(57)【要約】【課題】縦向きの半導体基板を処理するモジュール式半導体基板洗浄システムを提供する。【解決手段】このシステム１１は、メガソニックタンク式洗浄機１５および後続のスクラバ１７，１９を含むことができる複数の洗浄モジュールを特徴としている。入力モジュール１３は、横向きの基板を受け取って縦向きに回転させ、出力モジュール２３は、縦向きの基板を受け取って横向きに回転させる。各モジュール（入力、洗浄および出力）は、基板支持体２５を有し、隣接するモジュールの基板支持体が等間隔で離間するように配置されている。これらのモジュールは、複数の基板ハンドラ３３を有するオーバヘッド搬送機構３１によって連結されている。これらの基板ハンドラは、その下方にあるモジュールの基板支持体と同じ距離（Ｘ）で離間されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の洗浄モジュールであって、各洗浄モジュールが、洗浄プロセスの間、縦向きの半導体基板を支持する基板支持体を有しており、前記基板支持体の各々が前記洗浄モジュールのうち隣接する洗浄モジュールの基板支持体から距離Ｘだけ離間するように配置されている複数の洗浄モジュールと、
前記複数の洗浄モジュールのうち第１のエンドモジュール付近に配置された入力モジュールであって、前記第１エンドモジュールの基板支持体から距離Ｘの位置に配置された基板支持体を有する入力モジュールと、
前記複数の洗浄モジュールのうち第２のエンドモジュール付近に配置された出力モジュールであって、前記第２エンドモジュールの基板支持体から距離Ｘの位置に配置された基板支持体を有する出力モジュールと、
距離Ｘで離間した複数の基板ハンドラを有する半導体基板搬送機構であって、前記複数の洗浄モジュールの上方ならびに前記入力モジュールおよび前記出力モジュールの上方に位置すると共に、距離Ｘだけ前後に移動するように連結されており、これにより、前記入力モジュール、前記洗浄モジュールおよび前記出力モジュールのうち隣接するものの間で半導体基板を同時に運搬する半導体基板搬送機構と、を備える自動半導体基板洗浄システム。
【請求項２】
各基板支持体は、ほぼ同じ高さで同じ向きに配置されており、前記複数の基板ハンドラは、水平方向および垂直方向に連結されていて、水平方向に距離Ｘ、垂直方向に距離Ｙだけ割送りすることにより、前記搬送機構が複数の半導体基板を隣接するモジュールの基板支持体間で同時に搬送することができるようになっている、請求項１記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項３】
前記洗浄モジュールの各々がほぼ同じ寸法を有している、請求項１記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項４】
前記複数の基板ハンドラは水平方向で固定的に連結されており、各基板ハンドラが自動的に調節可能な垂直長さ部分を有している、請求項１記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項５】
前記複数の基板ハンドラが前記搬送機構に着脱自在に連結されており、前記入力モジュール、前記洗浄モジュールおよび前記出力モジュールが着脱自在に連結されていて、これにより種々の構成をとることができるようになっている請求項２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項６】
前記モジュールのうちの第１のモジュールは、音波洗浄タンクを備えており、前記モジュールのうちの第２のモジュールは、スクラバを備えている、請求項２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項７】
前記モジュールのうちの第３のモジュールは、ドライヤを備えている、請求項６記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項８】
前記モジュールのうちの第３のモジュールは、スピンリンスドライヤを備えている、請求項６記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項９】
前記入力モジュールは、半導体基板を縦向きに受け取り、この半導体基板を回転させて横向きにする機構を備えている、請求項２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項１０】
前記出力モジュールは、半導体基板を縦向きに受け取り、この半導体基板を回転させて横向きにする機構を備えている、請求項２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項１１】
前記複数の洗浄モジュールの第１のモジュールは、音波洗浄タンクを備えており、前記複数の洗浄モジュールの第２のモジュールは、スクラバを備えている、請求項１記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項１２】
前記基板ハンドラは前記搬送機構に着脱自在に連結されており、前記入力モジュール、前記洗浄モジュールおよび前記出力モジュールが着脱自在に連結されていて、これにより種々の構成をとることができる請求項１１記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項１３】
前記半導体基板搬送機構に動作的に接続されたコントローラを更に備える請求項２記載の自動半導体基板洗浄システムであって、
前記コントローラは、前記基板ハンドラの一つが前記入力モジュールの基板支持体と動作的に連結し、かつ残りの基板ハンドラの各々が前記洗浄モジュールのなかの一つの洗浄モジュールの基板支持体と動作的に連結するロード／ハンドオフ位置から、前記基板ハンドラが前記入力モジュールの上方および前記洗浄モジュールの上方に位置する搬送位置へ前記搬送機構を移動させ、各基板ハンドラが洗浄モジュールまたは出力モジュールの基板支持体の上方に配置されるように前記搬送機構を距離Ｘだけ移動させ、前記基板ハンドラの一つが前記出力モジュールの基板支持体と動作的に連結し、かつ残りの基板ハンドラの各々が前記洗浄モジュールのうちの一つの洗浄モジュールの基板支持体と動作的に連結するアンロード／ハンドオフ位置へ前記搬送機構を下降させるプログラムを備えている、請求項２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項１４】
前記入力モジュールは、半導体基板を横向きで受け取ってこの半導体基板を回転させて縦向きにする回転機構を更に備え、
前記出力モジュールは、半導体基板を縦向きで受け取ってこの半導体基板を回転させて横向きにする回転機構を更に備え、
前記コントローラは、前記入力モジュールの回転機構および前記出力モジュールの回転機構に動作的に接続されており、
前記コントローラプログラムは、前記搬送機構が前記搬送位置にある間に前記入力モジュールおよび前記出力モジュールにおける半導体基板の向きを変えるようにプログラムされている、請求項１３記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項１５】
半導体基板洗浄システム内の半導体基板を自動的に洗浄する方法であって、
音波洗浄タンク内で第１の半導体基板を洗浄しながら、スクラバ内で第２の半導体基板を洗浄するステップと、
前記第１半導体基板をオーバヘッド搬送機構により前記スクラバへ自動的に搬送するステップと、
前記第２半導体基板を前記オーバヘッド搬送機構により前記スクラバから自動的に搬送するステップと、を備える方法。
【請求項１６】
入力モジュールで半導体基板を横向きに受け取るステップと、
前記半導体基板を回転させて縦向きにするステップと、
この縦向き基板を洗浄のために前記オーバヘッド搬送機構によって前記音波洗浄タンクへ自動的に搬送するステップと、
洗浄の完了後に、半導体基板を縦向きに出力モジュールへ自動的に搬送するステップと、
