TW201913768A - 用於清潔處理套組的自動清潔機 - Google Patents

Abstract

本文揭示用於清洗處理套組的設備，包含主體、清洗源、與控制系統。主體由多個模組形成，模組經配置以耦接處理套組零件並將處理套組零件接收於其中。複數個清潔劑可被循序輸送至主體，以移除設置在處理零件上的粒子。

Description

用於清潔處理套組的自動清潔機

本揭示內容的具體實施例，大抵相關於用於清洗用於製造半導體裝置與其他相關電子元件的處理套組與處理套組零件的設備。

半導體元件與其他相關的電子元件製造處理，常利用處理流體源的使用，以沉積並修改基板上的層。示例性處理包含化學氣相沈積（CVD）與乾式蝕刻。將處理流體流入處理腔室，在處理腔室處處理流體與基板或基板層反應，以在基板或基板層上沉積新薄膜層，或修改基板或基板層上已存的層。處理流體的部分或處理流體反應的副產品（諸如電漿），亦沉積到處理腔室的部件（諸如噴淋頭或覆蓋腔室壁的遮罩物或襯墊）的表面上。隨著時間，累積物使得反應的有效性減少（或可開始剝落(flaking off)），且從而在電子元件中產生製造缺陷。

為了防止製造缺陷以及維持腔室，所沉積的累積物應被從處理腔室部件的表面移除。習知的方法包含由各種化學清潔劑來清洗處理腔室部件，以移除沉積物。處理腔室時常裝配了可移除式部件（諸如遮罩物與襯墊），在有機會維護處理腔室的期間內，常由乾淨的可移除式部件版本來替換這些可移除式部件。一旦被移除，則可在獨立於腔室主體的場所處清洗髒的部件。藉由替換腔室部件而非在處理腔室中執行原位清洗，大大減少了維護動作所需的腔室關機時間。

習知的清洗方法大抵涉及於將部件浸入一或更多個化學清潔劑浴槽。化學清潔劑與所沉積的材料反應，以將所沉積的材料從部件表面移除。然而，習知的清洗方法通常無法適當地移除材料。化學浴槽大抵需要將部件以垂直方向浸入清潔劑浴槽。因此，表面的不同面積暴露於清潔劑的時間長度會有所不同。此外，諸如溝槽或孔的複雜部件特徵，造成部件表面對化學清潔劑的暴露不均勻。不均勻的暴露將造成部件的清洗不均勻。

本揭示內容大抵相關於一種用於移除設置在處理腔室部件上的粒子的清洗設備，包含：主體，主體由第一模組與第二模組構成；清洗劑源；供應導管，供應導管耦接至主體與清洗劑源；以及回送導管，回送導管耦接至主體與清潔劑源。

本揭示內容為用於清洗處理套組的設備，包含主體、清洗源、與控制系統。主體由多個模組形成，模組經配置以耦接處理套組零件並將處理套組零件接收於其中。複數個清潔劑可被循序輸送至主體，以移除設置在處理零件上的粒子。

第1圖為根據一個具體實施例的自動化清洗設備的示意部分截面圖。在第1圖圖示的具體實施例中，自動化清洗設備100包含主體102與連接至主體102的清潔劑分配系統104。主體包含上模組102a與下模組102b。上模組102a與下模組102b之每一者具有上表面與下表面，其中上模組102a的下表面面向下模組102b的上表面。凹槽108、110被各自形成在上模組102a的下表面上與下模組102b的上表面上，每一凹槽在表面中形成凹陷。上模組102a與下模組102b經配置以在介面140，一起配接上模組102a的下表面與下模組102b的上表面。上模組102a與下模組102b可由連結構件（未圖示）聯接。連結構件可例如為螺栓、閂鎖、或鉸鏈，通過可釋放式夾具或其他機構保持在一起的配接凸緣，但是可使用適合於聯接模組102a、102b並在介面140將他們臨時固持在一起的任何連結機構。在上模組102a與下模組102b聯接時，在主體102內形成由凹槽108、110界定的處理區域106。在聯接上模組102a與下模組102b之前，將要清洗的零件142設置在處理區域106內。密封件112被設置在模組102a、102b之間，沿著介面140表面圍繞處理區域106，以防止流體洩漏通過模組102a、102b的介面140。

