超聲波清洗的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及超聲波清洗的方法及其裝置，具體涉及清洗基本平坦的物件的方法和超聲波清洗裝置。一種裝置，包括（i）基本圓形的池；（ii）用于輸送清洗流體到池的多個清洗流體入口；（ⅲ）用于接收待清洗的物件的中間支撐件；以及（iv）超聲波發生器，其耦合到所述池，用于在池和容納在其中的清洗流體中產生超聲波。該裝置被配置為從基本平坦的物件除去顆粒，并讓它們通過清洗流體的流帶離物件并離開所述池。使用這樣的裝置，清洗方法包括引導待清洗的基本為平坦的物件到所述池；通過多個清洗流體入口引導清洗流體進入所述池；和用超聲波激勵清洗流體。
【專利說明】超聲波清洗的方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及超聲波清洗的方法及其裝置，更具體地涉及用于清洗等離子體處理室的石英窗的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]在工業過程中，部件面通常暴露于侵蝕或造成在這樣的面積聚的環境。因此，新的部件必須在第一次使用前先清洗，并隨著時間的推移，必須清洗這些部件的面為了它們繼續有用。否則，必須更換這些面(或整個部件)。基于成本考慮，清洗面通常比更換部件更優選。然而，由于部件自身的性質或是其暴露的環境導致某些面難以被清洗。例如，在等離子體處理室中處理的半導體襯底材料(如硅晶片)，其中內部的面和面向內部的面暴露于沉積、蝕刻和剝離的環境。因此，通常觀察到在部件面的無機和有機污染物的積累，這些污染物會導致產品污染，減少處理效率，或兩者兼而有之。
[0003]等離子體處理室中的面的一個例子是石英(SiO2)面。具有這樣的面的室組件包括但不限于窗和觀察口(統稱為“窗”)。在處理半導體襯底材料的整個過程中，有機材料(如，手指油、油脂、顆粒和有機化合物)、金屬(如，鋁、鑰和鎢)、電介質材料(如，二氧化硅和氮化硅)、以及其他無機材料可以沉積到這樣的窗。這樣的窗通常以超聲波浴清洗。然而，傳統的超聲波浴和清洗方法遭遇無法提供無顆粒的，或始終無顆的結果。這是因為傳統的超聲波浴和方法無法從窗清除顆粒或被清除的顆粒中的一些在浴中再循環并再沉積在窗上。
[0004]無論清洗等離子體處理腔室的部件還是其它物件，仍需要獲得超潔凈物件的更好的清洗裝置和方法。
【發明內容】
[0005]在各種實施方式中，本發明提供了一種新穎的超聲波清洗裝置以及使用所述裝置獲得超潔凈物件的方法。在各種實施方式中的一些實施方式中，超聲波清洗裝置包括:(i )基本圓形的池；(ii)用于輸送清洗流體到池的多個清洗流體入口 ； (iii)用于接收待清洗的物件的中間支撐件；以及(iv)耦合到所述池的超聲波發生器，用于在池和容納在其中的清洗流體中產生超聲波。本發明提供的裝置被配置為經由所述入口來輸送并接收清洗流體到池中，從支撐在池中和清洗流體中的物件去除顆粒，并引導清洗流體的流，使得除去的顆粒從所述物件被攜帶走并以在池內低發生率的再循環離開所述池。因此，該裝置被配置為去除顆粒并抑制它們再沉積到物件上。
[0006]在各種實施方式中的一些實施方式中，所提供的清洗物件的方法包括(i)提供一種如本文所描述的超聲波清洗裝置；(ii )將待清洗的物件引入所述池中；(iii )將清洗流體通過所述多個清洗流體入口引入池中；及(iv)用超聲波激勵清洗流體。。
[0007]盡管本公開并非旨在被限定為特定的待清洗的物件或者特定的應用，但在一些實施方式中所提供的裝置和方法被配置為清洗等離子體處理室的石英物件。如本文所用，“石英物件”是指具有至少一個石英面的構件。這類物件的例子包括，但不限于，電介質窗、工藝氣體噴射器、噴射環、觀察口、等離子體約束環、圍繞在襯底支撐件上的襯底的聚焦環和邊緣環，以及用于分配工藝氣體的氣體分配板和折流板。這種物件具有各種形狀，并且所提供的裝置(及其各種組件)可以被配置為配合這樣的形狀。因此，在一些實施方式中，所提供的裝置和方法被配置為清洗基本平坦的石英物件。這樣的物件的例子是石英窗。在這種實施方式中，該窗可以被放置到池中，使得該窗的面向等離子體的面被定向為面向所述池的底部以及窗的相反的面向外部的面被定向為面向所述池的頂部。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]本發明的許多實施方式的更完整的解釋可通過參考下面的詳細描述和附圖來得到更好地理解，其中:
[0009]圖1示出了所提供的超聲波清洗裝置和其組件與待清洗的基本平坦的物件的示例；
[0010]圖2示出了所提供的裝置的一些可選的構造，即清洗流體如何可以(i)流過浸沒所述池中的基本平坦的物件和中間支撐件之間的內圓周流體間隙，和/或(ii)流過中間支撐件和池側壁之間的外圓周流體間隙；
[0011]圖3為:A是所提供的裝配有待清洗的基本平坦的物件的清洗裝置的一個示例的仰視圖(池的底部未示出)，所述視圖示出了具有四個等距設置的清洗流體入口的裝置，每一個設置在中間支撐件的徑向清洗流體通道中；和B是成角度的噴嘴噴射器；
[0012]圖4示出了圖3所示裝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間引導清洗流體的流的一個示例；
[0013]圖5為:A是所提供的裝配有待清洗的基本平坦的物件的清洗裝置的一個示例的仰視圖(池的底部未示出)，所述視圖示出了具有兩個等距設置的清洗流體入口的裝置，每個入口被設置在中間支撐件的徑向清洗流體通道內為多槽扇形噴射器的示例，每個槽在不同的平面；C為多槽扇形噴射器如何能配置為輸送清洗流體到池中的示例；以及
[0014]圖6示出了圖5的裝置如何配置為在所述池的底部和待清洗的物件的面向底部的面之間弓I導清洗流體的流的一個示例。
【具體實施方式】
[0015]現在將描述本發明的【具體實施方式】。但是本發明可以體現為不同的形式并且不應被解釋為限于本文所闡述的實施方式。相反地，提供了這些實施方式以便本公開會是全面和完整的并充分傳達相同的范圍給本領域的技術人員。
[0016]除非另有定義，否則本文所使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的含義相同的含義。在本發明中所使用的術語僅用于描述特定實施方式，并不旨在進行限制。如在本說明書中和所附的權利要求書中使用，單數形式“一(a)”，“一個(an)”和“所述”旨在包括復數形式，除非上下文清楚地另有說明。
[0017]值得注意的是，本文所表述的“至少一個”部件，元件等，不應該被用于推理為冠詞“一”或“一個”的該替代使用應該被限制為單個的部件、元件等。
[0018]值得注意的是，本文所表述的本發明的部件被“配置”以體現特定屬性或以特定方式運行是結構表述，是相對于其預期用途的表述。更具體地，本文中部件被“配置”的方式的引用表示該部件的現有物理狀態，并因此被視為對本部件的結構特征的明確表述。
[0019]值得注意的是，術語如“優選”，“通常地”和“典型地”當在本文中使用時，并不用于限制本發明要求保護的范圍或者暗示某些特征對本發明要求保護的結構或功能是關鍵的、必要的、或重要的。相反，這些術語僅僅旨在標識出本發明的實施方式的特定方面或旨在突出會在本發明的特定的實施方式中可能會或不會使用的替代或額外的特征。
[0020]還應當指出的是，本文所用的術語“基本”或“大約”是表示固有的不確定程度，其可能歸因于任何定量的比較、值、測量、或其它表現形式。本文還使用術語“基本”或“大約”以代表一種程度，通過該程度定量表現形式可從指明的參考改變而不引起議題的主題的基本功能的改變。
[0021]除非另有說明，如在說明書和權利要求中所使用的表示數量、特性、條件等所有的數字應被理解為在所有情況下由術語“約”修飾。此外，任何在說明書和權利要求書所述的范圍應被理解為包括了本身和歸入其中的任何內容以及端點。盡管闡述本發明的寬范圍的數值范圍和參數是近似值，但在具體實施例中闡述的數值被盡可能準確地報道。但是，任何數值固有地包含一定的誤差，該誤差從其各自的測量中發現的誤差中必然產生。
裝置
[0022]在本發明的各種實施方式中，提供了一種超聲波清洗裝置，其配置為:輸送并接收來自多個清洗流體入口的清洗流體，從待清洗的物件去除顆粒并引導清洗流體的流以便去除的顆粒被從所述物件帶走，并離開池。另外所述裝置被配置為將去除的顆粒帶離池，在池內有低發生率的再循環(停滯)，從而抑制顆粒再沉積至經清洗的物件上。在各種實施方式中的一些實施方式中，所提供的裝置包括(i )基本圓形的池，其包括頂部、底部和設置在它們之間的側壁；(ii)多個清洗流體入口，其用于輸送清洗流體至所述池；(iii)中間支撐件，其用于接收待清洗的物件，所述支撐件被配置為將浸沒在清洗流體中的所述物件保持在所述多個清洗流體入口的上方；以及(iv)超聲波發生器，其用于產生在池和其所接收的流體中的超聲波。
