專利名稱：半導體硅片的清洗裝置及清洗方法
技術領域：
本發(fā)明屬于半導體硅片制程，具體涉及半導體硅片的清洗。
背景技術：
隨著集成電路制造工藝的不斷進步，半導體器件的體積正變得越來越小，這也導致了硅片上非常微小的顆粒如果沒有清洗干凈，也會影響最終半導體器件的制造和性能。硅片表面和清洗液體之間存在著一個相對靜止的邊界層。當附著在硅片表面的顆粒直徑小于邊界層厚度時，清洗液體的流動就無法對顆粒產生作用。所以，傳統(tǒng)的流體清洗方法并不能夠非常有效地去除這些微小的顆粒。為了解決改善傳統(tǒng)的流體清洗方法，目前半導體清洗工藝中引入了超聲波。超聲波能量可以在水中產生微小的氣泡，當氣泡爆開時所產生的震動將有助于剝離那些附著在硅片上的微小顆粒，從而洗凈硅片。然而，超聲波的能量在媒介中是以波狀傳遞的，因此，硅片表面的超聲波能量就不可避免的產生不均勻問題。
對于單片式清洗方法，由于硅片在清洗過程中始終在作高速旋轉，可以有效消除硅片表面各個點的能量均勻性問題。
對于傳統(tǒng)的水槽式清洗方法，超聲波能量的不均勻性會造成很大的問題。實驗數據表明，清洗后的硅片表面上存在帶狀的顆粒帶。目前解決這個問題的方法是在水槽內不同位置安裝多個超聲波振蕩發(fā)生器，以提高能量密度均勻性。但是，安裝多個超聲波振蕩發(fā)生器會增加生產成本，此外，增加的超聲波振蕩發(fā)生器會導致總功率的增加，這將有可能破化一些微小的結構，從而產生額外的缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種半導體硅片的清洗裝置及清洗方法，可以提供均勻的超生波能量。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種半導體硅片的清洗裝置，包括清洗水槽和承載硅片的托架，其中，該裝置還包括一個機械懸臂，該機械懸臂上設有至少一個超聲波振蕩發(fā)生器，其中，該機械懸臂可以伸入清洗水槽內運動，設在機械臂上的超生波振蕩發(fā)生器在運動過程中提供超生波能量。
本發(fā)明還提供一種半導體硅片的清洗方法，首先將半導體硅片置于硅片托架上，并將承載硅片的硅片托架置于盛有清洗液體的水槽內，其中，該清洗方法采用的半導體硅片的清洗裝置包括一個機械懸臂以及至少一個設在機械懸臂上的超生波振蕩發(fā)生器，該方法還包括如下步驟a.啟動機械懸臂以及安裝在機械懸臂上的超聲波振蕩發(fā)生器；b.機械懸臂伸入水槽內并按照預先設定的路徑運動。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明將超聲波振蕩器安裝在機械懸臂上，可以隨著機械懸臂的運動產生均勻的超生波能量，消除了硅片表面上超聲波能量的高峰和低谷區(qū)域，有效提高硅片表面超生波能量的均勻性，從而更好地去除硅片表面的微小顆粒，同時也減少由超生波能量不均造成硅片的損傷。本發(fā)明不僅可以有效提高生產效率，同時也不會帶來過多額外的成本，并適用于業(yè)界廣泛使用的清洗設備。


通過以下對本發(fā)明一實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解其發(fā)明的目的、具體結構特征和優(yōu)點。其中，附圖為圖1為本發(fā)明半導體清洗裝置的主視示意圖；圖2為本發(fā)明半導體清洗裝置的側視示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的半導體硅片的清洗裝置包括一個承載硅片1的硅片托架2，一個清洗水槽3，一個機械懸臂4以及至少一個設置在機械懸臂4上的超聲波振蕩發(fā)生器5。清洗水槽3內盛有清洗液。機械懸臂4與一個電動機(未圖示)連接。電動機控制機械懸臂4的運動范圍及運動方向，機械懸臂4可以上下，左右或前后運動。超聲波振蕩發(fā)生器5的數目可以根據水槽3大小或者具體清洗需要而增減。
本發(fā)明的較佳實施例中，超聲波振蕩發(fā)生器5可以是點狀超聲波振蕩發(fā)生器，也可以是柱狀超聲波振蕩發(fā)生器。如果采用柱狀超聲波振蕩發(fā)生器，一般在懸臂4上安裝一個即可；如果采用點狀超聲波振蕩發(fā)生器，一般會在懸臂4上均勻安裝1至4個以達到更好的清洗效果。
