供液系统及具有其的湿制程设备

技术领域

本发明涉及半导体生产技术领域，尤其涉及一种供液系统就具有其的湿制程设备。

背景技术

晶圆加工湿制程中，尤其是在湿制蚀刻的过程，药液经出液管的喷嘴滴落在处于旋转状态的晶圆上，但在药液滴落的初期，自储液罐流出的药液混合着出液管内残留的药液混合，使得药液的流速及温度均不稳定，影响晶圆的蚀刻品质；而且，在药液滴落的末期，自喷嘴滴落的残留的药液滴落在晶圆上，会造成晶圆上药液分布不均匀，同样影响晶圆的蚀刻品质，尤其是在湿制蚀刻的过程中，蚀刻药液的温度较高且对温度的精准度要求也比较高，如果滴落在晶圆上，对晶圆的品质影响更大。

发明内容

本发明提供一种供液系统及具有其的刻蚀设备来解决上述问题之一。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种供液系统，所述供液系统包括：

储液罐，包括用于盛装药液的罐体；

与所述储液罐连通的循环管路、循环泵，所述循环管路的两端均连接于所述储液罐；

连通于所述循环管路的喷嘴；

打开或关闭所述喷嘴的开关阀。

进一步地，所述循环管路包括供液管路、回液管路，所述喷嘴连接于所述供液管路与所述回液管路交接处，且所述开关阀为连接供液管路、回液管路、喷嘴的三通阀。

进一步地，所述供液管路、所述回液管路与所述喷嘴的交接处为所述循环管路的最低点。

进一步地，所述循环管路还包括连接于所述开关阀与所述喷嘴的连接管。

进一步地，所述喷嘴具有出口端，所述出口端的内径小于所述连接管的内径。

进一步地，所述供液管路包括连通所述罐体下端且竖直向下延伸的竖直段、连通于所述竖直段且水平延伸的水平段，所述喷嘴自所述水平段的末端向下延伸，所述回液管路自所述水平段的末端向上延伸。

进一步地，所述供液系统还包括设于所述供液管路上以缓冲药液流动的缓冲装置。

进一步地，所述供液系统还包括对药液控温的控温组件，所述控温组件包括连通所述罐体的控温管路、对药液加热的加热装置、与加热装置间隔设置的冷却装置。

进一步地，所述控温组件还包括分别设于所述供液管路上的第一温度感应器、设于罐体上以检测罐体内药液温度的第二温度感应器。

本发明还提供一种湿制程设备，所述湿制程设备包括上述的供液系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的供液系统，通过设置循环管路，使得储液罐内的药液的始终处于动态循环中，处于动态循环中的药液的流速与温度均处于稳定的状态，经喷嘴流向晶圆的药液比较稳定，提升晶圆的湿处理品质。

附图说明

图1是本发明一个实施例的供液系统的立体结构示意图。

图2是本发明另一个实施例的供液系统的主视图。

图3是本发明另一个实施例的供液系统的主视图。

其中，10-储液罐，11-罐体，12-补液管，20-循环管路，21-供液管路，211-竖直段，212-水平段，22-回液管路，221-第一段，222-第二段，223-第三段，23-连接管，30-喷嘴，31-出口端，40-开关阀，50-循环泵，60-缓冲装置，71-控温管路，711-出液管，712-进液管，713-输送管，72-加热装置，73-冷却装置，74-第一温度感应器，75-第二温度感应器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于辅图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构部分夸大，因此，仅用于图示本发明主题的基本结构。

本发明提供一种供液系统，如图1至图3所示，所述供液系统包括储液罐10、与所述储液罐10连通的循环管路20、循环泵50、连通于所述循环管路30的喷嘴30、打开或关闭所述喷嘴30的开关阀40。本发明的供液系统，通过设置循环管路20，使得储液罐10内的药液的始终处于动态循环中，处于动态循环中的药液的流速与温度均处于稳定的状态，经喷嘴30流向晶圆的药液比较稳定，提升晶圆的湿处理品质。

