(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハ洗浄方法であって、
積込口内のカセットから、少なくとも２枚のウェハを取り出し、第１の回転機構によって前記ウェハを回転し、化学溶液を充填した第１の槽内に、前記ウェハを入れる工程と、
前記第１の槽内で前記ウェハが処理された後、前記ウェハを前記第１の槽から取り出して濡れた状態に保つ工程と、
前記ウェハを、液体を充填した前記第２の槽内に入れる工程と、
前記第２の槽内で前記ウェハが処理された後、前記ウェハを前記第２の槽から取り出して濡れた状態に保つ工程と、
第２の回転機構によって前記ウェハを回転し、枚葉式洗浄モジュール内にあるチャックに、前記ウェハのうち１枚を載置する工程と、
前記１枚のウェハの表面に化学溶液を塗布しながら前記チャックを回転させる工程と、
前記１枚のウェハの表面に純水を塗布する工程と、
前記１枚のウェハを乾燥させる工程と、
前記１枚のウェハを前記枚葉式洗浄モジュールから取り出し、取り出した前記１枚のウェハを前記積込口内の前記カセットへと戻す工程と、を有する方法。
【請求項２】
前記第１の槽内の前記化学溶液は、２０℃より高く２５０℃より低くなるように加熱される、高温のＳＰＭである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の槽内の前記化学溶液は、２０℃より高く２５０℃より低くなるように加熱される溶媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の槽内の前記溶媒はＴＭＡＨである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の槽内の前記液体は純水である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の槽内の前記純水は、２０℃より高く１００℃より低くなるように加熱される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記１枚のウェハの表面に化学溶液を塗布しながら前記チャックを回転させる工程は、希釈された塩化水素溶液、ＳＣ１溶液、ＳＣ２溶液、もしくはオゾン溶液を、前記１枚のウェハの表面に塗布することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１枚のウェハの表面に化学溶液を塗布しながら前記チャックを回転させる工程は、ガスとＮＨ４ＯＨとによりドープされた機能水を、前記１枚のウェハの表面に塗布することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ガスは濃度が１．６ｐｐｍの水素ガスで、前記ＮＨ４ＯＨは濃度が１００ｐｐｍ未満である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は更に、前記１枚のウェハを乾燥させる工程の前に、前記１枚のウェハの表面に化学溶液を塗布する工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記化学溶液は希釈された塩化水素溶液、ＳＣ１溶液、もしくはＳＣ２溶液である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記１枚のウェハを乾燥させる工程は、前記１枚のウェハの表面にＩＰＡ溶液を塗布しながら前記チャックを回転させることにより、前記１枚のウェハを乾燥させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は更に、メガソニック波を、前記枚葉式洗浄モジュール内の前記１枚のウェハに照射し洗浄する工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記１枚のウェハの表面に塗布される前記化学溶液と前記純水とは、吹き付けノズルにより塗布される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
半導体ウェハ洗浄装置であって、
複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する、第１のカセットと、
化学溶液で充填される、少なくとも１つの第１の槽と、
液体で充填される第２の槽と、
前記複数枚のウェハの内の１枚を洗浄および乾燥するための、少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールと、
内部に載置された前記複数枚のウェハを回転させるために、前記第１の槽に隣接して配置された第１の回転機構、及び前記第２の槽に隣接して配置された第２の回転機構と、
少なくとも２本のウェハ装填アームを備える第１のロボットであって、前記ウェハ装填アームは、前記第１のカセットから前記複数枚のウェハの内の少なくとも２枚を取り出し、取り出された前記ウェハを前記第１の回転機構内に載置する、前記第１のロボットと、
前記ウェハを前記第１の回転機構から取り出し、前記第１の槽内と前記第２の槽内とに順次収納し、前記ウェハが、各第１の槽内および第２の槽内に一定時間浸された後、前記ウェハを前記第２の槽から取り出し、前記第２の回転機構に載置する、第２のロボットと、
少なくとも２本のウェハ装填アームを備える第３のロボットであって、前記ウェハ装填アームは、前記第２の回転機構から少なくとも２枚の前記ウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、前記ウェハの内の１枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う前記枚葉式洗浄モジュールの内の１台に載置する、前記第３のロボットと、を備え、
前記第１のロボットは、更に、１枚の前記ウェハを前記１台の枚葉式洗浄モジュールから取り出し、前記第１のカセットへと戻すことに適用可能である、装置。
【請求項１６】
