CN116651080A - 一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置及蚀刻液循环系统 - Google Patents

一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置及蚀刻液循环系统 Download PDF

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CN116651080A CN202310626774.4A CN202310626774A CN116651080A CN 116651080 A CN116651080 A CN 116651080A CN 202310626774 A CN202310626774 A CN 202310626774A CN 116651080 A CN116651080 A CN 116651080A
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Abstract

本发明提供一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置，包括壳体、进液口、出液口和过滤结构，进液口和出液口位于所述壳体上，所述过滤结构位于所述壳体内部，所述过滤结构包括若干配置有与水平呈非零角度的滤面的滤面部件；所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构，待滤蚀刻液通过所述促沉淀剂结构时，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成吸附或沉淀于所述促沉淀剂上；所述过滤结构被配置为待滤蚀刻液经过所述滤面的进程相同，所述进程包括时间、距离、过滤效果和/或所述滤面的结构，具有有益技术效果：采取新型过滤结构增加沉淀接触进程，采取多进程同步过滤以保证先后待滤蚀刻液最大程度保持相同过滤进程，降低蚀刻液再循环系统设计难度。

Description

一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置及蚀刻液循环 系统
技术领域
本发明涉及一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置及蚀刻液循环系统，尤其涉及一种产线上去除蚀刻产物循环再生蚀刻液以持续进行蚀刻作业的过滤装置及蚀刻液循环系统。
背景技术
在集成电路、光伏面板和液晶面板领域内，经常使用各种湿法蚀刻液蚀刻晶圆、光伏硅基面板和玻璃板材，使用的蚀刻液多种多样，有磷酸、氢氟酸、硝酸等。随着蚀刻的进行，蚀刻液中的蚀刻产物浓度逐渐增大，导致蚀刻液的蚀刻速度下降、蚀刻产物饱和沉淀影响蚀刻进程，一般需要更换新的蚀刻液方可更有效率地执行蚀刻作业。
现有湿法蚀刻技术中，已有多种去除蚀刻产物沉淀并进行蚀刻液循环的系统，主要分为两大类，第一大类是利用降温、稀释蚀刻液以降低蚀刻产物饱和度从而将其析出沉淀，然后进行物理过滤；第二大类是在蚀刻液中加入化学试剂发生化合反应以使蚀刻产物析出为沉淀，然后进行物理过滤。
在集成电路制造领域，氮化硅是重要的非导电介质材料，常用于牺牲层及阻挡层等。湿法蚀刻常用于去除晶圆中氮化硅等薄膜，一般使用在160～180摄氏度含磷酸蚀刻液蚀刻晶圆，主要发生的化学反应方程式如下：
3Si3N4+4H3PO4+36H2O＝4(NH4)3PO4+9Si(OH)4。
在蚀刻作业中，磷酸蚀刻液中氮化硅的蚀刻产物之一的硅化合物的浓度逐渐上升，上升至一定浓度时会导致基板受到污染，从而需要更换磷酸蚀刻液，以避免硅氧化合物对晶圆制造良率造成影响。
现有的去除硅化合物的方法包括降温、沉淀、过滤等，但这可能导致蚀刻液的温度、各组分浓度发生变化，通常还需要在去除并循环使用处理后蚀刻液时，进行加热并重新达到蚀刻工艺要求。如何高效去除磷酸蚀刻液中的氮化硅蚀刻产物，延长蚀刻液使用寿命，降低成本和提高生产效率是一直摆在技术人员面前的重要难题。目前针对氮化硅的磷酸蚀刻液在循环过程中去除蚀刻产物只见专利报道，主要是通过降温、调整水分含量等方法将蚀刻产物转化为固体颗粒沉淀，再采用常规物理过滤去除，存在去除流程复杂、效率低下、去除效果稳定性差、能源消耗大等较多问题，无法投入实际生产。
以上各种去除沉淀均采用常规物理沉淀，容易导致沉淀颗粒在滤面上堆积，影响后续待滤蚀刻液的过滤效果；且过滤结构单一，较长时间进程内，先后过滤再生的蚀刻液中有效成分浓度差别大，循环再进入蚀刻室前，需要实时更改调整措施如调整补充新蚀刻液量等以使有效成分达到相同的合格浓度，增大了循环系统的设计难度。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置及蚀刻液循环系统，采用化学反应法，使蚀刻产物沉淀、或吸附于固体材料表面，并采取新型过滤结构增加沉淀接触进程，采取多进程同步过滤，保证先后待滤蚀刻液最大程度保持相同过滤进程，降低蚀刻液再循环系统设计难度。
