化学槽及其温度控制方法与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种化学槽及其温度控制方法方法。


背景技术：

2.随着电子产品的日益普及和更新，半导体的制造工艺也得到了飞速的发展。在半导体的制造过程中，湿法(wet)工艺贯穿在整个流程中，发挥着很大的作用。
3.化学槽为湿法工艺的基础设备，其贯穿整个湿法工艺，特别是清洗工艺以及刻蚀工艺。
4.现有技术中的化学槽，为了提高wph(wafer per hour，机台每小时之芯片产出量)，只设有加热或者常温系统。但是，随着化学槽内的化学品的低温特性被发掘，现有技术的化学槽逐渐无法满足化学品的低温需求。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种化学槽及其温度控制方法方法，以实现所述槽体内化学品的温度在更大范围的调节。
6.本发明提供一种化学槽，所述化学槽包括槽体以及所述槽体外的循环管路；
7.其中，所述循环管路上连接有加热单元以及与所述加热单元并联的制冷单元，所述加热单元和所述制冷单元切换连接至所述循环管路内。
8.优选地，所述化学槽还包括管路切换单元。
9.优选地，所述化学槽还包括控制单元，所述管路切换单元与所述控制单元连接。
10.优选地，所述管路切换单元为三通阀。
11.优选地，所述三通阀包括：
12.第一端口，所述第一端口为进口，与所述槽体连接；
13.第二端口，所述第二端口为出口，与所述加热单元连接；以及
14.第三端口，所述第三端口为出口，与所述制冷单元连接。
15.优选地，所述管路切换单元包括并联的第一阀门和第二阀门。
16.优选地，所述第一阀门与所述加热单元连接，控制所述加热单元的开启以及关闭；所述第二阀门与所述制冷单元连接，控制所述制冷单元的开启以及关闭。
17.优选地，所述化学槽还包括温度监测单元，所述温度监测单元位于所述槽体内部。
18.优选地，所述循环管路还连接有水泵，所述水泵连接于并联的加热单元和制冷单元的上游。
19.优选地，所述循环管路还连接有过滤器，所述过滤器连接于并联的加热单元和制冷单元的下游。
20.优选地，所述化学槽还包括：存储单元，与所述控制单元连接，用于存储每一组化学品以及待腐蚀薄膜对应的预设温度值。
21.优选地，所述化学槽还包括：选择单元；所述选择单元与所述控制单元连接，用于
对化学品以及待腐蚀薄膜的种类进行选择。
22.一种化学槽温度控制方法，所述方法包括：
23.比较槽体内预设温度以及实时温度；
24.根据比较结果切换加热单元和制冷单元。
25.优选地，当所述实时温度值高于所述预设温度值，切换至制冷单元；当所述实时温度值低于所述预设温度值，切换至加热单元。
26.优选地，所述预设温度值根据化学品对待腐蚀薄膜的选择特性确定。
27.优选地，确定预设温度值的方法包括：
28.确定化学槽内的化学品以及待腐蚀薄膜的种类；
29.根据化学品以及待腐蚀薄膜的种类选择对应的预设温度值。
30.优选地，所述预设温度值为一个或多个温度值。
31.本发明提供的化学槽及其温度控制方法方法，通过增设制冷单元，可以通过切换所述加热单元和所述制冷单元实现对所述槽体中的化学品进行加热或者制冷，所述槽体内化学品的温度实现更大范围的调节，进而实现对化学品的在不同温度下，尤其是低温下的化学特性的工作以及试验。
附图说明
32.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
33.图1示出了现有技术的化学槽的原理示意图；
34.图2示出了某一化学品对半导体薄膜的选择比与温度的关系图；
35.图3示出了本发明第一实施例的化学槽的原理示意图；
36.图4示出了本发明第二实施例的化学槽的原理示意图；
37.图5示出了图4中a处的放大图；
38.图6示出了本发明第三实施例的化学槽的原理示意图；
39.图7示出了本发明第四实施例的化学槽的原理示意图；
40.图8示出了本发明第五实施例的化学槽的原理示意图；
41.图9示出了本发明实施例的化学槽温度控制方法的流程图。
具体实施方式
42.以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。
43.本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
44.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
