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公開番号2023181041
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-21
出願番号2022131115
出願日2022-08-19
発明の名称半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置
出願人山東大学,SHANDONG UNIVERSITY
代理人個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20231214BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ウェーハ加工中の歩留まりが向上し、サイズが小さく、統合性が高く、製造コストが低く、カスタマイズに使用することができる半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置を提供する。
【解決手段】半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置は、振動子モジュール10の上部に接続されたたわみ振動トランスデューサー2及び縦振動トランスデューサー3が含まれる。たわみ振動トランスデューサーと縦振動トランスデューサーとは、同心円状に配置され、同じ高さ平面にあり、縦振動/たわみ振動によってウェーハスピンプラットフォームを形成し、縦方向定在波及びたわみ進行波を放射することによりウェーハをホバリング/回転させ、ウェーハを非接触で駆動することにより摩耗のないスピン及びホバリング制御を実現し、それによりウェーハ加工の歩留まりを向上できる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置であって、振動子モジュールの上部に接続されたたわみ振動トランスデューサーおよび縦振動トランスデューサーが含まれ、たわみ振動トランスデューサーと縦振動トランスデューサーは同心円状に配置され、同じ高さ平面にあることを特徴とする半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記たわみ振動トランスデューサーと縦振動トランスデューサーは両方とも振動子モジュールの軸線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
【請求項３】
前記振動子モジュールには、固定具で直列に接続されたエンドカバー、圧電セラミックグループ、および振動子本体が含まれることを特徴とする請求項１に記載の半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
【請求項４】
前記振動子モジュールは、上部にあるたわみ振動トランスデューサーまたは縦振動トランスデューサーに振動子励起を提供することを特徴とする請求項１に記載の半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
【請求項５】
前記たわみ振動トランスデューサーは円盤型であり、たわみ振動トランスデューサーと同心の縦振動トランスデューサーは円環型であることを特徴とする請求項１に記載の半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
【請求項６】
前記たわみ振動トランスデューサーは、電界と振動子励起下で軸方向の縦波を生成し、表面と近くの空気が定在波音場を形成するため、加工対象のウェーハは、音響放射力の作用下でたわみ振動トランスデューサーの上面の設定された高さ範囲内に吊り下げられ、縦振動トランスデューサーは、電界励起下で円周方向の進行波を生成し、表面と近くの空気が進行波の音場を形成するため、加工対象のウェーハは、進行波の音響放射力の作用下で垂直軸を中心に円周方向に回転することを特徴とする請求項５に記載の半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
【請求項７】
前記たわみ振動トランスデューサーは円環型であり、たわみ振動トランスデューサーと同心の縦振動トランスデューサーは円盤型であることを特徴とする請求項１に記載の半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
【請求項８】
前記縦振動トランスデューサーは、電界と振動子励起下で軸方向の縦波を生成し、表面と近くの空気が定在波音場を形成するため、加工対象のウェーハは、音響放射力の作用下で縦振動トランスデューサーの上面の設定された高さ範囲内に吊り下げられ、たわみ振動トランスデューサーは、電界励起下で円周方向の進行波を生成し、表面と近くの空気が進行波の音場を形成するため、加工対象のウェーハは、進行波の音響放射力の作用下で垂直軸を中心に円周方向に回転することを特徴とする請求項７に記載の半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
【請求項９】
前記振動子モジュールはランジュバン型振動子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置。
【請求項１０】
半導体加工装置であって、ウェーハスピンプラットフォームを含み、ウェーハスピンプラットフォームは、請求項１～９のいずれか一項に記載のウェーハ超音波浮揚駆動装置に接続されていることを特徴とする半導体加工装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体加工の技術分野、具体的に半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
この部分の記述は、本発明に関連する背景情報を提供するだけであり、必ずしも先行技術を構成するものではない。
【０００３】
ウェーハは半導体加工の基本材料である。通常、１枚のウェーハで数百枚のチップを切断するには超精密リソグラフィが必要である。加工工程での摩耗、引っかき傷、破裂、欠陥などの影響を受け、製造、中間試験、包装等の各工程後のウェーハ加工の全体的な歩留まりは理想的ではなく、チップゲート長がより短い７ｎｍおよび３ｎｍプロセスに関しては、既存の加工方法の歩留まりはさらに低くなり、生産能力の莫大な浪費を引き起こしている間、それはチップ産業、特に効率的なチップ製造の発展を深刻に妨げる。
【０００４】
そのため、ウェーハの加工環境や加工プロセスを最適化する必要があり、加工環境の温度、湿度、集塵、静電気などの要因を制御し、自動生産ライン変換と高精度制御を行うことで、加工中のウェーハの摩耗、引っかき傷、破裂を減らし、各プロセスの歩留まりを向上させる必要がある。
【０００５】
ウェーハ加工プロセスの場合、既存の技術では、機械的エンドエフェクタを使用してスピンのためにウェーハをクランプし、このように、ウェーハ自体の剛性が非常に低いため、スピンプロセス中に塑性変形や破裂が発生しやすくなり、一方、ウェーハ加工には、非常に高い精度、表面仕上げ、低い表面粗さが必要で、機械的エンドエフェクタがウェーハに接触しており、両者間の摩擦が避けられず、摩擦力の制御が困難である。摩擦による摩耗、引っかき傷、摩耗による粒子はすべて、歩留まりを低下させ、さらにウェーハのスクラップにつながる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の背景技術に存在する技術的問題を解決するために、本発明は、半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置を提案する。同心円状に配置された縦振動／たわみ振動トランスデューサーにより、ウェーハスピンプラットフォームを構築し、縦方向定在波及びたわみ進行波を放射することによりウェーハのホバリングと回転を駆動し、装置からウェーハへの非接触で摩耗のない制御を実現し、結果として形成される超音波浮揚ウェーハスピンプラットフォームは、サイズが小さく、コンパクトな構造を持ち、製造コストが低く、カスタマイズして使用でき、ウェーハの製造、加工、および輸送のさまざまなプロセスや段階に統合して使用するのは非常に簡単である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の技術的解決手段を採用する。
【０００８】
本発明の第１の態様は、半導体加工ウェーハ超音波浮揚駆動装置を提供し、包括：振動子モジュールの上部に接続されたたわみ振動トランスデューサーおよび縦振動トランスデューサーが含まれ、たわみ振動トランスデューサーと縦振動トランスデューサーは同心円状に配置され、同じ高さ平面にある。
【０００９】
たわみ振動トランスデューサーと縦振動トランスデューサーは両方とも振動子モジュールの軸線上に配置されている。
【００１０】
振動子モジュールには、ジグで直列に接続されたエンドカバー、圧電セラミックスグループ、および振動子本体が含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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