TW531453B - Magnetically coupled substrate roller - Google Patents

Description

531453 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（ 美國：1:案王張1999年7月1曰送件的6°/i36,909號 美國暫時申請案的優先權。 .說 遽二明領域：_ 本發明有關於薄碟的旋轉。更特定地，本發明有關於 文良的凌輪以滚動在一桶液體裡的半導體基材。 B背景： 一種從泡在一桶液體裡的半導體晶圓清除顆粒的已 知的傳統的方法县

去疋超音波清洗法。在超音波清洗法中，一 個傳感益以近1 I 、1百萬赫热的頻率在壓、張狀態之間振盪。 傳感器所輸出的超音波振i被鶴合至桶内的液體，造成其 中塾力振靈。p遠著液内I力在正、負之間振I，氣泡在負 壓中形成並在正壓中崩潰或縮小。這種氣泡振盪輕柔地清 理晶圓的面。 貝際上’超音波清洗法經歷一些限制。舉例而言，晶 圓面所受的清洗能強度離傳感器愈遠就愈小^此能量梯度 使人們須旋轉晶圓以達成整片晶圓面的均勻清洗。 傳統地’為達成旋轉’一片晶圓被置於一對滾輪上， 滾輪被設在一枝軸上，軸穿過超音波桶的壁。在超音波桶 外，每枝轴被Μ合至一馬達’馬達被啟動後能使轴及在軸 上的滾輪旋轉。當滚輪旋轉，在滾輪上的_晶圓跟著旋轉。 雖然滾輪組方便整片晶圓面的均勻清洗，它們亦經歷 數個缺點，例如造成清洗液洩漏。為避免清洗液洩漏，橡 第2頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公J ) —-------裝--------訂--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 531453 A7 __ _ B7 五、發明說明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 膠密封物被用在滚輪軸及桶壁之間。然而，實際上，桶内 液體的熱及化學物質損壞密封物且洩漏不可避免地發 生。液體洩漏增加系統的作業成本。為降低成本，洩漏的 液體有時被收集、過濾並再循環至桶裡I受損的密封物及 漏掉的化學物質成為潛在顆粒源，且為清洗程序帶來變 數，因漏水速率是隨機的。漸漸地，密封物須被置換，造 成停機成本，並衍生勞工及置換零件成本。 因此’需要一種更好的方法及設備來旋轉被放在液體 桶裡處理的基材。 發明目的及概沭： 本發明為克服上述問題而使一個滚輪與一個驅動器 磁性地耦合以旋轉滚輪（亦即本發明的滚輪/驅動器組 合）。因為滾輪與驅動器是磁性地耦合，無需在容納液體 的處理桶的壁中的孔。就某個觀點來看，向外伸的口袋是 在處理桶的一片壁裡形成或密封至處理桶的一片壁，且本 發明的滾輪/驅動器組被口袋支持。吾人發現這構造提供 極佳的位置的正確度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於在驅動器及滾輪之間的磁耦合，可輕易地設立及 移走滚輪，通常不需任何工具。此外，在口袋實施例中’ 在滾輪上的磁鐵與在驅動器上的磁鐵之間有軸向偏移’驅 動器磁鐵相對滾輪磁鐵是在外面（亦即在遠離桶子的方向 中）。軸向偏移使滾輪磁鐵被向外吸，遠離桶子’ i因此 連續把滾輪拉進口袋。因此，在某些實施例中，不需環或 第3頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

Claims (1)

