CN1356930A - 容器清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种晶片载架清洁装置(10),所述装置包括一个基底部分(24),所述基底部分具有一个第一孔(16)和一个第二孔(26)。所述晶片载架清洁装置(10)包括一个第一喷射器(30)和一个第二喷射器(50),所述第一喷射器(30)用于将一系列清洁流体引导到一个晶片载架(C)的外表面周围,并且所述第二喷射器(50)用于将一系列清洁流体引导到一个晶片载架(C)的内表面周围。用于清洁所述晶片载架(C)的外表面的用过的流体通过所述第一孔(16)并被引导到一个第一流体回路中,用于清洁所述晶片载架(C)的内表面的用过的流体通过所述第二孔(26)并被引导到一个第二流体回路中。提供用于所述外部清洁流体和内部清洁流体的流体回路能够减少接触污染。

Description

容器清洗装置
本发明是基于1998年1月9日提出的美国临时专利申请60/072,458的一个实用申请。发明背景
本发明涉及半导体制造工业中所用的载架，特别涉及一种用于清洁所述载架的装置和方法。
将半导体晶片或其它精密电子元件制成有用物品的过程要求较高的精度和洁净度。随着这些物品越来越复杂和微型化，污染的问题逐渐引起人们的重视。提供可受到控制的制造环境(例如，已知的洁净室)能够大大地减少空气传播污染的问题。尽管洁净室有效地去除了外界空气中所存在的空气传播污染物，但是在与清洁室相同的环境下对晶片进行彻底处理通常是不可能的或不可取的。另外，不能消除所有的污染和污染物。为了这个和其它的原因，在大批量半导体晶片的输送、储放和制造过程中需要利用保护载架或护罩。这些载架通常具有能够维持载架自身微环境的罩子。这进一步地减小了受到空气传播污染的可能性。
污染和污染物可能由其它机构产生。例如，当将晶片插入到晶片载架和将晶片从晶片载架中取下时以及当将晶片载架门(wafer carrierdoor)连接到晶片载架和将晶片载架门从晶片载架上取下时可能会以机械的方式产生微粒，或者它们可能是由于与不同的处理流体反应而以化学的方式产生的。污染还可能是由于晶片载架本身的除气、人类活动的生理现象而导致的，甚至可能是由于对晶片载架的不当或不完全清洗而导致的。在处理过程中当运输一个晶片载架时，污染还可能出现在一个晶片载架的外部。
通过对所述晶片载架或护罩进行周期性清洗和/或清洁能够减少这些污染物和污染。通常是通过将所述晶片载架放入一个清洁装置中对载架上的污染物进行清洗和去除其所受到的污染，所述清洁装置能够使晶片载架的外表面和内表面受到清洁流体的清洁。通常，用于清洁外表面的流体与用于清洁内表面的流体是不同的。用过的流体通常被收集在一个公共容器中并被废弃。或者一个清洁装置用相同的清洁流体对外表面和内表面进行清洁。这使用过的流体可被回收。
这样的载架清洁装置会带来几个问题。由于它们不能提供回收功能，因此会使用大量的材料。对于那些能够回收流体的装置，它们不能适应对外表面和内表面具有特殊要求的流体。它们不能对晶片载架的门或罩子提供清洁。
因此，人们需要一种能够使外表面清洁流体和内表面清洁流体之间的交叉污染达到最小的晶片载架清洁装置、一种能够保存有价值资源的晶片载架清洁装置、一种能够对晶片载架门进行清洁的晶片载架清洁装置以及能够在适度控制的环境下进行操作的晶片载架清洁装置。
发明概述
本发明涉及一种半导体晶片载架清洁装置，这里所涉及的晶片载架指的是一种用于放置在半导体工业中所用的半导体晶片的容器。晶片载架包括但不限于：常规的H-杆晶片载架、前部开口的整体护罩(FrontOpening Unified Pods)(FOUP)、标准机械界面护罩(StandardMechanical Interface Pods)(SMIF)、晶片载架门定位件以及用于储放、输送、制造和固定在微电子工业中所用的微小电子元件(诸如半导体芯片、铁氧体磁头、磁共振读取头、薄膜磁头、裸露的小电路片、凸出的小电路片、衬底、光学设备、激光二极管、预制件以及各种机械设备)的其它载架。
本发明的晶片载架清洁装置包括双联或并联的流体回路以用于将流体供给到一个晶片载架的不同的预定表面。即，所述晶片载架清洁装置具有分开的流体回路以将分别来自该装置的第一隔离区域和第二隔离区域的流体供给到一个晶片载架的内表面和外表面上，这里所涉及的流体指的是气态物质、液态物质或者气液混合的物质；即，可流动的物质。
通常，一个流体回路将流体供给到一个晶片载架的外部，而另一个流体回路将流体供给到一个晶片载架的内部。
特别是，流体用于对一个晶片载架的内表面和外表面进行周期性地清洁、冲洗、干燥或者处理(例如，净化)。最好利用专用的喷射器供给流体，所述喷射器以可移动的方式与所述流体回路相连。所述流体回路包括必需和适当的用于内部供给流体和外部供给流体的排放装置、阀、过滤器和泵。所述阀能够根据需要使流体回路中的流体被回收、结合、净化或补充。
