CN114985149A - 供液系统 - Google Patents

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CN114985149A CN202210597515.9A CN202210597515A CN114985149A CN 114985149 A CN114985149 A CN 114985149A CN 202210597515 A CN202210597515 A CN 202210597515A CN 114985149 A CN114985149 A CN 114985149A
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赵春雨
葛斌
陈广进
李华
闻旭
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Abstract

本申请公开了一种供液系统，其用于向半导体制造业中的生产系统提供特定液体材料，该特定液体材料为光刻胶、顶部抗反射涂层或聚酰亚胺，该系统包括：存储罐，其用于存储特定液体材料；至少一个缓存罐，每个缓存罐用于缓存从存储罐中输送的特定液体材料，在缓存的过程中，当需要对缓存罐进行抽真空处理时，通过真空系统对缓存罐进行抽真空处理，使缓存罐内部的压力降至预设气压以下；控制器，用于对加压系统、供给系统和真空系统进行控制，加压系统是与存储罐和缓存罐连接用于施加气压的管道系统，供给系统是与存储罐和缓存罐连接用于流通特定液体材料的管道系统，真空系统是与缓存罐连通用于对缓存罐进行抽真空处理的管道系统。

Description

供液系统
技术领域
本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种供液系统。
背景技术
光刻胶(photoresist，PR，又被称为“光阻”或“光致抗蚀剂”)是半导体制造业中的关键核心材料。在光刻工艺中，其主要经过涂胶(coating)、软烘(soft bake)、曝光(exposure)、曝光后烘(post exposure bake，PEB)、显影(develop)和硬烘(hard bake)等工序，涂胶(coating)、软烘(soft bake)、曝光(exposure)、曝光后烘(post exposurebake，PEB)、显影(develop)和硬烘(hard bake)等工序，在涂胶显影机和光刻机上实现将掩模版的图案转移至晶圆表面的光刻胶涂层并显现出来。
在实际应用中，某些光刻胶由于材料特性，存在较易产生气泡的情况，若气泡不能及时消除，通过供胶管路喷涂在晶圆表面后极有可能对制品良率造成影响，甚至导致报废。另外，对于某些工艺中使用的特殊涂料也有类似的问题，例如，顶部抗反射涂层(top anti-reflection coating，TARC)材料、聚酰亚胺(polyimide)等。
鉴于此，相关技术中，对于上述材料，可设置缓存罐，将液体材料静置于缓存罐中，利用气泡上浮的机理减少材料中的气泡。然而，通过静置的方式释放气泡耗费时间较长，且存储液体材料的存储罐在搬运、更换和补液过程中难免存在震动、晃动和冲击等情况，依然无法完全避免气泡产生，去除气泡的效果较差。
发明内容
本申请提供了一种供液系统，可以解决相关技术中通过将液体材料静置于缓存罐中减少气泡效果较差的问题。所述系统用于向半导体制造业中的生产系统提供特定液体材料，所述特定液体材料为光刻胶、顶部抗反射涂层或聚酰亚胺，所述系统包括：
存储罐，所述存储罐用于存储特定液体材料；
至少一个缓存罐，每个所述缓存罐用于缓存从所述存储罐中输送的特定液体材料，在所述缓存的过程中，当需要对所述缓存罐进行抽真空处理时，通过真空系统对所述缓存罐进行抽真空处理，使所述缓存罐内部的压力降至预设气压以下；
控制器，用于对加压系统、供给系统和所述真空系统进行控制，所述加压系统是与所述存储罐和所述缓存罐连接用于施加气压的管道系统，所述供给系统是与所述存储罐和所述缓存罐连接用于流通特定液体材料的管道系统，所述真空系统是与所述缓存罐连通用于对所述缓存罐进行抽真空处理的管道系统。
在一些实施例中，当所述供液系统工作时，通过所述控制器控制所述加压系统向至少一个所述缓存罐施加气压，使所述缓存罐中缓存的特定液体材料通过所述供给系统输送至所述生产系统。
在一些实施例中，所述缓存罐中设置有至少一个液位传感器，所述液位传感器用于使所述控制器通过所述液位传感器监控所述缓存罐中特定液体材料的液位。
