CN101896994B - 用于清洁的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于清洁薄片和/或容易断裂的晶圆(6)的装置，其中所述晶圆(6)的一个侧面固定在托架装置(2)上，并且在两个相邻晶圆之间形成空隙(7)。所述装置主要包括：喷淋装置(15)，所述喷淋装置将流体引入各个空隙(7)，并且具有至少一个喷淋单元(16)，所述喷淋单元(16)具有多个喷嘴并且配置为两部分，其中一部分水平设置在所述槽(14)的纵向一侧，从而所述两部分与所述槽的纵轴平行并且具有相对的流向；以及槽(14)，其能够充满流体，并且形成所需要的尺寸从而适合所述托架装置(2)；以及-交替控制装置，其能够控制所述至少一个喷淋单元(16)的两个部分，从而直接相对的喷嘴不会被同时触发，其中所述触发涉及所述流体的排放或抽吸。

Description

用于清洁的设备和方法

技术领域

本发明主要涉及用于很薄的薄片和/或容易断裂的片状物体，例如半导体晶圆、玻璃基板、光罩，光盘等类似物体的清洁设备和清洁方法。本发明尤其涉及用于半导体晶圆的清洁设备及其方法，其可以用于那种从一整块晶圆体上切割下的半导体晶圆体。

定义

根据本发明中对于“容易断裂的片装物体”的定义，可以理解如下，即非常薄的物体，范围在80到300μm之间，如150到170μm的薄片。这种薄片的形式可以多种多样，也可以是相对的圆形的物体(如半导体晶圆)，或者也可以是有棱角的或者是方形的(太阳能硅片)等等，当然也可以是其边角为棱边，圆形或斜面的物体。这些物体由于其非常的薄，所以容易断裂。本发明就是基于对这些物品的清洁。

为了能对此发明设备和其使用方法更好的理解和解释，下面就以带棱角的太阳能晶圆为例(下面简称“晶圆”)进行解释。

这项发明不仅仅局限于对于晶圆的清洁。相反，此发明主要包括了对薄和/或易断裂的脆弱的片状物体的清洁，这些物体可以放置在托架装置上彼此之间保持一定的距离，随后一个接一个的进行清洁处理。

发明背景

对于晶圆的生产，其起始原料，即坯料目前必须采用长方形的块状硅，它通常被称为基础块或者锭块，并且它会被放置到托架装置上面。而这种托架装置一般都是采用金属托架装置，在托架装置上面会放置玻璃盘作为支撑材料。相应的，需要加工的基础块被粘在玻璃盘上。当然，也可以选择其它材料应用于此托架装置。

为了能生产更多的晶片，就必须将这个由单一或者多晶硅构成的基础块尽可能的完整的以薄片的形式进行切割，使每个切片都在玻璃片上进行延深。在使用例如像传统的内孔切割或者线切割这样的工艺切割后制造出来的具有长边的晶圆；这些长边是面向托架装置的；会通过粘稠连接继续和玻璃片附着在一起。当基础块完全被切割成一块块的单块的晶圆，并且在这些单块晶圆之间已经因此而形成裂缝状的空间后，原有的基础块呈现出如梳子或扇子的形状。

如果要进行通过使用精密线切割的湿机械切割加工，一般需要两种材料。一种是碳化硅或者具有相同功能的，有一定硬度的研磨颗粒，另一种是乙二醇、水或者油等可以作为载体以及冷却的物质。在此过程中，要准确观测的并不是不是在硅块上切割的金属线，而更多的是那些作为切割介质的由乙二醇或者油和碳化硅颗粒的混合在一起的“泥浆”。在这种情况下金属线会在切割过程中被包含其他的化学添加物的介质冲刷。通过的金属线的运动，碳化硅颗粒实施它对材料的研磨切割，这就叫做剥蚀作用。这样一来，比方说用一条直径0.16mm的金属线对硅块实施切割，将能切割出大约0.12mm宽的沟槽。这种切割出来的沟槽又可以被称作切口，使用更小直径的金属线能够使这个切口降低到更细的宽度，即80微米。在切割过程中将会有大量的化学反应发生在晶圆表面上。切割后在晶圆之间往往存留有泥浆、反应产物以及泥浆组成物和硅的混合物，他们常常由于自身的稠性会附着在晶圆的表面上。

