CN112786499A - 供液装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种供液装置。所述供液装置包括：储液罐，用于储存处理液；第一管道，所述第一管道的输入端连接所述储液罐的输出端；第二管道，所述第二管道的输入端连接所述第一管道的输出端、所述第二管道的输出端连接所述储液罐的输入端，用于对所述储液罐中的处理液进行内循环；第三管道，所述第三管道的输入端连接所述第一管道的输出端、所述第三管道的输出端连接处理泵，所述处理泵将所述处理液泵送至处理机台，所述第三管道中的所述处理液的流速在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时相同。本发明在所述处理机台在进行状态切换的过程中，所述处理泵的载入无需频繁切换，降低了对处理泵的损伤，延长了泵的使用寿命。

Description

供液装置
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种供液装置。
背景技术
随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3D NOR(3D或非)闪存和3D NAND(3D与非)闪存。
其中，3D NAND存储器以其小体积、大容量为出发点，将储存单元采用三维模式层层堆叠的高度集成为设计理念，生产出高单位面积存储密度、高效存储单元性能的存储器，已经成为新兴存储器设计和生产的主流工艺。
在3D NAND存储器等半导体结构的制造过程中，供液装置用于提供半导体制程中所需要的液体，例如湿法刻蚀过程中所需的酸性刻蚀剂或者清洗过程中所需的化学清洗液。所述供液装置中存储的液体通常通过泵来泵送到半导体处理机台中。但是，现有技术中由于供液装置内部的结构限制，导致半导体处理机台内的泵的寿命较短，从而间接增大了半导体结构的制造成本。
因此，如何延长泵的使用寿命，降低半导体结构的制造成本，是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种供液装置，用于解决现有半导体制造设备中泵使用寿命较短的问题，以降低半导体制造成本。
为了解决上述问题，本发明提供了一种供液装置，包括：
储液罐，用于储存处理液；
第一管道，所述第一管道的输入端连接所述储液罐的输出端；
第二管道，所述第二管道的输入端连接所述第一管道的输出端、所述第二管道的输出端连接所述储液罐的输入端，用于对所述储液罐中的处理液进行内循环；
第三管道，所述第三管道的输入端连接所述第一管道的输出端、所述第三管道的输出端连接处理泵，所述处理泵将所述处理液泵送至处理机台，所述第三管道中的所述处理液的流速在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时相同。
可选的，还包括：
输送泵，所述输送泵的一端连接所述储液罐的输出端、所述输送泵的另一端连接所述第一管道的输入端，用于将所述储液罐中的所述处理液泵送至所述第一管道，且所述输送泵在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时的泵送流速相同。
可选的，所述输送泵传输至所述第一管道的所述处理液的流速为8L/min～12L/min。
可选的，还包括：
过滤器，所述过滤器的输入端连接所述第一管道的输出端、所述过滤器的第一输出端连接所述第二管道的输入端、所述过滤器的第二输出端连接所述第三管道的输入端。
可选的，还包括：
排气孔，设置于所述第二管道中，用于排除所述处理液中的气体。
可选的，还包括：
调节阀，用于调整所述处理液在所述第二管道中的流速。
可选的，所述处理液在所述第二管道中的流速小于所述处理液在所述第三管道中的流速。
可选的，沿所述处理液在所述第二管道中的流动方向，所述调节阀设置于所述排气孔的下游。
可选的，在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时，所述调节阀控制所述第二管道中所述处理液的流速相同。
可选的，所述调节阀为针形阀。
本发明提供的供液装置，通过设置用于对储液罐中的处理液进行内循环的第二管道、以及将所述储液罐中的所述处理液传输至一处理泵的第三管道，所述处理泵将所述第三管道中的所述处理液泵送至处理机台，且控制所述第三管道中的所述处理液的流速在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时相同，使得在所述处理机台在进行状态切换的过程中，所述处理泵的载入无需频繁切换，降低了对处理泵的损伤，延长了泵的使用寿命，从而间接降低了半导体制造成本。
附图说明
附图1是本发明具体实施方式中的供液装置在处理机台处于闲置状态时的示意图；
附图2是本发明具体实施方式中的供液装置在处理机台处于运行状态时的示意图；
附图3是本发明具体实施方式中的供液装置内第三管道中的处理液流速随时间的变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的供液装置的具体实施方式做详细说明。
