专利名称：一种清洗单硅片的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种工业清洗方法及装置，具体的是用于清洗硅片的方法和装置，特别是用于清洗单硅片的方法及装置。
背景技术：
半导体工业中，硅片的清洗通常分为批式清洗和单硅片清洗两种方式。与批式清洗相比，单硅片清洗具有清洗效果好，清洗剂回收效率高，能有效防止交叉污染，不易损坏硅片等优势。随着硅片产品尺寸的增大，硅片表面的CD(critical dimension)线条的密集度增加，其线条越来越脆弱，硅片本身也越来越易损。为防止在硅片清洗中对硅片造成损伤，对清洗工艺的要求也就越来越高。而单硅片清洗的方法更便于精确控制和调节，对防止带有超声或兆声能量的清洗液对硅片材料和电路的损伤，有着更多的优越性。但目前使用的一些单硅片清洗的方法有一些不足清洗过程的控制不够精确，容易出现漏洗和重复，影响清洗的效果和效率。因此，需要提出一种改进的单硅片的清洗方法及装置。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出一种单硅片的清洗方法及装置。该方法和装置控制精确，调节灵活，清洗的效果好，效率高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种单硅片的清洗方法，其特征在于主要包括以下步骤(1)设置带超声或兆声发生器的清洗液喷射装置根据需要配置功率大小适合的超声或兆声发生器，设置能产生适合的有效清洗液射流的喷嘴和配套管路，将超声或兆声发生器与喷嘴装配在一起，并且固定设置在一移动架上；所述喷嘴可以上下移动，喷嘴与单硅片的距离可调，并且喷头与单硅片的表面呈30-90度角。
(2)装配直线移动装置给上述清洗液喷射装置配置上能做直线移动的直线移动装置，选用调速电机，配以精确转速控制器，该调速电机带动清洗液喷射装置沿单硅片的半径做径向直线移动；(3)设置单硅片水平旋转装置设置单硅片托架，配置水平旋转装置，选用调速电机，配以精确转速控制器，该调速电机带动单硅片在托架上做水平旋转；(4)设置直线移动装置和水平旋转装置的速度设直线运动装置带动喷嘴沿硅片半径径向运动的速度为Vr，单位是mm/s；
设水平旋转装置带动单硅片做水平旋转运动的速度为Vω，单位是弧度/s；设喷嘴的射流的有效宽度为a，单位是mm；设清洗液射流到单硅片中心的距离为r，单位为mm；根据清洗的单硅片的具体情况、清洗液的性能和清洗液射流压力、清洗质量和效率的要求设置清洗的速度，也就是在水平旋转装置带动硅片旋转的同时，直线移动装置沿单硅片径向走完半径距离的速度，设为S，单位是mm/s；(5)建立方程式Vt＝a×VωS=V2r+r2×V2ω]]>方程式中S、a、r为已知数，有确定值；Vr、Vω为未知数，通过解上述方程组求得其值。
(6)根据第5步解出的数值分别在直线移动电机和旋转电机的控制器中设定转速值；(7)将喷头置于单硅片的边沿或中心起始点，开通清洗液喷头和电源，完成清洗过程。
本发明的一种单硅片的清洗方法采用硅片水平旋转，清洗液喷嘴径向直线移动，形成插补合成变速阿基米德螺线运动轨跡的方法，达到了超声或兆声能量在硅片上的均匀分布，满足以下三点要求a、清洗液均匀喷射在每个硅片点上；b、硅片表面上任何一点不漏掉；c、硅片上任何一点不重复。因此，本发明具有清洗效果好、清洗效率高、节约清洗液、硅片不易损伤的优点，而且操作简便，容易实现清洗工序全程自动化。
一种清洗单硅片方法的装置，其特征在于主要包括清洗腔、直线移动部件、水平旋转部件和控制部件组成，所述清洗腔为一个上开口的盆状体，中间设有所述水平旋转部件，该旋转部件设有一个硅片水平托架，该托架上设有固定硅片的卡销，托架下面通过密封穿过清洗腔底部的连轴与调速电机A传动连接，该调速电机下面设有升降气缸A；在清洗腔的底部还有出液口；所述直线移动部件设有一个支撑架，在该支撑架上设有超声或兆声能量发生器和与其装配在一起的清洗液喷嘴和管路，该支撑架通过一根连杆与调速电机B传动连接，该部件下面设有升降气缸B；还设有一个控制器与直线移动部件的调速电机A和水平旋转部件的调速电机B的调速器控制连接。
