湿处理盘状基片的部件和方法技术

一种湿处理盘状基片的部件和方法。本发明专利技术的部件包括：第一板；保持装置，用于把晶片保持在大致平行于所述第一板的某距离；第一分配装置，用于在处理时把液体引入到所述第一板和晶片之间的第一间隙中；通过声学方式与所述第一板耦合的至少一个振动元件；转动装置，用于绕大致垂直于所述第一板的轴彼此相对地转动所述保持装置和所述第一板；以及调整元件，其被设置成在处理时按小于８９°的角度α′把超声波指向到晶片。本发明专利技术实现了利用一种容易控制以实现稳定的处理条件的部件，同时在二面上用液体处理晶片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及湿处理平盘状基片，例如半导体晶片、平板显示器或 光盘的部件和方法。若在下面使用术语晶片，这意味着这种盘状基 片。更具体地，本专利技术涉及利用超声波能量进行湿处理的部件。本文 中无论何时使用术语超声，应理解其中包括作为特殊形式的超声的 兆频超声波，即1兆赫以上。
技术介绍
US 440 1131 Al公开了一种晶片清洁部件，其中晶片由真空旋转 夹具保持并转动。同时在换能器板和晶片之间提供清洁液体。通过压 电器件激励该换能器板。通过该换能器板上的中央开口在晶片和换能 器之间提供液体。在整个晶片上提供超声波。该部件具有一次只处理 晶片的一面而另一面由旋转夹具机械接触的缺点。US 5979475公开一种包括二块平行板的晶片清洁部件，该二块平 行板可选地带有超声振动器，用于处理夹在其中的晶片的二面。晶片 漂浮在由经每块板的中央开口引入的液体所产生的液体垫上。晶片不 由任何其它元件保持从而允许自由转动。该部件具有的缺点是非常 难以控制夹在二块板之间的漂浮晶片从而大部分时间系统很不稳定。本专利技术的一个目的是利用一种容易控制以实现稳定的处理条件的 部件，同时在二面上用液体处理晶片。本专利技术的另一个目的是对晶片提供充分清洁的超声波能量，但避 免局部超声波能高。本专利技术的另一个目的是出于环境以及降低成本原因，用非常少量 的液体处理晶片。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种用来湿处理平板状基片的部件来达到这些目的，该部件包括 .第一板 大致平行于所述第一板的第二板.保持装置，用于在所述第一和所述第二板之间大致和所述板平 行地保持晶片-第一分配装置，用于当处理时把液体引入在所述第一板和晶片 之间的第一间隙中 第二分配装置，用于在处理时把液体引入在所述第二板和晶片 之间的第二间隙中 通过声学方式至少和所述第二板耦合的至少一个振动元件 -转动装置，用于绕大致垂直于所述第二板的轴彼此相对地转动 所述保持装置和所述第二板第一和第二板可以由诸如聚四氟乙烯(例如TeflonTM)的聚合材料、带有涂覆表面的金属或者任何其它对所使用的处理液体呈惰性的 或带有适当涂覆的材料做成。板可以具有任何类型的带有作为板的平 表面的本体形状。这种本体可以是锥、平截头体、圆柱、圆盘，等等。该至少一个振动元件可以是压电换能器。这种压电换能器应和典 型地用刚性材料，例如石英、不锈钢、铝、玻璃或蓝宝石，做成的适 当谐振器相结合。若板的材料不是刚性材料，谐振器应通过诸如水的 中间介质和板耦合。本专利技术的一个优点在于，附带有振动元件的第二板接近于要处理 的晶片，从而可以准确地对晶片施加超声声能。同时，第一板可以吸收通过晶片的超声能。从而可以避免由于一 次超声波和反射超声波干涉所产生的不希望的干扰。为了加强这种超声能损耗，可对第一板附着阻尼元件。本专利技术的另一优点是，晶片在超声波能量场中移动，这可导致均 衡施加到晶片上的超声波。尽管不是必须的，但在优选实施例中，大致水平地排列所述板， 这导致更容易地把晶片放入到该部件中的优点。在另一实施例中，设置用于转动所述二块板中的至少一块板的装 置。这种装置能转动第一或第二板。在所述装置用于转动第一板的情况下，当保持装置附着在第一板 上时，其可同时是用来绕大致垂直于所述第二板的轴彼此相对地转动 所述保持装置和所述第二板的装置。在此情况下保持装置可以和该可 转动板一起转动。在所述装置用于转动第二板的情况下，当保持装置附着在第二板 上时，其可同时是用来绕大致垂直于所述第二板的轴彼此相对地转动 所述保持装置和所述第二板的装置。在此情况下保持装置不能和该可 转动板一起转动。彼此耦合保持装置和第一板以形成一个保持单元带来的优点是 用于该保持装置的机构可以容纳在第一板中。如果保持装置包括用来牢固地夹住晶片的夹持装置，则不仅通过 摩擦力来保持晶片。第二板不能转动带来的优点是承载着振动元件的板不必转动， 这对于典型地附着在或连接到诸如压电换能器的振动元件的电子电路 是有利的。另一实施例还包括液体收集器，其沿周缘环绕所述保持元件，用 于在用液体处理期间收集从晶片流出的液体。这种液体收集器也称为 杯或挡板。在一实施例中，第二板对所述液体收集器是密封的，逸防止弄湿 振动元件和它们的电子电路。这还可以通过永久性地把第二板焊接到 液体收集器或者通过在一个把它们保持在一起的本体之外来形成这二 个部分而实现。该部件还可以包括用来改变从第 一板到第二板的距离的装置，以 把晶片插到所述二块板间限定的空间中以及从中取出晶片。