具体实施方式

图1A图示了处于清洗状态的基板清洗装置100的侧视图，并且图1B图示了处于释放状态的基板清洗装置100。本文描述的基板清洗装置100的特征可应用于其他基板处理装置。基板清洗装置100可包含限定处理空间104的腔室主体102(例如，刷盒)。腔室主体102可以是被配置成固持处理液(诸如清洗液，所述清洗液用于清洗位于其中的基板110)的罐。基板110可由多个滚筒支撑在腔室主体102内，其中在图1A和图1B中展示出第一滚筒114A和第二滚筒114B。可由更多的滚筒(未示出)来支撑基板110。

基板110包含第一表面110A和与第一表面110A相对的第二表面110B，第一表面110A和第二表面110B可由基板清洗装置100来清洗。在一些实施例中，可通过基板清洗装置100同时清洗和/或处理第一表面110A和第二表面110B两者。在其他实施例中，可通过基板清洗装置100连续地清洗和/或处理第一表面110A和第二表面110B，和/或可通过基板清洗装置100清洗和/或处理单个表面(例如，第一表面110A或第二表面110B)。驱动机构116可耦合至第二滚筒114B或另一支撑滚筒，并且可使基板110在清洗工艺期间在方向118A和/或方向118B上旋转。

基板清洗装置100可包含第一刷组件120A和第二刷组件120B。第一刷组件120A可包含第一电机122A和耦合至第一电机122A的第一滚筒124A。第二刷组件120B可包含第二电机122B和耦合至第二电机122B的第一滚筒124B。在一些实施例中，单个电机(未示出)可代替第一电机122A和第二电机122B，并且可使第一滚筒124A和第一滚筒124B两者旋转。

第一带126A可在第一滚筒124A与第二滚筒132A之间延伸。第二带126B可在第一滚筒124B与第二滚筒132B之间延伸。第一带126A可包含外表面128A和内表面128B。第二带126B也可包含外表面130A和内表面130B。第一带126A的内表面128B可接触第一滚筒124A和第二滚筒132A。第二带126B的内表面130B可接触第一滚筒124B和第二滚筒132B。例如，内表面128B可包含可接触第一滚筒124A和/或第二滚筒132A的表面特征，诸如齿和/或摩擦表面(未示出)。同样，内表面130B可包含接触第一滚筒124B和/或第二滚筒132B的表面特征，诸如齿和/或摩擦表面(未示出)。

第一电机122A的旋转通过第一滚筒124A移动第一带126A，其中第一带126A绕第一滚筒124A和第二滚筒132A旋转。同样，第二电机122B的旋转通过第一滚筒124B移动第二带126B，其中第二带126B绕第一滚筒124B和第二滚筒132B旋转。在一些实施例中，基板清洗装置100可包含可接触第一带126A和第二带126B的其他滚筒。在一些实施例中，第二滚筒132A和/或第二滚筒132B可由一个或更多个电机驱动(除了第一滚筒124A和/或第一滚筒124B之外或代替第一滚筒124A和/或第一滚筒124B)。

在图1A和图1B中所描绘的实施例中，第一电机122A可使第一滚筒124A在方向D11上旋转，并且第二电机122B可使第一滚筒124B在方向D12上旋转。因此，第一带126A在方向D11上绕第二滚筒132A移动，并且第二带126B在方向D12上绕第二滚筒132B移动。因此，第一带126A和第二带126B两者都在方向D13上相对于基板110移动。在一些实施例中，第一带126A和/或第二带126B可在与方向D13相反的方向上相对于基板110移动。

第一带126A的外表面128A可被配置成接触基板110的第一表面110A。第二带126B的外表面130A可被配置成接触基板110的第二表面110B。外表面128A和外表面130A可包含与可清洗或以其他方式处理基板表面的常规垫相同的表面特征。在一些实施例中，第一带126A和/或第二带126B可由抛光垫中经常使用的材料制成。在一些实施例中，第一带126A和/或第二带126B可由聚氨酯和/或聚乙烯醇(PVA)制成或包含聚氨酯和/或聚乙烯醇(PVA)。第一带126A和/或第二带126B可由其他材料制成。可通过三维印刷和/或其他制造工艺来制造第一带126A和第二带126B。在一些实施例中，第一带126A和第二带126B的外表面128A和130A可跨其宽度和/或其长度包含不同的材料。这样的配置使得第一带126A和第二带126B的不同部分能够在基板110上执行不同的过程。

