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用于半導(dǎo)體工件的處理組件及其處理方法與流程

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用于半導(dǎo)體工件的處理組件及其處理方法與流程
用于半導(dǎo)體工件的處理組件及其處理方法一般而言,通過(guò)在諸如硅晶片之類的半導(dǎo)體基板上形成電路的制造過(guò)程來(lái)制造半導(dǎo)體裝置。制造過(guò)程通常包括諸如沉積、平坦化、光刻及離子注入的不同工藝步驟的各種順序。在各種處理步驟之間進(jìn)行清潔(諸如,蝕刻及沖洗)步驟以自基板移除污染物。舉例而言,在半導(dǎo)體制造中通常將銅沉積于硅晶片上。然而,眾所熟知,銅離子充當(dāng)半導(dǎo)體制造中的污染物。就此而言,銅離子將擴(kuò)散至硅內(nèi)且改變硅的傳導(dǎo)率。此外,在斜面處的銅沉積可剝落且不穩(wěn)定,且因此通常需要某種蝕刻。因此,較佳地在銅沉積工藝后自工件的所有表面清潔或蝕刻銅離子以便防止污染及/或不當(dāng)?shù)膭兟?。用于半?dǎo)體的典型銅清潔溶液為稀釋過(guò)氧化硫化學(xué)物。此化學(xué)物或其它清潔溶液可用以清潔工件的后側(cè)、在邊緣(斜面)周圍清潔及在前側(cè)上的其它特定區(qū)上清潔。在先前設(shè)計(jì)的腔室中,晶片上的遮蔽區(qū)防止晶片完全暴露至清潔化學(xué)物(此會(huì)導(dǎo)致污染)。此外,在腔室中的用于收集廢清潔化學(xué)物的化學(xué)物收集區(qū)未經(jīng)最佳化來(lái)防止化學(xué)品濺出,從而也導(dǎo)致污染及不良蝕刻(例如,在斜面蝕刻工藝期間對(duì)前側(cè)表面或后側(cè)表面的蝕刻)。此外,化學(xué)物收集未經(jīng)最佳化以用于回收及重新使用。因此,存在對(duì)經(jīng)設(shè)計(jì)以通過(guò)減少的遮蔽及改善的化學(xué)物收集技術(shù)來(lái)清潔工件以使濺出最小化及使回收最佳化的腔室的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
提供此發(fā)明內(nèi)容以按簡(jiǎn)化形式介紹以下在具體描述中進(jìn)一步描述的概念的選擇。此發(fā)明內(nèi)容并不意欲識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征,也不意欲用作對(duì)判定所要求保護(hù)的主題的范圍的輔助。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,提供一種用于半導(dǎo)體工件的處理組件。所述處理組件大體包括配置為用于旋轉(zhuǎn)工件的轉(zhuǎn)子組件、用于將化學(xué)物輸送至所述工件的化學(xué)物輸送組件及用于自所述工件收集廢化學(xué)物的化學(xué)物收集組件。所述化學(xué)物收集組件包括配置為與所述轉(zhuǎn)子組件一起旋轉(zhuǎn)的堰。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,提供一種用于半導(dǎo)體工件的處理組件。所述處理組件大體包括能夠旋轉(zhuǎn)工件的轉(zhuǎn)子組件,所述轉(zhuǎn)子組件包括第一及第二轉(zhuǎn)子。所述第一轉(zhuǎn)子能移動(dòng)以調(diào)整在所述第一轉(zhuǎn)子上的第一工件接收部分與在所述第二轉(zhuǎn)子上的第二工件接收部分之間的軸向間距,且所述第一轉(zhuǎn)子包括渦旋空腔,所述渦旋空腔產(chǎn)生壓差用于對(duì)在所述第一工件接收部分抑或所述第二工件接收部分上的所述工件加力。所述處理組件進(jìn)一步包括用于將化學(xué)物輸送至所述工件的化學(xué)物輸送組件,及用于自所述工件收集廢化學(xué)物的化學(xué)物收集組件。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,提供一種用于處理半導(dǎo)體工件的方法。所述方法大體包括當(dāng)工件在第一轉(zhuǎn)子上時(shí),在第一工藝步驟中將化學(xué)物輸送至所述工件。所述方法進(jìn)一步包括將所述工件自所述第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)移至第二轉(zhuǎn)子,及當(dāng)所述工件在所述第二轉(zhuǎn)子上時(shí),在第二工藝步驟中將化學(xué)物輸送至所述工件。所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)所述工件在所述第一轉(zhuǎn)子及所述第二轉(zhuǎn)子中的任一個(gè)上時(shí),在旋轉(zhuǎn)堰中收集來(lái)自所述工件的廢化學(xué)物。