TWI473667B

TWI473667B - 清潔方法及裝置

Info

Publication number: TWI473667B
Application number: TW97115680A
Authority: TW
Inventors: Hock Huat Yeo
Original assignee: Jcs Echigo Pte Ltd
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2015-02-21
Also published as: SG147336A1; CN101687228A; TW200900166A; SG180053A1; CN101687228B; SG147361A1

Description

清潔方法及裝置

發明領域

本發明係有關一種用以清潔基材，包括但不限於不同材料例如玻璃、鋁和矽之碟形基材的清潔系統和方法。

發明背景

電腦、電子裝置、和娛樂產業等會使用許多碟形基材以供製造電子迴路。該等基材典型包含矽晶圓、鋁、塑膠、玻璃、陶瓷和複合材料等。為了方便起見，在本說明書中所稱的材料將會論述鋁或玻璃。惟此並非要被釋為本發明之用途的限制。

該等基材在製造時會歷經許多的製程，包括重複地塗敷和除去各種導電性、不導電性及半導性的磁性、光學和磁光學材料等。

在製造期間，該等基材必須被重複地打磨、拋光、蝕刻和清潔。由於基材設計的趨勢傾向小型化，故在基材之製造過程中所需的清潔程度亦會增加。尤其是，複雜的多層電路必須被製設在極為清潔的基材上。否則，瑕疵將會發生而導致減低產量，增加製造時間和較差的產品品質。

一種用以清潔鋁碟片的清潔模組之習知設計包含一清潔站具有二刷筒被相鄰地列設。該二刷筒會形成二中心縱軸，它們係互相平行。一或多數鋁碟片則會被排列在該二刷筒的中心縱軸之間，而使該等碟片的相反應兩面能在該等刷筒繞其各自的縱軸旋轉時被清潔。

該習知清潔模組之一第一缺點係其不能滿足現代化用品(例如小型化的積體電路)所需的增高水準之清潔度。此係因為各碟片的每一面與該各刷筒之間的接觸面積並未最大化，故乃無可避免地會導致如前所述的基材瑕疵。

該習知清潔模組之一第二缺點係其在一指定時間內只能清潔一有限數目的基材。此係因為可被該二刷筒同時地清潔之鋁碟片的數目會被該等鋁碟片的直徑所限制。且，在該刷件與碟片之間的接觸係僅為一線接觸。因此，為了確保該碟片與刷件之間有全面接觸，該刷件必須向下移動該碟片的整個直徑。結果，該碟片在該清潔站中的停留時間會相當長。

此外，該習知的清潔模組通常具有一個以上的清潔站。該習知清潔模組之一第三缺點係該等鋁碟片是個別地由一清潔站前進地移轉至另一清潔站。因此，當在不同的清潔站之間移轉及裝載和卸載該等碟片的期間將會造成“空耗時間”。

當該等碟片在清潔槽內時會產生另一問題。於此情況下，該等碟片通常係被支撐物由底下固持在兩點處，且該等碟片會接受高頻率波。在最近，兆赫聲波的使用已變得更為普遍，即具有典型大於700kHz頻率的聲波。該等兆赫聲波係由一槽的底部傳送，在該槽內已有清潔流體浸漬著該等碟片，故該等聲波會造成空腔振泡而企圖由碟片除去微粒。於此裝置中，該等碟片會遭受該等兆赫聲波，然後在該製程的下個階段被由該槽移除。但是，該等兆赫聲波係由該槽的底部發散，無可避免的，該等碟片被安裝其上的支架會在碟片上造成一蔭影，故會阻止該聲波作用在該碟片的某些部份。以往，當超音波被較普遍地使用時，該等音波具有較長的波長，由於該超音波會繞射繞過該等支架而消減碟片上的蔭影，故該等蔭影的問題較為少見。更普遍使用的兆赫聲波具有較短的波長而較不易繞射，因此該等支架“蔭蔽”碟片的問題會較為顯著。

又該製程特別是有關在清潔槽內之碟片的另一問題係當它們被由該槽移除時會有清潔流體附著於碟片上。碟片必須在每一塗層製程之後被清洗，並在最後階段完全組合成一硬碟驅動器之前再清洗一次。因該清洗製程通常包括將該等碟片與支架一起浸入一清潔流體之槽內，而後續由該槽移除該等碟片會使該流體附著於碟片，且因該溶劑的不均勻乾燥會造成溶劑污斑和痕記。

在該製程的另一階段中，碟片會在被移轉至一卸載站之前先在一烘爐中乾燥。該等碟片被烘爐乾燥的速率係取決於許多因素，例如，但不限於：i)在該烘爐內的空氣溫度；ii)在該烘爐內的空氣循環速率和手段；iii)該烘爐的輻射作用；iv)所施用的任何添加能源；及v)該烘爐內的空氣壓力。

對該烘爐進行調整來有利地影響其乾燥速率將無法不包含資金成本，故雖加快其乾燥速率是商業上有用的，但該等成本並不能確保最終效益。

在任何情況下，假使該製程之各種階段的不同設置得能避免該習知技術之至少一個所述的問題將會是較佳的。

該習知技術的又另一缺點包括除去殘留在該浸漬槽內之流體介質懸浮液中的沈積物會有交叉污染的可能性和清潔效率的問題。該浸漬槽係用來提供一介質，藉由它可使釋離的微粒被由冲洗後的基材移除。其目的是要利用該流體介質的循環來將該等微粒導向一出口，而使它們由該槽內流出。因此，其目標是要保持一較無微粒的介質，俾防止微粒再黏附於後續的基材上。為使該浸漬槽能提供該清潔功能，該等微粒的有效去除十分重要。

