CN113493905A - 用于喷淋头的冲洗固定装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于冲洗喷淋头组件的冲洗固定装置的实施例。冲洗固定装置包括两个不同的腔:内腔和环绕内腔并且不流体地连接到内腔的外腔。当冲洗固定装置安装到喷淋头时,内部孔口与内腔流体连接,并且一个或多个排放孔与外腔流体连接。分开地接近内部孔口和一个或多个排放孔允许适当地冲洗冲洗头。

Description

用于喷淋头的冲洗固定装置
技术领域
本公开大体上涉及一种用于冲洗可用于蒸汽分配***中的喷淋头组件的冲洗固定装置。
背景技术
诸如化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)等的气相反应器可以用于多种应用,包括在衬底表面上沉积材料并加以蚀刻。例如,气相反应器可以用于在衬底上沉积层并/或加以蚀刻,以形成半导体器件、平板显示器件、光伏器件、微电子机械***(MEMS)等。
典型的气相反应器***包括反应器,该反应器包括反应室、流体地联接到反应室的一个或多个前体蒸汽源、流体地联接到反应室的一个或多个载气源或吹扫气体源、用于递送气体(例如,前体蒸汽和/或载气或吹扫气体)到衬底表面的蒸汽分配***以及流体地联接到反应室的排气源。该***通常还包括承座,用于在加工期间将衬底保持在适当的位置。承座可以构造为上下移动以接纳衬底,并且/或者可以在衬底加工期间旋转。
蒸汽分配***可以包括用于将蒸汽分配到衬底的表面的喷淋头组件。喷淋头组件通常位于衬底上方。在衬底加工期间,蒸汽从喷淋头组件沿向下方向朝衬底流动,并然后径向向外流过衬底。
发明内容
一方面,提供了一种用于冲洗喷淋头组件的冲洗固定装置,该冲洗固定装置包括:构造成安装到喷淋头组件的固定装置本体,所述固定装置本体具有上表面和与上表面相对的下表面。固定装置本体包括:内腔,所述内腔暴露在固定装置本体的下表面处;外腔,所述外腔暴露在固定装置本体的下表面处并且由分隔件与内腔分离;与内腔流体连通的一个或多个内部通道,所述一个或多个内部通道从内腔延伸到上表面;以及与外腔流体连通的一个或多个外部通道,所述一个或多个外部通道从外腔延伸到上表面。
外腔包括至少部分地环绕内腔的环形腔。固定装置本体可包括聚合物材料。另一方面,提供了一种用于冲洗喷淋头组件的***,该***包括:上述冲洗固定装置;以及包括内部孔口和一个或多个排放孔的喷淋头板,其中冲洗固定装置构造成安装到喷淋头,使得内部孔口与内腔流体连通,并且一个或多个排放孔与外腔流体连通。喷淋头可包括金属或金属合金。
在一些实施方式中,一个或多个内部通道流体地连接到内部递送管道,所述内部递送管道构造成将冲洗流体递送到所述一个或多个内部通道中。一个或多个外部通道可流体地连接到外部递送管道,所述外部递送管道构造成将冲洗流体递送到所述一个或多个外部通道中。内部递送管道和外部递送管道两者都可以连接到相同的冲洗流体源。内部递送管道和外部递送管道可以连接到单独的冲洗流体源。该***可进一步包括定位于喷淋头和冲洗固定装置之间的内部垫圈,所述内部垫圈在平行于冲洗固定装置的延伸方向的方向上环绕内腔,以便保持递送到内腔中的冲洗流体免于进入外腔和一个或多个排放孔,且以便保持递送到外腔中的冲洗流体免于进入内腔和内部孔口。该***可进一步包括定位于喷淋头和冲洗固定装置之间的外部垫圈,所述外部垫圈在平行于冲洗固定装置的延伸方向的方向上环绕外腔,以便引导递送到外腔中的冲洗流体进入一个或多个排放孔中。
一个或多个排放孔定位成环绕内部孔口。一个或多个排放孔可以相对于冲洗固定装置的中心从内部孔口的孔沿径向向外定位。每个排放孔的直径可以大于每个内部孔口。一个或多个排放孔和内部孔口全部可以包括圆柱形中间部分,并且每个排放孔的圆柱形中间部分的直径可以大于每个内部孔口的圆柱形中间部分。冲洗固定装置可由连接器安装到喷淋头板。
