(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁（３３）、外側に突出したポケット（３１）、上記側壁（３３）に接する底面を有し、内部に基板（Ｗ）が沈められる流体を含むタンク（１３）と、
上記ポケット（３１）の中へと上記側壁（３３）を貫通した軸（２３）を有し、上記側壁（３３）の内側で上記軸（２３）に固定され上記基板（Ｗ）を支持するように構成されたローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）と、
上記側壁（３３）の外側で、上記ポケット（３１）の突出部分の内側に配置され、上記軸（２３）に固定された軸磁石（２５）と、
上記ポケット（３１）の突出部分を取り巻くように上記ポケット（３１）の外側に配置され、上記軸磁石（２５）と磁気結合されるドライブ磁石（２７）と、
上記流体に対し音波エネルギーを付与する為に上記タンク（１３）の底面沿いに配置されたトランスデューサ（１４）と、
上記基板（Ｗ）の縁に沿って上記基板（Ｗ）に接触するように配置された安定機構（１７）と、
を備え、
上記軸磁石（２５）が上記ドライブ磁石（２７）の磁気吸引力により上記側壁（３３）より外側に引かれるように、上記軸磁石（２５）より上記ドライブ磁石（２７）が上記側壁（３３）の外側に配置され、
上記トランスデューサ（１４）により上記流体に音波エネルギーを与え、上記ドライブ磁石（２７）により上記軸磁石（２５）を介して上記ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）を回転させ、上記流体内の基板（Ｗ）からパーティクルを除去して前記基板（Ｗ）を洗浄する、流体含有処理装置。
【請求項２】
上記トランスデューサ（１４）に結合された電源を更に備える、請求項１に記載の流体含有処理装置。
【請求項３】
側壁（３３）、外側に突出したポケット（３１）、上記側壁（３３）に接する底面を有し、内部に基板（Ｗ）が沈められる流体を含むタンク（１３）と、
薄円盤形状の基板（Ｗ）を支持するように構成された溝（２１）を有するローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）と、
上記ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）に結合された軸（２３）であって、上記軸（２３）の回転により上記ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）を回転させる、上記軸（２３）と、
上記軸（２３）に結合された軸磁石（２５）と、
上記軸（２３）を内部で受けて支持するように構成され、上記軸（２３）の直径より大きい内径を有する、上記側壁（３３）より外側に突出するポケット（３１）と、
上記ポケット（３１）に結合されたドライブ磁石（２７）を有し、かつ上記ポケット（３１）を介して、上記軸磁石（２５）に磁気結合されたドライバ・アセンブリ（３５）と、
上記流体に対し音波エネルギーを付与する為に上記ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）の下に配置されたトランスデューサ（１４）と、
上記基板（Ｗ）の縁に沿って上記基板（Ｗ）に接触するように配置された安定機構（１７）と、
を備え、
上記トランスデューサ（１４）により上記流体に音波エネルギーを与え、上記ドライブ磁石（２７）により上記軸磁石（２５）を介して上記ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）を回転させ、上記流体内の基板（Ｗ）からパーティクルを除去して前記基板を洗浄し、
上記軸磁石（２５）が上記ドライブ磁石（２７）の磁気吸引力により上記側壁（３３）より外側に引かれるように、上記軸磁石（２５）より上記ドライブ磁石（２７）を上記側壁（３３）の外側に配置されている、流体含有処理装置。
【請求項４】
上記ドライブ磁石（２７）が上記ポケット（３１）の外径の周りに延伸するスリーブ（３７，３９）を備える、請求項３に記載の流体含有処理装置。
【請求項５】
流体含有処理タンクにより、流体内に含まれる基板（Ｗ）を回転させる方法において、
