专利名称：雾化清洗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体晶片工艺技术领域，尤其涉及一种用于半导体晶片清洗的
雾化清洗装置。
背景技术：
半导体晶片主要为纯硅衬底的硅片和带有铜互连结构的硅片。随着集成电路的迅速发展，尤其是铜互连线的线宽进一步减小，对半导体晶片的清洗技术要求越来越高。要得到高质量的半导体器件，仅仅除去硅片表面的沾污已不再是最终的要求，在清洗过程中造成的表面缺陷、表面粗糙度等已成为同样重要的参数。目前，由于清洗不佳引起的器件失效已超过集成电路制造总损失中的一半。要得到高质量的半导体器件，硅片必须具有非常洁净的表面。超洁净表面是指不存在粒子、金属、有机物及水分等污染物和自然氧化膜，具有原子级的平整度的表面，而传统的清洗喷射技术采用喷射流或大尺寸液滴，对65纳米及其以下工艺的硅片表面的图形造成严重损伤，清洗效果明显不佳，同时清洗液和去离子水的利用率低，造成了极度浪费。为此超微液滴喷射技术的开发及研究已成为重点。目前形成超微液滴雾化喷射装置主要采用机械雾化式、介质雾化式、超声雾化式和静电雾化式，但是单纯的雾化机制无法满足对半导体清洗技术的需求。
实用新型内容(一)要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是提供一种结合气动雾化原理和兆声波雾化原理的雾化清洗装置。
(二)技术方案为达上述目的，本实用新型的雾化清洗装置包括冷却结构、气动雾化结构以及固定于所述气动雾化结构之上谐振雾化结构，所述冷却结构固定于所述谐振雾化结构之上，所述谐振雾化结构包括换能器和谐振器，所述谐振器上设有排液孔，所述气动雾化结构上开有第二进液孔、第二进气孔和雾化喷射口，所述排液孔与所述第二进液孔相连，所述第二进液孔与所述雾化喷射口连通，所述第二进气孔和所述雾化喷射口连通。优选的，所述排液孔与所述第二进液孔通过导管相连；所述冷却结构为上端封闭且下端开口的圆柱形壳体，冷却结构的侧壁上设有第三进气孔和排气孔，所述冷却结构的封闭端设有电缆接头，所述电缆接头与所述换能器相连。所述冷却结构的内部从封闭端向下延伸出与所述冷却结构的侧壁同心的第二环状薄壁，所述第二环状薄壁与所述冷却结构的侧壁之间的空间为第二外环，所述第二环状薄壁内的空间为第二内环，所述第三进气孔设置于冷却结构的封闭端且与所述第二内环相连，所述排气孔设置于所述冷却结构的侧壁上且与所述第二外环相连，所述第二环状薄壁下端均布有连通第二外环与第二内环的第二通孔。所述换能器包括压电晶体和耦合片，所述压电晶体通过导电胶与耦合片连接，所述耦合片位于所述谐振器之上且将所述冷却结构与所述谐振器隔离。所述耦合片由单一介质或多介质制成，厚度为1/4波长的整数倍。所述谐振器为上端开口且下端封闭的圆筒结构，其谐振器的上端开口通过所述耦合片密封，所述谐振器的侧壁上还设有第一进气孔、第一进液孔。所述谐振器的内部从封闭端向上延伸出与所述谐振器的侧壁同心的第一环状薄壁，所述第一环状薄壁与所述谐振器的侧壁之间的空间为第一外环，所述第一环状薄壁内的空间为第一内环，所述第一进气孔和所述第一进液孔设置于所述谐振器的侧壁上且与所述第一外环连通，所述排液孔设置于第一环状薄壁上部且与所述第一内环连通，所述谐振器的侧壁上开有安装导管的第一安装孔，所述第一环状薄壁下端均布有连通第一外环与第一内环的第一通孔。在所述第一外环与所述耦合片之间设有一个圆环形挡板，所述挡板下部沿轴向延伸出凸出部分，使挡板的横截面成“T”字型，所述挡板下部的凸出部分插入第一外环并与第一外环上部粘合。