專利名稱：液體加熱設(shè)備和清洗設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于提供加熱的洗滌液的液體加熱設(shè)備、一種用于采用加熱的洗滌液清潔諸如半導(dǎo)體基底的物體的清洗設(shè)備以及采用所述設(shè)備的清潔方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置的制造工藝中，由于沉積在半導(dǎo)體基底上的顆粒和金屬雜質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)量降低通常是一個大問題。因此，對于半導(dǎo)體裝置的制造來說，采用洗滌液清洗半導(dǎo)體基底以便去除這些顆粒和金屬雜質(zhì)的步驟是必需的并且是很重要的。
通常采用通過將從下面一組溶液中選擇的兩種或三種溶液以預(yù)定混合比混合而獲得的洗滌液作為用于半導(dǎo)體基底的洗滌液，所述的一組溶液為諸如氨水的堿性化學(xué)溶液、諸如硫酸溶液和鹽酸溶液的酸性化學(xué)溶液、諸如過氧化氫溶液和臭氧水的氧化劑化學(xué)溶液以及純水。而且，通常地，通過采用加熱器加熱這些洗滌液來使洗滌液的溫度增加到預(yù)定的溫度，從而致使該洗滌液的清潔性能提高。這樣，可在更短的時間內(nèi)有效地去除由于顆?；蚪饘匐s質(zhì)的雜質(zhì)。
在例如日本未審定專利公開No.5-190523和日本未審定專利公開No.5-074755中公開了一種已知的用于加熱洗滌液和化學(xué)溶液的加熱設(shè)備和一種已知的用于加熱純水的熱水生產(chǎn)設(shè)備。在這些已知技術(shù)中，浸沒式加熱器管被放入容放有洗滌液、化學(xué)溶液或純水的桶中以加熱洗滌液、化學(xué)溶液或純水。這是公知的。
作為已知的關(guān)于加熱洗滌液、化學(xué)溶液或純水的方法的技術(shù)的一個例子，將參照附圖對一種用于洗滌液或化學(xué)溶液和熱水生產(chǎn)設(shè)備的加熱設(shè)備和一種尤其是用于純水和熱水生產(chǎn)設(shè)備的加熱方法進(jìn)行說明。即使是當(dāng)通過混合化學(xué)溶液和純水獲得的清洗液被加熱時，每個所述設(shè)備均具有相同的結(jié)構(gòu)。
圖12為示出了一種已知的用于加熱純水的熱水生產(chǎn)設(shè)備的示意圖。如圖12所示的根據(jù)第一現(xiàn)有技術(shù)的熱水生產(chǎn)設(shè)備包括一能夠存儲純水的純水容器105；用于向純水容器105供應(yīng)純水的供應(yīng)管道107；用于排出純水的排液管108；置于純水容器105頂部的蓋子114；設(shè)置在純水容器105中的加熱器管112；通過電纜連接到加熱器電源103并且安裝在加熱器管112內(nèi)部的加熱器導(dǎo)線113；用于檢測在純水容器105中的液位的液位傳感器109；以及用于測量在純水容器105中純水的溫度的溫度測量傳感器110。
在如圖12所示的已知的熱水生產(chǎn)設(shè)備中，純水通過供應(yīng)管道107被供應(yīng)到純水容器105中，在當(dāng)存儲在純水容器105中的純水到達(dá)預(yù)定量的時刻，停止純水的供應(yīng)。在該情形中，通過采用液位傳感器109檢測存儲在純水容器105中的純水來調(diào)節(jié)要被供入純水容器105中純水的量。如圖12所示的液位傳感器109是這樣一個系統(tǒng)，其中，通過由管道吹出氮(N2)并且檢測隨著排出的N2在純水中的浸入而變化的N2的壓力來檢測液位。另外液位傳感器109可以是采用靜電容量的檢測系統(tǒng)或者采用光散射的檢測系統(tǒng)。
在存儲在純水容器105中的純水到達(dá)預(yù)定量之后，打開加熱器電源103來加熱加熱器導(dǎo)線113，通過加熱器管112將熱量傳遞給純水，由此將純水加熱至預(yù)定溫度。為了防止加熱器導(dǎo)線113與純水直接接觸并由此而與純水電連通，將加熱器導(dǎo)線113封裝在加熱器管112中。將諸如鎳鉻電阻絲和鐵鉻鋁電阻絲的金屬電阻線用作加熱器導(dǎo)線113，而幾乎不會導(dǎo)致污染的石英經(jīng)常被用作加熱器管112。采用溫度測量傳感器110測量在純水容器105中的純水的溫度。
在純水容器105中的純水的溫度到達(dá)預(yù)定溫度之后，控制加熱器電源103的輸出以便將純水容器105中的純水保持在預(yù)定的溫度。為了制出清洗液，將純水從排液管108排放出，然后將化學(xué)溶液和加熱的純水以預(yù)定的混合比放入單獨(dú)的制備容器或清洗容器中。之后，將半導(dǎo)體基底放入盛放有該清洗液的清洗容器中并且浸沒在清洗液中一段預(yù)定的時間，由此清洗該半導(dǎo)體基底。
此外，例如在日本未審定專利公開No.7-302778中公開了另一種已知技術(shù)(第二已知技術(shù))。它是一種采用諸如鹵素?zé)?halogen lamp)的紅外線散熱器或者包括紅外線散熱器的加熱器對洗滌液、化學(xué)溶液或純水進(jìn)行加熱的系統(tǒng)。該加熱器是通過用鹵素?zé)舸嫒鐖D12所示的加熱器的用于加熱的加熱器導(dǎo)線113和加熱器管112而獲得的，并且加熱器的其它結(jié)構(gòu)具有與如圖12中所示的已知加熱器相同的結(jié)構(gòu)。
另外，例如在日本未審定專利公開No.57-148846中公開了又一種已知技術(shù)(第三已知技術(shù))。第三已知技術(shù)的加熱設(shè)備具有這樣一種結(jié)構(gòu)，即，通過從由清洗液從中流動的管道的外部向清洗液施加微波來加熱清洗液。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)在系統(tǒng)的加熱設(shè)備的加熱器管112中產(chǎn)生小孔時，純水進(jìn)入加熱器管112中，從而使加熱器導(dǎo)線113(原文誤)與純水接觸，在所述系統(tǒng)中將由加熱器管112圍繞的加熱器導(dǎo)線113如圖12所示地放入純水容器105中。這允許加熱器導(dǎo)線113的金屬成份溶解入純水中，或者導(dǎo)致泄漏或非正常加熱，由此致使加熱器導(dǎo)線113和加熱器管112損壞。此外，隨著時間的推移，由于非正常加熱及其破壞和同時加熱器管112的破裂而使加熱器導(dǎo)線113本身的惡化也會導(dǎo)致加熱器導(dǎo)線113的破裂。這樣，會使加熱器導(dǎo)線113與純水接觸，從而加熱器導(dǎo)線113的金屬成份溶解到純水中。另外，在加熱器導(dǎo)線113和加熱器管112的維護(hù)和更換過程中，需要打開純水容器105的蓋子114以執(zhí)行用于維護(hù)和更換的操作。該操作不盡費(fèi)力，而且在操作過程中，顆粒或者金屬雜質(zhì)可能會混合入純水容器105中，并且沉積在新加熱器管112的外表面上的顆?；蛘呓饘匐s質(zhì)會混入純水容器105中。
用于發(fā)射紅外線的第二已知技術(shù)的系統(tǒng)(例如鹵素?zé)?不僅允許加熱純水容器中的純水，而且允許加熱周圍的大氣(諸如周圍的空氣)。這就減小了加熱效率。此外，加熱設(shè)備不能被安裝在處理揮發(fā)性化學(xué)溶液的清洗設(shè)備中，因此需要被安裝在清洗設(shè)備的外部，不能節(jié)省空間。
