CN220873538U - 清洗装置 - Google Patents

Abstract

一种清洗装置，涉及半导体设备技术领域。该清洗装置包括驱动机构、摆臂以及设于摆臂上的多个喷嘴；摆臂设于半导体设备的工艺腔室内，多个喷嘴均匀分布于摆臂上，驱动机构与摆臂传动连接，用于驱动摆臂在工艺腔室内进行往复摆动。该清洗装置能够对工艺腔室进行有效清洗，且清洗效率高。

Description

清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体设备技术领域，具体而言，涉及一种清洗装置。

背景技术

随着半导体集成电路制造技术的高速发展，集成电路芯片的图形特征尺寸已进入到深亚微米阶段，导致芯片上超细微电路失效或损坏的关键沾污物(例如颗粒)的特征尺寸也随之大为减小。在集成电路的制造工艺过程中，半导体晶圆通常都会经过诸如薄膜沉积、刻蚀、抛光等多道工艺步骤。而这些工艺步骤就成为沾污物产生的重要场所。为了保持晶圆表面的清洁状态，消除在各个工艺步骤中沉积在晶圆表面的沾污物，需要在各个工艺步骤后对晶圆表面进行清洗处理。因此，清洗工艺成为集成电路制作过程中最普遍的工艺步骤。

其中，晶圆制备的多数工艺步骤需要在对应工艺腔室内进行，例如湿法刻蚀。而部分工艺会使用到较多的化学品，其中，某些挥发性较强的化学品(例如：盐酸、碘化钾等)会在工艺过程中进行挥发，并在工艺腔室内部形成化学品废液结晶，该化学品废液结晶将造成工艺腔室环境的污染，且在制程过程中存在掉落在晶圆表面上形成晶圆缺陷的可能，进而严重影响良率。为解决上述问题，目前较常用的方式是设备停机进行人工清洗。然而，停机开盖进行人工清洗的方式存在严重影响产能、耗费人力，且清洗效率不高、清洗不到位的情况。因此，如何提供一种新的清洗方式对工艺腔室进行清洗是目前亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清洗装置，该清洗装置能够对工艺腔室进行有效清洗，且清洗效率高。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型的一方面，提供一种清洗装置，该清洗装置包括驱动机构、摆臂以及设于摆臂上的多个喷嘴；摆臂设于半导体设备的工艺腔室内，多个喷嘴均匀分布于摆臂上，驱动机构与摆臂传动连接，用于驱动摆臂在工艺腔室内进行往复摆动。该清洗装置能够对工艺腔室进行有效清洗，且清洗效率高。

可选地，清洗装置还包括支架和连接块，支架的一端和驱动机构的输出轴连接、另一端和连接块连接；连接块远离支架的一端和摆臂连接。

可选地，清洗装置还包括穿设于支架内的第一管道，第一管道的一端分别和多个喷嘴连通、另一端用于连通第一介质。

可选地，清洗装置还包括穿设于支架内的第二管道，第二管道的一端分别和多个喷嘴连通、另一端用于连通第二介质；第一管道和第二管道靠近喷嘴的一端相互连通；第一介质和第二介质不同。

可选地，第一介质为纯水，第二介质为氮气。

可选地，清洗装置还包括控制器；第一管道上设有与控制器电连接的第一阀门，和/或，第二管道上设有与控制器电连接的第二阀门。

可选地，清洗装置还包括控制器和与控制器电连接的加热器，加热器用于对第一管道内的第一介质和/或第二管道内的第二介质进行加热。

可选地，摆臂呈柱状结构，多个喷嘴包括第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴沿摆臂的外壁面均匀分布，第二喷嘴分布于摆臂远离驱动机构的一端。

可选地，清洗装置还包括第一计数器，以及分别与第一计数器和驱动机构电连接的控制器；第一计数器用于检测摆臂的摆动次数并发送至控制器，控制器用于在摆臂次数到达第一预设值时控制驱动机构停止运动。

可选地，清洗装置还包括第二计时器，以及分别与第二计时器和驱动机构电连接的控制器；第二计时器用于检测摆臂的摆动时间并发送至控制器，控制器用于在摆动时间到达第二预设值时控制驱动机构停止运动。

本实用新型的有益效果包括：

本申请提供的清洗装置包括驱动机构、摆臂以及设于摆臂上的多个喷嘴；摆臂设于半导体设备的工艺腔室内，多个喷嘴均匀分布于摆臂上，驱动机构与摆臂传动连接，用于驱动摆臂在工艺腔室内进行往复摆动。本申请通过将摆臂设置于半导体设备的工艺腔室内，且在摆臂上设置多个均匀分布的喷嘴，并且通过驱动机构驱动摆臂在工艺腔室内进行往复摆动，这样，可以实现对工艺腔室的不同角落进行全方位喷淋清洗，相对于人工清洗而言，本申请的清洗装置能够对工艺腔室进行有效清洗，且清洗效率高，能够降低人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的清洗装置的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的清洗装置的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的清洗装置的结构示意图之三；

