CN114904823B - 缓冲部件、液体回收装置和半导体清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种缓冲部件、液体回收装置和半导体清洗设备，涉及半导体制造技术领域。该缓冲部件可应用于半导体清洗设备的液体回收装置。该缓冲部件包括本体和第一缓冲部，本体具有液体回收通道，液体回收通道沿本体的厚度方向贯穿本体，且液体回收通道在本体的上表面形成有液体进入口；第一缓冲部设置于液体回收通道的内周壁，第一缓冲部具有至少部分朝向液体进入口的第一缓冲面，第一缓冲面沿其靠近内周壁的一端向远离内周壁的一端倾斜向下设置。该方案能有效避免液体回收装置产生的反溅、起沫，并且针对不同的药液种类和流量以及不同的喷头高度产生的返溅、起沫，无需改变机台的机构，只需要将缓冲部件插设于回收杯内即可，通用性强。

Description

缓冲部件、液体回收装置和半导体清洗设备

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种液体回收装置和半导体清洗设备。

背景技术

在IC（integrated circuit，集成电路）领域中，湿法清洗设备主要用于半岛体（如：晶圆）清洗工艺。在半导体清洗的过程中，清洗药液的静止会影响清洗药液的性能，为了避免清洗药液变质，维持清洗药液性能，需要使清洗药液在循环管路内保持流动。

相关技术中的半导体清洗设备空闲时通过定时喷射清洗药液，并通过药液回收装置回收药液，以保证药液在机台内部的流动性。但是，不同的药液以不同的流量喷出后容易产生反溅、起沫。并且，针对不同的药液种类和流量以及不同的喷头高度，需要设计不同的回收装置，通用性差。

发明内容

本发明公开一种缓冲部件、液体回收装置和半导体清洗设备，以解决相关技术中清洗药液的回收装置容易产生反溅、起沫，且通用性差的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

本发明所述的缓冲部件可用于半导体清洗设备的液体回收装置。具体的，本发明所述的缓冲部件包括本体和第一缓冲部，本体具有液体回收通道，液体回收通道沿本体的厚度方向贯穿本体，且液体回收通道在本体的上表面形成有液体进入口；

第一缓冲部设置于液体回收通道的内周壁，第一缓冲部具有至少部分朝向液体进入口的第一缓冲面，第一缓冲面沿其靠近内周壁的一端向远离内周壁的一端倾斜向下设置。

基于本发明所述的缓冲部件，本发明还提供了一种液体回收装置。该液体回收装置包括回收杯、回收管路和液体承接容器，以及上述的缓冲部件，缓冲部件插设于回收杯内，回收管路的一端与回收杯的底部连通，另一端与液体承接容器连通。

基于本发明所述的液体回收装置，本发明实施例还提供了一种半导体清洗设备。该半导体清洗设备包括工艺腔室和喷头，喷头设置于工艺腔室的上方，工艺腔室包括腔体。该半导体清洗设备还包括包括本发明所述的液体回收装置，液体回收装置设置于腔体上，喷头选择性的置于液体进入口上方。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的缓冲部件，第一缓冲面相对水平面倾斜设置，可以有效吸收液体喷射的冲击力，当缓冲部件安装于液体回收装置的回收杯内时，可以避免液体在回收杯内反溅、起沫。并且针对不同的药液种类和流量以及不同的喷头高度产生的返溅、起沫，无需改变机台的机构，只需要将缓冲部件插设于回收杯内即可，通用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种可选的实施例公开的液体回收装置；

图2为本发明一种可选的实施例公开的液体回收装置的局部示意图；

图3为本发明第一种可选的实施例公开的液体回收装置的剖面图；

图4为本发明第二种可选的实施例公开的液体回收装置的剖面图；

图5为本发明一种可选的实施例公开的半导体清洗设备的爆炸图；

图6为本发明一种可选的实施例公开的半导体清洗设备的装配图；

图7为本发明一种可选的实施例公开的半导体清洗设备的示意图；

图8为本发明一种可选的实施例公开的半导体清洗设备的剖面图。

图中：100-本体；110-液体回收通道；120-液体进入口；200-第一缓冲部；210-第一缓冲面；211-缓冲槽；300-第二缓冲部；310-第二缓冲面；400-液体流通口；500-定位部；600-工艺腔体；700-喷头；800-液体承接容器；900-预紧件；1000-回收杯。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合图1至图8，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

