(57)【要約】      （修正有）【課題】洗浄工程中、蓄積流体の半導体ウェーハへの移動を妨げるシステム及び方法の提供。【解決手段】複数の自己排出式エッジホイール１２０によってウェーハ１１０が支持される時、エッジホイール１２０に接触した流体は、エッジホイール１２０のそれぞれの底面に向かって、ウェーハ１１０から離れる方向で流される。流れは、異なった構成を有するようにエッジホイール１２０の底部を製造することで発生する。異なった構成は、ウェーハ１１０から離れる方向での流体の流れを促進する。更にエッジホイール１２０の底面が流体により湿潤するのを妨げるために、エッジホイールドライヤ１４０を少なくとも一個のエッジホイール１２０に近接して位置決めし、エッジホイールドライヤ１４０の真空チャネルを使用することで、流体を底面から離れる方向へ吸引できる。【選択図】図２Ａ
2006032943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを、前記ウェーハの周囲に位置決めされた複数のエッジホイールにより支持するステップにして、前記複数のエッジホイールは前記ウェーハを回転させるために回転可能であるステップと、
前記ウェーハの表面上に存在する流体を、前記複数のエッジホイールに向けて移動させ、前記ウェーハのエッジと前記複数のエッジホイールのそれぞれの表面との間に形成された境界部分に到達させるステップと、
前記複数のエッジホイールに接触した前記流体を前記境界部分から離れる方向へ流すステップにして、前記境界部分での前記流体のメニスカスの形成を妨げるように構成されるステップと、
を備える、ウェーハを処理する方法。
【請求項２】
前記流体を流すステップは、更に、流体コンダクタにより、前記複数のエッジホイールのそれぞれの底面から離れる方向へ前記流体を導くステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ウェーハを、前記ウェーハの周囲に位置決めされた複数のエッジホイールにより支持するステップにして、前記複数のエッジホイールは前記ウェーハを回転させるために回転可能であるステップと、
前記ウェーハの表面上に存在する流体を、前記複数のエッジホイールに向けて移動させ、前記ウェーハのエッジと前記複数のエッジホイールのそれぞれの表面との間に形成された境界部分に到達させるステップと、
前記複数のエッジホイールに接触した前記流体を前記境界部分から離れる方向へ流すステップにして、前記境界部分での前記流体のメニスカスの形成を妨げるように構成されるステップと、
前記複数のエッジホイールのそれぞれから前記流体を吸引するステップにして、前記複数のエッジホイールのそれぞれの底面を、実質的に乾燥した状態に維持するように構成されるステップと、
を備える、ウェーハを処理する方法。
【請求項４】
前記流体を流すステップは、更に、流体コンダクタにより、前記複数のエッジホイールのそれぞれの底面から離れる方向へ前記流体を導くステップを含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
ウェーハのエッジを受けるために、間に溝を形成する上部と底部とを備え、前記底部は、前記溝と前記ウェーハの前記エッジとの間での流体のメニスカスの形成を妨げるために、前記溝から離れる方向へ流体を流すように構成される、ウェーハを処理するエッジホイール。
【請求項６】
前記底部は、前記底部内に定められた内部チャンバへ流体を排出するように構成された複数の開口部を含む、請求項５記載のエッジホイール。
【請求項７】
前記内部チャンバは、更に、排出部を含む、請求項６記載のエッジホイール。
【請求項８】
前記底部は、流体を流す複数の脚部を含む、請求項５記載のエッジホイール。
【請求項９】
前記底部は、流体を流す角度付きチャネルを含む、請求項５記載のエッジホイール。
【請求項１０】
前記底部は、流体を流すカットアウト領域を有する、請求項５記載のエッジホイール。
【請求項１１】
前記底部は、流体コンダクタに結合され、前記流体コンダクタは、前記底部の底面から離れる方向へ流体を導くように構成される、請求項５記載のエッジホイール。
【請求項１２】
前記上部及び前記底部は、単一の材料ブロックから製造される、請求項５記載のエッジホイール。
【請求項１３】
前記上部及び前記底部は、別個の材料ブロックから製造される、請求項５記載のエッジホイール。
【請求項１４】
ウェーハを支持する複数のエッジホイールにして、それぞれがウェーハのエッジを受けるために、間に溝を形成する上部と底部とを有し、前記底部は、前記溝と前記ウェーハの前記エッジとの間での流体のメニスカスの形成を妨げるべく前記溝から離れる方向へ流体を流すように構成される複数のエッジホイールと、
前記複数のエッジホイールに近接して配置されたエッジホイールドライヤにして、前記複数のエッジホイールのそれぞれの前記底部から離れる方向へ流体を吸引するように構成された複数の真空チャネルを有するエッジホイールドライヤと、
を備える、ウェーハを処理するシステム。
【請求項１５】
前記底部は、前記底部内に定められた内部チャンバへ流体を排出するように構成された複数の開口部を含む、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記内部チャンバは、更に、排出部を含む、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記エッジホイールの前記底部は、流体を流す複数の脚部を含む、請求項１４記載のシステム。
【請求項１８】
前記エッジホイールの前記底部は、流体を流す角度付きチャネルを含む、請求項１４記載のシステム。
【請求項１９】
前記底部は、流体を流すカットアウト領域を有する、請求項１４記載のシステム。
【請求項２０】
前記エッジホイールの前記底部は、流体コンダクタに結合され、前記流体コンダクタは、前記底部の底面から離れる方向へ流体を導くように構成される、請求項１４記載のシステム。
【請求項２１】
ウェーハを、前記ウェーハの周囲に位置決めされた複数のエッジホイールにより支持するステップと
前記ウェーハの表面上に流体を供給するステップにして、前記流体の体積は、前記流体を前記複数のエッジホイールに向かって移動させ、前記ウェーハのエッジと前記複数のエッジホイールのそれぞれの表面との間に形成された境界部分に到達させるのに十分であるステップと、
前記複数のエッジホイールに接触した前記流体を前記境界部分から離れる方向へ流すステップにして、前記境界部分での前記流体のメニスカスの形成を妨げるように構成されるステップと、
を備える、ウェーハを処理する方法。
【請求項２２】
ウェーハを、前記ウェーハの周囲に位置決めされた複数のエッジホイールにより支持するステップと
前記ウェーハの表面上に流体を供給するステップにして、前記流体の体積は、前記流体を前記複数のエッジホイールに向かって移動させ、前記ウェーハのエッジと前記複数のエッジホイールのそれぞれの表面との間に形成された境界部分に到達させるのに十分であるステップと、
前記複数のエッジホイールに接触した前記流体を前記境界部分から離れる方向へ流すステップにして、前記境界部分での前記流体のメニスカスの形成を妨げるように構成されるステップと、
前記複数のエッジホイールのそれぞれから前記流体を吸引するステップにして、前記複数のエッジホイールのそれぞれの底面を、実質的に乾燥した状態に維持するように構成されるステップと、
を備える、ウェーハを処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造に関し、特に、半導体ウェーハ処理システムにおいて使用する自己排出式エッジホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ製造工程は、通常、反復的な一連の製造ステップで実行される。例えば、一連の製造ステップは、注入と、材料の堆積と、フォトリソグラフィと、エッチングと、平坦化とを含む。一連の製造ステップは、半導体ウェーハが完全に製造されるまで反復される。しかしながら、反復的な一連の製造ステップは、半導体ウェーハの表面に残存し得る残留物を生成する可能性がある。残留物は、半導体ウェーハの金属化線及び構造を汚染し得る微粒子及びその他の望ましくない材料を含む。微粒子の例には、多数の中で特に、シリカと、シリコンダストと、ケイ酸塩粒子と、スラリ残留物と、金属断片とが含まれる場合がある。
【０００３】
残留物を除去するために、現在の半導体ウェーハ処理システムは、半導体ウェーハを洗浄する洗浄システムを含む。具体的には、任意の残留物を湿潤させるために、半導体ウェーハに流体が供給される。次に、流体を除去することができる。しかしながら、ウェーハをエッジで支持する任意の構造では、流体が蓄積し得る。蓄積流体により、エッジ及び構造の位置では、流体の集合が形成され得る。その結果、蓄積流体は、恐らくは洗浄された微粒子を再び持ち込むことで、半導体ウェーハを再び汚染し得る。
【０００４】
考えられる別の問題は、蓄積流体が乾燥した半導体ウェーハを再び湿潤させることにより生じ得る。具体的には、半導体ウェーハが乾燥した後、半導体ウェーハを支持する構造上の任意の蓄積流体は、乾燥した半導体ウェーハに流体を再供給する可能性がある。したがって、半導体ウェーハを完全に乾燥させるために、別の工程が必要となり得る。
【０００５】
上記を考慮すると、必要なものは、洗浄工程中、ウェーハ支持構造上の蓄積流体の半導体ウェーハへの移動を妨げるシステム及び方法である。
【発明の開示】
【０００６】
大まかに言って、本発明は、洗浄工程中、蓄積流体の半導体ウェーハへの移動を妨げるシステム及び方法である。具体的に言うと、流体は、半導体ウェーハのエッジに蓄積する可能性がある。半導体ウェーハのエッジにある流体は、半導体ウェーハのエッジを支持するエッジホイール等の構造へ移動する。流体を排出し、これにより流体の蓄積を妨げるようにエッジホイールを構成することで、流体は、洗浄中に半導体ウェーハへ移動しなくなる。本発明は、プロセス、装置、システム、又はデバイスといった無数の方法で実施されると理解できる。本発明のいくつかの発明実施形態について、下で説明する。
【０００７】
ウェーハを処理する方法の実施形態において、方法は、ウェーハの周囲に位置決めされた複数のエッジホイールによりウェーハを支持するステップを含む。複数のエッジホイールは、ウェーハを回転させるために回転できる。方法は、更に、ウェーハの表面上に存在する流体を、複数のエッジホイールに向けて移動させ、ウェーハのエッジと複数のエッジホイールのそれぞれの表面との間に形成された境界部分に到達させるステップを含む。更に、方法は、複数のエッジホイールに接触した流体を境界部分から離れる方向へ流す（チャネルする）ステップを含み、流体を流すステップは、境界部分での流体のメニスカスの形成を妨げるように構成される。
【０００８】
