基板处理装置的制作方法

1.本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种基板处理装置。


背景技术：

2.单片清洗设备中，常采用高温化学液对基板清洗，对于某些化学液(例如st250)，其粘度随温度变化较大，当温度较低时，化学液粘度增大，化学液中颗粒会形成团聚，这将导致基板清洗效果变差。基于上述原因，高温化学液清洗基板时，不仅需要保证供应至基板的化学液温度维持在预定温度，还要保证化学液在整个循环过程中具有较小的温度波动，才能获得较佳的清洗效果。
3.图1示出的传统基板清洗装置，包括供液槽200’、清洗腔100’和回收槽300’。供液槽200’通过其配置的内循环管线l1’调整化学液的温度，为清洗腔提供温度恒定的化学液。当清洗工艺完成后，使用后的化学液会回流到回收槽300’，再由回收槽300’回流到供液槽200’循环使用。然而，化学液在清洗腔100’内清洗基板以及在回收槽300’暂时存液均会导致化学液温度下降，不仅化学液会因温度下降产生颗粒团聚，还会使得回收槽300’与供液槽200’内化学液产生较大温差，温差有时可达20℃，增加供液槽200’控温难度，使得供应至清洗腔100’的化学液温度低于预定的清洗温度，这些最终都会导致基板清洗效果变差，进而影响产品良率。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基板处理装置，实现对化学液进行有效控温，提升产品良率。
5.为实现上述目的，本发明提供的基板处理装置，包括：
6.处理腔，具有进液口和出液口；
7.供液槽，具有第一进液口、第二进液口和出液口；
8.回收槽，具有第一进液口、第二进液口和出液口；
9.第一管线，用于连接供液槽的第一进液口与出液口，以使化学液在供液槽内部循环；
10.第二管线，用于连接第一管线和处理腔的进液口，以将供液槽内的化学液输送至处理腔；
11.第三管线，用于连接第一管线和回收槽的第一进液口，以将供液槽内的化学液输送至回收槽；
12.第四管线，用于连接处理腔的出液口和回收槽的第二进液口，以将处理腔内使用后的化学液回流至回收槽；
13.第五管线，用于连接回收槽的出液口和供液槽的第二进液口，以将回收槽内的化学液输送回供液槽；
14.其中，通过第三管线输送至回收槽的化学液温度高于通过第四管线输送至回收槽
的化学液温度。
15.作为本发明的一种可选方案，所述第一管线上依次配置有第一循环泵、第一加热器和第一温度控制器；
16.第一循环泵被配置为使化学液从供液槽流经第一管线返回供液槽，以使化学液在供液槽内部循环；
17.第一加热器被配置为加热流经第一管线的化学液；
18.第一温度控制器被配置为检测化学液温度并控制第一加热器的启停，以使供液槽内的化学液温度维持在预设温度。
19.作为本发明的一种可选方案，经第三管线输送至回收槽的化学液流量不小于经第四管线输送至回收槽的化学液流量。
20.作为本发明的一种可选方案，还包括配置在所述第四管线外侧的加热套。
21.作为本发明的一种可选方案，还包括配置在所述回收槽的第二加热器和第二温度控制器，第二温度控制器通过控制第二加热器的启停以使回收槽内的化学液温度不超过设定温度。
22.作为本发明的一种可选方案，所述回收槽的出液口位于回收槽的底部。
23.作为本发明的一种可选方案，还包括配置在所述回收槽的液位控制器，配置在第五管线上的第二循环泵，液位控制器通过控制第二循环泵的启停以使回收槽内的液位不超过预设液位。
24.作为本发明的一种可选方案，液位控制器设定有第一液位值和第二液位值，当液位控制器检测到回收槽内的液位超过第一液位值时，液位控制器发送开启第二循环泵的指令，将回收槽内的化学液泵送回供液槽；
25.当液位控制器检测到回收槽内的液位低于第二液位值时，液位控制器发送关闭第二循环泵的指令，停止将回收槽内的化学液泵送回供液槽。
26.作为本发明的一种可选方案，所述第五管线上配置有温度报警器，温度报警器设定有安全温度，当温度报警器检测到第五管线内的化学液温度超过安全温度时，温度报警器发出警报，基板处理装置停止作业。
27.作为本发明的一种可选方案，所述安全温度设有上限值和下限值，上限值为基板处理温度，下限值为化学液出现颗粒团聚的临界温度，当温度报警器检测到第五管线内的化学液温度高于上限值或低于下限值时，温度报警器均发出警报，提醒基板处理装置停止作业。
28.本发明通过将供液槽具有较高温度的化学液部分回流至回收槽，用以提高回收槽内化学液的整体温度，降低化学液在循环使用过程中的温度波动，缩小回收槽与供液槽内化学液的温差，进而提高供液槽的温控精度，从而使得供应至处理腔的化学液温度恒定，获得较佳的清洗效果，提高产品良率。
附图说明
29.图1示出了现有技术中基板清洗装置；
30.图2示出了本发明一实施例的基板处理装置。
具体实施方式
31.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
32.参见图2，本发明提出的基板处理装置，包括处理腔100、供液槽200以及回收槽300。处理腔100具有进液口和出液口，用于对基板执行液处理。在一具体实施例中，处理腔100包括用于保持基板的旋转卡盘101，用于向基板表面喷淋化学液的喷嘴102，以及用于防止化学液飞溅并收集化学液的保护罩103，处理腔100的进液口与喷嘴102相连，处理腔100的出液口位于处理腔100底部。在本实施例中，处理腔100为单片清洗腔。
