KR101369197B1 - 평평한 물품을 처리하는 음향 에너지 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

평평한 물품을 처리하는 음향 에너지 시스템, 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

음향 에너지로 반도체 웨이퍼와 같은 평평한 물품을 처리하는 시스템, 장치 및 방법. 클리닝 처리에 있어서, 본 발명의 시스템, 장치 및 방법은 한 면에 있어서 웨이퍼의 양쪽 면으로부터 입자들을 효율적이고 효과적으로 제거할 수 있다. 본 발명은 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트; 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제1 표면으로 액체를 공급하는 제1 디스펜서(dispenser); 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제2 표면으로 액체를 공급하는 제2 디스펜서; 음향 에너지를 발생시키는 제1 트랜스듀서와 제1 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제1 트랜스미터를 포함하며, 제1 디스펜서가 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제1 표면으로 액체를 공급할 때, 액체의 제1 메니스커스(meniscus)가 제1 트랜스미터의 일부분과 평평한 물품의 제1 표면 사이에 형성되도록 위치되어 있는 제1 트랜스듀서 어셈블리; 및 음향 에너지를 발생시키는 제2 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제2 트랜스미터를 포함하며, 제2 디스펜서가 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제2 표면으로 액체를 공급할 때, 액체의 제2 메니스커스가 제2 트랜스미터의 일부분과 평평한 물품의 제2 표면 사이에 형성되도록 위치되어 있는 제2 트랜스듀서 어셈블리를 포함하고 있는, 평평한 물품을 처리하는 시스템이다.
Figure R1020087020402
음향 에너지, 입자, 반도체 웨이퍼

Description

평평한 물품을 처리하는 음향 에너지 시스템, 방법 및 장치{ACOUSTIC ENERGY SYSTEM, METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING FLAT ARTICLES}
본 특허 출원은, 2006년 1월 20일에 출원된 미국 가특허 출원 제60/760,820호, 2006년 8월 16일에 출원된 미국 가특허 출원 제60/837,965호, 2006년 10월 11일에 출원된 미국 가특허 출원 제60/850,930호, 2007년 1월 22일에 출원된 미국 가특허 출원 제60/885,978호, 2007년 1월 22일에 출원된 미국 특허 출원 제11/625,556호를 우선권 주장한다.
본 발명은 일반적으로 음향 에너지를 이용하는 평평한 물품을 처리하는 분야에 관한 것이고, 특히 반도체 웨이퍼와 같은 평평한 물품을 클리닝하는데 음향 에너지를 이용하는 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 분야에 있어서, 그 산업의 시작 이래로 제조 처리 동안 반도체 웨이퍼로부터 입자를 제거하는 것은, 질 좋은 웨이퍼를 생산하는데 중요한 요건인 것으로 인식되어 왔다. 많은 다른 시스템 및 방법들이 반도체 웨이퍼로부터 입자를 제거하는데 수년에 걸쳐 발전되어 왔다. 많은 이러한 시스템 및 방법들은 그것들이 웨이퍼들을 손상시키기 때문에 바람직하지 않았다. 그러므로, 웨이퍼로부터 입자의 제거는, 입자 제거 효율(particle removal sufficiency, "PRE")에 의하여 종종 측정되는, 클리닝 방법 및/또는 시스템에 의하여 웨이퍼에 야기되는 손상의 량에 대하여 균형되어져야 한다. 그러므로, 클리닝 방법 또는 시스템이 웨이퍼 표면 상에 있는 디바이스들에 손상을 일으키는 것 없이 민감한 반도체 웨이퍼로부터 입자들을 제거할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
반도체 웨이퍼이 표면으로부터 입자들을 제거하는 현존하는 기술들은 화학적 처리와 기계적 처리의 조합을 이용한다. 종래 기술에서 사용되는 전형적인 클리닝 케미스트리(cleaning chemistry)는 스탠다드 클린 1(standard clean 1; "SC1")이고, 이는 암모늄(ammonium), 하이드록사이드(hydroxide), 하이드로겐 퍼옥사이드(hydrogen peroxide) 및 물의 혼합물이다. SC1은 웨이퍼의 표면을 산화시키고 에칭한다. 이 에칭 처리는, 언더커팅(undercutting)으로 알려져 있는, 입자가 화합시켜지는(bind) 웨이퍼 표면의 물리적인 접촉 영역을 줄이고, 이에 의하여 제거를 용이하게 한다. 그러나, 웨이퍼 표면으로부터 입자를 실제로 제거하기 위하여는 기계적인 처리가 여전히 요구된다.
보다 큰 입자들 및 보다 큰 디바이스들에 대해서는, 스크러버(scrubber)가 웨이퍼의 표면에서 입자를 물리적으로 털어버리는데 역사적으로 사용되어져 왔다. 그러나, 디바이스들이 사이즈가 줄어듬에 따라, 스크러버 및 다른 물리적인 클리닝 폼은, 그것들의 웨이퍼와의 물리적인 접촉이 보다 작은/소형화된 디바이스들에 치명적인 손상을 가하기 시작했기 때문에, 부적절하게 되었다.
최근에, 화학적 처리 동안 웨이퍼에 소닉/음향(sonic/acoustic) 에너지를 공급하는 것이 입자 제거를 달성하는 물리적인 스크러빙(scrubbing)을 대신하여 왔다. "음향" 및 "소닉"의 단어는 본 출원의 전체에 걸쳐 서로 바꿀 수 있도록 사용된다. 기판 처리에서 사용되는 음향 에너지는 음향 에너지의 소스를 통하여 발생시켜진다. 조작에 있어서, 트랜스듀서(transducer)는 파워 소스(즉, 전기 에너지의 소스)에 결합된다. 전기 에너지 신호(즉, 전기)는 트랜스듀서에 공급된다. 트랜스듀서는 이 전기 에너지 신호를, 진동하는 기계 에너지(즉, 소닉/음향 에너지)로 변환하고, 이것이 처리되는 기판으로 전달된다. 파워 소스로부터 트랜스듀서로 공급되는 전기 에너지 신호의 특성들은, 전형적으로 정현파 형태인, 트랜스듀서에 의하여 발생시켜진 음향 에너지의 특성들을 결정한다. 예를들어, 전기 에너지 신호의 주파수 및/또는 파워를 증가시키는 것은 트랜스듀서에 의하여 발생시켜지는 음향 에너지의 주파수 및/또는 파워를 증가시킬 것이다.
오버 타임, 음향 에너지를 이용하는 웨이퍼 클리닝은 반도체 웨트(wet) 처리 적용에 있어서 가장 효과적인 입자 제거 방법이 되었다. 음향 에너지는 입자들을 제거하는 데 효과적인 방법으로 증명되어져 왔으나, 어떠한 기계적 처리에 있어서도 손상은 가능하고, 음향 클리닝은 전형적인 물리적 클리닝 방법 및 장치처럼 동일한 손상 문제에 직면하고 있다. 과거에는, 음향 에너지를 이용하는 클리닝 시스템은 배치(batch)에 있는 반도체 웨이퍼를 처리하도록 설계되었고, 전형적으로 한번에 25개 기판을 클리닝하는 것이었다. 배치 클리닝의 장점은, 기판의 사이즈 및 싱글 웨이퍼 클리닝 시스템의 효과가 증가함에 따라, 덜 중요하게 되었다. 반도체 웨이퍼 당 보다 큰 가치 및 디바이스들의 보다 민감한 성질은 산업에 있어서 싱글 웨이퍼 처리 장비로의 변화를 야기했다.
메가소닉 에너지를 이용하는 싱글 웨이퍼 클리닝 시스템의 일례는 2000년 3월 21일에 이슈된 미국 특허 제6,039,059호("Bran") 및 2006년 9월 5일에 이슈된 미국 특허 제7,1003,304호("Lauerhaas et al.")에 개시되어 있다. 미국 특허 제6,039,059호 및 미국 특허 제7,1003,304호의 주제인 싱글 웨이퍼 클리닝 시스템은, 펜실베니아주 알레타운의 아크리온 아이엔씨에 의하여, "골드핑거®.(Goldfinger®.)" 이름으로 상용화되었다. 음향 에너지를 이용하는 싱글 웨이퍼 클리너의 다른 예는 2006년 12월 5일에 이슈된 미국 특허 제7,145,286호("Beck et al.") 및 2003년 4월 1일에 이슈된 미국 특허 제6,539,952호("Itzkowitz") 및 2006년 12월 14일에 공개된 미국 공개특허공보 제2006/0278253호("Verhaverbeke et al.")에 개시되어 있다. 위에서 언급한 것과 같은, 싱글 웨이퍼 음향 클리닝 시스템에서는, 반도체 웨이퍼가, 액체의 막이 웨이퍼의 하나 또는 양쪽 면/표면에 공급되는 동안, 수평적인 위치에서 지지되고 회전시켜진다. 트랜스듀서 어셈블리는, 트랜스듀서 어셈블리의 트랜스미터(transmitter) 부분이 액체의 메니스커스에 의하여 액체의 막과 접촉하도록, 웨이퍼의 표면 중의 하나에 근접하게 위치되어 있다. 트랜스듀서 어셈블리는 웨이퍼의 회전 동안 작동시켜지고, 이에 의하여, 웨이퍼를 트랜스듀서 어셈블리에 의하여 발생시켜진 음향 에너지에 종속시킨다.
그럼에도 불구하고, 100nm 디바이스로 산업의 변화는 반도체 처리 장비의 제조자에 대해 부가적인 도전을 야기해 왔다. 클리닝 처리는 다르지 않다. 디바이스들이 점점 더 소형화되는 결과로서, 청결 요건도 또한 점점 중요해지고 엄격해져 왔다. 사이즈가 작아진 디바이스를 다룰 때, 디바이스의 사이즈에 대비되는 오염 물질의 사이즈 비율은 더욱 크게 되어, 오염된 디바이스가 적절히 작동하지 않을 가능성이 증가되었다. 그러므로, 더욱더 엄격한 청결과 PRE 요건은 요구된다. 결과로서, 웨이퍼 생산 중에 존재하는 오염 물질의 양과 사이즈를 줄이는 개선된 반도체 웨이퍼 처리 기술이 매우 요망된다.
