一种清洗刻蚀系统
技术领域
本发明属于半导体技术领域,具体涉及一种清洗刻蚀系统。
背景技术
单晶硅也称硅单晶,是电子信息材料中最基础性的材料,属半导体材料类。单晶硅主要用于制备半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池等。而多晶硅作为半导体行业单晶硅的基础材料,具有极高的洁净度要求。
在单晶硅制备过程中,需进行拉晶处理,而在拉晶过程中会有很多晶棒出现单晶结构损失变成多晶的情况,而且在后续辊磨和截断工序会偶发性的发生因为机器故障导致的单晶硅晶裂的现象,此时则需要对因在拉晶过程中由于单晶结构损失变成多晶的部分以及晶裂部分的硅材料进行回收利用,以降低原材料成本,但是上述材料在运输和多次转运之后,会接触到很多污染物,其主要包括多晶硅原料表面的金属颗粒等其它有机或无机污染物,为了保证多晶硅材料的洁净度,便需要对其彻底清洗,以便再次重复利用。
请参见图1,其是目前较为常见的一种清洗刻蚀装置,该清洗刻蚀装置通过在刻蚀槽侧部通入气体(例如氮气),以在酸液中产生气泡,但是该清洗刻蚀装置是在侧方进气,从而导致气泡直径大,且气泡在酸液中分布不均匀,另外这种清洗刻蚀装置不利于促进刻蚀反应,存在整体刻蚀效率低、清洗不干净的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种清洗刻蚀系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
一种清洗刻蚀系统,包括清洗刻蚀液供给装置、清洗刻蚀槽和溢流装置,所述清洗刻蚀液供给装置的出液端连接所述清洗刻蚀槽的入液端,所述溢流装置的出液端连接所述清洗刻蚀液供给装置的入液端,其中,
所述清洗刻蚀液供给装置用于将经过加热且均匀分布有气泡的清洗刻蚀液传输至所述清洗刻蚀槽中;
所述清洗刻蚀槽用于利用所述清洗刻蚀液供给装置提供的所述清洗刻蚀液对待清洗刻蚀原料进行刻蚀清洗;
所述溢流装置用于将所述清洗刻蚀槽溢流出的所述清洗刻蚀液传输至所述清洗刻蚀液供给装置中。
在本发明的一个实施例中,所述清洗刻蚀液供给装置包括供液装置、供液泵和气泡发生器,所述供液装置的出液端通过所述供液泵连接所述气泡发生器的入液端,所述气泡发生器的出液端连接所述清洗刻蚀槽的入液端,其中,
所述供液装置用于对所述清洗刻蚀液进行加热,并将经过加热的所述清洗刻蚀液通过供液泵传输至所述气泡发生器中;
所述气泡发生器用于向经过加热的所述清洗刻蚀液中充入均匀分布的气泡,并将经过加热且均匀分布有所述气泡的所述清洗刻蚀液传输至所述清洗刻蚀槽中。
在本发明的一个实施例中,所述供液装置包括热液供应装置、水浴管和供液槽,所述水浴管设置在所述供液槽中,所述热液供应装置的出液端连接所述水浴管的入液端,所述水浴管的出液端连接所述热液供应装置的入液端,所述供液槽的出液端通过所述供液泵连接所述气泡发生器的入液端,其中,
所述热液供应装置用于对液体加热,并将经过加热的所述液体传输至所述水浴管中;
所述水浴管用于通过所述水浴管中的液体对所述供液槽中的所述清洗刻蚀液进行加热,并将所述液体回传至所述热液供应装置中;
所述供液槽用于储存所述清洗刻蚀液,并将经过加热的所述清洗刻蚀液通过所述供液泵传输至所述气泡发生器中。
在本发明的一个实施例中,所述热液供应装置包括加热装置和液体槽,所述加热装置设置在所述液体槽中,且所述液体槽的出液端连接所述水浴管的入液端,所述液体槽的入液端连接所述水浴管的出液端。
在本发明的一个实施例中,在所述液体槽中的所述液体中还添加有酸碱指示剂。
在本发明的一个实施例中,所述气泡发生器的出液端包括第一出液端部和第二出液端部,所述气泡发生器依次通过所述第一出液端部和所述第二出液端部连接所述清洗刻蚀槽的入液端,且所述供液泵和所述气泡发生器之间通过一第一供液管连接,所述第一供液管的出液端的口径逐渐缩小,所述第一出液端部的口径大于所述第二出液端部的口径和所述第一供液管出液端的最小口径。
在本发明的一个实施例中,所述溢流装置包括回液槽和回液管,所述回液槽环绕所述清洗刻蚀槽设置于所述清洗刻蚀槽的外壁上,所述回液槽的出液端通过所述回液管连接所述供液槽的入液端。
