[發明專利]聲波清洗裝置及晶圓清洗設備

有效

• 申請號: 202011159183.3
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112371645B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 楊慧毓;吳儀;許璐
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: B08B3/12
• 分類號: B08B3/12;B06B1/06;H01L21/67
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 王獻茹

本發明提供了一種聲波清洗裝置及晶圓清洗設備，涉及半導體集成電路加工清洗設備領域，為解決現有晶圓表面清洗裝置無法去除不同尺寸顆粒污染物的問題而設計。該聲波清洗裝置用于晶圓清洗設備，包括換能器，換能器包括振子、傳導件和振動件，振子通過傳導件與振動件連接，振子包括多個子振子，多個子振子至少具有兩種不同的固有頻率，振動件包括多個振動區，多個振動區與多個子振子一一對應的設置，多個振動區包括至少一個平面振動區及至少一個微共振腔振動區。該晶圓清洗設備包括上述聲波清洗裝置。本發明提供的聲波清洗裝置及晶圓清洗設備能夠高效去除不同尺寸顆粒污染物。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路加工清洗設備領域，具體而言，涉及一種聲波清洗裝置及晶圓清洗設備。

背景技術

隨著集成電路的特征尺寸進入到深亞微米階段，集成電路芯片制造工藝中，對清洗工藝的要求也越來越高。化學腐蝕強調對不同材料、不同幾何方向具有好的選擇性，由于一般情況下，濕法化學腐蝕對同種材料具有各向同性的特點，因此很難達到選擇性腐蝕要求和在等離子體干法腐蝕后，在不產生或少產生特征尺寸寬度方向的腐蝕條件下，清洗去除在特征尺寸的側壁和底部附著的有機光阻殘留物。在進行清洗工藝時，晶圓上表面與清洗介質兩相的接觸面存在一個邊界層，在此邊界層范圍內，液體的流動速度與距晶圓的距離成正比，即：離晶圓表面越近，清洗介質的流動速度越低。因此，隨著晶圓表面關鍵顆粒污染物尺寸的不斷減小，作用在顆粒上的液體粘滯力的綜合效應也就越小，從而導致顆粒污染物的去除難度加大。

針對上述問題，現有技術通過引入兆聲波技術來去除顆粒污染物，其雖然能夠實現顆粒污染物的去除，但是，當晶圓表面附著有不同尺寸的顆粒污染物時，清洗效果差，無法去除不同尺寸顆粒污染物。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種聲波清洗裝置，以解決現有晶圓表面清洗裝置無法去除不同尺寸顆粒污染物的技術問題。

本發明提供的聲波清洗裝置，包括用于晶圓清洗設備，所述聲波清洗裝置包括換能器，所述換能器包括振子、傳導件和振動件，所述振子通過所述傳導件與所述振動件連接，所述振子用于產生聲波，所述傳導件用于將所述聲波傳導至所述振動件，所述振動件用于與清洗介質接觸，并基于所述聲波振動所述清洗介質，其中，所述振子包括多個子振子，所述多個子振子至少具有兩種不同的固有頻率，所述振動件包括多個振動區，多個所述振動區與所述多個子振子一一對應的設置，多個所述振動區包括至少一個平面振動區及至少一個微共振腔振動區。

進一步地，所述子振子呈扇形，所述子振子的半徑不小于晶圓的半徑。

進一步地，多個所述子振子沿所述振子的周向緊靠排布。

進一步地，所述子振子的圓心角為θ，其中，10°≤θ≤20°。

進一步地，所述振動區呈扇形，所述振動區的半徑不小于所述子振子的半徑。

進一步地，所述振動件包括振動片，在所述平面振動區中，所述振動片上設置有一振動板；在所述微共振腔振動區中，所述振動片上設置有多個振動柱。

進一步地，多個所述振動柱垂直設置于所述振動片且分散排布。

進一步地，所述振動片、所述振動板和所述振動柱均為石英材質。

進一步地，所述多個子振子均為壓電陶瓷振子，所述固有頻率包括0.95MHz、1.1MHz。

本發明聲波清洗裝置帶來的有益效果是：

該聲波清洗裝置利用振子的多載頻設計，使得一個換能器在一個振子上就具有多種不同的固有頻率，通過向振子具有不同固有頻率的子振子施加不同的兆聲波信號，即可實現對附著有不同尺寸顆粒污染物的晶圓的清洗，清洗效果好，滿足了對不同尺寸顆粒污染物的高效去除的要求。另外，該聲波清洗裝置還能夠根據晶圓表面的結構特點選擇不同形式的振動區，以進一步提高晶圓表面的顆粒污染物的去除效率，同時，減少對晶圓表面造成的破壞。