TW586974B - Radial power megasonic transducer - Google Patents

Description

586974 五、發明說明（1) ~ 〜--- 【發明所屬之技術領域】 本發明係為一種工作頻率在一兆赫附近產生聲頻能量 ^電聲換能器’尤指-種可對一盤形旋轉中之物體表面傳 遞均勻等置聲頻能量之超音波電聲換能系統。 【先前技術】 目，已知’頻率範圍在G.4^.Q兆赫之聲波能 j中傳遞，並且可以被用來清理易受損之板材上的微塵物 負，由於上述聲波頻率接近兆赫範圍，其清理的工序大致 與超音波洗滌方式相仿，可以用來清洗下列各種材料：於 2半：體備製階段之半導體晶圓表面、光碟等資訊儲存 媒體、平面顯示裝置及其他易受損之板材。 辦a I般而言，超音波能量係由射頻交流電壓激發石英晶 產產生自石英晶體之聲頻能量復經由—能量傳送 u:振單元）進入清潔溶液，&能量傳送體通常係 承載、;月潔液及複數個待清理物之容器其壁面所構成； 詈，0甘美國專利第5, 355, 048號所揭露之超音波換能裝 ，/、包含有一以複數貼附層連接於石英窗上之壓電晶 且此超音波換能裝置係於8 5 〇千赫頻率範圍下工作， 】复ί國專利Ϊ4,804,007號所揭示之超音波換能裝 二 以石英、藍寶石、氮化硼、不銹鋼或鈕材質所 月b塁傳送體係藉由環氧樹脂與壓電晶體連接。 杜，^外，這種超音波清理系統亦可以用於洗滌單一物 利所；-片片之半導體晶圓，正如美國第6, 021，785號專 愚不，其使用一水平鄰設於轉動之晶圓表面之小型高

第6頁 586974 五、發明說明（2) 週波傳送早元，並以k知也 面，以清潔並帶走所除去聲頻能量作用於盤體表 059號專利所揭示，|使物為，同樣，如美國第6,〇39, 狀探針，於清潔溶液喷1 一近於晶圓表面之固體圓柱 量驅動探針；另-例，美^曰圓1面之同時，以超音波能 理單-晶圓之清潔系餅、：f，〇21，789號專利揭露-處 上之電聲換能n，、配二擎用複數個排列於-直線 送超音波於晶片表面作用並驅動換能器向外發 【發明内容】 7所4除之粒子推送至晶片週緣。 均勻=i Ϊ二ί發明係為-針對旋轉盤體表面產生近似 ::篁之電聲換能器，該電聲換能器包含-與 數i以"米S =說合之壓電晶體，並於壓電晶體一側設有複 之聲頻能量產生電性傳導層’且該換能器 ^ _ 頻率以0· 4至2· 0兆赫範圍為最佳。 此，嗲曰俨^中，上述換旎器上之晶體係為楔形，因 作用面積將隨著旋轉物半徑增加而遞 而增加。專遞之耷頻波動之總量亦隨著旋轉物半徑增加 之頻：：半^在換能器底部運動之物體’其工作區域内 頻此量相算Γ ϊ反比關係，因此，作用在單位面積上之聲 學ϊ應的相關=樣，對於以聲頻能量促成表面物質產生化 均勻：相等的斗業將非常有帛’並且可在整個表面上獲致 勾匀相等的化學反應過程。 第二實施例中，該壓電晶體係為一矩形，而位於壓電

第7頁 586974 五、發明說明（3) :，側之電性傳導層係為楔形，如是，就如第一實施例 中晶體本身具有楔形一樣，可藉由壓電晶體傳遞隨半徑辦 加而提升之聲頻能量。 曰 【實施方式】 有關本發明之詳細說明及技術内容，現就配合圖式說 明如下：

口月參閱第一圖，如圖所示，本發明電聲換能器丨〇包括 一共振單元14及一外殼16，該外殼16包含一本體18及一蓋 體20，製作時，外殼16以不銹鋼構成為佳，但亦可採用塑 膠、陶，、石英或鋁等材質；如圖所示，此共振單元14具 有一預定長度L，並於晶體24及電路板25間設有複數個第 一彈性連接件2 2，且設置至少一個以上第二彈性連接件2 6 接觸階狀區域2 7，另於外殼1 6 —端設有一穿孔2 8以容置一 標準BNC連接器。

