CN107863313B - 用于晶圆刻蚀的化学液供应装置及化学液供应方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种用于晶圆刻蚀的化学液供应装置及化学液供应方法。本发明所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，包括第一化学液供应槽、第二化学液供应槽和液压泵，液压泵的输出端的总管路上设有第一支路和第二支路，第一支路上设有第一控制阀门，第二支路与第一化学液供应槽的内部相通连接，第二支路上设有第二控制阀门，液压泵的输入端分别与第一化学液供应槽和第二化学液供应槽的内部相通连接。通过使用本发明所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置及化学液供应方法，能够有效地对化学液进行预处理，同时，在化学液预处理过程中能够对化学液的液位高度进行实时检测，减少了化学液供应过程中存在的安全隐患。

Description

用于晶圆刻蚀的化学液供应装置及化学液供应方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种用于晶圆刻蚀的化学液供应装置及化学液供应方法。

背景技术

目前湿法刻蚀工艺中往往会用到化学液供应装置，以弥补在晶圆刻蚀过程中化学液的不足。现有技术中，化学液工艺装置的结构示意图如图1所示，包括第一反应室30′、第一液压泵20′和化学液供应槽10′。化学液供应槽10′设于第一反应室30′的内部，化学液供应槽10′内装有用于晶圆刻蚀过程使用的化学液。当晶圆在刻蚀过程中，化学液含量不足，需要进行补充时，通过第一液压泵20′将化学液供应槽10′内的化学液补充到用于晶圆刻蚀的发生槽内，以满足晶圆刻蚀的需要。但是，在化学液供应过程中，化学液供应槽10′内的化学液无法得到预处理，且在第一反应室30′内发生化学液泄露时无法得到有效的监控和处理，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提出了一种用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其中包括第一化学液供应槽、第二化学液供应槽和液压泵，所述液压泵的输出端的总管路上设有第一支路和第二支路，所述第一支路用于向晶圆刻蚀装置输出化学液，所述第一支路上设有第一控制阀门，所述第二支路与所述第一化学液供应槽的内部相通连接，所述第二支路上设有第二控制阀门，所述液压泵的输入端分别与所述第一化学液供应槽和所述第二化学液供应槽的内部相通连接，且所述第二化学液供应槽与所述液压泵的输入端之间的管路上设有第三控制阀门。

进一步地，所述液压泵的输入端上还连接有去离子水供应单元，所述液压泵和所述去离子水供应单元之间的管路上设有第四控制阀门。

进一步地，所述液压泵的输出端的总管路上还设有用于将经过去离子水清洗过后的所述第一化学液供应槽的内部水溶液进行排放的第三支路，所述第三支路和所述液压泵的输出端之间的管路上设有第五控制阀门。

进一步地，所述第一化学液供应槽和所述第二化学液供应槽的内部均设有液位传感器。

进一步地，所述液压泵的输出端的总管路上设有过滤器。

进一步地，还包括防漏盘，所述防漏盘上设有第一定位基座和第二定位基座，所述第一化学液反应槽和所述第二化学液反应槽分别设于所述第一定位基座和所述第二定位基座上。

进一步地，所述防漏盘内设有第一传感器和第一排水管，当所述第一传感器检测到有溶液进入到所述防漏盘时能够控制所述第一排水管开启，将所述溶液进行排放。

进一步地，还包括反应室，所述第一化学液供应槽、所述第二化学液供应槽和所述液压泵均设于所述反应室的内部，所述反应室上设有排气单元。

本发明还提出了一种用于晶圆刻蚀的化学液供应方法，根据上述所述的化学液供应装置进行化学液供应，其中包括以下步骤：

将所述第二控制阀门和所述第三控制阀门开启，将所述第一控制阀门、所述第四控制阀门和所述第五控制阀门关闭，启动所述液压泵，将所述第二化学液供应槽的内部的化学液输入到所述第一化学液供应槽内，直至所述第一化学液供应槽的内部充满化学液，关闭所述液压泵；

将所述第二控制阀门开启，将所述第一控制阀门、所述第三控制阀门、所述第四控制阀门和所述第五控制阀门关闭，启动所述液压泵，直至所述第一化学液供应槽的内部的化学液混合均匀后，关闭所述液压泵；