前記第１の槽内の化学溶液は、２０℃より高く２５０℃より低くなるように加熱される、高温のＳＰＭである、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２の槽内の液体は、２０℃より高く１００℃より低くなるように加熱される純水である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の槽の数は２つであり、前記２つの第１の槽は２０℃より高く２５０℃より低くなるように加熱される高温のＳＰＭで充填されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記枚葉式洗浄工程は、希釈された塩化水素溶液およびＳＣ１溶液の少なくともいずれか一方を使用することにより実行される、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記乾燥工程は、ＩＰＡ溶液を使用して実行される、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１のロボットは、各々が独立した５本のウェハ装填アームを備え、各ウェハ装填アームはエンドエフェクタを１台備え、前記エンドエフェクタは、前記少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールの内の１台から前記１枚のウェハを取り出し、第１のカセットへと戻す、請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のロボットは、１本の独立したウェハ装填アームを備え、前記１本のウェハ装填アームはエンドエフェクタを５台備え、前記５台のエンドエフェクタは、前記第１のカセットから前記複数枚のウェハの内の５枚を取り出し、５枚の前記ウェハを前記第１の回転機構に載置する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】
前記第２のロボットは５対のウェハハンドを有しており、前記ウェハハンドの各対は独立しており、一度に前記複数枚のウェハの内の５枚を把持するために開閉が可能である、請求項１５に記載の装置。
【請求項２４】
前記第３のロボットは、各々が独立した５本のウェハ装填アームを備え、各ウェハ装填アームはエンドエフェクタを１台備え、前記エンドエフェクタは前記第２の回転機構から、前記複数枚のウェハの内の１枚を取り出し、１枚の前記ウェハを前記１台の枚葉式洗浄モジュールに載置する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２５】
前記第３のロボットの前記少なくとも２本のウェハ装填アームのそれぞれは、シャワーヘッドと前記シャワーヘッドに接続するノズルとを有し、前記シャワーヘッドは、前記ウェハ装填アームに保持された前記１枚のウェハの表面に純水を吹き付ける、請求項１５に記載の装置。
【請求項２６】
前記第１のロボットは、前記第１のカセットから前記複数枚のウェハの内の２５枚を一度に取り出し、前記２５枚のウェハを前記第１の回転機構に載置する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２７】
前記第１のロボットは、前記第１のカセットから前記複数枚のウェハの内の５枚を一度に取り出し、前記５枚のウェハを前記第１の回転機構に載置する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２８】
前記第１の槽もしくは前記第２の槽は水晶材からなる、請求項１５に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１の槽は、一対の接続部材により互いに接続される一対のウェハ維持部と、それぞれが前記一対の接続部材のおのおのに接続されている２つの昇降部材と、前記２つの昇降部材を駆動して上昇もしくは下降させるために使用される複数台のシリンダと、を備え、前記１対のウェハ維持部は、前記２つの昇降部材に沿って上昇もしくは下降する、請求項１５に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１の槽は、一対の接続部材により互いに接続されている一対のウェハ維持部と、それぞれが前記一対のウェハ維持部のおのおのに接続されている２つの昇降部材と、前記２つの昇降部材を駆動して上昇もしくは下降させるために使用される複数台のシリンダと、を備え、前記１対のウェハ維持部は前記２つの昇降部材に沿って上昇もしくは下降する、請求項１５に記載の装置。
【請求項３１】
前記第２の槽は各々が独立した５つの区域に分けられており、前記５つの区域のそれぞれは一対の接続部材により互いに接続されている一対のウェハ維持部と、それぞれが前記一対の接続部材のおのおのに接続されている２つの昇降部材と、前記２つの昇降部材を駆動して上昇もしくは下降させるために使用される複数台のシリンダと、を備え、前記１対のウェハ維持部は前記２つの昇降部材に沿って上昇もしくは下降する、請求項１５に記載の装置。
【請求項３２】
前記ウェハは前記第１の槽に３０秒から６００秒の間、浸される、請求項１５に記載の装置。
【請求項３３】
前記第１及び第２の回転機構のそれぞれは、前記ウェハを受け取るために使用される架台を有し、前記架台の対向する両側部は、各々が内側に突出することで一対の導入支柱を形成し、前記架台の各側部は、回転軸の使用により側壁にフレキシブルに連結されており、前記側壁は内側に突出することにより支持部を一群形成することで、前記支持部に相当する数の前記ウェハを支持し、前記架台内には、前記導入支柱に沿って摺動可能なウェハ保持部が配置され、前記ウェハ保持部には、前記ウェハを保持するための複数本の溝が画定され、前記回転軸の周囲を回転する前記側壁を駆動するために、２つのシリンダのそれぞれが対応する各前記側壁と接続するように配置されることにより前記側壁が展開および折畳まれ、軸は前記架台を貫通し前記架台に固定され、前記軸の一方の端部は、前記架台の外側に露出しており、前記架台を回転駆動するための前記２つのシリンダの内の１つに接続している、請求項１５に記載の装置。
