一种显影液恒温保持管路系统技术领域
本发明属于半导体匀胶显影领域，具体地说是一种显影液恒温保
持管路系统，用以集成电路制造单片湿法处理设备中显影液温度的控
制。
背景技术
目前，半导体晶圆生产过程中，为了完成越来越苛刻的工艺要求，
需要对设备的各个环节进行严格的控制，而显影液的温度控制又是重
中之重。显影是匀胶显影设备中最重要一步，由于显影液对温度特别
敏感，超出规定的范围对工艺就会造成极大影响，可能导致整个晶圆
工艺要从新开始，严重影响产能，影响经济效益。而现在对显影液的
保温只是局部或者是双层套管，使回水对保温水产生影响很难受控。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种显影液恒温保持管路
系统。通过该管路系统可以实现显影液温度的恒定并一直保持，在显
影工艺时使显影液自始至终控制在设定的工艺温度内。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括保温水循环系统及位于显影单元内的集液块、水液分
离式药液阀和安装有分液块的喷嘴，其中保温水循环系统的出口通过
进水管进入所述显影单元、连接至所述集液块，与显影液源相连的显
影液管进入所述显影单元，依次连接集液块、水液分离式药液阀及分
液块，所述集液块与水液分离式药液阀之间的显影液管以及所述分液
块与水液分离式药液阀之间的显影液管外均设有保温水套管，所述保
温水套管与显影液管之间流通有由保温水循环系统提供的保温水；经
所述分液块流出的保温水进入所述喷嘴的一个腔室，并通过回水管与
所述保温水循环系统的入口相连通，经所述分液块流出的显影液进入
所述喷嘴的另一个腔室，喷洒至晶圆的表面。
其中：所述集液块上安装有检测进入显影单元的保温水温度的热
敏电阻，该热敏电阻与所述保温水循环系统电连接；所述分液块内设
有相互独立的第一腔室及第二腔室，所述显影液管及保温水套管分别
与分液块相连，且所述显影液管与所述第一腔室连通、所述保温水套
管与所述第二腔室连通；所述集液块内设有第三腔室，在该集液块上
开有与所述第三腔室相连通的进水孔，所述显影液管由第三腔室穿
出，所述进水孔通过所述进水管与保温水循环系统相连通，保温水由
该进水孔流入，并经所述显影液管与所述第三腔室的内壁之间流入保
温水套管；所述显影液管内的显影液通过水液分离式药液阀控制流
量。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明通过集液块实现显影液和保温水的汇集，通过水液分
离式药液阀控制显影液的流量大小，使显影液管进入显影单元后完全
浸泡在保温水里，避免裸露在外，减少其他因素对显影液的影响。
2.本发明的集液块上设置了热敏电阻，实现了单元内管路系统
和单元外控制系统相互关联，从而保证保温水的恒定。
3.本发明的的恒温水是由显影单元外的保温水循环系统提供，
恒温水的温度可根据不同的工艺要求设定。并且可以根据温度变化自
动调节到最初设定的值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明集液块的内部结构示意图；
图3为本发明分液块的内部结构示意图；
其中：1为晶圆，2为喷嘴，3为分液块，301为第一腔室，302
为第二腔室，4为保温水套管，5为水液分离式药液阀，6为热敏电
阻，7为集液块，701为进水孔，702为第三腔室，8为回水管，9为
进水管，10为显影液管，11为保温水循环系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明包括保温水循环系统11及位于显影单元内
的集液块7、水液分离式药液阀5和安装有分液块3的喷嘴2，其中
保温水循环系统11的出口通过进水管9进入显影单元后、连接至集
液块7，与显影液源相连的显影液管10进入显影单元后，依次连接