该***可进一步包括储存器。该储存器可包括排水口;传感器;以及连接到传感器的探针,其中冲洗固定装置和喷淋头板构造成安装在储存器上,使得当冲洗流体通过喷淋头板冲洗时,流体排放到储存器中,并且由传感器通过探针感测到电特性。
另一方面,提供了一种用于冲洗喷淋头组件的冲洗固定装置,该冲洗固定装置包括:构造成安装到喷淋头组件的固定装置本体,所述固定装置本体具有上表面和与上表面相对的下表面。所述固定装置本体包括:暴露在固定装置本体的下表面处的内腔;以及暴露在固定装置本体的下表面处且由分隔件与内腔分离的外腔,所述外腔包括围绕内腔延伸的环形腔。冲洗固定装置可进一步包括:与内腔流体连通的一个或多个内部通道,所述一个或多个内部通道从内腔延伸到上表面;以及与外腔流体连通的一个或多个外部通道,所述一个或多个外部通道从外腔延伸到上表面。
另一方面,提供了一种冲洗喷淋头组件的方法,其包括:将冲洗固定装置安装到喷淋头板,使得冲洗固定装置的内腔与喷淋头板的多个内部孔口流体连通,并且使得冲洗固定装置的外腔与喷淋头板的一个或多个排放孔流体连通;将一种或多种冲洗流体递送通过内腔和内部孔口;以及将一种或多种冲洗流体递送通过外腔和一个或多个排放孔。该方法可进一步包括:将冲洗固定装置和喷淋头定位在储存器上方,其中储存器包括电阻率传感器;以及用电阻率传感器测量捕获在储存器内的冲洗流体的电阻率,其中发生使冲洗流体穿过冲洗固定装置和喷淋头板行进,直到测量的电阻率稳定。
附图说明
图1是示出示例性蒸汽分配***的示意性侧视截面视图。
图2a示出了冲洗固定装置的实施例的横截面视图。
图2b示出了冲洗固定装置的实施例的俯视图。
图3示出了用于冲洗喷淋头组件的***的实施例的横截面视图。
图4示出了用于冲洗喷淋头组件的***的实施例的横截面视图。
图5是用于冲洗喷淋头组件的示例性方法的流程图。
具体实施方式
在下文提供的对示例性实施例的描述仅为示例性的,并且意欲仅用于说明的目的;以下描述并不意欲限制本公开或权利要求的范围。此外,具有所陈述特征的多个实施例的叙述并不意图排除具有额外特征的其它实施例或并入所陈述特征的不同组合的其它实施例。
在一些半导体处理装置中,在制造、维修或保养蒸汽分配***的喷淋头组件的喷淋头板之后,可能存在保留在喷淋头的孔口和/或排放孔内的碎屑或颗粒。这些碎屑或颗粒可以在处理期间从喷淋头板转移到晶片,并且在晶片上留下颗粒,从而引起不需要的缺陷。这些碎屑或颗粒还可以在许多方面对蒸汽分布产生负面影响,如内部供应孔口的阻塞,这可能导致蒸汽分布不均匀。应注意,喷淋头内的内部供应孔口通常非常小,并且因此即使是小块碎屑或颗粒也可以极大地影响***内的蒸汽分布。碎屑或颗粒还可污染喷淋头板的较大外部排放孔口,这也可降低沉积过程的性能。
包括喷淋头组件的蒸汽分配***可用于在气相反应器中处理衬底,如半导体晶片。示例性气相反应器包括化学气相沉积(CVD)反应器、等离子体增强的CVD(PECVD)反应器、低压CVD(LPCVD)反应器和原子层沉积(ALD)反应器。举例来说,喷淋头组件可用于喷淋头型气相反应器***中,其中蒸汽大体上从喷淋头沿向下方向且朝向衬底流动。
有利的是,具有在制造之后清洁喷淋头的***,以便清除可能由于上述原因保留的碎屑和颗粒。典型的喷淋头组件包括喷淋头,该喷淋头具有与喷淋头的一个表面相邻的室以及贯穿室与喷淋头的分配表面(衬底侧)之间的多个内部孔口。典型的喷淋头还可包括内部孔口外侧上的排放孔,排放孔用于允许排出蒸汽从室的内侧逸出。排放孔的直径通常大于每个内部孔口的直径。喷淋头的内部孔口和外部排放孔内的碎屑和颗粒可能对沉积有害,且因此从内部孔口和外部排放孔彻底且有效地清除碎屑和颗粒可能是有益的。内部孔口通常比排放孔小得多。