CN111906102B - 清洗腔室及清洗设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种清洗腔室及清洗设备，包括腔室本体和设置在腔室本体中的承载装置和喷淋装置，其中，承载装置用于承载待清洗件；喷淋装置设置在承载装置的上方以及周侧，用于向待清洗件喷淋清洗流体。本发明提供的清洗设备及清洗设备能够减少清洗剂的使用量，从而降低清洗成本。

Description

清洗腔室及清洗设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种清洗腔室及清洗设备。
背景技术
目前，在硅片扩散工艺中，首先将硅片放置在石英舟中，然后将装有硅片的石英舟放入至石英管内，在高温扩散炉中，从石英管的尾部通入含有扩散源的气体，在高温条件下，通过含有扩散源的气体与硅片发生化学反应，完成扩散工艺。但是，每次扩散工艺后，石英舟和石英管的表面都会残存相应扩散工艺后的微粒，若石英舟与石英管未经清洗便再次使用，则会对硅片的清洁度及良率造成不良影响。
在现有技术中，采用卧式清洗设备对石英舟和石英管进行清洗，该种清洗设备包括工艺槽和水槽，其中，工艺槽中盛放有清洗药液，水槽中盛放有水，通过将使用后的石英舟和石英管放置在工艺槽中，使石英舟和石英管浸泡在清洗药液中，以去除残存在石英舟和石英管上的微粒，之后再将石英舟和石英管放入水槽中，使石英舟和石英管浸泡在水中，以去除残留在石英舟和石英管上的清洗药液，最后将石英舟和石英管从卧式清洗设备中取出，通过人工对石英舟和石英管进行手动吹干，以去除石英舟和石英管上，从而完成对石英舟和石英管的清洗。
但是，在现有技术中，由于石英舟和石英管是浸泡在清洗药液中，这就使得清洗药液必须完全浸没石英舟和石英管，才能去除石英舟和石英管上残留的微粒，这就导致在清洗过程中，清洗药液的使用量较多，造成清洗的成本较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种清洗腔室及清洗设备，其能够减少清洗流体的使用量，降低清洗成本。
为实现本发明的目的而提供一种清洗腔室，包括腔室本体和设置在所述腔室本体中的承载装置和喷淋装置，其中，
所述承载装置用于承载待清洗件；
所述喷淋装置设置在所述承载装置的上方以及周侧，用于向所述待清洗件喷淋清洗流体。
优选的，所述喷淋装置包括流体管路和与之连接的至少一个喷头，其中，
所述流体管路用于向所述喷头提供所述清洗流体；
所述喷头用于向所述待清洗件喷淋所述清洗流体。
优选的，所述喷头为多个，且按位置分为至少一个上喷头、至少一个侧喷头和至少一个下喷头，其中，
所述上喷头设置在所述腔室本体的顶部，用于朝下喷淋所述清洗流体；
所述下喷头设置在所述腔室本体的底部，用于朝上喷淋所述清洗流体；
所述侧喷头环绕设置在所述承载装置的周围，用于朝所述待清洗件喷淋所述清洗流体。
优选的，所述侧喷头分为一组喷头组或者环绕在所述承载装置周围的多组喷头组，每组所述喷头组中有多个所述侧喷头，且沿竖直方向间隔设置。
优选的，还包括角度调节结构，用于调节所述侧喷头的喷淋角度。
优选的，所述清洗流体包括化学药液、纯水或者干燥气体。
优选的，所述流体管路为多条，且多条所述流体管路中有至少一条用于输送所述化学药液的第一管路，和至少一条用于输送所述纯水或者干燥气体的第二管路，其中，
所述第一管路与至少一个所述喷头连接；所述第二管路与至少一个所述喷头连接。
优选的，还包括储液装置，所述储液装置包括设置在所述腔室本体底部的储液槽和分别与所述储液槽和所述流体管路连接的输液管路，其中，
所述储液槽用于回收液态的所述清洗流体；
所述输液管路用于将所述储液槽中的液态的所述清洗流体输送至所述流体管路中。
优选的，所述承载装置包括承载平台、旋转平台和多个连接柱，其中，
所述承载平台设置在所述腔室本体的底部，用于在竖直方向上承载所述待清洗件；
所述旋转平台相对所述承载平台设置在所述腔室本体的顶部，并通过多个所述连接柱与所述承载平台连接，以通过多个所述连接柱驱动所述承载平台旋转。