이러한 더욱더 엄격한 청결과 PRE 요건의 결과로서, 웨이퍼의 양쪽 면/표면으로부터의 입자의 제거는 높은 수율(yield)을 달성하는데 더욱더 중요한 역할을 담당하도록 본 발명자에 의하여 발견되어 왔다. 현존하는 싱글 웨이퍼 시스템에서, 클리닝 사이클 동안 반도체 웨이퍼의 양쪽 표면으로부터 입자의 제거는 싱글 트랜스듀서 어셈블리를 웨이퍼의 표면의 하나에 근접하게 설치하는 것에 의하여 달성된다. 이 트랜스듀서 어셈블리는, 발생시켜진 음향 에너지가 웨이퍼 그 자체를 통하여 통과하여 웨이퍼의 반대 표면 상에 있는 입자들을 느슨하게 하도록, 충분한 파워 레벨로 조작된다. 이 기본 컨셉은 미국 특허 제6,039,059호의 주제 발명 중 하나이다. 이 양면 클리닝 컨셉도 또한 미국 공개특허공보 제2006/0278253호("Verhaverbeke et al.")에 개시된, 웨이퍼의 배면에 근접하게 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리를 가진 시스템에서 이용되고 본 뜬 것으로 나타난다.
웨이퍼의 양쪽 사이드를 클리닝하는 싱글 웨이퍼 시스템과 방법에 있어서의 이러한 진보에도 불구하고, 최소화된 디바이스 손상을 가지는 개선된 PRE를 달성할 수 있는 싱글 웨이퍼 시스템에 대한 필요성은 여전히 남아 있다. 그러므로, 디바이스의 계속된 소형화는, 현존하는 클리닝 시스템이 높은 PRE와 최소화된 디바이스 손상 사이에서 받아들일 만한 균형을 달성할 수 있게 하는 것이 계속되고 있다.
본 발명의 목적은 음향 에너지를 가지고 반도체 웨이퍼와 같은 평평한 물품을 처리하는 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 음향 에너지를 가지고 반도체 웨이퍼와 같은 평평한 물품의 양쪽 표면을 동시에 클리닝하는 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, PRE를 개선하는 및/또는 평평한 물품에 대한 손상을 줄이는 음향 에너지를 가지고, 반도체 웨이퍼와 같은 평평한 물품의 양쪽 표면을 동시에 클리닝하는 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 회전하는 평평한 물품의 하표면으로 음향 에너지를 공급하는 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 음향 에너지 반사를 이용하는, 반도체 웨이퍼와 같은 평평한 물품의 양쪽 표면을 동시에 클리닝하는 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 현존하는 싱글 웨이퍼 클리너가 웨이퍼의 양쪽 표면의 개선된 클리닝을 달성하도록 개량된 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 트랜스듀서 어셈블리와 평평한 물품의 양쪽 표면 사이에 증가된 액체 결합을 달성하는 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 웨이퍼의 상표면 상에 위치된 디바이스에 대한 손상을 증가시키는 것 없이, 싱글 웨이퍼 클리닝 시스템에서 배면 입자 제거 효율을 증가시키는 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 메가소닉 에너지를 평평한 물품의 배면으로 공급하는 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이러한 그리고 다른 목적들은 본 발명에 의하여 달성되고, 본 발명의 일 실시예는, 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트; 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제1 표면으로 액체를 공급하는 제1 디스펜서(dispenser); 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제2 표면으로 액체를 공급하는 제2 디스펜서; 음향 에너지를 발생시키는 제1 트랜스듀서와 제1 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제1 트랜스미터를 포함하며, 제1 디스펜서가 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제1 표면으로 액체를 공급할 때, 액체의 제1 메니스커스(meniscus)가 제1 트랜스미터의 일부분과 평평한 물품의 제1 표면 사이에 형성되도록 위치되어 있는 제1 트랜스듀서 어셈블리; 및 음향 에너지를 발생시키는 제2 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제2 트랜스미터를 포함하며, 제2 트랜스미터는 제2 엘롱게이트 에지를 가지는 볼록한 외표면을 가지고 있으며, 제2 디스펜서가 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제2 표면으로 액체를 공급할 때, 액체의 제2 메니스커스가 제2 트랜스미터의 볼록한 외표면의 제2 엘롱게이트 에지와 평평한 물품의 제2 표면 사이에 형성되도록 위치되어 있는 제2 트랜스듀서 어셈블리를 포함하고 있는, 평평한 물품을 처리하는 시스템이다.
다른 실시예에서는, 본 발명은, 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트; 제1 트랜스듀서와 제1 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제1 트랜스미터를 포함하며, 액체가 제1 디스펜스에 의하여 평평한 물품의 제1 표면으로 공급될 때, 액체의 제1 메니스커스가 제1 트랜스미터의 일부분과 평평한 물품의 제1 표면 사이에 형성되도록, 제1 트랜스미터의 일부분과 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제1 표면 사이에 제1 간극이 존재하게 위치되어 있는 제1 트랜스듀서 어셈블리; 및 제2 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제2 트랜스미터를 포함하며, 액체가 제2 디스펜서에 의하여 평평한 물품의 제2 표면으로 공급될 때, 액체의 제2 메니스커스가 제2 트랜스미터의 일부분과 평평한 물품의 제2 표면 사이에 형성되도록, 제2 트랜스미터의 일부분과 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제2 표면 사이에 제2 간극이 존재하게 위치되어 있는 제2 트랜스듀서 어셈블리; 및 제1 트랜스듀서 어셈블리와 제2 트랜스듀서 어셈블리에 조작 가능하게 결합된 컨트롤러를 포함하고, 컨트롤러는 제1 트랜스듀서 어셈블리와 제2 트랜스듀서 어셈블리를 교대 방식으로 또는 연속하여 조작하도록 프로그램되어 있고, 제1 트랜스미터의 일부분과 제2 트랜스미터의 일부분은 서로 대향하고 있는, 평평한 물품을 클리닝하는 시스템이다.
또 다른 실시예에서는, 본 발명은, 실질적으로 수평인 위치에서 평평한 물품을 지지하고 회전시키는 회전 가능 서포트; 및 음향 에너지를 발생시키는 트랜스듀서와 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 트랜스미터와 트랜스미터와 당해 댐 사이에 액체 리테이닝 채널을 형성하도록 트랜스미터의 주위의 적어도 일부분을 에워싸는 댐을 포함하는 트랜스듀서 어셈블리를 포함하며, 트랜스듀서 어셈블리는, 액체가 평평한 물품의 하표면으로 공급될 때, 액체의 메니스커스가 트랜스미터의 일부분과 평평한 물품의 하표면 사이에 형성되도록, 트랜스미터의 일부분이 회전 가능 서포트 상에 있는 평평한 물품의 하표면에 인접하게 위치되어 있는, 평평한 물품을 처리하는 시스템이다.
또 다른 실시예에서는, 본 발명은, 음향 에너지를 발생시키는 트랜스듀서; 제1 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 트랜스미터; 및 제2 트랜스미터와 당해 댐 사이에 액체 리테이닝 채널을 형성하도록 트랜스미터의 주위의 적어도 일부분을 에워싸는 댐을 포함하는, 평평한 물품의 하표면 밑에 장착하는 트랜스듀서 어셈블리이다.
또 다른 실시예에서는, 본 발명은, 파 실린드리컬(par-cylindrical) 트랜스미터 플레이트를 마련하는 것; 하나 이상의 트랜스듀서를 트랜스미터 플레이트의 볼록한 내표면에 접착시키는 것; 하나 이상의 트랜스듀서가 그 안에 위치되는, 실질적으로 둘러싸여진 캐비티를 가지는 어셈블리를 만들어내는 하우징을 트랜스미터에 연결하는 것; 및 어셈블리를 불활성의 비반응성 플라스틱 내에 넣는 것을 포함하는, 트랜스 듀서를 제조하는 방법이다.
또 다른 실시예에서는, 본 발명은, a) 하표면과 상표면을 가지는 평평한 물품을 의 분위기 내에서 실질적으로 수평인 위치에서 지지하는 것; b) 평평한 물품을 실질적으로 수평인 위치를 유지하표면서 회전시키는 것; c) 액체의 막을 평평한 물품의 상표면으로 공급하는 것; d) 액체의 막을 평평한 물품의 하표면으로 공급하는 것; e) 음향 에너지를, 제1 트랜스듀서와 제1 트랜스미터를 포함하며 제1 트랜스미터의 일부분이 평평한 물품의 상표면 상에 있는 액체의 막과 접촉하고 있는 제1 트랜스듀서 어셈블리를 통하여, 평평한 물품의 상표면으로 공급하는 것; 및 f) 음향 에너지를, 제2 트랜스듀서와 제2 트랜스미터를 포함하며 제2 트랜스미터의 일부분이 평평한 물품의 하표면 상에 있는 액체의 막과 접촉하고 있는 제2 트랜스듀서 어셈블리를 통하여, 평평한 물품의 하표면으로 공급하는 것을 포함하는, 평평한 물품을 처리하는 방법이다.
또 다른 실시예에서는, 본 발명은, 실질적으로 수평인 위치에서 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트; 음향 에너지를 발생시키는 트랜스듀서와 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 트랜스미터를 포함하며, 액체가 상표면으로 공급될 때, 액체의 제1 메니스커스가 트랜스미터의 일부분과 상표면 사이에 형성되도록, 트랜스미터의 일부분이 서포트 상에 있는 평평한 물품의 상표면에 근접하게 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리; 및 액체가 하표면으로 공급될 때, 액체의 제2 메니스커스가 당해 반사 부재의 일부분과 하표면 사이에 형성되도록, 당해 반사 부재의 일부분이 서포트 상에 있는 평평한 물품의 하표면에 근접하게 위치되어 있는 반사 부재;를 포함하며, 반사 부재는, 평평한 물품을 통하여 지나가는, 제1 트랜스듀서 어셈블리에 의하여 발생시켜진 음향 에너지의 적어도 일부가 평평한 물품의 하표면을 향하여 되반사되도록, 위치되어져 있는, 평평한 물품을 처리하는 시스템이다.
또 다른 실시예에서는, 본 발명은, 기체 상태의 분위기에서 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트; 트랜스듀서와 트랜스듀서에 접착시켜진 트랜스미터를 포함하며, 액체가 평평한 물품의 제1 표면으로 공급될 때, 액체의 제1 메니스커스가 트랜스미터의 일부분과 평평한 물품의 제1 표면 사이에 형성되도록, 트랜스미터의 일부분과 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제1 표면 사이에 제1 작은 간극이 존재하게 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리; 및 액체가 평평한 물품의 제2 표면으로 공급될 때, 액체의 제2 메니스커스가 당해 반사 부재의 일부분과 평평한 물품의 제2 표면 사이에 형성되도록, 당해 반사 부재의 일부분과 서포트 상에 있는 평평한 물품의 제2 표면 사이에 제2 작은 간극이 존재하게 위치되어 있는 반사 부재를 포함하며, 반사 부재는, 평평한 물품을 통하여 지나가는, 제1 트랜스듀서 어셈블리에 의하여 발생시켜진 음향 에너지의 적어도 일부가 당해 반사 부재에 의하여 평평한 물품의 제2 표면을 향하여 되반사되도록, 위치되어져 있는, 시스템이다.
