KR102218873B1 - 음향 에너지를 이용하여 기판을 처리하기 위한 시스템 - Google Patents

음향 에너지를 이용하여 기판을 처리하기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음향에너지를 이용하여 기판을 처리하기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 측면에서, 본 발명은 평평한 물품을 지지하는 지지부; 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면으로 액체를 공급하는 디스펜서; 길이방향축을 갖는 전송구조부; 상기 길이방향축의 제1면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있는 트랜스듀서의 제1세트; 및 상기 길이방향축의 제2면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있는 트랜스듀서의 제2세트를 포함하고, 상기 제1세트와 제2세트의 트랜스듀서들은 상기 길이방향축을 따라 엇갈리게 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리를 포함하는 평평한 물품을 처리하는 시스템으로서, 상기 트랜스듀서 어셈블리는, 상기 디스펜서가 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면에 액체를 공급할 때, 상기 전송구조부와 상기 평평한 물품의 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 위치되어 있는 평평한 물품을 처리하는 시스템일 수 있다.

Description

음향 에너지를 이용하여 기판을 처리하기 위한 시스템{SYSTEM FOR PROCESSING SUBSTRATES USING ACOUSTIC ENERGY}
본 출원은 2013년 2월 2일에 출원된 미국 특허 가출원 제 61/760,052호를 기초로 우선권을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 발명은 높은 수준의 가공 정밀도를 필요로 하는, 반도체 웨이퍼, 미가공 실리콘 기판, 평판 디스플레이, 태양 전지, 포토 마스크, 디스크, 자기 헤드 또는 기타 제품 등의 기판을 처리하기 위해 음향 에너지를 생성하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 민감한 디바이스에 대한 손상을 최소화하는, 민감한 디바이스를 포함하는 평평한 제품으로부터 높은 수준의 입자 제거 효율을 제공할 수 있는 음향 발생 장치, 또는 이를 포함하는 시스템, 또는 평평한 물품을 처리하는 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 분야에서는, 산업 초기부터 제조 공정 동안 반도체 웨이퍼로부터 입자를 제거하는 것이 수익성 있는 품질의 웨이퍼를 제조하기 위한 중요한 요건이라고 인식되어 왔다. 다양한 시스템과 방법들이 반도체 웨이퍼로부터 입자를 제거하기 위해 수년에 걸쳐 개발되어 왔지만, 이러한 시스템 및 방법 중 많은 것들이 웨이퍼에 손상을 줄 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 웨이퍼로부터의 입자 제거는 세정 방법 및/또는 시스템에 의해 웨이퍼에 대해 일어난 손상의 정도에 대하여 균형을 이루어야 한다.
반도체 웨이퍼의 표면으로부터 입자를 제거하기 위한 현존하는 기술은 화학적 및 기계적 처리 방법의 조합을 이용한다. 당업계에서 사용되는 통상의 세정 화학제는 수산화 암모늄, 과산화수소 및 물의 혼합물인 표준 세정액 1(standard clean 1)("SCI")이다. SCI는 웨이퍼의 표면을 산화시키고 에칭한다. 언더커팅이라고 알려진 이 에칭 프로세스는, 입자가 기판에 결합되는 물리적 접촉 면적을 감소시켜, 제거를 용이하게 한다. 그러나, 기계적 처리 방법는 아직 실제로 웨이퍼 표면으로부터 입자를 제거할 필요가 있다.
큰 입자 및 큰 장치에 대해서는, 웨이퍼의 표면에서 입자를 물리적으로 브러쉬하여 떨어뜨리는데 스크러버(scrubbers)가 사용되어 왔다. 그러나 이러한 물리적 접촉이 더 작은 장치에 대해서는 치명적인 손상을 일으키기 때문에 장치의 크기가 축소됨에 따라, 스크러버 및 다른 형태의 물리적 클리너들은 부적절해졌다.
습식 처리 과정 중에 음향 에너지를 적용하는 것은 입자 제거를 효과적으로 하기 위해, 특히 반도체 공정 라인에서 제조되는 웨이퍼(또는 다른 평평한 제품)에서 서브-마이크론 입자를 효과적으로 제거하기 위해 광범위하게 수용되었다. 기판에 음향 에너지를 적용하는 것이 입자를 제거하고, 다른 공정 단계의 효율성을 향상시키는 매우 효과적인 방법임은 입증되었지만, 다른 기계적 처리 공정과 마찬가지로 기판과 장치 위에 여전히 손상을 줄 수 있다. 특히, 종래 시스템을 이용할 경우, 웨이퍼의 중앙부는 세정 중에 웨이퍼의 회전 속도로 인해 웨이퍼의 외각 부분 보다 더 많은 양의 음향 에너지를 받게 되며, 이는 통상적으로 균일도에 영향을 주고, 웨이퍼의 중앙부에 손상을 줄 수 있다. 따라서, 기판의 음향적 세정은 종래의 물리적 세정과 같은 손상 문제에 직면해있다.
따라서, 세정 균일도를 증진시키면서 디바이스 구조에 손상을 주지 않고 반도체 웨이퍼의 민감한 표면으로부터 입자를 완전히 제거할 수 있는 세정 방법, 장치 또는 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명에 따른 예시적인 실시예들은 음향에너지를 이용하여 반도체 웨이퍼 또는 기판과 같은 평평한 물품을 처리하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 그런 시스템은 처리될 평평한 물품을 지지하는 지지부, 평평한 물품의 표면에 액체를 공급하는 디스펜서, 및 트랜스듀서 어셈블리를 포함할 수 있다. 트랜스듀서 어셈블리는 전송구조부와 그 위의 트랜스듀서 어셈블리를 포함할 수 있으며, 상기 트랜스듀서는 음향에너지를 발생시킨다. 트랜스듀서의 다양한 배열은 평평한 물품의 표면에 대한 손상을 최소화시키는 한편 평평한 물품으로부터 입자의 제거를 증가시키고, 모든 것을 제거하는 균일도를 증가시킬 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 평평한 물품을 지지하는 지지부; 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면으로 액체를 공급하는 디스펜서; 길이방향축을 갖는 전송구조부; 상기 길이방향축의 제1면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있으며, 음향에너지를 발생시키는 트랜스듀서의 제1세트; 및 상기 길이방향축의 제2면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있으며, 음향에너지를 발생시키는 트랜스듀서의 제2세트를 포함하고, 상기 제1세트와 제2세트의 트랜스듀서들은 상기 길이방향축을 따라 엇갈리게 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리를 포함하는 평평한 물품을 처리하는 시스템으로서, 상기 트랜스듀서 어셈블리는, 상기 디스펜서가 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면에 액체를 공급할 때, 상기 전송구조부와 상기 평평한 물품의 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 위치되어 있는 평평한 물품을 처리하는 시스템일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 길이방향축을 갖는 전송구조부; 상기 길이방향축의 제1면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있으며, 음향에너지를 발생시키는 트랜스듀서의 제1세트; 및 상기 길이방향축의 제2면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있으며, 음향에너지를 발생시키는 트랜스듀서의 제2세트를 포함하며, 상기 제1세트와 상기 제2세트의 트랜스듀서들은 상기 길이방향축을 따라 엇갈리게 위치되어 있는 음향에너지 발생 장치일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 평평한 물품을 지지하는 지지부; 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면으로 액체를 공급하는 디스펜서; 길이방향축을 갖는 전송구조부; 상기 길이방향축의 제1면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있으며, 음향에너지를 발생시키는 트랜스듀서의 제1세트; 상기 길이방향축의 제2면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있으며, 음향에너지를 발생시키는 트랜스듀서의 제2세트를 포함하고, 상기 제1세트와 제2세트의 트랜스듀서들은 상기 길이방향축을 따라 쌍으로 배열되어, 상기 트랜스듀서 제1세트의 각 트랜스듀서가 상기 트랜스듀서 제2세트의 트랜스듀서들 중 하나와 가로로 나란히 배열되어 있는 트랜스듀서 어셈블리를 포함하는 평평한 물품을 처리하는 시스템으로서, 상기 트랜스듀서 어셈블리는, 상기 디스펜서가 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면에 액체를 공급할 때, 상기 전송구조부와 상기 평평한 물품의 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 위치되어 있는, 평평한 물품을 처리하는 시스템일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 평평한 물품을 지지하는 지지부; 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면으로 액체를 공급하는 디스펜서; 전송구조부와 음향에너지를 발생시키는 복수의 트랜스듀서들을 포함하며, 상기 복수의 트랜스듀서들 각각은 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있고 개별적으로 활성화가능하며, 상기 트랜스듀서 어셈블리는, 상기 디스펜서가 상기 지지부상에 있는 평평한 물품의 제1표면에 액체를 공급할 때, 상기 전송구조부와 상기 평평한 물품의 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리; 상기 트랜스듀서 어셈블리와 작동가능하게 결합되어 있는 액추에이터; 상기 액추에이터와 작동가능하게 결합되고, (1) 상기 복수의 트랜스듀서들 각각이 상기 액체막과 음향적으로 결합되는 제1위치과 (2) 상기 복수의 트랜스듀서들 중 적어도 하나가 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 제2위치 사이에서, 상기 평평한 물품에 대하여 상기 트랜스듀서 어셈블리를 이동시키도록 배향되어 있는 컨트롤러를 포함하는 평평한 물품을 처리하는 시스템으로서, 상기 복수의 트랜스듀서들 중 어느 하나가 상기 제2위치에서 불활성화되는 시스템일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 지지부 상에 평평한 물품을 위치시키고 상기 평평한 물품을 회전시키는 단계; 상기 평평한 물품의 제1표면 위로 액체를 공급하는 단계; 상기 평평한 물품의 제1표면에 인접하게 트랜스듀서 어셈블리를 위치시켜, 상기 트랜스듀서 어셈블리의 전송구조부와 상기 평평한 물품의 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 하는 단계로서, 상기 트랜스듀서 어셈블리는 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있는 복수의 트랜스듀서들을 포함하며, 상기 복수의 트랜스듀서들은 개별적으로 활성화가능한 단계; (1) 상기 복수의 트랜스듀서들 각각이 상기 액체막과 음향적으로 결합되는 제1위치와 (2) 상기 복수의 트랜스듀서들 중 적어도 하나가 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 제2위치 사이에서, 상기 평평한 물품에 대하여 상기 트랜스듀서 어셈블리를 이동시키는 단계; 상기 복수의 트랜스듀서들 중 적어도 어느 하나가 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리될 때, 상기 복수의 트랜스듀서들 중 적어도 어느 하나를 상기 제2위치에서 불활성화시키는 단계를 포함하는 평평한 물품을 처리하는 방법일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 평평한 물품을 지지하는 지지부; 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면으로 액체를 공급하는 디스펜서; 제1곡면과 제2표면을 포함하며; 상기 제2표면이 상기 제1곡면과 마주보고 있는 전송구조부로서, 상기 제2표면은 제1평평한 섹션과 제2평평한 섹션을 포함하고, 상기 제1평평한 섹션과 상기 제2평평한 섹션이 서로에 대해 논-제로 앵글로 배열되어 있는 전송구조부; 음향에너지를 발생시키며, 상기 제1평평한 섹션과 음향적으로 결합되어 있는 제1트랜스듀서; 음향에너지를 발생시키며, 상기 제2평평한 섹션과 음향적으로 결합되어 있는 제2트랜스듀서를 포함하는 트랜스듀서 어셈블리를 포함하는 평평한 물품을 처리하는 방법으로서, 상기 트랜스듀서 어셈블리는, 상기 디스펜서가 상기 지지부 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제1표면에 액체를 공급할 때, 상기 트랜스듀서 어셈블리는 상기 전송구조부의 상기 제1곡면과 상기 평평한 물품의 상기 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 위치되어 있는 평평한 물품을 처리하는 방법에 관한 것일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 다른 반경을 갖는 복수의 기준링을 포함하는 평평한 물품을 지지하는 지지부; 상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면에 액체를 공급하는 디스펜서; 음향에너지를 발생시키기 위해 복수의 트랜스듀서와 복수의 섹션을 가지는 전송구조부를 포함하며, 상기 트랜스듀서들 중 적어도 하나는 상기 전송구조부의 각 섹션과 음향적으로 결합되어 있어 있는 트랜스듀서 어셈블리로서, 상기 디스펜서가 상기 지지부 상의 상기 평평한 물품의 상기 제1표면에 액체를 공급할 때, 상기 트랜스듀서 어셈블리는 상기 전송구조부와 상기 평평한 물품의 상기 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리; 상기 트랜스듀서 어셈블리와 작동가능하게 결합되어 있는 액추에이터; 및 상기 액추에이터와 작동가능하게 결합되어 있으며, (1) 상기 전송구조부의 섹션들 중 적어도 하나가 각 기준링 내에 위치하는 제1위치와 (2) 상기 전송구조부의 섹션들 중 적어도 두 개가 가장 큰 반경을 갖는 기준링 내에 위치하는 제2위치 사이에서 상기 평평한 물품에 대해 상기 트랜스듀서 어셈블리를 이동시키도록 배향되어 있는 컨트롤러를 포함하는 평평한 물품을 처리하는 시스템일 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 다른 분야들은 이하에서 제공되는 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내기는 하지만, 구체적인 실시예들은 오직 예시적인 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니라고 이해되어야 한다.
트랜스듀서의 다양한 배열은 평평한 물품의 표면에 대한 손상을 최소화시키는 한편 평평한 물품으로부터 입자의 제거를 증가시키고, 모든 것을 제거하는 균일도를 증가시킬 수 있다.
본 발명은 발명의 상세한 설명 및 수반하는 도면으로부터 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 평평한 물품을 처리하는 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에 따른 시스템의 웨이퍼, 디스펜서 및 트랜스듀서 어셈블리의 개략도이다.
도 3A는 본 발명의 일실시예에 따른 도 2의 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도(schematic overhead view)이다.
도 3B는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 도 2의 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도이다.
도 3C는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 도 2의 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도이다.
도 4는 도 2의 트랜스듀서 어셈블리의 투시도이다.
도 5는 도 4의 V-V 라인에서 자른 횡단면도이다.
도 6A는 도 4의 VI-VI 라인에서 자른 횡단면도이다.
도 6B는 도 6A에 대한 대체 구조이다.
도 7은 음향에너지를 발생시키는 도 2의 트랜스듀서 어셈블리를 나타낸 개략도이다.
도 8A는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도로서, 트랜스듀서 어셈블리가 제1위치에 있다.
도 8B는 도 8A의 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도로서, 트랜스듀서 어셈블리가 제2위치에 있다.
도 9A는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도로서, 트랜스듀서 어셈블리가 제1위치에 있다.
도 9B는 도 9A의 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도로서, 트랜스듀서 어셈블리가 제2위치에 있다.
도 10A는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도로서, 트랜스듀서 어셈블리가 제1위치에 있다.
도 10B는 도 10A의 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도로서, 트랜스듀서 어셈블리가 제2위치에 있다.
도 11A-11E는 발생된 음향에너지의 전력 레벨의 다양한 도식적 묘사들이다.
도 12A는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼를 나타내는 조감도로서, 트랜스듀서 어셈블리가 제1위치에 있다.
도 12B는 도 12A의 트랜스듀서 어셈블리 및 웨이퍼의 조감도로서, 트랜스듀서 어셈블리가 제2위치에 있다.
본 발명의 바람직한 실시예의 하기 기재는 사실상 단순히 예시적이며, 본 발명, 그 적용 또는 용도를 제한하려는 어떠한 의도도 없다.