将所述第一控制阀门开启，将所述第二控制阀门、所述第三控制阀门、所述第四控制阀门和所述第五控制阀门关闭，启动所述液压泵，将所述第一化学液供应槽的内部的化学液输入到所述晶圆刻蚀装置中。

进一步地，如上所述的化学液供应方法还包括以下步骤：

将所述第四控制阀门开启，将所述第一控制阀门、所述第二控制阀门、所述第三控制阀门和所述第五控制阀门关闭，当所述第一化学液供应槽的内部充满溶液时，关闭所述第四控制阀门，开启所述第二控制阀门和所述液压泵，将所述第一化学液供应槽的内部进行清洗；

将所述第二控制阀门关闭，将所述第五控制阀门开启，利用所述液压泵将清洗后的所述第一化学液供应槽的内部的溶液进行排放。

通过使用本发明所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置及化学液供应方法，能够有效地对化学液进行预处理，为晶圆刻蚀提供适合浓度的化学液，同时，在化学液预处理过程中能够对化学液的液位高度进行实时检测，降低了化学液泄露的可能性，减少了化学液供应过程中存在的安全隐患。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中化学液供应装置的内部结构示意图；

图2为本发明实施例中化学液供应装置的内部结构示意图。

附图中各标记表示如下：

10′：化学液供应槽、20′：第一液压泵、30′：第一反应室；

11：第一化学液供应槽、12：第二化学液供应槽、13：第三化学液供应槽；

20：液压泵；

30：过滤器；

41：第一控制阀门、42：第二控制阀门、43：第三控制阀门、44：第四控制阀门、45：第五控制阀门；

51：第一液位传感器、52：第二液位传感器；

60：防漏盘；

71：第一定位基座、72：第二定位基座、73：第一传感器、74：第一排水管；

80：反应室、81：排气单元；

90：去离子水供应单元。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图2为本发明实施例中化学液供应装置的内部结构示意图。如图2所示，本实施例中的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，包括第一化学液供应槽11、第二化学液供应槽12和液压泵20。液压泵20的输出端的总管路上设有第一支路和第二支路，第一支路用于向晶圆刻蚀装置输出化学液，第一支路上设有第一控制阀门41，第二支路与第一化学液供应槽11的内部相通连接，第二支路上设有第二控制阀门42，液压泵20的输入端分别与第一化学液供应槽11和第二化学液供应槽12的内部相通连接，且第二化学液供应槽12与液压泵20的输入端之间的管路上设有第三控制阀门43。

本实施例中的第一化学液供应槽11、第二化学液供应槽12和液压泵20均设于反应室80的内部，反应室80上设有排气单元81。排气单元81用于排出反应室80内部产生的挥发气体，改善反应室80内部的环境。第二化学液供应槽12用于向第一化学液供应槽11内部补充化学液，对第一化学液供应槽12内部的化学液进行预处理，保证向晶圆刻蚀装置中输出合适浓度的化学液。

进一步地，为了保证用于向第一化学液供应槽11内补充的化学液的充足，还设有第三化学液供应槽13。作为备用的化学液供应槽，当第二化学液供应槽内12的化学液量不足时，可以将液压泵20的输入端与第三化学液供应槽13的内部相通连接，并在液压泵20的输入端与第三化学液供应槽13之间设置控制阀门，使第三化学液供应槽13与第二化学液供应槽12的作用及连接方式一致，保证输出的化学液量充足。当然，根据需要，还可以设置多个备用的化学液供应槽13，其使用方式和连接方式与第三化学液供应槽13一致。

进一步地，液压泵20的输入端上还连接有去离子水供应单元90，液压泵20和去离子水供应单元90之间的管路上设有第四控制阀门44。

去离子水用于清洗第一化学液供应槽11内残留的化学液，保证第一化学液供应槽11内的清洁。同时，还可以在去离子水供应单元90与液压泵20的输入端之间设置去离子水喷射枪，用于冲洗化学液供应装置的内部环境。

