(57)【要約】  ウエハを主清浄ステーションへと搬送する複数の搬送ローラを備えた搬送装置と、ウエハを搬送する搬送ローラと清浄する清浄ローラとを備え、該清浄ローラ組に清浄用媒体を供給する供給源が設けられた主清浄ステーションと、ロボットがウエハを取り上げて乾燥ステーションへと搬送する取り出しステーションと、主清浄化ステーションと取り出しステーションとの間の水クッション搬送ラインと、主清浄ステーションと取り出しステーションとの間に位置する停止ステーションと、搬送装置の搬送ローラの速度および主清浄ステーションの搬送ローラ組の速度の速度比を予め設定し、停止ステーションにウエハが存在しなくなるまでは供給ステーションへの搬送を許さず、取り出しステーションにウエハが存在しない場合にのみ、ウエハを取り出しステーションへと解放する制御装置と、を備えることを特徴とするＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
2007507078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置であって、
清浄ラインの始点に位置する供給ステーションに、ウエハの搬送方向に対して横向きに配置されて駆動され、研磨済みのウエハを主清浄ステーションへと搬送する複数の搬送ローラを備えた搬送装置と、
内部を通過してウエハを搬送するための複数組の搬送ローラ、およびウエハを清浄するための複数組の清浄ローラを備え、該清浄ローラ組に清浄用媒体を供給する供給源が内部に設けられた主清浄ステーションと、
清浄ラインの終点に位置するとともに第１の検出器を備え、ロボットがウエハを取り上げて乾燥ステーションへと搬送する取り出しステーションと、
前記主清浄化ステーションと前記取り出しステーションとの間の水クッション搬送ラインと、
前記主清浄ステーションと前記取り出しステーションとの間に位置し、第２の検出器が組み合わされた停止ステーションと、
前記搬送装置の搬送ローラの速度および前記主清浄ステーションの搬送ローラ組の速度の速度比をあらかじめ設定し、前記停止ステーションにウエハが存在しなくなるまでは前記供給ステーションへの搬送を許さず、前記取り出しステーションにウエハが存在しない場合にのみ、ウエハを前記取り出しステーションへと解放する制御装置と、
を備えることを特徴とするＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２】
ウエハのＣＭＰ研磨および清浄のための装置であって、
ウエハが研磨盤上での研磨にさらされた後、第１のロボットによって清浄装置の出発位置に搬送され、
前記清浄装置が少なくとも１つの主清浄ステーションおよび乾燥ステーションを有するとともに、前記主清浄ステーションと前記乾燥ステーションとの間に停止ステーションを有し、
出発位置と前記乾燥ステーションとの間の搬送ラインがＶ字の通路であり、
前記主清浄ステーションがＶ字の通路の第１の区間に組み合わされ、前記乾燥ステーションが第２の区間に組み合わされたことを特徴とするＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項３】
矩形配置のクリーンルーム内に配置され、前記Ｖ字の通路の第２の区間が前記クリーンルームの一辺とほぼ平行に延びていることを特徴とする請求項２に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項４】
前記停止ステーションが、前記Ｖ字の通路の頂点領域に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項５】
前記搬送装置、主清浄ステーション、乾燥ステーション、および停止ステーション、ならびに取り出しステーションが、ウェハのための前記Ｖ字の搬送通路に沿って配置されたことを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項６】
研磨済みのウエハを縁にて受け取るため、高さが調節可能である保持用ピンが、前記供給ステーションの搬送ローラ間に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項７】
前記供給ステーションに、ウェハの存在を検出する第３の検出器が組み合わされたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項８】
前記搬送ローラに、受け取ったウエハを濡らすための噴霧装置が組み合わされたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項９】
前記主清浄ステーションに、搬送ローラの組と清浄ローラの組とを有する最終清浄ステーションまたは処理ステーションが続き、清浄ローラに清浄液および／または処理液を供給するための装置が組み合わされたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１０】
前記ローラの組が、横方向の導入および排出口、下部の収集トレイ、ならびに排気のための接続を備える密閉されたケーシング内に収容され、さらに空気を適切に導くための手段が前記ケーシング内に設けられたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１１】