优选的，还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构设置在所述腔室本体的顶部，并与所述旋转平台连接，用于驱动所述旋转平台旋转。
本发明还提供一种清洗设备，包括设备本体和设置在所述设备本体中的仪表区、控制模块和多个上述的所述清洗腔室，每个所述清洗腔室均用于对所述待清洗件进行清洗，所述仪表区与多个所述清洗腔室电连接，用于监测并显示清洗工艺的参数，所述控制模块与多个所述清洗腔室电连接，用于分别对每个所述清洗腔室的清洗工作进行自动控制，以及工作人员分别与每个所述清洗腔室进行人机交互。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的清洗腔室包括腔室本体和设置在腔室本体中的承载装置和喷淋装置，其中，承载装置用于承载待清洗件；喷淋装置设置在承载装置的上方以及周侧，用于向待清洗件喷淋清洗流体，与现有技术相比，本发明提供的清洗腔室在清洗待清洗件时，不是将待清洗件完全浸泡在清洗流体中，而是借助喷淋装置向待清洗件喷淋清洗流体，这就使得清洗待清洗件所使用的清洗流体的使用量减少，从而降低清洗待清洗件的成本。
本发明提供的清洗设备，借助设置在设备本体中的多个本发明提供的清洗腔室，能够减少清洗流体的使用量，降低清洗成本。
附图说明
图1为本发明提供的清洗腔室的结构示意图；
图2为本发明提供的清洗设备的结构示意图；
附图标记说明：
11-腔室本体；12-流体管路；131-上喷头；132-下喷头；133-侧喷头；14-储液槽；151-旋转平台；152-承载平台；153-连接柱；16-旋转驱动机构；171-仪表区；172-控制模块。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的清洗腔室及清洗设备进行详细描述。
如图1所示，本实施例提供一种清洗腔室，包括腔室本体11和设置在腔室本体11中的承载装置和喷淋装置，其中，承载装置用于承载待清洗件；喷淋装置设置在承载装置的上方以及周侧，用于向待清洗件喷淋清洗流体。
本实施例提供的清洗腔室与现有技术相比，在清洗待清洗件时，不是将待清洗件完全浸泡在清洗流体中，而是借助喷淋装置向待清洗件喷淋清洗流体，这就使得清洗待清洗件所使用的清洗流体的使用量减少，从而降低清洗待清洗件的成本。
在本实施例中，待清洗件可以是盛放晶片所用的片舟或者是盛放片舟所用的石英管。
在本实施例中，喷淋装置包括流体管路12和与之连接的至少一个喷头，其中，流体管路12用于向喷头提供清洗流体；喷头用于向待清洗件喷淋清洗流体。
具体的，流体管路12设置在腔室本体11中，并与盛放有清洗流体的清洗流体源连接，以将清洗流体源中的清洗流体输送至喷头，清洗流体通过喷头被喷向待清洗件，从而对待清洗件进行清洗，流体管路12可以与一个喷头连接，也可以与多个喷头连接，流体管路12与多个喷头连接，可以提高清洗流体的喷射面积以及单位时间内的喷射量，从而提高清洗效率。
在本实施例中，喷头为多个，且按位置分为至少一个上喷头131、至少一个侧喷头133和至少一个下喷头132，其中，上喷头131设置在腔室本体11的顶部，用于朝下喷淋清洗流体；下喷头132设置在腔室本体11的底部，用于朝上喷淋清洗流体；侧喷头133环绕设置在承载装置的周围，用于朝待清洗件喷淋清洗流体。
具体的，借助上喷头131、侧喷头133和下喷头132向待清洗件喷淋清洗流体，以在清洗待清洗件时，从多个不同的方向朝待清洗件喷淋清洗流体，对待清洗件的不同的位置进行清洗，降低待清洗件上出现清洗死角的情况，从而提高清洗效果。
在本实施例中，借助上喷头131能够从待清洗件的上方朝下喷淋清洗流体，以清洗待清洗件的顶部，借助下喷头132能够从待清洗件的下方朝上喷淋清洗流体，以清洗待清洗件的底部，借助侧喷头133能够从待清洗件的外侧朝待清洗件的侧面喷淋清洗流体，以清洗待清洗件的的周侧，另外，当反应腔体为反应管时，借助上喷头131和下喷头132能够分别从反应管的顶部管口和底部管口朝反应管内喷淋清洗流体，以清洗反应管的内部。