一种具有本发明特征的晶片载架清洁装置包括一个基底部分，一个晶片载架(无晶片载架门的)或者一个晶片载架门定位件可以密封的方式被放置或固定于所述基底部分上。概括地讲，将一个晶片载架元件放在所述清洁装置(可具有多个侧壁和一个后壁以形成一个流体密封腔室)的基底上的作用是形成两个隔离区域，第一隔离区域包括由所述晶片载架元件和所述基底所限定的内部空间，第二隔离区域为所述晶片载架元件外部的空间。所述基底具有一个第一孔和一个第二孔以使材料能够分别接近和移动到所述第一隔离区域和第二隔离区域中。一个晶片载架位于所述第一孔的上方，所述第一孔用于使流体能够进入到所述晶片载架的内部，而所述第二孔位于一个晶片载架的外表面的外侧。在使用中，将一个晶片载架放置在所述基底上以使所述载架的流体进入孔与基底中的第一孔重合。接着可使所述晶片载架清洁装置的一个盖(不是必需的)关闭。然后，一个第一或外部喷射器(与一个第一流体回路相连)和一个第二或内部喷射器(与一个第二流体回路相连)对所述载架的内表面和外表面进行清洁，最好同时进行。
当所述外部喷射器围绕着一个晶片载架摆动时，它将比较干净的流体供给到所述载架的外表面上。当用过的流体从外表面落下并离开时，流体通过所述第二孔并被引导到所述第一流体回路中。另一方面，所述内部喷射器通过以一种往复的方式相对于一个晶片载架或定位件竖直移动将比较干净的流体供给到所述载架的内表面上。当用过的流体从内表面落下并离开时，流体通过所述第一孔并被引导到所述第二流体回路中。
尽管这里所涉及的外部喷射器是一种具有多个相互间隔的小孔的管子，并且这种管子能够相对于所述晶片载架进行移动，但是也可采用其它形式的结构。所述外部喷射器可具有利于表面处理的超声和/或兆级声波(mega sonic)转换器。类似地，所述内部喷射器可具有利于表面处理的超声和/或兆级声波转换器。
或者，在适合的湿台(wet bench)中以浸没的方式可使所述流体直接供给到所述外表面和内表面。这种浸没技术的一个优点是可大大地缩短干燥时间。
在另一个实施例中，可同时处理多个晶片载架。在同时处理两个晶片载架的特定情况下，可提供一个定位件以使整个晶片载架和附带的门能够同时被处理。
应该注意的是，可以人工的方式或者利用机械手和/或自动装置完成晶片载架门的拆卸以及将无门的晶片载架放置到所述基底上。
本发明的优选实施例的一个特征是，用于处理和/或清洁一个晶片载架的外表面的流体与用于处理和/或清洁一个晶片载架的内表面的流体是分开的，从而减少了交叉污染。
优选实施例的另一个特征是，所述外部处理流体和内部处理流体存在于分开的流体回路中。
优选实施例的另一个特征是，流体的有效管子寿命被延长并且减少了浪费。
优选实施例的另一个特征是，专用的流体回路简化了用于完成不同处理步骤的多种且组分不同的流体的输送。
优选实施例的另一个特征是，利用适当的流体控制使流体回路中的流体能够被补充、净化、混合或处理。
优选实施例的另一个特征是，可利用与所述流体回路相连的专用喷射器完成晶片载架的外表面和内表面的表面处理。
优选实施例的另一个特征是，可同时对一个晶片载架、一个晶片载架门或者多个晶片载架和晶片载架门进行处理。
优选实施例的另一个特征是，通过提供一种多门定位件可简化多个晶片载架门的清洁。
在下面结合附图对本发明实施例的详细描述中揭示了本发明的其它目的、优点和特征，本领域普通技术人员通过对下面内容的理解或者通过对本发明的具体实施可明显地得到这些目的、优点和特征。利用后面权利要求所提出的技术方案可得到和认识到本发明的目的和优点。
附图简述
图1是本发明的一个透视图；
图2A是本发明的一个主视截面图；
图2B是本发明的另一个主视截面图；
图2C是图2B的内部喷射器的一个透视图；
图2D是一个内部喷射器的部分侧视图；
图2E是图2D的一个局部分解透视图；
图2F是图2E的一个流体施放装置的一个透视图；
图2G是图2F的流体施放装置的一个分解透视图；
图2H是图2G的流体施放装置的一个主视图；
图2I是沿着图2H的2I-2I线所得到的一个端部截面图；
图2J是沿着图2的J-2J线所得到的一个主视截面图；
图2K是沿着图2J的2K-2K线所得到的一个端部截面图；
图2L沿着图2G的2L-2L线所得到的一个表示流体施放装置的局部俯视图；
图3是本发明第二实施例的一个透视图；
图4是本发明第二实施例的一个主视截面图；
图5A是本发明第三实施例的一个透视图；
图5B是本发明第三实施例的一个透视图；
图6是本发明第三实施例的一个主视截面图；
图7是一个同步喷射机构的一个主视截面图；
图8是一个同步喷射机构的一个透视图；
图9是本发明第四实施例的一个透视图；
图10A是第四实施例的中心部分的透视图；
图10B是一个晶片载架门适配器的一个透视图；
图11是第四实施例的中心部分的另一个实施例；
图12A是第四实施例的中心部分的另一个实施例的一个透视图；
图12B是图12A的一个主视截面图；
图13A是图12中所示的中心部分的一个侧视图；
图13B是图12中所示的中心部分的一个透视图；
图14是本发明另一个实施例的一个透视图；
图15是本发明的一个示意图；
图16是本发明的另一个示意图；
图17A、图17B和图17C是与所述晶片载架清洁装置结合使用的一个晶片载架门未锁定台的侧视图和主视图；
图18是表示与一个晶片载架清洁装置相邻的一个晶片载架门松脱台的一个俯视图；
图19是一个单一晶片载架清洁台的主视截面图；以及
图20是表示一个具有另一种干燥形式的结构的侧视截面图。
应该理解的是，上述附图仅是用于对本发明的说明而不是对本发明权利要求所限定的保护范围的限定。
发明详述
参见图1，附图标记10表示本发明所涉及的晶片载架清洁装置。为了便于描述，在清洁过程中所出现的一个晶片载架用C表示。