45.图1示出了现有技术的化学槽的原理示意图；如图1所示，所述化学槽100包括槽体110以及所述槽体110外的循环管路120，所述循环管路120与所述槽体110连通。
46.所述循环管路120上顺序连接有水泵121、加热单元122以及过滤器123，所述槽体110内的化学品通过所述水泵121注入所述加热单元122内进行加热，加热完的化学品经过
所述过滤器123过滤之后回到所述槽体110内，所述槽体110内的化学品通过所述循环管路120加热。
47.很多化学品在低温时具有特殊性，图2示出了某一化学品对半导体薄膜的选择比与温度的关系图；如图2所示，该化学品对半导体薄膜的选择比与温度呈负相关，即温度越低，化学品对该半导体薄膜的选择比越大。但是，在现有技术中，所述槽体110内的化学品只能维持常温或者进行加热，无法对室温以下的温度进行调节，如图2所示，图2中阴影部分为现有技术的化学槽无法调节的温度区域。
48.图3示出了本发明第一实施例的化学槽的原理示意图；如图3所示，所述化学槽200包括槽体210以及所述槽体210外的循环管路220，其中，所述循环管路220上连接有加热单元222以及与所述加热单元222并联的制冷单元224，所述加热单元222和所述制冷单元224切换连接至所述循环管路220内。
49.本实施例中，所述制冷单元224可以采用压缩式制冷设备、离心式制冷设备、半导体制冷设备等，本实施例不对冷却单元222的具体选型做出限制。
50.所述循环管路220还连接有水泵221以及过滤器223，其中，所述水泵221连接于并联的加热单元222和制冷单元224的上游，所述水泵221用于将所述槽体210内的化学品输送至所述加热单元222和制冷单元224；所述过滤器223连接于并联的加热单元222和制冷单元224的下游，用于对所述加热单元222和制冷单元224内的化学品进行过滤。
51.本实施的循环管路220还连接有排水管路226，所述排水管路226连接于所述并联的加热单元222和制冷单元224与过滤器223之间，用于将所述槽体210以及循环管路220中液体排出；所述排水管路226上连接有控制阀227，用于实现所述排水管路226的开启以及关闭。
52.本实施例中，可以通过切换所述加热单元222和所述制冷单元224实现对所述槽体210中的化学品进行加热或者制冷，所述槽体210内化学品的温度实现低温范围的调节。
53.图4示出了本发明第二实施例的化学槽的原理示意图；图5示出了图4中a处的放大图；如图4和图5所示，循环管路220还包括管路切换单元225，所述管路切换单元225实现对所述加热单元222和所述制冷单元224的切换。
54.本实施例中，所述管路切换单元225为三通阀，所述三通阀包括三个端口，分别为第一端口2251、第二端口2252以及第三端口2253，其中，所述第一端口2251为进口，所述第二端口2252以及第三端口2253为出口，所述第一端口2251通过所述水泵121与所述槽体210连接，所述第二端口2252以及第三端口2253分别与所述加热单元222和所述制冷单元224连接。
55.本实施例中，所述三通阀通过选择出口来选择所述加热单元222或者所述制冷单元224；具体地，所述三通阀选择第二端口2252，所述加热单元222连接于所述循环管路220中，所述三通阀选择第三端口2253，则切换至所述制冷单元224。
56.图6示出了本发明第三实施例的化学槽的原理示意图；如图6所示，本实施例与第二实施例的不同是所述管路切换单元225包括并联的第一阀门2251’和第二阀门2252’，其中，所述第一阀门2251’与所述加热单元222连接，控制所述加热单元222的开启以及关闭；所述第二阀门2252’与所述制冷单元224连接，控制所述制冷单元224的开启以及关闭。
57.图7示出了本发明第四实施例的化学槽的原理示意图；如图7所示，所述化学槽200
还包括控制单元230，所述管路切换单元225与所述控制单元230电连接。
58.本实施例的控制单元230例如与所述三通阀电连接，实现对所述三通阀出口的选择，进而实现所述加热单元222和所述制冷单元224的切换。本实施例的控制单元230或者与所述第一阀门2251’和所述第二阀门2252’连接，所述控制单元控制所述第一阀门2251’和所述第二阀门2252’开启以及关闭。
59.所述控制单元230通过所述管路切换单元225实现实现所述加热单元222和所述制冷单元224的切换。