很難在通過從清洗液在其中流動的管道的周邊用微波照射清洗液來加熱清洗液的第三已知技術(shù)的系統(tǒng)中將清洗液從室溫加熱到例如大約80℃的高溫，因為清洗液是正在流動的?？梢韵氲?，為了采用上述系統(tǒng)將清洗液加熱到足以清洗半導(dǎo)體基板的高溫，應(yīng)該減小清洗液的流速。但是，很難減小清洗液的流速，因為會降低清洗設(shè)備的性能?；蛘?，還可以想到，采用大功率微波照射清洗液。但是，由于大功率微波加熱設(shè)備十分昂貴，所以實際上很難采用高功率微波加熱設(shè)備。
鑒于上述情況，本發(fā)明的一個目的在于提供用于有效地加熱純水或者清洗液而不會有任何污染的液體加熱設(shè)備和液體加熱方法以及清洗設(shè)備和采用所述加熱方法的方法。
本發(fā)明的特征在于通過從貯液器的外部以非接觸的方式將微波施加到液體上來加熱存儲在貯液器中的液體。
更具體地說，本發(fā)明的液體加熱設(shè)備包括用于存儲第一液體的第一貯液器；用于將第一液體供應(yīng)到第一貯液器的供應(yīng)通道；用于從第一貯液器排出第一液體的排液管；用于產(chǎn)生能夠加熱第一液體的微波的微波振蕩器；用于將微波傳遞到第一貯液器并且透過第一貯液器將微波施加到第一液體上的波導(dǎo)管；以及用于防止微波從第一貯液器泄漏出的微波阻斷器。
因此，可以在不接觸加熱裝置的條件下加熱第一液體。與導(dǎo)熱加熱裝置(例如加熱器)的使用不同，這可以防止雜質(zhì)從加熱裝置進(jìn)入第一液體中，從而高效地加熱第一液體。此外，能夠在施加微波的瞬時開始加熱并且在停止微波應(yīng)用的瞬時停止加熱，結(jié)果，與導(dǎo)熱加熱方法相比，可以以更出色的響應(yīng)性加熱第一液體。由于能采用非接觸的方式加熱第一液體，第一貯液器能夠被密封。這可以進(jìn)一步減少污染第一液體的危險。另外，與采用紅外線燈的加熱方法相比，能夠減小在第一貯液器附近產(chǎn)生的熱量。這使得可以將液體加熱設(shè)備置于用于半導(dǎo)體基底的清洗設(shè)備中。因此，本發(fā)明的液體加熱設(shè)備的使用能夠使清洗設(shè)備緊湊。
本發(fā)明的液體加熱設(shè)備可進(jìn)一步包括連接到在供應(yīng)通道和第一貯液器之間以及在排液管和第一貯液器之間的多個接頭的至少一個上的阻流管(choke pipe)，用于防止微波泄漏。這能夠減少微波從供應(yīng)通道或者排液管泄漏。
供應(yīng)通道和排液管中的至少一個在與第一貯液器的接頭處可以具有多個分支，每個所述分支的直徑小于等于四分之一微波波長。這可以防止微波從供應(yīng)通道或者排液管泄漏。
本發(fā)明的液體加熱設(shè)備可進(jìn)一步包括由耐化學(xué)性材料構(gòu)成的化學(xué)劑隔離層，其被連接到波導(dǎo)管的微波輻射出口，以防止化學(xué)溶液進(jìn)入波導(dǎo)管。這可以防止蒸發(fā)的化學(xué)溶液經(jīng)過波導(dǎo)管并到達(dá)微波振蕩器從而防止微波振蕩器損壞。
本發(fā)明的液體加熱設(shè)備可進(jìn)一步包括一攪拌器，將該攪拌器連接到波導(dǎo)管的微波輻射出口，以便散射施加到第一貯液器的微波。因此，能夠?qū)⑽⒉ㄊ┘拥礁鼜V泛地區(qū)域，從而以優(yōu)異的效率加熱液體。
波導(dǎo)管的內(nèi)表面和外表面可以涂覆有耐化學(xué)性材料。這能夠防止波導(dǎo)管的內(nèi)表面和外表面受到化學(xué)溶液的侵蝕。
可以使微波阻斷器涂覆有耐化學(xué)性材料。這能夠防止微波阻斷器受到化學(xué)溶液的侵蝕。
可以為波導(dǎo)管設(shè)置一氣體進(jìn)入管，氣體由該氣體進(jìn)入管進(jìn)入，以便在波導(dǎo)管內(nèi)提供正壓力。這可以防止蒸發(fā)的化學(xué)溶液從位于波導(dǎo)管和氣體進(jìn)入管之間的接頭處中的裂縫進(jìn)入到波導(dǎo)管中。結(jié)果，可以防止波導(dǎo)管受到蒸發(fā)的化學(xué)溶液的侵蝕，并且可以防止微波振蕩器的損壞。
將惰性氣體優(yōu)選地用作從空氣進(jìn)入管進(jìn)入的氣體。
本發(fā)明的液體加熱設(shè)備可進(jìn)一步包括一用于存儲第二液體的第二貯液器；一分支波導(dǎo)管，其從波導(dǎo)管開始分支，以便向第二儲液器傳遞由波導(dǎo)管振蕩器產(chǎn)生的微波，并且經(jīng)過第二儲液器將微波施加到第二液體上；以及一可動的微波反射器元件，其被設(shè)置在波導(dǎo)管和分支波導(dǎo)管之間的匯合處，并且其由反射微波的材料制成。因此，在第二儲液器中的第二液體能夠當(dāng)在第一儲液器中未執(zhí)行加熱的期間采用微波加熱，由此有效地加熱液體。而且，即使波導(dǎo)管伸長到幾十米，也可以在不導(dǎo)致減弱的條件下導(dǎo)引微波。因此，與采用其它加熱方法的加熱設(shè)備相比，本液體加熱設(shè)備適合于與具有多個儲液器的清洗設(shè)備結(jié)合使用。
所述波導(dǎo)管優(yōu)選地由金屬材料制成。
所述微波阻斷器優(yōu)選地由金屬材料制成。
所述第一儲液器優(yōu)選地由氟塑料或石英制成。
尤其是，化學(xué)劑隔離層優(yōu)選地由氟塑料制成。
可以將波導(dǎo)管連接到儲液器的底部。因此，可以使第一液體在由于對流而被攪動的同時被加熱，從而均勻地加熱第一液體。這可以使第一液體的溫度分布均勻。
本發(fā)明的清洗設(shè)備包括用于加熱液體的液體加熱裝置和具有用于存儲清洗液的清洗容器的清洗裝置，其中，液體加熱裝置包括安裝在清洗裝置中用于存儲液體的儲液器；用于將液體供應(yīng)到儲液器的供應(yīng)通道；用于從儲液器排放液體的排液管；用于產(chǎn)生能夠加熱液體的微波的微波振蕩器；以及用于將微波傳遞到儲液器并且透過儲液器將微波施加到液體上的波導(dǎo)管。
因此，可以使液體在不接觸加熱裝置的情況下被加熱。與導(dǎo)熱加熱裝置(例如加熱器)的使用不同，這可以防止雜質(zhì)從加熱裝置進(jìn)入液體中，從而高效地加熱液體。因此，例如，能夠用加熱的清洗液清洗半導(dǎo)體基底。而且，與導(dǎo)熱加熱方法相比，能夠從將微波施加到液體的瞬間開始加熱并且在停止施加微波的瞬間結(jié)束，從而以更優(yōu)異的可靠性加熱液體。并且，在將微波振蕩器及其電源設(shè)置在清洗裝置的外部時，這可提高清洗設(shè)備的布置的靈活性。
優(yōu)選地將整個液體加熱裝置設(shè)置在清洗裝置中。這能夠使清洗設(shè)備緊湊。
存儲在儲液器中的液體可以是從純水、化學(xué)溶液和清洗液的一組中選出的一種。因此，能夠通過各種方法制備熱清洗液。例如，可以通過將加熱的純水與化學(xué)溶液混合來制備清洗液?；蛘?，可以加熱預(yù)先制備的清洗液。
本發(fā)明的清洗設(shè)備可進(jìn)一步包括一環(huán)流管道，該環(huán)流管道被連接到清洗容器并且清洗液通過其在清洗容器中循環(huán)，其中，將清洗容器放置在沿著環(huán)流管道的某個位置并且該容器存儲通過環(huán)流管道循環(huán)的清洗液。與其中通過環(huán)流管道加熱液體的方法相比，這減小了液體的流速，從而可以高效率地加熱液體。這可使微波振蕩器的功率相對較小，從而導(dǎo)致用于清洗半導(dǎo)體基底的設(shè)備所需的成本降低。
