CN110434114A - 清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种清洗装置，用于对石英管及石英舟清洗，包括工艺槽、滚动机构及机械手；所述工艺槽用于提供清洗液以清洗所述石英管及所述石英舟；所述滚动机构包括滚轮，所述滚轮设置于所述工艺槽内，用于带动所述石英管转动；所述机械手位于所述工艺槽的上方，用于带动所述石英管及所述石英舟水平和垂直运动。本申请实施例的清洗装置不仅可以对石英舟进行清洗，而且还可以实现对石英管进行清洗，有效提高了本申请实施例的兼容性，扩展了使用范围。另外还可以提高清洗效率以及有效提升清洗效果。

Description

清洗装置

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种清洗装置。

背景技术

目前，在硅片扩散工艺中，硅片放置在石英舟中，然后将装有硅片的石英舟一起放入石英管，并且一起放入至高温扩散炉中。在高温扩散炉中，在炉管的尾部通入一定量含有扩散源的气体，在高温条件下，通过扩散源气体与硅片发生化学反应，完成扩散工艺。每次扩散工艺后，石英舟及石英管表面都会残存相应扩散工艺后的微粒。如石英舟与石英管未经清洗后再次使用，对硅片的清洁度及良率都会造成不良影响。

现有技术中仅提出了如何对石英舟清洗的装置，无法兼容对石英管进行清洗，并且现有技术中对于石英舟清洗装置效率较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种清洗装置。

为实现本发明的目的而提供一种清洗装置，用于对石英管及石英舟清洗，包括工艺槽、滚动机构及机械手；

所述工艺槽用于提供清洗液以清洗所述石英管及所述石英舟；所述滚动机构包括滚轮，所述滚轮设置于所述工艺槽内，用于带动所述石英管转动；

所述机械手位于所述工艺槽的上方，用于带动所述石英管及所述石英舟水平和垂直运动。

于本申请的一实施例中，所述滚动机构包括驱动部以及传动件，所述驱动部设置于所述工艺槽的外侧，所述传动件分别与所述驱动部及滚轮传动连接。

于本申请的一实施例中，所述驱动部包括防护罩及马达，所述防护罩包覆于所述马达外侧，用于对马达形成防护。

于本申请的一实施例中，所述滚轮设置于所述工艺槽的底部，所述传动件与所述滚轮的连接处靠近所述工艺槽的侧壁设置。

于本申请的一实施例中，所述传动件为链条传动件或皮带传动件，所述滚轮上设置有与所述传动件连接的链轮或皮带轮。

于本申请的一实施例中，所述滚动机构还包括导向轮，所述导向轮设置于所述工艺槽的侧壁，用于将所述传动件导向至所述滚轮。

于本申请的一实施例中，所述工艺槽内清洗液的液位高度尺寸大于所述石英管的半径尺寸。

于本申请的一实施例中，所述工艺槽包括一个以上的超纯水工艺槽以及两个以上的化学工艺槽，所述超纯水工艺槽用于提供一超纯水以清洗所述石英管及石英舟，各所述化学工艺槽用于提供一化学清洗液以清洗所述石英管及石英舟。

于本申请的一实施例中，所述工艺槽分别设置于两个工艺区，且各所述工艺区内均设置有至少一个所述超纯水工艺槽及至少一个所述化学工艺槽；以及在所述两个工艺区的至少一个工艺区内的所述工艺槽内设置有所述滚轮。

于本申请的一实施例中，所述机械手为两个，且分别设置于所述两个工艺区内。

于本申请的一实施例中，所述机械手还包括花篮，设置于所述机械手上用于承载所述石英舟；以及，各所述工艺槽还连通有鼓气装置，用于对所述工艺槽内的液体进行搅动。

本申请实施例至少具有以下有益效果：

本申请实施例通过在工艺槽内设置滚动机构，并且由滚动机构的滚轮带动石英管转动以实现对石英管进行清洗。使得本申请实施例的清洗装置不仅可以对石英舟进行清洗，而且还可以实现对石英管进行清洗，有效提高了本申请实施例的兼容性，扩展了使用范围，还可以进一步的降低了本申请实施例的使用成本，有效提高了经济效益。