在把那些现在已经分别呈现片状的晶圆从托架装置上移出前需先实施清洁。通过清洁可以把在晶圆表面上处于两片基片之间的泥浆冲洗出来。这个清洁程序就是这篇文章所提及的本发明的题目和目的。

技术现状

在目前的技术状况中，要进行去除泥浆的清洁操作已经是众所周知。它通常是通过手工完成的。人们用手把住喷头，利用喷出的流体流对梳子状的形成物进行清洗。经过这个操作过程后，在基块缝隙中的泥浆就可以至少被部分的冲洗出来。但其中大多数的泥浆仍然存留在缝隙状的空间中。

这种手工的处理方法比较困难，因为冲洗是对各个面的托架装置都要进行的，并且清洗出来的泥浆总是因为不断的打转而只能部分排出。除此以外经常这么使用托架装置还会导致单晶圆在玻璃盘上折断损毁。

当载有晶圆的托架装置经过清洗阶段进入下一个加工步骤时，晶圆的表面一般已经晾干。但是泥浆却仍然附着在表面上，这对下一步的加工造成很大的影响。

这种手工处理方法的共同的弊端就是，稳定的质量无法得到保证，同时也不能保证产品在相关表面特性上的标准化和可再加工性。

目前也存在一些已知的对基片进行自动清洁的装置。但是这种装置只适用于直径较大，厚度很小的基片，这就限制了圆盘形的薄基片的使用寿命，导致了基片会出现很高的破碎率。同时这些已知的装置还表现出前期清洁阶段和其他的清洁步骤串联在一起的缺点，基片经鉴定后才能够继续加工。

在WO2008/071364中公布了一种冲洗设备及其相应的使用方法。通过这种冲洗设备的清洗已经可以满足如半导体晶圆等厚度很小以及或者容易破碎的工件的要求。

发明的任务

这个发明的任务是通过优化整个系统的清洁效率已达到优化WO2008/071364中提及的技术理论。

任务的解决方法

这个发明的核心思想是，提出一种清洁薄片以及/或者易碎晶圆的冲洗设备及工艺的方法，通过这种方法在经过不同工艺步骤的清洁程序后能够主动的(自动的)的运转起来。

根据发明的需要所设计的冲洗设备作为此发明专利的权利要求1，与此同时根据发明所需要设计的工艺方法被定义成此发明专利的权利要求10，优选的详细描述形式是从属权利要求。

描述

为了进一步清除在间隙中存留的泥浆，我们提出一种主要包括托架装置部分、冲洗装置部分以及水槽的冲洗设备的构想。

由承托材料组成的放置基础块的托架装置，包含着由基础块切割而来的薄片(例如晶圆)。它们是按顺序的，也就是说一个接着一个排列的，在每两个晶圆之间形成间隙。晶圆是因此而通过它们的一个面和托架装置固定在一起。在相邻的两个晶圆之间形成一道间隙。冲洗装置被首要安排在整个晶圆的长度延伸方向，在间隙中形成大量的流体流，并把大量的清洁流体带到间隙中去。整个清洁的过程是在充满流体的水槽中进行的。水槽的尺寸是能够容纳整个托架装置的。

在发明所提及的清洁步骤中，水槽中的清洁流体至少要充满至没过加工工件的表面。

清洁工艺的原始情况规定，托架装置被支撑在发明中所提及的“筐形的辅助支架上”。辅助支架的设计基本上没有特殊要求，只要保证流体能够无障碍的进入到晶圆之间的间隙中去并且保证平稳的支撑住基础块以及切割下来的晶圆不受破损就可以。在前期处理形式完成后，由两条在长度方向上平行延伸的杆将被准备好，通过这对支撑杆，此托架装置在晶圆的侧面将其承托起来。一旦引入了辅助托架装置到冲洗设备中，在托架装置上固定着的基础块的梳子状的产物将会使间隙向水槽的四壁和底部打开，并让清洁液流入进来。在这种情况下托架装置位于它承载的基础块的上方。