前記出力モジュール内の前記半導体基板を回転させて横向きにするステップと、を更に備え、
前記入力モジュール内での回転および前記出力モジュール内での回転は、半導体基板が前記洗浄モジュール内で洗浄されている間に行われ、
一つのモジュールから別のモジュールへの半導体基板の搬送が同時に行われる、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
単一の半導体基板を縦向きに支持する基板支持体を有する前記音波洗浄タンクを用意するステップと、
単一の半導体基板を縦向きに支持する基板支持体を有する前記スクラバを用意するステップと、
前記音波洗浄タンクおよび前記スクラバの基板支持体が所定の距離だけ離間するように前記音波洗浄タンクおよび前記スクラバを連結するステップと、
前記オーバヘッド搬送機構を前記タンクおよび前記スクラバの上方に可動式に連結するステップであって、前記オーバヘッド搬送機構は、前記所定距離だけ離間するように配置された複数の基板ハンドラを備えているステップと、を更に備える請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
洗浄プロセスの間、縦向きの半導体基板を支持する基板支持体を各々が有する複数の洗浄モジュールと、
前記複数の洗浄モジュールのうち第１のエンドモジュール付近に配置された入力モジュールであって、基板支持体を有する入力モジュールと、
前記複数の洗浄モジュールのうち第２のエンドモジュール付近に配置された出力モジュールと、
離間した複数の基板ハンドラを有する半導体基板搬送機構であって、前後に移動するように前記複数の洗浄モジュールの上方ならびに前記入力モジュールおよび前記出力モジュールの上方に可動式に連結され、これにより、前記入力モジュール、前記洗浄モジュールおよび前記出力モジュールのうち隣接するものの間で半導体基板を同時に運搬する半導体基板搬送機構と、を備える自動半導体基板洗浄システム。
【請求項１９】
ほぼ垂直のウェーハ平面を形成するウェーハ支持体を有する洗浄モジュールと、ほぼ垂直のウェーハ平面を形成するグリッパを有するウェーハハンドラと、を備え、前記ウェーハハンドラは、ウェーハを前記ウェーハ洗浄モジュールに対して搬入および搬出するようになっている、ウェーハ洗浄システム。
【請求項２０】
Ｘ方向およびＺ方向の双方で位置決めすることの可能なトラックと、
前記トラックに沿って走行するように前記トラックに可動式に連結され、前記トラックに対する角度を調節することができる基板カートと、を備えるインタフェースユニット。
【請求項２１】
前記トラックは直線状である、請求項２０記載のインタフェースユニット。
【請求項２２】
前記基板カートは、縦向きの基板を支持することができる複数のローラを備えとり、前記複数のローラの少なくとも一つが能動的に回転し、前記複数のローラのうちの少なくとも一つが前記基板の回転時に受動的に回転するようになっている、請求項２０記載のインタフェースユニット。
【請求項２３】
前記基板が前記基板カート内に配置されているときに前記基板の表面の乾燥を防止する流体ノズルを更に備える請求項２０記載のインタフェースユニット。
【請求項２４】
基板フラット検出装置であって、
回転する基板を支持することができる複数のローラであって、その少なくとも一つが前記回転基板と共に受動的に回転するようになっている複数のローラと、
前記受動ローラに接続され、このローラが回転を停止する時点を検出するセンサと、を備える基板フラット検出装置。
【請求項２５】
受動的に回転可能な一対の支持ローラと、基板に設けられたフラットに接触しないように基板を支持するモータ駆動ローラと、を備える基板フラット検出装置。
【請求項２６】
載置された基板を回転させる基板支持体と、
前記基板支持体の第１の側に配置されるビーム投光器と、
前記基板支持体の第２の側に配置され、前記ビーム投光器に動作的に接続されたセンサと、を備え、
前記基板が回転するときに、前記基板支持体上に配置されたウェーハのフラット領域が前記ビーム投光器から出射して前記センサにより受光されるビームと交差しないように、かつ前記基板のフラットなし縁部が前記ビームと交差するように、前記ビーム投光器および前記センサが前記基板支持体に対して配置されている基板フラット検出装置。
【請求項２７】
回転する基板を支持するように配置された複数のローラであって、その少なくとも一つが前記回転基板と共に受動的に回転する複数のローラと、
前記受動ローラに動作的に接続され、前記受動ローラの回転に関する情報を出力するエンコーダと、を備える基板回転監視装置。
【請求項２８】
メガソニックタンクと、
スクラバと、
基板を前記メガソニックタンクおよび前記スクラバ間で搬送する搬送機構と、を備える基板洗浄システム。
【請求項２９】
基板を洗浄システム内に導入するステップと、
前記基板をメガソニック洗浄するステップと、
前記基板をスクラブするステップと、
前記基板をメガソニック洗浄とスクラブとの間で自動的に搬送するステップと、を備える基板洗浄方法。
【請求項３０】
第１の洗浄装置内において基板をほぼ垂直配置で支持するステップと、
前記第１洗浄装置内で前記基板を洗浄するステップと、
前記基板を第２の洗浄装置に搬送するステップと、
該第２洗浄装置内で前記基板をほぼ垂直配置で支持するステップと、
前記第２洗浄装置内で前記基板を洗浄するステップと、
を備える基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【従来の技術】
【０００１】
現在利用可能な半導体基板洗浄装置は、洗浄後の単位基板当りの高コスト、大きなフラットパーティクルや半導体基板の面取り縁部に沿って位置するパーティクルの除去の不確実性、スケーラビリティの欠如、および種々の処理シーケンスまたは半導体基板サイズの変化（例えば、増大）に容易に適応する能力の不足という問題を抱えている。基板洗浄コストに寄与する種々の要因の中でも、半導体基板を種々の位置の間で移動させる基板ハンドラの主要コストは、かなりの経費となる。また、半導体基板の洗浄プロセスはクリーンルームの環境内で行われるので、これによっても相当な経費の増加が起こる。クリーンルーム領域の高コストのために、洗浄システムにより占められる面積が大きくなるほど（即ち、フットプリントが大きくなるほど）、洗浄システムを作動させるための経費が高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
しかしながら、不確実な洗浄は、他の要因よりも多く洗浄コストを上昇させる。半導体基板のサイズが増すにつれて、洗浄不良は多大な経費となり、また、半導体基板上に形成されるデバイスのサイズが小さくなるにつれて、パーティクルが不良を生じさせ易くなる。
【０００３】
従って、半導体基板洗浄の分野において改良が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の半導体基板洗浄システムは、複数の洗浄モジュールを備えている。各モジュールは、洗浄プロセスの間、縦向きの半導体基板を支持する基板支持体を有しており、また、各モジュールは、それらの基板支持体が一定の距離Ｘだけ離間するように配置されている。複数の洗浄モジュールのうち第１のエンドモジュール付近に配置された入力モジュールは、前記第１エンドモジュールの基板支持体から距離Ｘの位置に配置された基板支持体を有しており、複数の洗浄モジュールのうち第２のエンドモジュール付近に配置された出力モジュールは、第２エンドモジュールの基板支持体から距離Ｘの位置に配置された基板支持体を有している。距離Ｘで離間した複数の基板ハンドラを有する半導体基板搬送機構は、距離Ｘだけ前後に移動するように複数の洗浄モジュールの上方ならびに前記入力モジュールおよび前記出力モジュールの上方で可動式に連結され、これにより、入力モジュール、洗浄モジュールおよび出力モジュールのうち隣接するものの間で半導体基板を同時に運搬する。