在本发明的一个实施例中,还包括用于回收颗粒的固废收集装置,所述固废收集装置通过第一固废收集管连接所述清洗刻蚀槽底壁的出料端,所述固废收集装置通过第二固废收集管连接所述供液槽。
在本发明的一个实施例中,所述清洗刻蚀槽的底壁从中心端至所述出料端呈倾斜式,且所述底壁的中心端高于所述底壁的出料端。
在本发明的一个实施例中,还包括设置有若干通孔的布流板,所述布流板设置在所述清洗刻蚀槽内,且所述布流板设置在所述清洗刻蚀槽的入液端的上方,所述布流板从中心端至最外端呈倾斜式,且所述布流板的中心端高于所述布流板的最外端。
本发明的有益效果:
本发明所提供的清洗刻蚀系统通过清洗刻蚀液供给装置对清洗刻蚀液进行加热,并向清洗刻蚀液中充入气泡,且使气泡在清洗刻蚀液中均匀分布,然后将经过加热且均匀分布有气泡的清洗刻蚀液传输至清洗刻蚀槽中,利用均匀分布有气泡且经过加热的清洗刻蚀液对待清洗刻蚀原料进行刻蚀清洗,从而可以加速刻蚀清洗工艺的进程,促进刻蚀反应的进行,达到提高刻蚀效率和提高清洗效果的目的。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是现有技术提供的一种清洗刻蚀装置的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种清洗刻蚀系统的结构示意图。
附图标记说明:
清洗刻蚀液供给装置-10;清洗刻蚀槽-20;溢流装置-30;第一供液管-40;第二供液管-50;固废收集装置-60;第一固废收集管-70;第二固废收集管-80;布流板-90;供液装置-101;供液泵-102;气泡发生器-103;回液槽-301;回液管-302;热液供应装置-1011;水浴管-1012;供液槽-1013;第一出液端部-1031;第二出液端部-1032;加热装置-10111;液体槽-10112。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图2,图2是本发明实施例提供的一种清洗刻蚀系统的结构示意图。本发明实施例提供一种清洗刻蚀系统,该清洗刻蚀系统包括清洗刻蚀液供给装置10、清洗刻蚀槽20和溢流装置30,清洗刻蚀液供给装置10的出液端连接清洗刻蚀槽20的入液端,溢流装置30的出液端连接清洗刻蚀液供给装置10的入液端,其中,
清洗刻蚀液供给装置10用于将经过加热且均匀分布有气泡的清洗刻蚀液传输至清洗刻蚀槽20中;
清洗刻蚀槽20用于利用清洗刻蚀液供给装置10提供的清洗刻蚀液对待清洗刻蚀原料进行刻蚀清洗;
溢流装置30用于将清洗刻蚀槽20溢流出的清洗刻蚀液传输至清洗刻蚀液供给装置10中。
也就是说,本实施例的清洗刻蚀液供给装置10中储存有用于供清洗刻蚀槽20进行刻蚀清洗的清洗刻蚀液,该清洗刻蚀液例如为用于对多晶硅进行刻蚀清洗的酸液,因为当酸液达到一定温度值后,可以更充分的发挥酸液的刻蚀清洗效果,可以促进刻蚀清洗反应,减少刻蚀清洗的时间,从而可以提高生产效率和刻蚀清洗效果,另外当酸液当中均匀分布有气泡时,可以更进一步地改善刻蚀清洗效果,加速刻蚀清洗工艺处理的进程,因此本实施例通过清洗刻蚀液供给装置10将清洗刻蚀液进行加热,并向清洗刻蚀液中充入均匀分布的气泡,优选地,在本实施例中气泡的尺寸例如可以为2-5mm。
当清洗刻蚀液供给装置10将经过加热且均匀分布有气泡的清洗刻蚀液传输至清洗刻蚀槽20中时,清洗刻蚀槽20便可以对利用均匀分布有气泡且经过加热的清洗刻蚀液对待清洗刻蚀原料进行刻蚀清洗,从而达到提高刻蚀效率和提高清洗效果的目的,本实施例的待清洗刻蚀原料例如可以为多晶硅,也可以为其它需要进行刻蚀清洗的材料,本实施例对此不做具体限定。
另外,当清洗刻蚀槽20中的清洗刻蚀液从清洗刻蚀槽20中溢出时,可以进入至溢流装置30中,而溢流装置30又连接清洗刻蚀液供给装置10,因此还可以将溢出的清洗刻蚀液回传至清洗刻蚀液供给装置10中,从而可以使清洗刻蚀液得到重复利用,提高了清洗刻蚀液的利用率。
在一个具体实施例中,本实施例的清洗刻蚀液供给装置10包括供液装置101、供液泵102和气泡发生器103,供液装置101的出液端通过供液泵102连接气泡发生器103的入液端,气泡发生器103的出液端连接清洗刻蚀槽20的入液端,其中,