在下面阐述的发明中所提及的清洁程序的第一步骤，可以更好的添加乙二醇和被加工基片串接起来。

要实现发明中所提及的清洁程序的第一步骤，我们必须预先激活冲洗装置。发明中所提及的清洗装置包含有至少一种冲洗元件。它由两部分组成，它们分别都安置在水槽长边的两侧。这两部分平行于水槽的长轴方向且分别在水槽两侧相对安装，这样它们的水流方向就是相对的。冲洗装置这样安装，可以让水流分别对准两个相邻的晶圆之间的间隙，并把污垢冲走。发明中提及的冲洗设备还包含交变的控制系统。通过这个控制系统，我们可以至少控制冲洗元件的两个部分的其中之一。以保证两边的喷嘴不会同时开启，而是一边喷水一边吸水。

至少一个冲洗元件，或者说至少有成对冲洗元件中的一部分通过多头喷嘴(开口或钻孔)实施冲洗。这些喷嘴通过一条喷嘴连接架相互链接在一起，并注入相同体积的流体实施冲洗(被激活的情况)。

发明中指出，冲洗元件中的喷嘴可被开启为正压或者负压。通过这种方式使那些相对而立的喷嘴不会同时以相同的方式(喷出/吸入)开启。

根据被加工的基础块的长度以及所提供的气压的要求，两边的冲洗元件可以被分成许多段，他们各自单独的通过现有的喷嘴连接架标明。

冲洗元件的两部分的位置是可调的，尽管它们可能是相互分离的。不仅仅是高度，也包括冲洗元件之间的距离或者它的两个部分之间的距离，又或者是各个分段到水槽边缘的距离都是可以调节的。

相应的，不管是冲洗装置相对于固定的托架之间还是托架相对于固定的冲洗装置之间，又或者是它们相互之间都是可选择的相互运动的。在具有两个组件的冲洗元件的情况下，其中两个组件各自以类似的方式，如相互平行的或者向相的方式进行移动，以哪种方式优先进行并不是一定的。同时也可能通过不平行的移动以达到改善清洁效果的目的。再就是可以让冲洗元件、它们的组件或者分段平行于水槽的边缘进行运动。希望出现的情况是至少一条在水槽边缘上安装的喷嘴架进行振动。它可以是上下的振动，也可以是相对于水槽边缘的来回振动，也可以是平行于水槽边缘的前后振动。通过这种振动可以更好的平衡流体特性的不均匀性。平行于喷嘴架的振动的另一优点是降低流体比例关系的偏差，比如说由于个别喷嘴堵塞造成偏差。通过这些运动，可以使那些极其粘稠附着在基块上的附着物在振动中松脱出来，以改善间隙之间的清洁效果。

如果有许多的冲洗元件并要将它们安装，那优先考虑的就是将它们安装在水槽深度方向的不同水平面上。

喷嘴架一般都是设计成矩形的，安装在水槽边缘的上面以及/或者下面，而且向后倾斜。通过在倾斜区域的安装的喷嘴可以更容易的向上/或者向下喷射，因此也可以不平行于在中间层安装的喷嘴。通过这种在倾斜区域的喷嘴安装方式使得对相邻两块基片之间的污垢的清洁去除变得更为有效。尤其是在整个喷嘴架上有至少一个喷嘴断流时，可以通过所有的喷嘴的共同作用使流体特性达到尽可能的均匀。

要形成层状流的水柱，则要特别注意喷嘴钻孔的几何形状的确定。喷嘴的钻孔的形状主要为圆形，并且截面积在0.1mm²到0.5mm²之间，更多的是0.2mm²，喷嘴做成锥型。

