CN109192680B - 化学液槽装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化学液槽装置，包括：化学液槽体，用于盛放化学液；循环单元，包括连接所述化学液槽体的循环管路，所述循环管路一端连接至所述化学液槽体的溶液输出端，另一端连接至所述化学液槽体内的喷嘴，化学液自所述化学液槽体的溶液输出端流出，经过所述循环管路后通过所述喷嘴喷出而进入所述化学液槽体内；浓度调整单元，包括支管路，所述支管路的输入端和输出端分别通过三通阀连接至所述循环管路，且所述支管路的路径上设置有离子源容器，所述离子源容器两端与所述支管路连通，用于放置离子源物质。所述化学液槽装置能够自动调整化学液内的杂质离子浓度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种化学液槽装置。
背景技术
在半导体工艺中的磷酸腐蚀工艺中，磷酸槽内的磷酸溶液中的Si浓度需要保持在一定范围的以维持稳定的刻蚀速率。随着腐蚀工艺的进行，磷酸中的Si浓度会发生变化，因此需要通过一定手段对磷酸溶液内的Si浓度进行调节，将Si浓度控制在一定范围内。
现有技术中，可以通过更换新的磷酸溶液来降低Si浓度，或者通过溶解晶圆表面的SiN层来提高磷酸溶液中的Si浓度，从而使得磷酸溶液中的Si浓度稳定。上述过程会耗费大量时间和晶圆资源，效率较低。
如何提高磷酸溶液中Si浓度的调整效率，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种化学液槽装置，能够自动调节所述化学液槽内的化学溶液内的杂质离子浓度。
为解决上述问题，本发明的具体实施方式提供一种化学液槽装置，包括：一种化学液槽装置，其特征在于，包括：化学液槽体，用于盛放化学液；循环单元，包括连接所述化学液槽体的循环管路，所述循环管路一端连接至所述化学液槽体的溶液输出端，另一端连接至所述化学液槽体内的喷嘴，化学液自所述化学液槽体的溶液输出端流出，经过所述循环管路后通过所述喷嘴喷出而进入所述化学液槽体内；浓度调整单元，包括支管路，所述支管路的输入端和输出端分别通过三通阀连接至所述循环管路，且所述支管路的路径上设置有离子源容器，所述离子源容器两端与所述支管路连通，用于放置离子源物质。
可选的，所述离子源物质为能够溶解于所述化学液的化学物。
可选的，所述化学液为磷酸，所述离子源物质包括氮化硅、氧化硅中的至少一种。
可选的，所述循环单元还包括设置于所述循环管路路径上的加热器、过滤器以及泵。
可选的，所述加热器和过滤器设置于所述支管路的输出端与所述化学液槽体之间。
可选的，所述泵设置于所述化学液槽体与所述支管路的输入端之间。
可选的，还包括：化学液排出单元，包括连通至所述化学液槽的排出管路和设置于所述排出管路上的第一阀门。
可选的，还包括：稀释单元，包括稀释管路和设置于所述稀释管路上的第二阀门，所述稀释管路一端通入所述化学液槽体，另一端用于连接至稀释液体源。
可选的，所述化学液槽体包括外槽体和位于所述外槽体内的内槽体。
可选的，所述溶液输出端位于所述外槽体上，所述喷嘴位于所述内槽体内。
本发明的化学液槽装置包括浓度调整单元，能够自动调节化学液内的杂质离子浓度，从而无需通过更换溶液或者溶解晶圆上特定材料薄膜等特定程序来对离子浓度进行调整，可以节约时间，提高效率。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式的化学液槽装置的结构示意图；
图2为本发明一具体实施方式的化学液槽装置的控制结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的化学液槽装置的具体实施方式做详细说明。
请参考图1，为本发明一具体实施方式的化学液槽装置的具体实施方式。
所述化学液槽装置包括：化学液槽体100，循环单元以及浓度调整单元。
所述化学液槽体100用于盛放化学液。该具体实施方式中，所述化学液为磷酸。在其他具体实施方式中，所述化学液还可以为氢氟酸等其他湿法刻蚀溶液或清洗溶液，用于对置于所述化学液槽体100内的晶圆130进行湿法刻蚀或冲洗。
