CN104971522B - 一种半导体处理系统中流体除气泡装置及其除气泡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体处理系统中对流体处理的领域，具体地说是一种半导体处理系统中流体除气泡装置及其除气泡方法，装置包括液体容器、液体泵、三通接头、第一、二控制器、第一、二通断阀、喷嘴、废液回收桶及液体泵控制器，三通接头分别通过管路与液体泵及第一、二通断阀相连通，液体容器通过管路与液体泵相连通、为除气泡装置提供液体，废液回收桶通过管路与第一通断阀相连通、回收经第一通断阀流出的液体，喷嘴通过管路与第二通断阀相连通、经第二通断阀流出的液体进入喷嘴；方法为通过各控制器控制通断阀的开关和液体泵的工作来除去流体中的气泡。本发明可以实现微小流量流体的气泡清除，保证出口流体的流量稳定，增加的装置简单，控制方便。
Description
技术领域
本发明属于半导体处理系统中对流体处理的领域，具体地说是一种半导体处理系统中流体除气泡装置及其除气泡方法。
背景技术
在半导体处理系统中，微小流量的流体使用比较频繁，因为流量较小，因此对流量的稳定性要求也较高。但是流体中经常存在气泡，会造成流量的波动，对微小流量的流体来说这些波动是不允许的。尤其是在喷胶工艺过程中，一旦有气泡存在，晶圆表面喷覆的胶膜厚度就会不均匀，影响产品良率。
为了提高在这些工艺过程中的产品良率，清除流体内的气体成为一个关键的工艺点，也就是流体中气泡的清除。目前常用的除气泡方式有：
1.往容器内加注液体后，容器密封，然后持续抽真空一段时间后投入到生产当中；
2.在这些流体管路中增加缓冲器（BUFFER），这就可以将混在流体中的气体清除。
但是方式1存在一个问题就是效率较低，需要单独的脱泡时间，会影响生产率。而方式2，对于大流量的流体来说，效果还算可以；而对于小流量的流体来说不适用，由于小流量流体的供给装置背压较低，极大可能流体进入BUFFER后不会流出，并且BUFFER的清洗也是一个难题。
发明内容
为了解决现有清除流体内气体方式存在的上述的问题，本发明的目的在于提供一种半导体处理系统中流体除气泡装置及其除气泡方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的除气泡装置包括液体容器、液体泵、三通接头、第一控制器、第一通断阀、喷嘴、第二控制器、第二通断阀、废液回收桶及液体泵控制器，其中三通接头分别通过管路与由液体泵控制器控制开关的液体泵、由第一控制器控制开关的第一通断阀及由第二控制器控制开关的第二通断阀相连通，所述液体容器通过管路与液体泵相连通、为所述除气泡装置提供液体，所述废液回收桶通过管路与第一通断阀相连通、回收经所述第一通断阀流出的液体，所述喷嘴通过管路与第二通断阀相连通、经所述第二通断阀流出的液体进入喷嘴。
其中：所述三通接头的三个接头分别为进液口、排气口及出液口，该三通接头为异径三通，即所述进液口与出液口为相同直径的接头，所述排气口的直径为进液口与出液口直径的二倍以上；所述排气口竖直向上，出液口竖直向下，所述进液口位于排气口与出液口之间；所述三通接头与第一通断阀之间的管路为垂直于水平面的竖直管路，所述第一通断阀位于三通接头的正上方。
本发明除气泡方法的步骤分为：
工作准备状态，第一控制器控制第一通断阀处于打开状态，第二控制器控制第二通断阀处于关闭状态，液体泵控制器控制液体泵供液，将所述第一通断阀与三通接头之间的管路填充满液体后，所述液体泵停止工作，第一通断阀关闭，多余液体排入所述废液回收桶；
工作状态，所述第二通断阀打开，液体泵控制器控制液体泵供液，液体经过第二通断阀进入所述喷嘴，液体中的气泡上升至所述第一通断阀的底端累积；
