CN110534452B - 用于清洗工艺腔室的漏液监控装置及清洗工艺腔室 - Google Patents

用于清洗工艺腔室的漏液监控装置及清洗工艺腔室 Download PDF

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Abstract

一种用于清洗工艺腔室的漏液监控装置及清洗工艺腔室，漏液监控装置包括：卡杯，卡杯设置于清洗工艺腔室内，用于接收溅出清洗机台的漏液和非清洗工艺期间的冲洗液；排液管，排液管连接至卡杯的底部，用于将漏液排出清洗工艺腔室；以及漏液传感器，漏液传感器设于排液管内，用于监测是否发生漏液。漏液监控装置可及时发出漏液信号，从而避免出现漏液导致的晶片缺陷或报废、电机腐蚀等情况。

Description

用于清洗工艺腔室的漏液监控装置及清洗工艺腔室
技术领域
本发明涉及半导体设备领域，特别涉及一种用于清洗工艺腔室的漏液监控装置及包括该漏液监控装置的清洗工艺腔室。
背景技术
清洗设备是集成电路制造领域中的关键设备。随着硅片尺寸增大，器件结构的超微小化、高集成化，对硅片的洁净程度、表面的化学态、微粗糙度等表面状态的要求越来越高，IC制造商和设备供应商已清醒认识到化学湿法清洗在生产中的重要性。主流工艺从65nm过渡到40nm、28nm，甚至更小时，传统的批式清洗方法已不能完全满足目前极大规模集成电路制造中关键步骤的清洗要求，清洗设备已逐步由批式清洗设备转换为单片清洗设备。
单片清洗机是利用清洗机台内的夹持结构(chuck)来带动晶片高速旋转，再利用喷淋臂喷射药液至旋转的硅片表面，以此来达到清洗晶片的目的。清洗过程中的多种因素可能造成漏液问题。例如，晶片在高速旋转过程中，如果晶片在夹持结构上放置不平，喷淋臂喷射药液至旋转的晶片表面时会使药液溅出清洗机台，溅到清洗工艺腔室中造成漏液，晶片不能得到有效的清洗，药液还会溅到喷淋臂上导致喷淋臂上的液滴在后续的清洗过程中随机的滴落在晶片上，造成晶片缺陷。此外，喷淋臂的管路中的气动阀出问题后，工艺后喷淋臂中的药液不会停止喷射，同样会出现漏液的情况。另外，非工艺期间，为了避免化学药液在喷头处凝结，清洗机台的喷头每隔一定时间会在卡杯位置处喷射一定的冲洗液。如果喷头和卡杯没有对齐，冲洗液会喷到清洗工艺腔室内，形成漏液。
在目前的单片清洗设备中，只有大量的漏液从清洗机台和下面电气区的隔板处流入下面电气区底部才能触发漏液报警。对于由于晶片不平导致的液体反溅造成的漏液不能及时反馈报警，导致晶片出现缺陷甚至报废。当进行漏液报警时，漏液已经粘在了电机等部件上，会造成腐蚀等问题，需要操作人员进行清理，腐蚀性酸性漏液可能对操作人员形成安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，以便及时进行漏液报警。
本发明一方面提出一种用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，包括：
卡杯，所述卡杯设置于所述清洗工艺腔室内，用于接收溅出清洗机台的漏液和非清洗工艺期间的冲洗液；
排液管，所述排液管连接至所述卡杯的底部，用于将所述漏液排出所述清洗工艺腔室；以及
漏液传感器，所述漏液传感器设于所述排液管内，用于监测是否发生漏液。
优选地，所述卡杯包括上杯体部和下杯体部；其中，
所述上杯体部的容纳空间与所述下杯体部的容纳空间相隔离；
所述上杯体部的顶部设有药液入口，侧壁底部设有药液出口；
所述下杯体部的侧壁上设有多个侧壁药液入口，底面设有排液口，所述多个侧壁药液入口与所述排液口连通。
优选地，所述侧壁药液入口为狭缝状，多个所述侧壁药液入口相互平行，多个所述侧壁药液入口的宽度之和占所述下杯体部的外周长度的90％～95％。