1. 531453 A8 B8 C8

   申請專利範圍 1 · 一種容納液體的處理裝置，該處理裝置至少包含： 一桶，容納一液體； 一滾輪，用以支持一基材，滾輪在上述之桶裡而至 少部分泡在上述之液體裡； 一第一磁鐵，耦合至上述之滾輪；及 一第二磁鐵，在上述之桶外並透過上述之桶的一面 壁搞合至上述之第一磁鐵。 2 ·如申清專利範圍第1項所述之處理裝置，其中，上述之 滾輪包含一轴’上述之第一磁鐵隸合至該軸，上述之桶 包含一向外伸的口袋，且上述之軸被該向外伸的口袋支 持。 3 .如申凊專利範圍第2項所述之處理裝置，其中，上述之 第一、二磁鐵依軸向被偏移而把上述之滾輪軸拉入上述 之口袋。 4. 一種滾輪組，該滾輪組至少包含： 一滾輪，具有一溝，用以支持一薄碟形基材； 一軸，耦合至上述之滾輪，以致此軸的旋轉造成上 述之滾輪的旋轉； 一軸磁鐵，耦合至上述之軸；及 • 一向外伸的口袋，有一内直徑，大於上述之軸的直 徑，用以支持上述之軸於其内。 第8頁 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — I--r---^ - - - - ----- %· 經濟部智慧財¾¾員X.肖費多乍土尸处 531453 經濟部智慧財產局員工消費^作 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5·如申請專利範圍第1項所述之處理裝置，其還包含一驅 動器組，該驅動器組具有一驅動器磁鐵，該驅動器磁鐵 耦合至上述之口袋，並透過上述之口袋磁性耦合至上述 之軸磁鐵。 6·如申請專利範圍第5項所述之處理裝置，其中，上述之 驅動器磁鐵包含一環圍著上述口袋的外直徑。 7·如申請專利範圍第6項所述之處理裝置，其中，上述之 驅動器磁鐵與上述之軸磁鐵被放在特殊位置，以致當上 述之軸儘可能地被插入上述磁鐵，上述之驅動器磁鐵從 上述之軸磁鐵偏移，致在上述之驅動器磁鐵與上述之軸 磁鐵之間的引力向内拉上述之軸磁鐵。 8.如申請專利範圍第1項所述之處理裝置，其還包含： 一傳感器，摘合至上述之桶，及 一動力源，搞合至上述之傳感器’致上述之傳感器 可傳音波能量給在上述之桶裡的液體。 9 · 一種旋轉一在液體浴裡的物體的方法，該方法至少包含 下列步驟： 把一有一第一磁鐵的滚輪組放在一個容納一液體浴 •的桶裡； 透過上述之桶的一壁把上述之第一磁鐵耦合至一第 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準〈CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---I l· I I I ^ · I--I---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 531453 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 二磁鐵； 旋轉上述.之第二磁鐵而藉以旋轉上述滾輪組。 10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中，把一有第 一磁鐵的滾輪組放在一個容納一液體浴的桶裡的步驟 包含以一在上述桶之一壁裡的口袋支持上述之滚輪。 11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其還包含使上述 之第一、二磁鐵偏移，以致上述之第一磁鐵向外被引往 上述之第二磁鐵。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^_wi ^-----r------------ 經濟部智慧財產局員工消費合泎fi印製 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) 申請曰期 案 號 類 別 (以上各攔由本局填兹） A4 C4 531453 經濟部中夬揉準局貝工消費合作社印装 籌S專利説明書 發明 -、册名稱 中 文 磁性鉍合之某姑用滾鲶 英 文 MAGNETICALLY COUPLED SUBSTRATE ROLLER 姓 名 1. 亞歷山大雷奈 2. 曼伍卻S拜藍 一發明 一、麟 國籍 1.美國2.美画 住、居所 1. 美國加州聖荷西市派伯伍德庭面6661號 2. 美國加州洛杉蓋圖歐斯菲爾山脈路18836號 姓 名 (名稱） 美商·應用材料股份有限公司 國 籍 美國 三、申請人 住、居所 (事務所） 美國加州聖大克勞拉市波爾斯大道3050笨 代表人 姓 名 瓊西J.史維尼. 裝------一訂丨.；------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X297公釐} 531453 Α7 Β7 第§?//衫从號蔚喋W年2月修正 日 補充 五、發明説明（） 鎖裝置把滾輪組或驅動器組鎖在定位，且無金屬零件暴露 於清洗液化學物質，因此避免侵蚀。此外，可完全消除清 洗液洩漏，導致晶圓處理變化較少且產生較少顆粒。容納 液體的處理桶（採用本發明的滾輪/驅動器系統）能提供較 高的效能，較低消耗性成本及較高且更一致的品質。 