另請再參閱第二圖，上述本體18具有一内設有一個或 一個以上之壓電晶體34之容置空間32，而共振單元14係穿 越一剖溝38並延伸至本體18内與晶片24連接，而蓋體2〇係 以一連接裝置42固設於本體18上，以形成容置空間32之緊 密防滲墊圈，而該連接裝置42可為螺絲或卡榫，此外，共 振單元14與剖溝38係緊密配合為佳，以防止液體由剖溝38 流入容置空間32内，並於容置空間32内侧設有一防潮止漏 墊體44，防止容置空間32内之油污外漏，另共振單元14具 有一收藏容置空間32内之卡掣部45以避免脫落。 上述共振單元14包含一近端46及一遠端50，第一彈性

第8頁 586974 五、發明說明（4) 連接件22係配置於 件22包含有一第一 及第，一扣件6 4間配 體2 4電性連接，詳 請參閱第三圖 層與晶體24連接· 濕層7 2及第一黏貼 72係靠近接合層7〇 外，接合層7 0與共 黏貼層78，該第二 層78係靠近共振單 7 4之另一側配置有 有一金屬層82。 一彈性連接 第一扣件6 2 件22係與 曰曰 以複數連接 藉由第一沾 第一沾濕層 體24，另 層76及第二 而第二黏貼 第一黏貼層 貼層8 0上設 晶體24與電路板25間，該第 扣件62及第二扣件64，並於 置一彈簧66，第一彈性連接 細方式將詳述於後。 ，如圖所示，共振單元丨4係 於第一實施例中，晶體24係 層74與接合層70相互連接， ，且第一黏貼層74係靠近晶 振單元14間配置有第二沾濕 沾濕層7 6係靠近接合層7 〇， 元14，再者，晶體24相對應 第二黏貼層80，並於第三黏 再請參閱第三圖，接合層70係由一焊接材料所構成， 如銦、錫、銦合金或錫合金，其中以純銦材料作為接合層 70為佳·而第三圖中各層之組成及目的與美國第 6，2 2 2，3 0 5號專利第5圖所示之層次相同，尤其第一、二沾 濕層72、76係可分別以厚度概為5〇〇〇A之銀構成，然而—/ 其他材料及厚度亦可用於沾濕層之構成，此沾濕層72、76 之作用在於提供融化之銦（或錫）一濕潤表面，俾使接合 層7 0能夠藉由上述沾濕層與相對應之第一黏貼層7 4及第二 黏貼層78相結合。 — 在第一實施例中，第一、二、三黏貼層74、78、8〇分 別為厚度概為5000A之合金所構成，此合金可由鉻及鎳銅 586974 五、發明說明（5) 合金所組成，例如，前述第一、二、三黏貼層74、78、8〇 之合金層可由50%之鉻及5〇%之鎳銅合金所構成，可被接受 的錄鋼合金包含下列註冊有商標之材料：Nickel 4〇〇tm或 MONELtm ’ Nickel 400TM 及 MONELtm 為32% 銅及68% 鎳之鎳銅 合金，但本發明第一、二、三黏貼層74、78、8〇並不以前 述之材質及厚度為限，例如，第一、二、三黏貼層7 4、 78、80中之任一層可為鉻之組合物，如鉻鎳合金，而第三 黏貼層80可由使用者選擇保留或省略，惟上述金屬層82以 銀為佳，亦可為鎳或銀合金等導電金屬。 ^在較佳的實施方式中，係以锆鈦酸鉛（PZT)組成之壓 =曰曰體製作上述晶體24，然而，亦可採用其他壓電材料， “ΪϋΪΓ、石英、聚氟化亞乙烯(PVDF)，其中，以晶體 24此=產生工作頻率在〇. 4至2. 〇死赫之聲頻能量為佳。 所据=述，能器1〇之構成係採用美國第6,222,305號專利 路之土本技術，然而，若以錫作為接合層70材料，製 作過程則須考量其較高之熔點。 依每種特定清潔工作要求而定，共振單元丨4 學惰性材料群组中，作為丘輕栗分彳 k自化 衽m 共1較佳的惰性材料包 英、破化石夕、氮化石夕、陶究、不錄鋼或 陡材料二::皁儿“亦可藉由鍍上非惰性物質而形成惰 性材枓，這些非惰性物質如鐵氟龍（Tefl〇n *〆 、聚偏二說乙浠(KynarTM)或四氣乙稀二:二 (正）丙基乙烯基醚的共聚物（PFA)，為 罝、氣 與清潔液體產生化璺反庫，丘垢S / 兄/、振早7L 1 4 座生化子反應，共振早兀14必須具有化學惰