ウェーハを処理する方法の別の実施形態において、方法は、ウェーハの周囲に位置決めされた複数のエッジホイールによりウェーハを支持するステップを含む。複数のエッジホイールは、ウェーハを回転させるために回転できる。方法は、更に、ウェーハの表面上に存在する流体を、複数のエッジホイールに向けて移動させ、ウェーハのエッジと複数のエッジホイールのそれぞれの表面との間に形成された境界部分に到達させるステップを含む。更に、方法は、複数のエッジホイールに接触した流体を境界部分から離れる方向へ流すステップを含み、流体を流すステップは、境界部分での流体のメニスカスの形成を妨げるように構成される。方法は、更に、複数のエッジホイールのそれぞれから流体を吸引するステップを含み、吸引するステップは、複数のエッジホイールのそれぞれの底面を、実質的に乾燥した状態に維持するように構成される。
【０００９】
ウェーハを処理するエッジホイールの実施形態において、エッジホイールは、ウェーハのエッジを受けるために、間に溝を形成する上部と底部とを含む。底部は、溝とウェーハのエッジとの間での流体のメニスカスの形成を妨げるために、溝から離れる方向へ流体を流すように構成される。
【００１０】
ウェーハを処理するシステムの実施形態は、ウェーハを支持する複数のエッジホイールを含み、複数のエッジホイールのそれぞれは、ウェーハのエッジを受けるために、間に溝を形成する上部と底部とを有する。底部は、溝とウェーハのエッジとの間での流体のメニスカスの形成を妨げるために、溝から離れる方向へ流体を流すように構成される。システムは、更に、複数のエッジホイールに近接して配置されたエッジホイールドライヤを含み、エッジホイールドライヤは、複数のエッジホイールのそれぞれの底部から離れる方向へ流体を吸引するように構成された複数の真空チャネル（流路）を有する。
【００１１】
ウェーハを処理する方法の実施形態において、方法は、ウェーハの周囲に位置決めされた複数のエッジホイールによりウェーハを支持するステップを含む。方法は、更に、ウェーハの表面上に流体を供給するステップを含み、流体の体積は、流体を複数のエッジホイールに向かって移動させ、ウェーハのエッジと複数のエッジホイールのそれぞれの表面との間に形成された境界部分に到達させるのに十分である。更に、方法は、複数のエッジホイールに接触した流体を境界部分から離れる方向へ流すステップを含み、流体を流すステップは、境界部分での流体のメニスカスの形成を妨げるように構成される。
【００１２】
ウェーハを処理する方法の実施形態において、方法は、ウェーハの周囲に位置決めされた複数のエッジホイールによりウェーハを支持するステップを含む。方法は、更に、ウェーハの表面上に流体を供給するステップを含み、流体の体積は、流体を複数のエッジホイールに向かって移動させ、ウェーハのエッジと複数のエッジホイールのそれぞれの表面との間に形成された境界部分に到達させるのに十分である。更に、方法は、複数のエッジホイールに接触した流体を境界部分から離れる方向へ流すステップを含み、流体を流すステップは、境界部分での流体のメニスカスの形成を妨げるように構成される。方法は、更に、複数のエッジホイールのそれぞれから流体を吸引するステップを含み、吸引するステップは、複数のエッジホイールのそれぞれの底面を、実質的に乾燥した状態に維持するように構成される。
【００１３】
本発明の他の態様は、本発明の原理を例として示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明により明らかとなろう。
【００１４】
本発明の実施形態は、次の添付図面と併せて、以下の説明を参照することで最も良く理解し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の説明では、清浄工程中に蓄積流体のウェーハへの移動を妨げるウェーハ処理システム及び方法の実施形態を説明する。具体的には、複数の自己排出式エッジホイールが、洗浄工程中にウェーハを支持する。ウェーハの表面上の流体は、ウェーハのエッジへ伝播する。ウェーハのエッジに到達すると、流体は、蓄積し得る。蓄積流体は、複数の自己排出式エッジホイールに接触し、複数の自己排出式エッジホイールのそれぞれの表面を蓄積流体によって覆うことが可能となる。その後、流体の覆いは、ウェーハのエッジとの接触点から排出される。
【００１６】
排出された流体は、次に、自己排出式エッジホイールを実質的に乾燥した状態に維持するために、複数の自己排出式エッジから離れる方向へ吸引され得る。その他の場合には、排出された流体は、複数の自己排出式エッジホイールの自己排出特性により、複数の自己排出式エッジホイールのそれぞれの表面から除去される。しかしながら、こうした具体的な詳細の一部又は全部がなくとも本発明を実施し得ることは、当業者にとって明白であろう。別の場合において、周知のプロセスステップについては、本発明を不必要に曖昧にしないために、詳細に説明していない。
【００１７】
更に、本明細書で説明する実施形態は、例示的なものである。説明を読み、図面を調べることで、様々な変更、追加、置換、及び等価物が可能となることは、当業者に理解されるであろう。したがって、こうした全ての変更、追加、置換、及び等価物を、開示する実施形態の趣旨及び範囲内に含めることが意図される。
【００１８】
図１Ａは、本発明の実施形態による、洗浄システム１００を例示する側面図である。図１Ａに示したように、ウェーハ１１０は、洗浄システム１００での処理のために位置決めされる。一部の実施形態において、ウェーハ１１０は、２００ｍｍ又は３００ｍｍの直径を有することができる。しかしながら、当業者は、ウェーハ１１０のサイズが変化してもよいことを認識するであろう。一実施形態において、洗浄システム１００は、図１Ａに例示したように、チャンバ内に収容される。しかしながら、他の実施形態では、ウェーハ１１０に洗浄工程を実行するために収容式洗浄システムを使用しない。非収容式洗浄システムの例に関する詳細は、図３Ｃを参照して更に説明する。
【００１９】
洗浄システム１００は、複数の自己排出式エッジホイール（エッジホイール）１２０を含む。例示したように、エッジホイール１２０は、境界部分を介してウェーハ１１０を維持する。具体的には、境界部分は、エッジホイール１２０のＶ字に似た溝とウェーハ１１０との間に形成される。溝は、ウェーハ１２０を位置決めし、ウェーハ１１０とエッジホイール１２０との回転を可能にする。しかしながら、形状の異なる他の境界部分も、ウェーハ１１０を支持する時にこうした他の境界部分が形成される限り、ウェーハ１１０とエッジホイール１２０とを結合可能である。
【００２０】
エッジホイール１２０は、回転できるため、ウェーハ１１０の回転を可能にする。ウェーハ１１０が回転する際には、ウェーハ１１０の底面又は上面の任意の流体は、ウェーハ１１０のエッジへ伝播する。ウェーハ１１０のエッジは、境界部分において、エッジホイール１２０のそれぞれに接触する。したがって、伝播した流体は、ウェーハ１１０のエッジ及び境界部分に蓄積される。具体的には、底面１３０及び上面１３５に蓄積流体が形成され得る。流体の各蓄積は、洗浄システム１００に導入された各ウェーハ１１０を汚染する可能性のあるメニスカスを形成し得る。しかしながら、境界部分からの流体の流れによって、メニスカスの形成は妨げられる。
【００２１】
本発明の別の実施形態において、流体は、ウェーハが静止している間に、即ち、回転していない間に、ウェーハ１１０に供給できる。この場合、ウェーハ１１０の表面に供給される流体の体積は、流体がウェーハのエッジと境界部分とに伝播するのに十分なものにすることが好ましい。境界部分に達した流体は、本明細書で説明する本発明の実施形態に従って、流れて取り除かれる。
【００２２】
流体の流れが発生するのは、本発明のエッジホイール１２０が境界部分から流体を排出するように構成されるためである。例えば、底部と上部とを有するエッジホイール１２０の実施形態において、底部は、境界部分から流体を排出するように構成できる。別の例示的な実施形態では、一つ以上の真空チャネルを使用することで、一つ以上のエッジドライヤ１４０が、エッジホイール１２０の底部から離れる方向へ流体を吸引できる。しかしながら、エッジホイールドライヤ１４０は、エッジホイール１２０から流体を吸引するために使用しても使用しなくてもよいと理解されたい。本発明の少なくとも一つの実施形態において、エッジホイール１２０は、エッジホイールドライヤ１４０から吸引することなく、流体を排出するように構成される。
【００２３】
図１Ｂは、本発明の別の実施形態による、洗浄システム１００を例示する上面図である。洗浄システム１１０は、ウェーハ１１０を支持するために三個のエッジホイール１２０を含むことができる。ウェーハ１１０が方向１８０で回転すると、エッジホイール１２０のそれぞれは、方向１９０で回転する。更に、各エッジホイール１２０は、エッジホイールドライヤ１４０に結合された状態で例示されている。しかしながら、エッジホイールドライヤ１４０はエッジホイール１２０と共に使用しても、使用しなくてもよいため、当業者は、図１Ｂにおける任意のエッジホイールドライヤ１４０の包含が純粋に例示的なものであることを認識するであろう。更に、三個のエッジホイールドライヤ１４０が例示されているが、他の実施形態は、三個全てのエッジホイール１２０から流体を吸引する一個のエッジホイールドライヤ１４０を含んでもよい。したがって、少なくとも一個のエッジホイール１２０と共に使用されるエッジホイールドライヤ１４０が少なくとも一個のエッジホイール１２０から流体を吸引する限り、エッジホイールドライヤ１４０とエッジホイール１２０との任意の構成が可能である。
【００２４】
少なくとも一個のエッジホイール１２０は、ロボットアーム１２５に結合される。ロボットアーム１２５は、エッジホイール１２０と、必要な場合は、任意の結合したエッジホイールドライヤ１４０とを、ウェーハ１１０から離れる方向へ移動できる。エッジホイール１２０を移動させることで、ウェーハ１１０は、エッジホイール１２０の溝から移動でき、或いは溝と接触させて配置できる。ウェーハを溝の中に位置決めした後、ロボットアーム１２５は、エッジホイール１２０を再びウェーハ１１０へ戻し、ウェーハ１１０を固定する。しかしながら、エッジホイール１２０は、機械的付加物がエッジホイール１２０を移動可能である限り、ロボットアーム１２５のような他の任意のタイプの機械的付加物に結合できる。更に、回転が可能となる状態でウェーハ１１０を固定できる限り、ウェーハ１１０をエッジホイール１２０の境界部分に固定する任意の方法が可能であると理解されたい
【００２５】
図１Ｃは、本発明の更に別の実施形態による、洗浄システムを例示する上面図である。洗浄工程を実行する本発明の例示的な実施形態では、近接洗浄システム１５０を使用して、ウェーハ１１０を洗浄及び乾燥できる。近接洗浄システム１５０は、近接洗浄システム１５０を洗浄及び乾燥パターンで移動させるアーム１６０を含んでよい。例示的な近接洗浄システム１５０は、２００２年９月３０日出願の米国特許出願第１０／２６１，８３９号「ウェーハ表面に極めて近接して保持された複数の入口及び出口を使用して半導体ウェーハ表面を乾燥させる方法及び装置」において開示されている。当業者は、近接洗浄システム１５０が本発明の方法に従って排出される流体をウェーハ１１０に供給する限り、近接洗浄システム１５０の任意の適切な構成が可能であることを理解するであろう。
