CN116575014A - 鼓泡装置、液态源鼓泡系统、方法及半导体工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鼓泡装置、液态源鼓泡系统、方法及半导体工艺系统，包括气体供应单元、液体供应单元、鼓泡单元、气体输出单元、吹扫单元和排气单元。其优点在于，利用氢气作为推进气体通入鼓泡单元内，增加液态源转化为气体的效率，提升供气效率。还通过鼓泡单元内的液位监测元件测量鼓泡元件内的液位，并设定液位值，并在浮球传感器检测到鼓泡元件内液位达到液态源鼓泡系统设定的液位值的情况下，液态源鼓泡系统控制液位供应单元关闭，保证鼓泡元件内液位符合鼓泡反应效率最高下的标准，保证鼓泡效率。此外，通过鼓泡单元内的温度检测元件和液位监测元件监测鼓泡元件内的液体的液位高度以及温度。

Description

鼓泡装置、液态源鼓泡系统、方法及半导体工艺系统

技术领域

本发明涉及半导体生产技术领域，尤其涉及一种鼓泡装置、液态源鼓泡系统、方法及半导体工艺系统。

背景技术

在半导体生产过程中，为获得高纯度的镀膜层或沉积物，生产工艺往往需要通过化学反应生产，参与化学反应的生产原料或掺杂原料大多以卤化物形式存在，而这些卤化物在常温下一般呈现为液体，且液体的卤化物通常具有腐蚀性、毒性或爆炸性，因此，基于工艺的需要，这些卤化物需要以一种合适的方式，安全的转换为气态。

然而，现有的卤化物转化形态的操作方式中，没有应用鼓泡系统，无法通过将精确计量的工艺气体或者惰性气体作为载气通入液态源内，形成含有液态源蒸汽的气泡，使得供气效率降低。

此外，由于液态源的输出量受载气的流量及携带效率影响，因此，载气气体流量与液态源的携带量二者之间的线性度，即携带效率决定了产品的品质高低。然而，现有技术中无法对鼓泡系统中液态源的液位进行控制，导致鼓泡反应效率降低；

还无法对鼓泡系统内液体温度进行监控，无法实现对鼓泡系统内液体温度的调节，导致鼓泡系统内液体温度不稳定，影响气泡生成效率、还影响气泡液体的携带效率。

目前针对相关技术中存在的鼓泡系统内液体温度不稳定、无法对鼓泡系统内的液位以及液体温度实时监控、气泡液体的携带效率不佳等问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种鼓泡装置、液态源鼓泡系统、方法及半导体工艺系统，解决相关技术中存在的鼓泡系统内液体温度不稳定、无法对鼓泡系统内的液位以及液体温度实时监控、气泡液体的携带效率不佳等问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种液态源鼓泡系统，包括：

气体供应单元，所述气体供应单元用于输入推进气体；

液体供应单元，所述液体供应单元用于输入液态源；

鼓泡单元，所述鼓泡单元分别与所述气体供应单元、所述液体供应单元连通，用于通过推进气体对液态源进行鼓泡；

气体输出单元，所述气体输出单元分别与所述鼓泡单元、工艺腔室连通，用于将经所述鼓泡单元进行鼓泡后的液态源气体传输至工艺腔室内；

吹扫单元，所述吹扫单元分别与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元连通，用于对所述气体供应单元与所述鼓泡单元之间连通的管路、所述液体供应单元与所述鼓泡单元之间连通的管路、所述鼓泡单元与所述气体输出单元之间的连通管路进行吹扫；

排气单元，所述排气单元分别与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元连通，用于对所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元进行排空。

在其中的一些实施例中，所述气体供应单元包括：

第一气体供应元件，所述第一气体供应元件设置于所述鼓泡单元的上游，并与所述鼓泡单元连通，用于向所述鼓泡单元供应推进气体；

第一阀元件，所述第一阀元件设置于与所述第一气体供应元件连通的管路上，并位于所述第一气体供应元件与所述鼓泡单元之间；

第二阀元件，所述第二阀元件设置于与所述第一气体供应元件连通的管路上，并位于所述第一阀元件的下游；

第一压力监测元件，所述第一压力监测元件设置于与所述第一气体供应元件连通的管路上，并位于所述第一阀元件与所述第二阀元件之间，用于显示与所述第一气体供应元件连通的管路内的压力。

在其中的一些实施例中，所述气体供应单元还包括：

压力调整元件，所述压力调整元件设置于与所述第一气体供应元件连通的管路上，并位于所述第一阀元件与所述第二阀元件之间，用于调整所述第一气体供应元件与所述鼓泡单元连通的管路内的压力。

在其中的一些实施例中，所述液体供应单元包括：

液体供应元件，所述液体供应元件设置于所述鼓泡单元的上游，并与所述鼓泡单元连通，用于向所述鼓泡单元供应液态源；

第三阀元件，所述第三阀元件设置于与所述液体供应元件连通的管路上，并位于所述液体供应元件与所述鼓泡单元之间；

第四阀元件，所述第四阀元件设置于与所述液体供应元件连通的管路上，并位于所述第三阀元件的下游。

在其中的一些实施例中，所述气体输出单元包括：

第五阀元件，所述第五阀元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上；

第六阀元件，所述第六阀元件设置于与所述鼓泡元件连通的管路上，并位于所述第五阀元件的下游；

第二压力监测元件，所述第二压力监测元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上，并位于所述第五阀元件与所述第六阀元件之间，用于监测所述鼓泡单元与工艺腔室连通的管路内的压力信息。

在其中的一些实施例中，所述吹扫单元包括：

第二气体供应元件，所述第二气体供应元件分别与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元连通，并位于所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元的上游，用于对所述气体供应单元与所述鼓泡单元之间连通的管路、所述液体供应单元与所述鼓泡单元之间连通的管路、所述鼓泡单元与所述气体输出单元之间的连通管路进行吹扫；

第七阀元件，所述第七阀元件设置于与所述第二气体供应元件连通的管路上，并位于所述第二气体供应元件的下游；

第八阀元件，所述第八阀元件设置于与所述第二气体供应元件连通的管路上，并位于所述第七阀元件的下游；

第三压力监测元件，所述第三压力监测元件设置于与所述第二气体供应元件连通的管路上，并位于所述第八阀元件的下游，用于监测所述第二气体供应元件管路内的压力信息；

第九阀元件，所述第九阀元件设置于与所述第二气体供应元件连通的管路上，并位于所述第二气体供应元件与所述气体供应单元之间、所述第二气体供应元件与所述液体供应单元之间、所述第二气体供应元件与所述气体输出单元之间。

在其中的一些实施例中，所述排气单元包括：

真空元件，所述真空元件与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元连通，并位于所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元的下游，用于向所述真空元件与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元的连通处提供真空负压；

第十阀元件，所述第十阀元件设置于与所述真空元件连通的管路上，并位于所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元的下游；

第四压力监测元件，所述第四压力监测元件设置于与所述真空元件的连通的管路上，并位于所述真空元件和所述第十阀元件之间，用于监测所述真空元件出口位置的压力信息。

在其中的一些实施例中，所述气体输出单元还包括：

气体浓度监测元件，所述气体浓度监测元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上，用于监测所述鼓泡单元与工艺腔室连通的管路内气体的浓度信息。

在其中的一些实施例中，所述气体输出单元还包括：

气体流量监测元件，所述气体流量监测元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上，用于监测所述鼓泡单元与工艺腔室连通的管路内气体的流量信息。

在其中的一些实施例中，还包括：

重量监测单元，所述重量监测单元设置于所述鼓泡单元的下部，用于监测所述鼓泡单元的重量信息。

在其中的一些实施例中，还包括：

安全保障单元，所述安全保障单元设置于所述液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境信息。

在其中的一些实施例中，所述安全保障单元包括：

烟雾监测元件，所述烟雾监测元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境的烟雾信息；

液体喷淋元件，所述液体喷淋元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于向环境喷淋液体；

开关元件，所述开关元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境中是否存在明火；

排风元件，所述排风元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于将环境的气体排出。

第二方面，本发明还提供一种液态源鼓泡方法，应用于如第一方面所述的液态源鼓泡系统。

第三方面，本发明提供一种半导体工艺系统，本发明提供一种半导体工艺系统，包括：

如第一方面所述的液态源鼓泡系统。

第四方面，本发明还提供一种鼓泡装置，包括：

筒体，所述筒体具有密闭的腔体；

进气管道，所述进气管道的第一端自所述筒体的顶盖伸入并延伸至靠近所述筒体的底盖处；

出气管道，所述出气管道的第一端与所述筒体顶盖上的通孔连通，所述出气管道的第二端延伸至靠近所述筒体的顶盖处；

液体加注器，所述液体加注器自所述筒体的顶盖伸入所述筒体内；

气泡分布器，所述气泡分布器置于所述筒体的内部，靠近所述筒体的底盖，并位于所述进气管道的第一端的上方，用于分散所述进气管道导入的气体；

第一预埋管，所述第一预埋管置于所述筒体内，且所述第一预埋管的第一端与所述筒体的顶盖连接，所述第一预埋管的第二端靠近所述筒体的底盖，且所述第一预埋管的表面纯净度在5～10N之间；

