CN112974396B - 半导体清洗设备及晶片清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种半导体清洗设备及晶片清洗方法，半导体清洗设备包括清洗槽及设置于所述清洗槽中的换能器振板，所述换能器振板包括振板本体、多个振子组，每个所述振子组均包括至少一个振子，多个所述振子组均设置在所述振板本体上，且被设置为环绕所述清洗槽中的预设清洗位置，其中，所述半导体清洗设备清洗晶片时，所述晶片处于所述预设清洗位置。上述技术方案可以解决目前采用半导体清洗设备清洗晶片的效果较差的问题。

Description

半导体清洗设备及晶片清洗方法

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种半导体清洗设备及晶片清洗方法。

背景技术

在晶片的加工过程中，清洗晶片是一个重要的步骤，目前，常见的半导体设备均采用机械刷洗的方式对晶片进行清洗，但是，这种清洗设备的清洗效果较差。

发明内容

本发明公开一种半导体清洗设备及晶片清洗方法，以解决目前采用半导体清洗设备清洗晶片的效果较差的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明实施例公开一种半导体清洗设备，包括清洗槽及设置于所述清洗槽中的换能器振板，所述换能器振板包括振板本体、多个振子组，每个所述振子组均包括至少一个振子，多个所述振子组均设置在所述振板本体上，且被设置为环绕所述清洗槽中的预设清洗位置，其中，所述半导体清洗设备清洗晶片时，所述晶片处于所述预设清洗位置。

第二方面，本发明实施例公开一种晶片清洗方法，应用于上述半导体清洗设备，包括：

将待清洗的晶片放入清洗槽中，使所述晶片处于预设清洗位置；

同时开启各振子组，且使各所述振子组在第一预设时长内保持开启状态；

在所述第一预设时长后，关闭各所述振子组，再依次开启各所述振子组，使多个所述振子组的波束聚焦于所述晶片上的预设区域。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开一种半导体清洗设备，其包括清洗槽和设置在清洗槽中的换能器振板，换能器振板包括振板本体和安装在振板本体上的多个振子组，多个振子组均包括至少一个振子，多个振子组环绕清洗槽中的预设清洗位置，振子能够产生超声波或兆声波，以对处于预设清洗位置的晶片进行清洗，这种清洗方式相较于传统的机械刷洗方式而言，清洗效果较好，且清洗均匀性也相对较高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例公开的半导体清洗设备的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的半导体清洗设备中换能器振板的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的半导体清洗设备中换能器振板的立体结构示意图；

图4为本发明实施例公开的换能器振板中各振子组与A点和B点之间的声程示意图；

图5为本发明实施例公开的半导体清洗设备的工作示意图；

图6为本发明实施例公开的半导体清洗设备中清洗基阵与晶片之间的装配示意图；

图7为本发明实施例公开的晶片清洗方法的流程图；

图8为本发明实施例公开的晶片清洗方法中部分步骤的示意图；

图9为采用本发明实施例公开的半导体清洗设备进行晶片清洗的整体流程的示意图；

图10为包括本发明实施例公开的半导体清洗设备的晶片清洗结构的示意图。

附图标记说明：

100-清洗基阵、110-第一振子组、120-第二振子组、130-第三振子组、

210-清洗槽、211-外槽、212-内槽、

300-晶片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

如图1-图6所示，本发明实施例公开一种半导体清洗设备，采用该半导体清洗设备可以对晶片300进行清洗。半导体清洗设备包括清洗槽210和换能器振板，换能器振板安装在清洗槽210内。可选地，清洗槽210的底面可以为圆形等结构，为了提升空间利用率和清洗效率，清洗槽210的底面可以为矩形结构，清洗槽210的底面的尺寸可以根据待清洗的晶片300的直径等实际情况确定，可选地，清洗槽210的尺寸可以为400mm×700mm×600mm。。

换能器振板包括振板本体和多个振子组，振板本体可以为振子组提供安装基础作用，且可以为各振子组提供配电作用，使各振子组能够正常工作，振子可以利用压电陶瓷片激励辐射板以产生辐射声场。振板本体的形状可以与清洗槽210的底面的形状相同，振板本体安装在清洗槽210的槽底。

