CN112974429A - 陶瓷件的孔清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种陶瓷件的孔清洁装置，其包括底座、固定组件、移动组件和清洁组件，其中，固定组件设置在底座上，用于固定陶瓷件；移动组件与清洁组件连接，且与底座可移动地连接，以能够带动清洁组件移入或移出固定在固定组件上的陶瓷件的待清洁孔；清洁组件包括绝缘件和设置在绝缘件内部的导电件，其中，绝缘件的硬度低于陶瓷件的硬度，且绝缘件的外周面能够与待清洁孔的内周面相接触；导电件用于与交流电源电连接，以在绝缘件的外表面感应产生能够吸附待清洁孔中的颗粒物的感应电压。本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置，可以有效减少陶瓷件的待清洁孔中的颗粒污染，尤其可以应用于具有细长孔的陶瓷件的清洁，从而可以满足工艺要求。

Description

陶瓷件的孔清洁装置

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种陶瓷件的孔清洁装置。

背景技术

随着集成电路制造技术的迅猛发展，对刻蚀技术的要求越来越高，工艺结果的均匀性及颗粒问题的解决尤为重要。陶瓷筛管是工艺腔室进气结构的重要组成部分，而为了满足工艺制程对陶瓷筛管表面的光洁度的要求，需要对其内表面进行清洁，以去除表面颗粒污染，从而降低陶瓷内表面的缺陷，改善工艺效果。

目前采用的清洁方法是将陶瓷筛管放入超声波清洗槽，并在去离子水(电阻率≥4MΩ·cm)中浸洗10～20分钟。但是，如图1所示，陶瓷筛管1具有一细长孔11，其孔深比(长度与直径的比值)较大，即，长度远远大于直径。针对这种陶瓷筛管，上述清洁方法无法完全去除细长孔内壁的颗粒污染，不能满足工艺要求。

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，提出了一种陶瓷件的孔清洁装置，其可以有效减少陶瓷件的待清洁孔中的颗粒污染，尤其可以应用于具有细长孔的陶瓷件的清洁，从而可以满足工艺要求。

为实现本发明的目的而提供一种陶瓷件的孔清洁装置，包括底座、固定组件、移动组件和清洁组件，其中，所述固定组件设置在所述底座上，用于固定所述陶瓷件；

所述移动组件与所述清洁组件连接，且与所述底座可移动地连接，以能够带动所述清洁组件移入或移出固定在所述固定组件上的所述陶瓷件的待清洁孔；

所述清洁组件包括绝缘件和设置在所述绝缘件内部的导电件，其中，所述绝缘件的硬度低于所述陶瓷件的硬度，且所述绝缘件的外周面能够与所述待清洁孔的内周面相接触；所述导电件用于与交流电源电连接，以在所述绝缘件的外表面感应产生能够吸附所述待清洁孔中的颗粒物的感应电压。

可选的，所述导电件为金属丝，所述绝缘件为覆盖在所述金属丝的外表面上的绝缘层。

可选的，所述绝缘层为圆柱体，且所述圆柱体的外径大于或等于圆形的所述待清洁孔的直径。

可选的，所述圆柱体的朝向所述固定组件的一侧设置有圆锥部。

可选的，所述绝缘件采用的材料包括树脂。

可选的，所述固定组件包括固定部件和旋转驱动源，其中，所述旋转驱动源与所述固定部件连接，用于驱动所述固定部件及固定在其上的所述陶瓷件围绕指定旋转轴线旋转；

所述固定部件用于固定所述陶瓷件，且使所述待清洁孔的轴线与所述指定旋转轴线重合。

可选的，所述固定部件为硬度低于所述陶瓷件的硬度的绝缘材料。

可选的，所述固定部件包括夹具本体，所述夹具本体具有与所述指定旋转轴线相垂直的夹持端面，且在所述夹持端面上设置有多个固定爪，多个所述固定爪围绕所述指定旋转轴线间隔分布，用以共同夹持所述陶瓷件的外周面；并且，每个所述固定爪能够相对于所述夹具本体沿所述夹持端面的径向移动，以调节多个所述固定爪夹持所述陶瓷件的外周面的直径大小。

可选的，所述移动组件包括固定导轨和滑动件，其中，所述固定导轨设置在所述底座上，且所述固定导轨的延伸方向与固定在所述固定组件上的所述陶瓷件的待清洁孔的轴向相互平行；