前記主清浄ステーションの搬送ローラが、ウエハの厚さにかかわらずに所定の圧力でウエハに向かって押し付けられることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１２】
前記清浄および／または処理ローラの組が、前記搬送ローラの組の回転方向と反対の回転方向に駆動されることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１３】
前記清浄ローラの組に、ローラ組のローラに沿って移動する液滴分配器が組み合わされ、各ローラ部位の上方における滞留時間が等しくなるように液滴分配器の運動が選択されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１４】
前記液滴分配器の前に、混合器および流量コントローラが配置され、プロポーショニングポンプが、清浄液および／または処理液を所望の混合比に調節するため前記混合器へと続く配管に配置されたことを特徴とする請求項１３に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１５】
ウエハの長さより短い洗浄ロックが、前記主清浄ステーションと前記最終清浄または処理ステーションとの間に配置され、前記洗浄ロックの内部に、回転方向がウエハの搬送方向と反対であって、洗浄液の供給源が組み合わされた一対のローラが配置されたことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１６】
前記搬送装置の搬送ローラ、前記主清浄ステーションの搬送ローラ、及び前記洗浄ロックのローラが、プラスチックからなる固い芯をプラスチックからなる柔らかい液体吸収性の被覆物で覆ってなるものであることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１７】
前記主清浄ステーションの後ろにメガソニック清浄ステーションが続くことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１８】
ウエハが、前記メガソニック・ステーション内の縁にて静止した状態で保持されて、壁面にメガソニック・トランスデューサが配置されたトレイへと浸漬されることを特徴とする請求項１７に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項１９】
前記メガソニック・ステーションに、水クッション搬送ラインが組み合わされたことを特徴とする請求項１８に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２０】
複数の上部および下部メガソニック・トランスデューサが、搬送ラインに沿って配置されたことを特徴とする請求項１７に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２１】
清浄液の供給源が、前記各メガソニック・トランスデューサ間に設けられたことを特徴とする請求項１９に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２２】
前記各メガソニック・トランスデューサ間に、液体放出路が設けられたことを特徴とする請求項２０に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２３】
ウエハを縁にて取り上げる回転子と、回転しているウエハのまわりを半径方向に移動するメガソニック・ノズルユニットと、を備えることを特徴とする請求項１７に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２４】
前記水クッション搬送ラインが密閉された通路の中に配置され、該通路内で、方向性を有するノズルが、方向性のある流体の移動を生じさせることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２５】
前記水クッション搬送ラインに、搬送中のウエハに清浄液および／または化学品含有液を噴霧するための噴霧ノズルが組み合わされたことを特徴とする請求項２３に記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２６】
高さの調節が可能であるピンが、前記水クッション搬送ライン内に前記停止ステーションを定めることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２７】
前記取り出しステーションが、搬送ライン上に供給されたウエハを縁にて保持し、ロボットによって前記乾燥ステーションへと持ち上げる持ち上げユニットを備えたことを特徴とする請求項１乃至２５のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【請求項２８】