清潔劑分配系統104包含清潔劑源114、供應導管116、回送導管118、與控制器120。清潔劑源114包含流體清潔劑。流體清潔劑可為適合清洗零件142的任何材料，諸如溶劑、酸、或水。在一些具體實施例中，清潔劑可包含硝酸（HNO₃ ）、氫氟酸（HF）、去離子水、或其組合。清潔劑源可為適合使用在清洗系統中任何源，諸如鼓或槽。幫浦（未圖示）可被耦接至清潔劑源與供應導管，以供應清潔劑至主體102的處理區域106。在一些具體實施例中，幫浦可為脈衝氣動式供應幫浦，脈衝氣動式供應幫浦由脈衝方式供應流體清潔劑到零件142，其中提升了清洗的有效性。清潔劑被從清潔劑源114經由供應導管116供應至處理區域106。供應導管116被耦接至入口通口122，入口通口122被形成通過上模組102a。入口通口122被形成在外表面126與上模組102a的凹槽108之間，通過入口通口122將清潔劑引入處理區域106。清潔劑與設置在處理區域106內的零件142上的沉積物反應。清潔劑可流過零件142周圍或通過零件142，使得零件表面與清潔劑連通。在一些具體實施例中，處理區域106可完全充滿清潔劑，其中零件142將被浸入清潔劑中。在這種情況中，利用排氣閥138以從處理區域106移除空氣或其他氣體，以完全填滿處理區域106的容積。清潔劑流動通過出口通口124，出口通口124形成在下模組102b中在凹槽110與下表面144之間。出口通口124被閥控並耦接至回送導管118。回送導管118經配置以讓清潔劑流到清洗源114或汲管126。第1圖圖示一個入口通口122與一個出口通口124，但思及到可利用多個入口通口與出口通口。

可沿著供應導管116與回送導管118設置閥與儀器。在第1圖中，第一供應閥128被設置在清洗源114與入口通口122之間。第一儀器130被設置在供應閥128上游處。儀器可為任何用於測量流動流參數的儀器，諸如流量計或取樣探針。供應閥128與第一儀器130被耦接至控制器120。出口閥132與第二儀器134沿著回送導管118設置，且進一步耦接至控制器120。控制器120可經配置以接收來自儀器130、134的訊號，並調整閥128、132，以控制清潔劑至（自）處理區域106的流動。在一些具體實施例中，控制器120可經配置以在沒有來自儀器130、134的輸入之下，調整閥128與132。在進一步的具體實施例中，可供應多個控制器，以控制個別的閥、個別的儀器-閥對、或多個儀器-閥對。可利用任何適合控制清洗處理中的液體流的任何控制器、儀器、與閥的配置。在一些具體實施例中，沿著回送導管118設置過濾器136。過濾器136收集作為清洗處理的部分而從零件142移除的粒子與其他殘留材料，並防止粒子與其他殘留材料再進入清潔劑源114或處理區域16。

在第1圖中，圖示單一清洗源與相關聯的供應與回送導管。思及到可利用多個供應導管與回送導管。進一步思及到，可利用多個清潔劑源。在一些具體實施例中，可將含有不同清潔劑源的多於一個清潔劑源（例如三個清潔劑源）耦接至多個供應導管與多個回送導管。可將多個供應導管耦接至多個入口通口。類似的，可將多個回送導管耦接至多個出口通口。可使用適合同時、循序、或分別供應不同清潔劑至處理區域的入口通口、出口通口、供應導管、回送導管與閥控的任何配置，在使用或不使用個別隔離的對主體處理區域106的入口路徑與出口路徑之下。又思及到，可透過形成在下模組102b中的入口將清潔劑引入處理區域106。又進一步思及到，清潔劑可被透過形成在上模組102a中的出口通口抽離。再者，思及到清潔劑可被引入處理區域106，且隨後由形成在相同模組內的入口通口與出口通口從處理區域106抽離。在一些具體實施例中，可在圖樣化設置中（例如網格或同心環圖樣中）利用複數個入口通口與出口通口。入口通口與出口通口的配置不限於上文所討論的具體實施例。可利用適合引入清潔劑以及從處理區域抽離清潔劑的入口通口與出口通口的任何數量、位置、與配置。幫浦（未圖示）可被設置在回送導管118中，以將清潔劑從處理區域106抽離。