所述晶片载架清洁装置10包括一个腔室12，腔室12具有一个第一侧壁14、一个后壁18、一个第二侧壁20和一个基底24。所述第一侧壁14具有一个孔16，孔16的大小能够接收第一或外部喷射器30的一部分，所述第二侧壁20具有一个支承件/孔22，支承件/孔22的大小能够接收外部喷射器30的另一部分。所述基底包括一个第一孔和一个第二孔(未在该图中示出)，后面将对它们进行描述。应该注意的是，所述外部喷射器30的设置方式是能够使其罩住一个晶片载架的外部。腔室12可设有一个盖或罩A(如图中虚线所示)，盖或罩A在使用时能够封闭所述腔室。盖A可以铰接的方式与所述腔室接合在一起并且设有一个垫圈以使所述腔室能够被有效地密封。另外，所述盖可设有一个辅助装置和一个锁定装置以便于操作。
参见图2A，外部喷射器30为大体U字形并具有一个第一纵向部分34、一个横向部分36和一个第二纵向部分38。第一纵向部分34、横向部分36以及第二纵向部分38都设有至少一个孔(未示出)，这些孔用于将清洁液体流引向一个晶片载架元件C的外表面。一个第一延伸部分32与第一纵向部分34相连，一个第二延伸部分40与第二纵向部分38相连。所述延伸部分32、40分别与侧壁14、16中的孔16和支承件/孔22相互配合以使喷射器30能够围绕一个晶片载架C摆动。尽管这里所用的外部或第一喷射器为大体U字形，但是应该理解的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下也可使用其它不同形状的喷射器。例如，所述外部喷射器可为C字形并且是以可围绕一个竖直的轴线转动的方式安装的。或者，所述外部喷射器可采用一种总体闭合环路的形式，一个晶片载架可在其中移动。或者，该外部喷射器可以是固定的。一个内部或第二喷射器50通过基底24中的一个孔26伸出。内部喷射器50设有至少一个孔(在该图中未示出)，所述孔用于将清洁液体流引向一个晶片载架的内表面。尽管这里所涉及的内部喷射器是通过孔26伸出的，但是提供一个位于基底24所在平面下方的喷射器也是在本发明的保护范围内的。如具有方向性的箭头所示，来自不同液体源的清洁流体可被提供给所述内部喷射器和外部喷射器。在整个清洁过程中都保持这种流体分离的形式，因此所述基底24设有孔26、28，其中内部喷射器50的用过或旧的流体通过第一孔26被引导，而外部喷射器30的用过或旧的流体通过第二孔28被引导。如果需要的话，接着可使这两种已分开的用过流体分别流到第一容器80和第二容器86中以进行处理和/或回收。处理过程可包括但不限于：重新喷射；过滤；再加热；净化；去离子；混合；冷却以及稀释。如图1中所示，所述晶片载架清洁装置所用的控制装置可被放置在一个第三容器92内以便于自动化操作。
参见图2B，外部喷射器30基本上与上述的相同，这里将不再对其重复描述。内部喷射器60与内部喷射器50的不同之处在于，它不是利用多个孔而是利用一个狭缝将清洁流体输送到一个表面。这种孔对于输送气态流体是最有用的，利用它可使一个区域得到“擦拭式”干燥。在操作中，内部喷射器60起始于一个晶片载架的内表面顶部并且沿着所述载架的两侧移动。因此，喷射器60可设有一个导轨(如图中虚线所示)，所述导轨可根据需要引导喷射器60的运动。或者，以可使喷射器60能够沿着其纵向轴线转动的方式安装喷射器60，从而使一个晶片载架的内部能够被清洁/擦拭。
参见图2C，所述内部喷射器60包括一个狭缝61，所述狭缝61用于将清洁流体输送到一个表面上。这样，当一种液体从狭缝61排出时，喷出的液体呈片状。
参见图2D，图2A、2B和2C中所示的内部喷射器被结合在一起。为了清楚起见，省略了外部喷射器。该图中具有一个内部喷射器50，内部喷射器50能够上下移动以使其可对一个晶片载架或护罩进行喷射。还具有另外两个喷射器(未示出)，这两个喷射器的运动是由在平行导轨中的沟槽限定的，所述沟槽以可滑动的方式接收从每一个喷射器两端延伸的突出部分(见图2E和图2F)。
参见图2E，所述导轨54、54′都为倒置的大体U字形并且形状大小相同。所述导轨具有沟槽56、56′、58、58′，这些沟槽与沿着喷射器的纵向轴线从喷射器的两端延伸的两个形状互补的突出部分相互配合。应该注意的是，该图中仅示出了一个纵向喷射器。
参见图2F，所述纵向喷射器60具有一个狭缝61，狭缝61沿着喷射器60的长度方向延伸并且终止于两个端部62和63(未示出)。所述喷射器60设有突出部分64、64′(未示出)，突出部分64、64′从端部62、63延伸并且与导轨54、54′中的沟槽56、56′相互配合，从而当喷射器相对于导轨54、54′移动时，喷射器扫过一个晶片载架或护罩的内部。所述纵向喷射器60还可设有常规形式的喷射器，常规喷射器位于所述突出部分处并从突出部分延伸。所述常规喷射器用于对与纵向喷射器的纵向轴线垂直的区域进行喷射。
参见图2G、图2H、图2I、图2J、图2K和图2L，所述纵向喷射器包括一个大体矩形的方块60，矩形方块60具有相对的端部62、63以及一个纵向凹槽67。该纵向凹槽被一个板条65覆盖。当板条65放置在方块60的凹槽67上方时，形成一个宽度在0.000″和0.25″之间的纵向狭缝61。狭槽61的最佳宽度大约为0.004″。该距离是由接合面70所限定的。所述板条65最好沿着一个纵向接合面69以粘结的方式与方块60接合。在板条65与方块60接合后，形成了狭缝61并且可通过该狭缝61提供清洁和干燥流体。在方块60的两端处可具有孔68、68′，常规的喷射器可接合在所述孔68、68′中。
