湿法工艺设备高温化学液的直排技术研究

吴 ，祝福生，赵宝君，秦亚奇，安稳鹏

（中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京100176）

湿法工艺设备中，经常使用120℃的SPM溶液以及80℃的强酸强碱类化学液。在半导体产业高速发展的今天，120℃的工艺温度已无法满足部分工艺需求。例如图形化衬底工艺（PSS）、外延层腐蚀工艺等，经常会使用到工艺温度为160℃的SPM和温度为270℃的H2SO4+H3PO4混合液[1]。

随着工艺温度的升高，更换化学液时的换液时间成倍增长，大大的降低了生产效率。然而，近年来我国半导体产业突飞猛进，半导体晶圆的市场需求量不断增加，生产效率极为重要。

1 国内外研究现状

目前国内外市场上，湿法工艺设备中高温化学液的排放方式主要是在工艺槽内降温后排放。降温过程中，工艺槽无法生产。其降温方式主要有以下3种：

1）自然冷却：降温时间长，通常情况下需要降温十几个小时；

2）鼓氮：冷氮气经过化学液带走热量，从而达到降温的效果；该方法需要消耗大量的高纯氮气，必须保证排风强度，且通冷氮气的过程中存在化学液飞溅及槽内压力过高等安全隐患；

3）增设冷却盘管：盘管内通入循环冷却水带走热量；冷却盘管制造成本高，一旦盘管发生漏水等缺陷，冷却水会与化学液发生剧烈反应，加大安全隐患。

2 气虹吸吸液器和水虹吸泵的工作原理

射流泵是依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出带走被输送流体的机械元件，其结构简单，属无动力元件[2]。

射流泵原理的实质如图1所示。工作流体从喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空，被输送的流体即被吸入。……