本发明提供一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置，包括壳体、进液口、出液口和过滤结构，所述进液口和所述出液口位于所述壳体上，所述过滤结构位于所述壳体内部；
所述过滤结构包括自上而下设置的若干配置有与水平呈非零角度的滤面的滤面不见；
所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构，待滤蚀刻液通过所述促沉淀剂结构时，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成吸附或沉淀于所述促沉淀剂上；
所述过滤结构被配置为待滤蚀刻液经过所述滤面的进程相同，所述进程包括时间、距离、过滤效果和/或所述滤面的结构。
优选地，所述过滤结构是一次过滤结构、二次过滤结构或者多次过滤结构，所述一次过滤结构、所述二次过滤结构和所述多次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤面一次、两次和多次，所述多次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤面的次数在10次以下。
优选地，所述一次过滤结构的所述滤面部件还包括配置为将待滤蚀刻液仅经过所述滤面一次的引滤槽。
优选地，所述二次过滤结构和所述多次过滤结构的滤面部件还包括配置为将待滤蚀刻液经过所述滤面两次或多次的引滤槽和二次导滤道。
优选地，所述过滤结构是中空一体的，自上而下包括其下表面是所述滤面的第一滤面部件、第二滤面部件…第N滤面部件。
优选地，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成化学吸附；或者，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成沉淀后沉淀于所述促沉淀剂上。
优选地，所述滤面是片状、锥形、漏斗状或者曲面。
优选地，所述滤面为多层结构，各层中的所述促沉淀剂直径从上向下目数依次增大。
优选地，所述湿法蚀刻液是磷酸，所述蚀刻产物是蚀刻氮化硅产生的物质。
还提供一种实时去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的蚀刻液循环系统，包括使用管道依次连接的湿法蚀刻室、根据以上所述的过滤装置。
本发明具有有益效果：采取新型过滤结构增加沉淀接触进程，并采取多进程同步过滤，保证先后待滤蚀刻液最大程度保持相同过滤进程，降低蚀刻液再循环系统设计难度。
附图说明
图1是本发明一种湿法蚀刻中蚀刻液的循环系统示意图；
图2是图1中过滤装置14的示意图；
图3是图2中过滤器120的一种外观结构正视图；
图4是图2中一种过滤器120的竖直剖视图；
图5a～图5b是图2中另一种过滤器120的竖直剖视图；
图5c是滤面部件放大示意图；
图5d是滤面放大示意图；
图5e～图5f是图5a～图5b过滤器120的俯视示意图；
图5g是一种包括二次过滤结构的过滤器120的竖直剖视图；
图5h是一种包括多次过滤结构的过滤器120的竖直剖视图；
图6a是图2中另一种过滤器120的竖直剖视图；
图6b是图6a过滤器的俯视透视图；
图6c是图6a中一种过滤器120的竖直剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤器及蚀刻液循环系统具体实施方式做详细说明。
在附图中，为了描述方便，层和区域的尺寸比例并非实际比例。当层(或膜)被称为在另一层或衬底“上”时，它可以直接在另一层或衬底上，或者也可以存在中间层。此外，当一层被称为在另一层“下”时，它可以直接在下面，并且也可以存在一个或多个中间层。另外，当层被称为在两个层之间时，它可以是两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或多个中间层。相同的附图标记始终表示相同的元件。另外，当两个部件之间称为“连接”时，包括物理连接，除非说明书明确限定，此种物理连接包括但不限于电连接、接触连接、无线信号连接。