参见图2D至2L，优选方案是利用内部喷射器50提供液态流体以及利用纵向喷射器提供气态流体。另外，应该理解的是，喷射的移动方向是从顶部向着底部的。这样能够利用重力并且能够减少被沾污的流体回落或溅射到清洁表面上的可能性。
应该理解的是，可以一种类似的方式利用导轨54、54′清洁一个晶片载架或护罩的外部。
参见图3，晶片载架清洁装置100包括一个腔室112，腔室112具有一个第一侧壁114、一个后壁118、一个第二侧壁120和一个基底124。所述第一侧壁114具有一个孔116，孔116的大小能够接收一个外部喷射器130的一部分，所述第二侧壁120具有一个支承件/孔122，支承件/孔122的大小能够接收外部喷射器130的另一部分。所述腔室112能够对两个晶片载架C进行清洁。所述基底124包括一个第一孔、一个第二孔和一个第三孔(未示出)，后面将对它们进行描述。应该注意的是，所述外部喷射器130的设置方式是能够使其罩住两个晶片载架C的外部。
参见图4，外部喷射器130为大体M字形并具有一个第一纵向部分134、一个横向部分136、一个第二纵向部分138和一个中间纵向部分142。第一纵向部分134、横向部分136、中间纵向部分142以及第二纵向部分138都设有多个孔(未示出141)，这些孔用于将清洁液体流引向晶片载架元件C的外表面。一个第一延伸部分132与第一纵向部分134相连，一个第二延伸部分140与第二纵向部分138相连。所述延伸部分132、140分别与侧壁114、120中的孔116和支承件/孔122相互配合以使所述喷射器能够围绕两个晶片载架C摆动。内部喷射器150和160通过基底124中的孔126和127伸出。内部喷射器150、160设有至少一个孔(未示出)，所述孔用于将清洁液体流引向晶片载架C的内表面。尽管这里所涉及的内部喷射器是通过孔126和127伸出的，但是提供一个或多个位于基底124所在平面下方的喷射器也是在本发明的保护范围内的。如具有方向性的箭头所示，来自不同液体源的清洁流体可被提供给所述内部喷射器和外部喷射器。如上所述，在整个清洁过程中都保持这种流体分离的形式。
参见图5A和图5B，晶片载架清洁装置200包括一个腔室212，腔室212具有一个第一侧壁214、一个后壁218、一个第二侧壁220和一个基底224。所述第一侧壁214具有一个孔216，孔216的大小能够接收一个外部喷射器230的一部分，所述第二侧壁220具有一个支承件/孔222，支承件/孔222的大小能够接收外部喷射器230的另一部分。所述基底224包括一个第一孔226、一个第二孔、一个第三孔和一个第四孔(未示出)，后面将对它们进行描述。应该注意的是，所述外部喷射器230的设置方式是能够使其罩住多个晶片载架C的外部。在图5B中，其中一个晶片载架已被移开以示出与该晶片载架清洁装置200相关的孔226和内部喷射器150。
参见图6，外部喷射器230为大体梳状并具有一个第一纵向部分234、一个横向部分236、一个第二纵向部分238、一个第三纵向部分242和一个第四纵向部分246。第一纵向部分234、横向部分236、第二纵向部分238、第三纵向部分242以及第四纵向部分246都设有多个孔(未示出)，这些孔用于将清洁液体流引向多个晶片载架元件C的外表面。一个第一延伸部分232与第一纵向部分234相连，一个第二延伸部分240与第二纵向部分238相连。所述延伸部分232、240分别与侧壁214、220中的孔216和支承件/孔222相互配合以使所述喷射器能够围绕多个晶片载架C摆动。一个内部喷射器250通过基底224中的一个孔226伸出。内部喷射器250、260和270设有至少一个孔(未示出)，所述孔用于将清洁液体流引向多个晶片载架C的内表面。尽管这里所涉及的内部喷射器是通过孔226、227和229伸出的，但是提供多个位于基底124所在平面下方的喷射器也是在本发明的保护范围内的。如具有方向性的箭头所示，来自不同液体源的清洁流体可被提供给所述内部喷射器和外部喷射器。在整个清洁过程中都保持这种流体分离的形式，因此所述基底224设有四个孔226、228、227和229，其中内部喷射器250、260和270的用过或旧的流体通过孔226、227和229被引导，而外部喷射器230的用过或旧的流体通过第二孔228被引导。如果需要的话，接着可使这两种已分开的用过流体分别流到第一容器和第二容器中以进行处理和/或回收。
参见图7和图8，外部喷射器330和内部喷射器350相互连接在一起以能够进行同步运动。外部喷射器330为大体U字形并具有一个第一纵向部分334、一个横向部分336和一个第二纵向部分338。第一纵向部分334、横向部分336以及第二纵向部分338都设有至少一个孔(未示出341)，这些孔用于将清洁液体流引向一个晶片载架元件C的外表面。一个第一延伸部分332与第一纵向部分334相连，一个第二延伸部分340与第二纵向部分338相连。所述延伸部分332、340分别与侧壁314、320中的孔316和支承件/孔322相互配合以使喷射器30能够围绕一个晶片载架C摆动。一个内部喷射器350通过基底324中的一个孔326伸出。内部喷射器350设有至少一个孔(未示出)，所述孔用于将清洁液体流引向一个晶片载架的内表面。
