專(zhuān)利名稱(chēng)：化學(xué)液體供給設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)液體供給設(shè)備，尤其涉及一種能夠均勻而沒(méi)有脈動(dòng)地供給半 導(dǎo)體制程中所需的化學(xué)液體的化學(xué)液體供給設(shè)備。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制程由三個(gè)步驟組成設(shè)計(jì)晶片電路，處理晶片和組裝/檢驗(yàn)。在處理晶片 過(guò)程的蝕刻過(guò)程和清潔過(guò)程中，有用到蝕刻或清潔晶片的化學(xué)液體(在下文中，將其稱(chēng)作 化學(xué)液體)。如由該技術(shù)所知，半導(dǎo)體制程是一個(gè)生產(chǎn)高精度產(chǎn)品的過(guò)程。因此，該半導(dǎo)體制程 中所用的化學(xué)液體的精確混合比和化學(xué)液體的均勻供給是非常重要的?；旌媳鹊木鶆蚬┙o是通過(guò)包括隔膜泵或波紋管泵的供給設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。圖1至圖3 示出了這種傳統(tǒng)的供給設(shè)備圖1是一俯視圖，其示出了一種傳統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備的 本體結(jié)構(gòu)；圖2是一主視圖，其示出了圖1的化學(xué)液體供給設(shè)備的操作；以及圖3是一曲線(xiàn) 圖，其示出了基于圖1的化學(xué)液體供給設(shè)備的時(shí)間的吸入和排出過(guò)程。如圖1所示，傳統(tǒng)的供給設(shè)備200包括兩個(gè)波紋管泵210和212。這兩個(gè)波紋管 泵210和212面對(duì)面安裝，供給設(shè)備的本體被放置在其間，并且波紋管泵210和212運(yùn)作為 使得泵的吸入沖程和排出沖程的時(shí)間點(diǎn)相互不一致(參見(jiàn)圖幻。相應(yīng)地，傳統(tǒng)的供給設(shè)備 200具有能均勻地供給化學(xué)液體的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楫?dāng)泵210吸入化學(xué)液體時(shí)，泵212排出化學(xué)液 體。然而，這種傳統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備由于泵210、212的安裝結(jié)構(gòu)，具有下列缺陷。首先，流動(dòng)速度的增加受到限制。傳統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備200由兩個(gè)面對(duì)面的波紋管泵或隔膜泵組成。相應(yīng)地， 為了增加流動(dòng)速度，對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備200，需要增大波紋管或隔膜的尺寸，然 而因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)或成本，增大波紋管或隔膜的尺寸是困難的。其次，由于化學(xué)液體，難以對(duì)泵進(jìn)行清潔，并且更換泵也是困難和危險(xiǎn)的。在傳統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備200中，因?yàn)椴y管泵210、212是在它們的旁側(cè)橫臥 設(shè)置的，大量化學(xué)液體總是殘存在泵210、212的內(nèi)側(cè)(尤其是在波紋管泵中擴(kuò)張和收縮的 折疊部位)。然而，大部分化學(xué)液體300 —般來(lái)說(shuō)對(duì)人體是有害的，并且，為了更換泵而斷開(kāi) 及再重新連接接口時(shí)造成泄漏，從而傷害人體的風(fēng)險(xiǎn)很高。并且，在含有用于清潔或洗凈半 導(dǎo)體晶片的精細(xì)磨料的實(shí)例中，很有可能磨料會(huì)殘存在泵210、212內(nèi)，磨損泵210、212的主 要部件(波紋管泵的折疊部位或隔膜泵的隔膜)。因此，在傳統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備200中，會(huì)出現(xiàn)波紋管泵210、212不能被使用到 其預(yù)定壽命的問(wèn)題，并且隨著長(zhǎng)時(shí)間使用，泵的效率會(huì)明顯下降。第三，當(dāng)供給化學(xué)液體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)可觀的脈動(dòng)。如上所述，因?yàn)閮蓚€(gè)波紋管泵210、212運(yùn)作為具有相反的吸入和排出時(shí)間點(diǎn)，傳 統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備200 —般地可以均勻地供給化學(xué)液體。