槽的設計包含一該介質的入口設在該槽的一端並會靠近底部進入。任何已停置於該底部的微粒可被由該底部朝向一擋堰之一大致朝上方向攪動而上移回到懸浮液中，該擋堰可容許該介質流接近於該頂面層。該設計有賴於該等微粒被驅入此層中，以使它們流向該擋堰，且當停駐時，會被滯陷在該擋堰內。一泵將會移除該擋堰內的介質。並因而除去該等微粒。以此設計所附隨的問題係，在該槽內並未與該介質由該入口至擋堰的大致流向對齊的死點等，將會傾向於容許被含納於由該入口流向擋堰之介質流所形成的渦流中之微粒集結積聚。又另一問題包括該等微粒會被沿該輸入流的方向大致偏導。雖該入口的位置靠近底部可容許已停置於該底部上的微粒移動，然而此會造成一擾動環境而使微粒以隨機方向移動。其中固會有一百分比的微粒將會隨著主流流至該擋堰然後被移除。但仍有一相當比例的微粒事實上只會隨循任意流徑，因而停留在該浸漬槽內的懸浮液中。故，若不由該槽內除去微粒，則已可免於污染基材的微粒現將被迫流入懸浮液中，而因此造成更大的問題。

發明概要

本發明之一第一態樣係有關一種用以清潔一或多個基材的清潔模組，包含一或更多的刷件可操作來沿一相對於該基材的徑向路徑移動。例如，該清潔模組可更適用於，但不限於，清潔鋁碟片。

較好是，該刷件可鄰近於該基材的一面，而使當該刷件移向該基材的中心時，該刷件的擦洗部份會重疊該基材之一對應部份來互相接觸。

在一較佳實施例中，該清潔模組可更包含一基材旋轉裝置用以當該基材與該刷件的擦洗部份接觸時來旋轉該基材。該基材旋轉裝置可包含一可旋轉軸耦合於該至少一基材的周緣。此可容許該基材被該刷件之擦洗部份清潔的表面積能被最大化。

較好是，該刷件亦可旋轉以使該刷件之擦洗部份用以清潔該基材的面積最大化。在此實施例中，相較於縱長的習知刷件之線接觸，該刷件係提供一種“區域”接觸。此乃可針對該碟片在該清潔站內的相同停留時間，提供比該縱長刷件更長的每單位面積實際接觸時間。

較好是，該刷件與該基材兩者皆可操作來沿一相同方向旋轉，而使該刷件與基材之間的相對摩擦力能更有效率地清潔後者。

將該刷件的旋轉半徑設計成大於或等於該基材的半徑可容許該基材被該刷件的擦洗部份清潔的部份能被最佳化。

此外，該清潔模組亦可包含一或更多個周緣刷件用以清潔該基材之一外緣，及/或一或多個內刷件用以清潔該基材中之一孔洞的邊緣。此可確保該基材之一更高水準的清潔度。此乃可適用於含有積體電路之小型化的用途。

本發明之一第二態樣係有關在清潔一或多個基材時定位一或多個刷件的方法，包含沿一相對於該基材的徑向路徑移動該刷件的步驟。該方法係特別地，但並非唯獨地，適用於清潔鋁碟片。

本發明之一第三態樣係有關一種清潔一或更多個基材的方法，包含如下步驟：沿一相對於該基材的徑向路徑移動一或多個刷件，並重疊該刷件之一擦洗部份與該基材之一對應部份。

藉著當該刷件的擦洗部份重疊該基材的對應部份時旋轉該基材，則該基材被該刷件之擦洗部份清潔的表面積乃可被最佳化。

較好是，清潔該基材的方法可更包含如下步驟：旋轉該刷件來最大化該刷件之擦洗部份用以清潔該基材的面積。

較好是，該刷件和基材係以一相同方向旋轉，而使該刷件的擦洗部份與該基材之間的相對摩擦力清潔該後者。

此外，清潔該基材的方法可更包含如下步驟：鄰近該基材之一邊緣移動一或多個周緣刷件，及/或鄰近該基材中之一孔洞的邊緣來移動一或多個內刷件，俾可符合一如所須之較高水準的基材清潔度。

在一第四態樣中，本發明提供一種用以清潔一被支架固持之物件的方法，該方法包含如下步驟：施加一音波於該物件和支架；旋轉該物件和支架以使該物件上先前被該支架擋蔽的區域能曝露於該音波。

如此，藉著旋轉，並因而移轉該物件的位置，故由該支架所造成的蔭影亦會移轉，因此，可容選擇地曝露該等碟片之先前被蔭蔽的部份，使其因曝露於兆赫音波而完全清潔。

在一較實施例中，該等物件可為碟片、基材、晶圓或其它具有一平滑輪廓的物體。

在一較佳實施例中，該支架可包含能一次銜接數個物件的架座。在一更佳的實施例中，該等銜接的手段係可藉由重力，且更可藉由該等物件被置於向外突出的凸部上。或者，該銜接可藉由真空或機械式銜接，而施用於該等銜接形式或支架的本發明係包括該支架的一部份會在該物件的一部份上形成一蔭影。

較好該旋轉具有一旋轉中心在該碟片外部。於此情況下，旋轉可藉該碟片和支撐物之一完全旋轉來達成。或者該等碟片亦可繞其自己的中心例如藉著作用如滾輪的支撐物來被轉動，而得在該槽內旋轉該等碟片。

在一第五態樣中，本發明提供一種用以清潔一物件的清潔系統，包含一支架其上置放該物件；一音波產生器用以沿一與該支架和物件重合的路徑來導引一音波；該支架係被設成可選擇地繞一旋轉中心轉動，並因而轉動該物件。