另外由于设置于滚动机构可以在石英管清洗时对其进行转动，其不仅可以提高清洗效率，而且可以有效提升清洗的效果。

附图说明

图1A为本申请实施例供的一种清洗装置的结构示意图；

图1B为本申请实施例供的一种工艺槽的布局结构示意图；

图2为本申请实施例供的一种滚动机构的结构示意图；

图3A为本申请实施例供的另一种清洗装置的结构示意图；

图3B为本申请实施例供的另一种工艺槽的布局结构示意图；

图4为本申请实施例供的一种机械手的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的清洗装置进行详细描述。

本申请实施例提供一种清洗装置，用于对石英管及石英舟清洗，如图1A及图2所示，包括工艺槽1、滚动机构2及机械手3；工艺槽1用于提供清洗液以清洗石英管及石英舟；滚动机构2包括滚轮21,滚轮21设置于工艺槽1内，用于带动石英管转动；机械手3位于工艺槽1的上方，用于带动石英管及石英舟水平和垂直运动。

如图1A所示，工艺槽1可以采用固定连接的方式设置于本体100内，例如螺栓连接的方式固定设置于本体100上。工艺槽1可以用于提供清洗液以清洗石英管及石英舟，清洗液可以是超纯水清洗液及化学清洗液，本申请实施例对此并不进行限定。滚动机构2的滚轮21可以设置于工艺槽1内，当需要对石英管进行清洗时，滚轮21可以带动石英管转动，以提高本申请实施例的清洗效率。机械手3可以设置于本体100的一侧，并且机械手3可以位于工艺槽1的上方，机械手3可以用于将石英管及石英舟搬运至工艺槽1内进行清洗，并且当清洗完毕后可以将石英管及石英舟移出工艺槽1，机械手3可以进一提高本申请的清洗效率以及自动化水平。

本申请实施例通过在工艺槽内设置滚动机构，并且由滚动机构的滚轮带动石英管转动以实现对石英管进行清洗。使得本申请实施例的清洗装置不仅可以对石英舟进行清洗，而且还可以实现对石英管进行清洗，大幅提高了本申请实施例的兼容性，扩展了使用范围。由于其兼容性进一步的降低了应用本申请实施例的成本，有效提高了经济效益。另外由于设置于滚动机构可以在石英管清洗时对其进行转动，其不仅可以提高清洗效率，而且可以有效提升清洗的效果。

需要说明的是，本申请实施例并不限定本体的具体实施方式，其可以是一个承载台，以用于固定及承载上述各部件，在一些其它实施例中本体也可以省略，上述各部件也可以直接设置于一操作平台上。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据需求自行调整设置。

于本申请的一实施例中，滚动机构2还包括驱动部22以及传动件23，驱动部22设置于工艺槽1的外侧，传动件23分别与驱动部22及滚轮21传动连接。

如图2所示，滚动机构2还可以包括驱动部22以及传动件23。驱动部22具体来说可以采用一电机，其可以设置于本体100上并且位于工艺槽1的外侧，从而可以避免工艺槽1内的清洗液对驱动部22造成腐蚀，从而有效延长驱动部22的使用寿命，并且还可以有效降低故障率。传动件23可以采用防腐蚀的材质制成，例如金属材料制成，其主要用于使得驱动部22与滚轮之间进行联动，从而使得滚轮21可以带动石英管转动。采用上述设计，不仅使得本申请实施结构简单耐用，而且还便于的驱动部的作用力传递至滚轮，进一步避免驱动部受到清洗液的腐蚀，从而进一步提高了本申请实施例的使用寿命。

需说明的是，本申请实施例并不限定驱动部及传动件的具体实施方式，例如驱动部可以采用发动机来实现，而传动件则可以有多种现方式，因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据需求自行调整设置。

于本申请的一实施例中，驱动部22包括防护罩221及马达222，防护罩221包覆于马达222外侧，用于对马达222形成防护。

如图2所示，防罩221可以包括覆于马达222外侧，以对马达222形成防护作用。具体来说防护罩221可以采用抗腐蚀的金属或者塑料材质制成。防护罩221可以防止工艺槽1内的清洗液对马达222造成侵蚀，从而可以进一步提高本申请实施例的寿命，以及降低故障率。需要说明的是，本申请实施例并不限定防护罩的具体实施方式，本领域技术人员可以根据需求自行调整设置。