前記乾燥ステーションが洗浄および乾燥脱水機を具備し、該洗浄および乾燥脱水機が、回転子上に設けられウエハを回転子と一緒に回転させるための保持用ピンと、洗浄用の液体および／または気体または蒸気の供給源と、を備えることを特徴とする請求項１乃至２６のいずれかに記載のＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰプロセスを使用してウエハを清浄するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハが、例えば酸化物層、タングステン層、または他の金属層によって覆われたとき、所望の平面度をもたらすために処理が必要とされる。そのような平面度がもたらされない場合、リソグラフィの段階において、例えばおそらくは合焦不良や導体の経路における割れなどのかたちで、問題が生じるであろう。半導体業界における平坦化方法では、いわゆるＣＭＰプロセスが使用される。これは、流体（スラリー）による化学‐機械的処理であり、スラリーの化学反応成分の機能は、材料を研磨可能な状態に変化させることにある。このスラリーは、研磨用の媒体をコロイド状の研磨材粒子のかたちで含有している。特許文献１には、少なくとも１枚の研磨板と半導体ウエハを保持するキャリアとを有しており、キャリアをキャリアの軸を中心として回転させつつ回転している研磨板に向かって押し付けるＣＭＰプロセスのための装置が記載されている。キャリアによって、押し付けが均一である領域がもたらされる。
【０００３】
研磨処理の後、スラリー残留物および粒子がウエハ表面上に残されるであろう。スラリー残留物および粒子が乾燥してその場に貼り付くと、ウエハ上の回路が破壊される。したがって、研磨プロセスの後、さらなる処理を加えるべく送り出される前に、ウエハを清浄して乾燥させる必要がある。
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第ＤＥ１９７１９５０３Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ＣＭＰプロセスを用いたウエハ清浄装置であって、構造が簡潔であって効率が高く、清浄および搬送の際の穏やかな取り扱いが約束される装置を提供することにある。化学的処理を可能にすることも重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１および２の特徴によって達成される。
【０００７】
本発明の清浄装置は、研磨済みのウエハを取り上げて主清浄ステーションへと運搬する第１の搬送装置を備えた供給ステーションを有している。この目的のため搬送ローラが設けられ、搬送ローラ上をウエハが搬送される。主清浄ステーションも、複数のローラすなわちローラ組を有しており、或るローラ組が搬送のために機能し、他のローラ組が清浄のために機能する。この目的のため、清浄媒体が清浄ローラの組へと供給される。本発明の清浄装置の搬送ラインの終点には、取り出しステーションが設けられており、清浄されたが依然として濡れた状態にあるウエハを、ここから乾燥ステーションへと送ることができる。主清浄ステーションと取り出しステーションの間に停止ステーションが設けられ、取り出しステーションにまだウエハが存在するとき、ウエハを一時停止させておくことができる。さらに、停止ステーションに配置された存在検出器が、停止ステーションにウエハが存在する間は第１の搬送装置によってウエハが主清浄ステーションへと搬送されることがないよう、注意を払う。制御装置が、停止ステーションおよび取り出しステーションならびにおそらくは供給ステーションにおいて、検出器信号の処理を生じさせ、各ステーションにおいて機能を起動させる。さらに制御装置は、ウエハを穏やかに主清浄ステーションへと搬送するため、第１の搬送装置および主清浄ステーションにおける搬送速度が協調するように注意を払う。
【０００８】
請求項２によれば、主清浄ステーション、主清浄ステーションに先立つ出発位置、および乾燥ステーション、ならびに停止ステーションが、Ｖ字の構成である搬送用通路に沿って、主清浄ステーションと乾燥ステーションの間に配置され、主清浄ステーションがＶ字の通路の第１の区間に組み合わされ、乾燥ステーションが第２の区間に組み合わされている。さらにこの装置が、それぞれの機械設備によって前工程が実行されるクリーンルームの中に配置される場合、本発明の一態様に従って、Ｖ字の通路の第２の区間がクリーンルームの一辺とほぼ平行に延びるようにすると有用である。好ましくは、停止ステーションは、Ｖ字の通路の頂点の領域に配置される。
【０００９】
本発明の装置の供給ステーションには、ウエハを預け置くための静止設備が設けられ、例えばこの預け置き領域へと研磨済みのウエハを下ろすため、ロボットが使用される。本発明の一態様によれば、この設備が、ウエハを搬送ローラ上へと下ろすため高さが調節可能であって搬送ローラ間に配置されている保持用ピンによって定められる。搬送ローラは、同じ速度で駆動されると好ましい。それらの制御の設計は、それらの速度を主清浄ステーション内の搬送ローラの速度に関係させて調節するようなものである。
【００１０】
