TW202041289A - 清洗腔室及清洗設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種清洗腔室及清洗設備，該清洗腔室包括腔室本體和設置在該腔室本體中的承載裝置和噴淋裝置，其中，承載裝置用於承載待清洗件；噴淋裝置包括設置在承載裝置的上方、下方以及週圍的多組噴頭組，每組噴頭組包括至少一個用於向待清洗件噴淋清洗流體的噴頭。本發明提供的清洗設備及清洗設備的技術方案，能夠減少清洗劑的消耗量，從而降低清洗成本。

Description

清洗腔室及清洗設備
本發明涉及半導體製造領域，具體地，涉及一種清洗腔室及清洗設備。
矽片擴散製程的程序具體為：首先將矽片放置在石英舟中，然後將裝有矽片的石英舟放入擴散爐的石英管內，並從石英管的尾部通入含有擴散源的氣體，在高溫條件下，含有擴散源的氣體會與矽片發生化學反應，完成擴散製程。但是，每次擴散製程後，石英舟和石英管的表面都會殘存擴散製程產生的微粒，若石英舟與石英管未經清洗便再次使用，則會對矽片的清潔度及良率造成不良影響。
為此，通常採用臥式清洗設備對石英舟和石英管進行清洗，該清洗設備包括製程槽和水槽，其中，製程槽中盛放有清洗藥液，水槽中盛放有水。在清洗時，首先將使用後的石英舟和石英管浸泡在製程槽的清洗藥液中，以去除殘存在石英舟和石英管上的微粒，之後再將石英舟和石英管浸泡在放入水槽的水中，以去除殘留在石英舟和石英管上的清洗藥液，最後將石英舟和石英管從臥式清洗設備中取出，通過人工對石英舟和石英管進行手動吹幹，從而完成對石英舟和石英管的清洗。
但是，上述臥式清洗設備在實際應用中不可避免的存在以下問題，即：只有將石英舟和石英管完全浸沒在清洗藥液中，才能完全去除石英舟和石英管上殘留的微粒，這使得在清洗程序中需要消耗大量的清洗藥液，造成清洗的成本增加。
本發明旨在至少解決先前技術中存在的技術問題之一，提出了一種清洗腔室及清洗設備，其能夠減少清洗流體的消耗量，降低清洗成本。
為實現本發明的目的而提供一種清洗腔室，包括腔室本體和設置在該腔室本體中的承載裝置和噴淋裝置，其中， 該承載裝置用於承載待清洗件； 該噴淋裝置包括設置在該承載裝置的上方、下方以及週圍的多組噴頭組，每組該噴頭組包括至少一個用於向該待清洗件噴淋清洗流體的噴頭。
可選的該噴淋裝置還包括流體管路，該流體管路與至少一個該噴頭連接，用於向該噴頭提供該清洗流體。
可選的，該噴頭組為三組，分別為上噴頭組、側噴頭組和下噴頭組，其中， 該上噴頭組設置在該腔室本體的頂部，該上噴頭組中的至少一個該噴頭被設置為自上而下噴淋該清洗流體； 該下噴頭組設置在該腔室本體的底部，該下噴頭組中的至少一個該噴頭被設置為自下而上噴淋該清洗流體； 該側噴頭組設置在該承載裝置的週圍，該側噴頭組中的至少一個該噴頭被設置為自外而內噴淋該清洗流體。
可選的，該側噴頭組中的該噴頭為複數個，複數個該噴頭沿垂直方向間隔排成一列，或者在該承載裝置的週圍向上分為多組子噴頭組，每組該子噴頭組中的複數個該噴頭沿垂直方向上間隔排列。
可選的，該清洗腔室還包括角度調節結構，用於調節該側噴頭組中各該噴頭的噴淋角度。
可選的，該清洗流體包括化學藥液、純水和乾燥氣體。
可選的，該流體管路為多條，且多條該流體管路中有至少一條流體管路用於輸送該化學藥液；其餘的該流體管路用於輸送該純水或者該乾燥氣體。
可選的，該清洗腔室還包括儲液槽和輸液管路，其中， 該儲液槽設置在該腔室本體的底部，用於回收液態的該清洗流體； 該輸液管路的一端與該儲液槽連接，另一端與至少一條該流體管路連接，用於將該儲液槽中的液態的該清洗流體輸送至與之連接的該流體管路中。
