TWI578429B - 清潔裝置 - Google Patents

Description

清潔裝置

本發明是有關於一種清潔裝置，且特別是有關於一種用於清潔爐管的清潔裝置。

於半導體製程中，有許多形成薄膜的方法，其中部分方式為搭配使用爐管設備。爐管設備一般可以分為直立式、水平式等多種形式。以直立式的爐管設備來說，反應氣體是由爐管的底部通入爐管內，提高到所需溫度接著通入反應氣體於爐管內與晶圓產生化學反應後，形成化學反應形成於晶圓表面達到製程所需目的。

然而，在進行多次的沉積薄膜反應之後，爐管內壁也會沉積有越來越多的衍生物，其為一種殘餘污染物，且將會影響後續的製程條件。當製程條件受到影響後，半導體晶圓將會容易發生有不預期的污染狀況，使得半導體晶圓之良率與品質受到大幅度的影響。再者，如果無法有效清除衍生的污染物，就必須更換或拆洗爐管內部石英來維持其清潔度與製程品質，然而此將造成相當程度的成本方面耗損。因此，如何能有效解決上述問題，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

有鑑於此，本發明之一實施方式提供一種清潔裝置，其可以直接對爐管進行清潔，並透過其滾輪與爐管之管壁作轉動接觸，使得清潔裝置可以近距離對爐管之管壁進行污染物的去除，藉以大幅延長爐管的使用壽命與減少更換爐管內部石英之開銷。此外，清潔裝置是透過加壓氣體與真空吸入的物理方式去除污染物，由於此種清潔方式不需以化學藥品作為輔助，進行清潔的成本也能再降低。使用石英材質構成的滾輪也避免對爐管內部的石英造成金屬汙染狀況。

本發明之一實施方式提供一種清潔裝置，包含本體、抽氣裝置與至少一滾輪。本體具有通道。抽氣裝置設置於本體之一端，並連接通道。滾輪由石英材質、碳化矽材質或其組合構成，並設置於本體相對抽氣裝置之一端上。

於部分實施方式中，滾輪的數量為複數個。滾輪成對設置於本體相對抽氣裝置之一端的相對兩側上。

於部分實施方式中，本體相對抽氣裝置之一端的端面與通道的延伸方向具有一夾角或互相平行。

於部分實施方式中，滾輪的數量可為複數個。滾輪成對設置於本體相對抽氣裝置之一端的相對兩側上。滾輪具有公切面，且公切面平行於本體相對抽氣裝置之一端的端面。

於部分實施方式中，清潔裝置更包含定位柱與定位元件。定位柱設置於本體相對抽氣裝置之一端，並與本體一體成形，其中定位柱具有定位孔。滾輪具有開口，且定位柱穿 過滾輪之開口，其中定位元件鎖附於定位孔，以固定滾輪之位置。