本発明の装置の主清浄ステーションには、複数組のローラが配置されており、それらローラ組のいくつかはウエハを搬送するために設けられ、その他の組はウエハを清浄するために設けられている。後者は、清浄効果の向上を達成するため、好ましくは搬送の方向と反対の回転方向に駆動される。主清浄ステーションにおいては、清浄ローラの回転の向きが搬送の方向と反対であっても、ウエハは効率的に搬送されるものと考えられる。ローラ組は、密閉されたケーシング内に配置することができ、ケーシングは、ウエハのために横方向の導入および排出口を有しており、ケーシング内の空気の意図された案内を可能にしている。清浄ローラへと供給される清浄液のため、ケーシングの下部に収集トレイが設けられている。加えて、ケーシングの下部を、空気を排気するために接続することができる。使用される液体は、恒久的な運転において１〜１３の間のｐＨ範囲の清浄溶液としての酸およびアルコールの使用を可能にするように選択される。ローラの駆動装置は、清浄のための搬送ローラを種々の速度で駆動できるように設計できる。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、ウエハの厚さおよび磨耗の影響に依存しない等しい接触圧を確保するため、ローラ組のローラをウエハに向かって所定の接触圧で押し付けることが有用である。この目的のため、上側および下側のローラを、空気圧または油圧調整によってお互いに向かって押し付けられる個々のフレームによって支持することができる。さらに、主清浄ステーションにおいて、ロックおよび洗浄の機能を確保するため、始点および終点に洗浄ラインを配置することも考えられる。
【００１２】
化学品の低消費を達成するため、化学品を液滴として清浄ローラに適用すると好都合である。清浄ローラの全長にわたる一様な適用のため、液滴分配器が設けられ、液滴分配器の運動は、各ローラ部位の上方における滞留時間が等しい長さになるように設計される。
【００１３】
液滴分配器への媒体の供給は、混合タンク、ポンプタンク、流量センサ、流量コントローラ、およびプロポーショニングポンプからなる適切な媒体の取り扱いによって一定に維持される。供給配管に流量コントローラを配置することによって、処理用の化学品について任意の混合および希釈比への調節が可能になる。
【００１４】
最終の清浄手順を、主清浄ステーションの後に続けることができ、さまざまなやり方で実行することができる。考えられる１つのやり方は、主清浄ステーションに使用されたものと同じ清浄ステーション、すなわち搬送ローラの組と清浄ローラの組とからなるローラ組の配置を使用することである。これらのローラ組を、主清浄ステーションに関連して説明したものと同じやり方で配置し、動作させることができる。このような第２の清浄ステーションを、さらに、良好に意図されたエッチング・プロセスを実行するために使用することができる。その場合、清浄液の代わりにエッチング用の化学品を、清浄および処理ローラへと適用することができる。
【００１５】
本発明によれば、主清浄ステーションおよび最終清浄ステーションにおいて使用される化学品が異なっている場合に、化学品が互いの接触に到ることがないよう、ステーション間に洗浄ロックを介装することができる。ロックは、好ましくはその長さがウエハの直径よりも小さい。これにより、洗浄ロックを通っての搬送を、主清浄および最終清浄ステーションの搬送ローラによってのみ行なわれるようにできる。洗浄ロックは、内部に一対の清浄ローラを配置して備えることができ、それらが、清浄効果を生み出すため、好ましくは搬送の方向に逆らって駆動される。さらに、最終清浄ステーションへと進入する前に、依然としてウエハ上に残る残留物を除去するため、すすぎ剤の適切な供給をウエハへと作用させてもよい。
【００１６】
第２のローラ式の清浄ステーションの代替または追加として、０．５μｍ未満の極めて小さい粒子を除くため、メガソニック・ステーションを設けてもよい。そのようにするために異なる３つのやり方が考えられる。単一室システムの場合には、ウエハを縁にて保持用ピンなどによって保持することができ、さらにウエハの上方および下方に配置されたトランスデューサによってウエハを清浄するため、結合用の液体中に浸漬することができる。清浄液以外に、ｐＨが２〜１１の範囲にある化学品を使用することができる。さらに、ウエハをステーションから取り出して搬送するため、清浄室を水クッション搬送システムに適合させることが可能である。
【００１７】
他に考えられるやり方では、メガソニック清浄システムが、搬送通路の上方および下方に複数のトランスデューサを配置することによって、ウエハの搬送の際に存在する。清浄液の流入開口を、トランスデューサ間に設けることができる。清浄液が、トランスデューサと被加工物との間に液体の橋を確保するためにも機能する。さらに、取り込んだ粒子を清浄液とともに排出するため、液体放出路がメガソニック場とメガソニック場の間に存在してもよい。
【００１８】
最後に、ウエハが縁にて把持されて回転子上に保持され、この回転子が清浄プロセスにおいて回転させられるメガソニック・ノズル・システムを使用することが可能である。ウエハが回転しているときに、メガソニック・ノズル・ユニットがウエハの表面を横切って半径方向に横断する。清浄液が、メガソニック・ノズルから供給される。これにより、トランスデューサと被加工物との間の超音波音響結合が自動的にもたらされる。
【００１９】
