(57)【要約】本発明は、半導体ウェハを洗浄する方法及び装置を提供する。この方法は、バッチ洗浄プロセス実行のために、洗浄薬液を含む少なくとも１つの第１タンクに、その後、洗浄液を含む一又は複数の第２タンクに一又は複数のウェハを搬送する工程と、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために、一又は複数の第２タンク内の洗浄液から一又は複数のウェハを取り出し、一又は複数のウェハを一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程とを備えている。そして、一又は複数のウェハが少なくとも１つの第１タンク内の洗浄薬液を出た時点から一又は複数の第２タンク内の洗浄液に浸漬されるまで、及び／又は、一又は複数のウェハが一又は複数の第２タンク内の洗浄液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッチ洗浄プロセス実行のために、一又は複数のウェハを、洗浄薬液を含む少なくとも１つの第１タンクに、その後、洗浄液を含む一又は複数の第２タンクに搬送する工程と、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために、前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液から前記一又は複数のウェハを取り出し、前記一又は複数のウェハを一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程と、
前記一又は複数のウェハが前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液に浸漬されるまで、及び／又は、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持する工程と、を備えている半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項２】
前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径、前記一又は複数のウェハを搬送するロボットの搬送加速度、及び、前記一又は複数のウェハ上での液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さによって決定される請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項３】
前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径以上である請求項２に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項４】
前記ロボットの搬送加速度は、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さ以下とするように制御される請求項２に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から前記一又は複数の第２タンクの内前記洗浄液に浸漬されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、
前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、をさらに備えている請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から前記一又は複数の第２タンクの内前記洗浄液に浸漬されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、
前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液から前記一又は複数のウェハを取り出し、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させてから、前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに水平に搬送する工程と、をさらに備えている請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液から前記一又は複数のウェハを取り出し、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させる工程と、
前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の第２タンクに水平に搬送する工程と、
水平面から垂直面まで前記一又は複数のウェハを回転させ、前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液内に前記一又は複数のウェハを配置する工程と、
前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、をさらに備えている請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液から前記一又は複数のウェハを取り出し、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させる工程と、
前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の第２タンクに水平に搬送する工程と、
水平面から垂直面まで前記一又は複数のウェハを回転させ、前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液内に前記一又は複数のウェハを配置する工程と、
前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液から前記一又は複数のウェハを取り出し、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させてから、前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに水平に搬送する工程と、をさらに備えている請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項９】
前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程と、
前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール内で、前記一又は複数のウェハを回転させる前に、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、をさらに備えている請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１０】
前記一又は複数の第２タンクから取り出されるウェハの数は、毎回、前記単一ウェハ洗浄モジュールの数以下である請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１１】
前記一又は複数の第２タンクから取り出されるウェハの数は、毎回、１若しくは２又は１０より小さい請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液は、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２とを混合したＳＰＭであり、ＳＰＭの温度が８０℃から１５０℃である請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液は、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２とを混合したＳＰＭであり、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との濃度比が３：１から５０：１である請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１４】
前記一又は複数のウェハに、前記一又は複数の第２タンク内でクイックダンプリンスを実行する請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１５】
クイックダンプリンスの洗浄液が脱イオン水である請求項１４に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１６】
前記第２タンクの数が少なくとも２つであり、前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液がＨＦ溶液であり、少なくとも１つの前記第２タンク内の洗浄液がＨ３ＰＯ４溶液であり、その他の前記第２タンク内の洗浄液がクイックダンプリンスのための脱イオン水である請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１７】
Ｈ３ＰＯ４溶液の温度が１５０℃−２００℃である請求項１６に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１８】
バッチ洗浄プロセス実行のために、洗浄溶液で満たされた少なくとも１つのタンクに一又は複数のウェハを搬送する工程と、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために、前記少なくとも１つのタンクから前記一又は複数のウェハを取り出し、前記一又は複数のウェハを一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程と、
前記一又は複数のウェハが前記少なくとも１つのタンク内の前記洗浄溶液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持する工程と、を備えている半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項１９】
前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径、前記一又は複数のウェハを搬送するロボットの搬送加速度、及び、前記一又は複数のウェハ上での液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さによって決定される請求項１８に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項２０】
前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径以上である請求項１９に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項２１】
