[实用新型]晶片清洗装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路器件清洗技术领域，特别涉及一种晶片清洗装置。

背景技术

随着集成电路特征尺寸进入到深亚微米阶段，对晶片制造工艺中清洗的控制要求也越来越高，清洗的均匀性变成了一个挑战性的问题。采用兆声波作用下的清洗有助于提高晶片的清洗效果，并能极大的提高污染颗粒的去除效率。但是由于兆声波声场的干涉现象，在晶片表面会形成很多声场强度很高的热点，同时也形成很多声场强度很低的死点，在晶片表面的声场强度的均匀性很难达到。另外，兆声波声场干涉所形成的热点很容易使气泡破裂，气泡破裂形成的气蚀也增加了图形晶片微细结构损坏的风险和可能性。

虽然在改进的过程中，有利用频率扫描的办法来减少热点的形成，但由于频率扫描仅围绕这一个中心频率，并且这个围绕中心频率变化的扫描只施加在一个兆声波振子上，兆声波振子的机械振动的固有频率是一定的(一般等于兆声波的中心频率)，偏离中心频率的变化会造成振子振幅的减少使得传播的兆声波能量下降，从而在晶片表面上形成的声能量密度随着扫描频率变化，无法产生均匀性的声场。虽然也有用频率叠加组合的办法，但由于频率叠加组合的电压仍施加在同一个兆声波振子上，振子振动的变化过大影响了电声转化的效率，使得清洗的效果有所下降。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：如何满足晶片上的兆声波声场强度的均匀性，以提高对晶片的清洗效果。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种晶片清洗装置，所述装置包括：用于承载晶片的晶片承载单元、设置于所述晶片承载单元上方的晶片正面兆声波清洗喷头、设置于所述晶片承载单元内的晶片背面兆声波清洗单元、旋转轴、中空管、喷淋臂、喷淋臂电机、以及晶片旋转电机，所述晶片正面兆声波清洗喷头上设有液体进入口、且下侧设有与所述液体进入口连通的液体喷出口，所述喷淋臂与所述晶片正面兆声波清洗喷头连接，所述喷淋臂与所述喷淋臂电机的转子连接，所述晶片旋转电机的转子与所述旋转轴连接，所述旋转轴与所述晶片承载单元的中心连接，所述旋转轴的轴心设有中空管，所述中空管内设有背面供液管，所述晶片背面兆声波清洗单元固定于所述中空管上。

优选地，所述装置还包括：控制单元，所述喷淋臂电机与所述晶片旋转电机分别与所述控制单元连接。

优选地，所述晶片正面兆声波清洗喷头包括：第一外壳、第一换能器、以及第一谐振器，所述第一谐振器设于所述第一换能器与所述晶片承载单元之间，所述第一换能器和第一谐振器均设于所述第一外壳内。

优选地，所述第一换能器设于第一腔室内，所述第一腔室设于所述第一外壳内，所述第一腔室上相对的两端分别设有气冷流体入口和气冷流体出口。

优选地，所述第一换能器和所述第一谐振器之间设有耦合层，所述耦合层与所述第一换能器紧密连接。

优选地，所述第一谐振器上设有孔阵列，所述孔阵列中的孔轴线竖直，所述孔阵列为所述液体喷出口。

优选地，所述晶片承载单元为圆盘状的卡盘，所述卡盘上设置有至少三个沿径向分布的辐条状卡爪，用于支撑晶片，所述晶片背面兆声波清洗单元包括：第二外壳、以及第二换能器，所述第二换能器由一个或多个压电晶体振子组成、且设于所述第二外壳内，所述第二换能器的形状为长方形或三角形、且能覆盖所述晶片的半径。

优选地，所述第二换能器设于第二腔室内，所述第二腔室设于所述第二外壳内，所述第二腔室底侧分别设有气冷流体入口和气冷流体出口。

优选地，所述晶片正面兆声波清洗喷头和晶片背面兆声波清洗单元采用不同的兆声波频率。

(三)有益效果

本实用新型通过晶片正面兆声波清洗喷头产生的第一预设频率的兆声波和晶片背面兆声波清洗单元产生的第二预设频率的兆声波合成所形成的相移和畸变在所述晶片上表面和下表面的清洗液内形成均匀的声场，以实现对晶片的清洗，满足了晶片上的兆声波声场强度的均匀性，提高了对晶片的清洗效果，同时减小和消除了由兆声波产生的剧烈气蚀对晶片特征尺寸结构的破坏。

附图说明

图1是按照本实用新型一种实施方式的晶片清洗装置的结构示意图；

图2是图1所示的装置中正面兆声波清洗喷头的具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。