【請求項３４】
一対の水平案内レールおよび一対の垂直案内レールと、支持板と、支持アームと、を更に備え、前記一対の垂直案内レールは、前記一対の水平案内レールに対して直交しかつ前記水平案内レールに沿って移動可能であり、前記支持板は、前記一対の垂直案内レールに接して配置され、前記垂直案内レールに沿って上下に移動可能であり、前記支持アームは、前記支持板に対して直交するように、前記支持板に接して固定されており、前記第２のロボットは、前記支持アームに接して配置され。前記支持アームに沿って移動可能である、請求項１５に記載の装置。
【請求項３５】
前記第２のロボットは前記支持アームの周囲を旋回する、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１の槽内で生成された酸性霧を吐出するために、前記第１の槽の側面に配置されている複数の吐出装置を更に備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項３７】
前記第２の回転機構の傍らに配設される複数の吹き付け管を更に備え、前記複数の吹き付け管の各々は複数のノズルを有し、前記複数のノズルは、前記第２の回転機構内の前記複数枚のウェハの表面に純水を吹き付けることで、前記複数枚のウェハが処理されるために前記枚葉式洗浄モジュール内に載置される前から、前記複数枚のウェハを常に濡れた状態に保つ、請求項１５に記載の装置。
【請求項３８】
純水が充填された液槽と、前記液槽内に配置された持ち上げ装置と、前記持ち上げ装置に固定されているフレームと、を備え、前記持ち上げ装置は前記ウェハを内部に受け取る第３のカセットを保持し、前記ウェハが前記第２の槽から取り出された後に前記ウェハを受け取った第３のカセットは、前記フレーム内に載置されて前記液槽内の前記純水に浸され、前記持ち上げ装置は前記フレームを持ち上げ前記持ち上げ装置上で前記フレームを直立させることにより、前記ウェハが前記第３のカセットから取り出される、請求項１５に記載の装置。
【請求項３９】
前記ウェハの集まりを処理する毎に、前記液槽内の純水は排出され、新しい純水が前記液槽に供給されることにより前記ウェハの次の集まりが処理される、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
他の第１の槽と、他の第２の槽と、他の２台の回転機構と、他の第２のロボットと、の全てを、前記第１の槽と、前記第２の槽と、前記第１及び第２の回転機構と、前記第２のロボットとの反対側に、更に備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項４１】
前記第１の槽と前記第２の槽とは、各々が独立した５つの区域に分かれており、各区域では、前記ウェハの内５枚が一度に処理される、請求項１５に記載の装置。
【請求項４２】
半導体ウェハ洗浄装置であって、
複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する、第１のカセットと、
化学溶液で充填される、少なくとも１つの第１の槽と、
液体で充填される第２の槽と、
前記複数枚のウェハの内の１枚を洗浄および乾燥するための、少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールと、
内部に載置された前記複数枚のウェハを回転させるために、前記第１の槽に隣接して配置された第１の回転機構、及び前記第２の槽に隣接して配置された第２の回転機構と、
前記複数枚のウェハを一時的に受け取るための、緩衝区域と、
少なくとも２本のウェハ装填アームを備える第１のロボットであって、前記少なくとも２本のウェハ装填アームは、前記第１のカセットから前記複数枚のウェハの内の少なくとも２枚を取り出し、取り出された前記ウェハを前記緩衝区域内に載置する、前記第１のロボットと、
少なくとも２本のウェハ装填アームを備える第３のロボットであって、前記ウェハ装填アームは、前記緩衝区域から前記ウェハを取り出し、取り出した前記ウェハを前記第１の回転機構内に載置する、前記第３のロボットと、
前記ウェハを前記第１の回転機構から取り出し、前記第１の槽内と前記第２の槽内とに順次収納し、前記ウェハが、各第１の槽内および第２の槽内に一定時間浸された後、前記ウェハを第２の槽から取り出し、前記第２の回転機構に載置する、第２のロボットと、を備え、
前記第３のロボットは、更に、前記第２の回転機構から前記ウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、前記ウェハの内の１枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う前記少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールの内の１台に載置し、
前記第１のロボットは、更に、前記１枚のウェハを前記１台の枚葉式洗浄モジュールから取り出し、前記第１のカセットへと戻す、半導体ウェハ洗浄装置。
【請求項４３】
半導体ウェハ洗浄装置であって、
複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する、第１のカセットと、
化学溶液で充填される、少なくとも１つの第１の槽と、
液体で充填される第２の槽と、
前記複数枚のウェハの内の１枚を洗浄および乾燥するための、少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールと、
内部に載置された前記複数枚のウェハを回転させるために、前記第１の槽に隣接して配置された第１の回転機構、及び前記第２の槽に隣接して配置された第２の回転機構と、
少なくとも３本のウェハ装填アームを備える第１のロボットであって、前記少なくとも３本のウェハ装填アームの内の１本は、前記第１のカセットから前記複数枚のウェハの内の少なくとも２枚を取り出し、取り出された前記ウェハを前記第１の回転機構内に載置する、前記第１のロボットと、