於部分實施方式中，清潔裝置更包含噴槍與氣壓源。噴槍具有噴氣口，且噴氣口毗鄰於本體相對抽氣裝置之一端。氣壓源連接噴槍，以提供噴槍高壓氣體。

於部分實施方式中，清潔裝置更包含照明裝置。照明裝置設置於本體相對抽氣裝置之一端上。

於部分實施方式中，清潔裝置包含毛刷。毛刷設置於本體相對抽氣裝置之一端上。

於部分實施方式中，清潔裝置更包含集塵袋。集塵袋設置於通道與抽氣裝置之間。

於部分實施方式中，本體之材質為不鏽鋼、石英、聚四氟乙烯或其組合。

100‧‧‧清潔裝置

102‧‧‧爐管

103‧‧‧管壁

104‧‧‧本體

106‧‧‧通道

107‧‧‧通道入口

108‧‧‧端面

110‧‧‧定位柱

112‧‧‧定位孔

114‧‧‧定位元件

118‧‧‧抽氣裝置

120‧‧‧滾輪

122‧‧‧開口

124‧‧‧公切面

130‧‧‧噴槍

131‧‧‧噴氣口

132‧‧‧氣壓源

134‧‧‧噴槍開關

136‧‧‧支架

138‧‧‧照明裝置

140‧‧‧毛刷

D‧‧‧延伸方向

θ‧‧‧夾角

第1圖繪示本發明之清潔裝置的第一實施方式進行爐管清潔的側視剖面圖。

第2A圖繪示第1圖的清潔裝置之一端的立體示意圖。

第2B圖繪示第2A圖的清潔裝置之滾輪的組裝示意圖。

第3圖繪示第1圖的清潔裝置於爐管之管壁進行清潔的側視示意圖。

第4圖繪示本發明之清潔裝置的第二實施方式的立體示意圖。

第5圖繪示本發明之清潔裝置的第三實施方式的立體示意圖。

第6圖繪示本發明之清潔裝置的第四實施方式的立體示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

由於在半導體製程所使用的爐管中，假使無法有效清除衍生的污染物，就必須拆卸清洗或更換新的爐管內部石英來維持其清潔度與製程品質，然而更換爐管將造成相當程度的成本方面耗損。有鑑於此，本發明之清潔裝置可以透過清潔裝置之滾輪與爐管之管壁作轉動接觸直接對爐管進行清潔。透過清潔裝置之石英滾輪與爐管之管壁作轉動接觸，可以避免爐管內部有金屬或其他雜質殘留於反應腔體內，影響產品良率。換言之，清潔裝置可以於近距離對爐管之管壁進行污染物的去除，藉以大幅延長爐管的使用壽命與減少更換爐管之開銷。

請參照第1圖，第1圖繪示本發明之清潔裝置100的第一實施方式進行爐管102清潔的側視剖面圖。本實施方式之清潔裝置100為用於清潔直立式之石英爐管102。清潔裝置 100包含本體104、抽氣裝置118與滾輪120。本體104具有通道106與通道入口107。抽氣裝置118設置於本體104之一端，並連接通道106。滾輪120可由石英材質、碳化矽材質或其組合構成，並設置於本體104相對抽氣裝置118之一端上。此外，本體104之材質可以是不鏽鋼、石英、聚四氟乙烯或其組合，然而不以此為限。

抽氣裝置118可以於本體104的通道106內產生負 壓(或是小於爐管102環境的壓力)，使得爐管102內的污染物可以透過通道入口107被吸入至通道106內。換言之，於此配置下，爐管102內的污染物與副生成物可以藉由清潔裝置100脫離爐管102之管壁103，以達到清潔爐管102的效果。此外，清潔裝置100更可包含集塵袋(未繪示)，其中集塵袋設置於通道106與抽氣裝置118之間。當污染物進入通道106後，清潔裝置100可以透過集塵袋收集污染物，以方便集中處理污染物。

為了使清潔裝置100可以有更好的清潔效果，使 用者於進行清潔爐管102時，可以透過滾輪120使清潔裝置100接觸於爐管102之管壁103，並藉由滾輪120與爐管102之管壁103進行滾動接觸，以作為清潔裝置100於爐管102之管壁103上移動之輔助元件。換言之，於清潔爐管102時，使用者可以使清潔裝置100的本體104與其上的通道入口107更貼近管壁103與其上的污染物，藉以使污染物更易被吸入通道106內，達到有效去除污染物的效果。

本實施方式中，滾輪120可由石英或碳化矽材質 構成，由於石英或碳化矽具有高耐溫性、高耐磨耗性、良好的 化學穩定性與電絕緣性等特性，因此使用石英材質或碳化矽材質構成的滾輪120可以防止不預期反應的發生，或是防止非預期之物質於清潔之後加入半導體製程之反應的可能性。

舉例來說，如果以金屬或其他物質直接接觸在爐 管102之管壁103上，則可能會造成金屬污染或其他污染，並進而影響接續於清潔之後的半導體製程。此外，由於爐管102與滾輪120皆為由石英或碳化矽材質所構成，因此爐管102與滾輪120之間也不會有化學反應產生。

綜上所述，本實施方式之清潔裝置100可以直接 對爐管102進行清潔，並透過滾輪120與爐管102之管壁103作轉動接觸，使得清潔裝置100可以於近距離對爐管102之管壁103進行污染物的去除，藉以大幅延長爐管102的使用壽命與減少更換爐管102之開銷。

此外，清潔裝置100是透過吸入的方式去除污染物，此種的物理式清潔方式也可以降低進行清潔時的危險性。再者，由於此清潔方式不需以化學藥品作為輔助，進行清潔的成本也能再降低。以下敘述將對滾輪120於本體104上的配置作更進一步地說明。