前記ロボットの搬送加速度は、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さ以下とするように制御される請求項１９に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
【請求項２２】
バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄薬液を含む少なくとも１つの第１タンクと、
バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄液を含む一又は複数の第２タンクと、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと、
一又は複数のウェハを搬送するように構成された複数のロボットと、
一又は複数のウェハを、前記少なくとも１つの第１タンクに、その後、前記一又は複数の第２タンクに、さらに前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送するように、前記複数のロボットを制御するように構成されたコントローラと、を備えており、
前記コントローラは、前記一又は複数のウェハが前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液に浸漬されるまで、及び／又は、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚を維持するように構成されている半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項２３】
前記コントローラは、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体膜内で最大の粒子の直径、前記一又は複数のウェハを搬送するロボットの搬送加速度、及び、前記一又は複数のウェハ上での液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さによって決定するように構成されている請求項２２に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項２４】
前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径以上である請求項２３に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項２５】
前記ロボットの搬送加速度は、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さ以下とするように制御される請求項２３に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項２６】
第１ノズルと第２ノズルとを有する液体供給装置をさらに備えており、
前記第１ノズルは、前記一又は複数のウェハが前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から、前記一又は複数のウェハが前記少なくとも１つの第１タンクから取り出された後で垂直面から水平面まで回転させられるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付け、そして、前記第１ノズルは、前記一又は複数の第２タンクへの水平搬送のために前記一又は複数のウェハが水平面まで回転させられてから液体の吹き付けを停止し、
前記第２ノズルは、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の第２タンクの上方において水平面から回転した時点から、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の第２タンク内の前記洗浄液内に垂直に浸漬されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける請求項２２に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項２７】
前記一又は複数のウェハが前記少なくとも１つの第１タンクへと垂直に搬送されるように、水平面から垂直面まで前記一又は複数のウェハを回転させるように構成された第１ターンオーバー装置と、
前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールへと水平に搬送されるように、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させるように構成された第２ターンオーバー装置と、をさらに備えている請求項２２に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項２８】
前記第２ターンオーバー装置が、
受容チャンバと、
前記受容チャンバ内に配置されたウェハホルダと、
前記受容チャンバ内において前記ウェハホルダを回転させる第１駆動機構と、
前記受容チャンバまで延在した端部を有する支持バーと、
前記支持バーの前記端部に固定された支持台と、
前記支持バーを介して前記支持台を昇降させる第２駆動機構と、
前記受容チャンバに画定された窓と、
前記受容チャンバ内に配置されたドアと、
前記窓を閉めるために前記ドアを上昇させる又は前記窓を開けるために前記ドアを下降させる第３駆動機構とを備えている請求項２７に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項２９】
前記複数のロボットが、
前記一又は複数のウェハを保持し、前記一又は複数のウェハを前記少なくとも１つの第１タンク及び前記一又は複数の第２タンクに搬送するように構成された第１ウェハ搬送ロボットと、
前記一又は複数の第２タンクから毎回一定数のウェハを取り出し、前記一定数のウェハを前記第２ターンオーバー装置に搬送するように構成された第２ウェハ搬送ロボットと、
前記第２ターンオーバー装置から前記一定数のウェハを取り出し、前記一定数のウェハを対応した数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送するように構成されたプロセスロボットとをさらに備えている請求項２７に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３０】
前記第２ウェハ搬送ロボットが一対のクランプアームを有しており、各クランプアームの端部には複数のウェハを保持するための複数のクランプスロットが画定されている請求項２９に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３１】
一又は複数のノズル装置をさらに備えており、各ノズル装置は長いストリップ形状であってスリット型ノズルを有しており、少なくとも１つの注入口が前記スリット型ノズルに液体を供給するために前記スリット型ノズルに接続されている請求項２９に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３２】
前記ノズル装置の数は、前記第２ウェハ搬送ロボットによってクランプされたウェハの数と一致しており、１つのノズル装置が１つのウェハに対応して当該１つのウェハに液体を吹き付ける請求項３１に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３３】
前記ノズル装置は、前記ウェハの上方で前後に移動すること、及び、前記ウェハが前記第２ターンオーバー装置に保持されている間に前記ウェハに液体を吹き付けることが可能である請求項３１に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３４】
前記プロセスロボットは、水平面から傾斜面及び水平面への回転が可能である請求項２９に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３５】
前記一又は複数の第２タンクから取り出されるウェハの数は、毎回、前記単一ウェハ洗浄モジュールの数以下である請求項２９に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３６】
前記第１ウェハ搬送ロボットがアイドル状態であるときに前記第１ウェハ搬送ロボットを洗浄するための洗浄タンクをさらに備えている請求項２９に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３７】
少なくとも１つのロードポートと、
前記少なくとも１つのロードポートに位置する少なくとも１つのウェハカセットと、
バッファ室であって、前記プロセスロボットが一定数のウェハを対応する数の前記単一ウェハ洗浄モジュールから取り出して、前記一定数のウェハを前記バッファ室へと搬送するようなバッファ室と、
前記少なくとも１つのウェハカセットから一又は複数のウェハを取り出して前記第１ターンオーバー装置に搬送し、前記バッファ室から前記一定数のウェハを取り出して前記少なくとも１つのウェハカセットに搬送するインデックスロボットと、をさらに備えている請求項２９に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３８】
前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送され、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール内で回転させられる前に、液体を吹き付けられる請求項２２に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液は、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２とを混合したＳＰＭであり、ＳＰＭの温度が８０℃から１５０℃である請求項２２に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液は、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２とを混合したＳＰＭであり、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との濃度比が３：１から５０：１である請求項２２に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４１】
前記一又は複数のウェハに、前記一又は複数の第２タンク内でクイックダンプリンスを実行する請求項２２に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４２】
クイックダンプリンスの洗浄液が脱イオン水である請求項４１に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４３】
前記第２タンクの数が少なくとも２つであり、前記少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液がＨＦ溶液であり、少なくとも１つの前記第２タンク内の洗浄液がＨ３ＰＯ４溶液であり、その他の前記第２タンク内の洗浄液がクイックダンプリンスのための脱イオン水である請求項２２に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４４】