第2圖為根據一個具體實施例的自動化清洗設備中使用的部件的分解示意透視圖。圖示清洗設備主體200，像是第1圖的主體102。主體200包含上模組202（像是第1圖的102a）以及下模組206（像是第1圖的102b）。要清洗或者由其他方式流體地處理的零件204，被設置在形成於上模組202與下模組206之間的凹槽中。圓形凹槽210與208被各自形成在上模組202與下模組206中。凹槽208、210不會延伸通過模組202、206的整體。主體200具有大抵矩形的截面，但已思及到其他截面，像是圓形與橢圓形。類似的，已思及到其他形狀的凹槽208、210，諸如環形與橢圓形。主體200與凹槽208、210的尺寸不限於第2圖中圖示的尺寸。可利用要用於固持預清洗之零件的任何形狀。

第3圖為根據一個具體實施例的自動化清洗設備300的示意部分截面圖。在第3圖中，圖示上模組302與下模組304，但不像是第2圖的上模組202與下模組206，這些上模組302與下模組304大抵為板形，並經配置以被固定至要清洗的平坦平面零件（如第3圖特定圖示的要清洗的噴淋頭）的相對側。凹槽314被形成在上模組302的下表面中，凹槽314被由上模組302的周向延伸部318界定且圍繞。第一入口通口322與第二入口通口324被放置在上模組302中，並從上模組302的上表面延伸入凹槽314。第一汲管326被形成在上模組302內，從上模組302的上表面延伸至凹槽314。第二汲管328被形成在上模組302內，從上模組302的側壁通過延伸部318延伸至凹槽314。在一些具體實施例中，汲管326與328兩者可從上表面向內延伸到凹槽314。環形溝槽308被形成在上模組302的環形延伸部318上，並從環形延伸部318向內延伸，在上模組的圓周方向中間隔開，其中上模組為圓形的。溝槽308圍繞凹槽314。在第3圖中圖示三個溝槽，但可思及到使用其他數量，諸如1、2、或4。

下模組304包含類似於上模組的特徵。凹槽316被從下模組304的上表面向內形成，其中溝槽330圍繞凹槽316。第一入口通口332、第二入口通口334、第一汲管336、以及第二汲管338，被形成在下模組304中，從下模組304的外表面（諸如下表面與側表面）延伸到凹槽316。像是上模組的汲管326、328，下模組的汲管336與338可從相同或不同的下模組外表面延伸。

示例性的零件306被設置在上模組302與下模組304之間。零件306可為要清洗的腔室部件，諸如噴淋頭。在第3圖圖示的具體實施例中，上模組302的周向延伸部318的下表面，與下模組304的周向延伸部的上表面，每一者被放置在零件306表面上，每一者在零件的相對側上。在一些具體實施例中，上模組302被設置為鄰接零件306的上表面312，且下模組304被設置為鄰接零件306的下表面310。在第3圖中，凹槽314、316與溝槽308、330面向零件306的相對平面表面340。延伸部318、320與密封件342各自鄰接零件312與310的相對平面表面340。諸如O形環的密封件342被設置在溝槽308、330中，並密封溝槽309、310的內表面以及零件306相對側上的鄰近平面表面340。由凹槽314、316與零件306的各別平面表面340所界定的處理容積344、346，面向並暴露至各別凹槽314、316的內部。在這種具體實施例中，密封件342防止從處理容積344、346洩漏通過延伸部318、320與平面表面340的介面區域。在一些具體實施例中，密封件342可包含在不同溝槽中的內密封件與外密封件。在此，內溝槽與外溝槽位於模組302、304的周向方向中。溝槽可被設置在內密封件與外密封件之間，產生洩漏控制容積。若流體穿過內密封件，則流體將被洩漏控制容積與外密封件包含。此外，流動線（未圖示）可延伸入洩漏控制容積，以使其中能夠維持傾向防止洩漏的正壓力，或對洩漏控制容積施加真空壓力以移除可已經洩漏穿過內密封件342的任何清洗流體。已思及了其他的密封件配置，諸如單一O形環，但可利用其他適合將流體包含在處理容積中的任何配置。上模組302、下模組304、與零件306，被由連結構件（未圖示）接合，諸如螺釘、夾具或閂鎖器。在一些具體實施例中，連結構件可被設置在零件306周圍以外。在其他具體實施例中，連結構件可穿過零件306。可利用用於聯接上模組302、下模組304、與零件306的任何配置與類型的連結構件。