尽管这里所涉及的内部喷射器和外部喷射器是用于清洁一个晶片载架的，但是应该理解的是，这种方案也可用于多个晶片载架清洁腔室。所述外部喷射器和内部喷射器的喷射孔可以是常规形式的或者为一个纵向狭缝，例如在一个气刀中。所述喷射器可设有多个狭缝或者既有狭缝又有孔，这些的狭缝和孔组合在一起能够形成一种所需清洁图型模式。利用一对分别与外部喷射器和内部喷射器相连的滑轮360、362以及一个连接在滑轮360、362之间的皮带364使内部喷射器350和外部喷射器330同步。当外部喷射器运动时，内部喷射器也运动。可利用不同尺寸的滑轮来达到不同的相对转速。通过为滑轮提供一个扭矩可形成反转。尽管这里所用的是皮带和滑轮，但是在不脱离本发明保护范围的情况下采用其它能够进行同步运动的机构也在本发明的保护范围内。
参见图9至图13，腔室400、500用于清洁多个晶片载架和多个晶片载架门，所述晶片载架门以可拆卸的方式与一个门清洁适配器相连。所述晶片载架和晶片载架门都是晶片载架元件，每一个晶片载架元件都具有一个内表面和一个外表面。
图9至图11特别示出了一种能够清洁两个晶片载架和两个晶片载架门的腔室，其中所述两个晶片载架门是相互平行的，而图12至图13示出了一种能够清洁两个晶片载架和两个晶片载架门的腔室，其中所述两个晶片载架门之间具有一定的角度。参见图9，晶片载架清洁装置400包括一个腔室412，腔室412具有一个第一侧壁414、一个后壁418、一个第二侧壁420和一个基底424。所述第一侧壁414具有一个孔416，孔416的大小能够接收一个外部喷射器430的一部分，所述第二侧壁420具有一个支承件/孔422，支承件/孔422的大小能够接收外部喷射器430的另一部分。应该注意的是，所述外部喷射器430的设置方式是能够使其罩住多个晶片载架和一个门清洁适配器或定位件450的外部。
参见图10A，所述门清洁适配器450包括一个大体矩形的框架，所述框架包括一个第一侧面452和一个第二侧面454，所述第一侧面452和第二侧面454分别具有孔453和455，所述孔453和455用于以可拆卸的方式卡紧晶片载架门P。所述晶片载架门设有一个闩锁端头L，所述闩锁端头可相对于该晶片载架门伸缩以使该晶片载架门能够以可拆卸的方式卡紧在该门清洁适配器上。该门清洁适配器450包括一个顶壁451、侧壁456、侧壁458以及底部459，所述底部459具有一个孔460。孔460设有能够与端头L相互配合的狭槽461以便使所述晶片载架门能够以可拆卸的方式卡紧在该门清洁适配器450上。孔460用于使内部清洁流体能够流入到由所述清洁适配器和晶片载架门所限定的空间中。
参见图10B，所述门清洁适配器450包括一个夹具或定位件457，一个晶片载架门P以可拆卸的方式连接在所述夹具或定位件457上，夹具和定位件457可拆卸地连接在门清洁适配器450上。一个晶片载架门P利用与狭槽461′相互配合的端头L与夹具457相连。所述夹具或定位件457可以一种类似的方式与适配器450相连(未示出)。如果需要的话，所述夹具或定位件457还可用于以可拆卸的方式将一个晶片载架夹持到一个清洁腔室的基底上以代替直接连接(未示出)。如果需要的话，所述夹具或定位件457可与图11和图13中所示的适配器结合使用。
图11中示出了另一种门清洁适配器，其中所述适配器462包括一个大体矩形的框架，所述框架包括第一U形沟槽463和第二U形沟槽465，所述沟槽463和465用于接收一个晶片载架门P或者用于接收一个已经连接到一个夹具或定位件457′上的晶片载架门P。所述适配器包括侧壁464、466和469。侧壁469可具有一个孔(如虚线所示)，一个内部喷射器或者内部清洁流体可通过所述孔。所述适配器462可设有一个铰接侧壁以形成一个封闭体，或者所述适配器本身可在侧壁467处与基底铰接(未示出)。在这两种情况下，形成一个内部空间，应该理解的是，接着以与晶片载架或护罩相同的方式对所述空间进行清洁。
参见图12A和图12B，晶片载架清洁装置500包括一个腔室512，所述腔室512具有一个第一侧壁514、一个后壁518、一个第二侧壁520、一个基底524、流体供给孔525和一个自动控制器AC。所述第一侧壁514具有一个孔516，所述孔516的大小能够接收一个第一U形外部喷射器531的一端，所述第二侧壁520具有一个孔522，孔522的大小能够接收一个第二U形外部喷射器532的一端。第一喷射器531的另一个端部和第二喷射器532的另一个端部被从腔室512的基底向上伸出的支柱529以可转动的方式支承。所述第一喷射器和第二喷射器的最靠内的纵向部分能够将流体供给到晶片载架C的外表面以及与夹具550相连且居中定位的晶片载架门板P的外表面(即，沿着相对的方向上)。可分开控制的喷射器531、532能够根据特定需要进行清洁和清洗。例如，放入在腔室512左侧中的一个比较干净的载架和载架门所需的清洁时间可比放入在腔室512右侧中的一个比较脏的载架和载架门所需的清洁时间短。可利用能够转到与晶片载架C接合和与晶片载架C脱离接合的固定元件527使晶片载架C以可拆卸的方式固定到基底部分524上。
晶片载架清洁装置500的操作最好是利用一个适当的计算机控制器AC自动进行，所述计算机控制器AC与喷射器驱动机构(未示出)以及流体回路的阀、泵和过滤元件相连(见图15)。这样的自动控制对于本领域普通技术人员来说是常规的和已知的，这里不再详细描述。例如，美国专利No.5,616,208披露了一种计算机控制装置。该专利文献在这里作为参考。