在实际应用中，根据实际清洗情况，上喷头131、侧喷头133和下喷头132可以均是一个，也可以均是多个，也可以一部分是一个，一部分多个，增加上喷头131、侧喷头133和下喷头132的数量可以提高清洗流体的喷射面积以及单位时间内的喷射量，从而提高清洗效率，但是，数量过多的上喷头131、侧喷头133和下喷头132也会提高其在腔室本体11中布置的难度，因此，还需要根据实际情况而定。
可选的，侧喷头133分为一组喷头组或者环绕在承载装置周围的多组喷头组，每组喷头组中有多个侧喷头133，且沿竖直方向间隔设置。
在本实施例中，环绕在承载装置周围设置多组喷头组，在清洗过程中，片舟或反应腔室放置在承载装置上，多组喷头组环绕在待清洗件的周围，以从待清洗件的四周向待清洗件喷淋清洗流体，每组喷头组中的多个侧喷头133都与一个流体管路12连接，每通过一个流体管路12向该流体管路12上的每个侧喷头133提供清洗流体，每个流体管路12竖直放置，每个流体管路12上的多个侧喷头133沿流体管路12的竖直方向间隔设置，以在竖直方向上对片舟或反应腔室的侧面喷淋清洗流体，借助环绕在承载装置周围，且沿竖直方向设置的多组喷头组，以在待清洗件的周向或者轴线方向上对其进行清洗，降低待清洗件上出现清洗死角的情况，从而提高清洗效果，并且，能够提高清洗流体的喷射面积以及单位时间内的喷射量，从而提高清洗效率。
在本实施例中，清洗设备还包括角度调节结构，用于调节侧喷头133的喷淋角度，借助调节结构调节侧喷头133相对于待清洗件的角度，以对自侧喷头133中喷出的清洗流体的方向，以改变侧喷头133喷出的清洗流体落在待清洗件上的位置，进一步降低待清洗件上出现清洗死角的情况，从而提高清洗效果。
在本实施例中，清洗流体包括化学药液、纯水或者干燥气体，其中，化学药液可以对待清洗件上的污染物进行清洗，纯水可以对待清洗件进行预清洗或/和清洗残留在待清洗件上的化学药液，干燥气体可以去除残留在待清洗件上的水分，借助本实施例提供的清洗设备，通过喷淋装置向待清洗件上喷淋干燥气体，可以使待清洗件在清洗设备中被干燥，避免手动进行干燥，降低工作人员的工作量，提高清洗效率。
在本实施例中，化学药液可以采用酸性药液，干燥气体可以采用氮气。
在本实施例中，流体管路12为多条，且多条流体管路12中有至少一条用于输送化学药液的第一管路，和至少一条用于输送纯水或者干燥气体的第二管路，其中，第一管路与至少一个喷头连接；第二管路与至少一个喷头连接。
具体的，将化学药液通过第一管路输送，将纯水或者干燥气体通过第二管路输送，以避免化学药液和纯水在流体管路12中反应，提高清洗效果，但是，第一管路和第二管路可以与相同的喷头连接，以使一个喷头可以向待清洗件喷淋化学药液、纯水或者干燥气体。
在本实施例中，清洗设备还包括储液装置，储液装置包括设置在腔室本体11底部的储液槽14和分别与储液槽14和流体管路12连接的输液管路，其中，储液槽14用于回收液态的清洗流体；输液管路用于将储液槽14中的液态的清洗流体输送至流体管路12中，借助储液槽14对清洗流体回收，并借助输液管路将储液槽14中的清洗流体再利用，进一步减少清洗流体的使用量，降低清洗成本。
具体的，储液槽14为设置在腔室本体11底部的单独区域，并在腔室本体11的底部设置与储液槽14连通的流通孔，喷淋在待清洗件上的清洗流体在重力作用下，流至腔室本体11的底部，并经过流通孔流至储液槽14中，输液管路上设置有压力泵，用于将储液槽14中的清洗流体抽至流体管路12中。在本实施例中，由于液体的清洗流体包括化学药液和纯水，因此，需要在流通孔中设置三通阀，当喷淋装置喷淋化学药液时，通过三通阀使化学药液流入储液槽14，当喷淋装置喷淋出水时，通过三通阀将纯水排出清洗设备，避免纯水流入储液槽14中与化学药液反应，影响化学药液的清洗效果，另外，也可以在腔室本体11的底部单独设置与清洗设备外部连通的排放孔，并在排放孔和流通孔中设置通断阀，当喷淋化学药液时，使用通断阀将流通孔打开，将排放孔关闭，以使化学药液流入储液槽14中，当喷淋纯水时，使用通断阀将流通孔关闭，将排放孔打开，以使纯水排出清洗设备。