[0023]所提供的裝置包括:“基本圓形”的池。因此，所述池可具有統一的半徑，或者它可能具有某種程度偏離的半徑(即，非完美的圓形)。還可以設想在不偏離本發明的一般范圍的情況下，具有類似形狀的池也可以被替代。例如，可以明確地設想橢圓形的池。不管是圓形的、基本圓形的，或橢圓形的，所提供的池包括頂部、底部和設置在它們之間的側壁。在一些實施方式中，底部和側壁可以是一體成型的。在一些實施方式中，所述底部和側壁是機械連接的分開的部件，使得清洗流體能由池接收而沒有泄露。由于頂部通常是打開的，它也可包括蓋。側壁還可包括靠近底部的多個孔，這些孔被配置為至少部分地接收清洗流體入口。在一些實施方式中，這些孔(以及相關聯的清洗流體入口)可圍繞池側壁的圓周等距間隔開。側壁另外可包括靠近頂部的多個孔，這些孔被配置為用于清洗流體以及由通過池的流帶走的去除的顆粒的出口。這些流體出口可以是孔本身或是至少部分地放置于其中的物件(例如噴嘴、管、噴射器或連接器)。在一些實施方式中，這些孔(以及相關聯的流體出口)可圍繞池側壁的圓周等距分開。靠近于池的頂部的流體出口的數量可與靠近于池的底部的清洗流體的入口的數量相同或不同。作為非限制性的示例，所述裝置可配置為具有兩個清洗流體入口和兩個流體出口 ；四個清洗流體入口和四個流體出口 ；四個清洗流體入口和兩個流體出口 ；或六個清洗流體入口和兩個流體出口。[0024]所提供的裝置還包括中間支撐件，支撐件可由各種材料制成，如果這樣的材料適合于特定的應用的話。構建的材料的非限制性的是聚四氟乙烯(特氟隆? ;杜邦公司)。除了構建的材料之外，中間支撐件的設計也可定制以符合特定應用的需要。所提供的中間支撐件包括:上部支撐面和與該上部支撐面相對的基底結構并且被配置為限定從支撐件的外圓周通過基底結構延伸到支撐件的內圓周的多個徑向通道。可以調整中間支撐件的內圓周以使得待清洗的物件的面向底部的面中的或多或少面能夠由清洗流體直接接觸。在一些實施方式中，中間支撐件的外圓周基本等于池側壁的內圓周。
[0025]所提供的中間支撐件被配置為使得當放置于池中時，基底結構接觸池的底部，并且多個入口被設置在支撐件的多個徑向清洗流體通道內。因此，在清洗流體內的待清洗的物件由支撐件保持在多個入口的上方。在一些實施方式中，中間支撐件可被配置為限定以下的一者或兩者:(i)在池的內圓周和支撐件的實質上的全部外圓周之間的基本連續的外圓周流體間隙；和(ii)在支撐件的中間圓周和由支撐件的上部支撐面支撐的基本平坦的物件之間的基本不連續的內圓周流體間隙。在一些實施方式中，待清洗的物件具有一個或多個孔，并且所提供的裝置被配置為引導清洗流體的流從多個入口通過這些孔。
[0026]如所指出的，所提供的裝置包括用于輸送清洗流體到池的多個入口。在一些實施方式中，每個清洗流體入口彼此等距地間隔開。例如，在這樣的實施方式中，具有兩個入口的裝置會具有圍繞池的圓周彼此相對按180°定向的這些入口。相似地，具有三個入口的這樣的實施方式的裝置會具有圍繞池的圓周彼此相對按120°定向的這些入口。作為這樣的實施方式的另一個例子，如果裝置具有四個入口，每一個將相對于鄰近入口按90°定向。此外，在具有六個入口的這樣的裝置中，每一個將相對于鄰近入口按60 °定向。中間支撐件的底部結構可以被配置為容納一、二、三、四、五、六或更多個入口，每個入口被設置在支撐件的徑向清洗流體通道內。
[0027]所提供的裝置被配置為引導清洗流體以便去除的顆粒被從物件帶離并以低發生率的再循環離開池。因此，裝置被配置為通過去除顆粒并抑制其再沉積至物件來提供超清潔物件。部分地，選擇清洗流體入口的數量有助于實現所需要的流量流體動力學。選擇清洗流體入口的類型是實現這樣的流體動力學的另一個因素。合適的清洗流體入口包括但不限于噴嘴噴射器(也稱為噴射式噴射器)、扇形噴射器和他們的組合。因此，僅具有噴嘴噴射器的裝置、僅具有扇形噴射器的裝置、和具有噴嘴噴射器和扇形噴射器的裝置都是預期的。
