CN111799196A - 一种半导体清洗设备及半导体清洗设备的紧急排水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体清洗设备及半导体清洗设备的紧急排水方法，属于半导体清洗技术领域，解决了现有半导体清洗设备价格高昂，安装周期长，安全性差的问题。半导体清洗设备包括紧急排水装置，紧急排水装置包括废水排水主管道，废水排水主管道外设有液体传感器，废水排水主管道内设有排水自动阀门。半导体清洗设备的紧急排水方法是在半导体清洗设备的废水排水主管道外设置液体传感器，在半导体清洗设备的废水排水主管道内设置排水自动阀门，通过液体传感器检测废水排水主管道内的漏液，液体传感器检测到漏液后，排水自动阀门自动开启，进行废水排水主管道及与其连通的废水排水支管道的排水。本发明的半导体清洗设备成本低，使用安全性高。

Description

一种半导体清洗设备及半导体清洗设备的紧急排水方法
技术领域
本发明涉及半导体清洗技术领域，尤其涉及一种半导体清洗设备及半导体清洗设备的紧急排水方法。
背景技术
目前，半导体清洗设备使用化学液、清洗水等多种液体，使用后会经由废水排管排出，半导体清洗设备因Chemical Leak(化学品泄漏)事故导致人命及财产损失的情况越来越多，因此人们对环境安全越来越重视，所有清洗设备都连接紧急废水排水管道，在发生漏水时进行排水。由于紧急废水排水管道是为了排出设备内部出现问题时产生的废水。紧急废水排水管道在设备正常运作时不排水，管道内没有液体流动，因此当紧急废水排管与其他废水排管同时连接时，液体或水汽会逆流而上，造成设备污染。为了防止这种情况的发生，以前使用U-trap(虹吸管)、Check valve(止回阀)等方法，但存在价格高昂及安装周期较长的问题。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种半导体清洗设备及半导体清洗设备的紧急排水方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有的半导体清洗设备价格高昂；(2)安装周期长；(3)现有的半导体清洗设备存在逆流的可能，安全性差。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种半导体清洗设备，其特征在于，包括紧急排水装置，紧急排水装置包括废水排水主管道，废水排水主管道外设有液体传感器，废水排水主管道内设有排水自动阀门。
进一步地，还包括工艺室、内置化学液缓存柜和外部化学药品供液柜；工艺室、内置化学液缓存柜和外部化学药品供液柜的底部分别设有废水排水支管道，废水排水支管道的出口端与废水排水主管道相连。
进一步地，液体传感器和排水自动阀门的数量均为1个。
进一步地，液体传感器设置在靠近废水排水支管道的一侧，排水自动阀门设置在远离废水排水支管道的一侧。
进一步地，液体传感器与排水自动阀门通过继电器连接。
进一步地，液体传感器是静电容量传感器。
进一步地，半导体清洗设备还包括报警装置，液体传感器检测到液体泄漏时，向报警装置发送信号，报警装置发出报警信号。
进一步地，工艺室包括多个反应腔体，工艺室的底部通过第一管道与内置化学液缓存柜连接，第一管道上设有循环泵，用于实现内置化学液缓存柜与工艺室中的液体的循环。
进一步地，内置化学液缓存柜与外部化学药品供液柜通过第二管道连接，第二管道上设置有供液泵和控制器。
本发明还提供了一种半导体清洗设备的紧急排水方法，其特征在于，在半导体清洗设备的废水排水主管道外设置液体传感器，在半导体清洗设备的废水排水主管道内设置排水自动阀门，通过液体传感器检测废水排水主管道内的漏液，液体传感器检测到漏液后，排水自动阀门自动开启，进行废水排水主管道及与其连通的废水排水支管道的排水。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