586974 五、發明說明（6) -— I4生’ k樣’共振單元丨4所使用的材質至少必須依清潔溶液 之性質而有所說明，其中，在萬億分之一的純度情況下， 泰i寶石所構成之共振單元14最為理想，而半導體晶圓便 需要這樣的純度，以氫氟酸為主的溶液可作為半導體晶圓 清潔過程中所需之清潔溶液。 前述共振單元14具有一高度，’k” ，通常，該高度” k，，的 選擇是為了使聲頻能量反射降到最低，可將高度，，k，，定義 為晶體24發出之聲波其一半波長的倍數。

时—除了第三圖所示之各層，還有其他方式可以連接共振 早兀14及晶體24，例如共振單元14可藉由一組合層連接晶 體24以取代第二沾濕層76及第二黏貼層78，此組合層製作 時可Μ:導電銀膠液配置於共振單元14上，商業上可利用膠 液產品包括，由美國Montg〇meryville，Pennsylvania 之 EMCA - REMAX pr0ducts提供之2617D低溫銀導體，並利用網 版印刷技術將此組合層直接成形於共振單元14上，製作 時，保留部分組合層14〇區域成為與第二彈性連接件26 接之階狀區域2 7 (如第一圖所示）。 另：實施方式’該共振單元“係以環氧樹脂與晶體2 連接，並且，該環氧樹脂亦可用於接合層7〇，以來取

述之焊接材料，其環氧樹脂係以適當之導電性環氧樹脂; 成0 上述換能器1 0之主要係 每一單位平面傳輸一均勻等 體晶圓的表面，典型的板材 於一預定時間内對旋轉板材上 量之聲頻能量，就如一般半導 形狀為圓形，其轉動時，板材

586974 五、發明說明（7) 上聲頻能量密度（能量/單办喊、收炫门/ 早位時間）將隨圓开> 區域的半徑 方向延伸而改變，因此，為 幻千位 斟备抑你巫；捕w 為了使換此器1 0於一預定時間内 v須恭μ π傲嗖掘处 9專$的聲波此置’此換能器1 0 由以下四種方式構成：度场，通'可變耷頻密度場可 、塑造晶體24形狀以提供可變聲頻密度場； 層形狀以提供可變聲頻密 第二、塑造晶體24上之電極 度場； 晶體24以產生期望 望之可變聲頻密度

第三、以不同能量等級驅動各部分 之可變聲頻密度場； 第四、巧合上述三種方法以形成期 场0 請參閱第四圖，為卜、+、始 如圖所示，晶體24具有一；开第9一〇 η量場形成方法 邊92、-平直邊9“％ :二，；形9°包含^ 哕护开Μη舭卞Γ I 第一漸縮邊96及一第二漸縮邊98

二:Λ邊92係為一寬部1〇°，❿鄰近平織窄 ^，士曰第一漸縮邊96及第二漸縮邊98間形成一夾角 j疋’為達到換能器！ G必須在m時間内對旋轉^ ί=平：：遞接近均句等量之聲頻能量，上述楔形9 „ ^ "有利因素，通常，此楔形90佔有40 %或更少g 物體表面面積。 立牛例說明’睛參閱第五圖，如圖所示，位於換能器1 〇 底部設有一依定速轉動且具有圓形表面104之物體1〇3，該 圓形表面104具有一中心點106，如是，當圓形表面1〇4在