[0028]在一些實施方式中，所提供的裝置包括為噴嘴噴射器的清洗流體入口，這些噴嘴噴射器可以是直的(引導流至池的中央)，或可以是成角度的(引導流到預定的偏移角度)。當需要較大的清洗流體的漩渦流運動時，可選擇成角度的噴嘴噴射器。因此，當使用成角度的噴嘴噴射器時，它通常被配置為引導流體的流經過與鄰近成角度的噴嘴噴射器的總方向相同的方向。在一些實施方式中，所述裝置的清洗流體入口是成角度的噴嘴噴射器，其中每一個具有20°的偏移角(相對于穿過池的中心的直線)。然而，其它的偏移角度也在本發明的保護范圍之內。例如，具有 0° -10°、10° -20°、20° -30°、30° -40°、40° -50°、50° -60°、60° -70°、70° -80°和80° -90°的偏移角的噴嘴噴射器是特別期望的。為清楚起見，0°的偏移角是指流被引導經過通過池的中央的線以及90°的偏移角是指流被引導經過垂直于通過池的中央的線。在一些實施方式中，本發明提供的裝置包括四個成角度的噴嘴噴射器，每一個具有20°的偏移角。[0029]在一些實施方式中，所提供的裝置包括為扇形噴射器的清洗流體入口。這樣的噴射器可以被配置為單槽噴射器或多槽扇形噴射器，每個槽被配置為以預設的覆蓋角的扇形(或弧形)引導流體。在一些實施方式中，裝置的清洗流體入口是單槽噴射器。例如，裝置可包括單槽噴射器，其中扇形的覆蓋角為0° -30°、30° -60°、60° -90°、90° -120°、120° -150°以及150° -180°。為清楚起見，0°的扇形覆蓋角是指沒有扇形的流體，60°的扇形覆蓋角是指流體以60°的扇形(弧形)被噴射，以及180°的扇形覆蓋角是指流體以180度的扇形(弧形)被噴射。關于流體噴射，清洗流體入口可以被配置為以各種方式為扇形定向。例如，具有90°的扇形覆蓋角的扇形可以被定向，以使得扇形覆蓋角經過通過池中心的直線并從該線通過90°的扇形,或扇形可以定向為使得扇形是經過穿過池的中心的線并通過從該線以相反的方向通過45°。在一些實施方式中，所提供的裝置包括兩個或四個單槽扇形噴射器，每個槽被配置為以90°、120°或180°的覆蓋扇形引導流體。
[0030]在某些實施方式中，該裝置的清洗流體入口可以是多槽式，這樣的噴射器具有二、三、四、五、六、七或更多個槽。至于單槽噴射器，每個槽被配置為以預定的覆蓋角的扇形引導流體。例如，該裝置可包括多槽式噴射器，其中每個槽的角度獨立選自0° -30°、30° -60°、60° -90°、90° -120° ,120° -150°、以及 150° -180°。多槽噴射器具有布置在相同或不同的平面上的槽。例如，雙槽噴射器可具有存在于相同平面中的兩個相鄰的槽或彼此上下放置(即，在不同的平面中)的兩個槽。在槽存在于相同平面的實施方式中，入口可以被配置使得槽的扇形重疊或不重疊，例如具有在相同平面中的兩個120°的扇形的雙槽噴射器可以被配置為提供180°的累積扇形覆蓋角，其中有60°的重疊。作為另一個實例，具有在相同平面中的兩個90°的扇形的雙槽噴射器可以被配置為提供180°的累積扇形覆蓋角，其中沒有重疊。另外還可以在扇形之間引入覆蓋間隙。在槽存在于不同平面中的這些實施方式中，槽可以被配置為彼此上下放置。例如，噴射器可具有上下放置的七個槽，每個槽具有相同的和不同的相鄰槽的扇形覆蓋角。在一些實施方式中，所提供的裝置可包括兩個7槽扇形噴射器，每個槽可配置為以180°覆蓋角的扇形引導流體。
[0031]如所指出的，裝置被配置為支撐物件(例如，基本平坦的物件)在多個清洗流體入口的上方以便被定向為朝向池的底部的物件的表面與清洗流體直接接觸。該裝置還被配置為使得配置為面朝池的頂部的物件的面也與清洗流體接觸。在清洗流體經由清洗流體入口噴射至池之后，清洗流體流經物件的朝向底部的面并朝向池的頂部。更特別地，流體流向(并離開)靠近于池的頂部的多個流體出口并且在這樣的過程中，也流經物件的朝向頂部的面。因此在中央支撐件被配置為使得支撐件的外圓周和池側壁的內圓周之間有清洗流體的限定的流的一些實施方式中，必須存在一些其他的路徑，通過該路徑，清洗流體可以從(和經過)朝向底部的面流到(和經過)物件的朝向頂部的面。相似地，在支撐件被配置為使得有在支撐件和待清洗的物件之間有很少或沒有清洗流體的流的一些實施方式中，必須存在一些其他的路徑，通過該路徑清洗流體可以從(和經過)物件的朝向底部的面流到(和經過)物件朝向頂部的面。在一些實施方式中，待清洗的物件具有一個或多個孔，并且所提供的裝置被配置以便清洗流體的主要的流被引導從多個清洗流體入口，經過物件的朝向底部的面，通過物件的一個或多個孔，經過物件的朝向頂部的面，并到(離開)鄰近池的頂部的多個流體出口。在這樣的實施方式中，裝置可以被配置以便在物件的朝向底部的面的下方、在物件的朝向頂部面的上方、或兩者存在清洗流體的漩渦流運動。[0032]所提供的裝置還另外包括耦合到池的超聲波發生器。盡管本領域的技術人員通常熟悉超聲波發生器，但用于所提供的裝置的合適的超聲波發生器為能夠為本發明提供合適的功率密度的超聲波發生器。在合適的超聲波發生器的選擇中，池的尺寸是一個因素。
