1.一種組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,包括:
本體,其中空的內(nèi)部設(shè)有超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)和底部石英部件,所述超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)設(shè)有若干壓電材料,各所述壓電材料具有不同的固有頻率,并均勻組合在一起形成整體,所述壓電材料連接本體外的信號源,所述底部石英部件設(shè)有由多個垂直棒狀石英結(jié)構(gòu)組成的石英微共振腔陣列,所述石英微共振腔陣列自所述本體下端面的開口伸出;
超聲波/兆聲波頻率控制單元,連接設(shè)于信號源和壓電材料之間,用于控制將形成的與各壓電材料固有頻率一一對應(yīng)的信號源輸出電信號隨機導(dǎo)入對應(yīng)的各壓電材料;
其中,所述壓電材料接收電信號產(chǎn)生超聲波能量,經(jīng)底部石英部件向下傳導(dǎo),并經(jīng)石英微共振腔陣列的選擇性去除后,通過沒入圖形晶圓上清洗藥液中的所述石英微共振腔陣列的下端面垂直傳導(dǎo)至圖形晶圓表面,帶動清洗藥液振蕩,以進行超聲波/兆聲波移動清洗,同時,通過所述超聲波/兆聲波頻率控制單元將不同頻率的電信號隨機導(dǎo)入對應(yīng)的壓電材料,使超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)產(chǎn)生的超聲波/兆聲波振動頻率動態(tài)變化,以防止在清洗藥液中產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉作用及氣泡破裂現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述超聲波/兆聲波頻率控制單元包括一個信號通道選擇開關(guān)器,所述信號通道選擇開關(guān)器設(shè)于數(shù)量相等的若干信號源和壓電材料之間,每個信號源分別對應(yīng)一個與其輸出電信號頻率一致的壓電材料,所述信號通道選擇開關(guān)器在每一時刻僅開通一路信號源與對應(yīng)壓電材料之間的連接,并隨機切換不同的信號源與對應(yīng)壓電材料連接通道的開關(guān),使超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)產(chǎn)生的超聲波/兆聲波振動頻率動態(tài)變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述超聲波/兆聲波頻率控制單元包括依次設(shè)于信號源和若干壓電材料之間的一個變頻器和一個通道選擇器,通過所述變頻器改變信號源輸出的電信號頻率,以輸出若干不同頻率的電信號,并與各壓電材料的固有頻率一一對應(yīng),所述通道選擇器根據(jù)變頻器隨機輸出的電信號頻率,打開對應(yīng)頻率壓電材料的連接通道開關(guān),使超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)產(chǎn)生的超聲波/兆聲波振動頻率動態(tài)變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述本體具體包括:
上、下殼體,其連接形成本體的中空密封腔,所述密封腔在下殼體的下端面形成開口;
超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu),設(shè)于密封腔內(nèi),包括上下緊貼設(shè)置的壓電材料和耦合層,所述耦合層下部緊貼底部石英部件上部,所述壓電材料、耦合層和底部石英部件通過在上殼體頂部與壓電材料之間依次所設(shè)的壓緊彈簧和壓緊彈簧導(dǎo)向柱進行壓緊,所述耦合層側(cè)部、壓電材料側(cè)部和頂部與密封腔內(nèi)壁之間具有間隙,所述上殼體裝有壓電材料接線柱,用于將外部電信號導(dǎo)入至壓電材料,并通過連接耦合層接線柱形成回路,以產(chǎn)生超聲波/兆聲波振蕩能量;
底部石英部件,設(shè)于密封腔內(nèi),包括一形成向下開口凹槽的環(huán)狀石英微共振腔保護圈,以及一個上端連接設(shè)于凹槽底部、下端為自由端的石英微共振腔陣列,所述環(huán)狀石英微共振腔保護圈上部緊貼耦合層下部,其側(cè)部與密封腔位于下殼體部分的內(nèi)壁之間密封連接,其凹槽下端由下殼體下端面的開口伸出,所述石英微共振腔陣列的下端面不高于凹槽的下端面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述上殼體設(shè)有氣體入口和出口,其連通由密封腔內(nèi)壁和超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)外壁組成的冷卻腔,用于通過氣體入口通入冷卻氣體,對超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)進行冷卻,并由氣體出口排出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述下殼體側(cè)部連通設(shè)有保護氣體入口和出口,所述保護氣體出口為一圈下傾的氣孔或狹縫,用作通過保護氣體入口通入保護氣體,并由保護氣體出口噴出,以在圖形晶圓表面形成一個氣體保護層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述上殼體設(shè)有氣體入口,所述下殼體側(cè)部設(shè)有氣體出口,所述氣體出口為一圈下傾的氣孔或狹縫,所述氣體入口和出口連通由密封腔內(nèi)壁和超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)外壁組成的冷卻腔,用于通過氣體入口通入冷卻氣體,對超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)進行冷卻,并在通過氣體出口傾斜向下排出的同時,在圖形晶圓表面形成一個氣體保護層。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述環(huán)狀石英微共振腔保護圈的凹槽側(cè)壁設(shè)有一至若干開孔,用于使清洗藥液自由進出石英微共振腔陣列與圖形晶圓表面之間的間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述石英微共振腔陣列棒狀石英結(jié)構(gòu)的形狀包括圓形、三角形、五邊形或長方形,各棒狀石英結(jié)構(gòu)按照一定的規(guī)則分布,或者按照隨機方式分布。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式多頻率超聲波/兆聲波清洗裝置,其特征在于,所述本體以及超聲波/兆聲波發(fā)生機構(gòu)、底部石英部件的輪廓為扇形、三角形、五邊形或者是長條形。