温度传感器，所述温度传感器置于所述第一预埋管内，用于检测所述筒体内液体的温度；

浮球传感器，所述浮球传感器置于所述筒体内，用于监测位于所述筒体内液体的液面与所述筒体的顶板内表面之间的距离。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的一种鼓泡装置、液态源鼓泡系统、方法及半导体工艺系统，利用氢气作为推进气体通入鼓泡单元内，增加液态源转化为气体的效率，提升供气效率。还通过鼓泡单元内的液位监测元件测量鼓泡元件内的液位，并设定液位值，并在浮球传感器检测到鼓泡元件内液位达到液态源鼓泡系统设定的液位值的情况下，液态源鼓泡系统控制液位供应单元关闭，保证鼓泡元件内液位符合鼓泡反应效率最高下的标准，保证鼓泡效率。此外，通过鼓泡单元内的温度检测元件和液位监测元件监测鼓泡元件内的液体的液位高度以及温度。

附图说明

图1是根据本发明实施例的液态源鼓泡系统的示意图(一)；

图2是根据本发明实施例的气体供应单元的示意图(一)；

图3是根据本发明实施例的液体供应单元的示意图；

图4是根据本发明实施例的鼓泡单元的示意图；

图5是根据本发明实施例的气体输出单元的示意图(一)；

图6是根据本发明实施例的吹扫单元的示意图；

图7是根据本发明实施例的排气单元的示意图；

图8是根据本发明实施例的气体供应单元的示意图(二)；

图9是根据本发明实施例的气体输出单元的示意图(二)；

图10是根据本发明实施例的气体输出单元的示意图(三)；

图11是根据本发明实施例的液态源鼓泡系统的示意图(一)；

图12是根据本发明实施例的安全保障单元的示意图；

图13本发明实施例的液态源供应装置的具体实施例(一)；

图14本发明实施例的液态源供应装置的具体实施例(二)；

图15本发明实施例的液态源供应装置的具体实施例(三)；

图16本发明实施例的液态源供应装置的具体实施例(四)；

图17是根据本发明实施例的鼓泡装置的示意图(一)；

图18是根据本发明实施例的鼓泡装置中的气泡分布器示意图(一)；

图19是根据本发明实施例的鼓泡装置中的气泡分布器示意图(二)；

图20是根据本发明实施例的鼓泡装置具有换热盘管的结构图；

图21是根据本发明实施例的鼓泡装置中换热盘管的结构图。

其中的附图标记为：100、气体供应单元；110、第一气体供应元件；120、第一阀元件；130、第二阀元件；140、第一压力监测元件；150、压力调整元件；

200、液体供应单元；210、液体供应元件；220、第三阀元件；230、第四阀元件；

300、鼓泡单元；310、鼓泡元件；320、液位监测元件；330、温度控制元件；340、温度监测元件；

400、气体输出单元；410、第五阀元件；420、第六阀元件；430、第二压力监测元件；440、气体浓度监测元件；450、气体流量监测元件；

500、吹扫单元；510、第二气体供应元件；520、第七阀元件；530、第八阀元件；540、第九阀元件；550、第三压力监测元件；

600、排气单元；610、真空元件；620、第十阀元件；630、第四压力监测元件；

700、重量监测单元；

800、安全保障单元；810、烟雾监测元件；820、液体喷淋元件；830、开关元件；840、排风元件；

900、鼓泡装置；910、筒体；911、进气管道；912、液体加注器；913、第一预埋管；914、第二预埋管；915、废液管；920、出气管道；930、气泡分布器；931、中心盘；932、条板；933、缺口；934、狭缝；935、气孔；940、温度传感器；950、安全泄压阀；960、气体分布器；970、换热盘管；971、进口；972、出口；980、浮球传感器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或单元(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”/“若干”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

实施例1

本实施例涉及本发明的液态源鼓泡系统。

本发明的一个示意性实施例，如图1所示，一种液态源鼓泡系统，包括气体供应单元100、液体供应单元200、鼓泡单元300、气体输出单元400、吹扫单元500和排气单元600。其中，气体供应单元100用于输入推进气体；液体供应单元200用于输入液态源；鼓泡单元300分别与气体供应单元100、液体供应单元200连通，用于通过推进气体对液态源进行鼓泡；气体输出单元400与鼓泡单元300、工艺腔室连通，用于将经鼓泡单元300进行鼓泡后的液态源气体传输至工艺腔室内；吹扫单元500分别与气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400连通，用于对气体供应单元100与鼓泡单元300之间连通的管路、液体供应单元200与鼓泡单元300之间连通的管路、鼓泡单元300与气体输出单元400之间的连通管路进行吹扫；排气单元600与鼓泡单元300连通，用于在鼓泡单元300内的压力过大的情况下对鼓泡单元300进行泄压。

在本发明中，液态源包括但不限于TEOS、TMA、BDEAS、DEMS、ATRP、HCDS、4MS、OMCTS、TEB、TEPO、TICL4、DIPAS、BTBAS、TDMAT。

在本发明中，推进气体包括但不限于H₂。

如图2所示，气体供应单元100包括第一气体供应元件110、第一阀元件120、第二阀元件130和第一压力监测元件140。其中，第一气体供应元件110设置于鼓泡单元300的上游，并与鼓泡单元300连通，用于向鼓泡单元300供应推进气体；第一阀元件120设置于与第一气体供应元件110连通的管路上，并位于第一气体供应元件110与鼓泡单元300之间；第二阀元件130设置于与第一气体供应元件110连通的管路上，并位于第一阀元件120的下游；第一压力监测元件140设置于与第一气体供应元件110连通的管路上，并位于第一阀元件120与第二阀元件130之间，用于显示与第一气体供应元件110连通的管路内的压力。

具体地，第一气体供应元件110包括第一气体供应源和第一出气口。其中，第一出气口设置于第一气体供应源，并与鼓泡单元300连通。

其中，第一出气口由第一出气管和第一出气接口构成。第一出气管与第一气体供应源连通；第一出气接口设置于第一出气管的端部，用于与鼓泡单元300连通。

在其中的一些实施例中，第一气体供应元件110为气体钢瓶、气体储罐。

第一阀元件120用于控制第一气体供应元件110是否向鼓泡单元300供应推进气体。

在其中的一些实施例中，第一阀元件120包括但不限于隔膜阀。

具体地，第一阀元件120包括第一手动隔膜阀。第一手动隔膜阀设置于与第一气体供应元件110连通的管路的进口。

第二阀元件130位于第一阀元件120与鼓泡单元300之间，用于控制分别连通第一气体供应元件110、鼓泡单元300的管路的开启和关闭。

在其中的一些实施例中，第二阀元件130包括但不限于隔膜阀、单向阀。

具体地，第二阀元件130包括第一单向阀和第一气动隔膜阀。其中，第一单向阀设置于与第一气体供应元件110连通的管路上，并位于第一手动隔膜阀的下游；第一气动隔膜阀设置于与第一气体供应元件110连通的管路上，并位于第一单向阀的下游。

第一压力监测元件140用于显示分别与第一气体供应元件110、鼓泡单元300连通的管路的压力，包括但不限于第一气体供应元件110供应的气体压力、吹扫单元500进行吹扫时的压力、排气单元600进行排气时的压力。

在其中的一些实施例中，第一压力监测元件140设置于第一手动隔膜阀与第一单向阀之间。

在其中的一些实施例中，第一压力监测元件140为压力表。

如图3所示，液体供应单元200包括液体供应元件210、第三阀元件220和第四阀元件230。其中，液体供应元件210设置于鼓泡单元300的上游，并与鼓泡单元300连通，用于向鼓泡单元300供应液态源；第三阀元件220设置于与液体供应元件210连通的管路上，并位于液体供应元件210与鼓泡单元300之间；第四阀元件230设置于与液体供应元件210连通的管路上，并位于第三阀元件220的下游。

