CN109420638A - 清洗半导体设备部件的设备及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开清洗半导体设备部件的设备，该设备包含清洗槽，清洗槽内放置有清洗液，待清洗的部件浸泡在清洗槽内的清洗液中；所述清洗液为氨水、或氨水和双氧水的混合溶液。本发明基于蓝绿外延工艺环境为富氮的环境，会用到大量的氨气的因素，利用弱碱性的氨水对不锈钢材质的部件进行清洗，将不会影响到外延工艺的恢复，同时也不会对部件造成损坏，由于未引入任何影响到外延工艺的物质，因此，外延工艺恢复时间将缩短。

Description

清洗半导体设备部件的设备及清洗方法

技术领域

本发明涉及半导体制备设备的清洗技术，具体涉及清洗半导体设备部件的设备及清洗方法。

背景技术

目前，蓝绿LED业界对于金属有机物化学气相沉积（MOCVD）机台的流法兰（FlowFlange）、淋浴头（Shower Head），以及其他工艺系统的部件的清洗时，采用氢氧化钠（NaOH）溶液浸泡方式进行清洁。但NaOH溶液在浸泡过程中在被清洗的部件表面附着的大量Na+离子无法被彻底冲洗掉，而这将影响到外延工艺的恢复。

MOCVD机台在蓝绿外延的生长过程中，由于蓝绿外延MO源的种类：TMGa、TMIn、TEGa、TMAL、CP2Mg，活性均低于Na+离子，所以在工艺恢复时，附着在备件表面附着的Na+离子抢先置换了MO源中的金属，严重影响到外延工艺的恢复，因此，经过NaOH溶液清洗过的Flow Flange或者Shower Head，工艺恢复期在20-90天，严重影响了蓝绿外延厂的产能。

发明内容

本发明提供清洗半导体设备部件的设备及清洗方法，对被清洗的半导体制备设备无损坏，减少设备清洗后外延工艺恢复时间，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提供清洗半导体设备部件的设备，其特点是，该设备包含清洗槽，清洗槽内放置有清洗液，待清洗的部件浸泡在清洗槽内的清洗液中；所述清洗液为氨水、或氨水和双氧水的混合溶液。

上述清洗半导体设备部件的设备包含气路连接清洗槽的排风系统，排风系统包含：

面式环形排风结构，其密封连接清洗槽的环形出气口，与清洗槽内的容置空间气路连通；

负压缓冲罐，其通过若干气管气路连接面式环形排风结构；

排风管，其设置于负压缓冲罐的顶部，排风管连接外接的尾气处理器；

上述面式环形排风结构与负压缓冲罐之间的气管上设有用于调节排风量的蝶阀。

上述清洗槽的容置空间上方设有用于冲洗待清洗的部件的花洒头，花洒头通过水管水路连通外接的RO水源，水管上设有控制RO水源与花洒头水路连通或断开的电控球阀。

上述清洗半导体设备部件的设备包含超声波震子，其设置于清洗槽的底部，向清洗槽内的进行清洗的部件放射超声波。

上述清洗设备包含加热器，其设置于清洗槽的底部，向清洗槽内的待清洗的部件进行加热。

一种清洗半导体设备部件的设备的清洗方法，其特点是，该清洗方法包含：

待清洗的部件在氨水、或氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗；

待清洗的部件浸泡清洗后采用RO水常流冲洗。

上述氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗的同时，对待清洗的部件采用超声波振荡。

上述待清洗部件在氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗的同时，对待清洗的部件进行加热。

若上述待清洗的部件上有毛细孔，在氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗该待清洗的部件的同时，还采用普氮气泡清洗该待清洗的部件及其毛细孔。

上述RO水常流冲洗完成后对完成清洗的部件的后续流程包含：

对完成清洗的部件进行普氮吹干流程；

将经过普氮吹干的部件采用无氧化烤箱烘干；

将完成烘干的部件采用抽真空塑封存放。

本发明一种清洗半导体设备部件的设备及清洗方法和现有技术相比，其优点在于，本发明基于蓝绿外延工艺环境为富氮的环境，会用到大量的氨气的因素，利用弱碱性的氨水对不锈钢材质的部件进行清洗，将不会影响到外延工艺的恢复，同时也不会对部件造成损坏，由于未引入任何影响到外延工艺的物质，因此，外延工艺恢复时间将缩短到7天以内；

