监测装置及超声波清洗机的制作方法

本实用新型涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种监测装置及超声波清洗机。

背景技术：

在半导体制造过程中，常用的清洗工艺主要是用于去除晶圆表面的颗粒及金属、有机沾污等；以及用于去除光刻胶带来的聚合物残留、刻蚀的反应副产物等。超声波清洗机由于其清洗效率高、能够节约药液等特点，在清洗工艺中得到了广泛的应用。

超声波清洗机主要是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过其中的换能器转换成高频机械振荡而传播到清洗槽的介质中，在介质中产生一定的气泡，当介质中气泡破裂时会产生一定的冲击波，从而起到清洗的作用。然而，超声波发生器中的换能器的增强或者衰减不易侦测，给半导体的清洗技术带来一定的困扰。比如正常清洗需要的所述超声波发生器的档位为“1档”，但是如果所述超声波发生器的换能器增强，会导致“1档”位的高频机械震荡的强度变大，于是在清洗槽中产生的冲击波过大，会导致晶圆表面结构发生脱落或者损坏，产生一定的报废；反之，“1档”位的高频机械震荡的强度变小，会导致晶圆的表面无法清洗干净，对后续制程将产生不良影响。

因此，针对上述存在的技术问题，有必要提供一种监测装置及超声波清洗机。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种监测装置及超声波清洗机，所述监测装置用于监测超声波发生器的工作状态，以解决现有技术中不易侦测所述超声波发生器的换能器的增强或衰减的现象，有效提高超声波清洗机的清洗效率和良率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的监测装置，用于监测一超声波发生器的工作状态，所述超声波发生器的震荡信号的强度分为N个档位，所述监测装置包括：

一平面；

一弹性球；

一标识，所述标识表示分别在所述超声波发生器的N个档位下，所述弹性球在所述平面上反弹的高度位置；

其中，N为正整数。

可选的，在所述监测装置中，所述监测装置还包括一壳体，所述平面为所述壳体的平底的上表面或者所述平面位于所述壳体之外。

进一步的，在所述监测装置中，所述标识位于所述壳体的侧壁处。

可选的，在所述监测装置中，所述壳体的形状为筒状或者管状。

可选的，在所述监测装置中，所述壳体为透明塑料管或者玻璃管。

进一步的，在所述监测装置中，所述平面为陶瓷的、木质的、玻璃的或者金属的平面。

进一步的，在所述监测装置中，所述弹性球为乒乓球。

进一步的，在所述监测装置中，所述监测装置还包括一控制系统，所述控制系统包括一组位置传感器、一分别连接所述位置传感器和一信号指示模块的信号处理模块。

可选的，在所述监测装置中，所述位置传感器设置于所述壳体的内壁上。

可选的，在所述监测装置中，所述壳体的内壁上设置有N+1个位置传感器。

进一步的，在所述监测装置中，所述N+1个位置传感器的设定位置在所述内壁上逐渐升高。

进一步的，在所述监测装置中，所述信号指示模块中包括两个或两个以上的信号指示灯。

可选的，在所述监测装置中，当N>1时，所述信号指示模块中包括N+1个信号指示灯。

进一步的，在所述监测装置中，其中一个所述信号指示灯为报警信号指示灯。

另外，本实施新型还提供一种包括上述监测装置的超声波清洗机。

进一步的，在所述超声波清洗机中，所述超声波清洗机还包括一清洗槽，所述清洗槽位于所述超声波发生器的上方，所述监测装置与所述清洗槽位于同一水平面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的监测装置包括一弹性球、一用于反弹所述弹性球的平面和一标识，所述标识表示分别在所述超声波发生器的N个档位下，所述弹性球被反弹的高度位置。当所述超声波发生器工作在不同的档位时，会产生不同强度的高频震荡信号，根据所述弹性球的反弹原理，通过观察所述弹性球被反弹的高度，与所述标识进行比较，便可直观的判断出所述超声波发生器的工作状态是否正常。

