CN220017019U - 半导体工艺设备及其供液装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种半导体工艺设备的供液装置及半导体工艺设备，其中，所公开的供液装置包括储液容器、泵、压力传感器、控制器、背压阀、输液主管路和多个输液支管路；输液主管路的进液管口与储液容器的排液口连通，输液主管路的回液管口与储液容器的回液口连通，泵设于输液主管路上，背压阀设于输液主管路上；压力传感器设于输液主管路，且用于检测输液主管路的实际压力；控制器分别与压力传感器、泵和背压阀相连，用于根据实际压力调节泵的转速和背压阀的开度。上述方案能解决相关技术涉及的供液装置存在输液管路的压力易波动导致的供液不稳定的问题。

Description

半导体工艺设备及其供液装置

技术领域

本申请属于半导体工艺设备设计技术领域，具体涉及一种半导体工艺设备及其供液装置。

背景技术

供液装置被广泛的应用于多个领域。举例而言，半导体工艺设备的清洗腔室内进行工艺时，供液装置需要给清洗腔室供液，用来清洗工艺品。

如何保证输液主管路中液体压力的稳定性是设计的重点。相关技术涉及的供液装置，供液装置的输液主管路上并联有多个输液支管路，以通过多个输液支管路给多个清洗腔室供液。不同清洗腔室的工艺过程不一样，导致不同的清洗腔室具有不同的供液需求，这使得在具有供液需求的清洗腔室的数量及位置改变时，会引起输液主管路中液体压力的波动，从而会导致流入清洗腔室的液体的流量发生变化，不利于工艺的进行，进而影响工艺结果。

实用新型内容

本实用新型公开一种半导体工艺设备及其供液装置，以解决相关技术涉及的供液装置存在输液管路的压力易波动导致的供液不稳定的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

第一方面，本申请公开一种半导体工艺设备的供液装置，包括储液容器、泵、压力传感器、控制器、背压阀、输液主管路和多个输液支管路；其中，

所述输液主管路的进液管口与所述储液容器的排液口连通，所述输液主管路的回液管口与所述储液容器的回液口连通，所述泵设于所述输液主管路上，所述背压阀设于所述输液主管路上；

所述多个输液支管路的进液管口并联在所述输液主管路上，且位于所述背压阀与所述泵之间，每个所述输液支管路均设有开关阀；

所述压力传感器设于所述输液主管路，且用于检测所述输液主管路的实际压力；

所述控制器分别与所述压力传感器、所述泵和所述背压阀相连，用于根据所述实际压力调节所述泵的转速和所述背压阀的开度，以使得所述实际压力达到预设压力。

第二方面，本申请公开一种半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括清洗腔室和上文任一项所述供液装置，所述清洗腔室与所述输液支管路连通。

本实用新型采用的技术方案能够达到以下技术效果：

本申请实施例公开的供液装置，通过对相关技术涉及的供液装置的结构进行改进，通过分别在输液支管路的两侧设置泵与背压阀，同时通过设置压力传感器检测输液主管路的实际压力，使得控制器接收到压力传感器反馈的实际压力，而将实际压力与预设压力相对比，从而在实际压力不等于预设压力的情况下，能够通过调节泵的转速和背压阀的开度，而实现对输液主管路的实际压力的调节，最终使得实际压力与预设压力尽可能相同。此种结构，相比于仅通过调节泵的转速来调节整条输液主管路的实际压力而言，本申请中通过同时对泵的转速和背压阀的开度的调节，使得输液主管路(上游和下游)整体能够快速响应，使得输液主管路的整条管线的实际压力更容易达到预设压力，以达到较好的调节效果，最终能够更好地缓解输液主管路的压力的波动，以缓解流入到输液支管路的液体流量的波动，从而使输液支管路输出的液体流量更加稳定，进而尽可能地避免影响工艺结果。