主清浄ステーション、およびおそらくは最終清浄ステーション、ならびにウエハが乾燥ステーションへと運び去られる取り出しステーションの間に、水クッションを使用することによって搬送通路を設けることが好ましい。水クッションによる搬送は、密閉された通路システム内で実行することができる。被加工物が、通路内で密閉された液体膜上を移動し、前方への搬送が、方向性を有する水の流れによって行なわれる。水クッションおよび噴霧ノズル・システムによる追加の表面洗浄プロセスによって、搬送の際にウエハの両面に対して永続的な洗浄プロセスを達成することができる。使用される洗浄液は、典型的には純水（ＤＩ  ｗａｔｅｒ）（脱イオン水）である。同様に、特定の用途においては、希釈した化学品を使用することができる。洗浄液の主たる排出口は通路の終点に位置するが、粒子および化学品の良好な排出を確保するため、さらなる放出路を途中に配置することができる。
【００２０】
搬送の際、一時留置の機能を提供するためウエハが停止させられる。この目的のため、被加工物識別システムが停止位置にウエハが存在するか否かを発見し、複数の保持用ピンを搬送通路へと上昇させることができる。ウエハが停止位置から解放されない限りは、主清浄ステーションへのさらなるウエハの供給を行なうことができない。同様に、取り出しステーションが空きになるまでの間、ウエハは停止位置から解放されない。
【００２１】
好ましくは、水クッションによる搬送が、さらに停止ステーションの背後の持ち上げユニットへと行なわれる。内部にあるとき、ウエハは例えば保持用ピンに向かって移動し、縁にてさらなる保持用ピンによって把持され、次いでそれら保持用ピンが連帯して、乾燥ステーションへの搬送のため例えばロボットによって摘み上げることができるようにウエハを持ち上げる。
【００２２】
乾燥ステーションは、好ましくは、ウエハを所定の速度で回転させる回転子を備えている洗浄および乾燥脱水機によって定められている。第１の段階において、洗浄用の媒体、気体、蒸気、または液体が、ウエハに向かって導かれる。第２の段階において、乾燥が、気体または不活性ガスと担持ガスとの混合物、例えば窒素または好ましくはイソプロパノールなどの短鎖アルコールである水溶性の表面張力低減物質の蒸気によって、実現される。
【００２３】
以下では、本発明を、図面に示した実施の形態を参照してさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１を参照すると、矩形配置のクリーンルーム１００が示されており、個々のユニットおよび装置がウエハを処理するために収容されている。それらは、図１においては、概略が模式的に示されている。符号１０２は、投入および取り出しステーションを指し示しており、ウエハを保持するカセット１０６のための３つの基台１０４を有している。投入および取り出しステーションについては、とくに言及すべきことはない。第１のロボット１０８が、カセット１０６からウエハを取り出すべく機能するが、その際、ロボットはまず、各ウエハをカセット識別装置１１０上に置き、あるいはカセット識別装置１１０内に保持する。
【００２５】
ロボット１０８は、乾燥したウエハを扱うように設計されている。ロボットは、カセットの収容室からウエハを取り出し、識別装置１１０へと運ぶ（１枚のウエハ１１２が、識別装置１１０内に示されている）。次いで、ロボット１０８は、ウエハ１１２を乗り換え点１１４へと運ぶが、乗り換え点１１４には、さらに膜厚メータ１１６が配置されている。
【００２６】
さらなるロボット１１８が、乗り換え点１１４から中間ステーション１２０までのウエハの搬送を助けるため、クリーンルーム１００のほぼ中央の点に配置されている。中間ステーション１２０は、預け置き領域１２２〜１２８を、回転支持台上に配置して有している。研磨板１３０および１３２が、支持台の両側にそれぞれ位置し、回転するよう駆動されている。各研磨板１３０は、２つの研磨ヘッド１３４、１３６および１３８、１４０をそれぞれ備えている。研磨ヘッドは、図１に示した位置と預け置き領域１２２〜１２８の上方の位置との間を、直線的に横断可能である。それらは垂直方向に位置決め可能に構成され、ウエハを研磨板１３０、１３２にてＣＭＰプロセスを使用して研磨することができるよう、ウエハを運搬し、研磨板１３０、１３２に押し付けて保持すべく機能する。
【００２７】
２つの処理および清浄ステーション１４２、１４４が、研磨板１３０と中間ステーション１２０との間に配置されている。同様の清浄ステーション１４６、１４８が、中間ステーション１２０と研磨板１３２との間に配置されている。処理および清浄ステーションは、図１の図面に示された位置と預け置き領域の方向を向いた位置との間で旋回可能である。したがって、ステーション１４２〜１４８は、空間的には預け置き領域１２２〜１２８の上方に位置しているが、その上方を研磨ヘッド１３４〜１４０が移動可能である。
【００２８】
各研磨板１３０、１３２には、それぞれドレッシング設備１５０および１５２が組み合わされている。
【００２９】
中間ステーション１２０と各ドレッシング装置１５０および１５２とを含む研磨装置の全体が、クリーンルーム１００内において別個の室内に配置されていることを、見て取ることができる。
【００３０】