(1)本发明的半导体清洗设备通过设置液体传感器和排水自动阀门，一旦废水排水管道中有泄漏的液体被液体传感器监测到，就会立刻打开排水自动阀门排出漏液，因此不会在管道中积蓄漏液，不会导致逆流，使用安全性高。
(2)本发明只需要在废水排水主管道上设置1个液体传感器和1个排水自动阀门即可实现有效安全的紧急排水，所需费用低，安装时间短，节省成本，提高安装效率，且不会产生逆流，使用时非常安全，适用范围广。
(3)本发明的液体传感器设置在排水自动阀门的管体上游的外侧，因此在发生漏液问题时，液体传感器不接触化学药品，液体传感器是非接触传感器，液体传感器本身成本较低，并且由于液体传感器不接触化学药品，化学药品不会对液体传感器产生腐蚀，因此液体传感器的使用寿命长，不需要经常更换，时间成本和经济成本均能降低。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为现有技术的半导体清洗设备的结构示意图；
图2为本发明的半导体清洗设备的结构示意图；
图3为本发明的排水自动阀门关闭的状态示意图；
图4为本发明的排水自动阀门开启的状态示意图。
附图标记：
1-废水排水主管道；2-液体传感器；3-排水自动阀门；31-电机；32-管体；33-阀体；34-电机输出轴；4-工艺室；5-内置化学液缓存柜；6-外部化学药品供液柜；7-虹吸管；8-止回阀；9-手动阀；10-半导体设备前端模块。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
实施例1
本实施例提供了一种半导体清洗设备，半导体清洗设备包括紧急排水装置，紧急排水装置包括废水排水主管道1，废水排水主管道1外设有液体传感器2，废水排水主管道1内设有排水自动阀门3。
半导体清洗设备还包括工艺室4、内置化学液缓存柜5和外部化学药品供液柜6；工艺室4、内置化学液缓存柜5和外部化学药品供液柜6的底部分别设有废水排水支管道，多个废水排水支管道的出口端分别与废水排水主管道1相连，废水排水支管道用于将泄露的化学药品及时排出至废水排水主管道1。
具体的，半导体清洗设备还包括半导体设备前端模块10和报警装置，半导体设备前端模块10用来传递晶圆。
具体的，液体传感器2和排水自动阀门3的数量均为1个，液体传感器2设置在靠近废水排水支管道的一侧(具体的，液体传感器设置在所有的废水排水支管道与废水排水主管道汇总后的废水排水主管道上)，排水自动阀门3设置在远离废水排水支管道的一侧，这样能够保证一旦废水排水管道中有泄漏的液体，就能被液体传感器2监测到，立刻打开排水自动阀门3排出漏液，不会在管道中积蓄漏液，不会导致逆流。
实施时，一旦液体泄露，即管道中存在液体，液体传感器2即会立即感知，开启排水自动阀门3，排走漏液，这样就不会因为液体积蓄造成逆流的风险；液体传感器2和排水自动阀门3均为1个时即可以实现安全有效的紧急排水，并且成本低，能有效降低半导体清洗设备的整体成本。
现有技术中一般在多个废水排水支管道上设置U-trap Piping(虹吸管7)、Checkvalve(止回阀8)或ManualValve(手动阀9)，由于半导体清洗设备中所用清洗剂多为具有腐蚀性的化学药品，导致需要的材料比较特殊，价格昂贵(例如，Check Valve的单价为2000～3000元)，安装时间长，且采用Manual Valve可能产生废水逆流。
与现有技术相比，本发明通过设置液体传感器和排水自动阀门，一旦废水排水管道中有泄漏的液体被液体传感器监测到，立刻打开排水自动阀门排出漏液，因此不会在管道中积蓄漏液，不会导致逆流(现有技术中采用手动阀会导致逆流)；此处需要说明的是，液体传感器的灵敏度一般在1s，一旦泄露，即管道中存在液体，液体传感器即会立即感知，开启阀门，排走漏液，这样就不会因为液体积蓄造成逆流的风险；同时由于本发明只需要在废水排水主管道上设置1个液体传感器和1个排水自动阀门即可，并且液体传感器不接触化学药品，是非接触传感器，成本会低(例如液体传感器的单价为450～600元)，安装时间短，节省成本，提高安装效率，且不会产生逆流，使用时非常安全，适用范围广。