如图2～6c所示，本发明提供一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置14，包括过滤器120，过滤器120包括壳体(未示出)、进液口101、出液口113和过滤结构241，所述进液口101和所述出液口113位于所述壳体上，所述过滤结构241位于所述壳体内部，所述过滤结构241包括自上而下设置的若干配置有与水平呈非零角度的滤面的滤面部件，即所述过滤结构241包括与水平呈非零角度的滤面(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)，以增加沉淀接触进程，所述过滤结构241被配置为待滤蚀刻液经过的所述滤面(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)的进程相同或相似，以保证先后待滤蚀刻液最大程度保持相同过滤程度，降低蚀刻液再循环系统设计难度，所述进程包括过滤时间、过滤距离、过滤效果和/或所述滤面(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)的结构；所述滤面(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)是单层或多层结构，所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂(未示出)的促沉淀剂结构(未示出)，待滤蚀刻液通过所述促沉淀剂结构时，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成吸附或沉淀在于所述促沉淀剂上。其中促沉淀剂的形状可以为球形或者近似球形，直径指其粒径范围；为避免只过滤一次，过滤不充分，滤面中的任一均可采取多层促沉淀剂结构，如图5d所示，从上向下各层促沉淀剂结构中的促沉淀剂目数依次增大，以实现常规物理过滤的先过滤粒径较大的沉淀物再过滤粒径较小的沉淀物的技术效果，图示4层促沉淀剂结构依次而言各层中的促沉淀剂直径为3mm、2mm、1mm和0.1mm，即所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构；当然多层数量并非如图5d所示的4层，可以少于4层也可以多于4层，其中最上层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为3mm，最下层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为0.1mm，中间的促沉淀剂结构的促沉淀剂直径可均匀设置，申请人在此不再赘述。
如图3所示，为有效去除化学品中不易去除的可溶性化学物质，本发明提供一种过滤器120，所述过滤器包含壳体，支撑件121、进液口101和102、流量控制器111和112、出液口113、阀门114，图4～图5d、图6a均为过滤器120主体结构几何中心所在竖直面的剖视图。过滤器120内部的过滤结构241在下文具体描述。待滤蚀刻液经进液口101进入壳体内部的过滤结构241，以物理过滤沉淀物；较佳地，所述滤面可与待滤蚀刻液中的剩余蚀刻产物溶解物反应并使之沉淀于所述促沉淀剂上，过滤结构241的结构使得难以去除的可溶性化学物质与过滤结构中设置的化学物质充分接触反应，形成易分离的沉淀物或化学吸附于固体物质即促沉淀剂表面；过滤结构241过滤处理后的滤液从底部出液口113流出，这里的促沉淀剂等包括吸附剂、沉淀剂等，根据实际需要，在过滤结构241上设置所需可与待处理样品中杂质发生沉淀反应的物质。图3所示出的过滤器120用作去除湿法蚀刻后蚀刻液中蚀刻产物显著减少硅化合物的处理时间，增加沉淀接触进程，降低成本且去除效果良好。
如图2所示，过滤装置14还包括促沉淀剂添加结构140，以向待滤蚀刻液中添加促沉淀剂以与剩余的溶解蚀刻产物反应并使之沉淀，可以进一步有效去除蚀刻产物，进而将该沉淀后的待滤蚀刻液导入过滤器120以进行过滤，需要说明的是，鉴于待滤蚀刻液已经沉淀池13处理，在过滤装置14中促沉淀剂加入量较少，并不足以降低待滤蚀刻液的温度，因而也不需要对再生的蚀刻液进行加热等步骤。
需要说明的是，所述剩余的蚀刻产物是指过滤器120之前有物理沉淀等步骤而在待滤蚀刻液中所剩余的蚀刻产物，如在过滤器120之前没有经过物理沉淀、沉淀或者吸附的，所述剩余的蚀刻产物指从湿法蚀刻室中导出的待滤蚀刻液中原始的蚀刻产物，在本发明中，申请人不再赘述。
如图4～图6c所示，所述滤面(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)是漏斗状、片状、锥形或者曲面，其与水平呈非零角度，即滤面的主体部分不包含平面，使得待滤蚀刻液沿着滤面从上缘向底缘流动，增加过滤进程进而增加了沉淀接触滤面的进程，过滤去除沉淀的效果更好。需要说明的是，此处所称“滤面的主体部分不包含平面”是指具有过滤功能的非水平面部分大于具过滤功能全部面积的百分之五十以上，而不具备过滤功能的i)仅与剩余溶解的蚀刻产物反应沉淀的面积、或者ii)非渗透致密表面无论是水平面还是非水平面均不属于滤面的范畴。