清浄および乾燥装置が、クリーンルーム１００の別室に配置されている。この装置は、ウエハが供給ステーション１５８から進入する主清浄ステーション１５４および最終清浄ステーション１５６を備えている。ロボット１１８が、ウエハを供給ステーションに置き、供給ステーションからウエハが、好ましくは水路であるＶ字の搬送通路１６０によって、清浄設備を通って運ばれる。個々のステーションについては、後で詳しく言及する。清浄されたウエハは、１６４に配置されたロボットによって洗浄および乾燥脱水機１６２ａへと運ばれる前に、Ｖ字の通路の丸められた頂点の付近に位置する停止点１６２まで移動する。次いで、ロボット１０８が、洗浄済みウエハを、洗浄および乾燥脱水機１６２ａから準備状態に保たれているカセットへと戻す運搬の手助けをする。ロボット１０８が乾燥したウエハのみを把持して運搬する一方で、ロボット１１８が濡れたウエハのみを扱うことが、理解できるであろう。
【００３１】
Ｖ字の通路の各区間は、第２の区間がクリーンルーム１００の壁面とほぼ平行に延びる一方で、主清浄ステーション１５４および最終清浄ステーション１５６を含んでいる第１の区間が、クリーンルームの奥へと斜めに向かうようにされている。これは、空間を大きく節約する配置構成を得るために役に立つ。Ｖ字のさらなる利点は、１回生じる方向の変化が、ウエハの縁を極めてよく保護する点にある。
【００３２】
図２〜５には、ウエハを清浄するための装置の種々の実施の形態が概略的に示されている。これらを、以下で簡単に説明する。
【００３３】
図２〜５において、供給ステーション１５８は同一の設計のものである。供給ステーション１５８は、５つの搬送ローラ１０を有している。昇降装置１２が、研磨後のウエハ１１２を取り上げ、主清浄ステーション１５４へと運搬するためローラ１０上に下ろす。ウエハは、主清浄ステーションから、洗浄ロック１４を通って最終清浄ステーション１５６へと移動し、それからメガソニック・ステーション１６へと移動する（図２）。図３においては、ウエハが、最終清浄ステーション１５６から停止ステーション１８まで移動し、続いてロボット１６４によって乾燥ステーション１６２ａへと取り出されるべく、取り出しステーション２０へと移動する。水クッション搬送ライン２２が、最終清浄ステーション１５６またはメガソニック・ステーション１６と取り出しステーション２０との間に設けられている。図４および５においては、最終清浄ステーション１５６が存在しておらず、代わりに図４においては、メガソニック・ステーション１６が設けられている。図５では、主清浄ステーション１５４のみが設けられている。
【００３４】
乾燥ステーション１６２ａを除き、以上述べた構成要素は、細長いケーシング２４の内側に配置され、いくつかの領域において、ケーシング２４の天井に噴霧ノズル２６が取り付けられている。いずれの場合にも、すべての搬送および保持ラインに位置するとき、ウエハは濡れた状態である。以下では、図２〜５に模式的に示した装置の構成要素の構造および機能について言及する。
【００３５】
供給ステーション１５８が、図６にさらに詳しく示されている。柔軟であって吸収性のあるプラスチック材料を固いローラ芯へと塗布してなる複数のローラ１０が、詳しくは説明しない駆動機構によって、所定の速度で一緒に駆動される。駆動機構は、図示されていない制御ユニットによって制御される。ローラの取り付け方法についても、やはり説明は省略する。３つの保持用ピンが、ウエハ１１２を縁にて把持して保持するように設計され、ローラ１０の間を延びている。保持用ピン２８は、昇降装置３２によって高さを調節できる基台３０に取り付けられている。したがって、保持用ピン２８を下降させることによって、ウエハ１１２をローラ１０上に下ろすことができる。ローラは、ウエハを矢印３４の方向へと運ぶべく駆動される。
【００３６】
好ましくは純水である液体が、ノズル２６からこの組立体へと噴霧され、残留物の保持用ピン２８への乾燥付着を防止する。検出器３６が、供給ステーション１５８にウエハが存在するか否かを発見する。検出器３６は、図示されていない制御ユニットへと接続されている。
【００３７】
図２〜５および７から明らかなように、主清浄ステーション１５４は７組のローラを有しており、各組は、上側ローラおよび下側ローラを有している。図２〜５から理解できるように、１番目、３番目、５番目、および７番目のローラ組は、ウエハがそれらの間を導かれて搬送方向へと運搬されるよう、１つの回転方向に駆動されている。まとめて３８で指し示されているローラの残りの組は、反対向きに駆動されている。ローラ１０と同様、これらのローラも液体吸収性の柔らかいプラスチック材料で作られている。
【００３８】
図７において、上側および下側のローラが、それぞれ別個のフレーム４０、４２によって支持されていることが見て取れる。フレーム４０は上部パネル４４を備え、この上部パネル４４が、柔らかい弾性部材４６によって静止パネル４８から吊り下げられている。送りシリンダ５０が、パネル４８とパネル４４との間に作用し、フレーム４０を受け入れされたウエハ１１２に向かって所定の接触圧で押し付ける。この接触圧は、ここでは、ウエハ１１２の厚さに依存しない。ローラ組の下方には、ローラへと落とされた液体のための収集トレイ５２が存在している。この点については、以下で説明する。さらに、以上の構成要素が収容されているケーシング５６の下端に、排気ダクト５４が位置している。このケーシングは、事実上密閉されており、ウエハのために横方向の導入口５８および横方向の排出口６０を有している。複数のローラ組が搬送ローラとしてウエハの搬送をもたらす一方で、残りのローラ組が清浄ローラとして最適な清浄効果をもたらすべく搬送の方向と反対向きに回転するよう、図示されていない電動モータおよびギアボックスが、ローラ組３８のローラを異なる向きにさまざまな速度で回転させることができるように設計されている。搬送ローラおよび清浄ローラは、同じ速度で駆動されてもよく、異なる速度で駆動されてもよい。
