CN212136394U - 液体槽和晶圆处理设备 - Google Patents

Abstract

该实用新型涉及一种液体槽和晶圆处理设备，其中所述液体槽，包括循环管路和槽体，且所述循环管路的首端和尾端均连通至所述槽体，还包括：温控单元，包括加热器和制冷器，所述温控单元安装至所述循环管路，用于控制所述循环管路内的液体的温度；控制单元，连接至所述温控单元，用于控制所述温控单元对所述循环管路内的液体温度进行控制。所述液体槽和晶圆处理设备能够控制槽体内的化学品在不同的温度间调整，使得用户能够利用化学品的温度特性来优化制程。

Description

液体槽和晶圆处理设备

技术领域

本实用新型涉及晶圆生产加工领域，具体涉及一种液体槽和晶圆处理设备。

背景技术

在现有技术中，使用液体槽处理晶圆，或者制备一些溶液，例如SPM(硫酸-双氧水混合)溶液，是非常普遍的事情。但是现有技术中的液体槽通常只能控制该液体槽内的化学品在一个特定的温度，而不能在制程中改变化学品的温度。因此，使用现有技术中的液体槽清洗晶圆时，无法通过改变液体槽中化学品的温度来提高对晶圆的清洗效率，也不能根据不同的化学品在不同温度下的外特性来改善制程。因此，使用现有技术中的液体槽会影响对晶圆的处理效果，也无法根据不同的化学品在不同温度下的外特性来改善制程，还有可能会影响使用所述液体槽制备的溶液的使用效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液体槽和晶圆处理设备，能够控制槽体内的化学品在不同的温度间调整，使得用户能够利用化学品的温度特性来优化制程。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种液体槽，包括循环管路和槽体，且所述循环管路的首端和尾端均连通至所述槽体，还包括：温控单元，包括加热器和制冷器，所述温控单元安装至所述循环管路，用于控制所述循环管路内的液体的温度；控制单元，连接至所述温控单元，用于控制所述温控单元对所述循环管路内的液体温度进行控制。

可选的，还包括控制按钮，所述控制按钮连接至所述控制单元，用于供用户向所述液体槽输入控制条件，从而控制所述温控单元对所述循环管路内液体的温度进行控制。

可选的，还包括温度检测计，安装于所述循环管路内，用于检测所述循环管路内液体的温度。

可选的，所述温度检测计还连接到所述控制单元，用于供所述控制单元根据检测到的温度控制所述循环管路内的液体的温度。

可选的，还包括：显示单元，连接至所述温度检测计，用于显示所述温度检测计检测到的温度。

可选的，所述加热器包括在线加热器，用于根据所述控制单元的控制实时调整温度。

可选的，所述加热器包括加热丝，所述加热丝能够控制所述循环管路内的液体温度升高0℃至60℃。

可选的，所述制冷器包括半导体制冷器，且所述半导体制冷器能够控制所述循环管路内的液体温度降低0℃至60℃。

可选的，还包括：过滤器，设置在所述循环管路上，用于过滤所述循环管路内液体中的杂质；泵，设置在所述循环管路上，用于使所述槽体和循环管路内的液体循环流动

可选的，所述液体槽用于清洗晶圆，且待清洗的晶圆置于所述槽体内，由所述控制单元和所述温控单元控制所述液体槽内液体的温度变化，以提高晶圆清洗的效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种晶圆处理设备，包括所述的液体槽。

本实用新型的液体槽和晶圆处理设备在槽体连通的循环管路上设置有温控单元，可以根据需要控制所述温控单元对循环管路内的液体进行温度控制，因此可以使用到一些根据实际的使用进程进行特定的温度控制的情境下，使得使用所述晶圆处理设备和液体槽处理晶圆时可以根据需要改变槽体内液体的温度，从而促进反应的充分进行和快速进行，从而起到优化反应效果的作用。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式中的液体槽的结构示意图。

图2为本实用新型的一种具体实施方式中的液体槽的连接关系示意图。

图3为本实用新型的一种具体实施方式中的液体槽的显示单元示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种液体槽和晶圆处理设备作进一步详细说明。

