Brevet FR2791912A1 — publié le 20001013

Définitions: Mégasons: Dénomination commerciale, dans l'industrie du semi-conducteur, des ondes acoustiques de haute fréquence (supérieure à 500 KHz). Galette: Désignation française de terme anglo-saxon " wafer " plus couramment utilisée dans l'industrie du semi- conducteur. Ce terme désigne le disque de matériau semi- conducteur. Plongeur: Dispositif de nettoyage à immerger dans le bac de nettoyage selon la figure 1, (1) galette de semi- conducteur, (2) fluide de nettoyage, (3) bac de nettoyage, (4) plongeur. Les galettes de matériau semi-conducteur sont systématiquement nettoyées afin de retirer le plus grand nombre de particules et ainsi limiter le rebuts lors de la fabrications des composants électroniques. L'évolution technologique, dans le domaine allant dans le sens de la réduction de la taille physique des pistes, il faut donc enlever, par nettoyage, des particules de plus en plus petites (comparables à la taille des pistes) et en laisser le moins grand nombre par unité de surface pour limiter les rebuts. Un nettoyage rapide et économe en terme de quantité de fluide utilisée est un facteur de gain important de productivité dans l'industrie des semi-conducteurs. Afin de limiter la diffusion involontaire d'impuretés dans le matériau semi-conducteur, les matériaux utilisés sont le quartz ou des polymères spécifiques (PFA, Polypropylène, PVDF,...). Cependant, certains traitements -2- chimiques (par exemple l'acide fluoridrique) interdisent l'utilisation du quartz et, par ailleurs, les polymères ne peuvent pas être utilisés comme fenêtre acoustique car ils se dégradent rapidement sous de fortes puissances acoustiques. Les dispositifs à mégasons existants utilisent soit des systèmes de génération acoustique solidaires du bac, soit des systèmes indépendants (plongeurs (4)) qui sont immergés dans le bac. La présente invention concerne un dispositif dit plongeur (4) permettant de résoudre ce dilemme (cette incompatibilité) au niveau matériau. Le plongeur décrit dans ce brevet comprend un boîtier (5) fermé étanche en polymère (par exemple PVDF) et une fenêtre acoustique (6) réalisée dans le même matériau semi- conducteur que celui des galettes à nettoyer (par exemple une fenêtre acoustique en Silicium pour une nettoyage de galettes Silicium). De cette façon, la contamination, faible car les matériaux semi- conducteurs supportent aisément de20 fortes puissances acoustiques, due à la fenêtre acoustique est du même type que celle introduite par les pièces à nettoyer. En effet, une contamination faible et connue est tout à fait admissible. De plus, elle permet une meilleure traçabilité, une identification rapide en cas de problème des pièces contaminantes et donc un meilleur contrôle du processus de nettoyage. Le boitier polymère est relié à une alimentation électrique de puissance par l'intermédiaire d'un câble (7) courant dans une gaine (8) polymère (par exemple PFA). La génération des mégasons se fait à l'aide de céramiques piézoélectriques (9) collées sur la fenêtre acoustique du coté opposé au fluide de nettoyage. Ces céramiques peuvent être de forme circulaire ou rectangulaire - 3 - et sont disposées selon un pavage qui dépend de la puissance acoustique à émettre et de la géométrie des galettes à nettoyer. Un autre avantage à l'utilisation d'une fenêtre acoustique (6) en matériau tient dans le fait que ces matériaux présentent une bonne transparence acoustique. Ils favorisent donc la transmission de puissance acoustique et évitent, par là même l'échauffement des céramiques piézoélectriques. Pour une épaisseur correctement définie, un effet d'adaptation acoustique est créé, ce qui a pour effet d'améliorer la transmission des ondes acoustiques. Un réseau de diffraction peut être gravé dans l'épaisseur de la fenêtre (6) afin d'homogénéiser le champ de pression acoustique et par là même garantir une uniformité du nettoyage de la surface des galettes. Le plongeur (4) décrit dans ce brevet peut être utilisé également dans tous les cas o la contamination amenée par la fenêtre n'est pas gênante pour le matériau ou le système à nettoyer. Dans les cas d'utilisations moins sévères, le matériau semi-conducteur constituant la fenêtre (6) peut être remplacé par tout matériau présentant une bonne transparence acoustique (par exemple un feuillard d'acier Inox, un25 feuillard en tantale, une mince plaque de quartz). De façon générale, le plongeur (4) faisant l'objet de l'invention, peut être utilisé pour tous systèmes demandant un nettoyage fin et non contaminant (par exemple les micro- systèmes ou les pièces d'optique). - 4 - REVENDICATIONS 1) Dispositif, dénommé plongeur (4), pour nettoyer les galettes de matériau semi-conducteur, en particulier le Silicium, utilisant une fenêtre acoustique (6), réalisée dans le même matériau (1) que celui à nettoyer, pour la transmission des mégasons dans le fluide de nettoyage. 2) Dispositif, selon la revendication 1, garantissant une contamination ionique du même type que celle introduite par les pièces à nettoyer. 3) Dispositif, selon la revendication 1, indépendant du bac de nettoyage et par là même permettant le nettoyage par mégasons dans des bacs initialement non prévus à cet effet. 4) Dispositif, selon les revendications 1 et 3, réalisé dans trois matériaux dont les caractéristiques sont décrites ci-dessous: a) un matériau de fenêtre (6) permettant de transmettre les mégasons sans dégradation due à la puissance acoustique, b) un matériau de boîtier (5) (par exemple du PVDF) permettant le maintien mécanique du plongeur et l'étanchéité, c) un joint d'étanchéité (10) permettant de piéger les contaminants. ) Dispositif, selon la revendication 1, n'amenant qu'une contamination des liquides de nettoyage connue et non- gênante pour le matériau ou le système à nettoyer. 6) Dispositif, selon la revendication 1, permettant d'assurer simultanément une contamination faible et connue du liquide de nettoyage et une adaptation acoustique, en jouant sur l'épaisseur de la fenêtre (6), afin d'augmenter la puissance acoustique transmise au liquide de nettoyage. -- 5 -- 7) Dispositif, selon la revendication 1, permettant d'assurer simultanément une contamination faible et connue du liquide de nettoyage et une homogénéité du champ de pression acoustique en gravant ou en adjoignant un réseau de diffraction sur la fenêtre acoustique.