至少部分地由于内部孔口和排放孔之间的尺寸差异,连接到具有与内部孔口和排放孔两者流体连通的单个共同腔的喷淋头组件的冲洗固定装置未适当地冲洗喷淋头组件。排放孔产生压差,其由于排放孔大于内部孔口而将液体从内部孔口吸走。因此,更大量的冲洗液体穿过排放孔,而内部孔口抽吸较少的冲洗流体,这导致不均匀的冲洗。因此,在本文公开的各种实施例中,具有流体地连接到排放孔的外腔和分开地与内部孔口流体连接的内腔的***可以在制造或维护期间有利地提供喷淋头板的均匀、彻底和有效的清洁。这种***允许将单独的冲洗流体提供到内部孔口和排放孔,并且因此缓解由于内部孔口和排放孔的大小不相等而具有压差的问题。
图1示出了使用喷淋头组件的示例性蒸汽分配***。图1示出了半导体处理装置10,该半导体处理装置也在美国专利公开号US2017-0350011的图8B中示出并结合该图进行了描述,该专利的全部内容全文以引用方式并入本文并用于所有目的。歧管100是整个半导体处理装置10的一部分。歧管100可包括孔130,该孔向下朝向包括喷淋头组件820的分散装置注入蒸汽。应当理解,歧管100可包括如图所示的连接在一起的多个块,也可包括一个整体。歧管100可以连接在反应室810的上游。具体地,孔130的出口可与反应物注入器连通,特别是与喷淋头组件820形式的分散机构连通。喷淋头组件820包括喷淋头822,该喷淋头在板822上方限定喷淋头增压室824或室。喷淋头组件820将蒸汽从歧管100传送到喷淋头820下方的反应空间826。反应室810包括被构造成在反应空间826中支撑衬底829(例如,半导体晶片)的衬底支撑件828。反应室还包括连接到真空源的排气开口830。虽然示出具有单晶片、喷淋头型反应室,但技术人员将会知道,歧管还可连接到具有其它类型的注入器的其它类型的反应室(例如,间歇式或炉式、水平或交叉流动反应器、集束反应器等)。
任何合适数量或类型的反应物均可供应至反应室810。本文所公开的各种实施方案可被构造成将金属氧化物层沉积到衬底上。在一些实施方案中,一个或多个反应物源可包含天然气态ALD反应物,诸如氮气和氧气前体,诸如H2、NH3、N2、O2或O3。除此之外或另选地,一个或多个反应物源可包括用于蒸发在室温和大气压下为固体或液体的反应物的蒸发器。蒸发器可以是例如液体起泡器或固体升华容器。可以在蒸发器中保持和蒸发的固体或液体反应物的示例包括各种HfO和TiN反应物。例如,可以保持和蒸发的固体或液体反应物可包括但不限于蒸发的金属或半导体前体,诸如液体有机金属前体,诸如三甲基铝(TMA)、TEMAHf或TEMAZr;液体半导体前体,诸如二氯硅烷(DCS)、三氯硅烷(TCS)、丙硅烷、有机硅烷或TiCl4;以及粉末状前体,诸如ZrCl4或HfCl4。技术人员将会知道,实施方案可包括天然气态、固态或液态反应物源的任何期望的组合和布置。
半导体处理装置10还可包括至少一个控制器860,所述控制器包括处理器和具有用于控制装置10的各个部件的编制程序的存储器。虽然示意性地示出为连接到反应室810,但技术人员将会知道,控制器860与反应器的各个部件诸如蒸汽控制阀、加热***、闸阀、机器人晶片载体等连通,以执行沉积过程。在操作中,控制器860可布置成将衬底829(诸如半导体晶片)装载到衬底支撑件828上,并且将反应室810关闭、吹扫并通常抽气以准备好进行沉积过程,特别是原子层沉积(ALD)。控制器829可进一步构造为控制沉积的顺序。例如,控制器829可以将控制指令发送到反应物阀,以使反应物阀打开并向歧管100供应反应物蒸汽。控制器829还可将控制指令发送到惰性气体阀,以使惰性气体阀打开并向歧管100供应惰性吹扫气体。控制器829可配置为也控制过程的其它方面。