在一些实施例中，当所述控制器通过所述液位传感器采集到的信号确定缓存罐中的特定液体材料的液位低于第一预设位置时，确定所述缓存罐需要补充特定液体材料。
在一些实施例中，若所述缓存罐中设置有两个以上液位传感器，每个所述液位传感器在所述缓存罐中位于不同的高度。
在一些实施例中，所述缓存罐与所述供给系统中的补液管道连接，所述补液管道还与所述存储罐连接；
所述缓存罐和所述缓存罐还分别与所述供给系统中的排水管道连接，所述缓存罐还通过所述供给系统中的输出管道与所述供给系统中的供液管道连通；
所述存储罐与所述加压系统中的第一加压管道连接，所述缓存罐与所述加压系统中的第二加压管道连接，所述缓存罐还与所述加压系统中的排气管道连接；
所述缓存罐通过所述排气管道与所述真空系统中的真空管道连通。
在一些实施例中，当所述供液系统工作时，所述控制器控制所述加压系统通过所述第二加压管道向所述缓存罐施加气压，使所述缓存罐中缓存的特定液体材料通过所述输出管道、所述供液管道，由所述供液管道上的喷嘴将特定液体材料喷涂在生产系统上。
在一些实施例中，当所述控制器确定存在需要补充特定液体材料的缓存罐时，所述控制器控制所述加压系统通过所述第一加压管道向所述存储罐施加气压，使所述存储罐中存储的特定液体材料通过所述补液管道输送至需要进行补充特定液体材料的缓存罐，同时多余的气体从所述缓存罐对应的排气管道排出。
在一些实施例中，所述输出管道上设置有供给阀，所述补液管道上设置有补液阀，所述第一加压管道上设置有第一加压总阀。
在一些实施例中，当所述控制器确定需要对缓存罐补充特定液体材料时，所述控制器控制所述缓存罐对应的供给阀关闭，控制所述缓存罐对应的补液阀开启，控制所述第一加压总阀开启，通过施加气压使特定液体材料输入所述缓存罐。
在一些实施例中，当所述控制器确定高液位条件触发时，控制所述第一加压总阀和所述补液阀关闭，所述高液位条件是缓存罐中的特定液体材料的液位高于第二预设位置时触发的条件。
在一些实施例中，若所述液位系统中设置有两个以上的存储罐，当一个缓存罐在补充特定液体材料时，其它的缓存罐中需要存在至少一个缓存罐对应的供给阀处于开启状态以向所述生产系统输送缓存的特定液体材料。
在一些实施例中，所述排气管道上设置有排气阀，所述真空管道上设置有所述缓存罐对应的真空阀。
在一些实施例中，当所述控制器确定所述至少一个缓存罐中存在缓存罐已完成补液且没有供给特定液体材料时，确定所述缓存罐需要进行抽真空处理，控制所述缓存罐对应的排气阀关闭，控制所述缓存罐对应的真空阀开启，进行抽真空处理。
在一些实施例中，在对缓存罐进行抽真空处理时，除了所述缓存罐对应的真空阀开启以外，所述缓存罐对应的其它阀门均处于关闭状态，当所述缓存罐对应的供给阀处于开启状态时，所述控制器强制关闭所述缓存罐对应的真空阀。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
通过对缓存罐进行抽真空处理，使缓存罐内部的压力降至预设气压以下，缓存罐中的特定液体材料的沸点进而随之降低，加速了液体中气体分子析出，由小气泡迅速变大乃至破裂，从而提高了特定液体材料的气泡去除能力，在一定程度提高了产品的良率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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申请的一些实施方式，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是本申请一个示例性实施例提供的供液系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例提供的供液系统的示意图，该供液系统可向半导体制造业中的生产系统提供特定液体材料，该特定液体材料可以是光刻胶、顶部抗反射涂层或聚酰亚胺，如图1所示，该系统包括：
存储罐10，其用于存储特定液体材料。
至少一个缓存罐，每个缓存罐用于缓存从存储罐10中输送的特定液体材料，在缓存的过程中，通过真空系统对缓存罐进行抽真空处理，使缓存罐内部的压力降至预设气压(该预设气压低于环境气压)以下，缓存罐中的特定液体材料的沸点进而随之降低，加速液体中气体分子析出，由小气泡迅速变大乃至破裂，从而提高了特定液体材料的气泡去除能力。
