CN210059190U - 清洁液循环利用的清洗系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例涉及清洗技术领域,公开了一种清洁液循环利用的清洗系统,所述清洁液循环利用的清洗系统包括:用于放置清洗物的清洁腔室,与所述清洁腔室连通的废液循环处理装置,分别与所述清洁腔室及所述废液循环处理装置连通的清洁液配置装置;所述废液循环处理装置用于回收所述清洁腔室中流出的废液、并将所述废液加工成满足预设要求的待配置清洁液;所述清洁液配置装置用于将所述待配置清洁液配置成待使用清洁液;所述清洁腔室用于使用所述待使用清洁液以清洗待清洗物。本实用新型提供的清洁液循环利用的清洗系统能够循环利用清洁液,降低清洗成本。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及清洗技术领域,特别涉及一种清洁液循环利用的清洗系统。
背景技术
在半导体晶片制造过程中,半导体晶片表面会附着各种有机化合物、金属杂质和微粒等,而半导体晶片表面的清洁度是影响半导体晶片可靠性的重要因素之一,如果不对其清洗会大大降低半导体晶片的性能和合格率,所以在半导体晶片制造过程中,有20%的步骤为对半导体晶片的清洗,去除依附于半导体晶片表面上的有机化合物、金属杂质和微粒等污染物,提高半导体器件的性能和合格率。
现有技术中通常利用单晶片清洗台,并使用SPM清洁溶液对半导体晶片执行湿法刻蚀,SPM清洁溶液包括硫酸和双氧水,其能够去除半导体晶片上的光刻胶残留物。
实用新型内容
本实用新型实施方式的目的在于提供一种清洁液循环利用的清洗系统,其能够循环利用清洁液,降低清洗成本。
为解决上述技术问题,本实用新型的实施方式提供了一种清洁液循环利用的清洗系统,包括:
用于放置清洗物的清洁腔室,与所述清洁腔室连通的废液循环处理装置,分别与所述清洁腔室及所述废液循环处理装置连通的清洁液配置装置;所述废液循环处理装置用于回收所述清洁腔室中流出的废液、并将所述废液加工成满足预设要求的待配置清洁液;所述清洁液配置装置用于将所述待配置清洁液配置成待使用清洁液;所述清洁腔室用于使用所述待使用清洁液以清洗待清洗物。
本实用新型的实施方式相对于现有技术而言,通过设置与清洁腔室连通的废液循环处理装置,使得清洁腔室中流出的废液不会直接排出,而是会流入废液循环处理装置中,并在废液循环处理装置的加工下变成满足预设要求的待配置清洁液;通过设置清洁液配置装置,从而能够将待配置清洁液与清洁液配置装置中的溶液配置以形成待使用清洁液,又由于清洁液配置装置与清洁腔室连通,因此,在清洁液配置装置中配置好的待使用清洁液能够流入清洁腔室中,以使清洁腔室使用待使用清洁液清洗待清洗物,从而实现了清洁液的循环利用,降低了清洗成本,避免了“清洗待清洗物的废液直接排出,使得待清洗物的整个清洗过程需要消耗大量的清洁液,从而导致清洗成本较高”的情况的发生。
另外,还包括中央控制装置,所述中央控制装置分别与所述清洁腔室、所述废液循环处理装置、所述清洁液配置装置通信连接,用于控制所述清洁腔室、所述废液循环处理装置以及所述清洁液配置装置。通过此种方式,使得清洁液循环利用的清洗系统能够在中央控制装置的控制下自动完成各个装置的操作,从而使得清洁液循环利用的清洗系统更加智能化、自动化。
另外,所述废液循环处理装置包括依次连通的废液收集单元、水分去除单元、第一杂质过滤单元、温控单元以及待配置清洁液收集单元,所述废液收集单元用于收集所述清洁腔室中流出的废液,所述水分去除单元用于去除所述废液中的水分,所述第一杂质过滤单元用于过滤去除水分后的废液中的杂质,所述温控单元用于将去除杂质后的废液加热至第一预设温度,所述待配置清洁液收集单元用于收集所述待配置清洁液。
另外,所述水分去除单元中设有加热元件,所述加热元件加热所述废液以蒸发去除所述废液中的水分。通过此种方式能够简单、快捷的去除废液中的水分。
另外,所述废液收集单元与所述水分去除单元之间设有抽液泵,所述抽液泵用于将所述废液收集单元中的废液抽出并输送至所述水分去除单元中。通过设置抽液泵,能够为整个废液循环处理装置中废液的循环流动提供动力。
另外,还包括可连通的设置在所述第一杂质过滤单元与所述温控单元之间的储备单元,所述储备单元用于存储去除杂质后的废液。