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明當(dāng)結(jié)合附圖參考以下具體描述時(shí),本發(fā)明的前述方面和許多伴隨優(yōu)勢(shì)將變得更易于理解,其中:圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的處理組件的等角視圖;圖2為圖1的處理組件的一部分的橫截面等角視圖;圖3為圖2的處理組件的部分的部分橫截面分解圖;圖4為圖2中顯示的處理組件的部分的橫截面圖,其中轉(zhuǎn)子組件處于用于接收工件的第一位置中;圖5為圖2中顯示的處理組件的部分的橫截面圖,其中轉(zhuǎn)子組件處于用于處理工件的第二位置中;及圖6為圖2中顯示的處理組件的部分的橫截面圖,其中轉(zhuǎn)子組件處于用于處理工件的第三位置中。具體描述本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于處理工件(諸如,半導(dǎo)體晶片)的處理組件及處理方法。術(shù)語(yǔ)工件、晶片或半導(dǎo)體晶片意謂任何平的媒體或物品,包括半導(dǎo)體晶片及其它基板或晶片、玻璃、掩模及光學(xué)媒體或存儲(chǔ)器媒體、MEMS基板,或具有微電、微機(jī)械或微機(jī)電裝置的任何其它工件。通過(guò)參看圖1至圖4可以最佳地理解根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例建構(gòu)的處理組件10。處理組件10具有外壁20和能定位轉(zhuǎn)子組件24,所述外壁20限定內(nèi)處理腔室22,能定位轉(zhuǎn)子組件24用于接收、定位及旋轉(zhuǎn)安置于處理腔室22內(nèi)的工件W。處理組件10進(jìn)一步包括用于將化學(xué)物輸送至工件W的化學(xué)物輸送組件26及用于收集經(jīng)使用的化學(xué)物及棄置或再循環(huán)經(jīng)使用的化學(xué)物的化學(xué)物收集組件28。雖然經(jīng)顯示及描述為涉及設(shè)計(jì)為用于清潔半導(dǎo)體工件的清潔或蝕刻組件,但應(yīng)理解,本發(fā)明的實(shí)施例可適用于其它非清潔半導(dǎo)體制造應(yīng)用中。本文中使用的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)(例如,頂部、前、底部、后、高、中間、低、上、下、向上、向下等)用以為讀者簡(jiǎn)化所說(shuō)明的實(shí)施例的描述,且并不意欲為限制性。轉(zhuǎn)子組件24可配置于多個(gè)位置中以實(shí)現(xiàn)工件W的各種處理結(jié)果(例如,見(jiàn)圖4至圖6)。當(dāng)轉(zhuǎn)子組件24處于自動(dòng)位置(例如,第一位置)中時(shí),在處理組件10中接收工件W(見(jiàn)圖4)。在已接收到工件W后,可在用于處理工件W的處理位置(例如,第二及第三位置)(見(jiàn)圖5及圖6)中經(jīng)由一系列工藝步驟移動(dòng)轉(zhuǎn)子組件24。一般而言,當(dāng)轉(zhuǎn)子組件24處于第二位置(見(jiàn)圖5)中時(shí),可完全處理工件外邊緣(斜面)及頂表面(前側(cè)),且當(dāng)轉(zhuǎn)子組件行進(jìn)經(jīng)過(guò)第二位置及第三位置這兩個(gè)位置(見(jiàn)圖5及圖6)時(shí),可完全處理工件底表面(后側(cè)),如以下更詳細(xì)地描述?,F(xiàn)將描述轉(zhuǎn)子組件24。參看圖2及圖3,轉(zhuǎn)子組件24大體包括用于接收、定位及旋轉(zhuǎn)工件W(圖4中顯示的工件W)的同心的第一轉(zhuǎn)子30及第二轉(zhuǎn)子32。驅(qū)動(dòng)組件34圍繞中心軸38轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子30及32,且致動(dòng)組件36將線性移動(dòng)傳輸至轉(zhuǎn)子組件24的至少一部分。如可在圖2及圖3中看出,下部外殼部分100內(nèi)含有驅(qū)動(dòng)組件34及致動(dòng)組件36兩者,下部外殼部分100經(jīng)設(shè)計(jì)以保護(hù)這些部件免受穿過(guò)處理組件10的內(nèi)腔室22的化學(xué)物或其它環(huán)境污染的影響。驅(qū)動(dòng)組件34包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá),所述旋轉(zhuǎn)馬達(dá)用于經(jīng)由傳輸組件44驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組件24。傳輸組件44包括第一耦接器46及第二耦接器62。第一耦接器46的上部邊緣耦接至第二轉(zhuǎn)子32的基座部分70,用于將扭力傳輸至第二轉(zhuǎn)子32。第一耦接器46接著經(jīng)由第二耦接器62將扭力傳輸至第一轉(zhuǎn)子30。