每个振子组均包括至少一个振子，振子可以发出超声波或兆声波，从而借助声波对晶片300进行清洗。相比于超声清洗的空化作用，兆声清洗是利用声能使液体流动以去除晶片300的表面污染物，对晶片300的损伤比超声小得多，因此，可以使换能器振板为兆声换能器振板。在利用兆声换能器振板对晶片300进行清洗时，高频短波的高能声波能够推动液体流动，使液体以加速的流体形式冲击晶片300的表面以迫使晶片300表面的微小颗粒污染物离开晶片300。可选地，兆声波换能器振板的频率为800KHZ-1MHZ,功率可以为100-600W。

可选地，各振子组包括的振子的数量相同，以降低振子组的备件难度；并且，可以使各振子的结构和尺寸也对应相同，以保证安装在振板本体上不同位置处的振子的清洁能力相同，尽量保证位于清洗槽210中不同位置处的晶片300的被清洗效果基本一致。

多个振子组均设置在振板本体上，且被设置为环绕清洗槽210中的预设清洗位置，其中，上述半导体清洗设备清洗晶片300时，晶片300处于预设清洗位置。也就是说，清洗槽210内设有预设清洗位置，在需要清洗晶片300时，可以将晶片300设置在预设清洗位置处；并且，为了保证对晶片300清洗效果相对较好，多个振子组环绕预设清洗位置设置。

具体地，根据振子组的数量不同，可以适应性地设置振子组的环绕角度，且在振子组的数量较少的情况下，可以使多个振子组环绕的角度也相对较小，在振子组的数量较多的情况下，则可以使振子组环绕的角度相对较大，对此，本文不作限定。优选地，可以使振子组覆盖晶片300的投影，保证整个晶片300均可以被振子所作用，使晶片300上各位置均可以被清洗到。

本申请实施例公开一种半导体清洗设备，其包括清洗槽210和设置在清洗槽210中的换能器振板，换能器振板包括振板本体和安装在振板本体上的多个振子组，多个振子组均包括至少一个振子，多个振子组环绕清洗槽210中的预设清洗位置，振子能够产生超声波或兆声波，以对处于预设清洗位置的晶片300进行清洗，这种清洗方式相较于传统的机械刷洗方式而言，清洗效果较好，且清洗均匀性也相对较高。

进一步地，如图1-图3所示，振板本体上可以开设有阶梯槽，阶梯槽包括多个被设置为环绕预设清洗位置的台阶，多个振子组一一对应地设置在多个台阶上。具体地，在形成振板本体的过程中，可以直接形成具有阶梯槽的振板本体，阶梯槽包括的台阶的具体数量可以根据实际情况确定，此处不作限定。

可选地，台阶的数量可以为单数，也即，台阶的数量可以为三个、五个或更多个，在这种情况下，可以在多个台阶中位于最中间的一个的相背两侧分别布设数量相同的台阶。

我们知道，声波的衰减和声波的声程相关，声程越短，声强越强，衰减和被吸收得越少，因此，为了进一步提升对晶片300上各处的清洗效果的均匀性，实现环绕的设置方式，可以使中间台阶两侧的台阶依次增高，即可以按照高度将台阶分为多层，在这种情况下，如图4所述，以中间台阶上方某一高度的A点和位于第二层台阶上方同一高度的B点为例，换能器振板可以包括第一振子组110(位于第一层台阶)、两个第二振子组120(位于第二层台阶)和两个第三振子组130(位于第三层台阶)。在上述半导体清洗设备的工作过程中，传播至A点的声波的声程之和为a1、b1、c1、d1和e1之和，传播至B点的声波的声程之和为a2、b2、c2、d2和e2之和，根据数学知识可知，在A点和B点的高度相同的情况下，如果多个振子组的高度一致，则越靠近中心(即第一振子组110所在的位置)的区域的声程差越小。基于此，通过使两侧台阶的高度高于中间台阶的高度，可以缩小A点的声强和B点的声强之间的差异，甚至可以使A点和B点之间声强基本相等，从而使晶片300上边缘区域的被清洁效果与中间区域的被清洁效果基本相同，提升晶片300的清洗效果的均匀性。