于本申请的一实施例中，滚轮21设置于工艺槽1的底部，传动件23与滚轮21的连接处靠近工艺槽1的侧壁设置。

如图2所示，滚轮21可以采用两个且并排设置，两个滚轮之间可以具有一间距，该间距可以小于石英管的直径以便于承载石英管。进一步的滚轮可以设置于工艺槽1的底部，用于承载并带动石英管旋转运动，从而可以有效提高清洗效率及清洗效果。传动件23可以靠近工艺槽1的任意一侧壁设置。采用上述设计，可以避免滚轮及传动件与机械手发生干涉，机械手可以完全独立运行避免干涉碰撞而发生的故障，从而使得本申请实施例的设计更加合理，可以有效降低故障率，进一步的降低了本申请实施例的使用及维护成本。

需要说明的是，本申请实施例并不限定滚轮及传动件的具体实施方式，例如滚轮也可以采用两个一组的方式，分别对应设置石英管的两端，而传动件可以设置于工艺槽较短的一侧壁上，因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据需求自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图2所示，传动件23为链条传动件或皮带传动件，滚轮21上设置有与传动件23连接的链轮或皮带轮。传动件23可以采用链条传动件，滚轮21可以设置有链轮，以便于传动件23与滚轮21传动连接；可选地，传动件23可以采用皮带传动件，而滚轮21则设置有皮带轮，以便于传动件23与滚轮21传动连接。采用上述设计，不仅可以有效降低本申请的适用范围，而且可以有效降低使用成本。进一步的，还可以有效降低传动件23及导向轮24占用的空间，从而可以为机械手3预留更大的运动空间，从而降低机械手3与滚动机构2之间发生干涉的机率，进而进一步降低本申请实施例的故障率。滚轮21可以采用塑料滚轮，一方面可以防止工艺槽1内清洗液对其造成腐蚀，另一方面还可以有效提高本申请实施例的使用寿命，并且可以有效降低故障率。

于本申请的一实施例中，如图1A及图2所示，滚动机构2还包括导向轮24，导向轮24设置于工艺槽1的侧壁，用于将传动件23导向至滚轮21。导向轮24可以采用一支架设置于工艺槽1的侧壁上，以便于将传动件23导向至滚轮21。采用上述设计，可以使得本申请实施例的设计更加合理，可以达到即不影响机械手的运动，而且可以便于设置驱动部的效果。可选地，导向轮24可以设置于工艺槽1较短的一侧壁上，从而可以避免导向轮24与机械手3发生干涉，进而可以有效降低故障率，以及降低本申请实施例使用及维护成本。

需要说明的是，本申请实施例并不限定导向轮的具体实施方式，导向轮的具体实施方式可以与传动件的类型对应设置。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据需求自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1A所示，工艺槽1内清洗液的液位高度尺寸大于石英管的半径尺寸。在实际应用时，工艺槽1在用于对石英管进行清洗时，清洗液的液位高度可以略大于石英管的半径尺寸，即清洗液的液位略高于石英管的轴心。采用上述设计，由于石英管在滚动机构的带动下，石英管可以在清洗液中旋转运动以实现滚动清洗，使得本申请实施例可以在保证清洗效果的同时，还大幅减少了清洗液的用量，从而可以有效降低使用成本；另一方面还可以防止清洗液溅射到其它部件上。

于本申请的一实施例中，工艺槽1包括一个以上的超纯水工艺槽11以及两个化学工艺槽12，超纯水工艺槽11用于提供一洁净的超纯水以清洗石英管及石英舟，各化学工艺槽12用于提供一化学清洗液以清洗石英管及石英舟。

如图1A及图1B所示，超纯水工艺槽12可以设置于本体100上，并且其可以单独配置有一套滚动机构2。超纯水工艺槽11用于容纳注入的超纯水，以提供一洁净的超纯水来清洗石英管及石英舟。化学工艺槽12同样设置于本体100上。两个化学工艺槽12及一个超纯水工艺槽11可以并列设置。在两个化学工艺槽12内可以分别设置有一套滚动机构2。化学工艺槽12用于容纳注入的化学清洗液，如HF、HNO3或CH3COOH，或是以上任意两种以上的清洗液形成的混合液等，以对石英管及石英舟进行化学清洗。采用上述设计，由于设置有两个化学工艺槽，当其中任意一个化学清洗液达到使用寿命时，可以直接用另一个进行清洗，从而可以有效提高本申请实施例的生产效率。