图4为本实用新型实施例提供的摆臂和喷嘴的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的喷嘴的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的清洗装置的控制逻辑结构示意图。

图标：10-驱动机构；20-摆臂；30-喷嘴；31-第一喷嘴；32-第二喷嘴；40-支架；50-连接块；61-第一管道；62-第二管道；70-控制器；80-加热器；91-第一计数器；92-第二计时器；100-工艺腔室。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供一种清洗装置，该清洗装置包括驱动机构10、摆臂20以及设于摆臂20上的多个喷嘴30；摆臂20设于半导体设备的工艺腔室100内，多个喷嘴30均匀分布于摆臂20上，驱动机构10与摆臂20传动连接，用于驱动摆臂20在工艺腔室100内进行往复摆动。该清洗装置能够对工艺腔室100进行有效清洗，且清洗效率高。

本申请提供的清洗装置包括驱动机构10、摆臂20和多个喷嘴30。其中，多个喷嘴30分别设于摆臂20上，驱动机构10和摆动传动连接。这样，本申请可以通过驱动机构10带动摆臂20摆动，以使位于摆臂20上的多个喷嘴30能够对工艺腔室100的各个角落进行喷淋清洗，如图3所示。如此，相对于现有技术的人工清洗而言，每次清洗时无需开盖人工操作，人工成本低；且相对人工清洗而言，能够避免因人工导致的遗漏等问题，清洗效率较高。

其中，上述驱动机构10的具体类型本申请不做具体限制，本领域技术人员可以自行选择合适的驱动机构10，只要该驱动机构10能够驱动摆臂20进行往复摆动，以使得摆臂20上的喷嘴30能够多方位对工艺腔室100进行喷淋清洗即可。示例性地，该驱动机构10可以为电机。

上述摆臂20与驱动机构10的输出端连接。需要说明的是，该摆臂20的一端可以是和驱动机构10的输出端直接连接，或者，也可以是和驱动机构10的输出端间接连接(如图1)，本申请对此不做限制。

摆臂20的长度可以根据工艺腔室100的尺寸设置，摆臂20的形状可以根据实际需求确定，例如，该摆臂20可以为棱柱状或者圆柱状。

上述喷嘴30包括多个，多个喷嘴30均匀分布于摆臂20上，本申请通过设置多个喷嘴30，这样，能够使得在摆臂20摆动的过程中通过多个喷嘴30实现多方位多角度喷淋，能够提高清洗的效率，有效改善清洗死角的问题。

如图2所示，在本实施例中，该喷嘴30为广角式喷嘴30，其喷洒的介质呈雾状分布。

上述多个喷嘴30可以呈不同角度分布，这样，多个喷嘴30的多向设置位置、广角雾状喷嘴30，再加上摆臂20的往复摆动，可以实现整个工艺腔室100内全覆盖喷淋，清洗效果较佳。

本申请的摆臂20设置于半导体设备的工艺腔室100内，这样，该清洗装置可以对半导体设备的工艺腔室100内进行清洗。需要说明的是，除了摆臂20设置在工艺腔室100内之外，上述驱动机构10也可以设置于工艺腔室100之内。当然，在其他的实施例中，为了避免驱动机构10对工艺腔室100的空间的占用且为了防止工艺腔室100内化学用品对驱动机构10造成腐蚀，也可以将驱动机构10设置于工艺腔室100之外。

综上所述，本申请提供的清洗装置包括驱动机构10、摆臂20以及设于摆臂20上的多个喷嘴30；摆臂20设于半导体设备的工艺腔室100内，多个喷嘴30均匀分布于摆臂20上，驱动机构10与摆臂20传动连接，用于驱动摆臂20在工艺腔室100内进行往复摆动。本申请通过将摆臂20设置于半导体设备的工艺腔室100内，且在摆臂20上设置多个均匀分布的喷嘴30，并且通过驱动机构10驱动摆臂20在工艺腔室100内进行往复摆动，这样，可以实现对工艺腔室100的不同角落进行全方位喷淋清洗，相对于人工清洗而言，本申请的清洗装置能够对工艺腔室100进行有效清洗，且清洗效率高，能够降低人工成本。

请参照图1，可选地，该清洗装置还包括支架40和连接块50，支架40的一端和驱动机构10的输出轴连接、另一端和连接块50连接；连接块50远离支架40的一端和摆臂20连接。