本發(fā)明的清洗方法采用這樣一種清洗設(shè)備，該設(shè)備包括用于存儲液體的儲液器；具有用于存儲清洗液的清洗容器的清洗裝置；用于產(chǎn)生能夠加熱液體的第一種微波的微波振蕩器；用于將第一種微波傳遞到儲液器并且經(jīng)過儲液器將第一種微波施加到液體上的波導(dǎo)管。該方法包括如下步驟(a)在儲液器中存儲液體；(b)將第一種微波施加到儲液器中的液體上以便加熱該液體；(c)將在步驟(b)中加熱的液體輸送到清洗容器中；(d)將包含該液體的清洗液存儲到清洗容器中并且清洗待清洗物體。
通過該方法可以使液體在不接觸加熱裝置的情況下被加熱。與導(dǎo)熱加熱裝置(例如加熱器)的使用不同，這可以防止雜質(zhì)從加熱裝置進(jìn)入到液體中。結(jié)果，可以高效地加熱液體。
當(dāng)將儲液器放置在沿著環(huán)流管道的某個位置處時，可以提供采用相對便宜的微波振蕩器被有效加熱的清洗液，因為從清洗容器輸送到儲液器的清洗液已經(jīng)達(dá)到期望的處理溫度。
當(dāng)與清洗容器分開地設(shè)置儲液器時，清洗設(shè)備可進(jìn)一步包括第一制備容器，并且該方法可進(jìn)一步包括在步驟(a)之前在第一制備容器中制備清洗液以及向儲液器輸送清洗液的步驟。
或者，步驟(a)可以包括向儲液器供應(yīng)純水和清洗液的步驟。這樣，用于清洗的清洗液本身能夠被加熱到所需溫度，從而以高精度控制清洗液的溫度。
存儲在儲液器中的液體可以為純水，該方法可以進(jìn)一步包括在步驟(c)和(d)之間在清洗容器中混合純水和化學(xué)溶液以制備清洗液的步驟(e)。
清洗設(shè)備可進(jìn)一步包括第二制備容器，存儲在儲液器中的液體可以為純水，并且該方法可進(jìn)一步包括以下步驟(f)緊接在步驟(b)之后將加熱的純水輸送到第二制備容器；(g)在第二制備容器中混合純水和化學(xué)溶液以制備清洗液；以及(h)將在步驟(g)中制備的清洗液輸送到清洗容器。
在步驟(b)中，可以將具有不同于第一種微波的頻率的第二種微波施加在儲液器中的液體上。因此，能夠加熱大量液體或者以高速加熱液體。第一種微波的頻率相對于第二種微波頻率的改變能夠防止兩種微波互相抵消。


圖1為顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的示意圖。
圖2是顯示出當(dāng)將液位傳感器系統(tǒng)改變?yōu)榱硪粋€系統(tǒng)時根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的示意圖。
圖3為顯示出根據(jù)第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的阻流管的具體結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
圖4為顯示出在改變供應(yīng)管道和排液管的形狀時根據(jù)第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的示意圖。
圖5為顯示出根據(jù)第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的波導(dǎo)管的微波出口周圍的放大的剖視圖。
圖6為顯示出在使氣體進(jìn)入波導(dǎo)管時根據(jù)第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的剖視圖。
圖7為局部地顯示出在將微波施加到經(jīng)過純水容器的底部的純水上時第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的示意圖。
圖8為局部地顯示出在將用于散射微波的攪拌器安裝在波導(dǎo)管的出口處時第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的放大的剖視圖。
圖9為顯示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的示意圖。
圖10為顯示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的示意圖。
圖11為顯示出根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的清洗液加熱設(shè)備和清洗設(shè)備的一個示例的示意圖。
圖12為顯示出已知的用于加熱純水的熱水生產(chǎn)設(shè)備的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的液體加熱設(shè)備(熱水生產(chǎn)設(shè)備/清洗液加熱設(shè)備)、清洗設(shè)備和清洗方法的特征在于采用微波不直接加熱存儲在容器中的液體。下面將參照這些附圖對根據(jù)本發(fā)明每一實施方案的液體加熱設(shè)備(熱水生產(chǎn)設(shè)備)、清洗設(shè)備和清洗方法進(jìn)行說明。
(實施方案1)圖1為顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的示意圖。該熱水生產(chǎn)設(shè)備用于生產(chǎn)熱水，以制備例如用于半導(dǎo)體裝置的高溫清洗液。
如圖1所示，本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備(液體加熱設(shè)備)包括用于存儲純水(液體)的純水容器(儲液器)5；用于將純水供應(yīng)到純水容器5的供應(yīng)管道(供應(yīng)通道)7；用于排放純水的排液管8；電源3；通過電纜與電源3連接并且具有產(chǎn)生微波的磁控管2的微波振蕩器1；波導(dǎo)管4，其將從微波振蕩器1產(chǎn)生的微波傳遞到純水容器5并且用微波輻射純水容器5；微波阻擋板(微波阻斷器)6，其圍繞純水容器5的整個表面并且防止微波泄漏；用于檢測在純水容器5中的液位的液位傳感器9；用于檢測在純水容器5中的純水的溫度的溫度測量傳感器10；以及阻流管11，其被安裝在供應(yīng)管道7和純水容器5之間以及排液管道8和純水容器5之間的相應(yīng)的接頭處，以便防止微波泄漏。下面將按依次說明熱水生產(chǎn)設(shè)備的零部件的功能和詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
為了生產(chǎn)熱水，將純水通過供應(yīng)管道7供應(yīng)到如圖1所示的純水容器5中，通過液位傳感器9檢測存儲在純水容器5中的純水，并且當(dāng)存儲在純水容器5中的純水到達(dá)預(yù)定量時停止純水的供應(yīng)。液位傳感器9具有通過其吹入N2的管道并且采用這樣一個系統(tǒng)，即，通過檢測N2壓力隨著每根管道的N2出口浸沒在純水中而變化來檢測液位。為了防止微波從這些N2管道泄漏，每個N2管道的直徑優(yōu)選地為微波波長的四分之一或更小。通常采用具有在法定范圍(2.4-2.5GHz)內(nèi)的2.45GHz頻率(波長為12cm)的微波。因此，N2管道的直徑為3cm或更小。