如图4所示，滤面2411～2415是漏斗状，滤面2411～2415即是上文所述的滤面部件，通过流量调节器111调节从进液口101进而沿着导流道211导入沉淀剂，通过流量调节器112调节从进液口102流入导流道212的含有蚀刻产物的待滤蚀刻液，沉淀剂与待滤蚀刻液在流量调节器的调节下，分别从导流道211和212流出后互相接触并发生反应并沉淀，同时落在过滤结构241上继续反应，过滤结构241为多次过滤结构，如图4所示为5层滤面，经多次吸附沉淀后，待滤蚀刻液经过所述滤面时间、距离和所述滤面的结构相同，由于漏斗形设计导致上层漏斗底部部分堵塞，可将过滤结构241设置包含有超过5层滤面，如包含有可以使待滤蚀刻液中蚀刻产物完全吸附沉淀的10层滤面，以使的待滤蚀刻液经过所述滤面的过滤效果相同。导流道211和导流道212的沿流体流动方向的中心线相交夹角θ1大于0°且小于等于180°，漏斗底部形成的θ2大于0°，较佳地，θ2大于90°，即漏斗滤面2411～2415竖直对称设置的情况下，漏斗壁较缓较长，沉淀反应的时间更长，且有更长的过滤距离，增加沉淀接触进程。而当θ1、θ2同时等于180°，该过滤结构可理解为现有常规物理过滤技术，无法给剩余蚀刻产物以沉淀反应所需的时间，容易堵塞。优选地，θ1＜θ2，且均不等于180°。还设置引滤槽251以引导经过滤的待滤蚀刻液沿着管道223收集至壳体底部。为避免只过滤一次，过滤不充分，如图4所示的漏斗状滤面2411～2415中的任一均可采取多层促沉淀剂结构，如图5d所示，从上向下各层促沉淀剂结构中的促沉淀剂目数依次增大，以实现常规物理过滤的先过滤粒径较大的沉淀物再过滤粒径较小的沉淀物的技术效果，图示4层促沉淀剂结构依次而言各层中的促沉淀剂直径为3mm、2mm、1mm和0.1mm，即所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构；当然多层数量并非如图5d所示的4层，可以少于4层也可以多于4层，其中最上层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为3mm，最下层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为0.1mm，中间的促沉淀剂结构的促沉淀剂直径可均匀设置，申请人在此不再赘述。
申请人发现图4的含漏斗形滤面的过滤装置只能采取单一的过滤进程，即待滤蚀刻液从滤面2411过滤到滤面2415即全部漏斗形滤面，超过特定时间上方漏斗形滤面被沉淀堵塞，导致特定时间区间外的过滤进程不一致，当然，通过实际监测，可以获知该特定时间的长度，进而在此特定时间内及时更换新的漏斗形滤面即可，但因漏斗型设计原因，该特定时间较短，操作频繁。
因此申请人提出另一种完全相同过滤进程的设计，所述过滤结构是一次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤面的一次，所述一次过滤结构的所述滤面部件还包括配置为将待滤蚀刻液仅经过所述滤面一次的引滤槽。如图5a～图5f所示，过滤器120包括过滤结构，该过滤结构为中空一体的结构，自上而下包括第一滤面部件2411a、第二滤面部件2412a、第三滤面部件2413a、第四滤面部件2414a、第五滤面部件2415a、第六滤面部件2416a、第七滤面部件2417a、第八滤面部件2418a…第N滤面部件241Na，分别包括上表面24111、24121、24131、24141、24151、24161、24171、24181…241N1，以及与各上表面相对的下表面即滤面24112、24122、24132、24142、24152、24162、24172、24182…241N2，以及连通相邻滤面部件的竖直腔，如竖直腔24110连通第一滤面部件2411a和第二滤面部件2412a、竖直腔24120连通第二滤面部件2412a和第三滤面部件2413a。待滤蚀刻液从进液口101进入该中空一体的结构内，依次经过滤面24112、24122、24132、24142、24152、24162、24172、24182…241N2过滤后落在第一引滤槽2511、第二引滤槽2512、第三引滤槽2513、第四引滤槽2514、第五引滤槽2515、第六引滤槽2516、第七引滤槽2517…第N引滤槽251N上，如图5a所示，各引滤槽上缘固定在对应滤面部件的底缘、底缘伸出过滤结构外，使得仅过滤单次的蚀刻液落入壳体底部，因而落入壳体底部的再生蚀刻液均过滤一次，均匀性好，此种设计待滤蚀刻液经过所述滤面的进程相同，即待滤蚀刻液经过所述滤面的时间、距离、过滤效果和所述滤面的结构相同。