一种反应液自动回收系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种反应液自动回收系统及方法，反应液自动回收系统包括：源瓶，用于存储反应液；输入管路，用于向源瓶中通入载气；输出管路，用于在工艺状态时向反应腔室通入由载气携带的源瓶中反应液的饱和蒸汽；回收管路，一端连接在所述输出管路上，用于在非工艺状态时回收所述输出管路中的饱和蒸汽。当反应腔室不需要反应物质时，反应液将会保存在存储瓶中，可有效利用源瓶中的反应物，避免浪费，从而降低了生产成本；当源瓶内反应液使用完时，无须将源瓶拆下换上装满反应液的新瓶，只需将保存在存储瓶中的反应液重新压回源瓶即可，从而延长了源瓶PM周期，提高了正常运行时间。

A Reaction Liquid Automatic Recovery System and Method

The invention discloses an automatic recovery system and method of reaction liquid, which comprises a source bottle for storing reaction liquid, an input pipeline for feeding loaded gas into the source bottle, an output pipeline for feeding saturated vapor of reaction liquid from the source bottle carried by the carrier gas into the reaction chamber during the process state, and a recovery pipeline with one end connected to the output pipeline. The utility model is used for recovering saturated steam in the output pipeline in a non-process state. When the reaction chamber does not need reactants, the reaction liquid will be stored in the storage bottle, which can effectively utilize the reactants in the source bottle to avoid waste, thus reducing production costs; when the reaction liquid in the source bottle is used up, it is not necessary to remove the source bottle and replace it with a new bottle filled with the reaction liquid, only to repress the reaction liquid stored in the storage bottle back to the source bottle, thus prolonging the PM of the source bottle. The cycle improves the normal running time.