歧管100可以同时注入多种反应物(如第一反应物蒸汽和第二反应物蒸汽)以诱导混合,或者顺序地注入多种反应物以在反应物之间循环。在一些过程中,吹扫气体可以从孔130注入到喷淋头组件820,以吹扫第一反应物蒸汽,使得第一反应物不会污染随后注入的第二反应物蒸汽或与该第二反应物蒸汽混合。类似地,在沉积第二反应物蒸汽之后并且在沉积另一反应物(例如,第一反应物蒸汽或不同的反应物蒸汽)之前,进行附加的吹扫步骤,其中惰性气体通过入口120向下递送到喷淋头组件820和反应室826。尽管结合图1的装置10和喷淋头组件820描述本文中所公开的实施例,但应认识到,本文中所描述的冲洗固定装置的实施例可与可安装在任何合适类型的半导体处理装置或***中的任何合适的喷淋头组件一起使用。
图2a示出了用于冲洗喷淋头组件(例如,如图1的喷淋头组件820)的冲洗固定装置202的实施例的横截面视图。冲洗固定装置202包括具有内腔206和外腔204的固定装置本体200(其可包括例如圆柱形基体材料)。固定装置本体200可具有上表面201和与上表面201相对的下表面203。内腔206和外腔204可以是不流体连接的不同腔。例如,如图2A中所示,内腔206可以由分隔件205与外腔204分离。分隔件205可包括固定装置本体200的一部分,例如,在腔206、204之间从固定装置本体向下延伸的突出部。此外,内腔206和外腔204可以在固定装置本体200的下表面203处暴露(或可以打开)。在图2a-2b的实施例中,外腔204可以至少部分地环绕内腔204。例如,外腔204可包括环形腔,其环绕(例如,完全环绕)内腔204。在其它实施例中,外腔204可以仅部分地环绕内腔206。如侧横截面所示(参见图2a),内腔206的横向宽度可以比外腔204的横向宽度宽。
一个或多个内部通道206a可以与内腔206流体连接。如图所示,内部通道206a可以从内腔206向上延伸到固定装置本体200的上表面201。虽然图2b中示出了四个内部通道,但可存在多于或少于四个内部通道。可以存在任何合适数目的内部通道。如图2a中所示,内部通道206a的相应宽度或直径可以小于内腔206。如本文所解释,内部通道206a的大小和布置可设定成将冲洗流体递送到内腔206。每个内部通道的主要侧向尺寸(例如,宽度或直径)可为约1.5英寸。在一些实施例中,内部通道可具有直径大于或小于1.5英寸的主要侧向尺寸,这取决于例如待冲洗的喷淋头组件的大小。
一个或多个外部通道204a可以连接到外腔204。例如,如图所示,一个或多个外部通道204a可以从外腔204向上延伸到固定装置本体200的上表面201。虽然图2b中示出了两个外部通道,但是可以存在多于两个外部通道。还可以仅存在连接到外腔204的一个外部通道。每个内部通道的主要侧向尺寸(例如,宽度或直径)可为约0.5英寸。在一些实施例中,取决于例如喷淋头组件的大小,每个外部通道的主要侧向尺寸的直径可大于或小于0.5英寸。内部通道相对于外部通道的主要侧向尺寸可基于内部通道和外部通道的量以及喷淋头的内部孔口和排放孔所需的冲洗量来调整(结合图3更详细地描述)。在一个具体实施方式中,可以存在四(4)个内部通道,每个具有1.5英寸直径,以及两个(2)外部通道,每个具有0.5英寸直径。
在一些实施例中,内腔206可包括圆柱形腔(例如,具有从底部平面视图看到的椭圆形或圆形轮廓)。外腔204可包括环绕内腔的环形形状(例如,圆形形状或椭圆形赛道形状)。在一些实施例中,内腔206可以分成连接到喷淋头的单独内部孔口的单独的腔。此外,外腔可以分成单独的腔,其连接到单独的排放孔。在一些实施例中,冲洗固定装置202可由比喷淋头的材料更软的材料制成。例如,当喷淋头由金属制成时,冲洗固定装置本体200可以由聚合物或塑料如聚丙烯制成。在其它实施例中,固定装置本体200可包括金属。较软材料可以允许冲洗固定装置202在安装时避免损坏喷淋头。