进一步的，所述监测装置还包括一控制系统，所述控制系统包括一组位置传感器、一分别连接所述位置传感器和一信号指示模块的信号处理模块，通过所述位置传感器探测所述弹性球被反弹的高度位置，然后所述信号处理模块将其位置信号进行处理，并且通过所述信号指示模块显示出来。这样，便可以直观的、更加准确的显示出所述超声波发生器的工作状态是否正常。

因此，采用所述监测装置的超声波清洗机，通过所述监测装置可以实时监测所述超声波发生器的工作状态，从而防止出现因高频机械震荡的强度过大或过小造成的晶圆清洗不良的现象，可以有效提高清洗效率和良率。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中所述超声波清洗机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中所述超声波清洗机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的监测装置及超声波清洗机进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型的核心思想在于，提供一种监测装置，用于监测一超声波发生器的工作状态，所述超声波发生器的震荡信号的强度分为N个档位，所述监测装置包括：一平面；一弹性球；一标识，所述标识表示分别在所述超声波发生器的N个档位下，所述弹性球在所述平面上反弹的高度位置；其中，N为正整数。

根据本实用新型的另一面，本实用新型还提供一种采用上述监测装置的超声波清洗机。

本实用新型提供的监测装置包括一弹性球、一用于反弹所述弹性球的平面一标识，所述标识表示分别在所述超声波发生器的N个档位下，所述弹性球被反弹的高度位置。当所述超声波发生器工作在不同的档位时，会产生不同强度的高频震荡信号，根据所述弹性球的反弹原理，通过观察所述弹性球被反弹的高度，与所述标识进行比较，便可直观的判断出所述超声波发生器的工作状态是否正常。此外，采用所述监测装置的超声波清洗机，通过所述监测装置可以实时监测所述超声波发生器的工作状态，从而防止出现因高频机械震荡的强度过大或过小造成的晶圆清洗不良的现象，可以有效提高清洗效率和良率。

以下列举所述监测装置及超声波清洗机的实施例，以清楚说明本实用新型的内容，应当明确的是，本实用新型的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本实用新型的思想范围之内。

实施例1：

请参阅图1，图1为本实施例中所述超声波清洗机的结构示意图，图中示出了本实施例中的监测装置的结构和超声波清洗机的结构。所述超声波清洗机包括一超声波发生器10，所述超声波发生器10发出一高频震荡信号，通过其中的换能器转换为高频机械震荡，所述超声波发生器10的高频震荡信号的强度是可调的，所述强度分为N个档位，N为正整数。在本实施例中，所述超声波发生器10具有3个所述强度的可调档，分别为1档、2档和3档，所述强度从1档到3档逐渐增强；一清洗槽11，所述清洗槽11位于所述超声波发生器10的上方，所述超声波发生器10的高频机械震荡传播给所述清洗槽11的介质中，在实际应用中，在所述清洗槽11和所述超声波发生器10之间会垫上一层介质板12，所述介质板12传播所述超声波发生器10的震荡信号，并且可以维持两者之间的相对稳定和平衡。

较佳的，所述超声波清洗机还包括一监测装置，所述监测装置用于监测所述超声波发生器10的工作状态，所述监测装置包括一平面，所述平面与所述介质板12在同一水平面上。可选的，本实施例中，所述平面可以为陶瓷板、木质板、玻璃板或金属板的上表面，所述平面能够让后续弹性球在其表面进行反弹运动即可，本实施例中优选陶瓷板20的上表面作为所述平面；一弹性球21，在所述超声波发生器10工作时，所述弹性球21会在所述陶瓷板20的上表面进行反弹运动，优选的，所述弹性球21为乒乓球21，因为乒乓球的材质轻巧，在震荡的所述陶瓷板20的作用更加容易被反弹；为了便于后续监控和防止外界其他因素影响所述乒乓球21的运动，所述监测装置还包括一壳体22，所述壳体22位于所述陶瓷板20上，所述壳体22为空底的壳体(即所述平面位于所述壳体22之外)，较佳的，所述壳体22的形状为筒状或者管状，如所述壳体22为透明塑料管或者玻璃管，以便于肉眼从装置外边直观观察到所述乒乓球21的反弹高度，在本实施例中，优选所述壳体22为透明的塑料管22，因为塑料管的成本低。而在其他实施例中，所述壳体22的材质、形状并不作限定。

