CN109201440B - 使用声能处理基板的系统、设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用声能处理基板的系统、设备和方法。在一个方面，本发明可以是处理扁平制品的系统，包括：支架，其支撑扁平制品；分配器，其将液体施加到扁平制品的第一表面；换能器组件，其包括：具有纵向轴线的传输结构；第一组换能器在纵向轴线的第一侧以间隔开的方式声学地联接到传输结构；第二组换能器在纵向轴线的第二侧以间隔开的方式声学地联接到传输结构；第一组和第二组换能器沿纵向轴线交错；并且，其中当分配器将液体施加到扁平制品的第一表面时，在传输结构和扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜。

Description

使用声能处理基板的系统、设备和方法
本申请为申请号为2014800084414，申请日为2014年2月3日，发明创造名称为“使用声能处理基板的系统、设备和方法”的中国发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求以下申请的优先权：2013年2月2日提交的美国临时专利申请序号No.61/760,052，该文献的整个内容在此引入作为参考。
发明领域
本发明总体上涉及一种产生声能以处理基板的系统、设备和方法，例如半导体芯片、原料硅基底、平板显示器、太阳能电池板、光掩膜、盘片、磁头或任何需要很高的加工精度的其它制品。具体地，本发明涉及一种声音产生设备，或一种结合该设备的系统，或一种处理扁平制品的方法，这可以对包含精细器件的扁平制品提供高水平的颗粒去除效率，能够使对精细器件的损伤最小化。
发明背景
在半导体制造领域，已经公认，自工业生产以来，在制造过程中除去半导体芯片中的颗粒是生产有效益的高质量芯片的重要条件。虽然这些年来已经开发了除去半导体芯片中的颗粒的许多不同的系统和方法，但这些系统和方法很多未达到预期，因为它们会导致芯片损伤。因此，从芯片中除去颗粒必须与清洗方法和/或系统对芯片造成的损伤量相平衡。
现有技术从半导体芯片的表面清除颗粒是利用化学和机械工艺的结合。本领域中使用的一种典型的化学清洁是标准清洁1(“SC1”)，这是一种氢氧化铵、过氧化氢和水的混合物。SC1氧化并刻蚀芯片的表面。这种蚀刻工艺称为底切，它降低了颗粒和表面结合的物理接触面积，从而便于去除。然而，仍然需要机械工艺以实际上从芯片表面去除颗粒。
对于较大的颗粒和较大的器件，已经使用洗涤器来物理地将颗粒从芯片表面刷下。然而，随着器件的尺寸缩小，洗涤器和其它形式的物理清洁器已经不适用，因为它们与芯片的物理接触会对较小的设备导致灾难性的损坏。
在湿加工过程中应用声能实现粒子去除已获得了广泛的接受，特别是在半导体生产线中从正在制作的芯片(或其它扁平制品)上清洁亚微米颗粒。将声能施加于基板已经证实是一种去除颗粒以及提高其它工艺步骤效率的非常有效的方法，但如同任何机械方法，仍然可能对基板和其上的设备造成损坏。具体地，在使用现有系统中，芯片的中心区域一般比芯片的外部区域接收更高量的声能，这是由清洗时芯片的旋转速度引起的，其影响均匀性并可能损坏芯片的中央区域。因此，基板的声学清洁面临传统物理清洁相同的损伤的问题。因此，需要一种清洁方法、设备或系统，可以从半导体芯片的精细表面上清除颗粒，而不损坏器件结构并同时提高清洗的均匀性。
发明内容
根据本发明的示例性实施例涉及一种使用声能处理扁平制品(例如半导体芯片和基板)的系统、设备和方法。这样的系统可以包括支架，其用于支撑待处理的扁平制品，分配器，其将液体施加到扁平制品的表面上，以及一种换能器组件。换能器组件可以包括传输结构和其上的换能器，该换能器产生声能。换能器的各种配置可以增强扁平制品的颗粒去除并提高所有清洁的均匀性，同时最小化对扁平制品表面的损伤。
在一个方面，本发明可以是一种处理扁平制品的系统，包括：支架，其用于支撑扁平制品；分配器，其用于将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面；换能器组件，包括：具有纵向轴线的传输结构；第一组换能器，其用于产生声能，第一组换能器在纵向轴线的第一侧以间隔开的方式声学地联接到传输结构；第二组换能器用于产生声能，第二组换能器在纵向轴线的第二侧上以间隔开的方式声学地联接到传输结构；第一组和第二组换能器沿纵向轴线交错；并且换能器组件配置成使得当分配器将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面时，在传输结构和扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜。
在另一方面，本发明可以是产生声能的装置，包括：传输结构，其具有纵向轴线；第一组换能器，其用于产生声能，第一组换能器在纵向轴线的第一侧以间隔开的方式声学地联接到传输结构；第二组换能器，其用于产生声能，第二组换能器在纵向轴线的第二侧上以间隔开的方式声学地联接到传输结构；第一组和第二组换能器沿纵向轴线交错。
在又一方面，本发明可以是用于处理扁平制品的系统，包括：支架，其用于支撑扁平制品；分配器，其用于将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面；换能器组件，包括：具有纵向轴线的传输结构；第一组换能器，其用于产生声能，第一组换能器在纵向轴线的第一侧以间隔开的方式声学地联接到传输结构；第二组换能器，其用于产生声能，第二组换能器在纵向轴线的第二侧上以间隔开的方式声学地联接到传输结构；第一组和第二组换能器沿纵向轴线成对设置，使得第一组换能器的每个换能器是与第二组换能器的换能器之一横向排成一列；并且换能器组件配置成使得当分配器将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面时，在传输结构和扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜。
在另一方面，本发明可以是用于处理扁平制品的系统，包括：支架，其用于支撑扁平制品；分配器，其用于将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面；换能器组件，其包括一个传输结构和用于产生声能的多个换能器，多个换能器中的每一个声学地联接到传输结构并可单独地驱动，其中，换能器组件配置成使得当分配器将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面时，在传输结构和扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜；致动器可操作地联接至换能器组件；控制器，其可操作地连接到致动器，并配置为相对于扁平制品在以下位置之间移动换能器组件：(1)第一位置，在该位置，多个换能器中的每一个声学地联接到液体薄膜；和(2)第二位置，在该位置，多个换能器的至少一个声学地与液体薄膜解除联接；并且，其中在第二位置，多个换能器中的至少一个停用。
在本发明的又一方面，本发明可以是用于处理扁平制品的方法，包括：将扁平制品配置在支架上并旋转扁平制品；将液体分配到扁平制品的第一表面上；将换能器组件置于相邻扁平制品的第一表面，从而在换能器组件的传输结构和扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜，该换能器组件包括的多个换能器声学地联接到传输结构，多个换能器单独地驱动；相对于扁平制品在以下位置之间移动换能器组件：(1)第一位置，在该位置，多个换能器中的每一个声学地联接到液体薄膜；和(2)第二位置，在该位置，多个换能器中的至少一个声学地与液体薄膜解除联接；并且，在多个换能器中的至少一个变为声学地与液体薄膜解除联接，多个换能器中的至少一个停用。
在一个更进一步的方面，本发明可以是用于处理扁平制品的系统，包括：支架，其用于支撑扁平制品；分配器，其用于将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面；换能器组件，其包括：传输结构包括第一弯曲表面和第二表面，第二表面在第一弯曲表面对面；第二表面包括第一平面部分和第二平面部分，第一平面部分和第二平面部分相对于彼此成非零角度布置；第一换能器用于产生声能，第一换能器声学地联接到第一平面部分；并且，第二换能器用于产生声能，第二换能器声学联接到第二平面部分；换能器组件配置成使得当分配器将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面时，在传输结构的第一弯曲表面和扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜。
在另一方面，本发明可以是用于处理扁平制品的系统，包括：支架，其用于支撑扁平制品，其中扁平制品包括不同半径的多个参考环；分配器，其用于将液体施加到支架上的扁平制品的第一表面；换能器组件包括具有多个部分的传输结构和用于产生声能的多个换能器，多个换能器中的至少一个声学地联接到传输结构的部分的每一个；其中，换能器组件配置成使得当分配器将液体施加到支架上的第一表面的扁平制品时，在传输结构和扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜；致动器，其可操作地联接至换能器组件；和控制器，其可操作地联接到致动器，并且配置为相对于扁平制品在以下位置之间移动换能器组件：(1)第一位置，在该位置，传输结构的部分的至少一个定位到每个参考环内；和(2)第二位置，在该位置，传输结构的至少两个部分定位到具有最大半径的参考环内。
本发明的进一步的应用领域将从下面提供的详细描述变得显明。应该理解的是，尽管详细描述和具体示例指出了本发明的优选实施例，但仅是为了说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。
附图简述
从详细描述和附图中将能更全面地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的第一实施例用于处理扁平制品的系统的示意图；
图2是图1的系统的芯片、分配器和换能器组件的示意图；
图3A是根据本发明的一个实施例的图2的换能器组件和芯片的示意性俯视图；
图3B是根据本发明的另一实施例的图2的换能器组件和芯片的示意性俯视图；
图3C是又根据本发明的另一实施例的图2的换能器组件的示意性俯视图
图4是图2的换能器组件的透视图；
图5是沿图4的V-V线截取的剖视图；
图6A是图4的VI-VI线截取的剖视图；
图6B是图6A可替换的结构；
图7是产生声能的图2的换能器组件的示意性表示；
图8A是根据本发明的另一个实施例的换能器组件和芯片的示意性俯视图，其中换能器组件处于第一位置；
