KR20040098634A - 메가소닉 프로브 에너지 조준기 - Google Patents

메가소닉 프로브 에너지 조준기 Download PDF

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KR20040098634A
KR20040098634A KR10-2004-7011627A KR20047011627A KR20040098634A KR 20040098634 A KR20040098634 A KR 20040098634A KR 20047011627 A KR20047011627 A KR 20047011627A KR 20040098634 A KR20040098634 A KR 20040098634A
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마리오 이. 브랜
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골드핑거 테크놀로지스, 엘엘씨
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Abstract

기판을 손상시키지 않고 기판을 효과적으로 세정하기 위한 메가소닉 세정 장치가 제공된다. 상기 장치는 메가소닉 프로브, 상기 프로브를 활성화시키기 위한 변환기, 및 상기 변환기와 프로브 사이에 배치된 열 전달 부재를 포함한다. 상기 열 전달 부재는, 얕은-각도 파동에 비한 수직-입사 파동의 효과를 줄이도록, 상기 변환기로부터 프로브의 특정 영역을 향해 음향 에너지를 조준한다. 다른 실시예는 상기 열 전달 부재와 프로브의 후방 단부면 사이에 배치되어 음향 에너지를 변환기로부터 프로브의 특정 영역으로 향하게 하는 커플러를 제공한다.

Description

메가소닉 프로브 에너지 조준기{MEGASONIC PROBE ENERGY DIRECTOR}
종종, 반도체 웨이퍼는 메가소닉 에너지가 내부로 전파되는 세정 용액내에서 세정된다. 초음파 보다 20배 이상 높은 주파수에서 작동하는 메가소닉 세정 시스템은 초음파 세정과 관련한 부수적인 부정적 효과 없이도 물질로부터 입자들을 안전하고도 효과적으로 제거한다.
통상적으로, 메가소닉 에너지 세정 장치는 트랜스미터에 연결된 압전 변환기를 포함한다. 변환기는 전기적으로 여기되어 진동되고, 트랜스미터는 프로세싱 탱크내의 액체내로 고주파 에너지를 전달한다. 메가소닉 에너지에 의해 이루어지는 세정 유체의 교반은 반도체 웨이퍼상의 입자들을 분리 한다. 그에 따라, 오염물질들은 웨이퍼 표면으로부터 진동하여 분리된다. 하나의 구성에서, 유체는 탱크의 바닥으로부터 프로세싱 탱크내로 유입되고 상단에서 탱크로부터 오버플로우(overflow)된다. 그에 따라, 오염물질들은 유체의 오버플로우를 통해서 그리고 그유체의 신속한 덤핑(dumping)에 의해 탱크로부터 제거된다.
200mm로부터 300mm로 반도체 웨이퍼의 직경이 커짐에 따라, 한번에 하나의 웨이퍼를 세정하는 옵션이 보다 바람직하게 되었다. 다수의 소자들을 포함하는 하나의 대형 직경 웨이퍼는 보다 작은 직경의 웨이퍼 보다 고가이다. 따라서, 보다 큰 직경의 웨이퍼는 보다 작은 직경의 웨이퍼의 통상적인 배치식(batch) 세정 보다 세심한 주의를 필요로 한다.
최근에, 미국 캘리포니아주 산타 아나에 소재하는 Verteq, Inc.는 수평 장착된 웨이퍼의 상부면에 근접하여 위치되는 긴 프로브를 포함하는 메가소닉 세정기를 개발하였다. 웨이퍼에 적용되는 세정 용액은 프로브와 웨이퍼 사이에 메니스커스(meniscus)를 생성한다. 프로브의 단부에 인가되는 메가소닉 에너지는 메니스커스를 통해 웨이퍼로 지향되는 프로브의 일련의 진동을 그 프로브의 길이에 걸쳐 생성한다. 웨이퍼의 회전등에 의한 프로브와 웨이퍼 사이의 상대적인 운동의 생성은 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐 입자들을 분리하게 하는 효과적인 방법이라는 것을 발견하였으며, 이는 그 입자들이 회전하는 웨이퍼로부터 세정되어 제거될 수 있게 한다. 그러한 구성의 일 예가 Verteq, Inc.에게 양도된 미국 특허 제 6,140,744 호에 기재되어 있다.
그러한 시스템은 매우 효과적인 세정을 제공한다. 그러나, 웨이퍼상의 증착 층의 높이 및 밀도가 증대됨에 따라 웨이퍼는 취약해진다. 상기 '744 특허의 장치를 이용한 방법을 포함하여 현재의 세정 방법은 웨이퍼상에 위치된 소자들을 손상시킬 수 있다. 물론, 그러한 손상은 심각한 문제가 되는데, 이는 매우 정교한 소자 층이 웨이퍼상에 증착된 후의 가격 때문이다. 따라서, 섬세한 소자들에 손상을 미칠 위험성을 감소시키는 방식으로 그러한 메가소닉 프로브 시스템의 세정능력을 개선할 필요가 있다.
테스트를 통해, Verteq, Inc.는 각 웨이퍼에 유발되는 손상 정도는 프로브에 가해지는 전력, 또는 음파 와트(sonic watt) 밀도에 직접 비례한다는 것을 발견하였다. 따라서, 보다 낮은 전력을 인가함으로써 손상을 감소시킬 수 있다. 그러나, 테스트 결과는 또한 인가 전력을 줄이는 것이 웨이퍼 손상 문제에 대한 최적의 해결방법이 아니라는 것을 보여주는데, 이는 인가 전력의 감소는 또한 세정 효과를 감소시키기 때문이다. 또한, 웨이퍼 손상을 방지하기 위해 인가 전력을 단순히 줄이는 것은 덜 범용적(versatile)인 세정 장치를 초래한다. 예를 들어, 50W 이하의 인가 전력 부하에서 안전하게 세정할 수 있는 프로브 조립체는 15W 에서 웨이퍼에 손상을 일으키기 시작하는 프로브 조립체 보다 더 넓은 범위의 용도를 가진다.
대부분의 웨이퍼 손상은 90도 각도에서 웨이퍼와 충돌하는 파동으로부터 초래된다. 그러나, 이러한 파동들이 반드시 가장 효과적인 세정을 제공하지는 않는다. 90도 이하의 얕은(shallow) 각도로 웨이퍼에 충돌하는 파동들이 효과적인 세정을 제공한다. 따라서, 보다 얕은 각도의 파동의 갯수를 크게 줄이지 않으면서 수직-입사 파동의 갯수를 줄이도록 상기 '744 특허를 개선하면, 장치의 세정 능력을 저하시키지 않으면서 웨이퍼의 손상을 줄일 것이다.