进一步地，液压泵20的输出端的总管路上还设有用于将经过去离子水清洗过后的第一化学液供应槽11的内部水溶液进行排放的第三支路，第三支路和液压泵20的输出端之间的管路上设有第五控制阀门45。

对于清洗后的第一化学液供应槽11，需要将其内部的水溶液进行排出。通过在第三支路上设置第五控制阀门45，当需要将第一化学液供应槽11内部的水溶液进行排出时，打开第五控制阀门45和液压泵20，关闭第一控制阀门41、第二控制阀门42、第三控制阀门43和第四控制阀门44，即可将第一化学液供应槽11内部的水溶液进行排出。

进一步地，第一化学液供应槽11和第二化学液供应槽12的内部均设有液位传感器。

第一化学液供应槽11的内部设有第一液位传感器51，第二化学液供应槽12的内部设有第二液位传感器52，第一液位传感器51和第二液位传感器52用于检测供应槽内部的液面高度。通过在第一化学液供应槽11和第二化学液供应槽12的内部设置液位传感器，能够实时检测化学液供应槽内部的液面高度，保证化学液量的充足，同时防止化学液量过多造成的泄露，降低安全隐患。

进一步地，液压泵20的输出端的总管路上设有过滤器30。

通过在液压泵的输出端的总管路上设置过滤器30，可以将排入到晶圆刻蚀装置中的化学液进行过滤，减少杂质的产生，提高晶圆在刻蚀过程中的表面质量。

进一步地，本实施例中的化学液供应装置还包括防漏盘60。防漏盘60上设有第一定位基座71和第二定位基座72，第一化学液反应槽11和第二化学液反应槽12分别固定设于第一定位基座71和第二定位基座72上。

化学液在运输和混合过程中，如果发生泄漏现象，为了减少对环境造成的污染，在第一化学液反应槽11和第二化学液反应槽12的底部设置防漏盘60。泄漏的化学液全部落入到防漏盘60当中，统一进行处理，减少对环境的污染和资源的浪费。

进一步地，防漏盘60内设有第一传感器73和第一排水管74。当第一传感器73检测到有溶液进入到防漏盘60时能够控制第一排水管74开启，将溶液进行排放。

本实施例中的液压泵20、液位传感器、第一控制阀门41、第二控制阀门42、第三控制阀门43、第四控制阀门44和第五控制阀门45均由PLC统一控制，提高了化学液供应装置的操作可靠性和便捷性。

利用本发明中的实施例进行化学液供应，包括以下步骤：

将第二控制阀门42和第三控制阀门43开启，将第一控制阀门41、第四控制阀门44和第五控制阀门45关闭，启动液压泵20，将第二化学液供应槽12的内部的化学液输入到第一化学液供应槽11内，直至第一化学液供应槽11的内部充满化学液，关闭液压泵20。

将第二控制阀门42开启，将第一控制阀门41、第三控制阀门43、第四控制阀门44和第五控制阀门45关闭，启动液压泵20，直至第一化学液供应槽11的内部的化学液混合均匀后，关闭液压泵20。

将第一控制阀门41开启，将第二控制阀门42、第三控制阀门43、第四控制阀门44和第五控制阀门45关闭，启动液压泵20，将第一化学液供应槽11的内部的化学液输入到晶圆刻蚀装置中。

通过在第一化学液供应槽11内设置第一液位传感器51，通过第一液位传感器51检测化学液是否充满第一化学液供应槽11的内部。当化学液充满第一化学液供应槽11的内部后，将第一化学液供应槽11的内部的化学液进行混合均匀，利用液压泵20将混合后的化学液输入到晶圆刻蚀装置中，保证晶圆刻蚀的均匀。

进一步地，在化学液供应过程中还包括以下步骤：

将第四控制阀门44开启，将第一控制阀门41、第二控制阀门42、第三控制阀门43和第五控制阀门45关闭，当第一化学液供应槽11的内部充满溶液时，关闭第四控制阀门44，开启第二控制阀门42和液压泵20，将第一化学液供应槽11的内部进行清洗。