본 발명의 원리에 따른 예시적인 실시예의 기재는 수반되는 도면과 관련하여 해석되어야 하며, 이는 전체 기재된 설명의 일부로 간주된다. 본 명세서에 개시된 발명의 실시예의 기재에 있어서, 방향 또는 배향에 대한 임의의 참조는 단순히 기재의 편의를 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 어떤 방식으로 의도된 것이 아니다. “더 낮은 쪽의”, “더 높은 쪽의”, “수평의, “수직의”, “보다 위에”, “보다 아래에”, “위”, “아래”, “상부” 및 “하부”와 같은 상대적인 용어 및 그 파생어(예를 들어, “수평적으로”, “아래쪽으로”, “위쪽으로”, 등)는 논의 하에 기재된 것과 같은 또는 도면에 보여진 것과 같은 배향을 가리키는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 상대적인 용어들은 오직 설명의 편의를 위한 것이며, 명시적으로 표시하지 않는 한 특정 방향으로 해석되거나 작동되어야 할 필요는 없다. “부착된’, “고정된”, “연결된”, “결합되어 있는”, “상호연결된”과 같은 용어 및 유사어는 명시적으로 다르게 기재되어 있지 않는 한, 둘 다 이동가능하거나 또는 고정된 부착이나 관계뿐만 아니라, 구조물이 사이에 있는 구조물을 통해서 서로 직접적으로 또는 간접적으로 안정화되거나 부착되어 있는 경우와 같은 관계를 나타낸다. 또한, 본 발명의 특징 및 장점은 예시적인 실시예에 참고적으로 기재되어 있다. 따라서, 본 발명은 단독으로 존재하거나 또는 특징들의 다른 조합으로 존재할 수 있는 특징의 어떤 가능한 비제한적 조합을 보여주는 예시적인 실시예에 제한되어서는 안되며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해진다.
먼저 도 1을 참조하면, 평평한 물품(100)(이하, “세정 시스템(100)”이라 한다)을 처리하거나 세정하기 위한 시스템의 개략도가 본 발명의 일 실시예에 따라 보여진다. 논의의 용이성을 위해서, 도면에 있는 본 발명의 시스템 및 방법들은 반도체 웨이퍼의 세정과 관련하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 임의의 평평한 물품의 임의의 희망하는 습식 처리에 사용될 수 있다.
세정 시스템(100)은 일반적으로 수평적인 방향으로 반도체 웨이퍼(50)을 지지하기 위한 회전가능한 지지부(10), 트랜스듀서 어셈블리(200) 및 디스펜서(13)을 포함한다. 또한 예시적인 실시예에는 하부 디스펜서(14)를 보여주지만, 하부 디스펜서(14)는 어떤 실시예에서는 생략될 수 있다. 반도체 웨이퍼(50)은 지지부(10) 상에 위치하여, 웨이퍼(50)의 제1표면(51)(즉, 상부 표면)이 웨이퍼(50)의 디바이스 면이 되는 한편 웨이퍼(50)의 제2표면(52)(즉, 하부 표면)은 웨이퍼(50)의 비-디바이스면이 되는 것이 바람직하다. 물론, 필요하다면 웨이퍼(50)은 상부 표면(51)이 비-디바이스면이 되는 한편 하부 표면(52)은 디바이스면이 되도록 지지될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 회전가능한 지지부(10)는 그것의 지지 기능을 수행하는데 있어 기판(substrate)(50)의 오직 둘레에만 접촉되거나 관련되도록 디자인된다. 그러나, 회전가능한 지지부(10)의 구조에 관한 정확한 세부설명은 본 발명을 제한하지 않으며, 척(chucks), 지지판(support plates) 등의 매우 다양한 다른 지지 구조물가 사용될 수 있다. 또한, 지지 구조물이 수평적 방향으로 반도체 웨이퍼를 지지하거나 회전시키는 것이 바람직하지만, 본 발명의 다른 실시예에서, 시스템은 반도체 웨이퍼가 수직으로 또는 다른 각도 등 다른 방향으로 지지되도록 배치될 수 있다. 그와 같은 실시예에서, 트랜스듀서 어셈블리(200)를 포함하여, 세정 시스템(100)의 나머지 구성요소는 아래 논의되는 것과 같이 시스템의 다른 구성요소에 관하여 필요한 상대적인 위치를 갖도록 및/또는 원하는 기능을 수행할 수 있도록 시스템에서 상응하게 재배치될 수 있다.
회전 지지부(10)는 웨이퍼(50)의 회전을 용이하게 하기 위해, 회전축 V-V에 대해 화살표 W의 방향(즉, 시계방향)으로 또는 반대 방향(즉, 반시계방향)으로, 지지부의 수직 평면 내에서 모터(11)과 작동가능하게 결합되어 있다(도 2 참조). 모터(11)는 임의의 원하는 회전 속도 ω로 지지부(10)를 회전시킬 수 있는 변속 모터인 것이 바람직하다. 모터(11)은 컨트롤러(12)와 전기적으로 작동가능하게 결합되어 있다. 컨트롤러(12)는 모터(11)의 작동을 컨트롤하며, 이는 원하는 회전 속도 ω 및 회전의 원하는 지속시간이 달성되도록 보장한다.
상기 기재한 바와 같이, 세정 시스템(100)은 디스펜서(13)을 더 포함한다. 디스펜서(13)는 액체 공급 라인(17)을 통해 액체 공급 서브시스템(16)과 작동가능하게 유체적으로 결합되어 있다. 그 다음, 액체 공급 서브시스템(16)은 액체 저장소(15)와 유체적으로 연결된다. 액체 공급 서브시스템(16)은 디스펜서(13)으로의 액체의 공급을 컨트롤하고, 디스펜서(13)은 웨이퍼(50)의 제1표면(51)(예시적인 본 실시예에서는 상부 표면) 상에 액체를 공급한다.
단순화 목적을 위해 박스와 같이 도식적으로 보여지고 있는 액체 공급 서브시스템(16)은 세정 시스템(100) 내내 액체의 흐름과 전송을 컨트롤하기 위해 필요한 모든 펌프, 밸브, 덕트, 커넥터 및 센서의 원하는 배열을 포함한다. 액체 흐름 방향은 공급 라인(17) 상에 화살표로 표시되어 있다. 당업자는 액체 공급 서브시스템(16)의 각종 구성요소의 존재여부, 위치 및 기능이 세정 시스템(100)의 필요에 따라 달라지며, 그 위에서 원하는 프로세스가 수행되고, 그에 따라 조절될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 액체 공급 서브시스템 (16)의 구성요소는 컨트롤러(12)와 작동가능하게 연결되어, 컨트롤러(12)에 의해 제어된다.
액체 저장소(15)는 수행될 프로세스를 위해 웨이퍼(50)에 공급되기를 원하는 액체를 보유한다. 세정 시스템(100)에 대해서, 액체 저장소(15)는 예를 들어, 탈이온화수 (“DIW”), 표준 세정액 1 (“SC1”), 표준 세정액2 (“SC2”), 오존화된 탈이온수 (“DIO3”), 화학물질의 희석액 또는 과희석액, 반도체 웨이퍼 세정을 위해 통상적으로 사용되는 기타 다른 액체 및/또는 그 혼합액 등의 세정액을 보유하게 된다. 본 명세서에 사용되는, 용어 “액체”는 적어도 액체, 액체-액체 혼합물 및 액체-기체 혼합물을 포함한다. 또한 어떤 상황에서 액체로서 적격이 있는 임의의 다른 초임계 및/또는 밀도 높은 액체에 대해서도 사용할 수 있다. 임의의 실시예에 있어서는, 복수의 액체 저장소를 가지는 것도 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 임의의 실시예에서, 상부 디스펜서(13)은 복수개의 다른 액체 저장소와 작동가능하게 유체적으로 결합될 수 있다. 필요한 경우, 이것은 웨이퍼(50)의 제1표면(51)로 다른 액체를 공급할 수 있게 한다. 다른 실시예에서, 상부 디스펜서(13)은 한 액체 저장소와 결합되고, 하부 디스펜서(14)는 다른 액체 저장소에 결합되어, 다른 액체가 웨이퍼(50)의 제1(또는 상부)표면(51)과 제2(또는 하부)표면(52)에 공급될 수 있게 한다.
세정 시스템(100)은 트랜스듀서 어셈블리(200)과 작동가능하게 결합되어 있는 액추에이터(90)를 더 포함한다. 액추에이터(200)는 컨트롤러(12)와 작동가능하게 결합되어 컨트롤러(12)에 의해 제어된다. 액추에이터(200)는 기압식 액추에이터, 드라이브-어셈블리 액추에이터, 또는 필요한 이동을 가능하게 하기에 적합한 기타 다른 종류의 액추에이터일 수 있다. 액추에이터(200)는 제1위치와 제2위치 사이, 그 사이의 임의의 위치에 있는 트랜스듀서(200)를 옮길(translate) 수 있다. 이하에서 더욱 상세히 논의되겠지만 임의의 실시예에서, 액추에이터(200)는 트랜스듀서 어셈블리(200)를 직선 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 또한 이하에서 더욱 상세히 논의되겠지만, 다른 실시예에서, 액추에이터(200)는 트랜스듀서 어셈블리(200)를 아치형(arcuate) 또는 회전방향으로 이동시킬 수 있다. 트랜스듀서 어셈블리(200)의 이동은 빈티지 레코드 플레이어의 음관(tone arm)의 이동과 유사하다. 구체적으로, 트랜스듀서 어셈블리(200)의 한쪽 끝은 이동 없이 제자리에 고정되어 피봇점(또는 회전축)을 형성하고, 트랜스듀서 어셈블리(200)의 다른 한쪽 끝은 피봇점에 대해 회전가능할 수 있다.
임의의 실시예에서, 세정 시스템(100)은 트랜스듀서 어셈블리(200)와 작동가능하게 결합되어 있는 전기에너지 신호 소스(23)를 포함할 수도 있다. 전기에너지 신호 소스(23)은 해당되는 음향에너지로 전환되도록, 트랜스듀서 어셈블리(200)의 트랜스듀서로 전송되는 전기 신호를 발생시킨다. 구체적으로, 임의의 실시예에서, 트랜스듀서들은 세라믹 또는 크리스탈과 같은 압전 물질로 형성되어, 트랜스듀서 어셈블리(200) 의 일부를 형성한다. 이와 같은 실시예에서, 트랜스듀서는 전기에너지 소스(23)와 결합되어 있다. 전기에너지 신호(즉, 전기)는 전기에너지 소스(23)로부터 트랜스듀서로 공급된다. 트랜스듀서는 이 전기에너지 신호를, 이후에 처리되는 기판으로 전송되는 진동하는 기계에너지(즉, 음향에너지)로 전환시킨다.
트랜스듀서로부터 기판으로의 음향에너지의 전송은 통상적으로 트랜스듀서 어셈블리(200)와 웨이퍼(50) 사이에 위치한 액체를 통해 수행되며, 이에 따라 트랜스듀서를 기판과 음향적으로 결합시킨다(이하에서 더욱 상세히 설명된다). 임의의 실시예에서, 음향에너지 전송을 수행할 수 있는 물질은 압전 물질 상에서 전기적 접촉의 손실을 피하기 위해 트랜스듀서와 유체 결합층 사이에 위치할 수 있다. 이 전송 물질(본 명세서의 임의의 실시예에서는 전송구조부라고 한다)은 박층(thin layer), 고정판, 로드형 프로브, 렌즈 등을 포함하여 매우 다양한 구조적 배열로 취해질 수 있다. 일반적으로 전송 물질은 기판의 오염을 피하기 위해, 유체 결합층에 대하여 불활성인 물질로 이루어진다. 트랜스듀서 및 전송구조부 등의 트랜스듀서 어셈블리의 구성요소의 세부 사항은 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
전기에너지 소스(23)는 컨트롤러(12)와 작동가능하게 결합되어 컨트롤러(12)에 의해 제어된다. 결과적으로, 컨트롤러(12)는 트랜스듀서 어셈블리(200)에 의해 발생된 음향에너지의 활성 상태, 주파수, 전력 레벨 및 지속 기간을 표시한다. 임의의 실시예에서, 전기에너지 신호 소스(23)는 제어되어, 트랜스듀서 어셈블리(200)에 의해 발생된 음향에너지는 메가소닉 범위의 주파수를 가진다. 시스템의 필요에 따라, 트랜스듀서 어셈블리(200)의 모든 트랜스듀서를 제어하기 위해서 단일한 전기에너지 신호 소스를 사용하는 것이 바람직하지 않을 수도 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에서, 복수의 전기에너지 신호 소소가 트랜스듀서 어셈블리(200)의 각 트랜스듀서에 대해 하나씩 사용될 수 있다.
컨트롤러(12)는 프로세스 제어를 위해, 프로그래머블 로직 컨트롤러에 기반한 적합한 마이크로프로세서, 퍼스널 컴퓨터 또는 이와 유사한 프로세서이다. 컨트롤러(12)는, 제어 및/또는 통신이 필요한 세정 시스템(100)의 다양한 구성요소들과의 연결을 제공하기 위해 사용되는 각종 입력/출력 포트들을 포함하는 것이 바람직하다. 전기 및/또는 통신 연결은 도 1에 점선으로 표시된다. 또한 컨트롤러(12)는 조작자에 의하여 입력되는 쓰레숄드(threshold), 처리 시간, 회전속도, 처리 조건, 처리 온도, 유속, 희망농도, 순서 조작 등과 같은 프로세스 레시피 및 기타 데이터를 저장하기에, 충분한 메모리를 포함하는 것이 바람직하다. 컨트롤러(12)는 필요에 따라, 세정 시스템(100)의 각종 구성 요소와 통신하여 세정 시스템(100)의 유속, 회전 속도 및 구성요소의 이동과 같은 프로세스 조건을 자동적으로 조절할 수 있다. 임의의 조어진 시스템을 위해 사용되는 시스템 컨트롤러의 종류는 그것이 사용되는 시스템의 정확한 필요에 따라 결정된다.
디스펜서(13)는 액체가 거기로 흐를 때, 액체가 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 공급되도록 위치되고 배향된다. 기판(50)이 회전할 때, 이 액체는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)의 전체를 가로지르는 액체의 막 또는 필름(53)을 형성한다. 유사하게, 예시적인 실시예에서, 다른 실시예에서는 생략될 수도 있지만, 하부 디스펜서(14)는 액체가 거기로 흐를 때, 액체가 웨이퍼(50)의 제2표면(52)에 공급되도록 위치되고 배향된다. 기판(50)이 회전할 때, 이 액체는 웨이퍼(50)의 제2표면(52)의 전체를 가로지르는 액체의 막 또는 필름(54)를 형성한다. 또한 웨이퍼(50)의 제1표면에 인접한 트랜스듀서 어셈블리(200)의 위치 때문에, 액체막(53)은 트랜스듀서 어셈블리(200)와 웨이퍼(50)의 제1표면 사이에 형성된다. 보다 구체적으로, 트랜스듀서 어셈블리(200)는 트랜스듀서 어셈블리(200)와 웨이퍼(50)의 제1표면(51) 사이에 작은 간격이 존재하도록 위치된다. 이 간격은 충분히 작아서, 액체가 웨이퍼(50)의 제1표면에 공급될 때, 웨이퍼(50)의 제1표면과 트랜스듀서 어셈블리(200)의 일부분 사이에 액체의 메니스커스(meniscus)가 형성된다. 이 메니스커스는 임의의 특별한 형태에 제한되지 않는다.