本發(fā)明提供的半導體硅片的清洗方法包括如下步驟首先將半導體硅片1置于硅片托架2上，并將承載硅片1的硅片托架2置于盛有清洗液體的水槽3內，然后啟動設在機械懸臂4上的超聲波振蕩發(fā)生器5以及電動機，電動機控制機械懸臂4伸入硅片1上方的清洗液中，并使機械懸臂4在水槽3中按照預先設定的路徑開始勻速運動。
超聲波振蕩器5在運動過程中提供高度均勻性的超生波能量，從而有效消除硅片1表面上超聲波能量的高峰和低谷區(qū)域，使硅片1表面的超聲波能量均勻分布。裝有超聲波振蕩發(fā)生器5的機械懸臂4的運動范圍僅限于水槽3內硅片的上方及左右兩側且不會接觸到水槽3的側壁。機械懸臂4可以根據實際設定上下運動，左右運動以及前后運動。
清洗完成后，關閉超聲波振蕩發(fā)生器5，電動機控制機械懸臂4回歸初始位置，將硅片1從水槽3中取出。
在本發(fā)明的較佳實施例中，超聲波振蕩發(fā)生器5所使用的頻率為250千赫茲至2兆赫茲，其在硅片1表面產生的單位面積上的功率為0.5-5瓦特/平方厘米。
權利要求
1.一種半導體硅片的清洗裝置，包括清洗水槽和承載硅片的托架，其特征在于該裝置還包括一個機械懸臂，該機械懸臂上設有至少一個超聲波振蕩發(fā)生器，其中，該機械懸臂可以伸入清洗水槽內運動，設在機械臂上的超生波振蕩發(fā)生器在運動過程中提供超生波能量。
2.如權利要求1所述的半導體硅片的清洗裝置，其特征在于所述機械懸臂的運動范圍限于硅片的上方及左右兩側且不會接觸到清洗水槽的側壁。
3.如權利要求1所述的半導體硅片的清洗裝置，其特征在于所述的超聲波振蕩發(fā)生器是柱狀超聲波振蕩發(fā)生器。
4.如權利要求1所述的半導體硅片的清洗裝置，其特征在于所述的超聲波振蕩發(fā)生器是點狀超聲波振蕩發(fā)生器。
5.如權利要求1所述的半導體硅片的清洗裝置，其特征在于所述超聲波振蕩發(fā)生器所使用的頻率為250千赫茲至2兆赫茲。
6.如權利要求1所述的半導體硅片的清洗裝置，其特征在于所述超聲波振蕩發(fā)生器在硅片表面產生的單位面積上的功率為0.5-5瓦特/平方厘米。
7.一種半導體硅片的清洗方法，首先將半導體硅片置于硅片托架上，并將承載硅片的硅片托架置于盛有清洗液體的清洗水槽內，其特征在于該清洗方法采用的半導體硅片的清洗裝置包括一個機械懸臂以及至少一個設在機械懸臂上的超生波振蕩發(fā)生器，該方法還包括如下步驟a.啟動機械懸臂以及安裝在機械懸臂上的超聲波振蕩發(fā)生器；b.機械懸臂伸入水槽內并按照預先設定的路徑運動。
8.如權利要求7所述的半導體硅片的清洗方法，其特征在于所述機械懸臂的運動范圍限于硅片的上方及左右兩側且不會接觸到清洗水槽的側壁。
9.如權利要求7所述的半導體硅片的清洗方法，其特征在于所述超聲波振蕩發(fā)生器是柱狀超聲波振蕩發(fā)生器。
10.如權利要求7所述的半導體硅片的清洗方法，其特征在于所述超聲波振蕩發(fā)生器是點狀超聲波振蕩發(fā)生器。
11.如權利要求7所述的半導體硅片的清洗方法，其特征在于所述超聲波振蕩發(fā)生器所使用的頻率為250千赫茲至2兆赫茲。
12.如權利要求7所述的半導體硅片的清洗方法，其特征在于所述超聲波振蕩發(fā)生器在硅片表面產生的單位面積上的功率為0.5-5瓦特/平方厘米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體硅片的清洗裝置，包括清洗水槽和承載硅片的托架，其中，該裝置還包括一個機械懸臂，該機械懸臂上設有至少一個超聲波振蕩發(fā)生器，其中，該機械懸臂可以伸入清洗水槽內運動，設在機械臂上的超生波振蕩發(fā)生器在運動過程中提供超生波能量。本發(fā)明還提供一種半導體硅片的清洗方法。與現(xiàn)有技術相比，安裝在機械懸臂上的超聲波振蕩器，可以隨著機械懸臂的運動產生均勻的超生波能量，有效提高硅片表面超生波能量的均勻性，從而更好地去除硅片表面的微小顆粒，同時也減少由超生波能量不均造成硅片的損傷。本發(fā)明不僅可以有效提高生產效率，同時也不會帶來過多額外的成本，并適用于業(yè)界廣泛使用的清洗設備。
文檔編號H01L21/00GK1986086SQ20061014784
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權日2006年12月22日
發(fā)明者張晨騁 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司