[发明专利]用于湿法腐蚀及清洗工艺的兆声波换能装置

说明书

技术领域

本发明涉及声波换能器技术领域，尤其涉及一种用于湿法腐蚀及清洗工艺的兆声波换能装置。

背景技术

随着集成电路特征尺寸进入到深亚微米阶段，集成电路晶片制造工艺中的湿法腐蚀及清洗对腐蚀精度的要求越来越高，对清洗颗粒的要求越来越小，因此腐蚀及清洗的均匀性成为一个具有挑战性的问题。

采用兆声波进行化学腐蚀和清洗有助于加速腐蚀和清洗，极大的提高了污染颗粒的去除效率。但是由于兆声波声场存在干涉现象，在晶片上会形成很多声场强度很高的热点，同时也形成很多声场强度很低的死点，使晶片上声场强度的均匀性很难达到工艺要求。

现有的集成电路晶片制造工艺中，通常通过频率扫描来减少热点的形成，但由于频率扫描仅围绕一个中心频率，并且围绕中心频率变化的扫描只施加在一个兆声波振子上，而兆声波振子的机械振动的频率是固有的(一般等于兆声波的中心频率)，偏离中心频率会造成振子振幅的减少使得传播的兆声波能量下降，从而在晶片表面形成的声能量密度随扫描频率的变化而变化，无法产生强度均匀的声场。

现有技术也有通过频率叠加组合进行腐蚀和清洗的，但由于频率叠加组合的电压仍施加在同一个兆声波振子上，振子振动变化过大影响了电声转化的效率，使得清洗的效果有所下降。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于湿法腐蚀及清洗工艺的兆声波换能装置，其能够产生表面湿法腐蚀清洗所需要的均匀性声场，减少了由于声波干涉产生的热点和死点，减小或去除兆声波声场干涉现象对晶片腐蚀清洗效果的影响。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种用于湿法腐蚀及清洗工艺的兆声波换能装置，包括：换能器、振子单元、固定装置、耦合介质层和阻抗变压器，所述振子单元通过所述固定装置安装于所述换能器上，所述振子单元与固定装置之间设有所述耦合介质层，所述振子单元由所述阻抗变压器的功率输出驱动；所述振子单元包括：至少两个振子组，其中，每个振子组包括至少一个压电晶体振子，每个振子组中的多个压电晶体振子的固有机械振动频率相当。

优选地，所述每个振子组中的所有压电晶体振子连接同一功率阻抗变压器的次级线圈的输出端。

优选地，所述装置还包括用于安装固定所述振子单元的腔室。

优选地，所述腔室上设有用于引入气冷流体的入口和用于导出气冷流体的出口。

优选地，所述压电晶体振子的形状包括：环形、扇形、蜂窝式及其组合。

优选地，所述耦合介质层包括：熔点为20摄氏度～100摄氏度的胶水。

耦合介质的作用：可作为声滤波器，产生符合清洗要求的具有最大通过效率的兆声波频率的声波。

优选地，所述换能器为石英或红宝石换能器。

优选地，所述压电晶体振子由经极化处理的锆钛酸铅制备而成。

优选地，所述每个压电晶体振子采用两个或两个以上的兆声频率，其中一个兆声频率工作于压电晶体振子的固有机械振动频率，并且至少一个其他兆声频率在围绕设定中心频率的一定正负频率区间内扫描。

优选地，所述每个压电晶体振子采用的两个或两个以上的兆声频率的功率输出并分别连接到功率放大器的阻抗变压器的不同的初级线圈，每个频率对应一个初级线圈，每个振子组都有对应其所需不同频率的不同功率放大器和一个合成用的阻抗变压器。

(三)有益效果

本发明采用多组兆声波振子，对任何一组振子的每个振子采用两个或两个以上的兆声频率，其中一个兆声中心频率工作于该压电晶体振子的固有机械振动频率，并使其他至少一个频率可在围绕设定中心频率的一定正负频率区间内扫描，由不同兆声波振子组所激发的兆声波由于声波合成所形成的相移和频率扫描后合成混频所造成的相移和合成波形的畸变在腐蚀清洗的介质声场内产生了一个相位不稳定变化的声场使得无法形成声波干涉所产生的热点和死点，从而产生表面湿法腐蚀清洗所需要的均匀性声场，减少了由于声波干涉产生的热点和死点，减小或去除兆声波声场干涉现象对晶片腐蚀清洗效果的影响，还可以减小或去除由热点产生的剧烈气蚀对特征尺寸结构的破坏。

附图说明

图1为本发明实施方式中所述用于湿法腐蚀及清洗工艺的兆声波换能装置的结构示意图；

图2为本发明实施方式中所述用于湿法腐蚀及清洗工艺的兆声波换能装置的驱动原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。