CN102057469A - 清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于清洁混合蒸发器的清洁装置。所述混合蒸发器包括原料在其中流动通过的第一孔、载气在其中流动通过的第二孔、通过混合所述原料和所述载气产生混合气体的混合空间、被连接到所述第二孔用于将所述载气供应到所述混合空间的载气喷嘴以及排放所述混合气体的第三孔。所述清洁装置通过使得清洁溶液循环通过所述第一孔、所述第二孔和所述第三孔中的至少一个来清洁所述混合蒸发器。
Description
技术领域
本发明涉及清洁装置。特别是，本发明涉及在不拆卸混合蒸发器的情况下用于快速去除粘附到用于半导体加工装置(例如化学气相沉积CVD装置)的混合蒸发器内部的粘结材料的清洁装置。
背景技术
通常，在制造半导体部件的过程中，要重复进行以下步骤：例如用于注入和扩散掺质剂的步骤的结合步骤(unit process)、氧化步骤、用于化学气相沉积的步骤、照相平版印刷步骤以及清洁步骤。
例如，在用于化学气相沉积的步骤中，气体混合物被沉积在设置在腔室中的晶片的表面上，以形成薄膜。混合蒸发器用于在化学气相沉积步骤中在腔室中提供气体。混合蒸发器向反应空间供应混合的气体，该混合气体是作为用于形成薄膜材料的原料和作为载体的载气混合和蒸发而成的。
图1是示出了具有混合蒸发器100的普通的半导体加工装置的简图。参照图1，混合蒸发器100包括壳体140、原料和载气被混合以产生混合气体的混合空间130、控制混合气体的流量的隔膜120以及驱动所述隔膜120的压电阀110。
在用于形成薄膜的传统的化学气相沉积步骤中，因为每单位时间的原料的流量特别小，所以，隔膜120通过根据控制部(未示出)来使用压电阀110的运行，从而微小且纤细地控制流量。
储存在原料箱10中的原料被供应到混合空间130中，并且储存在载气箱11中的载气通过载气喷嘴150被喷射到混合空间130中。从混合蒸发器100排出的混合气体通过MFC(质量流量控制器)12被供应到腔室13。
通常，原料具有硅Si。例如，原料是TEOS(OC2H54，原硅酸四乙酯)。但是，在具有硅的原料被长时间使用的情况下，具有硅的粘附材料被粘结到混合蒸发器100的内壁上，由此阻止了原料、载气和混合气体的流动。最后，载气喷嘴150或者混合空间130的内部被粘结材料堵塞，并且混合蒸发器100不能执行原始功能。因此，混合蒸发器100的内部应该周期性地清洁。
在现有技术中，因为在混合蒸发器100和半导体加工装置之间的安装结构是复杂的，所以，从半导体加工装置上分离应该清洁的混合蒸发器100要费很长时间。此外，拆卸混合蒸发器100、清洁拆卸的部件、重新装配拆卸了的部件以及将混合蒸发器100重新装配到半导体加工装置上也要费时又费力。
同时，如果在拆卸和清洁之后重新装配混合蒸发器100不正确，那么用于控制微流量的隔膜120可能被不合适地操作。因此，当混合气体被沉积在晶片的表面上时，产生微粒并且生成的膜的特性不好。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种清洁装置，其允许混合蒸发器和半导体加工装置之间的安装和拆分能够容易地进行，并且，在没有拆卸混合蒸发器的情况下，混合蒸发器内部的粘结材料能够被完全清除。
技术方案
提供一种用于清洁混合蒸发器的清洁装置。该混合蒸发器包括原料流动通过的第一孔、载气流动通过的第二孔、通过混合原料和载气产生混合气体的混合空间、用于将载气供应到混合空间的被连接到第二孔的载气喷嘴以及排放混合气体的第三孔。该清洁装置通过使得清洁溶液循环通过第一孔、第二孔和第三孔中的至少一个来清洁混合蒸发器。
有益的效果