参见图13，门清洁适配器550包括一个大体三角形的框架，所述框架包括第一侧壁552、第二侧壁554以及第一侧面556、第二侧面558，所述第一侧面556和第二侧面558分别具有孔560和562，所述孔560和562用于以可拆卸的方式卡紧晶片载架门P。或者，可利用能够转到与晶片载架门P接合和与晶片载架门P脱离接合的固定元件527使晶片载架门P以可拆卸的方式固定到适配器550上。所述适配器550包括一个顶壁564和一个具有孔566的底部。所述孔566用于使内部清洁流体能够流入到由清洁适配器和晶片载架门所限定的空间中。
参见图9至图13，应该理解的是，所述适配器可用于清洁两个以上的晶片载架门或门板。例如，支架或框架或定位件可以是立方形的以清洁三个、四个或五个晶片载架门，或者可为五边形或六边形以对具有其它组合形式的晶片载架门进行清洁。另外，尽管这里所涉及的支架或框架或定位件位于两个晶片载架之间，但是应该理解的是，所述支架或框架或定位件也可位于所述腔室的两侧。
参见图14，所述基底624能够使一个晶片载架以可拆卸的方式固定在其上并且所述基底624的形状与一个门类似(未示出)。与图2相比，所述基底624还包括一个用于接收内部喷射器650的孔625。所述孔625的大小能够为内部喷射器650和基底624之间提供有效的密封。所述孔625可设有一个诸如O形圈的密封件以使内部喷射器能够相对于所述基底624移动或转动。如图2中所示，内部清洁流体被引导到孔626。所述基底624还包括一个孔627，通过孔627能够提供加压流体，从而在由所述晶片载架(未示出)和基底624所限定的空间内产生一个正压差。尽管利用内部喷射器650可提供一系列清洁流体，但是可能需要使一些清洁流体或所有的清洁流体分开。因此，可增加另一个孔629(如虚线所示)。可设置另外的喷射器以使所有不同的清洁流体不相互接触，从而减少交叉污染。
所述外部喷射器630包括一个带有至少一个孔641的纵向部分634，所述纵向部分是弓形的。所述外部喷射器是以可转动的方式安装的以便当所述喷射器转动时使所述喷射器的纵向部分634能够罩住一个晶片载架的外部。尽管利用所述纵向部分634可提供一系列清洁流体，但是可能需要使一些清洁流体或所有的清洁流体分开。因此可提供另外的纵向部分。这里所涉及的另一个纵向部分638(如虚线所示)与纵向部分634类似，但是具有至少一个气刀。对于一种具有两个纵向部分的方案，两个纵向部分634和638都是以可转动的方式安装的以使它们能够罩住一个晶片载架的外部。可设置另外的纵向部分以使所有不同的清洁流体不相互接触，从而减少交叉污染。当将每一种流体提供给一个晶片载架时，也可利用设置打开或关闭的分流器或阀以分别排出每一种流体。
如果一个晶片载架的内部不需要清洁，那么可使用一种与图14中所示基底624类似的假门以便当清洁一个晶片载架的外部时防止其内部被污染。这两种门的不同之处在于所述假门上没有任何的通孔。
参见图15，外部流体喷射器30在晶片载架C的一侧上，而内部流体喷射器50在晶片载架C的另一侧上。当流体从外部喷射器30喷出时，外部流体流入到所述基底的孔28中。所述外部流体通过阀91可从孔28被引导到一个容器86或一个公共容器87。容器86能够使外部清洁流体被回收以重新使用。当外部流体被回收时，外部流体可经过过滤器88和泵90，所述过滤器88可设有微粒检测器(未示出)。
当流体从内部喷射器50喷出时，内部流体流入到所述基底的孔26中。所述内部流体通过阀85可从孔26被引导到容器80、容器86或公共容器87。如果需要回收所述内部流体，可将内部流体引向容器80。容器80中的内部流体可经过过滤器82和泵84，所述过滤器82可设有微粒检测器(未示出)。或者，内部清洁流体可被引向所述外部流体容器，内部流体可在所述外部流体容器中延长使用寿命。在第三种情况下，所述内部清洁流体被引向一个公共容器87以进行进一步的处理或处置。尽管图15中所示的循环系统适用于一种诸如冲洗水的单一流体，但是应该理解的是，对于每一种流体都可提供一种类似的方案。
参见图16，外部流体喷射器30在晶片载架C的一侧上，而内部流体喷射器50在晶片载架C的另一侧上。当流体从外部喷射器30喷出时，外部流体流入到所述基底的孔28中。所述外部流体通过阀91可从孔28被引导到一个容器86或一个公共容器87。容器86能够使外部清洁流体被回收以重新使用。外部流体经过泵90，并且可经过任选的过滤器96，所述过滤器96可设有微粒检测器(未示出)。清洁流体可通过一条供给线路补充到该系统中，所述供给线路装有一个过滤器95和阀94。该阀可是能够精确地表示加入到该系统中的流体量的计量阀。
当流体从内部喷射器50喷出时，内部流体流入到所述基底的孔26中。所述内部流体通过阀85可从孔26被引导到容器80、容器86或公共容器87。如果需要回收所述内部流体，可将内部流体引向容器80。容器80中的内部流体经过泵84并且可经过过滤器99，所述过滤器99可设有微粒检测器(未示出)。或者，内部清洁流体可被引向所述外部流体容器，内部流体可在所述外部流体容器中延长使用寿命。在第三种情况下，所述内部清洁流体被引向一个公共容器87以进行进一步的处理或处置。尽管图16中所示的循环系统适用于一种诸如冲洗水的单一流体的，但是应该理解的是，对于每一种流体都可提供一种类似的方案。