기술되겠지만, 트랜스듀서 어셈블리(200)는 일반적으로 박스로서 도식화된다. 가장 광의의 의미에서, 본 발명은 트랜스듀서 어셈블리(200)에 대해 어떤 특정한 구조, 형상 및/또는 어셈블리 배열에 제한되지 않기 때문에 이렇게 한 것이다. 예를 들어, 2000년 3월 21에 등록된 미국특허번호 6,039,059호, 2006년 12월 5일에 등록된 미국특허번호 7,145,286호, 2003년 4월 1일에 등록된 미국특허번호6,539,952호, 및 2006년 12월 14일에 공개된 미국공개특허 2006/0278253호에 개시된 트랜스듀서 어셈블리들이 트랜스듀서 어셈블리(200)로 사용될 수 있다. 물론, 웨이퍼 등의 표면에 어떤 각도로 지지된 가늘고 긴 트랜스미터 로드(rod)를 가지는 것과 같이, 다른 스타일의 트랜스듀서 어셈블리도 사용될 수 있다.
이제 도 2을 참조하면, 웨이퍼(50), 디스펜서(13) 및 트랜스듀서 어셈블리(200)의 개략도가 본 발명의 일실시예에 따라 제공된다. 이 구성요소들은 프로세싱 구조물 또는 볼(bowl)의 일부로서 형성될 수 있다. 구체적으로, 트랜스듀서 어셈블리(200)는 프로세싱 구조물 또는 볼과 이동가능하게(또는 이동불가능하게) 결합되고, 웨이퍼는 프로세싱 구조물 또는 볼 내부에 위치할 수 있다. 이와 같은 프로세싱 구조물 또는 볼의 예시는 2010년 8월 31일에 등록된 미국특허 7,784,478호에 묘사되고 기재되어 있으며, 그 전문은 본 명세서에 참조로 포함된다.
트랜스듀서 어셈블리(200)는 전송구조부(201)와 복수의 트랜스듀서(도 2에는 나타나있지는 않지만, 도 3A-3C를 참조하여 이하에서 상세히 기재된다)를 포함한다. 임의의 실시예에서, 전송구조부(201)는 속이 빈(hollow) 구조물일 수 있으며, 트랜스듀서는 전송구조부(201)의 내부 안쪽에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전송구조부(201)는 캔틸레버(cantilevered) 방식으로 웨이퍼(50)의 제1표면(51)의 상부 위에 위치하는 가늘고 긴 로드형 프로브이다.
이하에서, 더욱 상세히 설명되겠지만, 전송구조부(201)는 임의의 실시예에서, 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 대해 직선 또는 회전/아치형 방식으로 이동가능한 것일 수 있다. 구체적으로, 웨이퍼(50) 위에 위치하지 않는 트랜스듀서 어셈블리(200)의 한쪽 끝은, 전송구조부(201)가 회전방식으로 움직이는 것(화살표 Y-Y로 표시된 것처럼)에 대해 회전축 X-X를 형성할 수 있다. 이와 달리, 전체 트랜스듀서 어셈블리(200)가 웨이퍼(50)를 가로질러 앞뒤 직선 방식으로 이동할 수도 있다(화살표 Z-Z로 표시된 것처럼). 또한, 예시적인 실시예에서는, 전송구조부(201)가 웨이퍼(50)의 반경보다 약간 더 큰 거리로, 웨이퍼(50)를 가로질러 뻗어있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 임의의 다른 실시예에서, 전송구조부(201)는 웨이퍼(50)의 전체 직경을 가로질러 뻗어 있을 수도 있고, 또는 전송구조부(201)은 웨이퍼의 중심점까지 정확히 뻗어 있을 수도 있으며, 또는 전송구조부(201)은 웨이퍼(50)의 반경보다 약간 작게 뻗어 있을 수도 있다. 따라서, 웨이퍼(50)에 대한 전송구조부(201)의 정확한 길이는 모든 실시예에서 제한적인 것이 아니다. 그러나, 전송구조부(201)는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)의 전체 표면에 음향에너지를 가할 수 있는 것이 바람직하다.
도 2에 나타나 있는 것처럼, 디스펜서(13)은 웨이퍼(50)의 제1표면(51) 위에 액체를 공급한다. 또한, 웨이퍼(50)는 방향 화살표 W에 의해 표시된 것처럼 회전하도록 만들어진다. 방향 화살표는 웨이퍼(50)가 시계방향으로 회전하는 것을 나타내지만, 본 발명이 이에 제한되지 않으며, 필요하다면 웨이퍼(50)는 반시계방향으로도 회전한다. 디스펜서(13)가 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 액체를 공급하는 동안, 전송구조부(201)는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 가깝게 위치되어, 전송구조부(201)와 웨이퍼(50) 사이에 위치하는 웨이퍼(50)의 제1표면(51) 위에 액체막(도 1, 요소(53) 참고)을 형성한다.
상술한 것처럼, 예시적인 실시예에서, 전송구조부(201)는 튜브 형상이며, 속이 빈 내부 캐비티를 가지는 가늘고 긴 로드형 프로브이다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 전송구조부(201)는 평평한 플레이트형, 삼각형, 다이아몬드형, 다른 다각형 또는 이와 유사한 것 등 임의의 원하는 형상을 취할 수 있다. 전송구조부(201)는 모든 실시예에서 속이 비어 있을 필요는 없다. 구체적으로, 전송구조부(201)가 속이 빈 경우의 실시예에서, 트랜스듀서는 전송구조부(201)의 속이 빈 내부에 위치할 수 있다. 전송구조부(201)가 메워진 구조인 경우의 실시예에서, 트랜스듀서들은 전송구조부(201)의 상부 표면, 하부 표면 또는 측면과 결합될 수 있다. 전송구조부(201)는 폴리머, 석영, 사파이어, 보론나이트라이드, 유리질 카바이드, 플라스틱 및 금속 등을 포함하여 제한 없이, 액체막안으로 및 액체막을 통해서 트랜스듀서에 의해 발생된 음향에너지를 전송하는 임의의 물질로 이루어질 수 있다. 적합한 금속으로는 알루미늄과 스테인레스강을 들 수 있다. 물론, 목적하는 반도체 웨이퍼 처리를 용이하게 하기 위해 음향에너지를 효과적으로 전송할 수 있는 임의의 다른 물질도 사용될 수 있다.
이제 도 3A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트랜스듀서 어셈블리(210)의 일실시예가 보여진다. 도 3A에서, 트랜스듀서 어셈블리(210)는 웨이퍼(50)에 대해 상술된 도 1 및 2에서와 같이 위치되어, 액체가 웨이퍼(50)에 공급될 때, 트랜스듀서 어셈블리(210)와 웨이퍼(50)의 제1표면(51) 사이에 액체막이 형성된다. 트랜스듀서 어셈블리(210)는 일반적으로 전송구조부(201), 트랜스듀서(212)의 제1세트 및 트랜스듀서(213)의 제2세트를 포함한다. 트랜스듀서(212)의 제1세트의 각 트랜스듀서(212a-c)와 트랜스듀서(213)의 제2세트의 각 트랜스듀서(213a-d)는 음향에너지를 발생하도록 배열된다. 구체적으로, 트랜스듀서(212a-c)와 (213a-d)는 전기에너지 신호 소스(23)와 결합되어, 트랜스듀서(212a-c)와 (213a-d)가 전기에너지 신호를 진동 기계에너지(즉, 음향에너지)로 전환시킨 후 처리될 웨이퍼(50)로 전송될 수 있게 한다.
예시적인 실시예에서는, 트랜스듀서(212)의 제1세트는 3개의 트랜스듀서(212a-c)를 포함하고, 트랜스듀서(213)의 제2세트는 4개의 트랜스듀서(213a-d)를 포함하지만, 본 발명은 모든 실시예에서 제한되지 않는다. 그 보다는, 목적하는 바에 따라 트랜스듀서의 임의의 개수가 트랜스듀서 (212), (213)의 제1세트 및 제2세트 각각에 포함될 수 있다. 트랜스듀서(212 a-c)와 (213a-d)는 전송구조부(211)와 음향적으로 결합되어 있다. 이것은 전송구조부(211)와 트랜스듀서 (212a-c), (213a-d)의 직접적인 결합을 통해서 또는 중개적인 전송층을 이용하는 간접적인 결합을 통해서 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이, 트랜스듀서 (212a-c), (213a-d)는 전기에너지 신호 소스(23)와 작동가능하게 결합되어 있다. 임의의 실시예에서, 트랜스듀서 (212a-c), (213a-d) 각각은 전기에너지 신호의 다른 소스와 작동가능하게 결합되어, 각 트랜스듀서들은 전력 레벨 및 활성 상태에 관해 개별적으로 제어될 수 있다(또는 이것은 전기에너지 신호의 단일 소스를 이용하는 경우에도 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다.) 따라서, 임의의 실시예에서, 각 트랜스듀서는 개별적으로 활성화될 수 있다. 상술한 바와 같이, 트랜스듀서(212a-c), (213a-d)는 본 명세서에서 설명되는 것과 같이, 압전 세라믹, 크리스탈 또는 음향에너지를 발생시킬 수 있는 다른 디바이스일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전송구조부(211)는 길이방향축 A-A를 따라 뻗어 나온 가늘고 긴 프로브 같은 구조물이다. 상술한 바와 같이, 트랜스듀서 어셈블리(211)는 모든 실시예에서 프로브형일 필요는 없으며, 다른 형태를 취할 수도 있다. 트랜스듀서(212)의 제1세트는 길이방향축 A-A의 제1면상에서 전송구조부(211)와 음향적으로 결합되어 있다. 모든 실시예에서 이와 같을 필요는 없지만, 트랜스듀서(212)의 제1세트는 길이방향축 A-A와 평행한 제1축 B-B를 따라 배열된다. 어떤 실시예에서, 트랜스듀서(212)의 제1세트는 길이방향축 A-A에 대해 평행하지 않은 축을 따라 배열될 수도 있다. 트랜스듀서(213)의 제2세트는 길이방향축 A-A의 제2면상에서 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있으며, 길이방향축 A-A의 제2면은 길이방향축 A-A의 제1면과 마주보고 있다. 모든 실시예에서 요구되는 것은 아니지만, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(213)의 제2세트는 길이방향축 A-A와 평행한 제2축 C-C를 따라 배열된다. 임의의 실시예에서, 트랜스듀서(213)의 제2세트는 길이방향축 A-A에 대해 평행하지 않은 축을 따라 배열될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(212) 제1세트의 트랜스듀서(212a-c)는 이격 방식으로 전송구조부(211)와 음향적으로 결합되어 있다. 따라서, 트랜스듀서(212) 제1세트의 제1트랜스듀서(212a)는 트랜스듀서(212) 제1세트의 제2트랜스듀서(212b)와 간격(214)에 의해 이격 되어있고, 트랜스듀서(212) 제1세트의 제2트랜스듀서(212b)는 트랜스듀서(212) 제1세트의 제2트랜스듀서(212c)와 간격(214)에 의해 이격 되어 있다. 간격(214)는 트랜스듀서(212) 제1세트의 인접한 트랜스듀서들(212a-c)이 길이방향으로 이격 되어 있기 때문에 길이방향 간격으로 간주될 수 있다(즉, 길이방향축 A-A의 방향으로 또는 보다 구체적으로 길이방향축 B-B의 방향으로).
유사하게, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(213) 제2세트의 트랜스듀서(213a-d)는 이격 방식으로 전송구조부(211)와 음향적으로 결합되어 있다. 따라서, 트랜스듀서(213) 제2세트의 제1트랜스듀서(213a)는 트랜스듀서(213) 제2세트의 제2트랜스듀서(213b)와 간격(215)에 의해 이격 되어 있고, 트랜스듀서(213) 제2세트의 제2트랜스듀서(213b)는 트랜스듀서(212) 제2세트의 제3트랜스듀서(213c)와 간격(215)에 의해 이격 되어 있으며, 트랜스듀서(213) 제2세트의 제3트랜스듀서(213c)는 트랜스듀서(213) 제2세트의 제4트랜스듀서(213d)와 간격(215)에 의해 이격 되어 있다. 간격(215)는 트랜스듀서(213) 제2세트의 인접한 트랜스듀서들(213a-d)이 길이방향으로 이격 되어 있기 때문에 길이방향 간격으로 간주될 수 있다(즉, 길이방향축 A-A 방향으로 또는 보다 구체적으로 길이방향축 C-C 방향으로).
임의의 실시예에서, 트랜스듀서(212a-c), (213a-d) 각각은 개별적으로 활성화될 수 있고, 전력 레벨 관점으로부터 조절될 수 있다. 이런 점에서, 트랜스듀서 (212a-c), (213a-d) 각각은 전기에너지 신호 소스(또는 전기에너지 신호 소스를 분리하기 위해) 및 컨트롤러(12)와 개별적으로 결합될 수 있다. 또한, 도 4-7을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명되겠지만, 트랜스듀서 (212a-c), (213a-d) 각각은 전송구조부(211) 내에 배향되어, 각 트랜스듀서 (212a-c), (213a-d)에 의해 발생된 음향에너지가 논-노말 앵글로(non-normal angle), 바람직하게는 예각(acute angle)으로 웨이퍼(50)과 접촉하도록 한다. 구체적으로, 트랜스듀서(212) 제1세트의 트랜스듀서들(212a-c)은 길이방향축 A-A로부터 멀어지는 제1방향으로 음향에너지를 전송하고, 트랜스듀서(213) 제2세트의 트랜스듀서들(212a-d)는 길이방향축 A-A로부터 멀어지는 제2방향으로 음향에너지를 전송하는데, 제1방향과 제2방향은 서로 마주보고 있다.
웨이퍼(50)에 대해 논-노말 앵글로 음향에너지를 전송하는 것은 반사된 음파(웨이퍼(50)에서 튀어나와 웨이퍼(50)와 떨어진 방향으로 이동하는 파장)가 트랜스듀서 어셈블리(210)와 접촉하는 것을 방지한다. 그 보다, 반사된 음파는 반사된 음파가 발생된 음파와 간섭하는 것을 방지할 수 있도록 트랜스듀서 어셈블리(210)로부터 멀리 떨어져 이동한다. 반사파는 열을 증가시키고, 트랜스듀서에 손상을 일으킬 수 있어 바람직하지 않다. 또한, 어떤 한 각도에서의 음향에너지 전송은 트랜스듀서와 웨이퍼 표면 사이의 정상파(standing wave)를 방지하는데, 이것는 고에너지 포인트를 일으키고, 웨이퍼에 손상을 일으킬 수 있다. 물론, 본 발명은 모든 실시예에 제한되지 않지만, 임의의 다른 실시예에서, 웨이퍼(50)에 대해 노말 앵글로(normal angle)로 음향에너지를 전송하도록 하나 이상의 트랜스듀서(어떤 경우에는 모든 트랜스듀서)가 배향될 수 있다.