본 발명은 극히 높은 정도의 청정도를 요구하는 반도체 웨이퍼 또는 기타 유사 물품을 세정하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 이러한 메가소닉 프로브 에너지 조준기는 웨이퍼상의 섬세한 소자를 손상시키는 것을 방지하도록 구성된 메가소닉 세정기에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 메가소닉 에너지 세정 시스템의 측면도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 시스템의 측단면도이다.
도 3 은 도 1 에 도시된 프로브 조립체의 전개도이다.
도 4 는 다른 종래의 메가소닉 에너지 세정 시스템의 측단면도이다.
도 5 는 프로브와 실리콘 웨이퍼 사이의 액체 메니스커스의 형성을 나타내는 도 1 의 프로브의 정면도이다.
도 6 은 도 7a 의 프로브, 커플러, 및 열 전달 요소의 전개도이다.
도 7a 는 커플러가 메가소닉 에너지의 프로브로의 전달을 선택적으로 방해하는 방식을 도시한 것으로서, 도 1 의 프로브, 커플러, 열전달 요소, 및 변환기의 측면도이다.
도 7b 는 커플러가 메가소닉 에너지의 프로브로의 전달을 선택적으로 방해하는 방식을 도시한 것으로서, 도 1 의 프로브, 커플러, 열전달 요소, 및 변환기의 측면도이다.
도 8a-8d 는 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 커플러에 대한 바람직한 단면형상의 정면도이다.
도 9 는 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 열전달 요소-커플러-프로브 계면의 바람직한 실시예의 전개도이다.
도 10 은 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 또 다른 열전달 요소-커플러-프로브 계면의 바람직한 실시예의 전개도이다.
메가소닉 프로브 에너지 조준기는 몇가지 특징을 가지는데, 그 특징들 중 어느 것도 하나만으로는 바람직한 특성을 얻을 수 없다. 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같은 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 범위를 제한함이 없이, 중요 특징들을 이하에서 간단히 설명한다. 이하의 설명과 "도면의 간단한 설명 간단한 설명"으로부터, 어떻게 이러한 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 특징들이 웨이퍼상의 소자에 대한 손상을 최소화하거나 손상을 가하지 않으면서 웨이퍼를 효과적으로 세정하는 것을 포함하는 이점들을 제공하는지를 이해할 것이다.
메가소닉 프로브 에너지 조준기의 바람직한 실시예는 기판에 대한 손상을 유발하지 않고 효과적인 기판 세정을 제공한다. 그 장치는 메가소닉 프로브 및 그 프로브에 에너지를 공급하는 변환기를 포함하며, 상기 변환기와 프로브 사이에 배치된 커플러를 포함할 수 있다. 커플러가 있거나 또는 없는 상태에서, 장치의 베이스는 변환기로부터 프로브의 특정 영역을 향해 음파 에너지를 지향시켜 얕은-각도 파동에 대한 수직-입사 파동의 비율을 감소시키도록 구성된다. 수직-입사 파동은 프로브의 하부 엣지 바로 아래의 파동인 반면, 얕은-각도 파동은 수직-입사 파동에 인접한 파동이다.
얕은-각도 파동에 대한 수직-입사 파동의 비율은 프로브로의 바람직한 전송 경로내에 메가소닉 에너지에 대한 장벽을 생성함으로써 감소될 수 있다. 바람직하게, 그 장벽은 변환기와 프로브 사이에서 커플링되며, 프로브의 하부 엣지와 정렬된다. 바람직하게, 장벽은, 커플러내에 또는 프로브의 후방에 리세스(recess)를 형성하는 것과 같이, 커플링을 통해 메가소닉 에너지의 경로내에 갭을 형성함으로서 형성된다. 그러한 영역내의 다른 부품의 표면을 거칠게 하는 것도 장벽을 형성한다.
이러한 구성은 프로브로부터 방출되는 얕은-각도 파동에 대한 수직-입사 파동의 비율을 감소시킴으로써 프로브의 바로 밑에 위치하는 기판상의 섬세한 소자들에 대한 손상을 방지한다. 동시에, 얕은-각도 파동의 에너지에 의한 입자의 분리는 매우 효과적인 세정 효과를 제공한다.
도 1 내지 도 3 은 상기 '744 특허에 따라 제조된 메가소닉 에너지 세정 장치를 도시한다. 긴 프로브(104)는 프로세싱 탱크(101)의 벽(100)을 통해 삽입된다. 프로브(104)의 세정 부분(104a)은 웨이퍼(106)와 같은 기판 위쪽에 근접하여 위치된다. 프로브(104)는 탱크(101)의 외부에서 일 단부가 지지된다. 프로세싱 탱크(101)는 웨이퍼(106)를 오염시키지 않는 물질로 제조된다.
탱크(101)는 그 탱크(101)내로 유체를 도입하기 위한 유입구(도시 안 됨) 및 웨이퍼(106)로부터 제거된 입자들을 배출하기 위한 배출구(도시 안 됨)를 포함한다. 도 1 에 도시된 바와 같은 바람직한 실시예에서, 세정 액체는 노즐(214)을 통해 웨이퍼(106)상으로 분무된다. 이러한 구성에서, 탱크(101)는 단지 분무를 한정하기만 한다. 그러나, 다른 바람직한 실시예(도시 안 됨)에서, 탱크(101)는 적어도 부분적으로 세정 유체로 채워진다. 이러한 실시예에서, O-링은 프로브와 프로세싱 탱크(101) 사이의 적절한 밀봉을 제공한다.
하우징(120)내에 수용된 열전달 부재(134)는 프로브에 음향적으로 그리고 기계적으로 커플링된다. 또한 하우징(120)내에는 열전달 부재(134)에 음향적으로 커플링된 압전 변환기(140)가 수용된다. 스탠드 오프(stand off)(141)와 전기 연결부(142, 154, 126)가 변환기(140)와 전기 에너지 공급원(도시 안 됨) 사이에 연결된다. 도시된 실시예에서, 전기 연결부(142)는 땜납 덩어리를 포함하고, 전기 연결부(154)는 와이어를 포함한다.
하우징(120)은 각각 냉각제를 위한 유입 도관(122) 및 배출 도관(124)을 지지하는 개구부(144, 146)를 포함한다. 하우징(120)은 또한 도 2 에 도시된 전기 연결부(126, 154)를 위한 개구부(152)를 구비한다. 개구부(148, 150)는 기체 냉각제가 하우징(120)을 출입할 수 있게 허용한다. 바람직하게, 냉각제의 열전달을 촉진하기 위해 하우징(120)은 알루미늄으로 제조된다.