具体地，液体供应元件210包括液体供应源和出液口。其中，出液口设置于液体供应源，并与鼓泡单元300连通。

其中，出液口由出液管和出液接口构成。出液管与液体供应源连通；出液接口设置于出液管的端部，用于与鼓泡单元300连通。

在其中的一些实施例中，液体供应元件210为液态源储罐。

第三阀元件220用于控制液体供应元件210是否向鼓泡单元300供应液态源。

在其中的一些实施例中，第三阀元件220包括但不限于隔膜阀。

具体地，第三阀元件220包括第二手动隔膜阀。第二手动隔膜阀设置于与液体供应元件210连通的管路的进口。

第四阀元件230位于第三阀元件220与鼓泡单元300之间，用于控制分别连通液体供应元件210、鼓泡单元300的管路的开启和关闭。

在其中的一些实施例中，第四阀元件230包括但不限于隔膜阀。

具体地，第四阀元件230包括第二气动隔膜阀。第二气动隔膜阀设置于与液体供应元件210连通的管路上，并位于第三手动隔膜阀的下游。

如图4所示，鼓泡单元300包括鼓泡元件310、液位监测元件320、温度控制元件330和温度监测元件340。其中，鼓泡元件310分别与气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400和排气单元600连通，用于实现液态源和推进气体进行鼓泡反应、从而加速液态源的气体转化；液位监测元件320设置于鼓泡元件310内，用于监测鼓泡元件310内的液态源液位信息；温度控制元件330设置于鼓泡元件310内，用于保持鼓泡元件310内的温度恒定；温度监测元件340设置于鼓泡元件310内，用于监测鼓泡元件310内液态源的温度信息。

具体地，鼓泡元件310分别与第一气体供应元件110、液体供应元件210以及气体输出单元400的管路连通，用于接收第一气体供应元件110所输出的推进气体以及液体供应元件210所输送的液态源，使用推进气体对液态源进行鼓泡并将鼓泡后的液态源输送至气体输出单元400。

在其中的一些实施例中，鼓泡元件310包括但不限于鼓泡装置。

在其中的一些实施例中，液位监测元件320包括但不限于浮球传感器。

需要说明的是，通过液位监测元件320测量鼓泡元件310内的液位，并设定液位值。在浮球传感器检测到鼓泡元件310内液位达到液态源鼓泡系统设定的液位值的情况下，液态源鼓泡系统控制液体供应单元200关闭。

在其中的一些实施例中，温度控制元件330包括但不限于换热器。

需要说明的是，温度控制元件330通过盘管持续对鼓泡元件310内液态源进行水浴循环加热，以保持液位源温度恒定。

在其中的一些实施例中，温度监测元件340包括但不限于温度传感器。

需要说明的是，通过温度监测元件340测量鼓泡元件310内液态源的温度；当温度监测元件340检测到鼓泡元件310内液态源温度满足液态源鼓泡系统的设定值后，液态源鼓泡系统控制气体输出单元400开启。

进一步地，鼓泡单元300还包括泄压元件。其中，泄压元件设置于鼓泡元件310的连通管路上，并位于鼓泡元件310排气口处，用于在鼓泡元件310内的气压超过预设压力阈值的情况下，对鼓泡元件310进行泄压。

在其中的一些实施例中，泄压元件包括但不限于泄压阀。

如图5所示，气体输出单元400包括第五阀元件410、第六阀元件420和第二压力监测元件430。其中，第五阀元件410设置于与鼓泡单元300连通的管路；第六阀元件420设置于与鼓泡单元300连通的管路上，并位于第五阀元件410的上游；第二压力监测元件430设置于与鼓泡单元300连通的管路上，并位于第五阀元件410与第六阀元件420之间，用于监测鼓泡单元300与工艺腔室连通的管路内的压力信息。

具体地，第五阀元件410设置于与鼓泡元件310连通的管路；第六阀元件420设置于与鼓泡元件310连通的管路；第二压力监测元件430设置于与鼓泡元件310连通的管路。

第五阀元件410用于控制鼓泡单元300是否向工艺腔室提供鼓泡后的液态源。

在其中的一些实施例中，第五阀元件410包括但不限于隔膜阀。

具体地，第五阀元件410包括第三手动隔膜阀。其中，第三手动隔膜阀设置于与鼓泡元件310连通的管路的出口。

第六阀元件420位于第五阀元件410与鼓泡元件310之间，用于控制分别连通鼓泡元件310、工艺腔室的管路的开启和关闭。

在其中的一些实施例中，第六阀元件420包括但不限于隔膜阀。

具体地，第六阀元件420包括第三气动隔膜阀。第三气动隔膜阀设置于与鼓泡元件310连通的管路上，并位于第三手动隔膜阀的上游。

第二压力监测元件430用于显示分别与鼓泡单元300、工艺腔室连通的管路的压力，包括但不限于鼓泡单元300供应的气体压力、吹扫单元500进行吹扫时的压力、排气单元600进行排气时的压力。

在其中的一些实施例中，第二压力监测元件430设置于第三手动隔膜阀与第三气动隔膜阀之间。

在其中的一些实施例中，第二压力监测元件430为气压传感器。

如图6所示，吹扫单元500包括第二气体供应元件510、第七阀元件520、第八阀元件530、第九阀元件540和第三压力监测元件550。其中，第二气体供应元件510分别与气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400连通，并位于气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400的上游，用于对气体供应单元100与鼓泡单元300之间连通的管路、液体供应单元200与鼓泡单元300之间连通的管路、鼓泡单元300与气体输出单元400之间的连通管路进行吹扫；第七阀元件520设置于与第二气体供应元件510连通的管路上，并位于第二气体供应元件510的下游；第八阀元件530设置于与第二气体供应元件510连通的管路上，并位于第七阀元件520的下游；第九阀元件540设置于与第二气体供应元件510连通的管路上，并位于第二气体供应元件510与气体供应单元100之间、第二气体供应元件510与液体供应单元200之间、第二气体供应元件510与气体输出单元400之间；第三压力监测元件550设置于与第二气体供应元件510连通的管路上，并位于第八阀元件530与第九阀元件540之间，用于监测第二气体供应元件510管路内的压力信息。

具体地，第二气体供应元件510包括第二气体供应源和第二出气口。其中，第二出气口设置于第二气体供应源，并与气体供应单元100、液体供应单元200、鼓泡单元300、排气单元600连通。

其中，第二出气口由第二出气管和第二出气接口构成。第二出气管与第二气体供应源连通；第二出气接口设置于第二出气管的端部，用于与气体供应单元100、液体供应单元200、鼓泡单元300、排气单元600连通。

在其中的一些实施例中，第二气体供应元件510为气体钢瓶、气体储罐。

第七阀元件520用于控制第二气体供应元件510是否向气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400提供吹扫气体。

在其中的一些实施例中，第七阀元件520包括但不限于隔膜阀。

具体地，第七阀元件520包括第四手动隔膜阀。第四手动隔膜阀设置于与第二气体供应元件510连通的管路的进口。

第八阀元件530位于第七阀元件520与第九阀元件540之间，用于控制分别连通气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400的管路的开启和关闭。

在其中的一些实施例中，第八阀元件530包括但不限于隔膜阀。

具体地，第八阀元件530包括第二单向阀和第四气动隔膜阀。其中，第二单向阀设置于与第二气体供应元件510连通的管路上，并位于第四手动隔膜阀的下游；第四气动隔膜阀设置于与第二气体供应元件510连通的管路上，并位于第二单向阀的下游。

第九阀元件540位于第二气体供应元件510与气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400之间，用于控制分别连通气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400的管路的开启和关闭。

在其中的一些实施例中，第九阀元件540包括但不限于隔膜阀。

具体的，第九阀元件540包括第五气动隔膜阀、第六气动隔膜阀和第七气动隔膜阀。其中第五气动隔膜阀设置于第二气体供应元件510与第一气体供应元件110之间连通的管路上；第六气动隔膜阀设置于第二气体供应元件510与液体供应元件210连通的管路上；第七气动隔膜阀设置于第二气体供应元件510与气体输出元件410连通的管路上，且第五气动隔膜阀、第六气动隔膜阀和第七气动隔膜阀均位于第四气动隔膜阀的下游。

第三压力监测元件550用于显示分别与吹扫单元500、排气单元600连通的管路的压力，包括但不限于吹扫单元500进行吹扫时的压力、排气单元600进行排气时的压力。

在其中的一些实施例中，第三压力监测元件550设置于与第二气体供应元件510连通的管路上，并位于第八阀元件530和第九阀元件540之间。

在其中的一些实施例中，第三压力监测元件550包括但不限于气压传感器。

如图7所示，排气单元600包括真空元件610、第十阀元件620和第四压力监测元件630。其中，真空元件610与气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400连通，并位于气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400的下游，用于向真空元件610与气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400的连通处提供真空负压；第十阀元件620设置于与真空元件610连通的管路上，并位于气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400的下游；第四压力监测元件630设置于与真空元件610的连通的管路上，并位于真空元件610和第十阀元件620之间，用于监测真空元件610出口位置的压力信息。