도 3A의 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(212) 제1세트의 트랜스듀서(212a-c)와 트랜스듀서(213) 제2세트의 트랜스듀서(213a-d)는 길이방향축 A-A를 따라 서로에 대해 엇갈리거나 또는 오프세트(offset)된다(다시 말하면, 길이방향축 A-A 방향에서 엇갈리게 위치한다). 트랜스듀서(212) 제1세트의 트랜스듀서(212a-c) 중 어느 것도 트랜스듀서(213) 제2세트의 트랜스듀서(213a-d)(또는 그 일부)와 가로로 나란히 배열되지 않는 것을 의미하며, 그 반대도 성립한다. 다르게 이야기하면, 트랜스듀서(212) 제1세트의 트랜스듀서(212a-c) 중 하나와 트랜스듀서(213) 제2세트의 트랜스듀서(213a-d) 중의 하나가 교차하는 길이방향축 A-A에 가로놓인 평면이 없다는 것이다. 반면, 트랜스듀서(212) 제1세트의 트랜스듀서(212a-c) 각각은 트랜스듀서(213) 제2세트의 인접한 트랜스듀서(213a-d)들 사이에서 하나의 간격(215)으로 가로로 나란히 배열되며, 트랜스듀서(213) 제2세트의 각 트랜스듀서(213a-d) 각각은 트랜스듀서(212) 제1세트의 인접한 트랜스듀서(212a-c)들 사이에서 하나의 간격(214)으로 가로로 나란히 배열된다. 다시 말해서, 도 3A에 있는 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(212) 제1세트의 트랜스듀서들(212a-c)와 트랜스듀서(213) 제2세트의 트랜스듀서들(213a-d) 사이에는 겹쳐지는 부분이 없다는 것이다.
이제 도 3B를 참조하여, 트랜스듀서 어셈블리(220)의 다른 실시예가 본 발명의 실시예에 따라 보여진다. 트랜스듀서 어셈블리(220)는 약간의 차이는 있지만 도 3A에 묘사된 트랜스듀서 어셈블리(210)와 유사하다. 따라서, 간결함이라는 이점에 따라, 트랜스듀서 어셈블리(220)의 어떤 측면들은 이하 설명에서 반복하지 않는 것으로 이해될 수 있을 것이며, 트랜스듀서 어셈블리(210)와 유사한 특징의 설명이 적용되는 것으로 이해될 수 있다. 220번대 라는 번호만 제외하고, 210번 대의 번호들이 도 3A의 특징을 나타내는데 사용된 것처럼, 같은 특징을 위해 동일한 번호가 도 3B의 특징을 나타내는데 사용될 것이다.
도 3B에서, 트랜스듀서 어셈블리(220)는 웨이퍼(50)에 대해 상술한 것과 같이 도 3A와 같이 위치되어, 액체가 웨이퍼(50)에 공급될 수 있도록 하고, 상기 액체막이 트랜스듀서 어셈블리(220)과 웨이퍼(50)의 제1표면(51) 사이에 형성될 수 있도록 한다. 구체적으로, 트랜스듀서 어셈블리(220)는 캔틸레버 방식으로 위치되어, 트랜스듀서 어셈블리(220)의 한쪽 끝은 고정되고(웨이퍼(50)의 상부 위가 아닌 끝), 다른 쪽 끝(웨이퍼(50)의 상부 위에 부착되지 않고 위치한 말단부)은 고정되지 않도록 한다. 트랜스듀서 어셈블리(220)은 일반적으로 전송구조부(221), 트랜스듀서(222)의 제1세트 및 트랜스듀서(223)의 제2세트를 포함한다. 본 발명이 모든 실시예의 각 세트에서의 트랜스듀서의 정확한 숫자에 제한되는 것은 아니지만, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(222)의 제1세트는 4개의 분리되고 별개인 트랜스듀서(222a-d)를 포함하며, 트랜스듀서(223)의 제2세트는 5개의 분리되고 별개인 트랜스듀서(223a-e)를 포함한다. 트랜스듀서(222) 제1세트의 각 트랜스듀서(222a-d)와 트랜스듀서(223) 제2세트의 각 트랜스듀서(223a-e)는 음향에너지를 발생시키도록 배향된다. 구체적으로, 각각의 트랜스듀서(222a-d), 트랜스듀서(223a-e)는 전기에너지 신호 소스(23)와 결합되어, 트랜스듀서(222a-d), 트랜스듀서(223a-e)가 전기에너지 신호를 진동 기계에너지(즉, 음향에너지)로 전환시킨 다음 처리될 웨이퍼(50)으로 전송되도록 한다.
트랜스듀서(222)의 제1세트는 전송구조부(221)의 길이방향축 A-A의 제1면상에서 이격 방식으로 전송구조부(221)와 음향적으로 결합되어 있다. 모든 실시예에서 필수적인 것은 아니지만, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(222)의 제1세트는 길이방향축 A-A와 평행한 제1축 B-B를 따라 나란히 배열된다. 다른 실시예에서, 트랜스듀서(222)의 제1세트는 길이방향축 A-A와 평행하지 않은 축을 따라 나란히 배열될 수도 있다. 트랜스듀서(223)의 제2세트는 전송구조부(221)의 길이방향축 A-A의 제2면상에서 이격 방식으로 전송구조부(221)와 음향적으로 결합되어 있다. 모든 실시예에서 필수적인 것은 아니지만, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(223)의 제2세트는 길이방향축 A-A와 평행한 제2축 C-C를 따라 나란히 배열된다. 트랜스듀서(223)의 제2세트는 길이방향축 A-A와 평행하지 않은 축을 따라 나란히 배열될 수도 있다.
도 3A의 실시예에 따르면, 트랜스듀서(222), 트랜스듀서(223)의 제1세트 및 제2세트의 트랜스듀서들은 길이방향축 A-A를 따라 엇갈리게 위치한다. 그러나, 이 실시예에서, 트랜스듀서(222), 트랜스듀서(223)의 제1세트 및 제2세트의 트랜스듀서들 사이에는 약간의 겹쳐짐이 있다. 따라서, 이 실시예에서, 길이방향축 A-A에 가로놓인 평면(도 3B에서 평면 D-D와 같은)은 트랜스듀서(222)의 제1세트의 적어도 하나의 트랜스듀서(트랜스듀서(222a)와 같은)와 트랜스듀서(223)의 제2세트의 적어도 하나의 트랜스듀서(트랜스듀서(223a)와 같은)를 교차한다. 사실, 트랜스듀서(222)의 제1세트의 각 트랜스듀서(222a-d)에 대해서, 트랜스듀서(222)의 제1세트의 트랜스듀서(222a-d)와 트랜스듀서(223)의 제2세트의 적어도 하나의 트랜스듀서(223a-e)를 교차하는 길이방향축을 가로지르는 평면이 있다. 이것은 처리과정 동안 웨이퍼(50)의 제1표면(51)을 음향에너지로 보다 균일하게 덮을 수 있도록 보장한다는 점에서 유익하다. 구체적으로, 임의의 실시예에서 트랜스듀서(222a-d), (223a-e)은 트랜스듀서(222a-d), (223a-e)의 가장자리보다 길이방향을 따르는 중심부로부터 보다 더 강한 음향에너지를 방출할 수 있다. 따라서, 겹쳐짐에 의해, 음향에너지 파동이 더 낮은 강도를 갖는 영역에서 웨이퍼(50)의 제1표면(51)과 접촉하는 과잉의 음향에너지 파동이 있게 될 것이다.
트랜스듀서(222) 제1세트의 트랜스듀서들(222a-d)와 트랜스듀서(223) 제2세트의 트랜스듀서들(223a-e) 사이의 관계를 더 설명하기 위해서, 하기 내용이 기재된다. 트랜스듀서(222)의 제1세트의 인접한 트랜스듀서들은 간격(224)에 의해 분리되어 있고, 트랜스듀서(223)의 제2세트의 인접한 트랜스듀서들은 간격(225)에 의해 분리되어 있다. 트랜스듀서(222)의 제1세트의 각 트랜스듀서(222a-d)는 트랜스듀서(223)의 제2세트의 인접한 트랜스듀서들(223a-e) 사이의 하나의 간격(225)과, 트랜스듀서(223)의 제2세트의 적어도 하나의 트랜스듀서(223a-e)의 일부에 대해 가로로 나란히 배열된다. 트랜스듀서(223)의 제2세트의 각 트랜스듀서(223a-e)는 트랜스듀서(222)의 제1세트의 인접한 트랜스듀서들 (222a-d) 사이의 하나의 간격(224)과, 트랜스듀서(222)의 제1세트의 적어도 하나의 트랜스듀서(222a-d)의 일부에 대해 가로로 나란히 배열된다.
트랜스듀서(222)의 제1세트의 제1트랜스듀서(222a)를 참조하여 다른 방식으로 구체적으로 설명하면, 트랜스듀서(222)의 제1세트의 제1트랜스듀서(222a)는 제1섹션(226), 제2섹션(227) 및 제3섹션(228)을 가진다. 제2섹션(227)은 제1섹션(226)과 제3섹션(228) 사이에 위치하며, 트랜스듀서(222a)의 중심부 또는 중심 섹션을 형성한다. 트랜스듀서(222) 제1세트의 제1트랜스듀서(222a)의 제1섹션(226)은 트랜스듀서(223) 제2세트의 제1트랜스듀서(223a)와 가로로 나란히 배열된다. 트랜스듀서(222) 제1세트의 제1트랜스듀서(222a)의 제3섹션(228)은 트랜스듀서(223) 제2세트의 제2트랜스듀서(223b)와 가로로 나란히 배열된다. 트랜스듀서(222) 제1세트의 제1트랜스듀서(222a)의 제2섹션(227)은 트랜스듀서(223) 제2세트의 제1트랜스듀서(223a)와 제2트랜스듀서(223b) 사이의 간격(225)과 가로로 나란히 배열된다. 상기에서 제1트랜스듀서(222a)에 대해서 기술되었지만, 이와 같은 제1섹션, 제2섹션, 및 세3섹션에 관한 논의와 상대적인 위치 관계는 트랜스듀서(222)와 트랜스듀서(223)의 제1세트 및 제2세트의 각 트랜스듀서에 대해 적용가능하다.
이제 도 3C를 참조하면, 트랜스듀서 어셈블리(230)의 또 다른 실시예가 본 발명의 실시예에 따라 보여진다. 트랜스듀서 어셈블리(220)은 도 3A 및 3B에 표현된 트랜스듀서 어셈블리(210), (220)와 약간의 차이는 있지만 유사하다. 따라서, 간결함이라는 이점에 따라, 트랜스듀서 어셈블리(230)의 어떤 측면들은 이하 설명에서 반복하지 않는 것으로 이해될 수 있을 것이며, 트랜스듀서 어셈블리(210)와 유사한 특징의 설명이 적용되는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 230번대 라는 번호만 제외하고, 210번대 번호들이 도 3A의 특징을 나타내는데 사용되고, 220번대 번호들이 도 3B의 특징을 나타내는데 사용된 것처럼, 같은 특징을 위해 동일한 번호가 도 3C의 특징을 나타내는데 사용될 것이다.
도 3C에서, 트랜스듀서 어셈블리(220)는 웨이퍼(50)에 대해 상술한 것과 같이 도 3A 및 3B와 같이 위치되어, 액체가 웨이퍼(50)에 공급될 수 있도록 하고, 상기 액체막이 트랜스듀서 어셈블리(230)과 웨이퍼(50)의 제1표면(51) 사이에 형성될 수 있도록 한다. 트랜스듀서 어셈블리(230)은 일반적으로 전송구조부(231), 트랜스듀서(232)의 제1세트 및 트랜스듀서(232)의 제2세트를 포함한다. 본 발명이 모든 실시예의 각 세트에서의 트랜스듀서들의 정확한 숫자에 제한되는 것은 아니지만, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(232)의 제1세트는 4개의 분리되고 개별적인 트랜스듀서(232 a-d)를 포함하며, 트랜스듀서(223)의 제2세트는 4개의 분리되고 개별적인 트랜스듀서(232a-d)를 포함한다. 트랜스듀서(232) 제1세트의 각 트랜스듀서(232a-d)와 트랜스듀서(233) 제2세트의 각 트랜스듀서(233a-d)는 음향에너지를 발생시키도록 배향된다. 구체적으로, 각각의 트랜스듀서(232a-d), 트랜스듀서(233a-d)는 전기에너지 신호 소스(23)와 결합되어, 트랜스듀서(232a-d), 트랜스듀서(233a-d)가 전기에너지 신호를 진동 기계에너지(즉, 음향에너지)로 전환시킨 다음 처리될 웨이퍼(50)으로 전송되도록 한다.
트랜스듀서(232)의 제1세트는 전송구조부(231)의 길이방향축 A-A의 제1면상에서 이격 방식으로 전송구조부(231)와 음향적으로 결합되어 있다. 모든 실시예에서 필수적인 것은 아니지만, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(232)의 제1세트는 길이방향축 A-A와 평행한 제1축 B-B를 따라 나란히 배열된다. 다른 실시예에서, 트랜스듀서(232)의 제1세트는 길이방향축 A-A와 평행하지 않은 축을 따라 나란히 배열될 수도 있다. 트랜스듀서(233)의 제2세트는 전송구조부(231)의 길이방향축 A-A의 제2면상에서 이격 방식으로 전송구조부(231)와 음향적으로 결합되어 있다. 모든 실시예에서 필수적인 것은 아니지만, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(233)의 제2세트는 길이방향축 A-A와 평행한 제2축 C-C를 따라 나란히 배열된다. 트랜스듀서(233)의 제2세트는 길이방향축 A-A와 평행하지 않은 축을 따라 나란히 배열될 수도 있다.
도 3A 및 3B의 실시예와 다르게, 도 3C에서 트랜스듀서(232), (233)의 제1세트 및 제2세트는 엇갈리기 보다 나란히 위치한다. 따라서, 트랜스듀서(232), (233)의 제1세트 및 제2세트는 길이방향축을 따라 쌍으로 나란히 배열되어, 트랜스듀서(232)의 제1세트의 제1트랜스듀서(232a)가 트랜스듀서(233)의 제2세트의 제1트랜스듀서와 가로로 나란히 배열되고, 트랜스듀서(232)의 제1세트의 제2트랜스듀서(232b)가 트랜스듀서(233)의 제2세트의 제2트랜스듀서(233b)와 가로로 나란히 배열되는 등의 방식으로 배열된다. 유사하게, 트랜스듀서(232)의 제1세트의 인접한 트랜스듀서들 사이의 간격(234)는 트랜스듀서(233)의 제2세트의 인접한 트랜스듀서들 사이의 간격(235)과 가로로 나란히 배열된다. 따라서, 도 3C의 실시예는 나란히 쌍으로 배열된 여러 세트의 트랜스듀서들을 배열함으로써 여러 세트의 트랜스듀서들의 엇갈린 배열에 대해 대체적인 배열을 제공한다.
임의의 실시예에서, 도 3C은 인접한 트랜스듀서들 사이에 간격이 없이 앤드투앤드(end-to-end)로 위치하도록 변형될 수도 있다. 따라서, 복수의 개별적인 트랜스듀서들은 길이방향축 A-A의 마주보는 면상에서 전송구조부(231)와 결합될 수 있지만, 그것들은 서로 가깝게 결합되기 때문에서 인접한 트랜스듀서들의 끝이 접촉되어 매우 작은 공간(약 0.1 mm 내지 3 mm, 0.1 mm 내지 2 mm, 또는 0.1 mm 내지 1 mm의 순서로)이 인접한 트랜스듀서들 사이에 남게 된다.
(도 3A, 3B, 3C 또는 다르게 표현된 것과 같이) 특정 구조의 배열이 트랜스듀서들에 대해 사용될 수 있지만, 복수의 트랜스듀서들이 사용될 때, 일관성이 고려되어야 한다. 구체적으로, 음향에너지가 웨이퍼의 표면에 공급되는 동안 웨이퍼는 트랜스듀서 어셈블리 아래에서 회전한다. 웨이퍼의 중심 영역은 가장자리 근처의 웨이퍼 영역 보다 느리게 이동하고, 따라서 웨이퍼의 중심 영역이 너무 많은 음향에너지를 받아서 웨이퍼의 그 부분에 손상을 일으키지 않도록 보장하는 조치가 마련되어야 한다. 또한 웨이퍼의 가장자리가 충분한 음향에너지를 받아서 입자를 적절하게 제거하는 것을 보장하는 조치도 마련되어야 한다.