前記ウェハを前記第１の回転機構から取り出し、前記第１の槽内と前記第２の槽内とに順次収納し、前記ウェハが、各第１の槽内および第２の槽内に一定時間浸された後、前記ウェハを第２の槽から取り出し、前記第２の回転機構に載置する、第２のロボットと、を備え、
前記第１のロボットの前記少なくとも３本のウェハ装填アームの内の１本は、前記第２の回転機構から前記ウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、前記ウェハの内の１枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う前記少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールの内の１台に載置し、
前記第１のロボットの前記少なくとも３本のウェハ装填アームの内の１本は、前記１枚のウェハを前記１台の枚葉式洗浄モジュールから取り出し、第１のカセットへと戻す、半導体ウェハ洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に集積回路の製造分野に関する。より詳細には、本発明は半導体ウェハ洗浄方法及び半導体ウェハ洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路製造工程において高品質の集積回路を得るためには、ウェットクリーニング工程は必須である。ドライエッチング工程の後ウェハを洗浄することにより、フォトレジスト残渣と、ドライエッチング工程において生成された有機物と、ウェハの表面に付着したフィルム材料とを除去する必要がある。ウェハを洗浄する主な化学溶液には、例えばＳＣ１、ＢＯＥ、そして硫酸と過酸化水素との混合物であるＳＰＭがある。これらの中で、ＳＰＭはその温度が９０℃を超え、フォトレジスト残渣や有機物の除去に使用される。半導体製造においては、一般的に２つのウェハ洗浄方法がある。１つはバッチ式洗浄で、他の１つは枚葉式洗浄である。以下両方を比較説明する。
【０００３】
バッチ式洗浄では一度に複数枚のウェハを洗浄可能である。バッチ式洗浄装置は、機械式の搬送装置と複数台の洗浄槽とを備える。バッチ式洗浄では、複数枚のウェハは１つの洗浄槽で同時に洗浄され得るので効率が高く、１時間で約４００枚のウェハを洗浄可能である。更にバッチ式洗浄では、洗浄槽内の化学溶液は再循環されるので、再利用が可能となりコスト削減につながる。特に高温の化学溶液、例えば１２０℃のＳＰＭのような高温のＳＰＭは高価であり、バッチ式洗浄を活用することにより、洗浄コストが削減され得る。しかしバッチ式洗浄には、集積回路の線幅が絶えず収縮するという、目に見えて明らかな欠点がある。バッチ式洗浄工程において、ウェハは洗浄槽内に垂直に載置されるので、２次汚染を容易に引き起こしてしまう。特に、洗浄槽の１つに、金属もしくは有機汚染物質に汚染されたウェハが１枚でも含まれていると、同じ洗浄槽内で洗浄された全てのウェハが汚染されてしまう。洗浄後、ウェハは洗浄槽から垂直に取り出される。この時、洗浄槽内の化学溶液に微量でも有機汚染物質が含まれていると、この微量の有機汚染物質は、化学溶液と一緒にウェハの表面に付着してしまう。一旦ウェハが乾けば、ウェハ上の微量の有機汚染物質を除去することは非常に困難である。
【０００４】
枚葉式洗浄では、一度に洗浄できるウェハは１枚のみである。枚葉式洗浄装置は、機械式の搬送装置と、各々が独立した枚葉式洗浄モジュールとを備える。１枚のウェハを洗浄し乾燥する工程は、１台の枚葉式洗浄モジュールで完結する。ウェハを１枚洗浄した後、枚葉式洗浄モジュール内の化学溶液は排出され、他のウェハを１枚洗浄するために、新しい化学溶液が枚葉式洗浄モジュールに供給される。この方法により２次汚染を防ぐ。枚葉式洗浄は、微粒子やフィルム材料を効果的に除去可能である。しかし、９０℃を超すＳＰＭのような高温の化学溶液の再循環は困難であるため、このような化学溶液の使用には制限がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッチ式洗浄と枚葉式洗浄とは、双方とも利点と欠点とを有する。バッチ式洗浄もしくは枚葉式洗浄の一方だけを採用しても、最良のウェハ洗浄効果は達成不可能であり、近年のウェハ洗浄工程における要求を満たすこともできない。従って、バッチ式洗浄および枚葉式洗浄の利点を組み合わせた新しい方法および装置の発明により、集積回路製造工程に大きく貢献できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って本発明の目的は、半導体ウェハ洗浄方法を提供することである。半導体ウェハ洗浄方法は以下の工程を含む。すなわち、積込口内のカセットから、少なくとも２枚のウェハを取り出し、化学溶液を充填した第１の槽内に、少なくとも２枚のウェハを入れる工程と、第１の槽内で少なくとも２枚のウェハが処理された後、少なくとも２枚のウェハを前記第１の槽から取り出して濡れた状態に保つ工程と、少なくとも２枚のウェハを、液体を充填した第２の槽内に入れる工程と、第２の槽内で少なくとも２枚のウェハが処理された後、少なくとも２枚のウェハを第２の槽から取り出して濡れた状態に保つ工程と、枚葉式洗浄モジュール内にあるチャックに、少なくとも２枚のウェハのうち１枚を載置する工程と、１枚のウェハの表面に化学溶液を塗布しながらチャックを回転させる工程と、
１枚のウェハの表面に純水を塗布する工程と、１枚のウェハを乾燥させる工程と、１枚のウェハを枚葉式洗浄モジュールから取り出し、積込口内の前記カセットへと戻す工程と、を含む。
【０００７】