具体地，真空元件610包括真空发生器、第一进口、第二进口和第三出口。其中，第一进口设置于真空发生器的一端，并与第二气体供应元件510连通；第二进口设置于真空发生器的一端，用于外界气体流入；第三出口设置于真空发生器的一端，用于排出分别与气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400连通的管路内的气体。

其中，第一进口由第一进气管、第一进气接口构成。第一进气管与真空发生器连通；第一进气接口设置于第一进气管的端部，用于与第二气体供应元件510连通。

其中，第二进口由第二进气管、第二进气接口构成。第二进气管与真空发生器连通；第二进气接口设置于第二进气管的端部，用于与外界气源连通。

其中，第三出口由第三出气管、第三出气接口构成。第三出气管与真空发生器连通；第三出气接口设置于第三出气管的端部，用于与外界连通。

在其中的一些实施例中，真空元件610为真空发生器。

在其中的一些实施例中，第十阀元件620包括但不限于隔膜阀。

具体的，第十阀元件620包括第八气动隔膜阀。其中，第八气动隔膜阀设置于与真空元件610连通的管路上，并位于第九阀元件540的下游。

在其中的一些实施例中，第四压力监测元件630设置于第八气动隔膜阀与真空元件610之间。

在其中的一些实施例中，第四压力监测元件630为气压传感器。

本实施例的使用方法如下：

(一)反应前清理管路

开启第九阀元件540和真空元件610；

真空元件610在第十阀元件620处形成负压，并将管路内的气体排出；

监测第三压力监测元件550的数值，在数值为负数的情况下，即液态源鼓泡系统正常工作；

开启第十阀元件620，且每隔5秒监测第三压力监测元件550的数值，在压力降低至-10psi的情况下，关闭第十阀元件620，并切换至吹扫状态。

开启第二气体供应元件510、第七阀元件520和第八阀元件530，并吹扫管路内的气体；

监测第二压力监测元件430的数值，在压力上升至100psi的情况下，停止吹扫，即关闭第二气体供应元件510、第七阀元件520和第八阀元件530，并切换至排气状态；

重复上步骤直至管路的清洁度符合标准。

(二)供应液态源和推进气体

开启液体供应元件210、第三阀元件220和第四阀元件230，将液态源输送至鼓泡元件310内；

液位监测元件320可监测鼓泡元件310内的液位值，在液位监测元件320检测到鼓泡元件310内液位达到液态源鼓泡系统设定的液位值的情况下，液态源鼓泡系统控制液体供应单元200关闭；

开启第一气体供应元件110、第一阀元件120和第二阀元件130，将推进气体输送至鼓泡元件310内并对液态源进行鼓泡反应；

通过观察第一压力监测元件140，工作人员可判断通入鼓泡元件310内的气体是否符合标准，以便于工作人员及时作出调整；

鼓泡元件310内的温度控制元件330保持液态源的温度恒定，且在温度监测元件340所检测到鼓泡元件310内液态源温度满足液态源鼓泡系统的设定值后，液态源鼓泡系统控制气体输出单元400开启。

(三)气体输送

开启第五阀元件410和第六阀元件420，将经过鼓泡反应所产生的混合气体输送至工艺腔室；

开启第二压力监测元件430，实时检测鼓泡元件310与工艺腔室连通的管路内的压力信息，并根据压力信息调整管路内的压力，使得通入工艺腔室的液态源符合要求。

本实施例的优点在于，利用氢气作为推进气体通入鼓泡单元300内，增加液态源转化为气体的效率，提升供气效率。还通过液位监测元件320测量鼓泡元件310内的液位，并设定液位值，并在液位监测元件320检测到鼓泡元件310内液位达到液态源鼓泡系统设定的液位值的情况下，液态源鼓泡系统控制液体供应单元200关闭，保证鼓泡元件310内液位符合鼓泡反应效率最高下的标准，保证鼓泡效率。此外，通过温度监测元件340和液位监测元件320监测鼓泡元件310内的液体的液位高度以及温度，以确保鼓泡元件310内的液位高度和温度满足鼓泡反应所需的反应环境，从而保证鼓泡反应的效率以提升混合气体的供应效率。

实施例2

本实施例为实施例1的一个变形实施例。本实施例与实施例1的区别在于：气体供应单元100的结构不同。

如图8所示，气体供应单元100还包括压力调整元件150。其中，压力调整元件150设置于与第一气体供应元件110连通的管路上，并位于第一阀元件120与第二阀元件130之间，用于调整第一气体供应元件110与鼓泡单元300连通的管路内的压力。

在其中的一些实施例中，压力调整元件150包括但不限于控制器。

需要说明的是，在第一气体供应元件110上增加压力调整元件150，通过改变通入氢气的压力大小来调整鼓泡元件310中液态源的鼓泡程度，保证气体输出单元400所输出的混合气体的浓度稳定。

本实施例的使用方法同实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例在推进气体通入鼓泡单元300的过程中，可通过压力调整元件150改变通入氢气的压力大小。

本实施例的优点在于，通过压力调整元件150改变通入氢气的压力大小来调整鼓泡元件310中液态源的鼓泡程度，保证气体输出单元400所输出的混合气体的浓度稳定。

实施例3

本实施例为实施例1～2的一个变形实施例。

如图9所示，气体输出单元400还包括气体浓度监测元件440。其中，气体浓度监测元件440设置于与鼓泡单元300连通的管路上，用于监测鼓泡单元300与工艺腔室连通的管路内气体的浓度信息。

具体地，气体浓度监测元件440设置于第五阀元件410和第六阀元件420之间。

在其中的一些实施例中，气体浓度监测元件440包括但不限于浓度计。

需要说明的是，在经过鼓泡后混有氢气的混合气体沿气体输出单元400供应到工艺腔室的过程中，可通过气体浓度监测元件440监测混合气体的气体浓度，从而便于工作人员调整氢气与液态源气体的浓度配比。

本实施例的使用方法同实施例2基本相同，区别仅在于：本实施例中鼓泡后混有氢气的混合气体沿气体输出单元400供应到工艺腔室的过程中，工作人员通过观察气体浓度监测元件440知晓混合气体的气体浓度，从而调整氢气与液态源气体的浓度配比。

本实施例的优点在于，利用气体浓度监测元件440所反馈的气体浓度控制通入工艺腔室的混合气体的流量大小，从而实现向工艺腔室提供压力、浓度以及流量稳定的混合气体。

实施例4

本实施例为实施例1～3的一个变形实施例。

如图10所示，气体输出单元400还包括气体流量监测元件450。其中，气体流量监测元件450设置于与鼓泡单元300连通的管路上，用于监测鼓泡单元300与工艺腔室连通的管路内气体的流量信息。

具体的，气体流量监测元件450设置于第六阀元件420和气体浓度监测元件440之间。

在其中的一些实施例中，气体流量监测元件450包括但不限于流量计。

需要说明的是，位于气体浓度监测元件440上游的气体流量监测元件450，可根据气体浓度监测元件440所监测的气体浓度控制通入工艺腔室的混合气体的流量大小，通过压力调整元件150、气体浓度监测元件440和气体流量监测元件450相互协同作业，从而实现向工艺腔室提供压力、浓度以及流量稳定的混合气体。

本实施例的使用方法同实施例3基本相同，区别仅在于：本实施例中在混合气体沿气体输出单元400供应到工艺腔室的过程中，工作人员可根据气体浓度监测元件440所反馈的气体浓度控制通入工艺腔室的混合气体的流量大小，从而实现向工艺腔室提供压力、浓度以及流量稳定的混合气体。

本实施例的优点在于，通过气体流量监测元件450可直接的观察到流入工艺腔室内的混合气体流量，使得工作人员可通过调节第五阀元件410对混合气体流入工艺腔室的流量大小进行调整，从而实现向工艺腔室提供压力、浓度以及流量稳定的混合气体。

实施例5

本实施例为实施例1～4的一个变形实施例。

如图11所示，液态源鼓泡系统还包括重量监测单元700。其中，重量监测单元700设置于鼓泡单元300的下部，用于监测鼓泡单元300的重量信息。

在其中的一些实施例中，重量监测单元700包括但不限于重量传感器、磅秤。

优选地，重量监测单元700为磅秤。

利用重量监测单元700与鼓泡单元300的液位监测元件320相结合，提高液体供应单元200的液态源供应量，减少鼓泡元件310的内部的液态源的液位波动，提高稳定性。

如图11所示，液态源鼓泡系统还包括安全保障单元800。其中，安全保障单元800设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境信息。

