CN103170486A - 一种自清洗腔体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及硅片清洗领域，尤其涉及一种自清洗腔体，其包括腔体，自清洗腔体的主体；喷水嘴，清洗时的出水口；排液口，用于排出清洗硅片和腔体时的液体。其中，喷水嘴安装在腔体外部，排液口在腔体下部。喷水嘴有上下两排，其上下位置面对面正对。进液软管的一端在喷水嘴内，没有伸入喷水嘴的部分安装有调压阀，调压阀之前有至少一个手阀或气动阀，腔体上部有排气管。本发明通过调压阀控制进液口的流量，来达到不同的清洁效果；腔体上下侧均设置喷嘴，可以实现均匀清洗；增加排气孔，排出污染空气，减少腔体的污染程度，提高硅片的清洗效率，降低自清洗频率；增加排液口，清洗完成后的废液可以直接通过排液口排出。最终实现腔体的不拆卸清洗。

Description

一种自清洗腔体

技术领域

本发明涉及硅片清洗领域，尤其涉及一种自清洗腔体。

背景技术

随着大规模集成电路的发展，集成度的不断提高，线宽的不断减小，对硅片的表面质量要求越来越高。硅片清洗成了半导体制造中最重要最频繁的步骤。

半导体器件生产中硅片须经严格清洗。微量污染也会导致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染杂质，包括有机物和无机物。这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。有机污染包括光刻胶、有机溶剂残留物、合成蜡和人接触器件、工具、器皿带来的油脂或纤维。无机污染包括重金属金、铜、铁、铬等，严重影响少数载流子寿命和表面电导；碱金属如钠等，引起严重漏电；颗粒污染包括硅渣、尘埃、细菌、微生物、有机胶体纤维等，会导致各种缺陷。清除污染的方法有物理清洗和化学清洗两种。

物理清洗有三种方法。①刷洗或擦洗:可除去颗粒污染和大多数粘在片子上的薄膜。②高压清洗：是用液体喷射片子表面，喷嘴的压力高达几百个大气压。高压清洗靠喷射作用，片子不易产生划痕和损伤。但高压喷射会产生静电作用，靠调节喷嘴到片子的距离、角度或加入防静电剂加以避免。③超声波清洗：超声波声能传入溶液,靠气蚀作用洗掉片子上的污染。但是，从有图形的片子上除去小于1微米颗粒则比较困难。将频率提高到超高频频段，清洗效果更好。

化学清洗是为了除去原子、离子不可见的污染，方法较多，有溶剂萃取、酸洗（硫酸、硝酸、王水、各种混合酸等）和等离子体法等。

目前常用的硅片清洗方法为湿法化学清洗，采用湿法化学方法清洗的硅片清洗设备都需要工艺腔体，不管是封闭腔体还是开放腔体。硅片清洗根据工艺阶段不同需要不同的药液，腔体长时间使用之后，其内壁上粘附的各种药液会产生结晶，影响清洗环境的洁净，封闭的工艺腔体这种情况会更加严重。因此为了提高硅片的清洗质量，必须在使用一段时间之后对工艺腔体内壁进行清洁维护。但是现有的清洗设备工艺腔体清洁维护工序都是先将腔体从设备上拆卸之后才能进行，这种方法费时费力，而且腔体清洁完成重新安装之后，原来调好的初始位置等都会发生一定的变化，需要重新进行调整与设置，也会影响工作效率，因此急需要一种节约时间、节约人力的腔体清洗方法解决目前的难题。

发明内容

（一）要解决的技术问题

避免先将腔体从设备上拆卸之后才能进行清洗的问题，能省时省力，避免在清洗硅片时对腔体进行重新的调整和设置的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自清洗腔体，其包括腔体，自清洗腔体的主体；喷水嘴，清洗时的出水口；排液口，用于排出清洗硅片和腔体时的液体。

其中，喷水嘴安装在腔体外部，排液口在腔体下部。

其中，喷水嘴有上下两排，且其上下位置面对面正对。

其中，进液软管一端在喷水嘴内。

其中，进液软管没有伸入喷水嘴的部分安装有调压阀。

其中，调压阀之前有至少一个手阀或气动阀。

其中，腔体上部有排气管。

其自清洗的步骤为：

1）开启手阀和气动阀，调节调压阀控制水流流量，开始清洗腔体；

2）清洗完毕后，关闭手阀、气动阀和调压阀。

（三）有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：通过调压阀控制进液口的流量，来达到不同的清洁效果；腔体上下侧均设置喷嘴，可以实现均匀清洗；增加排气孔，排出污染空气，减少腔体的污染程度，提高硅片的清洗效率，降低自清洗频率；增加排液口，清洗完成后的废液可以直接通过排液口排出。最终实现腔体的不拆卸清洗。

附图说明

图1是本发明实施例的工作原理图。

图2是本发明实施例的腔体外形图。

图3是本发明实施例的腔体剖视图。

图4是本发明实施例的工作状态示意图。

图中，1：腔体；2：排气管；3：上侧支流的进液软管；4：上侧支流的喷水嘴；5：下侧支流的喷水嘴；6：下侧支流的进液软管；7：硅片；8：旋转卡盘；9：排液口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

为了方便快速的进行清洗设备工艺腔体的清洁维护，本发明提供一种自清洗腔体，其包括腔体，自清洗腔体的主体；喷水嘴，清洗时的出水口；排液口，用于排出清洗硅片和腔体时的液体。