【００３９】
清浄ローラにはそれぞれ、図８の透視図に示す媒体分散器が組み合わされている。媒体分散器は、全体が６２で指し示されており、媒体供給源へと接続されたノズル６４を有している。ノズル６４は、ハート型のカム６８によって駆動される振り子６６に接続されている。ハート型のカム６８は、図示されていない駆動装置によって回転させられる。このようなやり方で、ローラの上方で長手方向について、ノズル６４の運動が一様になる。ローラの各部の上方におけるノズル６４の滞留時間が、同じ長さになる。これは、化学品および清浄用媒体の消費を少なくするうえで役に立つ。
【００４０】
図１０は、種々の化学品および媒体の供給を、同時かつ所望の混合比で行なうことができるやり方を概略的に示している。図１０は、３つの媒体の供給源を、それぞれ７０で示している。これらが、体積流量計７２および制御バルブ７４を介して静止型の混合器７６へと接続され、次いでここから、例えばプロポーショニングポンプによって例えばノズル６４へと供給が行なわれる。流量計７２はコントローラでもあり、所望の所定の量の媒体が、媒体供給源７０から混合器７６へと到達する。
【００４１】
主清浄ステーション１５４と最終清浄ステーション１５６は、構造および動作が同じであるため、後者についてここで詳しく説明することはしない。図９は、清浄ステーション１５４、１５６間の領域をさらに詳しく示しており、ステーション間に洗浄ロック１４が設けられている。洗浄ロック１４は、一対のローラ８０を有しており、この一対のローラが、図９においては右から左であるウエハ１１２の搬送方向に逆らって動くよう、適切な駆動機構によって駆動される。結果として、主清浄ステーション１５４の清浄ローラ組３８と同様の清浄効果がもたらされる。ローラ対８０のローラも、やはり柔軟であって液体吸収性を有するプラスチック材料で作られている。まず、ウエハ１１２の上下のノズル８２が、ウエハを洗浄して清浄または処理後のウエハ１１２上に依然として残る材料を取り除くべく機能する。次いで、ローラ８０がウエハを最終的に清掃する。これにより、主清浄ステーション１５４において使用された媒体が清浄ステーション１５６へと運ばれることがないようにできる。洗浄ロック１４の長さはウエハ１１２の長さより短い。結果として、ウエハ１１２は、主清浄ステーションおよび最終清浄ステーションの搬送ローラのみによって、洗浄ロック１４を通って搬送される。さらに洗浄ロックは、底部トレイ（詳しくは示されていない）および放出路の接続８４を備えている。
【００４２】
図２および４から見て取れるように、最終清浄ステーションに加え、あるいは最終清浄ステーションの代わりとして、メガソニック・ステーション１６を使用することができる。メガソニック・ステーション１６においては、ウエハが極めて小さい粒子（例えば、０．５μｍ未満）について清浄される。
【００４３】
メガソニック・ステーション１６において使用される清浄用の液体は、純水であってよく、あるいは清浄用溶液であってよい。メガソニック・ステーション１６の専用室の構成が、図１１に示されている。導入されてくる（図１の左方から）ウエハ１１２を停止させ、次いで縁の少なくとも３つの位置にてウエハを保持する保持用ピン８６が備えられている。搬送は、図２の最終清浄ステーション１５６の搬送ローラによって行なわれ、図４の実施の形態においては、主清浄ステーション１５４の搬送ローラによって行なわれる。メガソニック・ステーション１６は、排出口を備えるチューブ９０を内部に配置して有し、ウエハ１１２が、昇降可能な保持用ピン８６から解放されても方向性を有する液体の膜によって左方へとそのまま搬送され続けるよう、排出口の方向が斜め左に向かって延びている。さらに図１１には、ウエハ１１２の超音波処理のための結合液を収容して、昇降装置９４によって上昇可能なトレイ９２が示されている。液体で満たされたとき、ウエハ１１２は、液体で満たされた領域において水平位置にあり、液体の水位はウエハ１１２の下方および上方とほぼ同じである。上部および下部のメガソニック・トランスデューサ（詳しくは示されていない）を、静止しているトレイの壁面に取り付けて備えることができる。
【００４４】
メガソニック・ステーション１６は、搬送に関して一時的な留置の機能も有しており、ウエハ１１２の存在を検出するための検出器９６を有しているが、このようなメガソニック・ステーション１６においてウエハ１１２を静止させて清浄する代わりに、ウエハを搬送しつつ清浄を実行することができるが、それに関連する装置はここでは示されていない。この通過の原理を使用するメガソニック・ステーションは、ウエハの搬送方向に対して直交する向きの上部および下部メガソニック・トランスデューサを特徴としており、清浄液のための導入口をトランスデューサ間に配置して備えている。清浄液は、トランスデューサとウエハとの間の液体の橋として機能する。流れによってウエハの搬送を支持することも意図されているため、ステーションにおける液体の流れは、導入口から排出口へと案内されている。取り込んだ粒子を清浄液とともに排出するため、メガソニック場とメガソニック場との間に液体の放水路が存在してもよい。