タンク（１３）の内側に、ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）を置く工程であって、上記タンクは、側壁（３３）、外側に突出したポケット（３１）、上記側壁（３３）に接する底面を有し、内部に基板（Ｗ）が沈められる流体を含み、上記ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）は、上記ポケット（３１）の中へと上記側壁（３３）を貫通した軸（２３）を有し、上記側壁（３３）の内側で上記軸（２３）に固定され上記基板（Ｗ）を支持するように構成される、上記工程と、
上記流体に対し音波エネルギーを付与する為に上記タンク（１３）の底面沿いにトランスデューサ（１４）を配置する工程と、
上記基板（Ｗ）の縁に沿って上記基板（Ｗ）に接触するように安定機構（１７）を配置する工程と、
上記側壁（３３）の外側で、上記ポケット（３１）の突出部分の内側に、上記軸（２３）に固定された軸磁石（２５）を配置する工程と、
上記ポケット（３１）の突出部分を取り巻くように上記ポケット（３１）の外側にドライブ磁石（２７）を配置する工程と、
上記軸磁石（２５）が上記ドライブ磁石（２７）の磁気吸引力により上記側壁（３３）より外側に引かれるように、上記軸磁石（２５）より上記側壁（３３）の外側に上記ドライブ磁石（２７）を配置する工程と、
上記タンクの上記ポケット（３１）を介して上記軸磁石（２５）を上記ドライブ磁石（２７）に磁気結合させる工程と、
上記ドライブ磁石（２７）を回転させ、上記ローラ・アセンブリ（１５a、１５ｂ）を回転させる工程と、
を備える、方法。
【請求項６】
上記タンク（１３）の内側に、上記ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）を置く工程が、上記側壁（３３）に形成された上記ポケット（３１）により上記軸（２３）を介して上記ローラ・アセンブリ（１５ａ、１５ｂ）を支持することを備える、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、薄円盤の回転に関する。更に詳しくは、本発明は流体タンク内で半導体基板を回転させる改良されたローラに関する。
【０００２】
（発明の背景）
流体タンク内に沈められた半導体からパーティクルを洗浄除去するための従来の方法は、メガソニック洗浄として知られている。メガソニック洗浄中、トランスデューサは圧縮状態と伸張状態の間を１ＭＨｚに近い速度で振動する。トランスデューサにより出力されるメガソニック振動は、タンク内に含まれる流体に伝えられ、流体に圧力振動を生じさせる。流体圧力が正負間を振動するにつれ、負圧の間は流体に空洞または泡が形成され、正圧の間は崩壊または萎縮が形成される。この泡振動がウェーハの表面を穏やかに洗浄する。
【０００３】
実際には、メガソニック洗浄機には多くの制限があることが知られている。例えば、ウェーハの表面にわたって付与される洗浄エネルギーの強度は、トランスデューサからの距離が増すにつれて頻繁に減少する。このエネルギー勾配のために、ウェーハの全面にわたり均一な洗浄を成し遂げるためにウェーハを回転させることが必要になる。
【０００４】
従来、回転をさせるために、ウェーハは一対のローラ上に配置される。ここで各ローラは、メガソニック・タンクの壁を介して延伸する軸に搭載される。メガソニック・タンクの外側で各シャフトがモータに結合され、起動されると、シャフト及びそのシャフトに取り付けられたローラが回転する。ローラが回転すると、ローラ上に配置されるウェーハも回転する。
【０００５】
このようなローラ・アセンブリは、ウェーハの全面にわたり均一なウェーハ洗浄を促進するが、洗浄液の漏れを生じる等のいくつかの欠点があることが知られている。洗浄液の漏れを防止する目的で、ゴム製シールを用いてローラ軸とタンク壁の間を封止する。しかしながら、実際にはタンク内流体の熱と化学薬品がシールを劣化させ、漏れが必然的に生じる。流体の漏れは、このシステムの作動コストを有害に増加させる。このコスト削減のために、漏れた流体は、時に収集され、濾過され、タンクに再循環される。劣化するシールと漏れる化学薬品が、潜在的にパーティクル源となり、漏れの度合いが不規則であることから、洗浄処理に変動要素をもたらす。結局シールは交換しなければならなくなり、労働コストや部品交換コストとともに不稼働時間によるコストを生じる。