이와 관련하여, 일실시예에서, 웨이퍼의 중심부에 위치한 트랜스듀서들은 웨이퍼의 가장자리에 위치한 트랜스듀서들보다 더 낮은 전력 레벨에서 작동될 수 있다. 각 영역의 목표는 웨이퍼의 각 부분 또는 영역(웨이퍼의 중심부 및 웨이퍼의 가장자리부분을 포함하여)에 대해 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 평균 에너지/면적/단위시간을 갖게 될 것이다. 다른 실시예에서, 웨이퍼의 중심부에서 트랜스듀서는 짧은 시간 동안 작동된 다음, 불활성화(전원 차단)된 후, 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 가장자리로의 연속적인 트랜스듀서가 한번에(at a time) 하나 이상 불활성화될 수 있다. 다른 대체적인 실시예에서, 그 길이를 따라 복수의 트랜스듀서들을 가지는 트랜스듀서는 웨이퍼의 가장자리를 향해서 및 가장자리 밖으로 웨이퍼의 중심으로부터 멀어지며 이동할 수 있다. 이것은 균일도를 증가시키기 위해 웨이퍼의 가장자리가 강화된 음향에너지를 받을 수 있게 할 것이다. 트랜스듀서들이 웨이퍼의 가장자리를 떠나면, 그것들은 수명을 연장시키기 위해 전원이 꺼지거나 불활성화될 수 있으며, 이에 따라 번아웃(burnout)되는 것을 방지할 수 있는데, 이하에서 보다 상세히 논의될 것이다.
도 4-7를 함께 참조하여, 트랜스듀서 어셈블리(300)는 본 발명의 실시예에 따라 기술될 것이다. 트랜스듀서 어셈블리(300)는 도 3A의 실시예에 대한 트랜스듀서의 배열의 견지에서 비슷하다. 그러나, 하기에서 보다 상세히 논의되는 것과 같이, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 트랜스듀서들의 배열은 도 3B, 3C의 배열 또는 다른 실시예에서 원하는 다른 배열과 유사할 수 있다. 다시 말해서, 도 4-7과 관련하여 본 명세서에서 기재된 구조적인 세부사항은 도 3A-3C의 각 실시예 및 본 명세서에서 구체적으로 기재되지 않은 다른 실시예에 대해 적용가능하다.
트랜스듀서 어셈블리(300)는 일반적으로 베이스(301), 전송구조부(302), 및 트랜스듀서(312)의 제1세트 및 트랜스듀서(313)의 제2세트와 같이 배열된 복수의 트랜스듀서들을 포함한다. 본 실시예에서, 일반적으로 전송구조부(302)는 켄틸레버 방식으로 트랜스듀서 어셈블리(300)의 베이스(301)로부터 뻗어 나온 튜브형 구조물이다. 따라서 전송구조부(302)는 내부 캐비티(303)를 규정하는 속이 빈 튜브형 구조물이다. 하기에서 보다 상세히 논의되는 것처럼, 각종 트랜스듀서들은 내부 캐비티(303) 내에서 전송구조부(302)와 결합되어 있다.
예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(312), 트랜스듀서(313)의 제1세트 및 제2세트는 도 3A를 참조하여 기재된 것과 유사한 방식으로 줄을 지어 배열된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 트랜스듀서(312), 트랜스듀서(313)의 제1세트 및 제2세트는 필요하다면 도 3B에 표시된 방식이나 도 3C에 표시된 방식으로 또는 임의의 다른 방식으로 배열될 수 있다. 도 4-7은 단순히 트랜스듀서 어셈블리(300)의 특정한 일실시예를 보여주는 것이며, 본 명세서에 기재된(및 본 명세서에 개시되지 않은 임의의) 다른 실시예 중 어떤 것도 사용될 수 있다고 이해되어야 한다.
도 4, 5, 6A 및 7의 예시적인 실시예에서, 전송구조부(302)는 제1곡면(304) 및 제2표면(305)을 포함하며, 제2표면은 제1곡면(304)과 마주보고 있다. 예시적인 실시예에서, 전송구조부(302)는 외부 표면(306)과 내부 표면(307)을 갖는 튜브형상을 가진다. 따라서, 예시적인 실시예에서, 제1곡면(304)은 전송구조부(302)의 외부 표면(306)의 바닥부를 형성한다. 전송구조부(302)의 제2표면(305)는 제1평평한 섹션(305a)과 제2평평한 섹션(305b)을 포함한다. 제1평평한 섹션(305a)과 제2평평한 섹션(305b)은 서로에 대해 상대적으로 논-제로 앵글(non-zero angle) A3로 배열된다. 예시적인 실시예에서, 논-제로 앵글은 약 90°와 140° 사이이며, 보다 구체적으로는 110° 와 130° 사이이고, 더욱 구체적으로는 약 120°와 130° 사이이다. 다른 실시예에서, 각도 A3 는 약 115° 와 125° 사이 또는 약 120°이다. 도 7을 참조하여 하기에서 더욱 상세히 논의되겠지만, 이 각도들은 임의의 실시예에서, 반사된 음파가 발생된 음파와 간섭을 일으키지 않도록 보장하기 위해 바람직하다. 물론, 원하는 경우, 거의 90° 또는 정확히 90° 및 90° 이하와 같은 다른 각도들도 논-제로 앵글 A3로 사용될 수 있다.
전송구조부(302) 제2표면(305)의 제1 및 제2평평한 섹션(305a), (305b)은 전송구조부(302)의 내부 캐비티(303)의 바닥을 형성한다. 도 7을 보면 이해되는 것처럼, 전송구조부(302) 제2표면(305)의 제1 및 제2평평한 섹션 (305a), (305b) 각각은 전송구조부(302)가 유체적으로 결합되는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 대해 각도를 이루고 있다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 하기에서 더욱 상세히 논의될 것이다.
전송구조부(302) 제2표면(305)의 제1및 제2평평한 섹션(305a), (305b)은 전송구조부(302)의 내부 캐비티(303)의 가장 바닥부(308)에서 갈라지거나 수렴되어 있다. 또한 전송구조부(302) 제2표면(305)의 제1및 제2평평한 섹션 (305a), (305b) 각각은 전송구조부(302)의 내부 캐비티(303)의 가장 바닥부(308)에서 멀리 뻗어나간 것처럼 위를 향해 경사져있다. 따라서, 제1및 제2평평한 섹션(305a), (305b)는 전체적으로 “V” 형상을 형성한다(전송구조부(302)의 제2표면(305)는 V-형이다). 제1트랜스듀서(312a)는 제1평평한 섹션(305a)과 음향적으로 결합되고, 제2트랜스듀서(313a)는 제2평평한 섹션(305b)과 음향적으로 결합되어 있다. 물론, 예시적인 실시예에서 몇몇 트랜스듀서들(즉, 트랜스듀서(312)의 제1세트)은 제1평평한 섹션(305a)과 결합되고, 몇몇 트랜스듀서(즉, 트랜스듀서(313)의 제2세트)들은 제2평평한 섹션(305b)과 결합되어 있다(도 5 참조).
예시적인 실시예에서, 전송구조부(302)의 내부 표면(307)의 상부(309)는 곡면이다. 물론, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 전송구조부(302)의 내부 표면(307)의 상부(309)는 원하는 대로 임의의 다른 형상 또는 등고선 형상을 취할 수도 있다. 또한, 예시적인 실시예에서, 측벽(310)은 제1및 제2평평한 섹션(305a), (305b) 각각으로부터 상부(309)로 위를 향해 뻗어있다. 예시적인 실시예에서, 측벽(310)은 제1및 제2평평한 섹션(305a), (305b) 각각으로부터 거의 수직으로 뻗어있다. 따라서, 본 실시예에서, 전송구조부(302)의 외부 표면(306)은 사실상 실린더형이지만, 내부 표면(307)은 그렇지 않다.
트랜스듀서(312), (313)에 의해 발생된 음향에너지가 어떤 각도에서 웨이퍼의 표면과 접촉하고, 이에 따라 웨이퍼로부터 반사된 음파가 트랜스듀서 어셈블리(300)으로부터 멀리 이동하도록 전송구조부(302)의 내부 표면(307)의 형상은 특별히 디자인된다. 또한, 임의의 실시예에 표시된 것처럼, 트랜스듀서 (312), (313) 각각은 평평한 하부표면을 가진다. 따라서, 독창적인 전송구조부(302)는 곡면으로 된 하부표면을 가지는 트랜스듀서(312), (313) 없이도, 트랜스듀서(312), (313)가 웨이퍼에 대해 어떤 각도에서 음향에너지를 웨이퍼로 방출할 수 있게 한다. 이것은 반사된 음파가 발생된 음파와 간섭을 일으키는 것을 방지하는 목적을 수행하는 한편 트랜스듀서(312), (313)의 제조를 용이하게 한다.
상기 기재된 구조는 도 4, 6A 및 7에 표시되어 있다. . FIG. 6B은 제1곡면이 평평한 표면(335a), (335b)를 대신하는 경우의 대체적인 한 구조를 보여준다. 구체적으로, 도 6B에서 트랜스듀서(312a), (313a)가 결합되어 있는 평평한 표면(305a), (305b)과 마주보고 있는 외부 표면(306)의 부분도 또한 평평한 표면(335a), (335b)이다. 따라서, 전송구조부(302)의 외부 표면(306)의 바닥부가 반대 방향으로 경사진 두 개의 평평한 표면(335a), (335b)을 가진다는 것을 제외하면, 도 6B는 6A와 동일하다. 도 6B의 예시적인 실시예에서, 전송구조부(302)의 외부 표면(306)의 바닥부상에서 두 개의 평평한 표면(335a), (335b)은 트랜스듀서가 결합되어 있는 각각의 반대쪽 평평한 표면(305a), (305b)와 평행하다. 두 개의 평평한 표면(335a), (335b)은 예시된 것처럼 전송구조부(302)의 외부 표면(306)의 짧은 곡면 섹션(336)에 의해 서로 연결되거나 또는 전송구조부(302)의 외부 표면(306)의 직선 평면 섹션에 의해 서로 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 전송구조부(302)는 길이방향축 E-E를 따라 뻗어있다. 또한, 제1및 제2평평한 섹션(305a), (305b) 각각은 길이방향축 E-E의 마주보는 면상에 위치한 길이방향으로 가늘고 긴 부분이다. 도 5의 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서(312)의 제1세트는 이격 방식으로 제1평평한 섹션(305a)와 음향적으로 결합되며, 트랜스듀서(313)의 제2세트는 이격 방식으로 제2평평한 섹션(305b)와 음향적으로 결합되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 트랜스듀서(312), 트랜스듀서(313)의 제1세트 및 제2세트는 길이방향축 E-E를 따라 엇갈리게 위치한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 임의의 다른 실시예에서 트랜스듀서(312), 트랜스듀서(313)의 제1세트 및 제2세트는 길이방향축 E-E를 따라 가로로 쌍으로 위치할 수 있으며, 또는 원하는 다른 방식으로 위치할 수 있다.
도 7을 참조하면, 전송구조부(302)는 웨이퍼(50)에 인접하여 위치하고, 이에 따라 액체막(320)이 전송구조부(302)의 제1곡면(304)과 웨이퍼(50)의 제1표면(51)(즉, 상부) 사이에 형성되는 것이 보여진다. 제1평평한 섹션(305a)는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 대해 각도 A1으로 각을 형성하고 있다. 제2평평한 섹션(305b)는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 대해 각도 A2로 각을 형성하고 있다. 임의의 실시예에서, A1, A2 각각은 예각이다. 예시적인 실시예에서, A1, A2 각각은 약 20° 와 40° 사이이며, 보다 구체적으로는 25°와 35° 사이이고, 더욱 더 구체적으로는 약 30°이다. 물론 다른 각도들도 사용될 수 있다. 그러나, 이하에서 더욱 상세히 논의하겠지만, 상기에 기재된 각도들은 반사된 음파가 발생된 음파와 간섭을 일으키지 않도록 보장하기 위해 바람직하다.
제1트랜스듀서(또는 트랜스듀서(312)의 제1세트)는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 대해 제1 논-노말 앵글로 음향에너지(340)을 발생시키도록 배치된다. 보여지는 것처럼, 음향에너지(340)가 웨이퍼(50)의 제1표면(51)과 접촉할 때, 반사된 음파(341)가 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에서 뛰어나온다. 제1트랜스듀서(312)의 각도 방향 때문에, 반사된 음파(341)는 전송구조부(302)로부터 멀리 떨어져서 이동하게 되고, 전송구조부(302) 또는 트랜스듀서 어셈블리(300)의 임의의 다른 부분과 접촉할 수 없게 된다. 제1트랜스듀서(312)에서 발생된 음향에너지(340)는 전송구조부(302)의 길이방향축 E-E의 제1면상에서 웨이퍼(50)의 제1표면(51)을 향해 전송된다. 보다 구체적으로, 음향에너지(340)는 제1트랜스듀서(312)가 위치된 것과 같이 길이방향축 E-E의 같은 면상에서 웨이퍼(50)의 제1표면(51)과 접촉한다.
유사하게, 제2트랜스듀서(또는 트랜스듀서(313)의 제2세트)는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 대해 제2 논-노말 앵글로 음향에너지(350)을 발생시키도록 배치된다. 예시적인 실시예에서, 제2논-노말 앵글은 제1논-노말 앵글과 사실상 동일하다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 제1및 제2논-노말 앵글은 다른 실시예에서 서로 다를 수 있다. 보여지는 것과 같이, 음향에너지(350)가 웨이퍼(50)의 제1표면(51)과 접촉할 때, 반사된 음파(351)는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에서 튀어 나온다. 제2트랜스듀서(313)의 각도 방향 때문에, 반사된 음파(351)은 멀리 떨어져서 이동하게 되고, 전송구조부(302) 또는 트랜스듀서 어셈블리(300)의 임의의 다른 부분과 접촉할 수 없게 된다. 보다 구체적으로, 제2트랜스듀서(313)에서 발생된 음향에너지(350)는 전송구조부(302)의 길이방향축 E-E의 제2면상에서 웨이퍼(50)의 제1표면(51)을 향해 전송된다. 보다 구체적으로, 음향에너지(350)는 제2트랜스듀서(313)가 위치된 것과 같이 길이방향축 E-E의 같은 면상에서 웨이퍼(50)의 제1표면(51)과 접촉한다. 길이방향축 E-E의 제2면은 길이방향축 E-E의 제1면과 마주보고 있다.
따라서, 트랜스듀서 어셈블리(300)의 독창적인 전송구조부(302)를 사용해서, 일정 각도로 웨이퍼와 접촉함에 따라 반사파가 트랜스듀서 어셈블리(300)와 접촉하지 않게 되는 음파가 반도체 웨이퍼 처리 시스템에서 발생될 수 있다. 이것은 트랜스듀서를 둥근 또는 오목한 하부표면으로 형성하지 않아도, 트랜스듀서의 하부표면이 평평하고 평면이어도 본 발명에서 달성될 수 있다. 또한, 엇갈리거나 쌍을 이루는 관계에 있는 트랜스듀서의 복수의 세트들은 웨이퍼 표면으로부터 입자의 제거를 돕는 음향에너지의 성능을 더 증가시킨다. 물론, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 임의의 다른 실시예에서 트랜스듀서는 웨이퍼 표면에서 90° 각도로 웨이퍼 위에서 웨이퍼 표면에 직접적으로 음향에너지를 적용할 수 있도록 위치할 수 있다.