Ｈ３ＰＯ４溶液の温度が１５０℃−２００℃である請求項４３に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４５】
複数のロードポートと、
バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄薬液を含む少なくとも１つの第１タンクと、
バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄液を含む一又は複数の第２タンクと、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと、を備えており、
前記複数のロードポートが横方向に並べられ、前記少なくとも１つの第１タンク及び前記一又は複数の第２タンクが一方の側部に縦に並べられ、前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールが、前記少なくとも１つの第１タンク及び前記一又は複数の第２タンクとは反対側の他方の側部に縦に並べられている半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４６】
前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと前記前記少なくとも１つの第１タンク及び前記一又は複数の第２タンクとの間に形成された空隙をさらに備えており、前記空隙内にプロセスロボットが配置されている請求項４５に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４７】
バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄溶液を含む少なくとも１つのタンクと、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと、
一又は複数のウェハを、前記少なくとも１つの第１タンク及び前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送するように構成された一又は複数のロボットと、
前記一又は複数のロボットを制御するように構成されたコントローラと、を備えており、
前記コントローラは、前記一又は複数のウェハが前記少なくとも１つのタンク内の前記洗浄溶液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚を維持するように構成されている半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項４８】
前記制御部は、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体膜内で最大の粒子の直径、前記一又は複数のウェハを搬送するロボットの搬送加速度、及び、前記一又は複数のウェハ上での液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さによって決定するように構成されている請求項４７に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の製造に関し、より詳細には半導体ウェハの洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の製造において、高い品質の集積回路を得るためにはウエット洗浄工程が必要である。ドライエッチング工程後、残留フォトレジスト、ドライエッチング工程で発生した有機物、及び、ウェハの表面に付着したフィルム材料を除去するために、ウェハを洗浄しなければならない。ウェハを洗浄するための主な化学溶液は、例えばＳＣ１、ＢＯＥ、及びＨ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２の混合物であるＳＰＭを含む。特にＳＰＭの温度は８０℃より高くなることがあり、高温のＳＰＭは残留フォトレジスト及び有機物の除去のために使用される。現在、ウェハを洗浄するには２つの方法がある。一つはバッチ洗浄であり、もう一つは単一ウェハ洗浄である。これらについて以下に説明する。
【０００３】
バッチ洗浄によると、毎回複数のウェハを洗浄することが可能である。バッチ洗浄のための装置は、機械的伝動装置及び複数の洗浄タンクを含む。複数のウェハを複数の洗浄タンクのうちの１つにおいて同時に洗浄することができ、したがってバッチ洗浄は効率が高い。さらに、洗浄タンクの化学溶液が循環されるので、特に１２０℃のＳＰＭのような高温の化学溶液について、化学溶液を再利用することができバッチ洗浄のコストが低減されるのである。高温ＳＰＭは高額であるので、バッチ洗浄を用いることで洗浄コストを下げることができる。しかしながら、集積回路の線幅が縮小し続けていることによって、バッチ洗浄の不利益が明らかとなってきている。バッチ洗浄プロセスの間、ウェハは洗浄タンク内に垂直に配置されるので、ウェハ間で容易に相互汚染が生じる。特に、複数の洗浄タンクの１つにある複数のウェハの１つが金属又は有機汚染物質を有している場合、同じ洗浄タンク内で洗浄されたすべてのウェハが汚染される。洗浄後、複数のウェハは、洗浄タンクから垂直に取り出される。このとき、もし洗浄タンク内の化学溶液に何種類かの微小な有機汚染物質又は粒子が含まれていれば、微小な有機汚染物質又は粒子が化学溶液と共にウェハの表面に付着することになる。そして、ウェハが乾燥すると、ウェハ上の微小な有機汚染物質又は粒子を除去することは非常に困難となる。
【０００４】
単一ウェハ洗浄では、毎回１枚のウェハだけを洗浄することができる。単一ウェハ洗浄のための装置は、機械的伝動装置及び複数の独立した単一ウェハ洗浄モジュールを含む。１つのウェハの洗浄及び乾燥プロセスは、１つの単一ウェハ洗浄モジュールで行われる。１枚のウェハを洗浄した後、単一ウェハ洗浄モジュールの中の化学溶液が排出され、新しい化学溶液が単一ウェハ洗浄モジュールに供給されて新たな１枚のウェハが洗浄される。これによって、相互汚染が効果的に回避される。単一ウェハ洗浄によると、粒子及びフィルム材料を効果的に除去することができ、金属イオン汚染を回避できる。しかし、単一ウェハ洗浄は、高温の化学溶液の再利用が困難であるため、大量のＳＰＭが必要となる。そのため、１３０℃より高温のＳＰＭのような高温化学溶液の使用に限界がある。さらに、単一ウェハ洗浄は、ウェハの前面を洗浄するのには適しているが、ウェハの背面を洗浄するのにはいくつかの困難や課題がある。いくつかの場合において、単一ウェハ洗浄はウェハを洗浄するのに長時間を要し、スループットが低い。
【０００５】
バッチ洗浄及び単一ウェハ洗浄のそれぞれが、利点及び欠点をどちらも有している。バッチ洗浄又は単一ウェハ洗浄のみを採用すると、最高の洗浄効果を達成できず、さらに最新のプロセス要求を満たすことができない。したがって、バッチ洗浄と単一ウェハ洗浄とを結合するというアイディアが推し進められてきた。しかし、バッチ洗浄と単一ウェハ洗浄とを結合することに大きな課題があり、それは、ウェハが洗浄タンク内の液体から取り出されてから単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまでにおいて、バッチ洗浄液内の粒子及び汚染物質がウェハに付着しないように制御することが非常に困難なことである。この期間内にもし粒子及び汚染物質がウェハの表面に付着すると、粒子及び汚染物質を単一ウェハ洗浄モジュール内で除去するのは非常に困難である。
【発明の概要】
【０００６】
以下においては、半導体ウェハの洗浄方法及び洗浄装置が開示される。
【０００７】
本発明の一実施形態によると、以下の半導体ウェハの洗浄方法が提供される。この半導体ウェハの洗浄方法は、バッチ洗浄プロセス実行のために、洗浄薬液を含む少なくとも１つの第１タンクに、その後、洗浄液を含む一又は複数の第２タンクに一又は複数のウェハを搬送する工程と、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために、一又は複数の第２タンク内の洗浄液から一又は複数のウェハを取り出し、一又は複数のウェハを一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程とを備えている。そして、一又は複数のウェハが少なくとも１つの第１タンク内の洗浄薬液を出た時点から一又は複数の第２タンク内の洗浄液に浸漬されるまで、及び／又は、一又は複数のウェハが一又は複数の第２タンク内の洗浄液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持する。
【０００８】
本発明の別の実施形態によると、以下の半導体ウェハの洗浄方法が提供される。この半導体ウェハの洗浄方法は、バッチ洗浄プロセス実行のために、洗浄溶液で満たされた少なくとも１つのタンクに一又は複数のウェハを搬送する工程と、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために、少なくとも１つのタンクから一又は複数のウェハを取り出し、一又は複数のウェハを一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程とを備えている。そして、一又は複数のウェハが少なくとも１つのタンク内の洗浄溶液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持する。
【０００９】
本発明の別の実施形態によると、以下の半導体ウェハの洗浄装置が提供される。この半導体ウェハの洗浄装置は、バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄薬液を含む少なくとも１つの第１タンクと、バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄液を含む一又は複数の第２タンクと、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと、一又は複数のウェハを搬送するように構成された複数のロボットと、一又は複数のウェハを、少なくとも１つの第１タンクに、その後、一又は複数の第２タンクに、さらに一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送するように、複数のロボットを制御するように構成されたコントローラとを備えている。そして、コントローラは、一又は複数のウェハが少なくとも１つの第１タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から一又は複数の第２タンク内の洗浄液に浸漬されるまで、及び／又は、一又は複数のウェハが一又は複数の第２タンク内の洗浄液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚を維持するように構成されている。
【００１０】