[0033]在某些實施方式中，所提供的裝置專門配置成接收和清洗等離子處理室窗。在這樣的實施方式中，中間支撐件被配置成接收基本平坦的窗，該窗被設置在池中，窗的朝向等離子體的面朝向池的底部定向，且窗的相反的朝外的面朝向池的頂部定向。然而，中間支撐件可替代地被配置為經過相反方向接收窗。等離子體處理室的窗可以具有一個或多個孔。例如，單個的孔設置在圓窗的中心。對于這樣的窗，所提供的裝置被構造成使得清洗流體的主要流從多個入口引導，經過該窗的面向等離子體的面(當朝向池的底部定向時)，通過窗孔，經過該窗的面向外部的面(當朝向池的頂部定向時)，并到達(和離開)靠近所述池的頂部的多個流體出口。在這樣的實施方式中，窗的至少所述面向等離子的面與超聲波接觸。可選地，面向外部的面也可以與超聲波接觸。在任一情況下，該裝置被配置為從該窗的面去除顆粒，并以池中低發生率的再循環(停滯)從物件帶走它們，從而抑制再沉積到窗。因此，該裝置適合用于提供超潔凈窗。
方法
[0034]在本發明的各種實施方式中，還提供了清洗物件的方法。這樣的方法包括(? )提供一種如本文所描述的超聲波清洗裝置；(ii)將待清洗的物件引入該裝置的池中將清洗流體通過所述裝置的多個入口引入池中；及(^)用超聲波激勵清洗流體。在一些實施方式中，所提供的方法涉及清洗基本平坦的物件，包括等離子處理室窗。
[0035]所提供的清洗裝置包括用于接收待清洗的物件的中間支撐件。所提供的中間支撐件包括:上部支撐面和與上部支撐面相對的基底結構，并構造成限定從支撐件的外圓周通過該基底結構延伸到支撐件的內圓周的多個徑向清洗流體通道。在一些實施方式中，支撐件具有開口內部，其能夠使清洗流體直接接觸定向為面向池的底部的物件的至少一個面。中間支撐件被構造成使得·當設置在所述池中時，基底結構接觸槽的底部以及多個清洗流體入口被設置在所述多個徑向清洗流體通道內。因此，要清洗的物件是通過支撐件保持在清洗流體中在多個清洗流體入口上方。在所提供的方法的一些實施方式中，待清洗的物件可以由池的外部的支撐件接收，并且支撐件和接收的物件可以隨后引入到池中。在其它實施方式中，支撐件可設置在池內且待清洗的物件可以通過這樣的支撐件被接收，同時仍在池中。
[0036]所提供的清洗裝置包括多個清洗流體入口用于輸送清洗流體到池。合適的清洗流體入口包括，但不限于，噴嘴噴射器(也稱為噴射式噴射器)，扇形噴射器，及其組合。在所提供的方法中，清洗流體通過多個清洗流體入口引入到池中。在引入待清洗的物件之前池可以或可以不包含清洗流體。在任一情況下，一旦物件被引入到池中，清洗流體通過多個清洗流體入口引入到池中。清洗流體可以通過入口以預定的流率被引入到池中。例如，清洗流體可通過清洗流體入口以ο-1升/分鐘、1-2升/分鐘、2-3升/分鐘、3-4升/分鐘，或4-5升/分鐘的流率被引入到池。還可以設想，裝置的一個入口的流率可以與裝置的另一個入口的流率相同或不同。在一些實施方式中，清洗流體以連續流率(例如，連續地以2升/分鐘)被引入到池中。在一些實施方式中，清洗流體以可變流率(例如，最初在2升/分鐘的流率，并隨后在降低的流率)被引入到池中。在一些實施方式中，可在流中引入一個或多個暫停(例如，初始2升/分鐘的流，10秒的暫停，以及隨后2升/分鐘的流)。在這樣的實施方式中，暫停的長度可以適合于特定的應用和待清洗的物件。作為非限制性示例，暫停可以是0-5 秒，5-10 秒，10-15 秒，或 15-20 秒。
[0037]—旦清洗流體被引入到池中，它從多個清洗流體入口流動，至少經過定向為朝向池的底部的物件的面，到(和經過)定向以朝向池的頂部的物件的面，并到(和離開)靠近所述池的頂部的多個清洗流體出口。清洗流體流的流體動力學被配置為將攜帶從物件去除的顆粒離開物件并以在池內低發生率的再循環離開池，從而抑制顆粒的再沉積。在該方法包括暫停流率的那些實施方式中，這樣的暫停可以用于幫助在池內擾亂移除的顆粒的再循環。
[0038]引入到池中的清洗流體可以是適合于該應用并適合于與超聲使用的任何流體。在一些實施方式中，清洗流體可以是水，有機溶劑，酸性溶液或堿性溶液。例如，清洗流體可以選自水(H2O)、甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H5OH)、異丙醇(C3H7OH)、丙酮(C3H6O)、氫氧化銨(ΝΗ40Η)、過氧化氫(H2O2)、鹽酸(HC1)、氫氟酸(HF)、硝酸(順03)、乙酸(C2H402)、或它們的組合。在所提供的方法中，一種清洗流體(或清洗流體的組合)可以被引入到池中且所述物件與其接觸，隨后從池沖洗清洗流體，并隨后引入不同的清洗流體(或沖洗液體的組合)進入池。在一些實施方式中，可以設想，對于特定的應用，根據需要該裝置還可以包括加熱或冷卻元件且弓I入的清洗流體可以被加熱或冷卻。