하우징(120)의 개방 단부는 프로브(104)가 통과하는 개구부(132)를 구비한 환형 플레이트(118)에 의해 부분적으로 폐쇄된다. 환형 플레이트(118)는 하우징(120)을 지나서 연장하는 외경을 가지고 외측 링(130) 및 내측 링(131)내에 형성된 다수의 홀을 구비한다. 스크류와 같은 다수의 연결부(128)는 내측 링(131)을 통해 연장하여 플레이트(118)를 하우징(120)에 부착한다. 환형 플레이트(118)는 외측 링(130)을 통해 연장하고 탱크 벽(100)내로 나사결합되는 다수의 나사형 파스너(117)에 의해 탱크 벽(100)에 장착된다. 상기 파스너(117)는 또한 플레이트(118)를 탱크 벽(100)으로부터 이격시키는 슬리브 또는 이격부(116)를 통해 연장한다. 이격부(116)는 하우징(120) 및 탱크(101) 외측의 펼쳐진 프로브 후방부(104b)를 정위치시켜, 프로브 세정 부분(104a) 만이 탱크(101)내로 연장하게 한다. 또한, 이격부(116)는 플레이트(118) 및 하우징(120)을 탱크(101)로부터 어느 정도 격리시켜, 변환기(140)로부터의 진동이 벽(100)으로 전달되는 것을 최소화한다.
프로세싱 탱크(101)내에서, 지지부 또는 서셉터(108)는 프로브(104)에 인접하여 평행하게 위치된다(도 1 참조). 서셉터(108)는 여러 가지 형태를 가질 수 있다. 도시된 장치는 다수의 스포크(108b)에 의해 지지된 외측 림(108a)을 포함한다. 상기 스포크는 허브(108c)에 연결되며, 상기 허브는 샤프트(110)상에서 지지되고, 상기 샤프트는 프로세싱 탱크(101)의 바닥 벽을 통해 연장한다. 탱크(101) 외부에서, 샤프트(110)는 모터(112)에 연결된다.
프로브(104)는 중실(solid)의, 긴, 스핀들형 또는 프로브형 세정 부분(104a), 및 베이스 또는 후방 부분(104b)을 포함한다. 프로브(104)의 교차-섹션은 둥글게 형성될 수 있으며, 바람직하게, 세정 부분(104a)의 직경은 후방 부분(104b)의 직경 보다 작다. 바람직한 실시예에서, 프로브 후방면(104e)의 면적은 프로브 세정 부분(104a)의 교차 섹션의 면적의 약 25배이다. 물론, 교차-섹션의 형상은 원형이 아닐 수도 있다.
바람직하게, 프로브(104)는 음향 에너지를 효과적으로 전달하는 석영과 같은 비교적 비활성의, 비-오염 물질로 제조된다. 석영 프로브의 이용이 대부분의 세정 용액에 대해 만족스러운 결과를 나타내지만, 플루오르화수소산을 포함하는 용액은 석영을 에칭할 수가 있다. 따라서, 사파이어, 실리콘 카바이드, 보론 나이트라이드, 유리질 탄소(vitreous carbon), 그라파이트가 코팅된 유리 탄소(glassy carbon), 또는 기타 적절한 물질로 제조된 프로브가 석영 대신에 이용될 수도 있다. 또한, 석영은 HF 에 대해 비활성인 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드 또는 유리질 탄소와 같은 물질에 의해 코팅될 수도 있다.
프로브(104)의 길이를 따라 메가소닉 에너지를 응축하는데에는 작은 직경의 원통형 세정 부분(104a)이 바람직하다. 바람직하게, 프로브(104)의 직경은 프로브(104)에 의해 전달되는 메가소닉 에너지에 의해 생성된 기계적 진동을 견딜 수 있을 정도로 충분히 크다. 사실상, 프로브 직경은 프로브(104)의 길이를 따라 이격된 지점들에서 약간씩 팽창 및 수축한다. 바람직하게, 프로브 세정 부분(104a)의 변경은 인가되는 에너지의 주파수의 파장과 같거나 그 보다 약간 작다. 이러한 구조는 프로브(104)와 접하는 액체내로 에너지를 방사상으로 향하게하는 바람직한 고정 표면 파동 작용(standing surface wave action)을 얻을 수 있게 한다. 바람직한 실시예에서, 프로브 세정 부분(104a)의 반경은 약 0.2 인치이고, 프로브(104)내의 에너지의 파장은 약 0.28 인치이다. 이러한 구성은 프로브 길이를 따라 인치당 3 또는 4 개의 파장을 생성한다.
바람직하게, 웨이퍼 세정중에 웨이퍼(106)의 전체 표면적이 프로브(104)에 노출될 수 있도록 프로브 세정 부분(104a)은 충분히 길다. 바람직한 실시예에서, 웨이퍼(106)가 프로브(104) 아래쪽에서 회전하기 때문에, 바람직하게, 세정 부분(104a)은 적어도 웨이퍼(106) 중심에 도달할 수 있을 만큼 길다. 따라서, 웨이퍼(106)가 프로브(104) 아래쪽에서 회전함에 따라, 웨이퍼(106)의 전체 표면적은 프로브(104) 아래쪽을 통과한다. 프로브 팁으로부터의 메가소닉 진동이 웨이퍼 중심을 향해 약간의 교반을 제공하기 때문에, 프로브가 웨이퍼(106)의 중심에 도달하지 못하는 경우에도 프로브(104)는 만족할 정도의 작용을 할 것이다. 바람직하게, 프로브(104)의 길이는 세정되는 웨이퍼의 크기에 따라 달라질 것이다. 또한, 프로브(104)가 탱크(101)내에서 도달하는 거리는 이격부(116)의 길이를 변경함으로써 조정될 수 있을 것이다.
프로브 세정 부분(104a)의 길이는 또한 바람직한 파장 개체수에 의해 결정된다. 일반적으로, 프로브 길이는 프로브(104)에 인가되는 에너지의 절반 파장의 증분만큼 변화된다. 일 실시예에서, 프로브 세정 부분(104a)의 길이는 인가된 에너지의 38개의 절반 파장과 같다. 변환기의 편차로 인해, 가장 효율적인 지점(point)에서 작업할 수 있는 바람직한 파장을 얻기 위해서는 변환기(140)를 튜닝(tuning)할 필요가 있다.