作为另外的优先选择的喷嘴形状，喷嘴钻孔也有做成椭圆形或者是星形的。这种几何形状的喷嘴钻孔可以使气体被动的进入到流体中，这样对清洁的效果也会产生积极的作用。

系统可以另外的或者额外的规定，什么样的气泡可以主动加入到从喷嘴中喷射出来的清洁流体中去。从发明所提及的设备中产出的气泡的大小主要处在1μm到500μm之间。

喷嘴安装在喷嘴架上是成行成列的。大多数的喷嘴的几何形状的设计都是使通过喷嘴射出的水柱能够尽可能的射到较远的距离(例如400mm)。

根据发明的要求，冲洗设备上位于喷嘴架两边的冲洗元件都可以控制，使其只有单边喷射，而另一边不喷射流体。更让人感到乐见的执行方式是，另一边的喷嘴在这个时候产生(开启)负压，把流体迅速抽走。当喷射出来的流体量和另一边被抽走的流体量正好相同时，那将是特别理想的方式。通过对两边不同水流(喷射/抽吸)的协调配合可以提高从喷嘴喷射出来的水流的速度，也会改善清洁效果，同时也可减少清洁所需的流动中的流体量。经过短暂时间的处理后，喷射和抽吸的两边可以互换，使得流体可以交替的从左边或者从右边向基础块实施冲洗。如果冲洗元件(一边的)的其中的组件包含许多的分段，这里也得保证，直接相对而立的喷嘴不同时开启喷出或者抽吸。当相邻的两个分段离的太近时，也必须特别注意位于同一边的相邻分段不能同时开启，要错开开启时间，以避免从喷嘴刚刚喷出的清洗流体马上被相邻的喷嘴抽吸回去，保证发明所希望的通过基础片之间间隙的水流路径。本领域技术人员很清楚，如何对不同方式方法实施控制。例如让所有的位于喷嘴架一边的喷嘴实施喷射，与此同时，所有的位于另一边的喷嘴实施抽吸。另一种可能是喷嘴或者喷嘴架在同一边的直接相邻的两个分段不能够同时以相同的方式开启，在同时观察两边时，直接相对的两边的喷嘴、喷嘴架或者分段也不能同时以相同的方式开启。

交替的控制系统可以安装到所有在技术状况中提及的清洗设备上。尤其是可以通过安装电动或者启动阀以及单向和双向工作的泵来实现动作。例如此发明前面提及的用来实现正压和负压交替的泵，可以将其的入口连接在需要实施抽吸的喷嘴架上，而其出口连接在需要实施喷射的喷嘴架上。如果安装双向工作的泵，可以简单的通过改变泵的工作方向来实施交替控制。如果安装单向泵就需要相应的安装多位阀。另外也可以安装多个泵，分别用于给不同的喷嘴架提供正压或者负压。通过发明中提及的交替控制，可以实现最优化的清洁过程。为了改良喷射和抽吸的关系我们可以提供两种不同的喷口类型。可以明确的是，在这种情况中，必须提供相应的设备，如反向阀，以用于实现单向水流的喷嘴形式。同样可以明确的是，不管是单独的喷嘴还是给某种形式的喷嘴组提供相应的设备，都得安装相应的入水和出水的管道。同时对应于喷嘴架来概括喷嘴的形式是可能的。

此后要提供的是将流体传送到冲洗元件的设备中。对于清洁的过程来讲，一些过程参数，如流体量和流体的速度是需要确定的。这两个参数可通过适当的已知方法进行多种多样的变化。根据此发明，流体在喷淋单元的出口处的流体的压力会在0.1和1.0帕之间，最好设置在0.2和0.5之间的值时，排气口的整体压力最佳。

最好是，除了上述所描述的变动，至少一个喷淋单元或一部份或部分进行清洁净化过程，即从缝隙对泥浆进行清除，可以作如下的选择，即喷淋装置相对于固定的托架装置，或者是托架装置相对与固定的喷淋装置，或者是托架装置也可以对于喷淋装置相对的彼此运动可调整。

为了使得流体能通过空隙流动成，托架装置的位置需要被定位，槽的两个墙面和在槽的底面方向上都存在有开口面。通过两个面的互相交换激活，此发明的喷淋装置就可以达到效果，以确保泥浆是受到从空隙对方喷射出的流体进行清洗。通过不断增加的流体的流动，其优点就是粘合在一起的晶圆保持其相对固定位置，通过前面描述的操作，在不同的模式下，不断增大流体流量。

