[发明专利]超声波清洗的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波清洗的方法及其装置，更具体地涉及用于清洗等离子体处理室的石英窗的方法和装置。

背景技术

在工业过程中，部件面通常暴露于侵蚀或造成在这样的面积聚的环境。因此，新的部件必须在第一次使用前先清洗，并随着时间的推移，必须清洗这些部件的面为了它们继续有用。否则，必须更换这些面（或整个部件）。基于成本考虑，清洗面通常比更换部件更优选。然而，由于部件自身的性质或是其暴露的环境导致某些面难以被清洗。例如，在等离子体处理室中处理的半导体衬底材料（如硅晶片），其中内部的面和面向内部的面暴露于沉积、蚀刻和剥离的环境。因此，通常观察到在部件面的无机和有机污染物的积累，这些污染物会导致产品污染，减少处理效率，或两者兼而有之。

等离子体处理室中的面的一个例子是石英（SiO₂）面。具有这样的面的室组件包括但不限于窗和观察口（统称为“窗”）。在处理半导体衬底材料的整个过程中，有机材料（如，手指油、油脂、颗粒和有机化合物）、金属（如，铝、钼和钨）、电介质材料（如，二氧化硅和氮化硅）、以及其他无机材料可以沉积到这样的窗。这样的窗通常以超声波浴清洗。然而，传统的超声波浴和清洗方法遭遇无法提供无颗粒的，或始终无颗的结果。这是因为传统的超声波浴和方法无法从窗清除颗粒或被清除的颗粒中的一些在浴中再循环并再沉积在窗上。

无论清洗等离子体处理腔室的部件还是其它物件，仍需要获得超洁净物件的更好的清洗装置和方法。

发明内容

在各种实施方式中，本发明提供了一种新颖的超声波清洗装置以及使用所述装置获得超洁净物件的方法。在各种实施方式中的一些实施方式中，超声波清洗装置包括：（ⅰ）基本圆形的池；（ii）用于输送清洗流体到池的多个清洗流体入口；（ⅲ）用于接收待清洗的物件的中间支撑件；以及（iv）耦合到所述池的超声波发生器，用于在池和容纳在其中的清洗流体中产生超声波。本发明提供的装置被配置为经由所述入口来输送并接收清洗流体到池中，从支撑在池中和清洗流体中的物件去除颗粒，并引导清洗流体的流，使得除去的颗粒从所述物件被携带走并以在池内低发生率的再循环离开所述池。因此，该装置被配置为去除颗粒并抑制它们再沉积到物件上。

在各种实施方式中的一些实施方式中，所提供的清洗物件的方法包括（i）提供一种如本文所描述的超声波清洗装置；（ⅱ）将待清洗的物件引入所述池中；（iii）将清洗流体通过所述多个清洗流体入口引入池中；及（iv）用超声波激励清洗流体。。

尽管本公开并非旨在被限定为特定的待清洗的物件或者特定的应用，但在一些实施方式中所提供的装置和方法被配置为清洗等离子体处理室的石英物件。如本文所用，“石英物件”是指具有至少一个石英面的构件。这类物件的例子包括，但不限于，电介质窗、工艺气体喷射器、喷射环、观察口、等离子体约束环、围绕在衬底支撑件上的衬底的聚焦环和边缘环，以及用于分配工艺气体的气体分配板和折流板。这种物件具有各种形状，并且所提供的装置（及其各种组件）可以被配置为配合这样的形状。因此，在一些实施方式中，所提供的装置和方法被配置为清洗基本平坦的石英物件。这样的物件的例子是石英窗。在这种实施方式中，该窗可以被放置到池中，使得该窗的面向等离子体的面被定向为面向所述池的底部以及窗的相反的面向外部的面被定向为面向所述池的顶部。

附图说明

本发明的许多实施方式的更完整的解释可通过参考下面的详细描述和附图来得到更好地理解，其中：

图1示出了所提供的超声波清洗装置和其组件与待清洗的基本平坦的物件的示例；

图2示出了所提供的装置的一些可选的构造，即清洗流体如何可以（i）流过浸没所述池中的基本平坦的物件和中间支撑件之间的内圆周流体间隙，和/或（ii）流过中间支撑件和池侧壁之间的外圆周流体间隙；

图3为：A是所提供的装配有待清洗的基本平坦的物件的清洗装置的一个示例的仰视图（池的底部未示出），所述视图示出了具有四个等距设置的清洗流体入口的装置，每一个设置在中间支撑件的径向清洗流体通道中；和B是成角度的喷嘴喷射器；

图4示出了图3所示装置如何配置成在所述池的底部和待清洗的物件的面朝底部的面之间引导清洗流体的流的一个示例；