超临界二氧化碳清洗系统与方法技术方案

一种超临界二氧化碳清洗系统，包含：一密闭高压清洗槽，形状为上宽下窄的漏斗型容器装置，提供一可乘载待清洗物件的载体平台及可活动喷嘴组的空间；一载体平台，位于该密闭高压清洗槽内，为一以该待洗物中心旋转的载体平台，并用以承载该待清洗物件；一可活动喷嘴组，组设于该密闭高压清洗槽内及载体平台的上方，使该超临界二氧化碳可经由该可活动喷嘴组来清洗该待清洗物件。一种超临界二氧化碳清洗方法，包含：将晶圆或待洗物置于密闭高压清洗槽；将液态二氧化碳输入该密闭高压清洗槽；添加共溶剂与界面活性剂于清洗槽；启动可活动喷嘴组，增进洗净功效；旋转晶圆或待洗物去除污染物；降压排放二氧化碳与污染物以洗净晶圆或待洗物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种；特别是涉及在一密闭高压清洗槽内将载体平台上的待清洗物件通过超临界二氧化碳清洗的系统与方法。
技术介绍
传统的晶圆或元件清洗制程，需使用大量超纯水与化学溶剂，去除晶圆或元件表面的纳米污染物，同时要处理大量废水溶剂。在纳米(65nm)及较复杂的制程中，晶圆或元件的渠沟与高深宽比结构，因液体表面边界层的限制，无法有效清洗纳米孔洞的污染物。 而在过去，已有技术可利用臭氧水来清洗晶圆或元件，但晶圆或元件是固定式的无法转动，并且配合MHz级超音波辅助清洗，在洗完之后利用CO2高压干燥晶圆或元件。也有技术利用水洗方式清洗晶圆或元件，并配合超音波频为900～1,100KHz辅助清洗，值得一提的是，超音波装置设置于清洗槽外侧，但其清洗时间与效率仍待改进。 由臭氧水或水来清洗晶圆等元件渐渐可被科技技术所取代，取而代之的则是超临界流体。超临界流体物理性质介于气、液相之间。黏度接近于气体，密度接近于液体，因密度高可输送较气体更多的超临界流体，因黏度低，输送时所须的功率则较液体为低，也即质量传递阻力远较液体小，因此在质量传递上较液体快。此外，超临界流体如气体一样几乎无表面张力，因此很容易渗入到多孔性组织中。 除物理性质外，在化学性质上也与气、液态时有所不同。如二氧化碳在气体状态下不具萃取能力，但当进入超临界状态后，二氧化碳变成亲有机性，因而具有溶解有机物的能力，此溶解能力会随着温度及压力而有所不同。而超临界二氧化碳具有低表面张力、低黏度、高扩散性的特性，易扩散至纳米孔洞中，为干式清洗制程，且减少水资源浪费，是极具潜力的「绿色清洁生产技术」。 但就现有超临界二氧化碳清洗装置与方法的
而言，仍缺乏一种可以缩短清洗时间、装置简单、清洗方便，与清洗效率高的超临界二氧化碳清洗装置。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种，该系统与方法可加速在清洗上的效率以及缩短清洗时间。 为达上述目的的超临界二氧化碳清洗系统，包含一密闭高压清洗槽，该密闭高压清洗槽形状为上宽下窄的漏斗型容器装置，能提供一可乘载待清洗物件的载体平台及可活动喷嘴组的空间，以利于被该超临界二氧化碳清洗以及利于杂质污染物沉积；一载体平台，该载体平台位于该密闭高压清洗槽内，为一以该待洗物中心旋转的载体平台，并用以承载该待清洗物件；一可活动喷嘴组，该可活动喷嘴组设于该密闭高压清洗槽内及该载体平台的上方，使该超临界二氧化碳可经由该可活动喷嘴组来清洗该待清洗物件，并配合提供一共溶剂、界面活性剂以及螯合剂等提高清洗效果，与使用为乳化技术缩短清洗时间。 此外，为达上述目的的超临界二氧化碳清洗方法，包含下列步骤将晶圆或待洗物置于密闭高压清洗槽；将液态二氧化碳输入该密闭高压清洗槽；添加共溶剂与界面活性剂于清洗槽；启动可活动喷嘴组，增进洗净功效；旋转晶圆或待洗物去除污染物；以及降压排放二氧化碳与污染物，此外，也利用适当共溶剂、界面活性剂以及螯合剂等来使得超临界二氧化碳于稳态均匀相中以及增加二氧化碳的极性，使其发挥清洗效用，其依不同的晶圆或清洗物件来配置适当的调配配方。其中降压排放二氧化碳与污染物后可使用新鲜二氧化碳再次清洗，洗净后将晶圆或待洗物取出。 依据上述的，具有可加速在清洗上的效率以及缩短清洗时间的优点。附图说明图1为本专利技术超临界二氧化碳系统剖面示意图。 图2为本专利技术超临界二氧化碳清洗方法流程图。 图3A～3D为本专利技术超临界二氧化碳清洗系统的超音波聚焦型喷嘴剖面示意图。 图4A～4D为本专利技术超临界二氧化碳清洗系统的可活动喷嘴组配置俯视示意图。 图5为现有超临界二氧化碳清洗原理示意图。 主要元件符号对照说明10----新鲜的二氧化碳 11----肮脏二氧化碳20----共溶剂 21----界面活性剂30----清洗槽 31----槽底部40----温度计 41----压力计50----超音波震荡器 51----抗高压管52----接头 53----螺栓55----凹弧形 56----固定基座57----聚焦型放大器 58----超音波探头59----清洗区域 60----可活动喷嘴组70----载体平台 71----转动轴80----待洗物或晶圆 90----污染物100---超临界二氧化碳清洗方法流程示意图具体实施方式本专利技术的，将通过以下较佳具体实施例配合所附图式，予以详细说明。 本专利技术的超临界二氧化碳清洗系统。请参阅图1所示，为本专利技术的最佳实施例，本专利技术的超临界二氧化碳清洗系统包含一密闭高压的清洗槽30、一载体平台70及一可活动喷嘴组60。