탱크(101)의 외부에 위치하는 프로브 후방 부분(104b)은 세정 부분(104a)의 직경 보다 큰 직경으로 펼쳐진다. 도 1 내지 도 3 에 도시된 실시예에서, 프로브의 후방 부분의 직경은 원통형 섹션(104d)까지 점차적으로 증가된다. 프로브 단부면(104e)의 큰 표면적은 많은 양의 메가소닉 에너지를 전달하는데 유리하며, 그 많은 양의 에너지는 작은 직경의 세정 부분(104a)내에서 응축된다.
프로브 베이스(104d)는 열 전달 부재(134)에 음향적으로 커플링되며, 상기 열 전달 부재는 프로브(104)를 물리적으로 지지한다. 도 1 내지 도 3 에 도시된 실시예에서, 프로브 단부면(104e)은 적절한 접착제에 의해 열 전달 부재(134)에 결합 또는 부착된다. 접착제에 추가하여, 바람직하게, 얇은 금속 스크린(141)(도 3 참조)이 프로브 단부면(104e)과 열 전달 부재(134) 사이에 끼워진다. 작은 홀 들이 접착제로 채워진 스크린(141)은 접착제 만으로 얻어지는 것 보다 오래 지속되는진동 연결부를 제공한다. 접착제는 프로브 단부면(104e)과 열 전달 부재(134)의 표면들상의 불규칙한 부분을 채움으로써 균일한 "접합 라인"을 유지한다. 그렇지 않은 경우 이러한 불규칙한 부분들은 공기로 채워질 수도 있으며, 그 경우에는 후술하는 바와 같이 지지부로부터 프로브(104)로의 메가소닉 에너지의 전달을 방해할 수도 있다.
프로토타입 장치에서 사용된 스크린은 평평화된 스트랜드들 사이에서 접착제를 포획하는 포켓들을 가지는 약 0.002 인치 두께의 펼쳐진 금속 형태이었다. 스크린 물질은 Delkar 라는 미국 회사가 판매한다. 그 대신에, 스크린(141)은 화학적 밀링(milling)-프로세스를 이용하여 여러 회사들에서 제조하는 약 0.001 인치 두께의 베릴륨 구리로 만들어질 수도 있다.
변환기(140) 및 열 전달 부재(134) 모두는 바람직하게 원통형상인 하우징(120)내에 수용된다. 열 전달 부재(134)는 하우징(120)의 내측 벽내의 환형 리세스(recess)(133)내에 수용된다. 열 전달 부재(134)는 알루미늄, 또는 기타 열 및 메가소닉 에너지의 전달이 양호한 마그네슘과 같은 기타 물질로 제조된다. 도 2 및 도 3 에 도시된 구성에서, 열 전달 부재(134)는 원통형이고 환형 홈(136)을 구비하며, 상기 홈은 냉매 도관으로 작용한다. 냉매 홈(136)의 양측에 위치하는 보다 작은 환형 홈(138, 139)에는 O-링(135, 137)과 같은 적절한 밀봉재가 장착되어 냉매를 격리하고 그 냉매가 변환기(140)로의 전기 전도를 방해하는 것을 방지한다.
변환기(140)는 열 전달 부재(134) 후방의 평평한 표면에 접착, 부착 또는 기타 음향적으로 커플링된다. ECF 558과 같은 적절한 결합 물질은 캘리포니아, 란쵸도밍게즈에 소재하는 Ablestic 사로부터 구입가능하다. 바람직하게, 변환기(140)는 디스크 형상이고 프로브 후방 부분(104d)의 직경 보다 큰 직경을 가짐으로써 변환기(140)로부터 프로브(104)로의 음향 에너지 전달을 최대화한다. 바람직하게, 열 전달 부재(134)의 단부면들을 금으로 도금하여 알루미늄의 산화를 방지함으로써, 변환기(140)와 프로브(104) 간에 보다 양호한 접합을 제공한다. 바람직하게, 열 전달 부재(134)는 프로브(104)에 인가되는 에너지의 절반-파장의 배수와 대략적으로 같은 축방향 두께를 가진다.
프로브(104)를 열 전달 부재(134)에 커플링하는 다른 대안적인 구성이 도 4 에 도시되어 있다. 프로브 단부면(104e)을 열 전달 부재(134)에 접합하기 보다, 진공 그리스(grease)를 스크린(141)에 도포하고, 코일 스프링(143)을 이용하여 프로브(104)를 상기 부재(134)에 가압한다. 진공 그리스는 누출이나 용이한 변위 없이 접합부의 양 측면상에서 압력을 견딜 수 있는 점성 그리스이다. 프로토타입 구성에서, 채용된 그리스는 이탈리아, 볼레이트에 소재하는 Austimont사로부터 구입한 Fomblin Perfluorinated Grease 이었다. 이러한 그리스와 금속 스프링의 조합은 신뢰할 수 있는 음향 커플링을 제공하였다.
도 4 의 실시예에서, 하우징(120)을 플레이트(118)에 직접 장착하는 대신에, 하우징(120)은 링(147)에 장착되고, 그 링은 스탠드오프(standoff)(145)에 의해 플레이트(118)에 장착된다. 이러한 구성은 하우징(120)과 플레이트(118) 사이에 갭을 형성한다. 코일 스프링(143)이 이러한 갭내에 위치되고 프로브(104)의 테이퍼 부분(104b)과 플레이트(118) 사이에서 압축된다. 따라서, 스프링(143)은 부재(134)를 향해 프로브(104)를 가압한다. 바람직하게, 테프론 슬리브(149)가 프로브(104)와 접하는 스프링(143)의 코일 위에 위치되므로, 그 금속 스프링(143)은 석영 프로브(104)를 손상시키지 않는다. 도 4 의 실시예에서, 전기 연결부(126)가 하우징(120)의 일측에 위치된다.
프로브(104)를 열 전달 부재(134)에 음향적으로 커플링하기 위한 다른 구성들도 가능하다. 예를 들어, 프로브(104)는 열 전달 부재(134)에 클램핑될 수도 있다. 프로브(104)가 적절히 물리적으로 지지되고 메가소닉 에너지가 프로브(104)내로 효과적으로 전달되는 어떠한 구조도 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 사상내에 포함된다.
반도체 웨이퍼의 크기가 커짐에 따라, 웨이퍼들의 카세트를 한번에 세정하기 보다, 한번에 하나의 웨이퍼를 세정하는 세정 방법 및 장치가 보다 실용적이고 저렴하게 된다. 세정되는 반도체 웨이퍼(106) 또는 기타 물품은 탱크(101)내의 지지부(108)상에 위치된다. 프로브(104)와 웨이퍼(106) 사이의 유체의 교반이 웨이퍼(106) 표면상의 입자들을 분리 할 수 있도록, 웨이퍼(106)는 프로브(104)에 충분히 가깝게 위치되어 프로브와 웨이퍼 사이에 유체 메니스커스를 형성한다. 바람직하게, 프로브(104)와 웨이퍼(106) 표면 사이의 거리는 약 0.1 인치이다.