本发明鉴于氨水的碱性偏弱，为增强清洗效果，加入氧化性较强，但不会造成污染的双氧水，以及利用加热系统和超声波系统进行强化，大大提高清洗效果。

附图说明

图1为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的结构示意图；

图2为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的结构示意图；

图3为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的分解图；

图4为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的主清洗槽和副清洗槽的实施例一的结构示意图；

图5为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的主清洗槽和副清洗槽的侧视图；

图6为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的特氟龙辅助隔栅网示意图；

图7为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的主清洗槽和副清洗槽的实施例二的结构示意图；

图8为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的原理图；

图9为本发明一种清洗半导体设备部件的设备的清洗流程图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

如图1并结合图2和图3所示，为一种清洗半导体设备部件的设备，适用于MOCVD工艺系统清洗。该清洗半导体设备部件的设备包含：

主清洗槽110、副清洗槽120、箱体130、排风系统140、洒水系统150、排水系统160、加热系统170、超声波系统180。

主清洗槽110底部设有四个支撑腿，使主清洗槽110平稳放置在任意平面上，主清洗槽110设有开口朝上的容置空间，容置空间中放置有清洗液，半导体刻蚀系统待清洗的部件放置于主清洗槽110的容置空间内，将待清洗的部件浸泡于清洗液中经过预设的时间，完成对待清洗的部件的浸泡清洗。清洗液采用氨水、或氨水和双氧水的混合溶液。采用弱碱性的氨水对不锈钢材质的工艺备件进行清洗，将不会影响到外延工艺的恢复，同时也不会对备件造成损坏，而氨水的碱性偏弱，为增强清洗效果，加入氧化性较强，但不会造成污染的双氧水。由于未引入任何影响到外延工艺的物质，因此，外延工艺恢复时间将缩短到7天以内。

副清洗槽120设置于主清洗槽110旁，其底部设有四个支撑腿，使副清洗槽120平稳放置在任意平面上，副清洗槽120设有开口朝上的容置空间，容置空间中放置有清洗液，半导体刻蚀系统待清洗的部件放置于主清洗槽110的容置空间内，将待清洗的部件浸泡于清洗液中经过预设的时间，可以完成对待清洗的部件的浸泡清洗。清洗液采用氨水、或氨水和双氧水的混合溶液。

箱体130为内部中空的半封闭的箱体机构，主清洗槽110与副清洗槽120并排设置，箱体130套设在并排设置的主清洗槽110与副清洗槽120外。箱体130的上半部分隔为两部分，分别与主清洗槽110与副清洗槽120组成密封的空间。

排风系统140设置于箱体130内主清洗槽110和副清洗槽120的上方，排风系统140包含面式环形排风结构、负压缓冲罐和排风管，均采用耐酸碱材质制成。该面式环形排风结构设置于主清洗槽110和副清洗槽120的上方，与主清洗槽110和副清洗槽120分别与箱体130上半部组成的空间气路连通，面式环形排风结构接收主清洗槽110和副清洗槽120清洗过程中排出的主要由氨气组成的酸碱排风。面式环形排风结构通过若干气管气路连接负压缓冲罐，负压缓冲罐用于对面式环形排风结构输出排出的多个气管的风量进行平衡，面式环形排风结构与负压缓冲罐之间的气管上设有用于调节排风量的蝶阀，蝶阀采用耐酸碱材质蝶阀，调节排风量，蝶阀开启时通过补风蝶阀按手套箱负压设置调节开启角度。在负压缓冲罐的顶部设置排风管，经过缓冲的酸碱排风由排风管排出。排风管连接至外接的尾气处理器，尾气处理器对排出的酸碱排风进行处理，打到排放标准后排出至大气。

