反应槽设备的过滤器清洗装置及其清洗方法、反应槽设备与流程

本发明涉及半导体制造设备领域，尤其涉及一种反应槽设备的过滤器清洗装置及其清洗方法、反应槽设备。

背景技术：

在半导体制造工艺中，通常利用热磷酸具有良好的均匀性和较高的选择比的特性，采用热磷酸湿法刻蚀对氮化硅进行刻蚀，且反应生成物包含有氧化硅(例如sio2)，该氧化硅会溶于磷酸溶液中。

进一步地，为了对所述热磷酸进行循环使用，会在磷酸槽设备中设置过滤器，对所述氧化硅以及磷酸溶液中的杂质进行过滤。

然而随着时间的积累，存在磷酸溶液中的氧化硅过于饱和的问题，导致硅的氧化物在过滤器聚集，堵塞过滤膜，使循环流量降低，降低过滤效果，缩短过滤器使用寿命。

在现有技术中，可以采用清洗液对过滤器进行清洗，然而需要先对磷酸槽设备进行停机，导致生产效率下降，生产成本增加；如果延长清洗周期，则容易降低过滤效果致使半导体器件的品质变差，且缩短过滤器使用寿命。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种反应槽设备的过滤器清洗装置及其清洗方法、反应槽设备，可以实现在不必停机反应槽设备的前提下轮流对过滤器进行清洗，提高过滤效果且延长过滤器的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种反应槽设备的过滤器清洗装置，包括：清洗槽，用于容置清洗液体；清洗槽进液管路，用于向所述清洗槽输入所述清洗液体；清洗槽出液管路，用于从所述清洗槽输出所述清洗液体；备用过滤器，所述备用过滤器具有入口和出口；第一三通阀，所述第一三通阀具有一个入口与两个出口，所述第一三通阀的入口与所述清洗槽出液管路连通，所述第一三通阀的第一出口与所述备用过滤器的入口连通；第二三通阀，所述第二三通阀具有一个入口与两个出口，所述第二三通阀的第一出口与所述备用过滤器的入口连通；第三三通阀，所述第三三通阀具有两个入口与一个出口，所述第三三通阀的第一入口与所述备用过滤器的出口连通；第四三通阀，所述第四三通阀具有两个入口与一个出口，所述第四三通阀的第一入口与所述备用过滤器的出口连通，所述第四三通阀的出口与所述清洗槽进液管路连通。

可选的，所述反应槽设备包括反应槽、原始过滤器、反应槽进液管路以及反应槽出液管路；其中，所述第一三通阀的第二出口以及所述第二三通阀的第二出口用于与所述原始过滤器的入口连通，所述第二三通阀的入口用于与所述反应槽出液管路连通，所述第三三通阀的第二入口以及所述第四三通阀的第二入口用于与所述原始过滤器的出口连通，所述第三三通阀的出口用于与所述反应槽进液管路连通。