优选地，所述排液管包括首尾相接的第一U型管和第二U型管；其中，
所述第一U型管的第一端与所述卡杯的底部连接，所述第一U型管的第二端与所述第二U型管的第一端连接；
所述第二U型管的第二端用于将所述漏液排出所述清洗工艺腔室；
所述漏液传感器设于所述第一U型管和第二U型管的连接位置附近。
优选地，所述第二U型管的顶部与所述卡杯的底部之间的距离为20～30cm，所述漏液传感器与所述第一U型管的底部之间的距离为1～2cm。
本发明的另一方面提出一种清洗工艺腔室，包括：
隔板，所述隔板用于分隔所述清洗工艺腔室的工艺区与电气区；
清洗机台，所述清洗机台设于所述隔板上；
所述的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，所述漏液监控装置的卡杯安装于所述清洗机台。
优选地，所述卡杯包括上杯体部和下杯体部；其中，
所述上杯体部的容纳空间与所述下杯体部的容纳空间相隔离；
所述上杯体部的顶部设有药液入口，侧壁底部设有药液出口；
所述下杯体部的侧壁上设有多个侧壁药液入口，底面设有排液口，所述多个侧壁药液入口与所述排液口连通；
所述清洗机台的一部分外周向内凹入形成卡接口，所述卡杯设于所述卡接口处，所述卡杯的药液出口与所述清洗机台的内腔排放结构连通。
优选地，所述卡杯的上杯体部的一部分侧壁焊接于所述卡接口。
优选地，所述隔板设有安装孔，所述卡杯设于所述安装孔内，且所述隔板的上表面低于所述卡杯的每个所述侧壁药液入口的最高位置。
优选地，所述隔板的上表面相对于水平面倾斜设置，倾斜度为1～2°，且所述隔板的上表面的最低位置处位于所述安装孔处。
本发明的有益效果在于：
1、卡杯设置于清洗工艺腔室内，用于接收溅出清洗机台的漏液和非清洗工艺期间的冲洗液，漏液可通过排液管排出，在排液管内设有漏液传感器，当漏液传感器检测到排液管内存在漏液时，可及时发出漏液信号，从而避免出现漏液导致的晶片缺陷或报废、电机腐蚀等情况。
2、卡杯包括上杯体部和下杯体部两部分，上杯体部用于接收非工艺期间喷淋臂喷出的自冲洗药液，自冲洗药液通过上杯体部的药液入口进入，并通过药液出口流至清洗机台内进行排放回收；下杯体部用于接收泄露液体，溅出清洗机台的药液通过下杯体部侧壁上的缝隙进入下杯体部，可通过排液口和排液管及时排走，不需要操作人员进行清理。
3、排液管包括首尾相接的第一U型管和第二U型管，通过U型管的设置，可防止工艺过程中仅一小滴液体溅到排液管里造成误报警。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1显示根据本发明示例性实施例的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置的结构示意图；
图2和图3从不同角度显示根据本发明示例性实施例的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置的卡杯立体图；
图4显示根据本发明示例性实施例的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置在清洗机台中的安装示意图。
附图标记说明：
1上杯体部，2下杯体部，3隔板，4侧壁药液入口，5排液口，6排液管，7漏液传感器，8药液入口，9药液出口，10清洗机台，11卡杯。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明实施例的一方面提供一种用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，包括：
卡杯，卡杯设置于清洗工艺腔室内，用于接收溅出清洗机台的漏液和非清洗工艺期间的冲洗液；