高流量的另一优势是，晶圆的震动达到最小，所以它可以解决一难题，即强硬粘粘在晶片表面上的泥浆可以相对简单的被清除。

为了进一步优化清洗过程，需要至少一个超声波和/或兆声波设备，此装置安装在槽内部，且可以选择静止状态或者可移动状态等不同的形式。这个机构统称为“超声波装置”，它包括“超声波源”，“超声波”。在第一工作模式下，超声波源安置在槽的底部，其辐射方向主要是从基础块底部方向向顶部方向辐射。在另一方面，可替代的或额外的模式是，安置至少一个超声源在喷嘴架，并且向基础块方向辐射，特别是彼此相邻的基板之间的空隙。尤其是超声源和带有喷射单元一部分的喷嘴设置在一起，例如可以一同旋转布置，使超声波的发射和喷嘴的激活都可以方便的适应喷嘴流体的输出或吸入。对于本领域技术人员都很清楚，很显然，这些组件当然可以是一个挨着一个的，或互相前后的布置，除非他们需要有选择性地控制或激活。

超声波波源也可以是倾斜的或平行于晶圆的方向对齐的布置。

这个超声波清洁的过程是非常方便有利的清洗过程，它直接与至少一个喷淋装置配合，但也可能成为其中的一部分。根据对晶圆的不同的污染程度，但它也可以是有利的，这个清洁过程至少有一个喷淋装置喷出流体，例如，在清洁之前，预先把相应的顽固污渍处理掉。为达到此目的，它可能需要提供以下的模式，要么只有在基础块超声波，或在喷嘴架通过超声波源，或者所有的超声波源都启动起来。此操作可以是间歇性的或持续性的，无论是在不同的超声波源交替使用的情况下(单个超声源交替使用或超声源组合)或整体超声波源单元(同时输入，并且关闭所有超声波源)。此外，还可以提供特别安置的喷嘴架，在清洗过程中使用的喷淋装置或超声波源装置，在清洗流体流动的情况下，通过超声波震动来运作。在这种运作方式的情况下，可以是单面进行，例如，在每个喷嘴的一侧或者在其两侧同时进行。最后，在槽底部安置超声波源，用兆声波和至少一个喷淋装置，这是超声波源能覆盖整个超声波范围，或反之亦然。对于这一进程的实施是必要的，安置在托架装置上的槽，会填充满流体。最好是使用低温的流体，这样才能使得超声波的传输到达最佳的效果。最好，温度设定为15摄氏度至25摄氏度之间，以防止化学反应，并确保基本的机械性能。

本发明涉及通过装置对薄片和/或容易断裂的晶圆(6)进行清洁的方法，所述晶圆的一侧固定在托架装置(2)上，并且在两个晶圆之间形成空隙(7)，并且其中所述装置的组成主要包括：喷淋装置(15)，所述喷淋装置将流体引入各个空隙(7)，并且具有至少一个喷淋单元(16)，所述喷淋单元(16)具有多个喷嘴并且配置为两部分，其中一部分水平设置在所述槽(14)的纵向一侧，从而所述两部分与所述槽的纵轴平行并且具有相对的流向，以及槽(14)，其能够充满流体，并且形成所需要的尺寸从而适合所述托架装置(2)，以及交替控制装置，其能够控制所述至少一个喷嘴单元(16)的两个部分，从而直接相对的喷嘴不会被同时触发，其特征在于，以下步骤：

a)带有晶圆(6)的托架装置(2)插入空的或部分充满的槽(14)中；

b)通过喷嘴装置(15)实现清洁方法，其中流体的排放或抽吸过程通过所述装置触发。

作为此清洁方法的额外步骤c)，包括了带有超声波装置的清洁过程中，含有流体的存在。相应可选择的操作步骤也可以用步骤a)来进行或替代。

在所描述的对于基础块的超声波清洁的处理过程之后，槽会被倒空，进一步的清洁过程会通过至少一个喷淋单元开始，其清洁过程是通过载入和超声和/或兆声波配合的流体进行的。这个过程可以反复进行，这取决于具体情况的需要，该彼此反复的周期过程是：“带喷淋单元的清洁过程”和“带超声波的清洁过程”。该发明特别规定，基础块的清洁首先使用带略高温的喷淋流体的喷淋设备，如果需要，适当的增加添加剂，如含化学表面活性剂的清洗液，温度最好是35-40摄氏度之间。随后是超声波清洁过程，但是在冷清洗液中进行。这两个进程，如果有必要均可重复进行。

