CN206045822U - 硅片研磨液小型氮气加湿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体硅片研磨技术领域，具体地说是一种硅片研磨液小型氮气加湿装置，包括设备柜体，设备柜体内设置有抽风装置、超纯水缓冲罐、氮气加湿器灌、热水器传感器、氮气冷凝器、湿度传感器、氮气过滤器，抽风装置通过管道连接超纯水缓冲罐，超纯水缓冲罐的出水口通过管道连接氮气加湿器灌，超纯水缓冲罐内设置有液位传感器，氮气加湿器灌的进气口通过管道连接氮气过滤器，氮气加湿器灌上设置有热水器传感器，氮气加湿器灌的出气口通过管道连接氮气冷凝器，氮气冷凝器的出气口通过管道连接湿度传感器；本实用新型同现有技术相比，保证了氮气的含水率，同时提高了N2的利用率，提高了工作效率也提高了产能，降低了生产成本也更加环保。

Description

硅片研磨液小型氮气加湿装置

[技术领域]

本实用新型涉及半导体硅片研磨技术领域，具体地说是一种硅片研磨液小型氮气加湿装置。

[背景技术]

随着我国半导体行业的不断的持续发展，芯片生产线在我国也开始越发规模化，其目的是实现对芯片上的杂质，微粒子进行清洗等。集成电路(IC)制造已成为世界上最高新和最庞大的产业之一。目前全球90％以上的IC芯片都要采用硅片作为村底材料。在硅片加工成型中研磨是一道重要的工艺步骤。研磨是利用研磨浆料的物理和化学综合作用对硅片表面进行微量的切削。经过研磨后的硅片表面可以获得0.001mm以下的尺寸公差。

半导体硅片研磨浆料主要成分有研磨液，磨料和去离子水。研磨液与空气接触容易产生结晶,是研磨液中的研磨颗粒直径变大,在使用该类研磨液研磨硅片时时容易使硅片研磨不平整,降低了研磨的良率。金属离子在半导体硅片制造中有非常不好的影响，需要排除对加湿后的氮气对硅片产生二次污染，氮气加湿装置还必须保证：(1)氮气为99.9999％高纯氮气；(2)纯水为18兆欧的超纯水；(3)放置纯水的容器为高洁净度C-PVC透明罐体；(4)PLC自动控制系统。

由于纯水容器装置的容量有限，当液位超出溢流口时，会造成纯水一定量的流失。且不同的研磨液需求不同，在没有温度控制和湿度控制的情况下，无法保证被研磨晶圆的良率。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种硅片研磨液小型氮气加湿装置，保证了氮气的含水率，同时大大提高了N2的利用率，提高了工作效率也提高了产能，降低了生产成本也更加环保。

为实现上述目的设计一种硅片研磨液小型氮气加湿装置，包括设备柜体1，所述设备柜体1内设置有抽风装置2、超纯水缓冲罐3、氮气加湿器灌4、热水器传感器5、氮气冷凝器6、湿度传感器9、氮气过滤器10，所述抽风装置2通过管道连接超纯水缓冲罐3，所述超纯水缓冲罐3的出水口通过管道连接氮气加湿器灌4，所述超纯水缓冲罐3内设置有液位传感器，所述氮气加湿器灌4的进气口通过管道连接氮气过滤器10，所述氮气加湿器灌4上设置有热水器传感器5，所述氮气加湿器灌4的出气口通过管道连接氮气冷凝器6，所述氮气冷凝器6的出气口通过管道连接湿度传感器9。