需要说明的是，本申请实施例并不限定各工艺槽的具体实施方式，例如在一些其它实施例中，各类型的工艺槽可以共用一套滚动机构，因此本申请并不以此为限，本领域技术人员可以根据需求自行调整设置。可选地，各类型的工艺槽还可以分别设置有溢流槽，用于接收各类型的工艺槽溢流的液体，或者由于各类型工艺槽结构性损坏而导致外流的液体。

于本申请的一实施例中，如图3A及图3B所示，工艺槽1分别设置于两个工艺区4，且各工艺区4内均设置有至少一个超纯水工艺槽11及至少一个化学工艺槽12；可选地，在两个工艺区4的任意一个工艺区4内的工艺槽1设置有滚动机构2。具体来说，两个工艺区4可以分别清洗石英管及石英舟，由于只有在清洗石英管时才需用到滚动机构2，因此可以仅在一个工艺区4的工艺槽1内设置有滚动机构2。由于采用了两个工艺区的设置，可以同时对石英管及石英舟进行处理，有效提高了本申请实施例的生产效率；另外仅在一个工艺区内设置滚动机构，还可以有效降低本申请实施例的使用及维护成本，提高了经济效益。

于本申请的一实施例中，如图3A及图4所示，机械手3为两个，且分别设置于两个工艺区4内。机械手3位于超纯水工艺槽11和化学工艺槽12上方，并位于工艺区4上方的控制区，机械手3可以伸进工艺区4，用于带动石英管及石英舟进行水平和升降运动，并且机械手3可以带动石英管及石英舟在超纯水工艺槽11及化学工艺槽12内进行反复升降和/或水平运动，以使清洗液产生振动及振荡，从而可分别进行振动清洗。采用上述设计，使得本申请实施的两个工艺区可以同时作业，即使某一个工艺区出现故障，也不会影响另一个工艺区的正常作业，从而有效提高了设备的产能。

于本申请的一实施例中，机械手3还包括花篮31，设置于机械手3上用于承载石英舟；以及，工艺槽1还连通有鼓气装置，用于对工艺槽1内的液体进行搅动。如图4所示，花篮31可以设置于机械手3上，用于承载石英舟，并在机械手3作用下带动石英舟水平或者升降运动。如图1A及图3A所示，工艺槽1内还可以通过管路与一鼓气装置(图中未示出)连通设置，鼓气装置可以向工艺槽1内的清洗液中鼓入气体进行搅动，例如氮气或洁净干燥的压缩空气等气体，但是本申请并不以此为限。

需要说明的是，本申请实施例并不限定花篮的具体实施方式，例如其可以设置为圆形的钩状结构，用以承载石英管及石英舟，因此本申请实施例并不以此为限。

于本申请的一实施例中，如图1A及图3A所示，清洗装置还可以包括电气控制区5以及仪表区6。电气控制区5可以设置计算机及电子元器件，以用于对清洗装置进行自动化控制，但是本申请实施例并不以此为限，例如清洗装置还可以通过远程控制的方式实现自动化控制，因此本申请并不以此为限。仪表区6可以设置有显示多种参数的仪表，以便于操作人员观察并掌握清洗装置的运行状态，以便于对清洗装置进行检修及维护，从而有效提高了本申请实施例的运行效率。

为了更好的理解本申请实施例的清洗装置，现将对于石英管及石英舟的清洗步骤简要说明如下，但是以下步骤仅作为说明之用，并非用以限本申请。

针对石英管的清洗可以分为如下四个步骤：

在上料位将石英管放置于机械手中，机械手带动石英管移动至超纯水工艺槽中，将石英管放置到滚动机构的滚轮上进行预清洗。因配备了滚动机构，石英管可以旋转运动，因此该槽内的清洗液位只需注到没过石英管中心轴位置即可。并且由于滚动机构的传动件安装位置紧贴工艺槽的侧壁，滚轮位于工艺槽的底部，滚动机构与机械臂无任何干涉。同时为了获得更好的清洗效果，石英管在滚动清洗的同时可以通过鼓气装置进行鼓气。

在完成上述预清洗后，机械手带动石英管移至化学工艺槽中进行清洗。与超纯水工艺槽类似，该槽配备了同样配备了滚动机构，因此清洗液的液位只需注到没过石英管中心轴位置即可，同时为了获得更好的清洗效果，石英管在滚动清洗的同时可以通过鼓气装置进行鼓气。