最后一个清洁过程是使用喷淋设备，但是是在低温的清洁液中进行。最后这个步骤的优点是，这样尽量避免低温流体的喷淋，晶圆被烘干，任何剩余的泥浆会尽可能地被清除。

该发明的清洁液最好是在可调整的范围内，即15-40℃之间，而温度在30-40℃尤为首选。最好，它包括适当数量的非发泡剂，在0-1％的非离子活性剂表面，体积百分比的数量从0.1％到0.5％的流体总量尤其是首选。在有表面活性剂，或有pH值(平均值)约13.0的流体的喷淋过程中，更有利的首选值小于12.0，最好是10.5至11之间，喷淋液或酸性流体可根据需要选择，也可包括其他化学品或化学添加剂。

根据此发明，如果需要，还可以进行进一步加强清洁的步骤。为此，托架可以通过辅助设备的帮助安置在槽里，这里包括了清除所使用的含合适的胶粘剂的流体。特别的例子，在使用含醋酸约40℃水的流体，而且温度和pH值最好是从3.0调整为4.0。随后，对该晶圆进行清洗，那么需要的是，它们是在转换到充满水的辅助设备内。此过程至少要通过上面所提到的，至少一个超声波和/或兆声波的超声波发射设备。

该方法的另一主要优点是，它可以很容易地在随后的晶圆清洁过程中对晶圆进行清洁处理。特别有利的是，与该发明相关的清洁过程的参数很精确，重复性好，这就有利于对大量的晶圆同时进行处理，且可以达到相同的清洁质量水平。

其他有利的特点可以从下面的说明和附图，以及专利申请要求等进行详细说明。

附图

图1.托架设备2的示意图，主要对基础块1进行的清理；

图2.在图1基础上，辅助装置8相对于托架装置2的视图；

图3.辅助装置8从进气口的角度看，结合图2，它已经包括托架设备2；

图4.该发明的装置与设备示意图，附带喷淋单元16的两个侧面的喷淋装置；

图5.该发明装置设备示意图，并带有喷淋装置16，结合图4，在出口位置(A)已经有图4的托架装置，另一视图能更准确地反映设备所附带的超声波设备18和灵巧的喷淋单元16，以及喷嘴对流体的喷射和吸收示意图。

实例描述

图1显示了基础块。以清洁基础块1为例。基础块1安装在托架装置2上，其中包括玻璃盘3和加固装置4。基础块1是具体的实例，其一边上粘5个玻璃板。通过切削过程，，扩展到玻璃板3，它们形成个基板，这也被称为晶圆6.在每个晶圆6之间有缺口7，其中所谓的泥浆(未在图中表示出来)，将被该发明的清洁过程进行清洁处理的。

通过托架装置2上的基础块1，如在图4和5所示，托架装置2可能与一种辅助设备8共同使用，如在图2和3所示。最好，辅助设备8安置在中点9的两侧，它们彼此相互作用，如图4和5所示。为了适应不同尺寸的托架装置2的结构要求，这里提供了接受装置10，它可以对托架装置2提供灵活的位置定位。此外，辅助设备8的设计是这样的，即基础块1，如图3，为防止意外触发而对其位置进行定位保护。在这里要说明的是，连杆11作为连接件连接中点9和基础块1。

要执行清洗过程，设备12必须如图5所示装载到辅助设备8上。该设备12本身就有壳体13，其中包括装满流体的槽14，槽14的容量可以被测量，辅助装置8可以完全接收槽14。