【００２６】
図１Ｃの洗浄システムでは、四個のエッジホイールドライヤ１４０に結合された四個のエッジホイール１２０を例示している。例示したように、ロボットアーム１２５は、ウェーハ１１０の位置決めを可能にするために、方向１２７で離れることができる。更に、エッジホイールドライヤ１４０に結合された別のロボットアーム１２５’は、方向１４７に移動できる。したがって、その他の実施形態は、任意のエッジホイール１２０又はエッジホイールドライヤ１４０を移動させる任意の数のロボットアームを含むことができる。
【００２７】
図２Ａは、本発明の実施形態による、内部チャンバ２３０を備えた自己排出式エッジホイールを例示する側面図である。エッジホイール１２０は、境界部分においてウェーハ１１０を支持する。ウェーハ１１０が溝の中に位置決めされた時、境界部分の流体は、エッジホイール開口部２０５内へ流される。エッジホイール開口部２０５は、流体を境界部分から内部チャンバ２３０へ流す。したがって、エッジホイール１２０が回転する時、エッジホイール開口部２０５は、流体が内部チャンバ２３０へ排出されるのを可能にすることで、流体が境界部分に蓄積するのを妨げる。結果として、境界部分から、洗浄のために位置決めされた後続のウェーハ１１０へ、流体の移動は発生しない。
【００２８】
内部チャンバ２３０から流体を吸引するためにエッジホイールドライヤ１４０が使用される場合、例示的なエッジホイールドライヤ１４０は、複数の真空チャネルを含むことができる。例えば、上部真空チャネル２７０は、流体を溝から吸い取ることができる。更に、下部真空チャネル２６０は、流体を内部チャンバ２３０から吸引できる。具体的には、真空ポート２４０を、エッジホイールドライヤ１２０の排出部２２０に挿入できる。排出部２２０は、エッジホイール１２０の底部において、真空ポート２４０が挿入される円形のチャネルを形成する。真空ポート２４０は、流体が下部真空チャネル２６０への流体の吸引から逃れるのを妨げるために、排出部２２０に十分に嵌合される。流体が下部真空チャネル２６０から提供される吸引力を逃れるのを妨げることで、エッジホイール１２０の底面は、実質的に乾燥状態に維持される。任意の数の真空チャネルが可能であると理解されたい。例えば、上部真空チャネル２７０は、エッジホイールドライヤ１４０から除外してもよい。更に、エッジホイールドライヤ１４０内に二本以上の真空チャネルが存在する場合、機能する真空チャネルの任意の組み合わせを利用できると理解されたい。例えば、上部真空チャネルが動作しない状態を維持する間に、下部真空チャネル２６０は、流体を吸引できる。
【００２９】
図２Ｂは、本発明の実施形態による、内部チャンバを備えた自己排出式エッジホイールを例示する側面図である。エッジホイール開口部２０５は、任意の形状又はサイズを有することができる。エッジホイール１２０上に円形の開口部として例示されているが、エッジホイール開口部２０５は、任意の適切な形状を有することができる。更に、エッジホイール開口部２０５のサイズが内部チャンバ２３０への流体の排出を可能にする限り、エッジホイール開口部２０５は、様々なサイズを有することもできる。内部チャンバ２３０は、流体をエッジホイール１２０から除去するために排出部を含む。したがって、内部チャンバ２３０へ流れた流体は、エッジホイールドライヤ１４０を使用することなく除去できる。
【００３０】
加えて、各エッジホイール開口部２０５との間で様々な間隔を有する、任意の数のエッジホイール開口部２０５が存在可能である。更に別の実施形態において、エッジホイール開口部２０５は、複数の列に配置可能である。例えば、溝とウェーハ１１０とによって形成された境界部分からの流体の流れを可能にするために、二列以上のエッジホイール開口部２０５が存在できる。
【００３１】
図３Ａは、本発明の実施形態による、カットアウト領域３１０を備えた自己排出式エッジホイールを例示する側面図である。以前の実施形態と同様に、エッジホイールドライヤ１４０を、エッジホイール１２０と共に使用しても、使用しなくてもよい。ここで、エッジホイール１２０は、上部３２０及び底部３３０によって構成される。上部３２０及び底部３３０は、単一の材料ブロックから製造可能であり、或いは、二つの別個の材料ブロックから製造できる。二つの別個のブロックから製造される場合、上部３２０及び底部３３０は、互いに結合させて、ウェーハ１１０を支持する境界部分を形成できる。材料は、ポリウレタン又はその他の同様の材料にできる。しかしながら、材料がウェーハ１１０を支持可能な十分に剛性のある材料である限り、任意の適切な材料を使用してよい。更に、材料は、洗浄工程中にウェーハ１１０を汚染し得る粒子を生成しないことが好ましい。
【００３２】
エッジホイール１２０用の材料の選択においては、材料が流体を引き付ける、或いは弾く能力を考慮できる。材料が流体を引き付ける、或いは弾く能力の特性は、それぞれ材料の親液性又は疎液性である。例えば、流体は、水と、脱イオン水（ＤＩＷ）と、化学物質と、化学物質及びＤＩＷの組み合わせと、化学物質及び水の組み合わせとを含むことが可能であり、特定の材料に引き付けられる、或いは弾かれる場合がある。本発明の方法に従って流体が排出される限り、任意の適切な流体及び適切な材料をウェーハ処理システムにおいて使用できると理解されたい。したがって、材料を選択する時、材料が特定の流体を引き付ける、或いは弾く特性を、選択中に考慮できる。
【００３３】
エッジホイール１２０の底部３３０は、内部チャンバ２３０を有していないが、代わりに、複数のカットアウト領域３１０を有する。カットアウト領域３１０によって、流体をエッジホイール１２０の底面に向けて排出することが可能となり、これにより、境界部分での流体の蓄積が妨げられる。具体的には、図３Ｂは、本発明の実施形態による、カットアウト領域を備えた自己排出式エッジホイールを例示する底面図である。カットアウト領域３１０は、エッジホイールの回転中、流体を境界部分からエッジホイール１２０の底面へ流す。回転中、エッジホイールドライヤ１４０は、エッジホイール１２０の底面に向かって排出される流体を吸引できる。特に、境界部分から排出される流体を取り囲むように下部真空チャネル開口部３４０を位置決めすることで、流体を、エッジホイール１２０の底面から離れる方向へ吸引できる。
【００３４】
図４Ａは、本発明の実施形態による、複数の脚部を有する自己排出式エッジホイールを例示する側面図である。別の実施形態のエッジホイール１２０は、複数の脚部４１０に結合された上部４２０を含む。脚部４１０は、上部から独立して製造可能であり、様々な手段により、上部４２０に取り付けできる。例えば、脚部４１０は、上部４２０の底面にねじ込むことができる。脚部４１０は、流体の流れのために、空間によって分離される。エッジホイール１２０が回転する時、境界部分の流体は、空間を介してエッジホイール１２０の底面へ排出される。境界部分から離れる方向へ流される任意の流体は、エッジホイール１２０の底面から振り落とされるため、実質的に乾燥したエッジホイール１２０の底面が維持される。
【００３５】
しかしながら、エッジホイールドライヤ１４０がエッジホイール１２０に近接して位置決めされる場合、エッジホイールドライヤ１４０は、エッジホイール１２０から流体を吸引できる。例えば、エッジホイール１２０から振り落とされる流体を取り囲むように下部真空チャネル２６０を位置決めすることで、下部真空チャネル２６０は、エッジホイール１２０の底面から流体を吸引するように位置決めできる。一つの真空チャネル開口部４３０を例示しているが、下部真空チャネル２６０は、別の下部真空チャネル開口部（図示なし）を含むことができる。したがって、複数の下部真空チャネル開口部が、エッジホイール１２０の底面の様々な位置から流体を吸引できる。
【００３６】
図４Ｂは、本発明の実施形態による、複数の結合脚部を有する自己排出式エッジホイールを例示する底面図である。エッジホイールドライヤ１４０の別の実施形態（図示なし）において、下部真空チャネル２６０は、エッジホイール１２０の底面の直径に沿って延びることができる。下部真空チャネル２６０の長さに沿って、複数の下部真空チャネル開口部が流体を吸引する。代替として、十分な吸引能力を有する十分に大きな一つの下部真空チャネル開口部が、エッジホイール１２０の底面から流体を吸引できる。したがって、図４Ｂのエッジホイール１２０の実施形態は、実質的に乾燥した底面を有することが可能である。
【００３７】
図５Ａは、本発明の実施形態による、角度付きチャネル５２０を備えた自己排出式エッジホイールを例示する底面図である。エッジホイール１２０は、複数の突起部５１０と角度付きチャネル５２０とを有する底部構成を含む。具体的には、突起部５１０及び上部は、一つの材料から、或いは様々な材料から製造できる。例えば、底部は、境界部分を形成するために上部と結合させることが可能である。角度付きチャネル５２０は、境界部分からの流体の流れを促進する。図５Ｂは、本発明の実施形態による、角度付きチャネル５２０を備えた自己排出式エッジホイールを例示する側面図である。具体的には、流体が境界部分に接触する際に、角度付きチャネル５２０は、流体が排出される単一の点を提供することで、流体が境界部分から離れる方向へ流動するのを促進する。したがって、角度付きチャネル５２０は、境界部分における流体のメニスカスの形成を妨げる。
【００３８】
図５Ｂに例示した実施形態は、エッジホイールドライヤ１４０を含んでも含まなくてもよい。エッジホイール１２０の底面から流体を吸引するためにエッジホイールドライヤ１４０を使用する場合、当業者は、エッジホイールドライヤ１４０が以前に説明した実施形態と類似する構成を有してよいことを認識するであろう。
【００３９】
図６は、本発明の別の実施形態による、自己排出式エッジホイール及び流体コンダクタ６１０を例示する側面図である。流体コンダクタ６１０は、中心位置（図示なし）でエッジホイール１２０の底部に結合される。エッジホイール１２０の底面下に空間を提供することで、境界部分から流された流体は、流体コンダクタ６１０のエッジ６２０に沿って流動できる。具体的には、流体コンダクタ６１０は、エッジホイール１２０から排出される流体を、エッジホイール１２０の底面から離れる方向へ導く。更に、下部真空チャネル２６０を使用して、エッジ６２０に沿って流動する流体を吸引するために、エッジホイールドライヤ１４０が位置決めされる場合、流体コンダクタ６１０は、下部真空チャネル２６０によって吸引されない任意の流体を、エッジホイール１２０の底面から離れる方向へ導く。したがって、エッジホイール１２０の底面は、実質的に乾燥状態に維持される。
【００４０】