并且，可以根据预设清洗位置，以及放置在预设清洗位置的晶片300的各项参数，确定各层台阶和中间台阶之间的高度差，以尽量使各振子组与A点之间的声程之和等于各振子组与B点之间的声程之和，从而进一步提升晶片300上各位置处的清洗均匀性。

进一步地，可以以中间台阶为中心，对称地设置各层台阶，使各属于同一层的台阶的高度相同，从而在晶片300的圆心对应于第一层台阶设置时，可以使各第二层台阶上的第二振子组120与晶片300上同一位置之间的间距相等，保证晶片300上分别对应于两个第二振子组120的位置的被清洁效果基本一致，进一步提升整个晶片300的清洗均匀性。

当然，如上所述，多个台阶还可以包括第三层台阶、第四层台阶等，在这种情况下，两个第三层台阶的高度均高于第二层台阶的高度，且使两个第三层台阶的高度相同；第四层台阶的高度均高于第三层台阶，且各第四层台阶的高度相同，从而使整个晶片300的清洗效果更均匀。

如上所述，每个振子组均包括至少一个振子，进一步地，每个振子组均可以包括多个振子，这可以提升半导体清洗设备的清洗能力，还可以增大半导体清洗设备的单次所能清洗的晶片300的数量，提升半导体清洗设备的综合性能。

多个台阶中可以包括第一层台阶和第二层台阶，第一层台阶的两侧均设有第二层台阶，第一层台阶上安装有第一振子组110，各第二层台阶上均安装有第二振子组120。在清洗晶片300的过程中，由于第一层台阶居中设置，因此，可以使晶片300的圆心位于第一层台阶的正上方，在这种情况下，第一振子和各第二振子组120发出的声波均可以传递至晶片300上。当然，多个台阶中还可以包括第三层台阶、第四层台阶等，对应地，第三层台阶上安装有第三振子组130，第四层台阶上安装有第四振子组。

更具体地，换能器振板中的各振子组均可以包括七个振子，且振子组的数量可以为五个，振子的总数量为35个。其中，水平方向上五个振子组成清洁基阵100，整体分布为台阶状，所形成的台阶地宽度为可以为75mm左右，形成的台阶高度差可以为50mm左右，换能器振板的宽度可以380mm左右，高度可以为200mm左右，长度可以为650mm左右。单个振子的前盖板顶面与台阶顶面齐平，单个振子呈现前盖板-压电晶堆-后盖板以垂直方向嵌入振板内。装配完成后可以采用四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚型聚氨酯浇注透声胶进行密封。

基于上述情况，可选地，振板本体的阶梯槽上的台阶沿清洗槽210的长度方向延伸，从而使各台阶在长度方向上均具有一定的尺寸，进而可以使安装于对应的台阶上的振子组包括的多个振子可以沿清洗槽210的长度方向排布，保证同一振子组中的各振子的高度相同，为清洗槽210中同一高度处提供一致的清洗效果。并且，可以使同一振子组中的各振子均匀排布，从而进一步提升对清洗槽210内同一高度处的清洗效果的均匀性。

进一步地，在清洗槽210的宽度方向上，各振子组之间的间距相等。具体来说，可以使各振子组中位置相当的振子的中心之间的间距相等。例如，各振子组均包括三个振子，且各振子组中的三个振子之间的间隔对应相同，可以使相邻的两个振子组中位于中间的振子之间的间距相等。在采用上述技术方案的情况下，可以使振板本体的空间利用效率相对较高，且可以使各振子组的排布较为规整，便于加工，且可以进一步提升对晶片300上不同位置处的清洗效果的一致性。

如上所述，振板本体的阶梯槽包括多个台阶，可选地，各台阶在清洗槽210的宽度方向上的尺寸相等，且使各振子组中的振子的尺寸相同，通过将各振子组均居中设置在对应的台阶上，即可保证各振子组在清洗槽210的宽度方向上的间距相等。当然，在各台阶在清洗槽210的宽度方向上的尺寸不相等的情况下，通过对各振子组的设置位置进行设计，亦可以保证各振子组在清洗槽210的宽度方向上的间距相等。