可选的，所述清洗槽内的清洗液体为氢氟酸溶液。

可选的，所述氢氟酸溶液中氢氟酸与水的质量比为1：10至1：1000。

可选的，所述反应槽设备的过滤器清洗装置还包括清洗槽泵，所述清洗槽泵安装在所述清洗槽出液管路上。

可选的，所述反应槽设备的过滤器清洗装置还包括清洗槽输液管路以及清洗槽废弃管路；其中，所述清洗槽输液管路在开启时向所述清洗槽内输入清洗液体；所述清洗槽废弃管路在开启时排出所述清洗槽内的清洗后液体。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种上述的反应槽设备的过滤器清洗装置的备用过滤器清洗方法，包括上述过滤器清洗装置，所述反应槽设备包括：反应槽，用于容置反应液体；反应槽进液管路，用于向所述清洗槽输入所述反应液体；反应槽出液管路，用于从所述清洗槽输出所述反应液体；原始过滤器，所述原始过滤器具有入口和出口；将所述第一三通阀的第二出口与所述原始过滤器的入口连通，将所述第二三通阀的入口与所述反应槽出液管路连通，将所述第二三通阀的第二出口与所述原始过滤器的入口连通，将所述第三三通阀的第二入口与所述原始过滤器的出口连通，将所述第四三通阀的第二入口与所述原始过滤器的出口连通，将所述第三三通阀的出口与所述反应槽进液管路连通；控制所述第一三通阀的入口与第一出口导通，且控制所述第四三通阀的第一入口以及出口导通，控制所述第二三通阀的入口与第二出口导通，且控制所述第三三通阀的第二入口与出口导通；其中，所述反应槽中的反应液体流经所述第二三通阀、所述原始过滤器以及所述第三三通阀后回到所述反应槽中，所述清洗槽中的清洗液体流经所述第一三通阀、所述备用过滤器以及所述第四三通阀后回到所述清洗槽中。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种上述的反应槽设备的过滤器清洗装置的备用过滤器清洗方法，包括上述过滤器清洗装置，所述反应槽设备包括：反应槽，用于容置反应液体；反应槽进液管路，用于向所述清洗槽输入所述反应液体；反应槽出液管路，用于从所述清洗槽输出所述反应液体；原始过滤器，所述原始过滤器具有入口和出口；将所述第一三通阀的第二出口与所述原始过滤器的入口连通，将所述第二三通阀的入口与所述反应槽出液管路连通，将所述第二三通阀的第二出口与所述原始过滤器的入口连通，将所述第三三通阀的第二入口与所述原始过滤器的出口连通，将所述第四三通阀的第二入口与所述原始过滤器的出口连通，将所述第三三通阀的出口与所述反应槽进液管路连通；控制所述第一三通阀的入口与第二出口导通，且控制所述第四三通阀的第二入口与出口导通，控制所述第二三通阀的入口与第一出口导通，且控制所述第三三通阀的第一入口与出口导通；其中，所述反应槽中的液体流经所述第二三通阀、所述备用过滤器以及所述第三三通阀后回到所述反应槽中，所述清洗槽中的清洗液流经所述第一三通阀、所述原始过滤器以及所述第四三通阀后回到所述清洗槽中。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种反应槽设备，包括反应槽、原始过滤器、反应槽进液管路、反应槽出液管路，以及上述的反应槽设备的过滤器清洗装置；其中，所述第一三通阀的第二出口以及所述第二三通阀的第二出口用于与所述原始过滤器的入口连通，所述第二三通阀的入口用于与所述反应槽出液管路连通，所述第三三通阀的第二入口以及所述第四三通阀的第二入口用于与所述原始过滤器的出口连通，所述第三三通阀的出口用于与所述反应槽进液管路连通。

可选的，所述反应槽设备还包括：加热器，所述加热器安装在所述反应槽出液管路上。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

在本发明实施例中，提供一种反应槽设备的过滤器清洗装置，包括：清洗槽，用于容置清洗液体；清洗槽进液管路，用于向所述清洗槽输入所述清洗液体；清洗槽出液管路，用于从所述清洗槽输出所述清洗液体；备用过滤器，所述备用过滤器具有入口和出口；第一三通阀，所述第一三通阀具有一个入口与两个出口，所述第一三通阀的入口与所述清洗槽出液管路连通，所述第一三通阀的第一出口与所述备用过滤器的入口连通；第二三通阀，所述第二三通阀具有一个入口与两个出口，所述第二三通阀的第一出口与所述备用过滤器的入口连通；第三三通阀，所述第三三通阀具有两个入口与一个出口，所述第三三通阀的第一入口与所述备用过滤器的出口连通；第四三通阀，所述第四三通阀具有两个入口与一个出口，所述第四三通阀的第一入口与所述备用过滤器的出口连通，所述第四三通阀的出口与所述清洗槽进液管路连通。采用上述方案，可以通过设置清洗槽、清洗槽进液管路、清洗槽出液管路、备用过滤器、第一至第四三通阀，可以增加一个过滤器，从而有机会实现并联的双过滤器模式，也即在采用一个过滤器正常工作，以对反应槽流出的反应后液体进行过滤时，还可以对另一个过滤器进行清洗，从而可以实现在不必停机反应槽设备的前提下轮流对过滤器进行清洗，提高过滤效果且延长过滤器的使用寿命。