所述滑动件与所述固定导轨可沿所述固定导轨滑动地连接，且所述滑动件与所述清洁组件固定连接。

可选的，所述导电件通过线缆与所述交流电源电连接；并且，在所述滑动件中设置有线缆通道，所述绝缘件具有自所述线缆通道的第一端插设在所述线缆通道中的连接部分，所述导电件自所述连接部分引出，并与所述线缆的一端电连接，所述线缆的另一端经由所述线缆通道的第二端伸出，并与所述交流电源电连接。

可选的，所述感应电压大于所述绝缘件与所述待清洁孔摩擦产生的静电电压。

可选的，所述清洁组件为多个，多个所述清洁组件中的所述绝缘件排列成一捆，且排列成一捆的多个所述绝缘件共同构成的外周面能够与所述待清洁孔的内周面相接触。

本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置，其利用固定组件固定陶瓷件，并利用移动组件带动清洁组件移入或移出陶瓷件的待清洁孔，该清洁组件包括绝缘件和设置在该绝缘件内部的导电件，其中，绝缘件的外周面能够在待清洁孔中时与其内周面相接触，从而可以通过移动绝缘件来使绝缘件的外周面与待清洁孔的内周面相互摩擦，同时利用导电件与交流电源电连接，可以在绝缘件的外表面感应产生能够吸附待清洁孔中的颗粒物的感应电压，从而可以在摩擦运动和吸附的双重作用下，有效减少陶瓷件的待清洁孔中的颗粒污染，以满足工艺要求，尤其可以应用于具有细长孔的陶瓷件的清洁。同时，通过采用硬度低于陶瓷件硬度的绝缘件，可以避免在清洁过程中引入金属颗粒，同时避免对陶瓷件表面造成损伤。

附图说明

图1为陶瓷筛管的剖视图；

图2为本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置在移出待清洁孔时的结构图；

图3为本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置在移入待清洁孔时的结构图；

图4为本发明实施例采用的清洁组件的轴向剖视图；

图5为本发明实施例采用的固定部件的结构图；

图6为本发明实施例采用的移动件的轴向剖视图；

图7为本发明实施例采用的另一种清洁组件的径向剖视图；

图8为使用超声波清洗槽清洁陶瓷筛管的孔内颗粒数量曲线图；

图9为使用本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置清洁陶瓷筛管的孔内颗粒数量曲线图。

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陶瓷件的孔清洁装置进行详细描述。

本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置，其应用于半导体加工设备中带有孔的陶瓷件，例如图1所示的陶瓷筛管，尤其可以应用于具有细长孔的陶瓷件的清洁，例如，该细长孔的孔径小于或等于1mm，孔深比大于20mm。

请一并参阅图2和图3，上述孔清洁装置包括底座32、固定组件2、移动组件3和清洁组件4，其中，固定组件2设置在该底座32上，用于固定陶瓷件5；移动组件3与清洁组件4连接，且与底座32可移动地连接，以能够带动该清洁组件4移入或移出固定在固定组件2上的陶瓷件5的待清洁孔51。图2示出了清洁组件4移出待清洁孔51时的状态；图3示出了清洁组件4移入待清洁孔51时的状态。

在本实施例中，如图4所示，清洁组件4包括绝缘件41和设置在该绝缘件41内部的导电件42，其中，绝缘件41的硬度低于陶瓷件5的硬度，例如绝缘件41采用硬度低于陶瓷，且绝缘的树脂材料制作。通过采用硬度低于陶瓷件硬度的绝缘件41，可以避免在清洁过程中引入金属颗粒，同时避免对陶瓷件表面造成损伤。

而且，在清洁组件4移入待清洁孔51时，绝缘件41的外周面能够与待清洁孔51的内周面相接触，从而可以通过沿待清洁孔51的轴向(即，图2和图3中的X方向)往复移动绝缘件41，来使绝缘件41的外周面与待清洁孔51的内周面相互摩擦，在这种摩擦运动的作用下，可以减少陶瓷件5的待清洁孔51中的颗粒污染。

在一些实施例中，绝缘件41的外周面与待清洁孔51的内周面相接触的方式例如为：上述绝缘件41的外周面可以与待清洁孔51的内周面相贴合，即，二者零间隙配合，以保证摩擦去除颗粒的效果。另外，对于诸如树脂等的柔性绝缘材料，允许受到一定程度的挤压，产生弹性变形，在这种情况下，可以使绝缘件41的外周面尺寸大于待清洁孔51的内周面尺寸，当该绝缘件41移入待清洁孔51时，上述绝缘件41的外周面与待清洁孔51的内周面为过盈配合，从而可以进一步提高摩擦去除颗粒的效果。