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,第一耦接器46也充當(dāng)?shù)诙罱悠?2的保護(hù)外殼。第二耦接器62為能擴(kuò)大耦接裝置,如通過(guò)比較圖4至圖6中的第二耦接器62的大小看出。作為非限制性實(shí)例,第二耦接器62可為手風(fēng)琴式伸縮囊,由諸如碳氟化合物聚合物、聚丙烯或聚乙烯的聚合物材料制造。合適的聚合物可包括(但不限于)聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)及乙烯四氟乙烯(ETFE)。在非限制性實(shí)例中,第二耦接器為PTFE伸縮囊,具有約0.015吋或更大的壁厚度。能擴(kuò)大聚合物耦接器62在處理腔室22中的化學(xué)物與中心軸38之間提供防酸屏障。就此而言,中心軸38典型地由金屬制造,可經(jīng)潤(rùn)滑,且可包括滾珠軸承部件。因此,屏蔽第二耦接器62防止中心軸38中的流體或其它污染,若允許出現(xiàn)流體或其它污染,則可能造成零件故障。因?yàn)榈诙罱悠?2能擴(kuò)大,所以當(dāng)使轉(zhuǎn)子組件24致動(dòng)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子組件的各種位置(見(jiàn)圖4至圖6)時(shí),第二耦接器62保護(hù)中心軸38。本發(fā)明人確定第二耦接器62當(dāng)由聚合物材料制造時(shí)具有足夠的硬度以將扭力自第二耦接器46傳輸至第一轉(zhuǎn)子30。如在圖4中看出,第二耦接器62還可提供內(nèi)壁,所述內(nèi)壁限定第二轉(zhuǎn)子32的內(nèi)腔78。中心軸38軸向移動(dòng),但中心軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。因此,轉(zhuǎn)子30及32圍繞中心軸38旋轉(zhuǎn)。如在圖2及圖3中看出,中心軸38為中空軸,配置為接收用于處理工件W的其它元件或器具。舉例而言,如在所說(shuō)明的實(shí)施例中看出,軸38容納化學(xué)物輸送組件26的噴嘴94(用于至工件W的后側(cè)的化學(xué)物輸送),如在以下更詳細(xì)地描述。致動(dòng)組件36耦接至轉(zhuǎn)子組件24,用于致動(dòng)轉(zhuǎn)子組件24以改變各個(gè)第一轉(zhuǎn)子30及第二轉(zhuǎn)子32的第一工件接收部分40與第二工件接收部分42的相對(duì)定位。舉例而言,比較在圖4至圖6中的第一工件接收部分40與第二工件接收部分42的定位。致動(dòng)組件36包括致動(dòng)器48以升高及降低耦接至中心軸38的臂64。合適的致動(dòng)器的非限制性實(shí)例包括氣動(dòng)致動(dòng)器或伺服驅(qū)動(dòng)式致動(dòng)器。中心軸38包括用于與第一轉(zhuǎn)子30耦接的耦接部分110。經(jīng)由臂64,致動(dòng)器48將線性移動(dòng)(例如,上下移動(dòng))傳輸至第一轉(zhuǎn)子30。作為非限制性實(shí)例,致動(dòng)裝置可為滾珠花鍵。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,致動(dòng)組件36配置為僅將線性移動(dòng)傳輸至第一轉(zhuǎn)子30,且不傳輸至第二轉(zhuǎn)子32。就此而言,第一轉(zhuǎn)子30耦接至中心軸38,但第二轉(zhuǎn)子32不耦接至中心軸38,且僅圍繞中心軸38轉(zhuǎn)動(dòng)。然而,在本發(fā)明的其它實(shí)施例中,致動(dòng)組件36可配置為將線性移動(dòng)傳輸至第二轉(zhuǎn)子32,或致動(dòng)組件36可配置為獨(dú)立地移動(dòng)第一轉(zhuǎn)子30及第二轉(zhuǎn)子32中的任一個(gè)或兩者以改變軸向間距。第一轉(zhuǎn)子30及第二轉(zhuǎn)子32經(jīng)設(shè)計(jì)及配置以使得轉(zhuǎn)子組件24可定位于各種定向上以改變各個(gè)第一轉(zhuǎn)子30及第二轉(zhuǎn)子32的工件接收部分40與42之間的軸向間距。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,轉(zhuǎn)子組件24能定位于至少三個(gè)定向上,如下:(1)第一轉(zhuǎn)子30相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子32“高”,所述“高”位置經(jīng)選擇以用于自處理腔室22接收工件W或?qū)⒐ぜ轉(zhuǎn)移至處理腔室22(見(jiàn)圖4);(2)第一轉(zhuǎn)子30相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子32在“中間”,所述“中間”位置經(jīng)選擇以用于大體處理工件W的外邊緣或斜面、工件W的前側(cè)或頂表面以及工件W的后側(cè)或底表面(見(jiàn)圖5);及(3)第一轉(zhuǎn)子30相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子32“低”,所述“低”位置大體上經(jīng)選擇以用于大體上處理工件W的后側(cè)或底表面(見(jiàn)圖6)。