根据本发明的实施例，混合蒸发器能够被容易地安装到半导体加工装置上并且容易从其上分离，并且在不拆卸混合蒸发器的情况下，粘附到混合蒸发器内部的粘结材料能够被完全去除。因此，提高清洁的效率和半导体加工的产量。
附图说明
图1是示出了具有混合蒸发器的一般的半导体加工装置的简图。
图2是示出了根据本发明的实施例的清洁装置的简图。
图3是示出了根据本发明的另一个实施例的清洁装置的简图。
具体实施方式
作为一个实施例，本发明提供了包括清洁溶液箱、循环泵、第一管道、第二管道和第三管道的清洁装置。该清洁溶液箱存储用于混合蒸发器的清洁溶液。该混合蒸发器包括原料在其中流动通过的第一孔、载气在其中流动通过的第二孔、通过混合原料和载气产生混合气体的混合空间、连接到第二孔用于将载气供应到混合空间的载气喷嘴和排出混合气体的第三孔。循环泵使得清洁溶液在混合蒸发器中循环。第一管道连接第一孔和循环泵，用于将清洁溶液供应到混合空间。第二管道连接第二孔和第一管道，用于将清洁溶液供应到载气喷嘴。第三管道使得通过混合空间被排放到第三孔的清洁溶液返回进入清洁溶液箱。
作为一个实施例，本发明提供了一种包括清洁溶液箱、循环泵、第一管道、第二管道和第三管道的清洁装置。该清洁溶液箱存储用于混合蒸发器的清洁溶液。该混合蒸发器包括原料在其中流动通过的第一孔、载气在其中流动通过的第二孔、通过混合原料和载气产生混合气体的混合空间、连接到第二孔用于将载气供应到混合空间的载气喷嘴和排出混合气体的第三孔。循环泵使得清洁溶液在混合蒸发器中循环。第三管道连接第三孔和循环泵，用于将清洁溶液供应到混合空间。第二管道使得通过载气喷嘴被排放到第二孔的清洁溶液返回进入清洁溶液箱。第一管道使得通过混合空间被排放到第一孔的清洁溶液返回进入清洁溶液箱。
作为一个实施例，本发明提供了一种包括清洁溶液箱、循环泵和换向构件的清洁装置。该清洁溶液箱存储用于混合蒸发器的清洁溶液。该混合蒸发器包括原料在其中流动通过的第一孔、载气在其中流动通过的第二孔、通过混合原料和载气产生混合气体的混合空间、连接到第二孔用于将载气供应到混合空间的载气喷嘴和排出混合气体的第三孔。循环泵使得清洁溶液在混合蒸发器中循环。在沿正向循环的过程中，换向构件将第一孔和第二孔连接到循环泵，并且将第三孔连接到清洁溶液箱。在反向循环的过程中，换向构件连接第三孔和循环泵，并且将第一孔和第二孔连接到清洁溶液箱。混合蒸发器由换向构件沿着正向和反向被清洁。
作为一个实施例，本发明提供了一种包括清洁溶液箱、水箱、循环泵和选择构件的清洁装置。该清洁溶液箱存储用于混合蒸发器的清洁溶液。该混合蒸发器包括原料在其中流动通过的第一孔、载气在其中流动通过的第二孔、通过混合原料和载气产生混合气体的混合空间、连接到第二孔用于将载气供应到混合空间的载气喷嘴和排出混合气体的第三孔。去离子水箱存储用于清洁混合蒸发器的去离子水。循环泵使得清洁溶液或者去离子水在混合蒸发器中循环。当循环清洁溶液时，选择构件连接循环泵和清洁溶液箱，并且使得从混合蒸发器排放的清洁溶液返回进入清洁溶液箱。当循环去离子水时，选择构件连接循环泵和去离子水箱，并且使得从混合蒸发器排出的去离子水返回进入去离子水箱。
用于本发明的方式
此后，将参照附图具体描述实施例。图中示出的每个元件的形状和尺寸可以扩大，并且由此元件的尺寸不是完全地反映实际尺寸。考虑到本发明的操作的构造而限定的特定术语可以根据使用者和操作者的意图或者惯例而改变。因此，术语的定义应该基于整个说明书的内容。
图2是示出了根据本发明的一个实施例的清洁装置的简图，该清洁装置包括溶液箱600、循环泵500和换向构件400。图3是示出了根据本发明的另一个实施例的清洁装置的简图，该清洁装置包括清洁溶液箱600、去离子水箱700、选择构件800、循环泵500和换向构件400。