包含清潔劑源348（諸如第1圖的清潔劑源114）的清潔劑輸送系統、供應導管350、與回送導管352被耦接至上模組302與下模組304。清潔劑被由清潔劑供應導管350從清潔劑源348輸送至處理容積344、346。供應導管350被耦接至入口通口322、324、332、334。換言之，清潔劑源348經由供應導管350與入口通口322、324、332、334與處理容積344、346流體連通。第一清潔劑可被通過第一入口通口322、332輸送至處理容積344、346。第二清潔劑可被通過第二入口通口324、334輸送至處理容積344、346。在一些具體實施例中，可提供不同的清潔劑至每一處理容積344、346。

清潔劑流入處理容積344、346，跨過零件306表面，並朝向汲管326、328、336、338。汲管可經配置以從處理容積344、346的不同位置移除清潔劑，包含藉由在汲管326、328、336、338中施加些微的真空，並從處理容積拉出清洗流體，來從處理容積進行正向移除。在第3圖中，汲管326經配置以從處理容積344的上表面移除清潔劑，同時汲管328經配置以從諸如零件306表面的下位置移除清潔劑。類似的，汲管338經配置以從處理容積346的上位置移除清潔劑，且汲管336從下位置移除清潔劑。汲管326、328、336、338耦接至回送導管352。回送導管352經配置以輸送排出清潔劑至回送位置（在清潔劑源348或外部汲管354處）。在一些具體實施例中，第一清潔劑可返回清潔劑源348，且第二清潔劑可被透過外部汲管354捨棄，或被回送到不同的清潔劑源位置。

可沿著供應導管350與回送導管352，設置包含閥358、儀器360、與控制器356的流體控制系統。閥358開啟與關閉，以控制或引導清潔劑的流動。儀器360（諸如流量計或取樣探針）測量流體流的參數，諸如速度或濃度。閥358與儀器360被耦接至控制器356。控制器356接收來自儀器360的訊號，並提供調整到閥358。控制器可被提供至個別閥，或被連接為單一網路控制器。在一些具體實施例中，流體控制系統可包含控制器356與閥358而不具有儀器360，其中控制系統執行預定地調整序列或程式。

在一些具體實施例中，零件306可包含穿過零件306的流體路徑362，以用於將氣體輸送入處理腔室（例如被配置為噴淋頭）。通常，流體路徑362具有關鍵尺寸，且累積在這些表面中（且將需要被移除）的材料的量，通常少於在零件平面表面340上的量（在一些情況中非常接近於零或完全沒有累積材料）。當清潔劑接觸路徑362表面時，某些化學清潔劑會侵蝕、腐蝕或溶解路徑362的表面。因此，路徑的關鍵尺寸可受到對於延伸時段開口對清洗流體的暴露的影響，包含其中路徑上未呈現要移除的累積材料的任何時段。為了供應處理氣體至路徑，一或更多個連接通道將被呈現，在此為，從路徑內部部分延伸到零件306側壁的連接通道362。為此，清洗設備300可包含氣體源364，氣體源364經由導管366流體連通於路徑362，導管366連接至連接通道362的側壁開口。在清洗處理期間內，氣體（諸如空氣或氮氣）可被供應到處理容積344、346。氣體源364經配置以在一速率及壓力下供應氣體，使得從路徑輸出到處理容積344、346中的氣體防止同時被供應至處理容積344、346的清潔劑進入路徑362。

在又一具體實施例中，處理容積344、346可為作為清洗處理的部分而填充的液體。可利用排氣閥368以移除陷在處理容積344、346中的任何氣體，以實質上液體式地填充容積344、346。