第12頁 586974 五、發明說明（8) 検形90底面（即是晶體24底面）轉動時，具楔形9〇之晶體 24 =提供一隨半徑1〇8改變強度之均勻等量的聲頻能量， 此時，能量密度將由於窄部丨02對表面1〇4所提供的能量小 於寬部100而改變，因為由換能器1〇所輸出率 平方公幻是相㈣，但寬部100之表面面積大：窄里/ 102，當物體丨03轉動時，儘管第一單位表面面積移動的線 性數度較大，位於寬部1〇〇底面之第一單位表面面積將與 位於窄部1 02底面之第二單位表面面積得到同等之能量了 =外，對於旋轉運動，這裡的物體1〇3可以靜止不動而換 能器10旋轉，其關鍵因素在於物體1〇3與換能器1〇 運 動關係。 ％ 如第五圖所示，表面104具有複數部分112、114、 116、118，且每一部分Π2、114、116、118面積皆相等， 由於第一部分（藉以區分每個部分）112之位置比第四 分118離中心點106具有較大的半徑，當物體1〇3轉動： 通過換能器1 0底部之第一部分11 2較第四部分11 8具有 的線性速度；此外，因為換能器需在單位時間内& 二大 分！12與第二部分114提供等量之聲頻能量，所以換 所輸出之總量需隨半徑1 08增加而改變，#媒 w ^ 又 ·^佩，右換能哭 10具有一等量功率輸出（瓦特/單位面積），則徑向= 中心點1 06向外）增加晶體24面積將可提供所欲增加 能器發出之總能量’而此楔形90外觀係為其構成9 。吳 請參閱第六圖，該換能器10之各層如第三圖所 楔形90外觀，其中，第三黏貼層80、金屬層82、晶體&有

第13頁 586974 五、發明說明（9) 第一黏貼層74、第一沾濕層72、接合層？〇、第二沾濕層 76 :第二黏貼層78及共振單元14都為楔形9〇，然而，為達 到聲頻能量隨半徑增加而改變之功效並非以此樣態為絕對 要求，唯一的限制是晶體24 —層需為楔形，其他各層及 共振單元1 4只要能夠完全覆蓋晶體24即可，不需限制直 定形狀。 ~ 第七圖係為本發明第二實施例，此換能器丨〇主要係於 一預定時間内對於一旋轉板材上單位面積傳遞均勻等量聲 頻能量，其中先前敘述過的組成構件將以相同的標號桿 示；如圖所示，此晶體24具有一矩形外觀，而金屬層具 有一楔形126外觀，此外，若介於晶體24及金屬層82θ間嗖' 有其他導電層，該導電層需為楔形126，此楔形126如同<第 四圖所示之楔形90具有一弧邊128、一平直邊132、一第一 漸縮邊136及一第二漸縮邊138，如先前第五圖所述，第七 圖中依預定速率旋轉且具有圓形表面丨04之物體1〇3係位於 換能器1 0底部，或者，換能器丨〇以一預定速率繞 物體103旋轉。 若金屬層82為楔形126，則其結果就如晶體24為模形 90 —樣，因為，晶體24發射聲頻能量之區域僅限於受電場 激發之區域，當射頻電壓施加於彈性連接件2 2、2 6上 拖 能器1 0内之電場則由存在於金屬層82與第一沾濕層了2間之 電位差所形成；因此，若金屬層82具有楔形丨26且^配置曰於 晶體24上，當表面104於楔形126底面（即是晶體底面2/ 旋轉時，由晶體24所發出的聲頻能量便隨半徑1〇8延伸而