図７は、本発明の実施形態による、ウェーハを処理する方法を例示するフローチャートである。方法は、ホイールによって支持するべきウェーハをロボットアーム等のメカニズムが位置決めする時、ステップ７１０において開始される。具体的には、ウェーハは、ウェーハ表面を洗浄する洗浄工程を実行するために位置決めされる。ウェーハを位置決めすることは、ウェーハのエッジをホイールの溝と接触可能にするホイールの操作を含む。したがって、接触点において、境界部分が形成される。例示的な実施形態では、ウェーハの一方又は両方の表面を洗浄できる。例えば、流体は、ウェーハの上面及び底面に供給できる。流体を供給する方法の例には、近接洗浄システム、噴霧メカニズム、及び浸漬手法を使用することが含まれる。別の例示的な実施形態では、洗浄のために位置決めした時、ウェーハの表面に流体が存在するため、ウェーハは、流体の供給を必要としない。次に、ステップ７２０において、方法は、ウェーハを回転させる動作を含む。具体的には、ウェーハが回転する際には、ウェーハを支持するホイールが回転する。ウェーハの回転中、ウェーハ表面の任意の流体は、ウェーハのエッジへ伝播する。
【００４１】
本発明の別の実施形態において、ウェーハは、静止状態を維持し、即ち、回転しない。更に、ホイールは、静止状態を維持してよい。したがって、静止したウェーハの表面に供給された流体は、供給された流体の体積がウェーハの表面積を十分に覆うことから、ウェーハのエッジへ伝播する。別の実施形態において、ホイールは、ウェーハの移動が可能となるように回転してよいと理解されたい。しかしながら、回転は、ウェーハのエッジへ流体を伝播させるために必要ではない。
【００４２】
次に、ステップ７３０において、方法は、境界部分から流体を流す動作を含む。具体的には、ウェーハのエッジに伝播した流体は、メニスカスを有する流体の集合を形成する形で蓄積されない。流体の蓄積を妨げるために、流体は、境界部分から離れる方向へ流される。流体の流れは、ホイール底部の構造とホイールの材料組成との組み合わせによって発生する。例えば、底部の構造は、排出流体のための開口部を有する内部チャンバと、カットアウト領域と、複数の結合脚部と、角度付きチャネルとを含むことができる。構造は、更に、以前に説明した実施形態の構造のいずれかを含む。更に、ホイールの材料組成については、材料の疎液性と、親液性と、硬度とを考慮できる。
【００４３】
その後、ステップ７４０において、方法は、ホイールから流体を除去する吸引力を加えるために、ホイールに近接してエッジホイールを位置決めすることを含む。本発明の実施形態は、エッジホイールドライヤを利用しても利用しなくてもよいと理解されたい。更に、エッジホイールドライヤは、以前に説明した上記実施形態に従って構成できる。エッジホイールドライヤを使用する時、ホイールの底部近くに位置決めされた真空は、境界部分から流された流体を吸引できる。したがって、ホイールの底面は、実質的に乾燥状態に維持される。
【００４４】
当業者にとって、本明細書で説明し、図面で例示したステップは、例示的なものとなる。更に、ステップは、ホイールからの流体の排出を可能にする任意の順序で実行できる。したがって、ステップの順序は、何らかの特定の順序に限定されない。
【００４５】
以上、明確な理解の目的から、上記の発明についてある程度詳細に説明してきたが、付記した請求項の範囲内で、特定の変更及び変形を為し得ることは明白であろう。したがって、本実施形態は、限定的ではなく例示的なものと見なされるべきであり、本発明は、本明細書に記載した詳細に限定されず、付記した特許請求の範囲及びその均等物の範囲で変形し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】本発明の実施形態による、洗浄システムを例示する側面図
【図１Ｂ】本発明の別の実施形態による、洗浄システムを例示する上面図
【図１Ｃ】本発明の更に別の実施形態による、洗浄システムを例示する上面図
【図２Ａ】本発明の実施形態による、内部チャンバを備えた自己排出式エッジホイールを例示する側面図
【図２Ｂ】本発明の実施形態による、内部チャンバを備えた自己排出式エッジホイールを例示する側面図
【図３】本発明の実施形態による、カットアウト領域を備えた自己排出式エッジホイールを例示する側面図、および、底面図
【図４Ａ】本発明の実施形態による、複数の脚部を有する自己排出式エッジホイールを例示する側面図
【図４Ｂ】本発明の実施形態による、複数の脚部を有する自己排出式エッジホイールを例示する底面図
【図５Ａ】本発明の実施形態による、角度付きチャネルを備えた自己排出式エッジホイールを例示する底面図
【図５Ｂ】本発明の実施形態による、角度付きチャネルを備えた自己排出式エッジホイールを例示する側面図
【図６】本発明の別の実施形態による、自己排出式エッジホイール及び流体コンダクタを例示する側面図
【図７】本発明の実施形態による、ウェーハを処理する方法を例示するフローチャート
【図１Ａ】
2006032943.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
1. TITLE OF THE INVENTION
Self-Draining Edge Wheel System and Method
2. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Background
Field of the Invention 
[0001]  The present invention relates to semiconductor fabrication, and more specifically, to a self-draining edge wheel for use in semiconductor wafer processing systems. 
Description of the Related Art
[0002]  Semiconductor wafer fabrication operations are typically performed in a repetitive series of fabrication steps.  For example, a series of fabrication steps include implantation, material deposition, photolithography, etching, and planarization.  The series repeats until the semiconductor wafer is completely fabricated.  However, the repetitive series of fabrication steps can produce residue that can remain on a surface of the semiconductor wafer.  Residue includes particulates and other undesirable material that can contaminate the metallization lines and structures of the semiconductor wafer.  Exemplary particulates can include, among many others, silica, silicon dust, silicate particulates, slurry residue, and metal flakes.
[0003]  To remove the residue, current semiconductor wafer processing systems include cleaning systems to clean the semiconductor wafers.  Specifically, fluid is applied to the semiconductor wafer to wet any residue.  Then, the fluid can be removed.  However, any structure supporting the wafer at the edge may accumulate the fluid.  The accumulated fluid may cause a body of fluid to form at the edge and the structure.  Then, the accumulated fluid may recontaminate the semiconductor wafer by possibly reintroducing the particulates that were cleaned.
[0004]  Another possible problem may result from the accumulated fluid rewetting a dried semiconductor wafer.  Specifically, after the semiconductor wafer has been dried, any accumulated fluid on the structure supporting the semiconductor wafer can reapply fluid to the dried semiconductor wafer.  Thus, another operation may be required to completely dry the semiconductor wafer.
[0005]  In view of the foregoing, what is needed is a system and method for preventing the transfer of accumulated fluid on a wafer support structure to semiconductor wafers during a cleaning operation.
Summary of the Invention
[0006]  Broadly speaking, the present invention is a system and method for preventing the transfer of accumulated fluid to semiconductor wafers during a cleaning operation.  Specifically, fluid can accumulate at a semiconductor wafer edge.  The fluid at the semiconductor wafer edge transfers to a structure, such as an edge wheel supporting the semiconductor wafer edge.  By configuring the edge wheel to drain the fluid and thereby prevent fluid accumulation, the fluid does not transfer to the semiconductor wafer being cleaned.  It can be appreciated that the present invention can be implemented in numerous ways, such as a process, an apparatus, a system, or a device.  Several inventive embodiments of the present invention are described below.