所述挡板的下端面在所述第一通孔之上，所述挡板上开有用于安装导管的第二安装孔。所述气动雾化结构为圆柱体，在所述气动雾化结构的中心轴上开孔形成雾化喷射口，在所述气动雾化结构的径向开有第二进液孔。所述气动雾化结构的上端设有法兰，所述冷却结构、谐振器和气动雾化结构通过螺栓固定连接。 (三)有益效果本实用新型采用上述技术方案提供的装置，结构简单，集成度高，实现了喷射超微雾化液滴，工艺易实现，克服单纯的雾化机制产生大尺寸液滴或是喷射流，对65纳米及其以下工艺的硅片表面的图形造成严重损伤的问题；同时避免了因清洗液和去离子水的利用率低而造成极度浪费；通过导管观察管路中超微液滴流的实际情况，从而判断装置内部是否出现问题，便于维修和维护。
图1是本实用新型的雾化清洗装置的前视图；图2是本实用新型的雾化清洗装置的仰视图；图3是本实用新型的雾化清洗装置的剖面图；图4是本实用新型的冷却结构的主视图；图5是本实用新型的冷却结构的仰视图；图6是本实用新型的谐振器的剖面图。图中，1:电缆接头；2:第三进气孔；3:冷却结构；4:导管；5:气动雾化结构；6:谐振器；7:第一进气孔；8:第二进气孔；9:螺栓孔；10:雾化喷射口 ；11:排气孔；12:第二通孔；13:压电晶体；15:排液孔；16:第一外环；17:第一通孔；18:第一进液孔；19 禹合片；20 ■ 第一内环。
具体实施方式
[0027]
以下结合附图和实施例对本实用新型雾化清洗装置作进一步详细说明。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1至图6所示，本实用新型的雾化清洗装置，包括冷却结构3、谐振雾化结构和气动雾化结构5，所述谐振雾化结构固定于所述气动雾化结构5之上，所述冷却结构3固定于所述谐振雾化结构之上。冷却结构3为上端封闭且下端开口的圆柱形壳体，材料为聚偏氟乙烯(PVDF)或其它抗腐蚀性高并且强度较好的非金属材料。冷却结构3的侧壁上设有第三进气孔2和排气孔11。冷却结构3的封闭端设有电缆接头1，电缆接头I与换能器相连。冷却结构3的内部从封闭端向下延伸出与冷却结构3的侧壁同心的第二环状薄壁，第二环状薄壁与冷却结构3的侧壁之间的空间 为第二外环，第二环状薄壁内的空间为第二内环。第三进气孔2设置于冷却结构3的封闭端且与第二内环相连，排气孔11设置于冷却结构3的侧壁上且与第二外环相连，第二环状薄壁下端均布有连通第二外环与第二内环的第二通孔12，第二通孔12为拱形孔。由第三进气孔2进入冷却结构3的第二内环的冷却气，经过第二通孔12由排气孔11排出，从而实现对换能器的均匀冷却。谐振雾化结构包括换能器和谐振器6，谐振器6上设有排液孔15。换能器包括压电晶体13和耦合片19，压电晶体13通过导电胶与耦合片19连接，耦合片19位于谐振器6之上且将冷却结构3与所述谐振器6隔离。耦合片19由单一介质或多介质制成，厚度为1/4波长的整数倍。谐振雾化结构还包括密封圈，密封圈设置于耦合片19和谐振器6之间，用于密封耦合片19和谐振器6。谐振器6为上端开口且下端封闭的圆筒结构，其上端开口通过所述耦合片19密封，谐振器6的侧壁上还设有第一进气孔7、第一进液孔18，第一进气孔7和第一进液孔18在谐振器6的侧壁的横截面上成中心对称分布。谐振器6的内部从封闭端向上延伸出与谐振器6的侧壁同心的第一环状薄壁，第一环状薄壁与谐振器6的侧壁之间的空间为第一外环16。第一环状薄壁内的空间为第一内环20，第一进气孔7和第一进液孔18设置于谐振器6的侧壁上且与第一外环16连通。排液孔15有两个，设置于第一环状薄壁上部且与第一内环20连通，且两个排液孔15在第一环状薄壁的横截面上成中心对称分布。