CN216937369U - 加热装置及清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加热装置及清洗装置，加热装置包括：用于盛装溶液的桶体，桶体内设有至少一个用于加热溶液的加热件，每个加热件的外表面套上设有隔液件，隔液件使加热件与溶液分隔。本实用新型提出的加热装置在加热件的外表面套设有隔液件，使溶液在加热的过程中与溶液并不直接接触而是通过热辐射的方式对溶液进行加热，防止溶液在清洗过程中受到污染。

Description

加热装置及清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体清洗领域，特别是涉及一种加热装置及清洗装置。

背景技术

半导体IC制程主要以20世纪50年代以后实用新型的四项基础工艺（离子注入、扩散、外延生长及光刻）为基础逐渐发展起来，由于芯片内各元件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到尘粒、金属的污染，很容易造成晶片内电路功能的损坏，形成短路或断路等，导致芯片的失效。因此在芯片制作过程中除了要排除外界的污染源外，芯片制造步骤如高温扩散、离子植入前等均需要进行湿法清洗或干法清洗工作。干、湿法清洗工作是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下，有效地使用化学溶液或气体清除残留在晶圆上之微尘、金属离子及有机物之杂质。

在湿法清洗过程中，当某些溶液需要加热和保温时，一般都是让溶液直接与加热源接触进行加热。但是，溶液直接与加热源接触可能会使溶液收到污染，使溶液的洁净度达不到使用要求、进而造成清洗效果差、污染芯片的后果。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中在芯片清洗过程中溶液直接与加热源接触加热对溶液造成污染的技术问题，提出一种加热装置及清洗装置。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提出了一种加热装置及清洗装置，加热装置包括：用于盛装溶液的桶体，桶体内设有至少一个用于加热所述溶液的加热件，每个加热件的外表面均套设有隔液件，隔液件使所述加热件与所述溶液分隔。

通过在加热件外表面设置隔液件，可以将加热件与桶体内的溶液隔离，避免了溶液与加热件直接接触，影响溶液的洁净度。加热件作为一种热源，可以是热水、或热风、或电加热丝、或换热液。若直接与溶液直接接触，会造成溶液污染。可选地，加热件为红外加热管，具有安装空间小，易于操作的优点。

隔液件使一个所述加热件与所述溶液分隔是指，每个加热件外面套设有一个隔液件。例如，当一个加热件是一根单独的红外加热管时，则每根红外加热管均外套设有一个隔液件；若一个加热件是多根红外加热管组成的整体时，则一个隔液件将该多根红外加热管组成的加热件包含在内。优选的，一个加热件只包含一根红外加热管，因为多根红外加热管设置在一个隔液件中，可能会造成热量辐射不均匀、局部热量过高的问题。

可选地，隔液件为隔热管，套设在红外加热管上。

桶体内设有至少一个用于加热所述溶液的加热件，至少一个，可以是一个、或两个、或三个或多个，可依据实际桶体大小，合理设置。

进一步的，桶体沿第一方向设置，桶体底部设有进液口，所述桶体顶部设有出液，加热件与桶体侧面连接。

桶体的形状可以是圆柱体、长方体、正方体、棱柱或圆台等其中的一种，第一方向指平行于上述形状桶体底面中心线的方向。

优选地，所述桶体为圆柱体，则第一方向平行于穿过圆柱体两个底面的中心线，桶体沿第一方向设置，即桶体沿穿过圆柱体两个底面的中心线放置，第一方向可以为水平，也可以为近似水平的方向。

进一步地，桶体内设有均流板，均流板沿第一方向布设，所述加热件位于所述均流板的上方或下方，当所述加热件数量为多个时，均流板的上方和下方均设有加热件。设置均流板的作用是用于分散溶液，使溶液能够在桶体内被均匀加热。