【００４５】
最後に、メガソニック・ノズル・システムを設けることができる。被加工物が、縁によってこのステーションの回転子に保持される。ウエハを回転させつつ、上方をメガソニック・ノズル・ユニットにて半径方向に横切ることで、被加工物の表面全体が処理可能になる。メガソニック・ノズルによって清浄液が供給され、トランスデューサと被加工物との間の超音波音響結合が自動的にもたらされる。
【００４６】
ウエハの最終清浄の際、およびその後において、ウエハの搬送は、通路ケーシング２４内の水クッションによって行なわれる。ウエハの前方移動は、方向性を有する水の流入によってのみ実行される。ここで使用されるノズルは、例えば方向性を有する流入通路によって実現される。水クッションおよび追加の洗浄手順によって、搬送の際にウエハの両面を永続的に洗浄することができる。一般に使用される洗浄液は、純水である。特定の用途においては、希釈した化学品を使用することができる。洗浄液の主たる排出口は、好ましくは通路２４の終点に位置する。しかしながら、粒子および化学品の良好な排出を保証するため、途中に放出路（図示されていない）を配置することができる。
【００４７】
図３、４、および５においては、水クッション搬送ライン２２内に停止ステーション１８が設けられている。停止ステーション１８は、すでに清浄されたウエハを停止させる。この結果、一時留置の機能が実現される。例えば、停止ステーションは、保持用ピンによって実現することができ、詳しくは描かれていない昇降装置によって、ウエハの搬送経路へと動かされる。停止ステーション１８の領域には、図示されていないが検出器が設けられ、その位置にウエハが存在するか否かを確認する。停止ステーション１８がウエハによって占められていない場合にのみ、供給ステーション１５８からのウエハ１１２の搬送が許される。すでに述べたとおり、これらの手順は、図示されていない制御ユニットによって制御される。図２の装置においては、メガソニック・ユニット１６が、一時留置の機能を果たすため、別個の停止ステーションは不要である。
【００４８】
停止ステーション１８を出たのち、ウエハは、取り出しステーション２０の保持用ピンによって停められ、ここで保持用ピンは、ウエハ１１２を取り出し待ちの状態に保つため昇降装置９８によって上昇させることができる。ウエハは、ウエハを持ち上げて乾燥ステーション１６２ａへと運ぶことができるロボット１６４によって取り去られる。やはり取り出しステーション２０にも、ウエハ１１２のための検出器が組み合わされている。停止ステーション１８は、取り出しステーション２０にウエハが収容されていない場合にのみ、ウエハの搬送の続行を可能にする。
【００４９】
乾燥ステーション１６２ａは、塔状のケーシングを有しており、ウエハがロボット１６４によって、図示されていないロックを通って運び込まれる。乾燥ステーション１６２ａには、洗浄および乾燥脱水機が配置されており、これによりウエハが最大２，０００ｒｐｍの速度での回転に設定される。この脱水機は、電動モータによって駆動される。乾燥ステーションは、２つの段階、すなわち洗浄脱水および遠心乾燥の処理ステップにて動作する。ここで、動作はさまざまな速度で可能である。ウエハが、保持用ピンによって回転子に保持される。媒体供給配管によって、被加工物の上面および被加工物の下面の両者へと洗浄用の液体、気体または蒸気を適用することができる。典型的な洗浄用の液体は、純水である。典型的な気体は、窒素などの不活性担体ガスと好ましくはイソプロパノールなどの短鎖アルコールである水溶性の表面張力低減物質の蒸気との混合物である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ウエハを搬送し、研磨し、洗浄し、乾燥させる装置の平面図。
【図２】本発明による装置の第１の実施形態を示す概略図。
【図３】本発明による装置の第２の実施形態を示す概略図。
【図４】本発明による装置の第３の実施形態を示す概略図。
【図５】本発明による装置の第４の実施形態を示す概略図。
【図６】本発明による装置の供給ステーションを示す概略側面図。
【図７】本発明による装置の主清浄ステーションを示す概略図。
【図８】図７に示す主清浄ステーションのための液滴分配器を示す図。
【図９】主清浄ステーションおよび最終清浄ステーションならびに両ステーション間の洗浄ロックの概要を示す図。
【図１０】清浄および処理液の清浄ステーションへの供給についての概略フローチャート。
【図１１】本発明による装置の取り出しステーションを示す概略図。
【符号の説明】
【００５１】
１  画像形成装置
１４  感光ドラム
１８  転写ローラ
２５  シャッタ装置
２６  シャッタ本体
２７  リンク機構
３７  転写ローラガイド
４２  ラッチレバー（操作レバー）
４４  シャッタ操作ユニット
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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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【国際調査報告】
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