本発明の他の目的は、半導体ウェハ洗浄装置を提供することである。一実施形態において、この装置は、第１のカセットと、少なくとも１つの第１の槽と、第２の槽と、少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールと、２台の回転機構と、第１のロボットと、第２のロボットと、第３のロボットと、を備える。 第１のカセットは、複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する。少なくとも１つの第１の槽は、化学溶液で充填される。 第２の槽は、液体で充填される。枚葉式洗浄モジュールは、複数枚のウェハの内の１枚を洗浄および乾燥するために使用される。２台の回転機構は、内部に載置された前記複数枚のウェハを回転させるために使用される。２台の回転機構の内で、１台は第１の槽に隣接して配置され、他の１台は第２の槽に隣接して配置される。第１のロボットは少なくとも２本のウェハ装填アームを備える。少なくとも２本のウェハ装填アームは、第１のカセットから複数枚のウェハの内の少なくとも２枚を取り出し、取り出された少なくとも２枚のウェハを第１の槽に隣接する回転機構内に載置する。第２のロボットは、少なくとも２枚のウェハを第１の槽に隣接する回転機構から取り出し、第１の槽内と第２の槽内とに順次収納することに使用される。少なくとも２枚のウェハが各第１の槽内および第２の槽内に一定時間浸された後、第２のロボットは、少なくとも２枚のウェハを第２の槽から取り出し、第２の槽に隣接する回転機構に載置する。第３のロボットは、少なくとも２本のウェハ装填アームを備える。少なくとも２本のウェハ装填アームは、第２の槽に隣接する回転機構から少なくとも２枚のウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、少なくとも２枚のウェハの内の１枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールの内の１台に載置する。 最後に、第１のロボットは、枚葉式洗浄モジュールから１枚のウェハを取り出し、第１のカセットへと戻す。
【０００８】
他の一実施形態において、半導体ウェハ洗浄装置は、第１のカセットと、少なくとも１つの第１の槽と、第２の槽と、少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールと、２台の回転機構と、緩衝区域と、第１のロボットと、第２のロボットと、第３のロボットと、を備える。第１のカセットは、複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する。少なくとも１つの第１の槽は、化学溶液で充填される。第２の槽は、液体で充填される。枚葉式洗浄モジュールは、複数枚のウェハの内の１枚を洗浄および乾燥するために使用される。２台の回転機構は、内部に載置された複数枚のウェハを回転させるために使用される。２台の回転機構の内で、１台は第１の槽に隣接して配置され、他の１台は第２の槽に隣接して配置される。緩衝区域は、複数枚のウェハを一時的に受け取る。第１のロボットは少なくとも２本のウェハ装填アームを備える。少なくとも２本のウェハ装填アームは、第１のカセットから複数枚のウェハの内の少なくとも２枚を取り出し、取り出された少なくとも２枚のウェハを緩衝区域内に載置する。前記第３のロボットは、少なくとも２本のウェハ装填アームを備える。少なくとも２本のウェハ装填アームは、緩衝区域から少なくとも２枚のウェハを取り出し、取り出した少なくとも２枚のウェハを第１の槽に隣接する回転機構内に載置する。第２のロボットは、前記少なくとも２枚のウェハを前記第１の槽に隣接する回転機構から取り出し、前記第１の槽内と前記第２の槽内とに順次収納するために使用される。少なくとも２枚のウェハが各第１の槽内および第２の槽内に一定時間浸された後、第２のロボットは、少なくとも２枚のウェハを第２の槽から取り出し、第２の槽に隣接する回転機構に載置する。その後第３のロボットは、第２の槽に隣接する回転機構から少なくとも２枚のウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、少なくとも２枚のウェハの内の１枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールの内の１台に載置する。最後に、第１のロボットは、枚葉式洗浄モジュールから１枚のウェハを取り出し、第１のカセットへと戻す。
【０００９】
更に他の一実施形態において、半導体ウェハ洗浄装置は、第１のカセットと、少なくとも１つの第１の槽と、第２の槽と、少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールと、２台の回転機構と、緩衝区域と、第１のロボットと、第２のロボットと、を備える。第１のカセットは、複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する。少なくとも１つの第１の槽は、化学溶液で充填される。第２の槽は、液体で充填される。枚葉式洗浄モジュールは、複数枚のウェハの内の１枚を洗浄および乾燥するために使用される。２台の回転機構は、内部に載置された前記複数枚のウェハを回転させるために使用される。２台の回転機構の内で、１台は第１の槽に隣接して配置され、他の１台は第２の槽に隣接して配置される。第１のロボットは、少なくとも３本のウェハ装填アームを備える。少なくとも３本のウェハ装填アームの内の１本は、第１のカセットから複数枚のウェハの内の少なくとも２枚を取り出し、取り出された少なくとも２枚のウェハを第１の槽に隣接する回転機構内に載置する。第２のロボットは、少なくとも２枚のウェハを第１の槽に隣接する回転機構から取り出し、前記第１の槽内と前記第２の槽内とに順次収納するために使用される。少なくとも２枚のウェハが各第１の槽内および第２の槽内に一定時間浸された後、第２のロボットは、少なくとも２枚のウェハを第２の槽から取り出し、第２の槽に隣接する回転機構に載置する。その後第１のロボットの少なくとも３本のウェハ装填アームの内の１本は、第２の槽に隣接する回転機構から少なくとも２枚のウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、前記少なくとも２枚のウェハの内の１枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う前記少なくとも２台の枚葉式洗浄モジュールの内の１台に載置する。最後に、第１のロボットの少なくとも３本のウェハ装填アームの内の１本は、枚葉式洗浄モジュールから１枚のウェハを取り出し、第１のカセットへと戻す。