可選的，該承載裝置包括承載平臺、旋轉驅動機構和傳動部件，其中， 該承載平臺設置在該腔室本體的底部，用於承載該待清洗件； 該旋轉驅動機構設置在該腔室本體的頂部，並通過該傳動部件與該承載平臺連接，用以驅動該承載平臺旋轉。
作為另一個技術方案，本發明還提供一種清洗設備，包括設備本體和設置在該設備本體中的儀錶模組、控制模組和複數個本發明提供的上述清洗腔室，每個該清洗腔室均用於對該待清洗件進行清洗，該儀錶模組與各該清洗腔室連接，用於監測並顯示各該清洗腔室的清洗製程參數；該控制模組與各該清洗腔室連接，用於獨立地控制各該清洗腔室的清洗工作，以及用作工作人員與各該清洗腔室進行人機互動的平臺。
本發明具有以下有益效果： 本發明提供的清洗腔室，其包括設置在承載裝置的上方、下方以及週圍的多組噴頭組，每組噴頭組包括至少一個用於向待清洗件噴淋清洗流體的噴頭。藉助多組噴頭組中的各噴頭自承載裝置的上方以及週圍向待清洗件噴淋清洗流體，可以從不同方向對待清洗件的不同位置進行清洗，這與先前技術相比，無需配置清洗槽，也無需將待清洗件完全浸泡在清洗流體中，從而可以減少清洗流體的消耗量，降低清洗成本。
本發明提供的清洗設備，其通過採用本發明提供的上述清洗腔室，能夠減少清洗流體的消耗量，降低清洗成本。
為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下麵結合附圖來對本發明提供的清洗腔室及清洗設備進行詳細描述。
如圖1所示，本發明實施例提供一種清洗腔室，其例如應用於兼容石英舟和擴散爐的石英管的清洗。該清洗腔室包括腔室本體11和設置在該腔室本體11中的承載裝置和噴淋裝置，其中，承載裝置用於承載待清洗件。在本實施例中，承載裝置包括承載平臺152、該承載平臺152設置在腔室本體11的底部，用於承載待清洗件。
在本實施例中，承載裝置的結構滿足能夠使待清洗件保持直立，例如，可以使石英舟和擴散爐的石英管的軸向沿垂直方向設置，這樣，可以減少腔室本體11的橫向占地面積，從而便於腔室本體11的放置。
噴淋裝置包括設置在承載裝置的上方、下方以及週圍的多組噴頭組，每組噴頭組包括至少一個用於向待清洗件噴淋清洗流體的噴頭。藉助多組噴頭組中的各噴頭自承載裝置的上方以及週圍向待清洗件噴淋清洗流體，可以對待清洗件的不同位置進行清洗，這與先前技術相比，無需配置清洗槽，也無需將待清洗件完全浸泡在清洗流體中，從而可以減少清洗流體的消耗量，降低清洗成本。
在本實施例中，噴頭組為三組，分別為上噴頭組、側噴頭組和下噴頭組，其中，上噴頭組設置在腔室本體11的頂部，且包括至少一個噴頭131，各噴頭131被設置為自上而下噴淋清洗流體，以能夠清洗待清洗件的頂部。下噴頭組設置在腔室本體11的底部，且包括至少一個噴頭132，各噴頭132被設置為自下而上噴淋清洗流體，以能夠清洗待清洗件的底部。另外，當待清洗件呈管狀時，例如擴散爐的石英管，上噴頭組和下噴頭組能夠分別從石英管的頂部管口和底部管口朝反應管內噴淋清洗流體，以實現石英管的內部清洗。
側噴頭組設置在承載平臺152的週圍，用以清洗待清洗件的週圍。該側噴頭組中的噴頭為複數個，複數噴頭在承載平臺152的週圍向上分為多組子噴頭組，例如，圖1中示出了兩組子噴頭組（31a，31b），兩組子噴頭組（31a，31b）環繞在承載平臺152周圍，並且每組子噴頭組中具有沿垂直方向間隔排列的三個噴頭（132a，132b，132c），且各噴頭被設置為自外而內噴淋清洗流體。當然，在實際應用中，側噴頭組中的複數噴頭也可以沿垂直方向排成一列；或者，側噴頭組也可以具有一個噴頭。另外，每組子噴頭組中的噴頭數量還可以為一個、兩個或者四個以上。總之，側噴頭組中的噴頭數量和排列方式並不侷限於本實施例提供的上述方案，在實際應用中，可以根據具體需要自由設定。例如，雖然噴頭數量越多，清洗流體的噴射面積以及單位時間內的噴射量越大，從而可以提高清洗效率，但是，數量過多的噴頭會增加其在腔室本體11中的佈置難度，因此，還需要根據實際情況而設定。