【０００５】
基板が入力モジュール内に垂直にロードされない場合および／または基板が出力モジュールから垂直にアンロードされない場合、入力モジュールおよび／または出力モジュールはそれぞれ、半導体基板を横向きで受け取り、半導体基板を回転させて縦向きにする機構と、半導体基板を縦向きで受け取り、半導体基板を回転させて横向きにする機構と、を含んでいてもよい。同様に、ウェーハのハンドリングを容易にするため、入力モジュールは、ウェーハハンドラが基板のフラットに接触しないように、基板を方向決めしてそのフラットを既知の位置に配置する（すなわち、フラット検出）。定常状態の動作中、半導体基板は、他の基板を洗浄している間、システムにロードしたりシステムからアンロードすることができ、水平方向または垂直方向に適切に方向決めされ、および／または適切に配置されたフラットを有している。従って、基板のロード／アンロードおよび方向決め作業に必要な時間の間、洗浄システムをアイドルにする必要がないので、システムの生産性を高めることができる。
【０００６】
半導体基板を入力モジュールおよび出力モジュールを介して洗浄システムにロードしたり洗浄システムからアンロードした後、オーバヘッド搬送機構がウェーハハンドラを降下させる。ある態様では、複数のウェーハが同時に降下させられて入力モジュールおよび種々の洗浄モジュールに入り、その中に収容された半導体基板を取り上げ、または「把持」する。その後、搬送機構は、単に上昇し、距離Ｘだけ前方に割送りし、下降することにより、複数の単一基板バッチを一つのモジュールから次のモジュールへ同時に搬送する。基板がロード／アンロードされ、入力モジュールおよび出力モジュールにおいて方向決めされている間、搬送機構は基板の把持を解除し、上昇してホームポジションに戻る。このプロセスは、各基板が所望の処理を受けてアンロードされるまで繰り返される。この態様では、同時基板搬送機構の簡易さのため、精度が高く費用対効果の大きい搬送が可能になる。
【０００７】
洗浄モジュールの全面的な垂直指向性により、必要なフットプリントが最小限に抑えられ、本発明に係る洗浄システムを容易に規模変更することが可能になる。基板サイズの変化に適応するため、基板支持体およびウェーハハンドラは調節可能とすることができる。従って、異なるサイズの基板の洗浄間における切り換えのために必要な変更はほとんどない。
【０００８】
洗浄システムの本発明に係る他の態様（一つは、メガソニックタンク洗浄機および後続のスクラバの使用を含み、他の一つは、スクラバを使用しない洗浄システムの設計を含んでいる）は、個々に水平方向および／または垂直方向に移動する基板支持体を採用するオーバヘッド搬送機構の使用、および／またはカートを備える入力モジュールを含んでいる。このカートは、第１基板ハンドラからのウェーハの受取りを容易にすると共に、その後、ウェーハをカートから第２基板ハンドラを介して取り出すことができる位置へ運ぶように、ＸおよびＹ方向の双方で容易に位置決めすることができるトラックに沿って走行する。このカートは、基板の乾燥を防止するように流体スプレーバーを含んでいてもよい。流体スプレーは、基板が第２基板ハンドラを介してカートから取り出される位置で供給されるようになっていてもよいし、基板が第１基板ハンドラを介してカートに挿入される位置で供給されるようになっていてもよい。四つのローラを用いる本発明に係る基板支持体も提供される。これらのローラのうち少なくとも二つは、所定の時点で基板に接触するように配置されている。他の態様は、フラット検出を行うことができるローラを採用する。なお、遮蔽板および近接センサ、またはセンサおよび光検出器が、種々のモジュール内での基板方向決めに備えている。
【０００９】
本発明のその他の特徴および利点は、好適な実施形態についての以下の説明、特許請求の範囲および添付図面からより十分に明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の洗浄システムの概略側面図である。
【図２】本発明の洗浄システムの概略側面図である。
【図３】本発明の洗浄システムの概略側面図である。
【図４】本発明の洗浄システムの概略側面図である。
【図５】本発明の洗浄システムの概略側面図である。
【図６】本発明の洗浄システムの概略側面図である。
【図７】図１〜６の本発明に係る洗浄システムの動作を説明するために有用なタイミング図である。
【図８】本発明のインタフェースモジュールの側面斜視図である。
【図９】本発明のインタフェースモジュールの側面斜視図である。
【図１０】本発明のインタフェースモジュールの側面斜視図である。
【図１１】既存のウェーハハンドラと洗浄モジュールとの間に連結された図８〜１０の本発明に係るインタフェースモジュールを示す斜視図である。
【図１２】（ａ）は、図８〜１０の本発明に係るインタフェースモジュール内で使用されるローラの側面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、図８〜１０の本発明に係るインタフェースモジュール内で使用されるカートの正面図であり、ウェーハ方向決めを説明するために有用である。
【図１３】図８〜１０の本発明に係るインタフェースモジュール内で使用されるカートの正面図であって、ウェーハ方向決めおよび回転監視の全般に有用な装置について説明するために有用である。
【図１４】（ａ）は、ウェーハを方向決めするための透過ビームセンサの側面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、ウェーハを方向決めするための透過ビームセンサの正面図である。
【図１５】フラット付き基板を回転させるために特に好適な基板支持体の概略正面図である。
【発明の実施の形態】
【００１１】
図１〜６は、水平および垂直位置の間で基板を回転させる入力モジュールおよび出力モジュールを有する本発明の洗浄システム１１の一態様の概略側面図である。本発明に係る洗浄システム１１は、ロードモジュール１３と、半導体基板を縦向きに支持するように構成された複数の洗浄モジュール（具体的には、メガソニック洗浄機１５、第１スクラバ１７、第２スクラバ１９、およびスピンリンスドライヤ２１）と、アンロードモジュール２３とを備えている。メガソニック洗浄機１５は、１９９８年１１月１１日出願の米国特許出願第０９／１９１，０５７号（ＡＭＡＴ  Ｎｏ．２９０９／ＣＭＰ／ＲＫＫ）に記載されているように構成することができる。第１スクラバ１７および第２スクラバ１９は、１９９８年７月１０日出願の米国特許出願第０９／１１３，４４７号（ＡＭＡＴ  Ｎｏ．２４０１／ＣＭＰ／ＲＫＫ）に記載されているように構成することができる。スピンリンスドライヤ２１は、１９９８年４月６日出願の米国特許出願第０９／５４４，６６０号（ＡＭＡＴ  Ｎｏ．３４３７／ＣＭＰ／ＲＫＫ）に記載されているように構成することができる。また、後述する基板搬送機構は、１９９８年４月２７日出願の米国特許出願第０９／３００，５６２号（ＡＭＡＴ  Ｎｏ．３３７５／ＣＭＰ／ＲＫＫ）に記載されているように構成することができる。上に特定された各出願の全開示内容は、本明細書に援用される。このように援用された各出願の装置は単なる例示であり、他の装置を同様に採用できることは明らかである。
【００１２】
各モジュール１３〜２３は、半導体基板を縦向きに支持する基板支持体２５ａ〜ｆをそれぞれ有する。基板支持体２５ｂ〜ｅは、前述のように援用する米国特許出願に記載された基板支持体と同様の構成を有していてもよい。例示のロードモジュール１３は、横向きの半導体基板を受け取り、その半導体基板を回転させて縦向きにするように構成されている。同様に、例示のアンロードモジュール２３は、縦向きの半導体基板を受け取り、その半導体基板を回転させて横向きにするように構成されている。このような基板の方向変えを行うために、ロードモジュール１３およびアンロードモジュール２３の基板支持体２５ａ、２５ｆは、電動式ヒンジのような回転機構２７ａ、２７ｂとそれぞれ動作的に連結されていることが好ましい。