第14頁 586974 五、發明說明（ίο) 改變其欲度，其中，第一沾濕層7 2及其他介於接合層7 〇與 晶體2 4間之導電層係以楔形1 2 6外觀為佳。 晶體24上楔形126金屬層82之製作方式如下，先以惰 性材料包覆晶體24，如Kapton R，並於晶體24上預留一部分 楔形1 2 6外露於上述包覆材料，並使用物理氣象沈積（pvD) 技術塗佈金屬層82，如氬氣淺射塗佈技術，一般而言，晶 體24之包覆步驟會先於沾濕層8〇之塗佈，使得沾濕層8〇及 金屬層82都具有楔形丨26，其他電鍍技術亦可用來製作此 金屬層82，然而，金屬層之構成以銀為佳，但不以此金屬 為限，同樣的塗佈技術亦可用於備置第一沾濕層Μ及第一 黏貼層7 4上之楔形1 2 6外觀。 上述晶體24之驅動動力係由一射頻（RF)產生器（圖中 未示）提供，例如一 1 0 0 0瓦特射頻產生器，其驅動晶體24 之射頻電壓以工作頻率趨近925千赫為佳，然而，射頻電 壓之工作頻率於〇 4至2 0#絲皆n a ,, 拉i η站錄“ 1 赫 常工作；射頻功率係 藉由二同，繞線傳遞至換能器10，上述同軸镜線係連接一 位於穿孔28内之標準BNC連接器，並 垃此9 9菸—彻+ , 稭由第一彈性連 f ί。或一個以上第二彈性連接件26將射頻電壓僂 遞至晶體24 ’上述BNC連接器係電性連接於一印刷電 ❿ PCB 25’俾使射頻電壓傳遞至第一、二彈性連接件U、板 2 6°

上述第二彈性連接件26提供印刷電路板pCB 沾濕層76(請參閱第三圖）間電性連接，第一 ^第一 提供印刷電路板PCB 25及配置於晶 j接件54 腹^4上之金屬層82間電

586974 發明說明（π) ，複數個第一彈性連接件22可提 而第二彈性連接件2 6可提供射頻 性連接’藉由這樣的配置 供射頻產生器正極連接， 產生器負極連接。 …換此器1 〇包含一階狀區域27，該階狀區域27係為共振 早=14上之一導電區域，即是藉以連接第二彈性連接件26 之第二沾濕層76，由於第二沾濕層76與晶體24間之各層皆 具導電性質（亦即接合層7〇、第一沾濕層72及第一黏貼層 4)，與階狀區域27連接即是與鄰接於共振單元14之晶體 24表面電性連接，而第一彈性連接件22另與金屬層82連 接，如是可形成驅動晶體24之完整迴路。

凊參閱第八圖，係為本發明第三實施例，該換能器i 〇 主要係於一預定時間内對旋轉板材上每一單位平面傳輸一 均勻專塁之聲頻能篁’其中先前敘述過的組成構件將以相 同的標號標示；第八圖中，此晶體2 4外觀係為矩形，其長 寬分別為L 、W ’通常晶體24長度係與半徑log相同， 但為了完整遮蔽表面104其長度將略大於半徑log ;該晶體 可區分為複數個部分，包括第一部分146、第二部分丨48、 第二部分150及第四部分152 ’每部分係由一獨立晶體24所 構成’換句話說’此晶體24預先切分為四部分以驅動第 一、二、三、四部分146、148、150、152，且各部分 1 4 6、1 4 8、1 5 0、1 5 2分別由個別之貼附層黏貼於共振單元 1 4上，如第三圖所示之各層狀態，因此個部分無短路或電 性耦合之情形，且每部分146、148、150、152皆分別與射 頻產生器電性連接，例如，藉由複數第一彈性連接件2 2分

第16頁 586974 五、發明說明（12) 別連接各部分；此實施例中，共振單元14(如第三圖所示） 係為一連續整體。 第八圖所示之第三實施例，使用獨立可控制部分驅使 換能器1 0工作之方式如下： 第一/每部分H6、H8、U0、U2具有相同面積並以 二二，功率J瓦特/平方公分）驅動，第四部分1 5 2之驅動 二第/部分150，第三部分150之驅動功率大於第二 =刀 ’第二部分148之驅動功率大於第一部分146，如 21底*=1隨著半徑增加而增力”雖然各部分通過晶體 盥第一邱八^不同，但以通過第四部分152底部之表面104 ί相等.Γ卜冰6相比較，其單位表面面積所接收之總能量 以調整i 各部分146、148、150、152啟動的時間可 面積第：於===146、148、15°、152不相等的 使換能器Η達;： = 間内以不同功率驅動，這樣亦可 如第八圖所示，另一種製作 切分為如上述第一、第二種^作方$如下，可將金屬層82 1 5 Ο Μ 5 ? ^ ττα ^ V 一 第一、第四部分 146、148、 Q9 之 P为，並保留晶體24的連續*錾 .,.M @ 82之切分方法可使用前述相對於第七=:整，此金屬層 =，這樣的功率等級不同= 之控制方式調整其輸出時間長度。相對於第八圖中所述 第九圖’係為第四眚 實〜例’ 主要係於-預