在半导体制程过程中，供液装置用于向处理机台提供处理液。当前供液装置的内循环管路中设置有空气阀和节流阀，通过节流阀和空气阀共同调节内循环管路中的处理液流速。当处理机台处于闲置状态时，所述空气阀开启，以降低与处理机台连通的供液管道中的处理液流速；当处理机台处于运行状态时，所述空气阀关闭，以增大所述供液管道中的处理液流速，确保半导体制程的顺利进行。但是，空气阀的频繁开关，导致用于将所述供液管道中的处理液泵送至处理机台的处理泵泵送负载的频繁切换，从而增加了对处理泵的损伤，导致所述处理泵使用寿命的缩短。而处理泵在半导体制造工艺中属于价格昂贵的设备，处理泵寿命的缩短间接增加了半导体制造的成本。
为了延长泵的使用寿命，从而降低半导体制造成本，本具体实施方式提供了一种供液装置，附图1是本发明具体实施方式中的供液装置在处理机台处于闲置状态时的示意图，附图2是本发明具体实施方式中的供液装置在处理机台处于运行状态时的示意图。如图1和图2所示，本具体实施方式提供的供液装置，包括：
储液罐10，用于储存处理液；
第一管道11，所述第一管道11的输入端连接所述储液罐10的输出端；
第二管道12，所述第二管道12的输入端连接所述第一管道11的输出端、所述第二管道12的输出端连接所述储液罐10的输入端，用于对所述储液罐10中的处理液进行内循环；
第三管道13，所述第三管道13的输入端连接所述第一管道11的输出端、所述第三管道13的输出端连接处理泵14，所述处理泵14将所述处理液泵送至处理机台15，所述第三管道13中的所述处理液的流速在所述处理机台15处于运行状态和所述处理机台15处于闲置状态时相同。
图1和图2中的虚线框内的结构表示所述供液装置。具体来说，所述供液装置用于向所述处理机台15提供处理液。所述供液装置具有两条循环管路，即内循环管路和外循环管路。所述内循环管路包括第一管道11和第二管道12，所述处理液在所述储液罐10、所述第一管道11和所述第二管道12中循环流动(即在且仅在所述供液装置内部的循环流动)，以避免所述储液罐10中的所述处理液结晶，并除去所述处理液中的气体和/或颗粒物等杂质。所述外循环管路包括第一管道11、第三管道13和处理机台15，所述处理液自所述储液罐10经所述第一管道11、所述第三管道13流入所述处理机台15，在所述处理机台15内对晶圆进行处理之后，经回收再流入所述储液罐10，即所述外循环为所述处理液在所述供液装置内部和所述供液装置外部的循环流动。所述处理液的具体类型，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，例如可以是去离子水，也可以是酸性化学试剂等。
附图3是本发明具体实施方式中的供液装置内第三管道中的处理液流速随时间的变化曲线。图1和图2中的箭头方向表示处理液的流动方向，图3为由所述第三管道13中的流速计20测得的流速。由图1和图2可知，在所述处理机台15处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时，所述供液装置内部的处理液流动方向是不变的。且由图3可知，在所述处理机台15处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时，所述第三管道13中的流速计20检测到的流速是保持相对恒定的，从而使得所述处理泵14的负载不受所述处理机台15所处状态的影响。
所述处理机台15用于对晶圆进行半导体制程处理，例如所述处理机台15可以是但不限于湿法刻蚀机台。所述处理机台15处于运行状态是指，所述处理机台15开启并处于进行晶圆制程处理中的状态。所述处理机台15处于闲置状态是指，所述处理机台15开启、但并未处于晶圆制程处理中(例如等待晶圆放入的状态)。本具体实施方式通过限定所述第三管道13中的所述处理液的流速在所述处理机台15处于运行状态和所述处理机台15处于闲置状态时相同，使得所述处理机台15在进行状态切换时，例如从运行状态切换为闲置状态或者从闲置状态切换为运行状态，用于将所述第三管道13中的所述处理液泵送至所述处理机台15的所述处理泵14的负载不会发生改变，降低了对所述处理泵14的损伤，从而提高了所述处理泵14的使用寿命，例如将所述处理泵的使用寿命从1.5年延长至3年，降低了半导体结构的制造成本。同时，避免了因频繁更换所述处理泵14而导致的所述处理机台15停机，相应提高了半导体结构的制造效率。
可选的，所述供液装置还包括：
输送泵16，所述输送泵16的一端连接所述储液罐10的输出端、所述输送泵16的另一端连接所述第一管道11的输入端，用于将所述储液罐10中的所述处理液泵送至所述第一管道11，且所述输送泵16在所述处理机台15处于运行状态和所述处理机台15处于闲置状态时的泵送流速相同。
具体来说，通过将所述输送泵16在所述处理机台15处于运行状态和所述处理机台15处于闲置状态时的泵送流速设置为相同，也能避免因频繁切换所述输送泵16的流速而对所述输送泵16造成的损伤，从而相应提高所述输送泵16的使用寿命。
可选的，所述输送泵16传输至所述第一管道11的所述处理液的流速为8L/min～12L/min。
可选的，所述供液装置还包括：
过滤器18，所述过滤器18的输入端连接所述第一管道11的输出端、所述过滤器18的第一输出端连接所述第二管道12的输入端、所述过滤器18的第二输出端连接所述第三管道13的输入端。
具体来说，所述过滤器18具有一个输入端和两个输出端，来自于所述第一管道11中的所述处理液经所述过滤器18滤除颗粒物等杂质之后，分流至所述第二管道12和所述第三管道13，所述第二管道12中的所述处理液流至所述储液罐10(即进行内循环)，所述第三管道13中的所述处理液经所述处理泵14泵送至所述处理机台15(即进行外循环)。