모터(112)는 프로브(104) 아래쪽의 지지부(108)를 회전시켜, 웨이퍼(106)의 전체 상부 표면이 진동하는 프로브(104) 아래쪽을 직접 지나게 한다. 회전 속도는 웨이퍼 크기에 따라 달라질 것이다. 그러나, 8"(인치) 웨이퍼의 경우에 바람직한 회전 속도는 5 내지 30 rpm이고, 보다 바람직하게는 15 내지 20 rpm 이다.
세정 시간이 길수록 보다 웨이퍼는 보다 청정해진다. 그러나, 세정 시간이 짧을 수록 생산량이 많아지며, 그에 따라 생산성이 증대된다. 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 바람직한 실시예에서의 바람직한 세정 시간은 5초 내지 3분이고, 보다 바람직하게는 15초 내지 1분이다.
압전 변환기(140)가 전기적으로 여기되었을 때, 그 변환기는 고주파로 진동한다. 바람직하게, 변환기(140)는 프로브 크기 및 실시하는 작업에 맞는 원하는 와트수의 메가소닉 주파수로 활성화된다. 진동은 열 전달 부재(134)를 통해서 긴 프로브(104)로 전달된다. 이어서, 프로브(104)는 고주파 에너지를 그 프로브(104)와 웨이퍼(106) 사이의 세정 유체로 전달한다. 이러한 구성의 큰 이점들 중 하나는 큰 프로브 후방 부분(104d)이 큰 변환기(140)를 수용할 수 있고, 보다 작은 프로브 세정 부분(104a)은 메가소닉 진동을 좁은 면적으로 집중할 수 있어, 입자 분리(loosening) 용량을 최대화할 수 있다는 것이다. 프로브(104)와 웨이퍼(106) 사이의 충분한 유체는 프로브(104)와 웨이퍼(106) 사이의 작은 갭을 가로질러 에너지를 효과적으로 전달할 수 있어 원하는 세정을 달성할 수 있다. 웨이퍼(106)의 각 영역이 프로브(104)에 접근하고 통과함에 따라, 프로브(104)와 웨이퍼(106) 사이의 유체의 교반이 반도체 웨이퍼(106)상의 입자들을 분리 한다. 따라서, 오염물질들이 웨이퍼 표면으로부터 진동 분리된다. 분리된 입자들은 연속적인 유체 유동에 의해 이송된다.
변환기(140)에 큰 와트수를 인가하면 상당한 열이 발생되며, 이는 변환기(140)를 손상시킬 것이다. 비록, 변환기(140)는 석영 프로브(104)를 손상시킬 정도의 열을 발생시키지는 않을 것이지만, 프로브(104)와 열 전달 부재(134) 사이의 접착 또는 그리스의 물리적 특성은 높은 온도에 의해서 영향을 받을 것이다. 따라서, 하우징(120)을 통해 열 전달 부재(134)로, 그리고 변환기(140)로 냉매가 펌핑된다.
바람직하게 물과 같은 액체인 제 1 냉매는 개구부(144)를 통해 하우징(120)의 일측부로 도입되고, 도관(136)을 통해 열 전달 부재(134) 주위를 순환하며, 개구부(146)를 통해 하우징(120)의 반대쪽 단부로 빠져나간다. 열 전달 부재(134)의 열전도성이 양호하기 때문에, 액체 냉매에 의해 상당한 양의 열이 열전도에 의해 제거될 것이다. 물론, 냉각 속도는 유동 속도 및/또는 냉매의 온도를 변경함으로써 용이하게 변화될 수 있다.
선택적인 제 2 냉매는 하우징(120)의 폐쇄된 단부상의 개구부(148, 150)를 통해 하우징(120)으로 유입되고 배출됨으로써 변환기(140) 주위를 순환한다. 변환기(140) 및 전기 배선(142, 154)의 존재로 인해, 하우징(120)의 이러한 부분에 대해서는 질소와 같은 비활성 가스가 냉매로서 사용된다.
사용중에, 프로브(104)를 음향적으로 에너지화하면서, 탈이온수 또는 기타 세정 용액을 노즐로부터 웨이퍼 상부 표면으로 분사할 수 있다. 노즐로부터 웨이퍼(106)상으로 세정 용액을 분사하는 대신에, 탱크(101)를 세정 용액으로 채울 수도 있다. 분사 방식에서, 액체는 프로브(104)의 하부 부분과 회전 웨이퍼(106)의 인접한 상부면 사이에 메니스커스(216)를 형성한다. 도 5 에 개략적으로 도시된 메니스커스(216)는 프로브(104) 교차 섹션의 하부 부분을 습윤(wet)한다. 교차-섹션의 습윤된 부분에 의해 형성된 원호의 크기는 세정 용액에 사용되는 액체의 성질, 프로브(104)를 구성하는 물질, 및 프로브(104)의 하부 엣지와 웨이퍼(106) 사이의 수직 거리에 따라 달라진다. 바람직하게, 프로브(104)의 하부 엣지와 웨이퍼(106) 사이의 수직 거리는 세정 용액내의 음파 에너지의 파장과 대략적으로 같다. 세정 용액으로의 탈이온수, 석영 프로브(104), 및 프로브(104)의 하부 엣지와 웨이퍼(106) 사이의 0.07" 거리를 이용하는 경우, 프로브 교차-섹션의 습윤된 부분에 의해 형성된 원호는 바람직하게 약 90°이다.
세정 용액은 매체를 제공하며, 그 매체를 통해서 프로브(104)내의 메가소닉 에너지가 프로브(104)로부터 그리고 메니스커스를 통해서 웨이퍼 표면으로 전달되어 입자들을 분리한다. 이러한 분리된 입자들은 연속적으로 유동하는 분무(spray) 및 회전 웨이퍼(106)에 의해 씻겨져 나간다. 액체 유동이 중단되었을 때, 원심력에 의해 액체가 웨이퍼(106)로부터 떨어져 나가 건조 작용이 일어난다.