导电件42用于与交流电源(图中未示出)电连接，以在绝缘件41的外表面感应产生能够吸附待清洁孔51中的颗粒物的感应电压。也就是说，绝缘件41的外表面产生的上述感应电压能够将待清洁孔51中的颗粒物吸附在绝缘件41的外表面，从而能够与上述摩擦运动共同起到减少孔内颗粒污染的作用。

本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置，可以在摩擦运动和吸附的双重作用下，有效减少陶瓷件的待清洁孔中的颗粒污染，尤其可以应用于具有细长孔的陶瓷件的清洁，从而可以满足工艺要求。同时，通过采用硬度低于陶瓷件硬度的绝缘件，可以避免在清洁过程中引入金属颗粒，同时避免对陶瓷件表面造成损伤。

需要说明的是，在绝缘件41的外周面与待清洁孔51的内周面相互摩擦的过程中，会产生静电电压，这可能导致一部分颗粒会在静电吸附力的作用下吸附在待清洁孔51的孔壁上，为此，将导电件42与交流电源电连接，由于交流电源提供的交变电压的大小和方向会随时间的变化而变化，这可以在绝缘件的外周面静电感应产生感应电压，该感应电压可以将待清洁孔51中的颗粒物吸附在绝缘件41的外表面，从而可以减少因上述静电电压的存在而吸附在待清洁孔51的孔壁上颗粒，进而可以提高清洁效果。

可选的，上述感应电压大于绝缘件41与待清洁孔51摩擦产生的静电电压。这可以保证待清洁孔51中的颗粒物被作用力更大的感应电压吸附在绝缘件41的外周面上，从而可以有效减少陶瓷件的待清洁孔中的颗粒污染。

在本实施例中，如图4所示，导电件42为金属丝，绝缘件41为覆盖在该金属丝的外表面上的绝缘层。其中，绝缘层的形状和尺寸可以根据待清洁孔51的形状和尺寸而设定，例如，针对带有圆孔的陶瓷件，上述绝缘层为圆柱体，该圆柱体的外径D可以大于或等于圆形的待清洁孔51的直径。可选的，圆柱体的朝向固定组件2的一侧设置有圆锥部411，以便于绝缘件41移入待清洁孔51中。

可选的，上述绝缘件41的轴向长度L可以根据陶瓷件5的待清洁孔51的实际长度而设定。

在本实施例中，可选的，还可以在使绝缘件41沿待清洁孔51的轴向(即，图2和图3中的X方向)往复移动的同时，使陶瓷件5围绕待清洁孔51的轴线作旋转运动，从而可以进一步提高清洁效果。具体地，如图2所示，固定组件2包括固定部件21和旋转驱动源22，其中，旋转驱动源22与固定部件21连接，用于驱动固定部件21及固定在其上的陶瓷件5围绕指定旋转轴线旋转；固定部件21用于固定陶瓷件5，且使待清洁孔51的轴线与上述指定旋转轴线重合，即，实现驱动陶瓷件5围绕待清洁孔51的轴线作旋转运动。旋转驱动源22例如为旋转电机，该旋转电机的驱动轴与固定部件21连接。

可选的，为了避免在清洁过程中引入金属颗粒，同时避免对陶瓷件表面造成损伤，固定部件21为硬度低于陶瓷件5的硬度的绝缘材料，例如树脂。

上述固定部件21的结构可以有多种，例如，如图5所示，固定部件21包括夹具本体211，该夹具本体211具有与上述指定旋转轴线相垂直的夹持端面211a，且在该夹持端面211a上设置有多个固定爪212，多个固定爪212围绕指定旋转轴线间隔分布，用以共同夹持陶瓷件5的外周面；并且，每个固定爪212能够相对于夹具本体211沿夹持端面211a的径向移动，以能够调节多个固定爪212夹持陶瓷件5的外周面的直径大小，也就是说，多个固定爪212可以夹持多种外径不同的陶瓷件5，从而可以扩大应用范围。可选的，上述固定爪212为三个、四个或者五个以上。

可选的，每个固定爪212与夹具本体211可移动的连接方式具体可以为：在夹持端面211a上设置有多个沿夹持端面211a的不同径向延伸的滑动槽213，该滑动槽213的数量与固定爪212的数量相同，且各个固定爪212一一对应地与滑动槽213可沿滑动槽213滑动地连接。滑动槽213例如为“工”形或者燕尾形凹槽，以能够将固定爪212限定在凹槽中。