图2b示出了图2a的冲洗固定装置202的俯视图。图2b与图2a共享附图标记,并且共享附图标记的描述适用于图2b。为了便于图示,内腔206和外腔204如图2b中的虚线所示分开。如图所示,内部通道206a和外部通道204a可具有圆的(例如,圆形)横截面形状。冲洗固定装置202还可包括孔208,其中可以放置连接器或螺钉。连接器或螺钉能够将喷淋头与冲洗固定装置202分离。冲洗固定装置还可包括孔210,所述孔可以用于通过连接器或螺钉(如图3中所示)将喷淋头固定到冲洗固定装置202。图2a或2b的冲洗固定装置可以连接到如图3所示的喷淋头组件的喷淋头。
图3示出了安装到喷淋头组件的喷淋头板302的图2a和2b的冲洗固定装置202。结合图2a或2b描述冲洗固定装置202的细节,并且不重复。一个或多个内部通道206a连接到内部递送管道312,该内部递送管道构造成将冲洗流体递送到一个或多个内部通道206a中。一个或多个外部通道204a连接到外部递送管道310,该外部递送管道连接以将冲洗流体递送到一个或多个外部通道206a中。内部递送管道312和外部递送管道310两者可以连接到相同的冲洗流体源或单独的冲洗流体源。相同类型的冲洗流体或不同类型的冲洗流体可以递送到内腔206或外腔204。
喷淋头板302包括内部孔口306和排放孔304两者。排放孔304定位成围绕内部孔口306,并且相对于喷淋头302的中心从内部孔口306沿径向向外定位。内部孔口306可以是基本上圆柱形的孔,或者它们可以具有喇叭形输入和/或输出。内部孔口306可以具有任何合适的轮廓。类似地,外部排放孔304可以是基本上圆柱形的孔,或者它们可以具有喇叭形输入和/或输出。外部排放孔304可以具有任何合适的轮廓。内部孔口306中的每一个基本上小于排放孔304中的每一个。例如,当内部孔口306和排放孔304基本上是圆柱形孔时,排放孔304的直径大于内部孔口306的直径。此外,当内部孔口306具有喇叭形输入和/或输出,并且排放孔304具有喇叭形输入和/或输出时,内部孔口306中的每一个和排放孔304中的每一个可以包括圆柱形中间部分。排放孔304的圆柱形中间部分可以大于内部孔口306的圆柱形中间部分。当在半导体处理装置中使用喷淋头板302和喷淋头组件时,气体(例如,反应物和/或惰性气体)可通过内部孔口306递送到反应器。气体可通过排放孔304从反应室移除或排出。
冲洗固定装置202可安装到喷淋头板302,使得内部孔口306与内腔206流体连通,且排放孔304与外腔204流体连通。如图所示,冲洗固定装置202可以由一个或多个连接器308(例如,一个或多个螺钉、螺栓或其它合适的紧固件)安装到喷淋头302。冲洗固定装置202可由其它紧固件如夹具安装到喷淋头板302。通过提供对内部孔口306和排放孔304的单独进入,内腔206可以将冲洗流体提供至内部孔口306,所述冲洗流体与由外腔204提供至排放孔304的冲洗流体独立开。因此,排放孔304的较大尺寸将不会影响穿过内部孔口306的冲洗流体的量,这允许内部孔口306和排放孔304两者适当地冲洗。
内部垫圈314可以定位在冲洗固定装置202与喷淋头302之间,并且在平行于冲洗固定装置的延伸方向的方向上环绕内腔206。当冲洗固定装置202安装到喷淋头302时,内部垫圈314保持递送到内腔中的冲洗流体免于进入外腔和一个或多个排放孔。此外,内部垫圈保持递送到外腔中的冲洗流体免于进入内腔和内部孔口。外部垫圈316还可定位在冲洗固定装置202与喷淋头302之间,并且在平行于冲洗固定装置的延伸方向的方向上环绕外腔204。当冲洗固定装置202安装到喷淋头302时,外部垫圈316密封冲洗流体,使其不离开喷淋头302和冲洗固定装置202。