[0039]一旦清洗流體已被引入到池中，它由超聲波激發。至少定向以面向所述池的底部的物件的面與超聲波接觸。任選地，其它面(包括定向為面向池的頂部的面)也可以與超聲波接觸。所用的超聲功率密度可以是適合于特定的應用和物件。例如，功率密度可以是5-10W/in2、10-15W/in2、15-20W/in2、或20-25W/in2。在一些實施方式中，超聲波可以以連續的功率密度(例如，連續地以15W/in2)引入。在一些實施方式中，所述裝置的超聲波源可以有將要生成的波的可調頻率或強度且這樣的波可以以可變功率密度(例如，最初以15W/in2，其后以20W/in2)引入。在一些實施方式中，可在超聲波產生中引入一個或一個以上的暫停(例如，最初以15W/in2，10秒的暫停，并其后以20W/in2)。在這樣的實施方式中，暫停的長度可以適合于特定的應用和待清洗的物件。作為非限制性示例，暫停可以是0-5秒、5-10秒、10-15 秒、或 15-20 秒。
[0040]在某些實施方式中，所提供的方法被配置用于清洗基本平坦的物件(包括但不限于等離子體處理室的窗)。在這種實施方式中，該裝置還配置成用于清洗這種物件。在配置為用于清洗等離子處理室窗的方法中，通過中間支撐件接收窗，使得該窗的面向等離子體的面朝向所述池的底部定向且窗的相反的面向外部的面朝向池的頂部定向。然而，可替代地通過支撐件在相反的方向接收窗。當清洗流體導入池中時，其從所述多個清洗流體入口流動，經過該窗的面向等離子體的面(當面向池的底部定向時)，通過窗孔，經過窗的面對外部的面(當面向池的頂部定向時)，并到達(和離開)靠近所述池的頂部的多個流體出口。在這樣的實施方式中，窗的至少所述面向等離子的面與超聲波接觸。可選地，所述面向外部的面也可與超聲波接觸。在任一情況下，該裝置被配置為將攜帶從物件去除離開的顆粒并以在池內低發生率的再循環離開池，從而抑制顆粒的再沉積。因此，所提供的方法適合用于提供超潔凈窗。
實施例[0041]所描述的實施方式將通過參考通過舉例說明的方式提供并且本領域技術人員將認識并不意味著是限制性的下述實施方式可以更好地理解。
實施例1
[0042]如圖1所示，所提供的裝置100可以被配置為清洗基本平坦的物件，其包括但不限于等離子處理室的石英窗105。該裝置100包括基本圓形的池110，其包括頂部115、底部120和設置在它們之間的側壁125。該側壁125具有靠近底部120的多個孔130以及靠近頂部115的多個流體出口 135。該裝置100還具有用于輸送清洗流體到池110的多個清洗流體入口(未示出)，每個入口至少部分地設置在靠近池110的底部120的孔130中的一個內。
[0043]該裝置100另外包括中間支撐件140，中間支撐件140被配置為保持窗105懸浮在池110中并保持清洗流體在多個清洗流體入口上方和靠近池110的頂部115的多個流體出口 135的下方。中間支撐件140包括上部支撐面145和基底結構150。基底結構150包括從支撐件140的外圓周(未標出)通過基底結構150延伸至支撐件140的內圓周(未標出)的多個徑向清洗流體通道155。
[0044]裝置100被配置為從所述清洗流體入口接收清洗流體，從石英窗105去除顆粒，并引導清洗流體的流至少向上通過石英窗105的孔165使得去除的顆粒被從石英窗105攜帶走并離開所述池。如圖2所示，中間支撐件215可被配置為以使得窗200的面對等離子體的面205被定向為面向池的底部(未示出)的方式接收窗200。在這樣的實施方式中，清洗流體可以另外流經窗200的面對等離子體的面205以及(i)向上通過窗200的孔(未示出)；(i i )向上通過在窗200和支撐件215的中間圓周(未標出)之間的基本不連續的內圓周流體間隙；(iii)向上通過在支撐件215的外圓周(未標出)和池側壁225的內圓周之間的基本連續的圓周流體間隙220 ;或(^)以上的組合。在離開池之前，清洗流體流動穿過石英窗200的另外一個面230的至少一部分。
實施例2
