CN111112266B - 一种气相沉积反应腔体的承载装置及清洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气相沉积反应腔体的承载装置及清洗系统，该气相沉积反应腔体的承载装置包括：承载板、挡板组件和承托件，其中，承载板上开设有第一开口；挡板组件环绕于承载板的周向，以使挡板组件与承载板形成容纳气相沉积反应腔体的容纳室；承托件跨接于挡板组件的两侧且位于承载板的上方。本发明的气相沉积反应腔体的承载装置有效地保护了气相沉积反应腔体，避免气相沉积反应腔体因为夹持压力过大而破裂或者压力过小而滑落损坏，同时在承载装置进行下降放入清洗室的过程中，承载板的底部与清洗室底部发生接触，避免了气相沉积反应腔体的开口端与清洗室底部直接碰撞而发生损坏，从而降低了气相沉积反应腔体的损坏率。
Description
技术领域
本发明属于半导体加工技术领域，具体涉及一种气相沉积反应腔体的承载装置及清洗系统。
背景技术
在外延反应炉装置中，通过在由石英钟罩组成的工艺腔室内部对硅晶圆进行气相沉积反应，以在硅晶圆表面上生长出一层薄膜。然而，在进行气相沉积的过程中，反应物不仅仅沉积在硅晶圆表面，还会沉积在石英钟罩内表面；如果长时间不清洗石英钟罩，会在石英钟罩内表面产生厚厚的一层膜，影响加热装置灯模块的透光性和反应气体的流动性，同时可能会在石英钟罩内表面产生颗粒，从而影响到硅晶圆的生长工艺，降低硅晶圆的良率。因此，对石英钟罩进行定期清理是硅晶圆加工过程中不可缺少的一个工艺。
现有对石英钟罩进行清洗的过程中，采用夹持装置夹持住石英钟罩的顶部进行升降，从而将石英钟罩放入清洗室中进行清洗，请参见图1，图1为现有技术提供的一种石英钟罩清洗装置的结构示意图，其中，夹持装置3通过夹持石英钟罩2的顶部4将石英钟罩2放置到清洗室1内进行清洗。
但是，石英钟罩2为易碎部件，而采用夹持装置3夹持石英钟罩2的顶部容易因施压过大导致石英钟罩2破裂或因施压过小导致石英钟罩2滑落摔坏，同时夹持装置3在下降过程中可能导致石英钟罩2的开口端与清洗室1底部发生碰撞而损坏，增加石英钟罩2的损坏率。另外，现有的石英钟罩2清洗往往在同一清洗室内进行混酸和去离子水清洗，无法保证石英钟罩2和清洗室1内部的混酸残留清洗干净，可能导致石英钟罩2清洗不够彻底。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种气相沉积反应腔体的承载装置及清洗系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种气相沉积反应腔体的承载装置，包括：承载板、挡板组件和承托件，其中，
所述承载板上开设有第一开口；
所述挡板组件环绕于所述承载板的周向，以使所述挡板组件与所述承载板形成容纳所述气相沉积反应腔体的容纳室；
所述承托件跨接于所述挡板组件的两侧且位于所述承载板的上方，用于与外部设备相连接以对所述承载装置进行承托。
在本发明的一个实施例中，所述承载板和所述挡板组件上均开设有若干通孔，所述若干通孔在所述承载板和所述挡板组件上均匀分布。
在本发明的一个实施例中，所述承载板上设置有密封垫，所述密封垫呈环形设置以与所述气相沉积反应腔体开口端的边缘相匹配。
在本发明的一个实施例中，所述承载板上还设置有限位件，所述限位件设置于所述密封垫的侧边，以当所述气相沉积反应腔体放置于所述密封垫上时对所述气相沉积反应腔体进行固定。
在本发明的一个实施例中，所述挡板组件上开设有第二开口，以形成供所述气相沉积反应腔体进出所述容纳室的通道。
在本发明的一个实施例中，所述挡板组件包括第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板，其中，
所述第一挡板、所述第二挡板、所述第三挡板和所述第四挡板依次相接地环绕于所述承载板的周向；