【０００６】
従って、基板を流体タンク内で処理する際に基板を回転させる、改善された方法および装置に対する要求が存在する。
【０００７】
（発明の概要）
本発明は、ローラ（即ち、本発明のローラ／ドライバ・アセンブリ）を回転させるドライバを磁気結合するローラを提供することにより、上記の問題を克服する。ローラとドライバが磁気結合されるので、流体が充填された処理タンクの壁に開口部が必要でなくなり、漏れが生じなくなる。１つの様態において、外側に延伸するポケットが、処理タンクの壁に形成または封止され、本発明のローラ／ドライバ・アセンブリのシャフトがポケットにより支持される。この構成により、卓越した位置精度が提供されることが見い出された。
【０００８】
ドライバとローラが磁気結合されるために、ローラは容易に取付けおよび取外しが可能で、しばしばどのような工具も必要としない。更に、ポケットの実施例においては、ローラに配置される磁石はドライバ上に配置される磁石から軸がオフセットされるが、ドライバ磁石はローラ磁石に対し外側に（即ち、タンクから離れる方向に）配置される。軸のオフセットにより、ローラ磁石は外側に、タンクから離れるように引き寄せられ、これにより、ローラ軸をポケットの中に連続して引き寄せる。従って、ある実施例においては、ローラ・アセンブリまたはドライバ・アセンブリを適所に固定するためにリングや固定装置は必要とされず、洗浄液化学薬品に露出される金属部品はなくなり、従って、腐食を回避できる。また、洗浄液の漏れを完全に排除できるので、結果としてウェーハ処理のばらつきにさらされるウェーハが減少し、パーティクルの生成も減少する。本発明のローラ／ドライバ・システムを用いる、流体が充填された処理タンクは、より低いコスト消費による、より高いスループットとより安定した品質歩留まりを提供することができる。
【０００９】
本発明の他の特徴および利点は、以下の好適実施例の詳細な説明、添付の請求項および添付図面から、より十分に明らかになる。
【００１０】
（好適実施例の詳細な説明）
図１は、メガソニック・タンク・システム１１の正面図である。メガソニック・タンク・システム１１は、タンク１３（例えばプラスチック・タンク）を備える。タンク１３は、（タンク１３の内側または外側いずれかの）底面沿いに配置されたトランスデューサ１４を有する。トランスデューサ１４の長さは、トランスデューサ１４により洗浄されるウェーハＷの直径と同一でよい。トランスデューサ１４の上部には、本発明の第１ローラ・アセンブリ１５ａおよび本発明の第２ローラ・アセンブリ１５ｂが配置され、トランスデューサ１４に沿ってウェーハＷを垂直に支持する。安定機構１７は、ウェーハＷの端部沿いの箇所の外側に配置される。この時、ウェーハＷの端部沿いの箇所はトランスデューサ１４に最も近接している箇所であり、従って、安定機構１７は、トランスデューサ１４の最も高いエネルギー場の外側にある。安定機構１７は、十分にぐらつきを減少または防止する任意の箇所でウェーハＷと接触するよう配置してもよい。通常、本発明のローラ・アセンブリ１５ａ、１５ｂと安定機構１７は、それぞれウェーハＷを最小の接触で支持する溝を備える。ウェーハＷを支持する本発明のローラ・アセンブリ１５ａ、１５ｂの詳細を、図２を用いて以下に説明する。
【００１１】
図２は、液漏れを排除できる本発明のローラ・アセンブリ１５の実施例の側面図であり、本発明のローラ・アセンブリ１５は、溝２１を有するウェーハ支持部１９を備え、溝２１には、ウェーハＷ（図１）が配置される。ウェーハ支持部１９とウェーハＷの間の摩擦を高めるために、溝２１にはビード・ブラスト、粒状加工、または複数の小穴を開けるドリル加工を施してよい。上記の加工は、ウェーハＷに接するウェーハ支持部１９の部分に沿って行われる。本発明のローラ・アセンブリ１５は、更に磁石２５を結合された軸２３を備える。軸２３の回転がなされるよう、回転軸磁石２５と外部ドライブ磁石２７が十分に結合される限り、軸磁石２５はいかなるサイズまたは形状でもよいが、軸磁石２５は、軸２３の全周にわたるスリーブのように形成してよい。１つの様態において、軸磁石２５は、軸２３に封止されるプラスチック・エンクロージャ２９に囲まれる。