进一步地，可以使多个振子组均位于一以晶片300中心为圆心的圆弧上，具体来说，可以使多个振子组的中心位于以晶片300中心为圆心的圆弧上，当然，也可以使振子组中位置相同的某一点位于以晶片300中心为圆心的圆弧上，这均可以认为多个振子组位于一以晶片300中心为圆心的圆弧上。

在上述技术方案中，如图5所示，可以使对应于晶片300的边缘位置的振子组的高度高于对应于晶片300的中心位置的振子组的高度，从而使多个振子组与晶片300上同一高度处不同的位置的声程之和之间的差值更小，进而使晶片300上边缘位置处的被清洗效果与晶片300中上中心位置处的被清洗效果基本相同。另外，振子组与晶片300的中心之间的间距可以根据实际情况确定，此处不作限定。

如上所述，换能器振板包括多个振子组，多个振子组可以与同一开关连通，进而在上述半导体清洗设备对晶片300进行清洗的过程中，可以通过同一开关或控制器控制多个振子组的启闭，也即，在需要清洗晶片300时，一并开启多个振子组，在完成清洗过程之后，通过控制器或开关可以一并关闭多个振子组。

在本申请的另一实施例中，半导体清洗设备还包括控制器，控制器用于在清洗晶片300时同时开启各振子组，且使各振子组在第一预设时长内保持开启状态；并且，控制器还用于在第一预设时长后，关闭各振子组，在依次开启各振子组，使多个振子组的波束聚焦于晶片300的预设区域。

在采用上述技术方案的情况下，通过使各振子组同时工作第一预设时长，基本可以使晶片300上的大部分位置被清洗干净。由于声强与声程有关，因此，对于晶片300上的不同位置而言，靠近换能器振板的位置处的清洁效果相对优于远离换能器振板的位置，也就是说，晶片300中靠下的位置处的清洗效果优于晶片300中靠上的位置处的清洗效果。

基于此，在上述技术方案中，控制器还能够在第一预设时长之后，通过依次开启各振子组，使多个振子组的波束聚焦与晶片300的预设区域，从而对晶片300的预设区域进行强化清洗。具体地，预设区域可以为晶片300中距离换能器振板较远的区域。在控制各振子组依次开启的过程中，通过改变振子激励方式，以相控阵波束形成理论为基础，改变各振子中波形的发生时间及相位，控制波束的聚焦及偏转，从而使晶片300的局部产生声波加强的效果，保证晶片300上距离换能器振板较远的位置处的被清洁效果也相对较好。另外，经过第一预设时长之后，各振子组开启的时间间隔等参数，可以根据各振子组的位置和产生的声波的频率等参数灵活确定，从而使多个振子组产生的声波均能够聚焦在预设区域处，产生声波叠加的效果，增强对预设区域处的清洁效果。

进一步地，控制器还能够用于多次地关闭各振子组再依次开启各振子组，使多个振子组的波束分别依次聚焦于晶片300上的多个预设区域。也就是说，借助控制器还可以通过关闭和重新开启振子组的方式，使多个振子组的波束分别聚焦在晶片300的不同位置处，以进一步提升多个振子组对晶片300上的不同区域的清洗效果的一致性，且保证晶片300上各位置处的被清洗效果均相对较高。

具体地，根据多个预设区域的所在位置的不同，对应确定每次开启各振子组的模式，前述模式包括各振子组的开始时间间隔，以及各振子组的开始先后顺序等，从而改变多个振子组发出的声波的聚焦位置，使多个振子组可以分别对多个预设区域进行清洗。

更具体地，在多个振子组均进入开启状态后，且经过第一预设时长之后，控制器可以将多个振子组一并关闭；之后，根据待清洗的预设区域的位置，确定多个振子组的启动时间点，再经过一定时间段之后，可以关闭多个振子组，完成对前述预设区域的加强清洗过程，保证该预设区域的清洗效果较好；之后，可以对下一预设区域进行清洗，在对下一预设区域进行清洗时，亦可以根据前述预设区域的位置，确定多个振子组的启动时间点，保证多个振子组的波束可以聚焦在新的预设区域。在控制器多次关闭各振子组再依次开启各振子组之后，可以使晶片300上的多个预设区域均可以被二次清洗，从而保证晶片300上各位置处均可以被清洗得较为干净，保证晶片300的整体清洁效果较好。