【００１３】
各モジュールは、モジュール同士を互いに所定位置に保持するように隣接するモジュールに固定するためのアライメントラッチ機構２９ａ〜ｅを含んでいてもよい。この所定位置において、基板支持体２５ａ〜ｆは、距離Ｘで等間隔に離間することができる（図１）。このような等間隔配置を容易にするため、洗浄モジュール１５〜２１の各々は、距離Ｘよりも小さい長さを有する。従って、洗浄システム１１は、多数の異なる洗浄シーケンスを実行するために容易に再構成することができる。ラッチ機構２９ａ〜ｆをアンラッチすることによって、モジュールを容易に取り外し、交換し、再配置することができる（即ち、これらのモジュールは「着脱自在に連結」されている）。
【００１４】
ラッチ機構２９ａ〜ｅは、洗浄モジュール１５〜２１をロードモジュール１３、アンロードモジュール２３に近接して連結するか、あるいは洗浄モジュール１５〜２１を、第１の洗浄モジュールにおけるウェーハ位置と次の隣接洗浄モジュールにおけるウェーハ位置との間の総距離Ｄ（図１）が一定の距離に等しくなるように離間した関係で隣接洗浄モジュール１５〜２１に連結することができるように調節することができる（図１）。このようにして、すべてのモジュールが距離Ｘ以下の総幅Ｗｎを有していれば、基板支持体２５ａ〜ｅの各々は、その両側で隣接基板支持体２５から距離Ｘの間隔をおいて等間隔に配置することができる。更に、モジュール内のウェーハ位置はモジュールの前面および背面間の中心にある必要はないが、ウェーハとモジュールの前面との間の距離およびウェーハとモジュールの後面との間の距離は、構成の柔軟性を維持するようにＸ（隣接するウェーハ支持体間の距離）の１／２以下とすることができる。
【００１５】
複数の基板ハンドラ３３ａ〜ｅを有する基板搬送機構３１は、複数のモジュール１３〜２３の上方に動作的に連結されている。この例において、基板ハンドラ３３ａ〜ｅは距離Ｘ（図１）だけ離間しており、その数は、所定の洗浄システム構成におけるモジュール１３〜２３の数（ｎ）から１を引いた数（ｎ−１）に等しい。基板搬送機構３１は、最初の基板ハンドラ３３ａがロードモジュール１３の上方に配置される「ロード」位置から、最後の基板ハンドラ３３ｅがアンロードモジュール２３の上方に配置される「アンロード」位置まで距離Ｘ（図１）だけ移動するように連結されている。例示の基板ハンドラ３３ａ〜ｅは水平方向で固定的に連結されており、従って、水平方向に一体となって移動する。また、例示の基板ハンドラ３３ａ〜ｅは、垂直方向で固定的に連結されており、基板搬送機構３１は、各基板ハンドラ３３ａ〜ｅが（ウェーハを基板支持体上に置くか、あるいはそこから取り出すように）基板支持体２５ａ〜ｆの一つに動作的に連結する位置から、各基板ハンドラ３３の最下縁部が各モジュール１３〜２３の最上縁部よりも上方の高さにある位置までの距離Ｙ（図２）だけ昇降するように、可動式に連結されている。従って、基板ハンドラ３３も、図１および図４に示すような「ハンドオフ」位置（この位置では、基板ハンドラ３３ａ〜ｅが基板支持体２５ａ〜ｆと動作的に連結する）と、図２、３および４に示すような搬送位置（この位置では、基板ハンドラ３３ａ〜ｅがモジュールの上方に持ち上げられる）との間で垂直方向に一体となって移動する。各基板ハンドラ３３ａ〜ｅを容易に取り外したり交換して、洗浄システムを容易に再構成できるように、基板ハンドラ３３ａ〜ｅは、基板搬送機構３１に（例えば、ラッチ等を介して）着脱自在に連結することができる。
【００１６】
本発明による洗浄システム１１の動作を図７のタイミングチャートおよび図１〜４の連続図を参照して説明する。なお、図１〜４は、基板搬送機構３１が複数の単一基板バッチをロード／ハンドオフし、この複数の単一基板バッチを搬送し、この複数の単一基板バッチをアンロード／ハンドオフするときの基板搬送機構の動きを示している。
【００１７】
図１は、ロード／ハンドオフ位置での定常状態処理中の洗浄システム１１を示している。基板ハンドラ３３ａ〜ｅは、ロードモジュール１３、メガソニック洗浄機１５、第１スクラバ１７、第２スクラバ１９、およびスピンリンスドライヤ２１の基板支持体２５ａ〜ｅとそれぞれ動作的に連結し、その上に置かれた半導体基板Ｓ１〜Ｓ５の縁部と接触するようなっている。
【００１８】
基板搬送機構３１は、基板Ｓ１〜Ｓ５を把持した後、図２に示す搬送位置まで距離Ｙ（図２）だけ上昇する。基板搬送機構３１が上昇するにつれて、基板ハンドラ３３ａ〜ｅは、半導体基板Ｓ１〜Ｓ５をそれぞれ基板支持体２５ａ〜ｅから持ち上げる。この搬送位置にある間、基板搬送機構３１は、最初の基板ハンドラ３３ａがロードモジュール１３の上方にあり、最後の基板ハンドラ３３ｅがスピンリンスドライヤ２１の上方にあるロード位置から、図３に示すように、最初の基板ハンドラ３３ａがメガソニック洗浄機１５の上方にあり、最後の基板ハンドラ３３ｅがアンロードモジュール２３の上方にあるアンロード位置まで、距離Ｘ（図１）だけ水平方向に割送りする。基板ハンドラ３３ａ〜ｅは、アンロード位置へ距離Ｘだけ割送りした後、それぞれ、メガソニック洗浄機１５、第１スクラバ１７、第２スクラバ１９、スピンリンスドライヤ２１およびアンロードモジュール２３の各基板支持体２５ｂ〜ｆの上方に配置される。
【００１９】
次いで、基板搬送機構３１は、図４に示すアンロード／ハンドオフ位置まで距離Ｙだけ下降する。このアンロード／ハンドオフ位置では、基板ハンドラ３３ａ〜ｅは、それぞれ基板支持体２５ｂ〜ｆに動作的に連結している。基板ハンドラ３３ａ〜ｅは、基板Ｓ１〜Ｓ５の把持を解除し、これらの基板Ｓ1 〜Ｓ5 を基板支持体２５ｂ〜ｆ上に載置する。基板Ｓ１〜Ｓ５は、メガソニック洗浄機１５、第１スクラバ１７、第２スクラバ１９、およびスピンリンスドライヤ２１内でそれぞれ処理され、基板搬送機構３１は、図５に示すように搬送位置まで距離Ｙ（図２）だけ上昇する。基板搬送機構３１（依然として搬送位置にある）がアンロード位置から図６に示されるようにロード位置まで距離Ｘ（図１）を割送りする間、半導体基板Ｓ１〜Ｓ５は、洗浄モジュール１５〜２１内での処理を続ける。
【００２０】
基板搬送機構３１がアンロード位置からロード位置まで割送りしている間、例示のアンロードモジュール２３内の回転機構２７ｂは、基板支持体２５ｆおよびその上に載置された半導体基板Ｓ１〜Ｓ５を縦向きから横向きに回転させ、また任意でフラットの検出を行って半導体基板Ｓ５のフラットを既知の位置に配置することができる。また、基板搬送機構３１がアンロード位置からロード位置へ割送りしている間、横向きの半導体基板Ｓ６が（例えば、図示しない基板ハンドラを介して）ロードモジュール１３内に搬入される。その後、ロードモジュール１３内の回転機構２７ａは、基板支持体２５ａおよびその上に載置された半導体基板Ｓ６を横向きから縦向きに回転させる。
【００２１】
この他に、基板ハンドラ３３ａ〜ｅは、フラット付きウェーハをそれらの向きに関係なく把持するように構成されたエンドエフェクタ、例えば１９９９年５月１５日出願の米国仮特許出願第６０／１３４，３７７号（ＡＭＡＴ  Ｎｏ．３５５４)に記載されているようなエンドエフェクタを有していてもよい。この仮特許出願の全開示内容は、本明細書に援用される。ロードモジュールは、任意でフラット検出を行って、半導体基板Ｓ６のフラットを基板搬送機構３１によって接触されない既知の位置に置くことができる。各洗浄モジュールは、基板のフラットが基板搬送機構３１によって接触されるときに既知の位置にあるように、フラット検出機構を備えていてもよい。例えば、２０００年４月６日出願の米国特許出願第０９／５４４，６６０号（ＡＭＡＴ  Ｎｏ．３４３７／ＣＭＰ／ＲＫＫ）に記載されたフラット検出器をスピンリンスドライヤ２１で使用することができる。スクラバ１５、１７およびメガソニックタンク８３で使用しうるフラット検出器については、図１３（ａ）、（ｂ）および図１４（ａ）、（ｂ）を参照して以下に説明する。
【００２２】