本発明の別の実施形態によると、以下の半導体ウェハの洗浄装置が提供される。この半導体ウェハの洗浄装置は、複数のロードポートと、バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄薬液を含む少なくとも１つの第１タンクと、バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄液を含む一又は複数の第２タンクと、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールとを備えている。そして、複数のロードポートが横方向に並べられ、少なくとも１つの第１タンク及び一又は複数の第２タンクが一方の側部に縦に並べられ、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールが、少なくとも１つの第１タンク及び一又は複数の第２タンクとは反対側の他方の側部に縦に並べられている。
【００１１】
本発明の別の実施形態によると、以下の半導体ウェハの洗浄装置が提供される。この半導体ウェハの洗浄装置は、バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄溶液を含む少なくとも１つのタンクと、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと、一又は複数のウェハを、少なくとも１つの第１タンク及び一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送するように構成された一又は複数のロボットと、一又は複数のロボットを制御するように構成されたコントローラとを備えている。そして、コントローラは、一又は複数のウェハが少なくとも１つのタンク内の洗浄溶液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚を維持するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
上述した及びその他の本発明の目的、特徴及び利点は、添付した図面と共に本発明をより詳細に示した例示的な実施形態から明らかとなる。これらの本発明の例示的な実施形態では通常は同じ符号は同じ要素を表している。
【図１Ａ】図１Ａは、薄い液体膜によってウェハの表面に粒子が付着することがあることを示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、厚い液体膜によってウェハの表面から粒子が遠ざかることを示す図である。
【図２】図２Ａから図２Ｆは、本発明の一実施形態による、ウェハが第１タンク内の液体を出る時点からウェハが完全に第１タンクから取り出されるまで、ウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持することを示す図である。
【図３】図３Ａから図３Ｅは、本発明の一実施形態による、ウェハが第２タンクの上方で回転した時点からウェハが完全に第２タンクの液体内に浸漬されるまで、ウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持することを示す図である。
【図４】図４Ａから図４Ｄは、本発明の一実施形態による、ウェハが第２タンク内の液体を出る時点からウェハが完全に第２タンクから取り出されるまで、ウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持することを示す図である。
【図５】図５Ａから図５Ｈは、本発明の一実施形態による、ウェハが第２ターンオーバー装置に搬送されてからウェハが単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されて単一ウェハ洗浄モジュール内のウェハ上に液体が吹き付けられるまで、ウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持することを示す図である。
【図６】図６Ａから図６Ｊは、本発明の別の実施形態による、ウェハが第２ターンオーバー装置に搬送されてからウェハが単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されて単一ウェハ洗浄モジュール内のウェハ上に液体が吹き付けられるまで、ウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持することを示す図である。
【図７】図７Ａから図７Ｂは、本発明の一実施形態による、ウェハが第１タンクから取り出されてからウェハが第２タンク内に配置されるまで、ウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持することを示す図である。
【図８】図８Ａは、本発明による、ウェハ上の液体膜の厚さが対象粒子の直径よりも大きいときに、対象粒子がウェハの表面に付着しない場合があることを示す図である。図８Ｂ及び図８Ｃは、本発明による、ウェハ上の液体膜の厚さが対象粒子の直径以下であるときに、対象粒子がウェハの表面に付着する場合があることを示す図である。
【図９】図９Ａから図９Ｃは、ウェハの傾斜回数、ウェハの傾斜角度及びウェハ搬送中のロボット加速度を制御することによって、ウェハ上に形成される液体膜の３つのモードを描いた図である。
【図１０】図１０は、本発明の例示的な一実施形態に係る洗浄装置の上面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した洗浄装置の斜視図である。
【図１２】図１２は、図１０に示した洗浄装置の別の斜視図である。
【図１３】図１３は、ウェハカセットからウェハを取り出すインデックスロボットを描いた図である。
【図１４Ａ】図１４Ａから図１４Ｄは、本発明の一実施形態による、第１ターンオーバー装置に置かれた複数のウェハのターンオーバープロセスを描いた図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａから図１４Ｄは、本発明の一実施形態による、第１ターンオーバー装置に置かれた複数のウェハのターンオーバープロセスを描いた図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａから図１４Ｄは、本発明の一実施形態による、第１ターンオーバー装置に置かれた複数のウェハのターンオーバープロセスを描いた図である。
【図１４Ｄ】図１４Ａから図１４Ｄは、本発明の一実施形態による、第１ターンオーバー装置に置かれた複数のウェハのターンオーバープロセスを描いた図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態による、第２ウェハ搬送ロボットのクランプアームの斜視図である。
【図１６】図１６は、図１５に示す第２ウェハ搬送ロボットのクランプアームの断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態による、第２ターンオーバー装置の斜視図である。
【図１８】図１８は、図１７に示された第２ターンオーバー装置の断面図である。
【図１９】図１９は、本発明による、第２ターンオーバー装置の支持台に２枚のウェハを配置する第２ウェハ搬送ロボットを描いた図であり、２枚のウェハには常時液体が吹き付けられる。
【図２０】図２０は図１９の断面図である。
【図２１】図２１は、本発明による、第２ターンオーバー装置のウェハホルダに保持され、第２ターンオーバー装置の支持台から離れた２枚のウェハを描いた図であり、２枚のウェハにはまだ常時液体が吹き付けられている。
【図２２】図２２は、本発明による、２枚のウェハへの液体の吹き付けを停止し、２枚のウェハを垂直面から水平面まで回転させた図である。
【図２３】図２３は、本発明による、第２ターンオーバー装置によって水平面から傾斜面に回転した２枚のウェハを描いた図である。
【図２４】図２４は、本発明による、第２ターンオーバー装置によって傾斜面から水平面に回転した２枚のウェハを描いた図である。
【図２５】図２５は、本発明による、プロセスロボットが第２ターンオーバー装置から２枚のウェハを取り出す様子を描いた図である。
【図２６】図２６は、本発明による、第２ウェハ搬送ロボットが１枚のウェハを第２ターンオーバー装置の支持台に置く様子を描いた図であって、当該１枚のウェハには常時液体が吹き付けられる。
【図２７】図２７は、本発明による、１枚のウェハが第２ターンオーバー装置のウェハホルダに保持され、第２ターンオーバー装置の支持台から離れた様子を描いた図であって、当該１枚のウェハにはまだ常時液体が吹き付けられている。
【図２８】図２８は、本発明による、１枚のウェハが垂直面から傾斜面まで第２ターンオーバー装置によって回転した様子を描いた図であって、当該１枚のウェハにはまだ常時液体が吹き付けられている。
【図２９】図２９は、本発明による、１枚のウェハが傾斜面から水平面まで第２ターンオーバー装置によって回転した様子を描いた図であって、当該１枚のウェハにはまだ常時液体が吹き付けられている。
【図３０】図３０Ａから図３０Ｃは、本発明の一実施形態による、ロボットを制御することによってウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持する別の方法を描いた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
バッチ洗浄と単一ウェハ洗浄とを組み合わせてバッチ洗浄と単一ウェハ洗浄の利益を最大に発揮させるために、大きな課題は、ウェハがバッチ洗浄されてウェハが液体から出てから単一ウェハ洗浄実行のためにウェハに液体が吹き付けられるまで常に、粒子と汚染物質がウェハの表面に付着しないようにするために、どのようにして粒子と汚染物質を制御及び維持するかである。この期間において、もし粒子又は汚染物質がウェハに付着すると、単一ウェハ洗浄プロセスにおいてウェハからこれらを除去することは困難となり、それが製品の歩留まり及び品質に悪い影響を与える。
【００１４】
図１Ａに示すように、本発明によると、ウェハ１０２が液体から取り出された後、ウェハ１０２上に薄い液体膜１０４が残る。液体膜１０４は非常に薄いので、粒子１０６をウェハ１０２に付着させようとし、後の洗浄工程において粒子１０６を除去するのが困難となる。これと比較して、図１Ｂに示すように、ウェハ１０２が液体から取り出された後、ウェハ１０２上には厚い液体膜１０４が残っている。液体膜１０４が厚いと、そこに含まれる粒子１０６はウェハ１０２の表面から遠くに離れることになる。したがって、粒子１０６がウェハ１０２に付着する可能性が大幅に低下する。
【００１５】
以下の図２から図６において、ウェハが第１タンクから第２タンクへ搬送され、さらに単一ウェハ洗浄モジュールへと搬送されることを説明する。
【００１６】