在所述塑料管22的侧壁上设置有标识221，所述标识221可以为贴在所述塑料管22壁上的刻度标示，也可以为刻在所述塑料管22壁上的刻度标示，所述标识221表示分别在所述超声波发生器10不同强度档位的正常工作状态下，所述乒乓球21在所述陶瓷板20上的反弹高度位置。所述标识221是需要结合所述弹性球21的种类、所述平面的材质、以及所述超声波发生器10的不同震荡强度来设计的。在本实施例中，所述标识221的设定如下：当所述超声波发生器10在1档正常工作时，所述乒乓球21被反弹的最高高度对应所述标识221 中的H1；当所述超声波发生器10在2档正常工作时，所述乒乓球21反弹的最高高度对应所述标识221中的H2；当所述超声波发生器10在3档正常工作时，所述乒乓球21反弹的最高高度对应所述标识221中的H3。

为了更好、更准确的监测所述超声波发生器10的工作状态(即准确的监测所述乒乓球21反弹的高度情况而反馈出相应的信号)，所述监测装置还包括一控制系统，所述控制系统包括一组位置传感器23(即位置传感器组23)、一分别连接所述位置传感器组23和一信号指示模块24的信号处理模块(图中示意图省略，所述信号处理模块可以包括设计好的一控制程序)。将所述位置传感器组23设置于所述塑料管22的内壁上，较佳的，为了全面的探测所述乒乓球21的位置，在本实施例中，所述位置传感器组23包括4个位置传感器，分别为A1、A2、A3和A4，其中A1、A2和A3分别设置于高度0-H1间的所述塑料管22的内壁的合理位置处、H1-H2间的所述塑料管22的内壁的合理位置处以及H2-H3间的所述塑料管22的内壁的合理位置处，而第4个位置传感器A4则安装在所述标识221中H3所对应的所述塑料管22的内壁处，即4个位置传感器的位置在所述塑料管22的内壁上逐渐升高；相应的，所述信号处理模块会对所述位置传感器组23探测到的位置信号进行相应的处理和分析，将其结果通过所述信号指示模块24输出；所述信号指示模块24中包括两个或两个以上的信号指示灯，当所述信息指示模块24为两个信号指示灯时，其中一个信号指示灯用于所述超声波发生器10工作状态正常的显示，而另一个信号指示灯用于所述超声波发生器10工作状态异常的报警显示(即为报警信号指示灯)。在本实施例中，所述信号指示模块24中包括4个信号指示灯，分别为L1、L2、L3和L4，其中L1、L2和L3分别显示所述位置传感器组23中A1、A2和A3探测到的相应位置信号，显示亮绿灯；而L4显示所述超声波发生器10工作异常的信号，显示亮红灯(即L4为报警信号指示灯)。

下面对所述监测装置的具体监测过程进行举例描述，以进一步清楚说明本实用新型的内容。

首先，需要说明的是所述监测装置的控制系统是可以通过所述信号处理模块(如控制程序)灵活控制所述位置传感器组23的工作方式和所述信号指示模块24的显示方式的。以下例举的只是较佳的监测方式，本实施例的内容并不限制于以下监测过程。

例如，在清洗工艺中，需要所述超声波发生器10工作在1档的强度来清洗晶圆，那么，在清洗过程中，如果所述监测装置中的位置传感器组23中只有A1探测到所述乒乓球21，通过所述信号处理模块，所述信号指示模块24中的L1会亮绿灯，其他信号指示灯不亮，则表示所述超声波发生器10的工作状态是正常的；