附图说明

图1是现有技术中一种反应槽设备的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种反应槽设备的过滤器清洗装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中一种反应槽设备的过滤器清洗装置的第一种工作场景示意图；

图4是本发明实施例中一种反应槽设备的过滤器清洗装置的第二种工作场景示意图；

图5是本发明实施例中另一种反应槽设备的过滤器清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

在半导体制造工艺中，可以采用反应槽设备实现沉积、刻蚀等半导体工艺，为了对反应液体进行循环使用，会在反应槽设备中设置过滤器，以对所述反应液体中的杂质或反应副产物进行过滤。

参照图1，图1是现有技术中一种反应槽设备的结构示意图。

所述反应槽设备可以包括反应槽110、原始过滤器120、反应槽进液管路112以及反应槽出液管路111。

其中，所述反应槽110通过所述反应槽出液管路111与所述原始过滤器120的入口连通，所述原始过滤器120的出口通过所述反应槽进液管路112与所述反应槽连通，所述反应槽110中的反应液体流经所述原始过滤器120后回到所述反应槽110中。

进一步地，所述反应槽设备还可以包括加热器130，所述加热器130可以安装在所述反应槽出液管路111上，以对反应液体进行加热，提高反应槽110内的反应效果。

进一步地，所述反应槽设备还可以包括反应槽泵140，所述反应槽泵140可以安装在所述反应槽出液管路111上，以抽出所述反应槽110内的反应液体，使得所述反应液体在所述反应槽出液管路111以及反应槽进液管路112内循环流动。

本发明的发明人经过研究发现，随着时间的累积，在反应液体中容易出现反应副产物以及杂质堆积的现象，堵塞过滤膜，使循环流量降低，降低过滤效果，缩短过滤器使用寿命。

以采用热磷酸湿法刻蚀对氮化硅进行刻蚀为例进行说明。氮化硅的反应化学式如下：

在具体实施中，所述氮化硅刻蚀后的副产物是以硅的氧化物形式(例如氧化硅sio2)溶于磷酸中，当硅的氧化物过于饱和，则会随着时间的积累在过滤器聚集，堵塞过滤膜，使循环流量降低，降低过滤效果，缩短过滤器使用寿命。

发明人经过研究后进一步发现，当采用清洗液对过滤器进行清洗时，需要先对磷酸槽设备进行停机，导致生产效率下降，生产成本增加；如果延长清洗周期，则容易降低过滤效果致使半导体器件的品质变差，且缩短过滤器使用寿命。

在本发明实施例中，提供一种反应槽设备的过滤器清洗装置，包括：清洗槽，用于容置清洗液体；清洗槽进液管路，用于向所述清洗槽输入所述清洗液体；清洗槽出液管路，用于从所述清洗槽输出所述清洗液体；备用过滤器，所述备用过滤器具有入口和出口；第一三通阀，所述第一三通阀具有一个入口与两个出口，所述第一三通阀的入口与所述清洗槽出液管路连通，所述第一三通阀的第一出口与所述备用过滤器的入口连通；第二三通阀，所述第二三通阀具有一个入口与两个出口，所述第二三通阀的第一出口与所述备用过滤器的入口连通；第三三通阀，所述第三三通阀具有两个入口与一个出口，所述第三三通阀的第一入口与所述备用过滤器的出口连通；第四三通阀，所述第四三通阀具有两个入口与一个出口，所述第四三通阀的第一入口与所述备用过滤器的出口连通，所述第四三通阀的出口与所述清洗槽进液管路连通。采用上述方案，可以通过设置清洗槽、清洗槽进液管路、清洗槽出液管路、备用过滤器、第一至第四三通阀，可以增加一个过滤器，从而有机会实现并联的双过滤器模式，也即在采用一个过滤器正常工作，以对反应槽流出的反应后液体进行过滤时，还可以对另一个过滤器进行清洗，从而可以实现在不必停机反应槽设备的前提下轮流对过滤器进行清洗，提高过滤效果且延长过滤器的使用寿命。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图2，图2是本发明实施例中一种反应槽设备的过滤器清洗装置的结构示意图。