33.供液槽200具有第一进液口、第二进液口和出液口，用于盛放化学液并向处理腔100供应化学液。供液槽200的第一进液口与出液口由第一管线l1相连，以使化学液在供液槽200内部循环。在第一管线l1上沿化学液流动方向依次配置有第一循环泵11、第一加热器12和第一温度控制器13，第一循环泵11被配置为使化学液从供液槽200流经第一管线l1返回供液槽200，以使化学液在供液槽200内部循环，第一加热器12被配置为加热流经第一管线l1的化学液，第一温度控制器13被配置为检测化学液温度并控制第一加热器12的启停，以使供液槽200内的化学液温度维持在预设温度。在本实施例中，供液槽200内盛放的化学液为st250，用于对基板进行清洗，化学液的工艺温度控制在40
±
0.1℃。第一温度控制器13设定工艺温度为40℃，当第一温度控制器13检测到供液槽200内化学液温度低于40℃时，第一温度控制器13将发送开启第一加热器12的指令，对供液槽200内的化学液循环加热，当第一温度控制器13检测到供液槽200内化学液温度高于40℃时，第一温度控制器13将发送关闭第一加热器12的指令，停止对供液槽200内的化学液循环加热。
34.第一管线l1通过第二管线l2连接处理腔100的进液口，以将供液槽200内的化学液输送至处理腔100，处理腔100通过喷嘴102向基板喷淋化学液以对基板进行处理。实际应用中，处理腔100可以设置有多个，相应地，第一管线l1上引出多条第二管线l2，每条第二管线l2连接一个处理腔100。供应至处理腔100的化学液对基板进行处理后，温度会下降，通常下降至室温，大约在26℃。
35.回收槽300具有第一进液口、第二进液口和出液口。第一管线l1通过第三管线l3连接回收槽300的第一进液口，以将供液槽200内的化学液输送至回收槽300。处理腔100的出液口通过第四管线l4连接回收槽300的第二进液口，以将处理腔100内使用后的化学液回流至回收槽300，在本实施例中，处理腔100使用后的化学液通过重力经第四管线l4回流至回收槽300。回收槽300内同时接收来自供液槽200的化学液和来自处理腔100的化学液，其中，来自供液槽200的化学液的温度高于来自处理腔100的化学液温度，两者混合，能够提高回收槽300内的化学液整体温度，从而可以一定程度上避免化学液在回收槽300内温度降低产生颗粒团聚的现象。
36.由于第三管线l3的设置，即使在处理腔100全部停止工作时，供液槽200内的化学液仍然经第三管线l3流经回收槽300返回供液槽200，即回收槽300无论处理腔100是否有化学液经第四管线l4回流至回收槽300，回收槽300均参与化学液的循环，使得回收槽300内的化学液不仅始终处于流动状态，且温度接近供液槽200内的化学液温度。
37.在一实施例中，经第三管线l3输送至回收槽300的化学液流量不小于经第四管线l4输送至回收槽300的化学液流量，也就是说，回流至回收槽300内的热化学液的流量大于
冷化学液的流量，从而能够更有效地利用供液槽200内的热化学液加热来自处理腔100的冷化学液。
38.为了进一步提升回收槽300内收集的化学液温度，可以在第四管线l4的外侧设置加热套41，部分补偿化学液从处理腔100回流至回收槽300时的温度损失，进而提高化学液由处理腔100进入回收槽300的温度。在本实施例中，加热套41设置温度为50℃～60℃。
39.在本实施例中，回收槽300配置有第二加热器301、第二温度控制器302和液位控制器303。第二温度控制器302通过控制第二加热器301的启停以使回收槽300内的化学液温度不超过设定温度。在本实施例中，第二温度控制器302设定温度为40℃。
40.回收槽300的出液口位于回收槽300的底部，并通过第五管线l5连接供液槽200。通过将回收槽300的出液口设置在回收槽300底部，能够避免出现循环死角，从而使得回收槽300内部化学液温度均匀。第五管线l5上设置有第二循环泵51。由回收槽300配置的液位控制器303控制第二循环泵51的启停以使回收槽300内的液位不超过预设液位。具体地，液位控制器303设定有第一液位值和第二液位值，当回收槽300内的液位超过第一液位值时，液位控制器300将发送开启第二循环泵51的指令，将回收槽300内的化学液泵送回供液槽200；当回收槽300内的液位低于第二液位值时，液位控制器300将发送关闭第二循环泵51的指令，停止将回收槽300内的化学液泵送回供液槽200，此时回收槽300处于收集化学液的过程。
41.此外，在第五管线l5上还配置有温度报警器52，温度报警器52设定有安全温度，当温度报警器52检测到第五管线l5内的化学液温度超过安全温度时，温度报警器52发出警报，基板处理装置停止作业。安全温度设有上限值和下限值，上限值为基板处理温度，下限值为化学液出现颗粒团聚的临界温度。当温度报警器52检测到第五管线l5内的化学液温度高于上限值或低于下限值时，温度报警器52均发出警报，提醒基板处理装置停止作业。在本实施例中，安全温度为34℃～40℃。
42.在本发明中，回收槽300不仅接收处理腔100使用过的化学液，同时接收来自供液槽200未使用过的化学液，两者混合，能够提升回收槽300内的化学液温度，缩小回收槽300与供液槽200的化学液温差，处理腔100回流管路外设置加热套，能够减小化学液温度损失，且在回收槽300内设置加热器，能够进一步提高回收槽300内化学液温度，减少化学液整个循环过程中的温度波动，使得供液槽200的温度控制更加容易，使得基板处理装置能够连续作业，并获得较佳的清洗的效果。
43.综上所述，本发明通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。