图8B是图8A的换能器组件和芯片的示意性俯视图，其中换能器组件处于第二位置；
图9A是根据本发明的又一实施例的换能器组件和芯片的示意性俯视图，其中换能器组件处于第一位置；
图9B是图9A的换能器组件和芯片的示意性俯视图，其中，换能器组件处于第二位置；
图10A是根据本发明的再一个实施例的换能器组件和芯片的示意性俯视图，其中换能器组件处于第一位置；
图10B是图10A的换能器组件和芯片的示意性俯视图，其中换能器组件处于第二位置；
图11A-11E是产生的声能的功率电平的不同图形表示；
图12A是根据本发明的另一个实施例示出了换能器组件和芯片的示意性俯视图，其中换能器组件处于第一位置；和
图12B是图12A的换能器组件和芯片的示意性俯视图，其中，换能器组件处于第二位置。
具体实施方式
以下对优选实施例的描述在本质上仅是示例性的，并且决不旨在限制本发明、其应用、或用途。
根据本发明的原理对说明性实施例的描述旨在结合附图理解，它们将认为是整个书面描述的一部分。在此处所公开的本发明的实施例的描述中，任何提及方向或取向仅仅是为了便于说明，而不是意欲以任何方式限制本发明的范围。相对的术语，例如，“上面”、“下面”、“水平”、“垂直”、“在……之上”、“在……之下”、“向上”、“向下”、“上”和“下”以及它们的衍生物(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应解释为指的是讨论中的附图内所描述或显示的方向。这些相对的术语是为了便于描述而不需要一个特定的方向来构造或操作装置，除非如此明确指示。术语例如“附加”、“附着”、“连接”、“联接”、“连通”以及类似指的是其中的构件是直接或者间接地通过插入构件固定到或是连接彼此的一种关系，或者两者可移动或刚性连接或关系，除非另外声明。此外，本发明的特征和益处通过参考示例性实施例进行说明。相应地，本发明明确地不应局限于这些说明一些可能的非限制性特征的组合的示例性的实施例，这些特征可单独或者以特征的其它组合的形式存在；本发明的范围由所附权利要求书来限定。
首先，参看图1，根据本发明的一个实施例示出了处理或清洁扁平制品的系统100(在下文中称为“清洁系统100”)的图解。为了便于讨论，本发明的附图的系统和方法将讨论关于半导体芯片的清洁。然而，本发明不限于此，而是可以用于任何期望的任何扁平制品的湿处理。
清洁系统100通常包括可旋转支架10，其用于在基本水平方向上支撑半导体芯片50，换能器组件200和分配器13。示例性实施例还描述了底部分配器14，但底部分配器14在某些实施例中可省略。优选地，半导体芯片50设置在支架10上，使得芯片50的第一表面51(即，顶面)是芯片50的设备侧，同时芯片50的第二表面52(即，底面)是芯片50的非设备侧。当然，如果需要的话，可以将芯片50支撑，使得顶面51是非设备侧，而底面52是设备侧。
在示例性实施例中，可旋转支架10设计成在执行其支撑功能中仅仅接触并且接合基板50的周边。然而，可旋转支架10的结构的确切细节并不是对本发明的限制，可以使用各种其它支撑结构，如卡盘、支撑板等，另外，同时优选的是，支架结构在基本水平方向上支撑并旋转该半导体芯片，在本发明的其它实施例中，系统可构造成在其它方向上支撑半导体芯片，例如垂直或成一个角度。在这样的实施例中，清洁系统100的其余部件，包括换能器组件200，可以在系统中相应地重新配置，以便能够执行所需的功能和/或关于如下所述的系统的其它部件所需的相对配置。
旋转支架10可操作地联接到马达11，以便于芯片50在支架的水平面内沿箭头W的方向转动(即，顺时针)或绕旋转轴线V-V沿相反方向(即，逆时针)转动(见图2)。马达11最好是变速马达，其可在任何所需旋转速度ω下旋转支架10。马达11电气地且可操作地连接到控制器12。控制器12控制马达11的操作，确保实现所需的旋转速度ω和所需的旋转持续时间。
如上所述，清洁系统100还包括分配器13。分配器13经由供液管线17可操作地并流体地联接到供液子系统16。供液子系统16又与贮液器15流体连接。供液子系统16控制液体供给到分配器13，并且分配器13将液体施加到芯片50的第一表面51(其在所示例的实施例中是顶面)。
为简单起见，供液子系统16示意性地显示为框，包括所需排列的所有必需的泵、阀门、管道、连接器和换能器，用于控制在整个清洁系统100中的液体流动和传输。液体流动的方向由在供给管线17上的箭头表示。本领域技术人员将认识到，供液子系统16的不同部件的存在、布局和功能将取决于清洁系统100的需要和期望在其上实施的工艺，并且可以相应地调整。供液子系统16的部件可操作地连接到并由控制器12控制。
贮液器15容纳所需液体以提供给芯片50用于将要进行的处理。对于清洁系统100，贮液器15将容纳清洁液体，例如去离子水(“DIW”)、标准清洁1(“SC1”)、标准清洁2(“SC2”)、臭氧化去离子水(“DIO3”)、稀释或超稀释的化学物质、以及通常用于半导体芯片清洗和/或它们的组合的任何其它液体。如本文中使用的术语“液体”至少包括液体、液体-液体混合物、液体-气体混合物。还可能的是，在某些情况下某些其它超临界的和/或浓稠流体作为液体。在某些实施例中，有可能具有多个贮液器。例如，在本发明的一些实施例中，可以将顶部分配器13可操作地并流体连接到几个不同的贮液器中。如果需要的话，这将使不同液体施加到芯片50的第一表面51。在其它实施例中，顶部分配器13可联接到贮液器，此时底部分配器14联接到不同的贮液器，使得不同的液体施加到芯片50的第一(或顶部)表面51，而不是芯片的第二(或底部)表面52。
清洁系统100还包括致动器90，其可操作地联接至换能器组件200。该致动器90可操作地连接到并由控制器12控制。该致动器90可以是气动致动器、组件驱动致动器、或所需的任何其它样式来实现所需的运动。该致动器90可以在第一位置和第二位置之间以及其间的任何位置平移换能器组件200。在某些实施例中，如下面将更详细地讨论，致动器90可以沿直线方向移动换能器组件200。在其它实施例中，也将在下面更详细描述的那样，致动器90可沿弧形或旋转方向移动换能器组件200。换能器组件200的运动可以类似于老式唱机的拾音器。具体地，换能器组件200的一端能够不可移动地保持在合适的位置，且形成枢轴点(或旋转轴线)，且换能器组件200的另一端能够绕枢轴点旋转。
在某些实施例中，清洁系统100还包括可操作地联接至换能器组件200的电能信号源23。电能信号源23产生电信号，传输到换能器组件200的换能器以转换成相应的声能。具体地，在某些实施例中，换能器可由一种压电材料形成，诸如陶瓷或晶体，形成换能器组件200的一部分。在这样的实施例中，换能器联接至电源23。电能信号(即，电流)从电源23提供给换能器。换能器将电能信号转换为振动机械能(即声能)，然后将其发送到正在处理的基板。
从换能器到基板的声能的传输通常通过位于换能器组件200与芯片50之间的液体完成，因而液体声学地将换能器联接到基板(下文更详细地论述)。在某些实施例中，一种能够声能传输的材料可以放置在换能器和流体联接层之间以避免压电材料上的电触点的短路。这种传输材料(本文在某些情况下称为传输结构)可以采用各种各样的结构配置，包括薄层、刚性板、杆状探针、透镜等。传输材料通常产自相对于液体联接层不起化学反应的材料，以避免污染基板。换能器组件的部件的细节包括换能器和传输结构，将在下面更详细地讨论。
电能信号源23可操作地连接到控制器12并由控制器12控制。结果，控制器12将指示换能器组件200所产生的声能的启动状态、频率、功率电平和持续时间。在某些实施例中，电能信号源23控制为使得换能器组件200所产生的声能具有兆频超声波范围内的频率。根据系统需求，可能不希望使用单个电能信号源来控制换能器组件200的所有换能器。因此，在本发明的其它实施例中，可以使用多个电能信号源，每个电能信号源与换能器组件200的每个换能器一一对应。
控制器12可以是处理器，其可以是基于可程序设计逻辑控制器的合适的微处理器、个人计算机，或进行处理控制的类似物等。控制器12优选地包括各种输入/输出埠，提供需要控制和/或与之通信的清洁系统100的各种部件的连接。电连接和/或通信连接在图1中以虚线表示。控制器12还优选地包括足够的内存来存储工艺配方和其它数据，比如由操作者输入的阈值、处理时间、转速、处理条件、处理温度、流动速率、所需浓度、序列操作等等。必要的情况下，控制器12可以与清洁系统100的各种部件进行通信以自动地调节处理条件，例如流量、转速、清洁系统100的部件的运动等。对于任何给定的系统使用的系统控制器的类型将取决于确切需要与之结合的系统。
分配器13被设置和被取向成使得当液流经此穿过时，，将液体施加到芯片50的第一表面51。当芯片50旋转时，该液体在整个芯片50的第一表面51上形成液体层或膜53。类似地，在示例实施例中，底部分配器14(可以在其它实施例中省略)被设置和被取向成使得当液流经此穿过时，将液体施加到基板50的第二表面52。当基板50旋转时，该液体在整个基板50的第二表面52上形成液体层或膜54。此外，由于换能器组件200配置成相邻芯片50的第一表面51，在换能器组件200和芯片50的第一表面51之间形成液体薄膜53。更具体地，换能器组件200配置成使得在换能器组件200的一部分与芯片50的第一表面51之间有一小间隙。该间隙足够小，使得当将液体施加到芯片50的第一表面51时，在第一芯片50的表面51和换能器组件200的部分之间形成弯月面的液体。所述弯月面不限于任何特定的形状。
会注意到，换能器组件200一般地以方框来表示。这样做是因为本发明在很大程度上不限于换能器组件200的任何特定的结构、形状和/或组件装置。例如，在2000年3月21日授权的美国专利No.6,039,059号，2006年12月5日授权的美国专利No.7,145,286，2006年12月5日授权的美国专利No.6,539,952，2006年12月14日公开的美国专利申请No.2006/0278253的任何换能器组件可以用作换能器组件200。当然，也可以使用其它类型的换能器组件，例如支撑在与芯片表面成某一角度的具有细长的传输器杆的那些组件等。
现在参看图2，根据本发明的一个实施例提供了芯片50、分配器13和换能器组件200的示意性表示。这些部件可以形成为处理结构的一部分或碗状物。具体地，换能器组件200能够可移动地(或不可移动地)联接到处理结构或碗状物，并且芯片可以放置在处理结构或碗状物内。这样的处理结构或碗状物的实例在2010年8月31日发布的美国专利No.7,784,478中图解和描述，该申请的全部内容在此引入作为参考。
换能器组件200包括传输结构201和多个换能器(图2中未说明，但在下面参照图3A-3C详细描述)。在某些实施例中，传输结构201可以是中空结构，并且换能器可以设置在传输结构201的内部。在所示例的实施例中，传输结构201是一个长形杆状探针，其以悬臂方式配置在芯片50的第一表面51的顶部上方。