在前述具體實施例之每一者中，思及到模組位於具有一或更多個流體供應的濕式工作台上或濕式工作台中，流體供應諸如去離子水和為流體或氣體形式的清潔劑、至少一個汲管、以及至少一個排氣罩。模組的入口導管與汲管導管可直接連接至流體供應與汲管。另外，使用去離子水或其他非溶劑沖洗劑，在零件清洗完成後，可用沖洗劑沖洗零件表面，以便在打開主體並移除經清洗部件之前移除清潔劑，而減少附近的人暴露至清潔劑的風險。

另外，這裡可以將一定量的能夠清洗零件然後再循環的清潔劑，引入要在其中清洗零件的處理容積中，或者通過處理容積循環有限量的清潔劑，從而允許使用更少的清潔劑，更具體地說，允許新的清潔劑用於每個待清潔的部件。相對而言，在要清洗的零件降低到大型槽中的情況下，清洗零件所需的清潔液體積通常超過清洗零件所需的體積，並且隨著用於與累積沉積物反應的清潔劑的化學性質消耗，清潔劑在槽中的濃度降低，且清洗下一部分等等所需的時間變得更長。藉由為主體提供經界定的處理容積以及將較少的流體暴露於被清洗的每個零件的能力，本申請案的具體實施例提供更可預測的清洗時間，提供在移除累積材料之後較少的零件侵蝕和可預測的清洗零件所需的清潔劑容積。再者，所述具體實施例允許在水平位置清洗零件，而提升零件表面清潔度的一致性。

了解到清潔劑源、供應導管、入口通口、回送導管、與汲管的數量不受限制。可利用執行清洗處理所需的清潔劑輸送系統部件的任何數量與配置。進一步瞭解到，在本發明領域中具有通常知識者可選擇各種清潔劑與清洗處理，以與本文所述之具體實施例實作。

雖然前述內容係關於本揭示內容的具體實施例，但可發想其他與進一步的具體實施例而不脫離前述內容的基本範圍，且前述內容的範圍係由下列申請專利範圍判定。

100‧‧‧自動清洗設備

102‧‧‧主體

102a‧‧‧上模組

102b‧‧‧下模組

104‧‧‧清潔劑分配系統

106‧‧‧處理區域

108‧‧‧凹槽

110‧‧‧凹槽

112‧‧‧密封件

114‧‧‧清潔劑源

116‧‧‧供應導管

118‧‧‧回送導管

120‧‧‧控制器

122‧‧‧入口通口

124‧‧‧出口通口

126‧‧‧外表面

128‧‧‧供應閥

130‧‧‧第一儀器

132‧‧‧出口閥

134‧‧‧第二儀器

136‧‧‧過濾器

138‧‧‧排氣閥

140‧‧‧介面

142‧‧‧零件

144‧‧‧下表面

200‧‧‧主體

202‧‧‧上模組

204‧‧‧零件

206‧‧‧下模組

208‧‧‧圓形凹槽

210‧‧‧圓形凹槽

300‧‧‧自動清洗設備

302‧‧‧上模組

302‧‧‧上模組

304‧‧‧下模組

306‧‧‧零件

308‧‧‧溝槽

310‧‧‧下表面

312‧‧‧上表面

314‧‧‧凹槽

316‧‧‧凹槽

318‧‧‧延伸部

320‧‧‧延伸部

322‧‧‧第一入口通口

324‧‧‧第二入口通口

326‧‧‧第一汲管

328‧‧‧第二汲管

330‧‧‧溝槽

332‧‧‧第一入口通口

336‧‧‧第一汲管

338‧‧‧第二汲管

340‧‧‧平面表面

342‧‧‧密封件

344‧‧‧處理容積

346‧‧‧處理容積

348‧‧‧清潔劑源

350‧‧‧清潔劑供應導管

352‧‧‧回送導管

354‧‧‧外部汲管

356‧‧‧控制器

358‧‧‧閥

360‧‧‧儀器

362‧‧‧流體路徑

364‧‧‧氣體源

366‧‧‧導管

368‧‧‧排氣閥

可參考一或更多個具體實施例以更特定地說明以上簡要總結的本揭示內容，以更詳細瞭解本揭示內容的上述特徵，附加圖式圖示說明了其中一些具體實施例。然而應注意到，附加圖式僅說明示例性具體實施例，且因此不應被視為限制具體實施例的範圍，並可承認其他等效的具體實施例。

