CN1456709A - 化学制剂供给装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种化学制剂供给装置，该装置包括：第一个槽，其中至少有两种由供给槽提供的化学制剂被混合起来；循环装置，用于对第一槽中的化学制剂进行循环并使之均匀混合；第二个槽，用于存储由第一槽提供的混合溶液；分配器，用于对混合溶液进行分配以向各处理单元提供混合溶液；以及加热单元，它安装在为分配器供给混合溶液的供给管上，用于加热混合溶液。

Description

化学制剂供给装置
发明领域
本发明涉及一种半导体制造装置，特别涉及一种化学制剂供给装置，此装置可持续地将稀释并混合的化学制剂供应给化学制剂处理单元。
背景技术
近年来，各类型的化学制剂供给装置被广泛应用到半导体装置的生产当中。化学制剂供给装置可将化学制剂提供给用于制造半导体装置的处理单元，此化学制剂是通过用纯净水对储液进行稀释或者将其混合以多种储液而得到制备的。
如果提供给处理单元的化学制剂由于其内部成分的变化、细微分离颗粒的聚集等原因而不稳定，则半导体装置可能就有缺陷。因此，就要求有一种化学制剂供给装置来提供稳定的化学制剂。
现在将参考图1对一种用于提供清洗溶液和腐蚀液(它们被应用于单晶片型的清洗和蚀刻设备)的传统化学制剂供给装置进行说明。
根据图1，化学制剂按照某一标准比率通过流量计被注入至混合槽14中。加热器16对混合槽14中的化学制剂进行加热。循环泵18使混合槽14中的化学制剂循环，从而通过搅动化学制剂以使其达到温度均衡。若该化学制剂的温度和浓度都在设定值内，那么该化学制剂将被提供给一喷嘴(或处理池)。例如，对于300mm的晶片，每一室内的化学制剂的用量为0.5-1升/分。因此，即使将其损耗计算在内，具有45升容量的化学制剂槽也可以处理40-80个晶片。
如果混合槽14中的化学制剂的高度低于一个危险的高度，则化学制剂的供给将被停止，并且混合槽14需要重新注入化学制剂。重新注入化学制剂的步骤包括：(1)为混合槽14供给化学制剂；(2)加热并搅动化学制剂，以达到处理过程中所需的温度和浓度。一般来说，化学制剂的重新注入大约需要30-60分钟。传统的化学制剂供给装置10不能在重新注入(交换)化学制剂所需的期间内向处理单元提供化学制剂。另外，在传统的化学制剂供给装置中，一个系统只配备有一个喷嘴。这样，为了给大量的工作室提供喷嘴，传统的化学制剂供给装置就需要有与工作室数量相同的供给装置。此外，传统的化学制剂供给装置不能对处理单元中使用过的化学制剂进行循环和再利用。
发明概述
本发明的目的是提供一种化学制剂供给装置，该装置可以在不需要时间以重新注入化学制剂的情况下持续地向处理单元提供化学制剂。
本发明的另一目的是提供一种化学制剂供给装置，该装置可再利用在处理单元中已使用过的化学制剂。
本发明还有一目的是提供一种化学制剂供给装置，它可快速而准确地加热化学制剂，而且很容易降低被加热的化学制剂的温度。
为了达到上述这些目的，本发明提供了一种化学制剂供给装置，它包括：第一个槽，此槽中至少有两种从各供给槽注入的化学制剂被混合；循环装置，用于循环第一个槽中的化学制剂，以使其混合均匀；第二个槽，用于储存来自第一个槽的混合溶液；分配器，用于分配混合溶液以将混合溶液提供给各个处理单元；以及加热单元，它安装在供给混合溶液的供给管上，用于加热混合溶液。
在本实施例中，循环装置包括循环管和安装在循环管上的第一个泵。
在本实施例中，为了实时测定第一个槽中的化学制剂的浓度，所述化学制剂供给装置还包括一浓度计。
在本实施例中，所述化学制剂供给装置还包括一混合器，用于混合注入到第一个槽中的混合化学制剂。
在本实施例中，所述混合器包括外部管，该管至少有一个化学制剂注入口和一个安装在该外部管上的喷管，该喷管可喷射化学制剂到外部中心，这样可使被喷射的化学制剂与从化学制剂注入口流入的化学制剂混合在一起。
在本实施例中，所述化学制剂供给装置还包括安装在第二个槽和分配器之间的压力保持单元，它用于恒定地保持被供给到分配器的处理单元的混合溶液的压力。