この他に、フラット検出を行わなくても、基板が既知の位置でモジュールに入るのであれば、プログラムされたコントローラが基板をその位置に戻すことができる。何故なら、様々なモジュールの基板支持体は基板を既知の速度で回転させることができ、基板支持体が基板の滑りを防止するように設計されていれば（例えば、粗い表面を有していれば）、基板を既知の「フラット検出済み」位置へ戻すように回転時間を選択することができるからである。洗浄モジュール１５〜２１内での処理が完了した後、基板搬送機構３１は、図１に示すようにロード／ハンドオフ位置へと距離Ｘ（図１）だけ下降する。その後、シーケンスが繰り返され、基板搬送機構３１が図１または図２に示される位置にある間、半導体基板Ｓ５がアンロードモジュール２３から（手動により、あるいは図示しない基板ハンドラにより）取り出される。
【００２３】
洗浄システム１１は、基板搬送機構３１に動作的に接続されるコントローラＣを備えている。このコントローラＣは、基板ハンドラ３３ａ〜ｅの一つがロードモジュール１３の基板支持体２５ａと動作的に連結すると共に残りの基板ハンドラの各々が洗浄モジュール１５〜２１の一つに動作的に連結するロード／ハンドオフ位置から、基板ハンドラ３３ａ〜ｅが入力モジュール１３および洗浄モジュール１５〜２１の上方にある搬送位置へ、基板搬送機構３１を移動させるためのプログラムを備えていてもよい。さらに、コントローラＣは、各基板ハンドラ３３ａ〜ｅが洗浄モジュール１５〜２１またはアンロードモジュール２３の基板支持体の上方に位置するように基板搬送機構３１を距離Ｘ（図１）だけ移動させるようにプログラムされ、また、基板ハンドラ３３ｅがアンロードモジュール２３の基板支持体２５ｅと動作的に連結すると共に残りの基板ハンドラ３３ａ〜ｄの各々が洗浄モジュール１５〜２１の一つの基板支持体と動作的に連結するアンロード／ハンドオフ位置へ基板搬送機構３１を下降させるようにプログラムされている。このように、コントローラＣは、複数の基板が複数の単一基板ロードモジュール、洗浄モジュールおよびアンロードモジュールを同時に１モジュールずつ進むようにプログラムすることができる。更に、コントローラＣは、ロードモジュール１３の回転機構２７ａとアンロードモジュール２３の回転機構２７ｂとに接続することができる。基板搬送機構３１が搬送位置にある間、および／または基板を前述したようにフラット検出済みの既知の位置に戻す間、コントローラのプログラムは、半導体基板の向きを変えてもよいし、また、任意でロードモジュール１３およびアンロードモジュール２３においてフラット検出を行ってもよい。
【００２４】
上述したように、また、図７のタイミングチャートを参照すると最も良く分かるように、基板が洗浄モジュール内で処理されている間、基板のロード／アンロード、方向決め、およびオプションのフラット検出を行うことができる。従って、図１〜６の例示のシステムにおいては、各半導体基板の全洗浄時間は、搬送のサイクルおよび処理の６サイクルに等しく、洗浄モジュールは、基板搬送中を除いて連続動作している。この例において、洗浄モジュール１５〜２１は、基板がロードされ、アンロードされ、もしくは方向決めされ、あるいはフラットが検出されている間、アイドル状態にはならない。従って、定常状態の処理中、６枚の半導体基板が、単一半導体基板の総洗浄時間の間（即ち、６サイクルの
搬送および処理中）に本発明の洗浄システムを出るので、本発明に係る洗浄システムの定常状態スループットは、搬送時間およびプロセス時間の総計の逆数に等しい。
【００２５】
本発明の洗浄システムは、流体タンク内の基板をメガソニック洗浄し、次いで基板をスクラブするように構成することができる。このような構成により、メガソニックのみまたはスクラバのみを用いる通常のシステムよりも、より効率的に大きなフラットパーティクルや半導体基板の面取り縁部にあるパーティクルを除去することができる。
【００２６】
入力モジュール１３は、基板を縦向きで受け取る場合、図８〜１０に示すようなインタフェースモジュール４１を備えていてもよい。図８〜１０は、本発明に係るインタフェースモジュール４１の側面斜視図である。インタフェースモジュール４１は、タイミングベルトによりモータ（双方とも図示せず）に連結されるトラック４３と、このトラック４３に可動式に連結される基板カート４５とを備えている。トラック４３は、このトラック４３の一方の端部を（図示のように）同トラック４３の他方の端部よりも高いところで連結することにより、Ｚ方向の斜面（図９において角度「β」で表されている）上に配置することができる。同様に、トラック４３はＸ方向に傾斜していてもよい（図１１において角度「α」で表されている）。このようにして、インタフェースモジュール４１は３Ｄ方式で容易に方向決めすることができるので、垂直に方向決めされたウェーハをウェーハハンドラ（図示せず）から受け取り、このウェーハを洗浄システム１１の洗浄モジュール１５にロードできる位置に運ぶことができる。このように、インタフェースモジュール４１は、種々の角度で配置しうるウェーハハンドラ間の基板搬送を容易にするように簡単に調節することができる。
【００２７】
例えば、図１１に示すように、ウェーハハンドラ４８はトラック５０に沿って走行する。従って、ウェーハハンドラ４８は場所Ａまで到達することができる。洗浄システム１１の基板搬送機構３１は、その基板ハンドラ３３ａにより基板Ｓを把持するために基板Ｓが場所Ｂに配置されることを必要とする。従って、インタフェースモジュール４１は、異なる高さ（角度β）を有しかつＸ方向に異なる位置（角度α）を有する二つの場所ＡおよびＢ間に延びるように構成されている。トラック４３は場所ＡおよびＢの間に延在し、基板カート４５は、ある角度でトラック４３に連結されている。この角度は、基板カート４５が搬送位置（位置Ａ）にあるときに基板カート４５をウェーハハンドラ４８と整列させ、基板カート４５がロード位置（位置Ｂ）にあるときに基板カート４５を基板搬送機構３１と整列させるような角度である。基板カート４５を容易に位置決めできるようにするために、基板カート４５は調節可能なアームを備えることが好ましい。このアームの一端は、（トラックに沿って移動するように）ある角度でトラック４３と可動式に連結しており、この角度は、調節可能ではあるが、位置ＡおよびＢ間を一定に保つように（例えば、一度調節したら）固定することができるような角度である。トラック４３の位置（α、β）およびトラック４３に対する基板カート４５の位置は、製造装置内における種々のウェーハハンドラの連係が容易になるように双方とも容易に調節することができる。
【００２８】
再び図８を参照すると、オプションのウェッティングシステム４７は、流体コレクタ４９と、流体コレクタ４９の裏側から上方に延びる飛沫よけ５１と、基板Ｓの両面を湿潤させるような位置と角度で飛沫よけ５１に装着された一つ以上のノズル５３とを備えている。例えば、スプレーバー５５は、基板Ｓのわずかに上方に配置されると共に、上からのウェーハ交換を可能にするため、ウェーハＳのわずかに前方または後方に配置され、基板Ｓの直径に等しい長さだけ延びている。また、スプレーバー５５は、均一な線状の流体を基板Ｓの裏面に送るように角度が付けられた一組のノズル５３ａと、均一な線状の流体を基板Ｓの前面に送るように角度が付けられた一組のノズル５３ｂと、を有する。どの組のノズル５３ａ、５３ｂも、線状の流体を出力するリニアタイプまたはスコールタイプのノズルと交換することができる。ノズル５３ａ、５３ｂは流体ソース５６に接続される。流出口５７が流体コレクタ４９の底部に接続されていて、そこから流体を排出または圧出するようになっている。
【００２９】
図１２（ａ）〜（ｃ）を参照すると、基板カート４５は、二つのサイドローラ５９ａ、５９ｂと、一つのボトムローラ５９ｃを備えている。各ローラは中央ノッチもしくは溝６１（図１２（ａ））を有しており、その側壁は、基板Ｓの縁部のみがローラ５９ａ〜ｃに接触するような角度（例えば、４５°）を有している。このようにしてノッチは、ウェーハの前面もしくは裏面に対する損傷を減少している。ローラ５９ａ〜ｃは、基板Ｓを一定の位置に保持して基板のブレを防止するように十分な距離だけ離間して配置されている。  