在本实施例中，承载装置包括承载平台152、旋转平台151和多个连接柱153，其中，承载平台152设置在腔室本体11的底部，用于在竖直方向上承载待清洗件；旋转平台151相对承载平台152设置在腔室本体11的顶部，并通过多个连接柱153与承载平台152连接，以通过多个连接柱153驱动承载平台152旋转。
在本实施例中，承载装置的结构满足能够使由承载装置承载的待清洗件保持直立，这与现有技术相比，当对片舟或石英管进行清洗时，片舟或石英管不是横向躺在清洗槽中，而是竖向直立在腔室本体11中，这样可以使腔室本体11在相对于地面水平方向上的长度较短，而在相对于地面竖直方向上的长度较长的结构，从而降低腔室本体11的占地面积，以便于腔室本体11的放置。
具体的，承载平台152设置在腔室本体11的底部，下喷头132设置在承载平台152朝上的一面上，旋转平台151位于腔室本体11的顶部，上喷头131设置在旋转平台151朝下的一面上，多个连接柱153竖直的设置在旋转平台151和承载平台152之间，其中，承载平台152用于承载待清洗件的底部，以使待清洗件直立的位于腔室本体11中，且待清洗件位于旋转平台151与承载平台152之间。
如图1所示，在本实施例中，连接柱153设置有三个，每个连接柱153的两端均分别与旋转平台151和承载平台152连接，从而使旋转平台151通过三个连接柱153带动承载平台152旋转，但是，连接柱153的数量并不限于此。
在本实施例中，清洗设备还包括旋转驱动机构16，旋转驱动机构16设置在腔室本体11的顶部，并与旋转平台151连接，用于驱动旋转平台151旋转，借助旋转驱动机构16，在对待清洗件进行清洗的过程中，驱动旋转平台151旋转，并通过旋转平台151带动承载平台152旋转，以使位于承载平台152上的待清洗件随承载平台152旋转，以能够进一步降低待清洗件上出现清洗死角的情况，使清洗流体能够喷淋到待清洗件上更多的位置，从而提高清洗效果。
在本实施例中，在腔室本体11的顶部设置有单独放置旋转驱动机构16的区域，旋转驱动机构16设置在该区域中，并与旋转平台151连接，从而避免旋转驱动机构16被化学药液腐蚀。
如图2所示，本实施例还提供一种清洗设备，包括设备本体和设置在设备本体中的仪表区171、控制模块172和多个本实施例提供的清洗腔室，每个清洗腔室均用于对待清洗件进行清洗，仪表区171与多个清洗腔室电连接，用于监测并显示清洗工艺的参数，控制模块172与多个清洗腔室电连接，用于分别对每个清洗腔室的清洗工作进行自动控制，以及工作人员分别与每个清洗腔室进行人机交互。
本实施例提供的清洗设备，借助设置在设备本体中的多个本本实施例提供清洗腔室，能够减少清洗流体的使用量，降低清洗成本。
下面具体介绍一下本实施例中的清洗过程，在本实施例中，腔室本体11上喷头131与用于输送化学药液的第一管路连接，并与厂务端的纯水管路连接，用于喷淋化学药液或纯水，下喷头132与用于输送化学药液的第一管路连接，并与用于输送纯水或者干燥气体的第二管路连接，用于喷淋化学药液、纯水或干燥气体，侧喷头133分为两组，一组与用于输送化学药液的第一管路连接，用于喷淋化学药液，另一组与用于输送纯水或者干燥气体的第二管路连接，用于喷淋纯水或干燥气体。
在清洗过程中，首先将待清洗件放置在承载装置上，使用旋转驱动机构16驱动承载装置旋转，与此同时，能够喷淋纯水的上喷头131、侧喷头133和下喷头132同时进行纯水喷淋，以对片舟或反应腔进行预清洗；在完成预清洗后，能够喷淋化学药液的上喷头131、侧喷头133和下喷头132同时进行化学药液喷淋，旋转驱动机构16继续保持驱动承载装置旋转，以待清洗件上的污染物进行清洗；在完成化学药液喷淋后，能够喷淋纯水的上喷头131、侧喷头133和下喷头132同时进行纯水喷淋，旋转驱动机构16继续保持驱动承载装置旋转，以对待清洗件上残留的化学药液进行清洗；在完成化学药液的清洗后，能够喷淋干燥气体的侧喷头133和下喷头132同时进行干燥气体喷淋，以去除待清洗件上残留的水分，完成干燥工艺，以上就是一个基本的完整清洗过程。