雖然所說(shuō)明的實(shí)施例經(jīng)顯示及描述為將第一轉(zhuǎn)子30移動(dòng)至相對(duì)于固定的第二轉(zhuǎn)子32的三個(gè)不同位置,但應(yīng)理解,各種位置導(dǎo)致第一工件接收部分40與第二工件接收部分42之間的軸向間距的改變。因此,應(yīng)理解,針對(duì)相對(duì)于固定的第一轉(zhuǎn)子30移動(dòng)第二轉(zhuǎn)子32或?qū)⑥D(zhuǎn)子30與32兩者相互獨(dú)立地移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)軸向間距的變化的其它實(shí)施例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。第一轉(zhuǎn)子30為用于接收且支撐工件W的夾盤轉(zhuǎn)子。參看圖3,第一轉(zhuǎn)子30具有限定中心孔52的基座部分50,經(jīng)由中心孔52接收軸38。軸38經(jīng)由軸耦接部分110耦接至基座部分50,且與基座部分50的中心孔52對(duì)準(zhǔn)。因此,安置于中空軸38內(nèi)的各種元件或器具(諸如,化學(xué)物輸送組件26的噴嘴94)能夠在工件W接收于第一轉(zhuǎn)子30上時(shí)拿取工件W的后表面或底表面。第一轉(zhuǎn)子30進(jìn)一步包括沿著基座50的外周長(zhǎng)的環(huán)形外側(cè)壁54及環(huán)形內(nèi)側(cè)壁56,其中側(cè)壁54及56限定鄰近基座50的空腔58(見(jiàn)圖4中的空腔58)。沿著外側(cè)壁54的內(nèi)表面,第一轉(zhuǎn)子30包括用于將渦旋產(chǎn)生氣體輸送至空腔58的多個(gè)口66,如以下更詳細(xì)地描述。第一轉(zhuǎn)子30包括第一工件接收部分40(見(jiàn)圖4)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,工件接收部分40包括多個(gè)支座60,所述多個(gè)支座60自外側(cè)壁54向上延伸以用于接收且支撐工件W。支座60配置為用于在工件W的后側(cè)接觸工件。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,第一轉(zhuǎn)子30包括四個(gè)支座60(見(jiàn)圖1);然而,應(yīng)理解,任意合適數(shù)目的支座60在本發(fā)明的范圍內(nèi)。支座60用以當(dāng)工件W緊壓在第一轉(zhuǎn)子30上時(shí),在外側(cè)壁54與工件W之間產(chǎn)生間距。此間距允許為了后側(cè)清潔經(jīng)由軸38至工件W的后側(cè)的最佳化的化學(xué)物輸送,如以下更詳細(xì)地描述。當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)子30已接收到工件W時(shí),一致作用的兩個(gè)力將工件W保持在第一轉(zhuǎn)子30的第一工件接收部分40上,且克服可能迫使工件W偏離第一轉(zhuǎn)子的中心位置的任何離心力(若工件W正旋轉(zhuǎn))。首先,工件W與支座60之間的摩擦力將工件W維持在第一工件接收部分40上。其次,還使用壓差將工件W維持在第一轉(zhuǎn)子30上的位置中。就此而言,第一轉(zhuǎn)子30能夠在空腔58中產(chǎn)生渦旋力,即,與在工件W上方相比,在工件W下方產(chǎn)生相對(duì)低的壓力區(qū),以提供平行于第一轉(zhuǎn)子30的中心軸線的方向(即,與工件W的頂表面正交)的力以基本上使工件W緊壓在第一轉(zhuǎn)子30上。合適的渦旋轉(zhuǎn)子描述于2007年5月17日公開(kāi)的美國(guó)專利公開(kāi)案第US2007/0110895號(hào)中,所述公開(kāi)案的內(nèi)容特此被以引用的方式明確并入。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,氣體經(jīng)由沿著空腔58的周長(zhǎng)切線定向的口66流至渦旋空腔58內(nèi)。自口66流動(dòng)的氣體的射流產(chǎn)生圓形路徑(如龍卷風(fēng)),從而在渦旋的中心處產(chǎn)生負(fù)壓力區(qū)域。渦旋的負(fù)壓力在氣氛與空腔58之間產(chǎn)生壓差以基本上使工件W緊壓在第一轉(zhuǎn)子30上。如以下將更詳細(xì)地描述,渦旋為經(jīng)設(shè)計(jì)以產(chǎn)生將工件W的定位維持在相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子30的空腔58的可變距離處(例如,在圖4至圖6中顯示的各種位置處)的壓差的最接近渦旋。