前述密闭高压的清洗槽30形状为上宽下窄的漏斗型容器装置，能提供一置放可乘载待清洗物件的载体平台70及可活动喷嘴组60的空间，以利于被该超临界二氧化碳清洗以及利于杂质污染物90沉积；前述载体平台70位于该密闭高压清洗槽30内，为一以该待洗物中心旋转的载体平台70，并用以承载该待清洗物件80；前述可活动喷嘴组60设于该密闭高压清洗槽30内及该载体平台70的上方，能使该超临界二氧化碳可经由该可活动喷嘴组60来清洗该待清洗物件80。 首先将待洗物或晶圆80置入密封的清洗槽30内的载体平台70上，该待清洗物或晶圆80可为晶圆、low-k材料、或MEMS等，在待洗物或晶圆80欲与载体平台70的接触表面，可施一表面处理以增加接触摩擦力，让待洗物或晶圆80与载体平台70的接触牢靠。接着，将新鲜的二氧化碳10引入密封的清洗槽中，将新鲜二氧化碳10引入密封的清洗槽30中，由于二氧化碳10在进入清洗槽30之前，已经经过高温高压的程序，故此时二氧化碳10会自然经过可活动喷嘴组60喷进清洗槽30内，进行二氧化碳10的清洗作业。在清洗的同时，也将适当配方的共溶剂20与界面活性剂21置入清洗槽30中，目的在于缩短清洗时间，并且开启辅助的超音波震荡器50，目的在于缩短清洗时间同时增加清洗效果。 前述可活动喷嘴组60可依照待清洗物件或晶圆80的所在位置来决定设置的相对位置。当待清洗物件或晶圆80置于清洗槽30内的载体平台70后，该清洗系统中的转动轴71会带着待清洗物件或晶圆80旋转，以利去除污染物90，而可活动喷嘴组60的设置，其个数与位置以其个别喷嘴的工作范围边界处皆有相互重叠(overlap)，使得待清洗物件或晶圆80的清洗范围皆有涵盖到为主。可活动喷嘴组60的作业可与超音波震荡器50一并使用，达到加成的效果，而超音波震荡器50的设置，其个数与位置也是以其个别超音波震荡器50的工作范围边界处皆有相互重叠(overlap)，使得待清洗物件或晶圆80的清洗范围皆有涵盖到为主。请参阅图4A至图4D，为可活动喷嘴组60针对相同的工作范围可配置成不同的位置，甚至增添超音波震荡器50后的情形也同样，其工作范围边界处皆有相互重叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，包含：一密闭高压清洗槽，该密闭高压清洗槽形状为上宽下窄的漏斗型容器装置，提供一可乘载待清洗物件的载体平台及可活动喷嘴组的空间，以利于被该超临界二氧化碳清洗以及利于杂质污染物沉积；一载体平台，该载体平台位于该密闭高压清洗槽内，为一以该待洗物中心旋转的载体平台，并用以承载该待清洗物件；一可活动喷嘴组，该可活动喷嘴组设于该密闭高压清洗槽内及该载体平台的上方，使该超临界二氧化碳可经由该可活动喷嘴组来清洗该待清洗物件。

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，包含一密闭高压清洗槽，该密闭高压清洗槽形状为上宽下窄的漏斗型容器装置，提供一可乘载待清洗物件的载体平台及可活动喷嘴组的空间，以利于被该超临界二氧化碳清洗以及利于杂质污染物沉积；一载体平台，该载体平台位于该密闭高压清洗槽内，为一以该待洗物中心旋转的载体平台，并用以承载该待清洗物件；一可活动喷嘴组，该可活动喷嘴组设于该密闭高压清洗槽内及该载体平台的上方，使该超临界二氧化碳可经由该可活动喷嘴组来清洗该待清洗物件。2.如权利要求1所述的超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，该载体平台与水平面成一倾斜角度，当进行清洗时杂质污染物可经由该倾斜角度轻易且有规律的流出该待清洗物件而进入槽底。3.如权利要求1所述的超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，该可活动喷嘴组为至少一可活动喷嘴与至少一频率为0.8MHz～3.5MHz超音波震动器的组合，该超音波震动器与该可活动喷嘴组成为一模组，或与该载体平台结合，装置于该载体平台的上方或下方，加速清洗效果。4.如权利要求3所述的超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，该超音波震动器为聚焦型或非聚焦型，该聚焦型超音波震动器利用该超音波本体型成凹面以聚焦或是以添置一类似喇叭型喷嘴形成聚焦，该可活动喷嘴组能使当该超临界二氧化碳流入该密闭高压清洗槽时，该超临界二氧化碳即经该可活动喷嘴喷出，立刻进行超音波清洗。5.如权利要求3所述的超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，该超音波震动器的装设与该待清洗物件呈一适当角度，能方便快速驱离该待清洗物件的污染物。6.如权利要求3所述的超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，温度操作条件为15℃～150℃，压力操作条件为50～250atm，超音波组操作频率范围为0.8MHz～3.5MHz。7.如权利要求3所述的超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，该可活动喷嘴组中的超音波震动器管路、活动喷嘴管路以及载体平台管路埋设于高压管路之内，可避免线路对该待清洗物件二次污染。8.如权利要求3所述的超临界二氧化碳清洗系统，其特征在于，该待清...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政群，陈兴，刘权慧，黄家铭，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[]