在一第六態樣中，本發明提供一種用以由一清潔系統移除一物件的方法，包含如下步驟：提供被一支架銜接的該物件，並浸入一清潔流體槽中；相對於該物件向下移動該槽，而使該物件由一完全浸入位置移至一會令該物件的至少一部份不再被浸入之位置；及由該槽移除該物件。

在本發明之一第七態樣中係提供一種用以清潔一物件的清潔系統，包含：一槽裝有清潔液；一支架用以在該清潔液中銜接該物件；其中該槽係可相對於該支架以一方向選擇性地移動而由該清潔液移除物件。

在一第八態樣中，本發明提供一種乾燥一物件的方，包含如下步驟：將該物件放入一烘爐中，除溼化一熱空氣流；嗣將該熱空氣流導至該烘爐。

影響在一爐內之一物件譬如一碟片之乾燥的因素可藉對該爐進行調變來達成，包括例如添加額外的能源，增加空氣循環和增加壓力等。然而，另一因素包括減少該爐本身內的濕度。藉著在被送入該爐內之前預先乾燥進入該爐中的熱空氣流，則與乾燥速率相關的問題將能被遍阻。

在一較佳實施例中，為進一步減低濕度，一除濕機亦可被附加於該烘爐。

在一第九態樣中，本發明提供一種用以收集懸浮於一浸漬槽中之微粒的收集室總成，包含：一可滲透屏幕可被該等微粒穿過；一腔室設在該總成內而使穿過該屏幕進入該總成的微粒會進入該腔室中，該腔室係與該槽之一出口呈流體導通，其中進入該收集室總成的微粒會經由該出口離開該槽。

在一第十態樣中，本發明提供一種用以助益流體流入一槽內的入口總成，該總成包含：一陣列的孔隙，該等孔隙會導通一共同的流體源；該等孔隙係係被排列成使來自任一孔隙的流體流向會平行於來自每一其它孔隙的流體流向。

提供一入口陣列可達到兩種效益。第一是減少該槽內的亂流。具有習知技術的單一大入口會沿該入口之一軸向路徑造成流體流。但是，在該主流周緣處的移動和固定流體之間的剪切應力將會形成渦流，因此，會在該槽內產生亂流。藉著提供一陣列的入口，一較大且更均勻的主流將可被造成於該槽內，故而可限制該主流之邊緣效應的影響。

在另一態樣中，本發明提供一種收集室總成，其具有一屏幕可被該等微粒穿過。此一可滲透屏幕可被設在該槽內之一較大深度處，且亦可提供一增大的面積以使微粒被納陷其中。

應請瞭解該屏幕之可滲透性係指微粒能穿過該屏幕，或可能穿過形成於該屏幕之貫孔的能力。該貫孔的精確尺寸將取決於被由基材除掉的微粒，此係為專業人士之一普通常識。

該屏幕較好係沿一方向來傳送微粒。例如，該屏幕可容許微粒比容許它們逸出更容易地進入該收集室總成。達到如此之一種方法係設有錐形的貫孔，而令在該“槽側”上之貫孔的孔隙直徑大於在腔室側上的孔隙直徑。此效果將可藉成型、冷壓或以一錐形工具貫穿該屏幕而來達成。

該擋堰裝置係僅為位於該表面附近的微粒來提供。該收集室總成容許在任何深度的微粒進入該等捕捉腔室投射區中。故，一增大的微粒收集面積將必然會捕捉到一較高百分比的微粒。

因此，與習知技術相關的死點區域將可因較大的流動面積而減少，又且捕捉該浸漬腔室內之懸浮液中的微粒雖先前係為習知方案中之一問題，但現已能被有利地處置，因它們嗣能被該較大的流動面積偏導向該捕捉腔室。

圖式簡單說明

針對示出本發明之可能設置的所附圖式來進一步描述本發明將會較方便。本發明的其它設置亦有可能，因此所附圖式的特殊性不應被視為超越本發明之先前描述的概括性。

第1圖示出一清潔模組在一基材清潔製程之前的情況；第2圖示出第1圖的清潔模組中之一機器人揚升器範例；第3圖示出第1圖的清潔模組中之一處理托架；第4圖示出第1圖的清潔模組之一第一清潔站；第5圖示出要在第4圖的第一清潔站被清潔之一基材的放大圖；第6圖示出第1圖的清潔模組之一第二清潔站；第7圖示出要在第6圖的第二清潔站被清潔之一基材的放大圖；第8圖示出第1圖的清潔模組之一第三清潔站；第9圖示出該清潔模組在該基材清潔製程之後的情況；第10圖示出一不同構造的清潔站之側視圖；第11圖示出包含第10圖的清潔站之清潔模組；第12A和12B圖為依據本發明之二實施例示出該基材清潔製程的碟片之平面圖；第13A至13E圖示出本發明一實施例之支架和碟片的平面圖；第14圖示出依據本發明另一實施例的清潔槽之一連續平面圖；第15圖為一依據習知技術之浸漬槽的平面圖；第16A和16B圖為一依據本發明一實施例之收集室總成的平面圖；第17圖示出一依據本發明另一實施例之在該入口陣列中的相鄰浸沒噴口之交互作用示意圖；及第18A和18B圖為一依據本發明之另一實施例的浸漬槽之立體圖。

較佳實施例之詳細說明

第1圖示出一依據一實施例之用以清潔一或多個基材的清潔模組101。在本例中，該清潔模組101係分成三個部段：一裝載部段103；一清潔部段105；及一卸載部段107。