藉助上述上噴頭組、側噴頭組和下噴頭組，可以從上方、下方和四周三個方向朝待清洗件噴淋清洗流體，清洗範圍幾乎覆蓋待清洗件的各個位置，減少甚至避免出現待清洗件的清洗死角，從而提高清洗效果。
可選的，清洗腔室還包括角度調節結構，用於調節側噴頭組中各噴頭的噴淋角度，以調節自噴頭噴出的清洗流體落在待清洗件上的位置。這樣，既可以進一步降低待清洗件上出現清洗死角的情況，又可以提高清洗靈活性，從而提高清洗效果。
在本實施例中，噴淋裝置還包括流體管路12，該流體管路12與至少一個噴頭連接，用以向噴頭提供清洗流體。具體的，流體管路12為多條，每條流體管路12均垂直設置，且與三個噴頭（132a，132b，132c）連接。
具體的，流體管路12設置在腔室本體11中，並與盛放有清洗流體的清洗流體源連接，以將清洗流體源中的清洗流體輸送至噴頭，清洗流體通過噴頭被噴向待清洗件，從而對待清洗件進行清洗，流體管路12可以與一個噴頭連接，也可以與複數噴頭連接，流體管路12與複數噴頭連接，可以提高清洗流體的噴射面積以及單位時間內的噴射量，從而提高清洗效率。
可選的，清洗流體包括化學藥液、純水和乾燥氣體。其中，化學藥液可以用於對待清洗件上的污染物進行清洗，例如為酸性藥液。純水既可以用於對待清洗件進行預清洗，也可以用於清洗殘留在待清洗件上的化學藥液。乾燥氣體可以用於去除殘留在待清洗件上的水分，例如為氮氣。
可選的，流體管路12為多條，且多條流體管路12中有至少一條流體管路用於輸送化學藥液；其餘的流體管路12用於輸送純水或者該乾燥氣體。通過將化學藥液與純水單獨輸送，可以避免化學藥液和純水在同一流體管路中混合並反應，而且，可以兼具化學藥液清洗、純水清洗和乾燥的功能，從而無需再進行手動乾燥，減少了工作人員的工作量，提高了清洗效率。
在這種情況下，清洗製程可以包括以下步驟： 預清洗步驟，利用上噴淋組、側噴頭組及下噴頭組同時對待清洗件進行純水噴淋； 主清洗步驟，利用上噴淋組、側噴頭組及下噴頭組同時對待清洗件進行化學藥液噴淋； 後清洗步驟，利用上噴淋組、側噴頭組及下噴頭組同時進行純水噴淋，以清除待清洗件表面殘留的化學藥液； 乾燥步驟，利用側噴頭組及下噴頭組同時進行氮氣噴淋，以去除待清洗件表面殘留水分。
在本實施例中，清洗腔室還包括設置在腔室本體11底部的儲液槽14和輸液管路，其中，儲液槽14用於回收液態的清洗流體；輸液管路的一端與儲液槽14連接，另一端與至少一條流體管路連接，用於將儲液槽14中的液態的清洗流體輸送至與之連接的流體管路12中。藉助儲液槽14和輸液管路，可以將儲液槽14中的清洗流體回收再利用，從而可以進一步減少清洗流體的消耗量，降低清洗成本。
具體的，儲液槽14為設置在腔室本體11底部的單獨區域，並在腔室本體11的底部設置與儲液槽14連通的流通孔，噴淋在待清洗件上的清洗流體在重力作用下，流至腔室本體11的底部，並經過流通孔流至儲液槽14中，輸液管路上設置有壓力泵，用於將儲液槽14中的清洗流體抽至流體管路12中。在本實施例中，由於液體的清洗流體包括化學藥液和純水，因此，需要在流通孔中設置三通閥，當噴淋裝置噴淋化學藥液時，通過三通閥使化學藥液流入儲液槽14，當噴淋裝置噴淋出水時，通過三通閥將純水排出清洗設備，避免純水流入儲液槽14中與化學藥液反應，影響化學藥液的清洗效果，另外，也可以在腔室本體11的底部單獨設置與清洗設備外部連通的排放孔，並在排放孔和流通孔中設置通斷閥，當噴淋化學藥液時，使用通斷閥將流通孔打開，將排放孔關閉，以使化學藥液流入儲液槽14中，當噴淋純水時，使用通斷閥將流通孔關閉，將排放孔打開，以使純水排出清洗設備。