在本实施例中，所述化学制剂供给装置还包括第三个槽和第二个泵，所述第三个槽用于回收并存储在处理单元中使用过的化学制剂，所述第二个泵用于将从第三个槽中回收的化学制剂供应给第一个槽。
在本实施例中，加热单元包括一个Z形换热管，它带有一个入口和一个出口，所述入口和出口都被连接在供给管上；加热器，用于对沿所述换热管流动的混合溶液进行加热；以及降温装置，它用于降低过热的混合溶液的温度。
在本实施例中，降温装置有许多从供给管分出的支管，它可有选择性地将未被加热的混合溶液输送到换热管的各部分。
附图描述
图1是传统的化学制剂供给装置的示意图。
图2是根据本发明的化学制剂供给装置的示意图。
图3的示意图用于解释图2所示的混合器。
图4的示意图用于解释图2所示的加热单元。
图5是压力保持单元的示意图。
最佳实施例的描述
以下将参考附图对根据本发明所述的化学制剂供给装置进行更加全面的说明。
参考图2，化学制剂供给装置100包括混合槽110、循环装置、存储槽120、加热单元130以及化学制剂再利用装置140。
混合槽110接收来自供给管202a，204a和206b的化学制剂，供给管202a，204a，206b分别与第一、第二、第三供给槽202、204、206连接在一起。供应给混合槽110的化学制剂通过循环管114得到循环和混合。用于强制循环化学制剂的循环泵116无疑地被安装在循环管114上。混合槽110包括混合器150，它用于有效混合化学制剂，下面将参考图3对混合器150进行说明。
参考图3，混合器150具有一个外部管152，外部管152包括化学制剂入口152a、152b以及安装在外部管152上的化学制剂喷管154。化学制剂入口152a和152b分别被连接至供给管202a和204a。第一和第二种化学制剂流经化学制剂入口152a和152b。连接在第三个供给槽206上的供给管206a与化学制剂喷管154连在一起。化学制剂被供应给化学制剂喷管154，以混合从化学制剂入口152a和152b流来的第一和第二种化学制剂。也就是说，化学制剂通过混合器150进入到混合槽110中，从而使化学制剂得到更快地混合。
回到图2，混合槽110不仅接收新的化学制剂，而且也接收在处理单元300中使用过的化学制剂。在处理单元300中使用过的化学制剂存储在化学制剂再利用装置的循环槽142中。存储在循环槽142中的化学制剂通过化学制剂供给管被供应给混合槽110。由于再利用的化学制剂被供应给混合槽110以进行混合，因此，需要安装浓度计160以实时测量溶液浓度。
在混合槽110中混合过的混合溶液不被提供给处理单元300，而是被存储在存储槽120中。存储槽120的作用是作为缓冲空间，它用于在把混合溶液提供给处理单元300之前暂时存储混合溶液。存储在存储槽120中的混合溶液通过分配器170被提供给处理单元300。这样，化学制剂供给装置100就能持续的为处理单元供应化学制剂，而不必考虑重新注入化学制剂的时间。
混合溶液在加热后不被提供给分配器170，而是在从存储槽120传输到分配器170的同时受到加热单元130的加热。
加热单元130安装在连接分配器170和存储槽120的供给管122上，下面将结合附图4对加热单元130进行说明。
参考图4，加热单元130包括换热管132、加热器134、温度传感器136以及降温装置。换热管132具有与供给管122相连的入口132a和一出口132b。换热管132具有Z形结构，在其中有很多转弯部分132c。换热管132被封闭在加热器134中。加热器134优选地具有20-30千瓦的功率，此功率足够暂时加热15 l/min的化学制剂。混合溶液在通过换热管132的同时被加热器134加热。为了检验各部分的温度，温度传感器136被安装在转弯部分132c处。