所述循环单元，包括连接所述化学液槽体的循环管路110，所述循环管路110一端连接至所述化学液槽体100的溶液输出端，另一端连接至所述化学液槽体100内的喷嘴116，化学液自所述化学液槽体100的溶液输出端流出，经过所述循环管路110后通过所述喷嘴116喷出而再次进入所述化学液槽体100内。
该具体实施方式中，所述化学液槽体100包括外槽体102和位于所述外槽体102内的内槽体101。所述溶液输出端位于所述外槽体102底部，所述喷嘴116位于所述内槽体101内，具体的，位于所述内槽体101的底部。喷嘴116向所述内槽体101内喷入化学液，内槽体101内的化学液流动溢出至外槽体102内，通过溶液输出端进入循环单元，再返回至内槽体101内。
所述循环单元还包括设置于所述循环管路110路径上的加热器114、过滤器115以及泵111。所述泵111用于将化学液从外槽体102内抽出，化学液经过加热器114加热，以及过滤器115过滤后通过喷嘴116返回内槽体101内。通过所述循环单元可以过滤化学液内的颗粒杂质，以及维持所述化学液的温度。
该具体实施方实施中，所述化学液槽装置还包括浓度调整单元，所述浓度调整单元包括支管路120，所述支管路120的输入端通过第一三通阀112连接至所述循环管路110，所述支管路120的输出端通过第二三通阀113连接至所述循环管路110，且所述支管路120的路径上设置有离子源容器121，所述离子源容器121两端与所述支管路120连通，用于放置离子源物质。通过调整所述第二三通阀113和第一三通阀112的状态，可以使得从化学液槽110流出的化学液经过循环管路110至第一三通阀112后流入支管路120，经过所述离子源容器121之后，再通过第二三通阀113流入循环管路110。
所述离子源容器121内的离子源物质，包含所述化学液内需要调整的离子元素，且能够溶解于所述化学液。该具体实施方式中，所述化学液为磷酸，需要对磷酸溶液内的Si离子浓度进行调整。因此，所述离子源物质为含硅元素且能溶解于磷酸的物质，包括氮化硅、氧化硅以及氮氧化硅等含硅化合物中的至少一种。
当磷酸溶液中的Si离子浓度偏低使，将所述循环管路110与支管路120连通，磷酸溶液流经所述离子源容器121，使得所述离子源容器121内的部分离子源物质被溶解，释放出Si离子，磷酸溶液携带Si离子经过循环管路110回到化学液槽内，从而可以提高所述化学液槽体100内的磷酸溶液的Si浓度。
该具体实施方式中，所述加热器114和过滤器115设置于所述支管路120的输出端与所述化学液槽体100之间。当化学液经过离子源容器121后再次进入循环管路110内后，由所述加热器114加热以及过滤器115过滤，可以过滤掉化学液从所述离子源容器121内带出的固体杂质。
所述泵111设置于所述化学液槽体100与所述支管路120的输入端之间，便于控制进入所述支管路或者循环管路内的化学液流量。
当所述化学液内的某一离子浓度过高时，需要降低所述化学液内该离子的浓度。因此，该具体实施方式中，所述化学液槽装置还包括：稀释单元，所述稀释单元包括稀释管路131和设置于所述稀释管路131上的第二阀门132，所述稀释管路131一端通入所述化学液槽体100，另一端用于连接至去离子水源。该具体实施方式中，所述稀释管路131一端直接通入所述化学液槽体100的内槽体内101内，用于直接稀释所述内槽体101内的化学液浓度。所述第二阀门132用于控制所述稀释管路131的通断。在其他具体实施方式中，所述稀释管路131一端还可以通入所述外槽体102内。通入去离子水不仅能够导致化学液内的杂质离子浓度下降，还是的化学液的有效成分浓度下降。在其他具体实施方式中，所述稀释管路131一端还用于连接至纯净的化学液源，用于通入不含杂质离子的化学液，从而仅稀释内槽体101内的杂质离子的浓度。
所述化学液槽装置还包括：化学液排出单元，所述化学液排出单元包括：连通至所述化学液槽体100的排出管路141和设置于所述排出管路上的第一阀门142。当所述化学液槽体由于去离子水通入导致化学液过满，或者需要将化学液排出是，通过开启所述第一阀门142可以将所述化学液槽体100内的化学液排出。该具体实施方式中，所述排出管路141连通至所述内槽体101。