[0045]如圖3所示，所提供的裝置300包含中間支撐件305。支撐件305的底部如圖所示。支撐件305的基底結構310包含從外圓周通過基底結構310延伸到內圓周的多個徑向清洗流體通道315。裝置300還包括用于輸送清洗流體到池320的多個清洗流體入口 325。在可選擇的入口 325的類型中，入口 325為成角度的噴嘴噴射器。如圖所示，裝置300具有四個等距間隔的噴射器325，每個噴射器具有大約20°的偏移角度。然而，其它的偏移角度也在本發明的保護范圍之內。如所示結構中，清洗流體流可被引導穿過面向底部的窗面330(例如，窗的面向等離子體的面)。圖4示出了當每個噴射器400的偏移角度被定向為相同的總體方向時，清洗流體的漩渦流被引入池405并穿過石英窗415的面向底部(面向等離子體)的面410。
實施例3
[0046]正如圖5所示，所提供的裝置500包含用于輸送清洗流體到池505的多個清洗流體入口 510。在可選擇的入口 510的類型中，入口 510為扇形噴射器。如圖所示，裝置500具有兩個7槽扇形噴射器510，每個槽515被配置為以約180°覆蓋角的扇形引導流體。然而，其他的扇形覆蓋角也是可以被預期的。如圖6所示，在所述配置中有這樣的噴射器600，清洗流體的漩渦流被引入池605并以低發生率的再循環通過石英窗615的面朝底部(面朝等離子體)的面610。
[0047]本公開內容不應被視為僅限于本文所述的【具體實施方式】。對于本領域技術人員而言，顯而易見，本發明可以應用于各種修改、等同工藝以及眾多結構和裝置。本領域技術人員將理解，在不脫離本公開的范圍的情況下可以進行各種改變，本公開的范圍不應認為被限制在說明書中描述的范圍。
【權利要求】
1.一種裝置，其包括: 基本圓形的池，其包括頂部、底部和設置在它們之間的側壁，所述池被配置為包含清洗流體并接收浸沒在所述清洗流體中的基本平坦的物件； 多個清洗流體入口，其用于輸送清洗流體至所述池，每個清洗流體入口至少部分地設置在靠近所述池的所述底部的所述側壁； 中間支撐件，其用于接收基本為平坦的物件，所述中間支撐件被配置為將在所述池中的基本平坦的物件保持在所述多個清洗流體入口的上方和在設置在靠近所述池的所述頂部的所述側壁的多個流體出口的下方； 超聲波發生器，其耦合到所述池，用于在所述池和被接收在其中的清洗流體中產生超聲波； 其中，所述中間支撐件包括上部支撐面和與所述上部支撐面相對的基底結構，并且被構造以限定(i)在所述池的內圓周和所述中間支撐件的實質上的全部外圓周之間的基本連續的外圓周流體間隙；(ii)所述中間支撐件的中間圓周和由所述中間支撐件的所述上部支撐面支撐的基本平坦的物件之間的基本不連續的內圓周流體間隙；以及(iii)多個徑向清洗流體通道，該多個徑向清洗流體通道從所述中間支撐件的所述外圓周通過所述中間支撐件的所述基底結構延伸到所述中間支撐件的內圓周；以及 其中所述裝置被配置成從所述清洗流體入口接收清洗流體，從所述基本平坦的物件除去顆粒，和引導清洗流體的流，使得所除去的所述顆粒通過所述流體出口從所述基本平坦的物件帶走并離開所述池。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述中間支撐件被構造成使得當設置在所述池中時，所述支撐件的所述底座結構接觸所述池的所述底部，使得所述多個清洗流體入口被設置在所述多個徑向清洗流體通道內。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述清洗流體入口選自噴嘴噴射器、扇形噴射器以及它們的組合。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中，所述清洗流體入口是成角度的噴嘴噴射器。
5.根據權利要求4所述的裝置，其包括4個成角度的噴嘴噴射器，每一個具有20°的偏移角度。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中，所述4個成角度的噴嘴噴射器圍繞所述池側壁的所述圓周等距離地間隔開。
7.根據權利要求3所述的裝置，其中，所述清洗流體入口是多槽的扇形噴射器。
8.根據權利要求7所述的裝置，其包括兩個7槽的扇形噴射器，每個槽被配置為引導清洗流體呈180°的扇形。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述兩個7槽的扇形噴射器圍繞所述池側壁的所述圓周等距離地間隔開。
10.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置被配置為接收和清洗等離子體處理室窗。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述裝置被配置為接收所述窗，使得所述窗的面向等離子體的面被定向為面向所述池的底部。
