[发明专利]声波清洗装置及晶圆清洗设备

说明书

本发明提供了一种声波清洗装置及晶圆清洗设备，涉及半导体集成电路加工清洗设备领域，为解决现有晶圆表面清洗装置无法去除不同尺寸颗粒污染物的问题而设计。该声波清洗装置用于晶圆清洗设备，包括换能器，换能器包括振子、传导件和振动件，振子通过传导件与振动件连接，振子包括多个子振子，多个子振子至少具有两种不同的固有频率，振动件包括多个振动区，多个振动区与多个子振子一一对应的设置，多个振动区包括至少一个平面振动区及至少一个微共振腔振动区。该晶圆清洗设备包括上述声波清洗装置。本发明提供的声波清洗装置及晶圆清洗设备能够高效去除不同尺寸颗粒污染物。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路加工清洗设备领域，具体而言，涉及一种声波清洗装置及晶圆清洗设备。

背景技术

随着集成电路的特征尺寸进入到深亚微米阶段，集成电路芯片制造工艺中，对清洗工艺的要求也越来越高。化学腐蚀强调对不同材料、不同几何方向具有好的选择性，由于一般情况下，湿法化学腐蚀对同种材料具有各向同性的特点，因此很难达到选择性腐蚀要求和在等离子体干法腐蚀后，在不产生或少产生特征尺寸宽度方向的腐蚀条件下，清洗去除在特征尺寸的侧壁和底部附着的有机光阻残留物。在进行清洗工艺时，晶圆上表面与清洗介质两相的接触面存在一个边界层，在此边界层范围内，液体的流动速度与距晶圆的距离成正比，即：离晶圆表面越近，清洗介质的流动速度越低。因此，随着晶圆表面关键颗粒污染物尺寸的不断减小，作用在颗粒上的液体粘滞力的综合效应也就越小，从而导致颗粒污染物的去除难度加大。

针对上述问题，现有技术通过引入兆声波技术来去除颗粒污染物，其虽然能够实现颗粒污染物的去除，但是，当晶圆表面附着有不同尺寸的颗粒污染物时，清洗效果差，无法去除不同尺寸颗粒污染物。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种声波清洗装置，以解决现有晶圆表面清洗装置无法去除不同尺寸颗粒污染物的技术问题。

本发明提供的声波清洗装置，包括用于晶圆清洗设备，所述声波清洗装置包括换能器，所述换能器包括振子、传导件和振动件，所述振子通过所述传导件与所述振动件连接，所述振子用于产生声波，所述传导件用于将所述声波传导至所述振动件，所述振动件用于与清洗介质接触，并基于所述声波振动所述清洗介质，其中，所述振子包括多个子振子，所述多个子振子至少具有两种不同的固有频率，所述振动件包括多个振动区，多个所述振动区与所述多个子振子一一对应的设置，多个所述振动区包括至少一个平面振动区及至少一个微共振腔振动区。

进一步地，所述子振子呈扇形，所述子振子的半径不小于晶圆的半径。

进一步地，多个所述子振子沿所述振子的周向紧靠排布。

进一步地，所述子振子的圆心角为θ，其中，10°≤θ≤20°。

进一步地，所述振动区呈扇形，所述振动区的半径不小于所述子振子的半径。

进一步地，所述振动件包括振动片，在所述平面振动区中，所述振动片上设置有一振动板；在所述微共振腔振动区中，所述振动片上设置有多个振动柱。

进一步地，多个所述振动柱垂直设置于所述振动片且分散排布。

进一步地，所述振动片、所述振动板和所述振动柱均为石英材质。

进一步地，所述多个子振子均为压电陶瓷振子，所述固有频率包括0.95MHz、1.1MHz。

本发明声波清洗装置带来的有益效果是：

该声波清洗装置利用振子的多载频设计，使得一个换能器在一个振子上就具有多种不同的固有频率，通过向振子具有不同固有频率的子振子施加不同的兆声波信号，即可实现对附着有不同尺寸颗粒污染物的晶圆的清洗，清洗效果好，满足了对不同尺寸颗粒污染物的高效去除的要求。另外，该声波清洗装置还能够根据晶圆表面的结构特点选择不同形式的振动区，以进一步提高晶圆表面的颗粒污染物的去除效率，同时，减少对晶圆表面造成的破坏。