該裝載部段103包含三個呈饋送托架109形式的基材載具或貯放匣，其各可容納一疊12個碟狀基材110。該等基材110在被移送至托架109來依據本發明加以清潔之前可能已被進行過各種上游的製程(例如超音波清洗等)。

在該基材清潔製程之前，於一特定支架109中在均勻間隔位置的基材110會被一機器人揚升器移轉至該清潔站105中之一處理托架113。該清潔部段105包含三個清潔站401、601、801等，將會說明於後。為簡明起見，該等清潔站的細節僅在圖中示出有關該處理托架113者。

第2圖示出一舉例的機器人揚升器201設在容裝25個基材110的托架109上方。該機器人揚升器201包含五個揚升臂203等平行列設。此外，在各相鄰的揚升臂203之間的距離皆為相同，且可為每一基材110之總數的任意倍。該機器人揚升器201能由該托架109同時地提起所有的第(1＋kn)個基材至該處理托架113－該變數“k”，係為該等基材總數的倍數，而變數“n”’係為任何整數＝{0，1，2，3，...}。針對此特定實施例，如第2圖所示，“k”，具有一5之值。故，當該清潔製程開始時，該等揚升臂203將會由該托架109同時地提起第1、第6、第11、第16、和第21個基材110至該處理托架113。

當該等揚升臂203對準托架109中的基材110時，它們會在該等基材的水平直徑軸線下方同時地銜接該等第(1＋knn))個基材的周緣，而將該等所擇的基材由托架109移轉至處理托架113，如第3圖所示。

該處理托架113包含一基材旋轉裝置呈一馬達驅轉軸 205的形式設在該等基材110的周緣，而使該轉軸205能接觸該等基材110的圓周。該馬達驅轉軸205係耦接於一馬達207，而使該轉軸205會繞一平行於該處理托架113之縱軸的縱向軸心旋轉。故，若該轉軸205以一順時鐘或反時鐘方向旋轉時，則該處理托架113中的基材110將會以一相對於該轉軸205的相反應方向旋轉。

請再參閱第1圖，當清潔循環開始時，由該托架109之左端算的第1、3、5、7、9、11、13、15、17、19個基材110等，會被一類似於機器人揚升器201的機器人揚升器移轉至在清潔部段105中的處理托架113。在具有不同之基材數目或機器人揚升器具有不同“k”，值的其它實施例中，要被由托架109提送至處理托架113的基材係以公式(1＋kn)來判定，其中n＝{0，1，2，3....}，而k為該基材厚度之一倍數，如前所述。

第4至9圖示出每一站的處理過程。為清楚起見，該各站係個別地考量，而該等圖式一次只示出一個托架113。在一較佳實施例中，每一站中將有數個托架，且每一站皆會同時地進行清潔製程。概括而言，該等托架113會移至每一站，而同時進行製程，該等托架嗣會沿一輸送帶移動，並有一新的托架會被置入第一站401中，且在遠端處，該托架113會被清空並由該輸送帶移除。空托架113嗣可在該製程起始處被再置入用以承接新的碟片，其可被一操作者更換，或藉一分開的輸送帶來換置以使該製程更自動化。以下會更詳細地描述該製程。

該處理托架113係列設在一輸送帶(未示出)上，而使其能移動通過該清潔部段105的相反兩端。第4圖示出該處理托架113在移入一第一清潔站401時的設置狀況。在該第一清潔站401中，有各碟形刷件403會被設計來清潔一特定基材110的一面。故，需要一排20個刷件403來清潔被該處理托架113所撐持之全部10個基材110的兩面。在實施例中，該等刷件403係呈現如對應於每一基材的個別刷件對，在每一對中的二刷件會充分地互相隔開以容納該對應的基材110。

當該處理托架113移入該第一處理站401時，該排刷件403會降低來重疊該碟片的一部份，其在本實施例中係小於每一基材110之表面積的一半。當該等刷件403與基材110重疊時，它們將會彼此互相接觸。

第5圖示出一基材110正被一對刷件403清潔一在該基材110的每一面各有一刷件一之接近放大圖。若該等刷件403沿一相對於該基材110的徑向路徑移動，則各刷件之一擦洗部份501將會與該基材110重疊來接觸該基材110之一對應部份。

該基材110係被設成可藉操作該馬達207沿反時鐘方向轉動該馬達轉軸205而以順時鐘方向旋轉，因此該基材11100會被該等刷件403的擦洗部份擦洗。同樣地，該等刷件40033亦耦接於一馬達(未示出)，而使它們會以一如同基材旋轉的順時鐘方向旋轉。因此，該等刷件403的擦洗部份與基材11100之間的相對摩擦力將會清潔該基材。

較好是，該等刷件403的旋轉半徑係相同於或較好大於該基材110的半徑，而使該基材110能因該等刷件403之擦洗部份501與基材110的各面之間的相對摩擦接觸，而被該等刷件403徹底地清潔。該等刷件403的旋轉半徑一般可比該基材110的半徑更長大約5mm。因此，在一指定時間內該基材110被刷件403清潔的表面，乃可比該基材被以習知技術來清潔的表面更大，因為本發明的實施例消除了該清潔製程期間的圓圈效應，其將會參照第12A和12B圖被說明。

在本實施例中，該清潔循環會持續約5至20秒，然後該排刷件403會上升至原來位置。

當該等基材110在第一清潔站被清潔之後，該處理托架113嗣會沿該清潔部段105移向一第二清潔站601。

該第二清潔站601包含一排10個周緣刷件603等。當該處理托架113移入該第二清潔站601時，該排周緣刷件603會降低以使它們接觸該等基材110的圓周邊緣。此外，該第二清潔站601更包含一排10個內刷件605等，用以清潔每一基材110之孔洞的邊緣。