其中，所述承托件跨接于所述第一挡板和所述第三挡板上，且所述第二开口开设在与所述承托件相对的所述第四挡板上。
在本发明的一个实施例中，所述承托件包括第一承托杆、第二承托杆和第三承托杆，其中，
所述第一承托杆设置于所述第一挡板和所述第二挡板的相接处，与所述第一挡板位于同一平面且向所述第四挡板一侧倾斜；
所述第二承托杆设置于所述第二挡板和所述第三挡板的相接处，与所述第三挡板位于同一平面且向所述第四挡板一侧倾斜；
所述第三承托杆连接在所述第一承托杆和所述第二承托杆之间。
本发明的另一个实施例提供了一种气相沉积反应腔体的清洗系统，包括至少两个清洗装置、承载装置和传送装置，其中，
所述至少两个清洗装置并列排布；
所述承载装置采用如上述实施例所述的气相沉积反应腔体的承载装置；
所述传送装置设置于所述清洗装置的上方并通过所述承托件对所述承载装置承托。
在本发明的一个实施例中，所述清洗装置包括清洗室、若干液体喷淋头和排液口，其中，
所述清洗室的底部从四周至中心逐渐凹陷，所述排液口设置于所述清洗室底部的中心位置处；
所述若干液体喷淋头分布于所述清洗室的底部；或者，所述若干液体喷淋头分布于所述清洗室的底部和所述清洗室的内壁上。
在本发明的一个实施例中，所述传送装置包括第一移动轴和第二移动轴，其中，
所述第一移动轴与所述第二移动轴相互垂直；
所述第一移动轴可沿其轴向方向移动，以将承载有所述气相沉积反应腔体的所述承载装置在所述清洗装置的上方进行水平传输；
所述第二移动轴与所述承载装置连接，可沿其轴向方向移动，以将承载有所述气相沉积反应腔体的所述承载装置在所述清洗装置的上方进行升降。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的气相沉积反应腔体承载装置采用承载板和挡板组件共同形成容纳气相沉积反应腔体的容纳室，在传送时，将气相沉积反应腔体放置于承载装置中，然后通过承托件进行夹持运输，有效地保护了气相沉积反应腔体，避免气相沉积反应腔体因为夹持压力过大而破裂或者压力过小而滑落损坏，同时在承载装置进行下降放入清洗室的过程中，承载板的底部与清洗室底部发生接触，避免了气相沉积反应腔体的开口端与清洗室底部直接碰撞而发生损坏，从而降低了气相沉积反应腔体的损坏率。
2、本发明的清洗系统中设置至少两个清洗装置，可以在不同的清洗装置中用不同的溶液对气相沉积反应腔体进行分阶段清洗，避免了残留的不同溶液互相混合而导致清洗不彻底的问题，提高了气相沉积反应腔体的清洗洁净度。
附图说明
图1为现有技术提供的一种石英钟罩清洗装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种气相沉积反应腔体的承载装置的结构示意图；
图3为图2中的气相沉积反应腔体的承载装置的剖面图；
图4为本发明实施例提供的一种气相沉积反应腔体的清洗系统的结构示意图；
图5a-图5b为本发明实施例提供的两种清洗装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种气相沉积反应腔体的清洗系统的布局示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种气相沉积反应腔体的承载装置的结构示意图。该气相沉积反应腔体的承载装置可用来承载钟形腔体(如石英钟罩)，也可用来承载其他材质和形状的、且具有开口端的气相沉积反应腔体。在一个具体实施例中，该气相沉积反应腔体的承载装置用于在对石英钟罩进行清洗的过程中对石英钟罩进行承载，并与石英钟罩一同放入清洗装置中进行清洗。
该气相沉积反应腔体的承载装置包括：承载板21、挡板组件22和承托件23。
承载板21主要用于承载并固定气相沉积反应腔体，可以为一块具有四个侧边的矩形板状物，也可以为一块圆形的板状物，本实施例不做进一步限制。