控制器(图1中未示出)，用于对加压系统、供给系统和真空系统进行控制。加压系统是与存储罐10和缓存罐连接用于施加气压的管道系统，供给系统是与存储罐10和缓存罐连接用于流通特殊液体的管道系统，真空系统是与缓存罐连通用于对缓存罐进行抽真空处理的管道系统。
示例性的，如图1所示，以两个缓存罐21、22(实际中可以设置一个缓存罐或两个以上的缓存罐)对供液系统进行说明。本申请实施例中，通过加压系统实现对特定液体材料施加气压，通过供给系统实现特定液体材料在各个系统(存储罐10、缓存罐以及生产系统)之间的流通，通过真空系统实现对缓存罐进行抽真空处理。
当供液系统工作时，控制器通过控制加压系统向缓存罐施加气压，使缓存罐中缓存的特定液体材料通过供给系统输送至生产系统；当控制器确定缓存罐需要补充特定液体材料时，通过控制加压系统向存储罐10施加气压，使存储罐10中存储的特定液体材料通过供给系统输送至缓存罐；当控制器确定缓存罐需要进行抽真空处理时，通过控制真空系统对缓存罐进行抽真空处理。
其中，缓存罐21和缓存罐22分别与供给系统中的补液管道421连接，补液管道421还与存储罐10连接，缓存罐21和缓存罐22还分别与供给系统中的排水管道422连接，缓存罐21和缓存罐22还分别通过供给系统中的输出管道423与供给系统中的供液管道424连通；存储罐10与加压系统中的第一加压管道411连接，缓存罐21和缓存罐22分别与加压系统中的第二加压管道4121连接，缓存罐21和缓存罐22还分别与加压系统中的排气管道4122连接；缓存罐21和缓存罐22分别通过排气管道4122与真空系统中的真空管道430连通。
当供液系统工作时，加压系统通过第二加压管道4121向缓存罐21、22施加气压，使缓存罐21、22中缓存的特定液体材料通过输出管道423、供液管道424，由供液管道424上的喷嘴将特定液体材料喷涂在生产系统上；当缓存罐(缓存罐21和/或缓存罐22)需要补充特定液体材料时，加压系统通过第一加压管道411向存储罐10施加气压，使存储罐10中存储的特定液体材料通过补液管道421输送至缓存罐，同时多余的气体从排气管道4122排出；当缓存罐(缓存罐21和/或缓存罐22)需要进行抽真空处理时，真空系统中的抽气泵310通过真空管道430对缓存罐进行抽真空处理。
在一些实施例中，缓存罐中设置有至少一个液位传感器(若存在两个以上的液位传感器，则每个液位传感器在缓存罐中位于不同的高度)，其用于使控制器通过其监控缓存罐中特定液体材料的液位。例如，若缓存罐中设置有一个液位传感器，则当缓存罐中的特定液体材料的液位低于该液位传感器所在的第一预设位置时，控制器确定需要补充特定液体材料；若缓存罐中设置有两个液位传感器，一个液位传感器位于第一预设位置，一个液位传感器位于第二预设位置，第二预设位置的高度高于第一预设位置，当缓存罐中的特定液体材料的液位高于第二预设位置时，控制器确定触发高液位条件。
示例性的，如图1所示，缓存罐中设置有位于不同高度的至少两个液位传感器以监控缓存罐中特殊液体的液位。例如，缓存罐21中设置有高液位传感器2151、中液位传感器2152和低液位传感器2153，高液位传感器2151的高度高于中液位传感器2152，中液位传感器2152的高度高于低液位传感器2153；缓存罐22中设置有高液位传感器2251、中液位传感器2252和低液位传感器2253，高液位传感器2251的高度高于中液位传感器2252，中液位传感器2252的高度高于低液位传感器2253。
示例性的，如图1所示，输出管道423上设置有供给阀(例如，与缓存罐21连接的输出管道423上设置有供给阀216，与缓存罐22连接的输出管道423上设置有供给阀226)，补液管道421上设置有补液阀(例如，与缓存罐21连接的补液管道421上设置有补液阀212，与缓存罐22连接的补液管道421上设置有补液阀222)，第一加压管道411上设置有第一加压总阀121。
以缓存罐21为例，当控制器通过液位传感器确定需要对缓存罐21补充特定液体材料时(例如，当高液位传感器2151采集到的信号为0，中液位传感器2152采集到的信号为0，低液位传感器2153采集到的信号为1时确定需要对缓存罐21补充特定液体材料)，控制器控制其对应的供给阀216关闭，控制其对应的补液阀212开启，控制第一加压总阀121开启，通过施加气压使特定液体材料输入缓存罐21；当控制器确定高液位条件触发时(例如，当高液位传感器2151采集到的信号为1，中液位传感器2152采集到的信号为1，低液位传感器2153采集到的信号为1时确定高液位条件触发)，控制第一加压总阀121和补液阀212关闭。缓存罐22的补液过程相同，在此不做赘述。需要说明的是，当特定液体材料的液位高于液位传感器时，该液位传感器采集到的信号为1，当特定液体材料的液位低于液位传感器时，该液位传感器采集到的信号为0。