还包括PLC控制箱11，所述抽风装置2、超纯水缓冲罐3、氮气加湿器灌4、热水器传感器5、氮气冷凝器6、湿度传感器9分别通过线路连接至PLC控制箱11。

所述PLC控制箱11前端面上设有人机界面触摸屏7。

所述湿度传感器9通过管道连接氮气流量计12，所述氮气流量计12与研磨液化学品供应系统相连。

所述设备柜体1内的管道连接采用PFA管道。

所述设备柜体1采用聚丙烯PP板制成。

所述超纯水缓冲罐3的纯水自动阀采用PFA气动阀门，所述PFA气动阀门通过线路连接PLC控制箱11。

所述氮气加湿器灌4的出气口管道直径大于进气口管道直径。

所述氮气加湿器灌4位于氮气输出管道的最低端。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

(1)高压氮气高速流动将液体水变成微粒化，产生平均直径50微米以下的氮气“微雾水气”，保证了氮气的含水率，同时大大提高了N2的利用率；

(2)加湿的氮气笼罩于研磨液桶的上方空间，不会影响研磨液浓度；

(3)化学品桶的内壁残留的研磨液因为有加湿氮气的存在不易形成白色结晶固体颗粒；

(4)没有白色结晶颗粒掉在化学品桶内，相关的液体阀门，输送泵不需要定期清理该结晶颗粒，提高了工作效率也提高了产能，同时延长液体阀门，输送泵PTFE膜片的使用寿命；

(5)研磨液中无结晶颗粒，在研磨硅片时保证了研磨的平坦度，同时也提高了研磨刷的使用寿命，减少了耗材的消耗量，降低生产成本和更加环保；

(6)氮气以微雾状存在，操作人员能比较直观的了解氮气加湿装置的运行状态；

(7)化学品桶壁应未形成附着白色结晶颗粒，可以减少清洗化学品桶的次数，提高了生产效率同时减少了清洗纯水的消耗量，更加环保；

(8)该装置所使用的主动力均为氮气加湿所用的氮气和纯水，无需使用过其它动力电源，更加节能。

[附图说明]

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的内部连接示意图；

图中：1、设备柜体 2、抽风装置 3、超纯水缓冲罐 4、氮气加湿器灌 5、热水器传感器 6、氮气冷凝器 7、触摸屏 8、电磁 阀 9、湿度传感器 10、氮气过滤器 11、PLC控制箱12、氮气流量计。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图所示，本实用新型包括：设备柜体1，设备柜体1内设置有抽风装置2、超纯水缓冲罐3、氮气加湿器灌4、热水器传感器5、氮气冷凝器6、湿度传感器9、氮气过滤器10，抽风装置2通过管道连接超纯水缓冲罐3，超纯水缓冲罐3的出水口通过管道连接氮气加湿器灌4，超纯水缓冲罐3内设置有液位传感器，氮气加湿器灌4的进气口通过管道连接氮气过滤器10，氮气加湿器灌4上设置有热水器传感器5，氮气加湿器灌4的出气口通过管道连接氮气冷凝器6，氮气冷凝器6的出气口通过管道连接湿度传感器9，湿度传感器9通过管道连接氮气流量计12，氮气流量计12与研磨液化学品供应系统相连。

本实用新型还包括PLC控制箱11，抽风装置2、超纯水缓冲罐3、氮气加湿器灌4、热水器传感器5、氮气冷凝器6、湿度传感器9分别通过线路连接至PLC控制箱11，PLC控制箱11前端面上设有人机界面触摸屏7；设备柜体1采用聚丙烯PP板制成，设备柜体1内的管道连接采用PFA管道；超纯水缓冲罐3的纯水自动阀采用PFA气动阀门，PFA气动阀门通过线路连接PLC控制箱11；氮气加湿器灌4的出气口管道直径大于进气口管道直径，氮气加湿器灌4位于氮气输出管道的最低端。

