[发明专利]超声波清洗设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波清洗设备，更准确地说，涉及一种适合用于半导体晶片清洗过程的超声波清洗设备。

背景技术

在各种零件和元件的表面清洗方面，把超声波清洗用作最强有力的物理清洗方法。特别是，当把超声波清洗用于半导体制造过程中的晶片清洗步骤时，尽管在过去使用20kHz至50kHz的频率容易形成空化，同时作为一个问题看到，强烈的空化使互连图案(pattern)的微型化破坏图案，但是现在正在广泛使用800kHz至1000kHz的超高频率，用该频率能够借助于振动加速除去微小颗粒，而不破坏图案。当与使用例如酸或碱的化学清洗一起使用时，会增强超声波清洗的清洗效果。

图1表示有关技术的一种超声波清洗设备。在这种超声波清洗设备1中，把一个包括要清洗的薄板件的半导体晶片(下文简称为晶片)浸入在装有清洗液6的一个清洗槽5中，并且由安装在超声波槽2一个侧壁上的一个超声波发生器3把超声波发射到整个晶片7上，超声波槽2在清洗槽5外面。冷却水4经过超声波槽2以防止超声波发生器3受热。晶片7由支撑件8a、8b支撑，保持在清洗液6中的一个固定高度，在支撑件8a、8b中形成装入晶片7的边缘的凹槽。多个这样的晶片7由支撑件8a、8b保持为在垂直于图1纸平面的方向上叠置，并且平行于晶片7的表面(清洗表面)7a水平地发射超声波。超声波槽2和清洗槽5都用树脂制成，特别是清洗槽5使用一种具有良好耐化学制品性的氟树脂。

图2和图3表示有关技术的其他超声波清洗设备。在这些图中等效于图1中零件的零件已经给出相同的标号，并且这里将不作详细描述。在图2所示的超声波清洗设备11中，超声波发生器3安装在超声波槽2的底壁上，并且从此处向上对晶片7发射超声波。在图3所示的超声波清洗设备12中，具有不同辐射区域的多个超声波清洗设备3a、3b、3c、3d、3e安装在超声波槽2的两个相对侧壁上，并且从两侧把超声波发射到整个晶片7上。

在这些超声波清洗设备1、11、和12中，由于把晶片7保持在清洗液6中的支撑件8a、8b的存在，有一个以高度线性传播的超声波不能到达的阴影部分。(在‘超声波工程’，Masanori Shimakawa，Kogyo Chousa Kai(工业调查协会)，1975，第17至18页中讨论了这种现象)就是说，在图1和图3中所示的超声波清洗设备1和12中，支撑件8b阻碍了超声波的前进，并且在晶片7的清洗表面中产生一个超声波阴影区(在图中用双影线表示，下文类似)，而在图2中所示的超声波清洗设备11中，支撑件8a和8b产生阴影区9a和9b，因而在所有这此情况下，都存在设备清洗效果在这些阴影区被降低的问题。尽管通过使支撑件8a、8b变薄和把他们尽可能靠近晶片7的下端或侧面布置，能够减小超声波阴影区9、9a和9b的大小以解决该问题，但是对以这种方法能达到的改进存在明显的限制。

发明内容

因此本发明的一个目的在于，提供一种超声波清洗设备，能够有效地把超声波发射到晶片的整个清洗表面上，并因而具有改进的清洗效果。

本发明提供了一种超声波清洗设备，包括：一个装有清洗液的清洗槽；一个薄板件保持架，带有开凹槽的支撑件，诸支撑件用于在所述清洗液中在至少两个地方支撑一个薄板件下边缘；及超声波发生装置，用来平行于所述薄板件的一个清洗表面从所述清洗液中所述薄板件的两侧以水平方向发射超声波，其中诸支撑件提供在不同的高度位置，其中所述超声波发生装置包括两个用来向所述清洗表面的相同区域上发射超声波的超声波发生器，所述两个超声波发生器各自装有一块超声波防护板，并且在每个超声波发生器和超声波防护板的组合中，当所述超声波发生器不正在工作时，把所述超声波防护板定位在所述超声波发生器的前面，而当所述超声波发生器正在工作时，把所述超声波防护板定位在从所述超声波发生器的前面缩回的位置。

根据本发明，用来支撑一个薄板件下边缘的支撑件提供在不同的高度位置，由一侧支撑件产生的、从该侧发射的超声波不能到达的阴影区由从其他侧发射的超声波清洗。通过这种方法能够有效地清洗薄板件的整个清洗表面。

根据本发明，由超声波发生器侧的一个支撑件产生的超声波阴影区，通过提供在薄板件与超声波发生器相反侧的超声波反射板以预定反射角反射的超声波辐射来清洗。通过这种方法能够有效地清洗薄板件的整个清洗表面。