需要说明的是，为避免只过滤一次，过滤不充分，滤面24112、24122、24132、24142、24152、24162、24172、24182…241N2中的任一均可采取多层促沉淀剂结构，如图5d所示，从上向下各层促沉淀剂结构中的促沉淀剂目数依次增大，以实现常规物理过滤的先过滤粒径较大的沉淀物再过滤粒径较小的沉淀物的技术效果，图示4层促沉淀剂结构依次而言各层中的促沉淀剂直径为3mm、2mm、1mm和0.1mm，即所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构；当然多层数量并非如图5d所示的4层，可以少于4层也可以多于4层，其中最上层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为3mm，最下层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为0.1mm，中间的促沉淀剂结构的促沉淀剂直径可均匀设置，申请人在此不再赘述。
如图5b所示，上表面24121、24131、24141、24151、24161、24171、24181…241N1均为致密非渗透结构的情况下，第一引滤槽2511、第二引滤槽2512、第三引滤槽2513、第四引滤槽2514、第五引滤槽2515、第六引滤槽2516、第七引滤槽2517…第N引滤槽251N的上缘可分别固定于下一滤面部件的上表面即上表面24121、24131、24141、24151、24161、24171、24181…241N1的下缘、底缘伸出过滤结构外，使得仅过滤单次的蚀刻液落入壳体底部，因而落入壳体底部的再生蚀刻液均过滤一次，均匀性好，此种设计待滤蚀刻液经过所述滤面的进程相同，即待滤蚀刻液经过所述滤面的时间、距离、过滤效果和所述滤面的结构相同。
需要说明的是，针对图5a～图5b所示的过滤结构，在各滤面部件的上表面24121、24131、24141、24151、24161、24171、24181…241N1均为致密非渗透结构的情况下，可省略第一引滤槽2511、第二引滤槽2512、第三引滤槽2513、第四引滤槽2514、第五引滤槽2515、第六引滤槽2516、第七引滤槽2517…第N引滤槽251N，以进一步简化过滤器设计，此省略引滤槽的设计在实际应用中对过滤效果的影响几乎可以忽略不计。
基于更多过滤次数的完全相同的过滤进程，申请人又提出了另一种完全相同过滤进程的设计，所述过滤结构是二次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤面的两次，所述二次过滤结构的所述滤面部件还包括配置为将待滤蚀刻液仅经过所述滤面两次的引滤槽和二次导滤道。如图5g所示，在第二滤面部件2412a和第三滤面部件(未示出,如图5b中的2413a)下缘的竖直腔外部分别设置连通下一滤面部件的二次导滤道2611和2612，并去除第一引滤槽2511、第二引滤槽2512，二次导滤道2611和2612分别将经过第一滤面部件2411a、第二滤面部件2412a的滤面(如图5b中的24112和24122)一次过滤蚀刻液再次导入中空一体结构内部、分别至第三滤面部件(未示出,如图5b中的2413a)、第四滤面部件(未示出,如图5b中的2414a)的滤面(如图5b中的24132和24142)过滤，从而分别得到二次过滤蚀刻液分别由第三引滤槽2513、第四引滤槽2514引导至壳体底部，使得仅过滤两次的蚀刻液落入壳体底部，因而落入壳体底部的再生蚀刻液均过滤两次，均匀性好；需要说明的是，此种设计应确保待滤蚀刻液进样的均匀，即应使得连续的蚀刻液在第二滤面部件2412a下缘上方正好全部落入第二滤面部件2412a的滤面，以避免部分待滤蚀刻液仅经过一次过滤即落入第三引滤槽2513而被收集至所述壳体底部，以确保待滤蚀刻液经过所述滤面的进程相同，即待滤蚀刻液经过所述滤面的时间、距离、过滤效果和所述滤面的结构相同。需要说明的是，为避免只过滤一次，过滤不充分，滤面中的任一均可采取多层促沉淀剂结构，如图5d所示，从上向下各层促沉淀剂结构中的促沉淀剂目数依次增大，以实现常规物理过滤的先过滤粒径较大的沉淀物再过滤粒径较小的沉淀物的技术效果，图示4层促沉淀剂结构依次而言各层中的促沉淀剂直径为3mm、2mm、1mm和0.1mm，即所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构；当然多层数量并非如图5d所示的4层，可以少于4层也可以多于4层，其中最上层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为3mm，最下层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为0.1mm，中间的促沉淀剂结构的促沉淀剂直径可均匀设置，申请人在此不再赘述。