上述连接块50用于连接支架40和摆臂20，上述支架40用于连接连接块50和驱动机构10。在本实施例中，支架40和摆臂20呈垂直设置。当然，上述支架40和摆臂20呈垂直设置仅为示例，在其他的实施例中，上述支架40和摆臂20也可以呈非垂直的夹角设置。

为了便于用于清洗的介质输送至喷嘴30内，可选地，请参照图1，清洗装置还包括穿设于支架40内的第一管道61，第一管道61的一端分别和多个喷嘴30连通、另一端用于连通第一介质。

需要说明的是，第一介质为清洗工艺腔室100所用的介质，其可以为气体，也可以为液体。

支架40可以为中空结构，如此，第一管道61可以穿设于支架40内。当然，第一管道61也可以为设置于支架40内的通道。

另外，上述第一管道61的出口端可以设有多个第一出口，其中，每个第一出口分别和每个喷嘴30一一对应连通。

可选地，请参照图1，清洗装置还包括穿设于支架40内的第二管道62，第二管道62的一端分别和多个喷嘴30连通、另一端用于连通第二介质；第一管道61和第二管道62靠近喷嘴30的一端相互连通；第一介质和第二介质不同。

同理，第二介质也为清洗工艺腔室100时所用的介质，其可以为气体，也可以为液体。在本实施例中，第一介质和第二介质不同。

可选地，第一介质可以为纯水，第二介质可以为氮气。这样，纯水可以用于对工艺腔室100进行清洗；氮气可以用于对清洗后的工艺腔室100进行干燥。当然，在清洗时，第一管道61和第二管道62也可以同时工作，这时，第一介质和第二介质可以共同作用于工艺腔室100内以进行清洗工作。当然，上述第一介质为纯水、第二介质为氮气仅为示例，并非是对本申请的限制。在其他的实施例中，第一介质可以选用其他的液体介质，第二介质也可以选用其他的气体介质。

还有，与第一管道61同理，上述第二管道62的出口端也可以设有多个第二出口，其中，每个第二出口分别和每个喷嘴30一一对应连通。

可选地，与同一个喷嘴30对应的第一出口和第二出口可以相互连通，甚至是，与同一个喷嘴30对应的第一出口和第二出口可以是同一个出口(简言之，第一管道61的出口端和第二管道62的出口端连通在一起以形成通用管道，该通用管道的出口端设有多个出口，每个出口和每个喷嘴30一一对应连通)。应理解，上述第一管道61和第二管道62的连通方式仅为示例，本领域技术人员可以根据实际需要自行选择任意一种合适方式。

请参照图6，可选地，清洗装置还包括控制器70；第一管道61上设有与控制器70电连接的第一阀门，和/或，第二管道62上设有与控制器70电连接的第二阀门。

上述第一阀门可以为气动阀、电磁阀或者调压阀中的一种或者多种；同理，上述第二阀门可以为气动阀、电磁阀或者调压阀中的一种或者多种。

上述第一阀门可以设于第一管道61的进口端，第二阀门可以设于第二管道62的进口端，这样，便于用户对第一阀门和第二阀门进行管控。

本申请将第一管道61和第二管道62的一端通过支架40内部，穿过连接块50，连接至摆臂20上，后端分别连接第一阀门和第二阀门，再通过继电器连接到PLC(继电器连接于PLC和各个对应阀门的线路上)，这样，就可通过PLC控制第一管道61和第二管道62的开闭或流量大小。

请参照图6，可选地，清洗装置还包括控制器70和与控制器70电连接的加热器80，加热器80用于对第一管道61内的第一介质和/或第二管道62内的第二介质进行加热。

示例地，上述加热器80可以设置于支架40内。本申请通过设置加热器80，并使得加热器80与控制器70电连接，这样，可以通过控制器70对第一管道61和/或第二管道62中的介质进行温度控制。高温能够提升液体清洁能力，高温能够提升气体干燥能力，从而极大的缩短清洗时间和干燥时间，进而缩短整个清洗流程的时间，提升设备产能。

请参照图4和图5，可选地，摆臂20呈柱状结构，多个喷嘴30包括第一喷嘴31和第二喷嘴32，第一喷嘴31沿摆臂20的外壁面均匀分布，第二喷嘴32分布于摆臂20远离驱动机构10的一端。

示例性地，该摆臂20可以为圆柱状或者棱柱状，本申请不做具体限制。本申请通过在摆臂20的外侧壁上设置多个第一喷嘴31，在摆臂20远离连接块50的端部设置第二喷嘴32，这样，能够如图2所示实现多方位的喷洒清洗，能够有效提高清洗效率，缩小清洗死角。