典型地,將氮用作渦旋氣體,這是因?yàn)榈且环N不僅降低在處理組件中的污染的危險(xiǎn)且還消除氧以減少在空腔中的爆炸可能性的惰性氣體。然而,應(yīng)理解,諸如氦的其它惰性氣體也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外,若污染及爆炸潛在危險(xiǎn)并非關(guān)注問(wèn)題,則也可使用諸如空氣的非惰性氣體。第二轉(zhuǎn)子32為用于使工件W在處理組件10中居中的居中轉(zhuǎn)子。如在圖3中看出,第二轉(zhuǎn)子32限定內(nèi)空腔,所述內(nèi)空腔為處理組件10的內(nèi)腔室22。就此而言,第二轉(zhuǎn)子32的外壁20(所述外壁為處理腔室22的外壁20)包括垂直部分及圓上部部分68。在圓部分68的頂端,外壁22限定至處理腔室22的環(huán)形入口76(見(jiàn)圖4),工件W可經(jīng)由所述環(huán)形入口76進(jìn)入以用于處理(見(jiàn)圖4及圖5的系列,圖4、圖5分別顯示在腔室22外部及內(nèi)部的工件W)。第二轉(zhuǎn)子32的受外壁20約束的內(nèi)腔室22由限定中心孔72的基座部分70限定,經(jīng)由中心孔72接收軸38、第二耦接器62及第一耦接器46。如同第一轉(zhuǎn)子30,軸38與中心孔72對(duì)準(zhǔn),使得各種元件或器具(諸如,化學(xué)物輸送組件26的噴嘴94)能夠在工件W接收于第一轉(zhuǎn)子30或第二轉(zhuǎn)子32上時(shí)拿取工件W的后表面或底表面。第二轉(zhuǎn)子32進(jìn)一步包括沿著基座70的外周長(zhǎng)的環(huán)形側(cè)壁74。如上所述,傳輸件62提供內(nèi)腔室22的內(nèi)壁。因此,基座部分70、側(cè)壁74及傳輸件62限定鄰近基座70的內(nèi)腔室22(見(jiàn)圖4中的內(nèi)腔室22)。第二轉(zhuǎn)子32內(nèi)的內(nèi)腔室22配置為用于接收第一轉(zhuǎn)子30及供處理的工件W。就此而言,第一轉(zhuǎn)子30的外圓周小于第二轉(zhuǎn)子32的環(huán)形側(cè)壁74的內(nèi)圓周,且因此第一轉(zhuǎn)子30經(jīng)設(shè)計(jì)以巢套(nest)于由第二轉(zhuǎn)子32限定的腔室22內(nèi)。作為第一轉(zhuǎn)子30及第二轉(zhuǎn)子32的巢套能力的結(jié)果,第一轉(zhuǎn)子30能夠相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子32軸向移動(dòng),如在圖4至圖6中顯示的轉(zhuǎn)子組件24的一系列位置中看出。第一轉(zhuǎn)子30及第二轉(zhuǎn)子32的巢套能力允許內(nèi)腔室22的緊湊大小容納兩個(gè)轉(zhuǎn)子30及32,從而導(dǎo)致處理及制造效率(作為此緊湊大小的結(jié)果)。自側(cè)壁74的上部端側(cè)向向外延伸的第二轉(zhuǎn)子32進(jìn)一步包括輪緣80,所述輪緣用于支撐第二工件接收部分42(見(jiàn)圖6)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,第二工件接收部分42包括自輪緣80向上延伸的多個(gè)居中導(dǎo)柱82及多個(gè)支座102。導(dǎo)柱82按遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子32的中心軸線的稍小角度定向,且位于沿著輪緣80在接近假想工件W的圓周的位置處。導(dǎo)柱82配置為在工件W的外斜面上接收及接觸工件W。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,第二轉(zhuǎn)子32包括十個(gè)導(dǎo)柱82及十個(gè)支座102;然而,應(yīng)理解,任何數(shù)目的導(dǎo)柱及支座與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例一致。當(dāng)工件W由導(dǎo)柱82接收時(shí),重力使工件W向下緊壓在有角度的導(dǎo)柱82上。因此,隨著工件W由導(dǎo)柱82接收,工件變得在導(dǎo)柱82之間居中(在軸向及徑向兩個(gè)方向上),且導(dǎo)柱82使任何側(cè)至側(cè)移動(dòng)最小化。此居中改善了受處理的工件W的同心度,即,平均斜面清潔或蝕刻寬度的一致性與最小及最大寬度的范圍。如在圖6中看出,隨著工件W接近導(dǎo)柱82的底部,所述工件居中且經(jīng)設(shè)定以擱置于支座102上。支座102允許當(dāng)工件W處于第三位置(見(jiàn)圖6)中時(shí),在第二轉(zhuǎn)子32的輪緣80與工件W之間有間距,使得來(lái)自后側(cè)清潔的廢化學(xué)物可散逸至化學(xué)物收集組件28。