【００１２】
本発明のローラ・アセンブリ１５の軸２３は、外側に延伸するハウジングまたはポケット３１に搭載される。ポケット３１は、メガソニック・タンク１３の壁３３と一体でも別々のハウジングでもよく、プラスチックであることが好ましい。ポケット１３は、図２に示すように、メガソニック・タンク１３の壁３３の開口部の周囲を封止する。ポケット３１と本発明のローラ・アセンブリ１５は、本発明のローラ・アセンブリ１５がポケット３１に確実に支持されるが、ポケット３１内で回転できるようなサイズにされている。
【００１３】
ポケット３１は、ポケット３１の外側のドライバ・アセンブリ３５も支持する。ドライバ・アセンブリ３５はドライブ磁石２７を備え、この際、ドライブ磁石２７は、ドライブ磁石２７と軸磁石２５が十分に結合される限り、いかなるサイズまたは形状でもよいが、ドライブ磁石２７はポケット３１の全周にわたるスリーブを具備してよい。軸磁石２５とドライブ磁石２７は、その間に吸引力が存在するような反対の極性である。この吸引力は、ドライバ・アセンブリ３５が回転する時にローラ・アセンブリ１５を回転させるに足る強さを有する。ドライブ磁石２７は、外面金属ハウジング３７とポケット３１を取り巻く内面プラスチック・ハウジング３９の間に搭載してよいが、内面プラスチック・ハウジング３９は、ポケット３１に確実に支持され、なおその周囲を回転できるようなサイズにしてよい。ドライバ・アセンブリ３５は、モータ４１などの駆動機構に更に結合される。
【００１４】
作動に際し、モータ４１が起動され、ドライバ・アセンブリ３５を回転させ始める。ドライブ磁石２７の軸磁石２５の磁力結合により、本発明のローラ・アセンブリ１５はドライバ・アセンブリが回転するにつれて回転する。溝２１とその中に配置されるウェーハＷの間の摩擦により、ウェーハＷが回転する。トランスデューサ１４が付勢され、メガソニック速度で振動を始める。従って、メガソニック・エネルギーは流体に伝えられ、流体を通り上方に移動し、ウェーハＷの表面に接触する。ウェーハＷが回転するにつれ、安定機構１７は、ウェーハのぐらつきを減らしながら、好ましくは防止しながら、ウェーハＷの回転により受動的に回転する。トランスデューサ１４からのエネルギーにより、従来技術において知られているように、回転しているウェーハＷが洗浄される。メガソニック・タンク１３内に含まれる洗浄液の水位は、従来のローラを用いる既知のメガソニック・タンクのものよりも変動量が小さい。従って、本発明のローラ・アセンブリ１５は、メガソニック・タンク１３に、かつメガソニック・タンク１３が用いられる任意の自動洗浄／処理システムに大きな価値を加えることができる。
【００１５】
上記の説明は、本発明の好適実施例のみを開示しており、本発明の範囲内にある上記装置および方法の変更は、当業者には即座に明らかになるであろう。メガソニック・タンク１３および本発明のローラ・アセンブリの構成および動作は、ここに図示されたローラ・アセンブリ構成物の特定の形状、サイズおよび材質と同様に、単なる例示である。ローラ・アセンブリ溝は、その表面を粗くしても粗くしなくてもよい。
【００１６】
従って、本発明を好適実施例と関連づけて開示してきたが、本発明の精神および範囲内にある他の実施例も、添付の請求項により明らかにされるように可能であることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のローラ・アセンブリを用いるメガソニック・タンクの正面図である。
【図２】図２は、液漏れを排除する本発明のローラ・アセンブリの１様態の側面図である。
【符号の説明】
１１…メガソニック・タンク・システム、１３…メガソニック・タンク、１４…トランスデューサ、１５ａ…第１ローラ・アセンブリ、１５ｂ…第２ローラ・アセンブリ、１７…安定機構、２１…溝、２３…軸、２５…回転軸磁石、２７…外部ドライブ磁石、２９…プラスチック・エンクロージャ、３１…ポケット、３３…壁、３５…ドライバ・アセンブリ、３７…外面金属ハウジング、３９…内面プラスチック・ハウジング、４１…モータ、Ｗ…ウェーハ。
【図１】
0004731659.tif 000002
【図２】
0004731659.tif 000003