圖2是顯示出當(dāng)將液位傳感器系統(tǒng)改變?yōu)榱硪粋€系統(tǒng)時本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的示意圖。如圖2所示，可以安裝采用靜電容量的傳感系統(tǒng)或采用光散射的傳感系統(tǒng)的液位傳感器來代替吹入N2型傳感系統(tǒng)的液位傳感器。在這種情況下，如圖2所示，為了避免微波的影響，需要按如下方式檢測液位，即，向著微波阻擋板6的外側(cè)延伸純水容器5，以便設(shè)置一用于檢測液位的純水管道15，并且將采用靜電容量或者光散射的液位傳感器安裝到該純水管道15上。
為了在較短的時間內(nèi)使純水容器5充滿純水或者排空純水，均連接到純水容器5的供應(yīng)管道7和排液管8通常要求流速為幾十L/min。這增加了供應(yīng)管道7和排液管8的直徑。因此，很難將該管道和排液管設(shè)定為每一個均具有為微波波長的四分之一或更小的直徑，即，允許將微波阻擋住的直徑。因此，為了減小微波從供應(yīng)管道7和排液管8的泄漏，該實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備設(shè)有阻流管11，以便反射進(jìn)入供應(yīng)管道7和排液管8的微波，從而減少微波的泄漏。
圖3為示出阻流管11的具體結(jié)構(gòu)的局部放大圖。如圖3所示，阻流管11由諸如金屬的反射微波的材料制成，并且其具有其中管壁的端部被向內(nèi)折回(以沿著供應(yīng)管道7延伸)的形狀。該結(jié)構(gòu)允許已經(jīng)通過供應(yīng)管道7或排液管8向阻流管11泄漏的微波在該阻流管11的折回部分上反射并且朝向純水容器5運(yùn)動。這使得微波難以泄漏到外部。
圖4為顯示出在改變供應(yīng)管道和排液管的形狀時根據(jù)該實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的示意圖。為了更完全地阻擋微波從供應(yīng)管道7和排液管8的泄漏，如圖4所示，供應(yīng)管道7和排液管8在即將被連接到純水容器5之前被分支為至少兩根管道16。每一分支管道16的直徑被設(shè)定為施加到純水容器5的每一微波的波長的四分之一或更小。如果將多個分支管道16連接到純水容器5，則可以在確保供應(yīng)到純水容器5或從純水容器5中排出的純水的量充足的同時，能夠更完全地阻擋微波的泄漏。
在存儲在純水容器5中的純水達(dá)到預(yù)定量之后，接通電源3以便使微波振蕩器1工作，從而由磁控管2產(chǎn)生微波。產(chǎn)生的微波運(yùn)動到波導(dǎo)管4中并且同時在其中反射，而且從波導(dǎo)管4的出口將該微波施加到純水容器5。所施加的微波穿透純水容器5，以便被吸收在純水中，從而導(dǎo)致純水的水分子振動。結(jié)果，純水被加熱。采用溫度測量傳感器10測量在純水容器5中純水的溫度。為了防止微波從純水容器5向外部泄漏，純水容器5的整個表面由微波阻擋板6圍繞。
波導(dǎo)管4由這樣的材料制成，即，該材料不允許微波將其穿透并且在其中被吸收，而是允許微波反射。同波導(dǎo)管4一樣，微波阻擋板6也由能夠反射微波而不允許微波從其上穿透的材料制成。雖然通常將金屬材料用作反射微波的材料，具體地說，將鋁或銅優(yōu)選地用作波導(dǎo)管4和微波阻擋板6的組成材料。但是，當(dāng)將熱水生產(chǎn)設(shè)備放置在用于半導(dǎo)體裝置的清洗設(shè)備中并且將金屬材料用作反射微波的材料時，在清洗設(shè)備中的化學(xué)環(huán)境(chemical atmosphere)會侵蝕該金屬材料。因此，如圖5所示，將由耐化學(xué)性材料制成的涂層17施加到波導(dǎo)管4和微波阻擋板6的內(nèi)表面和外表面上，微波可以穿透該涂層。這能夠防止金屬材料受到侵蝕。
圖5為顯示出當(dāng)將純水存儲在純水容器5中時第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的波導(dǎo)管4的微波出口周圍的放大的剖視圖。如圖5所示，耐化學(xué)性材料的化學(xué)環(huán)境阻擋板(化學(xué)試劑隔離層)18被安裝在波導(dǎo)管4內(nèi)部或者波導(dǎo)管4的微波出口面上，微波可穿透該化學(xué)環(huán)境阻擋板。這能夠防止在清洗設(shè)備中蒸發(fā)的化學(xué)試劑通過波導(dǎo)管4擴(kuò)散到磁控管2并侵蝕磁控管2。適合用于涂層17和化學(xué)環(huán)境阻擋板18并且微波可穿透其的耐化學(xué)性材料包括氟塑料(PFA，PTFE等)。如圖5所示，波導(dǎo)管4的微波出口不必與純水容器5的壁面接觸。但是，為了防止微波泄漏，需要將其設(shè)置在化學(xué)氣氛阻擋板18的內(nèi)側(cè)(朝向純水容器5側(cè)超過微波阻擋板6)。
為了防止在清洗設(shè)備中的化學(xué)環(huán)境進(jìn)入波導(dǎo)管4，如圖6所示，將其直徑為微波波長的四分之一或更小的氣體進(jìn)入管29連接到波導(dǎo)管4。諸如空氣的氣體從該氣體進(jìn)入管29進(jìn)入波導(dǎo)管4，以便在波導(dǎo)管4內(nèi)提供正壓力。這能夠有效地防止化學(xué)環(huán)境進(jìn)入波導(dǎo)管4。進(jìn)入波導(dǎo)管4的氣體僅需要具有大約為1L/min的流速。該氣體的進(jìn)入量允許氣體從波導(dǎo)管4的接頭或其它部分的裂縫處漏出。這能夠防止化學(xué)環(huán)境進(jìn)入這些裂縫。與將耐化學(xué)涂層施加到波導(dǎo)管4的外表面相比，將耐化學(xué)涂層施加到波導(dǎo)管4的內(nèi)表面相對較難。上述使氣體進(jìn)入波導(dǎo)管4的方法的使用幾乎完全可以防止化學(xué)環(huán)境進(jìn)入波導(dǎo)管4。因此，不必將耐化學(xué)涂層施加到波導(dǎo)管4的內(nèi)表面上。
如果將諸如氮的惰性氣體用作從氣體進(jìn)入管29進(jìn)入的氣體，則不僅能防止波導(dǎo)管4的內(nèi)部和磁控管2暴露于化學(xué)氣氛，而且能防止波導(dǎo)管4的內(nèi)部受到進(jìn)入氣體的侵蝕。這使用于波導(dǎo)管4的金屬的選擇范圍變寬。
微波阻擋板6可具有平直的形狀。但是，它優(yōu)選地具有帶有沖孔的形狀，因為這樣能夠從視覺上檢查純水容器5的內(nèi)部的狀態(tài)。在這種情況下，每個沖孔的直徑被設(shè)定為微波波長的四分之一或更小，這允許阻擋微波。
微波可以穿透其并且存儲在純水容器5中的液體不會受其污染的材料被用作純水容器5的材料。其原因在于，需要非常高的純凈度的純水來制備用于半導(dǎo)體裝置的清洗液。純水容器5的代表材料包括石英和氟塑料(PFA，PTFE等)。盡管石英和氟塑料允許微波的穿透，它們具有不同的特性。如果將石英用作純水容器5的材料，不僅純水而且?guī)缀醭藲浞嶂獾乃兴嵋约皦A金屬能被用作清洗液，并且石英的透明性質(zhì)允許從視覺上檢查純水容器5的內(nèi)部狀態(tài)。另一方面，如果將氟塑料用作純水容器5的材料，包括氫氟酸的幾乎所有的酸以及堿金屬能被用作清洗液。因此，需要根據(jù)預(yù)期的目的來選擇純水容器5的材料。