如下面更详细地讨论，在一些实施例中，传输结构201可以相对于第一芯片50的表面51沿直线或旋转/弧形方式移动。具体地说，换能器组件200的一端没有配置在芯片50上，可以形成旋转轴线X-X，传输结构201可以绕该轴线以旋转方式移动(如箭头Y-Y所示)。可替换地，整个换能器组合件200可以以线性方式来回移动跨越芯片50(如箭头Z-Z所示)。此外，在示例性实施例中，传输结构201延伸过芯片50一段稍大于芯片50半径的距离。然而，本发明并不受此局限，在某些其它实施例中，传输结构201可在芯片50的整个直径上延伸，或传输结构201可以恰好伸展到芯片50的圆心，或传输结构201可以稍微延伸小于芯片的半径50。因此，在所有实施例中，传输结构201的确切的长度相对于芯片50不是限定性的。然而，优选地，传输结构201能够将声能施加到整个芯片50的第一表面51的表面。
如图2的原理图所示，分配器13把液体分配到芯片50的第一表面51上。此外，将芯片50进行旋转，如方向箭头W所示。尽管方向箭头指示芯片50沿顺时针方向旋转，本发明不限于此，并且如果需要的话，芯片50也可沿逆时针方向旋转。当分配器13将液体施加到第一芯片50的表面51时，传输结构201配置为靠近芯片50的第一表面51，使得芯片50的第一表面51上形成的液体薄膜(见组件53，图1)置于传输结构201和芯片50之间。
如上所述，在示例性实施例中，传输结构201为管状的并且具有中空内腔的长形杆状探针。但是，本发明并不限制于此，并且应当认识到传输结构201可以采用任何其它期望形状，例如是平板、三角形、菱形、其他多边形等。传输结构201在所有实施例中不一定是中空的。具体地，在传输结构201是中空的实施例中，换能器可以设置在传输结构201的中空内部。在传输结构201是一种固体结构的实施例中，换能器可以联接到传输结构201的顶面、底面或侧面。传输结构201可以由任何材料构成，这些材料透射换能器所产生的声能进入并穿过薄膜液体，包括但不限于聚合物、石英、蓝宝石、氮化硼、玻璃碳化物、塑料和金属。合适的金属可包括铝和不锈钢。当然，也可以使用能够有效地发送声能以便于预期半导体芯片处理的任何其它材料。
现在参看图3A，根据本发明的一个实施例，示出了换能器组件210的实施例。在图3A中，换能器组件210如上述图1和图2一样相对于芯片50配置，从而当液体施加到芯片50时，在换能器组件210和芯片50的第一表面51之间形成液体薄膜。换能器组件210一般包括传输结构211、第一组换能器212和第二组换能器213。第一组换能器212的每个换能器212a-c和第二组换能器213的每个换能器213a-d配置成用来产生声能。具体地，每个换能器212a-c、213a-d可以联接到电能信号源23，使得换能器212a-c、213a-d可以将电能信号转换为振动机械能(即声能)，然后发送到正在处理的芯片50。
虽然在示例性实施例中，第一组换能器212包括三个换能器212a-c，第二组换能器213包括四个换能器213a-d，本发明在所有实施例中并不限制于此。相反，根据需要，第一组和第二组换能器212、213中每一个可以包括任何数目的换能器。换能器212a-c、213a-d声学地联接到传输结构211。这可以通过以下方式完成，即通过直接结合换能器212a-c、213a-d到传输结构211或利用中间传输层间接结合。如上所示，换能器212a-c、213a-d可操作地联接到电能信号源23。在某些实施例中，每个换能器212a-c、213a-d能够可操作地联接到不同的电能信号源，因而每个换能器关于功率电平和启动状态可以是单独可控的(或通过只使用单个电能信号源的控制器可以实现这一点)。因此，在某些实施例中，每个换能器可以单独地驱动。如上所示，换能器212a-c、213a-d可以是压电陶瓷或晶体或其它能够产生如本文所讨论的声能的设备。
在示例性实施例中，传输结构211是沿着纵向轴线A-A延伸的细长探针状结构。如上所述，在所有实施例中，传输结构211不需要是探针状，也可以采取其它形式。第一组换能器212在纵向轴线A-A的第一侧上声学联接到传输结构211。虽然并不是在所有实施例中要求，在示例性实施例中，第一组换能器212沿基本平行于纵向轴线A-A的第一轴线B-B对齐。在某些实施例中，第一组换能器212可以沿着不平行于纵向轴线A-A的轴线对齐。第二组换能器213在纵向轴线A-A的第二侧上声学联接到传输结构，该纵向轴线A-A的第二侧与纵向轴线A-A的第一侧相对。尽管不在所有实施例中要求如此，但在该示例性实施例中，第二组换能器213沿基本平行于纵向轴线A-A的第二轴线C-C对齐。在一些实施例中，第二组换能器213可以沿着不平行于纵向轴线A-A的轴线对齐。
在示例性实施例中，第一组换能器212的换能器212a-c以间隔开的方式声学地联接到传输结构211。因此，第一组换能器212的第一换能器212a通过间隙214从第一组换能器212的第二换能器212b隔开，第一组换能器212的第二换能器212b通过间隙214从第一组换能器212的第三换能器212c隔开。间隙214可以认为是纵向间隙，因为第一组换能器212相邻的换能器212a-c沿纵向方向间隔(即，沿纵向轴线A-A的方向或更特别地是沿着纵向轴线B-B的方向)。
类似地，在示例性实施例中，第二组换能器213的换能器213a-d以间隔开的方式声学地联接到传输结构211。因此，第二组换能器213的第一换能器213a通过间隙215从第二组换能器213的第二换能器213b隔开，第二组换能器213的第二换能器213b通过间隙215从第二组换能器213的第三换能器213c隔开，而第二组换能器213的第三换能器213c通过间隙215从第二组换能器213的第四换能器213d隔开。间隙215可以认为是纵向间隙，因为第二组换能器213相邻的换能器213a-d在纵向方向上间隔开(即，沿纵向轴线A-A的方向或者更特别地是沿纵向轴线C-C的方向)。
在某些实施例中，从功率电平方面来看，换能器212a-c、213a-d中的每一个是单独驱动并可调节。在这方面，换能器212a-c、213a-d中的每一个可以分别联接到一个电能信号源(或多个分离的电能信号源)和控制器12。此外，如下文将参照附图4-7更详细论述，在某些实施例中，换能器212a-c、213a-d中的每一个配置到传输结构211，使得每个换能器212a-c、213a-d所产生的声能与芯片50以非正常的角度且优选地以锐角接触。特别的是，第一组换能器212中的换能器212a-c可以在离开纵向轴线A-A的第一方向传输声能，第二组换能器213的换能器212a-d可以在离开纵向轴线A-A的第二方向传输声能，第一方向和第二方向彼此相对。
以相对于芯片50的非法向角传输声能以防止反射声波(声波从芯片50上弹开并在离开芯片50的方向行进)与换能器组件210接触。而是，反射的声波将离开换能器组件210行进，其能防止反射声波干扰所产生的声波。反射波可以引起热积聚并损坏换能器，这是不希望的。此外，将声能以一定角度传递也防止换能器和芯片表面之间的驻波，这会产生高能量点并损坏芯片。当然，本发明并不在所有实施例中受此局限，在某些其它实施例中换能器中的一个或多个(并且在所有换能器的某些情况下)可以定向成能将声能以相对于芯片50的法向角传递。
在图3A示例的实施例中，第一组换能器212的换能器212a-c和第二组换能器213的换能器213a-d沿纵向轴线A-A彼此相对交错或偏移(或者，换句话说，在纵向轴线A-A的方向上交错)。这意味着，第一组换能器212中没有换能器212a-c(和其部分)与第二组换能器213的换能器213a-d(或其部分)横向对齐，反之亦然。换言之，横切纵向轴线A-A的平面不与第一组换能器212的换能器212a-c中的一个和第二组换能器213的换能器213a-d中的一个相交。而是，第一组换能器212中的每个换能器212a-c沿横向对齐第二组换能器213相邻的换能器213a-d之间的间隙215之一，且第二组换能器213中的每个换能器213a-d沿横向对齐第一组换能器212相邻的换能器212a-c之间的间隙214之一。换句话说，在图3A所示的实施例中，第一组换能器212中的换能器212a-c和第二组换能器213中的换能器213a-d之间没有重叠。
现在参看图3B，根据本发明的一个实施例示出了换能器组件220的另一实施例。换能器组件220类似于图3A所示的换能器组件210，只有一些较小的差别。因此，可以理解在采用换能器组件210类似特征的描述情况下，为了简明起见，换能器组件220的某些方面将不在此重复，。相同的标号将用于表示相同的特征，在220中的数字将用于描述图3B的特征，而210中的数位用来描述图3A的特征。
在图3B中，换能器组件220如上述图3A一样相对于芯片50配置，从而当将液体施加到芯片50时，在换能器组件220和芯片50的第一表面51之间形成液体薄膜。具体地，换能器组件220以悬臂方式配置，使得换能器组件220一个端部固定(端部不在芯片50的顶部上方)和另一个端部自由(末端分离，放置在芯片50的顶部上方)。换能器组件220通常包括传输结构221、第一组换能器222和第二组换能器223。在其实施例中，第一组换能器222包括四个分开的和不同的换能器222a-d，第二组换能器223包括五个分开的和不同的换能器223a-e，但是，本发明不应受限于在所有实施例中每组的换能器的确切数量。第一组换能器222中的每个换能器222a-d和第二组换能器223中的每个换能器223a-e配置成用来产生声能。具体地，每个换能器222a-d、223a-e可以连接到电能信号源23，以使换能器222a-d、223a-e可将电能信号转换为振动机械能(即声能)并将其传送到正在处理的芯片50。
第一组换能器222在纵向轴线的第一侧以间隔开的方式声学地联接到传输结构221。虽然并不在所有实施例中要求，但在该示例性实施例中，第一组换能器222沿基本平行于纵向轴线A-A的第一轴线B-B对齐。在其它实施例中，第一组换能器222可以沿不平行于纵向轴线A-A的轴线对齐。第二组换能器223在传输结构221的纵向轴线A-A的第二侧上以间隔开的方式在声学地联接到传输结构221。尽管不在所有实施例中要求，但在该示例性实施例中，第二组换能器223沿基本平行于纵向轴线A-A的第二轴线C-C对齐。第二组换能器223可以沿不平行于纵向轴线A-A的纵向轴线对齐。
如同图3A所示的实施例中，换能器的第一组和第二组换能器222、223沿纵向轴线A-A交错排列。然而，在该实施例中第一组和第二组换能器222、223的换能器之间存在一些重叠。由此，在该实施例中，横切于纵向轴线A-A的平面(如图3B中的平面D-D)与第一组换能器222的至少一个换能器(例如换能器222a)和第二组换能器223的至少一个换能器(例如换能器223a)相交。事实上，对于第一组换能器222的各换能器222a-d，横切于纵向轴线的平面与第一组换能器222的换能器222a-d和第二组换能器223的至少一个换能器223a-e相交，反之亦然。这可以有利地确保在处理过程中更均匀地使用声能覆盖在芯片50的第一表面51。具体地，在某些实施例中，换能器222a-d，223a-e从沿换能器222a-d，223a-e长度方向的中心区域传送的声能波的强度比从其边缘传输的声能波的强度更大。因此，通过重叠，使冗余的声能波接触芯片50的第一表面51上的声能波较低强度的区域。