供液装置101用于对清洗刻蚀液进行加热,并将经过加热的清洗刻蚀液通过供液泵102传输至气泡发生器103中;
气泡发生器103用于向经过加热的清洗刻蚀液中充入均匀分布的气泡,并将经过加热且均匀分布有气泡的清洗刻蚀液传输至清洗刻蚀槽20中。
也就是说,本实施例首先通过供液装置101对清洗刻蚀液进行加热,以使清洗刻蚀液达到目标温度值,该目标温度值即为适于对待清洗刻蚀原料进行刻蚀清洗的温度,当清洗刻蚀液达到目标温度值后,便将清洗刻蚀液通过供液泵102传输至气泡发生器103中,同时气泡发生器103还向气泡发生器103内的清洗刻蚀液充入气体(例如氮气),以在清洗刻蚀液中产生均匀分布地气泡,之后气泡发生器103便可以将其内部的清洗刻蚀液传输至清洗刻蚀槽20中,清洗刻蚀槽20便可以利用经过加热且均匀分布有气泡的清洗刻蚀液对待清洗刻蚀原料进行刻蚀清洗。
应该明白的是,本发明所提供的清洗刻蚀液供给装置10仅为一种实施方式,但并不是唯一的实施方式。
进一步地,本实施例还提供一种供液装置101,该供液装置101可以包括热液供应装置1011、水浴管1012和供液槽1013,水浴管1012设置在供液槽1013中,热液供应装置1011的出液端连接水浴管1012的入液端,水浴管1012的出液端连接热液供应装置1011的入液端,供液槽1013的出液端通过供液泵102连接气泡发生器103的入液端,其中,
热液供应装置1011用于对液体加热,并将经过加热的液体传输至水浴管1012中;
水浴管1012用于通过水浴管1012中的液体对供液槽1013中的清洗刻蚀液进行加热,并将液体回传至热液供应装置1011中;
供液槽1013用于储存清洗刻蚀液,并将经过加热的清洗刻蚀液通过供液泵102传输至气泡发生器103中。
也就是说,本实施例的热液供应装置1011可以对于例如水等液体进行加热,并将经过加热的液体传输至水浴管1012中,因为水浴管1012设置在供液槽1013中,而供液槽1013中储存有清洗刻蚀液,便可以利用流入水浴管1012中的液体对供液槽1013中的清洗刻蚀液进行加热,另外,水浴管1012的出液端还连接热液供应装置1011的入液端,因此水浴管1012中的液体还可以回流至热液供应装置1011中,使得热液供应装置1011中的液体可以循环使用,从而可以使水浴管1012不断的对供液槽1013中的清洗刻蚀液进行加热。
应该明白的是,本发明所提供的供液装置101仅为一种实施方式,但并不是唯一的实施方式。
进一步地,本实施例的热液供应装置1011包括加热装置10111和液体槽10112,加热装置10111设置在液体槽10112中,且液体槽10112的出液端连接水浴管1012的入液端,液体槽10112的入液端连接水浴管1012的出液端。
也就是说,本实施例将加热装置10111设置在液体槽10112中,而液体槽10112用于储存液体,液体例如可以是水,则加热装置10111可以对液体槽10112的液体进行加热,而液体槽10112则可以将加热后的液体传输至水浴管1012中,同时水浴管1012中的液体可以回流至液体槽10112中,从而达到对供液槽1013中的清洗刻蚀液进行持续不断加热的目的。
优选地,本实施例的加热装置10111例如可以为金属加热丝,另外在金属加热丝外部可以包覆一层耐热的橡胶薄膜,从而可以防止金属加热丝被污染。
优选地,本实施例的液体槽10112中还可以添加有酸碱指示剂,酸碱指示剂例如可以为酚酞酸指示剂,其主要作用是可以预防在水浴管1012破损时酸液与水相互泄露,如水体变红则意味着水浴管1012破损,则可以提示操作人员及时对破损的水浴管1012进行修复。
另外,为了使得本实施例清洗刻蚀液中分布的气泡更加均匀,且气泡尺寸可以更加微小,可以使得气泡发生器103的出液端可以包括第一出液端部1031和第二出液端部1032,气泡发生器103依次通过第一出液端部1031和第二出液端部1032连接清洗刻蚀槽20的入液端,且供液泵102和气泡发生器103之间通过一第一供液管40连接,第一供液管40的出液端的口径逐渐缩小,第一出液端部1031的口径大于第二出液端部1032的口径和第一供液管40出液端的最小口径。