然而，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備200中，從泵210的最大排出時(shí)間點(diǎn)Tl至 泵212的最大排出時(shí)間點(diǎn)T3之間的轉(zhuǎn)換期間，如圖3所示，能被清楚分辨且較長(zhǎng)，基于重復(fù) 發(fā)生的吸入和排出沖程的脈動(dòng)非常明顯，并且在從Tl至T3間轉(zhuǎn)換的時(shí)間點(diǎn)T2處的壓力差 是非常巨大的。相應(yīng)地，傳統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備200具有一個(gè)缺陷，大大小小的振動(dòng)和噪音在 化學(xué)液體供給過(guò)程中由于上述脈動(dòng)而產(chǎn)生，并且還有個(gè)缺陷，即由于排出沖程的每一個(gè)轉(zhuǎn) 換時(shí)間點(diǎn)處產(chǎn)生的壓力下降，導(dǎo)致了化學(xué)液體的最終排出壓力變得不規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的一個(gè)目的是為了提供一種化學(xué)液體供給設(shè)備，其能夠均勻而沒(méi)有脈動(dòng)地 供給化學(xué)液體，能夠制造大容量供給設(shè)備，且沒(méi)有化學(xué)液體的殘存，以最小化更換泵時(shí)對(duì)人 體的有害因素。技術(shù)方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種化學(xué)液體供給設(shè)備，其包括三個(gè)或更多的 布置為排成一行的泵，每個(gè)所述泵具有各不相同的吸入沖程和排出沖程的時(shí)間點(diǎn)。優(yōu)選地，所述泵為波紋管泵，并且所述化學(xué)液體供給設(shè)備進(jìn)一步包括吸入管和排 出管，所述吸入管用于與所述泵的吸入口整體地相連，所述排出管用于與所述泵的排出口 整體地相連。優(yōu)選地，所述泵具有沿重力方向設(shè)置的所述吸入口和排出口，以便不殘存并分別 地排出在所述泵內(nèi)部流動(dòng)的所有化學(xué)液體。優(yōu)選地，所述泵的所述吸入沖程和所述排出沖程的順序與所述泵的所述布置的順 序是無(wú)關(guān)聯(lián)的。優(yōu)選地，所述化學(xué)液體供給設(shè)備進(jìn)一步包括控制裝置，用以控制所述泵的所述吸 入沖程和所述排出沖程的所述順序。有益效果根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)液體供給設(shè)備可以沒(méi)有脈動(dòng)地供給化學(xué)液體并以比傳統(tǒng)的設(shè) 備更加規(guī)律的供應(yīng)壓力供給化學(xué)液體。并且，因?yàn)榛瘜W(xué)液體不殘存在泵的內(nèi)部，根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)液體供給設(shè)備可以有 效防止由于化學(xué)液體而對(duì)管理人員造成事故和磨損及損壞泵。


自結(jié)合附圖而對(duì)優(yōu)選實(shí)施例所作的下列描述，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和 優(yōu)勢(shì)變得顯然，其中圖1是一俯視圖，其示出了一種傳統(tǒng)的化學(xué)液體供給設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)；圖2是一主視圖，其示出了圖1的化學(xué)液體供給設(shè)備的操作；圖3是一曲線(xiàn)圖，其示出了基于圖1的化學(xué)液體供給設(shè)備的時(shí)間的吸入和排出過(guò) 程；圖4是一局部剖視圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的化學(xué)液體供給設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)；圖5是示出了圖4的化學(xué)液體供給設(shè)備的俯視圖；圖6是一側(cè)視圖，其示出了圖4的化學(xué)液體供給設(shè)備的操作；圖7是一曲線(xiàn)圖，其示出了基于圖4的化學(xué)液體供給設(shè)備的時(shí)間的吸入和排出過(guò) 程；圖8是一側(cè)視圖，其示出了圖4的化學(xué)液體供給設(shè)備的另一操作例；以及圖9是一局部剖視圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的化學(xué)液體供給設(shè)備的主 要結(jié)構(gòu)。