【００３０】
本発明のある態様では、フラットｆ（図１２）を有する基板Ｓの方向決めを行うために、ボトムローラ５９ｃはモータ駆動であり、従ってモータ６３に連結されている。このモータ６３は、遠隔に配置されていてもよく、あるいは基板カート４５の裏側に設置されていてもよい。サイドローラ５９ａ、５９ｂは自由に転がるように構成されており、モータ駆動はされない。基板Ｓがサイドローラ５９ａ、５９ｂによって支持されるとき（図１２（ｃ））にフラットｆがボトムローラ５９ｃと接触しないように基板Ｓを支持するため、サイドローラ５９ａ、５９ｂは十分な距離だけ離間して配置されている。
【００３１】
動作中、基板カート４５はトラック４３に沿って走行し、図１１に想像線で示す搬送位置（位置Ａ）を占め、ウェーハハンドラ４８はトラック５０に沿って走行し、基板Ｓを位置Ａに運ぶ。ウェーハハンドラ４８は、基板Ｓを基板カート４５内に置き、基板カート４５は、ロード位置（場所Ｂ）に向かってトラック４３を昇り始める。この例では、基板カート４５がトラック４３に沿って走行している間、ノズル５３ａ、５３ｂからの流体が基板Ｓの乾燥を防止している。流体は、基板Ｓから流れ去って流体コレクタ４９に入る。飛沫よけ５１は、流体が跳ねたり、洗浄システム１１の周辺に出ていくことを防止する。基板カート４５に入る流体は、孔（図示せず）を介して基板カートから流体コレクタ４９に排出される。流体は流体コレクタ４９内に集まり、そこから流出口５７を介して排出される。基板は、好ましくは回転しているので（後述する）、ノズル５３ａ、５３ｂは側部、底部等に配置することができる。代わりに、ノズルを搬送位置、ロード位置または両者の間の任意の場所に固定して配置してもよい。
【００３２】
ある態様では、基板カート４５がロード位置（位置Ｂ）に向かいトラック４３に沿って走行している間、ボトムローラ５９ｃが回転し、基板Ｓを一緒に回転させる。サイドローラ５９ａ、５９ｂは、回転する基板Ｓとの接触によって受動的に回転する。フラットｆがボトムローラ５９ｃに達すると直ぐに（図１２（ｃ））、ボトムローラ５９ｃは基板Ｓを回転させるのに十分なほど基板Ｓと摩擦接触しなくなる。基板カート４５がロード位置（位置Ｂ）に達するまでに、基板Ｓは、フラットｆの前縁がボトムローラ５９ｃに近接する位置までボトムローラ５９ｃによって回転されてしまっている。従って、基板搬送機構３１の基板ハンドラ３３は、この基板ハンドラがフラットｆに接触して（基板ハンドラにあるエンドエフェクタの特定構造によっては）基板Ｓを落としてしまうかもしれないという危険なく、基板Ｓを把持することができる。その後、ノズル５３ａ、５３ｂが閉じ、基板ハンドラ３３が基板Ｓを把持し、基板搬送機構３１が上昇して前方に割送りし、前述したように、基板Ｓを第１洗浄モジュール１５の上方に配置する。基板Ｓが基板カート４５から持ち上げられると直ぐに、基板カート４５は搬送位置（位置Ａ）に向かってトラック４３に沿って走行を開始することができる。
【００３３】
基板Ｓを方向決めする別の実施形態は、図１３（ａ）および（ｂ）に示されている。この実施形態では、サイドローラ５９ａ、５９ｂがモータ６３に連結されており、図１３（ａ）および（ｂ）において番号６５で全体的に表されるセンサが、ボトムローラ５９ｃの速度を測定するためにボトムローラ５９ｃに接続されている。センサ６５は、ローラ速度に比例するパルス周波数を生成することができる増分エンコーダ（例えば、回転速度を測定する磁気的または光学的タコメータ）とすることができる。
【００３４】
動作中、サイドローラ５９ａ、５９ｂが回転すると、基板Ｓが一緒に回転する。回転する基板Ｓとボトムローラ５９ｃとの間の摩擦によって、ボトムローラ５９ｃが回転させられる。ボトムローラ５９ｃは制動することができるので、フラットｆがボトムローラ５９ｃに達し、ボトムローラ５９ｃがウェーハの縁部との接触を解除すると直ぐに、ボトムローラは回転を止める。これに応じて、センサ６５はコントローラＣに信号を送る。その後、コントローラＣはモータ６３に信号を送って、サイドローラ５９ａ、５９ｂの回転を停止させる。その場合、基板は、フラットｆの前縁がボトムローラ５９ｃに近接する既知の位置にある。この他に、ローラが基板の滑りを避けるように設計されていれば、コントローラは、適当な時間にわたって既知の速度でローラを回転させることにより、フラットｆを他の所望の位置に配置することができる。
【００３５】
フラットの検出に加えて、図１３（ａ）および（ｂ）の「オリエンタ」を使用することで、フラットがあってもなくても基板の回転を監視することができる。回転の監視に使用される場合、支持ローラのいずれかをウェーハと共に受動的に回転するように接続することができ、また、支持ローラのいずれかにセンサ６５を接続することができる。
【００３６】
基板Ｓを方向決めするため、すなわちその回転を監視するための別の実施形態が図１４（ａ）〜（ｃ）に示されている。この実施形態は、スクラバ内で使用するのに特に適しており、従って、第１スクラバ１７内に示されている。透過ビームセンサを構成するビーム投光器７１（例えば、光エミッタ）および受光器７３（例えば、フォトダイオード）が、スクラバチャンバ７５の前面および背面にそれぞれ互いに向き合って設置されている。図１４（ｂ）および図１４（ｃ）に示すように、投光器７１および受光器７３は、投光器７１から出射したビームが基板Ｓの表面においてその縁部付近に当たり、フラットｆが投光器７１および受光器７３間の領域になければ出射ビームが受光器７３に到達しないようになる高さに配置されている。図１２（ａ）〜図１３（ｂ）の実施形態と同様に、投光器７１および受光器７３はコントローラＣに接続されており、投光器７１および受光器７３から受け取った情報をこのコントローラＣが処理する。
【００３７】
図１２（ａ）〜図１４（ｃ）に示される本発明の方向決め機構は、単一基板を回転させるローラ型システム内のおいてだけでなく、単独で（例えば、基板カート４５の外側で）利用することが可能である。例示の縦向きシステムは、メガソニックタンクと、上記で援用したようなスクラバとを含んでいる。ただし、これに限定されるわけではない。同様に、本明細書に記載した本発明のオリエンタ／回転監視装置は、単一基板を複数のエッジローラ、例えばスクラバ（ローラブラシまたは走査ディスクブラシを有する）、スピンリンスドライヤ、エッジクリーナ等によって回転させる任意の縦型または横型システムに等しく適用することができる。
【００３８】
図１５は、フラット付き基板を回転させるのに特に好適な基板支持体７７の概略正面図である。本発明の洗浄システム１１は、回転を必要とする任意のモジュール内にこの基板支持体７７を含むことができる。しかしながら、基板支持体７７は、フラット付きウェーハを回転させる任意の装置内で使用することができ、本明細書に開示されたまたは組み込まれた洗浄装置内の使用に限定されない。
【００３９】
本発明の基板支持体７７は、四つのローラ７９ａ〜ｄを備えている。二つのボトムローラ７９ｂ、７９ｃは、基板支持体７７上に配置された基板Ｓのフラットｆの長さに等しい距離だけ離間している（例えば、各ローラ７９ｂおよび７９ｃは、法線から２９〜２９．５°のところに配置することができる）。残りの二つのローラ７９ａ、７９ｄは、基板Ｓの縁部に接触している限り、任意の位置に配置することができる。一つ以上のローラ７７ａ〜ｄがモータＭに連結され、（もし有れば）残りのローラは、基板Ｓが回転するときに自由に転がるようになる。
【００４０】