所述过滤器清洗装置可以包括清洗槽210、清洗槽进液管路212、清洗槽出液管路211、备用过滤器220、第一三通阀231、第二三通阀232、第三三通阀233以及第四三通阀234。

其中，所述清洗槽210可以用于容置清洗液体，所述清洗槽进液管路212可以用于向所述清洗槽210输入所述清洗液体，所述清洗槽出液管路211可以用于从所述清洗槽210输出所述清洗液体。

所述备用过滤器220具有入口和出口，所述第一三通阀231可以具有一个入口与两个出口，所述第一三通阀231的入口与所述清洗槽出液管路211连通，所述第一三通阀231的第一出口与所述备用过滤器220的入口连通。

所述第二三通阀232具有一个入口与两个出口，所述第二三通阀232的第一出口可以与所述备用过滤器220的入口连通。

所述第三三通阀233具有两个入口与一个出口，所述第三三通阀233的第一入口可以与所述备用过滤器220的出口连通。

所述第四三通阀234具有两个入口与一个出口，所述第四三通阀234的第一入口可以与所述备用过滤器220的出口连通，所述第四三通阀234的出口可以与所述清洗槽进液管路212连通。

进一步地，所述清洗槽210内的清洗液体可以为氢氟酸溶液。

以采用热磷酸湿法刻蚀对氮化硅进行刻蚀为例，所述反应槽设备内的反应副产物为硅的氧化物，例如sio2，则可以采用氢氟酸(dhf)溶液通过化学反应进行去除，其反应化学式如下：

sio2+6hf→h2sif6+2h2o

更进一步地，所述氢氟酸溶液中氢氟酸与水的质量比为1：10至1：1000。

优选地，可以设置所述氢氟酸溶液中氢氟酸与水的质量比为1：50至1：200。

在本发明实施例中，通过配置适当比例的氢氟酸溶液，可以更好地去除反应副产物，提高反应效果，以及增强对过滤器的保护。

更进一步地，所述清洗槽210的容量可以为10l至15l，以更好的满足清洗需求。

参照图3，图3是本发明实施例中一种反应槽设备的过滤器清洗装置的第一种工作场景示意图。

在所述工作场景中，所述反应槽设备的过滤器清洗装置与所述反应槽设备连接。

其中，所述反应槽设备可以包括反应槽110、原始过滤器120、反应槽进液管路114以及反应槽出液管路113，所述反应槽设备还可以包括加热器130以及反应槽泵140。

其中，所述反应槽110用于容置反应液体；所述反应槽进液管路114可以用于向所述清洗槽输入所述反应液体；所述反应槽出液管路113可以用于从所述清洗槽输出所述反应液体；所述原始过滤器120具有入口和出口。

需要指出的是，所述反应槽进液管路114以及反应槽出液管路113与现有技术中反应槽进液管路112以及反应槽出液管路111的连接方式不同。有关反应槽设备的其他详细内容，请参照前文以及图1的描述，此处不再赘述。

