CN102513305B - 半导体硅片的清洗装置及其清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体硅片的清洗装置，该清洗装置包括杠杆、两个振荡器、与所述振荡器连接的平衡控制单元，所述平衡控制单元与硅片上的清洗液层接触，所述两个振荡器分别固定在所述杠杆上，所述杠杆、振荡器以及平衡控制单元组成力矩平衡***。本发明还提供一种半导体硅片的清洗方法。本发明提供的半导体硅片的清洗装置以及清洗方法，利用振荡器发出的超声波或兆声波清洗硅片表面的过程中，利用平衡控制单元判断硅片表面与振荡器是否保持平行，并且可以通过设置的杠杆调节振荡器的高度，使硅片表面始终与振荡器保持相互平行，从而保证了硅片表面各个位置的声波能量密度相同，使硅片表面各个位置达到的清洗力度相同，提高了清洗效果。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路工艺技术领域，具体涉及一种半导体硅片的清洗装置及其清洗方法。
背景技术
伴随集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积正变得越来越小，这导致了非常微小的颗粒也变得足以影响半导体器件的制造和性能，所以，硅片清洗工艺也变得越来越重要。对于这些微小的颗粒，传统的流体清洗方法并不能够非常有效地去除它们。这是由于在半导体硅片表面和清洗液体之间存在着一个相对静止的边界层。当附着在硅片表面的颗粒直径小于边界层厚度时，清洗液体的流动无法对颗粒产生作用。为了改善这个问题，超声波和兆声波被引入了半导体清洗工艺。超声波能量可以在水中产生微小的气泡，当气泡爆开时所产生的震动将有助于剥离那些附着在硅片上的微小颗粒，从而洗净硅片。
众所周知，当硅片在工艺腔内进行清洗时，由于机械结构日久变形或者热胀冷缩等原因，不可能始终都和超声波振荡器保持水平位置。如果硅片和超声波振荡器形成一定的夹角，那么硅片各个位置的超声波能量密度就会有所不同，可能会产生出扇形区域的清洗不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提出一种半导体硅片的清洗装置及其清洗方法，以解决在硅片与振荡器不平行时产生扇形区域清洗不均匀的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种半导体硅片的清洗装置，该清洗装置包括杠杆、两个振荡器、与所述振荡器连接的平衡控制单元，所述平衡控制单元与硅片上的清洗液层接触，所述两个振荡器分别固定在所述杠杆上，所述杠杆、振荡器以及平衡控制单元组成力矩平衡***。
优选地，在所述半导体硅片的清洗装置中，所述两个振荡器分别位于所述杠杆的支点的两边。
优选地，在所述半导体硅片的清洗装置中，所述杠杆通过所述杠杆的支点活动连接在机械臂上。
优选地，在所述半导体硅片的清洗装置中，所述振荡器连接有信号发生器。
优选地，在所述半导体硅片的清洗装置中，所述信号发生器的输出功率为157-3532瓦特。
优选地，在所述半导体硅片的清洗装置中，所述信号发生器的频率为200-3000千赫兹。
优选地，在所述半导体硅片的清洗装置中，所述平衡控制单元为浮力元件。
优选地，在所述半导体硅片的清洗装置中，所述振荡器为超声波振荡器或兆声波振荡器。
优选地，所述半导体硅片的清洗装置还包括旋转基座以及固定硅片的硅片支架，所述硅片支架固定在所述旋转基座上。
本发明还提供了一种半导体硅片的清洗方法，该清洗方法包括：使用清洗液清洗硅片表面，在所述硅片表面形成清洗液层；调节杠杆的位置，使固定在所述杠杆上的振荡器所连接的平衡控制单元与所述清洗液层接触；开启所述振荡器使所述振荡器正常工作；所述杠杆根据平衡控制单元受到的所述清洗液的浮力调节至杠杆***达到力矩平衡。
优选地，在所述半导体硅片的清洗方法中，利用与所述杠杆连接的机械臂降低所述杠杆的位置，使所述平衡控制单元与所述清洗液层接触。
优选地，在所述半导体硅片的清洗方法中，所述振荡器连接有信号发生器，所述信号发生器的输出功率为157-3532瓦特，所述信号发生器的频率为200-3000千赫兹。