另外,还包括设置在所述第一杂质过滤单元与所述储备单元管路上的第一三通阀,所述第一三通阀用于将所述第一杂质过滤单元与所述废液收集单元或所述储备单元连通,所述第一三通阀内设有与所述中央控制装置通信连接的检测器,所述检测器用于检测去除杂质后的废液是否满足预设净化标准,所述中央控制装置在所述检测器检测到废液不满足预设净化标准时控制所述第一三通阀连通所述第一杂质过滤单元与所述废液收集单元、在所述检测器检测到废液满足预设净化标准时控制所述第一三通阀连通所述第一杂质过滤单元与所述储备单元。此种结构的设置使得废液能够在废液循环处理装置中多次循环除杂直至满足预设净化标准,从而确保储备单元中存储的溶液的洁净度,避免因溶液的洁净度不高而导致待清洗物的清洗效果不好,提高了清洁液循环利用的清洗系统的可靠性。
另外,所述清洁腔室与所述废液收集单元的管路上设有第二三通阀,所述第二三通阀与所述中央控制装置通信连接,所述中央控制装置控制所述第二三通阀将所述清洗腔室在预设时间段内流出的废液直接排出、在预设时间段外流出的废液排入所述废液收集单元中。由于清洗腔室在预设时间段内排出的废液杂质含量较高,其净化成本远大于回收价值,因此通过此种方式,能够更具有针对性的回收利用杂质含量较低的废液,从而进一步降低清洗成本。
另外,所述废液循环处理装置为多个,多个所述废液循环处理装置中的多个所述废液收集单元与所述第二三通阀的管路上均设有开关,所述开关与所述中央控制装置通信连接,在所述中央控制装置的控制下导通或闭合所述废液收集单元与所述第二三通阀的管路。通过设置多个废液循环处理装置,实现了废液循环处理装置的交替操作,当一个废液循环处理装置的废液收集容量达到上限并开始循环净化时,其他废液循环处理装置能够继续收集清洗腔室中流出的废液,从而避免了“清洗腔室中流出的废液过多,导致一个废液循环处理装置的容量无法满足需求”的情况的发生,进一步提高了清洁液循环利用的清洗系统的可靠性。
另外,还包括设置在所述清洁液配置装置与所述废液循环处理装置之间的第一过滤装置,所述第一过滤装置用于再次过滤所述废液循环处理装置中流出的液体。
另外,所述第一过滤装置包括与所述废液循环处理装置连通的加热单元、与所述加热单元及所述清洁液配置装置连通的第二杂质过滤单元,所述加热单元用于将所述废液循环处理装置内流出的液体加热至第二预设温度,所述第二杂质过滤单元用于过滤加热至所述第二预设温度的液体的杂质。
另外,还包括设置在所述第二杂质过滤单元与所述废液循环处理装置管路上的第三三通阀,所述第一过滤装置还包括与所述第三三通阀及所述废液循环处理装置连通的降温单元,所述第三三通阀用于将所述第二杂质过滤单元与所述清洁液配置装置或所述降温单元连通。
另外,还包括新液存储装置,所述新液存储装置内储存有洁净度大于所述待配置清洁液的新液,所述新液存储装置与所述清洁液配置装置之间设有第二过滤装置。
另外,还包括连接所述第一过滤装置、所述第二过滤装置以及所述清洁液配置装置的第四三通阀,所述第四三通阀用于将所述清洁液配置装置与所述第一过滤装置或所述第二过滤装置连通。此种结构的设置能够根据实际需求有选择性的向清洁液配置装置中流入不同洁净度的待配置清洁液,提高了待清洗物的清洗效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本实用新型第一实施方式提供的清洁液循环利用的清洗系统的结构示意图;
图2是根据本实用新型第一实施方式提供的清洗系统第一部分的细部结构示意图;
图3是根据本实用新型第一实施方式提供的清洗系统第二部分的细部结构示意图;
图4是根据本实用新型第一实施方式提供的清洁液循环利用的清洗系统的细部结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本实用新型各实施方式中,为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本实用新型所要求保护的技术方案。
本实用新型的第一实施方式涉及一种清洁液循环利用的清洗系统100,具体结构如图1所示,包括:用于放置清洗物的清洁腔室1,与清洁腔室1连通的废液循环处理装置2,分别与清洁腔室1及废液循环处理装置2连通的清洁液配置装置3以及中央控制装置4;废液循环处理装置2用于回收清洁腔室1中流出的废液、并将废液加工成满足预设要求的待配置清洁液;清洁液配置装置3用于将待配置清洁液配置成待使用清洁液;清洁腔室1用于使用待使用清洁液以清洗待清洗物;中央控制装置4分别与清洁腔室1、废液循环处理装置2、清洁液配置装置3通信连接,用于控制清洁腔室1、废液循环处理装置2以及清洁液配置装置3。通过设置中央控制装置4,使得清洗系统100能够在中央控制装置4的控制下自动完成各个装置的操作,从而使得清洗系统100更加智能化、自动化。