이제 도 8A 및 8B 를 함께 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 어셈블리(400)와 웨이퍼(50)의 조감도(schematic overhaed view)가 나타나있다. 앞에서 기재된 실시예와 유사하게, 트랜스듀서 어셈블리(400)은 베이스(401), 전송구조부(402) 및 적어도 하나 또는 바람직하게는 복수의 트랜스듀서를 포함한다. 도 8A에 나타나있지는 않지만, 트랜스듀서는 도 3A, 3B, 3C 또는 5에서 보여진 배열 중 어느 하나를 취할 수 있다. 물론, 트랜스듀서의 임의의 다른 배열이 본 실시예에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 8A 및 8B에서, 전송구조부(402)는 제1섹션(411), 제2섹션(412), 제3섹션(413), 제4섹션(414), 제5섹션(515) 및 제6섹션(416)을 포함하는 6개의 구획 또는 섹션을 가지는 것으로 나타나있다. 일실시예에서, 각각의 트랜스듀서(또는 복수의 트랜스듀서들)는 전송구조부(402)의 섹션(411)-(416) 각각과 음향적으로 결합될 수 있다. 따라서, 트랜스듀서들은 단일 세트의 트랜스듀서, 복수 세트의 트랜스듀서, 축을 따라 나란히 배열된 트랜스듀서, 이격 방식으로 위치한 트랜스듀서, 길이방향축의 마주보는 면상에 엇갈리게 위치한 트랜스듀서 등으로 배열될 수 있다.
트랜스듀서들의 배열과 무관하게, 본 실시예에서 트랜스듀서들은 컨트롤러에 의해 개별적으로 활성화될 수 있는 것이 바람직하다. 구체적으로, 각 트랜스듀서는 다른 트랜스듀서 각각으로부터 개별적으로 전원이 켜지고 꺼질 수 있어야 한다. 또한, 각 트랜스듀서의 전력 레벨은 임의의 다른 트랜스듀서의 전력 레벨을 변환시키지 않으면서 변환될 수 있어야 한다. 이것은 컨트롤러를 통해 및/또는 트랜스듀서와 그 각각의 개별적인 에너지 소스와 결합시킴으로써 수행될 수 있다.
아직 도 8A 및 8B를 함께 참고하면, 본 실시예는 트랜스듀서 어셈블리(400) 및 보다 구체적으로 트랜스듀서 어셈블리(400)의 전송구조부(402)가 웨이퍼(50)에 대해 이동가능하다는 것을 보여준다. 이 구체적인 실시예에서, 빈티지 레코드 플레이어의 음관의 동작 또는 앞 유리 와이퍼의 동작과 유사하게, 트랜스듀서 어셈블리(400)의 전송구조부(402)는 웨이퍼(50)에 대하여 아치형 또는 회전 방향으로 움직인다. 따라서, 전송구조부(402)가 웨이퍼(50)에 대해 이동하도록 만들어질 경우, 전송구조부(402)의 말단부(417)은 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 가장자리로 아치형 패턴으로 움직이며, 화살표 F 방향으로도 마찬가지이다. 또한 전송구조부(402)는 도 8B에 표시된 것처럼, 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 맞은편 가장자리까지 아치형 패턴으로 이동할 수도 있다. 다르게 이야기하면, 전송구조부(402)는 길이방향축 K-K에 대해 회전 방식으로 이동할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전송구조부(402)는 길이방향축 K-K에 대해 360° 움직이지는 않지만, 가장자리에서 가장자리까지 웨이퍼(50)를 커버하는 것은 충분하다(즉, 길이방향축 K-K에 대해 약 90° 이동).
도 8A에서, 트랜스듀서 어셈블리(400)는 전송구조부(402)가 제1위치에 있는 것처럼 보여진다. 제1위치에서, 전송구조부(402)의 섹션(411)-(416) 각각은 웨이퍼(50)의 적어도 한 부분 위에 위치하며, 이에 따라 전송구조부(402)에 수직하는 축이 섹션(411)-(416)의 각 하나 및 웨이퍼(50)과 교차할 수 있다. 구체적으로, 전송구조부(402)에 수직하는 축은 제1섹션(411) 및 웨이퍼(50)를 교차할 수 있으며, 전송구조부(402)에 수직하는 다른 축은 제2섹션(412) 및 웨이퍼(50)를 교차할 수 있고, 또 다른 축은 제3섹션(413) 및 웨이퍼(50)를 교차할 수 있는 등이 가능하다. 한 섹션이 웨이퍼(50) 위에 위치할 때, 그 섹션 내에 위치하는 트랜스듀서(또는 트랜스듀서들)는 트랜스듀서 어셈블리(400)와 웨이퍼(50) 사이에 위치한 액체막과 음향적으로 결합되어 있다고 말할 수 있다. 이것은 특정 섹션이 웨이퍼(50) 위에 위치할 때, 그 섹션 내에 위치한 트랜스듀서(들)가 웨이퍼(50)으로부터 입자를 제거하는 것을 돕는 전송구조부와 웨이퍼(50) 사이의 액체막을 통해 음향에너지를 발생시킬 수 있기 때문이다.
도 8B에서, 트랜스듀서 어셈블리(400)는 전송구조부(402)가 제2위치에 있는 것처럼 보여진다. 제2위치에서, 각 섹션 (412), (413), (414) 및 (415) 는 웨이퍼(50)의 적어도 일부분 위에 위치하며, 이에 따라 축은 섹션 (412)-(415) 중 각 하나와 웨이퍼(50)를 교차한다. 그러나, 섹션 (411)과 (415)는 웨이퍼(50) 위에 위치하지 않는다. 다시 말해서, 섹션(411)과 웨이퍼(50)을 교차하도록 만들어질 수 있는 전송구조부(402)에 수직인 어떤 축도 없으며, 섹션(416)과 웨이퍼(50)을 교차하도록 만들어질 수 있는 전송구조부(402)에 수직인 어떤 축도 없다.
트랜스듀서 어셈블리(400)가 제2위치에 있을 때, 섹션(411)과 (415) 내에 위치한 트랜스듀서는 음향적으로 액체막과 결합되지 않기 때문에, 섹션(411)과 (415) 내에 위치한 트랜스듀서가 음향에너지를 발생시킬 필요는 없다. 섹션(411)과 (415) 내에 위치한 트랜스듀서는 전송구조부(402)와 웨이퍼(50) 사이의 액체막과 음향적으로 결합되어 있지 않기 때문에, 트랜스듀서 어셈블리(400)이 제2위치에 있는 동안 섹션(411)과 (415)로부터 발생한 임의의 음향에너지는 웨이퍼(50)으로부터 입자를 제거하는데 영향을 미치지 않는다. 따라서, 예시적인 실시예에서, 트랜스듀서 어셈블리(400)이 제2위치로 이동하면, 액체막과 음향적으로 결합되지 않은 트랜스듀서(즉, 전송구조부(402)의 제1섹션(411)과 제6섹션(416) 내에 위치하는 트랜스듀서)는 불활성화될 것이다(전력 오프). 따라서, 트랜스듀서 어셈블리(400)이 제2위치에 있을 때, 전송구조부(402)의 제1섹션(411)과 제6섹션 (416) 사이에 위치하는 트랜스듀서는 불활성화될 것이고, 전송구조부(402)의 제2, 제3, 제4 및 제5섹션 (412)-(415) 내에 위치하는 트랜스듀서들은 활성화상태로 남게 될 것이다(전력 온). 트랜스듀서 어셈블리(400)가 제2위치에서 제1위치로 뒤로 이동할 때, 전송구조부(402)의 제1섹션 및 제6섹션(411), (416) 내에 위치한 트랜스듀서들은 그것들이 액체막과 음향적으로 결합됨에 따라, 활성화될 것이다. 액체막과 음향적으로 결합되지 않은 모든 트랜스듀서들이 불활성화됨에 따라, 이 트랜스듀서들의 번 아웃(burn out)은 최소화되거나 감소되며, 이 트랜스듀서들의 수명은 증가될 것이다.
도 9A 및 9B는 트랜스듀서 어셈블리(500)의 또 다른 실시예를 보여준다. 트랜스듀서 어셈블리(500)는 트랜스듀서 어셈블리(400)과 유사하며, 따라서 트랜스듀서 어셈블리(500)에 대한 기재는 간결함의 이점에 따라, 그 사이의 차이점에 초점을 맞출 것이다. 비슷하게 번호 매겨지는 유사한 특징에 대해 트랜스듀서 어셈블리(400)에 대한 기재는 트랜스듀서 어셈블리(500)에 동등하게 적용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다(400번 대의 숫자 대신 500번 대의 숫자가 사용된다는 것을 제외하고).
도 9A에서, 트랜스듀서 어셈블리(500)는 제1위치에 있고, 도 9B에서 트랜스듀서 어셈블리(500)는 제2위치에 있다. 도 9A-9B에서, 트랜스듀서 어셈블리(500)는 트랜스듀서 어셈블리(400)에 대해 회전 방식 또는 아치형 방식과 유사하게 움직인다. 오직 차이점은 트랜스듀서 어셈블리(400), (500)의 피봇점 또는 회전축의 위치이다. 도 8A, 8B에서, 피봇점은 웨이퍼(50)의 중심선 C1을 따라 위치한다. 도 9A, 9B에서, 피봇점은 웨이퍼(50)의 한 가장자리 근처에 위치하고, 중심선 C1으로부터 오프셋(offset)되어 있다. 동일한 효과가 트랜스듀서 어셈블리(400), (500) 각각에 대해 달성되며, 이에 따라 도 9A, 9B의 다른 설명은 제공되지 않는다.
도 10A 및 10B는 트랜스듀서 어셈블리(600)의 또 다른 실시예를 보여준다. 트랜스듀서 어셈블리(600)는 트랜스듀서 어셈블리(400), (500)와 유사하며, 따라서 트랜스듀서 어셈블리(600)는 간결함의 이점에 따라, 그 사이의 차이점에 초점을 맞출 것이다. 비슷하게 번호 매겨지는 유사한 특징에 대해 트랜스듀서 어셈블리(400), (500)에 대한 기재는 트랜스듀서 어셈블리(600)에 동등하게 적용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다(400번 대 또는 500번 대의 숫자 대신 600번 대의 숫자가 사용된다는 것을 제외하고).
트랜스듀서 어셈블리(600)는 베이스(601)와 전송구조부(602)를 포함한다. 전송구조부는 제1섹션(611), 제2섹션(612), 제3섹션(613), 제4섹션(614), 제5섹션(615) 및 제6섹션(616)을 포함한다. 트랜스듀서 어셈블리(600)는 트랜스듀서 어셈블리(400), (500)의 이동과 다르다. 구체적으로, 트랜스듀서 어셈블리(600)는 화살표 G에 의해 표시된 것과 같이 웨이퍼(50)에 대해 직선 방향으로 이동하거나 옮겨진다(translate). 따라서, 도 10A에서, 트랜스듀서 어셈블리(600)는 섹션 (611)-(616) 각각이 웨이퍼(50)의 일부 위에 위치하게 되는 제1위치에 있다. 따라서, 제1위치에서 트랜스듀서 각각은 (각 섹션 (611)-(616)이 적어도 하나의 트랜스듀서를 가지기 때문에) 액체막과 음향적으로 결합되어 있다. 트랜스듀서 어셈블리(600)가 화살표 G 방향으로 웨이퍼(50)를 직선형으로 가로지르며 이동할 때, 여러 섹션 (611)-(616)에 있는 트랜스듀서들은 연속적으로 액체막으로부터 음향적으로 분리된다.
따라서, 이 실시예에서, 트랜스듀서들은 트랜스듀서들이 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 순서에 따라 컨트롤러에 의해서와 같이, 개별적으로 불활성화될 수 있다. 구체적으로, 트랜스듀서 어셈블리(600)가 제1위치에서 제2위치로 이동할 때, 제1섹션(611) 내에 있는 트랜스듀서(트랜스듀서들)가 액체막으로부터 음향적으로 먼저 분리될 것이다. 섹션(611) 내에 있는 트랜스듀서(들)이 액체막으로부터 분리됨에 따라, 그 트랜스듀서(들)도 불활성화될 것이다. 그 후, 제2섹션(612)이 웨이퍼(50)에서 떨어지게 됨에 따라 제2섹션(612) 내에 있는 트랜스듀서(트랜스듀서들)가 액체막으로부터 음향적으로 먼저 분리될 것이다. 섹션(612) 내에 있는 트랜스듀서(들)이 액체막으로부터 분리됨에 따라, 그 트랜스듀서(들)도 불활성화될 것이다. 이와 같은 과정은 트랜스듀서 어셈블리(600)의 각 섹션 (611)-(616)에 대해 사실이다. 또한 각 트랜스듀서들이 액체막과 재결합함에 따라, 이 과정은 각 트랜스듀서들을 재활성화시키는 순서대로 재실행된다.
임의의 실시예에서, 액체막과 음향적으로 분리된 각 트랜스듀서들이 불활성화되는 동안 액체막과 음향적으로 결합되어 있는 각 트랜스듀서들은 활성화된 상태로 남아있을 것이다. 임의의 실시예에서, 컨트롤러와 각각 개별적으로 작동가능하게 결합되어 있는 트랜스듀서들은 필요한 경우 각 트랜스듀서를 개별적이고 독립적으로 불활성화시킬 수 있다. 임의의 실시예에서, 트랜스듀서들이 액체막과 음향적으로 분리되는 즉시 컨트롤러가 자동적으로 트랜스듀서들을 불활성화시킨다.
트랜스듀서를 활성화시킬지 또는 불활성화시킬지에 관한 결정이 이루어질 수 있는 몇 가지 방법이 있다. 구체적으로, 일실시예에서, 컨트롤러는, 하나 이상의 트랜스듀서를 포함하는 전송구조부의 일부가 웨이퍼와 떨어질 때(즉, 하나의 트랜스듀서가 음향적으로 더 이상 액체막과 결합되지 않을 때)를 컨트롤러가 결정할 수 있게 하는 소프트웨어와 적절하게 프로그램될 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 컨트롤러는 직교좌표계 상에서 트랜스듀서의 공지된 위치와 웨이퍼에 기반한 기하학적 계산을 할 수 있을 것이다. 구체적으로, 트랜스듀서와 웨이퍼 환경의 X, Y 및 Z 좌표가 기준점(직교좌표계 상에서, 한 점(0, 0과 같은)에 대해 알려지게 되고, 이에 따라 컨트롤러는 웨이퍼에 대한 여러 트랜스듀서들의 위치를 결정할 수 있다. 이와 달리, 프로세스 레시피는, 특정한 시간에 이 트랜스듀서들의 알려진 위치에 기반하여 여러 트랜스듀서들 각각이 활성화되어야 하고, 불활성화되어야 하는지를 처리 과정 동안 어떤 시각에서 감지하는 미리 저장된(pre-stored) 지시를 포함할 수 있다.