第7圖示出一基材110正被該周緣刷件603和內刷件605清潔的放大圖。當該周緣刷件603和內刷件605分別與該基材110的圓周邊緣和孔洞邊緣接觸時，該基材110會以一順時鐘方向旋轉。故，該基材110的外緣和內緣皆會被該基材110與刷件603、605間的相對摩擦接觸所清潔。

較好是，該內刷件605係耦接於一馬達(未示出)，而令其能以一相反於該基材旋轉的反時鐘方向旋轉。此可使該基材110的清潔時間縮短。故，該外緣刷件603亦較好設成會以如同該基材旋轉的順時鐘方向旋轉。如此，則該等刷件603、605與該基材之間的相對摩擦力將會清潔該基材。

當該基材110在第二清潔站601的清潔完成後，該處理托架113嗣會前進至一第三清潔站801，如第8圖所示。當該處理托架113移入第三清潔站801時，一排20個刷件803等會降低來與每一該等基材110之各表面區域的大約一半重疊。其可看出該第三清潔站801係相同於第一清潔站401，故無須再深入說明。

應請瞭解因該等基材110係依序地在該三個清潔站中被清潔，故該等基材110的清潔度水準會改善。且，由於該等清潔站401、601、801的模組化，故在該等清潔站401、601、801處之每一清潔循環的時間乃可被互相獨立地調整。

當在該第三清潔站801之基材清潔完成時，該處理托架109會再度沿該清潔部段105移至該清潔部段105的相反端。另一饋送托架901會被設在鄰近於該清潔部段105之相反端的卸載部段107中。在該清潔部段105之處理托架109上的基材110嗣會被利用以一相同或類似於第2圖之機器人揚升器201的方式來操作的另一機器人揚升器提送至該清潔模組101之卸載部段107中的托架901上。

當該等基材110被移轉至托架901上之後，它們嗣可被依需要進行各種下游製程(例如超音波冲洗)。

該清潔模組101的機器人揚升器嗣會移回該裝載部段103中的托架109處，且其揚升臂會以一基材厚度(或一基材間隙)的距離移動，而使對應於由該托架109左端算起之第2、4、6、8、10、12、14、16、18、20個基材110的下一組基材110能被移轉至該處理托架113。如上所述之相同的清潔製程嗣會繼續再進行一次。

故，多數個基材110在該處理托架113移動通過該清潔部段105時，即會被一起由一清潔站移轉至下一清潔站。此係相對不同於習知技術，其中該等基材通常係被個別地移轉。故，應可瞭解該清潔模組110會最小化因裝載和卸載要被清潔的個別基材所造成的“空耗時間”。

雖在該清潔模組101中的三個清潔站401、601、801係被揭述為模組化或各自獨立的，但應請瞭解它們亦可被組合來形成一整體的清潔站。為簡明起見，只有此一整合清潔站(標號1001)的側視圖被示於第10圖中。

該整合的清潔站1001包含10個伸長構件(其一被標示為1002)等互相平行排列，並垂直於該處理托架113的運動方向。

該伸長構件1002包含三個凸臂1003，1005，1007等由一伸長部份伸出，及如前所述之各組相同的刷件403、603、605、803等。故，乃可看出該整合清潔站1001結合該三個清潔站401、601、801等。因此，於本實施例中，該伸長構件1002能在所有各站中進行同步的清潔。

當該處理托架113移入該整合清潔站1001時，該整合清潔站1001會降低，而使該處理托架113上的基材110等被各組刷件403、603、605、803清潔。另一臂(未示出)亦可被提供來在該清潔過程期間支撐該碟片。該支撐臂對該第二清潔站是最有利的，其可確保避免該周緣刷件603在清潔時可能會令該碟片不穩定化而迫使其排列失準。藉著提供該支臂，則該碟片可被固持於定位。

又，該支臂亦可提供額外的驅動來旋轉該碟片。如此而為時，該支臂與碟片之間的接觸點可具有一滾輪，而以該滾輪提供全部或部份的所需扭矩來驅動該碟片的旋轉。

鑑於該整合清潔站1001，應請瞭解其可有一或多個處理托架在該清潔部段105中平行移動。此係因為該等凸臂1003、1005、1007能被設計成與一或多個處理托架中的基材110對準，而使該等基材110能被所有各組的刷件401、601、605、803來同時地清潔。

第11圖示出該清潔模組101設有該整合清潔站1001。為簡明起見，該整合清潔站1001和機器人揚升器等未被繪於第11圖中。在本例中，該清潔模組101包含三個處理托架113a~c等。相對於會在清潔部段105中由輸送帶上從一清潔站移至下一清潔站的處理托架113，該等處理托架113a~c係在該清潔部段105中固定於定位。此乃因為該等基材110是被特定的機器人揚升器沿該清潔模組101漸進地移轉於相鄰的托架之間。

應請瞭解，若在該基材清潔製程期間想要增加被清潔的基材110數目，則此一清潔模組101的設計乃可適用。

亦可考量該基材旋轉裝置成為一馬達驅轉軸的形式，其係可操作來固定於該等基材110之中央孔穴的壁上。但是，該等基材110必須被由該處理托架113提高，才能使該等基材110可隨著它們所固接的該馬達驅轉軸來被旋轉。

此外，亦可考量令該等刷件403、803完全重疊該等基材110的側面。如此，若該等刷件403、803或基材110旋轉，或當刷件403、803和基材110等以相反方向旋轉時，則該等刷件403、803與基材110之間的相對摩擦力將會清潔後者。