同理，基于获得更多次循环过滤的完全相同的过滤进程，所述过滤结构是多次过滤结构，所述多次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤多次，所述多次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤面的次数在10次以下，所述多次过滤结构的滤面部件还包括配置为将待滤蚀刻液仅经过所述滤面多次的引滤槽和二次导滤道。参考图5h，可获得一种过滤次数不限的且过滤进程相同或近似的过滤装置设计，在第二滤面部件2412a、第三滤面部件2413a、第四滤面部件2414a、第五滤面部件2415a、第六滤面部件2416a、第七滤面部件2417a…第N滤面部件241Na下缘的竖直腔外部分别设置连通下一滤面部件的二次导滤道2611、二次导滤道2612、二次导滤道2613、二次导滤道2614、二次导滤道2615、二次导滤道2616、二次导滤道2617…和二次导滤道(未示出)，从而过滤相同次数更多的设计；此种设计通过采用如二次过滤结构中所述的控制待滤蚀刻液的进量和速度，以使得待滤蚀刻液经过所述滤面的进程相同，即待滤蚀刻液经过所述滤面的时间、距离和所述滤面的结构相同。优选地，过滤10次以下，即过滤结构使待滤蚀刻液经过所述滤面的10次以下，如上文中所述的一次过滤结构(图5a、图5b和图6a所示的过滤结构)、二次过滤结构(图5g所示的过滤结构)和多次过滤结构(图5h所示的过滤结构)，具体技术方案申请人在此不再赘述。需要说明的是，引滤槽和二次导滤道均包括围绕结构(未示出)或者被壳体所包围，以确保滤液从引滤槽上缘引导至过滤结构外侧而非水平溢流至下一滤面部件的上表面(如图5b的设计之外)、以确保滤液被二次导滤道导入下一滤面部件的滤面。需要说明的是，为避免只过滤一次，过滤不充分，滤面中的任一均可采取多层促沉淀剂结构，如图5d所示，从上向下各层促沉淀剂结构中的促沉淀剂目数依次增大，以实现常规物理过滤的先过滤粒径较大的沉淀物再过滤粒径较小的沉淀物的技术效果，图示4层促沉淀剂结构依次而言各层中的促沉淀剂直径为3mm、2mm、1mm和0.1mm，即所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构；当然多层数量并非如图5d所示的4层，可以少于4层也可以多于4层，其中最上层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为3mm，最下层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为0.1mm，中间的促沉淀剂结构的促沉淀剂直径可均匀设置，申请人在此不再赘述。
较佳地，如图5a～图5d的过滤器120壳体是如图5e所示的水平剖面为圆形的均匀圆柱体结构，或者，如图5f所示的水平剖面为四边形的均匀四面柱体结构，内部的滤面部件采取适应形状的设计即可。
因此申请人还提出另一种完全相同过滤进程的锥形滤面设计，所述过滤结构是一次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤面的一次，所述一次过滤结构的所述滤面部件还包括配置为将待滤蚀刻液仅经过所述滤面一次的引滤槽。如图6a～图6c所示，待滤蚀刻液从进液口101进入第一竖入液道27110，进而进入第一水平环流道2711，进而进入第一竖出液道27111将待滤蚀刻液依次向下引入下方的第N竖入液道、第N水平环流道、锥形滤面、第N竖出液道，其中第一竖出液道27111外壁固定连接并穿过下方的滤面2411和第一引滤槽2511，即第N竖出液道外部固定连接并穿过下方的滤面和对应的第N引滤槽以依次向下方的各层锥形滤面输送待滤蚀刻液；其中第N竖入液道、第N水平环流道和第N竖出液道构成第N含环导液道(如第一竖入液道27110，第一水平环流道2711和第一竖出液道27111构成第一含环导液道)一体制造，其中第N水平环流道设置为分别均匀接触锥形滤面，即第一水平环流道2711、第二水平环流道2712、第三水平环流道2713、第四水平环流道2714、第五水平环流道2715、第六水平环流道2716、第七水平环流道2717…第N水平环流道271N设置为分别均匀接触锥形滤面2411、2412、2413、2414、2415、2416、2417…241N，申请人在此不再赘述。其中第一水平环流道27111及其他水平环流道的下部分(即图6c所示的深色部分)将待滤蚀刻液释放至锥形滤面2411上，同理，待滤蚀刻液自上而下经过锥形滤面2411、2412、2413、2414、2415、2416、2417…241N及其下方对应的完全相同锥形形状的第一引滤槽2511、第二引滤槽2512、第三引滤槽2513、第四引滤槽2514、第五引滤槽2515、第六引滤槽2516、第七引滤槽2517…第N引滤槽251N将其仅过滤一次的滤液引导至壳体底部，各引滤槽底缘伸出对应上方的各锥形滤面，使得仅过滤一次的蚀刻液落入壳体底部，因而落入壳体底部的再生蚀刻液均过滤一次，均匀性好。