本实用新型的实施方式相对于现有技术而言,通过设置与清洁腔室1连通的废液循环处理装置2,使得清洁腔室中1流出的废液不会直接排出,而是会流入废液循环处理装置2中,并在废液循环处理装置1的加工下变成满足预设要求的待配置清洁液;通过设置清洁液配置装置3,从而能够将待配置清洁液与清洁液配置装置3中的溶液配置以形成待使用清洁液,又由于清洁液配置装置3与清洁腔室1连通,因此,在清洁液配置装置3中配置好的待使用清洁液能够流入清洁腔室1中,以使清洁腔室1使用待使用清洁液清洗待清洗物,从而实现了清洁液的循环利用,降低了清洗成本,避免了清洗待清洗物的废液直接排出,使得待清洗物的整个清洗过程需要消耗大量的清洁液,从而导致清洗成本较高的情况的发生。
需要说明的是,本实施方式中的待使用清洁液可以为SPM溶液,SPM溶液由H2SO4溶液(硫酸)和H2O2溶液(双氧水)按比例配成,SPM溶液具有很强的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液,并将有机污染物氧化成CO2(二氧化碳)和H2O(水),用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。本实施方式中的待清洗物为半导体晶片上的光刻胶残留物,待配置清洁液为硫酸,H2SO4与H2O2在管路中通过对流量和流量稳定性的控制,从而达到SPM溶液所需求的混合比例,进而合成满足要求的SPM溶液,值得一提的是,本实施方式可以通过动态直接注射(Dynamic Direct Injection,DDI)的方式实现对流量和流量稳定性的控制,具体的说,在H2SO4与H2O2不能预混时间过长的情况下,利用DDI的方式,一方面可以有很好的预混作用并避免预混时间太久的问题,同时用控制化学分配流量的方式来达到想要的混合比例。当然,本实施方式中的待使用清洁液还可以为SC1、SC2等清洗液,可以理解的是,若待使用清洁液的化学成分发生变化,待配置清洁液的化学成分也需做出相应改变,以使清洁液配置装置3能够配置出满足要求的清洁液。
下面对本实施方式提供的清洁液循环利用的清洗系统100的实现细节进行具体的说明,以下内容仅为方便理解提供的实现细节,并非实施本方案的必须。
本实施方式中,清洗系统100可分为两部分,如图2所示,第一部分1001中的废液循环处理装置2包括依次连通的废液收集单元21、水分去除单元22、第一杂质过滤单元23、温控单元24以及待配置清洁液收集单元25,废液收集单元21用于收集清洁腔室1中流出的废液,水分去除单元22用于去除废液中的水分,第一杂质过滤单元23用于过滤去除水分后的废液中的杂质,温控单元24用于将去除杂质后的废液加热至第一预设温度,待配置清洁液收集单元25用于收集第一预设温度的废液。也就是说,本实施方式中的废液循环处理装置2包括除水、除杂及控温功能,第一预设温度通常为80摄氏度。
需要说明的是,水分去除单元22中设有加热元件(图未示出),加热元件加热废液以蒸发去除废液中的水分。本实施方式中通常将废液的温度加热至85摄氏度~110摄氏度,以通过加热蒸发的方式去除废液中的水分。
可以理解的是,废液收集单元21与水分去除单元22之间设有抽液泵5,抽液泵5用于将废液收集单元21中的废液抽出并输送至水分去除单元22中。通过设置抽液泵5,能够为整个废液循环处理装置2中废液的循环流动提供动力,本实施方式中采用的抽液泵5可以为真空抽液泵。
值得一提的是,清洗系统100还包括可连通的设置在第一杂质过滤单元23与温控单元24之间的储备单元6,储备单元6用于存储去除杂质后的废液。通过此种方式,使得在需要使用储备单元6中存储的废液时,能够将废液输送至温控单元中以使该废液的温度达到配置待使用清洁液时的需求温度;在不需要使用储备单元6中存储的废液时,能够将废液直接排至FAC(工厂)进行厂务废液处理。需要说明的是,在将储备单元6中的废液排至FAC时,还需对废液进行降温处理,本实施方式中对废液进行降温处理的方式是将其排放至冷却箱7中。
优选的,还包括设置在第一杂质过滤单元23与储备单元6管路上的第一三通阀101,第一三通阀101用于将第一杂质过滤单元23与废液收集单元21或储备单元6连通,第一三通阀101内设有与中央控制装置4通信连接的检测器(图未示出),检测器用于检测去除杂质后的废液是否满足预设净化标准,中央控制装置4在检测器检测到废液不满足预设净化标准时控制第一三通阀101连通第一杂质过滤单元23与废液收集单元21、在检测器检测到废液满足预设净化标准时控制第一三通阀101连通第一杂质过滤单元23与储备单元6。此种结构的设置使得废液能够在废液循环处理装置2中多次循环除杂直至满足预设净化标准,从而确保储备单元6中存储的溶液的洁净度,避免因溶液的洁净度不高而导致待清洗物的清洗效果不好,提高了清洗系统100的可靠性。