将第二控制阀门42关闭，将第五控制阀门45开启，利用液压泵20将清洗后的第一化学液供应槽11的内部的溶液进行排放。

通过使用本发明所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置及化学液供应方法，能够有效地对化学液进行预处理，为晶圆刻蚀提供适合浓度的化学液，同时，在化学液预处理过程中能够对化学液的液位高度进行实时检测，降低了化学液泄露的可能性，减少了化学液供应过程中存在的安全隐患。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其特征在于，包括第一化学液供应槽、第二化学液供应槽和液压泵，所述液压泵的输出端的总管路上设有第一支路和第二支路，所述第一支路用于向晶圆刻蚀装置输出化学液，所述第一支路上设有第一控制阀门，所述第二支路与所述第一化学液供应槽的内部相通连接，所述第二支路上设有第二控制阀门，所述液压泵的输入端分别与所述第一化学液供应槽和所述第二化学液供应槽的内部相通连接，所述第二化学液供应槽用于向第一化学液供应槽内部补充化学液，对第一化学液供应槽内部的化学液进行预处理，且所述第二化学液供应槽与所述液压泵的输入端之间的管路上设有第三控制阀门，所述化学液供应装置还包括至少一个第三化学液供应槽，所述第三化学液供应槽与所述液压泵的输入端相连通。

2.根据权利要求1所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其特征在于，所述液压泵的输入端上还连接有去离子水供应单元，所述液压泵和所述去离子水供应单元之间的管路上设有第四控制阀门。

3.根据权利要求2所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其特征在于，所述液压泵的输出端的总管路上还设有用于将经过去离子水清洗过后的所述第一化学液供应槽的内部水溶液进行排放的第三支路，所述第三支路和所述液压泵的输出端之间的管路上设有第五控制阀门。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其特征在于，所述第一化学液供应槽和所述第二化学液供应槽的内部均设有液位传感器。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其特征在于，所述液压泵的输出端的总管路上设有过滤器。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其特征在于，还包括防漏盘，所述防漏盘上设有第一定位基座和第二定位基座，所述第一化学液反应槽和所述第二化学液反应槽分别设于所述第一定位基座和所述第二定位基座上。

7.根据权利要求6所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其特征在于，所述防漏盘内设有第一传感器和第一排水管，当所述第一传感器检测到有溶液进入到所述防漏盘时能够控制所述第一排水管开启，将所述溶液进行排放。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应装置，其特征在于，还包括反应室，所述第一化学液供应槽、所述第二化学液供应槽和所述液压泵均设于所述反应室的内部，所述反应室上设有排气单元。

9.一种用于晶圆刻蚀的化学液供应方法，根据权利要求3所述的化学液供应装置进行化学液供应，其特征在于，包括以下步骤：

将所述第二控制阀门和所述第三控制阀门开启，将所述第一控制阀门、所述第四控制阀门和所述第五控制阀门关闭，启动所述液压泵，将所述第二化学液供应槽的内部的化学液输入到所述第一化学液供应槽内，直至所述第一化学液供应槽的内部充满化学液，关闭所述液压泵；

将所述第二控制阀门开启，将所述第一控制阀门、所述第三控制阀门、所述第四控制阀门和所述第五控制阀门关闭，启动所述液压泵，直至所述第一化学液供应槽的内部的化学液混合均匀后，关闭所述液压泵；

将所述第一控制阀门开启，将所述第二控制阀门、所述第三控制阀门、所述第四控制阀门和所述第五控制阀门关闭，启动所述液压泵，将所述第一化学液供应槽的内部的化学液输入到所述晶圆刻蚀装置中。

10.根据权利要求9所述的用于晶圆刻蚀的化学液供应方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述第四控制阀门开启，将所述第一控制阀门、所述第二控制阀门、所述第三控制阀门和所述第五控制阀门关闭，当所述第一化学液供应槽的内部充满溶液时，关闭所述第四控制阀门，开启所述第二控制阀门和所述液压泵，将所述第一化学液供应槽的内部进行清洗；

将所述第二控制阀门关闭，将所述第五控制阀门开启，利用所述液压泵将清洗后的所述第一化学液供应槽的内部的溶液进行排放。

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