이와 같은 일실시예에서, 프로세스 레시피는 방향과 속도의 견지에서 트랜스듀서 어셈블리의 이동에 관한 지시를 포함할 수 있다. 트랜스듀서 어셈블리의 이동의 방향과 속도에 기초하여, 하나 이상의 트랜스듀서가 액체막으로부터 분리되어야 하고, 이에 따라 불활성화되어야 할 때를 예정할 수 있다. 다른 실시예에서, 전송구조부는 다른 트랜스듀서가 위치하는 전송구조부의 각 위치에서 액체 센서를 포함할 수 있다. 각 액체 센서는 컨트롤러와 작동가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 센서가 액체를 감지하면, 특정 센서와 관련된 트랜스듀서가 활성화되어야 한다는 것을 지시하는 컨트롤러로 신호를 전송하게 될 것이다. 센서가 액체를 감지하지 않으며, 특정 센서와 관련된 트랜스듀서가 불활성화되어야 한다는 것을 지시하는 컨트롤러로 신호를 전송하게 될 것이다. 다른 실시예에서, 센서는 각 트랜스듀서의 위치에서 온도를 측정하는 온도 센서일 수 있다. 액체는 알려진 온도를 갖게 되고, 따라서 트랜스듀서가 음향적으로 액체막과 결합하면, 액체막의 온도와 유사한 온도를 갖게 될 것이다. 트랜스듀서가 액체막과 음향적으로 결합하게 되면, 트랜스듀서의 위치에서의 온도는 변화게 되고, 그 다음 컨트롤러는 특정 트랜스듀서를 불활성화시킬 것을 알게 될 것이다. 물론, 본 발명은, 특정 트랜스듀서가 액체막과 음향적으로 결합하는지 아닌지를 결정하는 컨트롤러의 특정 방식에 의한 모든 실시예에 제한되지 않으며, 다른 모든 가능성도 본 발명의 범위 안에 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 웨이퍼 처리 방법에 관한 것일 수 있다. 이 방법은 지지부 상에 웨이퍼를 위치시키는 것과 웨이퍼를 회전시키는 것을 포함할 수 있다. 웨이퍼가 회전한 후에, 웨이퍼의 제1표면상에 액체가 제공될 것이다. 그 후에, 트랜스듀서 어셈블리는 평평한 물품의 제1표면과 인접하게 위치하게 될 것이고, 따라서 트랜스듀서 어셈블리의 전송구조부와 평평한 물품의 제1표면 사이에 액체막이 형성된다. 트랜스듀서 어셈블리는 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있는 복수의 트랜스듀서들을 포함할 수 있다. 복수의 트랜스듀서 각각은 개별적으로 활성화될 수 있을 것이다. 그 후, 본 방법은 평평한 물품에 대하여 트랜스듀서 어셈블리가 하기 사이에서 이동하는 것을 포함한다: (1) 복수의 트랜스듀서 각각이 액체막과 음향적으로 결합하는 제1위치와 (2) 복수의 트랜스듀서 각각이 액체막과 음향적으로 분리되는 제2위치. 마지막으로, 복수의 트랜스듀서 중 하나가 액체막과 음향적으로 분리될 때, 본 방법은 분리된 트랜스듀서를 불활성화시키는 것을 포함한다. 불활성화는 상기에서 기재된 것과 같이, 사용자 또는 조작자에 의해 수동으로 또는 컨트롤러에 의해 자동적으로 수행될 수 있다.
이제 도11A-11E을 참조하여, 트랜스듀서의 전력 조절이 본 발명의 실시예에 따라 논의될 것이다. 액체에 음향에너지를 가하면 액체의 진동(oscillation)으로부터 액체 내에 캐비테이션(cavitation)을 일으킨다는 것이 업계에 알려져 있다. 캐비테이션은 액체 내부에서 작은 미세버블이 형성되게 하고, 버블이 더 오래 존속할수록, 버블이 더 커지게 되며, 그것들이 마침내 붕괴되고 파열될 때 더 많은 에너지를 방출하게 된다. 버블들이 파열될 때 너무 많은 에너지를 방출하면, 이것들은 웨이퍼의 표면에 손상을 일으킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 트랜스듀서들은 펄스 모드로 활성화되어, 트랜스듀서들은 반복적으로 펄스 온 및 오프된다. 온일 때(on time)는 버블들이 액체 내에서 만들어지고, 어떤 경우에는 파열될 수 있다. 오프일 때(off time)는 버블을 수축시키고, 기체가 용액 내로 돌아가게 하는 용액을 방출한다.
펄스 조절의 다른 변형들이 도 11A 부터 11E를 통해 보여진다. 도 11A에서, 트랜스듀서들은 예정된 짧은 시간 동안 고정된 전력 레벨에서 펄스된다(즉, 주파수 400 KHz 과 5 MHz 사이에서 1초 이하로) 그 시간이 끝난 후에, 트랜스듀서들은 짧은 시간 동안 전력이 차단되고, 그 다음 트랜스듀서의 펄스 온/오프가 반복된다. 이 펄스 순서는 형성된 버블의 파열을 방지하여, 그런 파열로부터 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다. 한편, 버블들은 “온 타임” 동안 형성되고 성장한 후, “오프 타임” 동안 수축된다.
도 11B에서, 트랜스듀서들은 “온 타임” 동안 전력 레벨이 감소된다. 따라서, 각 펄스는 높은 전력으로 시작한 후, 펄스가 끝나기 전까지 점차 더 낮은 전력으로 감소되며, 이것이 반복된다. 전력이 공급된 “온 타임”의 초기 동안의 더 높은 전력 레벨은 버블 생성을 더 빠르게 하고, 펄스의 끝에서의 더 낮은 전력 레벨은 어떤 경우에 있어 버블 파열을 방지하거나 감소시키는 동안 버블 크기를 유지시킨다. 도 11C에서, 트랜스듀서의 전력 레벨은 각 펄스의 “온 타임” 동안 증가된다. 따라서, 각 펄스는 낮은 전력 레벨로 시작한 후, 펄스가 끝나기 전까지 점차 더 높은 전력 레벨로 증가하며, 이것이 반복된다.
도 11D에서, 전력 레벨은 각 펄스의 온 타임 동안 변화한다. 구체적으로, 초기 전력 레벨은 버블이 특정 크기를 갖는 버블을 생성하기 위해 더 낮은 전력 레벨일 수 있고, 그 후에 증가되거나 강화된 전력 레벨은 버블을 붕괴 또는 파열시킬 것이다. 따라서, 펄스가 끝날 때 전력 레벨의 주파수는, 원하는 결과를 위해 버블을 붕괴 또는 파열시키기 위해 선택될 수 있다. 도 11E에서, 전력 레벨은 단일 펄스 내에서가 아니라 연속적인 펄스로 조절된다. 따라서, 제1펄스는 제1전력 레벨을 가지고, 제2펄스는 제2전력 레벨을 가지고, 제3펄스는 다른 전력 레벨 또는 강화된 전력 레벨을 가질 수 있다. 이런 타입의 펄스는 (단일 펄스의 기간과 비교할 때) 더 긴 시간에 걸쳐 버블 생성 및 조절을 수행할 수 있도록 오랫동안 시스템 패턴이 전개되는 것을 허용한다. 주파수와 전력은 버블 크기 및 버블 캐비테이션/붕괴를 조절하기 위해 원하는 바에 따라 조절될 수 있다.
기체 종류와 농도는 원하는 펄스 타임, 전력 레벨 등에 영향을 줄 수 있다. CO2와 같이 용액 내로 즉시 용해되는 기체가 온/오프 펄스 타임 조절 또는 조합의 한 세트를 사용하고, 한편 질소 또는 아르곤과 같이 덜 용해되는 기체가 온/오프 펄스 타임 조절 또는 조합의 다른 한 세트를 사용할 수 있다.
이제 도 12A 및 12B를 참조하여, 본 발명의 또 다른 측면을 기재할 것이다. 도 12A 및 12B는 베이스(701) 및 이격 방식으로 베이스로부터 뻗어 나온 전송구조부(702)를 포함하는 트랜스듀서 어셈블리(700)를 보여준다. 전송구조부(702)는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 음향에너지를 적용하고, 처리되는 동안 웨이퍼(50) 위에 위치한다. 표시되지는 않았지만, 상기에서 상세히 기재된 것과 같이, 전송구조부(702)와 웨이퍼(50)의 제1표면(51) 사이에 액체막이 형성되며, 이에 따라 전송구조부(702)(구체적으로 트랜스듀서)에 의해 발생된 음향에너지가 액체막을 통해 발생될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전송구조부(702)는 길이방향축 H-H를 따라 뻗어 나온 가늘고 긴 로드형 구조물이다. 물론, 본 발명은 모든 실시예에 제한되지 않으며, 전송구조부(702)는 본 명세서에서 논의되거나 또는 개시된 임의의 형상을 포함하여(즉, 삼각형, 파이형, 직사각형, 정사각형, 원형, 등), 임의의 다른 형상을 취할 수 있다. 전송구조부(702)는 제1섹션(711), 제2섹션(712), 제3섹션(713), 제4섹션(714), 제5섹션(715)을 포함하는 복수의 섹션으로 개념적으로 나뉘어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 각 섹션(711) ~ (715)가 전송구조부(702)의 길이방향 구간 또는 구획을 형성한다는 점에서, 섹션(711) ~ (715)는 길이방향 섹션들이다.
예시적인 실시예에서, 단일 트랜스듀서가 전송구조부(702)의 각 섹션(711) ~ (715) 내에서 전송구조부(702)와 음향적으로 결합되어 있다. 보다 구체적으로, 제1트랜스듀서(721)은 전송구조부(702)와 음향적으로 결합되고, 전송구조부(702)의 제1섹션(711) 내에 위치하며, 제2트랜스듀서(722)은 전송구조부(702)와 음향적으로 결합되고, 전송구조부(702)의 제2섹션(712) 내에 위치하고, 제3트랜스듀서(723)은 전송구조부(702)와 음향적으로 결합되고, 전송구조부(702)의 제3섹션(713) 내에 위치하며, 제4트랜스듀서(721)은 전송구조부(702)와 음향적으로 결합되고, 전송구조부(702)의 제4섹션(714) 내에 위치하고, 제5트랜스듀서(725)은 전송구조부(702)와 음향적으로 결합되고, 전송구조부(702)의 제5섹션(715) 내에 위치한다. 다섯 개의 트랜스듀서와 다섯 개의 섹션이 도면에 표시되어 있지만, 필요한 경우, 다섯 개 보다 많거나 적은 개수의 트랜스듀서와 섹션이 다른 실시예에서 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 트랜스듀서 (712)-(725)의 배열과 위치는 상기에서 기재된 도 3A에 표시된 것과 유사하다. 구체적으로, 제1섹션(721), 제3섹션(723), 제5섹션(725)는 길이방향축 H-H의 제1면상에 위치하고, 길이방향의 이격 방식으로 배열되고, 제2섹션(724)와 제4섹션(724)는 길이방향축 H-H의 제2면상에 위치하고, 길이방향의 이격 방식으로 배열되며, 길이방향축 H-H의 제2면은 제1면과 마주보고 있다. 따라서, 제1, 제3, 제5트랜스듀서 (721), (723), (725)는 트랜스듀서의 제1세트를 형성하고, 제2와 제4트랜스듀서 (722), (724)는 트랜스듀서의 제2세트를 형성한다. 또한, 제1, 제3, 제5트랜스듀서 (721), (723), (725)과, 제2와 제4트랜스듀서 (722), (724)는 길이방향축 H-H에 평행한 길이방향축을 따라 배열된다. 예시적인 실시예에서, 제1, 제3, 제5트랜스듀서 (721), (723), (725)이 길이방향축 H-H에 평행한 길이방향축을 따라 배열되고, 제2, 제4의 트랜스듀서 (722), (724)가 길이방향축 H-H에 평행한 길이방향축을 따라 배열된다.
그러나, 본 발명은 모든 실시예에서 도 12A와 12B에 묘사된 배열에 제한되지 않는다. 따라서, 임의의 실시예에서, 트랜스듀서(712)-(725)는 도 3B에 묘사된(겹쳐지면서 엇갈린) 것과 유사할 수도 있고, 또는 도 3C에 묘사된(엇갈리지 않고 쌍으로 배열된) 것과 유사할 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 전송구조부(702)의 각 섹션(711)-(715)은 오직 하나의 트랜스듀서 (712)-(725)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 임의의 실시예에서 전송구조부(702)의 각 섹션 (711)-(715)은 두 개 이상의 트랜스듀서를 포함하거나, 또는 섹션(711)-(715) 중 일부가 두 개 이상의 트랜스듀서를 포함하고, 섹션(711)-(715)의 나머지는 오직 하나의 트랜스듀서를 포함할 수도 있다. 특정한 일실시예에서는, 각 섹션(711)-(715)이 길이방향축 H-H의 한쪽 면상에서 하나의 트랜스듀서를 포함할 수도 있다. 트랜스듀서(712)-(725)는 도 4-7을 참고하여 논의된 것과 같이 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 대해 정확한 각도로 배향될 수도 있고, 또는 웨이퍼(50)의 제1표면(51)에 수직으로 배향될 수도 있다.
아직 도 12A 및 12B를 참조하면, 웨이퍼 또는 평평한 물품(50)은 복수의 기준링(reference ring) R1, R2, R3, R4 및 R5을 갖거나 나뉘어진 것으로 묘사된다. 기준링 R1, R2, R3, R4 및 R5의 인접한 링 사이의 경계는 점선으로 보여진다. 기준링은 제1반경 r1을 갖는 기준링 R1, 제2반경 r2을 갖는 기준링 R2, 제3반경 r3을 갖는 기준링 R3, 제4반경 r4을 갖는 기준링 R4 및 제5반경 r5을 갖는 기준링 R5를 포함한다. 제5반경 r5는 제4반경 r4보다 크고, 제4반경 r4는 제3반경 r3보다 크고, 제3반경 r3는 제2반경 r2보다 크고, 제2반경 r2는 제1반경 r1보다 크다. 따라서, 기준링 R1은 가장 작은 반경 r1을 가지며, 제5기준링 R5는 가장 큰 반경 r5를 가진다. 반경 r1-r5는 각 링 R1-R5의 외각 반경으로 도면에서 표시되어 있다. 5개의 기준링이 도면에 보여지고 있지만, 다른 실시예에서 웨이퍼는 더 많거나 더 적은 개수의 기준링으로 나뉘어 질 수도 있다. 각 기준링 R1-R5은 웨이퍼(50)의 고리모양 섹션을 포함한다.
도 12A에서 트랜스듀서 어셈블리(700)는 제1위치에 묘사되어 있고, 도 12B에서 트랜스듀서 어셈블리(700)는 제2위치에 묘사되어 있다. 트랜스듀서 어셈블리(700)는 상기에서 상세히 설명된 것과 같이 트랜스듀서 어셈블리(700)를 이동할 수 있도록 하기 위해 액추에이터 및 컨트롤러와 결합될 수 있다. 예시적인 실시예에서 트랜스듀서 어셈블리(700)가 제1위치에 있을 때, 전송구조부(702)의 섹션(711)-(715) 중 하나는 각 기준링 R1-R5 내에 위치한다. 구체적으로, 전송구조부(702)의 제1섹션(711)은 제5기준링 R5 내에 위치하고, 전송구조부(702)의 제2섹션(712)은 제4기준링 R4 내에 위치하며, 전송구조부(702)의 제3섹션(713)은 제3기준링 R3 내에 위치하고, 전송구조부(702)의 제4섹션(714)은 제2기준링 R2 내에 위치하며, 전송구조부(702)의 제5섹션(715)은 제1기준링 R1 내에 위치한다. 전송구조부(702)의 섹션이 사실상 웨이퍼 위 또는 아래에 배치되지만(예시적인 실시예에서 상기와 같은), 기준링 내부에 위치됨으로써, 전송구조부(702)의 개별적인 섹션이 기준링의 내각 표면과 외각 표면 사이에 있는 기준링의 경계 내에 위치한다는 것을 의미한다.