具体的说,清洁腔室1与废液收集单元21的管路上设有第二三通阀102,第二三通阀102与中央控制装置4通信连接,中央控制装置4控制第二三通阀102将清洗腔室1在预设时间段内流出的废液直接排出、在预设时间段外流出的废液排入废液收集单元21中。由于清洗腔室1在预设时间段内排出的废液杂质含量较高,其净化成本远大于回收价值,因此通过此种方式,能够更具有针对性的回收利用杂质含量较低的废液,从而进一步降低清洗成本。本实施方式中的预设时间段优选为5~20秒。
值得一提的是,本实施方式中的废液循环处理装置2为多个,多个废液循环处理装置2中的多个废液收集单元21与第二三通阀102的管路上均设有开关7,开关7与中央控制装置4通信连接,在中央控制装置4的控制下导通或闭合废液收集单元21与第二三通阀102的管路。通过设置多个废液循环处理装置2,实现了废液循环处理装置2的交替操作,当一个废液循环处理装置2的废液收集容量达到上限并开始循环净化时,其他废液循环处理装置能够继续收集清洗腔室中流出的废液,从而避免了“清洗腔室中流出的废液过多,导致一个废液循环处理装置2的容量无法满足需求”的情况的发生,进一步提高了清洁液循环利用的清洗系统的可靠性。
更优的,如图3所示,第二部分1002包括设置在清洁液配置装置3与废液循环处理装置2之间的第一过滤装置8,第一过滤装置8用于再次过滤废液循环处理装置2中流出的液体。通过再次过滤的方式,进一步提高了待配置溶液的洁净度。
具体的说,第一过滤装置8包括与废液循环处理装置2连通的加热单元81、与加热单元81及清洁液配置装置3连通的第二杂质过滤单元82,加热单元81用于将废液循环处理装置2内流出的液体加热至第二预设温度,第二杂质过滤单元82用于过滤加热至第二预设温度的液体的杂质。
需要说明的是,第二部分1002还包括设置在第二杂质过滤单元82与废液循环处理装置2管路上的第三三通阀103,第一过滤装置8还包括与第三三通阀103及废液循环处理装置2连通的降温单元83,第三三通阀103用于将第二杂质过滤单元82与清洁液配置装置3或所述降温单元83连通。
值得一提的是,本实施方式中第二部分1002还包括新液存储装置9,新液存储装置9内储存有洁净度大于待配置清洁液的新液,新液存储装置9与清洁液配置装置3之间设有第二过滤装置10。可以理解的是,本实施中的第二过滤装置10与第一过滤装置8的结构相同。
具体的说,清洁液收集单元25还与冷箱11连通,若清洁液收集单元25中的液体不需要再次加工形成待使用清洁液时,则将清洁液收集单元25中的液体流入冷箱11中进行冷却,然后再排至FAC(工厂)进行厂务废液处理。
此外,如图4所示,清洗系统100还包括连接第一过滤装置8、第二过滤装置10以及清洁液配置装置3的第四三通阀104,第四三通阀104用于将清洁液配置装置3与第一过滤装置8或第二过滤装置10连通。此种结构的设置能够根据实际需求有选择性的向清洁液配置装置中流入不同洁净度的待配置清洁液,提高了待清洗物的清洗效率。例如,当制程条件对清洁液的洁净度要求不高时提供回收的待配置清洁液(即除杂后的硫酸),当制程条件对清洁液的洁净度要求较高时提供来自厂务新的待配置清洁液(即新的硫酸)。
需要说明的是,本实施方式在清洗待清洗物之前,还会对半导体晶片衬底施加高氧化性化学预处理(如O3、H2SO4),以便通过导致污染物残留的方式减少光致抗蚀剂残留物和金属杂质。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本实用新型的精神和范围。
Claims (10)
1.一种清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,包括:用于放置清洗物的清洁腔室,与所述清洁腔室连通的废液循环处理装置,分别与所述清洁腔室及所述废液循环处理装置连通的清洁液配置装置;
所述废液循环处理装置用于回收所述清洁腔室中流出的废液、并将所述废液加工成满足预设要求的待配置清洁液;
所述清洁液配置装置用于将所述待配置清洁液配置成待使用清洁液;
所述清洁腔室用于使用所述待使用清洁液以清洗待清洗物。