第12A和12B圖示出依據刷件的旋轉半徑相對於該碟片直徑之不同擦洗圖案的效應。

第12A圖示出該旋轉半徑1110係遠小於被擦洗的碟片1105直徑之情況。圖中示出沈積污物1115散佈在擦洗半徑1110的周緣附近。因為較小甚多的半徑，故該污物會全部或至少部份地殘留在該碟片1105的表面1120上，致會消減該擦洗程序的效益。

相對地，第12B圖示出具有遠大於該碟片1205直徑的旋轉半徑1210之效果。其中，污物1220、1230會沈積在該碟片的內徑或孔洞1215上，以及周緣1225上。藉著對該孔洞1215和周緣1230施以一擦洗製程，則該等污物1220、1230可在一雙步驟製程中被由該碟片1205除去。

事實上，該刷件的旋轉半徑將會改變，以提供不同的效益。雖該圖式示出一較大半徑的某些利益，但此並非要被視為本發明之一限制，因為該製程的效率－不論該旋轉半徑如何－仍會優於習知技術者。

故，雖本發明已被用一較佳實施例來描述說明，但許多變化可能在所請求的範圍內，此乃可為專業人士所瞭解，而不超出如請求之本發明的範圍。

第13A圖示出一支架1305的詳圖，其係被用來在一清潔槽中時銜接一物件，譬如一碟片(未示出)。該清潔槽典型係裝滿一清潔流體，例如一溫去離子水或稀釋的異丙醇。

該槽典型會在底部設有一音波產生器，而該等支架會將該等碟片降低浸入該槽中以供清潔，且該音波產生器會產生波和後續的空蝕作用來由該等碟片除去微粒。傳統的超音波曾被使用在大約200kHz的頻率，而較新近的兆赫聲波具有大於700kHz的頻率者，已開始變得更為普遍。使用兆赫聲波之一特性係被示於第13A圖中。由於高頻率，故其波長較短，因此用於超音波清潔所經歷的繞射圖案，如第13B圖所示者會較不顯著。結果係如第13B圖所示之一較小尺寸的超音波蔭影影響區域1325現在會被兆赫聲波清潔之較大許多的蔭影區域1315所取代。該等蔭影係由於發散的聲波接觸到作用如一屏蔽物的支架1305而在該支架的下游所產生者。故，雖有某些程度的蔭影1325已習知於傳統的超音波清潔中，但利用兆赫聲波清潔由於該蔭影1315的尺寸增加故此問題會強化並因而更為嚴重。

第13C至13E圖示出依據本發明之一實施例的解決方案。在傳統的清潔槽中，該等碟片係被支撐物所撐持，該支撐物具有凸部或凸體等會在該碟片之下扇形區域的兩點處接觸該碟片。第13C圖示出一類似傳統裝置的裝置，其中該碟片1350係被該支撐物所撐持，而該支撐物可為一對凸部1305被裝設在一固持著多數個該等碟片的較大支架上。該等碟片會被降入一清潔槽1355中，而浸漬在該清潔流體內。當該聲波接觸到該等凸部1305時，一在該等凸部1305下游處的蔭影1345會使該碟片的一部份保持未被清潔。依據本發明之此實施例的解決方案係在該清潔製程期間繞一旋轉中心1340來驅動該碟片1350。雖該蔭影作用不能藉移轉該碟片1350的位置而被消除，但該等凸部1305所造成的蔭影會移轉到該碟片之一不同部份，而使該碟片先前被“蔭蔽”的區域會曝露於該聲波，故能被清潔。如在第13D圖中可見，該碟片1350已被繞該旋轉點1340旋轉1360而造成一新的蔭影區域1365，但會使先前的蔭影曝露於該聲波，故能促成該碟片之一有效率且完全的清潔。為確保在正常與該清潔製程相關連的停留時間內有一完全的清潔，該支撐物得能以相反方向1370擺動，而來造成另一蔭影區域1375，但亦曝露出先前兩次的蔭影區域而來完成該清潔。

該等碟片擺盪的數次及此擺盪期間所用的時間將會依據要被進行的清潔種類而有不同，且專業人士將會瞭解須要在該洗槽中停留多長的時間才能完全地清潔任何曾經遭受該蔭影的區域。

故該碟片的轉動能夠避免與該等蔭影區域相關的問題。應請瞭解該旋轉點的位置可依據該清潔製程的本質而改變，且針對任何特定情況來決定理想的旋轉點將會是一種常規試驗的事項。例如，本發明亦包括在該碟片的區域內設有該旋轉點，譬如設在該碟片中心處，以使該碟片旋轉而該支撐物保持固定不動。此乃可藉設有作用如滾輪的凸體而來達成，其可藉該等凸體/滾輪的旋轉來轉動該碟片以使該等蔭蔽區域曝露於清潔聲波。

第14圖示出一清潔槽1405，其中有一要被清潔的物件，在本例中為一碟片1410，係正被浸入該清潔流體中並被凸部1415等所支撐。在該清潔製程之後移除該物件的傳統手段包括由該清潔流體中完全地提高移出該物件。但此將會導致一可觀之量的清潔流體黏附於該物件，而在該物件乾燥後造成污斑，且更會使由該流體之不均勻乾燥所形成的痕記留存在該物件上。依據本發明的解決方案包括多個步驟用以使黏附於該流體的流體最少化。在該第一步驟中，類似於習知方法，該物件，在本例中係為一碟片1410，會藉由升高1420該支撐物的凸部而被舉高，直到該碟片1410接近該清潔流體1407的表面1406為止。嗣該槽1405會被降低1425，而非該碟片被抬高。因此，該槽內之較大量流體的靜電吸力將會傾向於由該碟片表面汲出流體，此乃在由該槽內抬高該碟片的相反情況中是不可能的。此原理係被稱為“動態去濕化”。該槽嗣會被低，直到該碟片的中孔1421露出該清潔槽的表面為止，此時該降低程序1425會停止。最後一凸體1430會插入該中孔1421內，且該碟片會被提高離開該等支撐物1415，而使該碟片完全脫離該清潔流體。