第17頁 586974 五、發明說明（13) 疋時間内對旋轉板材上每一單位平面傳輸一均勻等量之聲 頻能量，其中先前敘述過的組成構件將以相同的標號標 不，如第九圖所示，晶體24具有如先前第四圖所示之楔形 90外觀，該晶體24被切分為複數個部分，包含有第一部分 =〇、第二部分164、第三部分168 ,每部分16〇、164、168 =別由一獨立且面積相同之晶體24所構成，是以，將楔形 9〇外觀與晶體24切分控制技術合併，可提升能量傳遞之控 =效能，以令聲頻能量在一預定時間内可均勻等量的傳遞 至一旋轉表面104上。 上述每一部分160、164 1 6 8均由一組獨立的貼附層 二/、、x單兀1 4連接，因此各部分不會形成短路或電性耦 ^Ϊ且，每部分160、164、168可分別藉由獨立之第一 丘赛w接件22與射頻產生器電性連接；在此實施例中，此 /、振早TC14 (如第三圖所示）係為一連續整體。 J第九：所示之第四實施例，使用獨立可控制部分令 換肊1 0工作之方式如下： 不同=i r ·第一、第二、第三部分160、164、168係以 方；”、瓦特/平方公分）驅動，如前述第八圖所示之 :!加：之ϊί驅動第一部分160，由於功率隨著半

二曰加而增加，雖然各部分通過晶體24底部的時門不同， 但以通過第二邱公1 β ^ -丨的日f間不厂J 較，盆單接表面104與第一部分160相比 八早位表面面積所接收妯詈 ^160 M64 ^168^f 調整之工作時間//，具/Λ 時間，或具有可 各部分可於不同時間控制開啟或

586974 五、發明說明（14) 關閉； 以相等之功率驅動每一部分丨6 〇、】6 4 方式 ，刀·丄 cm 1 6 8，但此方式功率作用的時間長短卻不相同 方式三：以相同功率驅動每一部分16〇、;64、168, 但驅動每一部分之排列序列是可控制的，且每個工作 均相同。 八，ίίΓ :種實施方式如下，將金屬層82切 刀成為如第一、第一、第三部分160、164、168之三部 =，而保留晶體24的連續完整，此金屬|仪切分方 :用前述相對於第t、八圖中相同之製作方法達成，對於 ，屬層82的切分方法使晶體24可被不同功率等級及工作時 =所驅動，這樣的X作日“長短可採用前述相對圖 中所述之控制方式調整。 第十圖乃第九圖第四實施例之另一樣態，該晶體 ，係以三角形丨70代替楔形90,且晶體2锹切分為複數部 刀，包含第一部分172、第二部分176及第三部分178， ^部分丨72、丨76、178具有一獨立且面積相等之晶體以， =以，將楔形9 0構成技術與晶體2 4切分技術合併，可提 =里傳遞之控制效能，令聲頻能量能夠在一預定時間内 勻等量的傳遞至一旋轉表面1 0 4上。 上，每一部分172、176、178均由一組獨立的貼附層 -、共振單元14連接，並且如前述第九圖所示之連接方式個 巧與射頻產生器電性連接，這樣，每一部分1 7 2、1 7 6、 8亦可如第九圖所示之方式於不同時間受不同功率（瓦 )86974 特 用 為 保 、發明說明 一~— ~~-一一^ 前公分）等級驅動，此外，另一種設計方式，可採 如繁」對於第十圖中相同之切分方式將金屬層82切分成 留曰二、第二、第三部分172、176、178之三部分，而 W日日體2 4的連續完整。 施 示 样=參閱第十一圖，乃前述第四圖中換能器10之另一實 :ί拖f中先前敘述過的組成構件將以相同的標號標 形90之第一晶體182及一具楔 104之施例之換能器1〇延伸跨越平面 =之直徑，每一晶體182、184係以前述第四， :式貼附於共振單元14上，且以相同方式運作相其對中應之 、一晶體182、184可為矩形，而於金屬層82及 =層76上利用第七圖所述相對之方式製作成為楔形⑽了 = ’，可採用如前述第九、十圖相對應之方式切分望 " 晶體182、 184。 刀弟一、二 由第四、八、九、十及十一圖可以清楚得知，聲_施 月匕器1 0除了楔形90外亦可採用矩形及三角形，然早頰換 能器10僅需遮蔽40%或更少面積之物體ι〇3表面、、、。’此換 另一可調整的參數是接合層70的厚度（請參閱 )，使換能器1 〇在一預定時間内對一旋轉板材上之二， 面傳遞一均勻等量之聲頻能量，藉由調整接合層？〇沪表 108方向的厚度，換能器10之發射功率可隨之改變，\ k 的現象可由接合層厚度改變時，其聲頻能量具 性而獲得結果。 』反射特 綜上所述，可以清楚的發現換能器丨〇可有多種 I達