为了进一步描述第一组换能器222的换能器222a-d与第二组换能器223的换能器223a-e之间的关系，以下应注意。第一组换能器222相邻的换能器通过间隙224隔开，第二组换能器的相邻的换能器223通过间隙225隔开。第一组换能器222中的每个换能器222a-d横向对齐第二组换能器223的相邻换能器223a-e之间的间隙225之一，和第二组换能器223的至少一个换能器的223a-e一部分。第二组换能器223的每个换能器223a-e横向对齐第一组换能器222的相邻换能器222a-d之间的间隙224之一，以及第一组换能器222的至少一个换能器222a-d的一部分。
特别地采用另一种方式就第一组换能器222的第一换能器222a进行阐述、讨论和说明，第一组换能器222的第一换能器222a具有第一部分226、第二部分227和第三部分228。第二部分227设置在第一部分226和第三部分228之间，并形成换能器222a的中央区域或一部分。第一组换能器222的第一换能器222a的第一部分226横向对齐第二组换能器223的第一换能器223a。第一组换能器222的第一换能器222a的第三部分228横向对齐第二组换能器223的第二换能器223b。第一组换能器222的第一换能器222a的第二部分227横向对齐第二组换能器223的第一换能器223a和第二换能器223b之间的间隙225。尽管上面仅关于第一换能器222a进行讨论，此第一部分、第二部分和第三部分讨论和相对位置关系适用于第一组和第二组换能器222、223的每个换能器。
现在参看图3C，根据本发明的一个实施例示出了换能器组件230的另一个实施例。换能器组件220类似于图3A和3B所示的换能器组件210、220，只有一些较小的差别。因此，可以理解在采用换能器组件210、220类似特征的描述情况下，为了简明起见，换能器组件230的某些方面将不在此重复。相同的标号将用于表示相同的特征，只是230中的数字将用于描述图3C的特征，而210中的数位用来描述图3A的特征，220中的数字用来描述图3B的特征。
在图3C中，换能器组件220与图3A和图3B一样相对于芯片50配置，从而当将液体施加到芯片50，在换能器组件230和芯片50的第一表面51之间形成了液体薄膜。换能器组件230通常包括传输结构231、第一组换能器232和第二组换能器233。在这个示例性实施例中，第一组换能器232包括四个分开的和不同的换能器232a-d，第二组的换能器233包含四个分开的和不同的换能器233a-d，但是，本发明不限于在所有实施方式中每个组的确切的换能器数量。第一组换能器232中的每个换能器232a-d和第二组换能器233中的每个换能器233a-d配置成用来产生声能。具体地，每个换能器232a-d、233a-d可以联接到电能信号源23，使得换能器232a-3d、233a-d可以将电能信号转换成振动机械能(即声能)并将其传送到正在处理的芯片50。
第一组换能器232在传输结构231的纵向轴线A-A的第一侧上以间隔开的方式声学联接到传输结构231。尽管不在所有实施例中要求，但在示例性实施例中，第一组换能器232沿基本上平行于纵向轴线A-A的第一轴线B-B对齐。在其它实施例中，第一组换能器232也可以沿不平行于纵向轴线A-A的轴线对齐。第二组换能器233在传输结构231的纵向轴线A-A的第二侧以间隔开的方式声学联接到传输结构231。尽管不在所有实施例中要求，但在示例性实施例中，第二组换能器233沿基本平行于纵向轴线A-A的第二轴线C-C对齐。在其它实施例中，第二组换能器233可以沿着不平行于纵向轴线A-A的纵向轴线对齐。
不同于图3A和3B的这些实施方式，在图3C中的第一组和第二组换能器232、233对齐而不是交错排列。因此，第一组和第二组换能器232、233成对沿纵向轴线对齐，以便第一组换能器232的第一换能器232a横向对齐第二组换能器233的第一换能器233，第一组换能器232的第二换能器232b横向对齐第二组换能器233的第二换能器233b，依此类推。类似地，第一组换能器232相邻的换能器之间的间隙234横向对齐第二组换能器233相邻的换能器之间的间隙235。因此，图3C的实施例通过成对对齐配置各个组的换能器为各组的换能器的交错提供一种备选配置。
可以在某些实施例中修改图3C，以使得相邻的换能器端对端布置，在邻近的换能器之间无间隙。因此，多个不同的换能器可以在纵向轴线A-A的相对侧上联接到传输结构231，但是它们可以彼此靠近联接，使得相邻换能器的端部处于接触，或相邻换能器之间只留有很小的空间(大约按0.1毫米至3毫米\0.1毫米到2毫米，或0.1毫米到1毫米顺序)。
无论哪种具体的结构设置用于换能器(例如图3A、3B、3C所示的或其它)，当使用多个换能器时，应考虑均匀性。具体地，芯片在换能器组件下方旋转，同时声能被施加到芯片的表面。在芯片的中央区域比在芯片边缘附近的区域行进得更慢，因此应当进行调节，以确保在芯片的中央区域没有获得太大的声能而可能会导致损坏芯片的那些区域。还应该进行适应性调节以确保芯片的边缘接收声能从而保证足够的颗粒去除效果。
就此而言，在一个实施例中，位于芯片中心区域的换能器可以比位于芯片边缘的换能器在更低的功率电平下工作。每一区域的目标可以是芯片的每个面积或区域具有相同或基本相同的平均能量/面积/单位时间(包括在芯片的中心区域和芯片的边缘区域)。在另一个实施例中，在芯片中心区域上的换能器可以运行一段较短的时间，随后停用(关闭)，然后从芯片中心到芯片边缘的连续的换能器可以一次一个或多个停用。在又一个替换实施例中，沿其长度方向具有多个换能器的传输器可以从芯片中心移出，移向并脱离芯片边缘。这将使得芯片的边缘能够接收扩展的声能以提高均匀性。当换能器离开芯片的边缘时，它们可以关闭或者停用，以延长其寿命周期和防止烧坏，这将在下面更详细地讨论。
同时参照图4-7，换能器组件300将根据本发明的一个实施例描述。就换能器的配置方面，换能器组件300类似于图3A的实施例。然而，如在下面更详细地讨论的，本发明不限于此，并且换能器配置能够类似于图3B、3C或在其它实施例中任何其它需要的配置。换句话说，本文关于图4-7描述的结构细节适用于图3A-3C的实施例中的每一个和本文中未明确描述的其它实施例。
换能器组件300通常包括基部301、传输结构302，以及配置为第一组换能器312和第二组换能器313的多个换能器。在该实施例中，传输结构302是大体细长的管状结构，其从换能器组件300的基部301以悬臂方式延伸。因此，传输结构302是限定有内腔303的中空管状结构。各种换能器在内腔303内联接到传输结构302，这将在下面更详细地讨论。
在示例性实施例中，参考图3A所述，第一组和第二组换能器312、313以类似方式排列成行。然而，本发明不限于此，并且第一组和第二组换能器312、313可以以图3B所示的方式或图3C中所示的方式设置，如果需要或以任何其它方式。图4-7仅示出换能器组件300的一种特定实施例，应当理解，在此描述的任何其它实施例(和一些在此未示出)也可以使用。
在图4、5、6A和7的示例性实施例中，传输结构302包括第一弯曲表面304和的第二表面305，第二表面与第一弯曲表面304相对。在这个示例性实施例中，传输结构302具有管状形状，其有一个外表面306和内表面307。因此，在示例性实施例中，第一弯曲表面304形成传输结构302的外表面306的底部部分。传输结构302的第二表面305包括第一平面部分305a和第二平面部分305b。第一平面部分和第二平面部分305a、305b相对于彼此成非零角度A3布置。在示例性实施例中，非零角度大约在90°和140°之间，更具体地大约在110°和130°之间，以及还更具体地大约在120°和130°之间。在另一实施例中，角A3约在115°和125°之间或约为120°。这些角度范围优选在某些实施例中，以确保反射声波不会对所产生的声波造成干扰，在下面具体参照图7将更详细地讨论。当然，如果需要，也可采用其它的非零角度A3例如基本上成90°的角度或为锐角且小于90°的角度。
传输结构302的第二表面305的第一平面部分和第二平面部分305a、305b形成传输结构302的内腔303的底板。如可以从观看图7理解，传输结构302的第二表面305的第一平面部分和第二平面部分305a、305b的每个相对于所述传输结构302流体联接的芯片50的第一表面51成角度。这将在下面参考图7更详细地讨论。
传输结构302的第二表面305的第一平面部分和第二平面部分305a、305b交叉或会聚在传输结构302的内腔303的最底部部分308。此外，第一平面部分和第二平面部分305a、305b的每个随着从远离传输结构302的内腔303的最底部部分308向上倾斜伸出。因此，第一平面部分和第二平面部分305a、305b一起形成“V”形(传输结构302的第二表面305为V形)。第一换能器312a声学地联接到第一平面部分305a，第二换能器313a声学地联接到第二平面部分305b。当然，在示例性实施例中，若干换能器(即，第一组换能器312)联接到第一平面部分305a，若干换能器(即，第二组换能器313)联接到第二平面部分305b(见图5)。
在示例性实施例中，传输结构302的内表面307的顶部部分309是凹面。当然，本发明不限于此，并且传输结构302的内表面307的顶部部分309可以根据需要采用其它任意形状或轮廓。此外，在示例性实施例中，侧壁310从第一平面部分和第二平面部分305a、305b中的每一个向上延伸到顶部部分309。在示例性实施例中，侧壁310近似垂直地从第一平面部分和第二平面部分305a、305b延伸。因此，虽然在该实施例中传输结构302的外表面306实质上为圆柱形，但内表面307不是。
传输结构302的内表面307形状的特别设计使换能器312、313所产生的声能将以一个角度接触芯片的表面，从而从芯片反射回的声波将远离换能器组件300。此外，如图所示，在某些实施例中，换能器312、313的每个具有平坦的平面底部表面。因此，在没有具有弯曲底面的换能器312、313的情况下，本发明的传输结构302使得换能器312、313以相对于芯片表面的一个角度向芯片发射声能。这便于换能器312、313的制造，同时仍能实现防止反射声波干扰产生的声波的目的。