这种用来 改变距离的装置例如可以是液压、气动或机电件(例如皮带驱动，球 轴)'在一优选实施例中，设置第一间隔装置以在处理晶片期间保持第 一板和保持装置之间具有一定距离，从而在处理晶片期间在晶片和第一板之间形成0.1mm到10mm，最好0.5mm到5mm的间隙。这种第一间隔装置可以是夹持销。设置小间隙提供处理晶片只需要非常少量 的液体的优点。在一优选实施例中，设置第二间隔装置，以在处理晶片期间保持 第二板和保持装置之间具有一定距离，从而在处理晶片期间，在晶片和第二板之间形成0.1mm到10mm，最好0.5mm到5mm的间隙。这 种第二间隔装置可以同时是用来改变从第一板到第二板的距离的装置。在另一实施例中，相对于面对着晶片的第二板的表面设置所述至 少一个振动元件中的至少一个，从而当处理晶片时，超声波按相对于 为晶片设置的平面成85°至60°的角a'指向晶片。例如，如果把所述至少一个振动元件中的至少一个设置在相对于 为晶片设置的平面成5。到30。的角度a的斜面上，可实现这一点。替代 地，承载振动元件的板具有面对着晶片的包括至少一个斜面部分的表 面。这可以利用带有类似于瓣状盘的表面(面对着晶片)的板或者带 有锥形表面的板来实现，其中，在该板的中心离为晶片设置的平面的 距离要比在板的边缘处离该平面的距离大。5°到30。的角a产生出现期望的特定空穴量的优点，这进一步提高 清洁效率。技术上已知28。角度950兆赫频率下200mm硅晶片对超声 波是透明的(关于该角度效应的更详细描述参见A. Tomozawa的The Visual Observation and Simulation of Ultrasonic Transmission through Silicon in Mega-sonic Single Wafer Cleaning System ， Hawaii conference of the Electrochemical Society ( ECS )， 1999 )。在晶片对超声波透明的状态下利用超声能处理晶片是有利的，因为这带来只对 晶片的一面施加超声能而清洁晶片的二面的可能性。另外，这有助于 避免驻波的出现，当利用超声波处理半导体材料时这可能导致损坏(细节请参见US 2003/00245 47 Al )。如果通过第一介质把超声波耦合到带有平行主平面的板的主表面 上，应考虑必须避免总反射。如果所述第一介质是水并且该板用铝做 成，则振动元件对该平面的倾斜角不应大于14°。可以对所述第 一和第二间隙的至少 一个设置附加的气体分配器， 以从对应的间隙排出液体从而在湿处理后立即干燥晶片。可以对所述 第一和所述第二板两者都设置气体分配器。当所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于湿处理晶片的部件，包括：第一板；保持装置，用于把晶片保持在大致平行于所述第一板的某距离；第一分配装置，用于在处理时把液体引入到所述第一板和晶片之间的第一间隙中；通过声学方式与所述第一板耦合的至少一个振动元件；转动装置，用于绕大致垂直于所述第一板的轴彼此相对地转动所述保持装置和所述第一板；以及调整元件，其被设置成在处理时按小于８９°的角度α′把超声波指向到晶片。

【技术特征摘要】
AT 2003-6-24 A970/20031.一种用于湿处理晶片的部件，包括第一板；保持装置，用于把晶片保持在大致平行于所述第一板的某距离；第一分配装置，用于在处理时把液体引入到所述第一板和晶片之间的第一间隙中；通过声学方式与所述第一板耦合的至少一个振动元件；转动装置，用于绕大致垂直于所述第一板的轴彼此相对地转动所述保持装置和所述第一板；以及调整元件，其被设置成在处理时按小于89°的角度α′把超声波指向到晶片。2. 依据权利要求l的部件，其中，调整元件包括在其上放置所述 至少一个换能器中的至少之一的一个斜面或若干斜面。3. 依据权利要求2的部件，其中，放置在斜面上的所述至少一个 换能器通过声学方式和中间液体腔耦合，所述中间液体腔进一步通过 声学方式和所述第一板耦合。4. 依据权利要求3的部件，其中，所述中间液体腔和液体管路连接。5. 依据权利要求l的部件，其中，调整元件包括带有至少一个超 声发生器的多个换能器的阵列，以便以相移的方式分别激励所述多个 换能器，从而产生来自所述换能器阵列的、按小于89。的角a'指向的超 声波。6. 依据权利要求5的部件，其中，所述换能器阵列是二维排列的 多个换能器。7. 依据权利要求5的部件，其中，第一板到面对着所述第一板的 晶片表面的距离a与阵列中二个相邻换能器的中心间的平均距离d的 商大于5,即，a/d>5。8. 依据权利要求5的部件，其中，阵列的二个相邻换能器的中心间的平均距离小于2mm。9. 依据权利要求5的部件，其中，换能器阵列的宽度D至...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷纳奥博维格，亚历山大普法尤弗，马丁科夫勒，亚历山大利珀特，
申请(专利权)人：兰姆研究股份公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]