声波具有周期性，且声波具有相位，或者说，声波具有波峰和波谷，通常来说，波峰处的声波的清洗效果相对较好，基于此，在上述实施例中，控制器还能够用于针对当前的预设区域，基于预设的与当前的预设区域对应的振子组开启顺序和振子组初始相位，开启各振子组，使多个振子组的波束在到达当前的预设区域时均是波峰。简单地说，在对某一预设区域进行清洗时，控制器能够根据振子组的开启顺序和初始相位等预设的已知参数，控制各振子组的启动顺序和启动间隔，使各振子组发出的声波在传递至前述预设区域时的相位均为波峰所对应的相位，从而进一步增强各振子组对晶片300的预设区域的清洁效果。

当然，由于预设区域具有一定的面积，虽然多个振子组的波束在到达预设区域时是波峰，但是，并不意味着预设区域所有位置处对应的声波的相位均位于波峰处，因此，预设区域内部分位置对应的声波的相位不为波峰处亦属于本申请的保护范围之内。

基于上述实施例，下面就本申请提供的半导体清洗设备的具体工作过程进行举例说明，如图1-图5所示，换能器振板包括第一振子组110、位于第一振子组110相背两侧的第二振子组120，位于第二振子组120背离第一振子组110的第三振子组130，预设清洗位置位于换能器振板上方，且预设清洗位置的中心位于第一振子组110的中心的正上方，在放置晶片300时，使晶片300的中心与预设清洗位置的中心重合。

在清洗晶片300的过程中，控制器可以先控制多个振子组一并启动，对晶片300进行整体清洗，如上所述，在清洗的过程中，晶片300中靠近换能器振板的区域的清洗效果相对较好，因此，在完成上一阶段的清洗过程之后，可以进一步对晶片300中距离换能器振板较远的区域，也即晶片300的上半部分区域进行二次清洗，以加强对前述区域的清洗效果。在对晶片300的上半部分区域进行清洗的过程中，可以分多次分别进行，以进一步提升对晶片300上该区域的清洗效果，多次清洗可以分别以图5中A、B、C、D和E五个点为中心进行，以A点为例，通过调节多个振子组的起振时间和/或起振相位，可以使各振子组的波形均是波峰在A点叠加，并且使声波以最短的时间达到A点；对应地，根据B点的实际位置，结合各振子组在该点的波形数据，可以重新调整各振子组的起振时间和/或起振相位，使各振子组的波形的波峰能够重新叠加在B点；相似地，C、D和E点的调节过程与上述过程相似，考虑文本简洁，此处不再赘述。

更具体地，在上述半导体清洗设备的工作过程中，通过相控阵对半导体清洗设备发出的波束进行控制，使其在需要的区域进行聚焦，增强声强，以达到加强清洗目的。如图6所示，单个振子为最基本的研究单元，为后续相控数据提供计算依据。本发明中加强清洗区域各个位置点按照水平方向间隔40mm(图5中A点和B点之间的距离)，位置点距离晶片中心所在水平直线的垂直距离为75mm。单个晶片上整个增强区域共有5个位置点。对于其中的每一个点，均通过相控波束完成该增强区域清洗，针对每个位置点，均对应有每个振子的起振时间数据(Δt:相对于首个起振振子的时间间隔)和每个振子对应于该点的波形数据(也即，不同的初始相位)。

例如，为了获得E位置增强聚焦的波束，则需调制振子的被激励方式。调制波形的方式包括调制振子的起振时间(T)，或者是调制振子的起振初始相位，即各个振子对应于每一个聚焦点所存储的波形数据(wave)不同，目的是使各振子的波形均在E处叠加，并且使增强的波形以最短的时间到达E点。对于同一个晶片，波束按照A到E点依次偏转聚焦且周期性工作，而对于每一个振子组中的多个振子而言，多个振子对应于各个点数据一致，即每一个晶片所对应的各点A/B/C/D/E数据分别一致。对于上述实施例公开的半导体清洗设备而言，其包括一个第一振子组、两个第二振子组和两个第三振子组，进而，只需存储五组波形数据即可，且每一个振子组中的多个振子的波形数据完全相同。