可选的，所述供液装置还包括：
排气孔17，设置于所述第二管道12中，用于排除所述处理液中的气体。
可选的，所述供液装置还包括：
调节阀19，用于调整所述处理液在所述第二管道12中的流速。
可选的，沿所述处理液在所述第二管道12中的流动方向，所述调节阀19设置于所述排气孔17的下游。
具体来说，所述第二管道12中设置有所述排气孔17和所述调节阀19，且将所述排气孔设置在所述调节阀19上游，避免因所述处理液中含有气体而影响所述调节阀19对所述处理液流速调节的准确度。
可选的，在所述处理机台15处于运行状态和所述处理机台15处于闲置状态时，所述调节阀19控制所述第二管道12中所述处理液的流速相同。
本具体实施方式在所述第二管道12中设置所述调节阀19，通过且仅通过所述调节阀19调节所述第二管道12中的所述处理液的流速，而无需再设置空气阀。所述第一管道11分流且仅分流至所述第二管道12和所述第三管道13，且所述调节阀19控制所述第二管道12中的所述处理液的流速不受所述处理机台15工作状态的影响，即所述处理机台15工作状态的改变不会造成所述调节阀19状态(所述调节阀19阀板开合程度)的改变，从而间接实现控制所述第三管道13中的所述处理液的流速不受所述处理机台工作状态的影响，即无论所述处理机台处于运行状态还是闲置状态，所述第一管道11中的处理液流速都保持在第一预设流速、所述第二管道12中的处理液流速都保持在第二预设流速、所述第三管道13中的处理液流速保持在第三预设流速，所述第二预设流速与所述第三预设流速之和等于所述第一预设流速。
可选的，所述处理液在所述第二管道12中的流速小于所述处理液在所述第三管道13中的流速。
举例来说，所述第一预设流速为8L/min，所述第二预设流速为1L/min，所述第三预设流速为7L/min。为了确保所述处理机台15在运行过程中正常的处理液供给，所述处理液在所述第二管道12中的流速小于所述处理液在所述第三管道13中的流速。在所述处理机台15处于运行状态时，所述第二管道12还起到分压的作用，避免所述第三管道13中的流体压力过大而影响半导体制程的顺利进行。
可选的，所述调节阀19为针形阀。
本具体实施方式提供的供液装置，通过设置用于对储液罐中的处理液进行内循环的第二管道、以及将所述储液罐中的所述处理液传输至一处理泵的第三管道，所述处理泵将所述第三管道中的所述处理液泵送至处理机台，且控制所述第三管道中的所述处理液的流速在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时相同，使得在所述处理机台在进行状态切换的过程中，所述处理泵的载入无需频繁切换，降低了对处理泵的损伤，延长了泵的使用寿命，从而间接降低了半导体制造成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种供液装置，其特征在于，包括：
储液罐，用于储存处理液；
第一管道，所述第一管道的输入端连接所述储液罐的输出端；
第二管道，所述第二管道的输入端连接所述第一管道的输出端、所述第二管道的输出端连接所述储液罐的输入端，用于对所述储液罐中的处理液进行内循环；
第三管道，所述第三管道的输入端连接所述第一管道的输出端、所述第三管道的输出端连接处理泵，所述处理泵将所述处理液泵送至处理机台，所述第三管道中的所述处理液的流速在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时相同。
2.根据权利要求1所述的供液装置，其特征在于，还包括：
输送泵，所述输送泵的一端连接所述储液罐的输出端、所述输送泵的另一端连接所述第一管道的输入端，用于将所述储液罐中的所述处理液泵送至所述第一管道，且所述输送泵在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时的泵送流速相同。
3.根据权利要求2所述的供液装置，其特征在于，所述输送泵传输至所述第一管道的所述处理液的流速为8L/min～12L/min。
4.根据权利要求1所述的供液装置，其特征在于，还包括：
过滤器，所述过滤器的输入端连接所述第一管道的输出端、所述过滤器的第一输出端连接所述第二管道的输入端、所述过滤器的第二输出端连接所述第三管道的输入端。
5.根据权利要求1所述的供液装置，其特征在于，还包括：
排气孔，设置于所述第二管道中，用于排除所述处理液中的气体。
6.根据权利要求5所述的供液装置，其特征在于，还包括：
调节阀，用于调整所述处理液在所述第二管道中的流速。
7.根据权利要求6所述的供液装置，其特征在于，所述处理液在所述第二管道中的流速小于所述处理液在所述第三管道中的流速。
8.根据权利要求6所述的供液装置，其特征在于，沿所述处理液在所述第二管道中的流动方向，所述调节阀设置于所述排气孔的下游。
9.根据权利要求6所述的供液装置，其特征在于，在所述处理机台处于运行状态和所述处理机台处于闲置状态时，所述调节阀控制所述第二管道中所述处理液的流速相同。
10.根据权利要求6所述的供液装置，其特征在于，所述调节阀为针形阀。
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