在一些实施例中，当一个缓存罐在补充特定液体材料时，其它的缓存罐中需要存在至少一个缓存罐对应的供给阀处于开启状态以向生产系统输送缓存的特定液体材料，例如，如图1所示，当供给阀216关闭时，供给阀226开启，由缓存罐22向生产系统输送缓存的特定液体材料。
示例性的，如图1所示，排气管道4122上设置有排气阀(例如，与缓存罐21连接的排气管道4122上设置有排气阀213，与缓存罐21连接的排气管道4122上设置有排气阀223)，真空管道430上设置有每个缓存罐对应的真空阀(例如，与缓存罐21对应的排气管道4122连接的真空管道430上设置有真空阀351，与缓存罐22对应的排气管道4122连接的真空管道430上设置有真空阀352)。
以缓存罐21为例，当其完成补液且没有供给特定液体材料时，控制器确定其需要进行抽真空处理，控制其对应的排气阀213关闭，控制其对应真空阀351开启，进行抽真空处理。其中，抽真空的时间可预先设置，在进行抽真空处理时，除了真空阀351开启以外，缓存罐21对应的其它阀门均处于关闭状态以保证形成负压；当缓存罐21对应的供给阀216开启时，控制器强制关闭缓存罐21对应的真空阀351。缓存罐22的抽真空过程相同，在此不做赘述。
在一些实施例中，第一加压管道411上还设置有第一加压调节阀111，控制器可通过第一加压调节阀111对通入第一加压管道411中的气体进行调节。
在一些实施例中，第二加压管道4121上还设置有第二加压调节阀112和第二加压总阀122，控制器可通过控制第二加压总阀122控制气体是否进入缓存罐，通过控制第二加压调节阀112对通入第二加压管道4121中的气体进行调节。
在一些实施例中，第二加压管道4121上还设置有每个缓存罐对应的加压阀(例如，与缓存罐21连接的第二加压管道4121上设置有加压阀211，与缓存罐22连接的第二加压管道4121上设置有加压阀221)，控制器可通过控制加压阀控制气体是否进入该加压阀对应的缓存罐。
在一些实施例中，排水管道422上还设置有每个缓存罐对应的排液阀(例如，与缓存罐21连接的排水管道422上设置有排液阀214，与缓存罐22连接的排水管道422上设置有排液阀224)，控制器可通过控制排液阀对缓存罐进行排水。
在一些实施例中，补液管道421上还设置有传感器130，控制器可通过传感器130监控补液管道421中输送的特定液体材料；在一些实施例中，供液管道424上还设置有过滤器140和泵150，过滤器140用于过滤供液管道424中输送的特定液体材料，泵150为特定液体材料的输送提供动力。
在一些实施例中，真空管道430上还设置有真空监控器330、真空表340、真空调节阀322和真空总阀321，控制器可通过真空监控器330对真空系统进行监控，控制器可通过控制真空调节阀322对真空系统的抽真空度进行调节，控制器可通过控制真空总阀321对是否对缓存罐进行抽真空处理进行控制，真空表340用于向工作人员指示真空系统中的真空度。
综上所述，本申请实施例中，通过对缓存罐进行抽真空处理，使缓存罐内部的压力降至预设气压以下，缓存罐中的特定液体材料的沸点进而随之降低，加速了液体中气体分子析出，由小气泡迅速变大乃至破裂，从而提高了特定液体材料的气泡去除能力，在一定程度提高了产品的良率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种供液系统，其特征在于，所述系统用于向半导体制造业中的生产系统提供特定液体材料，所述特定液体材料为光刻胶、顶部抗反射涂层或聚酰亚胺，所述系统包括：
存储罐，所述存储罐用于存储特定液体材料；
至少一个缓存罐，每个所述缓存罐用于缓存从所述存储罐中输送的特定液体材料，在所述缓存的过程中，当需要对所述缓存罐进行抽真空处理时，通过真空系统对所述缓存罐进行抽真空处理，使所述缓存罐内部的压力降至预设气压以下；