另外的清洁流体可通过一条供给线路补充到该系统中，所述供给线路装有一个过滤器98和阀97。该阀可以是能够精确地表示加入到该系统中的流体量的计量阀。由于外部清洁流体一侧的操作与内部清洁流体一侧的操作基本上是相同的，因此仅对外部清洁流体一侧进行描述。打开阀94并使预定量的清洁流体(例如已经经过过滤、去离子和加热的水)进入到该线路中。接着启动泵90，泵90能够驱动外部喷射器30。清洁流体被收集在孔28中并且可被引回到容器86或公共容器87。当所述清洁流体被引导到公共容器时，使一定量的新的清洁流体进入到该系统中。
腔室12、112、200、400和500通常可设有一个盖(例如，如图1中虚线所示的A)，所述盖能够在清洁过程中覆盖所述腔室的顶部和前部并且有效地密封所述腔室。引入盖可使所述腔室在不太干净的环境下工作。为了进一步减少交叉污染，可在需要清洁的一个晶片载架的内部和外部之间形成一个正压差。另外，为了进一步减少交叉污染，也可在所述腔室和外界环境之间形成一个正压差。这样，最好将外来的污物从一个比较干净的环境引向一个比较脏的环境。可利用正压力、负压力或正压力结合负压力形成压力差。
另外，腔室12、112、200、400和500的基底部分可设有一个具有适当结构的密封件，该密封件可放置在所述基底部分和晶片载架的界面处以进一步有效地防止流体回路之间的交叉污染。
现将简要地描述使用方法。将一个需要清洁的晶片载架送至所述腔室区域。如果所述晶片载架具有一个门板或门，那么将其拆下并且最好使其与一个门清洁适配器相连(见图17A、图17B和图17C)。接着将所述晶片载架放置到一个腔室内以使该晶片载架覆盖所述第二或内部喷射器。然后关闭所述腔室的盖以使该腔室得到有效地密封，此时开始进行清洁。接着，将分开的清洁流体供给到内表面或外表面上，所述清洁流体在自然状态下可为液体或气体并且是可经过加热或冷却的。在清洁完成后，最好利用诸如二氧化氮的气态流体对晶片载架和门板进行干燥，并且所述气态流体可以是经过加热的以减少干燥时间。如果需要的话，内部气态流体可被引导到外表面以有助于干燥。在干燥完成后，拆下所述晶片载架和门板并且将它们重新安装在一起。应该理解的是，可以人工方式或利用自动装置进行晶片载架的移动、输送以及打开和关闭。
或者，利用一个移动的喷射器对一个晶片载架或护罩的内表面进行干燥，可通过提供一个方块或心轴对内表面进行干燥，所述方块或心轴的大小基本上占据了由晶片载架或护罩所限定的空间体积。接着沿着由所述晶片载架或护罩与所述方块所限定的开放空间的一部分引入一种干燥流体。由于所述方块的大小基本上占据了一个晶片载架或护罩所限定的空间，因此干燥流体被迫在由所述晶片载架与所述方块所限定的开放空间内移动。这样，干燥流体可获得较高的速度，从而减少了干燥时间。干燥流体以及所述方块或心轴都可被加热以进一步减少干燥时间。
所述方块和心轴还可与可移动的喷射器相结合，其中，所述喷射器按照所述心轴的轮廓而不是按照上述的轨道移动。
参见图20，其中示出了另一种干燥方案。干燥气体排出元件706、708沿着虚线所示路径718、720在内表面710或外表面712上移动。一个或多个具有负压的湿气收集元件724、726、728与所述干燥气体排出元件706、708相结合，所述湿气收集元件724、726、728随着干燥气体排出元件移动以有效地收集排出的干燥气体和湿气以及可能存在于所述护罩C的表面和结构上的微粒和/其它碎屑。由于微滴不仅仅是通过从表面上吹下而发生重新沉积，而且使微滴被收集，因此抽走干燥气体和湿气会加速干燥处理。所述干燥气体排出元件和干燥气体收集元件可如图1和图2A中的单一喷射器或者其它多个喷射器结构所示适当地形成和操作。另外，这些元件可按照图2D和图2E中所示轨迹适当地安装。
本发明可在不脱离其保护范围的前提下以其它特定的形式实施，因此需要说明的是，本发明所涉及的实施例是用于对本发明的描述而不是限定，本发明的保护范围是由后面的权利要求书所限定的而不是由前面的说明书所限定的。

Claims (17)

1.一种用于清洁半导体晶片载架的装置，该装置包括：
a.一个基底部分，所述基底部分具有一个第一孔和一个第二孔，所述基底能够支承一个晶片载架，所述晶片载架在所述第一孔的周围与所述第一孔以密封的方式相接触；
b.一个第一流体回路；以及
c.一个第二流体回路；
其中所述第一流体回路使流体在所述第一孔和一个晶片载架的内表面之间循环并且所述第二流体回路使流体在所述第二孔和一个晶片载架的外表面之间循环以从一个晶片载架的内表面和外表面上去除污物。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一流体回路包括一个用于将流体引导到一个晶片载架的内表面的第一施放装置，并且所述第二流体回路包括一个用于将流体引导到一个晶片载架的外表面的第二施放装置。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一和第二施放装置是一种喷射器。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一和第二喷射器相对于所述晶片载架移动。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述基底还包括多个侧壁和一个与所述基底部分相连的后壁。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一个盖，所述盖可以密封的方式与所述基底相连并且是可移动的以便能够进入所述基底中。