本发明的一种清洗单硅片方法所使用的装置，由于设置了直线移动的部件和水平旋转部件，清洗液喷嘴设在直线移动部件上，硅片安置在做水平旋转的部件上，并且设置了控制部件，该控制部件能够根据实际需求控制喷头做合成变速阿基米德螺线运动，这种清洗方式能做到在硅片的每个点上不漏掉不重复，而且清洗液能均匀有效地利用，所以，在保证等同清洗效果的条件下，比常规的清洗装置大大降低了对硅片条纹的损伤率，有效地提高了清洗的质量和清冼效率。本发明的装置具有结构新颖，操作简便，调节灵活，清洗效果好，清洗效率高，特别是硅片损伤率小的优点。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例下面通过实施例对本发明做进一步的说明实施例1一种清洗单硅片的方法主要包括以下步骤(1)设置带超声或兆声发生器的清洗液喷射装置根据需要配置功率为的兆声发生器，设置能产生有效清洗液射流5mm的喷嘴和配套管路，将超声或兆声发生器与喷嘴装配在一起，并且固定设置在一移动架上；所述喷嘴可以上下移动，喷嘴与单硅片的距离可调，并且喷头与单硅片的表面呈30-90度角。
(2)装配直线移动装置给上述清洗液喷射装置配置上能做直线移动的直线移动装置，选用松下伺服电机，配以欧姆龙伺服器，该调速电机带动清洗液喷射装置沿单硅片的半径做径向直线移动；(3)设置单硅片水平旋转装置设置单硅片托架，配置水平旋转装置，选用松下伺服电机，配以欧姆龙伺服器，该调速电机带动单硅片在托架上做水平旋转；(4)设置直线移动装置和水平旋转装置的速度设直线运动装置带动喷嘴沿硅片半径径向运动的速度为Vr，单位是mm/s；设水平旋转装置带动单硅片做水平旋转运动的速度为Vω，单位是弧度/s；设喷嘴的射流的有效宽度为a＝5mm；设清洗液射流到单硅片中心的距离为r，单位为mm；根据清洗的单硅片的具体情况、清洗液的性能和清洗液射流压力、清洗质量和效率的要求设置清洗的速度，也就是在水平旋转装置带动硅片旋转的同时，直线移动装置沿单硅片径向走完半径距离的速度，设为S＝10mm/秒，单硅片的直径为200mm；(5)建立方程式Vr＝a×VωS=V2r+r2×V2ω]]>方程式中S、a、r为已知数，有确定值；Vr、V ω为未知数，通过解上述方程组求得其值Vr＝50mm/r、Vω＝Vr/5，其中r表示以单硅片的中心为原点到当前水流位置的径向长度，采用插补控制旋转运动电机为直线运动电机速度的1/5；(6)根据第5步解出的数值分别在直线移动电机和旋转电机的控制器中设定转速值，即采用编程的方式把所得数值写入电机控制器；(7)将喷头置于单硅片的边沿起始点，开通清洗液喷头和电源，完成清洗过程。
实施例2一种清洗单硅片方法的装置，主要包括清洗腔、直线移动部件、水平旋转部件和控制部件组成，所述清洗腔1为一个上开口的盆状体，中间设有所述水平旋转部件，该旋转部件设有一个硅片水平托架2，该托架上设有固定硅片5的卡销2.1，托架下面通过密封穿过清洗腔底部的连轴2.2与调速电机A2.3传动连接，该调速电机下面设有升降气缸A2.4；在清洗腔的底部还有出液口1.1；所述直线移动部件设有一个支撑架3.3，在该支撑架上设有兆声能量发生器3和与其装配在一起的清洗液喷嘴3.1和管路3.2，该支撑架通过一根连杆3.4与调速电机B3.5传动连接，该部件下面设有升降气缸B3.6；还设有一个控制器4与直线移动部件的调速电机A和水平旋转部件的调速电机B的调速器控制连接。