應(yīng)理解,第二轉(zhuǎn)子32上的支座102在與第一轉(zhuǎn)子30上的支座60不同的位置中接觸工件W。此導(dǎo)柱82居中機(jī)構(gòu)是有利的,這是因?yàn)楣ぜ始終具有在導(dǎo)柱82內(nèi)的居中的配合。此外,在此導(dǎo)柱82居中機(jī)構(gòu)中,僅工件W的斜面及后側(cè)區(qū)域的選擇部分分別由居中導(dǎo)柱82及支座102接觸,從而允許使工件W的其它表面經(jīng)受處理。除了沿著第二轉(zhuǎn)子32的外周長(zhǎng)的導(dǎo)柱82之外,也使用摩擦力及壓差以當(dāng)轉(zhuǎn)子組件24正旋轉(zhuǎn)時(shí)將工件W維持在第二轉(zhuǎn)子32上的位置中,如參照第一轉(zhuǎn)子30描述。關(guān)于壓差,巢套的第一轉(zhuǎn)子30的渦旋空腔58是也可用以使工件W緊壓在第二轉(zhuǎn)子32上的最接近渦旋。就此而言,渦旋空腔58能夠?qū)⒐ぜ固持及維持在距渦旋高達(dá)約6吋的距離上。這可與標(biāo)準(zhǔn)伯努利夾盤形成對(duì)比,所述標(biāo)準(zhǔn)伯努利夾盤在接近性的改變大于約0.080吋時(shí)不起作用。因此,巢套能力允許轉(zhuǎn)子組件24將第一轉(zhuǎn)子30的渦旋空腔58用于固持工件W,所述工件W接收于各個(gè)第一轉(zhuǎn)子30或第二轉(zhuǎn)子32的第一接收部分40抑或第二接收部分42上。參看圖3及圖4,轉(zhuǎn)子組件24進(jìn)一步包括化學(xué)物收集組件28,所述化學(xué)物收集組件28收集用于廢棄或再循環(huán)的廢流體。化學(xué)物收集組件28包括堰84,所述堰經(jīng)固定地附接及配置為與第二轉(zhuǎn)子32一起旋轉(zhuǎn)。就此而言,堰84為自第二轉(zhuǎn)子32的輪緣80徑向延伸的化學(xué)物接收通道。堰84由外壁20的上部部分68及自輪緣80的頂部表面的延伸部形成。堰84可配置為向下成角度,使得化學(xué)物被徑向向外引向壁20,且不匯聚于第二轉(zhuǎn)子32的輪緣80上。來(lái)自堰84的化學(xué)物自第二轉(zhuǎn)子32的邊緣行進(jìn)穿過(guò)在第二轉(zhuǎn)子32的排出孔86,所述排出孔86位于外環(huán)形邊緣處、在壁20的內(nèi)表面附近(見(jiàn)圖5及圖6中的箭頭)。排出的化學(xué)物收集于定位于排出孔86下方的固定(非旋轉(zhuǎn))收集腔室88中。可在排水管104處將化學(xué)物自收集腔室88移除至排出閥組件106(見(jiàn)圖1)內(nèi)。化學(xué)物收集組件28進(jìn)一步包括擺動(dòng)臂分配杯108,擺動(dòng)臂分配杯108用于在起動(dòng)處理組件10前在沖刷了擺動(dòng)臂組件90及92后將化學(xué)物分配至收集腔室88內(nèi)。因?yàn)檠?4為“旋轉(zhuǎn)”堰,即,堰84固定地附接至第二轉(zhuǎn)子32,所以收集組件28導(dǎo)致比先前非旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)增強(qiáng)的化學(xué)物收集。在具有非旋轉(zhuǎn)堰的先前設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,作為離心力的結(jié)果而旋轉(zhuǎn)離開(kāi)工件W的化學(xué)物具有徑向分量及切線分量。旋轉(zhuǎn)離開(kāi)化學(xué)物的切線分量為旋轉(zhuǎn)離開(kāi)化學(xué)物的主要部分。切線分量撞擊壁20的內(nèi)表面(例如,在圓部分68處),且在表面上形成珠粒。當(dāng)化學(xué)物繼續(xù)撞擊帶珠粒的表面時(shí),化學(xué)物飛濺且轉(zhuǎn)變成氣溶膠。此氣溶膠若停留在在處理腔室22內(nèi)部及外部的表面上,則將用廢化學(xué)物污染那些表面。因此,氣溶膠必須由排氣系統(tǒng)捕獲以防止此污染。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,堰84及外壁20與轉(zhuǎn)子組件24一起旋轉(zhuǎn),由此抵消旋轉(zhuǎn)離開(kāi)化學(xué)物的切線分量。由于直的徑向分量,本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)在腔室壁20的內(nèi)表面上的珠粒形成實(shí)質(zhì)上減少了(若并未消除),從而在處理腔室22內(nèi)部及外部產(chǎn)生較少的化學(xué)物飛濺及較少的所得氣溶膠。氣溶膠的減少導(dǎo)致對(duì)在處理腔室22內(nèi)部及外部的排氣系統(tǒng)的減少的需求。此外,通過(guò)消除在腔室壁20的內(nèi)表面上的珠粒形成,離心力作用于收集的流體上以使流體朝向排出孔86流動(dòng),由此限制收集于堰84的收集表面上的流體的量。