(主要元件的詳細(xì)描述)100 化學(xué)液體供給設(shè)備104 吸入管10、20、30、40 泵14:排出口60 控制器70 氣動(dòng)或液壓設(shè)備本發(fā)明最佳實(shí)施方式在下文中，將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的下列描述中，在此使用的術(shù)語(yǔ)是考慮到在本發(fā)明中的功能而做的定 義，不是為了限制本發(fā)明。圖4是一局部剖視圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的化學(xué)液體供給設(shè)備的主 要結(jié)構(gòu)；圖5是圖4所示化學(xué)液體供給設(shè)備的俯視圖；圖6是一側(cè)視圖，其示出了圖4的化 學(xué)液體供給設(shè)備的操作；以及圖7是一曲線(xiàn)圖，其示出了基于圖4的化學(xué)液體供給設(shè)備的時(shí) 間的吸入和排出過(guò)程。如圖4和圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)液體供給設(shè)備100包括殼體102，多個(gè)泵10、 20、30、40，氣動(dòng)設(shè)備70和控制器60。殼體102是一長(zhǎng)形框架，以允許多個(gè)泵10、20、30、40的連續(xù)布置，并配有吸入管 104和排出管106，吸入管104供流入化學(xué)液體，排出管106供排出化學(xué)液體。吸入管104 與形成在各自的泵10、20、30、40內(nèi)的吸入口 12連接，排出管106與形成在各自的泵10、20、 30,40內(nèi)的排出口 14連接。多個(gè)泵10、20、30、40在殼體102的上方排成一行布置。泵10、20、30、40各自具有 吸入口 12和排出口 14，吸入口 12供吸入化學(xué)液體，排出口 14供排出化學(xué)液體。各泵10、 20、30、40吸入化學(xué)液體至內(nèi)部，然后以規(guī)律的壓力通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的波紋管或隔膜排出化學(xué) 液體。吸入口 12和排出口 14分別配有止回閥50，以便化學(xué)液體沿確定的方向流動(dòng)。也就 是說(shuō)，吸入口 12配有止回閥50，止回閥50只允許從吸入管104向泵10、20、30、40內(nèi)部的流 動(dòng)；排出口 14配有止回閥50，止回閥50只允許從泵10、20、30、40內(nèi)部向排出管104的流 動(dòng)。雖然本實(shí)施例示出了四個(gè)泵10、20、30、40，在安裝有根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)液體供給 設(shè)備100的生產(chǎn)線(xiàn)中，泵的數(shù)量可以根據(jù)該生產(chǎn)線(xiàn)的尺寸和使用進(jìn)行增加或減少。并且，雖 然在本實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化吸入管104和排出管106的布置及結(jié)構(gòu)，多個(gè)泵10、20、30、40被
102 殼體 106 排出管 12 吸入口 50 止回閥排成一行，泵10、20、30、40可以按照鋸齒形或其它能夠提高泵的布置效率的形式布置，只 要吸入口 12和排出口 14沿重力方向的布置(即朝向較低側(cè))，以便大部分吸入泵10、20、 30,40內(nèi)的化學(xué)液體可以容易地通過(guò)重力而流出。作為參考，優(yōu)選化學(xué)液體供給設(shè)備100所 包括的多個(gè)泵具有同樣的操作周期。氣動(dòng)設(shè)備70分別地設(shè)置在泵10、20、30、40內(nèi)。氣動(dòng)設(shè)備70根據(jù)控制器60的控 制信號(hào)向各自的泵10、20、30、40提供空氣，或從泵10、20、30、40排出空氣，使泵10、20、30、