[0007]  In an embodiment of a method for processing a wafer, the method includes supporting a wafer with a plurality of edge wheels positioned peripherally around the wafer.  The plurality of edge wheels are capable of rotating so as to rotate the wafer.  The method also includes causing a fluid present on a surface of the wafer to move toward the plurality of edge wheels to reach an interface formed between an edge of the wafer and a surface of each of the plurality of edge wheels.  Further, the method includes channeling the fluid contacting the plurality of edge wheels away from the interface, such that the channeling of the fluid is configured to prevent formation of a meniscus of the fluid at the interface.
[0008]  In another embodiment of a method for processing a wafer, the method includes supporting a wafer with a plurality of edge wheels positioned peripherally around the wafer.  The plurality of edge wheels are capable of rotating so as to rotate the wafer.  The method also includes causing a fluid present on a surface of the wafer to move toward the plurality of edge wheels to reach an interface formed between an edge of the wafer and a surface of each of the plurality of edge wheels.  Further, the method includes channeling the fluid contacting the plurality of edge wheels away from the interface, such that the channeling of the fluid is configured to prevent formation of a meniscus of the fluid at the interface.  The method also includes suctioning the fluid from each of the plurality of edge wheels, such that the suctioning is configured to keep a bottom surface of each of the plurality of edge wheels substantially dry.
[0009]  In an embodiment of an edge wheel for processing a wafer, the edge wheel includes a top portion and a bottom portion forming a groove therebetween for receiving an edge of a wafer.  The bottom portion is configured to channel fluid away from the groove to prevent formation of a meniscus of fluid between the groove and the edge of the wafer.
[00010]  An embodiment of a system for processing a wafer includes a plurality of edge wheels for supporting a wafer, such that each of the plurality of edge wheels has a top portion and a bottom portion forming a groove therebetween for receiving an edge of a wafer.  The bottom portion is configured to channel fluid away from the groove to prevent formation of a meniscus of fluid between the groove and the edge of the wafer.  The system also includes an edge wheel dryer disposed proximate to the plurality of edge wheels, the edge wheel dryer having a plurality of vacuum channels configured to suction fluid away from the bottom portion of each of the plurality of edge wheels.
[00011]  In an embodiment of a method for processing a wafer, the method includes supporting a wafer with a plurality of edge wheels positioned peripherally around the wafer.  The method also includes applying a volume of fluid on a surface of the wafer, such that the volume of fluid is sufficient to cause the fluid to move toward the plurality of edge wheels to reach an interface formed between an edge of the wafer and a surface of each of the plurality of edge wheels.  Further, the method includes channeling the fluid contacting the plurality of edge wheels away from the interface, such that the channeling of the fluid is configured to prevent formation of a meniscus of the fluid at the interface.
[00012]  In an embodiment of a method for processing a wafer, the method includes supporting a wafer with a plurality of edge wheels positioned peripherally around the wafer.  The method also includes applying a volume of fluid on a surface of the wafer, such that the volume of fluid is sufficient to cause the fluid to move toward the plurality of edge wheels to reach an interface formed between an edge of the wafer and a surface of each of the plurality of edge wheels.  Further, the method includes channeling the fluid contacting the plurality of edge wheels away from the interface, such that the channeling of the fluid is configured to prevent formation of a meniscus of the fluid at the interface.  The method also includes suctioning the fluid from each of the plurality of edge wheels, such that the suctioning is configured to keep a bottom surface of each of the plurality of edge wheels substantially dry.
[00013]  Other aspects of the invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, illustrating by way of example the principles of the invention.