【発明の効果】
【００１０】
上述の通り、本発明はバッチ式洗浄と枚葉式洗浄とを組み合わせることにより、バッチ式洗浄および枚葉式洗浄の利点を発展させる。本発明の方法と装置とを採用することにより、ドライエッチング工程を経た後のウェハから、有機物と、微粒子と、フィルム材料とを、効果的に除去することができる。有機物を除去するために、バッチ式洗浄により、高温での処理が実行可能となる。なぜなら高温の化学溶液はバッチ式洗浄工程において再循環および再利用が可能であり、バッチ式洗浄工程中に生成された酸性霧が上手く抑制されるからである。微粒子とフィルム材料とは、枚葉式洗浄によって除去される。なぜならウェハは、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前に、常に濡れた状態に保たれるからである。このため、枚葉式洗浄によって、ウェハに付着した汚染物質を容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
当業者は、添付の図面を参照し好ましい実施形態に関する以下の記載を読むことで、本発明が当業者にとって明らかとなる。
【図１】本発明における、半導体ウェハ洗浄装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明における、半導体ウェハ洗浄装置のバッチ式洗浄装置の一例の上面図である。
【図３】バッチ式洗浄装置を示す斜視図である。
【図４】バッチ式洗浄装置の回転機構の一例を示す斜視図である。
【図５】図４で示された部分Ａの拡大図である。
【図６】（a）〜（d）は、回転機構内に載置されたウェハを回転させる工程を示す図である。
【図７】（a）〜（c）は、ロボットが回転機構からウェハを取り出す工程を示す図である。
【図８Ａ】バッチ式洗浄装置の第１の槽の一例を示す斜視図である。
【図８Ｂ】ロボットにより処理されるために第１の槽内に入れられる、２５枚のウェハを示す図である。
【図８Ｃ】第１の槽内で処理される、２５枚のウェハを示す図である。
【図９】バッチ式洗浄装置の第１の槽の他の一例を示す斜視図である。
【図１０Ａ】バッチ式洗浄装置の第２の槽の一例を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】ロボットにより処理されるために第２の槽に入れられる、２５枚のウェハを示す図である。
【図１０Ｃ】第２の槽内で処理される、２５枚のウェハを示す図である。
【図１１】バッチ式洗浄のために、回転機構により９０度回転されたウェハを示す図である。
【図１２】バッチ式洗浄のために、ロボットがウェハを回転機構から取り出す様子を示す図である。
【図１３】洗浄のために、第１の槽内に入れられたウェハを示す図である。
【図１４】洗浄のために、第２の槽内に入れられたウェハを示す図である。
【図１５】ウェハが第２の槽から取り出され、他の回転機構に入れられる様子を示す図である。
【図１６】（a）は、第１の槽の正面図であり、（ｂ）は、第１の槽の側面図である。
【図１７】他のバッチ式洗浄装置を示す図である。
【図１８】ウェハが第２の槽から取り出された時に、ウェハを濡れた状態に保つための維持装置の正面図である。
【図１９】ウェハが第２の槽から取り出された時に、ウェハを濡れた状態に保つための維持装置の上面図である。
【図２０】本発明におけるロボットの一例の上面図である。
【図２１】（a）〜（c）は、ウェハが第２の槽から取り出された時に、ウェハを濡れた状態に保つための他の維持装置を示す図である。
【図２２】本発明における、半導体ウェハ洗浄装置の他の一例を示す模式図である。
【図２３】本発明における、半導体ウェハ洗浄装置の他の一例を示す模式図である。
【図２４】本発明における、半導体ウェハ洗浄装置の他の一例を示す模式図である。
【図２５】本発明における、半導体ウェハ洗浄装置の他の一例を示す模式図である。
【図２６】（a）は本発明における、半導体ウェハ洗浄装置の他の一例を示す模式図であり、（ｂ）は本発明における、枚葉式洗浄モジュールの配設の一例を、正面から示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１によると、本発明における半導体ウェハ洗浄装置１００は、複数の積込口１１０と、第１のロボット１２０と、バッチ式洗浄装置１３０と、第３のロボット１４０と、複数台の枚葉式洗浄モジュール１５０と、を備えている。以降これらの構成要素を詳細に説明する。
【００１３】
各積込口１１０は第１のカセット（図示せず）を受け取るために使用され得る。第１のカセットには、複数枚のウェハが装填される。通常２５枚のウェハが、第１のカセットに装填される。半導体ウェハ洗浄装置１００はその洗浄効率を高めるために、１つ以上の積込口１１０を備えている。本実施形態では、４つの積込口１１０が横一列に並設されている。なお、積込口１１０の数は４つに限定されない。
【００１４】
第１のロボット１２０は、少なくとも２本のウェハ装填アームを備える。ウェハ装填アームの内の１本は、積込口１１０に位置する第１のカセットから、複数枚のウェハを取り出し、図６（a）に示されるように、該複数枚のウェハをバッチ式洗浄装置１３０の回転機構１３１内に載置することに使われ得る。他のウェハ装填アームは、枚葉式洗浄モジュール１５０からウェハを取り出し、該ウェハを第１のカセットに戻すことに使われ得る。好ましくは第１のロボット１２０は、各々が独立した５本のウェハ装填アームを備え、各ウェハ装填アームはエンドエフェクタを１台備えている。このエンドエフェクタは、枚葉式洗浄モジュール１５０の内の１台からウェハを１枚取り出し、該１枚のウェハを第１のカセットに戻す。第１のロボット１２０は更に、他の独立したウェハ装填アームを備え得る。このウェハ装填アームは５台のエンドエフェクタを有する。これらのエンドエフェクタは、第１のカセットから一度に５枚のウェハを取り出し、該５枚のウェハを回転機構１３１に載置する。