与现有技术相比，本发明提供的半导体硅片的清洗装置，利用振荡器发出的超声波或兆声波清洗硅片表面的过程中，利用平衡控制单元判断硅片表面与振荡器是否保持平行，并且可以通过设置的杠杆调节振荡器的高度，使硅片表面始终与振荡器保持相互平行，从而保证了硅片表面各个位置的声波能量密度相同，使硅片表面各个位置达到的清洗力度相同，提高了清洗效果。
本发明提供的半导体硅片的清洗方法，将平衡控制单元与清洗液层接触，根据受到的浮力判断硅片表面与振荡器是否保持平行，而与振荡器连接的杠杆可以调节振荡器的高度以使杠杆***达到力矩平衡，即硅片表面与振荡器保持平行，保证了硅片表面的清洗均匀度。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的半导体硅片的清洗装置的结构剖面示意图；
图2所示为本发明较佳实施例的半导体硅片的清洗方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的半导体硅片的清洗装置及清洗方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，本发明提供的半导体硅片的清洗装置，利用振荡器发出的超声波或兆声波清洗硅片表面的过程中，利用平衡控制单元判断硅片表面与振荡器是否保持平行，并且可以通过设置的杠杆调节振荡器的高度，使硅片表面始终与振荡器保持相互平行，从而保证了硅片表面各个位置的声波能量密度相同，使硅片表面各个位置达到的清洗力度相同，提高了清洗效果。本发明提供的半导体硅片的清洗方法，将平衡控制单元与清洗液层接触，根据受到的浮力判断硅片表面与振荡器是否保持平行，而与振荡器连接的杠杆可以调节振荡器的高度以使杠杆***达到力矩平衡，即硅片表面与振荡器保持平行，保证了硅片表面的清洗均匀度。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的半导体硅片的清洗装置的结构剖面示意图。本发明提供一种半导体硅片的清洗装置，该清洗装置包括杠杆11、两个振荡器12、与所述振荡器12连接的平衡控制单元13，所述平衡控制单元13与硅片14上的清洗液层15接触，所述两个振荡器12分别固定在所述杠杆11上，所述杠杆11、振荡器12以及平衡控制单元13组成力矩平衡***。
具体地，半导体硅片的清洗装置还包括旋转基座17以及固定硅片14的硅片支架18，所述硅片支架18固定在所述旋转基座17上，在本实施例中，利用旋转基座17对硅片14进行旋转清洗。
进一步地，所述振荡器12连接有信号发生器(图中未画出)，信号发生器的输出功率为157-3532瓦特，其频率为200-3000千赫兹。
在本实施例中，所述平衡控制单元13为浮力元件，通过浮力元件与硅片14表面的清洗液层15接触判断硅片14表面与振荡器12是否保持平行。所述振荡器12为超声波振荡器或兆声波振荡器，在本实施例中，所述振荡器12为超声波振荡器。
在本实施例中，所述两个振荡器12分别位于所述杠杆11的支点的两边，所述杠杆11通过所述杠杆的支点活动连接在机械臂16上。为了清楚的阐述本发明实施例，支点一边的振荡器12a连接平衡控制单元13a，支点另一边的振荡器12b连接平衡控制单元13b，并且振荡器12a、12b为形状结构以及功能均相同的装置，平衡控制单元13a、13b也为形状结构以及功能相同的元件。
图2所示为本发明较佳实施例的半导体硅片的清洗方法的步骤流程图。参照图2，本发明实施例提供的半导体硅片的清洗方法，包括：
S21、使用清洗液清洗硅片表面，在所述硅片表面形成清洗液层；
S22、调节杠杆的位置，使固定在所述杠杆上的振荡器所连接的平衡控制单元与所述清洗液层接触；
S23、开启所述振荡器使所述振荡器正常工作；
S24、所述杠杆根据平衡控制单元受到的所述清洗液的浮力调节至杠杆***达到力矩平衡。