[00014]  Embodiments of the invention may best be understood by reference to the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings.
Detailed Description
[00015]  The following descriptions describe embodiments of a system and method for processing a wafer to prevent the transfer of accumulated fluid to wafers during a cleaning operation.  Specifically, multiple self-draining edge wheels support the wafer during the cleaning operation.  Fluid on a surface of the wafer propagates to an edge of the wafer.  Upon reaching the edge of the wafer, the fluid can accumulate.  The accumulated fluid can contact the multiple self-draining edge wheels and cause the accumulated fluid to coat a surface of each of the multiple self-draining edge wheels.  Thereafter, the fluid coating drains away from the contact point with the edge of the wafer. 
[00016]  The drained fluid can then be suctioned away from the multiple self-draining edge wheels to maintain substantially dry self-draining edge wheels.  Otherwise, the drained fluid is removed from the surface of each of the multiple self-draining edge wheels through the self-draining properties of the multiple self-draining edge wheels.  It will be obvious, however, to one skilled in the art, that the present invention may be practiced without some or all of these specific details.  In other instances, well known process operations have not been described in detail in order not to unnecessarily obscure the present invention.
[00017]  Further, the embodiments described herein are exemplary.  It will be appreciated by those skilled in the art that upon reading the description and studying the drawings, various alterations, additions, permutations and equivalents thereof are possible.  It is therefore intended that all such alterations, additions, permutations, and equivalents fall within the true spirit and scope of the disclosed embodiments.
[00018]  Figure 1A is a side view diagram illustrating a cleaning system 100, in accordance with an embodiment of the invention.  As shown in Figure 1A, a wafer 110 is positioned for processing in a cleaning system 100.  In some embodiments, the wafer 110 can have a diameter of a 200mm or 300mm.  However, one of ordinary skill in the art will recognize that the size of the wafer 110 can vary.  In one embodiment, the cleaning system 100 is enclosed in a chamber, as illustrated in Figure 1A.  However, other embodiments do not use an enclosed cleaning system for performing cleaning operations on wafer 110.  Details regarding an example of a non-enclosed cleaning system will be further described with reference to Figure 3C.
[00019]  The cleaning system 100 includes a plurality of self-draining edge wheels (edge wheels) 120.  As illustrated, the edge wheels 120 support the wafer 110 via an interface.  Specifically, the interface is formed between a v-like groove of the edge wheels 120 and the wafer 110.  The groove positions the wafer 120 to permit rotation of the wafer 110 and the edge wheel 120.  However, other interfaces with different shapes can couple the wafer 110 and the edge wheel 120, as long as the other interfaces form when supporting the wafer 110.
[00020]  The edge wheels 120 are capable of rotating, thus permitting the rotation of the wafer 110.  As the wafer 110 rotates, any fluid on a bottom surface or a top surface of the wafer 110 propagates to an edge of the wafer 110.  The edge of the wafer 110 is in contact with each of the edge wheels 120 at the interface.  Accordingly, the propagated fluid accumulates on the edge of the wafer 110 and the interface.  Specifically, accumulated fluid at a bottom surface 130 and a top surface 135 may form.  Each accumulation of fluid may form a meniscus that can contaminate each wafer 110 introduced to the cleaning system 100.  However, fluid channeling from the interface prevents formation of the meniscus.
[00021]  In another embodiment of the present invention, fluid can be applied to the wafer 110 while the wafer is stationary, i.e. not rotating.  Here, the volume of fluid applied to the surface of the wafer 110 should be sufficient such that the fluid propagates to the edge of the wafer and the interface.  The fluid reaching the interface is channeled away according to the embodiments of the present invention described herein.
[00022]  Fluid channeling occurs because the edge wheels 120 of the present invention are configured to drain fluid from the interface.  For example, in an embodiment of an edge wheel 120 having a bottom portion and a top portion, the bottom portion can be configured to drain fluid away from the interface.  In another exemplary embodiment, one or more edge wheel dryers 140 can suction the fluid away from the bottom portion of the edge wheels 120 by using one or more vacuum channels.  However, it should be appreciated that the edge wheel dryer 140 may or may not be used to suction fluid from the edge wheel 120.  In at least one embodiment of the present invention, the edge wheel 120 is configured to drain fluid without suctioning from an edge wheel dryer 140.
[00023]  Figure 1B is a top view diagram illustrating the cleaning system 100, in accordance with another embodiment of the invention.  The cleaning system 110 can include three edge wheels 120 to support the wafer 110.  As the wafer 110 rotates in a direction 180, each of the edge wheels 120 rotate in a direction 190.  Further, each edge wheel 120 is illustrated coupled to an edge wheel dryer 140.  However, one of ordinary skill will recognize that the inclusion of any edge wheel dryer 140 in Figure 1B is purely exemplary because an edge wheel dryer 140 may or may not be used with an edge wheel 120.  Further, although illustrated with three edge wheels dryers 140, other embodiments may include one edge wheel dryer 140 suctioning fluid from all three edge wheels 120.  Thus, any configuration of edge wheel dryers 140 and edge wheels 120 is possible, as long as any edge wheel dryer 140 used with at least one edge wheel 120 suctions fluid from at least one edge wheel 120.
[00024]  At least one edge wheel 120 is coupled to a robotic arm 125.  The robotic arm 125 can move the edge wheel 120 and if necessary, any coupled edge wheel dryer 140 away from the wafer 110.  By moving the edge wheel 120, the wafer 110 may be moved from or be placed in contact with the grooves of the edge wheels 120.  After positioning the wafer 110 in the grooves, the robotic arm 125 moves the edge wheel 120 back to the wafer 110 to secure the wafer 110.  However, the edge wheel 120 can be coupled to any other type of mechanical appendage, such as the robotic arm 125, as long as the mechanical appendage can move the edge wheel 120.  Further, it should be appreciated that any method of securing the wafer 110 to the interfaces of the edge wheels 120 is possible, as long as the wafer 110 can be secured while permitting rotation.
[00025]  Figure 1C is a top view diagram illustrating a cleaning system, in accordance with yet another embodiment of the invention.  In an exemplary embodiment of the present invention of performing cleaning operations, a proximity cleaning system 150 can be used to clean and dry the wafer 110.  The proximity cleaning system 150 may include an arm 160 that moves the proximity cleaning system 150 in a cleaning and drying pattern.  An exemplary proximity cleaning system 150 is disclosed in United States Patent Application No. 10/261,839, entitled, "Method and Apparatus for Drying Semiconductor Wafer Surfaces Using a Plurality of Inlets and Outlets Held in Close Proximity to the Wafer Surfaces," and filed on September 30, 2002.  One of ordinary skill in the art will appreciate that any suitable configuration of the proximity cleaning system 150 is possible, as long as the proximity cleaning system 150 applies fluid to the wafer 110 that is drained according to the method of the present invention.
[00026]  The cleaning system of Figure 1C illustrates four edge wheels 120 coupled to four edge wheel dryers 140.  As illustrated, the robotic arm 125 can move away in a direction 127 to permit the positioning of the wafer 110.  Further, another robotic arm 125' coupled to the edge wheel dryer 140 can move in a direction 147.  Thus, other embodiments can include any number of robotic arms to move any edge wheel 120 or edge wheel dryer 140.
[00027]  Figure 2A is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel with an internal chamber 230, in accordance with an embodiment of the invention.  The edge wheel 120 supports the wafer 110 at an interface.  When the wafer 110 is positioned in the groove, fluid at the interface is channeled into edge wheel openings 205.  The edge wheel openings 205 channel the fluid from the interface into the internal chamber 230.  Thus, as the edge wheel 120 rotates, the edge wheel openings 205 prevent fluid from accumulating at the interface by permitting the fluid to drain into the internal chamber 230.  Consequently, no fluid transfer occurs from the interface to subsequent wafers 110 positioned for cleaning.
[00028]  If an edge wheel dryer 140 is used to suction fluid from the internal chamber 230, then an exemplary edge wheel dryer 140 can include a plurality of vacuum channels.  For example, an upper vacuum channel 270 can suction fluid away from the groove.  Further, a lower vacuum channel 260 can suction fluid from the internal chamber 230.  Specifically, a vacuum port 240 can be inserted into a drain 220 of the edge wheel dryer 120.  The drain 220 forms a circular channel in the bottom portion of the edge wheel 120 in which the vacuum port 240 is inserted.  The vacuum port 240 is sufficiently fitted to the drain 220 to prevent fluid from escaping the suctioning of the fluid into the lower vacuum channel 260.  By preventing the fluid from escaping the suction applied from the lower vacuum channel 260, the bottom surface of the edge wheel 120 is kept substantially dry.  It should be appreciated that any number of vacuum channels are possible.  For example, the upper vacuum channel 270 may be excluded from the edge wheel dryer 140.  It should further be appreciated that if there is more than one vacuum channel in an edge wheel dryer 140, any combination of functioning vacuum channels can be employed.  For example, the lower vacuum channel 260 can suction fluid while the upper vacuum channel 270 remains inoperative.