请参考图2，所述化学液槽装置还包括一浓度检测器201，用于检测所述化学液槽体100内的化学液中杂质离子的浓度，以实时获得所述化学液内杂质离子浓度的信息。具体的，浓度检测器201用于检测所述内槽体101内的化学液离子浓度。所述该具体实时方式中，所述化学液槽装置还包括一控制器202，与所述浓度检测器201和所述第一三通阀112、第二三通阀113、第一阀门142以及第二阀门132连接，用于根据所述浓度检测器201获取的化学液槽体100内的化学液中杂质离子的浓度，控制所述第一三通阀112、第二三通阀113、第一阀门142以及第二阀门132的通断。
在一个具体实施方式中，所述化学液为磷酸溶液，所述杂质离子为Si离子，所述离子源容器121内放置有含硅化合物。当所述浓度检测器201检测到所述内槽体101内的Si离子浓度低于阈值时，所述控制器202控制所述第一三通阀112连通循环管路110和支管路120，使得化学液自循环管路110流入支管路120内并经过所述离子源容器121，提高化学液内的Si浓度；控制所述第二三通阀113连通所述支管路120以及下游的循环管路110，使得支管路120内的化学液流入循环管路110内，并继续流入内槽体101内，从而提高内槽体101内化学液的Si浓度。当所述浓度检测器201检测到所述内槽体101内的Si离子浓度高于阈值时，所述控制器202控制所述第一三通阀112和第二三通阀113与支管路120断开，化学液仅在循环管路内流动；并且开启所述第二阀门132，使得去离子水通过所述稀释管路131进入内槽体101内，稀释内槽体101内的化学液，使得所述化学液内的Si离子浓度下降。
上述化学液槽装置包括浓度调整单元，能够自动调节化学液内的杂质离子浓度，从而无需通过更换溶液或者溶解晶圆上特定材料薄膜等特定程序来对离子浓度进行调整，从而可以节约时间，提高效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种化学液槽装置，其特征在于，包括：
化学液槽体，用于盛放化学液；
循环单元，包括连接所述化学液槽体的循环管路，所述循环管路一端连接至所述化学液槽体的溶液输出端，另一端连接至所述化学液槽体内的喷嘴，化学液自所述化学液槽体的溶液输出端流出，经过所述循环管路后通过所述喷嘴喷出而进入所述化学液槽体内；
浓度调整单元，包括支管路，所述支管路的输入端和输出端分别通过三通阀连接至所述循环管路，且所述支管路的路径上设置有离子源容器，所述离子源容器两端与所述支管路连通，用于放置离子源物质，所述离子源物质为能够溶解于所述化学液的化学物。
2.根据权利要求1所述的化学液槽装置，其特征在于，所述化学液为磷酸，所述离子源物质包括氮化硅、氧化硅中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的化学液槽装置，其特征在于，所述循环单元还包括设置于所述循环管路路径上的加热器、过滤器以及泵。
4.根据权利要求3所述的化学液槽装置，其特征在于，所述加热器和过滤器设置于所述支管路的输出端与所述化学液槽体之间。
5.根据权利要求3所述的化学液槽装置，其特征在于，所述泵设置于所述化学液槽体与所述支管路的输入端之间。
6.根据权利要求1所述的化学液槽装置，其特征在于，还包括：化学液排出单元，包括连通至所述化学液槽的排出管路和设置于所述排出管路上的第一阀门。
7.根据权利要求1所述的化学液槽装置，其特征在于，还包括：稀释单元，包括稀释管路和设置于所述稀释管路上的第二阀门，所述稀释管路一端通入所述化学液槽体，另一端用于连接至稀释液体源。
8.根据权利要求1所述的化学液槽装置，其特征在于，所述化学液槽体包括外槽体和位于所述外槽体内的内槽体。
9.根据权利要求8所述的化学液槽装置，其特征在于，所述溶液输出端位于所述外槽体上，所述喷嘴位于所述内槽体内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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