在本實施例中，承載裝置還包括旋轉驅動機構和傳動部件，其中，旋轉驅動機構設置在腔室本體11的頂部，並通過傳動部件與承載平臺152連接，用以驅動該承載平臺152旋轉。具體的，旋轉驅動機構包括旋轉平臺151和與之連接的旋轉驅動源16，其中，旋轉平臺151與承載平臺152相對設置，待清洗件位於二者之間。在旋轉驅動源16的驅動下，旋轉平臺151可以圍繞其軸線旋轉，並通過傳動部件帶動承載平臺152旋轉，以能夠進一步減少待清洗件上出現清洗死角的情況，使清洗流體能夠噴淋到待清洗件上更多的位置，從而提高清洗效果。
在本實施例中，在腔室本體11的頂部設置有單獨放置旋轉驅動機源16的隔離區域，用以避免旋轉驅動源16被化學藥液腐蝕。
在本實施例中，傳動部件包括沿旋轉平臺151的周向間隔設置的複數連接柱153，各連接柱153垂直設置，且兩端分別與承載平臺152和旋轉平臺151連接。當然，在實際應用中，傳動部件還可以採用其他任意結構。
作為另一個技術方案，如圖2所示，本發明實施例還提供一種清洗設備，其包括設備本體和設置在該設備本體中的儀錶模組171、控制模組172和複數個本實施例提供的清洗腔室，每個清洗腔室均用於對待清洗件進行清洗，儀錶模組171與複數清洗腔室連接，用於監測並顯示各清洗腔室的清洗製程參數；控制模組172與各清洗腔室連接，用於獨立地控制各清洗腔室的清洗工作，以及用作工作人員與各清洗腔室進行人機互動的平臺。
採用本實施例提供的清洗設備進行清洗的具體程序包括： 步驟1、將待清洗件放置在承載裝置上，並使用旋轉驅動源16通過傳動部件驅動承載裝置旋轉；同時，利用上噴淋組、側噴頭組及下噴頭組同時對待清洗件進行純水噴淋，以對待清洗件進行預清洗； 步驟2、保持承載裝置旋轉，並利用上噴淋組、側噴頭組及下噴頭組同時對待清洗件進行化學藥液噴淋，以對待清洗件上的污染物進行清洗； 步驟3、保持承載裝置旋轉，並利用上噴淋組、側噴頭組及下噴頭組同時進行純水噴淋，以對待清洗件上殘留的化學藥液進行清洗； 步驟4、利用側噴頭組及下噴頭組同時進行氮氣噴淋，以去除待清洗件上殘留的水分，完成乾燥製程。
在本實施例中，清洗腔室為一個或複數個，對於複數清洗腔室的情況，在每個清洗腔室中均設置有承載裝置和噴淋裝置，每個清洗腔室均能夠對待清洗件進行清洗，從而可以提高清洗設備的清洗效率。
如圖2所示，在本實施例中，清洗設備具有兩個清洗腔室，二者的腔室本體11分別設置在設備本體中的左右兩側；儲液槽14設置在兩個腔室本體11的下方，旋轉驅動機構也配置有兩個，兩個旋轉驅動機構分別設置在兩個腔室本體11上方的單獨區域中，用以分別驅動兩個腔室本體11中的承載裝置旋轉，並在設備本體中還設置有儀錶模組171和控制模組172，其中，儀錶模組171用於監測並顯示各清洗腔室的清洗製程參數，例如廠務的壓縮乾燥氣體、氮氣及排放壓力等等。控制模組172與各清洗腔室連接，用於獨立地控制各清洗腔室的清洗工作，以及用作工作人員與各清洗腔室進行人機互動的平臺。
綜上所述，本發明實施例提供的清洗設備，其通過採用本發明上述實施例提供的清洗腔室，能夠減少清洗流體的消耗量，降低清洗成本。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