如图12所示，安全保障单元800包括烟雾监测元件810、液体喷淋元件820、开关元件830和排风元件840。其中，烟雾监测元件810设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境的烟雾信息；液体喷淋元件820设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于向环境喷淋液体；开关元件830设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境中是否存在明火；排风元件840设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于将环境的气体排出。

在其中的一些实施例中，烟雾监测元件810为烟雾探测器。

在其中的一些实施例中，液体喷淋元件820为喷淋头。

在其中的一些实施例中，开关元件830为红紫外开关(IR Switch)。

在其中的一些实施例中，排风元件840包括但不限于排气扇。

在其中的一些实施例中，安全保障单元800还包括气体监测元件、火焰监测元件、温度监测元件。其中，气体监测元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境的气体成分信息；火焰监测元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境中是否存在明火；温度监测元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境的温度信息。

本实施例的优点在于，在液态源鼓泡系统出现泄漏、燃烧的情况下，利用烟雾监测元件810进行预警；使用液体喷淋元件820进行喷淋，以降低环境内的相关气体、液体的浓度，防止出现爆炸；通过排风元件840可以快速将环境内的气体排放至废气处理系统。

实施例6

本实施例涉及本发明的液态源供应方法，应用于如实施例1～实施例5所述的液态源鼓泡系统。

本发明的一个示意性实施例，一种液态源供应方法，包括：

(排气步骤)：

启动排气单元600，向与鼓泡单元300连通的管路提供真空负压，以排出气体供应单元100、液体供应单元200和气体输出单元400的内部气体；

在管路内的压力达到第一预设压力阈值的情况下，关闭排气单元600。

(吹扫步骤)：

启动吹扫单元500，向与鼓泡单元300连通的管路提供气体；

在管路的压力达到第二预设压力阈值的情况下，关闭吹扫单元500。

(第一保压步骤)：

重复排气步骤和吹扫步骤，直至管路的压力达到第一预设压力阈值。

(第二保压步骤)：

重复排气步骤和吹扫步骤，直至管路的压力达到第二预设压力阈值。

(第三保压步骤)：

重复排气步骤和吹扫步骤，直至管路的压力达到第一预设压力阈值。

(供应液态源步骤)：

在第三保压步骤之后，开启液体供应单元200与鼓泡单元300的连通。

(供应推进气体步骤)：

在供应液态源步骤之后，开启气体供应单元100与鼓泡单元300的连通。

(鼓泡反应步骤)：

在供应推进气体步骤之后，开启鼓泡单元300，通过推进气体对液态源进行鼓泡并产生缓和气体。

(气体输送步骤)：

在鼓泡反应步骤之后，开启气体输送单元，以向工艺腔室输送混合气体。

进一步地，在排气步骤之前，还包括：

(系统检查步骤)：

关闭气体供应单元100、液体供应单元200、气体输出单元400、吹扫单元500与鼓泡单元300的连通以及气体输出单元400与工艺腔室的连通；

启动排气单元600，在管路内的压力达到第三预设压力阈值的情况下，液态源鼓泡系统正常。

具体地，液态源供应方法包括：

(系统检查步骤)：

关闭第一阀元件120、第三阀元件220、第五阀元件410和第七阀元件520，以断开第一供应元件、液体供应元件210、工艺腔室与鼓泡元件310的连通以及第二气体供应元件510与真空元件610的连通；

开启第十阀元件620，并观察第三压力监测元件550的压力信息，在在第三压力监测元件550所监测的压力信息低于第三预设压力阈值的情况下，液态源鼓泡系统正常。

(排气步骤)：

启动真空元件610，开启第十阀元件620，向与鼓泡元件310连通的管路提供真空负压，以排除管路的内部气体；

观察第三压力监测元件550，在在管路内的压力达到第一预设压力阈值的情况下，关闭真空元件610。

(吹扫步骤)：

启动第二气体供应元件510，打开第七阀元件520、第八阀元件530、第九阀元件540，第二气体供应元件510向与鼓泡元件310连通的管路供应气体并通过真空元件610排出；

观察第二压力监测元件430，在管路的压力达到第二预设压力阈值的情况下，关闭第二气体供应元件510。

(第一保压步骤)：

重复排气步骤和吹扫步骤，观察第二压力监测元件430，直至管路的压力达到第一预设压力阈值，系统关闭第十阀元件620，保压3小时。

(第二保压步骤)：

在第一保压步骤之后，重复排气步骤和所述吹扫步骤，观察第二压力监测元件430，直至管路的压力达到第二预设压力阈值，关闭第二阀元件130，保压3小时。

(第三保压步骤)：

在第二保压步骤之后，重复排气步骤和所述吹扫步骤，观察第二压力监测元件430，直至管路的压力达到第一预设压力阈值，关闭第九阀元件540，保压3小时。

(供应液态源步骤)：

在第三保压步骤之后，打开第三阀元件220和第四阀元件230，以开启液体供应元件210与鼓泡元件310的连通；

观察液位监测元件320，直至鼓泡元件310内的液位达到预设液位阈值，关闭第四阀元件230。

(供应推进气体步骤)：

在供应液态源步骤之后，打开第一阀元件120和第二阀元件130，以开启第一气体供应元件110与鼓泡元件310的连通。

(气体输送步骤)：

在供应推进气体步骤之后，观察温度监测元件340，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开第六阀元件420；

观察第二压力监测元件430，在与工艺腔室连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值的情况下，打开第五阀元件410，以向工艺腔室输送混合气体。

进一步地，供应推进气体步骤还包括：

在供应液态源步骤之后，开启第一阀元件120和压力调整元件150，调整通入推进气体的压力大小；

在推进气体的压力达到第五预设压力阈值之后，打开第二阀元件130，以开启第一气体供应元件110与鼓泡元件310的连通。

进一步地，气体输送步骤还包括：

在供应推进气体步骤之后，观察温度监测元件340，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开第六阀元件420；

观察第二压力监测元件430和气体浓度监测元件440，在与工艺腔室连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值、以及混合气体浓度达到预设浓度阈值的情况下，打开第五阀元件410，以向工艺腔室输送混合气体。

进一步地，气体输送步骤还包括：

在供应推进气体步骤之后，观察温度监测元件340，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开第六阀元件420；

观察第二压力监测元件430、气体浓度监测元件440和气体流量监测元件450，在与工艺腔室连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值、管路内混合气体浓度达到预设浓度阈值以及管路内混合气体流量达到预设流量阈值的情况下，打开第五阀元件410，以向工艺腔室输送混合气体。

更具体地，本实施例的液态源供应方法如下：

(1)检测：手动关闭第一手动隔膜阀、第二手动隔膜阀、第三手动隔膜阀和第四手动隔膜阀，系统打开第五气动隔膜阀、第六气动隔膜阀、第七气动隔膜阀和第八气动隔膜阀，一侧管路GN2气体流过，在第八气动隔膜阀一侧形成负压，观察第三压力监测元件550的数值，若数值为负，则液态源鼓泡系统工作正常。

(2)排气：系统启动真空元件610，自动打开第八气动隔膜阀，并每隔5秒观察第三压力监测元件550的数值，当管路内的压力降低至-10psi时，自动关闭第八气动隔膜阀。切换至吹扫步骤。

(3)吹扫：系统打开第四手动隔膜阀和第四气动隔膜阀，吹扫气体流向管内，观察第二压力监测元件430，当管路的压力上升至100psi时，关闭第四气动隔膜阀。切换回排气步骤。

(4)保负压：重复循环排气步骤和吹扫步骤若干次，完成后管路压力保持负压状态，压力为-10psig不变，视为吹扫干净。系统关闭第八气动隔膜阀和真空元件610，保压3h。系统检测第二压力监测元件430有无数值变化，无变化后，自动进行压力校正。

(5)保正压：重复排气步骤和吹扫步骤若干次，完成后对管路保正压到100psig，关闭第四手动隔膜阀，保压3h。

(6)保负压：观察第二压力监测元件430有无数值变化。无变化后，系统重复排气步骤和吹扫步骤若干次，将管路保持负压状态，关闭第五气动隔膜阀、第六气动隔膜阀、第七气动隔膜阀；等待上线。