控制器，用于对加压系统、供给系统和所述真空系统进行控制，所述加压系统是与所述存储罐和所述缓存罐连接用于施加气压的管道系统，所述供给系统是与所述存储罐和所述缓存罐连接用于流通特定液体材料的管道系统，所述真空系统是与所述缓存罐连通用于对所述缓存罐进行抽真空处理的管道系统。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述供液系统工作时，通过所述控制器控制所述加压系统向至少一个所述缓存罐施加气压，使所述缓存罐中缓存的特定液体材料通过所述供给系统输送至所述生产系统。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述缓存罐中设置有至少一个液位传感器，所述液位传感器用于使所述控制器通过所述液位传感器监控所述缓存罐中特定液体材料的液位。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述控制器通过所述液位传感器采集到的信号确定缓存罐中的特定液体材料的液位低于第一预设位置时，确定所述缓存罐需要补充特定液体材料。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，若所述缓存罐中设置有两个以上液位传感器，每个所述液位传感器在所述缓存罐中位于不同的高度。
6.根据权利要求2至5任一所述的系统，其特征在于，所述缓存罐与所述供给系统中的补液管道连接，所述补液管道还与所述存储罐连接；
所述缓存罐和所述缓存罐还分别与所述供给系统中的排水管道连接，所述缓存罐还通过所述供给系统中的输出管道与所述供给系统中的供液管道连通；
所述存储罐与所述加压系统中的第一加压管道连接，所述缓存罐与所述加压系统中的第二加压管道连接，所述缓存罐还与所述加压系统中的排气管道连接；
所述缓存罐通过所述排气管道与所述真空系统中的真空管道连通。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述供液系统工作时，所述控制器控制所述加压系统通过所述第二加压管道向所述缓存罐施加气压，使所述缓存罐中缓存的特定液体材料通过所述输出管道、所述供液管道，由所述供液管道上的喷嘴将特定液体材料喷涂在生产系统上。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述控制器确定存在需要补充特定液体材料的缓存罐时，所述控制器控制所述加压系统通过所述第一加压管道向所述存储罐施加气压，使所述存储罐中存储的特定液体材料通过所述补液管道输送至需要进行补充特定液体材料的缓存罐，同时多余的气体从所述缓存罐对应的排气管道排出。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述输出管道上设置有供给阀，所述补液管道上设置有补液阀，所述第一加压管道上设置有第一加压总阀。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，当所述控制器确定需要对缓存罐补充特定液体材料时，所述控制器控制所述缓存罐对应的供给阀关闭，控制所述缓存罐对应的补液阀开启，控制所述第一加压总阀开启，通过施加气压使特定液体材料输入所述缓存罐。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，当所述控制器确定高液位条件触发时，控制所述第一加压总阀和所述补液阀关闭，所述高液位条件是缓存罐中的特定液体材料的液位高于第二预设位置时触发的条件。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，若所述液位系统中设置有两个以上的存储罐，当一个缓存罐在补充特定液体材料时，其它的缓存罐中需要存在至少一个缓存罐对应的供给阀处于开启状态以向所述生产系统输送缓存的特定液体材料。
13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述排气管道上设置有排气阀，所述真空管道上设置有所述缓存罐对应的真空阀。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，当所述控制器确定所述至少一个缓存罐中存在缓存罐已完成补液且没有供给特定液体材料时，确定所述缓存罐需要进行抽真空处理，控制所述缓存罐对应的排气阀关闭，控制所述缓存罐对应的真空阀开启，进行抽真空处理。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，在对缓存罐进行抽真空处理时，除了所述缓存罐对应的真空阀开启以外，所述缓存罐对应的其它阀门均处于关闭状态，当所述缓存罐对应的供给阀处于开启状态时，所述控制器强制关闭所述缓存罐对应的真空阀。
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