除了化學(xué)物飛濺的減少,“旋轉(zhuǎn)”堰還具有可在每一處理步驟后能被清潔的附加優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檠咝D(zhuǎn),所以堰可易于在處理期間沖洗以容納不同化學(xué)物。作為非限制性實(shí)例,“旋轉(zhuǎn)”堰允許緊接在收集沖洗化學(xué)物后收集蝕刻化學(xué)物以用于回收及再循環(huán),而不污染蝕刻化學(xué)物。在“非旋轉(zhuǎn)”堰組件(例如,在2010年12月3日申請(qǐng)的同在申請(qǐng)中的美國(guó)專利申請(qǐng)案第12/960372號(hào)(代理人案號(hào)SEMT-1-35843)中描述的堰組件,所述申請(qǐng)案的公開(kāi)內(nèi)容特此被以引用的方式明確并入)中,堰不能容易地清潔,且因此,需要堰組件中的多個(gè)堰以便收集化學(xué)物以用于再循環(huán)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,收集腔室88未配置成與第二轉(zhuǎn)子32一起旋轉(zhuǎn),且因此存在形成于收集腔室88中的一些所得飛濺及氣溶膠。然而,因?yàn)樽蕴幚斫M件22移除了收集腔室88,所以飛濺不影響工件的條件?;瘜W(xué)物輸送組件26將流體輸送至工件上的各種位置(包括前側(cè)、斜面及后側(cè))?;瘜W(xué)物輸送組件26包括前側(cè)輸送系統(tǒng),所述前側(cè)輸送系統(tǒng)可包括一或多個(gè)輸送擺動(dòng)臂90及92(見(jiàn)圖1)。舉例而言,可使用(例如)化學(xué)物輸送組件26的短擺動(dòng)臂組件90處理工件外邊緣(斜面)??墒褂?例如)化學(xué)物輸送組件26的長(zhǎng)擺動(dòng)臂組件92處理工件頂表面(前側(cè))?;瘜W(xué)物輸送組件26進(jìn)一步包括后側(cè)輸送系統(tǒng)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中,后側(cè)輸送系統(tǒng)為位于軸38中的后側(cè)輸送噴嘴94,用于將化學(xué)物輸送至工件W的后側(cè)。如上提到,轉(zhuǎn)子組件24可在多個(gè)位置(即,第一位置(圖4)、第二位置(圖5)及第三位置(圖6))中配置為實(shí)現(xiàn)工件的各種處理結(jié)果。現(xiàn)將描述處理組件10的例示性操作序列,其中工件W自第一位置轉(zhuǎn)變至第三位置,接著至第二位置,接著返回至第三位置,接著返回至第一位置。例示性操作過(guò)程的第一步驟為用于將工件W放置于處理組件10中的工件自動(dòng)化步驟。參看圖4,當(dāng)轉(zhuǎn)子組件24處于第一位置中時(shí),在處理組件10中接收工件W。具體地說(shuō),第一轉(zhuǎn)子30定位于相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子32的第一(或“高”)位置中,所述第一位置經(jīng)選擇用于接收或轉(zhuǎn)移工件W。在第一位置中,第一轉(zhuǎn)子30的第一工件接收部分40位于處理腔室22上方,使得可自動(dòng)將新工件W放置于第一工件接收部分40上,或如果已處理了工件W,則可自第一工件接收部分40移除工件W。當(dāng)接收于第一位置中時(shí),轉(zhuǎn)子組件24與工件W之間的接觸點(diǎn)為第一轉(zhuǎn)子30的接觸工件W的后側(cè)或底表面的支座60??赏ㄟ^(guò)使用自動(dòng)化的轉(zhuǎn)移臂或槳(圖中未示)實(shí)現(xiàn)工件至處理組件10及自處理組件10的轉(zhuǎn)移。工件檢測(cè)傳感器98(如在圖1中看出)經(jīng)定位以檢測(cè)工件W且允許自動(dòng)工件轉(zhuǎn)移過(guò)程。在工件W已接收于處理組件10中后,轉(zhuǎn)子組件24可移動(dòng)至下一個(gè)位置(例如,第二位置及第三位置中的任一個(gè),如在圖5及圖6中看出)用于處理。通過(guò)操縱致動(dòng)組件36以升高及降低第一轉(zhuǎn)子30相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子32的固定位置的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)此移動(dòng)。雖然說(shuō)明的實(shí)施例顯示分開(kāi)的自動(dòng)步驟(見(jiàn)圖4),但應(yīng)理解,在其它實(shí)施例中,工件W可放置于處理組件10中以下描述的第二位置抑或第三位置(分別見(jiàn)圖5及圖6)中。例示性操作過(guò)程的第二步驟為居中及初步處理步驟。就此而言,在第一轉(zhuǎn)子30的空腔58中產(chǎn)生渦旋力以迫使工件W至第一轉(zhuǎn)子30上的接觸表面,接著將工件W自第一位置(見(jiàn)圖4)移動(dòng)至第三位置(見(jiàn)圖6)。