附图说明

图1是本申请实施例公开的供液装置的示意图；

图2是本申请实施例公开的控制气路的示意图。

附图标记说明：

100-储液容器、

200-泵、

300-压力传感器、

400-控制器、

500-背压阀、

610-输液主管路、620-输液支管路、621-开关阀、622-超声波流量计、

700-控制气路、710-比例阀、720-供气管路、730-电磁阀、740-气源、750-调压阀、760-显示表、

800-清洗腔室。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各个实施例公开的技术方案。

请参考图1至图2，本申请实施例公开一种半导体工艺设备的供液装置，所公开的供液装置包括储液容器100、泵200、压力传感器300、控制器400、背压阀500、输液主管路610和多个输液支管路620。

储液容器100用于装盛液体(工艺液体)，输液主管路610的进液管口与储液容器100的排液口连通，输液主管路610的回液管口与储液容器100的回液口连通，泵200设于输液主管路610上，用于驱动液体的流动。背压阀500设于输液主管路610上。也就是说，储液容器100中的液体能够从储液容器100的排液口流到输液主管路610中，又能够通过与储液容器100的回液口连通的输液主管路610至少部分流回到储液容器100中，从而使得液体能够在输液主管路610和储液容器100中循环，其中，泵200用于输送从储液容器100中排出的液体，且泵200和背压阀500用于调节输液主管路610中液体的压力。此种结构，由于背压阀500和泵200分别可以调节输液主管路610的上游和下游的液压，故能够更有效地使输液主管路610的液压保持稳定，尽可能地缓解输液主管路610较长而导致局部液压容易出现不稳定的现象。

如上文所述，在没有供液需求的情况下，能够通过对背压阀500和泵200进行调整，提高泵200的转速，并增大背压阀500的开度，使液体在输液主管路610和储液容器100中以较快的速度循环，从而使液体充分混合，以达到平衡液体温度、均匀液体浓度等的目的。当然，储液容器100装盛的液体可以是化学药液等，本申请实施例对液体的具体种类不做限制。

多个输液支管路620的进液管口并联在输液主管路610上，且位于背压阀500与泵200之间，此种结构，输液支管路620输出液体时，背压阀500与泵200能够及时且有效地调节输液主管路610的液压，从而保证输液支管路620稳定地输出液体。此外，每个输液支管路620均设有开关阀621，从而能够根据具体的需求控制不同输液支管路620输出液体。

压力传感器300设于输液主管路610，且用于检测输液主管路610的实际压力，控制器400分别与压力传感器300、泵200和背压阀500相连，用于根据实际压力调节泵200的转速和背压阀500的开度，以使得实际压力达到预设压力。此种结构，控制器400设置预设压力，压力传感器300将检测到的实际压力反馈给控制器400，控制器400时刻比较实际压力和预设压力，并控制泵200的转速和背压阀500的开度，直至实际压力与预设压力相等，此时，输液支管路620的上游和下游的液压相等，即输液支管路620的上游和下游的液压均衡。

在具体的工作过程中，在实际压力小于预设压力的情况下，控制器400控制泵200提高转速，以增大输送到输液主管路610的液体的流量，同时控制背压阀500减小开度，以减小流回储液容器100的液体的流量，从而通过增大输液主管路610中液体的体积，实现增大输液主管路610的实际压力的目的，进而使实际压力达到预设压力。

在实际压力大于预设压力的情况下，控制器400控制泵200降低转速，以减小输送到输液主管路610的液体的流量，同时控制背压阀500增大开度，以增大流回储液容器100的液体的流量，从而通过减小输液主管路610中液体的体积，实现减小输液主管路610的实际压力的目的，进而使实际压力达到预设压力。