除了位于純水容器5的頂部并且供應(yīng)管道7及各傳感器從其穿過的孔之外，將純水容器5密封。為了密封純水容器5，可設(shè)置一蓋子?；蛘?，通孔在頂部處開口，而純水容器5與管道和傳感器接觸的部分被密封，這也是可以的。波導(dǎo)管4的出口被設(shè)置在純水容器5的頂部、側(cè)部和底部的至少一個的附近。這樣，可通過向經(jīng)過純水容器5的頂部、其側(cè)部和其底部的至少一個處的純水施加微波，從而以非接觸的方式加熱純水容器5中的純水。
圖7為顯示出在將微波施加到經(jīng)過純水容器的底部的純水上時該實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的示意圖。如果如圖7所示地將微波施加到經(jīng)過純水容器5的底部的純水上，位于底部附近的純水被加熱，從而減小其比重并由此在純水容器5中向上運(yùn)動。因此，自動地導(dǎo)致在純水容器5中的純水的對流19。這使得在純水容器5中純水的溫度的均勻性增加。另外，可以安裝多個波導(dǎo)管4，以便向經(jīng)過純水容器5的兩個或者多個部分處的純水施加微波。該結(jié)構(gòu)是有效的，尤其是當(dāng)純水容器5具有大的容量或者當(dāng)要以高速生產(chǎn)熱水時。例如，當(dāng)從兩個方向向純水施加微波，微波的頻率分別為2.44GHz和2.46GHz時。采用多個類型的不同頻率的微波的原因在于，多個微波可防止由于彼此干涉而被抵消。
圖8為顯示出在將用于散射微波的攪拌器安裝在波導(dǎo)管4的出口處時該實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的放大的剖視圖。如圖8所示，可以將用于散射微波的攪拌器20安裝到波導(dǎo)管4的出口。該攪拌器20由諸如鋁、SUS(不銹鋼)和銅的能夠反射微波的材料制成，并且能夠圍繞一軸線旋轉(zhuǎn)。采用這種結(jié)構(gòu)，從波導(dǎo)管4的出口發(fā)射的微波可由該攪拌器20散射，以便被施加到在純水容器5中的純水上。這加寬了純水的可加熱部分，導(dǎo)致了在純水容器5中的純水溫度更加均勻地增加。圖8示出了當(dāng)攪拌器20的旋轉(zhuǎn)軸線位于波導(dǎo)管4的中心線上時的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個例子。攪拌器20的旋轉(zhuǎn)軸線可偏離波導(dǎo)管4的中心線。這便于攪拌器20的操作。
對用于清洗8英寸的半導(dǎo)體基底的清洗設(shè)備來說通常需要大約35升的清洗液量。因此，還將在純水容器5中加熱大約35升的純水來生產(chǎn)熱水。通常使用已經(jīng)被加熱到大約70℃的清洗液。由上述可見，需要大約80-85℃的熱水來制備清洗液。例如，為了將純水從室溫(25℃)加熱到85℃，純水的溫度增加60℃(＝85-25)。這需要4.18cal/(g℃)×60℃×35000g＝8778kcal的熱量。當(dāng)純水要被加熱30分鐘時，所需的熱量可按如下方式計算8778kcal/(30×60sec)＝4.88kW。在這種情況下，能夠確定需要具有4.88kW或更大(例如6kW的產(chǎn)品)的功率的微波振蕩器1和磁控管2來用于熱水生產(chǎn)。這可以表述為下面的公式P＝4.18×W×C×ΔT/t[Watt]P熱水生產(chǎn)所需的磁控管功率；W純水的重量[g]；C純水的比熱[cal/(g)℃]，ΔT升高的溫度[℃]，t升高溫度經(jīng)過的時間。
在純水容器5中的純水溫度達(dá)到預(yù)定溫度之后，控制微波振蕩器1的功率，以便將在純水容器5中的熱水保持在預(yù)定溫度。例如，要求在60秒內(nèi)將35升熱水的溫度恢復(fù)到預(yù)定溫度(在0.5℃的最大變化范圍內(nèi))的微波振蕩器1的功率經(jīng)計算為1.2kW。由此可見，當(dāng)采用6kW的產(chǎn)品時，在純水容器5中的熱水溫度在產(chǎn)品的1.2kW/6kW＝20％功率的條件下能夠被充分地控制。
為了采用加熱到預(yù)定溫度的熱水制備熱的清洗液，將從排液管8排放的熱水放入分開的預(yù)制容器或者具有清洗液的清洗容器中，且將熱水和化學(xué)溶液以預(yù)定的混合比混合。之后，將半導(dǎo)體基底放入盛放有該清洗液的清洗容器中并且浸沒在清洗液中一段預(yù)定的時間，由此清洗該半導(dǎo)體基底。
如上所述，根據(jù)在圖1-8中所示的該實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備，將微波施加到存儲著純水的容器，以便加熱純水，由此生產(chǎn)熱水。這樣，可在不采用導(dǎo)熱系統(tǒng)的條件下以非接觸的方式直接加熱純水中的水分子。與已知的方法相比，這能夠防止金屬雜質(zhì)從加熱器進(jìn)入純水中，并且提高加熱效率。另外，由于在該實施方案中與使用紅外線燈相比可減小在純水容器5的附近生成的熱量，純水容器5或者包括純水容器5的整個熱水生產(chǎn)設(shè)備可以被集成到用于半導(dǎo)體裝置的清洗設(shè)備中。因此，根據(jù)該實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備，可以節(jié)省用于整個清洗設(shè)備的空間。
根據(jù)該實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備，能夠執(zhí)行諸如應(yīng)用微波的瞬時啟動和瞬時終止的操作。因此，該熱水生產(chǎn)設(shè)備的使用允許以比導(dǎo)熱系統(tǒng)的加熱設(shè)備的使用更優(yōu)異的可靠性進(jìn)行加熱，結(jié)果改善了溫度可控性。另外，由于在磁控管的維護(hù)和更換期間無需打開純水容器，所以便于維護(hù)或更換操作，并且能夠防止由于所述操作而使雜質(zhì)進(jìn)入到水中。
盡管在該實施方案中給出了其中加熱純水以生產(chǎn)熱水的情況的說明，但該實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)還允許加熱存儲在制備容器中的制備出的清洗液?；蛘?，在該實施方案中的純水容器中的加熱的純水可以與化學(xué)溶液或者多種清洗液混合，以便制備清洗液，然后，可以將制備的清洗液輸送到清洗容器中。
采用該清洗設(shè)備，用于獲得加熱的清洗液的方法包括如下方法將化學(xué)溶液混合入加熱的純水中的方法，在將化學(xué)溶液混合入純水中以便制備清洗液之后加熱清洗液的方法，將加熱的化學(xué)溶液混合入加熱的純水中以便制備清洗液的方法。加熱設(shè)備的通過微波以非接觸的方式加熱液體的上述結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于加熱任何化學(xué)溶液、清洗液和純水。
(實施方案2)圖9為顯示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的清洗設(shè)備和熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的示意圖。
