RU2243038C2 - Method and a device for a mega-acoustical cleaning of emulsion carriers - Google Patents
Method and a device for a mega-acoustical cleaning of emulsion carriersInfo
- Publication number
- RU2243038C2 RU2243038C2 RU2002132096/12A RU2002132096A RU2243038C2 RU 2243038 C2 RU2243038 C2 RU 2243038C2 RU 2002132096/12 A RU2002132096/12 A RU 2002132096/12A RU 2002132096 A RU2002132096 A RU 2002132096A RU 2243038 C2 RU2243038 C2 RU 2243038C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- cleaning
- substrate
- nozzle
- liquid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике индивидуальной очистки изделий и может быть использовано, например, при мегазвуковой очистке полупроводниковых пластин, а также фотошаблонов.The invention relates to techniques for individual cleaning of products and can be used, for example, with megasonic cleaning of semiconductor wafers, as well as photo masks.
Известны способы и устройства ультразвуковой очистки пластин в специальных ваннах [1], в которых УЗ-преобразователь (пьезоизлучатель) присоединяют ко дну или стенкам ванны с жидкостью, вызывая в ней кавитацию. Очистка изделий в этом случае производится в объеме и является групповой, что не обеспечивает качественную очистку изделий из-за всевозможных вносимых загрязнений. Кроме того, при применении УЗ-очистки на низких частотах в результате кавитации в жидкости происходит разрушение мелкоструктурных соединений и элементов на пластинах и фотошаблонах. Таким образом, низкочастотные системы оказываются непригодными при изготовлении структур с небольшими размерами.Known methods and devices for ultrasonic cleaning of plates in special baths [1], in which an ultrasonic transducer (piezoelectric transducer) is attached to the bottom or walls of the bath with liquid, causing cavitation in it. Cleaning of products in this case is carried out in volume and is a group, which does not provide high-quality cleaning of products due to all kinds of introduced pollution. In addition, when applying ultrasonic cleaning at low frequencies as a result of cavitation in a liquid, the destruction of fine-grained compounds and elements on plates and masks occurs. Thus, low-frequency systems are unsuitable for the manufacture of structures with small sizes.
Известна УЗ-установка для очистки поверхности изделия с помощью струи жидкости [2], вытекающей из цилиндрического корпуса через сопло, выполненное скошенным таким образом, что придает струе форму плоской ленты. Жидкость под большим давлением, возбуждаемая УЗ-преобразователем с частотой 0,2-5 кГц, направляется по нормали к поверхности пластины, закрепленной на вакуумном столике. При этом плоскость струи ориентирована по радиусу вращения пластины от центрифуги.Known ultrasonic installation for cleaning the surface of the product using a jet of liquid [2], flowing out of a cylindrical body through a nozzle made beveled in such a way that gives the jet the shape of a flat tape. Liquid under high pressure, excited by an ultrasonic transducer with a frequency of 0.2-5 kHz, is directed normal to the surface of the plate mounted on a vacuum table. In this case, the jet plane is oriented along the radius of rotation of the plate from the centrifuge.
Но так как ультразвуковые колебания пьезоэлемента распределяются неравномерно и также неравномерно они распределяются и по длине щели, из которой вытекает озвученная жидкость, то различные участки пластины очищаются неодинаково. Кроме того, из-за очень малой ширины щели сопла наблюдается значительное ослабление (затухание) колебаний. Это ухудшает степень очистки полупроводниковых пластин, а также приводит к неоправданным энергозатратам, связанным с необходимостью увеличения мощности генератора.But since the ultrasonic vibrations of the piezoelectric element are distributed unevenly and are also unevenly distributed along the length of the slit, from which the voiced liquid flows, different parts of the plate are not cleaned in the same way. In addition, due to the very small width of the nozzle slit, a significant weakening (attenuation) of the oscillations is observed. This worsens the degree of cleaning of the semiconductor wafers, and also leads to unjustified energy costs associated with the need to increase the power of the generator.
Из известных наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является способ и устройство для мегазвуковой очистки полупроводниковых пластин [3].Of the known closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a method and apparatus for megasonic cleaning of semiconductor wafers [3].
Известное устройство содержит ванну для очистки с вакуумным столиком для закрепления пластин, цилиндрический корпус емкости со штуцером для подачи воды, сопло, закрепленное на корпусе емкости, пьезоизлучатель, установленный в корпусе. Корпус емкости установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно ванны в плоскости обрабатываемой пластины от периферии к центру ее и наоборот.The known device comprises a cleaning bath with a vacuum table for fixing the plates, a cylindrical container body with a fitting for supplying water, a nozzle mounted on the container body, a piezo emitter installed in the housing. The container body is mounted with the possibility of reciprocating movement relative to the bath in the plane of the workpiece from the periphery to its center and vice versa.