承载板21上开设有第一开口211，该第一开口211用于当承载装置与气相沉积反应腔体一同放入清洗装置中时，使得清洗装置底部的喷淋头可以从第一开口211中进入气相沉积反应腔体的内部，从而对气相沉积反应腔体内表面进行清洗。当气相沉积反应腔体放置于承载板21上时，第一开口211位于气相沉积反应腔体开口端的内部，即气相沉积反应腔体开口端的边缘将第一开口211给包围起来。具体地，第一开口211的形状可以为矩形、圆形等规则的形状，也可以为不规则的形状，本实施例选用圆形，圆形开口的直径小于气相沉积反应腔体的开口端的直径。
挡板组件22环绕在承载板21的周向，挡板组件22与承载板21形成一个容纳室用来容纳气相沉积反应腔体。挡板组件22可以为一整块的板状物，一整块的板状物环绕在承载板21的周向形成一个容纳室；也可以为多块板状物进行拼接而形成，多块板状物环绕在承载板21的周向形成一个容纳室。气相沉积反应腔体可以从容纳室的顶部进入容纳室，也可以在挡板组件22上开设开口为气相沉积反应腔体进出容纳室提供通道；优选地，在挡板组件22上开设有第二开口221，以供气相沉积反应腔体进出容纳室；在挡板组件22上形成第二开口221有利于操作人员对气相沉积反应腔体进出该承载装置时进行观察，降低气相沉积反应腔体底部与承载装置发生碰撞的概率，降低气相沉积反应腔体的损坏率。
在一个具体实施例中，当承载板21为具有四个侧边的矩形板状物时，挡板组件22可以包括第一挡板222、第二挡板223、第三挡板224和第四挡板225。其中，第一挡板222、第二挡板223、第三挡板224和第四挡板225分别固定于承载板21的四个侧边上，环绕于承载板的周向，并且依次相接以形成容纳室，第一挡板222和第三挡板224相对设置，第二挡板223和第四挡板225相对设置。四个挡板中的任意一个上开设有供气相沉积反应腔体出入容纳室的第二开口221，该第二开口221的宽度大于气相沉积反应腔体开口端的直径。本实施例中，该第二开口221开设在第四挡板225上，具体表现为：在垂直承载板21的方向上，第四挡板225的高度小于第一挡板222、第二挡板223、第三挡板224的高度，即第四挡板225与第一挡板222、第三挡板224共同形成了“凹”字形状。
承载板21和挡板组件22上设置有若干通孔，形成镂空结构，若干通孔在承载板21和挡板组件22上均匀分布。在承载板21和挡板组件22上设置通孔的作用为：当气相沉积反应腔体与承载装置一同放入清洗装置中进行清洗时，液体可以穿过通孔对气相沉积反应腔体的外表面进行清洗，并且清洗的液体可以通过承载板21上的通孔流到排液口以进行排出，避免清洗室中形成积液；通孔均匀分布可以使得清洗液体对气相沉积反应腔体的外部实现均匀的清洗，提高清洗的洁净度。
承载板21上还设置有密封垫24，密封垫24呈环形设置以与气相沉积反应腔体开口端的边缘相匹配。密封垫24用于当气相沉积反应腔体与承载装置一同放入清洗装置中进行清洗时，防止对气相沉积反应腔体内部进行清洗的化学品清洗液如混酸清洗液溢出到石英钟罩外部腐蚀石英钟罩，因此，密封垫24需设置在气相沉积反应腔体与承载板21相接触的地方，其形状和宽度均需与气相沉积反应腔体的开口端相匹配。
在承载板21上还设置有限位件25，限位件25可动地设置在密封垫24的侧边。限位件25用于当气相沉积反应腔体放置在承载板21上时，对气相沉积反应腔体进行固定，防止气相沉积反应腔体倾倒。具体地，限位件25可以采用卡扣的形式嵌入承载板21中，在放置气相沉积反应腔体之前，转动卡扣使其呈打开状态，气相沉积反应腔体放好之后，将卡扣扣紧在气相沉积反应腔体上进行固定。
承托件23跨接在挡板组件22的两侧形成凸起，所形成的凸起位于承载板21的上方，用于为外部传输该承载装置的传输装置提供连接部件，实现对承载装置的承托。具体地，上述承托件23跨接在挡板组件22的两侧形成凸起，可以理解为承托件23与挡板组件22远离承载板21的端面连接形成凸起，也可以理解为承托件23与挡板组件22的侧壁进行连接而形成凸起。