통상적인 실리콘 웨이퍼(106)상의 부품들은 섬세하기 때문에, 세정 공정 중에 주의를 기울여 그러한 부품들이 손상되지 않게 하여야 한다. 프로브(104)에 인가되는 전력의 양이 증가함에 따라, 프로브(104)로부터 세정 용액으로 전달되는 에너지의 양이 증가되고, 세정 용액으로부터 웨이퍼(106)로 전달되는 에너지의 양 역시 증가된다. 일반적으로, 웨이퍼(106)에 전달되는 에너지의 양이 클 수록, 웨이퍼 손상 가능성이 커진다. 따라서, 웨이퍼 손상을 줄이기 위한 한 방법은 변환기(140)에 공급되는 전력을 감소시키고, 그에 따라 프로브(104)로 전달되는 파워(power)를 제한하는 것이다.
그러나, 실험 결과, 인가되는 전력을 감소시키는 것은 웨이퍼 손상 문제에 대한 최적의 해결방안이 아니라는 것을 알 수 있는데, 이는 인가 전력을 줄이는 것은 세정효과도 감소시키기 때문이다. 또한, 웨이퍼 손상을 줄이기 위해 단순히 인가 전력을 줄이는 것은 덜 범용적인 세정 장치를 초래한다. 예를 들어, 50W 이하의 인가 전력 부하에서 안전하게 세정할 수 있는 프로브 조립체는 15W 에서 웨이퍼에 손상을 일으키기 시작하는 프로브 조립체 보다 더 넓은 범위의 용도를 가진다.
도 5 에 개략적으로 도시된 바와 같이, 웨이퍼 손상이 가장 큰 영역(217)은 원통형 프로브(104)의 중심 아래에 위치한다. 프로브(104)로부터의 음파 방출 패턴은 이러한 웨이퍼 손상 패턴을 생성한다. 원형 프로브 교차-섹션의 경우에, 파동은 방사상으로 방출되거나, 원의 모든 지점으로부터 수직으로 방출된다. 따라서, 원의 인접 바닥으로부터 방출되는 파동은 거의 90도 각도로 웨이퍼 표면을 타격하게 된다. 이러한 수직-입사 파동은, 최소한의 면적에 걸쳐 분산되기 때문에, 웨이퍼 표면을 가장 큰 강도로 타격한다. 비교적 좁은 면적내의 에너지 집중은 웨이퍼 표면상의 섬세한 부품들을 손상시킬 것이다.
바닥으로부터 이격된 원을 따른 지점들로부터 방출되는 파동은 보다 얕은 각도로 웨이퍼 표면을 타격한다. 이러한 파동에 의해 웨이퍼(106)로 전달되는 에너지는 바닥에 인접하여 또는 그 바닥으로부터 방출되는 파동에 의해 전달되는 에너지 보다 강도가 덜한데, 이는 이러한 파동으로부터의 에너지가 넓은 면적에 걸쳐 퍼지기 때문이다. 각 파동의 경우에, 방출되는 원의 바닥으로부터 멀 수록, 웨이퍼 표면을 타격하는 각도가 얕아지며, 그에 따라 보다 약한 강도의 에너지가 웨이퍼(106)로 전달된다.
일반적으로, 이러한 얕은-각도 파동은 수직-입사 파동이 일으키는 손상 없이도 웨이퍼 표면을 효과적으로 세정하기에 충분한 강도를 제공한다. 따라서, 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 바람직한 일 실시예는 의도하는 영역내로 전달되는 에너지를 줄일 수 있는 에너지 전달 경로내의 장벽을 생성한다. 그러한 장벽은 갭(218)(도 6 참조)을 포함하는 커플러(222)를 열 전달 부재(134)와 프로브 베이스(104d) 사이에 삽입함으로써 생성될 수 있다. 그 갭(218)은 메가소닉 에너지가 프로브(104)로 전달되는 것을 방해하여, 프로브(104)로부터의 음파 방출 패턴을 변경한다. 바람직하게, 변경된 패턴은 얕은-각도 파동에 의한 세정 작용에 비해 수직-입사 파동에 의한 세정 작용을 감소시킨다. 그러나, 바람직하게, 커플러(222)의 특정 부분들은 메가소닉 에너지가 프로브(104)내로 들어갈 수 있게 허용한다. 그에 따라, 열 전달 부재(134)와 같이, 커플러(222)는 예를 들어 알루미늄이나 마그네슘과 같은 양호한 메가소닉 에너지 전도체 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
도 7a 및 도 7b 는 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 원리를 대략적으로 도시한다. 도 7a 에서(상세한 장치는 도 6 에 전개도시되어 있다), 환형 커플러(222)가 열 전달 부재(134)와 프로브(104) 사이에 배치된다. 커플러(222)는 특정 부분에 원형 리세스(218)를 포함한다. 그에 따라, 원형 리세스(218)는 열 전달 부재(134)와 프로브 단부면(104e)의 일부 사이에 갭을 형성한다. 이러한 원형 리세스(218)는 진공상태이거나, 또는 공기나 기타 가스로 채워진다. 진공 및 가스는 메가소닉 에너지의 매우 열악한 전도체이다. 따라서, 도 7a 에 도시된 바와 같이,열 전달 부재(134)의 중앙 부분을 통해 이동하는 메가소닉 파동(220)은 열 전달 부재-가스 계면에서 막혀 프로브(104)에 결코 도달하지 못한다. 유사하게, 도 7b 에 도시된 구성에서, 열 전달 부재(134)로부터 연장하는 디스크-형상 커플러(222)는 커플러(222) 둘레의 프로브(104)와 열 전달 부재(134)의 환형 부분 사이에 물리적 격리부를 형성하여, 메가소닉 파동이 이들 영역들 사이를 통과하는 것을 방지한다.
도 8a-8d 에는 커플러(222)의 바람직한 단면 형상이 도시되어 있다. 도 8a-8c 는 일부가 떨어져 나가 갭(219)을 형성하는 파이 형상과 유사하다. 조립된 메가소닉 에너지 세정 장치에서, 바람직하게 이러한 갭(219)은 프로브 베이스(104d)의 하부 범위에 위치된다. 이러한 구성에서, 갭(219)은, 그러한 갭이 없는 경우에 프로브 세정 부분(104a)의 하부 엣지로 전달될 수 있는 메가소닉 파동을 막는다. 따라서, 세정 부분(104a)으로부터의 파동 방출 패턴은 전술한 종래 장치의 특성이 방사상 패턴과 상이하다. 바람직하게, 수직-입사 파동의 양이 감소되고, 결과적으로 웨이퍼 손상을 감소시킨다.
도 8d 에 도시된 형상은 타원형이다. 바람직하게, 타원의 장축은 수직으로 배치된다. 도 8a-8c 의 단면 형상과 유사하게, 타원형 커플러(222)는 프로브 세정 부분으로부터의 파동 방출 패턴을 변경하여, 웨이퍼 손상을 줄인다.