在本实施例中，腔室本体11为一个或多个，且在每个腔室本体11中均设置有承载装置和喷淋装置，每个腔室本体11用于单独对待清洗件进行清洗，即，当清洗设备设置多个腔室本体11时，清洗设备能够同时对多个待清洗件进行清洗，从而提高清洗设备的清洗效率。
如图2所示，在本实施例中，清洗设备具有两个腔室本体11，分别设置在倾斜设备的左右两侧，储液槽14设置在两个腔室本体11的下方，旋转驱动机构16也具有两个，两个旋转驱动机构16都设置在两个腔室本体11上方的单独区域中，分别驱动两个腔室本体11中的承载装置旋转，并在清洗设备上还设置有仪表区171和控制模块172，其中，仪表区171用于监测厂务的压缩干燥气体、氮气及排放压力，控制模块172用于工作人员进行人机交互与自动化控制。
综上所述，本实施例提供的清洗腔室及清洗设备，不仅能够减少清洗流体的使用量，降低清洗成本，还能够降低腔室本体11的占地面积，以便于腔室本体11的放置，并且，还能够自动对待清洗件进行干燥，降低工作人员的工作量，提高清洗效率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种清洗腔室，其特征在于，包括腔室本体和设置在所述腔室本体中的承载装置和喷淋装置，其中，
所述承载装置用于承载待清洗件；
所述喷淋装置设置在所述承载装置的上方以及周侧，用于向所述待清洗件喷淋清洗流体；
所述承载装置包括承载平台、旋转平台和多个连接柱，其中，
所述承载平台设置在所述腔室本体的底部，用于在竖直方向上承载所述待清洗件；
所述旋转平台相对所述承载平台设置在所述腔室本体的顶部，并通过多个所述连接柱与所述承载平台连接，以通过多个所述连接柱驱动所述承载平台旋转；
所述喷淋装置设置在所述旋转平台朝下的一面、在所述承载平台的上方以及周侧，用于向所述待清洗件喷淋清洗流体，所述待清洗件为盛放晶片所用的片舟或者盛放片舟所用的石英管；
所述喷淋装置包括流体管路和与之连接的多个喷头，且按位置分为上喷头、侧喷头和下喷头，其中，
所述上喷头设置在所述腔室本体的顶部，喷淋方向朝下；
所述下喷头设置在所述腔室本体的底部，喷淋方向朝上；
所述侧喷头环绕设置在所述承载装置的周围，喷淋方向径向向内。
2.根据权利要求1所述的清洗腔室，其特征在于，所述侧喷头分为一组喷头组或者环绕在所述承载装置周围的多组喷头组，每组所述喷头组中有多个所述侧喷头，且沿竖直方向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的清洗腔室，其特征在于，还包括角度调节结构，用于调节所述侧喷头的喷淋角度。
4.根据权利要求1所述的清洗腔室，其特征在于，所述清洗流体包括化学药液、纯水或者干燥气体。
5.根据权利要求4所述的清洗腔室，其特征在于，所述流体管路为多条，且多条所述流体管路中有至少一条用于输送所述化学药液的第一管路，和至少一条用于输送所述纯水或者干燥气体的第二管路，其中，
所述第一管路与至少一个所述喷头连接；所述第二管路与至少一个所述喷头连接。
6.根据权利要求1所述的清洗腔室，其特征在于，还包括储液装置，所述储液装置包括设置在所述腔室本体底部的储液槽和分别与所述储液槽和所述流体管路连接的输液管路，其中，
所述储液槽用于回收液态的所述清洗流体；
所述输液管路用于将所述储液槽中的液态的所述清洗流体输送至所述流体管路中。
7.根据权利要求1所述的清洗腔室，其特征在于，还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构设置在所述腔室本体的顶部，并与所述旋转平台连接，用于驱动所述旋转平台旋转。
8.一种清洗设备，其特征在于，包括设备本体和设置在所述设备本体中的仪表区、控制模块和多个如权利要求1-7任意一项的所述清洗腔室，每个所述清洗腔室均用于对所述待清洗件进行清洗，所述仪表区与多个所述清洗腔室电连接，用于监测并显示清洗工艺的参数，所述控制模块与多个所述清洗腔室电连接，用于分别对每个所述清洗腔室的清洗工作进行自动控制，以及工作人员分别与每个所述清洗腔室进行人机交互。
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