谐振器6的侧壁上开有安装导管4的第一安装孔，第一环状薄壁下端均布有连通第一外环16与第一内环20的第一通孔17，第一通孔17为倒拱形孔。通入的液体和气体在第一外环16混合均匀后，从第一外环16下部流入第二内环20，经过兆声波处理后的液体分裂成超微液滴流从排液孔15经导管4流入气动雾化结构5。在第一外环16与耦合片19之间设有一个圆环形挡板，挡板下部沿轴向延伸出凸出部分，使挡板的横截面成“T”字型，挡板下部的凸出部分插入第一外环16并与第一外环16上部粘合，挡板与耦合片19配合，使冷却结构3与谐振器6隔离。挡板的下端面在第一通孔17之上，挡板上开有用于安装导管4的第二安装孔。挡板是为了避免第一外环16内未经兆声波处理的液体从排液孔15流入气动雾化结构5，保证只有第一内环20内的超微液滴流从排液孔15流入气动雾化结构5。气动雾化结构5为圆柱体，气动雾化结构5上开有第二进液孔、第二进气孔8和雾化喷射口 10，雾化喷射口 10在气动雾化结构5的中心轴上，第二进液孔在气动雾化结构5的径向上。排液孔15与第二进液孔通过导管4相连，第二进液孔与雾化喷射口 10连通，第二进气孔8和雾化喷射口 10连通。超微液滴流从谐振器6通入气动雾化结构5的过程，由于不是传统的雾化喷射口 10直接从谐振器6底部把超微液滴流液体导出，而是经导管4将超微液滴流从谐振器6导入气动雾化结构5，此过程延长了导出的管路，可使导出的超微液滴流存在一个均匀缓冲区，并可通过导管4观察管路中超微液滴流的实际情况，从而判断装置内部是否出现问题，便于维修和维护。在从第二进气孔8通入的压缩空气的作用下，超微液滴流进一步分解成单一的超微液滴，从雾化喷射口 10喷出。气动雾化结构5的上端设有法兰，冷却结构3、谐振器6和气动雾化结构5通过螺栓固定连接。根 据的雾化清洗装置进行雾化清洗的方法，包括以下步骤:S1.将第一进气孔7、第二进气孔8和第三进气孔2与外部气路连接，将第一进液孔18与外部液路连接；S2.将电缆接头I与功率放大器连接，将交变电压施加给压电晶体13，使压电晶体13产生振动形成兆声波，使谐振器6内的液体分裂成超微液滴流并通过导管4进入气动雾化结构5 ；S3.在从第二进气孔8通入的压缩空气的作用下，超微液滴流分解成单一的超微液滴，从雾化喷射口 10喷出，将雾化喷射口 10对准需要清洗的半导体晶片进行清洗。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴。
权利要求1.一种雾化清洗装置，其特征在于，所述雾化清洗装置包括冷却结构(3)、气动雾化结构(5)以及固定于所述气动雾化结构(5)之上谐振雾化结构，所述冷却结构(3)固定于所述谐振雾化结构之上，所述谐振雾化结构包括换能器和谐振器(6)，所述谐振器(6)上设有排液孔(15 )，所述气动雾化结构(5 )上开有第二进液孔、第二进气孔(8 )和雾化喷射口( 10 )，所述排液孔(15)与所述第二进液孔相连，所述第二进液孔与所述雾化喷射口(10)连通，所述第二进气孔(8)和所述雾化喷射口(10)连通。
2.根据权利要求1所述的雾化清洗装置，其特征在于，所述排液孔(15)与所述第二进液孔通过导管(4)相连；所述冷却结构(3)为上端封闭且下端开口的圆柱形壳体，冷却结构(3)的侧壁上设有第三进气孔(2)和排气孔(11)，所述冷却结构(3)的封闭端设有电缆接头(I )，所述电缆接头(I)与所述换能器相连。