【技术实现步骤摘要】
一种反应液自动回收系统及方法
本专利技术涉及半导体设备
，更具体地，涉及一种反应液自动回收系统及方法。
技术介绍
近年来，半导体设备发展迅速，涉及半导体、集成电路、太阳能电池板、平面显示器、微电子、发光二极管等，而这些器件主要是由在衬底上形成的数层材质厚度不同的薄膜组成。原子层沉积(ALD)技术正逐渐成为微电子器件制造领域所必须的一种先进技术。一种ALD的典型工艺可如图1所示，包括：步骤1：通入前驱物；步骤2：腔室吹扫；步骤3：通入反应物反应生成薄膜；步骤4：腔室吹扫。上述步骤可循环进行，直至达到预定薄膜厚度，工艺结束。对于前驱物或反应物，通常需要使用一些具有特殊特性的物质，以存放在气体柜(gasbox)的源瓶内。控制源瓶的温度使这些前驱物或反应物可保持在液态，但同时可产生饱和蒸汽压的气体；再使用质量控制器(MFC)来控制载气(carrygas)的流量，将这些反应气体带入到腔室中。如图2所示，是现有的一种ALD工艺中使用源瓶时的管路结构示意图。反应液存储在源瓶5中；源瓶上设有温度控制系统(未示出)，以维持源瓶内反应液的温度。在一次沉积过程中，管路中的MFC1及阀9-13均打开，通过载气(carrygas)将源瓶5内气化的反应物质带出来。源瓶中通常设有一个液位计4，用来检测源瓶内前驱物或反应物的液位，以判定是否需要更换源瓶。对于ALD而言，源瓶中的物质无论为反应物还是前驱物，在工艺循环中只有一个步骤需要通入到腔室6内。为了平稳而快速地切换气体，管路中还设计有阀2和阀3；其中，阀3控制通往ALD反应腔室6的管路，阀2控制直接通往抽气管道(PumpLine)7的管路，并通过真空泵排放处理掉。当需要将反应物质通入腔室时，阀3打开，同时阀2关闭；反之，当不需要反应物质通入腔室时，阀2打开，阀3关闭。现有技术中通常都是使用这种旁路(bypass)的工作方式。然而，上述现有技术却存在着以下缺点：1、当反应腔室不需要反应物质时，反应物质将会被真空泵直接抽走，产生浪费，从而提高了生产成本。2、当源瓶内反应液使用完时，需要将源瓶拆下，重新换上装满反应液的新瓶。该过程需要进行反复吹扫工作，耗时较长，影响了机台正常运行时间(uptime)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的至少一个上述缺陷，提供一种反应液自动回收系统及方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种反应液自动回收系统，所述反应液自动回收系统包括：源瓶，所述源瓶用于存储反应液；输入管路，所述输入管路与所述源瓶连接，用于向所述源瓶中通入载气；输出管路，所述输出管路连接所述源瓶和反应腔室，用于在工艺状态时向反应腔室通入由载气携带的源瓶中反应液的饱和蒸汽；以及，回收管路，所述回收管路的一端连接在所述输出管路上，用于在非工艺状态时回收所述输出管路中的饱和蒸汽。进一步地，所述回收管路上设有冷凝器和存储瓶，所述冷凝器用于将所述回收管路中的饱和蒸汽变为液态的反应液；所述存储瓶用于收集由所述载气带入其中的反应液的饱和蒸汽变为液态的反应液。进一步地，还包括：排气管路，其连接在所述存储瓶和所述反应腔室的抽气管道之间，用于排出所述存储瓶内的载气。进一步地，还包括：补液管路和增压管路，所述补液管路连接在所述存储瓶和所述源瓶之间，用于在非工艺状态时将所述存储瓶中的反应液输入所述源瓶中，所述增压管路用于向所述存储瓶中通入气体，将所述存储瓶中的反应液压入所述源瓶中。进一步地，还包括：泄压管路，所述泄压管路连接在所述源瓶上。本专利技术还提供了一种反应液自动回收方法，包括：当反应液自动回收系统处于非工艺状态时，保持输入管路打开，停止从输出管路向反应腔室输送载气携带的饱和蒸汽，并打开回收管路，使输出管路中的载气携带的饱和蒸汽进入所述回收管路，回收所述输出管路中的饱和蒸汽。进一步地，还包括：将所述回收管路中流经的载气排入反应腔室的抽气管道中。进一步地，还包括：当反应液自动回收系统处于非工艺状态时，关闭输入管路、输出管路和回收管路，打开补液管路，将存储瓶中的反应液压入源瓶中。进一步地，还包括：通过增压管路向存储瓶中通入气体，以通过压力将存储瓶中的反应液挤压回源瓶中。进一步地，还包括：通过泄压管路泄掉随着源瓶中液位的升高、气体容积减小而产生的压力。本专利技术具有以下优点：1)当反应腔室不需要反应物质通入时，反应液将会保存在存储瓶中，可有效利用源瓶中的反应物，避免浪费，进而降低了生产成本。2)当源瓶内反应液用尽时，无须将源瓶拆下换上装满反应液的新瓶，只需将保存在存储瓶中的反应液重新压回源瓶即可，从而延长了源瓶PM周期，提高了正常运行时间。附图说明图1是现有的一种ALD工艺流程图；图2是现有的一种ALD设备管路系统结构示意图；图3是本专利技术一较佳实施例的一种反应液自动回收系统结构及其工作状态之一示意图；图4是图3的反应液自动回收系统的工作状态之二示意图；图5是图3的反应液自动回收系统的工作状态之三示意图；图中1.质量控制器(MFC)，2.第七阀门，3.第六阀门，4.第一液位计，5.源瓶，6.反应腔室，7.抽气管道，8.输入管路，9.第一阀门，10.第二阀门，11.第三阀门，12.第四阀门，13.第五阀门，14.存储瓶，15.第九阀门，16.第十阀门，17.第二液位计，18.第十一阀门，19.第十三阀门，20.第八阀门，21.冷凝器，22.第十四阀门，23.第十二阀门，24.输出管路，25.回收管路，26.排气管路，27.补液管路，28.增压管路，29.泄压管路。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本专利技术的实施方式时，为了清楚地表示本专利技术的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本专利技术的限定来加以理解。在以下本专利技术的具体实施方式中，请参阅图3，图3是本专利技术一较佳实施例的一种反应液自动回收系统结构及其工作状态之一示意图。如图3所示，本专利技术的一种反应液自动回收系统，包括：源瓶5，输入管路8，输出管路24，回收管路25等结构。输入管路8连接源瓶，用于向源瓶中通入载气。源瓶通过输出管路连接反应腔室6；源瓶用于存储反应液，反应液是指包括前驱物和反应物在内的各种工艺用物质的液态形式。输出管路用于在工艺状态时向反应腔室通入由载气携带的源瓶中反应液的饱和蒸汽进行例如ALD薄膜沉积工艺(请参考
技术介绍
部分对现有技术的介绍加以理解)。所述输入管路8上可设有第一阀门9、第二阀门10和第三阀门11，还可在第一阀门9之前安装质量控制器(MFC)1，用于控制。所述输出管路24上可设有第四阀门12、第五阀门13和第六阀门3。请参阅图3。回收管路25的一端连接在所述输出管路24上，具体为回收管路25的一端连接设于源瓶和反应腔室之间的输出管路上，用于在非工艺状态时回收所述输出管路中的饱和蒸汽，即在工艺循环过程中、当反应腔室不需要反应物质时，将非通入反应腔室时的反应液饱和蒸汽由载气携带并冷凝通入存储瓶14中进行回收(现有方式是将非通入反应腔室时的反应液饱和蒸汽由载气携带直接通入反应腔室的抽气管道中)。这样就可将原本从抽气管道中白白损耗掉的反应液保存在存储瓶中，有效利用了源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应液自动回收系统，其特征在于，所述反应液自动回收系统包括：源瓶，所述源瓶用于存储反应液；输入管路，所述输入管路与所述源瓶连接，用于向所述源瓶中通入载气；输出管路，所述输出管路连接所述源瓶和反应腔室，用于在工艺状态时向反应腔室通入由载气携带的源瓶中反应液的饱和蒸汽；以及，回收管路，所述回收管路的一端连接在所述输出管路上，用于在非工艺状态时回收所述输出管路中的饱和蒸汽。

【技术特征摘要】
1.一种反应液自动回收系统，其特征在于，所述反应液自动回收系统包括：源瓶，所述源瓶用于存储反应液；输入管路，所述输入管路与所述源瓶连接，用于向所述源瓶中通入载气；输出管路，所述输出管路连接所述源瓶和反应腔室，用于在工艺状态时向反应腔室通入由载气携带的源瓶中反应液的饱和蒸汽；以及，回收管路，所述回收管路的一端连接在所述输出管路上，用于在非工艺状态时回收所述输出管路中的饱和蒸汽。2.根据权利要求1所述的反应液自动回收系统，其特征在于，所述回收管路上设有冷凝器和存储瓶，所述冷凝器用于将所述回收管路中的饱和蒸汽变为液态的反应液；所述存储瓶用于收集由所述载气带入其中的反应液的饱和蒸汽变为液态的反应液。3.根据权利要求2所述的反应液自动回收系统，其特征在于，还包括：排气管路，其连接在所述存储瓶和所述反应腔室的抽气管道之间，用于排出所述存储瓶内的载气。4.根据权利要求2所述的反应液自动回收系统，其特征在于，还包括：补液管路和增压管路，所述补液管路连接在所述存储瓶和所述源瓶之间，用于在非工艺状态时将所述存储瓶中的反应液输入所述源瓶中，所述增压管路用于向所述存储瓶中...

【专利技术属性】
技术研发人员：文莉辉，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11