請同時參照第2A圖與第2B圖。第2A圖繪示第1圖的清潔裝置100之一端的立體示意圖。第2B圖繪示第2A圖的清潔裝置100之滾輪120的組裝示意圖。第2A圖與第2B圖所繪示之清潔裝置100為本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端。

本實施方式中，滾輪120的數量可為複數個，且 滾輪120可成對設置於本體104之一端的相對兩側上，或以其他方式固定於本體104上，以避免本體104與爐管102(請見第1圖)直接接觸。第2A圖與第2B圖所繪示之滾輪120為具有可替換性，然而，應了解到，本實施方式所舉之滾輪120的設置方式僅為例示，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可依實際需要選擇滾輪120的設置方式，例如也可以是單數個或非替換式。

清潔裝置100更包含定位柱110與定位元件114。 定位柱110設置於本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端，並與本體104連接，其中定位柱110具有定位孔112。滾輪120具有開口122，且定位柱110透過開口122穿過滾輪120(或穿過滾輪120之開口122)，其中定位元件114鎖附於定位孔112，以固定滾輪120之位置。換言之，透過定位柱110與定位元件114的配置，滾輪120為可拆卸式且具有可替換性。此外，滾輪120除了可以藉由定位柱110將其位置作定位之外，定位柱110也可以作為滾輪120於轉動時的輪軸。

由於清潔裝置100是透過滾輪120與管壁103(請 見第1圖)進行滾動接觸，當進行多次的清潔之後，滾輪120將可能有耗損痕跡。此時，可以將滾輪120進行更換，以維持清潔裝置100於管壁103(請見第1圖)上移動的流暢性與清潔裝置100的清潔品質。

請參照第3圖，第3圖繪示第1圖的清潔裝置100 於爐管102之管壁103進行清潔的側視示意圖。以下敘述為對進行爐管102之管壁103清潔的清潔裝置100作更進一步的說 明，同樣地，第3圖所繪示之清潔裝置100為本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端。

本實施方式中，本體104相對抽氣裝置118(請見 第1圖)之一端的端面108為斜面。具體而言，本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端的端面108與通道106的延伸方向D夾有一夾角θ。此外，本體104上的滾輪120具有公切面124，且公切面124平行於本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端的端面108。於此配置下，當使用者以如第1A圖之傾斜方式使用清潔裝置100時(即清潔裝置100傾斜於水平面)，本體104上的端面108與滾輪120的公切面124可以與管壁103平行，以避免本體104與管壁103因不預期的接觸而造成爐管102內部的石英受損。

請參照第4圖，第4圖繪示本發明之清潔裝置100 的第二實施方式的側視示意圖。本實施方式與第一實施方式的差異在於，本實施方式之本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端的端面108為平面。

本實施方式中，本體104相對抽氣裝置118(請見 第1圖)之一端的端面108與通道106的延伸方向D之間互相平行。同樣地，本體104上的滾輪120具有公切面124，且端面108、公切面124與延伸方向D互相平行。於此配置下，當使用者以直立方式使用清潔裝置100時(即清潔裝置100近似垂直於水平面)，本體104上的端面108與滾輪120的公切面124可以與管壁103平行，以避免本體104與管壁103因不預期的接觸而造成爐管102內部的石英受損，同時以直立方式使用的清潔裝 置100也便於使用者握持。

請參照第5圖，第5圖繪示本發明之清潔裝置100 的第三實施方式的立體示意圖。本實施方式與第一實施方式的差異在於，本實施方式的清潔裝置100更包含噴槍130與氣壓源132。

噴槍130可以平行並連接於本體104，例如透過支 架將噴槍130固定於本體104。噴槍130具有噴氣口131與噴槍開關134，且噴氣口131毗鄰於本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端。氣壓源132連接噴槍130，以提供噴槍130高壓氣體，例如高壓氮氣。噴槍開關134設置以控制噴槍130的開關狀態與高壓氣體於噴槍130內的流量。

當使用清潔裝置100對爐管102(請見第1圖)進行 清潔時，由於可能會有污染物因靜電或是其他因素黏附於爐管102之管壁103(請見第1圖)上的狀況發生，因此，當進行清潔時，噴氣口131可以朝著管壁103提供高壓氣體，使得此些黏附於爐管102之管壁103(請見第1圖)上的污染物與副生成物將藉由高壓氣體的作用力而自管壁103(請見第1圖)脫離。接著，與管壁103(請見第1圖)脫離的污染物再經由通道入口107被吸入至通道106內，以完成污染物的去除。

