一种用于半导体基片兆声波清洗装置的制作方法

本发明涉及微电子芯片制备技术领域，尤其涉及一种用于半导体基片兆声波清洗装置。

背景技术：

半导体芯片制造业一直在提高制造芯片的工艺技术。这工艺技术的提高的一个目标是降低在基片上制备芯片的时间，提高基片上产出芯片的良率，例如降低基片处理过程中产生的污染，减少工艺制备步骤，提高均匀性，从而降低制造成本。

在处理过程中，基片的一面或双面都会接触到液相、气相流体，这些流体用于刻蚀、清洗、干燥和钝化基片的表面。对于成功的工艺过程，控制工艺流体在表面的应用是非常重要的。

目前，多种方法与装备应用于这种流体工艺过程，然而这些设备和工艺的一个主要缺点是化学品和水的消耗量较大，大多数化学品具有毒性，需要特殊的处理和存储方式，并且会对人的健康和环境产生影响，这些均增加了制造成本。因此减少制备过程中化学品和水的用量是非常必须。

超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。超声波清洗机原理主要是通过换能器，将功率超声频源的声能转换成机械振动，通过清洗槽壁将超声波辐射到槽子中的清洗液。由于受到超声波的辐射，使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。

当声压或者声强受到压力到达一定程度时候，气泡就会迅速膨胀，然后又 突然闭合。在这段过程中，气泡闭合的瞬间产生冲击波，使气泡周围产生112-113pa的压力及局调温，这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击。

一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动使污层脱落，由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化、固体粒子自行脱落，超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，所有这些作用，能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见，凡是液体能浸到且声场存在的地方都有清洗作用，其特点适用于表面形状非常复杂的零件的清洗。尤其是采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，从而大大降低环境污染。

过去，声波用于半导体处理，声波可以在化学品流体中产生空泡，这些空泡部份真空，可以移动基片表面的颗粒，清洗微电子器件。应用高能量声波，可以降低化学品液体浓度，增加去除颗粒杂质的可能性。但是过高的声波能量，将会损坏器件表面介质材料结构。如何使用声波去除表面杂质颗粒，同时又不破坏表面的结构，一直是半导体器件制备过程中存在的一个问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于半导体基片兆声波清洗装置，可以有效减少现有技术中声波装置对声波的抑制作用，增加清洗装置对基片的处理效果。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于半导体基片兆声波清洗装置，所述清洗装置包括：

处理腔，所述处理腔内设有用于清洗基片的清洗介质；

基片夹持机构，所述基片夹持机构设置在所述处理腔上方，用于夹持所述基片，使所述基片浸没于所述清洗介质中；

声波发生器，所述声波发生器设置在所述处理腔的底部，所述声波发生器的声波发射平面与所述基片的处理面具有一夹角，所述声波发生器的声波发射面可覆盖所述基片的处理面。

进一步地，所述清洗装置还包括：

进液口，所述进液口设置于所述处理腔的一侧，所述清洗介质通过所述进液口进入所述处理腔中；

出液口，所述出液口设置于所述处理腔的另一侧，当所述清洗介质的液面高度超过所述出液口时，所述清洗介质从所述出液口流出；

其中，所述出液口相对于所述处理腔底部的高度高于所述进液口相对于所述处理腔底部的高度。

进一步地，所述基片夹持机构包括：

基片夹持盘，所述基片夹持盘设置在所述处理腔的上方；

夹持杆，所述夹持杆用于夹持所述基片；

调节栓，所述调节栓用于将所述夹持杆固定在所述基片夹持盘上；

其中，所述调节栓可调节所述夹持杆的高度，使得所述基片浸没于所述清洗介质中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中基片的处理面与声波发生器的声波发射平面形成一定角度，该角 度可以使声波能量有一个自然的出口和流动路径。这种结构可以避免声波在声波发生器与基片的处理面之间反复持续震动，使得声波沿着一定路径导出基片处理面与声波发生器之间的区域，减少了相互之间的干扰和抑制作用，增加处理效率。同时，具有一定角度放置的声波发生器可以提升清洗介质在基片处理面的分布，并使清洗介质能够快速充分的排出装置。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于半导体基片兆声波清洗装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中声波发生器与基片之间的声波传导示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本实施例提供一种用于半导体基片兆声波清洗装置，所述清洗装置包括：处理腔2，所述处理腔2内设有用于清洗基片的清洗介质8；基片夹持机构，所述基片夹持机构设置在所述处理腔2上方，用于夹持所述基片6，使所述基片6浸没于所述清洗介质8中；声波发生器9，所述声波发生器9设置在所述处理腔2的底部，所述声波发生器9的声波发射平面与所述基片6的处理面具有一夹角，该夹角的表现方式可以所述基片6在所述清洗介质8中呈水平状态，所述声波发生器9的声波发射平面与所述基片6的处理面具有一定角度，所述声波发生器9的声波发射面可覆盖所述基片6的处理面。

本实施例中，所述清洗装置还包括：进液口3，所述进液口3设置于所述处 理腔2的一侧，所述清洗介质8通过所述进液口3进入所述处理腔2中；出液口7，所述出液口7设置于所述处理腔2的另一侧，当所述清洗介质8的液面高度超过所述出液口7时，所述清洗介质从8所述出液口7流出；其中，所述出液口7相对于所述处理腔2底部的高度高于所述进液口3相对于所述处理腔2底部的高度。

本实施例中，所述基片夹持机构包括：基片夹持盘1，所述基片夹持盘1设置在所述处理腔2的上方；夹持杆5，所述夹持杆5用于夹持所述基片6；调节栓4，所述调节栓4用于将所述夹持杆5固定在所述基片夹持盘1上；其中，所述调节栓4可调节所述夹持杆5的高度，使得所述基片6可上下移动，浸没于所述清洗介质8中。

本实施例在使用时，清洗介质8通过进液口3进入处理腔2中，当清洗介质8的液面高度超过出液口7时，超出的清洗介质8将从出液口7流出，从而使清洗液高度保持在进液口3与出液口7之间。待清洗的基片6被多个夹持杆5夹持，夹持杆5通过调节栓4固定在基片夹持盘1上，通过调节夹持杆5高度，使待清洗基片6介于进液口3和出液口7之间，使其浸没于清洗介质8中。

如图2所示，当基片6与声波发生器9的表面12之间有一定的倾斜角度，声波发生器9产生声波10，声波10在清洗介质中传播，在基片6表面形成反射波11射向声波发生器9的表面12，从而声波在基片6与发生器9的表面12之间多次反射，最终声波10和11传导出基片6和声波发器9之间，不再撞击基片6的清洗表面。若基片与声波发生器的表面平行，声波在二者之间的清洗介质中不停传导反射，撞击基片6的清洗面，损伤表面的微观图型。

利用本发明的装置处理半导体基片，可以在基片表面产均匀的声波分布，有效减少以前声波装置的对声波的抑制作用，提升装置中液体清洗介质的流动 状态，增加整个装置的处理效果。在本发明装置中，放置的基片处理面对声波发生器形成一定角度，该角度可以使声波能量有一个自然的出口和流动路径。这种设计可以避免声波在声波源与基片处理面之间反复持续震动，声波沿着一定路径导出基片处理面与声波源之间的区域，减少了相互之间的干扰和抑制作用，增加处理效率。同时，具有一定角度放置的声波发生器可以提升清洗介质在基片处理面的分布，并使清洗介质能够快速充分的排出装置。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。