또 다른 실시예에서는, 본 발명은, a) 하표면과 상표면을 가지는 평평한 물품을 기체 상태의 분위기 내에서 실질적으로 수평인 위치에서 지지하는 것; b) 평평한 물품을 실질적으로 수평인 위치를 유지하면서 회전시키는 것; c) 액체의 막을 평평한 물품의 상표면으로 공급하는 것; d) 액체의 막을 평평한 물품의 하표면으로 공급하는 것; e) 음향 에너지를, 트랜스듀서와 트랜스미터를 포함하며 트랜스미터의 일부분이 평평한 물품의 상표면 상에 있는 액체의 막과 접촉하고 있는 트랜스듀서 어셈블리를 통하여, 평평한 물품의 상표면으로 공급하는 것; 및 f) 평평한 물품을 통하여 지나가는, 제1 트랜스듀서 어셈블리에 의하여 발생시켜진 음향 에너지를, 평평한 물품의 하표면 상에 있는 액체의 막과 접촉하고 있는 반사 부재를 통하여, 평평한 물품의 하표면을 향하여 되반사하는 것을 포함하는, 평평한 물품을 처리하는 방법이다.
본 발명을 특징있게 하는 새로움의 이러한 그리고 다양한 다른 장점 및 특징은, 첨부되고 한 파트를 형성하는 청구항에서 세심하게 지목된다. 그러나, 일반적인 기술, 그것의 장점 및 그것의 사용에 의해 얻어지는 목적에 대해 보다 나은 이해를 위하여, 또 다른 파트를 형성하는 도면 및 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명되고 기술되어 있는 뒤따르는 상세한 설명이 참조되어져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 에너지 클리닝 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 음향 에너지 클리닝 시스템의 하나의 구조의 실시예의 사시도이다.
도 3은 도 2의 음향 에너지 클리닝 시스템의 횡단면도이다.
도 4는 하부 트랜스튜서 어셈블리로서 도 2의 음향 에너지 클리닝 시스템에서 사용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 어셈블리이다.
도 5는 도 4의 A-A를 자른 횡단면을 따른 도 4의 트랜스듀서 어셈블리의 횡단면도이다.
도 6은 도 4의 트랜스듀서 어셈블리의 분해 조립도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 하표면에 근접하게 위치된 도 4의 트랜스듀서 어셈블리의 개략도이며, 도 4의 트랜스듀서 어셈블리가 횡단면으로 도시되어 있다.
도 8은 도 2의 음향 에너지 클리닝 시스템의 하부 트랜스듀서 어셈블리에 대한 상부 트랜스듀서 어셈블리의 하나의 배열의 개략 구성도이다.
도 9는 도 8의 B-B를 자른 횡단면을 따른 도 8의 트랜스듀서 어셈블리 배열의 개략 구성의 횡단면도이다.
도 10은 도 2의 음향 에너지 클리닝 시스템의 하부 트랜스듀서 어셈블리에 대한 상부 트랜스듀서 어셈블리의 다른 배열의 개략 구성도이다.
도 11은 도 8의 C-C를 자른 횡단면을 따른 도 10의 다른 트랜스듀서 어셈블리 배열의 개략 구성의 횡단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 부재를 이용하는 음향 에너지 클 리닝 시스템의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 부재를 이용하는 음향 에너지 클리닝 시스템의 개략도이다.
도 14는 도 12의 음향 에너지 클리닝 시스템에서 사용하기 위한, 반사 부재로서도 역할을 할 수 있는 트랜스듀서 어셈블리의 5개의 선택 대상이 될 수 있는 실시예를 도시한다.
우선, 도 1을 참조하면, 음향 에너지 클리닝 시스템(1000)(이하, 클리닝 시스템(1000)이라 함)의 개략도가 본 발명의 일 실시예에 따라 도시되어 있다. 쉽게 설명하자면, 발명 시스템 및 도면들의 방법들은 반도체 웨이퍼들의 클리닝에 관련하여 거론될 것이다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 어떤 평평한 물품에 대한 어떠한 소망하는 웨트(wet) 처리에 이용될 수 있다.
클리닝 시스템(1000)은 일반적으로 상부 트랜스듀서 어셈블리(200), 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)와 실질적으로 수평위치에서 반도체 웨이퍼(50)를 지지하는 회전 가능 서포트(10)를 포함한다. 바람직하게는, 반도체 웨이퍼(50)는, 그 상표면이 웨이퍼(50)의 디바이스 면(device side)인 반면 그 하표면(52)은 비디바이스 면(non-device side)가 되도록 지지된다. 물론, 필요하다면, 웨이퍼는 상표면(51)이 비디바이스 면(non-device side)인 반면 그 하표면(52)은 디바이스 면(device side)가 되도록 지지될 수 있다.
회전 가능 서포트(10)는 그 서포트 기능을 수행할 때, 기판(50)의 주변을 접 촉하여 채우도록 고안된다. 그러나, 회전 가능 서포트(10)의 구조의 정확한 세부사항은 본 발명에 한정되지 않고, 척(chucks), 서포트 플레이트 등과 같은 다양한 범주의 다른 서포트 구조들이 사용될 수 있다. 게다가, 서포트 구조가 실질적으로 수평위치에서 반도체 웨이퍼를 지지하고 회전시키는 동안, 본 발명의 다른 실시예에서는, 시스템이, 반도체 웨이퍼가 수직위치 또는 비스듬한 위치와 같은 다른 위치에서 지지되도록 설계될 수 있다. 그러한, 실시예에서는, 트랜스듀서의 어셈블리들(200, 300)을 포함하는 클리닝 시스템(100)의 나머지 구성 요소들은, 소망하는 기능들 및/또는 아래 설명된 시스템의 다른 구성 요소들에 대하여 필요한 상대적인 위치설정(positioning)을 수행할 수 있도록 시스템 내에서 유사하게 재배치될 수 있다.
회전 가능 서포트(10)는 서포트의 수평 평면 내에서 웨이퍼(50)의 회전을 용이하게 하기 위하여 모터(11)에 조작 가능하게 결합된다. 모터(11)는 소망하는 속도 w에서 서포트(10)를 회전시킬 수 있는 가변 속도 모터인 것이 바람직하다. 모터(11)는 전기적으로, 또한 조작 가능하게 콘트롤러(12)에 결합된다. 콘트롤러(12)는 모터(11)의 조작을 제어하여, 소망하는 회전 속도 w와 소망하는 회전주기가 달성되도록 한다.
클리닝 시스템(1000)은 상부 디스펜서(12) 및 하부 디스펜서(14)를 더 포함한다. 상부 디스펜서(12)와 하부 디스펜서(14)는 조작 가능하게, 또한 유동적으로 액체 공급 서브시스템(16)에 액체 공급 라인들(17, 18)을 통하여 결합된다. 액체 공급 서브시스템(16)은 차례로 액체 저장소(15)에 유동적으로 결합된다. 액체 공급 서브시스템(16)은 상부 디스펜서(13)와 하부 디스펜서(14) 에 액체 공급을 제어한다.
단순하게 하기 위하여, 박스처럼 개략적으로 나타내어진 액체 공급 서브시스템(16)은, 모든 필요한 펌프들, 밸브들, 덕트들, 커넥터들 및 클리닝 시스템(1000)을 통하여 액체의 흐름 및 전송을 조절하기 위한 센서들의 소망하는 배열을 포함한다. 액체의 흐름의 방향은 공급 라인들(17, 18) 상에서 화살표로 표시된다. 당업자는 액체 공급 서브시스템(16)의 다양한 구성 요소들의 존재, 배치 및 기능수행이 클리닝 시스템(1000)의 필요사항들 및 그 위에서 수행되도록 요구되는 소망하는 프로세스들에 따라 다양해지고, 그에 따라 조정될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 액체 공급 서브시스템(16)의 구성 요소들은 조작 가능하게 컨트롤러(12)에 연결되고, 컨트롤러(12)에 의하여 제어된다.
액체 저장소(15)는 실행되어져야 할 처리을 위하여 웨이퍼(50)에 공급되는 소망하는 액체를 보관한다. 클리닝 시스템(1000)에 있어서, 액체 저장소(15)는, 예를 들면, 탈이온수(deonized water, "DIW"), 스탠다드 클린 1("SC1"), 스탠다드 클린 2("SC2"), 오존화된 탈이온수("DIO3"), 희석 또는 초희석 화합물(dilute or ultra-dilute chemicals), 및/또는 그들의 컴비네이션들과 같은 클리닝 액체를 보관할 것이다. 사용된 바와 같이, "액체" 의 용어는 적어도 액체들, 액체-액체 혼합물 및 액체-가스 혼합물을 포함한다. 또한, 그것은 어떤 위치에서 액체들로서 간주하는 어떤 다른 초임계 및/또는 고밀도 유체에 대하여도 가능하다.
게다가, 복수의 액체 저장소들을 가지는 것이 가능하다. 예를 들면, 본 발명 의 몇몇의 실시예에서, 상부 디스펜서(13) 및 하부 디스펜서(14)는 다른 액체 저장소들에 조작 가능하게, 또한 유동적으로 결합된다. 이는, 필요한 경우, 웨이퍼(50)의 하표면(52) 및 상표면(51)에 다른 액체들에 대한 적용을 허여하여 준다.
클리닝 시스템(1000)은 조작 가능하게, 또한 유동적으로 가스 소스(20)에 연결된 가스 공급 서브시스템(19)을 포함한다. 가스 공급 시스템(19)은 조작 가능하게, 그리고 유동적으로 가스 공급라인(21)을 통해 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)에 연결되고, 가스 공급라인(22)를 통해 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)로 연결된다. 단순하게 하기 위하여, 박스로 개략적으로 나타낸 가스 공급 서브시스템(19)은, 필요한 펌프들, 밸브들, 덕트들, 커넥터들 또는 크리닝 시스템(100)을 통하여 가스의 흐름 및 전송을 제어하기 위한 센서들 모두의 적절한 배치를 포함한다. 가스 흐름의 방향은 공급라인들(21, 22) 상에 화살표로 나타내어진다. 당업자는 가스 공급 서브시스템(19)의 다양한 구성 요소들의 존재, 배치 및 기능수행이 클리닝 시스템(1000)의 필요사항들 및 그 위에서 수행되도록 요구되는 소망하는 프로세스들에 따라 다양해지고, 그에 따라 조정될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 가스 공급 서브시스템(19)의 구성 요소들은 조작 가능하게 컨트롤러(12)에 연결되고, 또한 컨트롤러(12)에 의하여 제어된다. 그리하여, 가스 공급 서브시스템(19)으로부터의 가스의 전송은 컨트롤러(12)로부터 수신된 신호들에 기초한다.