移动组件3的结构可以有多种，例如，在本实施例中，如图2所示，移动组件3包括固定导轨和滑动件31，其中，该固定导轨设置在底座32上，具体地，该固定导轨例如为设置在该底座32上的导向凹槽321，该导向凹槽321的延伸方向与固定在固定组件2上的陶瓷件5的待清洁孔51的轴向相互平行，即，沿X方向设置。滑动件31与导向凹槽321可沿该导向凹槽321滑动地连接，且滑动件31与清洁组件4固定连接，从而能够带动清洁组件4沿X方向移动。

在本实施例中，如图6所示，导电件42通过线缆6与交流电源(图中未示出)电连接；并且，在滑动件31中设置有线缆通道311，绝缘件41具有自该线缆通道311的第一端(图6中的左端)插设在线缆通道311中的连接部分412，导电件42自该连接部分412引出，并与线缆6的一端(图6中的左端)电连接，线缆6的另一端(图6中的右端)经由线缆通道311的第二端(图6中的右端)伸出，并与交流电源电连接。当然，在实际应用中，导电件42还可以采用其他任意方式与交流电源电连接。

作为本实施例的一个变型实施例，请参阅图7，在本变型实施例中，清洁组件4为多个，且多个清洁组件4中的绝缘件41排列成一捆，且排列成一捆的多个绝缘件41共同构成的外周面R能够与待清洁孔51的内周面相接触。可选的，每个绝缘件41的直径D为0.1-0.2mm。

以清洁带有圆孔的陶瓷件为例，排列成一捆的多个绝缘件41共同构成一圆柱体，该圆柱体的外周面R的直径与陶瓷件的圆孔的直径相适配。在实际应用中，清洁组件4的数量可以根据待清洁孔51的尺寸而设定。

使用本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置清洁陶瓷件5的待清洁孔51的具体过程为：首先，将陶瓷件5插设在多个固定爪212围绕而成的插槽中，并沿夹持端面211a的径向移动各个固定爪212，以调节多个固定爪212夹持陶瓷件5的外周面的直径大小，直至将陶瓷件5的外周面夹持固定。然后，开启旋转驱动源22，以驱动固定部件21及固定在其上的陶瓷件5围绕指定旋转轴线旋转；使滑动件31相对于底座32朝靠近固定组件2的方向移动，直至清洁组件4移入待清洁孔51，此时绝缘件41的外周面与旋转中的待清洁孔51的内周面相互摩擦，在这种摩擦运动的作用下，可以减少陶瓷件5的待清洁孔51中的颗粒污染。经过一定时间之后，使滑动件31相对于底座32朝远离固定组件2的方向移动，直至清洁组件4移出待清洁孔51，关闭旋转驱动源22，从而完成整个清洁过程。

在一些实施例中，也可以在旋转驱动源22驱动陶瓷件5旋转的同时，通过沿待清洁孔51的轴向(即，图2和图3中的X方向)往复移动滑动件31，以带动绝缘件41在待清洁孔51中作往复移动，这样可以进一步提高摩擦去除颗粒的效果。或者，还可以不驱动陶瓷件5旋转，而仅通过带动绝缘件41在待清洁孔51中作往复移动，来实现绝缘件41的外周面与待清洁孔51的内周面相互摩擦。在实际应用中，可以根据对清洁程度的不同要求，灵活选择相应的方式进行清洁。

请一并参阅图8和图9，为使用超声波清洗槽和使用本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置分别清洁如图1所示的陶瓷筛管1的孔内颗粒数量曲线图。图8和图9中的横坐标为清洁次数，纵坐标为孔内颗粒数量。由图8可知，使用超声波清洗槽清洁陶瓷筛管1的清洁次数共为3次，其中，第一次清洁后的内颗粒数量为144778；第二次清洁后的内颗粒数量为91401；第三次清洁后的内颗粒数量为74098。由图9可知，使用本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置清洁陶瓷筛管1的清洁次数共为2次，其中，第一次清洁后的内颗粒数量为35996；第二次清洁后的内颗粒数量为24178。通过对比可知，本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置在完成第一、第二次清洁后的内颗粒数量均远远少于使用超声波清洗槽在完成第一、第二次清洁后的内颗粒数量，从而不仅可以有效减少陶瓷件的待清洁孔中的颗粒污染，而且可以在满足工艺要求的前提下减少清洁次数，从而可以提高工艺效率。