(7)液态源供应：上线时，手动打开第二手动隔膜阀，打开液体供应元件210的出液口，系统打开第二气动隔膜阀，对鼓泡元件310进行供液；

观察液位监测元件320，直至鼓泡元件310内的液位达到预设液位阈值，关闭第二气动隔膜阀。

(8)推进气体供应：手动打开第一手动隔膜阀，打开第一气体供应元件110的第一出口，系统打开第一气动隔膜阀，对鼓泡元件310进行供气。

(9)气体输送：观察温度监测单元，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开第三气动隔膜阀；

观察第二压力监测元件430，在与工艺腔室连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值的情况下，打开第三手动隔膜阀，以向工艺腔室输送混合气体。

在其中的一些实施例中，推进气体供应步骤包括：开启第一手动隔膜阀和压力调整元件150，调整通入推进气体的压力大小；

在推进气体的压力达到第五预设压力阈值之后，打开第一气动隔膜阀，以对鼓泡元件310进行供气。

在其中的一些实施例中，气体输送步骤包括：

观察温度监测元件340，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开第三气动隔膜阀；

观察第二压力监测元件430和气体浓度监测元件440，在与工艺腔室连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值、以及混合气体浓度达到预设浓度阈值的情况下，打开第三手动隔膜阀，以向工艺腔室输送混合气体。

在其中的一些实施例中，气体输送步骤包括：

观察温度监测元件340，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开第三气动隔膜阀；

观察第二压力监测元件430、气体浓度监测元件440和气体流量监测元件450，在与工艺腔室连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值、管路内混合气体浓度达到预设浓度阈值以及管路内混合气体流量达到预设流量阈值的情况下，打开第三手动隔膜阀，以向工艺腔室输送混合气体。

本实施例的技术效果与实施例1基本相同，在此不再赘述。

实施例7

本实施例涉及本发明的半导体工艺系统。

本发明的一个示意性实施例，一种半导体工艺系统，包括如实施例1～实施例5任一所述的液态源鼓泡系统。

进一步地，半导体工艺系统还包括若干工艺腔室，若干工艺腔室分别与液态源鼓泡系统连通。

具体地，若干工艺腔室分别与气体输出单元400连通。

进一步地，若干工艺腔室还分别与吹扫单元500连通。

实施例8

本实施例为本发明的一个具体实施方式，与实施例1相对应。

如图13所示，一种液态源鼓泡系统，包括推进气体供应模块、液态源供应模块、鼓泡模块、气体输出模块、排气模块、吹扫模块和生命安全保障模块构成。

其中，推进气体供应模块包括第一PUSH GAS Intlet、手动隔膜阀MV04、压力表PG、单向阀和气动隔膜阀PV04。

液态源供应模块包括LIQUID SOURCE Intlet、手动隔膜阀MV02和气动隔膜阀PV02。

鼓泡模块包括鼓泡发生器TEMPERATURE CONTROLLED VESSEL 25L、浮球传感器LEVEL SENDOR、温度传感器TEMPERATURE SENSER、水浴加热进水口FROM CHILLER、水浴加热出水口TO CHILLER、排液口TO DRAIN和泄压阀100psig。

气体输出模块包括手动隔膜阀MV03、气动隔膜阀PV03和压力传感器PT0。

吹扫模块包括第二PURGE GAS Intlet、手动隔膜阀MV01、单向阀、气动隔膜阀PV01、气动隔膜阀PV05、气动隔膜阀PV06、气动隔膜阀PV07和压力传感器PT1。

排气模块包括真空发生器VG/BV/CV(PV09)、气动隔膜阀PV08、和压力传感器PT2。

生命安全保障模块包括包含气体侦测器、火焰探测器、温度传感器、烟雾传感器、称重系统及压力系统，并配备触摸控制模组及声光报警模组。

本实施例的使用方法如下：

(1)检测：

手动关闭MV01、MV02、MV03和MV04，系统打开PV05、PV06和PV07，一侧管路GN2气体流过，在PV08一侧形成负压，观察PT2的数值，若数值为负，则液态源鼓泡系统工作正常。

(2)排气：

系统启动VG/BV/CV(PV09)，自动打开PV08，并每隔5秒观察PT2的数值，当管路内的压力降低至-10psi时，自动关闭PV08。切换至吹扫步骤。

(3)吹扫：

系统打开MV01和PV01，吹扫气体流向管内；

观察PT3，当管路的压力上升至100psi时，关闭PV01。切换回排气步骤。

(4)保负压：

重复循环排气步骤(2)和吹扫步骤(3)若干次，完成后管路压力保持负压状态，压力为-10psig不变，视为吹扫干净；

系统关闭PV08和VG/BV/CV(PV09)，保压3h；

系统检测PT1有无数值变化，无变化后，自动进行压力校正。

(5)保正压：

重复排气步骤(2)和吹扫步骤(3)若干次，完成后对管路保正压到100psig，关闭PV01，保压3h。

(6)保负压：

观察PT1有无数值变化。无变化后，系统重复排气步骤(2)和吹扫步骤(3)若干次，将管路保持负压状态，关闭PV05、PV06、PV07；等待上线。

(7)液态源供应：

上线时，手动打开MV02，打开LIQUID SOURCE Intlet，系统打开PV02，向TEMPERATURECONTROLLED VESSEL 25L进行供液；

观察LEVEL SENDOR，直至TEMPERATURE CONTROLLED VESSEL 25L内的液位达到预设液位阈值，关闭PV02。

(8)推进气体供应：

手动打开MV04，打开第一PUSH GAS Intlet，系统打开PV04，对TEMPERATURECONTROLLED VESSEL 25L进行供气。

(9)气体输送：

观察TEMPERATURE SENSER，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开PV03；

观察PT0，在与工艺腔室连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值的情况下，打开MV03，以向工艺腔室输送混合气体。

本实施例的技术效果同实施例1基本相同，在此不再赘述。

实施例9

本实施例为实施例8的一个变形实施例，与实施例2相对应。

如图14所示，气体输出模块包括压力控制器PC，推进气体供应模块包括压力表PTH。

本实施例的使用方法如下：

(8)推进气体供应

开启MV04和PC，调整通入推进气体的压力大小；

在推进气体的压力达到第五预设压力阈值之后，系统打开PV04，以对TEMPERATURECONTROLLED VESSEL 25L进行供气。

本实施例的技术效果同实施例2基本相同，在此不再赘述。

实施例10

本实施例为实施例9的一个变形实施例，与实施例3相对应。

如图15所示，气体输出模块还包括浓度计CM，推进气体供应模块包括压力表PTH。

本实施例的使用方法如下：

(9)气体输送

观察TEMPERATURE SENSER，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开PV03；

观察PT0和CM，在与工艺腔室PROCESS OUT连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值、以及混合气体浓度达到预设浓度阈值的情况下，打开MV03，以向工艺腔室输送混合气体。

本实施例的技术效果同实施例3基本相同，在此不再赘述。

实施例11

本实施例为实施例10的一个变形实施例，与实施例4相对应。

如图16所示，气体输出模块还包括流量计MFC，推进气体供应模块包括压力表PTH。

本实施例的使用方法如下：

(9)气体输送

观察TEMPERATURE SENSER，在液态源的温度达到预设温度阈值的情况下，打开PV03；

观察PT0、CM和MFC，在与工艺腔室连通的管路内的压力达到第四预设压力阈值、管路内混合气体浓度达到预设浓度阈值以及管路内混合气体流量达到预设流量阈值的情况下，打开MV03，以向工艺腔室输送混合气体。

本实施例的技术效果同实施例4基本相同，在此不再赘述。

实施例12

本实施例涉及本发明的鼓泡装置。

本发明的一个示意性实施例，如图17所示，一种鼓泡装置900，包括筒体910、进气管道911、出气管道920、液体加注器912、气泡分布器930、第一预埋管913和温度传感器940。其中，筒体910具有密闭的腔体；进气管道911的第一端自筒体910的顶盖伸入并延伸至靠近筒体910的底盖处；出气管道920的第一端与筒体910的顶盖上的通孔连通，出气管道920的第二端延伸至靠近筒体910的顶盖处；液体加注器912自筒体910的顶盖伸入筒体910的内部；气泡分布器930置于筒体910的内部，靠近筒体910的底盖，并位于进气管道911的第一端的上方，用于分散进气管道911导入的气体；第一预埋管913置于筒体910的内部，且第一预埋管913的第一端与筒体910的顶盖连接，第一预埋管913的第二端延伸至靠近筒体910的底盖处，且第一预埋管913的表面纯净度在5～10N之间；温度传感器940置于第一预埋管913的内部，用于检测筒体910的内部的液体的温度。