如果所述监测装置中的位置传感器组23中除了A1探测到了所述乒乓球21之外，A2或/和A3也探测到了所述乒乓球21，通过所述信号处理模块将所述位置传感器组23中探测的高位置的信号输出(将低位置的信号屏蔽掉)，即所述信号指示模块24中的L2或者L3会亮绿灯，同时L4亮红灯(还可以伴有报警声音)，则表示所述超声波发生器10工作状态不正常，并且可以判断出震荡强度偏差的情况，以提示操作人员需要考虑和衡量该清洗的情况，并且适时对设备进行校正；

如果所述位置传感器组23中A1没有探测到所述乒乓球21，通过所述信号处理模块，所述信号指示模块24中只有L4亮红灯(还可以伴有报警声音)，则表明所述乒乓球21没有被反弹起来(或者被反弹的高度太低)，即所述超声波发生器10的机械震荡强度过低，以提示操作人员需要考虑和衡量该清洗的情况，并且适时对设备进行校正；

如果所述位置传感器组23中的A4探测到了所述乒乓球21，通过所述信号处理模块反馈一信号控制所述超声波清洗机直接停机，并且所述信号指示模块中L4亮红灯，说明此时的机械震荡强度过大，以保护所述超声波发生器10和被清洗的晶圆，操作人员应该及时对设备进行处理和校正。

因此，这样，所述监测装置直观的、准确的反应出所述超声波发生器10的在1档位工作状态的情况。同理，所述超声波发生器10在2档位或3档位工作时，通过所述监测装置同样可以实时监测所述超声波发生器10的工作状态，在此不作赘述。

显然，所述监测装置与所述超声波发生器10、所述清洗槽11可以集成一体，也可以是独立式的。

本实施例中通过所述监测装置可以实时监测所述超声波发生器10的工作状态，从而防止出现因高频机械震荡的强度过大或过小造成的晶圆清洗不良的现象，可以有效提高清洗效率和良率。

实施例2：

请参阅图2，图2为本实施例中超声波清洗机的结构示意图，参考标号与图1相同的表示与第一实施例中的结构相同，所述第二实施例与所述第一实施例的区别在于，本实施例中，所述平面为所述的壳体22′的平底222的上表面(即所述壳体22′为平底的壳体，所述平面在所述壳体22′内)，所述壳体22′位于所述超声波发生器10的上方，所述壳体22′的平底222的材质与所述第一实施例中的所述平面的材质相同，即所述壳体22′的平底可以为陶瓷平底、木质平底、玻璃平底或金属平底中的任意一种，所述弹性球21在所述壳体22′的平底222的上表面做反弹运动，所述超声波清洗机的其他结构与所述第一实施例中的相同。本实施例中的所述监测装置同样能够实现实时监测所述超声波发生器10的工作状态，将其应用于所述超声波清洗机时，能够达到一样的目的。

综上，本实用新型提供的监测装置包括一弹性球、一用于反弹所述弹性球的平面和一标识，所述标识表示分别在所述超声波发生器的N个档位下，所述弹性球被反弹的高度位置。当所述超声波发生器工作在不同的档位时，会产生不同强度的高频震荡信号，根据所述弹性球的反弹原理，通过观察所述弹性球被反弹的高度，与所述标识进行比较，便可直观的判断出所述超声波发生器的工作状态是否正常。

进一步的，所述监测装置还包括一控制系统，所述控制系统包括一组位置传感器、一分别连接所述位置传感器和一信号指示模块的信号处理模块，通过所述位置传感器探测所述弹性球被反弹的高度位置，然后所述信号处理模块将其位置信号进行处理，并且通过所述信号指示模块显示出来。这样，便可以直观的、更加准确的显示出所述超声波发生器的工作状态是否正常。

因此，采用所述监测装置的超声波清洗机，通过所述监测装置可以实时监测所述超声波发生器的工作状态，从而防止出现因高频机械震荡的强度过大或过小造成的晶圆清洗不良的现象，可以有效提高清洗效率和良率。

显然，在上述实施例中仅为本实用新型的较佳实施例而已，在上述监测装置的基础上，还能够得出多种类似的监测装置，以实现实时监测超声波发生器的工作状态。因此，上述实施例并不用以限制本实用新型。本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。