洒水系统150包含设置于主清洗槽110和/或副清洗槽120的容置空间上方的花洒头，花洒头通过水管水路连通外接的RO水源，用于冲洗主清洗槽110和/或副清洗槽120内的待清洗的部件，在花洒头连接RO水源的水管上设有控制RO水源与花洒头水路连通或断开的电控球阀。采用的RO水源的电阻率为18M欧。浸泡溶液30%电子级氨水和30%电子级双氧水，RO水的体积比例可采用为：50%、20%、30%。

排水系统160设置于主清洗槽110和副清洗槽120的下方，其进水口连通主清洗槽110和副清洗槽120的出水口，将经过清洗的清洗液及洒水系统150冲洗后的RO水源形成的碱液排水引出主清洗槽110和/或副清洗槽120，通入外接的废液池。

加热系统170设置于主清洗槽110和/或副清洗槽120的底部，采用加热器，用于向清洗槽内的待清洗的部件、清洗液和RO水源进行加热。

超声波系统180设置于主清洗槽110和/或副清洗槽120的底部，采用超声波震子，用于向清洗槽内的进行清洗的部件放射超声波，。

加热系统170和超声波系统180用于强化氨水、或氨水和双氧水的混合溶液的对进行清洗的部件的清洗效果。

如图3所示，洒水系统150包含花洒头151，水路连接花洒头151的RO水源出口152，以及水路连接花洒头151的RO水预留接口153。

清洗半导体设备部件的设备还设有设置于主清洗槽110和副清洗槽120上方的防爆照明310。

清洗半导体设备部件的设备还设有设置于箱体侧边的控制系统和分线箱320，在控制系统和分线箱320上设有人机交互界面321。控制系统和分线箱320还设有GN2预留接口330，用于向控制系统和分线箱320通入纯度99.999%以上的GN2气体。

箱体侧边还设有补风口340，其通过设置于箱体侧边的线槽气路连接排风系统140，设有带过滤器的补风蝶阀控制补风口的开闭。

超声波系统180包含若干排列为矩阵的超声波震子，固定于主清洗槽110和/或副清洗槽120底部。

如图4所示，为主清洗槽110与副清洗槽120的实施例一结构示意图，主清洗槽110与副清洗槽120并列设置，主清洗槽110与副清洗槽120的底部设为倾斜结构，便于液体排出而不滞留在主清洗槽110和/或副清洗槽120内。本实施例中，副清洗槽120底部设为四个倾斜面，四个倾斜面的最低点聚集于连接排水系统160的出水口，便于氨水排放；主清洗槽110设有一个整体的倾斜面，倾斜面的最低面设有连接排水系统160的出水口。进一步的，主清洗槽110由不锈钢制成，其底面设有加热系统170和超声波系统180。

如图5并结合图6所示，本实施例一中，在副清洗槽120的顶部还设置有可移动的特氟龙辅助隔栅网510。可移动的特氟龙辅助隔栅网510采用网状结构。

如图7所示，为主清洗槽110与副清洗槽120的实施例二的结构示意图，其中主清洗槽110与副清洗槽120并列设置，主清洗槽110与副清洗槽120的底部设为倾斜结构，便于液体由排水系统160排出,，而不滞留在主清洗槽110和/或副清洗槽120内。本实施例二中，主清洗槽110底部设有加热系统170和超声波系统180，在加热系统170和超声波系统180上设有可移动的特氟龙辅助隔栅网510。在副清洗槽120的顶部设置有可拆卸的带漏孔的隔板710。

优选的，箱体130的上半部采用两个并列设置的密封的手套箱，两个手套箱分别套设在主清洗槽110与副清洗槽120上，并分别与主清洗槽110和副清洗槽120组成两个独立的密封腔体。通过手套箱的手套可分别对主清洗槽110和副清洗槽120内被清洗的部件进行操作。

如图8并结合图9所示，本发明还公开了一种上述清洗半导体设备部件的设备的清洗方法，该清洗方法具体包含以下步骤：

S1、清洗半导体设备部件的设备可根据人机交互界面的菜单选项，编写各种MOCVD部件的清洗流程，在需要使用时调用。清洗设备将在执行每个步骤时在人机交互界面的提示，手动点击确认后，根据编写的程序进行动作，避免误操作造成的人身伤害。