圖9所示的熱水生產(chǎn)設(shè)備與圖1中所示的第一實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備相同，但其特征在于，微波振蕩管1、電源3以及波導(dǎo)管4的一部分被設(shè)置在用于清洗半導(dǎo)體裝置的清洗設(shè)備的外部。
本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備包括純水容器5；電源3；通過電纜與電源3連接并且具有產(chǎn)生微波的磁控管2的微波振蕩器1；波導(dǎo)管4，其將從微波振蕩器1產(chǎn)生的微波傳遞到純水容器5并且用微波輻射純水容器5；微波阻擋板6，其圍繞純水容器5的整個表面以防止微波泄漏。一些構(gòu)件，諸如供應(yīng)管道7、排液管8、液位傳感器9、溫度測量傳感器10以及阻流管11未示出。
在本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備中，純水容器5和微波阻擋板6被置于清洗設(shè)備21的內(nèi)部，而具有磁控管2的微波振蕩器1和電源3被置于該清洗設(shè)備21的外部。微波振蕩器1(磁控管2)通過波導(dǎo)管4連接到純水容器5。
為了加熱存儲在純水容器5中的純水，將置于清洗設(shè)備21外部的電源3接通，以便操作微波振蕩器1，由此從磁控管2產(chǎn)生微波。所產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)管4的內(nèi)部被傳遞到置于清洗設(shè)備21內(nèi)部的純水容器5并且被施加到在純水容器5中的純水。這樣，以非接觸的方式加熱純水。其它基本操作與在本發(fā)明第一實施方案中所描述的那些相同。
當(dāng)從上方觀看時，在本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備和清洗設(shè)備中，將純水容器5和微波阻擋板6放置在清洗設(shè)備21的內(nèi)部，將具有磁控管2的微波振蕩器1和電源3放置在該清洗設(shè)備21的外部，微波振蕩器1通過波導(dǎo)管4連接到純水容器5。因此，僅僅將基本構(gòu)件放置在清洗設(shè)備21的內(nèi)部。這能夠使清洗設(shè)備21本身結(jié)構(gòu)緊湊，并且能夠提高用于將清洗設(shè)備21放置在清洗空間內(nèi)部的設(shè)計的靈活性。
(實施方案3)圖10為顯示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的一個示例的示意圖。
本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備包括第一純水容器5a；第二純水容器5b；電源3；微波振蕩管1，其通過電纜連接到電源3并且具有能夠產(chǎn)生微波的磁控管2；波導(dǎo)管4，其將由微波振蕩器1產(chǎn)生的微波傳遞到第一純水容器5a和第二純水容器5b，并且用微波輻射第一純水容器5a和第二純水容器5b；反射器(微波反射器元件)22，其被設(shè)置在波導(dǎo)管4的分支點(diǎn)處并且由能夠反射微波的材料制成；以及微波阻擋板6，其圍繞第一純水容器5a和第二純水容器5b的整個表面，以防止微波泄漏。本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備的特征在于將由一個磁控管2產(chǎn)生的微波施加到兩個或多個純水容器上。
根據(jù)本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備，為了加熱存儲在第一純水容器5a中的純水，接通電源3以便操作微波振蕩器1，由此從磁控管2產(chǎn)生微波。然后，將設(shè)置在波導(dǎo)管4的分支點(diǎn)處的反射器22從第一純水容器5a側(cè)轉(zhuǎn)向第二純水容器5b側(cè)以反射微波，由此向第一純水容器5a傳遞微波。這樣，將微波從波導(dǎo)管4的位于第一純水容器5a側(cè)的出口施加到第一純水容器5a。結(jié)果，在第一純水容器5a中的純水能夠被以非接觸的方式加熱。
為了在加熱在純水容器5a中的純水之后將存儲在第二純水容器5b中的純水加熱到預(yù)定溫度，將設(shè)置在波導(dǎo)管4的分支點(diǎn)處的反射器22從第二純水容器5b側(cè)轉(zhuǎn)向第一純水容器5a側(cè)。這樣，將在反射器22上反射的微波的傳遞方向切換成向著第二純水容器5b傳遞微波。由此，將微波從波導(dǎo)管4的位于第二純水容器5b側(cè)的出口施加到第二純水容器5b，從而以非接觸的方式加熱在第一純水容器5a中的純水。
為了在加熱在第二純水容器5b中的純水期間還能夠控制在第一純水容器5a中的熱水的溫度，在必要時操作設(shè)置在波導(dǎo)管4中的反射器22，以便向第一純水容器5a施加微波。如果在必要時切換微波的行進(jìn)方向的條件下如此地將微波施加到第一純水容器5a或第二純水容器5b，這能夠同時或者具有一時間延遲地加熱在第一純水容器5a或第二純水容器5b中的純水并且同時控制其中純水的溫度。
給出了為本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備設(shè)置兩個純水容器的情況的說明。但是，甚至在設(shè)置了三個或更多個純水容器時也能夠同樣地加熱純水。其它基本操作和結(jié)構(gòu)與在本發(fā)明第一實施方案中說明的那些相同。
當(dāng)從上方看時，根據(jù)如圖10所示的本實施方案的熱水生產(chǎn)設(shè)備，由一個磁控管2產(chǎn)生的微波通過反射器22被切換，以便被施加到兩個或多個純水容器。這能夠減少磁控管、振蕩器以及電源的數(shù)量，并且減少用于熱水生產(chǎn)設(shè)備的投資成本及其維護(hù)成本。另外，能夠減小由熱水生產(chǎn)設(shè)備所占據(jù)的空間。
即使當(dāng)波導(dǎo)管4具有幾十米(例如30米)的長度時，微波也幾乎不會衰減。這允許波導(dǎo)管4游動并且增加在熱水生產(chǎn)設(shè)備的安裝過程中的靈活性。
盡管在本實施方案中說明了用于通過加熱純水來生產(chǎn)熱水的設(shè)備，如上所述地，還能夠加熱在制備容器中制備的清洗或化學(xué)溶液。
(實施方案4)圖11為顯示出根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的清洗液加熱設(shè)備和清洗設(shè)備的一個示例的示意圖。該實施方案的清洗液加熱設(shè)備和清洗設(shè)備的特征在于，通過包括加熱容器23的環(huán)流管線加熱位于清洗容器中的清洗液。
如圖11所示的該實施方案的清洗設(shè)備包括用于存儲清洗液28的清洗容器27；用于使存儲在清洗容器27中的清洗液28循環(huán)的環(huán)流管線(管道)26；清洗液加熱設(shè)備，其被設(shè)置在環(huán)流管線26中并且包括用于加熱清洗液28的加熱容器23；沿著環(huán)流管線26的某處設(shè)置以便輸送清洗液28的環(huán)流泵24；以及過濾器25，其被設(shè)置在環(huán)流管線26中并且用于除去清洗液28中的顆粒。清洗容器27被分成例如一內(nèi)部容器和一外部容器。