参照图5至图8，一种或多种可选的实施例中，缓冲部件可用于半导体清洗设备的液体回收装置。示例性地，半导体清洗设备可以为半导体集成电路单片清洗设备，例如晶圆清洗设备。

半导体清洗设备在清洗作业的过程中存在清洗药液的非工艺阶段（即：不使用清洗药液的情况），例如晶圆装载至半导体清洗设备内的过程中或半导体设备内晶圆的取出过程中或在进行清洗工艺的其他步骤时或者清洗设备待机闲置期间。如果清洗药液在半导体清洗设备内的管路内静置时间太长会导致清洗药液的性能降低，再次进行清洗工艺时会产生不良后果。因此，为了保证清洗药液的性能，需要对清洗药液定期喷射以保证清洗药液在半导体清洗设备内的流动性。

一种可选的实施例中，在清洗药液的非工艺阶段，液体回收装置可用于回收半导体清洗设备喷射的药液。可选地，用于喷射清洗液药液的喷头切换至液体回收装置上方，以使喷头可以定时保持喷射清洗药液，进而保证清洗药液在半导体清洗设备内的流动性，避免清洗药液静置。

无需清洗药液参与的情况有很多，例如半导体清洗设备处于待机的状态下、晶圆装载至半导体清洗设备内的过程中和/或半导体设备内晶圆的取出过程中等。为此，本实施例不限定无需清洗药液参与的具体情况。

上述实施例将液体回收装置用于半导体清洗设备。在半导体清洗设备的清洗药液处于非工艺阶段的情况下，半导体清洗设备可以将清洗药液喷射至液体回收装置，即便在不使用清洗药液的情况下，仍然可以持续清洗药液的流动性。

参照图1至图4，一种或多种可选的实施例中，缓冲部件包括本体100和第一缓冲部200。其中，本体100为基础性结构件，可以为第一缓冲部200支撑基础。

本体100具有液体回收通道110和液体进入口120。液体进入口120与液体回收通道110相连。示例性地，参照图1和图4，液体回收通道110沿本体100的厚度方向贯穿本体100。且液体回收通道110在本体100的上表面形成有液体进入口120。在液体回收的过程中，液体可从液体进入口120进入液体回收通道110，以使回收的液体可沿液体回收通道110流动。可选地，在缓冲部件用于液体回收装置的情况下，液体进入口120位于本体100的上表面，且液体进入口120竖直朝上，以便于清洗药液从液体进入口120进入液体回收通道110内。

参照图1至图3，第一缓冲部200设置于液体回收通道110内。示例性地，第一缓冲部200设置于液体回收通道110的内周壁，第一缓冲部200具有至少部分朝向液体进入口120的第一缓冲面210，第一缓冲面210沿其靠近内周壁的一端向远离内周壁的一端倾斜向下设置。第一缓冲面210向下倾斜设置，可以有效吸收液体的冲击力，进而有益于防止液体反溅、起沫，并且针对不同的药液种类和流量以及不同的喷头高度产生的返溅、起沫，无需改变机台的机构，只需要将缓冲部件插设于回收杯内即可，通用性强。

示例性地，缓冲部件安装于液体回收装置的回收杯1000内。具体的，可以通过缓冲部件减小液体进入回收杯1000内的动能，进而减小液体进入回收杯1000的冲击力，进而可以避免液体在回收杯1000内反溅、起沫。

参照图1至图3，第一缓冲面210设置有缓冲槽211，缓冲槽211沿第一缓冲面210向下。液体进入液体回收通道110，并冲击在第一缓冲面210，至少部分液体进入缓冲槽211内，进而可以有效吸收液体的冲击力，减小液体进入回收杯1000的速度，以防止液体反溅、起沫。