图4示出了用于冲洗喷淋头组件的***400。***400包括安装在图3的喷淋头板302上的冲洗固定装置202。图3的特征在此不重复。储存器404定位在安装在喷淋头206上的冲洗固定装置202下方。储存器404可以由一个或多个夹具402固定到冲洗固定装置202或喷淋头板302。储存器404还可以通过螺钉或螺栓固定到冲洗固定装置202或喷淋头板302,或者安装到喷淋头板302的冲洗固定装置202可以放置在储存器404上方而未固定。储存器404包括连接到探针408的传感器406。传感器406可以在储存器404外部,而探针408可以在储存器404内。备选地,传感器406可以位于储存器404内,并且可以无线地传输测量值。当冲洗流体流过冲洗固定装置202和喷淋头板302时,冲洗流体410收集在储存器404的底部处。储存器404包括排水口412,该排水口可用于在冲洗流体通过喷淋头302冲洗之后排放冲洗流体410。
当冲洗流体穿过喷淋头板302时,冲洗流体从喷淋头板302(例如,从内部孔口306和排放孔304)移除颗粒和/或碎屑。冲洗流体和颗粒和/或碎屑的组合具有与冲洗流体本身不同的特性。因此,通过测量冲洗流体410在其通过喷淋头板302冲洗之后的特性,可以监测从喷淋头板302移除的颗粒和/或碎屑的量。通过探针408,传感器406可以监测收集在储存器404内的冲洗流体410的一个或多个特性,以确定从喷淋头板302移除的颗粒和/或碎屑的量。一个或多个特性可以是一个或多个电特性,如电阻率、电导率、电感、电容或磁解率。例如,当颗粒和/或碎屑是金属时,包括颗粒和/或碎屑的冲洗流体410的电阻率可以低于没有颗粒和/或碎屑的冲洗流体410的电阻率。传感器406可以配置成监测通过探针408的冲洗流体410的电阻率。当冲洗流体首先从喷淋头302开始冲洗颗粒和/或碎屑时,冲洗流体410的电阻率可由于冲洗流体410内的大量颗粒和/或碎屑而相对较低。当颗粒和/或碎屑从喷淋头302冲洗出来时,冲洗流体410的电阻率可能增加,因为离开喷淋头板302的冲洗流体将相对包括较少的颗粒和/或碎屑。当此测量的电阻率基本上平稳化或基本上停止增加时,冲洗可以停止,因为不存在离开喷淋头302的颗粒和/或碎屑。
图5示出了用于冲洗喷淋头组件的示例性方法500的流程图。该方法可以使用***400的部件来冲洗图4中描述的喷淋头组件。在框502中,将冲洗固定装置安装到喷淋头。冲洗固定装置可包括上文在图2-4中描述的冲洗固定装置202和喷淋头板302。在框504中,冲洗固定装置和喷淋头定位在储存器上方。储存器可包括结合图4描述的储存器402。储存器402可包括连接到探针408的传感器406。
在框506中,冲洗流体通过冲洗固定装置和喷淋头递送到储存器402中。如上文所解释,冲洗流体可从共同源或两个单独源递送。冲洗流体可通过一个或多个内部通道206a递送到内腔206。冲洗流体可借助于一个或多个外部通道204a同时递送到外腔204。来自内腔206的流体可以驱动通过喷淋头板302的内部孔口306。来自外腔204的流体可以驱动通过外部排放孔304。因为内腔206和外腔204可以彼此基本密封,所以可以独立地控制腔206、204内的冲洗流体的压力,使得流体的充分流动可以分别驱动通过内部孔口306和排放孔304。有益的是,如上文所解释,使用固定装置202独立地冲洗内部孔口306和外部排放孔304可确保以彻底且有效的方式清洁内部孔口306和排放孔304。
如图4中所示,冲洗流体410收集在储存器402中并且通过排水口412离开。在框508中,测量收集在储存器402内的冲洗流体的电阻率。传感器406可配置成通过探针以感测冲洗流体410的电阻率。当颗粒和/或碎屑是金属时,随着冲洗流体首先开始从喷淋头302冲洗颗粒和/或碎屑,冲洗流体410的电阻率将较低。然而,随着较少颗粒和/或碎屑离开喷淋头302,冲洗流体410的电阻率将更高。因此,当冲洗流体410的电阻率基本平稳化或基本停止增加时,冲洗可停止,因为基本上没有颗粒和/或碎屑离开喷淋头302。