其中，喷水嘴安装在腔体外部，排液口在腔体底部。

其中，喷水嘴有上下两排，且其上下位置面对面正对。

优选的实施方式为，上下两排喷水嘴都为多个，且均沿腔体主体结构的圆周方向均匀分布。

喷水嘴的位置根据腔体尺寸决定，在腔体上下侧边缘位置，尽量的扩大喷洒范围，实现较完全清洗，如图4所示。

其中，进液软管的一端在喷水嘴内。

清洁水流通过进液软管进入腔体内进行清洗。

上下侧的喷水嘴面对面分布，上侧喷水嘴清洗下侧内壁，下侧喷水嘴清洗上侧内壁，用来满足均匀清洗的目的。并且上下两侧支流同时工作，这使得工艺腔体的内壁可以得到充分的清洁。

其中，进液软管没有伸入喷水嘴的部分安装有调压阀。

优选的实施方式为，调压阀之前有至少一个手阀或气动阀。

也可以是有一个手阀和一个气动阀，这样能更好的控制水流的开关，也可以保证一个手阀出问题的时候还能继续工作。

优选的实施方式为，腔体有排气管。

因为本装置是用化学药剂清洗硅片，故腔体内部难免会有空气污染，如硅片上清洗下来的微小浮尘等。因此，在腔体上加上排气管，利用排风装置通过排气管把污染空气从腔体内部排出，这样还可以减少腔体的污染程度，提高硅片的清洗效率，降低自清洗频率。

通过此种方式进行开放腔体清洁维护时，可以将腔体上部用平板盖住，以免清洁用水喷洒在腔体外部，将其他零部件淋湿，造成生锈或者是污染；而用于封闭腔体清洁维护时则不需要。

其工作原理如图1所示，其中手阀MV1与手阀MV2左端为腔体清洁用水的供应处，共分为上下两路支流。当清洗设备处于硅片清洗工艺时，调节手阀MV1与MV2、气动阀AOV1与AOV2均为常闭状态，腔体清洁用水不供应。

当腔体使用一段时间后需要进行腔体清洁维护时，调节手阀MV1与MV2、气动阀AOV1与AOV2处于常开状态，供应腔体清洁用水，并且利用调压阀PRG1来控制上侧支流的流量，利用调压阀PRG2来控制下侧支流的流量，通过上下两侧支流的喷水嘴向腔体内壁喷洒清洁用水，达到清洗腔体的目的。

此种方法通过控制清洁用水的流量，来达到控制清洁程度大小的目的。

腔体清洗完成之后，将调节手阀MV1与MV2、气动阀AOV1与AOV2设置为常闭状态，阻断腔体清洁用水的供应，重新开始硅片清洗工作。

该装置可以在不进行结构拆卸的情况下，进行腔体内壁的清洁维护，且能达到均匀清洗的目的。

其自清洗的步骤为：

1）开启手阀和气动阀，调节调压阀控制水流流量，开始清洗腔体；

2）清洗完毕后，关闭手阀、气动阀和调压阀。

如附图4所示，工艺过程中，将硅片固定在旋转卡盘上，硅片随着旋转卡盘一起做旋转运动，通过喷淋臂喷洒药液清洗硅片，这样清洗的效果均匀。清洗工艺过程中，调节手阀MV1与MV2、气动阀AOV1与AOV2均为常闭状态。

腔体使用一段时间需要进行清洁维护时，将调节手阀MV1与MV2、气动阀AOV1与AOV2设置为常开状态，则进水软管内的水会一直供应，通过调压阀PRG1和PRG2控制供应水的流量，调节之后，以一定的流量通过喷水嘴喷向腔体内壁，在两侧支流的喷洗作用下，可以达到腔体的较完全清洗。

本实施例中，此处上下侧的喷水嘴分别为12个。清洗的流量大小可以根据实际需要进行调节。

清洗完成之后，将调节手阀MV1与MV2、气动阀AOV1与AOV2设置为常闭状态，不再有水供给，则进液软管中没有水流，上下支流的喷水嘴停止喷水，清洗使用后的废水可以直接通过排液口排出。

在硅片和腔体的清洗过程中，腔体的盖应盖上，防止有液体溅出，对周围人或物件造成影响。

腔体清洗完成之后，可以直接进行硅片清洗工艺过程，这样可以保证在良好的环境中进行硅片清洗，提高硅片清洗的质量。这种自清洗腔体结构实现了在不进行结构拆卸的情况下进行腔体的内部清洗，省时省力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自清洗腔体，其特征在于，其包括腔体，自清洗腔体的主体；喷水嘴，清洗时的出水口；排液口，用于排出清洗硅片和腔体时的液体，其中，喷水嘴安装在腔体外部，排液口在腔体下部。

2.根据权利要求1所述的自清洗腔体，其特征在于，所述的喷水嘴有上下两排，其中，所述的喷水嘴上下位置面对面正对。

3.根据权利要求2所述的喷水嘴，其特征在于，进液软管的一端伸入喷水嘴内。

4.根据权利要求3所述的自清洗腔体，其特征在于，所述的进液软管没有伸入喷水嘴的部分安装有调压阀。

5.根据权利要求4所述的自清洗腔体，其特征在于，所述的调压阀之前有至少一个手阀或气动阀。

6.根据权利要求1所述的自清洗腔体，其特征在于，所述的腔体上部有排气管。

7.根据权利要求1所述的自清洗腔体，其特征在于，其自清洗的步骤为：

1）开启手阀和气动阀，调节调压阀控制水流流量，开始清洗腔体；

2）清洗完毕后，关闭手阀、气动阀和调压阀。

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