进一步地，均流板周侧与所述桶体之间具有间隙；或均流板的一端与桶体连接，均流板其余的部分与桶体之间具有间隙。即均流板设置方式为两种：

（1）第一种：均流板周侧与所述桶体之间具有间隙，即均流板周侧与所述桶体之间没有接触；

（2）第二种：均流板的一端与桶体端部连接且无间隙，均流板其余的部分与桶体之间具有间隙，即均流板一端与桶体接触。

两种方式中，均流板可以采用支撑或者是悬挂的方式设置在桶体的侧壁上和/或两端。

通过设置间隙，被均流板分散的溶液，可沿桶体侧壁、隔液件、均流板之间辗转

流动，最终通过出液口排出，使药液加热更均匀，避免桶体内滞留长时间受热的溶液。

进一步地，均流板为实心板，均流板呈V型，所述V型角度的范围为90°~150°，且均流板的V型开口朝向桶体底部。进一步地，桶体两侧设有第一封盖和第二封盖，进液口靠近桶体的第一封盖，出液口靠近桶体的第二封盖。均流板与一端封盖之间的间隙长度小于等于进液口与第一封盖之间的间隙长度。

桶体两侧设置第一封盖和第二封盖，使桶体构成一置液空间，同时第一封盖和第二封盖也用于安装及设置加热件、均流板，可选地，第一封盖和第二封盖与桶体桶身一体设置。

具体地，关于在第一封盖和/或第二封盖上设置加热件的方式至少包括以下两种：

（1）第一封盖和第二封盖上对称开设有开口，两个开口贯穿，连通两开口的是有隔液管（隔液件），用于安装加热件。

（2）第一封盖或第二封盖上开设有开口，沿第一方面，与开口一体设置有隔液管（隔液件），安装加热件，隔液管远离开口的一端设置有底部，即隔液管不贯穿第一封盖和第二封盖。

另外，上述两种方式可以组合，上述开口数量可依据实际情况开设，可选地，设置三个开口。

均流板与第一端封盖之间的间隙长度小于等于进液口与第一封盖之间的间隙长度，进液口处进来的溶液部分可以通过间隙直接进入均流板的上方区域，部分可以受到均流板的阻碍在均流板下方再次与已存于均流板下方的溶液混合，基于在进液口处进液动力源的作用下，通过均流板与桶体侧壁之间的间隙（或与桶体另一端部及桶体侧壁之间的间隙）流入均流板的上方区域，再经过流动，由排液口排出。

进一步的，所述桶体内设有测温件，所述测温件检测从所述出液口流出的溶液的温度。

可选地，测温件采用为K型热电偶，直接贴在桶体上；

可选地，测温件采用热电阻测温针，插入测温保护管内，测温保护管可以选用套设加热件的隔液件，

进一步的，进液口处设有检测溶液渗漏的检漏组件，检漏组件包括检测漏电的导线、固定导线的固定件。

把两根导线固定环固定在进液口上；根据导线通断判断有无漏液；

进一步的，加热件为红外加热管，隔液件为透明的石英保护套；桶体包括：石英桶身，设置在石英桶身外表面的保温层，保温层的外表面还设有保护壳。

桶体为石英，外侧包裹保温棉，作为保温外壳，防止热量损失，保温棉外罩设不锈钢外壳或者塑料板外壳（或采用防腐的塑料板包含且不限于PP，PVC等不同防腐规格的塑料板），起到防护作用，避免外界物体碰撞，造成石英管的破裂。

所述桶体为石英，第一封盖、第二封盖、以及进液口处的进液管和出液口处的出液管均优选石英材质。

加热件为红外加热管，隔液件为透明的石英保护套，通过利用石英的高透光性，用红外线加热管对溶液进行光辐射间接加热，使药液快速升温。

清洗装置，使用溶液清洗待清洗组件，并使用上文所述的加热装置加热所使用的溶液。

与现有技术比较，本实用新型提出的加热装置在加热件的外表面套设有隔液件，使溶液在加热的过程中与溶液并不直接接触而是通过热辐射的方式对溶液进行加热，防止溶液在清洗过程中受到污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中加热装置的剖面图和溶液流向图；

图2为本实用新型实施例中加热装置的另一角度的剖面图；

图3为本实用新型实施例中加热装置的立体结构示意图一；

图4为本实用新型实施例中加热装置的立体结构示意图二；

1、桶体；11、进液管；12、出液管；13、第一封盖；14、第二封盖；15、保温层；16、保护壳；2、加热件；3、隔液件；4、均流板；5、测温件；6、检漏组件；61、导线；62、固定件；7、支架；8、石英转接头；间隙L；间隙R。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