一种或多种可选的实施例中，本发明实施例所述的缓冲部件可以用于容易被氧化的液体的回收。具体的，缓冲部件安装于液体回收装置的回收杯1000内可以有效防止液体回收过程中起沫，进而可以缓解液体被氧化。需要说明的是，液体起沫后会增加液体与空气的接触面积，进而容易加剧液体被氧化的速率，进而容易导致液体变质。

示例性地，本发明所述的缓冲部件在用于半导体清洗设备中的液体回收装置的情况下，可以有效避免半导体清洗药液起沫，进而有益于防止半导体清洗药液被氧化变质，以保证半导体清洗药液的性能。另外，半导体清洗药液起沫后，容易被半导体清洗设备的排风吸走。因此，该实施例可以有效避免清洗药液被半导体清洗设备排风吸走，减小半导体清洗药液的消耗。当然，该实施例还可以避免半导体清洗药液起沫后封堵排液管路，避免排液上溢。

参照图2，一种或多种可选的实施例中，第一缓冲面210设置有多个平行且间隔设置的缓冲槽211，多个缓冲槽211沿第一缓冲面210倾斜向下延伸。示例性地，相邻的两个缓冲槽211之间的间距相等，以提高第一缓冲面210各处的缓冲性能的一致性。

一种可选的实施例中，相邻的两个缓冲槽211之间的间距为0.4mm至0.6mm，以进一步优化第一缓冲部200缓冲液体冲击力的性能。可选地，缓冲槽211的宽度与两个相邻的缓冲槽211之间的间距相等。示例性地，相邻的两个缓冲槽211之间的间距为0.5mm。

需要说明的是，缓冲槽211之间的间距以及缓冲槽211的宽度与回收液体的物料性质，例如粘稠度，相关。具体的，可以根据回收液体的物理性质设置两个缓冲槽211之间的间距以及缓冲槽211的宽度。为此，本实施例不限定缓冲槽211之间的间距以及缓冲槽211的宽度。

一种或多种可选的实施例中，第一缓冲面210与液体进入口120的朝向的夹角为40°至60°。示例性地，在液体进入口120的朝向竖直向上的情况下，第一缓冲面210与水平面的夹角为30°至50°。该实施例不仅可以减小液体冲击在第一缓冲部200上的作用力，还可以有效减小液体撞击第一缓冲部200后的速率，进而有益于减小液体与液体回收通道110的内壁之间的冲击力，防止液体反溅、起沫。

一种或多种可选的实施例中，液体进入口120位于本体100顶部，即液体可沿竖直方向从液体进入口120喷射至液体回收通道110内。进一步地，第一缓冲面210相对水平面倾斜设置，以吸收液体的冲击力，防止液体反溅、起沫。另外，液体进入口120位于本体100顶部，即液体进入口120的朝向竖直向上。第一缓冲面210相对水平面倾斜设置，还有益于缓冲液体由高处到低处重力势能转化的动能。进一步地，第一缓冲面210与水平面之间的夹角为30°至50°，以减小液体冲击在第一缓冲部200上的作用力的同时减小液体撞击第一缓冲部200后的速率，进而有益于减小液体与液体回收通道110的内壁之间的冲击力，防止液体与液体回收通道110的内壁冲击而反溅、起沫。

参照图4，一种或多种可选的实施例中，缓冲部件还包括第二缓冲部300。示例性地，第二缓冲部300设置于液体回收通道110的内周壁。示例性地，第一缓冲部200远离液体回收通道110的内周壁的一端与液体回收通道110的内周壁之间形成液体流通口400，以使液体可以经过液体流通口400流动至第一缓冲部200下方。

参照图4，第二缓冲部300位于第一缓冲部200下方。第二缓冲部300具有第二缓冲面310，第二缓冲面310至少部分与液体流通口400相对。示例性地，第二缓冲部300分别位于内周壁的相对的两侧。