図２Ａから図２Ｆは、本発明により、ウェハが第１タンク内の液体を出る時点からウェハが完全に第１タンクから取り出されるまで、ウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持する例示的な実施形態を示す図である。図２Ａに示すように、バッチ洗浄実行のためにＳＰＭ溶液のような液体を含む第１タンク２０１内でウェハ２０２が処理されてから、液体提供装置が第１タンク２０１の上方位置へと移動してくる。液体供給装置は、第１ノズル２０３と第２ノズル２０５とを有している。しかる後、ウェハ２０２は第１タンク２０１内で引き上げられる。図２Ｂに示すように、ウェハ２０２が第１タンク２０１の液体から出てくる前に、第１ノズル２０３がオンとなってＳＰＭ溶液のような第１タンク２０１内と同じ液体が吹き付けられる。第１ノズル２０３がオンされて液体を吹き付けるので、ウェハ２０２が第１タンク２０１内の液体から出てきた時点から、第１ノズル２０３は、図２Ｃに示すように、ウェハ２０２上の液体膜の厚さが維持されるようにウェハ２０２に液体を吹き付ける。ウェハ２０２上の液体膜は、第１タンク２０１内の液体からウェハ２０２が出てきた時点から非常に薄くなるので、第１ノズル２０３は、ウェハ２０２が第１タンク２０１内の液体から出てきた時点から、ウェハ２０２の液体膜の厚さを維持するために液体を吹き付けるように構成されている。ここで、第１ノズル２０３からのウェハ２０２上への液体の吹き付けは、ウェハ２０２上の液体膜の厚さが図８Ａから図８Ｃで定義される一定値よりも大きい限りにおいて、ウェハ２０２が第１タンク２０１内の液体から部分的に又は完全に出た後に遅延させることができる。第１ノズル２０３はウェハ２０２上に液体を吹き付け続け、図２Ｄに示すように、ウェハ２０２は第１タンク２０１から完全に取り出される。しかる後、ウェハ２０２は垂直面から傾斜面へと回転させられ、液体提供装置もまた回転させられる。第１ノズル２０３は、図２Ｅに示すように、ウェハ２０２上に液体を吹き付け続ける。ウェハ２０２は傾斜面から水平面へと回転させられ、液体提供装置も同様に回転させられる。ウェハ２０２が水平面まで回転した後、第１ノズル２０３はオフとされてウェハ２０２上への液体の吹き付けが停止する。図２Ｆに示すように、ウェハ２０２上には厚みのある液体膜２０４が形成される。ウェハ２０２を垂直面から水平面まで回転させるプロセスは、一定の回転速度をもつ連続プロセスであってよい。回転速度が速いほど、ウェハ２０２上の液体膜２０４は厚くなる。しかし、ウェハ上の液体膜の最大厚さは、ウェハ上の液体膜の表面張力によって決定される。代替的には、ウェハ２０２上の液体膜２０４の厚さを制御するために、ウェハ２０２が傾斜面まで回転してから水平面に回転するまで一時休止が設けられてもよい。休止時間が長いほど、ウェハ２０２上の液体膜２０４の厚さは薄くなる。図９Ａから図９Ｃで説明する理由によって、ウェハ２０２上の液体膜は、適切な厚さに維持されることが好ましい。
【００１７】
図３Ａから図３Ｅを参照すると、バッチ洗浄実行のために、厚みのある液体膜２０４を有するウェハ２０２が、脱イオン水のような液体を含む第２タンク２０７の上方位置へと水平に搬送され、図３Ａに示すように液体提供装置も第２タンク２０７の上方位置へと移動してくる。しかる後、ウェハ２０２は、水平面から傾斜面まで、そして最終的には垂直面まで回転させられる。この回転プロセスは連続したプロセスであり得る。ウェハ上の液体膜を一定厚に維持するために、ウェハ２０２が回転した時点から、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、第２ノズル２０５がオンとなって、脱イオン水のような第２タンク２０７内の液体と同じ種類の液体がウェハ２０２上に吹き付けられる。第２ノズル２０５はウェハ２０２に液体を吹き付け続け、そして、ウェハ２０２は図３Ｄに示すように第２タンク２０７内に配置される。ウェハ２０２が完全に第２タンク２０７内の液体に浸漬された後、第２ノズル２０５はオフとされて図３Ｅに示すように液体の吹き付けを停止する。別の実施形態では厚さのある液体膜２０４を有するウェハ２０２が第２タンク２０７の上方位置まで水平に搬送された後、ウェハ２０２が水平面から垂直面まで回転させられ、しかる後第２ノズル２０５をオンとすることなくウェハ２０２が第２タンク２０７内に配置される。
【００１８】
図４Ａから図４Ｄを参照すると、ウェハ２０２が第２タンク２０７内で処理された後、図４Ａに示すように第３ノズル２０８が第２タンク２０７の上方位置に移動してくる。しかる後、ウェハ２０２は第２タンク２０７内から引き上げられる。図４Ｂに示すように、ウェハ２０２が第２タンク２０７の液体から出てくる前に、第３ノズル２０８がオンとなって脱イオン水のような液体を吹き付ける。第３ノズル２０８がオンされて液体を吹き付けるので、ウェハ２０２が第２タンク２０７内の液体から出てきた時点から、第３ノズル２０８は、図４Ｃに示すように、ウェハ２０２上の液体膜の厚さが維持されるようにウェハ２０２に液体を吹き付ける。ウェハ２０２上の液体膜は、第２タンク２０７内の液体からウェハ２０２が出てきた時点から非常に薄くなるので、第３ノズル２０８は、ウェハ２０２が第２タンク２０７内の液体から出てきた時点から、ウェハ２０２上の液体膜の厚さを維持するために液体を吹き付けるように構成されている。第３ノズル２０８はウェハ２０２上に液体を吹き付け続け、図４Ｄに示すように、ウェハ２０２は第２タンク２０７から完全に取り出される。
【００１９】
図５Ａ〜図５Ｈを参照すると、ウェハ２０２はターンオーバー装置の支持台５０２へと搬送されて、支持台５０２に保持される。この期間において、第３ノズル２０８は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ウェハ２０２上に液体を吹き付け続ける。しかる後、支持台５０２は下降し、ウェハ２０２はターンオーバー装置のウェハホルダによって保持される。支持台５０２は下降し続けてウェハ２０２から離れる。図５Ｃに示すように、第３ノズル２０８はウェハ２０２上に液体を吹き付け続ける。ターンオーバー装置は垂直面から傾斜面へとウェハ２０２を回転させ、図５Ｄに示すように、第３ノズル２０８はウェハ２０２上に液体を吹き付け続ける。しかる後、第３ノズル２０８はウェハ２０２上への液体の吹き付けを停止し、図５Ｅに示すように移動していく。ターンオーバー装置がウェハ２０２を傾斜面から水平面まで回転させて、図５Ｆに示すように、ウェハ２０２上の液体膜５０４が最大厚に維持される。ウェハ２０２上の液体膜５０４の厚さを制御するために、ウェハ２０２が傾斜面まで回転してから水平面に回転するまで一時休止が設けられてもよい。ウェハ２０２上の液体膜５０４の厚さは、休止時間によって決定される。休止時間が長いほど、ウェハ２０２上の液体膜５０４の厚さは薄くなる。図５Ｇ及び図５Ｈに示すように、プロセスロボット５０６はターンオーバー装置からウェハ２０２を取り出し、ウェハ２０２を単一ウェハ洗浄モジュール５１０へと搬送する。プロセスロボット５０６の搬送加速度を制御することによって、ウェハ２０２上に一定厚の液体膜２０４を残存させることができる。プロセスロボット５０６の搬送加速度は、ウェハ２０２の周縁部上の液体膜５０４の厚さが、液体表面張力によって保持される液体膜の最大厚さ以下となることが保証されるように制御され得る。したがって、ウェハ２０２上の液体はプロセスロボット５０６によるウェハ２０２搬送中はウェハ２０２の周縁部から落下することが無く、液体膜５０４はウェハ２０２上において一定の厚さに維持され得るので、液体膜５０４内の粒子がウェハ２０２の表面上に付着する可能性が減少する。詳細については図８Ａから図８Ｃにおいて説明する。
【００２０】
ウェハ２０２が単一ウェハ洗浄モジュール５１０に搬送された後、第４ノズル５０８は、ウェハ２０２上の液体膜５０４の厚みが維持されるように、ウェハ２０２が単一ウェハ洗浄モジュール５１０内で回転させられる前に、ウェハ２０２上に液体を吹き付ける。ウェハ２０２には、単一ウェハ洗浄モジュール５１０内で、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスが実行される。
【００２１】
図６Ａ〜図６Ｊを参照すると、本発明の別の実施形態によると、ウェハ２０２はターンオーバー装置の支持台６０２へと搬送されて、支持台６０２に保持される。この期間において、第３ノズル２０８は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ウェハ２０２上に液体を吹き付け続ける。しかる後、支持台６０２は下降し、ウェハ２０２はターンオーバー装置のウェハホルダによって保持される。支持台６０２は下降し続けてウェハ２０２から離れる。図６Ｃに示すように、第３ノズル２０８はウェハ２０２上に液体を吹き付け続ける。ターンオーバー装置は垂直面から傾斜面へとウェハ２０２を回転させ、図６Ｄに示すように、第３ノズル２０８はウェハ２０２上に液体を吹き付け続ける。ターンオーバー装置は２０２を傾斜面から水平面へと回転させ、第３ノズル２０８はウェハ２０２上へ液体を吹き付け続けて、図６Ｅに示すようにウェハ２０２上に或る厚みを有する液体膜６０４を形成する。ウェハ２０２を垂直面から水平面まで回転させるプロセスは、連続プロセスであってよい。しかる後、図６Ｆに示すように、第３ノズル２０８は、ウェハ２０２上への液体の吹き付けを停止し、移動していく。ターンオーバー装置がウェハ２０２を水平面から傾斜面まで回転させると、図６Ｇに示すように、ウェハ２０２上の液体膜６０４の厚さを制御するために、傾斜面において一時休止される。傾斜角度及び休止時間を制御することによって、液体膜６０４が、粒子がウェハ２０２に付着するほど薄くなること、ウェハ２０２の搬送中にウェハ２０２上の液体が落下するほど厚くなることのいずれもなくすことができる。しかる後、図６Ｈに示すように、ターンオーバー装置がウェハ２０２を傾斜面から水平面まで回転させる。図６Ｉ及び図６Ｊに示すように、プロセスロボット６０６はターンオーバー装置からウェハ２０２を取り出し、ウェハ２０２を単一ウェハ洗浄モジュール６１０へと搬送する。プロセスロボット６０６の搬送加速度を制御することによって、ウェハ２０２上に一定厚の液体膜６０４を残存させることができる。プロセスロボット６０６の搬送加速度は、ウェハ２０２の周縁部上の液体膜６０４の厚さが、液体表面張力によって保持され得る液体膜の最大厚さ以下となることが保証されるように制御され得る。したがって、ウェハ２０２上の液体はプロセスロボット６０６によるウェハ２０２搬送中はウェハ２０２の周縁部から落下することが無く、液体膜６０４はウェハ２０２上において一定厚に維持され得るので、液体膜６０４内の粒子がウェハ２０２の表面上に付着する可能性が減少する。
【００２２】
ウェハ２０２が単一ウェハ洗浄モジュール６１０に搬送された後、ウェハ２０２上で液体膜６０４の厚さが維持されるように、ウェハ２０２が単一ウェハ洗浄モジュール６１０内で回転させられる前に、第４ノズル６０８はウェハ２０２上に液体を吹き付ける。ウェハ２０２には、単一ウェハ洗浄モジュール６１０内で、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスが実行される。
【００２３】
本発明による、ウェハ上の液体膜の厚さを制御及び維持する別の実施形態が描かれた図７Ａ及び図７Ｂを参照されたい。図７Ａに示すように、バッチ洗浄実行のためにＳＰＭ溶液のような液体を含む第１タンク７０１内でウェハ７０２が処理されてから、ウェハ７０２は第１タンク７０１から取り出されて垂直面から水平面へと回転させられるので、液体膜７０４はウェハ７０２上において厚みが維持される。しかる後、当該厚みの液体膜７０４を有するウェハ７０２は、バッチ洗浄実行のために、脱イオン水のような液体を含む第２タンク７０７へと搬送される。ウェハ７０２は、水平面から垂直面まで回転させられ、バッチ洗浄実行のために第２タンク７０７内に垂直に配置される。