随着集成电路的快速发展，芯片的需求量大量上涨。因为制造芯片的成本高、集成度高，芯片的制造过程对清洁度的要求非常的高，防止芯片在制造过程中受到污染造成晶片内电路功能的损坏。因此，在制作过程中除了要排除外界的污染源外，芯片制造步骤如高温扩散、离子植入前等均需要进行湿法清洗或干法清洗工作。干、湿法清洗工作是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下，有效地使用化学溶液或气体清除残留在晶圆上之微尘、金属离子及有机物之杂质。

在湿法清洗过程中，当某些溶液需要加热和保温时，一般都是让溶液直接与加热源接触进行加热。但是，溶液直接与加热源接触可能会使溶液收到污染，使溶液的洁净度达不到使用要求、进而造成清洗效果差、污染芯片。

所以，为了解决上述现有技术中在芯片清洗过程中溶液直接与加热源接触加热对溶液造成污染的技术问题，本实用新型提出一种加热装置，包括：用于盛装溶液的桶体1，桶体1内设有至少一个用于加热溶液的加热件2，每个加热件2的外表面套设有隔液件3，隔液件3使加热件2和溶液分隔。

本实用新型提出的加热装置在加热件的外表面套设有隔液件，使溶液在加热的过程中与溶液并不直接接触而是通过热辐射的方式对溶液进行加热，防止溶液在清洗过程中受到污染。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

如图1至图4所示，盛装溶液的桶体1呈圆柱状，两端为与桶体1一体设置的第一封盖13和第二封盖14，桶体1架设在支架7上沿第一方向放置，本实施例中第一方向为水平方向，即桶体1水平放置。在桶体1的底部设有进液口、进液口位于桶体1的进液口上设有与桶体1一体设置的石英材质的进液管11；在桶体1的顶部设有出液口、出液口处设有与桶体1一体设置的石英材质的出液管12，进液管11竖直设置并靠近第一封盖13、出液管12竖直设置并靠近第二封盖14。下进上出的设计能使桶体内的空气可以向上排净，让桶体内无死角的均匀的充满溶液。且为了使进液更加方便，在进液管11处设有一个石英转接头8，石英转接头能将进液管的进液方向根据实际使用情境进行调整、方便进液。

进一步的，桶体内设有呈三角状分布的三个加热件2，加热件为一根红外加热管，加热件2（红外加热管）的两端与桶体的第一封盖13和第二封盖14垂直连接，即加热件2（红外加热管）水平设置。在本实施例中为了便于生产、安装和维修，在第一封盖13和第二封盖14上设有放置加热件2的开口，在加热件2固定好之后再对开口处进行密封处理防止溶液从开口处流出。同时，为了防止加热件2与溶液直接接触，在加热件2（红外加热管）的外表面套设有一个隔液件3，隔液件3为透明的石英保护套，加热件2（红外加热管）发射出的光透过石英保护套通过热辐射的方式加热溶液。

进一步的，为了使溶液在受热时更加均匀，在桶体1内还设有均流板4，均流板4是一块折角呈90°~150°的V型实板。在本实施例中，均流板4的一端与第一封盖13连接，另一端与第二封盖14之间存在间隙L，均流板4垂直于第一封盖13，且均流板4的上方和下方均设有加热件2，且均流板4的V型开口朝下、正对着下方的加热件2。

进一步的，间隙L的长度小于等于进液管11到第一封盖13的距离。同时，均流板4的另外两端和桶体1之间存在间隙R。

溶液从下方的进液管流入桶体后，只有在桶体内充满溶液之后才能从上方的出液管流出，在这个过程中刚刚经过加热的溶液会被下一刻流入的低温溶液混合，导致整个溶液加热不够充分。而均流板的存在会使溶液进入桶体之后从下方向上方流动的过程中一直会有部分溶液与均流板撞击回到均流板下方，再经过均流板下方的加热件加热，保证加热充分，已加热的溶液和未加热的溶液混合后一部分从间隙R向上流动，另外一部分再次经过均流板的阻挡作用再次进行加热。又因为在实际过程中溶液的流速较快，所以间隙L的存在能使溶液及时分散、充分加热、流动顺畅。