需要说明的是，为避免只过滤一次，过滤不充分，滤面2411、2412、2413、2414、2415、2416、2417…241N中的任一均可采取多层促沉淀剂结构，如图5d所示，从上向下各层促沉淀剂结构中的促沉淀剂目数依次增大，以实现常规物理过滤的先过滤粒径较大的沉淀物再过滤粒径较小的沉淀物的技术效果，图示4层促沉淀剂结构依次而言各层中的促沉淀剂直径为3mm、2mm、1mm和0.1mm，即所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构；当然多层数量并非如图5d所示的4层，可以少于4层也可以多于4层，其中最上层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为3mm，最下层促沉淀剂结构的促沉淀剂直径为0.1mm，中间的促沉淀剂结构的促沉淀剂直径可均匀设置，申请人在此不再赘述。
另外图6a所示的过滤器120还包括以沿着各锥形滤面及对应引滤槽顶点贯穿设置的固定结构(未示出)以固定各锥形滤面及对应引滤槽。
需要说明的是，如图5d所示的滤面24112和24122(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)为多层结构，各层包括促沉淀剂结构，促沉淀剂结构包括促沉淀剂，从上至下依次各层促沉淀剂的直径依次变大，即从上至下各层促沉淀剂结构的目数依次变大，又如图5g所示的二滤结构，形成一个二滤的滤面部件2411a和2412a的滤面部件中各只包括一层促沉淀剂结构，但滤面部件2411a包含的促沉淀剂结构中的促沉淀剂的目数大于滤面部件2412a包含的促沉淀剂结构的促沉淀剂的目数，即在所有二滤进程中，先后滤面部件均包括目数依次增大的单层促沉淀剂；如图5h所示的多滤结构可同理采取梯次设定的促沉淀剂结构，申请人在此不再赘述。需要说明的是，以上所述促沉淀剂结构中的全部促沉淀剂采取相同或相差不大的直径，即同一促沉淀剂结构中的促沉淀剂大小保持基本一致。
优选地，以上图5a～图5h、图6a对应的实施例，所述滤面还包括位于所述滤面低缘的颗粒阻挡结构(未示出)。
本发明具有有益效果：采取新型过滤结构增加沉淀接触进程，并采取多进程同步过滤，保证先后待滤蚀刻液最大程度保持相同过滤进程，降低蚀刻液再循环系统设计难度。
如图4～图6c中的各过滤器120中，可以在进液口101同时加入促沉淀剂，以与待滤蚀刻液中的蚀刻产物如溶解硅化合物反应以沉淀，且各滤面241(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)包括使用促沉淀剂有效化学成分制成的结构部分，以进一步沉淀并由滤面过滤去除残余蚀刻产物；各滤面241(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)具有选择透过功能的渗透层(未示出)，该渗透层配置为具有所需孔径的、以透过某些特定物质的层。
以上所述各过滤装置中涉及的渗透层(未示出)、滤面(如图4中的滤面2411～2415，图5b～图5c中的滤面24112～241N2，图6a中的滤面2411～241N)的平均孔径在0.22微米以下，所涉及的促沉淀剂选自于包括分子筛、离子交换树脂、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅及有机硅化合物中的任意一种或多种，或上述促沉淀剂的任意一种或多种的表面基团改性后的物质，所述表面基团改性是指采用包括氟基、磺酸基、羧基、环己基、三甲基氨丙基、苯磺酸丙基、乙二胺-N-丙基及上述沉淀剂的表面基团中的一种或多种进行改性；所述促沉淀剂还包括硅、硅酸聚合物、碳化硅、含羟基基团的聚合物，含羧基基团的聚合物及上述沉淀剂的任意一种或多种的氟基改性材料；所述促沉淀剂包括水、氢氟酸、氟化铵及氟化氢铵中的一种或组合。其中，如待滤蚀刻液通过所述促沉淀剂结构时，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成化学吸附、物理吸附，或者蚀刻产物与所述促沉淀剂形成沉淀后沉淀于所述促沉淀剂上。
优选地，本发明应用于湿法蚀刻液是磷酸的氮化硅蚀刻，所述蚀刻产物是蚀刻氮化硅产生的物质。