上述实施例中，回收液体冲击在第一缓冲面210后，沿第一缓冲面210和/或缓冲槽211流动，并从液体流通口400下落至第二缓冲部300，以通过第二缓冲部300缓冲液体回收过程中的重力势能，使得液体的重力势能可以逐步释放，减小液体在回收过程中受到的冲击力，有益于防止液体反溅、起沫。

进一步地，第二缓冲面310沿其靠近内周壁的一端向远离内周壁的一端倾斜向下设置。该实施例可以防止液体垂直冲击至第二缓冲面310，有益于减小液体与第二缓冲部300之间的冲击力，进而防止液体冲击至第二缓冲面310而反溅、起沫。

参照图4，缓冲部件包括多个第二缓冲部300。示例性地，第二缓冲部300均设置于液体回收通道110的内周壁，且第二缓冲部300沿液体回收通道110的轴向依次交错设置于内周壁的相对的两侧。其中，靠近第一缓冲部200的一个第二缓冲部300与第一缓冲部200分别位于内周壁的相对的两侧。

示例性地，第二缓冲部300均与液体回收通道110的内侧壁之间具有液体流通口400。相邻的两个第二缓冲部300中，位于上方的第二缓冲部300和液体回收通道110形成的液体流通口400为上方流通口，位于下方的第二缓冲部300至少部分与上方流通口相对，即相邻的两个第二缓冲部300交错设置于液体回收通道110内，以使液体回收通道110内形成弯折的流通通道。进一步地，位于下方的第二缓冲部300的第二缓冲面310由靠近上方流通口的一侧向远离上方流通口的一侧相对水平面倾斜向下。

上述实施例所述的缓冲部件中，多个第二缓冲部300沿液体回收通道110的轴向依次交错设置，可以有效缓冲液体在液体回收通道110流动的流速，进而降低液体流动的势能，有益于防止液体在回收过程中起沫。

一种可选的实施例中，第一缓冲部200、第二缓冲部300和本体100可以为一体结构。示例性地，第一缓冲部200、第二缓冲部300和本体100可以通过铸造、3D打印或机械加工的方式一体成型。示例性地，第一缓冲部200、第二缓冲部300和本体100可以为同种材质制成的一体结构。

当然，第一缓冲部200、第二缓冲部300和本体100还可以通过装配的方式连接，例如螺栓连接、焊接、粘接等。

参照图1、图5和图8，缓冲部件还包括预紧件900，预紧件900设置于本体100的侧面，且预紧件900至少部分凸出于本体100的外表面。示例性地，预紧件900用于在安装缓冲部件时固定缓冲部件。

一种可选的实施例中，缓冲部件安装于液体回收装置中的回收杯1000内。且预紧件900至少部分止抵于回收杯1000的内侧壁，以使预紧件900产生的弹性形变可以推动本体100，以使本体100远离预紧件900的一侧与回收杯1000的内侧壁抵触限位，进而实现液体回收装置嵌设于回收杯1000内，实现液体回收装置的固定。

一种或多种可选的实施例中，预紧件900的材质为弹性材料。缓冲部件卡嵌于回收杯1000内的情况下，预紧件900受力发生弹性形变，以利用预紧件900的弹性形变产生的弹力增加缓冲部件与回收杯1000的内侧壁之间的正压力，进而增加缓冲部件与回收杯1000内侧壁之间的摩擦力，以提高缓冲部件与回收杯1000之间装配关系的稳固性。

弹性材料的种类有很多，为此本实施例不限定预紧件900的具体材质。示例性地，预紧件900的材质为发泡PTFE（Poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯），进而有益于提高预紧件900的耐高温性能。

一种可选的实施例中，缓冲部件中设置预紧件900的部分为第一预紧配合部。回收杯1000中与第一预紧配合部配合的部分为第二预紧配合。可选地，第一预紧配合部的形状和尺寸与第二预紧配合部的形状和尺寸相适配，以使第一预紧配合部可卡嵌于第二预紧配合。