當(dāng)在第三位置(見(jiàn)圖6)中時(shí),第一轉(zhuǎn)子30定位于相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子32的“低”位置中,所述“低”位置經(jīng)選擇以用于處理(例如,清潔或蝕刻)底表面(后側(cè))。當(dāng)自第一位置(見(jiàn)圖4)轉(zhuǎn)變至第三位置(見(jiàn)圖6)時(shí),第一轉(zhuǎn)子30巢套于第二轉(zhuǎn)子32的腔室22內(nèi)。在此轉(zhuǎn)變中,將工件W自第一轉(zhuǎn)子30上的支座60轉(zhuǎn)移至導(dǎo)柱82,接著至第二轉(zhuǎn)子32上的支座102使得工件W由導(dǎo)柱82居中,接著定位于支座102上。在由導(dǎo)柱82居中后,工件W達(dá)到擱置于第二轉(zhuǎn)子32上的支座102上,且包含在處理腔室22中用于處理(例如,清潔或蝕刻)。當(dāng)定位于第三位置中時(shí),第二轉(zhuǎn)子32與工件W之間的接觸點(diǎn)為外斜面上的導(dǎo)柱82及工件W的后側(cè)或底表面上的支座102。工件W不再接觸第一轉(zhuǎn)子30或第一轉(zhuǎn)子支座60。在第三位置中,可處理(例如,清潔或蝕刻)工件W。就此而言,工件W經(jīng)設(shè)定以使用驅(qū)動(dòng)組件34旋轉(zhuǎn)。接著可使用(例如)化學(xué)物輸送組件26的后側(cè)輸送噴嘴94處理工件W后側(cè)。因?yàn)楫?dāng)工件W定位于支座102上時(shí),在工件的后側(cè)上存在遮蔽的接觸區(qū),所以不能完全處理(例如,清潔或蝕刻)此表面。廢清潔化學(xué)物收集于化學(xué)物收集組件28中。例示性操作過(guò)程的第三步驟為工件W的下一個(gè)處理步驟。就此而言,維持渦旋力,且隨著將工件W自第三位置(見(jiàn)圖6)移動(dòng)至第二位置(見(jiàn)圖5),轉(zhuǎn)子組件24繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)自第三位置(圖6)轉(zhuǎn)變至第二位置(圖5)時(shí),第一轉(zhuǎn)子30自第二轉(zhuǎn)子32解巢套(unnest)。在此轉(zhuǎn)變中,工件W自第二轉(zhuǎn)子32上的支座102轉(zhuǎn)移至第一轉(zhuǎn)子30上的支座60。當(dāng)在第二位置(見(jiàn)圖5)中時(shí),第一轉(zhuǎn)子30定位于相對(duì)于第二轉(zhuǎn)子32的“中間”位置中,所述“中間”位置經(jīng)選擇用于處理(例如,清潔或蝕刻)外邊緣(斜面)及頂表面(前側(cè))以及底表面(后側(cè))。在第二位置中,第一轉(zhuǎn)子30的支座60位于處理腔室22內(nèi),但在第二轉(zhuǎn)子32的支座102及居中導(dǎo)柱82上方。在第二位置中,可使用(例如)化學(xué)物輸送組件26的短擺動(dòng)臂組件90來(lái)處理工件外邊緣(斜面)??墒褂?例如)化學(xué)物輸送組件26的長(zhǎng)擺動(dòng)臂組件92來(lái)處理工件頂表面(前側(cè))。因?yàn)楫?dāng)工件W定位于支座60上時(shí),在工件的斜面或前側(cè)上不存在接觸,所以可充分處理(例如,清潔或蝕刻)這些表面。也處理工件W的后側(cè)以清潔當(dāng)將工件W定位于第三位置中時(shí)遮蔽的區(qū)。就此而言,第一轉(zhuǎn)子30的支座60在與第二轉(zhuǎn)子32的支座102不同的區(qū)中接觸工件W,使得可清潔先前遮蔽的區(qū)。類似于當(dāng)轉(zhuǎn)子組件24在第二位置中的工藝,廢清潔化學(xué)物收集于化學(xué)物收集組件28中。通過(guò)在第二及第三兩個(gè)位置中處理或清潔工件W,工件W的所有表面經(jīng)清潔以防止由于不充分的清潔而導(dǎo)致的工件W的污染。在先前設(shè)計(jì)的處理組件中,未蝕刻及未清潔的區(qū)(亦即,遮蔽區(qū))留在工件表面上的固持工件所需的接點(diǎn)下。作為本文中描述的能定位轉(zhuǎn)子組件24的結(jié)果,對(duì)所有工件接觸表面(包括后側(cè)及斜面接觸點(diǎn)兩者)執(zhí)行清潔(包括沖洗)。例示性操作過(guò)程的第四步驟為工件W的下一個(gè)處理步驟。在經(jīng)在第三位置及第二位置這兩個(gè)位置中處理后,工件返回至第三位置用于最終沖洗及干燥。例示性操作過(guò)程的第五步驟為返回至第一位置,用于自處理組件10自動(dòng)移除工件W。雖然已說(shuō)明及描述了說(shuō)明性實(shí)施例,但應(yīng)理解,在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下,可在所述說(shuō)明性實(shí)施例中進(jìn)行各種改變。
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