上述多个第一喷嘴31可以在摆臂20的外侧壁上呈交错且均匀分布，如图4所示。

请参照图6，可选地，清洗装置还包括第一计数器91，以及分别与第一计数器91和驱动机构10电连接的控制器70；第一计数器91用于检测摆臂20的摆动次数并发送至控制器70，控制器70用于在摆臂20次数到达第一预设值时控制驱动机构10停止运动。

其中，上述第一预设值的具体数值本申请不做限制。本申请通过该第一计数器91能够对摆臂20的摆动次数进行控制。

请参照图6，可选地，清洗装置还包括第二计时器92，以及分别与第二计时器92和驱动机构10电连接的控制器70；第二计时器92用于检测摆臂20的摆动时间并发送至控制器70，控制器70用于在摆动时间到达第二预设值时控制驱动机构10停止运动。

其中，上述第二预设值的具体数值本申请不做限制。本申请通过该第二计时器92能够对摆臂20的摆动时间进行控制。需要说明的是，上述第二计时器92和第一计数器91可以根据情况只设置一种。

另外，需要说明的是，还可以设置有与控制器70电连接的第二计数器，该第二计数器可以设定一个预设值为X，该值表示当半导体设备完成X片晶圆制程后需要对工艺腔体进行清洗，当半导体设备完成X片晶圆工艺后第二计数器发送信号给控制器70，控制器70用于控制制程工艺暂停。这时，将已完成工艺制程的晶圆取出，关闭腔门，设置清洗菜单(可以先进行驱动机构10的参数设置(例如初始位置、反转位置、转速、加速度和时间)；然后进行纯水喷淋设置(例如设置纯水喷淋的开启时间和关闭时间)；再进行氮气喷淋设置(例如氮气喷淋的开启时间和关闭时间))，再按照清洗菜单执行清洗动作，清洗动作结束后，打开腔门，控制器70再控制制程工艺继续执行。

或者，还可以设置有与控制器70电连接的第二计时器92，该第二计时器92可以设定一个预设值为X(单位一般为小时)，该值表示当设备运行了X小时后需要对工艺腔体进行清洗，此时控制器70需检测半导体设备内部是否有晶圆，如半导体设备内部有晶圆，则等待工艺腔室100内晶圆完成工艺制程后，通过控制器70暂停制程工艺。然后打开腔门，将完成工艺制程的晶圆取出，关闭腔门，按照设定的清洗菜单(见前文)执行动作，动作结束后，打开腔门，控制器70再控制制程工艺继续执行；如半导体设备内部没有晶圆，则控制器70直接可以控制清洗装置按照设定的清洗菜单执行清洗动作。

同样的，上述第二计时器92和第二计数器可以任选其中一种。具体选用本申请不做限制，本领域技术人员可以自行确定。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种清洗装置，其特征在于，包括驱动机构、摆臂以及设于所述摆臂上的多个喷嘴；所述摆臂设于半导体设备的工艺腔室内，多个所述喷嘴均匀分布于所述摆臂上，所述驱动机构与所述摆臂传动连接，用于驱动所述摆臂在所述工艺腔室内进行往复摆动。

2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括支架和连接块，所述支架的一端和所述驱动机构的输出轴连接、另一端和所述连接块连接；所述连接块远离所述支架的一端和所述摆臂连接。

3.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括穿设于所述支架内的第一管道，所述第一管道的一端分别和多个所述喷嘴连通、另一端用于连通第一介质。

4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括穿设于所述支架内的第二管道，所述第二管道的一端分别和多个所述喷嘴连通、另一端用于连通第二介质；所述第一管道和所述第二管道靠近所述喷嘴的一端相互连通；所述第一介质和所述第二介质不同。

5.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述第一介质为纯水，所述第二介质为氮气。

6.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括控制器；

所述第一管道上设有与所述控制器电连接的第一阀门，和/或，所述第二管道上设有与所述控制器电连接的第二阀门。

7.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括控制器和与所述控制器电连接的加热器，所述加热器用于对所述第一管道内的第一介质和/或所述第二管道内的第二介质进行加热。

8.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述摆臂呈柱状结构，所述多个喷嘴包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴沿所述摆臂的外壁面均匀分布，所述第二喷嘴分布于所述摆臂远离所述驱动机构的一端。

9.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括第一计数器，以及分别与所述第一计数器和所述驱动机构电连接的控制器；所述第一计数器用于检测所述摆臂的摆动次数并发送至所述控制器，所述控制器用于在所述摆动次数到达第一预设值时控制所述驱动机构停止运动。

10.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括第二计时器，以及分别与所述第二计时器和所述驱动机构电连接的控制器；所述第二计时器用于检测所述摆臂的摆动时间并发送至所述控制器，所述控制器用于在所述摆动时间到达第二预设值时控制所述驱动机构停止运动。