第一端口138A可位于基板110的第一表面110A附近，并且第二端口138B可位于第二表面110B附近。第一端口138A和第二端口138B可向基板110的第一表面110A和第二表面110B和/或从基板110的第一表面110A和第二表面110B分配和/或移除化学物质，诸如清洗化学物质或其他流体。例如，第一端口138A和第二端口138B可将流体(诸如在基板处理中使用的气体)分配到基板110上。在一些实施例中，流体可包含氢氟酸(HF)、臭氧、盐酸(HCl)和/或氢氧化铵(NH₄OH)。可使用其他流体。

第一刷组件120A可包含位于第一带126A的外表面128A附近的第一端口140A和第二端口140B。第二刷组件120B可包含位于第二带126B的外表面130A附近的第一端口142A和第二端口142B。第一端口140A、第一端口142A、第二端口140B和第二端口142B可向第一带126A和第二带126B的外表面128A和外表面130A和/或从第一带126A和第二带126B的外表面128A和外表面130A分配和/或移除化学物质，诸如清洗化学物质。在一些实施例中，清洗化学物质可包含诸如浓度约为0.05％至1.0％的NH₄OH之类的碱溶液。可使用更高或更低浓度的NH₄OH或其他碱溶液。在一些实施例中，第一刷组件120A和/或第二刷组件120B可包含调节器(未示出)，所述调节器调节第一带126A和第二带126B的外表面128A和外表面130A。例如，调节器可将去离子水或另一溶液施加至第一带126A和第二带126B的外表面128A和外表面130A。

第一刷组件120A可包含第一枢轴点146A，并且第二刷组件120B可包含第二枢轴点146B。在图1A和图1B所描绘的实施例中，第一枢轴点146A可位于第一滚筒124A的中心附近，并且第二枢轴点146B可位于第一滚筒124B的中心附近。第一刷组件120A可在方向D14上绕第一枢轴点146A枢转，并且第二刷组件120B可在方向D15上绕第二枢轴点146B枢转。例如，电机和/或伺服机构(未示出)可使第一刷组件120A绕第一枢轴点146A枢转，并且使第二刷组件120B绕第二枢轴点146B枢转。

图1A中所描绘的基板清洗装置100处于清洗状态。在清洗状态下，第一带126A和第二带126B分别与基板110的第一表面110A和第二表面110B接触。例如，第一带126A和第二带126B可在基板110的第一表面110A和第二表面110B上执行工艺。在第一带126A和/或第二带126B在基板110上执行工艺之前或之后，可将基板清洗装置100置于释放状态以使得能够将基板110放置到腔室主体102中和/或从腔室主体102移除。

图1B图示了处于释放状态的基板清洗装置100。第一刷组件120A已经相对于图1A中所示的第一刷组件120A的位置逆时针旋转。第二刷组件120B已经相对于图1B中所示的第二刷组件120B顺时针旋转。因此，当基板清洗装置100处于释放状态时，第一刷组件120A和第二刷组件120B与基板110间隔开，这使得能够将基板110从腔室主体102移除。基板清洗装置100的释放状态进一步使得能够将基板放置在腔室主体102内。在一些实施例中，第一带126A的外表面128A和第二带126B的外表面130A可与基板110的第一表面110A和第二表面110B间隔约10mm至15mm，但可使用其他间隔。

在操作之前，基板清洗装置100可处于释放状态，如图1B中所示。可将基板110放置到腔室主体102中，如图1B中所示。然后，基板清洗装置100可从释放状态转换到清洗状态，如图1A中所示。具体地，第一刷组件120A可绕第一枢轴点146A在顺时针方向上枢转到第一带126A的外表面128A接触基板110的第一表面110A的位置。第二刷组件120B可绕第二枢轴点146B在逆时针方向上枢转到第二带126B的外表面130A接触基板110的第二表面110B的位置。在一些实施例中，第一刷组件120A和第二刷组件120B可同时枢转。例如，第一刷组件120A和第二刷组件120B可耦合到单个电机或同时使第一刷组件120A和第二刷组件120B枢转的其他移动装置。

当基板清洗装置100处于清洗状态时，驱动机构116可旋转基板110。此外，第一电机122A可旋转第一带126A并且第二电机122B可旋转第二带126B，以处理基板110的第一表面110A和第二表面110B。在一些实施例中，第一电机122A和/或第二电机122B可监测施加到第一带126A和/或第二带126B的负载和/或扭矩以确定施加到基板110的力和/或基板110的处理何时完成。在一些实施例中，在清洗和/或处理期间，第一带126A和/或第二带126B可施加约0.3磅/平方英寸(psi)至8.0psi之间的压力至基板110。