具体的，液体传感器和排水自动阀门均是普通市售的，也可以自行设计或自行改进。
具体的，液体传感器2是静电容量传感器，依据液体的静电容量而感知到On或Off。
在一种可能的设计中，液体传感器2与排水自动阀门3是一体型的装置，液体传感器与排水自动阀门通过继电器连接。其中，排水自动阀门包括电机31、管体32和阀体33；阀体33内设有阀芯；电机通过电机输出轴34驱动阀芯转动；液体传感器2设置在排水自动阀门的管体上游的管体外侧；液体传感器2不接触化学药品，是非接触传感器，成本会低，并且液体传感器2不接触化学药品，因此使用寿命长。
图3所示为本发明的排水自动阀门关闭的状态示意图；图4为本发明的排水自动阀门开启的状态示意图。实施时，当液体传感器2感知到漏液时，液体传感器2给出On信号，将On信号反馈给继电器，继电器输出电力信号，自动阀门3接受信号后，阀芯旋转，排水自动阀门3开启，漏液及时排出；泄漏的化学药品排出后，液体传感器2给出Off信号，将Off信号反馈给继电器，继电器输出电力信号，自动阀门3接受信号后，阀芯旋转，排水自动阀门3关闭；当液体传感器2感知到泄漏时，液体传感器2给出报警信号，半导体清洗设备的报警装置接收到报警信号报警，半导体清洗设备提示相关人员处理问题，解决问题后才能继续工作，必要时自动停止各个部分的所有工作。
具体的，工艺室4作为晶圆工艺反应的工作部位，包括多个反应腔体，能够保证多片晶圆同时工艺，工艺室的底部通过第一管道与内置化学液缓存柜5(用于湿法工艺中需要使用的化学液缓存)连接，第一管道上设有循环泵用于实现内置化学液缓存柜5与工艺室4中的液体的循环。
具体的，第一管道上还设有漏液检测装置，漏液检测装置属于设备内部微泄露检测，能够方便出现问题时及时查找并且解决问题。
内置化学液缓存柜5与外部化学药品供液柜6(主要是存储湿法工艺所使用的化学液)通过第二管道连接，第二管道上设置有供液泵和控制器，其作用是在内置化学液缓存柜5中化学液不足时自动补充。
实施例2
本实施例提供了一种半导体清洗设备，半导体清洗设备包括包括工艺室4、内置化学液缓存柜5和外部化学药品供液柜6、紧急排水装置，紧急排水装置包括废水排水主管道1和废水排水支管道，废水排水支管道有多个，分别设置在工艺室4、内置化学液缓存柜5和外部化学药品供液柜6的底部，6个废水排水支管道的出口端均与废水排水主管道1相连，废水排水主管道1的管体外侧设有液体传感器2，废水排水主管道1内设有排水自动阀门3。
废水排水支管道用于将泄露的化学药品及时排出至废水排水主管道1。半导体清洗设备还包括半导体设备前端模块10，半导体设备前端模块10用来传递晶圆。
在一种可能的设计中，废水排水主管道1具有弯折部位，例如图2中所示的90度弯折的Z型部位，液体传感器2设置在弯折部位的竖直部分处，排水自动阀门3设置在液体传感器3的下游，通过弯折部位的设置和液体传感器2、排水自动阀门3的设置，当弯折部位前方的上游部分存在漏液时，会在弯折部位倾泻，弯折部位的设置可增加少量漏液的流动速度，从而增加漏液的汇集度，提高漏液检测灵敏度。
具体的，液体传感器2和排水自动阀门3的数量均为1个，液体传感器2设置在靠近废水排水支管道的一侧(具体的，液体传感器设置在所有的废水排水支管道与废水排水主管道汇总后的废水排水主管道上)，排水自动阀门3设置在远离废水排水支管道的一侧，这样能够保证一旦废水排水管道中有泄漏的液体，就能被液体传感器2监测到，立刻打开排水自动阀门3排出漏液，不会在管道中积蓄漏液，不会导致逆流。