具体地，所述储液罐10包括用于盛装药液的罐体11，可以理解的是，药液可以是蚀刻液或者显影液或者润湿液，也就是本发明的供液系统适用于半导体工艺制程中的所有涉及到湿制程的设备中。以下以药液为蚀刻液为例进行详细的说明。

在储液罐10的盖体可以打开的情况下，可以选择打开盖子对罐体11内补充药液；如图2所示，在罐体11与盖子为一密封整体的情况下，所述储液罐10还包括设在罐体11上以补充药液的补液管12，优选地，所述补液管12位于所述罐体11的上部，新补充的药液可以在罐体11内进行充分混合。

进一步地，所述循环管路20的两端均连接于所述储液罐10，药液在储液罐10和循环管路20中由于循环流动而处于动态平衡中。

如图1至图3所示，所述循环管路20包括供液管路21、连通于所述供液管路21的回液管路22，所述供液管路21的进液端连通罐体11，所述供液管路21的出液端连通所述回液管路22的进液端、所述回液管路22的出液端连通所述罐体11，即，药液在流动的过程中，自所述供液管路21与回液管路22的交接处分开，然后分别进入喷嘴30和/或回液管路22中。

具体地，所述供液管路21包括连通所述罐体11下端且竖直向下延伸的竖直段211、连通于所述竖直段211的端部且水平延伸的水平段212，所述回液管路22和喷嘴30连通于所述水平段212上。

优选地，所述回液管路22包括连通于水平段212且向上延伸的第一段221、连通第一段221的端部且延伸至储液罐10上方的第二段222、连通第二段222的端部且延伸至储液罐10内的第三段223，所述回液管路22通过所述第三段223将药液自储液罐10的上方回流至罐体11内，即，第三段223和竖直段211分别位于所述储液罐10的上端和下端，避免第三段223和竖直段211距离太近，进而避免回流至储液罐10内的药液未经过充分的混合就从竖直段211内流出。

当然，本发明也不限定所述回液管路22的具体形状，能实现自所述储液罐10的上端回流药液也在本发明的保护范围之内。

作为本发明一较佳实施例，所述喷嘴30连接于所述供液管路21与所述回液管路22的交接处，所述供液管路21、所述回液管路22与所述喷嘴30的交接处为所述循环管路20的最低点，利于喷嘴30喷洒药液的同时，减少残留在喷嘴30内药液的量，进而避免药液自喷嘴30滴落在晶圆上。

优选地，所述喷嘴30自所述水平段212的末端向下延伸，所述回液管路22自所述水平段212的末端向上延伸，即，所述喷嘴30与所述第一段221上下对齐设置。

本实施例中，所述开关阀40为连接所述供液管路21、回液管路22、喷嘴23的三通阀，所述开关阀40控制药液分别流向所述第一段221或者流向所述喷嘴30，避免在水平段212内的药液流向喷嘴30时，部分药液会流向第一段221，进而影响到流向晶圆的药液的稳定性及药液的总量，从而保证晶圆的蚀刻质量。

可以理解的是，所述喷嘴30也可以直接连接在所述水平段212或者开关阀40上，也可以间接地连接在所述水平段212或者开关阀40上。

作为本发明另一较佳实施例，如图1至图3所示，所述喷嘴30间接地连接在开关阀40上，所述循环管路20还包括连接于所述开关阀40与所述喷嘴30的连接管23，方便安装所述喷嘴30以及提升喷嘴30与所述水平段212的结合强度。本实施例中，所述喷嘴30具有出口端31，所述出口端31的内径小于所述连接管23的内径，优选地，所述喷嘴30的内径小于所述连接部23的内径，使得所述喷嘴30的内壁与所述连接管23的内壁呈台阶状，在药液自所述连接部23进入所述喷嘴30时，台阶状的内壁可以拖住部分药液而防止滴落至晶圆上，同时，所述喷嘴30较小内径的内壁增加了药液表面的张力，即，药液与喷嘴30内壁之间的吸附力大于药液本身的重力，进而防止残留在喷嘴30内壁上的药液滴落在晶圆上，从而晶圆的蚀刻品质得到保证。