Способ реализуют следующим образом. Обрабатываемую пластину размещают на вакуумном столике центрифуги и вращают от привода. В емкость под давлением подают воду, озвучивают от пьезоизлучателя, который вырабатывает колебания с частотой f=1 МГц. Озвученная вода выходит из сопла и омывает поверхность обрабатываемой пластины, вращающейся от центрифуги. За счет мегазвуковых колебаний с поверхности пластины удаляются загрязнения. Устройство обеспечивает равномерную обработку всей поверхности пластины за счет того, что струя жидкости, вытекающая из сопла, совершает колебания от периферии к центру пластины.The method is implemented as follows. The processed plate is placed on a centrifuge vacuum stage and rotated from the drive. Water is supplied to the container under pressure, voiced from a piezo emitter, which generates oscillations with a frequency f = 1 MHz. The voiced water exits the nozzle and washes the surface of the workpiece rotating from the centrifuge. Due to mesonic vibrations, contaminants are removed from the surface of the plate. The device provides uniform processing of the entire surface of the plate due to the fact that the liquid stream flowing from the nozzle oscillates from the periphery to the center of the plate.
Однако известные способ и устройство для мегазвуковой очистки пластин обеспечивает лишь одностороннюю обработку их. Кроме того, в известном способе и устройстве наблюдаются потери мегазвуковой энергии вследствие того, что часть ее проходит через толщину подложки и отражается от границы раздела сред. Это снижает эффективность очистки.However, the known method and device for megasonic cleaning of the plates provides only one-sided processing. In addition, in the known method and device, megasonic energy losses are observed due to the fact that part of it passes through the thickness of the substrate and is reflected from the interface. This reduces cleaning efficiency.
Предложенный способ и устройство для его реализации позволяют устранить указанные недостатки и получить технический результат, выражающийся в повышении функциональной возможности способа и устройства и повышении эффективности очистки.The proposed method and device for its implementation can eliminate these disadvantages and obtain a technical result, which is expressed in increasing the functionality of the method and device and improving the cleaning efficiency.
Технический результат достигается тем, что в способе мегазвуковой очистки подложек, заключающемся в том, что поверхность обрабатываемой подложки сканируют струей моющей жидкости, озвученной мегазвуком, по радиусу поверхности подложки от центра к периферии и обратно, при этом подложку вращают относительно струи в плоскости, перпендикулярной направлению подачи ее, а с обратной стороны подложки по всей траектории сканирования озвученной струи создают поток жидкости, омывающий поверхность подложки с обратной стороны, озвучивают его через толщину подложки и затем воздействуют озвученной жидкостью на обратную сторону подложки.The technical result is achieved by the fact that in the method of megasonic cleaning of substrates, which consists in the fact that the surface of the treated substrate is scanned with a jet of washing liquid voiced by megasound along the radius of the surface of the substrate from the center to the periphery and vice versa, while the substrate is rotated relative to the jet in a plane perpendicular to the direction supplying it, and from the reverse side of the substrate along the entire scanning path of the sonic stream create a fluid flow washing the surface of the substrate from the reverse side, sound it through and the thickness of the substrate is then subjected to liquid articulated on the reverse side of the substrate.