【００１５】
図２〜図１０Cにおけるバッチ式洗浄装置１３０は、複数枚のウェハを同時に一度に洗浄することに使用され、２台の回転機構１３１と、ウェハ搬送装置と、第１の槽１３７と、第２の槽１３８と、を備え得る。図４と図５とに示されるように、２台の回転機構１３１は互いに同一である。なお、２台の回転機構１３１は異なるものでも構わない。図４と図５とに示されるように、各回転機構１３１は、複数枚のウェハを受け取るために使用される架台１３１１を有する。架台１３１１の対向する両側部は、各々が内側に突出することで、二対の導入支柱１３１２を形成する。架台１３１１の各側部は、回転軸１３１５の使用により、側壁１３１３にフレキシブルに連結されている。側壁１３１３は、内側に突出することにより一群の支持部１３１４を形成し、支持部１３１４と同数のウェハを支持する。隣接する２つの支持部１３１４毎の間には、ウェハを保持するための空間が存在する。架台１３１１内には、ウェハ保持部１３１６が配置される。ウェハ保持部１３１６は、駆動装置により、導入支柱１３１２に沿って摺動可能である。ウェハ保持部１３１６の表面には、複数枚のウェハを保持するための複数本の溝１３１７が画定される。回転軸１３１５のまわりに回転する側壁１３１３を駆動するために、２台のシリンダ１３１８がそれぞれ対応する側壁１３１３と接続するように配置される。よって、側壁１３１３は展開および折畳み可能である。軸１３１９は架台１３１１を貫通し、ねじ等で架台１３１１に固定され得る。軸１３１９の一方の端部は、架台１３１１の外側に露出しており、架台１３１１を回転駆動するために２台のシリンダ１３１８の１つに接続している。
【００１６】
図２および図３に示されるように、ウェハ搬送装置は、一対の水平案内レール１３２と、一対の垂直案内レール１３３とを備え得る。垂直案内レール１３３は水平案内レール１３２に対して直交しており、水平案内レール１３２に沿って移動可能である。支持板１３４は垂直案内レール１３３に接して配置されており、垂直案内レール１３３に沿って上下に移動可能である。支持アーム１３５は、支持板１３４に対して直交するように、支持板１３４上に固定されている。第２のロボット１３６は、支持アーム１３５に接して配置され、第１の槽１３７の傍らにある回転機構１３１に対向している。第２のロボット１３６は、支持アーム１３５に沿って移動可能である。第２のロボット１３６は５対のウェハハンドを有する。ウェハハンドの各対は独立しており、一度に５枚のウェハを把持するために開閉が可能である。第１の槽１３７と第２の槽１３８とは、２つの回転機構１３１間に横一列に並設されている。第１の槽１３７および第２の槽１３８の材料は、例えば、水晶材であり得る。なお、第１の槽１３７および第２の槽１３８の製造には、耐腐食材料が適している。第１の槽１３７は、その内部に入れられた複数枚のウェハを処理するために、化学溶液が充填される。第１の槽１３７内の化学溶液は、例えば、室温２０℃より高く２５０℃より低くなるように加熱される高温のＳＰＭ、又はＴＭＡＨのような室温２０℃より高く２５０℃より低くなるように加熱される溶媒であり得る。第１の槽１３７内で複数枚のウェハが処理された後に、これら複数枚のウェハを処理するために、第２の槽１３８は液体で充填される。この液体は、２０℃より高く１００℃より低くなるように加熱される、純水であり得る。なお、槽の数および槽内の化学溶液もしくは液体の種類は、実際の適用状況によって異なる。
【００１７】
図８A〜図８Cは、第１の槽１３７を詳細に示す図である。 第１の槽１３７は、最大２５枚のウェハを支持するための、一対のウェハ維持部１３７１を有している。２つのウェハ維持部１３７１は、一対の接続部材１３７２によって互いに接続されている。各接続部材１３７２は、ウェハ維持部１３７１の対向する端部のそれぞれに配置されている。接続部材１３７２とシリンダ１３７４との対毎に、昇降部材１３７３が１つずつ接続されている。シリンダ１３７４は、昇降部材１３７３が上昇もしくは下降するように駆動するために使用され、ウェハ維持部１３７１が、昇降部材１３７３に沿って上昇もしくは下降する。第２のロボット１３６が、第１の槽１３７の傍らにある回転機構１３１から２５枚のウェハを取り出し、第１の槽１３７内に入れる際に、シリンダ１３７４は昇降部材１３７３を駆動し上昇させる。これによりウェハ維持部１３７１が、ウェハを受け取るために化学溶液の外に上昇する。従って、第２のロボット１３６が、第１の槽１３７内の化学溶液に接触することを防ぐ。ウェハがウェハ維持部１３７１上に入れられた後、シリンダ１３７４は昇降部材１３７３を駆動し下降させる。これによりウェハ維持部１３７１が下降し、ウェハが化学溶液内で処理されるためにその中に浸される。
【００１８】
図９は、第１の槽１３７の他の一例を示す。図９の第１の槽１３７と図８A〜図８Cの第１の槽１３７との違いは、前者の各昇降部材１３７３はそれぞれ対応するウェハ維持部１３７１と接続されていることである。
【００１９】
図１０A〜図１０Cは、第２の槽１３８を示す図である。第２の槽１３８は、各々が独立した５つの区域に分けられている。第２の槽１３８の各区域は、最大５枚のウェハを支持するための、一対のウェハ維持部１３８１を有している。２つのウェハ維持部１３８１は、一対の接続部材１３８２によって、互いに接続されている。各接続部材１３８２は、ウェハ維持部１３８１の対向する端部のそれぞれに配置されている。接続部材１３８２とシリンダ１３８４との対毎に、昇降部材１３８３が１つずつ接続されている。シリンダ１３８４は、昇降部材１３８３が上昇もしくは下降するように駆動するために使用され、ウェハ維持部１３８１が、昇降部材１３８３に沿って上昇もしくは下降する。第２のロボット１３６が、第１の槽１３７から５枚のウェハを取り出し、第２の槽１３８内に入れる時に、シリンダ１３８４は昇降部材１３８３を駆動し上昇させる。これにより、ウェハ維持部１３８１が、ウェハを受け取るために液体の外に上昇する。従って、第２のロボット１３６が、第２の槽１３８内の液体に接触することを防ぐ。ウェハがウェハ維持部１３８１上に入れられた後、シリンダ１３８４は昇降部材１３８３を駆動し下降させる。これによりウェハ維持部１３８１が下降し、ウェハが液体内で処理されるためにその中に浸される。第１の槽１３７は第２の槽１３８と同一であってもよい。