第1圖為本文所述具體實施例的自動清洗設備的示例性示意圖。

第2圖為自動清洗設備的部分透視示意圖。

第3圖為本文所述具體實施例的自動清洗設備的示例性示意圖。

為了協助瞭解，已儘可能使用相同的元件符號標定圖式中共有的相同元件。已思及到，一個具體實施例的元件與特徵，可無需進一步的敘述即可被有益地併入其他具體實施例中。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (20)

1. 一種用於清洗一處理零件的系統，包含： 一主體，包含一第一模組與一第二模組； 一清潔劑源； 一供應導管，該供應導管耦接至該主體與該清潔劑源；以及 一回送導管，該回送導管耦接至該主體與一清潔劑源。
2. 如請求項1所述之系統，該系統進一步包含一控制系統，該控制系統包含： 一控制器； 至少一個儀器，該儀器耦接至該供應導管與該回送導管；以及 至少一個閥，該至少一個閥設置在該供應導管或該回送導管中；
3. 如請求項1所述之系統，其中該清潔劑源包含多於一種清潔劑。
4. 如請求項1所述之系統，其中該主體經配置以清洗設置在該第一模組與該第二模組中的一零件的一部分。
5. 如請求項4所述之系統，該系統進一步包含耦接至該主體的一氣體源。
6. 如請求項2所述之系統，其中該控制系統經配置以選擇性輸送一清潔劑至該主體。
7. 如請求項1所述之系統，其中該回送導管經配置以選擇性輸送一清潔劑至該清潔劑源或至一汲管。
8. 一種用於清洗一處理零件的系統，包含： 一主體，包含一第一模組與一第二模組； 一清潔劑源； 複數個供應導管，該等複數個供應導管耦接至該主體與該清潔劑源；以及 複數個回送導管，該等複數個回送導管耦接至該主體與一清潔劑源。
9. 如請求項8所述之系統，該系統進一步包含一控制系統，該控制系統包含： 一控制器； 至少一個儀器，該儀器耦接至一供應導管或回送導管；以及 至少一個閥，該至少一個閥設置在一供應導管或一回送導管中；
10. 如請求項8所述之系統，其中該清潔劑源包含耦接至該等複數個供應導管的多於一種清潔劑。
11. 如請求項8所述之系統，其中該主體經配置以清洗設置在該第一模組與該第二模組中的一零件的至少一部分。
12. 如請求項11所述之系統，該系統進一步包含耦接至該主體的一氣體源。
13. 如請求項9所述之系統，其中該控制系統經配置以選擇性輸送一清潔劑至該主體。
14. 如請求項8所述之系統，其中該回送導管經配置以選擇性輸送一清潔劑至該清潔劑源或至一汲管。
15. 一種用於清洗一處理腔室零件的設備，包含： 一主體，該主體由一第一模組與一第二模組構成； 一處理容積，該處理容積由該第一模組與一第二模組與該處理腔室零件的一部分界定； 一清潔劑源，包含複數個清潔劑； 複數個供應導管，該等複數個供應導管耦接至該主體與該清潔劑源； 複數個回送導管，該等複數個回送導管耦接至該主體與一清潔劑源；以及 一控制器，該控制器耦接至該等複數個供應導管與回送導管。
16. 如請求項15所述之設備，其中在該複數個供應導管中之每一者經配置以輸送該等複數個清潔劑之一者。
17. 如請求項15所述之設備，其中該控制器經配置以循序輸送該等複數個清潔劑至該處理容積。
18. 如請求項15所述之設備，該設備進一步包含耦接至該處理容積的一氣體源。
19. 如請求項15所述之設備，其中該等複數個回送管道耦接至設置在該主體內的複數個汲管通口。
20. 如請求項15所述之設備，該設備進一步包含耦接至該清潔劑源的一加熱器。