示例性地，第一预紧配合部可以为缓冲部件的一段，具体可以为柱状；第二预紧配合部可以为容纳第一预紧配合部凹槽或容纳腔。第一预紧配合部的形状和尺寸与第二预紧配合部的形状和尺寸相适配是指，第一预紧配合部位于第二预紧配合部内的情况下，第一预紧配合部的外侧壁与第二预紧配合部的内侧壁至少部分贴。可选地，第一预紧配合部在水平方向的尺寸大于第二预紧配合在水平方向上的尺寸，以使第一预紧配合部嵌入第二预紧配合部的情况下，第一预紧配合部与第二预紧配合部相互挤压，且第一预紧配合部中的预紧件900通过发生弹性形变，以使第一预紧配合部在水平方向的尺寸减小，实现第一预紧配合部与第二预紧配合部装配。

参照图1和图2，一种或多种可选的实施例中，缓冲部件还包括定位部500，定位部500设置于本体100的外侧壁的顶部边缘，用于在安装缓冲部件时对其进行止抵限位。示例性地，定位部500至少部分凸出于本体100的外侧壁。示例性地，在缓冲部件用于液体回收装置的情况下，缓冲部件可以与回收杯1000止抵限位。示例性地，定位部500为设置于本体100端部的唇边。在液体回收装置安装于回收杯1000的情况下，定位部500可以止抵于回收杯1000的杯壁上以通过定位部500止抵于回收杯1000的杯壁实现缓冲部件嵌入回收杯1000的限位。

上述实施例通过设置定位部500，有益于减小液体回收装置的安装难度，提高液体回收装置的安装精度。

示例性地，预紧件900设置于本体100的第一侧，定位部500至少部分凸出于本体100的第二侧的外侧壁。本体100的第一侧和第二侧相背。该实施例可以有效利用预紧件900产生的作用力使得定位部500与回收杯1000定位配合。

基于本发明所述的缓冲部件，本申请实施例还提供了一种液体回收装置。该液体回收装置包括回收杯1000、回收管路、液体承接容器800以及本发明所述的缓冲部件。参照图7，缓冲部件插设于回收杯1000内，回收管路的一端与回收杯的底部连通，另一端与液体承接容器800连通。

上述实施例所述的液体回收装置可以避免半导体清洗药液被氧化变质，以保证半导体清洗药液的性能，有益于半导体清洗药液回收利用。另外，半导体清洗药液起沫后，容易被半导体清洗设备的排风吸走。因此，该实施例可以有效避免清洗药液被半导体清洗设备排风吸走，减小半导体清洗药液的消耗。当然，该实施例还可以避免半导体清洗药液起沫后封堵回收管路。

一种或多种可选的实施例中，本体100的底部设置有排液口，回收杯1000的底部设置有连接件。示例性地，连接件的第一端至少部分凸出于回收杯1000的底部，且连接件的第一端与排液口相对。连接件的第二端通过管道与液体承接容器800相连。在液体回收装置安装于回收杯1000的情况下，连接件的第一端止抵于本体100的底部并与本体100的底部止抵密封，以使连接件的第一端与液体回收通道110连通。

基于本发明所述的液体回收装置，本申请实施例还提供了一种半导体清洗设备。

参照图5至图8，一种或多种实施例中所述的半导体清洗设备，包括本申请所述的液体回收装置。进一步地，该半导体清洗设备还包括工艺腔室和喷头，喷头设置于工艺腔室的上方，工艺腔室包括腔体。液体回收装置设置于腔体上，喷头选择性的置于液体进入口上方。

一种可选的实施例中，喷头可移动地设置于工艺腔室。示例性地，喷头相对工艺腔室可在第一位置和第二位置之间切换。示例性地，清洗药液参与的工艺阶段的情况下，喷头相对工艺腔室位于第一位置；在无需清洗药液参与的情况下，喷头相对工艺腔室位于第二位置，且喷头置于液体进入口上方。