现有技术中一般在多个废水排水支管道上设置U-trap Piping(虹吸管7)、Checkvalve(止回阀8)或ManualValve(手动阀9)，由于半导体清洗设备中所用清洗剂多为具有腐蚀性的化学药品，导致需要的材料比较特殊，价格昂贵(例如，Check Valve的单价为2000～3000元)，安装时间长，且采用Manual Valve可能产生废水逆流。与现有技术相比，本发明通过设置液体传感器和排水自动阀门，一旦废水排水管道中有泄漏的液体被液体传感器监测到，立刻打开排水自动阀门排出漏液，因此不会在管道中积蓄漏液，不会导致逆流(现有技术中采用手动阀会导致逆流)；此处需要说明的是，液体传感器的灵敏度一般在1s，一旦泄露，即管道中存在液体，液体传感器即会立即感知，开启阀门，排走漏夜，这样就不会因为液体积蓄造成逆流的风险；同时由于本发明只需要在废水排水主管道上设置1个液体传感器和1个排水自动阀门即可，并且液体传感器不接触化学药品，是非接触传感器，成本会低(例如液体传感器的单价为450～600元)，安装时间短，节省成本，提高安装效率，且不会产生逆流，使用时非常安全，适用范围广。
具体的，液体传感器和排水自动阀门可以是普通市售的，也可以自行设计或自行改进。
液体传感器2可以是静电容量传感器，依据液体的静电容量而感知到On或Off。
在一种可能的设计中，液体传感器2与排水自动阀门3可以是一体型的装置，液体传感器与排水自动阀门通过继电器连接。其中，排水自动阀门的结构可以包括电机31、管体32和阀体33；阀体33内设有阀芯；电机通过电机输出轴34驱动阀芯转动；液体传感器2设置在排水自动阀门的管体上游的管体外侧；液体传感器2不接触化学药品，是非接触传感器，成本会低，并且液体传感器2不接触化学药品，因此使用寿命长。
图3所示为本发明的排水自动阀门关闭的状态示意图；图4为本发明的排水自动阀门开启的状态示意图。实施时，当液体传感器2感知到漏液时，液体传感器2给出On信号，将On信号反馈给继电器，继电器输出电力信号，自动阀门3接受信号后，阀芯旋转，排水自动阀门3开启，漏液及时排出；泄漏的化学药品排出后，液体传感器2给出Off信号，将On信号反馈给继电器，继电器输出电力信号，自动阀门3接受信号后，阀芯旋转，排水自动阀门3关闭；当液体传感器2感知到泄漏时，液体传感器2给出报警信号，半导体清洗设备接收到报警信号，自动停止各个部分的所有工作，半导体清洗设备提示相关人员处理问题，解决问题后才能继续工作。
在一种可能的设计中，液体传感器2与排水自动阀门3可以是相互独立的部件，只要能够实现液体传感器2检测到漏液后，排水自动阀门3随即可以开启，漏液排放完毕后，排水自动阀门3随即可以关闭即可。
具体的，液体传感器2检测到漏液后，给出On信号，将On信号反馈给半导体清洗设备，半导体清洗设备输出电力，驱动排水自动阀门3开启，泄漏的化学药品及时排出；泄漏的化学药品排出后，液体传感器2给出Off信号，将Off信号反馈给半导体清洗设备，半导体清洗设备输出电力，驱动排水自动阀门3关闭；当液体传感器2感知到泄漏时，向半导体清洗设备发送信号，报警装置工作，发出警报，半导体清洗设备提示相关人员处理问题，解决问题后才能继续工作。
实施例3
本实施例提供了一种半导体清洗设备的紧急排水方法：在半导体清洗设备的废水排水主管道外设置液体传感器，在半导体清洗设备的废水排水主管道内设置排水自动阀门，通过液体传感器检测废水排水主管道内的漏液，液体传感器检测到漏液后，排水自动阀门自动开启，进行废水排水主管道及与其连通的废水排水支管道的排水。
当废水排水主管道外的液体传感器2感知到泄漏的化学药品时，废水排水主管道内的排水自动阀门3开启；当泄漏的化学药品排出后，废水排水主管道内的排水自动阀门3关闭。