如图17所示，筒体910为圆柱型的密封容器。优选的，筒体910的顶板与筒体910的筒身为分体结构，通过密封连接，便于维护。

筒体910的长度为490mm，直径为265mm。在其他实施例中，筒体910的长度还可为450mm、550mm等，直径还可为235mm、295mm等，对于筒体910的长度和直径可根据实际配套的半导体工艺系统进行适应性选择，本实施例中对此不做过多的限制。

如图17和图18所示，进气管道911、出气管道920以及液体加注器912均与筒体910的内腔连通。

进气管道911用于向筒体910内通入气体以形成气泡，进气管道911的一端自筒体910的顶板进入筒体910内，且其端口靠近筒体910的底板，此处，将靠近筒体910底板的进气管道911的端口记为出气口，相应的，位于筒体910顶板外的进气管道911的端口记为进气口。由于气泡向上移动至形成饱和气泡的距离一定，将出气口的位置靠近筒体910的底板，能够整体降低筒体910的高度，使得结构更加紧凑。

出气管道920的一端通过与筒体910上开设的通孔密封连接，筒体910内形成的饱和气泡自出气管道920排出并通入外部反应装置。

液体加注器912的一端通过筒体910的顶板延伸至筒体910的内部，其液体加注器912的端口优选靠近筒体910的底板处，使得通过液体加注器912加注液体时能够减少对上移气泡的影响。

如图18、图19、图20和图21所示，气泡分布器930包括中心盘931和若干条板932。其中，中心盘931位于进气管道911的出气口处的上方，中心盘931优选为圆盘形结构；若干条板932沿中心盘931的圆周方向均布设置，每一条板932的第一端与中心盘931连接。

具体地，条板932呈辐射状的连接于中心盘931上形成盘形结构。

气泡分布器930优选通过连接杆悬浮于出气口的上方，较为适宜的连接方式是连接杆的一端与中心盘931的上表面连接，连接杆的另一端用与筒体910的顶板连接，使得气泡分布器930悬浮于出气口的上方。

此外，气泡分布器930还设置有供进气管道911、供气管道和供液管道穿过的缺口933，且缺口933形成条板932上；具体地，缺口933在条板932上形成有两个，且两个缺口933设置不同的两个条板932上，应当理解的是，缺口933的形成通过改变某个条板932的长度实现。

此外，相邻两条条板932之间设有狭缝934，狭缝934用于使气泡通过。优选的，狭缝934的宽度是气泡平均直径的1.2～1.8倍，即狭缝934基本上是允许单个气泡通过，此处所谓基本上允许单个气泡通过是指：由于自出气口的气流进入液体后形成的气泡的直径并不完全形同，小于平均直径的气泡中存在两个一起通过狭缝934的情况，但为少数，为此是说基本上保证单个气泡通过。

优选的，狭缝934的宽度设计为渐变结构，其渐变的规律是自中心盘931处向着条板932的自由端依次递增，通过依次递增的变化规律，使得处于中心盘931远端的狭缝934的板间宽度较大，而较大的宽度使得板间压力变小，进而能够方便气泡的快速通过，提高气泡的移动速率，提高效率。此处所谓条板932的自由端是指不与中心盘931连接的一端。

此外，通过于中心盘931和\或条板932上设置气孔935，提高气泡于液体中的分布均匀度，同时提高了气泡的上移速率，进一步提升气泡将液体带离的效率。具体地：

如图21所示，气泡分布器930的中心盘931和条板932上可单独设置气孔935，即中心盘931上单独设置气孔935，或者条板932上单独设置气孔935，优选的，中心盘931与条板932上均设置有气孔935，气孔935用于使得气泡通过，且气孔935的孔径同样设置为气泡平均直径的1.2～1.8倍，使得气孔935亦是基本上保持允许单个气泡通过，提高气泡的分离效果，提升气泡携带液体的量。

进一步地，气孔935的布设呈中心密集、边缘稀疏的特点，使得自出气口处形成的气泡以最快的速度通过狭缝934与气孔935，保证气泡能够较快地被分离且继续上移，进一步提高气泡带离液体的效率。特别优选的，自中心盘931的中心向着条板932的自由端出的气孔935的密度依次递减。

进一步地，由于自出气口形成的气泡直径并非完全相同，为防止直径偏大的气泡无法通过气孔935继续上移，条板932的自由端边缘与筒体910的内壁之间保持一定的距离，使得直径偏大的气泡能够通过条板932与筒体910内壁之间的间隙继续上移，同时条板932的端部与筒体910的内壁不相接触也可有效防止两者接触后会使得部分气泡被滞留于夹角位置，从而影响气泡的流量。

如图17所示，在本实施例中，第一预埋管913置于筒体910内部，且第一预埋管913的一端通过氩弧焊接与筒体910固定，另一端延伸至靠近筒体910的底盖处。

优选地，第一预埋管913的表面纯净度为9N(99.999999999％)。

需要说明的是，第一预埋管913的管径为15mm，第一预埋管913的壁厚为1mm，第一预埋管913等的长度为410mm。

在其他实施例中，第一预埋管913的管径还可为14mm、16mm等。

在其他实施例中，第一预埋管913的壁厚还可为0.9mm、1.1mm等。

在其他实施例中，第一预埋管913的长度还可为400mm、440mm等。

此外，本实施例中为了提升温度传感器940的检测精度，将温度传感器940置于第一预埋管913内，可实现温度传感器940的测量精度在±0.1℃内。需要说明的是，温度传感器940为PT100温度传感器940。

此外，鼓泡装置900还包括安全泄压阀950。其中，安全泄压阀950安装于筒体910的顶板上，用于确保筒体910内的压力处于稳定状态，避免发生安全事故。

此外，鼓泡装置900还包括废液管915。其中，废液管915与筒体910的底部连通，用于排出筒体910内的液体，方便操作。

此外，鼓泡装置900还包括第二预埋管914。其中，第二预埋管914设置于筒体910的内部，作为液体注入管的备用管，当液体注入管存在因堵塞等问题而无法顺畅加注液体时，可快速通过第二预埋管914进行液体的注入，确保作业过程的可持续性。

如图17所示，鼓泡装置900还包括气体分布器960。其中，气体分布器960与进气管道911的出气口连通，以提高液体中气泡的密度，同时进一步提高气泡的分布均匀性。

如图17所示，气体分布器960安装于进气口上并连通，气体分布器960为微孔结构体。优选的，气体分布器960是由金属粉末烧结而成的柱形微孔结构体，气体分布器960上形成的气孔935的平均孔径大小为10-100μm。

需要说明的是，由于气体分布器960是微孔结构体，气体自进气管道911进入后，经气体分布器960进入液体形成的气泡为微小直径气泡，微小直径的气泡可大幅提高液体中的气泡密度，且圆柱形的气体分布器960上的气孔935分布是沿圆周方向分布的，为此，自气体分布器960出来的气体形成的气泡是以气体分布器960为中心周向向外辐射的，使得气泡不再集中在一个或几个方向，相当于进行了初步的气泡的扩散，初步扩散的气泡经气泡分布器930进一步分离并扩散后，使得液体中的气泡分布更加均匀，再进一步地提高了气泡带离液体的速率。

如图20和图21所示，鼓泡装置900还包括换热盘管970。其中，换热盘管970设置于筒体910的内部，换热盘管970以螺旋方式自筒体910的底部向顶部方向盘旋设置于筒体910内，换热盘管970设有进口971和出口972，换热盘管970的进口971和出口972均位于筒体910的外部。

优选的，换热盘管970的进口971和出口972自筒体910顶板的内表面穿出后置于筒体910的顶板外。

需要说明的是，换热流体自换热盘管970的进口971进入并经换热盘管970的出口972流出且持续循环流动，使得位于筒体910内的换热盘管970的主体部分与筒体910内的液体通过热交换而达到预定温度，直至筒体910内液体的温度与换热盘管970的温度相同后两者停止热交换，但此时，换热盘管970内的换热流体持续流动以使得筒体910内的液体的温度能够保持在恒定的温度范围内，进而使得位于液体内的饱和气体的浓度稳定，提高了饱和气泡对液体的携带效率。

此外，鼓泡装置900还包括浮球传感器980。其中，浮球传感器980安装于筒体910的内部，用于监测筒体910内的液体的液位高度。在液面上部空间压力稳定的情况下，液态源的液面越高，气泡带离液体的量越高。当注入液体液位过高时，浮球传感器980发出警告，以便保证筒体910内的液体的压力稳定。