图1示出的混合蒸发器100，与传统的半导体加工装置分离，被连接到图2或者图3示出的清洁装置上并且在混合蒸发器没有被拆卸的情况下由该清洁装置清洁。此外，一个或者多个混合蒸发器100可连接到本发明的清洁装置上，并且由此一个或者多个混合蒸发器100可同时被清洁。
用于根据本发明的清洁装置的清洁溶液包括氟F。这是因为包含硅并且粘附到混合蒸发器100内壁的粘结材料与氟起反应，并且粘结材料能够从混合蒸发器100的内壁容易地去除，且被排出。
清洁溶液可以包括氢氟酸(HF)、氟化氢铵氟化氢铵(NH4HF2)和四氢呋喃(THF)。在一个实施例中，清洁溶液是水溶液，其中水和氟化氢铵氟化氢铵(NH4HF2)以如下重量比率互相混合：
水(H2O)∶氟化氢铵(NH4HF2) 10∶1
清洁溶液箱600存储清洁溶液。清洁溶液箱600的内壁由抗腐蚀材料形成，或者经过抗腐蚀加工的处理。优选地，清洁溶液箱600具有能够足够存储用于清洁混合蒸发器100的清洁溶液的尺寸。
首先，参照图2，将说明清洁装置的一个实施例。图2示出的清洁装置包括用于存储清洁溶液的清洁溶液箱600、用于循环清洁溶液的循环泵500。该清洁装置可进一步包括换向构件400，用于改变清洁溶液流动的方向为正向或者反向。
下面是混合蒸发器100的具体结构。混合蒸发器100设置有壳体140、原料在其中流动通过的第一孔215、载气在其中流动通过的第二孔225、通过混合原料和载气产生混合气体的混合空间130、将载气供应到混合空间130的载气喷嘴150、将混合空间130产生的混合气体排放到外部的第三孔235，以及微细控制混合气体流量的压电阀110和隔膜120。
下面是在混合蒸发器100和清洁装置之间的安装方法。通过将第一孔215、第二孔225和第三孔235分别连接到第一阀210、第二阀220和第三阀230上，混合蒸发器100可容易地安装到清洁装置上。同样，通过使得第一孔215、第二孔225和第三孔235分别与第一阀210、第二阀220和第三阀230分离，混合蒸发器100可从清洁装置上容易地分离。
虽然没有示出，但是在混合蒸发器从半导体加工装置上分离时，或者，在由清洁装置清洁的混合蒸发器被安装到半导体加工装置上时，可以应用上述安装方法。因此，在混合蒸发器与清洁装置分离和安装到其上的过程中，能够大大减少时间和力气。
另外，清洁装置设置有第一管道219、第二管道229和第三管道239。第一管道219通过第一阀210可拆卸地连接到混合蒸发器100的第一孔215上。第二管道229的一端与第一管道219连通，并且第二管道229的另一端通过第二阀220可拆卸地连接到第二孔225。第三管道239通过第三阀230可拆卸地连接到第三孔235。
作为一个实施例，粘结材料形成的位置示出在图2的虚线的内部。即，载气喷嘴150的粘结材料(即，粘结材料300a)和混合空间130的粘结材料(即，粘结材料300b)被示出为典型的例子。为了有效地去除粘结材料300a和300b(即，为了不考虑它们的位置而去除粘结材料300a和300b)，清洁溶液需要沿各个方向流动。为了达到该目的，本发明进一步包括换向构件400。
当换向构件400使得将在后面说明的去离子水(或者超纯去离子水)或者清洁溶液沿着正向循环时，混合蒸发器100可沿正向被清洁。同样，当换向构件400使得去离子水或者清洁溶液沿着反向循环时，混合蒸发器100可沿反向被清洁。
在正向循环过程中，换向构件400将第一孔215和第二孔225连接到循环泵500，并且将第三孔235连接到清洁溶液箱600。同时，在反向循环过程中，换向构件400将第三孔235连接到循环泵500，并且将第一孔215和第二孔225连接到清洁溶液箱600。