具体的，当液体传感器2感知到泄漏的化学药品时，液体传感器2给出On信号，将On信号反馈给继电器，继电器输出电力信号，排水自动阀门3接受信号后，阀芯旋转，排水自动阀门3开启，泄漏的化学药品及时排出；泄漏的化学药品排出后，液体传感器2给出Off信号，将On信号反馈给继电器，继电器输出电力信号，自动阀门3接受信号后，阀芯旋转，排水自动阀门3关闭；当液体传感器2感知到泄漏报警时，液体体传感器2给出报警信号，半导体清洗设备接收到报警信号，自动停止各个部分的所有工作，半导体清洗设备提示相关人员处理问题，解决问题后才能继续工作。
对比例1
本对比例提供了一种半导体清洗设备，半导体清洗设备包括工艺室4、内置化学液缓存柜5、外部化学药品供液柜6和紧急排水装置，紧急排水装置包括废水排水主管道1，工艺室4、内置化学液缓存柜5和外部化学药品供液柜6的底部分别设有废水排水支管道，多个废水排水支管道的另一端分别与废水排水主管道相连，多个废水排水支管道上分别设有虹吸管7、止回阀8或手动阀9。
采用对比例1的半导体清洗设备，紧急排水装置这一块的费用为1.1～1.4万元(远高于本发明的3000～4000元)，安装时间10～15h(远长于本发明的2～3h)，由于对比例1中的止回阀或手动阀都需要漏液积蓄到一定量了才会打开，而打开的一瞬间因为液体压力大会流入到其他管道里，因此逆流的情况较多，安全性较差，而本发明因为通过液体感应器和自动开关阀门组合，只要监测到管道中有漏液，就会打开阀门，因此漏液不会在管道中积蓄，不会发生逆流，安全性高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体清洗设备，其特征在于，包括紧急排水装置，所述紧急排水装置包括废水排水主管道，废水排水主管道外设有液体传感器，废水排水主管道内设有排水自动阀门。
2.根据权利要求1所述的半导体清洗设备，其特征在于，还包括工艺室、内置化学液缓存柜和外部化学药品供液柜；所述工艺室、内置化学液缓存柜和外部化学药品供液柜的底部分别设有废水排水支管道，废水排水支管道的出口端与废水排水主管道相连。
3.根据权利要求1所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述液体传感器和排水自动阀门的数量均为1个。
4.根据权利要求2或3所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述液体传感器设置在靠近废水排水支管道的一侧，排水自动阀门设置在远离废水排水支管道的一侧。
5.根据权利要求4所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述液体传感器与排水自动阀门通过继电器连接。
6.根据权利要求4所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述液体传感器是静电容量传感器。
7.根据权利要求2所述的半导体清洗设备，其特征在于，还包括报警装置，液体传感器检测到液体泄漏时，向报警装置发送信号，报警装置发出报警信号。
8.根据权利要求1-7任一项所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述工艺室包括多个反应腔体，工艺室的底部通过第一管道与内置化学液缓存柜连接，第一管道上设有循环泵，用于实现内置化学液缓存柜与工艺室中的液体的循环。
9.根据权利要求8所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述内置化学液缓存柜与外部化学药品供液柜通过第二管道连接，第二管道上设置有供液泵和控制器。
10.一种半导体清洗设备的紧急排水方法，其特征在于，在半导体清洗设备的废水排水主管道外设置液体传感器，在半导体清洗设备的废水排水主管道内设置排水自动阀门，通过液体传感器检测废水排水主管道内的漏液，液体传感器检测到漏液后，排水自动阀门自动开启，进行废水排水主管道及与其连通的废水排水支管道的排水。
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