В устройстве, реализующем предложенный способ и содержащем корпус, ванну с установленным в ней на валу привода электродвигателя подложкодержателем, форсунку с мегазвуковым пьезоизлучателем, соединенным с генератором мегазвуковых колебаний, установленную над подложкой с возможностью возвратно-поступательного перемещения по радиусу от центра к периферии, средства для подачи моющей жидкости в форсунку и ванну, подложкодержатель выполнен в виде ротора с держателями, внутри которого установлена дополнительная ванна, размеры которой соизмеримы с траекторией сканирования струи озвученной жидкости сопла форсунки и которая закреплена на верхней части полого стержня, коаксиально установленного внутри вала привода и закрепленного на корпусе, при этом верхняя часть полого стержня выполнена глухой, а дно дополнительной ванны содержит радиальный канал, соединенный с поперечными каналами, также выполненными в дне дополнительной ванны, кроме того, в месте крепления дополнительной ванны на полом стержне выполнены радиальные отверстия, а в ванне - цилиндрическая проточка и пазы, соединенные с радиальным каналом дна ванны. Создание потока жидкости, омывающего поверхность подложки с обратной стороны ее, и озвучивание его позволяют в совокупности с другими признаками очищать подложку с обратной стороны ее и, кроме того, позволяют эффективно использовать мегазвуковую энергию и не требуют использования дополнительного пьезоизлучателя.In a device that implements the proposed method and comprising a housing, a bathtub with a substrate holder installed on it on the motor drive shaft, a nozzle with a megasonic piezo emitter connected to a megasonic oscillation generator mounted above the substrate with the possibility of reciprocating movement along the radius from the center to the periphery, means for supply of washing liquid to the nozzle and the bath, the substrate holder is made in the form of a rotor with holders, inside which an additional bath is installed, the size of which is soy Merima with the scanning path of the jet of sonicated fluid of the nozzle nozzle and which is fixed on the upper part of the hollow rod coaxially mounted inside the drive shaft and mounted on the housing, while the upper part of the hollow rod is made blind and the bottom of the additional bath contains a radial channel connected to the transverse channels, also made in the bottom of the additional bath, in addition, in the place of attachment of the additional bath on the hollow rod, radial holes are made, and in the bath there is a cylindrical groove and grooves, connected to the radial channel of the bottom of the bath. The creation of a fluid flow washing the surface of the substrate from the reverse side of it, and its sounding, together with other features, allow the substrate to be cleaned from the reverse side of it and, in addition, they allow the efficient use of megasonic energy and do not require the use of an additional piezoelectric transducer.
Выполнение стержня полым, а в верхней части глухим и установленным коаксиально внутри вала привода, а также наличие в месте крепления на нем дополнительной ванны радиального отверстия обеспечивает подачу моющей жидкости в дополнительную ванну. Конструкция дополнительной ванны, в частности наличие радиального канала, соединенного с поперечными каналами, выполненными в дне упомянутой ванны, а также выполнение в ней цилиндрической проточки и пазов, соединенных с радиальным каналом, позволяют получить постоянный поток жидкости толщиной h между нижней поверхностью подложки и торцом ванны.The execution of the rod is hollow, and in the upper part is deaf and coaxially installed inside the drive shaft, as well as the presence of an additional radial hole in the attachment point on it ensures the supply of washing liquid to the additional bath. The design of the additional bath, in particular the presence of a radial channel connected to the transverse channels made in the bottom of the said bath, as well as the implementation of a cylindrical groove and grooves connected to the radial channel in it, allows to obtain a constant liquid flow of thickness h between the bottom surface of the substrate and the end of the bath .
Таким образом, предложенная совокупность существенных признаков является новой, обеспечивает достижение технического результата и не вытекает очевидным образом из известного уровня техники.Thus, the proposed combination of essential features is new, ensures the achievement of a technical result and does not follow in an obvious manner from the prior art.
Следовательно, она соответствует критерию “изобретательский уровень”.Therefore, it meets the criterion of “inventive step”.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - общий вид устройства очистки подложек;figure 1 is a General view of a device for cleaning substrates;
на фиг.2 - принцип очистки;figure 2 - the principle of cleaning;
на фиг.3 - разрез устройства по А-А;figure 3 is a sectional view of the device along AA;
на фиг.4 - крепление квадратных и прямоугольных подложек;figure 4 - mount square and rectangular substrates;
на фиг.5 - крепление круглых подложек;figure 5 - fastening of round substrates;
на фиг.6, 7 - механизм подачи моющей жидкости в дополнительную ванну (разрез В-В, Б-Б).6, 7 - the mechanism for supplying the washing liquid to the additional bath (section BB, BB).