動作中、モータ駆動ローラが駆動させられ、基板Ｓが回転を始める。基板Ｓが回転するとき、四つのローラ７９ａ〜ｄのうち少なくとも三つは、フラットｆの瞬間的位置にかかわらず、基板Ｓとの接触を維持している。少なくともローラ７９ａおよび７９ｄが共にモータ駆動であれば、基板Ｓは回転する。しかしながら、四つのローラ７９ａ〜ｄの全てがモータ駆動されれば、基板Ｓはより滑らかに回転し、基板／ローラ間の滑りを完全に避けることができる。従って、円滑で連続的な基板回転がより均一な洗浄を可能にするが、洗浄装置内で使用される流体が基板／ローラ間の滑りを増す傾向を持つことがあるので、それを実現するのがしばしば困難なメガソニック洗浄機（特に、タンク型クリーナ）またはスクラバ内で使用する場合、この構成は特に望ましい。
【００４１】
本発明に係る洗浄システムのモジュール性は、多くの構成を可能にする。例示の洗浄システムの構成は、次の通りである。
【００４２】
１．メガソニックタンク、スクラバ、スクラバ、スピンリンスドライヤ
２．メガソニックタンク、スクラバ、スピンリンスドライヤ
３．メガソニックタンク、メガソニックタンク、スピンリンスドライヤ
４．メガソニックタンク、スピンリンスドライヤ
５．スクラバ、メガソニックタンク、スクラバ、スピンリンスドライヤ
６．スクラバ、スクラバ、メガソニックタンク、スピンリンスドライヤ
７．スクラバ、メガソニックタンク、スピンリンスドライヤ
８．メガソニックタンク、リンスタンク、スピンリンスドライヤ
９．メガソニックタンク、メガソニックリンスタンク、スピンリンスドライヤ
１０．メガソニックタンク、リンス、メガソニック、リンス、スピンリンスドライヤ
１１．メガソニックタンク、スクラバ、エッチング槽、リンス、スピンリンスドライヤ
１２．メガソニックタンク、メガソニックリンス、エッチング槽、リンス、スピンリンスドライヤ
１３．メガソニックリンス、エッチング、リンス、スピンリンスドライヤ
１４．エッチング槽、スクラバ、メガソニックタンク、スピンリンスドライヤ
１５．エッチング槽、リンス、メガソニックタンク、スピンリンスドライヤ
１６．エッチング槽、メガソニックタンク、スピンリンスドライヤ。
【００４３】
エッチング槽化学剤の例は希釈弗化水素酸であり、（例えば、スクラバ、メガソニックタンク等において使用するための）洗浄溶液の例はＳＣ１である。
【００４４】
また、入力モジュールおよび／または出力モジュールを省略し、基板を最初の洗浄モジュールに直接ロードし、かつ／または最後の洗浄モジュールから直接アンロードしてもよい。縦向きのウェーハを入力モジュール内にロードし、かつ／または出力モジュールから縦向きにアンロードしてもよい（例えば、入力モジュールは、縦向きの基板を受け取ってスプレーや浸漬等により基板の乾燥を防止するチャンバを備えていてもよく、出力モジュールは、縦向きの基板を洗浄機のウェーハハンドラから受け取り、別の基板ハンドラがこの縦向き基板を取り出すことができるようにする位置を含んでいてもよい）。簡単に述べると、洗浄モジュールからのローディングおよびアンローディングの向きを決めることができるものとして、縦方向または横方向のロードおよびアンロードモジュールの組合せを使用することができる。さらに、マランゴニ乾燥を、タンクモジュール内もしくはスピンリンスドライヤ２１内で、または別個のマランゴニリンス装置もしくはマランゴニドライヤにおいて使用することができる。本発明の洗浄機でスピンリンスドライヤ２１の代わりに使用することができるマランゴニ乾燥モジュールの例は、１９９９年３月２６日出願の米国特許出願第０９／２８０，１１８号（ＡＭＡＴ  Ｎｏ．２８９４／ＣＭＰ／ＲＫＫ）に開示されており、その全開示内容は、本明細書に援用される。
【００４５】
上記は本発明の好適な実施形態のみを開示しているが、本発明の範囲内に含まれる上述の装置および方法の種々の変形は、当業者にとって容易に明らかとなるであろう。例えば、各基板ハンドラは、搬送位置とハンドオフ位置との間の垂直距離を個々に割送りすることができるので、基板支持体を様々な高さに配置することが可能であり、また、個々の基板が様々な処理を受けることが可能である（例えば、所定のモジュール内で処理を受けずに、そのモジュールを通過する）。同様に、所定のモジュールが一つ以上の基板支持体を有していてもよい。具体的に述べると、例えば、一つのメガソニックタンク内に二つの基板支持体を有していたり、所望の基板支持体が基板搬送機構による基板載置／引出のために位置決されるように、基板支持体を移動させる別個の機構（例えば、チャンバ壁を介して磁気的に接続される機構）を有していると好適である。これに応じて、メガソニックタンク内の処理は、残りのモジュール内の処理の２倍に長くなることがある。別の態様では、隣接するモジュールの基板支持体間（例えば、入力モジュールの基板支持体とメガソニックタンク内の最初の基板支持体との間や、メガソニックタンク内の２番目の基板支持体とスクラバモジュールの基板支持体との間）で同じ間隔を維持し、メガソニックタンク内の基板支持体にアクセスするウェーハハンドラを、グリッパが水平方向に移動して所望の基板支持体にアクセスするようにモータ駆動してもよい（例えば、メガソニックタンクの二つの基板支持体が距離Ｎだけ離れていれば、その上方に配置されたグリッパは距離Ｘ＋Ｎだけ離間されている）。このような構成のいずれも、任意のモジュール内で使用可能であるから、基板支持体および／またはグリッパは、様々な距離で離間させることができ、依然として一つのモジュールから次のモジュールへの同時ウェーハ搬送を実現することができる。
【００４６】
水平から垂直への基板方向決めは本発明の洗浄システム外で行うことができるので、ロードモジュールおよびアンロードモジュールは回転機構を必要としない。同様に、フラット検出は本発明の洗浄システム外で行うことができる。洗浄モジュールの特定の順序および数は変更可能であり、同様に、モジュールの相対的な配置および搬送機構の形状（例えば、円形、矩形等）も変更可能である。最後に、本明細書で使用しているように、半導体基板とは、パターン形成され、またはパターン形成されていない材料層が形成された処理済ウェーハ、および未処理ウェーハの双方を含むものである。
【００４７】
本発明による洗浄システムでは、複数のモジュール（メガソニックタンク、スクラバ、ドライヤ、入力／出力モジュールなど）が基板をおおむね縦向きに支持することができる。水平から正確に９０°ではない角度で（すなわち、おおよそ垂直に）ディスクを支持することにより、基板は、完全に垂直な位置よりも容易に、かつ繰返し得られる既知の位置にある。正確な角度は変わってもよいが、現在のところ好適なのは法線から−１０〜１０°の範囲であり、現在最も好ましいのは８８．５°である。ウェーハ支持体（例えば、メガソニックタンク、スクラバ、入力／出力ローラ、ＳＲＤグリッパフィンガおよび基板ハンドラのポケット式またはクランプ式グリッパ）は、それぞれ８８．５°の平面を形成する。この８８．５°の平面は、モジュールの各々を傾けることにより実現される。従って、各ウェーハ平面は、モジュールの壁に対して平行である。この他に、支持体を傾斜させてもよい。ウェーハは、好ましくは上方から各モジュール内に降下して、そこでグリッパにより支持される。これらのグリッパも、傾斜平面（例えば、８８．５°）を形成する。ウェーハは、垂直（９０°）運動で昇降させられるが、ウェーハ自体は搬送中も傾斜している。
【００４８】
ウェーハは、洗浄システム全体にわたって同じ角度および同じ方向に傾いていることが好ましい。しかしながら、ウェーハ傾斜の角度および方向は、必要であればモジュール毎に異なっていてもよい。この場合、ウェーハ搬送ロボットは、ウェーハ傾斜の角度および方向を調節するように構成することができる。ある態様では、ウェーハはその裏面側へ傾けられる。というのも、このような方向に傾けることで、ウェーハの前側へ向かう、より良い空気層流（一般に、上方から送られる）が得られるからである。
【００４９】
このように、本発明をその好適な実施形態に関連して開示したが、特許請求の範囲に定められるように、他の実施形態も本発明の趣旨および範囲内に入ることがある。
【符号の説明】
【００５０】