请参阅图1至图2，其中图1为本实用新型的一种具体实施方式中的液体槽的结构示意图，图2为本实用新型的一种具体实施方式中的液体槽的连接关系示意图。

在该具体实施方式中，提供了一种液体槽，包括循环管路102和槽体101，且所述循环管路102的首端103和尾端104均连通至所述槽体101，还包括：温控单元105，包括加热器1052和制冷器1051，所述温控单元105安装至所述循环管路102，用于控制所述循环管路102内的液体的温度；控制单元201，连接至所述温控单元105，用于控制所述温控单元对所述循环管路102内的液体温度进行控制。

在该具体实施方式中，所述液体槽在槽体101连通的循环管路102上设置有温控单元105，可以根据需要控制所述温控单元105对循环管路102内的液体进行温度控制，因此可以使用到一些根据实际的使用进程进行特定的温度控制的情境下，使得使用所述液体槽处理晶圆时可以根据需要改变槽体101内液体的温度，从而促进反应的充分进行和快速进行，从而起到优化反应效果的作用。

在一种具体实施方式中，所述液体槽的槽体101采用耐腐蚀的材料制备，如陶瓷等，或者是在所述槽体101的内壁涂覆有耐腐蚀的涂层，如陶瓷涂层，以防止所述槽体101内盛放的液体腐蚀所述槽体101的内壁，影响所述液体槽的使用寿命。

在一种具体实施方式中，所述循环管路102也采用耐腐蚀的材料制备，如陶瓷等，或者是在所述循环管路102的内壁涂覆有耐腐蚀的涂层，如陶瓷涂层等，以防止流经所述循环管路102的液体腐蚀所述循环管路102的内壁，影响所述液体槽的使用寿命。

在一种具体实施方式中，所述控制单元201对液体的温度的控制包括加热和冷却，所述液体槽能够根据需要对槽体101内液体进行加热和冷却，以适应于不同的使用情景，从而获得更好的晶圆处理效果。例如，在使用所述液体槽制备SPM溶液(硫酸-双氧水混合溶液)的过程中，由于过高的温度会使SPM溶液中的双氧水快速会发和分解，因此在混合SPM溶液中的双氧水和硫酸时，先使用所述温控单元对循环管路102内的液体进行冷却，保证双氧水不会过多挥发，从而提高双氧水的反应效率。

又例如，在使用所述液体槽装盛磷酸溶液，来对晶圆表面的氮化硅进行湿法刻蚀去除的过程中，在制程初期，氮化硅的反应量大，磷酸溶液中硅离子的含量快速提高，这时，如果液体中的温度过低，则会导致溶液中的硅氧化物析出，因此此时应当使用所述温控单元加热循环管路102内的磷酸溶液，使所述液体槽内的磷酸溶液升温，防止有过多硅氧化物过多的析出。在制程后期，氮化硅的蚀刻量减少，并且开始逐步出现过刻蚀现象。随着新的酸溶液的补充，晶圆表面的待刻蚀的蚀刻量的减少，很容易造成对晶圆表面的氧化层的损伤。这时，应该使用所述温控单元冷却所述循环管路102内的液体，使所述溶液中的氧化物析出，防止出现过刻蚀现象。

从上述可以看出，所述液体槽能够根据需要调控所述循环管路102内液体的温度，对控制反应过程中的各种温度反应非常有用。

在一种具体实施方式中，所述液体槽还包括控制按钮301，所述控制按钮301连接至所述控制单元201，用于供用户向所述液体槽输入控制条件，从而控制所述温控单元对所述循环管路102内液体的温度进行控制。

在该具体实施方式中，所述控制按钮301至少有两个，使用户能够向所述液体槽输入至少两个控制条件，至少对应到加热和冷却两种工作模式。实际上还应当设置一个停止按钮，来停止所述温控单元的温度控制。

此处请看图3，为本实用新型的一种具体实施方式中的液体槽的显示单元202示意图。在图3所示的具体实施方式中，提供了三个控制按钮301，分别为加热按钮3011、冷却按钮3013和停止按钮3012，分别用于向所述控制单元201发送加热指令、冷却指令，以及发送关断指令。在一种具体实施方式中，所述控制单元201包括单片机、微控制器以及可编辑逻辑器件中的至少一种，使用单片机、微控制器以及可编辑逻辑器件来实现不同按钮对应至不同的操作指令是本领域的常规操作，可以利用硬件来实现，在此不再赘述。