[00029]  Figure 2B is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel with an internal chamber, in accordance with an embodiment of the invention.  The edge wheel openings 205 can have any shape or size.  Although illustrated as circular openings on the edge wheel 120, the edge wheel openings 205 can have any suitable shape.  The edge wheel openings 205 can also have varying sizes, as long as the sizes of the edge wheel openings 205 permit the fluid to drain into the internal chamber 230.  The internal chamber 230 includes a drain to remove fluid from the edge wheel 120.  Thus, without using the edge wheel dryer 140, fluid channeled to the internal chamber 230 can be removed.
[00030]  In addition, there can be any number of edge wheel openings 205 having varying spaces between each edge wheel opening 205.  In yet another embodiment, the edge wheel openings 205 can be positioned in multiple rows.  For example, there can be two or more rows of each edge wheel openings 205 to permit fluid channeling from the interface formed by the groove and the wafer 110.
[00031]  Figure 3A is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel with cut out regions 310, in accordance with an embodiment of the invention.  Similar to previous embodiments, the edge wheel dryer 140 may or not be used with the edge wheel 120.  Here, the edge wheel 120 is composed of a top portion 320 and a bottom portion 330.  The top portion 320 and the bottom portion 330 can be manufactured from a single block of material or can be manufactured from two separate blocks of material.  If manufactured from two separate blocks, then the top portion 320 and the bottom portion 330 can be coupled together to form the interface that supports the wafer 110.  The material can be polyurethane or other similar material.  However, any suitable material may be used, as long as the material is a sufficiently rigid material that can support the wafer 110.  Further, the material should not generate particles that may contaminate the wafer 110 during the cleaning operation.
[00032]  In selecting a material for the edge wheel 120, the ability of the material to attract or repel fluid can be considered.  The property of a material's ability to attract or repel fluid is the philicity or phobicity of the material, respectively.  For example, the fluid, which can include water, deionized water (DIW), a chemistry, a combination of the chemistry and DIW, and a combination of the chemistry and water may be attracted to or repelled from a particular material.  It should be appreciated that any suitable fluid and suitable material used in wafer processing systems is possible, as long as the fluid is drained according to the method of the present invention.  Thus, when selecting the material, the property of whether the material attracts or repels a particular fluid can be considered during the selection.
[00033]  The bottom portion 330 of the edge wheel 120 does not have an internal chamber 230, but instead has multiple cut out regions 310.  The cut out regions 310 enable fluid to drain towards the bottom surface of the edge wheel 120, thereby preventing the accumulation of fluid at the interface.  Specifically, Figure 3B is a bottom view diagram illustrating a self-draining edge wheel with cut out regions, in accordance with an embodiment of the invention.  The cut out regions 310 channel fluid from the interface to the bottom surface of the edge wheel 120 during the rotation of the edge wheel.  During rotation, the edge wheel dryer 140 can suction the fluid draining towards the bottom surface of the edge wheel 120.  In particular, by positioning a lower vacuum channel opening 340 to encompass the fluid draining from the interface, the fluid can be suctioned away from the bottom surface of the edge wheel 120.
[00034]  Figure 4A is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel having a plurality of legs, in accordance with an embodiment of the invention.  The edge wheel 120 of another embodiment includes a top portion 420 coupled to multiple legs 410.  The legs 410 can be manufactured independently of the top portion 420 and can be attached to the top portion 420 via various means.  For example, the legs 410 can be screwed into a bottom surface of the top portion 420.  The legs 410 are separated by spaces for fluid channeling.  As the edge wheel 120 rotates, fluid at the interface drains via the spaces to the bottom surface of the edge wheel 120.  Any fluid channeled away from the interface is spun off the bottom surface of the edge wheel 120, thus maintaining a substantially dry bottom surface of the edge wheel 120.
[00035]  However, if the edge wheel dryer 140 is positioned proximately adjacent to the edge wheel 120, then the edge wheel dryer 140 can suction fluid from the edge wheel 120.  For example, the lower vacuum channel 260 can be positioned to suction fluid from the bottom surface of the edge wheel 120 by positioning the lower vacuum channel 260 to encompass fluid spun off the edge wheel 120.  Although illustrated with one lower vacuum channel opening 430, the lower vacuum channel 260 can include another lower vacuum channel opening (not shown).  Thus, multiple lower vacuum channel openings can suction fluid from various locations of the bottom surface of the edge wheel 120.
[00036]  Figure 4B is a bottom view diagram illustrating a self-draining edge wheel having a plurality of coupled legs, in accordance with an embodiment of the invention.  In another embodiment of the edge wheel dryer 140 (not shown), the lower vacuum channel 260 can extend along the diameter of the bottom surface of the edge wheel 120.  Along the length of the lower vacuum channel 260, multiple lower vacuum channel openings suction fluid.  Alternatively, one sufficiently large lower vacuum channel opening having sufficient suctioning capability can suction fluid from the bottom surface of the edge wheel 120.  Thus, the embodiment of the edge wheel 120 of Figure 4B can have a substantially dry bottom surface.
[00037]  Figure 5A is a bottom view diagram illustrating a self-draining edge wheel with angled channels 520, in accordance with an embodiment of the invention.  The edge wheel 120 includes a bottom portion configuration having multiple projections 510 and angled channels 520.  Specifically, the projections 510 and the top portion can be manufactured from one material or from various materials.  For example, the bottom portion can be coupled to the top portion to form the interface.  The angled channels 520 enhance fluid channeling from the interface.  Figure 5B is a side view diagram illustrating the self-draining edge wheel with angled channels 520, in accordance with an embodiment of the invention.  Specifically, as fluid contacts the interface, the angled channels 520 enhance fluid flow away from the interface by providing a single point from which the fluid drains.  Thus, the angled channels 520 prevent the formation of the meniscus of the fluid at the interface.
[00038]  The embodiment illustrated in Figure 5B may or may not include an edge wheel dryer 140.  If using an edge wheel dryer 140 to suction fluid from the bottom surface of the edge wheel 120, then one of ordinary skill in the art will recognize that the edge wheel dryer 140 can have configurations similar to the previously described embodiments.
[00039]  Figure 6 is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel and a fluid conductor 610, in accordance with another embodiment of the invention.  The fluid conductor 610 is coupled to the bottom portion of the edge wheel 120 at a center location (not shown).  By providing a space beneath the bottom surface of the edge wheel 120, fluid channeled from the interface can flow along the edges 620 of the fluid conductor 610.  Specifically, the fluid conductor 610 guides fluid draining from the edge wheel 120 away from the bottom surface of the edge wheel 120.  Further, if the edge wheel dryer 140 is positioned to suction fluid flowing along the edges 620 using the lower vacuum channel 260, then the fluid conductor 610 guides any fluid not suctioned by the lower vacuum channel 260 away from the bottom surface of the edge wheel 120.  Thus, the bottom surface of the edge wheel 120 is kept substantially dry.
[00040]  Figure 7 is a flowchart diagram illustrating a method for processing a wafer, in accordance with an embodiment of the invention.  The method begins in operation 710 when a mechanism such as a robotic arm positions a wafer to be supported by wheels.  Specifically, the wafer is positioned to perform a cleaning operation that cleans a surface the wafer.  Positioning the wafer includes a manipulation of the wheel to enable an edge of the wafer to contact a groove of the wheel.  Thus, an interface forms at the contact point.  In exemplary embodiments, one or both surfaces of the wafer can be cleaned.  For example, fluid can be applied to a top surface and a bottom surface of the wafer.  Examples of methods to apply fluid include using a proximity cleaning system, spraying mechanisms, and immersion techniques.  In other exemplary embodiments, the wafer does not require the application of fluid because the fluid is present on the surface of the wafer when positioned for cleaning.  Then, in operation 720, the method includes operations to rotate the wafer.  Specifically, as the wafer rotates, the wheels supporting the wafer rotate.  During rotation of the wafer, any fluid on a surface of the wafer propagates to the edge of the wafer.
[00041]  In another embodiment of the present invention, the wafer remains stationary, i.e. not rotating.  Further, the wheels may remain stationary.  Thus, fluid applied to the surface of the stationary wafer propagates to the edge of the wafer because the volume of the applied fluid sufficiently covers the surface area of the wafer.  It should be appreciated that in another embodiment, the wheels may rotate to permit movement of the wafer.  However, rotation is not required to propagate fluid to the edge of the wafer.