本申请实施例公开的供液装置，通过对相关技术涉及的供液装置的结构进行改进，通过分别在输液支管路620的两侧设置泵200与背压阀500，同时通过设置压力传感器300检测输液主管路610的实际压力，使得控制器400接收到压力传感器300反馈的实际压力，而将实际压力与预设压力相对比，从而在实际压力不等于预设压力的情况下，能够通过调节泵200的转速和背压阀500的开度，而实现对输液主管路610的实际压力的调节，最终使得实际压力与预设压力尽可能相同。此种结构，相比于仅通过调节泵200的转速来调节整条输液主管路610的实际压力而言，本申请中通过同时对泵200的转速和背压阀500的开度的调节，使得输液主管路610(上游和下游)整体能够快速响应，使得输液主管路610的整条管线的实际压力更容易达到预设压力，以达到较好的调节效果，最终能够更好地缓解输液主管路610的压力的波动，以缓解流入到输液支管路620的液体流量的波动，从而使输液支管路620输出的液体流量更加稳定，进而尽可能地避免影响工艺结果。

在一个可行的技术方案中，供液装置还可以包括控制气路700，控制气路700可以与背压阀500相连，控制器400可以与控制气路700相连，可以通过控制控制气路700的气体流量，而改变通过控制气路700的气体压力，从而控制背压阀500的开度。

在具体的工作过程中，在实际压力小于预设压力的情况下，控制器400减小通过控制气路700的气体流量，从而减小通过控制气路700的气体压力，进而减小背压阀500的开度，使得流回储液容器100的液体流量变小，实现增大输液主管路610的实际压力的目的，最终使实际压力等于预设压力。在实际压力大于预设压力的情况下，控制器400增大通过控制气路700的气体流量，从而增大通过控制气路700的气体压力，进而增大背压阀500的开度，使得流回储液容器100的液体流量变大，实现减小输液主管路610的实际压力的目的，最终使实际压力等于预设压力。此种结构，控制方式较为简单，且气动控制的反应较为迅速，且控制器件结构简单，有利于降低成本。此种情况下，背压阀500本质是一种机械阀，即不是由电信号来控制的阀。

当然，在另一个可行的技术方案中，背压阀500可以是电控阀，此种情况下，控制器400直接控制背压阀500，并能够根据实际压力改变背压阀500的开度，从而通过电控的方式实现背压阀500的自动控制，且控制器400直接控制背压阀500反应更加灵敏。在此种情况下，背压阀500是一种由电信号控制的阀。

在进一步的技术方案中，控制气路700可以包括气源740、供气管路720和比例阀710，比例阀710可以设于供气管路720上，供气管路720可以与气源740连通，使气源740能够向供气管路720中通入气体，比例阀710可以通过供气管路720与背压阀500连通，控制器400可以与比例阀710相连，控制器400可以用于控制比例阀710的开度，来控制背压阀500的开度。此种情况下，比例阀710位于气源740的下游，背压阀500位于比例阀710的下游，气源740将气体输送到供气管路720中，气体通过供气管路720流至比例阀710，然后比例阀710通过供气管路720将气体输送至背压阀500。

具体地，在实际压力不等于预设压力的情况下，控制器400能够控制比例阀710，以调节比例阀710开度的大小，从而调节从比例阀710输送至背压阀500的气体压力的大小，进而对背压阀500的开度大小进行调整，以改变流回储液容器100的液体流量的大小，实现减小输液主管路610的实际压力的目的，最终使实际压力等于预设压力。需要说明的是，比例阀710开度的大小与比例阀710输出气体压力的大小成正比，背压阀500开度的大小与输入背压阀500的气体压力的大小成正比。

在其它实施例中，控制器400可以通过控制输入比例阀710的气体压力，来控制比例阀710输出的气体压力，具体地，控制器400向比例阀710输入设定压力，从而使压力为设定压力的气体输入比例阀710，比例阀710通过内部预设的运算规则将设定压力转换为比例阀710的输出压力，从而使比例阀710输出的气体压力等于输出压力，然后比例阀710将输出的气体输送至背压阀500，通过输出气体的压力调节背压阀500的开度大小，从而改变流回储液容器100的液体流量的大小，实现减小输液主管路610的实际压力的目的，进而使实际压力等于预设压力。比例阀710输出的气体压力与背压阀500的开度大小具有对应关系，此对应关系可以通过实验建立。