Устройство содержит ванну 1 (фиг.1, 2) со сливным отверстием 2 и отражающим конусом 3. Внутри ванны вращается ротор 4, на котором закреплены держатели изделия 5. Ротор 4 закреплен на валу 6, установленном в корпусе 7 на подшипниках 8 и приводимом во вращение от электродвигателя 9 через шкивы 10, 11 и клиновой ремень 12.The device comprises a bath 1 (FIGS. 1, 2) with a
Во внутренней полости вала коаксиально установлен неподвижно полый стержень 13, закрепленный с помощью кронштейна 14 на корпусе 7. В верхней части стержень 13 выполнен глухим и снабжен четырьмя радиальными отверстиями 15 (фиг.2, 3, 7). Внутри ротора 4 на стержне 13 установлена дополнительная ванна 16 вытянутой формы (фиг.1, 2). В месте стыковки ванны 16 со стержнем 13 в ванне выполнена проточка 17 (фиг.2, 3), соединенная с радиальным каналом 18, выполненным в дне ванны 16. Канал 18 закрыт пробкой 19. С продольным каналом 18 соединены поперечные каналы 20. В месте стыковки ванны 16 со стержнем 13 имеются четыре паза 21 (фиг.2, 3, 6).In the inner cavity of the shaft, a motionless
Подложку 22 (полупроводниковая пластина или фотошаблон) устанавливают на держатели 5 (фиг.1, 2, 4, 5). Количество держателей выбирается из конструктивных соображений и формы подложки. Над поверхностью подложки 22 размещена мегазвуковая форсунка 23, закрепленная на кронштейне 24 с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода 25.The substrate 22 (semiconductor wafer or photomask) is installed on the holders 5 (Fig.1, 2, 4, 5). The number of holders is selected from design considerations and the shape of the substrate. Above the surface of the
Пьезоэлемент форсунки 23 с помощью электрического кабеля 26 соединен с генератором мегазвуковых колебаний 27. Через шланг 28 в форсунку подается моющая жидкость, а через канал 29 жидкость подается на обратную сторону подложки. Размер дополнительной ванны выбирают соизмеримым с траекторией перемещения струи моющей жидкости сопла форсунки.The piezoelectric element of the
Устройство работает следующим образом. Подложку 22 устанавливают на держатели 5 ротора 4. Количество держателей зависит от формы подложки (фиг.4, 5). Для подложек квадратной или прямоугольной формы используют восемь держателей (фиг.4). Для подложек круглой формы с базовым срезом (полупроводниковая пластина) используют шесть держателей (фиг.5). Ротор 4 с держателями 5 и подложкой 22 вращают от привода электродвигателя 9. В форсунку 23 через шланг 28 подают моющую жидкость, а затем от генератора 27 через электрический кабель 26 возбуждают пьезоизлучатель, установленный в корпусе форсунки. Жидкость, выходящая через сопло форсунки, озвучивается мегазвуковыми колебаниями. Форсунка 23 совершает возвратно-поступательное перемещение от центра подложки к ее периферии и обратно. При этом совокупность движения форсунки и вращения подложки обеспечивает равномерную очистку верхней поверхности подложки, на которой все время присутствует слой жидкости 30.The device operates as follows. The
Одновременно с подачей моющей жидкости в форсунку подают жидкость и в канал 29 стержня 13, которая, заполняя ванну 16 и переливаясь через края ванны, образует постоянный переливной слой жидкости 31 высотой, всегда большей расстояния h (фиг.2) между плоскостью обратной стороны подложки и торцом ванны 16. Высоту перелива выбирают при настройке работы устройства без изделия (подложки).Simultaneously with the supply of washing liquid, liquid is also fed into the nozzle and into the
Наличие постоянного слоя жидкости между обратной плоскостью подложки и торцом ванны создает хорошие условия перехода мегазвуковых колебаний от форсунки через толщину подложки на обратную сторону ее согласно условиям акустической прозрачности изделий [4], ультразвук будет проходить через него без отражения, если оно имеет толщину, кратную половине длины волны nλ/2. По скорости звука в подложке и по соотношению nλ/2 подбирают необходимую частоту.The presence of a constant liquid layer between the reverse plane of the substrate and the end of the bath creates good conditions for the transition of megasonic vibrations from the nozzle through the thickness of the substrate to its reverse side according to the conditions of acoustic transparency of products [4], ultrasound will pass through it without reflection if it has a thickness that is a multiple of half wavelength nλ / 2. The speed of sound in the substrate and the ratio nλ / 2 select the necessary frequency.
Пример конкретной реализации. В качестве подложек выбирались фотошаблоны размерами 127×127 мм в количестве 40 штук толщиной 3-0,5 мм. Отмывка фотошаблонов осуществлялась на установке отмывки фотошаблонов УЭФ-153. Фотошаблоны устанавливались на держатели ротора и приводились во вращательное движение со скоростью 300-600 об/мин. Через сопло форсунки и через канал держателя подавали моющую жидкость под давлением 0,5 атм с расходом 1,5 л/мин. Озвучивали ее с частотой f=0,950 МГц и производили двухстороннюю отмывку подложки в течение 30-40 с.An example of a specific implementation. As substrates, we selected photo masks with dimensions of 127 × 127 mm in an amount of 40 pieces with a thickness of 3-0.5 mm. The washing of photo masks was carried out at the installation of washing of photo masks UEF-153. Photomasks were mounted on rotor holders and rotationally driven at a speed of 300-600 rpm. Through the nozzle nozzle and through the channel of the holder, washing liquid was supplied under a pressure of 0.5 atm with a flow rate of 1.5 l / min. It was voiced with a frequency f = 0.950 MHz and two-sided washing of the substrate was performed for 30–40 s.