11:腔室本體12:流體管路131:上噴頭組的噴頭132:下噴頭組的噴頭31a，31b:兩組子噴頭組132a，132b，132c:每組子噴頭組中的三個噴頭14:儲液槽151:旋轉平臺152:承載平臺153:連接柱16:旋轉驅動源171:儀錶模組172:控制模組
圖1為本發明實施例提供的清洗腔室的結構示意圖； 圖2為本發明實施例提供的清洗設備的結構示意圖。
11:腔室本體
12:流體管路
131:上噴頭組的噴頭
132:下噴頭組的噴頭
31a，31b:兩組子噴頭組
132a，132b，132c:每組子噴頭組中的三個噴頭
14:儲液槽
151:旋轉平臺
152:承載平臺
153:連接柱
16:旋轉驅動源

Claims (10)

  1. 一種清洗腔室，包括一腔室本體和設置在該腔室本體中的一承載裝置和一噴淋裝置，其中， 該承載裝置用於承載一待清洗件； 該噴淋裝置包括設置在該承載裝置的上方、下方以及週圍的多組噴頭組，每組該噴頭組包括至少一個用於向該待清洗件噴淋一清洗流體的一噴頭。
  2. 如請求項1所述的清洗腔室，其中，該噴淋裝置還包括一流體管路，該流體管路與至少一個該噴頭連接，用於向該噴頭提供該清洗流體。
  3. 如請求項1所述的清洗腔室，其中，該噴頭組為三組，分別為一上噴頭組、一側噴頭組和一下噴頭組，其中， 該上噴頭組設置在該腔室本體的頂部，該上噴頭組中的至少一個該噴頭被設置為自上而下噴淋該清洗流體； 該下噴頭組設置在該腔室本體的底部，該下噴頭組中的至少一個該噴頭被設置為自下而上噴淋該清洗流體； 該側噴頭組設置在該承載裝置的週圍，該側噴頭組中的至少一個該噴頭被設置為自外而內噴淋該清洗流體。
  4. 如請求項3所述的清洗腔室，其中，該側噴頭組中的該噴頭為複數個，複數個該噴頭沿垂直方向間隔排成一列，或者在該承載裝置的週圍向上分為多組子噴頭組，每組該子噴頭組中的複數個該噴頭沿垂直方向上間隔排列。
  5. 如請求項3所述的清洗腔室，其中，該清洗腔室還包括一角度調節結構，用於調節該側噴頭組中各該噴頭的一噴淋角度。
  6. 如請求項2所述的清洗腔室，其中，該清洗流體包括一化學藥液、一純水和一乾燥氣體。
  7. 如請求項6所述的清洗腔室，其中，該流體管路為多條，且多條該流體管路中有至少一條流體管路用於輸送該化學藥液；其餘的該流體管路用於輸送該純水或者該乾燥氣體。
  8. 如請求項2所述的清洗腔室，其中，該清洗腔室還包括一儲液槽和一輸液管路，其中， 該儲液槽設置在該腔室本體的底部，用於回收液態的該清洗流體； 該輸液管路的一端與該儲液槽連接，另一端與該流體管路連接，用於將該儲液槽中的液態的該清洗流體輸送至與之連接的該流體管路中。
  9. 如請求項1至請求項8中任一項所述的清洗腔室，其中，該承載裝置包括一承載平臺、一旋轉驅動機構和一傳動部件，其中， 該承載平臺設置在該腔室本體的底部，用於承載該待清洗件； 該旋轉驅動機構設置在該腔室本體的頂部，並通過該傳動部件與該承載平臺連接，用以驅動該承載平臺旋轉。
  10. 一種清洗設備，包括一設備本體和設置在該設備本體中的一儀錶模組、一控制模組和複數個如請求項1至請求項9中任一項的該清洗腔室，每個該清洗腔室均用於對該待清洗件進行清洗，該儀錶模組與各該清洗腔室連接，用於監測並顯示各該清洗腔室的清洗製程參數；該控制模組與各該清洗腔室連接，用於獨立地控制各該清洗腔室的清洗工作，以及用作工作人員與各該清洗腔室進行人機互動的平臺。
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