其中，所述第一三通阀231的第二出口以及所述第二三通阀232的第二出口用于与所述原始过滤器220的入口连通，所述第二三通阀232的入口用于与所述反应槽出液管路113连通，所述第三三通阀233的第二入口以及所述第四三通阀234的第二入口用于与所述原始过滤器220的出口连通，所述第三三通阀233的出口用于与所述反应槽进液管路114连通。

在本发明实施例中，通过设置清洗槽210、清洗槽进液管路212、清洗槽出液管路211、备用过滤器220、第一三通阀231、第二三通阀232、第三三通阀233以及第四三通阀234，相比于现有技术中仅有一个过滤器，可以再增加一个备用过滤器220，从而有机会实现并联的双过滤器模式，也即在采用其中一个过滤器正常工作，以对反应槽流出的反应后液体进行过滤时，还可以对另一个过滤器进行清洗，从而实现在不必停机反应槽设备的前提下轮流对过滤器进行清洗，提高过滤效果且延长两个过滤器的使用寿命。

在图3示出的第一种工作场景中，可以在采用原始过滤器120对反应槽110流出的反应后液体进行过滤时，采用清洗槽210对备用过滤器220进行清洗。

具体地，控制所述第一三通阀231的入口与第一出口导通，且控制所述第四三通阀234的第一入口以及出口导通，控制所述第二三通阀232的入口与第二出口导通，且控制所述第三三通阀233的第二入口与出口导通。

其中，所述反应槽110中的反应液体流经所述第二三通阀232、所述原始过滤器120以及所述第三三通阀233后回到所述反应槽110中，可以实现采用原始过滤器120对反应槽110流出的反应后液体进行过滤。

所述清洗槽220中的清洗液体流经所述第一三通阀231、所述备用过滤器220以及所述第四三通阀234后回到所述清洗槽220中，可以实现采用清洗槽210对备用过滤器220进行清洗。

在本发明实施例中，通过在采用原始过滤器120对反应槽110流出的反应后液体进行过滤时，采用清洗槽210对备用过滤器220进行清洗，可以实现在不必停机反应槽设备的前提下对备用过滤器220进行清洗，提高备用过滤器220的过滤效果且延长备用过滤器220的使用寿命。

图4是本发明实施例中一种反应槽设备的过滤器清洗装置的第二种工作场景示意图。

在所述工作场景中，所述反应槽设备的过滤器清洗装置与所述反应槽设备连接。

其中，所述反应槽设备可以包括反应槽110、原始过滤器120、反应槽进液管路114以及反应槽出液管路113，所述反应槽设备还可以包括加热器130以及反应槽泵140。

具体地，将所述第一三通阀231的第二出口与所述原始过滤器120的入口连通，将所述第二三通阀232的入口与所述反应槽出液管路113连通，将所述第二三通阀232的第二出口与所述原始过滤器120的入口连通，将所述第三三通阀233的第二入口与所述原始过滤器120的出口连通，将所述第四三通阀234的第二入口与所述原始过滤器120的出口连通，将所述第三三通阀233的出口与所述反应槽进液管路114连通。

有关反应槽设备及其与过滤器清洗装置的连接方式的详细内容，请参照前文以及图2至图3的描述，此处不再赘述。

在图4示出的第二种工作场景中，可以在采用备用过滤器220对反应槽110流出的反应后液体进行过滤时，采用清洗槽210对原始过滤器120进行清洗。

具体地，控制所述第一三通阀231的入口与第二出口导通，且控制所述第四三通阀234的第二入口与出口导通，控制所述第二三通阀232的入口与第一出口导通，且控制所述第三三通阀233的第一入口与出口导通。

其中，所述反应槽110中的液体流经所述第二三通阀232、所述备用过滤器220以及所述第三三通阀233后回到所述反应槽中，可以实现采用备用过滤器220对反应槽110流出的反应后液体进行过滤。

所述清洗槽210中的清洗液流经所述第一三通阀231、所述原始过滤器120以及所述第四三通阀234后回到所述清洗槽210中，可以实现采用清洗槽210对原始过滤器120进行清洗。