在较为优选的技术方案中，控制气路700还可以包括电磁阀730，电磁阀730可以设于供气管路720上，且可以位于比例阀710的上游，控制器400还可以与电磁阀730相连，控制器400可以用于控制电磁阀730，以实现供气管路720的通断。此种结构，不需要人工控制供气管路720的通断，有利于进一步实现供液装置的自动化控制，且通过电磁阀730控制供气短路，能够提高响应速度，有利于提高供液装置的灵敏性。

在进一步的技术方案中，控制气路还可以包括调压阀750，调压阀750可以设于比例阀710的上游。此种结构，供气管路720中的气体先通过调压阀750，经过调压阀750的调节之后的气体的压力被限制后，再通过比例阀710，避免从气源740输出的气体的压力过大对比例阀710造成一定的冲击，而导致比例阀710故障，同时能够使得输入比例阀710的气体压力保持稳定。

在更为优选的技术方案中，控制气路还可以包括显示表760，显示表760可以与调压阀750连接，显示表760可以用于显示通过调压阀750的气体的压力。此种结构，能够直观的显示通过调压阀750的气体的压力，从而方便观测通过调压阀750的气体的压力，同时可以通过观察显示表760根据具体的需求调节通过调压阀750的气体的压力。

在本申请实施例中，泵200可以为多个，多个泵200可以串连设置，且可以位于储液容器100的排液口与压力传感器300之间，从而能够及时且快速地输送储液容器100通过排液口输出到输液主管路610的液体，压力传感器300位于泵200的下游能够提高检测的准确性。此种结构，通过串联地设置多个泵200，能够避免输液主管路610较长导致压力不足的问题，避免液体由于压力不足而难以输送至输液支管路620中，有利于保证供液装置的正常运行，同时，还能够避免部分泵200发生故障导致无法正常输送液体的情况，有利于提高供液装置的稳定性。具体地，泵200可以是磁力泵，也可以是其它驱动方式的泵，本申请实施例对此不作限制。

在一种可行的技术方案，压力传感器300可以设于输液主管路610的位于多个输液支管路620与泵200的出口之间的部位上。此种结构，压力传感器300设于泵200的下游，且位于多个输液支管路620的上游，使得压力传感器300能够比较快速地检测到输液主管路610的实际压力，且在输液主管路610较长的情况下仍旧能够及时检测到泵200输送到压力传感器300处的液体的压力，从而使得压力传感器300的检测更加灵敏，进而能够快速地将实际压力反馈至控制器400，有利于快速地响应，以及时调压。同时，能够避免输出液体的输液支管路620的数量或位置发生变化致使液压骤变，而导致的检测不准确。

当然，压力传感器300也可以设于多个输液支管路620的下游，且位于背压阀500的上游，此种情况下，压力传感器300与泵200具有一定的距离，而泵200输出的液体在输液主管路610中流动时存在移动的动量损失，也就是说越靠近泵200的液体的压力越高，此种结构能够避免过于靠近泵200，而导致的压力传感器300检测到的输液主管路610的实际压力偏高的问题。

基于本申请公开的供液装置，本申请实施例进一步公开一种半导体工艺设备，所公开的半导体工艺设备包括清洗腔室800和上文实施例中所述的供液装置，清洗腔室800与输液支管路620连通，从而使得供液装置中的液体能够输送到清洗腔室800中，且能够根据具体的需求控制开关阀621的通断，来控制输液支管路620的通断。

在进一步的技术方案中，半导体工艺设备可以包括多个清洗腔室800，多个输液支管路620的出液管口可以一一对应地连接多个清洗腔室800，使得供液装置能够同时给多个清洗腔室800进行供液。每个输液支管路620均可以设有超声波流量计622，超声波流量计622设于开关阀621与清洗腔室800之间，且可以与控制器400相连，超声波流量计622可以用于检测输液支管路620的流量。也就是说，超声波流量计622能够将其所检测到的输液支管路620的流量反馈给控制器400，使得输液支管路620的流量异常时能够发出警告，从而避免输入到清洗腔室800的液体流量异常导致工艺无法正常进行，避免影响工艺结果，进而有利于提高半导体工艺设备的可靠性。