【００２４】
上述したすべての実施形態において、本発明のウェハ上の液体膜の厚みを制御及び維持するメカニズムを説明するために、１枚のウェハ、１つの第１タンク、１つの第２タンク及び１つの単一ウェハ洗浄モジュールだけが描かれているが、複数のウェハが処理され得ること、ウェハの数、第１タンクの数、第２タンクの数及び単一ウェハ洗浄モジュールの数は、それぞれのプロセス要求に応じて決定されてよい。
【００２５】
図８Ａから図８Ｃは、本発明による、ウェハ上の液体膜の厚さと粒子サイズとの関係を描いた図である。ウェハ上の液体膜の厚さは、最大の粒子の直径と関係がある。粒子がウェハに付着するのを回避するには、ウェハ上の液体膜の厚さは、最大の粒子の直径以上であることが必要である。この関係が満たされていると、最大の粒子は液体膜内でほとんどが浮遊することになり、ウェハに付着する可能性が低下する。最大の粒子が液体膜内で浮遊できるので、最大の粒子よりも小さな粒子はより液体膜内で浮遊しやすくなって、ウェハに付着する可能性がさらに低下する。図８Ａは、ウェハ８０２上の液体膜８０４の厚さが、液体膜８０４内の最大の粒子８０６の直径よりも大きいときの様子を描いた図である。図８Ｂは、ウェハ８０２上の液体膜８０４の厚さが、最大の粒子８０６の直径に等しいときの様子を描いた図である。図８Ｃは、ウェハ８０２上の液体膜８０４の厚さが、最大の粒子８０６の直径よりも小さいときの様子を描いた図である。図８Ｂ及び図８Ｃに描かれた条件下において、最大の粒子８０６はウェハ８０２の表面に接触し、ウェハ８０２の表面に付着する可能性が非常に高い。これは望ましくない。
【００２６】
ウェハ上の液体膜の厚さは、ウェハを搬送するロボットの搬送速度と関係がある。図９Ａに示すように、ウェハ９０２上の液体膜９０４の厚みは大きい。厚い液体膜９０４が上方に形成されたウェハ９０２をロボット搬送する間、もしロボットの搬送加速度が大きければ、液体膜９０４がウェハ９０２の周縁部に押し寄せ、図９Ｃに示すように、ウェハ９０２の周縁部上の液体膜９０４の厚さが増大する。もしウェハ９０２の周縁部上の液体膜９０４の厚さが、液体表面張力によって保持され得る液体膜の最大厚さよりも大きくなると、ウェハ９０２上の液体は、ウェハ９０２のロボット搬送中に、ウェハ９０２の周縁部から落下する。図９Ｂに示すようにウェハ９０２上の液体膜９０４の厚さが薄ければ、ウェハ９０２の周縁部上の液体膜９０４の厚さが、液体表面張力によって保持され得る液体膜の最大厚さ以下となる限りにおいて、ウェハ９０２のロボット搬送中におけるロボットの搬送加速度を大きくすることが可能である。したがって、ウェハ９０２上の液体はロボットによるウェハ９０２搬送中はウェハ９０２の周縁部から落下することが無く、液体膜９０４はウェハ９０２上において一定厚に維持され得るので、液体膜９０４内の粒子がウェハ９０２の表面上に付着する可能性が減少する。
【００２７】
いくつかの実施形態において、第２タンクを省略することができる。このとき、ウェハはバッチ洗浄実行のために第１タンクに搬送され、その後ウェハは第１タンクから取り出され、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために単一ウェハ洗浄モジュールへと搬送される。図２及び図５から図９の説明は、ウェハが第１タンク内の液体を出た時点から単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、ウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持することにも適用される。
【００２８】
本発明の例示的な一実施形態による、半導体ウェハの洗浄装置が描かれた図１０から図１２を参照されたい。この装置１０００は、複数のロードポート１０１０と、インデックスロボット１０２０と、第１ターンオーバー装置１０３０と、第１ウェハ搬送ロボットと、洗浄タンク１０４０と、少なくとも１つの第１タンク１０５０と、一又は複数の第２タンク１０６０と、第２ウェハ搬送ロボットと、第２ターンオーバー装置１０７０と、プロセスロボット１０８０と、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール１０９０と、バッファ室１１００と、薬液配送システム１２００と、電気的な制御システム１３００と、コントローラとを含んでいる。コントローラは、複数のロボットを制御するように構成されている。
【００２９】
一実施形態において、複数のロードポート１０１０は、装置１０００の一方の端部に並んで配列されている。本発明の装置１０００のレイアウトを明確にするために、複数のロードポート１０１０の配列は横配列と考えることができる。洗浄タンク１０４０、少なくとも１つの第１タンク１０５０、及び、一又は複数の第２タンク１０６０は、装置１０００の一方の側部に配列されている。洗浄タンク１０４０、少なくとも１つの第１タンク１０５０、及び、一又は複数の第２タンク１０６０の配列は、縦配列である。一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール１０９０は装置１０００の他方の側部に配列されており、洗浄タンク１０４０、少なくとも１つの第１タンク１０５０、及び、一又は複数の第２タンク１０６０と対向している。一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール１０９０の配列は縦配列である。一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール１０９０と、洗浄タンク１０４０、少なくとも１つの第１タンク１０５０、及び、一又は複数の第２タンク１０６０との間には、間隙がある。この間隙にはプロセスロボット１０８０が配置されていて、間隙内を縦方向に移動し得る。薬液配送システム１２００及び電気的な制御システム１３００は装置１０００の他方の端部に配置されていて、複数のロードポート１０１０と対向している。この装置１０００のレイアウトの利点は、（１）装置１０００の横方向長さすなわち幅が短く且つ装置１０００の縦方向長さが長いため、半導体製造プラントの要求により適していること、（２）例えば単一ウェハ洗浄モジュール１０９０の数を縦方向に増やす、及び／又は、第１タンク１０５０の数と第２タンク１０６０の数を縦方向に増やすようにして、必要であれば装置１０００を拡張し得ることである。一実施形態では、単一ウェハ洗浄モジュール１０９０は、図１２に示すように、２層に配列される。単一ウェハ洗浄モジュールは、装置１０００の設置面積を増加させること無く単一ウェハ洗浄モジュールの数を増加させるために、３層以上に配列することが可能である。一実施形態では、第１ターンオーバー装置１０３０は洗浄タンク１０４０に隣接して配置され、第２ターンオーバー装置１０７０は第２タンク１０６０に隣接して配置される。
【００３０】
図１３と併せてみると、すべてのロードポート１０１０はウェハカセット１３０１を受容するように構成されている。複数のウェハ１３０２、たとえば２５枚のウェハをウェハカセット１３０１にロードすることができる。インデックスロボット１０２０は、横方向に移動することができる。インデックスロボット１０２０は、ウェハカセット１３０１から複数のウェハ１３０２を取り出し、これら複数のウェハ１３０２を第１ターンオーバー装置１０３０へと搬送する。
【００３１】
図１４Ａから図１４Ｄを参照すると、第１ターンオーバー装置１０３０は、台座１０３１と支持枠１０３２とを有している。支持枠１０３２は、２つの対向する側壁と、これら２つの対向する側壁を接続する底壁とを有している。支持枠１０３２の底壁は、回転軸１０３３を介して台座１０３１に接続されている。第１駆動装置１０３４は、回転軸１０３３を介して支持枠１０３２を回転させるように構成されている。第１ターンオーバー装置１０３０は、支持枠１０３２の２つの対向する側壁に、２つの回転軸１０３６を介して回転可能に取り付けられたウェハ保持具１０３５を有している。第２駆動装置１０３７は、２つの回転軸１０３６のいずれかを回転させるように構成されており、そのためにウェハ保持具１０３５が回転させられる。昇降装置１０３８には第３駆動装置が接続されている。第３駆動装置は、昇降装置１０３８を上下に昇降させるように構成されている。
【００３２】
図１４Ａに示すように、インデックスロボット１０２０はウェハカセット１３０１から複数のウェハ１３０２を取り出し、第１ターンオーバー装置１０３０のウェハ保持具１０３５へと水平に搬送する。複数のウェハ１３０２はウェハ保持具１０３５に水平に保持される。第２駆動装置１０３７は２つの回転軸１０３６のいずれかを回転させることで、ウェハ保持具１０３５を９０°回転させる。そのため、ウェハ保持具１０３５によって保持された複数のウェハ１３０２は、水平面から垂直面に回転する。複数のウェハ１３０２は、図１４Ｂに示すように、ウェハ保持具１０３５によって垂直に保持される。しかる後、第１駆動装置１０３４は図１４Ｃに示すように支持枠１０３２を９０°回転させる。これによって、第１ウェハ搬送ロボットが複数のウェハ１３０２を昇降装置１０３８からピックアップして少なくとも１つの第１タンク１０５０内へと配置しやすくなる。これに続いて、第３駆動装置が、複数のウェハ１３０２を支持するように昇降装置１０３８を昇降させる。図１４Ｄに示すように、第１ウェハ搬送ロボットが昇降装置１０３８から複数のウェハ１３０２を受け取ることのために、複数のウェハ１３０２がウェハ保持具１０３５から離れる。
【００３３】
代替的には、複数のウェハ１３０２が第１ターンオーバー装置１０３０のウェハ保持具１０３５へと水平に搬送された後、第１駆動装置１０３４は支持枠１０３２を９０°回転させる。第２駆動装置１０３７は２つの回転軸１０３６のいずれかを回転させることで、ウェハ保持具１０３５を９０°回転させる。そのため、ウェハ保持具１０３５によって保持された複数のウェハ１３０２は、水平面から垂直面に回転する。これに続いて、第３駆動装置が、複数のウェハ１３０２を支持するように昇降装置１０３８を昇降させる。第１ウェハ搬送ロボットが昇降装置１０３８から複数のウェハ１３０２を受け取ることのために、複数のウェハ１３０２がウェハ保持具１０３５から離れる。
【００３４】
第１ウェハ搬送ロボットは、第１ターンオーバー装置１０３０の昇降装置１０３８から複数のウェハ１３０２を受け取って、例えば６枚又は７枚である複数のウェハ１３０２を毎回少なくとも１つの第１タンク１０５０へと搬送する。複数のウェハ１３０２は、第１ウェハ搬送ロボットによって少なくとも１つの第１タンク１０５０内へと配置される。少なくとも１つの第１タンク１０５０は、複数のウェハ１３０２のバッチ洗浄を実行するように構成されている。少なくとも１つの第１タンク１０５０は、複数のウェハ１３０２を洗浄する洗浄薬液を含んでいる。少なくとも１つの第１タンク１０５０内の洗浄薬液は、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２とを混合したＳＰＭであってよい。Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との濃度比は３：１から５０：１であってよく、異なるプロセス要求に応じて選択可能である。ＳＰＭの温度は８０℃から１５０℃までであってよく、それは調整可能である。