以下實施例詳述、所附的申請專利範圍及圖式可彰_ 本發明的其他特點及優點。 _圖式簡軍說明 第1圖為用本發明的滚輪組的超音波桶的前視圖。 第2圖為消除液體洩漏之本發明滾輪組的一個實施例之 側面圖。 請 先 閱 背 注 意 事 再 訂 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 圖號對照說明 11超音波桶系統 13 桶 14傳感器 15 滾輪組 1 7穩定機構 19 晶圓支持器 21溝 23 軸 25磁鐵 27 驅動器磁鐵 29塑膠容器 3 1 口袋 3 5驅動器組 37 外金屬殼 39塑膠殼 41 馬達 第4頁 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 補充 B7 發明説明（ 實施例詳細說明： 第1圖是一個超音波桶系統11的前面圖。超音波桶 系統11包含一個桶1 3 (例如一個塑膠桶），有一個傳感器 14在其底部（在桶裡或外）。傳感器14的長度可能等於要 予以清洗的晶圓的直徑。在傳感器14之上，第一滾輪組 1 5a及第二滾輪組丨5b垂直支持晶圓W與傳感器14共線。 一穩定機構1 7被設在沿晶圓W的邊最接近傳感器1 4的 點之外，且因此在傳感器14的最高能場外。穩定機構1 7 在任何能有效減少或防止晶圓w擺動的點接觸晶圓W。 通常，滾輪組15a及15b及穩定機構17各包含一道溝以 支持晶圓，且僅有最少接觸。參考第2圖詳細描述滾輪組 15a及15b(支持晶圓W)。 第2圖是可消除液體洩漏的本發明的滾輪1 5的一個 實施例的側視圖。滾輪組1 5包含一個晶圓支持器1 9 ,它 有一道溝21以容納晶圓W(如第1圖所示）。為強化在晶 圓支持器19及晶圓W之間的摩擦，可對溝21嘴砂、滾 花或在其中鑽許多小孔，沿著晶圓支持器1 9與晶圓w接 觸之部分。本發明的滾輪組15還包含一枝軸23，一個磁 鐵25連到軸23。軸磁鐵25可能是管狀而套住轴23的整 個周圍，雖然軸磁鐵25可有任何尺寸或形狀，只要在轴 磁鐵25與外驅動器磁鐵27之間有足夠耦合，以達成轴 23的旋轉。在一實施例中，軸磁鐵25被放在一個塑膠容 器29裡，塑膠容器29被封到軸23。 滾輪組1 5的軸2 3被設在一個向外伸的口袋3丨裡。 第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2i〇X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) W1453 A7 B7 五、發明說明（） 外仏工 口代 __________________補究 :袋31可能與超音波桶13的壁33為一體的，或可能是 —個分開的殼（以塑膠的為宜）而封住在超音波桶13的壁 33獲的口，如第2圖所示。口袋31及滾輪組15係製作 成特殊尺寸以使滾輪組1 5被口袋3 1牢固地支持但可在口 袋3 1内轉動。 口袋3 1還支持一驅動器組3 5在它的外部。驅動器組 包含驅動器磁鐵27，驅動器磁鐵27可能有一環，該環 可套住口袋3 1的整個周圍，雖然可能把驅動器27做成任 何尺寸及形狀，只要在驅動器磁鐵27及軸磁鐵25之間有 足夠摘合。軸磁鐵25與驅動器磁鐵27屬於相反極性以致 一者之間有引力。此引力足以在驅動器組35旋轉時旋轉 滾輪組15〇驅動器磁鐵27可能被設在一外金屬殼37與 一内塑膠殼39(圍著口袋31)之間，且内塑膠殼39可被製 作成特殊尺寸以被口袋31牢固地支持但可繞著口袋31 轉。驅動器組3 5還被耦合至一驅動機構，例如馬達4 1。 在作業中，馬達4 1被啟動並開始旋轉驅動器組3 5。 在驅動器磁鐵2 7與轴磁鐵2 5之間的磁性搞合使滾輪組 1 5隨著驅動器組3 5轉。在溝2 1與在其中的晶圓W之間 的磨擦使晶圓W轉動。傳感器1 4被啟動並開始以超音波 率振動。超音波能因此被耦合至液體並通過該處向上移而 接觸晶圓W表面。穩定機構1 7被動地隨晶圓W旋轉，同 時減少並防止晶圓搖擺。從傳感器1 4而來的能量清洗旋 轉的晶圓W。在超音波桶1 3裡之清洗液的水位變化比用 傳統滚輪的超音波桶所經歷者小。因此，滾輪組1 5可能 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531453 A7 B7 五、發明説明（） 增加可觀價值給超音波桶1 3及任何採用超音波桶1 3的自 動的清洗/處理系統。 以上僅揭示本發明之較佳實施例，熟悉此項技術者當 容易明白在本發明之範疇内對以上揭示之裝置及方法所 做的變化。超音波桶1 3的構造及作業及滾輪組的位置僅 為示範之用，滾輪組元件的特定形狀、尺寸及材料亦然。 滾輪組溝可能有或無被磨粗的面。 因此，雖然本發明已藉著較佳實施例詳細描述於上， 必須瞭解到仍有其他的實施例是落於本發明所附之申請 專利範圍的範圍中3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 頁 節 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)