이하에 더욱 상세하게 나타낸 바와 같이, 가스는, 전기 에너지를 음향 에너지로 변환하는 어셈블리들(200, 300)에서, 트랜스듀서들에 쿨링(cooling) 및/또는 퍼징(purging))을 제공하기 위하여 상부 및 하부 트랜스듀서 어셈블리들(200, 300) 에 공급된다. 가스 소스(15)는 질소, 헬륨, 이산화탄소 등과 같은 불활성 가스를 보유하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은 어떤 특정한 가스의 사용에 한정되지 않는다. 게다가, 액체들과 같이, 복수의 가스 소스들을 가지는 것이 가능하다. 예를 들면, 본 발명의 몇몇의 실시예에서, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200) 및 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는 조작 가능하게, 또한 유동적으로 다른 가스 저장소들에 결합될 수 있다. 이는, 바란다면, 다른 가스들에 대한 적용을 허여할 수 있다.
클리닝 시스템(1000)은, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)에 조작 가능하게 결합되는 수평 액츄에이터(250), 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 조작 가능하게 결합된 수직 액츄에이터(350)를 더 포함한다. 액츄에이터들(250, 350)은 조작 가능하게 컨트롤러(12)에 연결되고, 또한 컨트롤러(12)에 의하여 제어된다. 액츄에이터들(250, 350)은 기압 액츄에이터들, 드라이브 어셈블리 액츄에이터들(drive-assembly actuators), 또는 필요한 이동을 달성하기 위하여 요구되는 어떤 다른 형태일 수 있다.
수평 액츄에이터(250)는 리트랙티드 위치(retracted position)와 프로세싱 위치(processing position) 사이에서 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)를 수평으로 변형할 수 있다. 리트랙티드 위치에 있을 때, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)는, 웨이퍼(50)가 서포트(10) 상으로, 또한 서포트(10)로부터 장애없이 실려지고, 또한 내려질 수 있도록 회전 가능 서포트(10)로부터 떨어져 충분히 빼내진다. 프로세싱 위치에 있을 때에는, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 적어도 일부가, 액체가 웨이퍼(50)의 상표면(51)에 공급된 때, 액체의 메니스커스가 웨이퍼(50)의 상표 면(51)과 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)사이에서 형성되도록, 간격을 두되 웨이퍼(50)의 상표면(51)에 충분히 가까운 상태이다. 도 1에서, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)는 프로세싱 위치 내에 있다.
유사하게, 수직 액츄에이터(350)는 리트랙티드 위치와 프로세싱 위치사이에서 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)를 수직으로 변형할 수 있다. 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 있어서, 리트랙티드 위치는, 웨이퍼(50)가 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 접촉하는 것 및/또는 추가적인 공간을 요하는 웨이퍼(50)의 하표면(52) 상에 실행되어질 다른 처리들과 간섭하는 것 없이, 서포트(50) 상으로 안전하게 실려질 수 있는 내려진 위치(lowered position)이다. 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)가 그 프로세싱 위치에 있을 때, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)의 적어도 일부는, 액체가 웨이퍼(50)의 하표면(52)에 공급된 때, 액체의 메니스커스가 웨이퍼(50)의 하표면(52)과 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)사이에서 형성되도록, 간격을 두되 웨이퍼(50)의 하표면(52)에 충분히 가까운 상태이다. 도 1에서, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는 프로세싱 위치 내에 있다.
시스템(1000) 내에서는, 액츄에이터들(200, 300)이 각각의 수평 및 수직 액츄에이터들로서 예로 되어 있지만, 본 발명의 다른 실시예에서, 액츄에이터들의 다른 형태들은 각각의 장소에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 조작 가능하게 결합된 액츄에이터는, 수평, 수직, 경사진 변형 액츄에이터(translation actuator) 또는 피봇터블 액츄에이터(pivotable actuator)일 수 있다. 동일한 옵션들이 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)에 조작 가능하게 결합된 액츄 에이터에 대하여 존재한다.
위치 센서(305)는, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)의 위치가 모니터될 수 있고 효율적으로 제어될 수 있도록, 클리닝 시스템(100) 내에 제공된다. 위치 센서(305)는, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)과 웨이퍼(50)의 하표면(52)사이의 적절한 위치가 액체 메니스커스의 형성을 위하여 적절한 처리 간극을 달성하여 이루어질 수 있도록, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)와 웨이퍼(50)의 하표면(52)사이의 거리를 측정한다. 위치 센서(305)는 콘트롤러(12)에 조작 가능하게, 또한 전달할 수 있게 결합되어 있다. 더욱 상세하게는, 위치 센서(305)가 측정된 거리를 나타내는 신호를 발생하고, 이 신호를 처리를 위하여 컨트롤러(12)에 전송한다. 위치 센서(305)가 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 연결되는 것으로 나타내져 있지만, 위치 센서(305)는 그 위치 지시 함수(position indicating function)를 수행할 수 있는 한 클리닝 시스템(100) 내에서 거의 어디든 장착될 수 있다.
클리닝 시스템(100)은, 또한 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)와 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 조작 가능하게 결합된 전기에너지 신호 소스(23)를 포함한다. 전기 에너지 신호 소스(23)는, 대응하는 음향 에너지로의 변환을 위하여, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)와 하부 트랜스듀서 어셈블리(300) 내에서 트랜스듀서들(후술하기로 함)로 전송되는 전기신호를 만들어내다. 소망하는 전기신호들은, 처리 필요사항들에 따라, 동시에, 연속적으로 및/또는 교대방식(alternating fashion)으로 보내질 수 있다. 전기 에너지 신호 소스(23)는 컨트롤러(12)로 조작 가능하게 결합되고, 또한 컨트롤러(12)에 의하여 제어된다. 결과적으로, 컨트롤러(12)는 주 파수, 전압레벨, 그리고 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)와 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 의하여 발생된 음향 에너지의 주기를 지시할 것이다. 바람직하게는, 전기 에너지 신호 소스(23)는, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)와 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 의하여 생성된 음향에너지가 메가소닉 범위(megasonic range) 내에서 주파수를 가지도록 제어된다.
시스템 요구사항들에 따라, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)와 하부 트랜스듀서 어셈블리(300) 모두를 제어하기 위하여, 하나의 전기에너지 신호 소스를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 그리하여, 본 발명의 다른 실시예에서, 각 트랜스듀서 어셈블리당 하나씩, 다수의 전기에너지 신호 소스들이 사용될 것이다.
컨트롤러(12)는, 처리 제어를 위하여, 프로그래머블 로직 컨트롤러에 기초된 유용한 마이크로프로세서, 개인용 컴퓨터, 또는 이와 유사한 것들 일수 있는 프로세서이다. 컨트롤러(12)는, 제어되고 및/또는 상호 통신하기 위해 필요한 클리닝 시스템(1000)의 다양한 구성 요소들로의 연결들을 제공하도록 사용된 다양한 입력/출력 포트들을 포함한다. 전기적 및/또는 통신 연결들이 도 1에서 도트된 라인으로 나타내어진다. 컨트롤러(12)는, 처리 레시피들과, 조작자에 의하여 입력되는 쓰레숄드(threshold), 처리 시간, 회전속도, 처리 조건, 처리 온도, 유출율, 소망하는 농도, 순서 조작 등과 같은 다른 데이터를 저장하기에, 충분한 메모리를 포함하는 것이 바람직하다. 컨트롤러(12)는, 당연히 유출율(flow rate), 회전속도, 클리닝 시스템(1000)의 구성 요소들의 이동과 같은 처리 조건들을 자동적으로 조정하기 위하여, 클리닝 시스템(1000)의 다양한 구성 요소들과 통신할 수 있다. 어떤 주어진 시스템을 위해 사용되는 시스템 컨트롤러의 형태는 그것이 통합된 시스템의 정확한 요구들에 의존할 것이다.
상부 디스펜서(13)는, 액체가 거길 통하여 흐르게 될 때, 액체가 기판(50)의 상표면(51)에 공급되도록 위치되고 기울어진다. 기판(50)이 회전할 때, 액체는 기판(50)의 상표면(51)의 전체에 걸쳐 액체의 층 또는 막을 형성한다. 유사하게, 하부 디스펜서(14)는, 액체가 거길 통하여 흐르게 될 때, 액체가 기판(50)의 하표면(52)에 공급되도록 위치되고 기울어진다. 기판(50)이 회전할 때, 이 액체는 기판(50)의 전체의 하표면(52)을 통하여 액체의 층 또는 막을 형성한다.
상부 트랜스듀서 어셈블리(200)는 작은 간극이 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 일부와 웨이퍼(50)의 상표면 사이에 존재하도록 위치된다. 이 간극은, 액체가 웨이퍼(50)의 상표면(51)에 공급된 때, 액체의 메니스커스가 웨이퍼(50)의 상표면(51)과 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 일부사이에 형성되도록 충분히 작게 형성된다. 유사하게, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는, 작은 간극이 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)의 일부와 웨이퍼(50)의 하표면(52)사이에 형성되도록 위치된다. 이 간극은 액체가 웨이퍼(50)의 하표면(52)에 공급된 때, 액체의 메니스커스가 웨이퍼(50)의 하표면(52)과 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)사이에 형성되도록 충분히 작다. 메니스커스는 어떤 특정한 형상에 한정되지 않는다.