请结合图2和图3，图3为图2中的气相沉积反应腔体承载装置的剖面图。承托件23包括第一承托杆231、第二承托杆232和第三承托杆233。其中，第一承托杆231、第二承托杆232相对于承载板21倾斜地设置在挡板组件22上，且第一承托杆231和第二承托杆232相互平行；第三承托杆233连接在第一承托杆231和第二承托杆232之间，且第三承托杆233与承载板21平行。
具体地，当挡板组件22包括第一挡板222、第二挡板223、第三挡板224和第四挡板225时，第一承托杆231可以连接在第一挡板222上且与第一挡板222位于同一个平面内，第一承托杆231相对于承载板21倾斜设置；第二承托杆232可以连接在第三挡板224上且与第三挡板224位于同一个平面内，第二承托杆232相对于承载板21倾斜设置；第三承托杆233连接在第一承托杆231和第二承托杆232之间，第三承托杆233与承载板21平行且位于承载板21的正上方。进一步地，第一承托杆231设置在第一挡板222与第二挡板223的相接处且向第四挡板225一侧倾斜，第二承托杆232设置在第二挡板223与第三挡板224的相接处且向第四挡板225一侧倾斜。也就是说，承托件23跨接于第一挡板222和第三挡板224之间。而当承托件23跨接于第一挡板222和第三挡板224之间时，第二开口221优选地开设在与承托件23相对的第四挡板225上。
为了减小承载装置对石英钟罩的污染，同时提高承载装置的使用寿命，本实施例中，承载板21和挡板组件22采用聚偏氟乙烯(PVDF)板，PVDF板具有良好的耐腐蚀性、耐磨性，并且不会对石英钟罩产生污染；同时，承托件23采用不锈钢材料，表面采用PP板包边处理并且作特氟龙(Teflon)防腐处理，保证承载装置的稳固性，同时避免承托件23污染石英钟罩，并且提高承载装置的耐腐蚀性。
本实施例中，承载装置采用承载板和挡板共同形成容纳气相沉积反应腔体的容纳室，在传送时，将气相沉积反应腔体放置于承载装置中然后通过承托件进行夹持运输，有效地保护了气相沉积反应腔体，避免气相沉积反应腔体因为夹持压力过大而破裂或者压力过小而滑落损坏，同时在承载装置进行下降放入清洗室的过程中，承载板的底部与清洗室底部发生接触，避免了气相沉积反应腔体的开口端与清洗室底部直接碰撞而发生损坏，从而降低了气相沉积反应腔体的损坏率。
实施例二
请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种气相沉积反应腔体的清洗系统的结构示意图。该清洗系统包括至少两个清洗装置31、承载装置20和传送装置32。
至少两个清洗装置31并列设置，每个清洗装置31中均设置有进液口，用于通入清洗溶液；不同清洗装置31中可以通入不同种类的清洗溶液，以对气相沉积反应腔体进行分阶段、分区域清洗。以采用两个清洗装置31为例，一个清洗装置31中可以通入混酸清洗液、另一个清洗装置31可以通入去离子水，在清洗时，可以将气相沉积反应腔体放入混酸清洗装置中对其内表面进行清洗，然后放入去离子水清洗装置中对其内表面和外表面共同进行清洗。
进一步地，请参见图5a-图5b，图5a-图5b为本发明实施例提供的两种清洗装置的结构示意图。图5a中，清洗装置31可以包括清洗室311、若干液体喷淋头312、排液口313、若干气体喷头314、液位传感器315、化学品检测器316。其中，清洗室311的底部从四周至中心逐渐凹陷，形成外围区域高、中心位置低的漏斗式底部。若干液体喷淋头312可以分布在清洗室311的底部，也可以分布在清洗室311的底部和内壁上。若干气体喷头314分布于清洗室311的底部和清洗室311的内壁上。液位传感器315设置在清洗室311的内壁上，例如液位传感器315可以设置在靠近清洗室311开口的位置或者靠近清洗室311底部的位置或者清洗室311内壁的中部位置，液位传感器315通过控制模块与若干液体喷淋头312和排液口313连接，用来检测洗室311中的液位，使得控制模块根据液位信号控制液体喷淋头312的喷淋量与排液口313的排液量，进而来控制清洗室311中清洗溶液的液位。化学品检测器316设置在清洗室311的内壁靠近其底部的位置处。在其他实施例中，清洗装置31也可以仅包括清洗室311、若干液体喷淋头312、排液口313，如图5b所示。优选地，至少两个清洗装置31中部分清洗装置31采用图5b中的结构，部分清洗装置31采用图5a中的结构。