排气状态，该排气状态与所述工作准备状态相同，第一通断阀打开，第二通断阀关闭，液体泵控制器控制液体泵供液，第一通断阀的底端累积的气体随液体排出；
其中：所述工作准备状态过程中液体泵供液时间为2～5秒，之后关闭所述液体泵及第一通断阀；所述工作状态过程中，由于第一通断阀与三通接头之间的管路在工作准备状态过程中充满液体，气泡会一直上升至第一通断阀的底端并累积，而进入第二通断阀的液体中不含有气泡，并且流量与所述液体泵供液流量相同；所述排气状态是在每个工作状态之前进行一次，保证工作开始时所述第一通断阀与所述三通接头之间的管路充满液体。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明的除气泡装置采用多个自动阀，结构简单，自动化程度高。
2.本发明三通接头的排气口竖直向上，三通接头与第一通断阀之间的管路是垂直的，便于液体中所含气泡上升并排出。
3.本发明除气泡方法可以不占用单独的时间实现微小流量流体的气泡清除，且保证流体的流量稳定。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中三通接头的结构示意图；
其中：1为液体容器，2为液体泵，3为三通接头，4为第一控制器，5为第一通断阀，6为喷嘴，7为第二控制器，8为第二通断阀，9为废液回收桶，10为液体泵控制器，11为进液口，12为排气口，13为出液口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
本发明仅涉及到半导体处理系统中流体管路部分，即仅对流体做除气泡处理，这些流体通常为清洗液、去离子水、光刻胶、显影液、去边液或刻蚀液，但不局限于此，任何应用于半导体处理系统的流体，流量范围介于0.1μL/分钟到35mL/分钟之间微量流体，均可使用此方法去除气泡。
如图1、图2所示，本发明除气泡装置包括液体容器1、液体泵2、三通接头3、第一控制器4、第一通断阀5、喷嘴6、第二控制器7、第二通断阀8、废液回收桶9及液体泵控制器10，其中三通接头3的三个接头分别为进液口11、排气口12及出液口13，排气口12竖直向上，出液口13竖直向下，进液口11位于排气口12与出液口13中间。三通接头3的进液口11通过管路与液体泵2的出口相连通，液体泵2的进口通过管路与液体容器1相连通，该液体泵2由液体泵控制器10控制；第一通断阀5由第一控制器4控制、位于三通接头3的正上方，三通接头3的排气口12通过管路与第一通断阀5的进口相连通，第一通断阀5的出口通过管路与废液回收桶9相连通；三通接头3的出液口13通过管路与第二通断阀8的进口相连通，该第二通断阀8由第二控制器7控制，第二通断阀8的出口通过管路与喷嘴6相连通。
三通接头3为异径三通，即进液口11与出液口13为相同直径（内外径均相同）的接头，排气口12的直径为进液口11与出液口13直径的二倍以上（排气口12的外径为进液口11与出液口13外径的二倍以上，排气口12的内径为进液口11与出液口13内径的二倍以上，且与外径的倍数相同）；例如喷胶常用管路为1/8"，则进液口和出液口的管径为1/8"，排气口至少为1/4"。第一通断阀5与三通接头3之间的管路为垂直于水平面的竖直管路，且且管路长度为20mm到50mm之间。
本发明除气泡装置的除气泡方法，步骤分为：
工作准备状态，将第一通断阀5与三通接头3之间的管路填充满液体；在此过程中，第二控制器7控制第二通断阀8处于关闭状态，第一控制器4控制第一通断阀5处于打开状态，液体泵控制器10控制液体泵2供液，液体将通过三通接头3进入第一通断阀5与三通接头3之间的管路，多余的液体将排入废液回收桶9；供给时间为2～5秒（本发明为2秒），之后关闭液体泵2和第一通断阀5。