作为一个实施例，换向构件400包括设置在循环泵500和第一管道219之间的第一换向阀410、设置在循环泵500和第三管道239之间的第二换向阀420、设置在第一管道219和清洁溶液箱600之间的第三换向阀430和设置在清洁溶液箱600和第三管道239之间的第四换向阀440。
在沿正向清洁的过程中(图2的实线箭头)，第二换向阀420和第三换向阀430关闭，并且第一换向阀410和第四换向阀440打开。然后，清洁溶液通过连接到第一换向阀410的管道415被供应到混合蒸发器100中，并且清洁溶液通过连接到第四换向阀440的管道445返回到清洁溶液箱600。即，清洁溶液沿着粘附到载气喷嘴150上的粘结材料300a能被容易去除的方向流动。
在沿反向清洁的过程中(图2的虚线箭头)，第一换向阀410和第四换向阀440关闭，并且第二换向阀420和第三换向阀430打开。然后，清洁溶液通过连接到第二换向阀420的管道425被供应到混合蒸发器100中，并且清洁溶液通过连接到第三换向阀430的管道435返回到清洁溶液箱600。即，清洁溶液沿着粘附到混合空间130的粘结材料300b能被容易去除的方向流动。
总体上来看，在正向循环的过程中，通过第一孔215或者第二孔225流动的清洁溶液或者去离子水通过混合空间130。然后，清洁溶液或者去离子水有效地去除从第一孔215到混合空间130形成在内壁上和从第二孔225到载气喷嘴150形成在内壁上的粘结材料。同时，也可以去除从混合空间130到第三孔235形成在内壁上的粘结材料。
在反向循环的过程中，通过第三孔235流动的清洁溶液或者去离子水通过混合空间130。然后，清洁溶液或者去离子水有效地去除从第三孔235到混合空间130形成在内壁上的粘结材料。同时，也可以去除从第一孔215到混合空间130形成在内壁以及从第二孔225到载气喷嘴150形成在内壁上的粘结材料。
在沿正向清洁的过程中，换向构件400形成如下的清洁溶液的路线。该清洁溶液通过管道680从清洁溶液箱600供应到循环泵500。第一管道219将循环泵500连接到第一孔215，并且清洁溶液被供应到混合空间130。第二管道229连接第一管道219和第二孔225，并且清洁溶液被供应到载气喷嘴150。第三管道239连接第三孔235和清洁溶液箱600，并且通过混合空间130被排放到第三孔235的清洁溶液通过管道690返回到清洁溶液箱600。
在沿反向清洁的过程中，换向构件400形成如下的清洁溶液的路线。该清洁溶液通过管道680从清洁溶液箱600供应到循环泵500。第三管道239将循环泵500连接到第三孔235，并且清洁溶液被供应到混合空间130。第二管道229连接第一管道219和第二孔225，并且通过载气喷嘴150被排放到第二孔225的清洁溶液返回到清洁溶液箱500。第一管道219连接第一孔215和清洁溶液箱600，并且通过混合空间130被排放到第一孔215的清洁溶液通过管道690返回到清洁溶液箱600。
图3是示出根据本发明的另一个实施例的清洁装置的简图。在该实施例中，进一步包括选择构件800。选择构件800选择去离子水和清洁溶液中的至少一个作为用于清洁混合蒸发器100的流体。当通过清洁溶液的循环的清洁完成后，选择构件800可选择去离子水，并且通过去离子水进行冲洗/清洁。选择构件800将具有预定比率的清洁溶液和去离子水的混合物供应到循环泵500，在需要时用于控制清洁溶液的浓度。
同时，省略与图2示出的换向构件400类似或者相同的图3示出的换向构件400的结构和操作。此处，换向构件400允许通过去离子水和通过清洁溶液来正向和反向清洁。