承载装置20的结构请参见实施例一，本实施例不再赘述；气相沉积反应腔体放置在承载板21上设置的密封垫24上，并采用限位件25进行固定。当承载装置20放入清洗装置31中时，清洗装置31底部的液体喷淋头312通过第一开口211进入到气相沉积反应腔体的内部，使得清洗液体可以到达气相沉积反应腔体的内表面。
传送装置32设置在多个清洗装置31的上方，通过承托件23对承载装置20实现承托。传送装置32用于将承载有气相沉积反应腔体的承载装置20进行传输并依次放入清洗装置31中进行清洗。
由于传送装置32在对承载装置20进行升降的同时还需要将承载装置从一个清洗装置31中传送到另一个清洗装置31，即传送装置32需同时实现竖直方向的移动和水平方向的移动。因此，本实施例的传送装置32包括第一移动轴321、第二移动轴322和驱动电机(图中未示出)；其中，驱动电机与第一移动轴321、第二移动轴322均连接以分别驱动第一移动轴321、第二移动轴32进行移动；第一移动轴321与第二移动轴322相互垂直；第一移动轴321可沿其轴向方向移动以实现水平传送，将承载有气相沉积反应腔体的承载装置20在清洗装置31的上方进行水平传输；第二移动轴322可沿其轴向方向移动，以对承载有气相沉积反应腔体的承载装置20进行竖直升降，使得承载装置20放入清洗装置31或者从清洗装置31中取出。
请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种气相沉积反应腔体的清洗系统的布局示意图。图6中，该清洗系统包括：两个清洗装置31、传送装置32、控制模块33和缓冲容器放置位34。两个清洗装置31并列排布。缓冲容器放置位34中所放置的缓冲容器与清洗装置31通过管路连接，为清洗装置31提供清洗溶液；缓冲容器放置位34中可以包括多个缓冲容器341，每个缓冲容器341中贮存的清洗溶液可以不相同，以为不同的清洗装置提供不同的清洗溶液。传送装置32设置在清洗装置31的上方，可以为包括第一移动轴321、第二移动轴322的机械手。控制模块33与传送装置32连接，用来控制传送装置32的水平移动和竖直移动。
采用上述清洗系统对气相沉积反应腔体进行清洗的过程为：首先将气相沉积反应腔体放入承载装置20中进行固定，然后将承载装置20连接固定至传送装置32上；之后，驱动传送装置32移动至第一个清洗装置31的上方并下降承载装置20，将承载装置20放入第一个清洗装置31中，以对气相沉积反应腔体进行清洗；在第一个清洗装置31中清洗完成后，传送装置32将承载装置20上升并水平移动至第二个清洗装置31中对气相沉积反应腔体进行清洗，之后将承载装置20依次放入后续的清洗装置31中进行清洗；清洗完成后，传送装置32将承载装置20取出传送至下一工序。
本实施例中，采用具有容纳室的承载装置对气相沉积反应腔体进行容纳，可以降低气相沉积反应腔体的损坏率。采用至少两个清洗装置进行清洗，在不同的清洗装置中通入不同的清洗溶液，可以避免在同一个清洗装置中不同的清洗溶液残留互相混合而导致清洗不彻底的问题，提高气相沉积反应腔体的洁净度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种气相沉积反应腔体的承载装置，其特征在于，包括：承载板(21)、挡板组件(22)和承托件(23)，其中，
所述承载板(21)上开设有第一开口(211)，所述第一开口(211)位于所述气相沉积反应腔体开口端的内部；