上述结构如图4、6A和7所示。图6B示出了一个替代结构，其中，第一弯曲表面用平坦表面335a、335b来代替。特别地，在图6B中，换能器312a、313a联接的平面表面305a、305b相对的外表面306的部分也是平的平坦表面335a、335b。因此，图6B与图6A除了以下之外都是相同的，即，传输结构302的外表面306的底部部分具有两个彼此朝相反方向倾斜的平坦表面335a、335b。在图6B所示的实施例中，在传输结构302的外表面306的底部部分上的两个平坦表面335a、335b平行于各自相对的联接换能器的平面表面305a、305b。如图所示，两个平坦表面335a、335b可以通过传输结构302的外表面306的短的弯曲部分336或者通过传输结构302的外表面306的直水平部分连接在一起。
参照图5，传输结构302沿着纵向轴线E-E延伸。此外，第一平面部分和第二平面部分305a、305b的每个是配置在纵向轴线E-E两侧的纵向伸长的部分。在图5所示的实施例中，第一组换能器312以间隔开的方式声学联接到第一平面部分305a，第二组换能器313以间隔开的方式声学联接到第二平面部分305b。此外，如上所述，在这个实施例中，第一组和第二组换能器312、313沿纵向轴线E-E交错。然而，本发明不限于此，在某些其它实施例中，第一组和第二组换能器312、313可以成对配置，它们沿纵向轴线E-E或者根据需要横向对齐。
现在参看图7，示出传输结构302设置成邻近芯片50，使得液体薄膜320形成在传输结构302的第一弯曲表面304和芯片50的第一(即顶部)表面51之间。第一平面部分305a相对于扁平制品50的第一表面51成角度A1。第二平面部分305b相对于扁平制品50的第一表面51成角度A2。在某些实施例中，角度A1、A2中的每一个为锐角。在示例性实施例中，角度A1、A2中的每一个为20°-40°，更特别地为25°-35°，还更特别是约30°。当然，也可采用其它的角度。然而，上面提到的角度可优选确保反射波不会干扰所产生的波，将在下面更详细地讨论。
第一换能器(或第一组换能器312)在相对于第一芯片50的表面51的第一非法向角上配置以产生声能340。可以看出，当声能340接触到芯片50的第一表面51时，反射声波341从第一芯片50的表面51反弹。由于第一换能器312的倾斜方向，反射声波341远离传输结构302或换能器组件300的任何其它部分行进并且不与其接触。第一换能器312所产生的声能340在传输结构302的纵向轴线E-E的第一侧上传送到芯片50的第一表面51。更具体地，声能340在与第一换能器312所在的纵向轴线E-E相同的一侧上接触到芯片50的第一表面51。
类似地，第二换能器(或第二组换能器313)在相对于第一芯片50的表面51的第二非法向角配置用来产生声能350。在这个示例性实施例中，第二非法向角基本上等于第一非法向角。然而，本发明不限于此，并且在其它实施例中，第一和第二非法向角彼此可以不同。可以看出，当声能350接触到芯片50的第一表面51时，反射声波351从芯片50的第一表面51反弹。由于第二换能器313的倾斜方向，反射声波351远离并且不接触传输结构302或换能器组件300的任何其它部分。第二换能器313所产生的声能350沿着传输结构302的纵向轴线E-E的第二侧上朝向芯片50的第一表面51发送。更具体地，声能350在第二换能器313被设置的纵向轴线E-E的相同的一侧上接触芯片50的第一表面51。纵向轴线E-E的第二侧相对于纵向轴线E-E的第一侧。
因此，使用本发明的换能器组件300中的传输结构302，可以在半导体芯片处理系统中产生声波以成一定角度接触该芯片，使得反射波不会与换能器组件300接触。本发明中实现这一点，未使换能器形成圆形或凹形底面，而是使换能器的底面为扁平。此外，交错或成对关系的多组换能器进一步增强声能的能力以说明颗粒从芯片表面去除。当然，本发明并不局限在所有实施例中，在某些其它实施例中，换能器可以设置成从芯片上方与芯片表面成90°角度直接地将声能施加到芯片的表面。
现在参考图8A和8B，示出了根据本发明的另一实施例的换能器组件400和芯片50的示意性俯视图。类似于前述实施方式中，换能器组件400包括基部401、传输结构402和至少一个换能器，或优选地多个换能器。为了避免混乱，换能器在图8A和8B中未示出，换能器可以采用任何显示在图3A、3B、3C或5中的配置。当然，任何其它的换能器的布置也可以用于本实施例。例如，在图8A和8B中，传输结构402示出为具有六段或六部分，包括第一部分411、第二部分412、第三部分413、第四部分414、第五部分415和第六部分416。在一个实施例中，各个换能器(或多个换能器)可以声学地联接到传输结构402的部分411-416中的每一个。因此，换能器可设置成单组换能器，多组换能器，沿轴线对齐的换能器，以间隔开的方式设置的换能器，在纵向轴线的相对侧上交错的换能器，等等。
不论如何设置换能器，在此实施例中，优选地换能器是能够通过控制器单独地驱动的。具体地，每个换能器应该独立于与其它换能器而被开启或关闭。此外，应该能够在不改变任何其他换能器的功率电平的情况下，改变每个换能器的功率电平。这可以通过控制器和/或通过分别地将换能器联接到各自的电源来实现。
仍然同时参照图8A和8B，本实施例示出了换能器组件400，更具体地，换能器组件400的传输结构402可以相对于芯片50移动。在这个特定实施例中，换能器组件400的传输结构402沿弧形或旋转方向相对于芯片50运动，类似于老式唱机的拾音器的运动或雨刷的运动。因此，由于传输结构402配制成相对于芯片50移动，传输结构402的远程417沿弧形模式在箭头F的方向上从芯片的中心移动到芯片的边缘，反之亦然。根据图8B所示，传输结构402还可以能够沿弧形方式从芯片的中心移动到芯片的相对边缘。换言之，传输结构402能够绕旋转轴线K-K进行旋转运动。在这个示例性实施例中，传输结构402不绕旋转轴线K-K移动360°，而是仅足以从边缘到边缘覆盖芯片50(即，大约绕旋转轴线K-K转动90°)。
在图8A中，示出了换能器组件400，使得传输结构402处于第一位置。在第一位置，传输结构402的部分411-416的每个配置在芯片50的至少一部分上方，使得垂直于传输结构402的轴线可以独立地与部分411-416中的每一个和芯片50相交。具体地，垂直于传输结构402这样的轴线可以与第一部分411和芯片50相交，垂直于传输结构402的不同的轴线可以与第二部分412和芯片50相交，另一个不同的轴线可以与第三部分413和芯片50相交，依此类推。当一个部分配置在芯片50上时，位于该部分内的换能器(或多个换能器)可以说在声学地联接到位于换能器组件400和芯片50之间的液体薄膜。这是因为当特定部分配置在芯片50上时，位于该部分内的一个或多个换能器能够通过传输结构和芯片50之间的液体薄膜产生声能以辅助从芯片50上去除颗粒。
在图8B中，示出了换能器组件400，传输结构402处于第二位置。在第二位置，部分412、413、414和415中的每个设置在芯片50的至少一部分上方，使得轴线可以与部分412-415中的每一个和芯片50相交。然而，部分411和415没有放置在芯片50上方。换言之，垂直于传输结构402的轴线不与部分411和芯片50相交，并且，垂直于传输结构402的轴线不与部分416和芯片50相交。
当换能器组件400处于第二位置时，设置于部分411和415中的换能器不需要产生声能，因为设置于部分411、415中的换能器声学地与液体薄膜解除联接。在换能器组件400处于其第二位置时任何由部分411、415产生的声能将不会影响从芯片上去除颗粒50，因为部分411、415内的换能器不声学地联接到传输结构402和芯片50之间的液体薄膜。因此，在示例性实施例中，当换能器组件400移动到第二位置时，不是声学地联接到薄膜液体的换能器(即，位于第一部分411的换能器和传输结构402的第六部分416)将停用(断电)。因此，当换能器组件400处于第二位置时，位于传输结构402的第一部分411和第六部分416的换能器将停用，配置在传输结构402的第二、第三、第四和第五部分412-415的换能器将保持启动(接通)。当换能器组件400从第二位置向后移动到第一位置，位于传输结构402的第一部分411和第六部分416的换能器可以重新启动，因为它们成为声学地联接到液体薄膜。通过停用不是声学地联接到液体薄膜的所有换能器，换能器烧坏现象可以降低到最低程度或减少，并且那些换能器的使用寿命可以增加。
图9A和9B示出换能器组件500的另一实施例。换能器组件500类似于换能器组件400，因此，为了简明起见，对换能器组件500的描述将集中在其间的差别。应当意识到，换能器组件400的描述可以同样应用到换能器组件500，因为赋予类似特征以相同的标号(除了用500系列编号来代替400系列编号)。
在图9A中，换能器组件500处于第一位置，在图9B中，换能器组件500处于第二位置。在图9A-9B中，换能器组件500以类似于换能器组件400的旋转或弧形方式移动。唯一不同之处是换能器组件400、500的枢轴点或旋转轴线的位置。在图8A、8B中，枢轴点沿着芯片50的中心线C1定位。在图9A、9B中，枢轴点位于芯片50的边缘附近，并且偏离中心线C1。换能器组件400、500的每个可以实现相同的效果，因此不再对图9A和9B进一步讨论。
图10A和10B表示换能器组件600的另一个实施例。换能器组件600类似于上述的换能器组件400、500，因此，为了简明起见，对换能器组件600的描述将集中在它们之间的差别。应当意识到，换能器组件400、500的描述同样适用于换能器组件600，因为赋予类似的特征以相同的标号(除了600系列编号代替了400或500系列编号)。
换能器组件600包括基部601和传输结构602。传输结构包括第一部分611、第二部分612、第三部分613、第四部分614、第五部分615和第六部分616。换能器组件600的运动不同于换能器组件400、500的运动。具体地，换能器组件600在线性方向上相对于芯片500移动或平移，如箭头G所示。因此，如图10A，换能器组件600处于第一位置，其中部分611-616的每个配置在芯片50的部分的上方。因此，在第一位置中，每个换能器(因为每个部分611-616具有至少一个换能器)声学地联接到液体薄膜。当换能器组件600在箭头G的方向上线性移动经过芯片50的表面时，不同部分611-616中的换能器连续地声学地与液体薄膜解除联接。
因此，在该实施例中，换能器可以例如通过控制器按照换能器声学地与液体薄膜解除联接的顺序单独地停用。具体地，当换能器组件600从第一位置移动到第二位置，在第一部分611中的第一换能器(或多个换能器)将成为声学地与液体薄膜解除联接。随着处于第一部分611的换能器声学地与液体薄膜解除联接，这些换能器将停用。下一步，随着第二部分612偏离芯片50，第二部分612内的一个或多个换能器将成为声学地与液体薄膜解除联接。随着处于第二部分612的换能器成为声学地与液体薄膜解除联接，这些换能器将停用。该相同的过程适用于换能器组件600的每个部分611-616。此外，随着它们与液体薄膜再联接，该过程反向进行从而重新启动每个换能器。