第20頁 586974 五、發明說明（16) 成，一般而言 聲頻能量產生 對一旋轉板材 之聲頻能量， 聲頻能量以穿 置可具有多種 形晶體、第七 示可分段控制 之楔形晶體。 此換能器 學溶液作用於 用趨近均勻等 面積，促進清 整批清理過程 用，上述物件 圓（如特製或 板板材。 對於上述 液在物件表面 頻能量由共振 生；另一種方 述二者皆轉動 使用時， 然工作溶液之 ’換能器係以一工作頻率在〇. 4至2 · 0兆赫之 裝置所構成，該聲頻能量產生裝置主要係針 於一定時間内，對單位面積傳遞一均勻等量 並於聲頻能量產生裝置上配置一對板材發射 越清潔溶液之共振單元，該聲頻能量產生裝 外型’包含第四、五、六及十一圖所示之楔 圖所示具楔形導電體之矩形晶體、第八圖所 之矩形晶體，及第九、十圖所示可分段控制 1 〇係可應用於超音波洗條程序（或其他以化 ，材，面之作用過程），藉由單位時間内利 量之聲頻能量作用於旋轉板材上之單位表面 理或化學過程之進行，這樣，在難度較高的 中，對於個別物件此換能器丨0將顯得非常有 包括大型半導體晶圓、少量製造的半導體晶 實驗用晶片）、平面顯示裝置及其他大型^ 洗滌個別物體之清理過程，包括使用清潔溶 上並於換能器1 〇底部旋轉清理物體，且^ = 單元14發射至加工溶液以促使洗滌過程I尸 式則是固定物體，令換能器1 0旋轅， 义 。 得，取者前 由於不同的清潔槽需使用不同加六 • 上》谷》夜，雖 明確組成成分係專屬於生產公司m女 ^ W有，但，

第21頁 586974 五、發明說明（17) 典型的加工溶液 氫、鹽酸、硝酸 使用的加工溶液 由於洗務或 量多寡而改變， 似均勻等量之聲 接受之聲頻能量 這樣的效果在化 為明顯’如是， 惟以上所述 能以之限定本發 範圍所作之均等 範圍内。 包含蒸餾水、氫氧化氨水溶液、過氧化 、醋酸、氫氟酸及其混和之反應物，一 成分可參考SC — 1 and SC-2。 化學程序之效能隨著傳輪至溶液的聲頻 必須對旋轉物體上單位表面面積提供— 頻能量，因此’ 不同，則各部分 學加工溶液能夠 使用本發明之換 者，僅為本發明 明實施之範圍， 變化與修飾，皆 能 右一晶圓表面 清洗的程度將 促使清洗反應 能器1 0將更顯 之較佳實施例 即大凡依本發 應仍屬本發明 不同區域 有所差異 的情形下 其價值。 而已，當 明申請專 專利涵蓋 所 5 更 不 利 之 586974 圖式簡單說明 【圖式之簡 第一圖，係 第二圖，係 第三圖，係 第四圖，係 第五圖，係 第六圖，係 第七圖，係 相同） 第八圖，係 第九圖，係 第十圖，係 第十一圖， 單說明】 為本發明第 為本發明第 為本發明第 為本發明第 為本發明第 為本發明第 為本發明第 為本發明第 為本發明第 為本發明第 係為本發明 一實施例之側面示意圖 1圖2 — 2位置之剖面示意圖 一實施例聲頻換能器之剖面示意圖 一實施例楔形晶體之上視示意圖 一實施例聲頻換能器之上視示意圖 一實施例聲頻換能器構造示意圖 二實施例之上視示意圖（與第五圖 三實施例之上視示意圖 四實施例之上視示意圖 五實施例之上視示意圖 第六實施例之上視示意圖 « 【圖式之符號說明】 電聲換能器.....10 共振單元......14 外殼........16 ♦ 本體........18 蓋體........20 第一彈性連接件··· 22 晶體........24 電路板.......25 第二彈性連接件··· 2 6