기재되는 바와 같이, 상부 및 하부 트랜스듀서 어셈블리들(200, 300)은 일반적으로 박스들로 나타내져있다. 이는 가장 넓은 관점에서, 본 발명은 어떤 특정한 구조, 형상 및/또는 트랜스듀서 어셈블리들(200, 300)에 대하여 어셈블리 배열에 한정되지 않지 않기 때문이다. 예를 들면, 미국특허 제6,039,059호 ("Bran", 3. 21, 2000), 미국특허 제7,145,286호 ("Beck et al.", 12. 5, 2006), 미국특허 제 6,539,952호 ("Itzkowitz", 4. 1, 2003), 미국특허출원공보2006/0278253 ("Verhaverbeke et al.", 12. 14, 2006)에 공지된 어떤 트랜스듀서 어셈블리들은 상부 및/또는 하부 트랜스듀서 어셈블리들(200, 300)로서 사용될 수 있다. 물론, 다른 형태의 트랜스듀서 어셈블리들은 웨이퍼의 표면에 경사지게 지지되는 엘롱게이트(elongate) 트랜스미터 로드를 가지는 그것들처럼 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 클리닝 시스템(1000)의 바람직한 구조의 실시예가 나타나 있다. 숫자들과 같은 것은 도 1의 개략적으로 나타낸 구성 요소들에 대응하는 구조의 명시를 나타내기 위하여 사용된다.
도 2의 클리닝 시스템(1000)에서, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)는 하우징(202) 내부에 위치된 트랜스듀서(203)(도 3에 도시)에 음향적으로 결합된 엘롱게이트 로드-라이크 트랜스미터(201)를 포함한다. 이런 형태의 엘롱게이트 로드-라이크 트랜스미터(201)의 많은 세부사항은, 미국특허 제6,684,891호 ("Bran", 2. 3, 2004)와 미국특허 제6,892,738호 ("Bran et al.", 5. 17, 2005)에 공지되어 있고, 그것의 전체가 참고문헌에 포함되어 있다. 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)는, 리트랙티드 위치와 프로세싱 위치사이에서, 로드같은(rod-like) 트랜스미터(201)를 이동할 수 있는 어셈블리/액츄에이터(250)를 구동하기 위하여 조작 가능하게 결합되어 있다. 로드같은 트랜스미터(201)가 리트랙티드 위치에 있을 때, 로드같은 트랜스미터(201)는, 웨이퍼(50)가 장애없이 회전 가능 서포트(10) 상에 배치될 수 있도 록, 처리 볼(203)의 외부측에 위치된다. 더욱 상세하게는, 드라이브 어셈블리(250)가 처리 볼(203)의 측벽내부의 개구를 통하여 로드같은 트랜스미터(201)를 빼낸다. 프로세싱 위치에 있을 때에는, 로드같은 트랜스미터(201)가 회전 가능 서포트(10) 상에서, 웨이퍼(50)의 상표면(51)위에 직접적으로 위치된다. 로드같은 트랜스미터(201)는 도 2에서 프로세싱 위치에 있다.
하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는, 회전 가능 서포트(10) 아래 위치에서, 처리 볼(203)의 하부에 위치된다. 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는 댐(301), 트랜스미터(302) 및 베이스 303을 포함한다. 하부 디스펜서(14)는, 하나의 노즐 디스펜서보다 오히려 베이스(14) 내부에 위치되는 복수의 스프레이어들의 모양이다.
도 3을 참조하면, 회전 가능 서포트(10)가 처리 볼(process bowl, 203) 내부에 위치되는 것을 볼 수 있다. 회전 가능 서포트(10)는, 웨이퍼(50)의 주위를 에워싼 처리 볼(203)의 기체 상태의 분위기 내에서 실질적으로 수평위치로 웨이퍼(50)를 지지한다. 회전 가능 서포트(10)는 모터 어셈블리(11)에 조작 가능하게 연결된다. 모터 어셈블리는 웨이퍼를 중심축에 대하여 회전시킨다. 모터 어셈블리(11)는 다이렉트 구동 모터 또는 오프셋 벨트/풀리 드라이브 하는 베어링일 수 있다.
회전 가능 서포트(10)는, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 엘롱게이트 로드같은 트랜스미터(201)와 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)사이에서의 높이 및 위치에서, 웨이퍼(50)를 지지한다. 웨이퍼(50)가 그렇게 지지되는 때, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 트랜스미터(201)가, 가깝게 떨어진 관계(close spaced relation)에서, 웨이퍼(50)의 상표면(51) 위에 실질적으로 평행인 위치에서 연장된다. 유사 하게, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)의 트랜스미터(302)는 가깝게 떨어진 관계(close spaced relation)에서, 웨이퍼(50)의 하표면(52)아래에 실질적으로 평행인 위치에서 연장된다. 이 가깝게 떨어진 관계(close spaced relation)는, 액체가 디스펜서들(13, 14)로부터 각각 상 및 하표면들(51, 52)로 공급된 때, 액체의 메니스커스들은, 각각 트랜스미터(201)의 일부와 웨이퍼(50)의 상표면(51)사이 및 트랜스미터(302)와 웨이퍼(50)의 하표면(52)사이에 형성된다.
하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는 리프터/액츄에이터(350)에 조작 가능하게 연결된다. 리프터/액츄에이터(350)는 공기가 찬 리프터일수 있고, 또한 브라켓들을 포함할 수 있다. 리프터(350)는 프로세싱 위치와 리트랙티드 위치 사이에서 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)를 이동시킬 수 있다. 도 3에서, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는, 상술한 가깝게 떨어진 관계(close spaced relation)에 있는 올려진 위치(raised position)인 프로세싱 위치에 있다. 리트랙티드 위치에 있을 때, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는, 웨이퍼(50)가 회전 가능 서포트(10) 상으로 삽입되는 동안, 손상되지 않도록 내려진 위치에 있다.
상부 및 하부 트랜스듀서 어셈블리들(200, 300)의 트랜스듀서들(203, 305)은 트랜스미터들(201, 302)에 각각 음향적으로 결합되어 있다. 이는 중간 전송층(intermediary transmission layer)들을 사용하는 다이렉트 본딩 또는 인다이렉트 본딩을 통하여 행해질 수 있다. 트랜스듀서들(203, 305)은 전기에너지 신호의 소스에 조작 가능하게 결합된다. 트랜스듀서들(203, 305)은 당업계에 잘 알려진 압전 세라믹 또는 크리스탈일 수 있다.
도 4 내지 도7을 동시에 참조하면, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는 그 세부사항들이 보이도록 클리닝 시스템(1000)으로부터 제거되어 설명되어진다. 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는, 그 자체로서, 또한 자연적으로 본 발명의 실시예를 실행시킬 수 있는 순수한 장치이다.
하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는 베이스 구조(303), 하우징(304), 트랜스미터(302), 트랜스듀서(305) 및 댐(301)을 포함한다. 베이스 구조(303)는 PTFE 또는 적당하게 딱딱한 다른 오염되지 않은 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 베이스 구조(303)는, 일반적으로 파 쉬페리컬(par-spherical) 형태를 가지는 상부가 볼록한 표면을 가진다. 베이스 구조(303)는 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)의 나머지 구성 요소들에 연결하여 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)의 나머지 구성 요소들을 지지한다. 베이스 구조(303)는, 처리동안 액체막을 웨이퍼의 하표면으로 공급하도록 적합되어진 복수의 액체 디스펜싱 홀들/노즐들을 가진다. 홀들/노즐들(14)은, 트랜스미터(302)의 길이를 따라 연장되는 두 개의 개별 열로 트랜스미터(302)의 양 측면들상에 위치된다.
트랜스미터(302)는 볼록한 외표면(306)과 오목한 내표면(307)을 가지는 파 실린드리컬(par-cylindrical) 형상의 플레이트이다. 그러나, 트랜스미터 (302)는 다양한 범주의 다른 형상들 및 크기들을 취할 수 있다. 트랜스미터 (302)는, 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 보론 질화물(boron nitride), 플라스틱 및 금속들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니고, 트랜스듀서(305)에 의하여 생성된 음향에너지를 전송하는 어떤 물질로 구성될 수도 있다. 하나의 적당한 금속은 알루미 늄이다.
트랜스미터(302)의 외부의 블록한 표면은 정점(apex, 313)에서 끝을 이룬다. 트랜스미터(302)가 파 실린드리컬(par-cylindrical) 형상을 가지므로, 이 정점(313) (도 7 참조)은 트랜스미터(302)의 길이를 따라 엘롱게이트 에지(elongate edge, 314)를 형성한다. 물론, 여기에 사용된 바와 같이, 엘롱게이트 에지라는 용어는 엘롱게이티드 굽은 표면의 정점에 제한되지 않을 뿐만 아니라, 다른 물체사이에 두 표면들의 접합을 포함한다. 게다가, 다른 실시예에서는, 트랜스미터(302)가 본질적으로 구면형상일 수 있고, 그리하여 정점이 하나의 점(point)일 수 있다.
트랜스듀서(305)는 볼록한 상표면 308)과 오목한 하표면(309)을 가지는 굽은 플레이트이다. 전기에너지를 음향에너지로 변화시키는 트랜스듀서들의 구성은 당업계에서 잘 알려져 있다. 트랜스듀서의 볼록한 표면(308)은 내부의 오목한 표면(307)의 만곡부에 대응하는 만곡부를 가진다. 트랜스듀서(305)는, 트랜스듀서(305)에 의하여 생성된 음향에너지가 트랜스미터(302))를 통하여, 또한 웨이퍼(50)로 전달하도록, 트랜스미터(302)에 음향적으로 결합된다. 더욱 상세하게는, 트랜스듀서(305)의 볼록한 상표면(308)은 트랜스미터(302)의 오목한 내부 표면(307)에 본딩된다. 이 본딩은 표면들 (307, 308)사이에 다이렉트 본딩일 수 있거나, 또는 중간 전달층등을 이용하는 인다이렉트 본딩일 수 있다. 다른 실시예에서는, 트랜스듀서들이 평평한 플레이트들 또는 다른 형상들일 수 있다. 게다가, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)가 하나의 트랜스듀서(305)를 이용하여 나타내어지는 동안, 복수의 트랜스듀서들은 음향에너지를 생성하도록 사용될 수 있다. 바람직하게 는, 트랜스듀서(305)는 메가소닉 에너지를 생성하기 위하여 적합되어진다.
