温度检测装置获得气体的检测温度，并与气体的目标温度进行比较，当检测的温度低于目标温度时，控制加热单元进行气体温度的提升，如增大加热功率等；当检测的温度高于目标温度时，控制加热电压进行气体温度的降低，如降低加热功率后暂停加热等。

在湿法刻蚀的干燥工艺中，干燥气体通常为IPA或N₂，气体温度过高会存在一定的风险，优选地，在温度控制单元50中，可以设置温度限制单元，用于限制目标温度设定在预设温度以下，也就是说，结合干燥所需的温度以及气体的安全操作的温度，将目标温度锁定在安全的温度范围，避免将干燥气体加热到过高的温度。通常地，干燥气体的温度不超过65℃，在温度限制单元中，将目标温度限定在65℃以下，当出现的目标温度超过65℃为无效的温度，温度控制器并不会执行控制该目标温度的加热。

以上对本发明实施例进行了详细的描述。上述的干燥喷嘴应用于湿法刻蚀设备中，在进行湿法刻蚀以及清洗之后，干燥气体从气源通过气管传输至该干燥喷嘴，进一步进行温度控制后，喷至晶片表面，达到晶片表面干燥的目的。通过该干燥喷嘴，实现气体温度的精确控制，从而达到干燥工艺的要求，提高晶片良率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于湿法刻蚀的干燥喷嘴，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体两端分别设置有进气口和出气口；

导气管，设置于所述壳体内且连接在所述进气口和出气口之间；

加热装置，设置于壳体内，将热量传导至导气管中的气体；

温度检测装置，用于检测所述导气管传输气体的温度；

温度控制单元，用于根据气体的检测温度以及气体的目标温度，进行加热装置的控制；

其中，所述壳体为导气管以及加热装置的容置空间。

2.根据权利要求1所述的干燥喷嘴，其特征在于，所述导气管呈螺旋状排布。

3.根据权利要求2所述的干燥喷嘴，其特征在于，所述加热装置为加热棒，所述加热棒设置于导气管的螺旋空间内。

4.根据权利要求1或2所述的干燥喷嘴，其特征在于，所述加热装置为加热丝，所述加热丝呈螺旋状排布且包围所述导气管。

5.根据权利要求1或2所述的干燥喷嘴，其特征在于，所述加热装置为加热管，所述导气管设置于加热管内。

6.根据权利要求1所述的干燥喷嘴，其特征在于，所述温度检测装置设置于所述出气口处，以检测所述出气口中气体的温度。

7.根据权利要求1所述的干燥喷嘴，其特征在于，所述壳体内壁上设置有保温层。

8.根据权利要求1所述的干燥喷嘴，其特征在于，所述导气管为金属材料。

9.根据权利要求1所述的干燥喷嘴，其特征在于，所述温度控制单元中设置有温度限制单元，用于限制目标温度设定在预设温度以下。

10.一种湿法刻蚀设备，其特征在于，在干燥工艺中采用如权利要求1-9中任一项所述的干燥喷嘴。

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