【００３５】
複数のウェハ１３０２が少なくとも１つの第１タンク１０５０内で処理された後、第１ウェハ搬送ロボットは、少なくとも１つの第１タンク１０５０から複数のウェハ１３０２を取り出して一又は複数の第２タンク１０６０へと搬送する。複数のウェハ１３０２は、第１ウェハ搬送ロボットによって一又は複数の第２タンク１０６０内へと配置される。一又は複数の第２タンク１０６０は、複数のウェハ１３０２のバッチ洗浄を実行するように構成されている。例示的な一実施形態では、２つの第２タンク１０６０がある。複数のウェハ１３０２は２つのグループに分けられ、２つのグループのウェハ１３０２がそれぞれ２つの第２タンク１０６０内へと配置される。複数のウェハ１３０２には、２つの第２タンク１０６０内でクイックダンプリンスが実行される。２つの第２タンク１０６０内でのクイックダンプリンスの洗浄液は、脱イオン水であってよい。脱イオン水の温度は室温から９０℃までであってよい。
【００３６】
本発明の一実施形態によると、少なくとも１つの第１タンク１０５０がＨＦ溶液を含んでおり、少なくとも１つの第２タンク１０６０がＨ３ＰＯ４溶液を含んでいる。その他の第２タンク１０６０は、クイックダンプリンスのための脱イオン水を含むことができる。ＨＦ溶液の濃度は、１：１０から１：１０００までとすることができる。ＨＦ溶液の温度は、約２５℃に設定することができる。Ｈ３ＰＯ４溶液の濃度は、約８６％に設定することができる。Ｈ３ＰＯ４  溶液の温度は、１５０℃から２００℃までに設定することができる。ＨＦ溶液は、Ｈ３ＰＯ４プロセスの前に自然シリコン酸化物を除去するために使用することができる。Ｈ３ＰＯ４溶液は、シリコン窒化物を除去するために使用することができる。
【００３７】
図２から図３及び図７で説明した方法は、複数のウェハ１３０２が少なくとも１つの第１タンク１０５０内の洗浄薬液を出た時点から一又は複数の第２タンク１０６０の洗浄液内に配置されるまで、複数のウェハ１３０２上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持することに適用され得る。
【００３８】
洗浄タンク１０４０は、第１ウェハ搬送ロボットがアイドル状態である間に、第１ウェハ搬送ロボットのクランプアームを洗浄するように構成されている。第１ウェハ搬送ロボットがアイドル状態である間に、第１ウェハ搬送ロボットは洗浄タンク１０４０へと移動して洗浄タンク１０４０内で洗浄される。
【００３９】
複数のウェハ１３０２が２つの第２タンク１０６０内で処理された後、第２ウェハ搬送ロボットは、２つの第２タンク１０６０から毎回一定数のウェハ１３０２を取り出して第２ターンオーバー装置１０７０へと搬送する。２つの第２タンク１０６０から取り出されるウェハ１３０２の数は、毎回、単一ウェハ洗浄モジュール１０９０の数以下であり得る。ウェハ１３０２が第２タンク１０６０から取り出された後でウェハ１３０２の空気への露出時間を削減してウェハ１３０２が乾燥するのを抑制するために、好ましくは、２つの第２タンク１０６０から毎回取り出されるウェハ１３０２の数は、１若しくは２又は１０未満である。
【００４０】
図１５から図１６を参照すると、本発明による第２ウェハ搬送ロボットの一例が描かれている。第２ウェハ搬送ロボットは、一対のクランプアーム１５０１を有している。各クランプアーム１５０１の一端には、第２ウェハ搬送ロボットがウェハを搬送するために用いられる際に２つのウェハを保持するための２つのクランプスロット１５０２が画定されている。各クランプアーム１５０１の他端は、２つのノズル装置１５０３に可動接続されている。そのため、一対のクランプアーム１５０１は、ウェハ１３０２をピックアップ及びリリースするために外側に開き、又は、ウェハ１３０２をクランプするために内側に閉じることが可能となっている。２つのノズル装置１５０３は、長いストリップ形状であって水平に並んで配列されている。各ノズル装置１５０３はスリット型ノズル１５０４と、少なくとも１つ例えば２つの注入口１５０５とを有している。注入口１５０５はスリット型ノズル１５０４に接続されていて、スリット型ノズル１５０４に液体を供給する。第２ウェハ搬送ロボットが２つの第２タンク１０６０のいずれかからウェハ１３０２を取り出して第２ターンオーバー装置１０７０まで搬送するために使用されるとき、ノズル装置１５０３は、ウェハ１３０２上の液体膜を一定厚に制御及び維持するためにオンとなってスリット型ノズル１５０４からウェハ１３０２上に液体を吹き付けること、又は、オフとなってウェハ１３０２上への液体の吹き付けを停止することができる。スリット型ノズル１５０４に供給される液体の流量は、例えば３００ｍｍウェハについて５ｌｐｍから３００ｌｐｍまでというように、プロセス要求に応じて調整可能とすることができる。スリット型ノズル１５０４の寸法はプロセス要求に応じて設定することが可能であり、通常のスリット幅は１ｍｍから４ｍｍで、長さはウェハの直径よりも大きい。ノズル装置１５０３の数は、一対のクランプアーム１５０１によってクランプされたウェハ１３０２の数と一致しており、１つのノズル装置１５０３が１つのウェハ１３０２に対応して当該１つのウェハ１３０２に液体を吹き付ける。
【００４１】
図１７〜図１８を参照すると、本発明による第２ターンオーバー装置１０７０の一例が描かれている。第２ターンオーバー装置１０７０は、受容チャンバ１０７１を有している。受容チャンバ１０７１は、ほぼ直方体形状である。受容チャンバ１０７１内には、ウェハホルダ１０７２が配置されている。具体的には、ウェハホルダ１０７２は、受容チャンバ１０７１の対向する側壁に移動可能に据え付けられている。第１駆動機構１０７３は、ウェハホルダ１０７２と接続されるように構成されており、受容チャンバ１０７１内においてウェハホルダ１０７２を回転させる。支持バー１０７５の一方の端部には、支持台１０７４が固定されている。支持バー１０７５の端部が受容チャンバ１０７１にまで延在しており、そのために支持台１０７４は受容チャンバ１０７１内に配置されている。支持バー１０７５の他方の端部は、接続部品を介して第２駆動機構１０７６に接続されている。第２駆動機構１０７６は、支持台１０７４を昇降させるように構成されている。受容チャンバ１０７１の側壁には窓１０７７が画定されている。受容チャンバ１０７１内にはドア１０７８が配置されている。ドア１０７８は、第３駆動機構１０７９に接続されている。第３駆動機構１０７９は、窓１０７７を閉めるためにドア１０７８を上昇させる又は窓１０７７を開けるためにドア１０７８を下降させるように構成されている。
【００４２】
図１９〜図２５を参照すると、本発明の一実施形態によると、第２ウェハ搬送ロボットは、２つのウェハ１３０２を２つの第２タンク１０６０のいずれかから取り出す。２つのノズル装置１５０３は、２つのウェハ１３０２が２つの第２タンク１０６０内の洗浄液を出た時点から、オンとなって２つのウェハ１３０２上に液体１９００を吹き付ける。第２駆動機構１０７６は、支持台１０７４を上昇させて支持台１０７４が受容チャンバ１０７１よりも上方となるようにする。窓１０７７はドア１０７８によって閉じられる。第２ウェハ搬送ロボットは、２つのウェハ１３０２を支持台１０７４まで搬送する。第２ウェハ搬送ロボットは、２つのウェハ１３０２を支持台１０７４に垂直に配置する。支持台１０７４は２つのウェハ１３０２を垂直に支持及び保持する。しかる後、第２駆動機構１０７６が支持台１０７４を下降させ、２つのウェハ１３０２は、第２ターンオーバー装置１０７０のウェハホルダ１０７２によって垂直に保持される。第２駆動機構１０７６が支持台１０７４を下降させ続けることによって、支持台１０７４は２つのウェハ１３０２から離れる。支持台１０７４は、受容チャンバ１０７１の底壁上に位置することができる。２つのノズル装置１５０３は、２つのウェハ１３０２が２つの第２タンク１０６０内の洗浄液を出た時点から、２つのウェハ１３０２が受容チャンバ１０７１内で回転する時点まで、２つのウェハ１３０２上に液体１９００を吹き付ける。受容チャンバ１０７１内の液体は、排出されてもよい。２つのノズル装置１５０３はオフとされて２つのウェハ１３０２上への液体の吹き付けを停止し、第１駆動機構１０７３は垂直面から水平面までウェハホルダ１０７２を回転させる。したがって、２つのウェハ１３０２は、ウェハホルダ１０７２と共に垂直面から水平面まで回転する。引き続いて、第１駆動機構１０７３は、水平面から傾斜面まで２つのウェハ１３０２を回転させる。２つのウェハ１３０２上の液体膜の厚みを制御するために、傾斜面において一時休止が設けられている。傾斜角度及び休止時間を制御することによって、液体膜が、粒子が２つのウェハ１３０２に付着するほど薄くなること、２つのウェハ１３０２の搬送中に２つのウェハ１３０２上の液体が落下するほど厚くなることのいずれもなくすことができる。休止時間が長いほど、２つのウェハ１３０２上の液体膜の厚さは薄くなる。しかる後、第１駆動機構１０７３は、傾斜面から水平面まで２つのウェハ１３０２を回転させる。第３駆動機構１０７９は、窓１０７７を開けるためにドア１０７８を下降させる。プロセスロボット１０８０は受容チャンバ１０７１から２つのウェハ１３０２を取り出し、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために２つの単一ウェハ洗浄モジュール１０９０へと、一定厚の液体膜を有する２つのウェハ１３０２を搬送する。
【００４３】
