[发明专利]一种清洗单硅片的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于一种工业清洗方法及装置，具体的是用于清洗硅片的方法和装置，特别是用于清洗单硅片的方法及装置。

背景技术

半导体工业中，硅片的清洗通常分为批式清洗和单硅片清洗两种方式。与批式清洗相比，单硅片清洗具有：清洗效果好，清洗剂回收效率高，能有效防止交叉污染，不易损坏硅片等优势。随着硅片产品尺寸的增大，硅片表面的CD(critical dimension)线条的密集度增加，其线条越来越脆弱，硅片本身也越来越易损。为防止在硅片清洗中对硅片造成损伤，对清洗工艺的要求也就越来越高。而单硅片清洗的方法更便于精确控制和调节，对防止带有超声或兆声能量的清洗液对硅片材料和电路的损伤，有着更多的优越性。但目前使用的一些单硅片清洗的方法有一些不足：清洗过程的控制不够精确，容易出现漏洗和重复，影响清洗的效果和效率。因此，需要提出一种改进的单硅片的清洗方法及装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种单硅片的清洗方法及装置。该方法和装置控制精确，调节灵活，清洗的效果好，效率高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种单硅片的清洗方法，其特征在于主要包括以下步骤：

(1)设置带超声或兆声发生器的清洗液喷射装置：根据需要配置功率大小适合的超声或兆声发生器，设置能产生适合的有效清洗液射流的喷嘴和配套管路，将超声或兆声发生器与喷嘴装配在一起，并且固定设置在一移动架上；所述喷嘴可以上下移动，喷嘴与单硅片的距离可调，并且喷头与单硅片的表面呈30-90度角。

(2)装配直线移动装置：给上述清洗液喷射装置配置上能做直线移动的直线移动装置，选用调速电机，配以精确转速控制器，该调速电机带动清洗液喷射装置沿单硅片的半径做径向直线移动；

(3)设置单硅片水平旋转装置：设置单硅片托架，配置水平旋转装置，选用调速电机，配以精确转速控制器，该调速电机带动单硅片在托架上做水平旋转；

(4)设置直线移动装置和水平旋转装置的速度：

设：直线运动装置带动喷嘴沿硅片半径径向运动的速度为Vr，单位是mm/s；

设：水平旋转装置带动单硅片做水平旋转运动的速度为Vω，单位是弧度/s；

设：喷嘴的射流的有效宽度为a，单位是mm；

设：清洗液射流到单硅片中心的距离为r，单位为mm；

根据清洗的单硅片的具体情况、清洗液的性能和清洗液射流压力、清洗质量和效率的要求设置清洗的速度，也就是在水平旋转装置带动硅片旋转的同时，直线移动装置沿单硅片径向走完半径距离的速度，设为S，单位是mm/s；

(5)建立方程式：

V_t＝a×Vω

S = V 2 r + r 2 × V 2 ω ]]>

方程式中S、a、r为已知数，有确定值；Vr、Vω为未知数，通过解上述方程组求得其值。

(6)根据第5步解出的数值分别在直线移动电机和旋转电机的控制器中设定转速值；

(7)将喷头置于单硅片的边沿或中心起始点，开通清洗液喷头和电源，完成清洗过程。

本发明的一种单硅片的清洗方法采用硅片水平旋转，清洗液喷嘴径向直线移动，形成插补合成变速阿基米德螺线运动轨跡的方法，达到了超声或兆声能量在硅片上的均匀分布，满足以下三点要求：a、清洗液均匀喷射在每个硅片点上；b、硅片表面上任何一点不漏掉；c、硅片上任何一点不重复。因此，本发明具有清洗效果好、清洗效率高、节约清洗液、硅片不易损伤的优点，而且操作简便，容易实现清洗工序全程自动化。