尽管为了清楚和理解起见通过图示和实例详细描述了前文,但所属领域的技术人员清楚可实践某些变化和修改。因此,描述和实例不应被理解为将本发明的范围限制为本文中所描述的具体实施例和实例,而是实际上还涵盖属于本发明的真正范围和精神内的所有修改和替代方案。此外,实践本发明未必需要上文所描述的所有特征、方面和优点。

Claims (21)

1.一种用于冲洗喷淋头组件的冲洗固定装置,包括:
固定装置本体,所述固定装置本体构造成安装到所述喷淋头组件,所述固定装置本体具有上表面和与所述上表面相对的下表面,所述固定装置本体包括:
内腔,所述内腔暴露在所述固定装置本体的所述下表面处;
外腔,所述外腔暴露在所述固定装置本体的所述下表面处,并且由分隔件与所述内腔分离;
与所述内腔流体连通的一个或多个内部通道,所述一个或多个内部通道从所述内腔延伸到所述上表面;以及
与所述外腔流体连通的一个或多个外部通道,所述一个或多个外部通道从所述外腔延伸到所述上表面。
2.根据权利要求1所述的冲洗固定装置,其中所述外腔包括至少部分地环绕所述内腔的环形腔。
3.根据权利要求1所述的冲洗固定装置,其中所述固定装置本体包括聚合物材料。
4.一种用于冲洗喷淋头组件的***,包括:
根据权利要求1所述的冲洗固定装置;以及
喷淋头板,所述喷淋头板包括内部孔口和一个或多个排放孔,
其中所述冲洗固定装置构造成安装到所述喷淋头,使得所述内部孔口与所述内腔流体连通,并且所述一个或多个排放孔与所述外腔流体连通。
5.根据权利要求4所述的***,其中所述喷淋头包括金属或金属合金。
6.根据权利要求4所述的***,其中所述一个或多个内部通道流体地连接到内部递送管道,所述内部递送管道构造成将冲洗流体递送到所述一个或多个内部通道中。
7.根据权利要求6所述的***,其中所述一个或多个外部通道流体地连接到外部递送管道,所述外部递送管道构造成将冲洗流体递送到所述一个或多个外部通道中。
8.根据权利要求7所述的***,其中所述内部递送管道和所述外部递送管道两者均连接到相同冲洗流体源。
9.根据权利要求7所述的***,其中所述内部递送管道和所述外部递送管道连接到单独的冲洗流体源。
10.根据权利要求4所述的***,进一步包括定位于所述喷淋头和所述冲洗固定装置之间的内部垫圈,所述内部垫圈在平行于所述冲洗固定装置的延伸方向的方向上环绕所述内腔,以便保持递送到所述内腔中的冲洗流体免于进入所述外腔和所述一个或多个排放孔,并且以便保持递送到所述外腔中的冲洗流体免于进入所述内腔和所述内部孔口。
11.根据权利要求10所述的***,进一步包括定位于所述喷淋头和所述冲洗固定装置之间的外部垫圈,所述外部垫圈在平行于所述冲洗固定装置的延伸方向的方向上环绕所述外腔,以便引导递送到所述外腔中的所述冲洗流体进入所述一个或多个排放孔中。
12.根据权利要求4所述的***,其中所述一个或多个排放孔定位成环绕所述内部孔口。
13.根据权利要求12所述的***,其中所述一个或多个排放孔相对于所述冲洗固定装置的中心从所述内部孔口的孔沿径向向外定位。
14.根据权利要求4所述的***,其中每个排放孔的直径大于所述内部孔口中的每个内部孔口的直径。
15.根据权利要求4所述的***,其中所述一个或多个排放孔和所述内部孔口全部包括圆柱形中间部分,并且其中每个排放孔的所述圆柱形中间部分的直径大于每个内部孔口的所述圆柱形中间部分。
16.根据权利要求4所述的***,其中所述冲洗固定装置由连接器安装到所述喷淋头板。
17.根据权利要求4所述的***,进一步包括:
储存器,所述储存器包括:
排水口;
传感器;以及
连接到所述传感器的探针,
其中所述冲洗固定装置和喷淋头板构造成安装在所述储存器上,使得当冲洗流体通过所述喷淋头板冲洗时,所述流体排放到所述储存器中,并且由所述传感器通过所述探针感测到电特性。
18.一种用于冲洗喷淋头组件的冲洗固定装置,包括:
固定装置本体,所述固定装置本体构造成安装到所述喷淋头组件,所述固定装置本体具有上表面和与所述上表面相对的下表面,所述固定装置本体包括:
内腔,所述内腔暴露在所述固定装置本体的下表面处;以及
外腔,所述外腔暴露在所述固定装置本体的下表面处,并且由分隔件与所述内腔分离,所述外腔包括围绕所述内腔延伸的环形腔。
19.根据权利要求18所述的冲洗固定装置,进一步包括:
与所述内腔流体连通的一个或多个内部通道,所述一个或多个内部通道从所述内腔延伸到所述上表面;以及
与所述外腔流体连通的一个或多个外部通道,所述一个或多个外部通道从所述外腔延伸到所述上表面。
20.一种冲洗喷淋头组件的方法,包括:
将冲洗固定装置安装到喷淋头板,使得所述冲洗固定装置的内腔与所述喷淋头板的多个内部孔口流体连通,并且使得所述冲洗固定装置的外腔与所述喷淋头板的一个或多个排放孔流体连通;
将一种或多种冲洗流体递送通过所述内腔和所述内部孔口;以及
将所述一种或多种冲洗流体递送通过所述外腔和所述一个或多个排放孔。
21.根据权利要求20所述的方法,进一步包括:
将所述冲洗固定装置和喷淋头定位在储存器上方,其中所述储存器包括电阻率传感器;以及
用所述电阻率传感器测量在所述储存器内捕获的所述冲洗流体的电阻率,
其中发生使冲洗流体穿过所述冲洗固定装置和所述喷淋头板行进,直到所测量的电阻率稳定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3089507A (en) * 1963-05-14 Air eject system control valve
US2410420A (en) * 1944-01-01 1946-11-05 Robert B Bennett Scraper
US2563931A (en) * 1946-04-02 1951-08-14 Honeywell Regulator Co Rate responsive thermocouple
US2660061A (en) * 1949-03-05 1953-11-24 Dominion Eng Works Ltd Immersion type thermocouple temperature measuring device
US2745640A (en) * 1953-09-24 1956-05-15 American Viscose Corp Heat exchanging apparatus
US2990045A (en) * 1959-09-18 1961-06-27 Lipe Rollway Corp Thermally responsive transmission for automobile fan
US3038951A (en) * 1961-01-19 1962-06-12 Leeds & Northrup Co Fast acting totally expendable immersion thermocouple
KR100800531B1 (ko) * 2000-06-30 2008-02-04 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 구리 도금액, 도금 방법 및 도금 장치
JP4303484B2 (ja) * 2003-01-21 2009-07-29 大日本スクリーン製造株式会社 メッキ装置
US10858737B2 (en) * 2014-07-28 2020-12-08 Asm Ip Holding B.V. Showerhead assembly and components thereof

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