该槽14是这样设计的，即它可以接收辅助设备8和中点9。

此外，该器件具有喷淋设备12上的喷淋装置15。喷淋装置15包括相应的喷淋单元16，它具有两部分，并且，其布置位置是平行于托架装置2的长边。

在如图5A和图5B的实例中，此应用实例说明了喷淋单位16在超声扫描过程中的使用，它形成超声波波源流。这个超声波波源流将对槽14在内的基础块1进行清洁处理。

另外还应当提供有关的壳体13底部的超声源超声波设备18。这些超声波设备18可根据需要打开或关闭，它被用来处理和清除位于空隙7内的泥浆。

图5所提供的超声波设备18，它不是静止固定安装的，而是可移动的超声波装置，即安置在槽14内任意需要的位置。

在图5C中所示的是一种根据发明所示的喷淋单元16。流体流21从喷淋单元左侧的平行方向上流出。在右边的顶部和底部显示了虚线区域，它是两个组件排列布置的，它最好配置相同的几何形状的喷淋装置。在所选择的操作模式下，这确定了超声波设备17的功能和吸收装置。另外，这些区域有超声设备和兆声源，他们排放在上面和下面所显示的位置，在这种情况下它们与喷淋单位共同设置，同时清洁流体必须顺利的流出或吸收。为了应用和说明该发明中喷淋单元的最佳使用方式，超声波设备17连同喷淋单元16的喷嘴共同配置，且可选择性的调整，这就可以使超声波的发射和喷嘴的激活及流体的流出或吸收等都很方便的实现。对于专家而言，他们都知道，很显然，这些组件当然可以是可以互相一个接一个的布置，或互相前后的布置，除非他们提供其他的可选择性或激活方式。

工作原理

此发明的清洁装置的清洁过程如下：

在带有辅助装置8的托架装置2一起放入装置12后(图5)，托架装置2载入位置，这个位置是单个晶圆6在底面20上一定方向上设置的。这就意味着，对于边和槽14的底面20方向上的空隙7是开放的。

清洁过程是这样开始的，首先是在基础块中，在一段时间内，槽内装满的清洁液，通过超声波和/或兆声波，甚至可以两种波交替照射。通过这种方式，可以达到将想要进行清理的灰尘或泥浆松动的目的。

随后，喷淋装置15将被激活。从喷淋单元16喷出的流体流21会渗透到每个缝隙7当中，当然流体至少会部分长期通过，随后当激活喷嘴的吸收模式的时候，流体会在槽14的底板20的方向上再次通过或者相反的通过。

特别是，在流体清洁的时候，和/或上面所提到的特殊的喷嘴形式的超声波方法，和/或特殊的所给出的系统，在流体中激活气泡的方式。还特别设置横向的，平行于基础块的底部方向上移动的喷嘴或喷嘴架。通过此发明中这样的方式和上面的描述就可以知道，每个缝隙7当中的灰尘或泥浆就可以被清除掉。根据具体的实际情况和肮脏程度，可以将此清洁过程，包括超声波的清洁过程反复进行。清洁流体流21本身也是可以受高温的，可以处于25摄氏度到40摄氏度之间。

随后一新的超声波装置取代超声波装置18进行照射。这个过程是必须的，即槽14充满流体使得超声波能以声源的方式传送出去。

在此之后，槽14将被清空并且准备所描述的喷淋过程，如果有必要，在特殊的情况下和/或需要的情况下，超声波和/或兆射线的扫描过程会重新反复来过。在这种情况下，可能其中的某个单一的步骤需要被重复进行。在取下已经清洁过的基础块之前，还需要再次进行喷淋过程，但是用低温的清洁流体。这样还能避免一些泥浆可能会干燥结块的情形。

通过这个发明中相关的装置1和此发明方法的应用，就可以实现对于薄片和/或容易断裂的薄片的自身的(自动的)清洁。特别是在半导体和太阳能的晶圆制造行业，有必要在切割过程后，立刻消除所谓的泥浆。这些泥浆十分顽固的停留在每个晶片表面，因此以前一直是进行手工清楚。通过此发明的清洁设备和清洁方法，它便实现了一种新颖的清洁过程，并且这就实现了使质量非常好的对晶圆6自动清洗的过程。