[00042]  Next, in operation 730, the method includes operations to channel fluid from an interface.  Specifically, the fluid propagated to the edge of the wafer does not accumulate to form a body of fluid having a meniscus.  To prevent fluid accumulation, the fluid is channeled away from the interface.  Fluid channeling occurs through a combination of a structure of a bottom portion of the wheels and the material composition of the wheels.  For example, the structure of the bottom portion can include an internal chamber having openings for draining fluid, cut out regions, a plurality of coupled legs, and angled channels.  The structure also includes any of the structures of the embodiments previously described.  Further, the material composition of the wheels can consider the phobicity, philicity, and hardness of the material.
[00043]  Thereafter, in operation 740, the method includes positioning an edge wheel proximately adjacent to the wheels to apply suction to remove fluid from the wheels.  It should be appreciated that embodiments of the present invention may or may not apply an edge wheel dryer.  Further, the edge wheel dryer can be configured according to the previous embodiments previously described.  When using the edge wheel dryer, a vacuum positioned near the bottom portion of the wheels can suction fluid channeled from the interface.  Thus, the bottom surface of the wheels remains substantially dry.
[00044]  To those of ordinary skill in the art, the operations described herein, and illustrated by the drawings, are exemplary.  Further, the operations can be performed in any order to permit the draining of fluid from the wheels. Thus, the order of the operations is not limited to any particular sequence.
[00045]  Although the foregoing invention has been described in some detail for purposes of clarity of understanding, it will be apparent that certain changes and modifications can be practiced within the scope of the appended claims.  Accordingly, the present embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive, and the invention is not to be limited to the details given herein, but may be modified within the scope and equivalents of the appended claims.
3. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figure 1A is a side view diagram illustrating a cleaning system, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 1B is a top view diagram illustrating a cleaning system, in accordance with another embodiment of the invention;
Figure 1C is a top view diagram illustrating a cleaning system, in accordance with yet another embodiment of the invention;
Figure 2A is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel with an internal chamber, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 2B is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel with an internal chamber, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 3A is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel with cut out regions, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 3B is a bottom view diagram illustrating a self-draining edge wheel with cut out regions, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 4A is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel having a plurality of legs, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 4B is a bottom view diagram illustrating a self-draining edge wheel having a plurality of legs, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 5A is a bottom view diagram illustrating a self-draining edge wheel with angled channels, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 5B is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel with angled channels, in accordance with an embodiment of the invention;
Figure 6 is a side view diagram illustrating a self-draining edge wheel and a fluid conductor, in accordance with another embodiment of the invention; and
Figure 7 is a flowchart diagram illustrating a method for processing a wafer, in accordance with an embodiment of the invention.
1.  A method for processing a wafer, comprising:
supporting a wafer with a plurality of edge wheels positioned peripherally around the wafer, the plurality of edge wheels being capable of rotating so as to rotate the wafer;
causing a fluid present on a surface of the wafer to move toward the plurality of edge wheels to reach an interface formed between an edge of the wafer and a surface of each of the plurality of edge wheels; and
channeling the fluid contacting the plurality of edge wheels away from the interface, the channeling of the fluid being configured to prevent formation of a meniscus of the fluid at the interface.
2.  The method of claim 1, wherein channeling of the fluid further includes guiding the fluid away from a bottom surface of each of the plurality of edge wheels with a fluid conductor.
3.  A method for processing a wafer, comprising:
supporting a wafer with a plurality of edge wheels positioned peripherally around the wafer, the plurality of edge wheels being capable of rotating so as to rotate the wafer;
causing a fluid present on a surface of the wafer to move toward the plurality of edge wheels to reach an interface formed between an edge of the wafer and a surface of each of the plurality of edge wheels;
channeling the fluid contacting the plurality of edge wheels away from the interface, the channeling of the fluid being configured to prevent formation of a meniscus of the fluid at the interface; and
suctioning the fluid from each of the plurality of edge wheels, the suctioning being configured to keep a bottom surface of each of the plurality of edge wheels substantially dry.
4.  The method of claim 3, wherein channeling of the fluid further includes guiding the fluid away from the bottom surface of each of the plurality of edge wheels with a fluid conductor.
5.  An edge wheel for processing a wafer, comprising:
a top portion and a bottom portion forming a groove therebetween for receiving an edge of a wafer, the bottom portion being configured to channel fluid away from the groove to prevent formation of a meniscus of fluid between the groove and the edge of the wafer.
6.  The edge wheel of claim 5, wherein the bottom portion includes a plurality of openings configured to drain fluid to an internal chamber defined in the bottom portion.
7.  The edge wheel of claim 6, wherein the internal chamber further includes a drain.
8.  The edge wheel of claim 5, wherein the bottom portion includes a plurality of legs to channel fluid.
9.  The edge wheel of claim 5, wherein the bottom portion includes angled channels to channel fluid.
10.  The edge wheel of claim 5, wherein the bottom portion has cut out regions to channel fluid.
11.  The edge wheel of claim 5, wherein the bottom portion is coupled to a fluid conductor, the fluid conductor being configured to guide fluid away from a bottom surface of the bottom portion.
12.  The edge wheel of claim 5, wherein the top portion and the bottom portion are manufactured from a single block of material.
13.  The edge wheel of claim 5, wherein the top portion and the bottom portion are manufactured from separate blocks of material.
14.  A system for processing a wafer, comprising:
a plurality of edge wheels for supporting a wafer, each of the plurality of edge wheels having a top portion and a bottom portion forming a groove therebetween for receiving an edge of a wafer, the bottom portion being configured to channel fluid away from the groove to prevent formation of a meniscus of fluid between the groove and the edge of the wafer; and
an edge wheel dryer disposed proximate to the plurality of edge wheels, the edge wheel dryer having a plurality of vacuum channels configured to suction fluid away from the bottom portion of each of the plurality of edge wheels.
15.  The system of claim 14, wherein the bottom portion includes a plurality of openings configured to drain fluid to an internal chamber defined in the bottom portion.
16.  The system of claim 15, wherein the internal chamber further includes a drain.
17.  The system of claim 14, wherein the bottom portion of the edge wheel includes a plurality of legs to channel fluid.
18.  The system of claim 14, wherein the bottom portion of the edge wheel includes angled channels to channel fluid.
19.  The system of claim 14, wherein the bottom portion has cut out regions to channel fluid.
20.  The system of claim 14, wherein the bottom portion of the edge wheel is coupled to a fluid conductor, the fluid conductor being configured to guide fluid away from a bottom surface of the bottom portion.
21.  A method for processing a wafer, comprising:
supporting a wafer with a plurality of edge wheels positioned peripherally around the wafer;
applying a volume of fluid on a surface of the wafer, the volume of fluid being sufficient to cause the fluid to move toward the plurality of edge wheels to reach an interface formed between an edge of the wafer and a surface of each of the plurality of edge wheels; and
channeling the fluid contacting the plurality of edge wheels away from the interface, the channeling of the fluid being configured to prevent formation of a meniscus of the fluid at the interface.
22.  A method for processing a wafer, comprising:
supporting a wafer with a plurality of edge wheels positioned peripherally around the wafer;
applying a volume of fluid on a surface of the wafer, the volume of fluid being sufficient to cause the fluid to move toward the plurality of edge wheels to reach an interface formed between an edge of the wafer and a surface of each of the plurality of edge wheels;
channeling the fluid contacting the plurality of edge wheels away from the interface, the channeling of the fluid being configured to prevent formation of a meniscus of the fluid at the interface; and
suctioning the fluid from each of the plurality of edge wheels, the suctioning being configured to keep a bottom surface of each of the plurality of edge wheels substantially dry.
1. ABSTRACT
Provided is a system and method to prevent the transfer of accumulated fluid to wafers during cleaning operations.  Specifically, when a wafer is secured by a plurality of self-draining edge wheels, any fluid contacting the self-draining edge wheels is channeled away from the wafer towards a bottom surface of each of the self-draining edge wheels.  The channeling occurs by manufacturing the bottom portions of the self-draining edge wheels to have different configurations.  The different configurations enhance fluid channeling away from the wafer.  To further prevent fluid from wetting a bottom surface of the self-draining edge wheels, an edge wheel dryer can be positioned proximately adjacent to at least one self-draining edge wheel to suction fluid away from the bottom surface by using a vacuum channel of the edge wheel dryer.
2. REPRESENTATIVE DRAWING
Fig.2A
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