本实施例的工作原理为：通过液体注入管将液体注入至筒体910内至预设高度，即筒体910内的液面高度与筒体910的顶板内表面之间的距离能够使得饱和气泡自液体内逸出后能够与液面发生分离，以便顺利地通过出气管道920通入外部反应装置内。氢气自进气管道911的进气口通入后，气体自出气口进入液体内而形成气泡，由于气泡的形成是连续的，且移动方向相对固定，使得液体中的气泡区域相对集中，而在出气口的上方设置气泡分布器930后，狭缝934能够促使相对集中的气泡由中心盘931的区域向外围扩散，使得气泡于液体中的分布更加均匀，且通过对狭缝934的宽度的设置，使得大部分的粘连的气泡通过狭缝934时被分离为单独的气泡，粘连的气泡被分离后增大了液体中的气泡的总面积，使得气泡上移形成饱和气泡时所携带的液体量整体上得以增加，并且被分离为单个气泡形成的饱和气泡相对粘连的气泡形成的饱和气泡在气体压力作用下上移速度得以提高，从而切实提高了气泡将液体带离的效率。

本实施例的优点在于，通过气泡分布器930上狭缝934的结构设计，不仅提高了气泡的分布面积，而且通过分离粘连的气泡而增大了液体中的气泡的总面积，从而切实提高了气泡将液体带离的效率；还通过在筒体910内设置温度传感器940，以便于检测筒体910内液体的温度，从而便于工作人员调整筒体910内的作业环境；此外，本实施例还将温度传感器940设置在第一预埋管913内并采用定制的PT100温度传感器940，一方面可提升温度传感器940的测量精度，另一方面，可提升温度传感器940和第一预埋管913的抗腐蚀性。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液态源鼓泡系统，其特征在于，包括：

气体供应单元，所述气体供应单元用于输入推进气体；

液体供应单元，所述液体供应单元用于输入液态源；

鼓泡单元，所述鼓泡单元分别与所述气体供应单元、所述液体供应单元连通，用于通过推进气体对液态源进行鼓泡；

气体输出单元，所述气体输出单元分别与所述鼓泡单元、工艺腔室连通，用于将经所述鼓泡单元进行鼓泡后的液态源气体传输至工艺腔室内；

吹扫单元，所述吹扫单元分别与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元连通，用于对所述气体供应单元与所述鼓泡单元之间连通的管路、所述液体供应单元与所述鼓泡单元之间连通的管路、所述鼓泡单元与所述气体输出单元之间的连通管路进行吹扫；

排气单元，所述排气单元分别与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元连通，用于对所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元进行排空。

2.根据权利要求1所述的液态源鼓泡系统，其特征在于，所述气体供应单元包括：

第一气体供应元件，所述第一气体供应元件设置于所述鼓泡单元的上游，并与所述鼓泡单元连通，用于向所述鼓泡单元供应推进气体；

第一阀元件，所述第一阀元件设置于与所述第一气体供应元件连通的管路上，并位于所述第一气体供应元件与所述鼓泡单元之间；

第二阀元件，所述第二阀元件设置于与所述第一气体供应元件连通的管路上，并位于所述第一阀元件的下游；

第一压力监测元件，所述第一压力监测元件设置于与所述第一气体供应元件连通的管路上，并位于所述第一阀元件与所述第二阀元件之间，用于显示与所述第一气体供应元件连通的管路的压力；和/或

所述液体供应单元包括：

液体供应元件，所述液体供应元件设置于所述鼓泡单元的上游，并与所述鼓泡单元连通，用于向所述鼓泡单元供应液态源；

第三阀元件，所述第三阀元件设置于与所述液体供应元件连通的管路上，并位于所述液体供应元件与所述鼓泡单元之间；

第四阀元件，所述第四阀元件设置于与所述液体供应元件连通的管路上，并位于所述第三阀元件的下游；和/或

所述气体输出单元包括：

第五阀元件，所述第五阀元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上；

第六阀元件，所述第六阀元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上，并位于所述第五阀元件的上游；

第二压力监测元件，所述第二压力监测元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上，并位于所述第五阀元件与所述第六阀元件之间，用于监测所述鼓泡单元与工艺腔室连通的管路内的压力信息；和/或

所述吹扫单元包括：

第二气体供应元件，所述第二气体供应元件分别与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元连通，并位于所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元的上游，用于对所述气体供应单元与所述鼓泡单元之间连通的管路、所述液体供应单元与所述鼓泡单元之间连通的管路、所述鼓泡单元与所述气体输出单元之间的连通管路进行吹扫；

第七阀元件，所述第七阀元件设置于与所述第二气体供应元件连通的管路上，并位于所述第二气体供应元件的下游；

第八阀元件，所述第八阀元件设置于与所述第二气体供应元件连通的管路上，并位于所述第七阀元件的下游；

第九阀元件，所述第九阀元件设置于与所述第二气体供应元件连通的管路上，并位于所述第二气体供应元件与所述气体供应单元之间、所述第二气体供应元件与所述液体供应单元之间、所述第二气体供应元件与所述气体输出单元之间；

第三压力监测元件，所述第三压力监测元件设置于与所述第二气体供应元件连通的管路上，并位于所述第八阀元件的下游，用于监测所述第二气体供应元件管路内的压力信息；和/或

所述排气单元包括：

真空元件，所述真空元件与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元连通，并位于所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元的下游，用于向所述真空元件与所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元的连通处提供真空负压；

第十阀元件，所述第十阀元件设置于与所述真空元件连通的管路上，并位于所述气体供应单元、所述液体供应单元、所述气体输出单元的下游；

第四压力监测元件，所述第四压力监测元件设置于与所述真空元件的连通的管路上，并位于所述真空元件和所述第十阀元件之间，用于监测所述真空元件出口位置的压力信息。

3.根据权利要求2所述的液态源鼓泡系统，其特征在于，所述气体供应单元还包括：

压力调整元件，所述压力调整元件设置于与所述第一气体供应元件连通的管路上，并位于所述第一阀元件与所述第二阀元件之间，用于调整所述第一气体供应元件与所述鼓泡单元连通的管路的压力。

4.根据权利要求2所述的液态源鼓泡系统，其特征在于，所述气体输出单元还包括：

气体浓度监测元件，所述气体浓度监测元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上，用于监测所述鼓泡单元与工艺腔室连通的管路内气体的浓度信息。

5.根据权利要求4所述的液态源鼓泡系统，其特征在于，所述气体输出单元还包括：

气体流量监测元件，所述气体流量监测元件设置于与所述鼓泡单元连通的管路上，用于监测所述鼓泡单元与工艺腔室连通的管路内气体的流量信息。

6.根据权利要求1～5任一所述的液态源鼓泡系统，其特征在于，还包括：

重量监测单元，所述重量监测单元设置于所述鼓泡单元的下部，用于监测所述鼓泡单元的重量信息；和/或

安全保障单元，所述安全保障单元设置于所述液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境信息。

7.根据权利要求6所述的液态源鼓泡系统，其特征在于，所述安全保障单元包括：

烟雾监测元件，所述烟雾监测元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境的烟雾信息；

液体喷淋元件，所述液体喷淋元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于向环境喷淋液体；

开关元件，所述开关元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于监测环境中是否存在明火；

排风元件，所述排风元件设置于液态源鼓泡系统所处环境的顶部，用于将环境的气体排出。

8.一种液态源鼓泡方法，应用于如权利要求1～7任一所述的液态源鼓泡系统。

9.一种半导体工艺系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～7任一所述的液态源鼓泡系统。

10.一种鼓泡装置，应用于如权利要求1～7任一所述的液态源鼓泡系统，其特征在于，包括：

筒体，所述筒体具有密闭的腔体；

进气管道，所述进气管道的第一端自所述筒体的顶盖伸入并延伸至靠近所述筒体的底盖处；

出气管道，所述出气管道的第一端与所述筒体顶盖上的通孔连通，所述出气管道的第二端延伸至靠近所述筒体的顶盖处；

液体加注器，所述液体加注器自所述筒体的顶盖伸入所述筒体内；

气泡分布器，所述气泡分布器置于所述筒体的内部，靠近所述筒体的底盖，并位于所述进气管道的第一端的上方，用于分散所述进气管道导入的气体；

第一预埋管，所述第一预埋管置于所述筒体内，且所述第一预埋管的第一端与所述筒体的顶盖连接，所述第一预埋管的第二端靠近所述筒体的底盖，且所述第一预埋管的表面纯净度在5～10N之间；

温度传感器，所述温度传感器置于所述第一预埋管内，用于检测所述筒体内液体的温度；

浮球传感器，所述浮球传感器置于所述筒体内，用于监测位于所述筒体内液体的液面与所述筒体的顶板内表面之间的距离。