3.根据权利要求2所述的雾化清洗装置，其特征在于，所述冷却结构(3)的内部从封闭端向下延伸出与所述冷却结构(3)的侧壁同心的第二环状薄壁，所述第二环状薄壁与所述冷却结构(3)的侧壁之间的空间为第二外环，所述第二环状薄壁内的空间为第二内环，所述第三进气孔(2)设置于冷却结构(3)的封闭端且与所述第二内环相连，所述排气孔(11)设置于所述冷却结构(3)的侧壁上且与所述第二外环相连，所述第二环状薄壁下端均布有连通第二外环与第二内环的第二通孔(12)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的雾化清洗装置，其特征在于，所述换能器包括压电晶体(13)和耦合片(19)，所述压电晶体(13)通过导电胶与耦合片(19)连接，所述耦合片(19)位于所述谐振器(6)之上且将所述冷却结构(3)与所述谐振器(6)隔离。
5.根据权利要求4所 述的雾化清洗装置，其特征在于，所述耦合片(19)由单一介质或多介质制成，厚度为1/4波长的整数倍。
6.根据权利要求5所述的雾化清洗装置，其特征在于，所述谐振器(6)为上端开口且下端封闭的圆筒结构，其上端开口通过所述耦合片(19)密封，所述谐振器(6)的侧壁上还设有第一进气孔(7)、第一进液孔(18)。
7.根据权利要求6所述的雾化清洗装置，其特征在于，所述谐振器(6)的内部从封闭端向上延伸出与所述谐振器(6)的侧壁同心的第一环状薄壁，所述第一环状薄壁与所述谐振器(6 )的侧壁之间的空间为第一外环(16 )，所述第一环状薄壁内的空间为第一内环(20 )，所述第一进气孔(7)和所述第一进液孔(18)设置于所述谐振器(6)的侧壁上且与所述第一外环(16 )连通，所述排液孔(15 )设置于第一环状薄壁上部且与所述第一内环(20 )连通，所述谐振器(6)的侧壁上开有安装导管(4)的第一安装孔，所述第一环状薄壁下端均布有连通第一外环(16)与第一内环(20)的第一通孔(17)。
8.根据权利要求7所述的雾化清洗装置，其特征在于，在所述第一外环(16)与所述耦合片(19)之间设有一个圆环形挡板，所述挡板下部沿轴向延伸出凸出部分，使挡板的横截面成“T”字型，所述挡板下部的凸出部分插入第一外环(16)并与第一外环(16)上部粘合。
9.根据权利要求8所述的雾化清洗装置，其特征在于，所述挡板的下端面在所述第一通孔(17)之上，所述挡板上开有用于安装导管(4)的第二安装孔。
10.根据权利要求9所述的雾化清洗装置，其特征在于，所述气动雾化结构(5)为圆柱体，在所述气动雾化结构(5)的中心轴上开孔形成雾化喷射口(10)，在所述气动雾化结构(5)的径向开有第二进液孔。
11.根据权利要求10所述的雾化清 洗装置，其特征在于，所述气动雾化结构(5)的上端设有法兰，所述冷却结构(3)、谐振器(6)和气动雾化结构(5)通过螺栓固定连接。
专利摘要本实用新型提供一种雾化清洗装置，包括冷却结构、谐振雾化结构和气动雾化结构，所述谐振雾化结构固定于所述气动雾化结构之上，所述冷却结构固定于所述谐振雾化结构之上，所述谐振雾化结构包括换能器和谐振器，所述谐振器上设有排液孔，所述气动雾化结构上开有第二进液孔、第二进气孔和雾化喷射口，所述排液孔与所述第二进液孔相连，所述第二进液孔与所述雾化喷射口连通，所述第二进气孔和所述雾化喷射口连通。本实用新型的雾化清洗装置结构简单，集成度高，实现了喷射超微雾化液滴，工艺易实现，克服单纯的雾化机制产生大尺寸液滴或是喷射流，对65纳米及其以下工艺的硅片表面的图形造成严重损伤的问题。
文档编号B08B3/02GK203124323SQ20132005320
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者刘效岩, 吴仪, 初国超, 王浩 申请人:北京七星华创电子股份有限公司