降温装置用于降低在换热管132中过热的混合溶液的温度。降温装置包括多个支管138，每个支管都配有一阀门。这些支管从其中流有未经加热的混合溶液的供给管122分开，并且分别与换热管132的转弯部分132c相连。降温装置将未被加热的混合溶液通过支管138送到过热部分，以降低过热溶液的温度。通过加热单元130的混合溶液被传送和提供给各个处理单元，并且通过压力保持单元180而部分地返回到存储槽120中。
回到图2，分配器170用来为多个处理单元(喷嘴，处理槽)提供化学制剂，并且被控制用来使施加到各个处理单元上的压力保持在一个设定值的范围之内。为此，压力保持单元180被安装在存储槽120和分配器170之间。参考图5，压力保持单元180具有槽182和压力控制管184，管184带有很多阀门和压力开关。压力保持单元180将分配器170的压力保持在一个设定值内。
用于检测水面高度的水位传感器被分别安装在混合槽、存储槽、和循环槽上。尽管图中未标出，但是应该明白，阀门、泵和加热器是与待受控制的化学制剂控制器连接在一起的。
至此，化学制剂可被连续地提供给处理单元，而不考虑再注入化学制剂的时间。而且，在处理单元中用过的化学制剂可得到再利用。此外，溶液也能得到准确而快速地加热。
虽然本发明已得到很详细的描述，但对本领域熟练技术人员来说，在不脱离本发明精神的情况下，可以对其做出各种修改、增添和替换，但是它们都应被认为是处于由以下权利要求所限定的范围当中。

Claims (10)

1.一种化学制剂供给装置，包括：
第一个槽，其中至少有两种由供给槽提供的化学制剂被混合起来；
循环装置，用于对第一槽中的化学制剂进行循环并使之均匀混合；
第二个槽，用于存储由第一槽提供的混合溶液；
分配器，用于对混合溶液进行分配以向各处理单元提供混合溶液；以及
加热单元，它安装在为分配器供给混合溶液的供给管上，用于加热混合溶液。
2.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于，所述循环装置包括循环管和安装在循环管上的第一个泵。
3.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于还包括浓度计，用于实时测量第一个槽中的溶液的浓度。
4.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于还包括混合器，用于对化学制剂进行混合并将化学制剂提供给第一个槽。
5.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于，所述混合器包括：
外部管，该外部管至少有一个化学制剂入口；
化学制剂喷管，它安装在所述外部管上，用于将化学制剂喷射至外部中心，以使喷射的化学制剂与从化学制剂入口流入的化学制剂混合。
6.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于还包括压力保持单元，它安装于第二个槽与分配器之间，用于恒定地保持被供给到分配器的处理单元的混合溶液的压力。
7.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于还包括：
第三个槽，用于回收并存储在处理单元使用过的化学制剂；以及
第二个泵，用于将从第三个槽中回收的化学制剂供应给第一个槽。
8.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于所述加热单元包括：
Z形换热管，其具有一入口和一出口，所述入口和出口都被连接在供给管上；
加热器，用于对沿所述换热管流动的混合溶液进行加热；以及
降温装置，它用于降低过热的混合溶液的温度。
9.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于，所述降温装置有许多从供给管分出的支管，它可有选择性地将未被加热的混合溶液输送到换热管的各部分。
10.根据权利要求1所述的化学制剂供给装置，其特征在于还包括安装在第一个和第二个槽中的水位测量传感器。
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