트랜스미터(302)는, 트랜스듀서(305)가 위치되는 실질적으로 둘러싸여진 스페이스(310)를 형성하도록 하우징(304)에 연결된다. 접착, 열용접, 패스트너(fastner), 또는 타이트-피트 어셈블리(tight-fit assembly)를 포함하는 어떤 적당한 수단들이, 하우징(304)을 트랜스미터(302)에 연결하도록 사용될 수 있다. 복수의 개구들 311은 하우징(304)의 하측 일부에 제공된다. 개구들 311은, 트랜스듀서(305)가 쿨링 및/또는 퍼징될 수 있도록, 가스를 스페이스(310)로 및/또는 스페이스(310)의 외부로 안내되도록 허여하기 위하여 제공된다. 개구들(311)은, 도 1에 나타난 바와 같이, 가스 소스(20)에 조작 가능하게 연결된다. 하우징(304)은, 또한 트랜스듀서(305)가 스페이스(310)로 지나가도록 전압을 공급하기 위하여 필요한 전기적 연결들(예를 들면, 와이어들)을 허여하기 위한 개구(312)를 포함한다. 이 개구(312)는, 또한 가스가 스페이스(310)를 탈출하도록 허여하기 위하여 사용된다. 하우징(304)은 다양한 형상들 및 구조들을 취할 수 있고, 본 발명의 제한은 아니다. 몇몇의 실시예에서, 하우징은 단지 하나의 플레이트 또는 다른 간단한 구조일 수 있다.
가능한 오염으로부터 웨이퍼(50)를 더 보호하기 위하여, 일단 트랜스미터(302)가 하우징(304)에 연결되면, 결합된 어셈블리는, 테플론(Teflon) 등과 같은 불활성의 오염되지 않은 플라스틱로 완전히 넣어질 수 있다. 이는, 또한 화학적인 어택으로부터 트랜스미터(302)를 보호하기 위하여 제공한다. 트랜스미터(302)가 그렇게 넣어지고 및/또는 코팅된 때, 넣어짐 및/또는 코팅은 트랜스미터(302)의 일부 로 간주된다.
도 4 및 도 7을 한정하여 참조하면, 하부 트랜스미터 어셈블리(300)는 트랜스미터(302)의 주위/주변을 에워싸는 댐(301)을 더 포함한다. 댐(301)은 경사진 내표면(317)을 가지는 위쪽으로 돌출한 리즈(ridge, 316), 외표면(318)및 상부 에지(319)를 형성한다. 댐(301)은 트랜스미터(302)의 양측상에 액체 리테이닝 채널(315)을 형성한다. 더욱 상세하게는, 리즈(316)의 내표면(317)은 트랜스미터(302)와 함께 채널/그루브를 형성한다. 물론, 몇몇의 실시예에서, 댐(301)은 다른 방식 및/또는 다른 구조들과 조합을 통하여 채널을 형성하기 위하여 사용될 수 있다.
댐(301)은 사각형의 프레임같은(frame-like) 구조이나, 다른 형상들을 취할 수 있다. 댐(301)은, 또한 트랜스미터(302)의 전체 표면을 에워싸거나, 필요하다면 작은 부분만을 에워쌀 수 있다. 댐(301)은 HDPE, PVDF, NPP 또는 어떤 다른 물질로 구성될 있다. 바람직하게는, 선택된 물질들은 화학적으로 저항력이 있고, 기계적으로 안정하다.
댐(301)은, 트랜스미터(302)를 웨이퍼(50)의 하표면(52)에 결합시키는 메니스커스의 크기를 증가시키기 위하여, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)에 설치된다. 이는 향상된 클리닝을 위하여 웨이퍼(50)에 전송된 증가된 양의 음향 에너지를 촉진한다. 도 7에 나타난 바와 같이, 댐(301)없이, 메니스커스는 트랜스미터(302)의 영역A만을 웨이퍼에 결합시킨다. 그러나, 댐(301)을 이용하여, 메니스커스 연결영역은 영역B로 증가하게 된다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 크리닝 시스템(1000)에서 서로서로에 대하여 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)와 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 상대적인 배열을 위한 가능성들이 논해질 것이다.
우선, 도 8 및 도 9를 참조하면, 배열이 설명되어 있는데, 이 내에는 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 트랜스미터(201)가 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)의 트랜스미터(302)와 정렬되고, 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)의 트랜스미터(302)에 대향하고 있다. 웨이퍼(50)가 어셈블리들(200, 300)사이에 있는 것으로 설명된다. 액체(70)가 웨이퍼(50)의 상표면(51)에 공급되기 때문에, 액체(72)의 메니스커스는 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 트랜스미터(201)의 하측 일부와 웨이퍼(50)의 상표면(51)사이에 형성된다. 유사하게, 액체(70)가 웨이퍼(50)의 하표면(52)에 공급되기 때문에, 액체(71)의 메니스커스가 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)와 웨이퍼(50)의 하표면(52)사이에 형성된다. 보여진 바와 같이, 상부 트랜스미터(201)와 하부 트랜스미터(302)의 결합된 부분들이 정렬된 방식으로 서로서로 대향하고 있다. 결과적으로, 상부 및 하부 트랜스듀서 어셈블리들(200, 300)에 의하여 생성되고, 메니스커스들(71, 72)을 통하여 웨이퍼로 전송되는 음향에너지가 서로서로 간섭 및/또는 취소할 수 있다.
그리하여, 어떤 경우들에서는, 웨이퍼 클리닝 주기동안 얼터네이팅 및/또는 컨제큐티브 방식으로 상부 및 하부 트랜스듀서들(200, 300)을 조작시키는 것이 바람직할 수 있다. 다른 실시예에서는, 간섭이 발생되지 않으면, 순간적으로 상부 및 하부 트랜스듀서 어셈블리들(200, 300)의 조작을 활성화시키는 것을 필요로 할 것 이다.
도 10 및 도 11을 동시에 참조하면, 크리닝 시스템(1000) 내에서 서로서로에 대하여 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)와 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 선택적인 상대적 배열이 설명된다. 이 실시예에서는, 상부 및 하부 트랜스듀서 어셈블리들(200, 300)의 트랜스미터들(201, 302)이 정렬되지 않고, 서로서로 마주보고 있지도 않다. 그리하여, 웨이퍼로 음향에너지를 동시생성 및 전송하는 동안, 간섭이 문제가 되지 않는다. 상부 및 하부 트랜스미터들(201, 302)사이에 분리의 수평각이 설명에서 90도인 반면, 180도, 45도 등을 포함하는 다른 각이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
향상된 클리닝 결과들은, 상술한 시스템의 생성동안, 클리닝 시스템(1000)에 주어지고, 비록 비활성화(즉, 패시브)되었다고 하더라도, 도 8에 나타난 바와 같이 배열된 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)를 단지 가짐으로써 달성되는 것이 발견되었다. 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)가, 웨이퍼(50)의 하표면(51)의 후측 방향으로, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)에 의하여 생성된 적어도 일부의 음향에너지를 반사하고 있다는 것이 발견된다. 그러므로, 본 발명의 다른 측면은, 활성 트랜스듀서 어셈블리보다 웨이퍼의 반대표면에 결합된 패시브 반사 부재를 이용한 순수한 시스템이다.
도 12를 참조하면, 패시브 백사이드 반사 부재(400)를 이용한 클리닝 시스템(2000)은 개략적으로 설명된다. 클리닝 시스템(200)은, 하부 트랜스듀서 어셈블리가 반사 부재(400)에 의하여 대체되는 것을 제외하고, 클리닝 시스템(1000)의 그 것과 동일하다. 사실, 몇몇의 실시예에서는, 반사 부재(400)가, 위에서 설명한 것처럼, 활성적이지 않은 트랜스듀서 어셈블리일수 있다. 그러나, 반사 부재(400)가 제한되지 않고, 폭넓게 다양한 구조들을 취할 수 있다. 그리하여, 클리닝 시스템(200)의 상세한 설명이, 상술한 클리닝 시스템(1000)의 기술이 유사한 부분들에 충분할 것이라는 이해로 생략되어질 것이다. 유사한 숫자들은 부분들 같이 참고하여 사용된다.
반사 부재(400)는 단지 하나의 플레이트 또는 다른 구조일 수 있다. 바람직하게는, 반사 부재(400)가 물의 그것보다 더 큰 음향적인 임피던스 값(Za) 을 가지는 물질로 만들어진다. 하나의 실시예에서는, 음향적인 임피던스 값이, 석영(quartz)과 같이, 5.0 Mrayl보다 최소한 더 크다. 반사 부재(400)는, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)에 의하여 생성된 음향 에너지의 파장의 1/4 인터벌인 거리에 유동적으로 결합된 웨이퍼의 표면으로부터 떨어져 있는 것이 바람직하다. 몇몇의 선택적인 실시예에서는, 반사 부재(400)가 그것을 반사하는 것 대신에 음향에너지를 흡수하는데 사용될 수 있다.
반사 부재(400)는, 리플렉터(reflector) 또는 압소버(absorber)로 사용되도록 의도되건 의도되지 않았건 간에 좌우되는 선택에 따라 다양한 물질로 구성될 수 있다. 도 12 및 도 13에 나타난 실시예에서는, 반사 부재(400)가 음향에너지를 반사하도록 고안된다. 반사 부재(400)는, 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 보론 질화물(boron nitride), 실리콘 카바이드(silicon carbide)와 같은 물질로 제조된다. 음향에너지가 흡수되기를 원한다면, 반사 부재(400)는 PVDF (PolyVinylidine DiFluoride) 또는 PTFE(polytetrafluoroethylene) (또한, 보통 Teflon®이라는 상표로 팔린다)중에서 구성될 수 있다. 선택된 물질들은 그들 각각의 음향임피던스(Za)에 기초한다. 테이블 1(아래)은 물질들의 리스트를 제공하고, Zas는 그것들과 관련된다.