综上所述，本发明实施例提供的陶瓷件的孔清洁装置，其利用固定组件用于固定陶瓷件，并利用移动组件驱动清洁组件移入或移出陶瓷件的待清洁孔，该清洁组件包括绝缘件和设置在该绝缘件内部的导电件，其中，绝缘件的外周面能够在待清洁孔中时与其内周面相接触，从而可以通过移动绝缘件来使绝缘件的外周面与待清洁孔的内周面相互摩擦，同时利用导电件与交流电源电连接，可以在绝缘件的外表面感应产生能够吸附待清洁孔中的颗粒物的感应电压，从而可以在摩擦运动和吸附的双重作用下，有效减少陶瓷件的待清洁孔中的颗粒污染，尤其可以应用于具有细长孔的陶瓷件的清洁，从而可以满足工艺要求。同时，通过采用硬度低于陶瓷件硬度的绝缘件，可以避免在清洁过程中引入金属颗粒，同时避免对陶瓷件表面造成损伤。

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 (12)

1.一种陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，包括底座、固定组件、移动组件和清洁组件，其中，所述固定组件设置在所述底座上，用于固定所述陶瓷件；

所述移动组件与所述清洁组件连接，且与所述底座可移动地连接，以能够带动所述清洁组件移入或移出固定在所述固定组件上的所述陶瓷件的待清洁孔；

所述清洁组件包括绝缘件和设置在所述绝缘件内部的导电件，其中，所述绝缘件的硬度低于所述陶瓷件的硬度，且所述绝缘件的外周面能够与所述待清洁孔的内周面相接触；所述导电件用于与交流电源电连接，以在所述绝缘件的外表面感应产生能够吸附所述待清洁孔中的颗粒物的感应电压。

2.根据权利要求1所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述导电件为金属丝，所述绝缘件为覆盖在所述金属丝的外表面上的绝缘层。

3.根据权利要求2所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述绝缘层为圆柱体，且所述圆柱体的外径大于或等于圆形的所述待清洁孔的直径。

4.根据权利要求3所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述圆柱体的朝向所述固定组件的一侧设置有圆锥部。

5.根据权利要求1所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述绝缘件采用的材料包括树脂。

6.根据权利要求1所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述固定组件包括固定部件和旋转驱动源，其中，所述旋转驱动源与所述固定部件连接，用于驱动所述固定部件及固定在其上的所述陶瓷件围绕指定旋转轴线旋转；

所述固定部件用于固定所述陶瓷件，且使所述待清洁孔的轴线与所述指定旋转轴线重合。

7.根据权利要求6所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述固定部件为硬度低于所述陶瓷件的硬度的绝缘材料。

8.根据权利要求6所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述固定部件包括夹具本体，所述夹具本体具有与所述指定旋转轴线相垂直的夹持端面，且在所述夹持端面上设置有多个固定爪，多个所述固定爪围绕所述指定旋转轴线间隔分布，用以共同夹持所述陶瓷件的外周面；并且，每个所述固定爪能够相对于所述夹具本体沿所述夹持端面的径向移动，以调节多个所述固定爪夹持所述陶瓷件的外周面的直径大小。

9.根据权利要求1所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述移动组件包括固定导轨和滑动件，其中，所述固定导轨设置在所述底座上，且所述固定导轨的延伸方向与固定在所述固定组件上的所述陶瓷件的待清洁孔的轴向相互平行；

所述滑动件与所述固定导轨可沿所述固定导轨滑动地连接，且所述滑动件与所述清洁组件固定连接。

10.根据权利要求9所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述导电件通过线缆与所述交流电源电连接；并且，在所述滑动件中设置有线缆通道，所述绝缘件具有自所述线缆通道的第一端插设在所述线缆通道中的连接部分，所述导电件自所述连接部分引出，并与所述线缆的一端电连接，所述线缆的另一端经由所述线缆通道的第二端伸出，并与所述交流电源电连接。

11.根据权利要求1所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述感应电压大于所述绝缘件与所述待清洁孔摩擦产生的静电电压。

12.根据权利要求1所述的陶瓷件的孔清洁装置，其特征在于，所述清洁组件为多个，多个所述清洁组件中的所述绝缘件排列成一捆，且排列成一捆的多个所述绝缘件共同构成的外周面能够与所述待清洁孔的内周面相接触。

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