図２６〜図３０を参照すると、本発明の別の実施形態においては、第２ウェハ搬送ロボットは、１つのウェハ１３０２を２つの第２タンク１０６０のいずれかから取り出す。１つのノズル装置１５０３は、１つのウェハ１３０２が第２タンク１０６０内の洗浄液を出た時点から、オンとなって１つのウェハ１３０２上に液体１９００を吹き付ける。第２駆動機構１０７６は、支持台１０７４を上昇させて支持台１０７４が受容チャンバ１０７１よりも上方となるようにする。第２ウェハ搬送ロボットは、１つのウェハ１３０２を支持台１０７４まで搬送する。第２ウェハ搬送ロボットは、１つのウェハ１３０２を支持台１０７４に垂直に配置する。支持台１０７４は１つのウェハ１３０２を垂直に支持及び保持する。しかる後、第２駆動機構１０７６が支持台１０７４を下降させ、１つのウェハ１３０２は、第２ターンオーバー装置１０７０のウェハホルダ１０７２によって垂直に保持される。第２駆動機構１０７６が支持台１０７４を下降させ続けることによって、支持台１０７４は１つのウェハ１３０２から離れる。支持台１０７４は、受容チャンバ１０７１の底壁上に位置することができる。１つのノズル装置１５０３は、１つのウェハ１３０２が第２タンク１０６０内の洗浄液を出た時点から当該１つのウェハ１３０２がウェハホルダ１０７２によって垂直に保持されるまで、当該１つのウェハ１３０２上に液体１９００を吹き付ける。第１駆動機構１０７３は垂直面から傾斜面までウェハ１３０２を回転させ、１つのノズル装置１５０３は１つのウェハ１３０２上への液体１９００を吹き付け続ける。１つのノズル装置１５０３は、１つのウェハ１３０２の上方で前後に移動して当該１つのウェハ１３０２に液体を吹き付けることが可能である。第１駆動機構１０７３は傾斜面から水平面まで当該１つのウェハ１３０２を回転させ、そして、１つのノズル装置１５０３は、依然として、当該１つのウェハ１３０２上で前後に移動して当該１つのウェハ１３０２に液体１９００を吹き付ける。受容チャンバ１０７１内の液体は、排出されてもよい。１つのウェハ１３０２を垂直面から水平面まで回転させるプロセスは、連続プロセスであってよい。１つのノズル装置１５０３はオフとなって当該１つのウェハ１３０２上への液体の吹き付けを停止し、第３駆動機構１０７９は、窓１０７７を開けるためにドア１０７８を下降させる。プロセスロボット１０８０は、受容チャンバ１０７１から１つのウェハ１３０２を水平に取り出す。しかる後、プロセスロボット１０８０が水平面から傾斜面まで回転するので、当該１つのウェハ１３０２は水平面から傾斜面まで回転する。ウェハ１３０２上の液体膜の厚さを制御するために、傾斜面において一時休止が設けられる。傾斜角度及び休止時間を制御することによって、液体膜が、粒子が１つのウェハ１３０２に付着するほど薄くなること、１つのウェハ１３０２の搬送中に１つのウェハ１３０２上の液体が落下するほど厚くなることのいずれもなくすことができる。休止時間が長いほど、当該１つのウェハ１３０２上の液体膜の厚さは薄くなる。しかる後、プロセスロボット１０８０が傾斜面から水平面へと回転するので、当該１つのウェハ１３０２は傾斜面から水平面まで回転する。プロセスロボット１０８０は、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために、一定厚の液体膜を有する当該１つのウェハ１３０２を単一ウェハ洗浄モジュール１０９０へと搬送する。
【００４４】
図４から図６で説明した方法は、一又は複数のウェハ１３０２が一又は複数の第２タンク１０６０内の洗浄液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール１０９０に搬送されるまで、一又は複数のウェハ１３０２上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持することに適用され得る。
【００４５】
１つのウェハ１３０２及び１つの単一ウェハ洗浄モジュール１０９０を例にすると、単一ウェハ洗浄モジュール１０９０はチャックを有している。プロセスロボット１０８０は、一定厚の液体膜を有するウェハ１３０２をチャックに配置する。一定厚の液体膜を有するウェハ１３０２がチャックに配置された後、ウェハ１３０２上で液体膜の厚さが維持されるように、ウェハ１３０２が単一ウェハ洗浄モジュール１０９０内で回転させられる前に、ノズルはウェハ１３０２上に脱イオン水のような液体を吹き付ける。しかる後、チャックが単一ウェハ洗浄モジュール１０９０内で回転し、ウェハ１３０２がチャックと共に回転する。ウェハ１３０２を洗浄するために化学溶液がウェハ１３０２に塗布され、その後脱イオン水がウェハ１３０２に塗布される。脱イオン水の流量は、１．２ｌｐｍから２．３ｌｐｍの範囲で調整可能であり、好ましくは１．８ｌｐｍである。脱イオン水溶液の温度は、約２５℃に設定することができる。しかる後、ウェハ１３０２を乾燥させる。ウェハ１３０２に塗布される化学溶液は、ＤＨＦ、ＳＣ１、ＤＩＯ３溶液のようなものであってよい。ＤＨＦの流量は、１．２ｌｐｍから２．３ｌｐｍの範囲で調整可能であり、好ましくは１．８ｌｐｍである。ＤＨＦ溶液の温度は、約２５℃に設定することができる。ＤＨＦの濃度は、１：１０から１：１０００まで調整可能であってよい。ＳＣＩの流量は、１．２ｌｐｍから２．３ｌｐｍの範囲で調整可能であり、好ましくは１．８ｌｐｍである。ＳＣＩの温度は、２５℃から５０℃までの範囲で調整可能である。ＳＣ１（ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ）の濃度は、１：１：５から１：２：１００までの範囲で調整可能である。ウェハ１３０２を乾燥させる方法は、１９００ｒｐｍの速度でチャックを回転させてウェハ１３０２にＮ２を吹き付けることを含んでいる。Ｎ２の流量は、３．５ｌｐｍから５．５ｌｐｍの範囲で調整可能であり、好ましくは５ｌｐｍである。Ｎ２の温度は、約２５℃に設定することができる。
【００４６】
単一ウェハ洗浄モジュール１０９０内でウェハ１３０２が乾燥した後、プロセスロボット１０８０は、単一ウェハ洗浄モジュール１０９０からウェハ１３０２を取り出してバッファ室１１００へと搬送する。インデックスロボット１０２０は、バッファ室１１００からウェハ１３０２を取り出し、ウェハ１３０２をロードポート１０１０に位置するウェハカセットへと搬送する。
【００４７】
いくつかの実施形態では、一又は複数のウェハが第１タンク内の洗浄薬液を出た時点から一又は複数の第２タンク内の洗浄液に浸漬されるまで、一又は複数のウェハに液体が吹き付けられる。一又は複数のウェハが一又は複数の第２タンク内の洗浄液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハに液体が吹き付けられる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、一又は複数のウェハが第１タンク内の洗浄薬液を出た時点から一又は複数の第２タンク内の洗浄液に浸漬されるまで、一又は複数のウェハに液体が吹き付けられる。一又は複数のウェハが一又は複数の第２タンク内の洗浄液から取り出され、垂直面から水平面まで回転させられる。しかる後、一又は複数のウェハは一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに水平に搬送される。
【００４９】
いくつかの実施形態では、一又は複数のウェハは第１タンク内の洗浄薬液から取り出され、垂直面から水平面まで回転させられる。しかる後、一又は複数のウェハは一又は複数の第２タンクに水平に搬送される。一又は複数のウェハは水平面から垂直面まで回転させられ、一又は複数の第２タンク内の洗浄液内に配置される。一又は複数のウェハが一又は複数の第２タンク内の洗浄液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハに液体が吹き付けられる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、一又は複数のウェハは第１タンク内の洗浄薬液から取り出され、垂直面から水平面まで回転させられる。しかる後、一又は複数のウェハは一又は複数の第２タンクに水平に搬送される。一又は複数のウェハは水平面から垂直面まで回転させられ、一又は複数の第２タンク内の洗浄液内に配置される。一又は複数のウェハが一又は複数の第２タンク内の洗浄液から取り出され、垂直面から水平面まで回転させられる。しかる後、一又は複数のウェハは一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに水平に搬送される。
【００５１】
いくつかの実施形態において、一又は複数の第２タンクを省略することができる。一又は複数のウェハは、バッチ洗浄プロセス実行のために洗浄薬液で満たされた少なくとも１つのタンクに搬送され、その後一又は複数のウェハは少なくとも１つのタンク内の洗浄薬液から取り出されて、単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送される。図２、図５から図９及び図１０から図３０の説明は、一又は複数のウェハが少なくとも１つのタンク内の洗浄溶液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持することにも適用される。
【００５２】
コントローラは、一又は複数のウェハが少なくとも１つの第１タンク内の洗浄薬液を出た時点から一又は複数の第２タンク内の洗浄液に浸漬されるまで、及び／又は、一又は複数のウェハが一又は複数の第２タンク内の洗浄液を出た時点から一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚を維持するように、ロボット、ノズル及びウェハホルダを制御するように構成されている。
【００５３】
本発明に関する上述の説明は、例示及び説明の目的で提示されたものである。網羅的であること、又は、上記の正確な形態に本発明を限定することは、意図されていない。上述した教示の観点から、多くの修正および変更が可能であることは、明らかである。当業者にとって明らかな修正および変更は、特許請求の範囲において定義される本発明の範囲に含まれる。
【図１Ａ】
2021530859.tif 000003
【図１Ｂ】
2021530859.tif 000004
【図２Ａ】
2021530859.tif 000005
【図２Ｂ】
2021530859.tif 000006
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2021530859.tif 000008
【図２Ｅ】
2021530859.tif 000009
【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
2021530859.tif 000011
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2021530859.tif 000014
【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
2021530859.tif 000026
【図５Ｈ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図７Ａ−７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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１４Ａ】
2021530859.tif 000049
【図１４Ｂ】
2021530859.tif 000050
【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
2021530859.tif 000052
【図１５】
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【図１６】
2021530859.tif 000054
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2021530859.tif 000059
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2021530859.tif 000066
【図２９】
2021530859.tif 000067
【図３０Ａ−３０Ｃ】
2021530859.tif 000068
【国際調査報告】
2021530859.tif 000069
2021530859.tif 000070