使用实施例2中的本发明装置与不按照这种轨迹清洗的常规的单硅片清洗装置相比较，在相同的兆声能量下，用扫描电镜观察发现，采用本实施例的装置清洗对硅片上条纹没有损伤，而不用这种轨迹的清洗方法在达到同样清洗效果的前提下，对硅片上的条纹损伤很大。当兆声能量降低时，不用这种轨迹的清洗会减少硅片上的损伤，但是会降低清洗效果，会留有很多残留的颗粒污物。所以这种轨迹的清洗方法效果很好。
权利要求
1.一种单硅片的清洗方法，其特征在于包括以下步骤(1)设置带超声或兆声发生器的清洗液喷射装置根据需要配置功率大小适合的超声或兆声发生器，设置能产生适合的有效清洗液射流的喷嘴和配套管路，将超声或兆声发生器与喷嘴装配在一起，并且固定设置在一移动架上；所述喷嘴可以上下移动，喷嘴与单硅片的距离可调，并且喷头与单硅片的表面呈30-90度角。(2)装配直线移动装置给上述清洗液喷射装置配置上能做直线移动的直线移动装置，选用调速电机，配以精确转速控制器，该调速电机带动清洗液喷射装置沿单硅片的半径做径向直线移动；(3)设置单硅片水平旋转装置设置单硅片托架，配置水平旋转装置，选用调速电机，配以精确转速控制器，该调速电机带动单硅片在托架上做水平旋转；(4)设置直线移动装置和水平旋转装置的速度设直线运动装置带动喷嘴沿硅片半径径向运动的速度为Vr，单位是mm/s；设水平旋转装置带动单硅片做水平旋转运动的速度为Vω，单位是弧度/s；设喷嘴的射流的有效宽度为a，单位是mm；设清洗液射流到单硅片中心的距离为r，单位为mm；根据清洗的单硅片的具体情况、清洗液的性能和清洗液射流压力、清洗质量和效率的要求设置清洗的速度，也就是在水平旋转装置带动硅片旋转的同时，直线移动装置沿单硅片径向走完半径距离的速度，设为S，单位是mm/s；(5)建立方程式Vr＝a ×VωS=V2r+r2×V2ω]]>方程式中S、a、r为已知数，有确定值；Vr、Vω为未知数，通过解上述方程组求得其值。(6)根据第5步解出的数值分别在直线移动电机和旋转电机的控制器中设定转速值；(7)将喷头置于单硅片的边沿或中心起始点，开通清洗液喷头和电源，完成清洗过程。
2.根据权利要求1所述的一种清洗单硅片方法的装置，其特征在于主要包括清洗腔、直线移动部件、水平旋转部件和控制部件组成，所述清洗腔(1)为一个上开口的盆状体，中间设有所述水平旋转部件，该旋转部件设有一个硅片水平托架(2)，该托架上设有固定硅片(5)的卡销(2.1)，托架下面通过密封穿过清洗腔底部的连轴(2.2)与调速电机A(2.3)传动连接，该调速电机下面设有升降气缸A(2.4)；在清洗腔的底部还有出液口(1.1)；所述直线移动部件设有一个支撑架(3.3)，在该支撑架上设有超声或兆声能量发生器(3)和与其装配在一起的清洗液喷嘴(3.1)和管路(3.2)，该支撑架通过一根连杆(3.4)与调速电机B(3.5)传动连接，该部件下面设有升降气缸B(3.6)；还设有一个控制器(4)与直线移动部件的调速电机A和水平旋转部件的调速电机B的调速器控制连接。
全文摘要
本发明涉及一种单硅片的清洗方法及装置，方法主要包括以下步骤1.设置带超声或兆声发生器的清洗液喷射装置；2.装配直线移动装置；3.设置单硅片水平旋转装置；4.设置直线移动装置和水平旋转装置的速度；5.建立方程组，通过解方程组求得其值；6.根据第5步解出的数值在电机的控制器中设定转速值；7.开机完成清洗过程。该清洗方法的装置主要包括清洗腔、直线移动部件、水平旋转部件和控制部件组成，水平旋转部件由托架、连轴、调速电机和升降气缸组成；直线移动部件由支撑架、超声或兆声能量发生器、喷嘴、管路、调速电机、升降气缸组成，设有一个控制器与电机调速器控制连接。本发明适用于单片硅片的清洗，具有控制灵活精确，不损伤硅片的特点。
文档编号B08B3/10GK101069888SQ20071011890
公开日2007年11月14日 申请日期2007年6月14日 优先权日2007年6月14日
发明者韩雷刚, 王锐廷, 郭训容, 刘效桢, 王广明 申请人:北京七星华创电子股份有限公司