40的波紋管或隔膜往復(fù)運(yùn)動(dòng)。作為參考，雖然本實(shí)施例采用了氣動(dòng)設(shè)備70，采用具有相同 或類(lèi)似功能的液壓設(shè)備也是可以的?？刂破?0設(shè)置于殼體102內(nèi)或化學(xué)液體供給設(shè)備100的某個(gè)部位?？刂破?0分 別控制著泵10、20、30、40的氣動(dòng)設(shè)備70，根據(jù)預(yù)設(shè)順序或所輸入的程序，調(diào)節(jié)各個(gè)吸入和 排出沖程的時(shí)間點(diǎn)。作為參考，根據(jù)本實(shí)施例的控制器60控制著氣動(dòng)設(shè)備70和泵10、20、 30、40，以便根據(jù)布置在殼體102內(nèi)的泵10、20、30、40的順序執(zhí)行吸入沖程和排出沖程(參 見(jiàn)圖6)。以下，基于圖6和圖7，將要描述根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)液體供給設(shè)備100的操作。本發(fā)明的化學(xué)液體供給設(shè)備100中，當(dāng)從外部接收到操作開(kāi)始信號(hào)時(shí)，控制器60 檢測(cè)該信號(hào)，根據(jù)預(yù)設(shè)的程序或預(yù)設(shè)的邏輯操作，決定泵10、20、30、40的操作時(shí)間點(diǎn)。也就 是說(shuō)，控制器60按照化學(xué)液體供給設(shè)備100內(nèi)提供的泵的數(shù)量，劃分泵10、20、30、40的吸 入和排出沖程的周期，并將所獲取的數(shù)值設(shè)立為操作偏移數(shù)值，以便以一個(gè)時(shí)間差(即操 作偏移量)操作泵10、20、30、40。然后，泵10、20、30、40根據(jù)控制器60設(shè)定的順序開(kāi)始運(yùn)作。也就是說(shuō)，如圖6和 圖7所示，由控制器60設(shè)為第一優(yōu)先級(jí)的泵10的吸入沖程開(kāi)始后，泵20的吸入沖程在時(shí) 間點(diǎn)Hl開(kāi)始(從泵10的開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過(guò)一個(gè)操作偏移量后的時(shí)間點(diǎn))，泵30的吸入沖程 在時(shí)間點(diǎn)H2開(kāi)始(從泵20的開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過(guò)一個(gè)操作偏移量后的時(shí)間點(diǎn))，泵40的吸入 沖程在時(shí)間點(diǎn)H3開(kāi)始(從泵30的開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過(guò)一個(gè)操作偏移量后的時(shí)間點(diǎn)).相應(yīng)地，生成了泵10、20、30、40的排出沖程的時(shí)間點(diǎn)H2、H3、H4、H5，其帶有對(duì)應(yīng)于 如圖7所示的操作偏移的時(shí)間差。泵10在時(shí)間點(diǎn)H2執(zhí)行排出沖程，泵10在時(shí)間點(diǎn)H6執(zhí) 行下一個(gè)排出沖程。此時(shí)，因?yàn)槭Ｓ嗳齻€(gè)泵20、30、40的排出沖程的時(shí)間點(diǎn)H3、H4、H5連續(xù) 出現(xiàn)在時(shí)間點(diǎn)H2和時(shí)間點(diǎn)H6之間，排出沖程的時(shí)間點(diǎn)H2、H3、H4、H5間的排出壓力上的偏 差得以減小。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明，采用多個(gè)泵供給化學(xué)液體時(shí)產(chǎn)生的脈動(dòng)明顯下降。并且，在化學(xué)液體供給設(shè)備100內(nèi)，因?yàn)樗斜?0、20、30、40的吸入口 12和排出 口 14朝向較低側(cè)布置，化學(xué)液體不會(huì)殘存在泵內(nèi)部。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明，有效地防止由于泵內(nèi)化學(xué)液體殘留造成的泵壽命下降和損 壞是可能的。以下，將要描述第一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)操作例。圖8是一側(cè)視圖，其示出了圖4的 化學(xué)液體供給設(shè)備另一操作例。第一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)操作例與前述操作的差異在于泵10、20、30、40的操作順 序。在本操作中，考慮到當(dāng)相鄰的泵10、20、30、40連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，吸入管104和排出管106內(nèi) 的流動(dòng)變得不穩(wěn)定，或者，化學(xué)液體不能順暢地供給至置于殼體102末端部位的泵，改變了泵10、20、30、40的操作順序以解決這些問(wèn)題。相應(yīng)地，根據(jù)這個(gè)技術(shù)精神，只要是泵10、20、 30、40不按照所布置的順序運(yùn)轉(zhuǎn)，任何修改都是允許的。以下，將要描述本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。