通過用加熱容器23替換圖1中所示的熱水生產(chǎn)設(shè)備的純水容器而獲得該清洗液加熱設(shè)備，且該清洗液加熱設(shè)備除了加熱容器23之外還包括電源3；微波振蕩器1，其通過電纜連接到電源3并且具有能夠產(chǎn)生微波的磁控管2；波導(dǎo)管4，其將從微波振蕩器1產(chǎn)生的微波傳遞到加熱容器23并且用微波輻射加熱容器23；微波阻擋板6，其圍繞加熱容器23的整個表面并且防止微波泄漏；防微波泄漏阻流管11，其被設(shè)置在加熱容器23和環(huán)流管線26之間的接頭處。微波振蕩器1、電源3以及波導(dǎo)管4可以被放置在清洗設(shè)備的內(nèi)部或者清洗設(shè)備的外部。
在本實施方案的清洗設(shè)備中，清洗液28從清洗容器27的外部容器流入環(huán)流管線26，而后通過環(huán)流泵24并且被輸送到位于清洗液加熱設(shè)備中的加熱容器23。在加熱容器23中，從位于微波振蕩器1中的磁控管2產(chǎn)生的微波經(jīng)過波導(dǎo)管4的內(nèi)部并且穿過加熱容器23，以便被施加到清洗液28上。這樣來加熱清洗液28。被加熱的清洗液28從加熱容器23流入環(huán)流管線26以到達(dá)過濾器25。在清洗液28中的顆粒由過濾器25除去，然后清洗液28返回到清洗容器27的內(nèi)部容器。重復(fù)上述過程允許清洗液28在循環(huán)的同時被加熱。通過控制微波的振蕩功率來控制清洗液28的溫度，從而將清洗液28保持在預(yù)定的溫度。
通過使從以下一組溶液中選取的兩種或三種溶液與純水以預(yù)定混合比混合而獲得清洗液來作為用于清洗半導(dǎo)體基底的清洗液28，所述一組溶液為諸如氨水的堿性化學(xué)溶液、諸如硫酸和鹽酸的酸性化學(xué)溶液、諸如過氧化氫和臭氧水(ozone water)的氧化劑化學(xué)溶液。由于可從商業(yè)渠道獲得的堿性和酸性化學(xué)溶液大多為水溶液，所以清洗液28也為一種水溶液。因此，向清洗液28施加微波使在清洗液28中的水分子振動并由此產(chǎn)生熱，從而加熱清洗液28。
為了能夠利用清洗效率提高的清洗液在更短的時間內(nèi)從半導(dǎo)體基底的頂表面上有效地除去諸如顆?；蚪饘匐s質(zhì)的雜質(zhì)，將采用已經(jīng)被加熱到預(yù)定溫度(例如70℃)的清洗液。就此而言，為了縮短加熱清洗液所需的周期，通常將在制備容器中預(yù)先加熱的清洗液或者預(yù)先加熱的熱水以及預(yù)先加熱的化學(xué)溶液供應(yīng)到清洗容器中。因此，在許多情況下，清洗液在清洗容器中的加熱使清洗液的溫度增加了大約2-3℃，從而控制其溫度或者在其供應(yīng)過程中使其溫度增加大約10℃。因而無需大功率的微波振蕩器。能夠通過例如幾千瓦的小功率的微波振蕩器充分地增加清洗液的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的清洗設(shè)備，微波并沒有被施加在經(jīng)過用于環(huán)流管線26的管道的清洗液28上，而是被施加到暫時地存儲在加熱容器23中的清洗液28上。因此，可以通過便宜的小功率微波振蕩器1更加有效地加熱清洗液28。當(dāng)將微波施加在經(jīng)過用于環(huán)流管線26的管道的清洗液28上時，由于清洗液28的流速太快，所以清洗液28只能在微波施加的位置處停留很短的一段時間。這使得在不增加微波功率的條件下使清洗液28的溫度增加到預(yù)定溫度變得很困難。結(jié)果，根據(jù)已知的加熱方法需要昂貴的大功率微波振蕩器。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的加熱方法，清洗液28在加熱容器23中的臨時存儲使在加熱容器23中的清洗液28的流速急劇減小。這能夠增加微波施加到清洗液28的過程的時間。結(jié)果，能夠采用便宜的小功率微波振蕩器加熱清洗液。
對于連接到加熱容器23的環(huán)流管線26的用于清洗液28的管道來說，具有小于或等于四分之一微波波長的直徑(這允許阻擋微波)是很困難的。其原因在于，通常環(huán)流管線26所需的流速為10-20L/min。鑒于上述情況，如果將阻流管11安裝到用于環(huán)流管線26的管連接處，這能夠減少微波從這些接頭處的泄漏。
另外，如上所述，波導(dǎo)管4必須由這樣的材料制成，即，該材料不允許微波穿透過和在其中被吸收，而是反射微波。與波導(dǎo)管4相同地，微波阻擋板6也必須由這樣的材料制成，即，該材料反射微波，而不允許微波穿透過和在其中被吸收。因此，金屬被用作波導(dǎo)管4和微波阻擋板6的材料。為了防止波導(dǎo)管4和微波阻擋板6受到在清洗設(shè)備中的化學(xué)環(huán)境的侵蝕，優(yōu)選地將由耐化學(xué)性材料(例如，氟塑料)制成的涂層施加到波導(dǎo)管4和微波阻擋板6的內(nèi)表面和外表面上，微波可以穿透該涂層。
加熱容器23由這樣的材料制成微波能穿透該材料而該材料不會溶解到清洗液28中以及和清洗液28發(fā)生反應(yīng)，該材料能夠提供如此高程度的清潔度，即，該材料能夠被用于清洗半導(dǎo)體基底的目的，該材料例如石英和氟塑料?？赏ㄟ^加熱容器23的頂部、其側(cè)部和其底部中的至少一個向加熱容器23施加微波。如果沿著與清洗液28的流動方向相反的方向(即，通過加熱容器23的頂部)向清洗液28施加微波，則能夠更有效地加熱清洗液28。
圖11示出了沒有將半導(dǎo)體基底放入到清洗容器27中的狀態(tài)。但是，由于本發(fā)明的一個目的是加熱清洗液28，不用說，能夠加熱清洗液28以便在半導(dǎo)體基底被浸入清洗容器27中清洗的過程中也控制清洗液28的溫度。
由上述可見，根據(jù)如圖11所示的該實施方案的清洗設(shè)備，清洗液28被暫時地存儲在清洗液28的環(huán)流管線26中的加熱容器23內(nèi)，并且將微波施加到所存儲的清洗液28上以便加熱該清洗液28。由于如此減小了清洗液28的流速，因而增加了微波施加到清洗液28的過程的時間。結(jié)果，能夠甚至通過便宜的小功率微波振蕩器1來有效地加熱清洗液28。
以非接觸的方式加熱清洗液28能夠防止金屬雜質(zhì)從加熱器進(jìn)入清洗液28，并且能夠提供高的加熱效率。此外，由于能夠減少在加熱容器23附近產(chǎn)生的熱量，所以能夠?qū)⑶逑匆杭訜嵩O(shè)備放入清洗設(shè)備中。因而，能夠節(jié)省用于清洗設(shè)備的空間。另外，由于可與應(yīng)用微波的啟動和停止一起瞬時地啟動和停止加熱，所以與采用熱傳導(dǎo)的加熱方法相比能夠提供對加熱操作的良好的響應(yīng)并且改善了溫度可控性。而且，由于在磁控管2的維護(hù)和更換過程中無需打開環(huán)流管線26，所以方便其維護(hù)和更換操作，并且能夠防止雜質(zhì)由于該操作而進(jìn)入清洗液28。
如上所述，本發(fā)明的液體加熱設(shè)備不僅被廣泛地用于提供用于半導(dǎo)體基底等的加熱的清洗液的目的，而且還被廣泛地用于加熱包括水的液體的目的。
權(quán)利要求
1.一種液體加熱設(shè)備，其包括用于存儲第一液體的第一貯液器；用于將第一液體供應(yīng)到第一貯液器的供應(yīng)通道；用于從第一貯液器排出第一液體的排液管；用于產(chǎn)生能夠加熱第一液體的微波的微波振蕩器；用于將微波傳遞到第一貯液器并且透過第一貯液器將微波施加在第一液體上的波導(dǎo)管；以及用于防止微波從第一貯液器泄漏出的微波阻斷器。