本发明已解释了有关的硅片晶圆的清洁处理过程。当然，还可以清洁盘形基板材料和其他材料制成的片状物件，如塑料材料等。

部件名称对照列表

1.基础块

2.托架装置

3.玻璃板

4.加固单元

5.一边/面

6.晶圆

7.空隙

8.辅助设备

9.中部

10.接收装置

11.棒

12.设备

13.壳体

14.槽

15.喷淋装置

16.喷淋单元

17.超声波装置/喷嘴架

18.超声波装置/槽

19.超声波源

20.地

21.流体

22.旋转箭头

Claims (12)

1.用于清洁薄晶圆(6)的装置，所述晶圆的一侧固定在托架装置(2)上，并且在两个相邻晶圆之间形成空隙(7)，其组成主要包括：

-喷淋装置(15)，所述喷淋装置将流体引入各个空隙(7)，并且具有至少一个喷淋单元(16)，所述喷淋单元(16)具有多个喷嘴并且配置为两部分，其中每一部分水平设置在槽(14)的纵向一侧，从而所述两部分与所述槽的纵轴平行并且具有相对的流向，以及

-槽(14)，其能够充满流体，并且形成所需要的尺寸从而适合所述托架装置(2)，以及

-交替控制装置，其能够控制所述至少一个喷嘴单元(16)的两个部分，从而直接相对的喷嘴不会被同时触发，

其特征在于，所述至少一个喷淋单元(16)的所述两部分既能够被用于喷出的正压开启也能够被用于吸入流体的负压开启。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，喷淋单元(16)的每个部分的喷嘴都是通过至少一个喷嘴架彼此功能性连接，使得他们因此能够负载相同的正压或负压。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个喷淋单元(16)两侧被分成几个部分，而每个部分都有喷嘴架。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述喷淋单元(16)的两个部分的位置彼此能够分离或者进行调整。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，能够调整所述喷淋装置(15)相对于固定的托架装置(2)，或者能够调整所述托架装置(2)相对于固定的喷淋装置(15)，或者能够调整所述托架装置(2)对于喷淋装置(15)相对运动。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，安装至少一个超声波装置(18)，所述超声波装置安装在槽(14)内部，并且能够选择静止状态或者可移动状态的不同形式。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个喷淋单元(16)的每个部分均具有至少一个超声波或兆声波装置(23)。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，其还包括用于向从喷嘴输出的清洁流体流中主动输出气泡的系统，其中所述气泡的大小在1μm到500μm之间。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述超声波设备(23)和所述喷淋单元(16)的一部分喷嘴设置在一起，并且能够进行控制，从而控制如下操作的先后顺序：超声波的输出和喷嘴输出的触发或流体的吸入。

10.通过装置对薄晶圆(6)进行清洁的方法，所述晶圆的一侧固定在托架装置(2)上，并且在两个晶圆之间形成空隙(7)，并且其中所述装置的组成主要包括：喷淋装置(15)，所述喷淋装置将流体引入各个空隙(7)，并且具有至少一个喷淋单元(16)，所述喷淋单元(16)具有多个喷嘴并且配置为两部分，其中每一部分水平设置在槽(14)的纵向一侧，从而所述两部分与所述槽的纵轴平行并且具有相对的流向，以及槽(14)，其能够充满流体，并且形成所需要的尺寸从而适合所述托架装置(2)，以及交替控制装置，其能够控制所述至少一个喷嘴单元(16)的两个部分，从而直接相对的喷嘴不会被同时触发，其特征在于，所述至少一个喷淋单元(16)的所述两部分既能够被用于喷出的正压开启也能够被用于吸入流体的负压开启，以及带有晶圆(6)的托架装置(2)插入空的或部分充满的槽(14)后，在所述喷淋单元的两部分触发后就以所述喷淋单元的直接相对的喷嘴不同时以相同的方式开启的方式进行使用喷淋装置(15)的清洁方法。

11.根据权利要求所述的方法，其特征在于，其包括作为额外的步骤，在存在流体的情况下通过超声波装置(17；18)完成所述清洁方法。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，向从喷嘴输出的清洁流体流中主动输出气泡发生在所述清洁方法中，其中所述气泡的大小在1μm到500μm之间。

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