在本申请实施例中，开关阀621可以是电磁阀，也可以是电磁气动阀，且开关阀621可以与控制器400连接，以通过控制器400控制开关阀621的通断，以实现输液支管路620的自动控制。

本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例的不同，各个实施例的不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备的供液装置，其特征在于，包括储液容器(100)、泵(200)、压力传感器(300)、控制器(400)、背压阀(500)、输液主管路(610)和多个输液支管路(620)；

所述输液主管路(610)的进液管口与所述储液容器(100)的排液口连通，所述输液主管路(610)的回液管口与所述储液容器(100)的回液口连通，所述泵(200)设于所述输液主管路(610)上，所述背压阀(500)设于所述输液主管路(610)上；

所述多个输液支管路(620)的进液管口并联在所述输液主管路(610)上，且位于所述背压阀(500)与所述泵(200)之间，每个所述输液支管路(620)均设有开关阀(621)；

所述压力传感器(300)设于所述输液主管路(610)，且用于检测所述输液主管路(610)的实际压力；

所述控制器(400)分别与所述压力传感器(300)、所述泵(200)和所述背压阀(500)相连，用于根据所述实际压力调节所述泵(200)的转速和所述背压阀(500)的开度，以使得所述实际压力达到预设压力。

2.根据权利要求1所述的供液装置，其特征在于，所述供液装置还包括控制气路(700)，所述控制气路(700)与所述背压阀(500)相连，所述控制器(400)与所述控制气路(700)相连，通过控制所述控制气路(700)的气体流量，来控制所述背压阀(500)的开度。

3.根据权利要求2所述的供液装置，其特征在于，所述控制气路(700)包括气源(740)、供气管路(720)和比例阀(710)，所述比例阀(710)设于所述供气管路(720)上，所述供气管路(720)与所述气源(740)连通，所述比例阀(710)通过所述供气管路(720)与所述背压阀(500)连通，所述控制器(400)与所述比例阀(710)相连，所述控制器(400)用于控制所述比例阀(710)的开度，来控制所述背压阀(500)的开度。

4.根据权利要求3所述的供液装置，其特征在于，所述控制气路(700)还包括电磁阀(730)，所述电磁阀(730)设于所述供气管路(720)上，且位于所述比例阀(710)的上游，所述控制器(400)还与所述电磁阀(730)相连，所述控制器(400)用于控制所述电磁阀(730)，以实现所述供气管路(720)的通断。

5.根据权利要求3所述的供液装置，其特征在于，所述控制气路(700)还包括调压阀(750)，所述调压阀(750)设于所述比例阀(710)的上游。

6.根据权利要求5所述的供液装置，其特征在于，所述控制气路(700)还包括显示表(760)，所述显示表(760)与所述调压阀(750)连接，所述显示表(760)用于显示通过所述调压阀(750)的气体的压力。

7.根据权利要求1所述的供液装置，其特征在于，所述泵(200)为多个，多个所述泵(200)串连设置，且位于所述储液容器(100)的排液口与所述压力传感器(300)之间。

8.根据权利要求1所述的供液装置，其特征在于，所述压力传感器(300)位于所述输液主管路(610)的所述多个输液支管路(620)与所述泵(200)的出口之间的部位上。

9.一种半导体工艺设备，其特征在于，所述半导体工艺设备包括清洗腔室(800)和权利要求1至8中任一项所述供液装置，所述清洗腔室(800)与所述输液支管路(620)连通。

10.根据权利要求9所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述半导体工艺设备包括多个所述清洗腔室(800)，所述多个输液支管路(620)的出液管口一一对应地连接多个所述清洗腔室(800)，每个所述输液支管路(620)均设有超声波流量计(622)，所述超声波流量计(622)设于所述开关阀(621)与所述清洗腔室(800)之间，且与所述控制器(400)相连，所述超声波流量计(622)用于检测所述输液支管路(620)的流量。