对于单个晶片上五个点而言，本申请实施例公开的半导体清洗设备的具体工作过程如下：

1.A点增强：起振时间按先后顺序排列为：5、3、4、1、2，时间间隔2s；起振波形按照wave5、wave3、wave4、wave1、wave2的相位依次相差30°；

2.B点增强：起振时间按先后顺序排列为：5、3、4、1、2，时间间隔1s；起振波形按照wave5、wave3、wave4、wave1、wave2的相位依次相差20°；

3.C点增强：起振时间按先后顺序排列为：1和5同时起振、2和4同时起振、3起振，时间间隔3s；起振波形按照wave1和wave5相同，wave2和wave4相同，wave1、wave2和wave3的相位依次相差10°；

4.D点增强：起振时间按先后顺序排列为：1、3、2、5、4，时间间隔2s；起振波形按照wave1、wave3、wave2、wave5、wave4的相位依次相差30°；

5.E点增强：起振时间按先后顺序排列为：1、3、2、5、4，时间间隔1s；起振波形按照wave1、wave3、wave2、wave5、wave4的相位依次相差20°。

其中，1、2、3、4、5均为振子，共同组成一个清洗基阵100，前述五个振子依次属于第三振子组、第二振子组、第一振子组、第二振子组和第三振子组。

对于单个晶片300而言，清洗基阵100按照A到E依次增强的顺序激励相应振子起振，如A到E完成一次后，再重复上述A到E的清洗以周期清洗方式清洗，直至该片晶片的清洗时间截止，则完成对该片晶片300的清洗工作。

另外，如上所述，各振子组均可以包括多个振子，且多个振子可以沿清洗槽210的宽度方向排布，在这种情况下，半导体清洗设备可以单次清洗多个晶片300。

在清洗多个晶片300的过程中，各振子组中位置相互对应的一个振子可以对同一晶片300进行清洗，如图1和图2所示，各振子组中位置相互对应的一个振子可以组成一个清洗基阵100，各振子组中的多个振子可以分别组合，组成多个清洗基阵100，多个清洗基阵100沿清洗槽210的宽度方向依次排布，每个清洗基阵100可以对应于一个晶片300，或者，如图6所述，每个清洗基阵100可以对应多个间隔排布晶片300，也即，通过开启该清洗基阵100，可以对清洗基阵100上方的多个晶片300进行清洗。

在清洗过程中，可以使多个清洗基阵100依次工作，如图6所示，在最左侧的清洗基阵100完成对其上方的晶片300的清洗过程之后，可以使该清洗基阵100关闭，之后，与该清洗基阵100相邻的清洗基阵100工作，以对与自身对应的至少一个晶片300进行清洗，直至最后一组，也即最右侧的清洗基阵100完成清洗工作，即可认为半导体清洗设备此次清洗工作完成，即可将与多个清洗基阵100分别对应的晶片300全部取出。

如上所述，振子组的数量可以为5个，每一振子组内可以包括7个振子，各振子组中对应的振子组成清洗基阵100，也即，本申请实施例公开的半导体清洗设备包括7个清洗基阵100，可选地，如图6所示，每一清洗基阵可以对应四个晶片300，在清洗过程中，各清洗基阵自左向右依次进行清洗工作。也就是说，当一个清洗基阵管理的四片晶片均完成清洗工作之后，则该清洗基阵100结束工作。相临的清洗基阵100开始工作，进行下一组4片晶片300的清洗工作。当7组清洗基阵均完成工作，该清洗槽体内的晶片即完成二次增强清洗。

可选地，本申请实施例公开的半导体清洗设备中，清洗槽210包括外槽211和内槽212，内槽212设置在外槽211中，晶片300可以放置在内槽212中，当然，内槽212中还可以设置有用于提供清洁效果的药液，外槽211内可以设置有水，且换能器振板设置在外槽211的底部，一方面可以防止药液腐蚀换能器振板，保证换能器振板具有较长的使用寿命，另一方面可以节省药液的用量。具体地，可以通过四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚型聚氨酯浇注透声胶对换能器振板进行密封。