제1위치에서의 웨이퍼(50)에 대한 전송구조부(702)의 위치 때문에, 각 기준링 은 그것으로 음향에너지를 가하는 적어도 하나의 트랜스듀서를 가진다. 구체적으로, 제1트랜스듀서(721)는 기준링 R5로 음향에너지를 가하고, 제2트랜스듀서(722)는 기준링 R4로 음향에너지를 가하고, 제3트랜스듀서(723)은 기준링 R3로 음향에너지를 가하고, 제4트랜스듀서(724)은 기준링 R2로 음향에너지를 가하고, 제5트랜스듀서(725)은 기준링 R1로 음향에너지를 가한다. 따라서, 제1위치에서, 각 기준링은 동일한 양의 음향에너지를 받게 된다. 그러나, 제5기준링 R5의 표면적이 제1기준링 R1에서 보다 넓기 때문에, 제1기준링 R1내에 있는 웨이퍼(50) 표면의 각 부분은 제5기준링 R5내에 있는 웨이퍼(50)의 표면의 각 부분보다 더 많은 음향에너지를 받게 된다. 다르게 이야기하면, 처리되는 동안, 웨이퍼(50)는 회전하고, 제5기준링 R5내에 있는 웨이퍼(50)의 부분은 제1기준링 R1내에 있는 웨이퍼(50) 부분보다 더 빠르게 움직이며, 따라서, 제5기준링 R5내에 있는 표면은 다른 기준링 R1-R4 각각에 있는 표면 보다 더 짧은 시간 동안 음향에너지를 받게 된다.
도 12B에서, 트랜스듀서 어셈블리(700)은 제2위치에 나타나있다. 이 실시예에서, 트랜스듀서 어셈블리(700)은 회전축 또는 피봇점(M)에 대해 아치형 또는 회전방향으로 움직인다. 제2위치에 있을 때, 전송구조부(702)의 섹션(711)-(715) 중 적어도 두 개는 제5기준링 R5(즉, 가장 큰 반경을 갖는 기준링)내에 위치한다. 보다 구체적으로, 제2위치에서, 전송구조부(702)의 제1에서 제5섹션(711)-(715) 각각은 제5기준링 R5 내에 위치하고, 전송구조부(702)의 어떤 섹션도 다른 기준링 R1-R4 중 하나에 위치하지 않는다. 따라서, 제2위치에서, 제1섹션부터 제5섹션(711)-(715)은 웨이퍼(50)의 제5기준링 R5으로 음향에너지를 가하고, 트랜스듀서 중 어떤 것도 다른 기준링 R1-R4 중 어느 하나에는 음향에너지를 가하지 않는 것이 가능하다.
도 12B에서는 제2, 제3 및 제4트랜스듀서 (722)-(724)가 제5기준링 R5 내에 위치하지만, 임의의 다른 실시예에서는 트랜스듀서 (721)-(725) 전부가 제5기준링 R5 내에 위치하거나, 또는 트랜스듀서 중 몇 개가 제5기준링 R5 내에 위치할 수 있다. 임의의 실시예에서는, 제2위치에서, 복수의 트랜스듀서들이 제5기준링 R5 내에서 웨이퍼(50)의 영역에 음향에너지를 가하고, 다른 어떤 트랜스듀서들도 다른 기준링 R1-R4 중 어느 하나에는 음향에너지를 가하지 않는 것이 단지 바람직하다.
본 실시예에서, 상기에서 보다 상세히 기재된 바와 같이 트랜스듀서(721)-(725) 모두는 개별적으로 활성화될 수 있다. 이와 관련하여, 섹션(711)-(715) 중 하나가 웨이퍼(50)을 벗어나는 위치를 가지면, 그 섹션 내에 있는 트랜스듀서 (721)-(725)는 트랜스듀서들의 소진을 방지하기 위해 불활성화될 수 있다. 또한, 제5기준링 R5으로 음향에너지를 가하는 트랜스듀서(721)-(725) 중 몇 개의 트랜스듀서를 가짐으로써, 이미 기재한 것과 같이, 트랜스듀서 어셈블리(700)이 제1위치에 있을 때, 제5기준링 R5 이 다른 기준링 R1-R4 보다 음향에너지를 더 받기 때문에, 트랜스듀서 어셈블리(700)가 제2위치에 있을 때, 음향에너지 적용에 있어 균일성이 달성될 수 있다. 또한, 트랜스듀서 어셈블리(700)는 웨이퍼(50)의 각 기준링 R1-R5가 웨이퍼 처리 과정 동안 동일한 양의 음향에너지를 받을 수 있게 보장하는 일정 속도로 회전할 수 있다.
개시된 시스템, 장치 및 방법에 대한 다양한 변형이 가능하다. 한 변형으로서, 전송구조부 또는 트랜스듀서 어셈블리는 물 또는 액상 화학물질(chemical fluid)을 포함하거나 물 또는 액상 화학물질 소스와 유체적으로 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 전송구조부는 음향에너지 트랜스미터에 부가하여 물 또는 유체 디스펜서로써 작동할 수 있다. 이것은 웨이퍼로 음향에너지를 전송하는 것에 도움을 주는 습윤부(wet area)(즉, 메니스커스)의 제공을 용이하게 한다. 구체적으로 전송구조부는 물 또는 액상 화학물질을 실제로 제공할 수 있기 때문에, 물 또는 액상 화학물질이 전송구조부와 웨이퍼 사이에 메니스커스를 형성하는 것을 보장할 수 있을 것이다. 이것은 상기에서 논의된 디스펜서에 대한 대체품이 될 수도 있다. 또한 트랜스듀서 어셈블리 또는 전송구조부는 플러싱(flushing)을 제공하는 물 또는 액상 화학물질을 포함할 수도 있다. 구체적으로, 트랜스듀서 어셈블리에 의해 전송된 음향에너지는 웨이퍼 상에 세정 효과를 제공하고, 또한 음향에너지는 표면으로부터 입자와 오염물질을 멀리 이동시킴으로써 웨이퍼 근처에 스팀 효과(steaming effect)를 제공한다. 전송구조부 또는 트랜스듀서 어셈블리로부터 분사된 추가 유체는 세정된 부분으로부터 제거된 입자를 완전히 제거할 수 있는 추가적인 스팀 효과를 제공할 수 있다. 전송구조부로부터 분사된 유체의 일실시예는 2010년 10월 5일에 출원된 미국특허공개공보 제2011/0041871호에 개시되어 있으며, 그 전문이 참고로 본 명세서에 포함된다.
또 다른 실시예에서, 트랜스듀서는 다양한 진동수의 필라(pillar) 요소로 이루어질 수 있다. 필라 요소 배열의 일실시예는 미국특허번호 8,279,712에 개시되어 있으며, 그 전문이 본 명세서에서 참고로 포함된다. 여러 진동수의 필라 요소는 트랜스듀서가 복수의 주파수에서 작동할 수 있게 한다. 구체적으로, 낮은 주파는 더 크거나 없애기 힘든 입자의 제거에 사용될 수 있으며, 더 높은 주파수는 작은 입자의 제거 또는 미세하고/부드러운 세정 및 웨이퍼 표면의 손상을 방지하는 마이크로 스티밍(micro steaming)에 사용될 수 있다. 필요한 경우, 복수의 트랜스듀서들이 다른 주파에서 각각 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 다양한 실시예가 가르치는 내용의 다양한 조합도 본 발명의 범위에 속한다. 따라서, 예를 들어, 본 명세서 개시된 트랜스듀서 어셈블리의 각종 이동은 그 이동이 특정 실시예에 관하여 개시되어 있지 않더라도, 임의의 실시예 중 하나에 혼입될 수 있다. 또한, 트랜스듀서의 활성과 불활성도 본 명세서에 개시된 실시예 중 하나에 혼입될 수 있다. 따라서, 임의의 어떤 실시예에 있는 본 발명은 본 명세서에 개시된 다른 실시예의 다른 측면들의 조합의 결과일 수 있다. 임의의 실시예에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 전체 세정 시스템일 수 있으며, 다른 실시예에서는 본 발명은 본 명세서에 기재된 시스템을 이용하여 평평한 물품을 세정하는 방법일 수 있고, 또 다른 실시예에서 본 발명은 다른 구성요소 없이 단독 트랜스듀서 어셈블리일 수 있다.
계속 사용되어 온 것과 같이, 범위는 그 범위 내에 속하는 각각의 모든 값을 가리키는 약칭으로 사용된 것이다. 범위 내의 임의의 값이 그 범위의 말단으로 선택될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 인용된 모든 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 인용문헌의 정의와 본 발명에 속하는 정의가 상충되는 경우에는 본 발명에 따른 개시내용이 우선한다.
본 발명은 본 발명을 수행하는 현재의 바람직한 모드를 포함하여 구체적인 실시예에 관하여 기재되었지만, 당업자는 기재된 시스템과 기술의 수많은 변형과 치환이 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 다른 실시예도 이용될 수 있으며, 구조적이고 기능적인 변형이 이루어질 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명의 사상과 범위는 첨부된 청구범위에 제시된 것과 같이 광의로 해석되어야 한다.
50 웨이퍼,
100 세정 시스템,
200 트랜스듀서 어셈블리.

Claims (55)

  1. 평평한 물품을 지지하는 지지부;
    상기 지지부상에 있는 상기 평평한 물품의 제1표면으로 액체를 공급하는 디스펜서;
    전송구조부와 음향에너지를 발생시키는 복수의 트랜스듀서들을 포함하며, 상기 복수의 트랜스듀서들 각각은 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있고 개별적으로 활성화 가능하며, 상기 디스펜서가 상기 지지부상에 있는 평평한 물품의 제1표면에 액체를 공급할 때, 상기 전송구조부와 상기 평평한 물품의 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리;
    상기 트랜스듀서 어셈블리와 작동가능하게 결합되어 있는 액추에이터;
    상기 액추에이터와 작동가능하게 결합되고, (1) 상기 복수의 트랜스듀서들 각각이 상기 액체막과 음향적으로 결합되는 제1위치와, (2) 상기 복수의 트랜스듀서들 중 적어도 하나가 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 제2위치 사이에서, 상기 평평한 물품에 대하여 상기 트랜스듀서 어셈블리를 이동시키도록 배향되어 있는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 복수의 트랜스듀서들 중 상기 적어도 하나가 상기 제2위치에서 불활성화되고,
    상기 컨트롤러는 상기 복수의 트랜스듀서들 중 상기 적어도 하나가 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 즉시 상기 복수의 트랜스듀서들 중 상기 적어도 하나를 자동적으로 불활성화시키도록 구성되어 있는, 평평한 물품을 처리하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체막과 음향적으로 결합되어 있는 상기 복수의 트랜스듀서들의 각각이 활성화되고, 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되어 있는 상기 복수의 트랜스듀서들의 각각이 각각 불활성화되는 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트랜스듀서 어셈블리가 상기 제1위치로부터 상기 제2위치로 이동할 때, 상기 트랜스듀서들이 연속적으로 상기 액체막으로부터 분리되고, 상기 트랜스듀서들이 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리된 순서대로 상기 컨트롤러에 의해 개별적으로 불활성화되는 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러 및 상기 복수의 트랜스듀서들 각각과 작동가능하게 결합되어 있는 전기에너지 신호 소스를 더 포함하는 시스템으로서, 상기 트랜스듀서 어셈블리가 상기 제2위치에 있을 때, 상기 컨트롤러가 상기 복수의 트랜스듀서 중 적어도 하나를 불활성화시키는 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터가 직선 방향으로 상기 트랜스듀서 어셈블리를 이동시키는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터가 아치형으로 상기 트랜스듀서 어셈블리를 이동시키는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전송구조부는 길이방향축을 따라 뻗어나온 가늘고 긴 튜브형 구조물이고, 상기 가늘고 긴 튜브형 구조물은 상기 액체막과 결합되어 있는 곡면인 외부 표면과, 내부 표면을 가지며, 상기 복수의 트랜스듀서들 각각이 상기 내부 표면과 음향적으로 결합되어 있는 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 트랜스듀서들은 상기 길이방향축을 따라 앤드투앤드(end-to-end) 방식으로 배열되어 있는 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 트랜스듀서들은 상기 길이방향축의 제1면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있는 트랜스듀서들의 제1세트; 및
    상기 길이방향축의 제2면상에서 이격 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있는 트랜스듀서들의 제2세트를 포함하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트랜스듀서들의 제1세트와 제2세트가 상기 길이방향축을 따라 엇갈리게 위치되어 있는 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 트랜스듀서들의 제1세트와 제2세트가 상기 길이방향축을 따라 쌍으로 배열되어, 상기 트랜스듀서들의 제1세트의 각 트랜스듀서가 상기 트랜스듀서들의 제2세트의 트랜스듀서들 중 하나의 트랜스듀서와 가로로 나란히 배열되어 있는 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전송구조부는 길이방향축을 따라 뻗어 나온 가늘고 긴 튜브형 구조물이고, 상기 복수의 트랜스듀서들은 상기 길이방향축의 방향을 따라 인접한 방식으로 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있는 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스듀서 어셈블리가 제1위치로부터 제2위치로 이동할 때, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 트랜스듀서들 각각의 전력 레벨을 개별적으로 조절하도록 배향되어 있는 시스템.
  14. 지지부 상에 평평한 물품을 위치시키고 상기 평평한 물품을 회전시키는 단계;
    상기 평평한 물품의 제1표면 위로 액체를 공급하는 단계;
    상기 평평한 물품의 제1표면에 인접하게 트랜스듀서 어셈블리를 위치시켜, 상기 트랜스듀서 어셈블리의 전송구조부와 상기 평평한 물품의 제1표면 사이에 액체막이 형성되도록 하는 단계로서, 상기 트랜스듀서 어셈블리는 상기 전송구조부와 음향적으로 결합되어 있는 복수의 트랜스듀서들을 포함하며, 상기 복수의 트랜스듀서들은 개별적으로 활성화 가능한, 단계;
    (1) 상기 복수의 트랜스듀서들 각각이 상기 액체막과 음향적으로 결합되는 제1위치와 (2) 상기 복수의 트랜스듀서들 중 적어도 하나가 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 제2위치 사이에서, 상기 평평한 물품에 대하여 상기 트랜스듀서 어셈블리를 이동시키는 단계;
    상기 복수의 트랜스듀서들 중 상기 적어도 하나가 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리될 때, 상기 복수의 트랜스듀서들 중 상기 적어도 하나를 상기 제2위치에서 불활성화시키는 단계를 포함하고,
    상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 즉시 상기 복수의 트랜스듀서들 중 상기 적어도 하나가 컨트롤러에 의해 자동적으로 불활성화되는, 평평한 물품을 처리하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 액체막과 음향적으로 결합되어 있는 상기 복수의 트랜스듀서들 각각은 활성화되고, 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되어 있는 상기 복수의 트랜스듀서들 각각은 불활성화되는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 트랜스듀서 어셈블리가 상기 제1위치로부터 상기 제2위치로 이동할 때, 상기 트랜스듀서들은 연속적으로 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 방법으로서, 상기 트랜스듀서들이 상기 액체막으로부터 음향적으로 분리되는 순서에 따라 컨트롤러에 의해 상기 트랜스듀서들을 개별적으로 불활성화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 트랜스듀서 어셈블리가 직선 방향으로 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 이동하는 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 트랜스듀서 어셈블리가 아치형으로 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 이동하는 방법.
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