也就是说,本实施例将用于向气泡发生器103中输送清洗刻蚀液的第一供液管40的出液端的口径设置成逐渐缩小的形式,同时气泡发生器103的出液端设置成一种变径的形式,即口径由大变小,则可以依据这种变径形式使得清洗刻蚀液可以以较高的流速冲击气泡,使得气泡的直径变小,第二出液端部1032则可以通过第二供液管50将均匀分布有小尺寸气泡的清洗刻蚀液输入至清洗刻蚀槽20中。
在一个具体实施例中,溢流装置30可以包括回液槽301和回液管302,回液槽301环绕清洗刻蚀槽20设置于清洗刻蚀槽20的外壁上,回液槽301的出液端通过回液管302连接供液槽1013的入液端。
也就是说,回液槽301环绕清洗刻蚀槽20进行设置,则当清洗刻蚀槽20中清洗刻蚀液过多时,则会从清洗刻蚀槽20上端溢出至回液槽301,回液槽301中的清洗刻蚀液则可以通过回液管302回流至供液槽1013中,以便于清洗刻蚀液的重复利用。
应该明白的是,本发明所提供的溢流装置30仅为一种实施方式,但并不是唯一的实施方式。
在一个具体实施例中,本实施例的清洗刻蚀系统还包括用于回收颗粒的固废收集装置60,固废收集装置60通过第一固废收集管70连接清洗刻蚀槽20底壁的出料端,固废收集装置60通过第二固废收集管80连接供液槽1013。
也就是说,在利用清洗刻蚀液对待清洗刻蚀原料进行刻蚀清洗时,由于其表面会存在一些污染物,例如金属颗粒等颗粒,另外当清洗刻蚀液回流至供液槽1013中时,也会携带一定量的颗粒,因此固废收集装置60可以通过第一固废收集管70连接至清洗刻蚀槽20,通过第二固废收集管80连接至供液槽1013,则清洗刻蚀槽20和供液槽1013中的颗粒便可以分别经过第一固废收集管70和第二固废收集管80进入至固废收集装置60中,可以避免这些颗粒对清洗刻蚀液造成污染,本实施例的第一固废收集管70和第二固废收集管80的大小应该是适于颗粒通过的大小,且第一固废收集管70应小于待清洗刻蚀原料的大小,以免待清洗刻蚀原料从清洗刻蚀槽20底壁的出料端通过,并经过第一固废收集管70进入至固废收集装置60中。
另外,为了使得清洗刻蚀槽20中的颗粒能够顺利流入固废收集装置60中,本实施例的清洗刻蚀槽20的底壁从中心端至出料端呈倾斜式,且底壁的中心端高于底壁的出料端,则可以使得落到底壁上的颗粒顺利地进入固废收集装置60中。
本实施例为了能够使得清洗刻蚀液能够以均匀地流速进入至清洗刻蚀槽20中,还在清洗刻蚀槽20中设置了一布流板90,且布流板90上还均匀设置有若干通孔,并将布流板90设置在清洗刻蚀槽20的入液端的上方,同时布流板90从其中心端至最外端呈倾斜式,且布流板90的中心端高于布流板90的最外端,则通过清洗刻蚀槽20的入液端输入的清洗刻蚀液会经过一布流板90,并通过布流板90的通孔进入至清洗刻蚀槽20中,又因为布流板90呈倾斜式,则可以使得清洗刻蚀液以较为均匀地流速进入至清洗刻蚀槽20中,从而保证了清洗刻蚀液中气泡可以均匀分布,该通孔的大小应该为可以使得颗粒通过,同时又应小于待清洗刻蚀原料的大小,以免待清洗刻蚀原料从通孔通过而落至清洗刻蚀槽20的底壁上。
本发明所提供的清洗刻蚀系统首先通过水浴管1012对供液槽1013中的清洗刻蚀液进行加热,再将经过加热的清洗刻蚀液输送至气泡发生器103中,而因为气泡发生器103为一种变径方式,则可以使得充入至清洗刻蚀液的气泡均匀且直径较小,另外又因为在清洗刻蚀槽20中设置了一布流板90,则可以使得清洗刻蚀液中的气泡均匀地存在于清洗刻蚀槽20中,从而便可以利用经过加热且均匀分布有尺寸较小气泡的清洗刻蚀液进行刻蚀清洗,这种方式不仅可以改善刻蚀清洗效果,还可以提高刻蚀清洗效率;另外本实施例中还设置有溢流装置30,则可以将从清洗刻蚀槽20中溢流出的清洗刻蚀液回收至供液槽1013中,使得清洗刻蚀液可以得到重复利用;本实施例还设置有固废收集装置60,从而可以对污染物进行收集,避免污染物再次污染待清洗刻蚀原料和清洗刻蚀液。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。