與既存方法相關的問題會被該碟片中的中孔強化。當該碟片在一連續步驟中由該清潔槽被抬高時，該孔洞會在該清潔流體的表面中造成一擾流。在該清潔流體表面接觸該孔洞處可觀察到有一斷開線橫過該碟片。故該方案乃企求藉將該碟片抬高至該孔洞的水平，並嗣降低整個清潔槽以取代由該溶劑中提起該碟片而來消減此斷開線。

以一連續動作將該碟片提高移出該清潔槽表面的另一個問題是該溶劑流離該碟片表面的相對速度。餘留在仍附著於該碟片表面的清潔流體上的表面積會變得較小，因此，由於該碟片表面之清潔流體的不同流率，故會增加該碟片表面上之該清潔流體微滴的形成速率。藉著降低該整個槽，則即使並非全部亦有一大量的黏附清潔流體會流離該碟片表面，因而形成該清潔流體微滴的風險將會大為減少。

又，為能加快該乾燥程序，該溶劑會被加熱俾可增加任何留存在該碟片上之溶劑的蒸發速率。典型該溶劑的溫度會被升高至50℃和60℃之間。習知技術的另一問題係在由該等基材除去微粒之後從一浸漬槽移除微粒的能力。

典型地，在該清潔製程之後，該等基材會被冲洗而使微粒殘留在懸浮液中，或成為沈澱於該槽底部的沈積物。為在移除經冲洗的基材之後避免基材的交叉污染，故該等微粒會被使用一如第15圖中所示的裝置來由該槽移除。如所驗證，該方法若用於有一甚大比例的微粒留存在該槽內，而會影響要被冲洗之後續批次的基材之清潔度者並不特別地有效率。

此一習知技術的槽1500會具有一入口1505可便於流體譬如去離子水流入該槽1500中。因該入口1505作用如一淹沒噴口，相同黏度的流動流體成為該淹沒流體，一1比4的典型分散斜率1511將會被體驗，雖此將會因該噴口靠近於該槽之側壁和底面而被限制。故對一大直徑的入口1505而言，該噴流的擴散將會隨著該噴流伸入該槽內的長度而增加。該擴散噴流1530會被水平地導向該槽之一相反端。含納於該槽1500內之懸浮液中的微粒1535等嗣會被由該噴流朝外導出，並會在該冲洗流體充滿該槽時向上穿出該冲流，然後越過該擋堰而被收集於底部1555。典型地，該底部1555將會與一泵導通，而該流體由該流入口1505朝向該擋堰1515的循環會導致一移除該等微粒1550的程序。

但是，使用此一入口1505會在擴散區域的外部產生擾流區域。此會造成渦流1560A、B等，它們係被該移動流體與該擴散區域外部的靜流體之間的剪力有效地形成。該等渦流1560A、B會將微粒1565A、B陷滯其中，因而今移除更為困難。又在該擴散流1530外部而靠近該槽底部的區域，一死點區域將會形成，其中沒有該流體的循環量會由此一死點區域移除沈澱物1565A。因此，一可觀比例的微粒且特別是該等已停置沈澱成沈積物者，將會保留在該槽內，而僅可能藉由人力清潔來由該槽除去。

此問題之一解決方案係如第16A和16B圖所示之本發明的實施例。因為習知技術的擋堰裝置第一須要微粒是在懸浮液中，且第二點從該槽的底部移除，其係難以確保該擋堰能有效地收集所有的微粒。故依據本發明，一收集室總成1605可被安裝在一槽1600內。於本例中，該收集室總成包含一屏幕1620，其實質上係為一具有許多貫孔的薄片，但亦可為一網幕或其它此等平坦構件而具有開孔等可供該等微粒穿過。

該等貫孔對該屏幕的總面積比率乃可依據所用材料的類型而改變。例如，在一實施例中，一金屬片譬如不銹鋼，而尺寸為300mm×200mm者將會具有一0.06m² 的總面積。在此薄片中，孔隙或貫孔等乃可例如藉由冲製來被形成，其直徑約為1至2mm。若以10mm的間隔，則孔隙或貫孔面積對該整體薄片面積之比率係在0.7至2.9%的範圍內。

應請瞭解，取代一金屬片，一塑膠片譬如聚乙烯或聚兩烯亦可被使用，而該等孔隙可被冲製或成型。

在另一實施例中，該屏幕可為使用例如1mm直徑之不銹鋼絲的鐵絲網。就1mm的孔隙而言，其間隔會減至2mm，而會使該比率增加至大約20%。

應請瞭解該實際貫孔尺寸和間隔的選擇將何依使用者的喜好，以及該屏幕之類型和構造的選擇而改變。

許多擇代的裝置亦可被使用，但在此實施例中，該屏幕係跨伸該收集室總成的全長度，並有均勻分佈的貫孔設在該屏幕中。因為在此實施例中，該收集室溫總成會跨伸由該槽之底部至表面的實質距離，故任何在該槽內活動的微粒皆可被該收集室收集，而非只有在表面者。故，若有一渦流1640被形成，則該渦流1640內的微粒1645會保持活動而穿過該屏幕1620，因當該渦流1640於其螺旋運動時會以朝向該屏幕的方向移動該等微粒。當該等微粒1635在該腔室內時，該屏幕將會形如一障壁而阻止一部份的該等微粒流出該腔室1637。且，該屏幕本身將會形如一障板，而可消除該渦流所造成的動流。故當該等微粒進入該腔室1637後，大部份由該渦流1640所賦予的能量將會減少，所以該等微粒1635相較於在腔室外部者係較為除能化。因此該等微粒將會下沈1636並停留在該室的底部1639上，然後它們可被以泵或其它裝置移除1638來促使該流體由該槽1600內外流。