在某些实施例中，在声学地联接到液体薄膜的每个换能器将保持启动，而声学地与液体薄膜解除联接的每个换能器将停用。在某些实施例中，换能器各自分别可操作地联接到控制器，使得控制器可以单独和独立地根据需要停用换能器中的每一个。在一些实施例中，一旦换能器声学地与液体薄膜解除联接，控制器自动地停用换能器。
可以做出确定关于是否可以进行启动或停用换能器的几种方式。具体地，在一个实施例中，可以适当地用软件程序设计控制器，使控制器能够确定包含一个或多个换能器的传输结构的一部分何时设置成离开芯片(即，当一个换能器不再声学地联接到液体薄膜)。在这种实施例中，控制器就会基于在笛卡儿坐标系中已知的换能器和芯片的位置进行几何计算。具体地，换能器和芯片圆周的X、Y和Z坐标可以是相对于参考点(例如，在笛卡儿坐标系上的点(0，0))已知，使得控制器可确定各种换能器相对于芯片的位置。可替代地，工艺配方可以包括预先存储的指令，其指示在处理过程中的什么时间各个不同的换能器应当在该特定时间基于已知的那些换能器配置而启动和停用。在一个实施例中，工艺配方将包括关于换能器组件的移动方向和速度的指令。因此基于换能器组件运动的方向和速度，可以预先确定当一个或多个换能器何时从液体薄膜中解除联接，并因此停用。
在其它实施例中，传输结构可以在不同的换能器所在的传输结构的每个位置上包括液体传感器。每个液体传感器可以可操作地联接到控制器。因此，当传感器感测到液体，则其将传输一个信号给控制器以指示应该启动与该特定传感器相关联的换能器。当换能器没有检测到液体，则其将传输一个信号给控制器以指示停用与该特定传感器相关联的换能器。在其它实施例中，传感器可以是温度传感器以测量在每一个换能器位置处的温度。液体将具有已知温度，使得如果换能器声学地联接到液体薄膜，它的温度类似于液体薄膜的温度。当换能器未声学地联接到液体薄膜，在换能器位置处的温度将改变，然后该控制器将知道停用该特定的换能器。当然，本发明并不局限在通过特定方法的所有实施例中，即，在该方法中，控制器确定特定的换能器是否声学地联接到液体薄膜，以及在本发明的范围内的其它可能性。
在一个实施例中，本发明可以提供一种加工芯片的方法。该方法可以包括将芯片配置在一个支架上并旋转芯片。在旋转芯片之后，液体可以分配在芯片的第一表面上。接下来，换能器组件可以配置成靠近扁平制品的第一表面，从而在换能器组件的传输结构和扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜。换能器组件可以包括声学地联接到传输结构的多个换能器。可以单独地驱动多个换能器中的每一个。所述方法还包括在下述位置之间相对于扁平制品移动换能器组件：(1)第一位置，在该位置，多个换能器中的每一个声学地联接到液体薄膜；和(2)第二位置，在该位置，多个换能器中的至少一个声学地与液体薄膜解除联接。最后，当多个换能器中的一个声学地与液体薄膜解除联接，所述方法包括停用解除联接的换能器。停用可由用户或操作者手动或通过如前所述的控制器自动地完成。
现在参看图11A-11E中，根据本发明的一个实施例将讨论换能器的功率控制。本领域的技术人员已知，将声能施加到液体由于液体的振荡造成液体内的空化。这种空化导致在液体中形成小的气泡，气泡存活时间越长，气泡变得越大，当其最终失效和破裂时，它们释放出更多的能量。如果气泡破裂时释放太多的能量，其可能对芯片的表面造成损害。因此，在本发明的一个实施例中，以脉冲模式启动换能器，使得换能器脉冲反复开启和关闭。接通时间能使气泡在液体中产生并且在一些情况下破裂。断电时间松弛了溶液，使气泡缩小，并且气体返回到溶液中。
脉冲控制的不同变化以图形方式示出在图11A-11E中。在图11A中，换能器以固定功率电平在预定的短周期时间内脉冲(即，在400KHz和5MHz之间的频率下，小于1秒)。在所述时间段结束之后，然后将换能器关闭一段短的时间，然后重复换能器的开/关脉冲。这个脉冲序列可以防止形成气泡的内爆，以防止由于这样的内爆损坏芯片。相反地，气泡可以在“开启”周期形成并且生长，然后在“关闭”周期收缩。
在图11B中，换能器在开启期间减小功率电平。因此，每个脉冲开始为高功率电平，然后在脉冲结束之前逐渐降低到较低的功率电平，重复上述过程。较高的功率电平在通电开始期间允许更快的气泡产生，脉冲结束时较低的功率电平保持气泡尺寸，同时在某些情况下防止或减少气泡内爆。在图11C中，在每个脉冲的开启周期期间，换能器的功率电平增加。因此，每个脉冲以低功率电平开始，然后在脉冲结束之前逐渐增加到更高的功率电平，重复上述过程。
在图11D中，功率电平在每个脉冲的开启周期期间改变。具体地，初始功率电平可以以较低的功率电平来产生具有特定尺寸的气泡，然后将增加或逐步增加功率电平(即，高的功率电平)可迫使气泡失效或内爆。因此，可选择在脉冲结束时的功率电平的频率以迫使气泡失效或内爆，从而获得所需的结果。在图11E中，功率电平可以以连续脉冲而不是在单个脉冲中调整。因此，第一脉冲可以具有第一功率电平，第二脉冲可以具有第二功率电平，而第三脉冲可以具有变化的或逐步升高的功率电平。这种类型的脉冲允许开发长时间系统模式以实现气泡产生和控制较长的时间(相比于在单个脉冲的时间的周期)。频率和功率可以根据需要调节以控制气泡尺寸和气泡空化/失效。
气体的类型和浓度可影响所需的脉冲时间、功率电平等。易于溶解进溶液的气体例如CO2可以使用一组开/关脉冲时间控制或组合，而不溶的气体如氮气或氩气可以使用一组不同的开/关脉冲时间控制或组合。
现在同时参考图12A和12B描述本发明的另一个方面。图12A和12B示出了换能器组件700包括基部701和从基座以悬臂方式延伸出的传输结构702。传输结构702配置在芯片50上进行处理并将声能施加至芯片50的第一表面51。尽管未示出，如上文详细讨论的那样，在传输结构702和芯片50的第一表面51之间形成液体薄膜，使得传输结构702所产生的声能(具体而言，由换能器产生)可以通过液体薄膜产生。
在这个示例性实施例中，传输结构702是沿着纵向轴线H-H延伸的细长的杆状结构。当然，本发明并不受此局限在所有实施例中，传输结构702可采用任何其它的形状，包括这里讨论或公开的任何形状(即，三角形、饼形、矩形、方形、圆形等)。传输结构702在概念上分成多个部分，包括第一部分711、第二部分712、第三部分713、第四部分714和第五部分715。在这个示例性实施例中，部分711-715是纵向部分。其中每个部分711-715形成传输结构702的纵向部分或段。
在示例性实施例中，单个换能器在传输结构702的部分711-715中的每一个内声学地联接到传输结构。更具体地，第一换能器721声学地联接到传输结构702，并且位于传输结构702的第一部分711，第二换能器722声学地联接到传输结构702，并且位于传输结构702的第二部分712，第三换能器723声学地联接到传输结构702，并且位于传输结构702的第三部分713，第四换能器724声学地联接到传输结构702，并且位于传输结构702的第四部分714，以及第五换能器725声学地联接到传输结构702，并且位于传输结构702的第五部分715。尽管在附图中示出五个换能器和五个部分，可根据需要在其它实施例中用多于或少于五个换能器和五个部分。
在这个示例性实施例中，换能器721-725的排列和配置类似于上面已经描述的图3A所示的。具体地，第一换能器721、第三换能器723和第五换能器725配置在纵向轴线H-H的第一侧，并且以纵向间隔开的方式设置，以及第二换能器723和第四换能器724是设置于纵向轴线H-H的第二侧上，并且以纵向间隔开的方式设置，纵向轴线H-H的第二侧与第一侧相对。因此，第一换能器721、第三换能器723和第五换能器725形成第一组换能器，第二换能器722和第四换能器724形成第二组换能器。此外，第一换能器721、第三换能器723和第五换能器725与第二换能器722和第四换能器724配置成沿纵向轴线H-H交错排列。在这个示例性实施例中，第一换能器721、第三换能器723和第五换能器725沿着平行于纵向轴线H-H的纵向轴线对齐，第二换能器722和第四换能器724沿着平行于纵向轴线H-H的纵向轴线对齐。
然而，本发明并不只限于在所有的实施例中图12A和12B所示的配置。因此，在一些实施例中，换能器721-725可以配置成类似于图3B所示的(重叠交错)或类似于图3C所示的(不交错但成对配置)。在示例性实施例中，传输结构702的每部分711-715仅包括一个换能器的721-725。然而，本发明不限于此，在某些实施例中，传输结构702的每个部分711-715可以包括两个或多个换能器，或者部分711-715中的一些部分可以包括两个或多个换能器，而部分711-715的其余部分仅包括一个换能器。在一个特定实施例中，每部分711-715可以在纵向轴线H-H的每一侧上包括一个换能器。如参考图4-7所讨论的，换能器721-725可以定向为相对于芯片50的第一表面51成锐角的角度，或者它们可以定向成垂直于芯片50的第一表面51。
仍然参照图12A和图12B，芯片或扁平制品50被描述为具有或分成多个参考环R1，R2、R3、R4和R5。相邻的参考环R1、R2、R3、R4和R5之间的边界图示为虚线。参考环包括：具有第一半径r1的第一参考环R1、具有第二半径r2的第二参考环R2、具有第三半径r3的第三参考环R3、具有第四半径r4的第四环参考环R4和具有第五半径r5的第五参考环R5。第五半径r5大于第四半径r4，第四半径r4大于第三半径r3，第三半径r3大于第二半径r2，第二半径r2大于第一半径r1。因此，第一参考环R1具有最小半径r1，第五参考环R5具有最长或最大半径r5。各半径r1-r5在图中表示为每个环R1-R5的外半径，可以理解，每个环具有内半径和外半径。尽管在附图中示出了五个参考环，在其它实施例中根据需要，芯片可以分成更多或更少的参考环。每个参考环R1-R5包括芯片50的环形部分，并且参考环R1-R5是同心的。
在图12A中，换能器组件700示于第一位置，在图12B中，换能器组件700示于第二位置。换能器组件700可以联接到一个致动器和一个控制器，以便使换能器组件700运动，如上文中进行了详细讨论。在所示例的实施例中，当换能器组件700处于第一位置时，传输结构702的部分711-715其中的一个位于每个参考环R1-R5。明确地说，传输结构702的第一部分711位于第五参考环R5，传输结构702的第二部分712位于第四参考环R4，传输结构702的第三部分713位于第三参考环R3，传输结构702的第四部分714位于第二参考环R2，并且传输结构702的第五部分715位于第一参考环R1。通过配置在参考环内意味着传输结构702的相对部分位于参考环的内表面和外表面之间的参考环范围内，尽管传输结构702的部分实际上可以位于芯片表面上方或下方(在上面示例性实施例中)。