第23頁 586974 圖式簡單說明 階狀區域......27 穿孔........2 8 容置空間......32 剖溝........38 連接裝置......42 止漏墊體......44 卡掣部.......45 近端........46 遠端........50

第一扣件......62 第二扣件......64 彈簧........66 第一接合層.....70 第一沾濕層.....72 第一黏貼層.....74 第二沾濕層.....76 第二黏貼層.....78 第三黏貼層.....80

金屬層.......82 楔形........90 弧邊........92 平直邊.......94 第一漸縮邊.....96 第二漸縮邊.....98

第24頁 586974 圖式簡單說明 寬部........10 0 窄部........10 2 物體........10 3 表面........104 中心點.......106 ' 半徑........10 8 第一部分......112、146、160、172 第二部分......114、148、164、176 第三部分......116、150、168、178 第四部分......118、152 φ 楔形........12 6 弧邊........12 8 平直邊.......132 第一漸縮邊· · · · · 13 6 第二漸縮邊.....138 三角形.......170 第一晶體......182 第二晶體......184

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Claims (1)

1. 586974 六、申請專利範圍 1 · 一種徑向超音波電聲換能器，其包括： 一工作頻率於〇. 4至2. 0兆赫產生聲頻能量之聲頻能量 產生裝置，該聲頻能量產生裝置係用以對一旋轉基板 上每一單位面積傳輸均勻等量之音頻能量，且該聲頻 能量產生裝置具有一面積小於基板之表面； ~ 一配置於聲頻能量產生裝置上藉以傳輸聲頻能量至基 板之聲頻共振單元。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之徑向超音波電聲換能 器，其中，該聲頻能量產生裝置係由一楔形壓電晶體 構成。 · 3 ·如申請專利範圍第1項所述之徑向超音波電聲換能 器，其中，該聲頻能量產生裝置包含二個或二個以上 藉以組成楔形構造之壓電晶體。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之徑向超音波電聲換能 器，其中，該聲頻能量產生裝置至少具有一楔形電 極0 5 ·如申請專利範圍第1項所述之徑向超音波電聲換能 器，其中，該聲頻共振單元係由下列任一種材質所構 成：石英、藍寶石、碳化矽、陶瓷、鋁或不銹鋼。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之徑向超音波電聲換能 胃> 器，其中，於聲頻能量產生裝置及聲頻共振單元間另 設有一貼覆層，俾將聲頻共振單元連接於聲頻能量產 · 生裝置上。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之徑向超音波電聲換能 ’

   第26頁 586974 六、申請專利範圍 器，其中，該貼覆層係由下列任一種材質所構成： 姻、锡、姻合金或锡合金。 8 ·如申請專利範圍第6項所述之徑向超音波電聲換能 器，其中，該貼覆層係由環氧樹脂所構成。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之徑向超音波電聲換能 / 器，其中，該板材包含一半導體晶片。 1 0 ·如申請專利範圍第2項所述之徑向超音波電聲換能 器，其中，該楔形壓電晶體係為一平坦表面，此平坦 表面具有以一預定夾角區分之第一邊及第二邊，並 且，第一邊係以一弧邊與第二邊連接。 ^

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