[표 1]
물질 Za
알루미나(Alumina) 40.6
도금 알루미늄(Aluminium rolled) 17.33
애럴다이트(Araldite) 502/956 20 phe 3.52
애럴다이트(Araldite) 502/956 50 phe 4.14
애럴다이트(Araldite) 502/956 90 phe 12.81
베릴륨(Beryllium) 24.10
비스무트(Bismuth) 21.5
황동 70구리 30아연(Brass 70cu 30Zn) 40.6
브릭(Brick) 7.4
칼슘(Cadmium) 24
유리질 탄소, sigradur K(Carbon vitreous, sigradur K) 7.38
콘크리트(Concrete) 8.0
도금 구리(Copper rolled) 44.6
두랄루미늄 17S(Duraluminium 17S) 17.63
에포텍 301(Epotek 301) 2.85
용융 실리카(Fused silica) 12.55
게르마늄(Germanium) 29.6
파이렉스 유리(Glass pyrex) 13.1
석영 유리(Glass quartz) 12.1
실리카 유리(Glass silica) 13
글루코오스(Glucose) 5.0
금(Gold) 63.8
화강암(Granite) 26.8
인듐(Induim) 18.7
철(Iron) 46.4
주철(Iron cast) 33.2
납(Lead) 24.6
리튬(Lithium) 33.0
마그네슘(Magnesium) 10.0
대리석(Marble) 10.5
몰리브덴(Molybdenum) 63.1
니켈(Nickel) 49.5
파라핀(Paraffin) 1.76
폴리에스테르 주조 수지(Polyester casting resin) 2.86
자기(Porcelain) 13.5
폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF) 4.2
x컷 석영(Quartz x Cut) 15.3
루비듐(Rubidium) 1.93
x방향 염 결정(Salt crystalline x direction) 10.37
사파이어, 알루미늄 옥사이드(Sapphire, aluminium oxide) 44.3
2.5밀 두께 스카치테이프(Scotch tape 2.5 mils thick) 2.08
이방성 실리콘(Silicon very anisotropic) 19.7
실리콘 카바이드(approx Silicon carbide) 91.8
실리콘 니트라이드(Silicon nitride) 36
은(Silver) 38.0
연강(Steel mild) 46.0
스테인리스강(Steel stainless) 45.7
스티캐스트(Stycast) 2.64
탄탈(Tantalum) 54.8
테플론(Teflon) 2.97
주석(Tin) 24.2
티타늄(Titanium) 27.3
트래콘(Tracon) 4.82
텅스텐(Tungsten) 101.0
우라늄(Uranium) 63.0
바나듐(Vanadium) 36.2
코르크 나무(Wood cork) 0.12
소나무(Wood pine) 1.57
아연(Zinc) 29.6
산화 아연(Zinc oxide) 36.4
지르코늄(Zirconium) 30.1
물질의 음향 임피던스 Za는, 그 물질에서 그 물질의 밀도와 음향속도의 곱의 프로덕트로 정의된다. Za의 단위는 Mrayl 또는 (kg/m2s×106)이다. 음향에너지 전송은, 음향에너지가 통과해야하는 물질들의 Zad의 차이에 의하여 영향을 받는다. 더욱 상세하게는, 음향에너지가 통과해야 하는 인접한 물질들 사이에서 Za의 큰 차이는 음향에너지의 증가된 임피던스를 초래한다.
반사 부재(400)의 다양한 표면들의 음향 임피던스 값들 때문에, 음향에너지는 효과적으로 웨이퍼(50)의 후측으로 전송된다. 이는 추가적인 트랜스듀서들을 가져야함이 없이도 하표면(52)을 효과적으로 클리닝한다. 상술한 바와 같이, 반사 부재(400)는 음향에어지가 전송되도록 하는 유체보다 더 큰 Za를 가진 물질로 제조된다. 바람직하게는, Za는 바람직하게는 5 Mrayl보다 커야하고, 더 바람직하게는 석 영과 같이 15 Mrayl보다 커야 한다. 반사 부재(400)는, 음향에너지가 반사 부재(400)를 통과할 때, 다시 리플렉티브되도록 하는 추가적인 트랜지셔널 스페이스(additional transitional space)를 생성하기 위하여 비어있을 것이다. 클리닝 공정동안, 웨이퍼(50)와 반사 부재(400)사이에 연속적인 리플렉션이 있을 것이고, 또한 음향에너지가 시스템 내에서 감소할 때까지 계속될 것이다.
도 13은, 반사 부재(400)가 하표면(52)보다 오히려 웨이퍼(50)의 상표면(51)에 근접하여 위치되는 패시브 클리닝 시스템(2000)의 선택적인 실시예를 나타낸다. 하부 트랜스듀서 어셈블리(300)는 상부 트랜스듀서 어셈블리(200) 대신에 사용된다. 이 실시예는, 반사 부재(400)와 트랜스듀서 어셈블리(300)를 제외하고, 도(12)에 나타난 실시예가 거꾸로 된 것으로서 많은 동일한 방식으로 조작된다.
도 14를 참조하면, 반사 부재(400)로서, 속이 빈 터뷸라 구조들을 이용하는 것이 바람직하다는 것이 발견된다. 속이 빈 터뷸라 멤버들(500A-E)는, 바란다면 트랜스듀서들(305A-E)와 고정될 수 있다. 터뷸라 멤버는 석영, 플라스틱, 금속, 또는 다른 물질들로 제조될 수 있다. 이 터뷸라 멤버들(500A-E)는 음향에너지의 전송에 다른 영향을 미칠 것이다. 터뷸라 멤버들(500A-E)은, 모더파이어(modifier)들이 실린더리컬하게 형성되고, 삼각형상으로 형성되고, 또한 사다리꼴 형상으로 형성된다. 다른 형상들이 사용될 수 있고, 보여진 형상들에 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 형상의 선택은 원하는 결과들에 따라 다양해 질 수 있다.
둥근 또는 경사진 터뷸라 멤버들(500A-E)은, 또한 그것이 웨이퍼(50)에 유도된 때의 것보다 더 낮은 각도에서 반사된 음향에너지를 유도시키는 데 사용될 수 있다. 전형적으로, 이 각도들은 40도 보다 작다. 얕은 각도에서 음향에너지를 반사하여줌으로써, 대부분의 음향에너지는 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)의 웨이퍼(50)의 하표면(52) 상에 집중될 것이다.
웨이퍼(50)로부터의 반사 부재(400)의 배치가 효율적으로 파티클을 제거하는데 큰 역할을 하는 것을 발견하게 된다. 반사 부재(400), 트랜스듀서 어셈블리(200, 300)와 웨이퍼(50)의 사이의 거리, 또는 간극은, 파장의 주기를 조절하기 위하여 결정된다.
파장은,
λ = Vw / f (1)
여기서, λ는 음향파의 파장, Vw는 파의 진행속도, f는 파의 주파수(1/s=Hz). 홀수 1/4파장(즉, 1/4,3/4, 1-1/4) 간극들은, 에너지가 다음 매체에 지나가도록 허여하는 매칭 레이어들(matching layers)로서 작용하고, 웨이퍼(50)와 반사 부재(400)사이에서의 짝수 1/4 파장(즉, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0) 간극들은 매체 인터페이스(media interface)에서 리플렉티브 프라퍼티(reflective property)를 증가시킨다. 예를 들면, 도(12)에서, 상부 트랜스듀서 어셈블리(200)와 웨이퍼(50)간의 간극이, 클리닝 액체와 웨이퍼(50)를 통하여 음향 에너지의 전송을 증가시키기 위하여 1과 1/4파장으로 세팅되어질 것이다. 반대 측에서, 반사 부재(400)와 웨이퍼(50)간의 간극이, 음향에너지의 전송이 웨이퍼(50)의 하표면(52)을 향하여 다이렉티드되도록 리플렉션 프라퍼티를 증가시키기 위하여, 1.0 파장(즉, 짝수)으로 설정될 것이다. 주어진 예에서, 물과 835 kHz의 주파수, 1과 1/4 파장을 사용한 때, 트랜스듀서 어셈블리(200)와 웨이퍼(50)의 간극이 거의 0.087''이다. 반사 부재(400)와 웨이퍼(50)간의 간극은, 1.0 파장에서, 거의 0.070''이다.
본 발명의 다수의 특징들 및 장점이 본 발명의 상세한 구조 및 기능들과 함께 상기의 기재에 설명되어있더라도, 본 명세는 단지 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 변화들은 특히 형상, 크기에 관하여는 상세하게 제조되어, 본 발명의 범위내에 부분들의 배열은 부가된 청구항들이 표현되는 항목의 넓고 일반적인 의미까지 나타내어진다. 또한, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

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  75. 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트;
    상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 제1 표면으로 액체를 공급하는 제1 디스펜서(dispenser);
    상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 제2 표면으로 액체를 공급하는 제2 디스펜서;
    음향 에너지를 발생시키는 제1 트랜스듀서(transducer)와 상기 제1 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제1 트랜스미터(transmitter)를 포함하며, 상기 제1 디스펜서가 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제1 표면으로 액체를 공급할 때, 액체의 제1 메니스커스(meniscus)가 상기 제1 트랜스미터의 일부분과 상기 평평한 물품의 상기 제1 표면 사이에 형성되도록 위치되어 있는 제1 트랜스듀서 어셈블리; 및
    음향 에너지를 발생시키는 제2 트랜스듀서와 상기 제2 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제2 트랜스미터를 포함하며, 상기 제2 트랜스미터는 제2 엘롱게이트 에지를 가지는 볼록한 외표면을 가지고 있으며, 상기 제2 디스펜서가 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제2 표면으로 액체를 공급할 때, 액체의 제2 메니스커스가 상기 제2 트랜스미터의 상기 볼록한 외표면의 제2 엘롱게이트 에지와 상기 평평한 물품의 상기 제2 표면 사이에 형성되도록 위치되어 있는 제2 트랜스듀서 어셈블리
    를 포함하고 있는, 평평한 물품을 처리하는 시스템.
  76. 제75항에 있어서,
    상기 회전 가능 서포트는 상기 평평한 물품의 제1 표면이 상표면이 되고 상기 평평한 물품의 제2 표면이 하표면이 되는, 실질적으로 수평인 위치(orientation)에서 상기 평평한 물품을 지지하고 회전시키는, 시스템.
  77. 제75항에 있어서,
    상기 제2 트랜스듀서 어셈블리를 프로세싱 위치(processing position)와 리트렉티드 위치(retracted position) 사이에서 이동시키는, 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리에 조작 가능하게 연결되어 있는 액츄에이터를 더 포함하는, 시스템.
  78. 제77항에 있어서,
    상기 회전 가능 서포트는 상기 평평한 물품의 제1 표면이 상표면이 되고 상기 평평한 물품의 제2 표면이 하표면이 되는, 실질적으로 수평인 위치에서 상기 평평한 물품을 지지하고 회전시키며,
    상기 프로세싱 위치는, 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리의 적어도 일부분이, 상기 액체의 제2 메니스커스가 상기 평평한 물품의 하표면과 상기 제2 트랜스미터의 상기 볼록한 외표면의 상기 제2 엘롱게이트 에지 사이에서 형성되도록, 상기 평평한 물품의 하표면에 대하여 간격을 가지는, 올려진 위치(raised position)이고, 상기 리트랙티드 위치는, 상기 평평한 물품이, 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리에 접촉하는 것 없이 상기 회전 가능 서포트 상으로 안전하게 실려지는, 내려진 위치(lowered position)인,
    시스템.