由于传输结构702相对于芯片50配置在第一位置上，每个参考环R1-R5至少有一个将声能施加于此的换能器。具体地说，第一换能器721将声能施加到第五参考环R5，第二换能器722将声能施加到第四参考环R4，第三换能器723将声能施加到第三参考环R3，第四换能器724将声能施加到第二参考环R2，以及第五换能器725将声能施加到第一参考环R1。因此，在所述第一位置中，各参考环是接收相同量的声能。然而，因为第五参考环R5比第一参考环R1有更多的表面区域，在第一参考环R1内的芯片50的表面的每一部分接收的声能高于在第五参考环R5内的芯片50的表面的每一部分。换言之，在处理期间旋转芯片50时，在第五参考环R5内的芯片50的部分移动速度快于在第一参考环R1内的芯片50的部分(以及其它参考环R2-R4的每一个)，且因此在第五个参考环R5内的表面经受声能的时间比在其它参考环R1-R4中的每一个少。
在图12B中，换能器组件700示出在第二位置。在这个实施例中，换能器组件700沿弧形或旋转方向围绕旋转轴线或旋转点M移动。当处于第二位置时，传输结构702的711-715中的至少两个部分位于第五参考环R5(即，该参考环具有最大半径)。更具体地说，在第二位置，传输结构702的第一至第五部分711-715的每一个的部分置于第五参考环R5内，传输结构702的所有部分都不放置在其它的参考环R1-R4中的任何一个中。因此，在第二位置，第一至第五换能器721-725可以将声能施加到第五芯片50的参考环R5，并且没有一个换能器将声能提供给任何其它参考环R1-R4。
尽管在图12B中，第二、第三和第四换能器722-724位于第五参考环R5，在某些实施例中，所有的换能器721-725可以位于第五参考环R5或任意数量的换能器可以位于第五参考环R5内。在某些实施例中，仅仅优选的是在第二位置的多个换能器将声能施加到在第五参考环R5内的芯片的区域50，而没有换能器将声能施加到任何其它的参考环R1-R4。
在该实施例中，所有的换能器721-725可以单独地驱动，这已在上面更详细讨论。就此而言，当部分711-715中的一个的位置偏离芯片50时，该部分内的换能器721-725可以停用以防止烧毁换能器。此外，当换能器组件700处于第二位置时，通过换能器721-725中的多个将声能施加到第五参考环R5，可以在声能施加中实现均匀性，这是因为如前所述，当换能器组件700处于第一位置时，第五参考环R5比其它参考环R1-R4接收更少的声能。而且，换能器组件700可以以一定的速度旋转，确保芯片50的每个参考环R1-R5在芯片处理进程期间接收等量的声能。
对于上述公开的系统、装置和方法的各种修改是可能的。在一种变化中，传输结构或换能器组件可以包括水或化学流体或流体连通地连接到水或化学流体源上。就此而言，传输结构除了作为声能发射器也可以用作水或流体分配器。这将有利于提供潮湿区域(即弯月面)以有助于传送声能到芯片。具体地，因为传输结构将实际上分配水或化学流体，将保证水或化学流体形成在传输结构与芯片之间的弯月面。这可以作为以上讨论的分配器的替换方案。换能器组件或传输结构还可以包括水或化学流体来提供冲洗。具体地，换能器组件发射的声能提供芯片上的清洁效果，并且声能还通过移动颗粒和污染物远离表面提供接近芯片冲流效果。从传输结构或换能器组件分配的附加流体可以提供另外的冲流效果以扫除从清洁区域去除的颗粒。从传输结构分配流体的一个示例是公开在于2010年10月5提交的美国专利申请No.2011/0041871，该申请的全部内容在此引入作为参考。
在另一个实施例中，换能器可以由不同频率的柱组件组成。柱组件配置的一个实例公开于美国专利No.8,279,712，其全部内容在此引入作为参考。各种频率的柱组件将使换能器在多个频率上进行操作。具体地，较低频率可以用于较大或难处理的颗粒移除，更高频率能够用于小颗粒去除或用于精细/软清洁和微流动以防止对芯片表面的损坏。如果需要的话，在不同的频率可以使用多个换能器。
本文公开的各种实施例的各种组合和教导也在本发明的范围内。因此，例如，本文所公开的换能器组件的各种运动可以结合到任何的实施例，即使在该具体实施例中并未公开此移动。此外，启动和停用换能器也可以结合进本文所公开的各种实施方式。因此，本发明在一些实施例中可以是在此公开的不同实施例的不同方面的组合的结果。在一些实施例中，本发明可以是本文所述的整个清洁系统，在其它实施例中，本发明可以是利用在此描述的系统清洗扁平制品的方法，还在其它实施例中，本发明可以是单独的换能器组件，没有其余部件。
如在全文中使用，范围用作描述该范围内的各个和每个值的简略表达。可以选择该范围内的任何值作为该范围的界限。另外，本文引用的所有参考文献在此以其整体引入作为参考。在本公开中的定义和引用的参考文献中的定义冲突的情况下，以本公开内容为准。
尽管本发明已经参照包括本发明的目前较佳的实施方式的具体实施例进行描述，但本领域技术人员将理解，还存在上述系统和技术的许多变化和改变。但是应该理解，可以使用其他实施例并且可以进行结构和功能修改而不偏离本发明的范围。因此，本发明的精神和范围应当如所附权利要求书所述进行广义地解释。

Claims (17)

1.一种处理扁平制品的系统，包括：
支架，其用于支撑扁平制品；
分配器，其用于将液体施加到所述支架上的所述扁平制品的第一表面；
换能器组件，包括：
传输结构，其包括外表面和内表面，第一弯曲表面形成所述外表面的底部，第二表面形成所述内表面的一部分，其位置与所述第一弯曲表面相对；
第二表面包括第一平面部分和第二平面部分，所述第一平面部分和第二平面部分以非零角度彼此相交；
第一换能器，其用于产生声能，所述第一换能器包括声学联接到所述第一平面部分的平坦底表面；和
第二换能器，其用于产生声能，所述第二换能器包括声学联接到所述第二平面部分的平坦底表面；
所述换能器组件设置成使得当所述分配器将液体施加到所述支架上的所述扁平制品的所述第一表面时，在所述传输结构的所述第一弯曲表面和所述扁平制品的所述第一表面之间形成液体薄膜。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一换能器被配置为相对于所述扁平制品的表面以第一非法线角度产生声能，导致反射声波远离所述换能器组件行进，并且其中所述第二换能器是被配置为相对于所述扁平制品的表面以第二非法线角度产生声能，导致反射声波远离所述换能器组件行进。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一换能器在所述传输结构的纵向轴线的第一侧上朝向所述扁平制品的所述第一表面产生声能，并且其中所述第二换能器在所述传输结构的纵向轴线的第二侧上朝向所述扁平制品的所述第一表面产生声能。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述传输结构是中空管状结构，其限定内腔，并且其中所述第一平面部分和第二平面部分形成所述内腔的底板，所述第一平面部分和第二平面部分在所述内腔的最底部分处相交。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述内表面的顶部是凹面。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第一平面部分和第二平面部分形成V形，其中所述非零角度在90°和140°之间。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一平面部分和第二平面部分中的每一个相对于所述扁平制品的所述第一表面成角度。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传输结构沿纵向轴线延伸，并且其中所述第一平面部分和第二平面部分中的每一个是位于所述纵向轴线的相对侧上的纵向细长部分，并且还包括第一组换能器和第二组换能器，所述第一组换能器以间隔开的方式声学联接到所述第一平面部分，所述第二组换能器以间隔开的方式声学联接到所述第二平面部分。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一组换能器和所述第二组换能器沿所述传输结构的纵向轴线交错排列。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一组换能器和所述第二组换能器设置为成对地横向对齐。
11.一种处理扁平制品的系统，包括：
支架，其用于支撑扁平制品；
分配器，其用于将液体施加到所述支架上的所述扁平制品的第一表面；
换能器组件，包括传输结构和用于产生声能的多个换能器，所述多个换能器中的每一个声学地联接到所述传输结构并且可单独激活，其中所述换能器组件被定位成使得当所述分配器将液体施加到所述支架上的扁平制品的第一表面上时，在所述传输结构和所述扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜；
致动器，其可操作地联接到所述换能器组件；
控制器，其可操作地联接到所述致动器并且配置成使所述换能器组件相对于所述扁平制品在以下之间移动：(1)第一位置，在该位置，所述多个换能器中的每个换能器声学地联接到所述液体薄膜；(2)第二位置，在该位置，所述多个换能器中的至少一个换能器与所述液体薄膜声学地解除联接；
其中，在所述第二位置，所述多个换能器中的至少一个被停用；和
其中，所述控制器被配置成在所述换能器与所述液体薄膜声学地解除联接时立即自动停用所述换能器。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述多个换能器中与所述液体薄膜声学联接的每个换能器被激活，并且其中所述多个换能器中与所述液体薄膜声学解除联接的每个换能器被停用，并且其中当所述换能器组件从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述换能器连续地与所述液体薄膜声学地解除联接，所述换能器被所述控制器单独地停用，使得所述换能器声学地与所述液体薄膜解除联接。
13.根据权利要求11所述的系统，还包括可操作地联接到所述控制器和所述多个换能器中的每个换能器的电能信号源，并且其中当所述换能器组件处于所述第二位置时，所述控制器停用所述多个换能器中的至少一个换能器。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述传输结构是沿纵向轴线延伸的细长管状结构，所述细长管状结构具有联接到所述液体薄膜的弯曲外表面和内表面，其中所述多个换能器中的每个换能器声学联接到所述内表面，并且其中所述多个换能器包括：第一组换能器，其以间隔开的方式在所述纵向轴线的第一侧上声学联接到所述传输结构；第二组换能器，其以间隔开的方式在所述纵向轴线的第二侧上以声学联接到所述传输结构。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第一组换能器和第二组换能器沿所述纵向轴线交错排列。