S2、设置手套箱内部压力，根据设置压力，调整排风蝶阀和补风蝶阀的张开角度。

S3、在清洗槽内输入氨水、或氨水和双氧水的混合溶液作为清洗液。

S4、将待清洗的部件放置在氨水、或氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗。

被清洗部件运入清洗槽时，通过人机交互界面可执行“glove box VENT”选项，系统侦测手套箱内NH3浓度为零时，自动执行排风蝶阀关闭，补风蝶阀全开的动作；同时也可手动设置排风蝶阀关闭，但当手套箱内NH3侦测器尚有读数时，interlock设置将无法执行排风蝶阀关闭；手动模式下，关闭排风蝶阀后，补风蝶阀自动全部开启。

进一步的，若待清洗的部件上有毛细孔，在氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗该待清洗的部件的同时，还采用普氮气泡清洗该待清洗的部件及其毛细孔。

S5、氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗或RO水冲洗的同时，对待清洗的部件采用超声波振荡24小时，并且控制超声波系统开关和震子工作强度。

氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗或RO水冲洗的同时，对待清洗的部件进行加热24小时，并调节至适当温度。

超声波振荡和加热工序可根据需要采用单振荡、或单加热、或同时振荡和加热。

S6、待清洗的部件浸泡清洗后，通过人机交互界面输入指令，清洗设备控制RO水花洒头开启喷淋，采用RO水常流冲洗12小时。

S7、完成清洗后对完成清洗的部件的后续流程。后续流程包含：对完成清洗的部件进行普氮（GN2）吹干流程；将经过普氮吹干的部件采用无氧化烤箱烘干；将完成烘干的部件采用抽真空塑封存放于万级洁净室，避免杂质污染。

S8、完成清洗后将有氨水的废液排放至专门的废液池； 并将氨水挥发大量氨气，需要专门的酸碱排风进入厂务端。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种清洗半导体设备部件的设备，其特征在于，该设备包含清洗槽，清洗槽内放置有清洗液，待清洗的部件浸泡在清洗槽内的清洗液中；所述清洗液为氨水、或氨水和双氧水的混合溶液。

2.如权利要求1所述的清洗半导体设备部件的设备，其特征在于，该设备包含气路连接清洗槽的排风系统，排风系统包含：

面式环形排风结构，其密封连接清洗槽的环形出气口，与清洗槽内的容置空间气路连通；

负压缓冲罐，其通过若干气管气路连接面式环形排风结构；

排风管，其设置于负压缓冲罐的顶部，排风管连接外接的尾气处理器；

所述面式环形排风结构与负压缓冲罐之间的气管上设有用于调节排风量的蝶阀。

3.如权利要求1所述的清洗半导体设备部件的设备，其特征在于，所述清洗槽的容置空间上方设有用于冲洗待清洗的部件的花洒头，花洒头通过水管水路连通外接的RO水源，水管上设有控制RO水源与花洒头水路连通或断开的电控球阀。

4.如权利要求1所述的清洗半导体设备部件的设备，其特征在于，该清洗设备包含超声波震子，其设置于清洗槽的底部，向清洗槽内的进行清洗的部件放射超声波。

5.如权利要求1所述的清洗半导体设备部件的设备，其特征在于，该清洗设备包含加热器，其设置于清洗槽的底部，向清洗槽内的待清洗的部件进行加热。

6.一种清洗半导体设备部件的设备的清洗方法，其特征在于，该清洗方法包含：

待清洗的部件在氨水、或氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗；

待清洗的部件浸泡清洗后采用RO水常流冲洗。

7.如权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，所述氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗的同时，对待清洗的部件采用超声波振荡。

8.如权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，所述待清洗部件在氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗的同时，对待清洗的部件进行加热。

9.如权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，若所述待清洗的部件上有毛细孔，在氨水和双氧水的混合溶液中浸泡清洗该待清洗的部件的同时，还采用普氮气泡清洗该待清洗的部件及其毛细孔。

10.如权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，所述RO水常流冲洗完成后对完成清洗的部件的后续流程包含：

对完成清洗的部件进行普氮吹干流程；

将经过普氮吹干的部件采用无氧化烤箱烘干；

将完成烘干的部件采用抽真空塑封存放。