作为本发明另一较佳实施例，如图1至图3所示，所述供液系统还包括设于所述供液管路21上以缓冲药液流动的缓冲装置60，所述缓冲装置60设于所述储液罐10和喷嘴30之间，以缓冲所述供液管路21内药液流动的稳定性，优选地，所述缓冲装置60位于所述水平段212上靠近所述喷嘴30的位置，方便经所述缓冲装置60缓冲过的药液在到达所述喷嘴30时，其流动性仍然比较稳定。

作为本发明另一较佳实施例，如图1至图3所示，所述供液系统还包括对药液控温的控温组件，所述控温组件包括连通所述罐体11的控温管路71、对药液加热的加热装置72、与加热装置72间隔设置的冷却装置73，以保证所述储液罐10内的药液处于恒温状态。

具体地，所述控温管路71包括连通所述储液罐10下端向下延伸的出液管711、连通所述储液罐10上端的进液管712、连通所述出液管711与进液管712之间的输送管713。

在具体的实施方式中，如图3所示，也可以是所述控温管路71不包括出液管711，所述输送管713的端部直接连接在所述供液管路21的竖直段211与水平段212的连接处，即，所述控温管路71和循环管路21共同通过所述竖直段211输送药液。

所述加热装置72安装在所述储液罐10的下端，所述加热装置71包括加热件(未图示)、连接加热件的控制件，所述加热件自所述储液罐10的下端延伸至罐体11内，即，所述加热件对所述罐体11内的药液直接进行加热，提升加热药液的效率。

当然，所述加热装置72也可以安装在所述恒温管路71的外侧，通过热传递对恒温管路71内的药液间接加热，也在本发明的保护范围之内。

所述冷却装置73设于所述控温管路71上，优选地，所述冷却装置73安装在所述输送管713上，所述冷却装置73包括固定于所述输送管713外侧的冷却箱、冷却箱内的冷却物质，冷却位置贴敷于所述输送管713的外侧。本实施例中，不限定冷却物质的具体材质及状态。

所述供液系统还包括分别设于所述供液管路21上的第一温度感应器74、设于罐体11上以检测罐体11内药液温度的第二温度感应器75，可以实时检测所述储液罐10内药液的温度，以便所述控温组件可以及时地调整药液的温度，确保进入供液管路21的药液始终处于恒温状态。

所述第一温度感应器74优选设在所述连接管23上，第一温度感应器74可以直接检测到即将输送至所述喷嘴30的药液的温度。

所述第二温度感应器75优选设在所述储液罐10的底部，方便检测到所述罐体11内药液的温度。具体地，所述第二温度温度传感器75至少部分结构自所述储液罐10的底部延伸至所述罐体11内，以检测到的药液的温度比较接近罐体11内药液的真实情况，以便加热装置72和冷却装置73及时对药液做控温处理。

所述循环泵50将所述药液分别通过所述循环管路20及控温管路71再回流至所述罐体11内，可以理解的是，在所述恒温管路71具有所述出液管711时，所述循环泵50设有两个，分别设在所述恒温管路71和供液管路21上，所述恒温管路71和循环管路20分别实现药液的输送；在所述恒温管路71不设置所述出液管711时，如图3所示，所述循环泵50设有一个，且循环泵50设置在所述竖直段211上，通过一个循环泵50实现对恒温管路71和循环管路20内药液的输送。

本发明还提供一种湿制程设备，所述湿制程设备包括上述的供液系统，储液管10内盛装不用功能的药液，其中，药液包括但不限于蚀刻液或者显影液或者润湿液，以完成对晶圆的蚀刻或者显影或者润湿等湿制程。

综上所述，本发明的供液系统，通过设置循环管路20，使得储液罐10内的药液的始终处于动态循环中，处于动态循环中的药液的流速与温度均处于稳定的状态，在需要湿处理晶圆时，经喷嘴30流向晶圆的药液比较稳定，提升晶圆的湿处理品质。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围内。