[發明專利]用于濕法腐蝕及清洗工藝的兆聲波換能裝置

有效

• 申請號: 201110355677.3
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102509713A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 吳儀;李春彥
• 申請（專利權）人: 北京七星華創電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/02;B08B3/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及聲波換能器技術領域，尤其涉及一種用于濕法腐蝕及清洗工藝的兆聲波換能裝置。

背景技術

隨著集成電路特征尺寸進入到深亞微米階段，集成電路晶片制造工藝中的濕法腐蝕及清洗對腐蝕精度的要求越來越高，對清洗顆粒的要求越來越小，因此腐蝕及清洗的均勻性成為一個具有挑戰性的問題。

采用兆聲波進行化學腐蝕和清洗有助于加速腐蝕和清洗，極大的提高了污染顆粒的去除效率。但是由于兆聲波聲場存在干涉現象，在晶片上會形成很多聲場強度很高的熱點，同時也形成很多聲場強度很低的死點，使晶片上聲場強度的均勻性很難達到工藝要求。

現有的集成電路晶片制造工藝中，通常通過頻率掃描來減少熱點的形成，但由于頻率掃描僅圍繞一個中心頻率，并且圍繞中心頻率變化的掃描只施加在一個兆聲波振子上，而兆聲波振子的機械振動的頻率是固有的(一般等于兆聲波的中心頻率)，偏離中心頻率會造成振子振幅的減少使得傳播的兆聲波能量下降，從而在晶片表面形成的聲能量密度隨掃描頻率的變化而變化，無法產生強度均勻的聲場。

現有技術也有通過頻率疊加組合進行腐蝕和清洗的，但由于頻率疊加組合的電壓仍施加在同一個兆聲波振子上，振子振動變化過大影響了電聲轉化的效率，使得清洗的效果有所下降。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提供一種用于濕法腐蝕及清洗工藝的兆聲波換能裝置，其能夠產生表面濕法腐蝕清洗所需要的均勻性聲場，減少了由于聲波干涉產生的熱點和死點，減小或去除兆聲波聲場干涉現象對晶片腐蝕清洗效果的影響。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供了一種用于濕法腐蝕及清洗工藝的兆聲波換能裝置，包括：換能器、振子單元、固定裝置、耦合介質層和阻抗變壓器，所述振子單元通過所述固定裝置安裝于所述換能器上，所述振子單元與固定裝置之間設有所述耦合介質層，所述振子單元由所述阻抗變壓器的功率輸出驅動；所述振子單元包括：至少兩個振子組，其中，每個振子組包括至少一個壓電晶體振子，每個振子組中的多個壓電晶體振子的固有機械振動頻率相當。

優選地，所述每個振子組中的所有壓電晶體振子連接同一功率阻抗變壓器的次級線圈的輸出端。

優選地，所述裝置還包括用于安裝固定所述振子單元的腔室。

優選地，所述腔室上設有用于引入氣冷流體的入口和用于導出氣冷流體的出口。

優選地，所述壓電晶體振子的形狀包括：環形、扇形、蜂窩式及其組合。

優選地，所述耦合介質層包括：熔點為20攝氏度～100攝氏度的膠水。

耦合介質的作用：可作為聲濾波器，產生符合清洗要求的具有最大通過效率的兆聲波頻率的聲波。

優選地，所述換能器為石英或紅寶石換能器。

優選地，所述壓電晶體振子由經極化處理的鋯鈦酸鉛制備而成。

優選地，所述每個壓電晶體振子采用兩個或兩個以上的兆聲頻率，其中一個兆聲頻率工作于壓電晶體振子的固有機械振動頻率，并且至少一個其他兆聲頻率在圍繞設定中心頻率的一定正負頻率區間內掃描。

優選地，所述每個壓電晶體振子采用的兩個或兩個以上的兆聲頻率的功率輸出并分別連接到功率放大器的阻抗變壓器的不同的初級線圈，每個頻率對應一個初級線圈，每個振子組都有對應其所需不同頻率的不同功率放大器和一個合成用的阻抗變壓器。

(三)有益效果

本發明采用多組兆聲波振子，對任何一組振子的每個振子采用兩個或兩個以上的兆聲頻率，其中一個兆聲中心頻率工作于該壓電晶體振子的固有機械振動頻率，并使其他至少一個頻率可在圍繞設定中心頻率的一定正負頻率區間內掃描，由不同兆聲波振子組所激發的兆聲波由于聲波合成所形成的相移和頻率掃描后合成混頻所造成的相移和合成波形的畸變在腐蝕清洗的介質聲場內產生了一個相位不穩定變化的聲場使得無法形成聲波干涉所產生的熱點和死點，從而產生表面濕法腐蝕清洗所需要的均勻性聲場，減少了由于聲波干涉產生的熱點和死點，減小或去除兆聲波聲場干涉現象對晶片腐蝕清洗效果的影響，還可以減小或去除由熱點產生的劇烈氣蝕對特征尺寸結構的破壞。

附圖說明

圖1為本發明實施方式中所述用于濕法腐蝕及清洗工藝的兆聲波換能裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施方式中所述用于濕法腐蝕及清洗工藝的兆聲波換能裝置的驅動原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。