即，在正向循环的过程中，换向构件400将第一孔215和第二孔225连接到循环泵500，并且连接第三孔235和选择构件800。在反向循环的过程中，换向构件400连接第三孔235和循环泵500，并将第一孔215和第二孔225连接到选择构件800。
当清洁溶液被循环时，选择构件800连接循环泵500和清洁溶液箱600，并且使得从混合蒸发器100排放的清洁溶液返回进入到清洁溶液箱600。当去离子水被循环时，选择构件800连接循环泵500和去离子水箱700，并且使得从混合蒸发器100排放的纯水返回进入到去离子水箱700。
作为一个实施例，选择构件800包括第一选择阀810、第二选择阀820、第三选择阀830、第四选择阀840、管道815、管道825、管道835和管道845。在去离子水或者清洁溶液返回的情况下，第二和第四选择阀820和840被连接到管道890。在去离子水或者清洁溶液被供应的情况下，第一和第三选择阀810和830被连接到管道880。管道815连接第一选择阀810和清洁溶液箱600。管道825连接第二选择阀820和清洁溶液箱600。管道835连接第三选择阀830和去离子水箱700。管道845连接第四选择阀840和去离子水箱700。
因此，当选择构件800选择采用清洁溶液清洁时，第三选择阀830和第四选择阀840关闭。然后，清洁溶液通过第一选择阀810被供应到循环泵500，并且通过第二选择阀820返回到清洁溶液箱600。
当选择构件800选择采用去离子水清洁时，第一选择阀810和第二选择阀820关闭。然后，清洁溶液通过第三选择阀830被供应到循环泵500，并且通过第四选择阀840返回到去离子水箱700。
当选择构件800根据需要选择采用清洁溶液和去离子水的混合物进行清洁时，第一选择阀810和第三选择阀830被打开预定度数。然后，具有预定比率的清洁溶液和去离子水的混合物被供应到循环泵500。根据混合物返回的位置，通过控制第三选择阀830、第四选择阀840或者另一个返回阀(未示出)，混合物被返回到清洁溶液箱600、去离子水箱700或者另一个返回箱(未示出)。
作为一个典型的实施例，清洁溶液以2.5kgf/cm2的压力流动通过第一管道219、第二管道229、第三管道239。在清洁溶液中，水(H2O)∶氟化氢铵(NH4HF2)的重量比率是10∶1。然后，完全清洁混合蒸发器100花费约2天。
虽然已经参照多个说明性的实施例说明了实施例，但是应该理解，对于本领域的技术人员而言，可以得出的各种变型和改型落入本说明书的原理的精神和范围内。因而，本发明的范围限定为随附的权利要求书。
Claims (12)
1.一种用于清洁混合蒸发器的清洁装置，其中，所述混合蒸发器包括原料在其中流动通过的第一孔、载气在其中流动通过的第二孔、通过混合所述原料和所述载气产生混合气体的混合空间、被连接到所述第二孔以将所述载气供应到所述混合空间的载气喷嘴以及排放所述混合气体的第三孔，
其中，所述清洁装置通过使得清洁溶液循环通过所述第一孔、所述第二孔和所述第三孔中的至少一个来清洁所述混合蒸发器。
2.根据权利要求1所述的清洁装置，包括：
清洁溶液箱，用于存储所述清洁溶液；
循环泵，用于使得所述清洁溶液在所述混合蒸发器中循环；
第一管道，用于连接所述第一孔和所述循环泵，从而将所述清洁溶液供应到所述混合空间；
第二管道，用于连接所述第二孔和所述第一管道，从而将所述清洁溶液供应到所述载气喷嘴；以及
第三管道，用于使得经所述混合空间被排放到所述第三孔的所述清洁溶液返回进入到所述清洁溶液箱。
3.根据权利要求1所述的清洁装置，
清洁溶液箱，用于存储所述清洁溶液；
循环泵，用于使得所述清洁溶液在所述混合蒸发器中循环；
第三管道，用于连接所述第三孔和所述循环泵，从而将所述清洁溶液供应到所述混合空间；