与用于处理基板的传统滚筒和垫相比，第一带126A和第二带126B的使用提供了许多优点。例如，带的表面积可大于常规垫或滚筒的表面积。带更大的表面积使得带的使用寿命能够比传统垫和滚筒更长，这可导致与传统基板清洗装置中的垫或滚筒更换相比更少的带更换。如图1A和图1B中所示，第一带126A在第一滚筒124A与第二滚筒132A之间延伸，并且第二带126B在第一滚筒124B与第二滚筒132B之间延伸。第一带126A和第二带126B的延伸长度使得能够将调节过程和/或化学物质施加到第一带126A和第二带126B。在一些实施例中，调节可包含将去离子水施加到粗糙材料(诸如涂覆金刚石的盘)，所述粗糙材料以轻的压力(例如0.1psi至3psi)施加到第一带126A和第二带126B。可使用其他调节工艺和/或压力。因此，对于可调节和/或施加化学物质到第一带126A和第二带126B的第一端口140A、第二端口140B、第一端口142A和第二端口142B的位置存在更多选择。另外，化学物质的调节和/或施加可施加到第一带126A和第二带126B的直线和/或弯曲区段。

现在参考图2A和图2B，图示了具有不同带配置的基板清洗装置100的实施例。在图2A和图2B的实施例中，第一刷组件120A包含第三滚筒250A，并且第二刷组件120B包括第三滚筒250B。第三滚筒250A提供第一带126A的直线区段252A(图2B)，直线区段252A能够接触基板110的第一表面110A。直线区段252A相对于传统滚筒在第一带126A与第一表面110A之间提供更大的接触面积。第三滚筒250B提供了第二带126B的类似的直线区段252B(图2B)。在一些实施例中，直线区段252A和/或直线区段252B可在基板110的直径的八分之一至八分之七之间。在其他实施例中，直线区段252A和/或直线区段252B可在基板110的直径的八分之一至二分之一之间。在又其他实施例中，直线区段252A和/或直线区段252B可在基板110的直径的八分之一至四分之一之间。可使用其他直线区段长度。

如图2B中所示，基板清洗装置100的实施例可使第一刷组件120A绕第一枢轴点146A旋转，并且使第二刷组件120B绕第二枢轴点146B旋转，以使基板清洗装置100在清洗状态与释放状态之间转换。

现在参考图3，图示了基板清洗装置100的实施例的俯视图。在图3的实施例中，第一带126A和第二带126B被划分为多个区。例如，第一带126A可包含被分别称为区360A-360G的多个区360。第一带126A的外表面128A可在区360A-360G中的每一者中具有不同材料或不同的材料配置。以类似的方式，第二带126B的外表面130A可被划分为被分别称为区362A-362G的多个区362。外表面128A和外表面130A可具有比图3中所示的更少数量或更多数量的区360和区362(例如，2个、3个、4个、5个、6个、8个、9个等的区360和362)。

外表面128A的区360A-360G和外表面130A的区362A-362G可具有不同材料或不同的材料配置。因此，区360A-360G和区362A-362G使第一带126A和第二带126B的不同部分能够在基板110上执行不同的工艺。区360A-360G中的每一者的材料可以是或包含PVA或类似的材料。区360A-360G中的至少两者的材料可具有不同的硬度。另外，区360A-360G中的至少两者可具有不同的表面光洁度。在其他实施例中，单独的加压膜可位于区360A-360G中的至少一者之下，并且可独立地加压单独的加压膜。

现在参考图4，图示了基板清洗装置100的实施例，其中第一电机122A和第二电机122B位于第二滚筒132A和第二滚筒132B上方。基板清洗装置100的这种配置可提供基板110的不同清洗和/或处理。例如，施加到基板110的化学物质可不同地累积和/或分布到基板110上，这可改善性能。

现在参考图5，图示了基板清洗装置100，包含在电机与滚筒之间的磁耦合。第一驱动组件550A和第二驱动组件550B可位于腔室主体102的外部。第一驱动组件550A可与第二驱动组件550B实质相似或相同。第一驱动组件550A的部件的以下描述可适用于第二驱动组件550B。第一驱动组件550A可包含电机552，电机552可耦合至第一磁耦合器554并且可使第一磁耦合器554旋转。第一磁耦合器554可磁耦合至第二磁耦合器556，第二磁耦合器556可耦合至滚筒532A。第一带126A可绕滚筒532A和滚筒524旋转。电机552可旋转第一磁耦合器554，这可引起第二磁耦合器556旋转。第二磁耦合器556可耦合到滚筒532A，滚筒532A可在第二磁耦合器556旋转时旋转。因此，第一带126A可绕滚筒532A和滚筒524旋转。