在本发明实施例中，通过在采用备用过滤器220对反应槽110流出的反应后液体进行过滤时，采用清洗槽210对原始过滤器120进行清洗，可以实现在不必停机反应槽设备的前提下对原始过滤器120进行清洗，提高原始过滤器120的过滤效果且延长原始过滤器120的使用寿命。

参照图5，图5是本发明实施例中另一种反应槽设备的过滤器清洗装置的结构示意图。

所述另一种反应槽设备的过滤器清洗装置可以包括清洗槽210、清洗槽进液管路212、清洗槽出液管路211、备用过滤器220、第一三通阀231、第二三通阀232、第三三通阀233以及第四三通阀234。

进一步地，所述另一种反应槽设备还可以包括清洗槽泵240，所述清洗槽泵240可以安装在所述清洗槽出液管路211上。

在具体实施中，所述清洗槽泵240可以抽出所述清洗槽210内的清洗液体，使得所述清洗液体在所述清洗槽出液管路211以及清洗槽进液管路212内循环流动，完成清洗操作。

进一步地，所述另一种反应槽设备还可以包括清洗槽输液管路以及清洗槽废弃管路；其中，所述清洗槽输液管路在开启时向所述清洗槽内输入清洗液体；所述清洗槽废弃管路在开启时排出所述清洗槽内的清洗后液体。

更具体地，所述清洗槽输液管路可以包括清洗槽水输入管路251以及清洗槽药液输入管路252。

其中，所述清洗槽水输入管路251在开启时可以向所述清洗槽内输入水，例如去离子水、纯净水等；所述清洗槽药液输入管路252在开启时可以向所述清洗槽内输入药液，例如氢氟酸等。

在本发明实施例中，通过向所述清洗槽210内输入清洗液体，可以在清洗槽内对清洗液体进行添加或配置，实现长期的清洗功能。

更具体地，所述清洗槽废弃管路可以包括清洗槽废水输出管路261以及清洗槽废液输出管路262。

其中，所述清洗槽废水输出管路261以及清洗槽废液输出管路262在开启时均可以排出所述清洗槽210内的清洗后液体。在具体实施中，可以根据所述清洗槽210内清洗后液体中药液所占浓度，选择不同的排出路径，以选择丢弃或者回收利用。

具体而言，可以在清洗后液体中药液所占浓度较低时，选择采用清洗槽废水输出管路261排出所述清洗槽210内的清洗后液体，以直接丢弃；还可以在清洗后液体中药液所占浓度较高时，选择清洗槽废液输出管路262排出所述清洗槽210内的清洗后液体，以回收利用。

在本发明实施例中，通过从所述清洗槽210内排出清洗后液体，可以对废液进行处理，提高清洗的洁净度。

在本发明实施例中，还提供了一种反应槽设备，如图3或图4所示，所述反应槽设备可以包括反应槽110、原始过滤器120、反应槽进液管路114、反应槽出液管路113，以及反应槽设备的过滤器清洗装置。

其中，所述第一三通阀231的第二出口以及所述第二三通阀232的第二出口用于与所述原始过滤器220的入口连通，所述第二三通阀232的入口用于与所述反应槽出液管路113连通，所述第三三通阀233的第二入口以及所述第四三通阀234的第二入口用于与所述原始过滤器220的出口连通，所述第三三通阀233的出口用于与所述反应槽进液管路114连通。

进一步地，所述的反应槽设备还可以包括加热器130，所述加热器130可以安装在所述反应槽出液管路113上。

在本发明实施例中，通过设置加热器130，可以对反应液体进行加热，提高反应槽110内的反应效果，并且有助于提高流经原始过滤器120或备用过滤器220的液体中的过滤效果。

关于该反应槽设备的原理、具体实现和有益效果请参照前文及图2至图5示出的关于过滤器清洗装置的相关描述，此处不再赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。