На предприятии разработан макет устройства для обработки подложек, проведены испытания. Получены положительные результаты.The company developed a model of a device for processing substrates, tests were carried out. Received positive results.
Источники информацииSources of information
1. Березин М.И. Технология и оборудование для очистки деталей и узлов электронной техники // Обзоры по электронной технике. - 1978, с.2-4.1. Berezin M.I. Technology and equipment for cleaning parts and components of electronic equipment // Reviews on electronic technology. - 1978, p. 2-4.
2. Патент США 3990462, кл. В 08 В 3/02, 1976.2. US patent 3990462, cl. B 08
3. Патент РФ 2173587, кл. В 08 В 3/12, 1998 (прототип).3. RF patent 2173587, cl. 08
4. Матаушек И. Ультразвуковая техника. / Под ред. Д.С.Шрайбера. - М., 1962, с. 228.4. Mataushek I. Ultrasonic technology. / Ed. D.S. Schreiber. - M., 1962, p. 228.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132096/12A RU2243038C2 (en) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | Method and a device for a mega-acoustical cleaning of emulsion carriers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132096/12A RU2243038C2 (en) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | Method and a device for a mega-acoustical cleaning of emulsion carriers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002132096A RU2002132096A (en) | 2004-05-20 |
| RU2243038C2 true RU2243038C2 (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34387316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002132096/12A RU2243038C2 (en) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | Method and a device for a mega-acoustical cleaning of emulsion carriers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243038C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192221U1 (en) * | 2019-06-03 | 2019-09-06 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Полупроводникового Машиностроения (Оао "Ниипм") | Nozzle for megasonic processing of semiconductor wafers with deionized water |
| RU2799377C1 (en) * | 2022-09-22 | 2023-07-05 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения" (ОАО "НИИПМ") | Installation for individual chemical treatment of substrates |
-
2002
- 2002-11-28 RU RU2002132096/12A patent/RU2243038C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| EP 0350021 A3, B1, 10.01.1990. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192221U1 (en) * | 2019-06-03 | 2019-09-06 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Полупроводникового Машиностроения (Оао "Ниипм") | Nozzle for megasonic processing of semiconductor wafers with deionized water |
| RU2799377C1 (en) * | 2022-09-22 | 2023-07-05 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения" (ОАО "НИИПМ") | Installation for individual chemical treatment of substrates |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7451774B2 (en) | Method and apparatus for wafer cleaning | |
| US9070722B2 (en) | System and method for the sonic-assisted cleaning of substrates utilizing a sonic-treated liquid | |
| US7334588B2 (en) | Method and apparatus for wafer cleaning | |
| TWI467642B (en) | Megasonic precision cleaning of semiconductor process equipment components and parts | |
| JP5974009B2 (en) | Improved ultrasonic cleaning method and apparatus | |
| KR970072150A (en) | Cleaning equipment | |
| CN210497445U (en) | Ultrasonic cleaning device and ultrasonic cleaning system | |
| CN100528385C (en) | Cleaning method, method of mfg semiconductor device and method of mfg active matrix type displaying device | |
| JPH0855827A (en) | Wafer cassette and cleaning equipment using it | |
| US20130019893A1 (en) | Ultrasonic cleaning method and apparatus | |
| RU2243038C2 (en) | Method and a device for a mega-acoustical cleaning of emulsion carriers | |
| KR100578139B1 (en) | Cleaning probe and Megasonic cleaning apparatus having the same | |
| KR100952087B1 (en) | Method and apparatus for megasonic cleaning of patterned substrates | |
| JP2003340330A (en) | Ultrasonic cleaning nozzle, apparatus thereof and semiconductor device | |
| KR102542354B1 (en) | Substrate treating apparatus comprising ultrasonic wave cleaning unit | |
| KR101017104B1 (en) | Supersonic nozzle and wafer cleaning apparatus compring the same | |
| KR100576823B1 (en) | Substrate cleaning apparatus | |
| JP2005085978A (en) | Single-wafer type cleaning method and cleaning device | |
| US20130319472A1 (en) | Method and apparatus for processing wafer-shaped articles | |
| JP4023103B2 (en) | Ultrasonic fluid processing equipment | |
| RU2173587C2 (en) | Apparatus for megasonic cleaning of semiconductor plates | |
| JP2004207469A (en) | Treatment liquid supplier and spin treatment device | |
| JPS61181134A (en) | Cleansing apparatus | |
| JPH03258381A (en) | Ultrasonic cleaning machine | |
| RU2002132096A (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEGASONIC CLEANING OF SUBSTRATES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061129 |