비록 도시된 형상들이 웨이퍼 손상을 줄이는데 적합하지만, 마찬가지로 적합한 다양한 형상들이 있을 것이다. 소위 당업자는 도시된 예들이 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
도 1 의 종래 조립체와 유사하게, 바람직한 일 실시예에서, 커플러(222)는접착제를 이용하여 열 전달 부재(134) 및 프로브 단부면(104e)에 부착된다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 바람직하게, 얇은 스크린(141)이 양 계면 사이에 끼워진다. 스크린(141)은 부착 강도를 높이고 또 메가소닉 진동에 의해 생성될 수 있는 손상에 대해 부착부가 보다 내성을 가지도록 한다. 다른 바람직한 실시예에서, 커플러(222)와 열 전달 부재(134) 사이의, 그리고 커플러(222)와 프로브 단부면(104e) 사이의 계면들은 얇은 스크린(141) 및 진공 그리스를 포함하여, 계면에서의 메가소닉 에너지 전달 효율을 높인다. 이러한 실시예에서, 도 4 에 도시된 바와 같은 스프링(134), 또는 다른 적절한 장치에 의해서, 프로브(104)는 커플러(222)에 대해 가압되고, 그 커플러(222)는 열 전달 부재(134)에 대해 가압된다.
커플러(222)를 열 전달 부재(134)에 부착하거나 기타 방법으로 고정하기 보다, 커플러(222)가 열 전달 부재(134)의 일체형 표면 구조부(feature)를 포함할 수도 있다. 변환기(140)에 마주하는 열 전달 부재(134)의 면에 대해 기계가공 등을 하여 도 8a-8d 와 유사한 단면을 가지는 돌출 표면 구조부를 포함하게 할 수도 있다. 그러한 실시예에서, 커플러(222)가 열 전달 부재(134)와 일체형이거나 그와 동일한 물질의 편(piece)으로 형성된다는 것을 제외하고, 프로브 조립체의 구성은 도 9 의 구성과 유사하다. 물론, 도 9 의 이러한 두 부재들 사이에 제공된 스크린(141)은 이러한 실시예에 포함되지 않는다.
다른 대안적인 실시예에서, 열 전달 부재(134)의 표면 내의 리세스(도시 안 됨), 또는 프로브 단부면(104e)내의 리세스(215)(도 10 참조)가 커플러(222)를 대체할 수 있다. 그러나, 바람직하게, 열 전달 부재(134)내의 갭은 열 전달 부재(134)의 엣지들로부터 충분한 거리에 위치되어, O-링(135, 137)에 의해 생성되는 밀봉을 손상시키지 않게 한다. 일 실시예에서, 열 전달 부재(134)의 일부와 프로브 단부면(104e) 사이에 갭이 생성된다. 이러한 구성은 프로브 세정 부분(104a)으로부터의 음파 전달 패턴을 유사하게 방해한다. 프로브 단부면(104e) 또는 열 전달 부재(134)는 도 8a-8d 에 도시된 임의의 절개부 형상을 가질 수 있고, 또는 도시되지 않은 다른 적절한 형상을 가질 수도 있다.
발명의 범위
이상의 설명은 메가소닉 프로브 에너지 조준기, 및 그 사용 및 제조 방법 그리고 방식의 바람직한 실시예들에 대한 최적 모드에 관한 것으로서, 소위 당업자가 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 제조 및 이용을 용이하게 이해할 수 있도록 충실하고, 명확하며, 정확한 용어로서 기재한 것이다. 그러나, 이러한 메가소닉 프로브 에너지 조준기는 이상의 설명으로부터 균등한 범위내에서 변형 및 개조할 수 있다. 결과적으로, 이상의 설명은 메가소닉 프로브 에너지 조준기를 이상에서 설명된 특정 실시예들로 제한하기 위한 것은 아니다. 이와 달리, 첨부된 청구범위에 의해 전반적으로 표현되는 메가소닉 프로브 에너지 조준기의 범위 및 사상내에서 모든 변형예 및 개량 구성들을 포함하고자 한다.

Claims (24)

  1. 얇고 평평한 기판을 세정하기 위한 조립체로서:
    트랜스미터로서, 상기 트랜스미터와 기판 사이의 작은 갭에 액체가 도포되었을 때 상기 트랜스미터와 상기 기판 사이에 액체의 메니스커스가 형성되도록 상기 실질적으로 평평한 기판 표면 위쪽에 위치되는 트랜스미터; 및
    변환기로서, 상기 변환기로부터 상기 트랜스미터를 통해 상기 기판으로 메가소닉 진동을 전달하는 전달 경로를 형성하는 방식으로 상기 트랜스미터에 커플링되는 변환기;를 포함하며,
    상기 트랜스미터의 가장 낮은 부분 바로 아래에 위치하는 기판상의 섬세한 소자들의 손상을 방지하기 위해 상기 트랜스미터의 가장 낮은 부분으로 전달되는 에너지를 감쇠시키면서도 상기 가장 낮은 부분에 이웃하는 트랜스미터의 부분들은 감쇠되지 않게 하는 방식으로 상기 변환기가 상기 트랜스미터에 커플링되는 세정 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전달 경로내의 갭을 포함하며, 상기 갭은 상기 트랜스미터의 가장 낮은 부분과 정렬되어 상기 가장 낮은 부분으로 전달되는 메가소닉 에너지를 감쇠시키는 세정 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가장 낮은 부분으로 전달되는 에너지를 감쇠시키는상기 전달 경로내의 메가소닉 에너지의 전달에 대한 장벽을 포함하는 세정 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가장 낮은 부분은 상기 기판으로부터 균일하게 이격된 엣지를 형성하는 긴 형상을 가지는 세정 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 지지부; 및
    상기 기판과 트랜스미터 사이의 갭에 도포되는 액체의 공급원을 포함하는 세정 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 액체 공급원은 상기 갭내로 액체를 분배하는 분배기를 포함하는 세정 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스미터는 상기 변환기에 커플링되는 후방면을 포함하며, 상기 후방면은 메가소닉 에너지가 변환기로부터 상기 단부면의 일부분 내의 트랜스미터로 전달되지 않아 상기 가장 낮은 부분으로 전달되는 에너지를 감쇠시키도록 형성되는 세정 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 후방면은 실질적으로 원형이고, 상기 일부분은 상기 단부면내의 쐐기형 리세스를 포함하는 세정 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스미터는 실질적으로 원형인 단부면을 가지는 긴 로드를 포함하고, 상기 변환기는 상기 단부면에 커플링되어 상기 전달 경로를 형성하며, 상기 경로는, 상기 가장 낮은 엣지에서 메가소닉 에너지의 감쇠가 일어나게 하는 방식으로 상기 변환기로부터 상기 트랜스미터로의 에너지 전달을 감쇠시키는, 부분을 포함하는 세정 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 변환기와 상기 트랜스미터 사이에 위치되고 상기 전달 경로의 일부를 형성하는 열 전달 부재를 포함하고, 상기 부재는 상기 트랜스미터의 일부분으로 전달되는 에너지를 감쇠시키는 세정 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 변환기와 상기 트랜스미터 사이의 전달 경로내에 위치된 커플러를 포함하며, 상기 커플러는 상기 가장 낮은 부분으로 전달되는 에너지를 감쇠시키는 세정 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 커플러는 실질적으로 타원 형상이고, 방사상 패턴이 아닌 메가소닉 에너지 전달 패턴을 생성하는 세정 조립체.