所述挡板组件(22)环绕于所述承载板(21)的周向，以使所述挡板组件(22)与所述承载板(21)形成容纳所述气相沉积反应腔体的容纳室；所述承载板(21)和所述挡板组件(22)上均开设有若干通孔；所述挡板组件(22)上开设有第二开口(221)，以形成供所述气相沉积反应腔体进出所述容纳室的通道；
所述挡板组件(22)包括第一挡板(222)、第二挡板(223)、第三挡板(224)和第四挡板(225)，其中，所述第一挡板(222)、所述第二挡板(223)、所述第三挡板(224)和所述第四挡板(225)依次相接地环绕于所述承载板(21)的周向；所述承托件(23)跨接于所述第一挡板(222)和所述第三挡板(224)上，且所述第二开口(221)开设在与所述承托件(23)相对的所述第四挡板(225)上；
所述承托件(23)跨接于所述挡板组件(22)的两侧且位于所述承载板(21)的上方，用于与外部设备相连接以对所述承载装置进行承托；
所述承托件(23)包括第一承托杆(231)、第二承托杆(232)和第三承托杆(233)，其中，所述第一承托杆(231)设置于所述第一挡板(222)和所述第二挡板(223)的相接处，与所述第一挡板(222)位于同一平面且向所述第四挡板(225)一侧倾斜；所述第二承托杆(232)设置于所述第二挡板(223)和所述第三挡板(224)的相接处，与所述第三挡板(224)位于同一平面且向所述第四挡板(225)一侧倾斜；所述第三承托杆(233)连接在所述第一承托杆(231)和所述第二承托杆(232)之间。
2.如权利要求1所述的气相沉积反应腔体的承载装置，其特征在于，所述若干通孔在所述承载板(21)和所述挡板组件(22)上均匀分布。
3.如权利要求1所述的气相沉积反应腔体的承载装置，其特征在于，所述承载板(21)上设置有密封垫(24)，所述密封垫(24)呈环形设置以与所述气相沉积反应腔体开口端的边缘相匹配。
4.如权利要求3所述的气相沉积反应腔体的承载装置，其特征在于，所述承载板(21)上还设置有限位件(25)，所述限位件(25)设置于所述密封垫(24)的侧边，以当所述气相沉积反应腔体放置于所述密封垫(24)上时对所述气相沉积反应腔体进行固定。
5.一种气相沉积反应腔体的清洗系统，其特征在于，包括至少两个清洗装置(31)、承载装置(20)和传送装置(32)，其中，
所述至少两个清洗装置(31)并列排布；
所述承载装置(20)采用如权利要求1~4中任一项所述的气相沉积反应腔体的承载装置；
所述传送装置(32)设置于所述清洗装置(31)的上方并通过所述承托件(23)对所述承载装置(20)承托。
6.如权利要求5所述的气相沉积反应腔体的清洗系统，其特征在于，所述清洗装置(31)包括清洗室(311)、若干液体喷淋头(312)和排液口(313)，其中，
所述清洗室(311)的底部从四周至中心逐渐凹陷，所述排液口(313)设置于所述清洗室(311)底部的中心位置处；
所述若干液体喷淋头(312)分布于所述清洗室(311)的底部；或者，所述若干液体喷淋头(312)分布于所述清洗室(311)的底部和所述清洗室(311)的内壁上。
7.如权利要求5所述的气相沉积反应腔体的清洗系统，其特征在于，所述传送装置(32)包括第一移动轴(321)和第二移动轴(322)，其中，
所述第一移动轴(321)与所述第二移动轴(322)相互垂直；
所述第一移动轴(321)可沿其轴向方向移动，以将承载有所述气相沉积反应腔体的所述承载装置(20)在所述清洗装置(31)的上方进行水平传输；
所述第二移动轴(322)与所述承载装置(20)连接，可沿其轴向方向移动，以将承载有所述气相沉积反应腔体的所述承载装置(20)在所述清洗装置(31)的上方进行升降。
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