硅片14表面利用清洗液进行旋转式清洗，在所述硅片14的表面形成清洗液层15。在进行调节杠杆11的高度前，首先确定整个杠杆***是否达到力矩平衡，确定力矩平衡后，利用与杠杆11连接的机械臂16调节杠杆11的位置，杠杆11的两边固定有振荡器12a、12b，使振荡器12a、12b分别连接的平衡控制单元13a、13b与清洗液层15接触，开启振荡器12a、12b使其正常工作，平衡控制单元13a、13b分别受到清洗液层15作用到其上的浮力，如果硅片14表面与振荡器12a、12b不保持平行，则平衡控制单元13a、13b与清洗液层15接触深浅不同，即平衡控制单元13a、13b受到的浮力大小不同，根据平衡控制单元13a、13b的受力情况调节杠杆11维持杠杆***的力矩平衡。例如平衡控制单元13a受到的浮力比平衡控制单元13b受到的浮力大，则平衡控制单元13a浸入的清洗液层15的深度比平衡控制单元13b浸入的清洗液层15的深度更大，即硅片14表面靠***衡控制单元13a倾斜，因此，需要通过杠杆11调节使平衡控制单元13a沿远离硅片14表面的方向运动，最终使振荡器12a、12b与硅片14表面保持平行，同时，杠杆***达到力矩平衡。通过上述杠杆11的调整能够使超声波振荡器发出超声波能量在硅片14表面均匀分布，最终提高了清洗效果。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (12)
1.一种半导体硅片的清洗装置，其特征在于，包括杠杆、两个振荡器、与所述振荡器连接的平衡控制单元，所述平衡控制单元与硅片上的清洗液层接触并判断所述硅片的表面与所述振荡器是否保持平行，所述两个振荡器分别固定在所述杠杆的支点的两边，所述杠杆用于调节所述两个振荡器的高度以使所述硅片的表面与所述振荡器保持平行；所述杠杆、振荡器以及平衡控制单元组成力矩平衡***。
2.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗装置，其特征在于，所述杠杆通过所述杠杆的支点活动连接在机械臂上。
3.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗装置，其特征在于，所述振荡器连接有信号发生器。
4.根据权利要求3所述的半导体硅片的清洗装置，其特征在于，所述信号发生器的输出功率为157～3532瓦特。
5.根据权利要求3所述的半导体硅片的清洗装置，其特征在于，所述信号发生器的频率为200～3000千赫兹。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体硅片的清洗装置，其特征在于，所述平衡控制单元为浮力元件，所述杠杆根据所述平衡控制单元受到的所述清洗液的浮力调节所述两个振荡器的高度。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体硅片的清洗装置，其特征在于，所述振荡器为超声波振荡器或兆声波振荡器。
8.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗装置，其特征在于，还包括旋转基座以及固定硅片的硅片支架，所述硅片支架固定在所述旋转基座上。
9.一种利用权利要求1所述的半导体硅片的清洗装置的清洗方法，其特征在于，包括：
使用清洗液清洗硅片表面，在所述硅片表面形成清洗液层；
调节杠杆的位置，使固定在所述杠杆上的振荡器所连接的平衡控制单元与所述清洗液层接触；
开启所述振荡器使所述振荡器正常工作；
所述杠杆根据平衡控制单元受到的所述清洗液的浮力调节至杠杆***达到力矩平衡。
10.根据权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，所述硅片固定在硅片支架上，所述硅片支架放置在旋转基座上，利用旋转基座对所述硅片表面进行旋转清洗。
11.根据权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，利用与所述杠杆连接的机械臂降低所述杠杆的位置，使所述平衡控制单元与所述清洗液层接触。
12.根据权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，所述振荡器连接有信号发生器，所述信号发生器的输出功率为157～3532瓦特，所述信号发生器的频率为200～3000千赫兹。
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