2.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，進(jìn)一步包括阻流管，其被連接到在位于供應(yīng)通道和第一貯液器之間以及位于排液管和第一貯液器之間的多個連接處中的至少一個上，用于防止微波的泄漏。
3.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，供應(yīng)通道和排液管中的至少一個在與第一貯液器的連接處具有多個分支，每個所述分支的直徑等于或小于微波波長的四分之一。
4.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，進(jìn)一步包括由耐化學(xué)性材料構(gòu)成的化學(xué)劑隔離層，其被附著到波導(dǎo)管的微波輻射出口上，以防止化學(xué)溶液進(jìn)入波導(dǎo)管。
5.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，進(jìn)一步包括一攪拌器，將該攪拌器連接到波導(dǎo)管的微波輻射出口上，以便散射施加到第一貯液器的微波。
6.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，所述波導(dǎo)管的內(nèi)表面和外表面涂覆有耐化學(xué)性材料。
7.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，設(shè)置一用于波導(dǎo)管的氣體進(jìn)入管，氣體由該氣體進(jìn)入管進(jìn)入，以便在波導(dǎo)管內(nèi)形成正壓力。
8.如權(quán)利要求7所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，所述氣體為惰性氣體。
9.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，所述微波阻斷器涂覆有耐化學(xué)性材料。
10.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，進(jìn)一步包括用于存儲第二液體的第二貯液器；分支波導(dǎo)管，其從波導(dǎo)管開始分支，以便向第二儲液器傳遞由微波振蕩器產(chǎn)生的微波，并且經(jīng)過第二儲液器將微波施加到第二液體上；以及可動的微波反射器元件，其被設(shè)置在位于波導(dǎo)管和分支波導(dǎo)管之間的匯合處，并且由反射微波的材料制成。
11.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，所述波導(dǎo)管由金屬材料制成。
12.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，所述微波阻斷器由金屬材料制成。
13.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，所述第一儲液器由氟塑料或石英制成。
14.如權(quán)利要求4所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，化學(xué)劑隔離層由氟塑料制成。
15.如權(quán)利要求1所述的液體加熱設(shè)備，其特征在于，所述波導(dǎo)管被連接到儲液器的底部。
16.一種清洗設(shè)備，包括用于加熱液體的液體加熱裝置和具有用于存儲清洗液的清洗容器的清洗裝置，其中，所述液體加熱裝置包括安裝在清洗裝置中的用于存儲液體的儲液器；用于將液體供應(yīng)到儲液器的供應(yīng)通道；用于從儲液器排放液體的排液管；用于產(chǎn)生能夠加熱液體的微波的微波振蕩器；以及用于將微波傳遞到儲液器并且經(jīng)過儲液器將微波施加到液體上的波導(dǎo)管。
17.如權(quán)利要求16所述的清洗設(shè)備，其特征在于，將整個液體加熱裝置安置在清洗裝置中。
18.如權(quán)利要求16所述的清洗設(shè)備，其特征在于，存儲在儲液器中的液體可以是從包括純水、化學(xué)溶液和清洗液的組中選出的一種。
19.如權(quán)利要求16所述的清洗設(shè)備，進(jìn)一步包括一環(huán)流管道，該環(huán)流管道被連接到清洗容器上并且清洗液通過其在清洗容器中循環(huán)，其中，將儲液器放置在沿著環(huán)流管道的某個位置上并且該儲液器存儲通過環(huán)流管道循環(huán)的清洗液。
20.一種清洗方法，其采用這樣一種清洗設(shè)備，該設(shè)備包括用于存儲液體的儲液器；具有用于存儲清洗液的清洗容器的清洗裝置；用于產(chǎn)生能夠加熱液體的第一種微波的微波振蕩器；用于將第一種微波傳遞到儲液器并且將第一種微波經(jīng)過儲液器施加到液體上的波導(dǎo)管，所述方法包括以下步驟(a)在儲液器中存儲液體；(b)將第一類型微波施加到儲液器中的液體上以加熱該液體；(c)將在步驟(b)中加熱的液體輸送到清洗容器中；以及(d)將包含該液體的清洗液存儲到清洗容器中并且清洗待清洗的物體。
21.如權(quán)利要求20所述的清洗方法，其特征在于，存儲在儲液器中的液體為清洗液，而且在儲液器中的清洗液通過包括儲液器的環(huán)流管線循環(huán)。
22.如權(quán)利要求20所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗設(shè)備進(jìn)一步包括第一制備容器，以及所述方法進(jìn)一步包括在步驟(a)之前的在第一制備容器中制備清洗液以及向儲液器輸送清洗液的步驟。
23.如權(quán)利要求20所述的清洗方法，其特征在于，步驟(a)包括向儲液器供應(yīng)純水和化學(xué)溶液的步驟，并且將純水和化學(xué)溶液在儲液器中混合以制備清洗液。
24.如權(quán)利要求20所述的清洗方法，其特征在于，存儲在儲液器中的液體為純水，以及所述方法進(jìn)一步包括在步驟(c)和(d)之間的在清洗容器中混合純水和化學(xué)溶液以制備清洗液的步驟(e)。
25.如權(quán)利要求20所述的清洗方法，其特征在于，清洗設(shè)備進(jìn)一步包括第二制備容器，存儲在儲液器中的液體為純水，以及所述方法進(jìn)一步包括以下步驟(f)緊接在步驟(b)之后將加熱的純水輸送到第二制備容器；(g)在第二制備容器中混合純水和化學(xué)溶液以制備清洗液；以及(h)將在步驟(g)中制備的清洗液輸送到清洗容器。
26.如權(quán)利要求20所述的清洗方法，其特征在于，在步驟(b)中將頻率不同于第一種微波的第二種微波施加在儲液器中的液體上。
全文摘要
將微波施加到存儲在純水容器中的純水上，經(jīng)過密封的純水容器的頂部、其側(cè)部以及其底部中至少一個的，由此以非接觸的方式加熱純水。
文檔編號H01L21/306GK1731563SQ200510089920
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者三由裕一, 菅野恒, 佐藤泰夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社