2.根据权利要求1所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,还包括中央控制装置,所述中央控制装置分别与所述清洁腔室、所述废液循环处理装置、所述清洁液配置装置通信连接,用于控制所述清洁腔室、所述废液循环处理装置以及所述清洁液配置装置。
3.根据权利要求2所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,所述废液循环处理装置包括依次连通的废液收集单元、水分去除单元、第一杂质过滤单元、温控单元以及待配置清洁液收集单元,所述废液收集单元用于收集所述清洁腔室中流出的废液,所述水分去除单元用于去除所述废液中的水分,所述第一杂质过滤单元用于过滤去除水分后的废液中的杂质,所述温控单元用于将去除杂质后的废液加热至第一预设温度,所述待配置清洁液收集单元用于收集所述待配置清洁液。
4.根据权利要求3所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,所述水分去除单元中设有加热元件,所述加热元件加热所述废液以蒸发去除所述废液中的水分;
所述废液收集单元与所述水分去除单元之间设有抽液泵,所述抽液泵用于将所述废液收集单元中的废液抽出并输送至所述水分去除单元中;
还包括可连通的设置在所述第一杂质过滤单元与所述温控单元之间的储备单元,所述储备单元用于存储去除杂质后的废液。
5.根据权利要求4所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,还包括设置在所述第一杂质过滤单元与所述储备单元管路上的第一三通阀,所述第一三通阀用于将所述第一杂质过滤单元与所述废液收集单元或所述储备单元连通,所述第一三通阀内设有与所述中央控制装置通信连接的检测器,所述检测器用于检测去除杂质后的废液是否满足预设净化标准,所述中央控制装置在所述检测器检测到废液不满足预设净化标准时控制所述第一三通阀连通所述第一杂质过滤单元与所述废液收集单元、在所述检测器感应到废液满足预设净化标准时控制所述第一三通阀连通所述第一杂质过滤单元与所述储备单元。
6.根据权利要求3所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,所述清洁腔室与所述废液收集单元的管路上设有第二三通阀,所述第二三通阀与所述中央控制装置通信连接,所述中央控制装置控制所述第二三通阀将所述清洁腔室在预设时间段内流出的废液直接排出、在预设时间段外流出的废液排入所述废液收集单元中。
7.根据权利要求6所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,所述废液循环处理装置为多个,多个所述废液循环处理装置中的多个所述废液收集单元与所述第二三通阀的管路上均设有开关,所述开关与所述中央控制装置通信连接,在所述中央控制装置的控制下导通或闭合所述废液收集单元与所述第二三通阀的管路。
8.根据权利要求1所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,还包括设置在所述清洁液配置装置与所述废液循环处理装置之间的第一过滤装置,所述第一过滤装置用于再次过滤所述废液循环处理装置中流出的液体;
所述第一过滤装置包括与所述废液循环处理装置连通的加热单元、与所述加热单元及所述清洁液配置装置连通的第二杂质过滤单元,所述加热单元用于将所述废液循环处理装置内流出的液体加热至第二预设温度,所述第二杂质过滤单元用于过滤加热至所述第二预设温度的液体的杂质。
9.根据权利要求8所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,还包括设置在所述第二杂质过滤单元与所述废液循环处理装置管路上的第三三通阀,所述第一过滤装置还包括与所述第三三通阀及所述废液循环处理装置连通的降温单元,所述第三三通阀用于将所述第二杂质过滤单元与所述清洁液配置装置或所述降温单元连通。
10.根据权利要求9所述的清洁液循环利用的清洗系统,其特征在于,还包括新液存储装置,所述新液存储装置内储存有洁净度大于所述待配置清洁液的新液,所述新液存储装置与所述清洁液配置装置之间设有第二过滤装置;
还包括连接所述第一过滤装置、所述第二过滤装置以及所述清洁液配置装置的第四三通阀,所述第四三通阀用于将所述清洁液配置装置与所述第一过滤装置或所述第二过滤装置连通。
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