第二管道，用于使得通过所述载气喷嘴被排放到所述第二孔的所述清洁溶液返回进入到所述清洁溶液箱；以及
第一管道，用于使得经所述混合空间被排放到所述第一孔的所述清洁溶液返回进入到所述清洁溶液箱。
4.根据权利要求1所述的清洁装置，
清洁溶液箱，用于存储所述清洁溶液；
循环泵，用于使得所述清洁溶液在所述混合蒸发器中循环；以及
换向构件，其中，在正向循环过程中，所述换向构件使得所述第一孔和所述第二孔连接到所述循环泵，并且连接所述第三孔和所述清洁溶液箱，以及，在反向循环的过程中，所述换向构件连接所述第三孔和所述循环泵，并且使得所述第一孔和所述第二孔连接到所述清洁溶液箱，
其中，通过所述换向构件，所述混合蒸发器沿着所述正向和所述反向被清洁。
5.根据权利要求4所述的清洁装置，还包括：
第一管道，可拆卸地连接到所述第一孔；
第二管道，其包括与所述第一管道连通的一端和可拆卸地连接到所述第二孔的另一端；以及
第三管道，可拆卸地连接到所述第三孔。
6.根据权利要求5所述的清洁装置，
其中，所述换向构件包括设置在所述循环泵和所述第一管道之间的第一换向阀、设置在所述循环泵和所述第三管道之间的第二换向阀、设置在所述第一管道和所述清洁溶液箱之间的第三换向阀和设置在所述清洁溶液箱和所述第三管道之间的第四换向阀，
其中，在所述正向循环过程中，所述第二换向阀和所述第三换向阀关闭，以及
其中，在所述反向循环过程中，所述第一换向阀和所述第四换向阀关闭。
7.一种清洁装置，包括：
存储用于清洁混合蒸发器的清洁溶液的清洁溶液箱，其中，所述混合蒸发器包括原料在其中流动通过的第一孔、载气在其中流动通过的第二孔、通过混合所述原料和所述载气产生混合气体的混合空间、连接到所述第二孔用于将所述载气供应到所述混合空间的载气喷嘴以及排放所述混合气体的第三孔，
去离子水箱，存储用于清洁所述混合蒸发器的去离子水；
循环泵，使得所述清洁溶液或者所述去离子水在所述混合蒸发器中循环；以及
选择构件，在循环所述清洁溶液时，所述选择构件连接所述循环泵和所述清洁溶液箱，用于使得从所述混合蒸发器排放的清洁溶液返回进入到所述清洁溶液箱，并且在循环去离子水时，所述选择构件连接所述循环泵和所述去离子水箱，用于使得从所述混合蒸发器排放的去离子水返回进入到所述去离子水箱。
8.根据权利要求7所述的清洁装置，还包括：
换向构件，在正向循环的过程中，所述换向构件将所述第一孔和所述第二孔连接到所述循环泵，并且将所述第三孔连接到所述选择构件，并且，在反向循环过程中，所述换向构件将所述第三孔连接到所述循环泵，并且将所述第一孔和所述第二孔连接到所述选择构件，
其中，所述混合蒸发器通过所述换向构件沿正向和反向被清洁。
9.根据权利要求8所述的清洁装置，还包括：
第一管道，可拆卸地连接到所述第一孔；
第二管道，包括与所述第一管道连通的一端和可拆卸地连接到所述第二孔的另一端；以及
第三管道，可拆卸地连接到所述第三孔。
10.根据权利要求9所述的清洁装置，
换向构件，其包括设置在所述循环泵和所述第一管道之间的第一换向阀、设置在所述循环泵和所述第三管道之间的第二换向阀、设置在所述第一管道和所述选择构件之间的第三换向阀和设置在所述选择构件和所述第三管道之间的第四换向阀，
其中，在所述正向循环过程中，所述第二换向阀和所述第三换向阀关闭，以及
其中，在所述反向循环过程中，所述第一换向阀和所述第四换向阀关闭。
11.根据权利要求1或者权利要求7所述的清洁装置，
其中，所述清洁溶液包括氟F。
12.根据权利要求1或者权利要求7所述的清洁装置，
其中，所述清洁溶液包括氢氟酸HF、氟化氢铵NH4HF2和四氢呋喃THF中的至少一种。
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