在完成化学工艺槽的清洗后，机械手带动石英管返回至超纯水工艺槽中进行若干次清洗及溢流，为了获得更好的清洗效果，石英管在滚动清洗的同时可伴随鼓气装置的鼓气。

为了降低化学清洗液挥发在石英管表面的附着，在超纯水工艺槽中完成清洗后，石英管会停留在超纯水工艺槽中，直至有操作人员确认后，机械手才会带动石英管移动至下料位。

针对石英舟的清洗可以分为如下四个步骤：

在上料位将石英舟放置于花篮中，机械手带动花篮移动至超纯水工艺槽中进行预清洗，为了获得更好的清洗效果，同时可伴随有溢流、鼓气和机械手上下振动。

在完成上述预清洗后，机械手带动花篮移至化学工艺槽中进行清洗，为了获得更好的清洗效果，同时可伴随有溢流、鼓气和机械手上下振动。

在完成化学工艺槽的清洗后，机械手带动花篮返回至超纯水工艺槽中进行若干次清洗及溢流，清洗过程中伴随有机械手的上下振动工艺及鼓气。

为了降低化学药液挥发在石英舟表面的附着，在超纯水工艺槽中完成清洗后，机械手及花篮会停留在超纯水工艺槽中，直至有操作人员确认后，机械手才会带动装有石英舟的花篮移动至下料位。

本申请实施例至少具有以下有益效果，本申请实施例通过在工艺槽内设置滚动机构，并且由滚动机构的滚轮带动石英管转动以实现对石英管进行清洗。使得本申请实施例的清洗装置不仅可以对石英舟进行清洗，而且还可以实现对石英管进行清洗，有效提高了本申请实施例的兼容性，扩展了使用范围，还可以进一步的降低了本申请实施例的使用成本，有效提高了经济效益。另外由于设置于滚动机构可以在石英管清洗时对其进行转动，其不仅可以提高清洗效率，而且可以有效提升清洗的效果。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种清洗装置，用于对石英管及石英舟清洗，其特征在于，包括工艺槽、滚动机构及机械手；

所述工艺槽用于提供清洗液以清洗所述石英管及所述石英舟；所述滚动机构包括滚轮，所述滚轮设置于所述工艺槽内，用于带动所述石英管转动；

所述机械手位于所述工艺槽的上方，用于带动所述石英管及所述石英舟水平和垂直运动。

2.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述滚动机构还包括驱动部以及传动件，所述驱动部设置于所述工艺槽的外侧，所述传动件分别与所述驱动部及所述滚轮传动连接。

3.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述驱动部包括防护罩及马达，所述防护罩包覆于所述马达外侧，用于对马达形成防护。

4.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述滚轮设置于所述工艺槽的底部，所述传动件与所述滚轮的连接处靠近所述工艺槽的侧壁设置。

5.如权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述传动件为链条传动件或皮带传动件，所述滚轮上有与所述传动件连接的链轮或皮带轮。

6.如权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述滚动机构还包括导向轮，所述导向轮设置于所述工艺槽的侧壁，用于将所述传动件导向至所述滚轮。

7.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述工艺槽内清洗液的液位高度尺寸大于所述石英管的半径尺寸。

8.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述工艺槽包括一个以上的超纯水工艺槽以及两个以上的化学工艺槽，所述超纯水工艺槽用于提供一超纯水以清洗所述石英管及石英舟，各所述化学工艺槽用于提供一化学清洗液以清洗所述石英管及石英舟。

9.如权利要求8所述的清洗装置，其特征在于，所述工艺槽分别设置于两个工艺区，且各所述工艺区内均设置有至少一个所述超纯水工艺槽及至少一个所述化学工艺槽；以及在所述两个工艺区的至少一个工艺区内的所述工艺槽内设置有所述滚轮。

10.如权利要求9所述的清洗装置，其特征在于，所述机械手为两个，且分别设置于所述两个工艺区内。

11.如权利要求1至10的任一项所述的清洗装置，其特征在于，还包括花篮，设置于所述机械手上用于承载所述石英舟；以及，各所述工艺槽还连通有鼓气装置，用于对所述工艺槽内的液体进行搅动。