排液管，排液管连接至卡杯的底部，用于将漏液排出清洗工艺腔室；以及
漏液传感器，漏液传感器设于排液管内，用于监测是否发生漏液。
应用时，清洗机台设于清洗工艺腔室中，并安装于用于清洗分隔工艺腔室的工艺区与电气区的隔板上，清洗机台内设有晶片夹持旋转机构及化学药液回收和排放结构。在清洗机台的外周安装喷淋臂，喷淋臂的个数可根据具体工艺确定。喷淋臂在非工艺期间停留在清洗机台的固定位置，卡杯即设于该固定位置处。在非工艺期间，喷淋臂每隔一段时间喷出冲洗液，使药液管路不至于出现结晶等情况。
卡杯设置于清洗工艺腔室内，用于接收溅出清洗机台的漏液和非清洗工艺期间的冲洗液。漏液通过排液管排出，在排液管内设有漏液传感器，当检测到排液管内存在漏液时可及时发出漏液信号，并可进一步触发漏液警报，从而避免出现漏液导致的晶片缺陷或报废、电机腐蚀等情况。
在一个示例中，卡杯包括上杯体部和下杯体部；其中，
上杯体部的容纳空间与下杯体部的容纳空间相隔离；
上杯体部的顶部设有药液入口，侧壁底部设有药液出口；
下杯体部的侧壁上设有多个侧壁药液入口，底面设有排液口，多个侧壁药液入口与排液口连通。
卡杯包括上杯体部和下杯体部两部分，上杯体部用于接收非工艺期间喷淋臂喷出的自冲洗药液，自冲洗药液通过上杯体部的药液入口进入，并通过药液出口流至清洗工艺腔室内进行排放回收；下杯体部用于接收泄露液体，溅出清洗机台的药液通过下杯体部侧壁上的缝隙进入下杯体部，并通过排液口、排液管排出，不需要操作人员进行清理。在排液管内设有漏液传感器，当检测到排液管内存在漏液时可及时发出漏液信号，并可进一步触发漏液警报，从而避免出现漏液导致的晶片缺陷或报废、电机腐蚀等情况。
在一个示例中，卡杯通过一体成型制成，上杯体部和下杯体部均包括环形的侧壁和连接于侧壁的底面。
在一个示例中，侧壁药液入口为狭缝状，多个侧壁药液入口相互平行，多个侧壁药液入口的宽度之和占下杯体部的外周长度的90％～95％，即下杯体部的外周长度有5％～10％没有缝隙，以最大限度地接收漏液。狭缝状的侧壁药液入口可以阻挡漏液中夹杂的碎片进入下杯体部，堵塞排液管。
在一个示例中，排液管包括首尾相接的第一U型管和第二U型管；其中，
第一U型管的第一端与卡杯的底部连接，第一U型管的第二端与第二U型管的第一端连接；
第二U型管的第二端用于将漏液排出清洗工艺腔室；
漏液传感器设于第一U型管和第二U型管的连接位置附近。
这种U型管和漏液传感器的设置可防止工艺过程中仅一小滴液体溅到排液管里造成误报警。第二U型管的顶部与卡杯的底部之间的距离为20～30cm，漏液传感器与第一U型管的底部之间的距离为1～2cm。
直管可通过接头与排液口连接，接头和直管的管径均可设为3/8”或1/2”。U型管可进一步通过排放管道连接到机台的排液口，及时排走漏液。排放管道的管径可设为3/8”或1/2”。
本发明实施例的另一方面提供一种清洗工艺腔室，包括：
隔板，隔板用于分隔清洗工艺腔室的工艺区与电气区；
清洗机台，清洗机台设于隔板上；
所述用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，漏液监控装置的卡杯安装于清洗机台。
如前所述，在非工艺期间，喷淋臂每隔一段时间喷射冲洗液，卡杯安装于清洗机台，用于接收溅出清洗机台的漏液和非清洗工艺期间的冲洗液。漏液通过排液管排出，在排液管内设有漏液传感器，当检测到排液管内存在漏液时可及时发出漏液信号，并可进一步触发漏液警报，从而避免出现漏液导致的晶片缺陷或报废、电机腐蚀等情况
在一个示例中，卡杯包括上杯体部和下杯体部；其中，
上杯体部的容纳空间与下杯体部的容纳空间相隔离；
上杯体部的顶部设有药液入口，侧壁底部设有药液出口；
下杯体部的侧壁上设有多个侧壁药液入口，底面设有排液口，多个侧壁药液入口与排液口连通；