１１…洗浄システム、１３…ロードモジュール、１５…洗浄モジュール、１７、１９…スクラバ、２１…スピンリンスドライヤ、２３…アンロードモジュール、２５…基板支持体、２７…回転機構、２９…アライメントラッチ機構、３１…オーバヘッド搬送機構、３３…基板ハンドラ、４１…インタフェースモジュール、４３…トラック、４５…基板カート、４８…ウェーハハンドラ。
【図１】
2010010718.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月13日(2009.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の洗浄モジュールと、入力モジュールと、出力モジュールと、半導体基板搬送機構と、一つ以上の回転機構とを備える自動半導体基板洗浄システムであって、
前記各洗浄モジュールは、洗浄プロセスの間、縦向きの半導体基板を支持する基板支持体を有しており、前記基板支持体の各々が前記洗浄モジュールのうち隣接する洗浄モジュールの基板支持体から距離Ｘだけ離間するように配置されており、
前記入力モジュールは、前記基板を前記システムにロードするように適合され、前記複数の洗浄モジュールのうち第１の洗浄モジュール付近に配置され、前記第１の洗浄モジュールの基板支持体から距離Ｘの位置に配置された基板支持体を有しており、
前記出力モジュールは、前記基板を前記システムからアンロードするように適合され、前記複数の洗浄モジュールのうち第２の洗浄モジュール付近に配置され、前記第２の洗浄モジュールの基板支持体から距離Ｘの位置に配置された基板支持体を有しており、
前記半導体基板搬送機構は、距離Ｘで離間した複数の基板ハンドラを有し、前記複数の洗浄モジュールの上方ならびに前記入力モジュールおよび前記出力モジュールの上方に位置すると共に、距離Ｘだけ前後に移動するように連結されており、これにより、前記入力モジュール、前記洗浄モジュールおよび前記出力モジュールのうち隣接するものの間で半導体基板を同時に運搬し、
前記回転機構は、横向き及び縦向きのうちのどちらかにて前記半導体基板を受け取ると共に、前記複数の洗浄モジュールの外側において、受け取った方向と異なる横向き及び縦向きのうちのどちらかに前記半導体基板を回転させるように適合されており、
前記洗浄モジュールの各々が同じ寸法を有している、自動半導体基板洗浄システム。
【請求項２】
複数の洗浄モジュールと、入力モジュールと、出力モジュールと、半導体基板搬送機構と、一つ以上の回転機構とを備える自動半導体基板洗浄システムであって、
前記各洗浄モジュールは、洗浄プロセスの間、縦向きの半導体基板を支持する基板支持体を有しており、前記基板支持体の各々が前記洗浄モジュールのうち隣接する洗浄モジュールの基板支持体から距離Ｘだけ離間するように配置されており、
前記入力モジュールは、前記基板を前記システムにロードするように適合され、前記複数の洗浄モジュールのうち第１の洗浄モジュール付近に配置され、前記第１の洗浄モジュールの基板支持体から距離Ｘの位置に配置された基板支持体を有しており、
前記出力モジュールは、前記基板を前記システムからアンロードするように適合され、前記複数の洗浄モジュールのうち第２の洗浄モジュール付近に配置され、前記第２の洗浄モジュールの基板支持体から距離Ｘの位置に配置された基板支持体を有しており、
前記半導体基板搬送機構は、距離Ｘで離間した複数の基板ハンドラを有し、前記複数の洗浄モジュールの上方ならびに前記入力モジュールおよび前記出力モジュールの上方に位置すると共に、距離Ｘだけ前後に移動するように連結されており、これにより、前記入力モジュール、前記洗浄モジュールおよび前記出力モジュールのうち隣接するものの間で半導体基板を同時に運搬し、
前記回転機構は、横向き及び縦向きのうちのどちらかにて前記半導体基板を受け取ると共に、前記複数の洗浄モジュールの外側において、受け取った方向と異なる横向き及び縦向きのうちのどちらかに前記半導体基板を回転させるように適合されており、
各基板支持体は、ほぼ同じ高さで同じ向きに配置されており、前記複数の基板ハンドラは、水平方向および垂直方向に連結されていて、水平方向に距離Ｘ、垂直方向に距離Ｙだけ割送りすることにより、前記搬送機構が複数の半導体基板を隣接するモジュールの基板支持体間で同時に搬送することができるようになっており、
前記モジュールのうちの第１のモジュールは、音波洗浄タンクを備えており、前記モジュールのうちの第２のモジュールは、スクラバを備えている、自動半導体基板洗浄システム。
【請求項３】
前記モジュールのうちの第３のモジュールは、ドライヤを備えている、請求項２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項４】
前記モジュールのうちの第３のモジュールは、スピンリンスドライヤを備えている、請求項２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項５】
前記入力モジュールは、半導体基板を縦向きに受け取り、この半導体基板を回転させて横向きにする機構を備えている、請求項２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項６】
前記出力モジュールは、半導体基板を縦向きに受け取り、この半導体基板を回転させて横向きにする機構を備えている、請求項５記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項７】
前記複数の洗浄モジュールの第１のモジュールは、音波洗浄タンクを備えており、前記複数の洗浄モジュールの第２のモジュールは、スクラバを備えている、請求項１又は２記載の自動半導体基板洗浄システム。
【請求項８】
Ｘ方向およびＺ方向の双方で位置決めすることの可能なトラックと、
前記トラックに沿って走行するように前記トラックに可動式に連結され、前記トラックに対する角度を調節することができる基板カートと、を備えるインタフェースユニット。
【請求項９】
前記トラックは直線状である、請求項８記載のインタフェースユニット。
【請求項１０】
前記基板カートは、縦向きの基板を支持することができる複数のローラを備えとり、前記複数のローラの少なくとも一つが能動的に回転し、前記複数のローラのうちの少なくとも一つが前記基板の回転時に受動的に回転するようになっている、請求項８記載のインタフェースユニット。
【請求項１１】
前記基板が前記基板カート内に配置されているときに前記基板の表面の乾燥を防止する流体ノズルを更に備える請求項８記載のインタフェースユニット。
【請求項１２】
基板フラット検出装置であって、
回転する基板を支持することができる複数のローラであって、その少なくとも一つが前記回転基板と共に受動的に回転するようになっている複数のローラと、
前記受動ローラに接続され、このローラが回転を停止する時点を検出するセンサと、を備える基板フラット検出装置。
【請求項１３】
受動的に回転可能な一対の支持ローラと、基板に設けられたフラットに接触しないように基板を支持するモータ駆動ローラと、を備える基板フラット検出装置。
【請求項１４】
載置された基板を回転させる基板支持体と、
前記基板支持体の第１の側に配置されるビーム投光器と、
前記基板支持体の第２の側に配置され、前記ビーム投光器に動作的に接続されたセンサと、を備え、
前記基板が回転するときに、前記基板支持体上に配置されたウェーハのフラット領域が前記ビーム投光器から出射して前記センサにより受光されるビームと交差しないように、かつ前記基板のフラットなし縁部が前記ビームと交差するように、前記ビーム投光器および前記センサが前記基板支持体に対して配置されている基板フラット検出装置。
【請求項１５】
回転する基板を支持するように配置された複数のローラであって、その少なくとも一つが前記回転基板と共に受動的に回転する複数のローラと、
前記受動ローラに動作的に接続され、前記受動ローラの回転に関する情報を出力するエンコーダと、を備える基板回転監視装置。
【外国語明細書】
2010010718000001.pdf