請參照第6圖，第6圖繪示本發明之清潔裝置100 的第四實施方式的立體示意圖。本實施方式與第一實施方式的差異在於，本實施方式的清潔裝置100更包含支架136、照明裝置138與毛刷140。同樣地，第6圖所繪示之清潔裝置100為本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端。

支架136與照明裝置138設置於本體104相對抽 氣裝置118(請見第1圖)之一端上，其中支架136用以將照明裝置138固定於本體104上。毛刷140設置於本體104相對抽氣裝置118(請見第1圖)之一端上，並自本體104沿平行通道106之方向向外延伸。此外，毛刷140之材質可以是、鐵氟龍或酚醛樹脂或其他耐高溫之材質。

當使用清潔裝置100對爐管102(請見第1圖)進行 清潔時，對應於不同形式之爐管，例如，當爐管具有較大之尺寸時，其污染物也可能黏附於爐管之中較深的位置。此時，透過照明裝置138，爐管102(請見第1圖)內部之污染物位置可以較易被察覺，以提高清潔裝置100對爐管102(請見第1圖)所進行之清潔的效率。同樣為了提高清潔裝置100對爐管102(請見第1圖)所進行之清潔的效率，清潔裝置100可以透過毛刷140對管壁103(請見第1圖)上的污染物作接觸，使得污染物可以藉由毛刷140的作用力而自管壁103(請見第1圖)脫離。

綜上所述，本發明之清潔裝置可以直接對爐管進 行清潔，並透過滾輪與爐管之管壁作轉動接觸，使得清潔裝置可以近距離對爐管之管壁進行污染物的去除，藉以大幅延長爐管的使用壽命與減少更換爐管之開銷。再者，由於清潔裝置是透過吸入的物理式清潔方式去除污染物，因此不需再以化學藥品作為進行清潔時的輔助，使得所進行之清潔的成本也能再降低。此外，清潔裝置可以搭配多種不同之輔助元件，例如噴槍、照明裝置或毛刷，以加強其對爐管之清潔的效率。

雖然本發明已以多種實施方式揭露如上，然其並 非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧清潔裝置

102‧‧‧爐管

106‧‧‧通道

107‧‧‧通道入口

103‧‧‧管壁

104‧‧‧本體

118‧‧‧抽氣裝置

120‧‧‧滾輪

Claims (8)

1. 一種清潔裝置，包含：一本體，具有一通道；一抽氣裝置，設置於該本體之一端，並連接該通道；至少一滾輪，由石英材質、碳化矽材質或其組合構成，設置於該本體相對該抽氣裝置之一端上；一噴槍，具有一噴氣口，該噴氣口毗鄰於該本體相對該抽氣裝置之一端或該通道內；一氣壓源，連接該噴槍，以提供該噴槍一高壓氣體；以及一毛刷，設置於該本體相對該抽氣裝置之一端上。
2. 如申請專利範圍第1項之清潔裝置，其中該至少一滾輪的數量為複數個，且該些滾輪成對設置於該本體相對該抽氣裝置之一端的相對側上。
3. 如申請專利範圍第1項之清潔裝置，其中該本體相對該抽氣裝置之一端的端面與該通道的延伸方向具有一夾角或互相平行。
4. 如申請專利範圍第3項之清潔裝置，其中該至少一滾輪的數量為複數個，且該些滾輪成對設置於該本體相對該抽氣裝置之一端的相對兩側上，該些滾輪具有一公切面，且該公切面平行於該本體相對該抽氣裝置之一端的端面。
5. 如申請專利範圍第1項之清潔裝置，更包含：至少一定位柱，設置於該本體相對該抽氣裝置之一端，並與該本體一體成形，其中該定位柱具有一定位孔；以及至少一定位元件，其中該滾輪具有一開口，該定位柱穿過該滾輪之該開口，且該定位元件鎖附於該定位孔，以固定該滾輪之位置。
6. 如申請專利範圍第1項之清潔裝置，更包含一照明裝置，設置於該本體相對該抽氣裝置之一端上。
7. 如申請專利範圍第1項之清潔裝置，更包含一集塵袋，設置於該通道與該抽氣裝置之間。
8. 如申請專利範圍第1項之清潔裝置，其中該本體之材質為不鏽鋼、石英、聚四氟乙烯或其組合。