  79. 제75항에 있어서,
    상기 제2 트랜스듀서 어셈블리를 프로세싱 위치와 리트렉티드 위치 사이에서 이동시키는, 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리에 조작 가능하게 연결되어 있는 액츄에이터;
    상기 제2 트랜스듀서 어셈블리의 상기 위치를 가리키는 센서; 및
    상기 센서와 상기 액츄에이터에 조작 가능하게 결합된 컨트롤러
    를 더 포함하고 있고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리가 상기 프로세싱 위치에 있다는 것을 가리키는, 상기 센서로부터의 신호를 받는 것에 따라 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리의 이동을 정지시키도록 프로그램되어 있는,
    시스템.
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  81. 제75항에 있어서,
    상기 제1 트랜스미터의 상기 일부분은 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제1 표면에 실질적으로 평행하게 연장되어 있는 제1 엘롱게이트 에지(elongate edge)를 포함하고 있고,
    상기 제2 엘롱게이트 에지는 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제2 표면에 실질적으로 평행하게 연장되어 있는,
    시스템.
  82. 제75항에 있어서,
    상기 제1 디스펜서와 상기 제2 디스펜서에 조작 가능하게 연결된, 클리닝 액체의 소스를 더 포함하는, 시스템.
  83. 제75항에 있어서,
    상기 제2 트랜스듀서 어셈블리를 지지하는 베이스를 더 포함하고,
    상기 제2 디스펜서는 상기 베이스 내에 위치되어지고, 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제2 표면으로 액체를 공급하는데 적합되어져 있는,
    시스템.
  84. 제75항에 있어서,
    제2 트랜스듀서 어셈블리는, 상기 제2 트랜스듀서가 그 안에 위치되는, 실질적으로 둘러싸여진 스페이스를 형성하도록 상기 제2 트랜스미터에 연결된 하우징을 더 포함하고,
    상기 하우징은 가스를 상기 스페이스의 안으로 및/또는 밖으로 흐르게 하는 하나 이상의 개구를 포함하고 있는,
    시스템.
  85. 제84항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구에 조작 가능하게 결합된, 가스의 소스를 더 포함하는, 시스템.
  86. 제84항에 있어서,
    상기 제2 트랜스미터와 상기 하우징은 불활성의 비반응성 플라스틱 내에 넣어져 있는, 시스템.
  87. 삭제
  88. 제75항에 있어서,
    액체 리테이닝 채널(liquid retaining channel)을 형성하도록 제2 트랜스미터의 주위의 적어도 일부분을 에워싸는 댐(dam)을 더 포함하고 있고,
    상기 제2 트랜스미터의 상기 제2 엘롱게이트 에지는 상기 댐의 상부를 넘어 돌출하고 있는,
    시스템.
  89. 제75항에 있어서,
    액체 리테이닝 채널을 형성하도록 제2 트랜스미터의 주위의 적어도 일부분을 에워싸는 댐을 더 포함하고 있고,
    상기 제2 트랜스미터의 상기 볼록한 외표면은 정점(apex)를 가지고 있으며,
    상기 제2 트랜스미터의 상기 정점은 상기 댐의 상부를 넘어 돌출하고 있는,
    시스템.
  90. 제75항에 있어서,
    상기 제2 트랜스미터와 당해 댐 사이에 액체 리테이닝 채널을 형성하도록 제2 트랜스미터의 주위의 적어도 일부분을 에워싸는 댐을 더 포함하고 있는, 시스템.
  91. 제75항에 있어서,
    상기 제1 트랜스미터의 상기 일부분과 상기 제2 트랜스미터의 상기 제2 엘롱게이트 에지는 서로 대향하고 있는, 시스템.
  92. 제75항에 있어서,
    상기 제1 트랜스미터의 상기 일부분과 상기 제2 트랜스미터의 상기 제2 엘롱게이트 에지는 서로 대향하고 있지 않은, 시스템.
  93. 제75항에 있어서,
    상기 제1 트랜스듀서 어셈블리와 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리에 조작 가능하게 결합된 컨트롤러를 더 포함하고 있고,
    상기 컨트롤러는 제1 트랜스듀서 어셈블리와 제2 트랜스듀서 어셈블리를 연속하여 조작하도록 프로그램되어 있는,
    시스템.
  94. 제75항에 있어서,
    상기 제1 트랜스듀서 어셈블리와 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리에 조작 가능하게 결합된 컨트롤러를 더 포함하고 있고,
    상기 컨트롤러는 제1 트랜스듀서 어셈블리와 제2 트랜스듀서 어셈블리를 동시에 조작하도록 프로그램되어 있는,
    시스템.
  95. 제75항에 있어서,
    상기 제1 트랜스듀서 어셈블리와 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리에 조작 가능하게 결합된 컨트롤러를 더 포함하고 있고,
    상기 컨트롤러는 제1 트랜스듀서 어셈블리와 제2 트랜스듀서 어셈블리를 교대 방식으로 조작하도록 프로그램되어 있는,
    시스템.
  96. 제75항에 있어서,
    상기 제2 트랜스미터는 오목한 내표면과 상기 볼록한 외표면을 가지는 파 실린드리컬(par-cylindrical) 플레이트인, 시스템.
  97. 제96항에 있어서,
    상기 제2 트랜스듀서는, 상기 제2 트랜스미터의 상기 오목한 내표면의 만곡부에 대응하는 만곡부를 가지는 볼록한 표면을 가지는, 시스템.
  98. 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트;
    제1 트랜스듀서와 상기 제1 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제1 트랜스미터를 포함하며, 액체가 제1 디스펜서에 의하여 상기 평평한 물품의 제1 표면으로 공급될 때, 액체의 제1 메니스커스가 상기 제1 트랜스미터의 일부분과 상기 평평한 물품의 상기 제1 표면 사이에 형성되도록, 상기 제1 트랜스미터의 상기 일부분과 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제1 표면 사이에 제1 간극이 존재하게 위치되어 있는 제1 트랜스듀서 어셈블리;
    제2 트랜스듀서와 상기 제2 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제2 트랜스미터를 포함하며, 액체가 제2 디스펜서에 의하여 상기 평평한 물품의 제2 표면으로 공급될 때, 액체의 제2 메니스커스가 상기 제2 트랜스미터의 일부분과 상기 평평한 물품의 상기 제2 표면 사이에 형성되도록, 상기 제2 트랜스미터의 상기 일부분과 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제2 표면 사이에 제2 간극이 존재하게 위치되어 있는 제2 트랜스듀서 어셈블리; 및
    상기 제1 트랜스듀서 어셈블리와 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리에 조작 가능하게 결합된 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 제1 트랜스듀서 어셈블리와 상기 제2 트랜스듀서 어셈블리를 교대 방식으로 또는 연속하여 조작하도록 프로그램되어 있고,
    상기 제1 트랜스미터의 상기 일부분과 상기 제2 트랜스미터의 상기 일부분은 서로 대향하고 있는,
    를 포함하는, 평평한 물품을 클리닝하는 시스템.
  99. 실질적으로 수평인 위치에서 평평한 물품을 지지하고 회전시키는 회전 가능 서포트; 및
    음향 에너지를 발생시키는 트랜스듀서와 상기 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 트랜스미터와 상기 트랜스미터와 당해 댐 사이에 액체 리테이닝 채널을 형성하도록 상기 트랜스미터의 주위의 적어도 일부분을 에워싸는 댐을 포함하는 트랜스듀서 어셈블리
    를 포함하며,
    상기 트랜스듀서 어셈블리는, 액체가 상기 평평한 물품의 하표면으로 공급될 때, 액체의 메니스커스가 상기 트랜스미터의 일부분과 상기 평평한 물품의 상기 하표면 사이에 형성되도록, 상기 트랜스미터의 상기 일부분이 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 하표면에 인접하게 위치되어 있는,
    평평한 물품을 처리하는 시스템.
  100. 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트;
    상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 제1 표면으로 액체를 공급하는 제1 디스펜서;
    상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 제2 표면으로 액체를 공급하는 제2 디스펜서;
    음향 에너지를 발생시키는 제1 트랜스듀서와 상기 제1 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제1 트랜스미터를 포함하며, 상기 제1 디스펜서가 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제1 표면으로 액체를 공급할 때, 액체의 제1 메니스커스가 상기 제1 트랜스미터의 일부분과 상기 평평한 물품의 상기 제1 표면 사이에 형성되도록 위치되어 있는 제1 트랜스듀서 어셈블리; 및
    음향 에너지를 발생시키는 제2 트랜스듀서와 상기 제2 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 제2 트랜스미터를 포함하며, 상기 제2 디스펜서가 상기 회전 가능 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 제2 표면으로 액체를 공급할 때, 액체의 제2 메니스커스가 상기 제2 트랜스미터의 일부분과 상기 평평한 물품의 상기 제2 표면 사이에 형성되도록 위치되어 있는 제2 트랜스듀서 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 제1 트랜스미터의 상기 일부분과 상기 제2 트랜스미터의 상기 일부분은 서로 대향하고 있지 않은,
    평평한 물품을 처리하는 시스템.
  101. 실질적으로 수평인 위치에서 평평한 물품을 지지하는 회전 가능 서포트;
    음향 에너지를 발생시키는 트랜스듀서 및 상기 트랜스듀서에 음향적으로 결합된 트랜스미터를 포함하고, 액체가 상기 평평한 물품의 상표면에 공급될 때, 액체의 제1 메니스커스가 상기 트랜스미터의 일부분과 상기 평평한 물품의 상기 상표면 사이에 형성되도록, 상기 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 상표면에 인접하게 위치되어 있는 트랜스듀서 어셈블리; 및
    정점에서 끝을 이루는 볼록한 외표면을 가지고, 상기 정점은 당해 반사 부재의 길이를 따라 연장되는 엘롱게이트 에지를 형성하고, 액체가 상기 평평한 물품의 하표면으로 공급될 때, 액체의 제2 메니스커스가 당해 반사 부재의 상기 엘롱게이트 에지와 상기 평평한 물품의 상기 하표면 사이에 형성되도록, 상기 엘롱게이트 에지는 상기 서포트 상에 있는 상기 평평한 물품의 상기 하표면에 인접하게 위치되어 있는 반사 부재
    를 포함하고,
    상기 반사 부재는, 상기 트랜스듀서 어셈블리에 의하여 발생시켜진 상기 음향 에너지의 적어도 일부가 상기 제1 메니스커스, 상기 평평한 물품 및 상기 제2 메니스커스를 통하여 지나가고, 상기 평평한 물품의 상기 하표면을 향하여 되반사되도록, 위치되어져 있는,
    평평한 물품을 처리하는 시스템.
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