在一种具体实施方式中，所述控制按钮301有线连接至所述控制单元201的，在一些其他的具体实施方式中，也可以通过蓝牙、红外、Zigbee组网等形式来实现所述控制按钮301和控制单元201的无线连接。并且，使用无线连接的方式更加能够方便用户对所述液体槽的使用。

在一种具体实施方式中，所述液体槽还包括温度检测计203，安装于所述循环管路102内，用于检测所述循环管路102内液体的温度。在一种具体实施方式中，所述温度检测计203为电子温度检测计203，可以将温度这一模拟信号转换为数字信号。在该具体实施方式中，所述温度检测计203还连接到所述控制单元201，将获取到的有关温度的数字信号上传至所述控制单元201，用于供所述控制单元201根据检测到的温度控制所述循环管路102内的液体的温度。

这适用于使用所述液体槽对循环管路102内的液体进行自动温度控制的情况下。在这种情况下，所述液体槽还应当设置有一个自动温度控制的输入口，使得用户可以向所述液体槽中输入目标温度。这样，所述控制单元201可以根据所述目标温度和实时温度的差值，控制所述温控单元进行加热或冷却的具体温度控制措施。

在一种具体实施方式中，所述液体槽还包括：显示单元202，连接至所述温度检测计203，用于显示所述温度检测计203检测到的温度。在该具体实施方式中，所述显示单元202包括LED显示屏。在一种具体实施方式中，所述显示单元202不仅显示所述温度检测计203检测到的温度，还显示所述温控单元的温控模式，从而告知用户所述液体槽当前所述循环管路102内的液体处于加热或冷却状态。此处可以参阅图3。在图3所示的具体实施方式中，所述显示单元202包括LED屏幕，设置在一壳体302表面，所述控制按钮301也设置在所述壳体302表面。在该具体实施方式中，所述控制单元201设置于所述壳体302内。

在一种具体实施方式中，所述显示单元202包括触摸屏，所述触摸屏不仅用来显示实时温度、目标温度和当前模式，还用来形成在上电后形成在所述触摸屏表面的控制按钮301。这样，就可以不用设置实体按键，而改用虚拟按键，减少使用实体按键。在该具体实施方式中，所述自动温度控制的输入口也形成在所述触摸屏表面，用户可以通过该输入口向所述液体槽中输入目标温度。而在使用普通的非触摸屏来显示实时温度、目标温度和当前模式时，则通过外置的输入/输出设备来实现目标温度的输入。

在一种具体实施方式中，所述加热器1052包括在线加热器，能够根据所述控制单元的控制而实时调整温度。在一种具体实施方式中，所述加热器1052包括加热丝，所述加热丝能够控制所述循环管路内的液体温度升高0℃至60℃。此时，所述循环管路102为金属管路。

在一种具体实施方式中，所述制冷器1051包括半导体制冷器，且所述半导体制冷器能够控制所述循环管路内的液体温度降低0℃至60℃。半导体制冷器是指利用半导体的热-电效应制取冷量的器件，又称热电制冷器。用导体连接两块不同的金属，接通直流电，则一个接点处温度降低，另一个接点处温度升高。若将电源反接，则接点处的温度相反变化。在该具体实施方式中，所述半导体制冷器包括并联、串联组合而成的多对热电元件。

请注意，上述60℃的数值仅为示例而并非限制。本领域技术人员应可理解，根据实际应用需求，可通过调整加热器/制冷器的结构和设置而能够控制所述循环管路内的液体温度升高或降低其它数值，例如65℃、70℃、75℃等，其并非本实用新型的限制。

在该具体实施方式中，使用所述半导体制冷器是因为所述半导体制冷器在工作过程中具有无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻等特点，且工作可靠，操作简便，易于进行冷量调节。

在一种具体实施方式中，所述液体槽还包括：过滤器107，设置在所述循环管路102上，用于过滤所述循环管路102内液体中的杂质；泵106，设置在所述循环管路102上，用于使所述槽体101和循环管路102内的液体循环流动。在一种具体实施方式中，液体在所述循环管路102内的流动方向是从所述循环管路102的首端103流动到所述循环管路102的尾端104。在该具体实施方式中，可参阅图1，所述过滤器107靠近所述循环管路102的尾端104设置，对经过了温度控制的液体进行过滤以去除杂质，这有助于滤除在加热或冷却后所述液体内析出的固体杂质，从而获取更佳的晶圆处理效果。