12.一種裝置，其包括:基本圓形的池，其包括頂部、底部和設置在它們之間的側壁，所述池被配置為包含清洗流體并接收浸沒在所述清洗流體中的等離子體處理室窗； 多個清洗流體入口，其選自噴嘴噴射器、扇形噴射器以及它們的組合，每個清洗流體入口至少部分地設置在靠近所述池的所述底部的所述側壁以輸送清洗流體到所述池； 中間支撐件，其用于接收等離子體處理室窗，所述中間支撐件被配置為將在所述池中的所述窗保持在所述多個清洗流體入口的上方和在設置在靠近所述池的所述頂部的所述側壁的多個流體出口的下方； 超聲波發生器，其耦合到所述池，用于在所述池和被接收在其中的清洗流體中產生超聲波； 其中，所述中間支撐件包括上部支撐面和與所述上部支撐面相對的基底結構，并且被構造以限定(i)在所述池的內圓周和所述中間支撐件的實質上的全部外圓周之間的基本連續的外圓周流體間隙；(ii)所述中間支撐件的中間圓周和由所述中間支撐件的所述上部支撐面支撐的所述等離子體處理室窗之間的基本不連續的內圓周流體間隙；以及(iii)多個徑向清洗流體通道，該多個徑向清洗流體通道從所述中間支撐件的所述外圓周通過所述中間支撐件的所述基底結構延伸到所述中間支撐件的內圓周；以及 其中所述裝置被配置成接收所述窗，使得所述窗的面向等離子體的面定向為面向所述池的所述底部，以從所述清洗流體入口接收清洗流體，從所述窗除去顆粒，和引導清洗流體的流，使得所除去的所述顆粒通過所述流體出口被從所述窗帶走并離開所述池。
13.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述中間支撐件被構造成使得當設置在所述池中時，所述支撐件的所述底座結構接觸所述池的所述底部，使得所述多個清洗流體入口被設置在所述多個徑向清洗流體通道內。
14.根據權利要求12所述的`裝置，其中，所述清洗流體入口是四個成角度的噴嘴噴射器，每一個具有20°的偏移角。
15.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述清洗流體入口是2個7槽的扇形噴射器，每槽配置為引導清洗流體呈180°的扇形。
16.一種清洗基本平坦的物件的方法，其包括: 提供基本圓形的池，該池包括(i )頂部，(ii )底部，和(iii)設置在它們之間的側壁，所述池被配置為包含清洗流體并接收浸沒在所述清洗流體中的基本平坦的物件；(iv)多個清洗流體入口，其至少部分地設置在靠近所述池的所述底部的所述側壁；(V)多個流體出口，其設置在靠近所述池的頂部的所述側壁；(vi)中間支撐件，其用于接收基本平坦的物件，所述支撐件包括上部支撐面，與所述上部支撐面相對的底座結構，以及從所述支撐件的外圓周延伸穿過所述基座結構到達所述支撐件的內圓周的多個徑向清洗流體通道；以及(vii)超聲波發生器，其耦合到所述池，用于在所述池和被接收在其中的清洗流體中產生超聲波； 引導待清洗的基本為平坦的物件到所述池中，使得所述物件被接收并由所述支撐件保持在所述多個清洗流體入口的上方和所述多個流體出口的下方； 引導清洗流體通過所述多個清洗流體入口進入所述池； 用超聲波激勵所述清洗流體，以及 使所述清洗流體通過所述多個流體出口流出所述池； 其中，顆粒從所述基本平坦的物件去除，并通過所述清洗流體的流帶離所述物件并離開所述池。
17.根據權利要求16的所述方法，其中所述基本平坦的物件是具有面向等離子體的面和相反的面向外部的面的等離子體處理室窗，并且其中所述窗被引入到所述池，使得所述面向等離子體的面定向為朝向所述池的所述底部。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，所述裝置的所述清洗流體入口選自噴嘴噴射器、扇形噴射器以及它們的組合。
19.根據權利要求18所述的方法，其中，所述清洗流體是通過以下方式引入到所述池:(i)4個成角度的噴嘴噴射器，每一個具有20°的偏移角度2個7槽扇形噴射器，每個槽被配置為引導清洗流`體呈180°C的扇形。
【文檔編號】B08B3/12GK103861839SQ201310676885
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2012年12月12日
【發明者】埃萬蓋洛斯·T·斯皮羅普洛斯, 伊克巴爾·A·謝里夫, 克利福德·埃里克·拉克魯瓦 申請人:朗姆研究公司