圖9是一剖視圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第 二實(shí)施例的化學(xué)液體供給設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)。作為參考，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與前述實(shí)施例相同， 同樣的部件標(biāo)以同樣的數(shù)字標(biāo)記，并且略過(guò)對(duì)其的描述。在第二個(gè)實(shí)施例中，泵10、20、30、40的尺寸不同。第二個(gè)實(shí)施例的泵10、20、30、40
的尺寸相互不同，并且其尺寸(即，容量)從殼體102的前部到后部逐漸增大。在按照本實(shí)施例的樣子連續(xù)布置多個(gè)泵10、20、30、40的實(shí)例中，設(shè)置在前側(cè)的泵 10與設(shè)置在后側(cè)的泵40具有略微不同的吸入力。這是因?yàn)楣┙o前側(cè)和后側(cè)的化學(xué)液體的 實(shí)質(zhì)的量以及泵的吸入載荷由于泵所在地點(diǎn)而稍微有所不同。優(yōu)選地，只要有可能，就要限 制或最小化上述現(xiàn)象，因?yàn)檫@種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致在化學(xué)液體供給中的偏差并在精密的半導(dǎo)體制 程中留下失誤發(fā)生的基礎(chǔ)，雖然這并不顯著。本實(shí)施例中，考慮到前述因素，泵10、20、30、40的容量從殼體102的前部到后部逐 漸增大。這種結(jié)構(gòu)可以最小化前述問(wèn)題，因?yàn)樗沟米钋岸说谋?0和最后端的泵40中的 化學(xué)液體的實(shí)質(zhì)的吸入量和排出量相等。作為參考，因?yàn)榈诙€(gè)實(shí)施例適用于多個(gè)泵(優(yōu)選地，多于四個(gè)泵)連續(xù)布置的實(shí) 例，第二個(gè)實(shí)施例可能不應(yīng)用于所設(shè)置的泵數(shù)量少并且不連續(xù)布置的場(chǎng)合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，前述公開(kāi)的概念和具體實(shí)施例可以容易地作為基 礎(chǔ)，供修改或設(shè)計(jì)其他實(shí)施例，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將會(huì)意識(shí)到， 這種等同實(shí)施例沒(méi)有偏離本發(fā)明所附權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)液體供給設(shè)備，包括三個(gè)或更多的布置為排成一行的泵，各所述泵具有各 不相同的吸入沖程和排出沖程的時(shí)間點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)液體供給設(shè)備，其中所述泵為波紋管泵，并且所述化學(xué)液 體供給設(shè)備進(jìn)一步包括吸入管和排出管，所述吸入管用于與所述泵的吸入口整體地相連， 所述排出管用于與所述泵的排出口整體地相連。
3.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)液體供給設(shè)備，其中所述泵具有沿重力方向設(shè)置的所述吸 入口和排出口，以便不殘存并分別地排出在所述泵內(nèi)部流動(dòng)的所有化學(xué)液體。
4.如權(quán)利要求1至3中任一所述的化學(xué)液體供給設(shè)備，其中所述泵的所述吸入沖程和 所述排出沖程的順序與所述泵的所述布置的順序是無(wú)關(guān)聯(lián)的。
5.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)液體供給設(shè)備，進(jìn)一步包括控制裝置，用以控制所述泵的 所述吸入沖程和所述排出沖程的所述順序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學(xué)液體供給設(shè)備，用于供給半導(dǎo)體制程中所需的化學(xué)液體，其包括三個(gè)或更多的布置為排成一行的泵，各泵具有各不相同的吸入沖程和排出沖程的時(shí)間點(diǎn)，以便所述化學(xué)液體能夠被均勻而沒(méi)有脈動(dòng)地供給。
文檔編號(hào)H01L21/304GK102105968SQ200880130658
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者洪思文, 金炯逸 申請(qǐng)人:洗涪技科技有限公司