60.本实施例中，所述化学槽200还包括温度监测单元240，所述温度监测单元240位于所述槽体210内部，用于监测所述槽体210内化学品的实时温度。
61.所述温度监测单元240与所述控制单元230连接，所述控制单元230接收所述温度监测单元240的实时温度值，并根据实时温度值与预设温度值的比较值来切换所述加热单元222和所述制冷单元224连接。具体地，当所述实时温度值高于所述预设温度值，则切换至所述制冷单元224，当所述实时温度值低于所述预设温度值，则切换至所述加热单元222。
62.本实施例中，所述控制单元230例如为plc控制器或者其他任何控制类电子器件，本实施例不对控制单元的种类以及型号作出限制。本实施例的温度监测单元240例如为温度传感器等，本发明实施例不对温度监测单元的选型做出限制。
63.图8示出了本发明第五实施例的化学槽的原理示意图；如图8所示，在本实施例中，所述化学槽还包括存储单元250以及选择单元260，所述存储单元250以及所述选择单元260均与所述控制单元230连接，所述存储单元250用于存储有每一组化学品以及待腐蚀薄膜对应的预设温度值，所述选择单元260用于对化学品以及待腐蚀薄膜的种类进行选择。
64.化学品在不同的温度下对待腐蚀薄膜的选择比会发生变化，所述预设温度根据所述槽体210内的化学品对待腐蚀薄膜的选择特性确定。
65.其中，所述预设温度值可以为一个温度值，例如，在一个具体的实施例中，化学品与待腐蚀薄膜在第一温度的选择比最高，所述第一温度为预设温度值，以实现化学品在预设温度下对待腐蚀薄膜进行腐蚀；所述预设温度值也可以为多个温度值，例如，在一个具体的实施例中，所述预设温度值为多个离散的温度，所述多个离散温度以相同或者不同的时间间隔构成温度时间曲线，以实现化学品在不同温度下的化学特性的试验。
66.本实施例的化学品在预设温度下对待腐蚀薄膜进行腐蚀时，通过所述所述选择单元260选择所述槽体210内化学品以及待腐蚀薄膜的种类，所述控制单元230选择所述该化学品与待腐蚀薄膜所对应的预设温度值；同时，所述温度监测单元240测量所述化学品的实时温度值并且传输给所述控制单元230，所述控制单元230比较实时温度值以及预设温度值，当所述实时温度值高于所述预设温度值，则切换至所述制冷单元224，当所述实时温度值低于所述预设温度值，则切换至所述加热单元222。
67.本实施例对化学品在不同温度下的化学特性进行试验时，通过所述所述选择单元260选择所述槽体210内化学品以及待腐蚀薄膜的种类，所述控制单元230选择所述该化学品与待腐蚀薄膜所对应的温度时间曲线；同时，所述温度监测单元240测量所述化学品的实时温度值并且传输给所述控制单元230，所述控制单元230将实时温度值与所述温度时间曲线中每个离散温度依次进行比较，以切换至所述制冷单元224或所述加热单元222，以按照所述温度时间曲线的时间间隔依次达到每个离散温度，进而实现化学品在不同温度下的化
学特性的试验。
68.图9示出了本发明实施例的化学槽温度控制方法的流程图，如图9所示，所述方法包括：
69.s10：比较槽体内预设温度以及实时温度。
70.本实施例中，所述槽体内的化学品在不同问下对待腐蚀薄膜的选择特性不同，所述预设温度值根据化学品对待腐蚀薄膜的选择特性确定。具体地，先确定化学槽内的化学品以及待腐蚀薄膜的种类；根据化学品以及待腐蚀薄膜的种类选择对应的预设温度值。
71.其中，所述预设温度值为一个或多个温度值。当预设温度值为一个温度值时，其为化学品与待腐蚀薄膜的最佳腐蚀温度，例如为化学品对待腐蚀薄膜选择比最高时的温度。需要说明的是，当预设温度值还可以为其他条件下的腐蚀温度，可以根据需要对所述预设温度进行具体的设置。当预设温度值为多个温度值时，多个温度值以形同或者不同的时间间隔依次设置。
72.s20：根据比较结果切换加热单元和制冷单元。
73.具体地，当所述实时温度值高于所述预设温度值，切换至制冷单元；当所述实时温度值低于所述预设温度值，切换至加热单元。
74.本发明提供的化学槽及其温度控制方法方法，通过增设制冷单元，可以通过切换所述加热单元和所述制冷单元实现对所述槽体中的化学品进行加热或者制冷，所述槽体内化学品的温度实现更大范围的调节，进而实现对化学品的在不同温度下，尤其是低温下的化学特性的工作以及试验。
75.依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。