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基底还包括一个第三孔，所述基底能够支承一个晶片载架门定位件，所述晶片载架门定位件在所述第三孔的周围与所述第三孔以密封的方式相接触，其中所述第一流体回路使流体在所述第一孔和第三孔以及一个晶片载架和一个晶片载架门定位件的各内表面之间循环，并且所述第二流体回路使流体在所述第二孔和一个晶片载架及一个晶片载架门定位件的各外表面之间循环以从一个晶片载架和一个晶片载架门的内表面和外表面上去除污物。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一和第二施放装置是一种喷射器。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一和第二喷射器相对于所述晶片载架和所述晶片载架门定位件移动。
10.一种用于清洁晶片载架的方法，该方法包括下列步骤：
a.提供一个基底部分，所述基底部分具有一个第一孔和一个第二孔；
b.将所述第一孔连接到一个第一流体回路上；
c.将所述第二孔连接到一个第二流体回路上；
d.在所述第一孔的周围以密封接触的方式放置一个晶片载架；
e.使流体在所述第一孔和一个晶片载架的内表面之间循环以从所述内表面上去除污物；以及
f.使流体在所述第二孔和一个晶片载架的外表面之间循环以从所述外表面上去除污物。
11.如权利要求10所述的清洁方法，其特征在于，所述使流体在所述第一孔和一个晶片载架的内表面之间循环以从所述内表面上去除污物的步骤包括下列步骤：
(i)为所述流体回路设置一个流体施放装置；以及
(ii)沿着一条预定的路径引导从所述流体施放装置排出的流体；以及
所述使流体在所述第二孔和一个晶片载架的外表面之间循环以从所述外表面上去除污物的步骤包括下列步骤：
(i)为所述流体回路设置一个流体施放装置；以及
(ii)沿着一条预定的路径引导从所述流体施放装置排出的流体。
12.一种用于清洁晶片载架门的方法，该方法包括下列步骤：
a.提供一个基底部分，所述基底部分具有一个第一孔和一个第二孔；
b.将所述第一孔连接到一个第一流体回路上；
c.将所述第二孔连接到一个第二流体回路上；
d.以与一个晶片载架门定位件密封接触的方式放置一个晶片载架门；
e.在所述第一孔的周围以密封接触的方式放置所述晶片载架门定位件；
f.使流体在所述第一孔和一个晶片载架门的内表面之间循环以从所述内表面上去除污物；以及
g.使流体在所述第二孔和一个晶片载架门的外表面之间循环以从所述外表面上去除污物。
13.如权利要求12所述的清洁方法，其特征在于，所述使流体在所述第一孔和一个晶片载架门的内表面之间循环以从所述内表面上去除污物的步骤包括下列步骤：
(i)为所述流体回路设置一个流体施放装置；以及
(ii)沿着一条预定的路径引导从所述流体施放装置排出的流体；以及
所述使流体在所述第二孔和一个晶片载架门的外表面之间循环以从所述外表面上去除污物的步骤包括下列步骤：
(i)为所述流体回路设置一个流体施放装置；以及
(ii)沿着一条预定的路径引导从所述流体施放装置排出的流体。
14.一种用于清洁晶片载架的方法，该方法包括下列步骤：
a.提供一个基底部分，所述基底部分具有一个第一孔和一个第二孔；
b.将所述第一孔连接到一个第一流体回路上，所述第一流体回路具有一个喷射式施放装置部分；
c.将所述第二孔连接到一个第二流体回路上，所述第二流体回路具有一个喷射式施放装置部分；
d.在所述第一孔的周围以密封接触的方式放置一个晶片载架；
e.使流体在所述第一孔、所述喷射式施放装置部分和一个晶片载架的内表面之间循环以从所述内表面上去除污物；以及
f.使流体在所述第二孔、喷射式施放装置和一个晶片载架的外表面之间循环以从所述外表面上去除污物。
15.如权利要求14所述的清洁方法，其特征在于，所述使流体在所述第一孔、所述喷射式施放装置部分和一个晶片载架的内表面之间循环以从所述内表面上去除污物的步骤还包括下面的步骤：
i.沿着一条预定的路径引导从所述喷射式施放装置部分排出的流体；以及
所述使流体在所述第二孔、喷射式施放装置部分和一个晶片载架的外表面之间循环以从所述外表面上去除污物的步骤包括下面的步骤：
i.沿着一条预定的路径引导从所述喷射式施放装置部分排出的流体。
16.一种用于清洁晶片载架元件的装置，所述晶片载架元件具有一个内表面和一个外表面，所述装置包括：
a.一个可打开的流体密封腔室，以使所述晶片载架元件能够插入且定位于其中，所述腔室具有一个第一隔离区域和一个第二隔离区域，所述晶片载架元件的内表面暴露于所述第一隔离区域并且所述晶片载架元件的外表面暴露于所述第二隔离区域；
b.一个第一流体回路，所述第一流体回路与所述腔室相连以将流体供给到所述第一隔离区域；以及
c.一个第二流体回路，所述第二流体回路与所述腔室相连以将流体供给到所述第二隔离区域。
17.一种用于清洁晶片载架的方法，所述晶片载架具有一个内表面和一个外表面，所述方法包括下列步骤：
a.将所述晶片载架插入到一个流体密封腔室中；
b.将所述内表面和所述外表面隔开；
c.将第一循环清洁流体引导到所述内表面上；以及
d.将第二循环清洁流体引导到所述外表面上。
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