一個高頻高壓變壓器16、一個高頻高壓電源控制器17、一個硅片清洗槽19、一個硅片清洗支架20、數(shù)個噴嘴21、一條低溫氧等離子體超凈水輸入管道23、一個低溫氧等離子體超凈水輸出管道24。
[0018]本發(fā)明低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)實施方法，主要是由等離子體源14、氣液溶解器6、氣液混合器7、氣液分離器8和剩余低溫氧等離子體氣體消除器12等組成。高頻高壓電源15輸出頻率為6kHz?12kHz，電壓幅值為3kHz?8kHz的電壓供給等離子體源14形成高濃度低溫氧等離子體，氣態(tài)低溫氧等離子體經(jīng)氣液溶解器6、氣液混合器7、氣液分離器8形成高濃度低溫氧等離子體超凈水18，再經(jīng)低溫氧等離子體超凈水輸入管道23注入硅片清洗槽19中底部噴嘴21噴射清洗硅片22。經(jīng)氣液分離器8分離出來的低溫氧等離子體氣體再經(jīng)剩余低溫氧等離子體氣體消除器12分解成O2排空。本系統(tǒng)形成低溫氧等離子體超凈水質量濃度20mg/L?50mg/L，硅片22放置在硅片清洗支架20上進行清洗。
[0019]具體實施例:
[0020](I)低溫氧等離子體形成時間對低溫氧等離子體超凈水濃度影響
[0021]在娃片清洗槽體積為200L、水流速為52.9L/min、水溫為14.8°C、氧氣體積流量為7L/min、輸入功率為800W條件下進行低溫氧等離子體超凈水形成實驗，結果如圖2所示，形成低溫氧等離子體超凈水時間為15min時，低溫氧等離子體超凈水質量濃度達到31.5mg/L ;當反應時間為30min時，低溫氧等離子體超凈水質量濃度達到34.2mg/L，滿足娃片清洗工序對低溫氧等離子體濃度的要求。
[0022](2)等離子體源放電功率與對低溫氧等離子體超凈水濃度影響
[0023]在娃片清洗槽體積為200L、水流速為52.9L/min、水溫為14.8°C、氧氣體積流量為7L/min、輸入功率為800W、形成臭氧超凈水反應時間為30min條件下進行等離子體源放電功率實驗，結果如圖3所示，當?shù)入x子體源放電功率達到700W時，低溫氧等離子體超凈水質量濃度達到31.8mg/L，滿足硅片清洗所需的低溫氧等離子體超凈水濃度要求；當放電功率達到780W時，低溫氧等離子體超凈水質量濃度達到33.8mg/L0
【主權項】
1.一種低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要包括等離子體源、高頻高壓電源、高頻高壓變壓器、高頻高壓電源控制器、冷卻水循環(huán)栗、剩余低溫氧等離子體氣體消除器、低溫氧等離子體水溶液濃度檢測儀、硅片清洗槽、硅片清洗支架、噴嘴、液位控制器、電磁閥、氣液溶解器、氣液混合器、氣液分離器、流量計、止回閥、離心栗、過濾器、球閥等，所述O2經(jīng)氣閥調節(jié)流量和流量計計量后輸入等離子體源；所述供電電壓?220V(或?380V)輸入高頻高壓電源控制器輸入端，經(jīng)高頻高壓電源控制器調頻調壓后，從高頻高壓電源控制器輸出端輸出后，加入高頻高壓變壓器輸入端，經(jīng)高頻高壓變壓器升壓后輸入從高頻高壓電源；所述高頻高壓電源輸出高頻高壓電輸入等離子體源；所述等離子體源在高頻高壓電作用下把O2離解、電離、離解電離成高濃度低溫氧等離子體；所述低溫氧等離子體經(jīng)氣閥調節(jié)流量和流量計計量后注入氣液溶解器；所述低溫氧等離子體與超凈水在氣液溶解器混合溶解；所述混合溶解的氣液經(jīng)閥調節(jié)后注入氣液分離器；所述氣液分離器把低溫氧等離子體超凈水與未溶解的剩余低溫氧等離子體分離開；所述剩余低溫氧等離子體經(jīng)液位控制器控制調節(jié)閥輸入剩余低溫氧等離子體氣體消除器；所述剩余低溫氧等離子體氣體消除器把剩余低溫氧等離子體高溫還原成O2排空；所述低溫氧等離子體超凈水輸入管道上設置壓力表和低溫氧等離子體水溶液濃度檢測儀，計量管道中壓力和測量低溫氧等離子體超凈水濃度；所述低溫氧等離子體超凈水輸出管道設置上離心栗輸送低溫氧等離子體超凈水；所述低溫氧等離子體超凈水輸出管道上設置閥、流量計調節(jié)計量低溫氧等離子體超凈水流量；所述低溫氧等離子體超凈水輸出管道上設置過濾器清除低溫氧等離子體超凈水中雜質；所述低溫氧等離子體超凈水輸出管道上設置止回閥防止低溫氧等離子體超凈水回流；所述硅片清洗槽盛滿低溫氧等離子體超凈水清洗硅片；所述硅片清洗槽中放置硅片清洗支架和噴嘴；所述硅片放置在硅片清洗槽中的硅片清洗支架上進行清洗；所述冷卻水循環(huán)栗用于等離子體源降溫。2.根據(jù)權利要求1所述的低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)，其特征在于等離子體源供電電壓幅值為3kV?8kV，頻率為6kHz?12kHz。3.根據(jù)權利要求1或2所述的低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)，其特征在于低溫氧等離子體濃度為120mg/L?380mg/L。4.根據(jù)權利要求3所述的低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)，其特征在于低溫氧等離子體超凈水濃度為20mg/L?50mg/L，其中.0H水溶液濃度為1.0mg/L?4.8mg/L。5.根據(jù)權利要求4所述的低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)，其特征在于低溫氧等離子體超凈水溫度范圍為5°C?40°C。6.根據(jù)權利要求4或5所述的低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)，其特征在于低溫氧等離子體超凈水清洗硅片時間為2s?lmin。7.根據(jù)權利要求6所述的低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)，其特征在于低溫氧等離子體超凈水剩余低溫氧等離子體經(jīng)剩余低溫氧等離子體氣體消除器還原成O2排空。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫氧等離子體超凈水清洗硅片系統(tǒng)與方法，其特征在于該系統(tǒng)主要包括等離子體源、高頻高壓電源、氣液溶解器、氣液混合器、氣液分離器、剩余低溫氧等離子體氣體消除器、低溫氧等離子體水溶液濃度檢測儀、硅片清洗槽、硅片清洗支架、閥體、過濾器、離心泵、止回閥、流量計等。清洗方法是把制取濃度為20mg/L～50mg/L的低溫氧等離子體超凈水注入硅片清洗槽中，在水溫為5℃～40℃時，清洗硅片時間為2s～1min，去除硅片表面有機污染物、金屬沾污物、顆粒物和自然氧化膜，去除率高于O3/HF、SPM(H2SO4/H2O2)和HPM(HCl/H2O2)等傳統(tǒng)方法。
【IPC分類】H01L21/67
【公開號】CN105185730
【申請?zhí)枴緾N201510500862
【發(fā)明人】白敏菂, 冷白羽
【申請人】大連海事大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月16日