在一种具体实施方式中，所述液体槽用于清洗晶圆，且待清洗的晶圆置于所述槽体101内，由所述控制单元201和所述温控单元105控制所述液体槽内液体的温度变化，以提高晶圆清洗的效率。

在一种具体实施方式中，还设置有排液管路109，用于排出所述液体槽内的液体。在该具体实施方式中，所述排液管路109连通到所述循环管路102，并且在所述排液管路109的液体入口处设置有控制阀108，用户通过打开或关闭所述控制阀108来控制排液状态。

在一种具体实施方式中，还提供了一种晶圆处理设备，包括所述的液体槽。

在该具体实施方式中，所述晶圆处理设备在槽体101连通的循环管路102上设置有温控单元，可以根据需要控制所述温控单元对循环管路102内的液体进行温度控制，因此可以使用到一些根据实际的使用进程进行特定的温度控制的情境下，使得使用所述晶圆处理设备处理晶圆时可以根据需要改变槽体101内液体的温度，从而促进反应的充分进行和快速进行，从而起到优化反应效果的作用。

在一种具体实施方式中，所述液体槽的槽体101采用耐腐蚀的材料制备，如陶瓷等，或者是在所述槽体101的内壁涂覆有耐腐蚀的涂层，如陶瓷涂层，以防止所述槽体101内盛放的液体腐蚀所述槽体101的内壁，影响所述液体槽的使用寿命。

在一种具体实施方式中，所述循环管路102也采用耐腐蚀的材料制备，如陶瓷等，或者是在所述循环管路102的内壁涂覆有耐腐蚀的涂层，如陶瓷涂层等，以防止流经所述循环管路102的液体腐蚀所述循环管路102的内壁，影响所述液体槽的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种液体槽，包括循环管路和槽体，且所述循环管路的首端和尾端均连通至所述槽体，其特征在于，还包括：

温控单元，包括加热器和制冷器，所述温控单元安装至所述循环管路，用于控制所述循环管路内的液体的温度；

控制单元，连接至所述温控单元，用于控制所述温控单元对所述循环管路内的液体进行加热或者冷却。

2.根据权利要求1所述的液体槽，其特征在于，还包括控制按钮，所述控制按钮连接至所述控制单元，用于供用户向所述液体槽输入控制条件，从而控制所述温控单元对所述循环管路内液体的温度进行控制。

3.根据权利要求1所述的液体槽，其特征在于，还包括温度检测计，安装于所述循环管路内，用于检测所述循环管路内液体的温度。

4.根据权利要求3所述的液体槽，其特征在于，所述温度检测计还连接到所述控制单元，用于供所述控制单元根据检测到的温度而控制所述循环管路内的液体的温度。

5.根据权利要求3所述的液体槽，其特征在于，还包括：

显示单元，连接至所述温度检测计，用于显示所述温度检测计检测到的温度。

6.根据权利要求1所述的液体槽，其特征在于，所述加热器包括在线加热器，用于根据所述控制单元的控制而实时调整温度。

7.根据权利要求1所述的液体槽，其特征在于，所述加热器包括加热丝，所述加热丝能够控制所述循环管路内的液体温度升高0℃至60℃。

8.根据权利要求1所述的液体槽，其特征在于，所述制冷器包括半导体制冷器，且所述半导体制冷器能够控制所述循环管路内的液体温度降低0℃至60℃。

9.根据权利要求1所述的液体槽，其特征在于，还包括：

过滤器，设置在所述循环管路上，用于过滤所述循环管路内液体中的杂质；

泵，设置在所述循环管路上，用于使所述槽体和循环管路内的液体循环流动。

10.根据权利要求1所述的液体槽，其特征在于，所述液体槽用于清洗晶圆，且待清洗的晶圆置于所述槽体内，由所述控制单元和所述温控单元控制所述液体槽内液体的温度变化，以提高晶圆清洗的效率。

11.一种晶圆处理设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任意一项所述的液体槽。

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