16.根据权利要求11所述的系统，其中，所述控制器被配置为随着所述换能器组件从所述第一位置移动到所述第二位置，单独地调节所述多个换能器中的每个换能器的功率水平。
17.一种处理扁平制品的方法，包括：
将扁平制品放置在支架上并旋转该扁平制品；
将液体分配到所述扁平制品的第一表面上；
将换能器组件定位在所述扁平制品的所述第一表面附近，使得在所述换能器组件的传输结构和所述扁平制品的第一表面之间形成液体薄膜，所述换能器组件包括声学联接到所述传输结构的多个换能器，所述多个换能器可单独激活；
在以下之间相对于所述扁平制品移动所述换能器组件：(1)第一位置，在该位置，所述多个换能器中的每个换能器声学联接到所述液体薄膜；(2)第二位置，在该位置，所述多个换能器中的至少一个换能器与所述液体薄膜声学地解除联接；
当所述多个换能器中的至少一个换能器与所述液体薄膜声学地解除联接时，停用所述多个换能器中的至少一个换能器；和
其中，所述多个换能器中的至少一个换能器在与所述液体薄膜声学解除联接时，立即被控制器自动停用。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9987666B2 (en) 2006-01-20 2018-06-05 Naura Akrion Inc. Composite transducer apparatus and system for processing a substrate and method of constructing the same
US9049520B2 (en) * 2006-01-20 2015-06-02 Akrion Systems Llc Composite transducer apparatus and system for processing a substrate and method of constructing the same
US20150144502A1 (en) * 2013-11-27 2015-05-28 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Electrochemically-assisted megasonic cleaning systems and methods
US11141762B2 (en) * 2015-05-15 2021-10-12 Acm Research (Shanghai), Inc. System for cleaning semiconductor wafers
WO2016183811A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 Acm Research (Shanghai) Inc. Methods and apparatus for cleaning semiconductor wafers
WO2017125242A1 (en) 2016-01-20 2017-07-27 DUSSAULT, Donald Herbert Method and apparatus for cleaning a disc record
TWI731851B (zh) * 2016-03-01 2021-07-01 大陸商盛美半導體設備（上海）股份有限公司 清洗半導體襯底的方法和裝置
CN109075103B (zh) * 2016-04-06 2022-06-10 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 清洗半导体衬底的方法和装置
CN106076980B (zh) * 2016-06-01 2019-07-16 京东方科技集团股份有限公司 一种清洁设备及清洁方法
JP7032816B2 (ja) * 2016-09-19 2022-03-09 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 基板の洗浄方法及び洗浄装置
JP7032815B2 (ja) * 2016-09-20 2022-03-09 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 基板の洗浄方法及び洗浄装置
KR101918236B1 (ko) * 2017-05-23 2018-11-14 주식회사 듀라소닉 미세 패턴 세정장치
CN107694475B (zh) * 2017-09-25 2021-02-19 南京航空航天大学 一种微纳物质的环状聚集物成形装置
US11581205B2 (en) 2017-11-20 2023-02-14 Acm Research, Inc. Methods and system for cleaning semiconductor wafers
US20200294821A1 (en) * 2019-03-14 2020-09-17 Chen-Hao WU Post cmp cleaning apparatus and post cmp cleaning methods
CN110624893B (zh) * 2019-09-25 2022-06-14 上海华力集成电路制造有限公司 一种兆声波组合气体喷雾清洗装置及其应用
US11280823B2 (en) * 2019-10-25 2022-03-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Monitoring system and method of monitoring static charge

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4245511A (en) * 1975-06-30 1981-01-20 Siemens Aktiengesellschaft Ultrasonic applicator for ultrasonic scanning of bodies and method of using the same
US5111412A (en) * 1987-02-09 1992-05-05 Tornbloms Kvalitetskontroll Ab Composite sensing transducer
CN101918151A (zh) * 2007-11-06 2010-12-15 艾奎昂技术股份有限公司 用于处理基板的复合换能器装置和系统及其构造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4376302A (en) * 1978-04-13 1983-03-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Piezoelectric polymer hydrophone
DE3322765A1 (de) * 1983-06-24 1985-01-03 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur fehlerpruefung einer unterwasserantenne
US5957850A (en) * 1997-09-29 1999-09-28 Acuson Corporation Multi-array pencil-sized ultrasound transducer and method of imaging and manufacture
US8292926B2 (en) * 2005-09-30 2012-10-23 Jackson Roger P Dynamic stabilization connecting member with elastic core and outer sleeve
EP1635959A2 (en) * 2003-06-12 2006-03-22 Sez Ag Uniform cavitation for particle removal
US20070175502A1 (en) * 2004-07-30 2007-08-02 I.P. Foundry, Inc. Apparatus and method for delivering acoustic energy through a liquid stream to a target object for disruptive surface cleaning or treating effects
KR20060025329A (ko) * 2004-09-16 2006-03-21 삼성전자주식회사 웨이퍼 세정장치
WO2007085015A2 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Akrion Technologies, Inc. Acoustic energy system, method and apparatus for processing flat articles
WO2009004558A2 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Koninklijke Philips Electronics N. V. Thin film detector for presence detection
JP5671876B2 (ja) * 2009-11-16 2015-02-18 セイコーエプソン株式会社 超音波トランスデューサー、超音波センサー、超音波トランスデューサーの製造方法、および超音波センサーの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4245511A (en) * 1975-06-30 1981-01-20 Siemens Aktiengesellschaft Ultrasonic applicator for ultrasonic scanning of bodies and method of using the same
US5111412A (en) * 1987-02-09 1992-05-05 Tornbloms Kvalitetskontroll Ab Composite sensing transducer
CN101918151A (zh) * 2007-11-06 2010-12-15 艾奎昂技术股份有限公司 用于处理基板的复合换能器装置和系统及其构造方法

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