进一步地，可以使内槽212的底面与水平面呈一预设角度，在这种情况下，因换能器振板工作而产生的大量气泡可以在自身浮力的作用下沿内槽212的底面移动并被排出，从而防止因气泡聚积在内槽212的底面而吸收大量的声波，保证绝大部分声波可以传入至内槽212之内，进而保证对内槽212内的晶片300的清洗效果相对较好。

具体地，外槽211可以采用不锈钢材料制成，内槽212可以采用石英材料制成，以防止药液腐蚀内槽212，内槽212和外槽211的容积和尺寸关系等参数均可以根据实际情况确定，此处不作限定，内槽212的底面与水平面之间的夹角可以为10°～15°之间，以在保证外槽211内产生的气泡能够稳定排出的情况下，尽量降低内槽212的底部倾斜设置对内槽212所能容纳的晶片300的数量或整个清洗槽210的体积产生的影响，以在清洗槽210的体积一定的情况下，使内槽212所能容纳的晶片300的数量相对较多。

基于上述任一实施例公开的半导体清洗设备，如图7所示，本申请还提供一种晶片清洗方法，该晶片清洗方法可以应用在上述任一实施例公开的半导体清洗设备中。晶片清洗方法包括：

S1、将待清洗的晶片300放入清洗槽210中，使晶片300处于预设清洗位置。具体地，可以在清洗槽210内设置晶片支撑结构或晶片夹持结构等晶片固定件，从而使晶片300可以被稳定地安防在清洗槽210内，并且，可以根据预设清洗位置所在的区域对应上设置前述晶片固定件的安装位置，以使支撑或夹持在晶片固定件上的晶片300可以处于预设清洗位置。

S2、同时开启各振子组，且使各振子组在第一预设时长内保持开启状态。

具体来说，可以通过控制器等对多个振子组进行统一控制，从而在晶片300放入至清洗槽210内之后，可以借助控制器控制各振子组一并启动，对晶片300进行整体清洗。第一预设时长的具体长短可以根据实际情况灵活选定，此处不作限定。

S3、在第一预设时长后，关闭各振子组，再依次开启各振子组，使多个振子组的波束聚焦于晶片300上的预设区域。由于晶片300上不同位置处与换能器振板之间的间距不同，因此，在完成步骤S2之后，晶片300上不同位置处的被清洗效果可能存在差异，详细体现在晶片300距离换能器振板较远的区域的清洗效果相对较差，基于此，通过进行上述步骤S3，可以对晶片300上的预设区域进行二次清洗，从而使整个晶片300上的各位置处的被清洗效果均相对较好。

更具体地，在清洗晶片300的预设区域时，可以根据预设区域的所在位置和各振子发出的声波的初始相位等参数，确定各振子组的起振时间，从而使各振子组发出的声波在传递至预设区域处时能够相互叠加，提升对晶片300中预设区域的清洗效果。

更具体地，如图8所示，采用上述晶片清洗方法和半导体清洗设备对晶片进行清洗的过程中包括药液酸洗步骤，也即晶片在药液内进行清洗，该过程分为两个阶段，第一阶段：按照设定时间T1进行非相控式清洗，所有振子统一起振，执行时间T1后阶段一结束；第二阶段：按照设定时间T2，各个振子通过提取预设的起振数据(包括起振时间和波形)，按照时间先后顺序分别起振，这样可以在加强区域形成增强波束完成二次清洗，该阶段执行时间T2后结束，完成全阶段清洗工作。

更进一步地，如图9和图10所示，在采用上述晶片清洗方法和半导体清洗设备对晶片进行清洗的整体过程如下：

1、清洗开始；

2、臭氧水清洗：将晶片放置于臭氧水中进行第一次水洗，在晶片表面形成氧化膜；

3、DDHF清洗：将HF：H₂O按照20：1的比例进行稀释，注入2#DDHF酸洗槽中，将步骤1处理完成的晶片放入2#DDHF酸洗槽中。开启半导体清洗设备前，设置第一阶段处理时间T1，第二阶段处理时间T2，设置完毕后开启半导体清洗设备。进入本发明上述两阶段清洗流程。2#DDHF酸洗槽底部设有上述换能器振板，在第一阶段清洗中所有振子统一起振，第二阶段清洗中按照以清洗基阵为单元作为起振单元，每一组清洗基阵工作时同时清洗相邻4片晶片的方式依次清洗整组晶片；对于同一清洗基阵清洗的四片晶片而言，按照水平至左向右的方向依次周期性清洗晶片上的A到E点，直至预设清洗时间截止，本阶段的清洗目的是均匀地去除晶片表面氧化膜；