需要说明的是，在半导体工艺过程中，清洗药液无需持续整个工艺过程中，即在半导体工艺过程中仅部分工艺阶段需要通过喷头喷射清洗药液。可选地，在无需清洗药液参与的工艺阶段，可以通过切换喷头的位置，以使喷头切换至相对工艺腔室位于第二位置。具体的，在喷头相对工艺腔室位于第二位置的情况下，喷头置于液体进入口上方，液体回收装置一方面可以用来承接清洗药液的工艺步骤结束后喷头滴落的清洗液，另一方面也可以承接为了防止清洗药液长时间静置而喷射的清洗药液。可选地，液体回收装置接收的清洗药液可以回收再利用，也可以直接作为废液处理。

上述实施例中，可以避免半导体工艺设备在停机状态或待机状态，仍然保证半导体清洗药液的流动性，以维持半导体清洗药液的性能。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种缓冲部件，应用于半导体清洗设备的液体回收装置，其特征在于，所述缓冲部件包括本体（100）和第一缓冲部（200），所述本体（100）具有液体回收通道（110），所述液体回收通道（110）沿所述本体（100）的厚度方向贯穿所述本体（100），且所述液体回收通道（110）在所述本体（100）的上表面形成有液体进入口（120），

所述第一缓冲部（200）设置于所述液体回收通道（110）的内周壁，所述第一缓冲部（200）具有至少部分朝向所述液体进入口（120）的第一缓冲面（210），所述第一缓冲面（210）沿其靠近所述内周壁的一端向远离所述内周壁的一端倾斜向下设置，

所述缓冲部件还包括设置于所述内周壁的第二缓冲部（300），所述第二缓冲部（300）设置于所述第一缓冲部（200）的下方，所述第二缓冲部（300）具有第二缓冲面（310），所述第二缓冲面（310）沿其靠近所述内周壁的一端向远离所述内周壁的一端倾斜向下设置，且所述第一缓冲面（210）的倾斜度大于所述第二缓冲面（310）的倾斜度，

所述缓冲部件包括多个所述第二缓冲部（300），所述第二缓冲部（300）均设置于所述内周壁，且所述第二缓冲部（300）沿所述液体回收通道（110）的轴向依次交错设置于所述内周壁的相对的两侧，

其中，靠近所述第一缓冲部（200）的一个所述第二缓冲部（300）与所述第一缓冲部（200）分别位于所述内周壁的相对的两侧。

2.根据权利要求1所述的缓冲部件，其特征在于，所述第一缓冲面（210）设置有多个平行且间隔设置的缓冲槽（211），多个所述缓冲槽（211）沿所述第一缓冲面（210）倾斜向下延伸。

3.根据权利要求1所述的缓冲部件，其特征在于，所述第一缓冲面（210）与水平面的夹角为30°至50°。

4.根据权利要求2所述的缓冲部件，其特征在于，相邻的两个所述缓冲槽（211）之间的间距为0.4mm至0.6mm。

5.根据权利要求1所述的缓冲部件，其特征在于，所述缓冲部件还包括预紧件（900），所述预紧件（900）设置于所述本体（100）的侧面且至少部分凸出于所述本体（100）的外表面，用于在安装所述缓冲部件时固定所述缓冲部件，其中所述预紧件（900）的材质为弹性材料。

6.根据权利要求1所述的缓冲部件，其特征在于，所述缓冲部件还包括定位部（500），所述定位部（500）设置于所述本体（100）的外侧壁的顶部边缘，用于在安装所述缓冲部件时对其进行止抵限位。

7.一种液体回收装置，其特征在于，所述液体回收装置包括回收杯（1000）、回收管路和液体承接容器（800），以及权利要求1-6任意一项所述的缓冲部件，所述缓冲部件插设于所述回收杯（1000）内，所述回收管路的一端与所述回收杯（1000）的底部连通，另一端与所述液体承接容器（800）连通。

8.一种半导体清洗设备，包括工艺腔室和喷头，所述喷头设置于所述工艺腔室的上方，所述工艺腔室包括腔体，其特征在于，所述半导体清洗设备还包括权利要求7所述的液体回收装置，所述液体回收装置设置于所述腔体上，所述喷头选择性的置于所述液体进入口上方。