第一驱动组件550A可以可移动地耦合至移动机构560，移动机构560可使第一驱动组件550A沿着轴562移动。例如，第一驱动组件550A沿着轴562的移动可使第一刷组件120A在清洗状态与释放状态之间转换。在一些实施例中，移动机构560可包含线性滑动件564，其中第一驱动组件550A可耦合到线性滑动件564并且相对于线性滑动件564滑动。致动器566(诸如气缸)可相对于线性滑动件564移动第一驱动组件550A。在一些实施例中，其他装置可使第一驱动组件550A沿着轴562移动。

弯曲安装件570可附接到第一滚筒532A，并且可提供用于第一滚筒532A的移动，诸如沿着轴562的移动。第一滚筒532A的移动可使第一带126A能够顺应于基板110的第一表面110A。

磁性保持器可位于与第一驱动组件550A和第二驱动组件550B相对的位置。例如，第一磁性保持器576A可位于与第一驱动组件550A相对的位置，并且第二磁性保持器576B可位于与第二驱动组件550B相对的位置。在一些实施例中，第一磁性保持器576A和/或第二磁性保持器576B可位于腔室主体102的外部。在其他实施例中，第一磁性保持器576A和/或第二磁性保持器576B可位于腔室主体102内。在一些实施例中，除了第一磁性保持器576A和第二磁性保持器576B可以不包含电机之外，第一磁性保持器576A和第二磁性保持器576B可与第一驱动组件550A相似或相同。第一磁性保持器576A可磁耦合至滚筒532A上的磁耦合器578A，并且第二磁性保持器576B可磁耦合至滚筒532B上的磁耦合器578B。第一磁性保持器576A和/或第二磁性保持器576B可以以与第一驱动组件550A相同或相似的方式移动滚筒532A和/或滚筒532B。在一些实施例中，第一驱动组件550A和第一磁性保持器576A可耦合在一起且可一起移动。同样，第二驱动组件550B和第二磁性保持器576B可耦合在一起且可一起移动。这样的耦合可将第一带126A和/或第二带126B相对于基板110保持在固定的定向。

经由第一驱动组件550A、第二驱动组件550B、第一磁性保持器576A和/或第二磁性保持器576B的磁耦合，可通过位于腔室主体102外部的机构来使第一带126A和/或第二带126B能够移动。例如，第一带126A和/或第二带126B可通过第一驱动组件550A和/或第二驱动组件550B旋转，第一驱动组件550A和/或第二驱动组件550B可位于腔室主体102外部。此外，第一刷组件120A和/或第二刷组件120B可通过第一驱动组件550A、第二驱动组件550B、第一磁性保持器576A和/或第二磁性保持器576B沿着轴562的移动来在清洗状态与释放状态之间转换。

在另一方面中，图6的流程图600中图示了清洗基板(例如，基板110)的方法。所述方法包含在步骤602处，提供第一刷组件(例如，第一刷组件120A)，第一刷组件包含第一滚筒(例如，第一滚筒124A)、第二滚筒(例如，第二滚筒132A)和在第一滚筒与第二滚筒之间延伸的第一带(例如，第一带126A)。所述方法包含在步骤604处，提供第二刷组件(例如，第二刷组件120B)，第二刷组件包含第一滚筒(例如，第一滚筒124B)、第二滚筒(例如，第二滚筒132B)和在第一滚筒与第二滚筒之间延伸的第二带(例如，第二带126B)。所述方法包含在步骤606处，旋转第一带。所述方法包含在步骤608处，旋转第二带。所述方法包含在步骤610处，将第一刷组件的第一滚筒和第二滚筒中的至少一者移动至第一位置，在第一位置处第一带接触基板(例如，基板110)的第一表面(例如，第一表面110A)。所述方法包含在步骤612处，将第二刷组件的第一滚筒和第二滚筒中的至少一者移动至第一位置，在第一位置处第二带接触基板的第二表面(例如，第二表面110B)。

前面的描述仅公开了示例实施例。落在本公开范围内的以上公开的设备和方法的修改对于本领域普通技术人员将是显而易见的。