集液块7、水液分离式药液阀5及分液块3；集液块7与水液分离式
药液阀5之间的显影液管10以及分液块3与水液分离式药液阀5之
间的显影液管10外均设有保温水套管4，显影液管10与保温水套管
4的轴向中心线共线，保温水套管4与显影液管10之间流通有由保
温水循环系统11提供的保温水。经分液块3流出的保温水进入喷嘴
2的一个腔室，并通过回水管8与保温水循环系统11的入口相连通，
经分液块3流出的显影液进入喷嘴2的另一个腔室，喷洒至晶圆1的
表面。在集液块7上安装有热敏电阻6，该热敏电阻6与保温水循环
系统11电连接、构成一个闭路反馈系统，用于检测进入显影单元的
保温水温度的。本发明的整个管路系统分为三大部分，包括单单内管
路系统、单元外控制系统和反馈系统；其中单元内管路系统包括集液
块7、水液分离式药液阀5、分液块3、喷嘴2和保温水套管4，单元
外控制系统包括保温水循环系统11，反馈系统则包括热敏电阻6。当
把保温水循环系统11设定好温度，保温水经过保温水套管4控制套
管内显影液管10的温度，当保温水通过进水管9进入显影单元内的
集液块7后，热敏电阻6要对保温水的温度进行监测，温度发生变化
时热敏电阻6把结果反馈给显影单元外的保温水循环系统11，控制
保温水循环系统11重新调整需要的温度，从而控制显影液的温度保
持恒定的目的。
如图2所示，分液块3内设有相互独立的第一腔室301及第二腔
室302，显影液管10及保温水套管4分别与分液块3相连，且显影
液管10与第一腔室301连通、保温水套管4与第二腔室302连通。
如图3所示，集液块7内设有第三腔室702，在该集液块7上开
有与第三腔室702相连通的进水孔701，显影液管10由第三腔室702
穿出，进水孔701通过进水管9与保温水循环系统11相连通，保温
水由该进水孔701流入，并经显影液管10与第三腔室702的内壁之
间流入保温水套管4。
本发明的集液块7和分液块3之间装有水液分离式药液阀5，经
过此水液分离式药液阀5可以控制显影液的流量大小，水液分离式药
液阀5的进口和出口还可以实现显影液和保温水分离及汇集。
本发明的工作原理为：
如果显影液管路裸露在外就会受到显影单元内不同因素的干扰，
这样显影液温度很难受控，造成显影液温度的波动性。本发明就是使
显影液管10进入到显影单元内部后，所有显影液管都在保温水套管
内部穿过，避免显影液管路裸露在外，使其完全受控。
本发明的工作过程为：
本发明的恒温水是由显影单元外的保温水循环系统11提供，恒
温水的温度可根据不同的工艺要求设定，并且可以根据温度变化自动
调节到最初设定的值。
工作之前，先把单元外保温水循环系统11设定到工艺所需要的
温度值，然后启动保温水循环系统11，使其处于工作状态。这时保
温水经进水管9进入显影单元后，通过集液块7进入到保温水套管4
内，完成对水液分离式药液阀5进口之前的温度控制。集液块7上的
热敏电阻6，用于检测进入单元的保温水温度，如果温度与设定值不
符，热敏电阻6发信号给保温水循环系统11，控制其改变当前水温
使其达到设定值。当保温水在水液分离式药液阀5出口时，再次流入
到保温水套管4内，完成喷嘴2之前的管路保温。当经过分液块3时，
保温水和显影液分离进入喷嘴2不同的腔室里，完成喷嘴2内部对显
影液的温度控制。最后保温水经过喷嘴2的出水口进入到回水管8里，
返回到显影单元外部的保温水循环系统11里，完成对显影液的温度
控制过程。进入到喷嘴2内的显影液喷洒到晶圆1之前都是在保温水
的控制内，没有裸露在外的管路。这样显影液自进入到单元内部后至
始自终都是受控的，排除不确定因素对显影液的影响，实现显影液的
恒温保持。
本发明的保温水循环系统11为市购产品，购置于日本SMC公司，
型号为HRS012-W-F-10-J；水液分离式药液阀5为市购产品，购置于
日本CKD公司，型号为AMD312-8-1。