4、去离子水清洗：将步骤3中处理完成的晶片置于去离子水槽中，进行二次水洗，该阶段清洗目的是去除晶片表面的药液残留；

5、HF+HCL清洗：将步骤4处理完成的晶片放入4#HF+HCL酸洗槽中，开启半导体清洗设备前，设置第一阶段处理时间T1，第二阶段处理时间T2，设置完毕后开启半导体清洗设备。进入本发明所述两阶段清洗流程。4#HF+HCL酸洗槽底部采用上述换能器振板，在第一阶段清洗中所有振子统一起振，第二阶段清洗中按照以清洗基阵为单元作为起振单元，每一组清洗基阵工作时同时清洗相邻4片晶片的方式依次清洗整组晶片；对于同一清洗基阵清洗的四片晶片而言，按照水平至左向右的方向依次周期性清洗晶片上的A到E点，直至预设清洗时间截止，本阶段的清洗目的是均匀地去除晶片表面的金属离子；

6、去离子水清洗：将步骤5中处理完成的晶片置于5#去离子水槽中，进行三次水洗，该阶段清洗目的是去除晶片表面步骤4的药液残留；

7、完成清洗。

在上述清洗过程中，完成对晶片进行的酸洗步骤之后，可以更均匀且更有效地去除氧化膜及晶片表面附着的金属离子，提升晶片的被清洗效果。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种半导体清洗设备，包括清洗槽及设置于所述清洗槽中的换能器振板，其特征在于，所述换能器振板包括振板本体、多个振子组和控制器，每个所述振子组均包括至少一个振子，多个所述振子组均设置在所述振板本体上，且被设置为环绕所述清洗槽中的预设清洗位置，其中，所述半导体清洗设备清洗晶片时，所述晶片处于所述预设清洗位置；

控制器用于在清洗所述晶片时，同时开启各所述振子组，且使各所述振子组在第一预设时长内保持开启状态；在所述第一预设时长后，关闭各所述振子组，再依次开启各所述振子组，使多个所述振子组的波束聚焦于所述晶片上的预设区域；

所述控制器还用于针对当前的所述预设区域，基于预设的与当前的所述预设区域对应的振子组开启顺序和振子组初始相位，开启各所述振子组，使多个所述振子组的波束在到达当前的所述预设区域时均是波峰。

2.根据权利要求1所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述振板本体上开设有阶梯槽，所述阶梯槽包括多个被设置为环绕所述预设清洗位置的台阶，多个所述振子组一一对应的设置在所述多个台阶上。

3.根据权利要求2所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述台阶沿所述清洗槽的长度方向延伸，每个所述振子组均包括多个所述振子，多个所述振子在所述台阶上沿所述清洗槽的长度方向均匀排布。

4.根据权利要求3所述的半导体清洗设备，其特征在于，在所述清洗槽的宽度方向上，各所述振子组之间的间距相等。

5.根据权利要求1-4任一项所述的半导体清洗设备，其特征在于，多个所述振子组均位于一以所述晶片中心为圆心的圆弧上。

6.根据权利要求1所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述控制器还用于多次地关闭各所述振子组再依次开启各所述振子组，使多个所述振子组的波束分别依次聚焦于所述晶片上的多个所述预设区域。

7.根据权利要求1所述的半导体清洗设备，其特征在于，所述清洗槽包括外槽和内槽，所述内槽设置于所述外槽中，所述内槽的底面与水平面呈一预设角度，所述换能器振板设置于所述外槽的底部。

8.一种晶片清洗方法，应用于权利要求1-7任一项所述的半导体清洗设备，其特征在于，包括：

将待清洗的晶片放入清洗槽中，使所述晶片处于预设清洗位置；

同时开启各振子组，且使各所述振子组在第一预设时长内保持开启状态；

在所述第一预设时长后，关闭各所述振子组，再依次开启各所述振子组，使多个所述振子组的波束聚焦于所述晶片上的预设区域。

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