  13. 얇고 평평한 기판을 세정하기 위한 조립체로서:
    상기 기판의 평평한 표면에 인접하여 그 위에 위치되고 하부 엣지를 가지는 긴 부재를 포함하는 트랜스미터;
    전기적 에너지를 메가소닉 진동으로 변환하는 변환기; 및
    상기 변환기와 트랜스미터 사이에 위치되어 진동을 상기 트랜스미터로 전달하는 열 전달 부재; 를 포함하며,
    상기 열 전달 부재는 프로브의 일부에 전달되는 에너지를 감쇠시키는 세정 조립체.
  14. 얇고 평평한 기판을 세정하기 위한 조립체로서:
    상기 기판의 평평한 표면에 인접하여 그 위에 위치되는 하부 엣지를 가지는 트랜스미터; 및
    전기적 에너지를 메가소닉 진동으로 변환시키기 위해 상기 트랜스미터에 커플링된 변환기; 를 포함하며,
    상기 변환기에 커플링된 트랜스미터의 표면은 상기 트랜스미터의 일부분으로 전달되는 에너지를 감쇠시키는 세정 조립체.
  15. 얇고 평평한 기판을 세정하기 위한 메가소닉 프로브 조립체로서:
    긴 로드를 포함하는 프로브로서, 상기 기판의 평평한 표면에 인접하여 그 위에 위치되고 상기 로드의 길이를 따르는 하부 엣지를 가지는 프로브;
    전기적 에너지를 메가소닉 진동으로 변환하는 변환기;
    상기 변환기와 상기 프로브의 후방 단부면 사이에 위치된 열 전달 부재; 및
    상기 열 전달 부재와 상기 프로브의 후방 단부면 사이에 위치되는 커플러;를 포함하며,
    상기 커플러는 메가소닉 진동을 상기 프로브의 후방 단부로 전달하며, 상기 커플러는 상기 프로브의 일부분으로 전달되는 에너지를 감쇠시키는 메가소닉 프로브 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 커플러는 방사상 패턴이 아닌 상기 프로브로부터의 메가소닉 에너지 전달 패턴을 생성하는 메가소닉 프로브 조립체.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 커플러는 실질적으로 디스크-형상이고, 상기 프로브 하부 엣지와 정렬되어 상기 하부 엣지로의 메가소닉 에너지의 전달을 최소화하는 부분을 포함하는 메가소닉 프로브 조립체.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 프로브의 단부면의 일부분은 상기 열 전달 부재와 이격되며, 상기 이격된 일부분은 상기 프로브 하부 엣지와 정렬되어 상기 하부 엣지로의 메가소닉 에너지의 전달을 최소화하는 메가소닉 프로브 조립체.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 커플러는 실질적으로 타원형이고, 상기 커플러는 방사상 패턴이 아닌 상기 프로브로부터의 메가소닉 에너지 전달 패턴을 생성하는 메가소닉 프로브 조립체.
  20. 기판 세정을 위한 메가소닉 프로브 조립체로서:
    트랜스미터로서, 상기 트랜스미터와 기판에 액체가 도포되었을 때 상기 트랜스미터와 상기 기판 사이에 액체의 메니스커스가 형성되도록 상기 실질적으로 평평한 기판 표면에 인접하여 이격된 일부분을 가지는 트랜스미터; 및
    변환기로서, 상기 변환기로부터의 메가소닉 진동이 상기 트랜스미터로 전달되고 그리고 프로브 하부 엣지 바로 아래의 수직-입사 파동 및 상기 수직-입사 파동 옆의 얕은-각도 파동으로서 상기 메니스커스를 통해 상기 기판으로 전달되게 하는 전달 경로를 형성하는 방식으로 상기 트랜스미터에 커플링되는 변환기;를 포함하며,
    상기 파동들은 기판상의 입자들을 분리하며, 상기 변환기는 얕은-각도 파동에 대한 수직-입사 파동의 비율을 감소시켜 상기 하부 엣지 아래쪽의 기판상의 섬세한 소자들의 손상을 방지하도록 하는 방식으로 트랜스미터에 커플링되는 메가소닉 프로브 조립체.
  21. 기판 세정 방법으로서:
    메가소닉 에너지의 양호한 전도체 물질로 제조된 트랜스미터를 제공하는 단계;
    하부 엣지와 기판에 액체가 도포되었을 때 상기 하부 엣지와 상기 기판 사이에 액체의 메니스커스가 형성되도록, 하부 엣지가 상기 실질적으로 평평한 기판 표면에 인접하여 이격되게 상기 트랜스미터를 위치시키는 단계;
    메가소닉 진동의 생성을 위한 변환기를 제공하는 단계;
    상기 트랜스미터로 메가소닉 진동을 전달하기 위한 전달 경로가 형성되도록, 상기 변환기를 상기 트랜스미터에 커플링시키는 단계; 및
    프로브 하부 엣지 바로 아래에서 액체 진동이 감쇠되도록 전달 경로내에 장벽을 생성하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 장벽 생성 단계는 상기 트랜스미터 하부 엣지와 축방향으로 정렬된 리세스를 상기 트랜스미터의 후방면내에 형성함으로써 이루어지는 기판 세정 방법.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 전달 경로내에 독립된 부재를 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 장벽은 상기 독립된 부재내에 갭을 생성함으로써 형성되는 기판 세정 방법.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 전달 경로의 일부를 형성하도록 열 전달 부재를 위치시키는 단계 및 상기 장벽을 생성하도록 상기 열 전달 부재를 구성하는 단계; 및 상기 열 전달 부재와 열 전달 관계에 있는 열 전달 유체를 안내하여 상기 변환기로부터 열을 제거하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.
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