本实用新型的基本原理为：该硅片研磨液小型氮气加湿装置包括设备柜体部分和柜体内管路连接部分，管路连接采用高洁净度PFA管道，避免二次污染。同时装置中还设计有PLC控制箱，该所PLC控制箱部分是通过PLC连接内部控制元器件到控制柜体中，设备柜体为聚丙烯PP板，其中设计EXH-POT抽风装置具有防腐和安全保护内部元器件的作用。设备内设置UPW BUFFER TANK超纯水缓冲罐为氮气加湿器灌提供定量的18兆欧的超纯水。同时超纯水缓冲罐上设置有液位传感器来控制超纯水的量。同时结合PFA气动阀门，阀门的开启采用PLC自动控制，并配置人机界面触摸屏。另外设备内设置N2过滤器为N2HUMIDIFIER POT氮气加湿器灌提供纯度为99.9999％高纯氮气。同时氮气加湿器灌设置有HEATER SENSOR热水器传感器来根据需求的温度来控制UPW和N2的需求量，通过在氮气加湿器灌内加湿后的N2通过N2冷凝器提供到客户设备端。在0.1-0.3Mpa氮气压力吹扫后的氮气和纯水混合成为微雾状的“水雾”，使用湿度仪HUMIDITY SENSOR湿度传感器测量，湿度可达95％RH，完全可满足研磨液化学品对于氮气加湿的需求，同时供应端采用N2流量计来精准控制需求流量，从而不会因为氮气排放而时研磨液含水量降低，以保证被研磨晶圆的良率。

本实用新型中，纯水自动阀采用气动阀控制，并且与干燥氮气进行联动，并对干燥氮气设置一定的延迟时间，保证水流先入氮气加湿器灌；超纯水缓冲罐内的纯水容量采用液位传感器进行侦测，当设置溢流口及辅助管道；氮气的压力采用大宗供应氮气，压力调节0.1Mpa-0.3Mpa均可；氮气加湿器灌的直径要大于微雾的形成的范围，过小的纯水容器会使微雾直接喷到容器壁，会加湿氮气的使用效率；加湿氮气的出口管道大于氮气的进口管道，使更多的加湿氮气通过管道，输送至研磨液液面上方；加湿氮气输送管道采用高洁净度PFA管道，避免二次污染；氮气加湿器灌处于整个氮气输出管道的最低端，保证残留在输出管道上的水珠能倒流回纯水装置，不可出现U形弯头，避免过多的水珠堵塞输出管道及水珠流入研磨液，影响研磨液的浓度。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：包括设备柜体(1)，所述设备柜体(1)内设置有抽风装置(2)、超纯水缓冲罐(3)、氮气加湿器灌(4)、热水器传感器(5)、氮气冷凝器(6)、湿度传感器(9)、氮气过滤器(10)，所述抽风装置(2)通过管道连接超纯水缓冲罐(3)，所述超纯水缓冲罐(3)的出水口通过管道连接氮气加湿器灌(4)，所述超纯水缓冲罐(3)内设置有液位传感器，所述氮气加湿器灌(4)的进气口通过管道连接氮气过滤器(10)，所述氮气加湿器灌(4)上设置有热水器传感器(5)，所述氮气加湿器灌(4)的出气口通过管道连接氮气冷凝器(6)，所述氮气冷凝器(6)的出气口通过管道连接湿度传感器(9)。

2.如权利要求1所述的硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：还包括PLC控制箱(11)，所述抽风装置(2)、超纯水缓冲罐(3)、氮气加湿器灌(4)、热水器传感器(5)、氮气冷凝器(6)、湿度传感器(9)分别通过线路连接至PLC控制箱(11)。

3.如权利要求2所述的硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：所述PLC控制箱(11)前端面上设有人机界面触摸屏(7)。

4.如权利要求2或3所述的硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：所述湿度传感器(9)通过管道连接氮气流量计(12)，所述氮气流量计(12)与研磨液化学品供应系统相连。

5.如权利要求4所述的硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：所述设备柜体(1)内的管道连接采用PFA管道。

6.如权利要求5所述的硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：所述设备柜体(1)采用聚丙烯PP板制成。

7.如权利要求6所述的硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：所述超纯水缓冲罐(3)的纯水自动阀采用PFA气动阀门，所述PFA气动阀门通过线路连接PLC控制箱(11)。

8.如权利要求7所述的硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：所述氮气加湿器灌(4)的出气口管道直径大于进气口管道直径。

9.如权利要求8所述的硅片研磨液小型氮气加湿装置，其特征在于：所述氮气加湿器灌(4)位于氮气输出管道的最低端。