如图1所示，还提供一种实时去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的蚀刻液循环系统，包括使用管道15依次连接的湿法蚀刻室10、沉淀池13、以及上述的各种过滤装置14。如含磷酸的蚀刻液在蚀刻腔10内对晶圆中的氮化硅部分进行湿法蚀刻，蚀刻后的蚀刻液中出现蚀刻产物硅化合物；含有硅化合物的蚀刻液通过管道15先流入过滤腔室沉淀池13以进行充分沉淀，沉淀池13包括加入促沉淀剂的过程，以在蚀刻产物饱和之前与促沉淀剂化合反应以沉淀形成待滤蚀刻液；待滤蚀刻液进入以上所述的各种过滤装置14以去除其中的沉淀、颗粒等固体杂物，经循环管道直接流回湿法蚀刻室10或者在加入补充的新蚀刻液后流回湿法蚀刻室10，在使用所述处理系统的流程中，不需要额外加热升温、降温操作，明显缩短蚀刻后的蚀刻液的处理时间。其中，泵11和阀12的数量及位置根据实际需求进行设置，如与湿法蚀刻室连通的所述过滤装置，由湿法蚀刻室的动力装置(如泵)和流量控制装置(如阀)向过滤装置提供液体流动动力并控制液体流量。其中，由于滤面已采取促沉淀剂结构，本发明提供的蚀刻液循环系统可以不使用沉淀池13在过滤装置之前进行过滤或者沉淀等去除蚀刻产物的过程，即本发明可以不包括沉淀池13，以及沉淀池13参与的去除过程，申请人在此不再赘述。
较佳地，还包括新蚀刻液补充系统(未示出)，其中新蚀刻液补充系统位于所述过滤装置14之后。
本发明提供一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置及蚀刻液循环系统，采取新型过滤结构增加沉淀接触进程，采取多进程同步过滤，保证先后待滤蚀刻液最大程度保持相同过滤进程，降低蚀刻液再循环系统设计难度，并在过滤结构中增加促沉淀剂部分，进一步去除残余溶解硅化合物，具有有效延长蚀刻液使用寿命、减少更换蚀刻液的量和次数、降低成本、提高产线蚀刻作业效率的有益效果。
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)

1.一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的过滤装置，包括壳体、进液口、出液口和过滤结构，所述进液口和所述出液口位于所述壳体上，所述过滤结构位于所述壳体内部，其特征在于，
所述过滤结构包括若干配置有与水平呈非零角度的滤面的滤面部件；
所述滤面包括含有直径为0.1mm～3mm促沉淀剂的促沉淀剂结构，待滤蚀刻液通过所述促沉淀剂结构时，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成吸附或沉淀于所述促沉淀剂上；
所述过滤结构被配置为待滤蚀刻液经过所述滤面的进程相同，所述进程包括时间、距离、过滤效果和/或所述滤面的结构。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过滤结构是一次过滤结构、二次过滤结构或者多次过滤结构，所述一次过滤结构、所述二次过滤结构和所述多次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤面一次、两次或者多次，所述多次过滤结构使得待滤蚀刻液经过所述滤面的次数在10次以下。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一次过滤结构的所述滤面部件还包括配置为将待滤蚀刻液仅经过所述滤面一次的引滤槽。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述二次过滤结构和所述多次过滤结构的滤面部件还包括配置为将待滤蚀刻液经过所述滤面两次或多次的引滤槽和二次导滤道。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过滤结构是中空一体的，自上而下包括其下表面是所述滤面的所述滤面部件。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成化学吸附；或者，蚀刻产物与所述促沉淀剂形成沉淀后沉淀于所述促沉淀剂上。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤面是片状、锥形、漏斗状或者曲面。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤面包括多层促沉淀剂结构，各层中所述促沉淀剂直径从上向下目数依次增大。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述湿法蚀刻液是磷酸，所述蚀刻产物是蚀刻氮化硅产生的物质。
10.一种去除湿法蚀刻液中蚀刻产物的蚀刻液循环系统，包括使用管道依次连接的湿法蚀刻室、根据权利要求1～9任一所述的过滤装置。
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