工作状态，第一控制器4控制第一通断阀5处于关闭状态，第二控制器7控制第二通断阀8处于打开状态，液体泵控制器10控制液体泵2供液，液体将经过第二通断阀8进入喷嘴6，液体中含有的气泡将在三通接头3中上升，由于第一通断阀5与三通接头3之间的管路充满液体，气泡会一直上升至第一通断阀5的底端，并在此处累积，而进入第二通断阀8的液体中不含有气泡，并且流量与液体泵2出口的流量相同。
排气状态，此状态与工作准备状态相同，第二控制部器7控制第二通断阀8处于关闭状态，第一控制器4控制第一通断阀5处于打开状态，液体泵控制器10控制液体泵2供液，液体将通过三通接头3进入第一通断阀5与三通接头3之间的管路，供给时间为2秒，之后关闭液体泵2和第一通断阀5。排气状态是在每个工作状态之前进行一次，保证工作开始时第一通断阀5与三通接头3之间的管路充满液体。
本发明的第一、二控制器4、7均为市购产品，购置于日本SMC公司，型号为SYJ314-5LZ；液体泵控制器10为市购产品，购置于美国VICI公司，型号为CP3-CM1-P；液体泵2为市购产品，购置于美国VICI公司，型号为CP3-8182-625D。
Claims (4)
1.一种半导体处理系统中流体除气泡装置的除气泡方法，其特征在于：包括液体容器(1)、液体泵(2)、三通接头(3)、第一控制器(4)、第一通断阀(5)、喷嘴(6)、第二控制器(7)、第二通断阀(8)、废液回收桶(9)及液体泵控制器(10)，其中三通接头(3)分别通过管路与由液体泵控制器(10)控制开关的液体泵(2)、由第一控制器(4)控制开关的第一通断阀(5)及由第二控制器(7)控制开关的第二通断阀(8)相连通，所述液体容器(1)通过管路与液体泵(2)相连通、为所述除气泡装置提供液体，所述废液回收桶(9)通过管路与第一通断阀(5)相连通、回收经所述第一通断阀(5)流出的液体，所述喷嘴(6)通过管路与第二通断阀(8)相连通、经所述第二通断阀(8)流出的液体进入喷嘴(6)，除气泡方法的步骤分为：
工作准备状态，第一控制器(4)控制第一通断阀(5)处于打开状态，第二控制器(7)控制第二通断阀(8)处于关闭状态，液体泵控制器(10)控制液体泵(2)供液，将所述第一通断阀(5)与三通接头(3)之间的管路填充满液体后，所述液体泵(2)停止工作，第一通断阀(5)关闭，多余液体排入所述废液回收桶(9)；
工作状态，所述第二通断阀(8)打开，液体泵控制器(10)控制液体泵(2)供液，液体经过第二通断阀(8)进入所述喷嘴(6)，液体中的气泡上升至所述第一通断阀(5)的底端累积；
排气状态，该排气状态与所述工作准备状态相同，第一通断阀(5)打开，第二通断阀(8)关闭，液体泵控制器(10)控制液体泵(2)供液，第一通断阀(5)的底端累积的气体随液体排出。
2.按权利要求1所述的除气泡方法，其特征在于：所述工作准备状态过程中液体泵(2)供液时间为2～5秒，之后关闭所述液体泵(2)及第一通断阀(5)。
3.按权利要求1所述的除气泡方法，其特征在于：所述工作状态过程中，由于第一通断阀(5)与三通接头(3)之间的管路在工作准备状态过程中充满液体，气泡会一直上升至第一通断阀(5)的底端并累积，而进入第二通断阀(8)的液体中不含有气泡，并且流量与所述液体泵(2)供液流量相同。
4.按权利要求1所述的除气泡方法，其特征在于：所述排气状态是在每个工作状态之前进行一次，保证工作开始时所述第一通断阀(5)与所述三通接头(3)之间的管路充满液体。
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