清洗机台的一部分外周向内凹入形成卡接口，卡杯设于卡接口处，卡杯的药液出口与清洗机台的内腔排放结构连通。
卡杯包括上杯体部和下杯体部两部分，上杯体部用于接收非工艺期间喷淋臂喷出的冲洗液，自冲洗药液通过上杯体部的药液入口进入，药液出口与清洗机台的内腔排放结构连通，自冲洗药液可流至清洗机台内进行排放回收；下杯体部用于接收泄露液体，溅出清洗机台的药液通过下杯体部侧壁上的缝隙进入下杯体部，可通过排液口和排液管及时排走，不需要操作人员进行清理。清洗机台的一部分外周向内凹入形成卡接口，卡杯设于卡接口处。优选地，卡杯的上杯体部的一部分侧壁焊接于卡接口。
在一个示例中，隔板设有安装孔，卡杯设于安装孔内，且隔板的上表面低于卡杯的每个侧壁药液入口的最高位置。卡杯与安装孔的接合处可用焊条焊接，或者用其他粘合剂密封，以避免漏液，使得隔板上表面上的漏液全部通过侧壁药液入口进入下杯体部内。
在一个示例中，隔板的上表面相对于水平面倾斜设置，倾斜度为1～2°，且隔板的上表面的最低位置处位于安装孔处，从而利于漏液沿隔板的上表面流至安装孔处，并通过下卡杯部的侧壁药液入口进入下卡杯部。
实施例
图1显示根据本发明示例性实施例的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置的结构示意图，图2和图3从不同角度显示漏液监控装置的卡杯立体图，图4显示漏液监控装置在清洗机台中的安装示意图。
如图1-4所示，用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，包括：
卡杯11，卡杯设置于清洗工艺腔室内，用于接收溅出清洗机台10的漏液和非清洗工艺期间的冲洗液；
排液管6，排液管6连接至卡杯11的底部，用于将漏液排出清洗工艺腔室；以及
漏液传感器7，漏液传感器7设于排液管6内，用于监测是否发生漏液。
其中，卡杯11包括上杯体部1和下杯体部2；上杯体部1的容纳空间与下杯体部2的容纳空间相隔离；上杯体部1的顶部设有药液入口8，侧壁底部设有药液出口9；下杯体部2的侧壁上设有多个侧壁药液入口4，底面设有排液口5，多个侧壁药液入口4与排液口5连通。
其中，多个侧壁药液入口4相互平行，多个侧壁药液入口的宽度之和占下杯体部2的外周长度的90％～95％。
排液管6包括首尾相接的第一U型管和第二U型管；第一U型管的第一端与卡杯11的底部连接，第一U型管的第二端与第二U型管的第一端连接；第二U型管的第二端用于将漏液排出清洗工艺腔室；漏液传感器7设于第一U型管和第二U型管的连接位置附近。
根据实施例的清洗工艺腔室包括：
隔板3，隔板3用于分隔清洗工艺腔室的工艺区与电气区；
清洗机台10，清洗机台10设于隔板3上；
所述的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，漏液监控装置的卡杯11安装于清洗机台10。
其中，隔板3上设有安装孔，卡杯的上杯体部1焊接于清洗机台10的侧面，下杯体部2设于安装孔内，下杯体部2与安装孔的接合处通过焊条焊接。
隔板3的上表面相对于水平面倾斜设置，倾斜度为1～2°，且隔板3的上表面的最低位置处位于安装孔处，从而漏液可沿隔板3的上表面流至安装孔处，并通过下卡杯部2的侧壁药液入口4进入下卡杯部2。