故附設該收集室總成1605的本發明係能由該槽除去微粒，而無礙於有渦流被形成於該槽的死點區域內。即，不論是否如此之可使微粒保持活動的裝置會直接朝向該收集室1605偏導，或僅移動靠近於該總成，皆會導致微粒被移除。

對第15圖中所示問題的另一解決方案係以一陣列的入口1705A、B、C等來取代單一的入口。此一入口陣列可累積地具有如同習知技術之單一入口的面積。但是，該陣列的入口1705A、B、C之較廣闊的分佈會造成一較寬廣的擴散帶1710，因此其流量分佈1725會比在該槽1700內的早先位置更大許多。因為該流量分布的更大均一性1725，故該等死點區域的形成若未完全消除亦會大為減少，因而集聚於該等位置的微粒會顯著地減少。應請瞭解，該槽的形狀，通過該等入口的流率，及該槽內之微粒的分佈和濃度乃可決定該等入口的流向，而來達到最佳的效果。

在本發明之另一實施例中，第16A－B和17圖的方案可被結合成如第18A和18B圖中所示的方案。其中有一槽1800係被示於二分開的視圖中，以便清楚地看出兩個被結合於單一實施例中的特徵。據此，一入口陣列1805會被列設於一大致伸長之槽1800的一端。該入口陣列1805係藉三支沿該槽之一端水平地突出橫過該槽的管子來形成。各管子皆設有一排入口，而能具有高度集中的入口等橫佈該槽。該三支管子本身亦提供一二維的入口陣列，而可經由該等入口造成一非常寬廣的液流分佈。該等管子係連於一具有一流體源1810的歧管，該流體會經由它分散至各入口。該等入口係以一平行於該槽表面的方向被縱向地導經該槽1825，並大致被導向一收集室總成1815。在本實施例中，該收集室總成包含一屏幕，其會實質地覆蓋該槽1800的遠端壁，而可承接來自該等入口1805的寬廣擴散流。當以如第16A和16B圖中所示的方式操作時，該槽內的微粒將會被該擴散流1825移動，並被導引穿過該收集室總成1815的屏幕1830。故在第18A和18B圖中所示的實施例乃示出所有前述之較佳實施例的效益，其中有一寬廣擴散流可避免造成渦流而使微粒集聚在一死點區域中。利用來自該等入口1805而被導向該收集腔室總成1815的液流，所有被補捉於該液流中的微粒將會以一非常高的可能性穿過該屏幕，即使不是立即地，最後亦會在該固定流1825的驅引下通過該屏幕。因此，微粒將會被陷納於該收集腔室總成中。

利用該作用如一接收面且亦如一液流消散裝置的屏幕，則在該總成1815中的除能化微粒將會沈落至該總成的底部，在該處它們能被經由鄰設於該收集室底部的出口1800移除。

故可看出本發明的各種不同態樣得能個別地提供一種優於習知技術的利益，並能一起共同地提供一種非常有效率的裝置用以由該槽1800除去微粒。

101‧‧‧清潔模組

103‧‧‧裝載部段

105‧‧‧清潔部段

107‧‧‧卸載部段

109，901‧‧‧饋送托架

110‧‧‧基材

113‧‧‧處理托架

201‧‧‧機器人揚升器

203‧‧‧場升臂

205‧‧‧馬達驅轉軸

207‧‧‧馬達

401‧‧‧第一清潔站

403‧‧‧刷件

501‧‧‧擦洗部份

601‧‧‧第二清潔站

603‧‧‧周緣刷件

605‧‧‧內刷件

801‧‧‧第三清潔站

1001‧‧‧整合清潔站

1002‧‧‧伸長構件

1003，1005，1007‧‧‧凸臂

1110，1210‧‧‧旋轉半徑

1105，1205，1350，1410‧‧‧碟片

1115，1220，1230‧‧‧污物

1120‧‧‧碟片表面

1215‧‧‧孔洞

1225‧‧‧周緣

1305‧‧‧支架

1315，1325，1345，1365，1375‧‧‧蔭影區域

1340‧‧‧旋轉中心

1355，1405‧‧‧清潔槽

1360，1370‧‧‧旋轉範圍

1406‧‧‧表面

1407‧‧‧清潔流體

1415‧‧‧凸部

1420‧‧‧升高程序

1421‧‧‧中孔

1425‧‧‧降低程序

1430‧‧‧凸體

1500，1600，1700，1800‧‧‧槽

1505，1705A、B、C‧‧‧入口

1511‧‧‧分散斜率

1515‧‧‧擋堰

1530‧‧‧噴流

1535，1550，1565A、B，1635，1645，1636‧‧‧微粒

1555，1639‧‧‧底部

1560A、B，1640‧‧‧渦流

1605，1815‧‧‧收集室總成

1620，1830‧‧‧屏幕

1637‧‧‧收集室

1710，1825‧‧‧擴散流

1805‧‧‧入口陣列

1810‧‧‧流體源

1820‧‧‧出口