进一步的，在桶体1内设有检测溶液温度的测温件5，测温件5为K型热电偶，可以直接贴在桶体1上。或者，测温件5选用热电阻测温针，且热电阻测温针外表面也设有隔液件3（石英保护套）。

如图1和图2所示，测温件5位于最上方的加热件2（红外加热管）之上并靠近出液管12，检测加热完要从出液管12流出的溶液的温度是否达标。且进液口处设有检测溶液渗漏的检漏组件6，检漏组件6包括设置在进液管11外的导线61、固定导线的固定件62，通过检测导线是否有漏电判断是否有溶液渗漏。

如图3和图4所示，在本实施例中，桶体1包括最里层的石英桶身、石英桶身外侧包裹的保温层15、保温层15的外面罩设的保护壳16。保温层15为保温棉，防止热量损失；保护壳16的材质可为不锈钢、聚丙烯、聚氯乙烯等防腐且硬度大的材质，保护壳16起到防护作用，避免外界物体碰撞造成桶体和桶体内的部件破裂。

图3为一体式的保护壳，可选地，保护壳采用聚丙烯材质的外壳。

图4为在桶体外套设保护壳，保护壳两端设置保护盖，可选地，保护壳采用不锈钢的保护外壳。

在另一实施例中，可以在加热件的外表面套有隔液件来使溶液和加热件之间不直接接触。比如，加热件的外壁上设计一些出气装置，当溶液流入桶体内时利用出气装置制造的压强让溶液和加热件之间隔开、不接触。

在其他实施例中，桶体的放置方向是不做限定的，可以竖直放置。桶体内的每个加热件的数量是不做限定的，比如一个加热件可以是多根红外加热管组成的整体。且加热件的位置分布也是不做限定的，可以呈方形分布。加热件和桶体的固定方式也是不做限定的，可以在桶体内设有放置固定加热件的凹槽，不必在封盖上设置开口放置加热件。同时，在其他实施例中加热件和测温件的种类是不受限制的，可以是红外线石英碳纤维加热管、热电阻测温针等。

本实用新型还提出一种清洗装置，该清洗装置使用溶液清洗待清洗组件，且使用上文所提出的加热装置加热所使用的溶液。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.加热装置，包括：用于盛装溶液的桶体，所述桶体内设有至少一个用于加热所述溶液的加热件，其特征在于，每个所述加热件的外表面上套设有隔液件，所述隔液件使所述加热件与所述溶液分隔。

2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述桶体沿第一方向设置，所述桶体底部设有进液口，所述桶体顶部设有出液口，所述加热件与所述桶体的侧面连接，所述第一方向平行于所述桶体底面中心线。

3.如权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述桶体内设有均流板，所述均流板沿所述第一方向设置，所述加热件位于所述均流板的上方或下方，当所述桶体内设有多个所述加热件时，所述均流板的上方和下方均设有所述加热件。

4.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于，所述均流板周侧与所述桶体之间存在间隙，或所述均流板周侧的任意一端与所述桶体的侧面连接，所述均流板周侧的剩余部分与所述桶体之间存在间隙。

5.如权利要求4所述的加热装置，其特征在于，所述均流板为实心板，所述均流板呈V型，所述V型角度的范围为90°~150°，且所述均流板的V型开口朝向所述桶体底部。

6.如权利要求4所述的加热装置，其特征在于，所述桶体的两侧设有第一封盖和第二封盖，所述进液口靠近所述第一封盖，所述出液口靠近所述第二封盖，所述均流板与所述第二封盖连接，且所述均流板与所述第一封盖之间的间隙长度小于等于所述进液口与所述第一封盖之间的间隙长度。

7.如权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述桶体内设有测温件，所述测温件检测从所述出液口流出的所述溶液的温度。

8.如权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述进液口处设有检测所述溶液渗漏的检漏组件，所述检漏组件包括检测漏电的导线、固定导线的固定件。

9.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热件包括至少一根红外加热管，所述隔液件为透明的石英保护套，所述桶体包括石英桶身、设置在所述石英桶身外表面的保温层和设置在所述保温层外的保护壳。

10.清洗装置，使用溶液清洗待清洗组件，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的加热装置。

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