工作时，清洗机台10设于清洗工艺腔室中，并安装于用于分隔清洗工艺腔室的工艺区与电气区的隔板3上，清洗机台内10设有晶片夹持旋转机构及化学药液回收和排放结构。在清洗机台10的外周安装喷淋臂，喷淋臂在非工艺期间停留在清洗机台10的固定位置，卡杯11即设于该固定位置处。在非工艺期间，喷淋臂每隔一段时间进行喷液。冲洗液通过上杯体部1的药液入口8进入，并通过药液出口9流至清洗机台10内进行排放回收(如图1中箭头所示)；下杯体部2用于接收泄露液体，溅出清洗机台的药液通过下杯体部侧壁上的侧壁药液入口4进入下杯体部2，并通过排液口5、排液管6排出。当漏液传感器7检测到排液管内存在漏液时发出漏液信号，并可进一步触发漏液警报，从而避免出现漏液导致的晶片缺陷或报废、电机腐蚀等情况。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，其特征在于，包括：
卡杯，所述卡杯安装于所述清洗工艺腔室内的清洗机台上，用于接收溅出清洗机台的漏液和非清洗工艺期间的冲洗液；
排液管，所述排液管连接至所述卡杯的底部，用于将所述漏液排出所述清洗工艺腔室；以及
漏液传感器，所述漏液传感器设于所述排液管内，用于监测是否发生漏液。
2.根据权利要求1所述的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，其特征在于，所述卡杯包括上杯体部和下杯体部；其中，
所述上杯体部的容纳空间与所述下杯体部的容纳空间相隔离；
所述上杯体部的顶部设有药液入口，侧壁底部设有药液出口；
所述下杯体部的侧壁上设有多个侧壁药液入口，底面设有排液口，所述多个侧壁药液入口与所述排液口连通。
3.根据权利要求2所述的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，其特征在于，所述侧壁药液入口为狭缝状，多个所述侧壁药液入口相互平行，多个所述侧壁药液入口的宽度之和占所述下杯体部的外周长度的90％～95％。
4.根据权利要求1所述的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，其特征在于，所述排液管包括首尾相接的第一U型管和第二U型管；其中，
所述第一U型管的第一端与所述卡杯的底部连接，所述第一U型管的第二端与所述第二U型管的第一端连接；
所述第二U型管的第二端用于将所述漏液排出所述清洗工艺腔室；
所述漏液传感器设于所述第一U型管和第二U型管的连接位置附近。
5.根据权利要求4所述的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置，其特征在于，所述第二U型管的顶部与所述卡杯的底部之间的距离为20～30cm，所述漏液传感器与所述第一U型管的底部之间的距离为1～2cm。
6.一种清洗工艺腔室，其特征在于，包括：
隔板，所述隔板用于分隔所述清洗工艺腔室的工艺区与电气区；
清洗机台，所述清洗机台设于所述隔板上；
根据权利要求1-5中任一项所述的用于清洗工艺腔室的漏液监控装置。
7.根据权利要求6所述的清洗工艺腔室，其特征在于，所述卡杯包括上杯体部和下杯体部；其中，
所述上杯体部的容纳空间与所述下杯体部的容纳空间相隔离；
所述上杯体部的顶部设有药液入口，侧壁底部设有药液出口；
所述下杯体部的侧壁上设有多个侧壁药液入口，底面设有排液口，所述多个侧壁药液入口与所述排液口连通；
所述清洗机台的一部分外周向内凹入形成卡接口，所述卡杯设于所述卡接口处，所述卡杯的药液出口与所述清洗机台的内腔排放结构连通。
8.根据权利要求7所述的清洗工艺腔室，其特征在于，所述卡杯的上杯体部的一部分侧壁焊接于所述卡接口。
9.根据权利要求7所述的清洗工艺腔室，其特征在于，所述隔板设有安装孔，所述卡杯设于所述安装孔内，且所述隔板的上表面低于所述卡杯的每个所述侧壁药液入口的最高位置。
10.根据权利要求9所述的清洗工艺腔室，其特征在于，所述隔板的上表面相对于水平面倾斜设置，倾斜度为1～2°，且所述隔板的上表面的最低位置处位于所述安装孔处。
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