【００２０】
第３のロボット１４０は少なくとも１本のウェハ装填アームを備える。ウェハ装填アームは、バッチ式洗浄装置１３０内でウェハが１枚処理される毎に、該１枚のウェハをバッチ式洗浄装置１３０から取り出し、取り出された１枚のウェハを、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う枚葉式洗浄モジュール１５０の１つに載置する。ウェハが枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを受けるために、枚葉式洗浄モジュール１５０内に載置される前から該ウェハを常に濡れた状態に保つために、シャワーヘッド１７０がウェハ装填アームに配置される。図２０に示されるように、シャワーヘッド１７０は、それに接続したノズル１７１を介して、ウェハ装填アームに保持されたウェハ表面に純水を吹き付ける。好ましくは第３のロボット１４０は、各々が独立した５本のウェハ装填アームを備え、各ウェハ装填アームはエンドエフェクタと、シャワーヘッド１７０と、ノズル１７１と、を１つずつ備えている。
【００２１】
枚葉式洗浄モジュール１５０は、ウェハを１枚ずつ洗浄し乾燥するために使用され得る。洗浄効率を高めるために、複数台の枚葉式洗浄モジュール１５０が多様に配置される。本好ましい実施の形態では、１０台の枚葉式洗浄モジュール１５０が２行５列に配設されている。なお、枚葉式洗浄モジュール１５０の台数および配置は、実際の適用状況によって自由に選択可能である。各枚葉式洗浄モジュール１５０は、１つの枚葉式洗浄チャンバ内に配置されたチャックを有する。複数枚のウェハは、バッチ式洗浄装置１３０内で処理された後、濡れた状態でバッチ式洗浄装置１３０から取り出され、ウェハ毎に処理されるため、チャックに載置される。ウェハがチャックに載置された後、チャックが回転し、ウェハを洗浄するためにその表面に化学溶液そして純水が塗布される。化学溶液と純水との両方が、吹き付けノズルを使用してウェハに塗布される。そして、ウェハが乾燥される。最後に、枚葉式洗浄モジュール１５０から乾燥したウェハを取り出し、第１のロボット１２０を使用して、該ウェハを第１のカセットに戻す。ウェハに塗布される化学溶液は、以下の内の１種類であればよい。例えば希釈された塩化水素溶液、ＳＣ１溶液、希釈された塩化水素溶液とＳＣ１溶液との両方、ＳＣ２溶液、オゾン水溶液、又はガスとＮＨ４ＯＨとによりドープされた機能水であればよく、このガスは濃度が１．６ｐｐｍで、ＮＨ４ＯＨは濃度が１００ｐｐｍ未満であればよい。好ましくはウェハの乾燥前に、ウェハに化学溶液が１種類塗布されるとよい。 この１種類の化学溶液は以下の内の１種類であればよい。例えば希釈された塩化水素溶液、ＳＣ１溶液、もしくはＳＣ２溶液であればよい。ウェハ乾燥方法には、チャックを回転させ、ウェハにＩＰＡ溶液を塗布する方法がある。好ましくは、枚葉式洗浄工程中にメガソニック波を照射してもよい。
【００２２】
図６（a）〜図６（d）は、回転機構１３１に載置されたウェハが回転する工程を示した図である。第１のロボット１２０は、積込口１１０内に位置する第１のカセットから約２５枚のウェハを取り出し、該ウェハを第１の槽１３７に隣接する回転機構１３１内に載置する。具体的には、各ウェハは、回転機構１３１における側壁１３１３の支持部１３１４のそれぞれに支持される。ウェハは側壁１３１３間に水平に配置され、側壁１３１３によって挟持される。そして、軸１３１９に接続するシリンダ１３１８が、架台１３１１を９０度回転駆動させることにより、ウェハが回転機構１３１内で垂直に配設される。例えばシリンダである駆動装置は、ウェハ保持部１３１６を駆動し、導入支柱１３１２に沿って上方に摺動させ、各ウェハはそれぞれの溝１３１７に受け取られる。そして、２つの側壁１３１３の各々に一つずつ接続されているシリンダ１３１８の両方が、側壁１３１３を展開することにより、図７（a）〜図７（c）に示されるように、第２のロボット１３６は、回転機構１３１から、処理のためにウェハを取り出すことが可能である。なお、第２のロボット１３６は、回転機構１３１から一度に２５枚のウェハを取り出すことができるが、回転機構１３１から５の倍数枚、例えば５枚、１０枚、１５枚、もしくは２０枚のウェハを取り出してもよい。
【００２３】
図１１〜図１５によると、第２のロボット１３６は、回転機構１３１から複数枚のウェハ、例えば２５枚のウェハを取り出し３０秒〜６００秒間洗浄するため、該ウェハを第１の槽１３７の中に垂直に浸す。ウェハが第１の槽１３７内で洗浄された後、第２のロボット１３６は、該ウェハを第１の槽１３７から濡れた状態で取り出し、取り出したウェハを一定時間洗浄するために、第２の槽１３８内に浸す。ウェハが第２の槽１３８内で洗浄された後、第２のロボット１３６は、該ウェハを第２の槽１３８から濡れた状態で取り出し、取り出したウェハを、第２の槽１３８に隣接する回転機構１３１内に、垂直に載置する。更に、ウェハが第１の槽１３７内で洗浄される際、第１の槽１３７内で生成された酸性霧が、２台の吐出装置１３９により吐出される。図１６（a）と図１６（b）とに示されるように、各吐出装置１３９は、第１の槽１３７の両側面のそれぞれに配置されている。
【００２４】
図１７は、洗浄効果を確実にするための、他のバッチ式洗浄装置を示す図である。この装置は、支持アーム１３５の周囲を旋回可能な、第２のロボット１３６を備える。第２のロボット１３６は、ウェハを内部に装填する第２のカセット２０１を、該ウェハの洗浄のために、第１の槽１３７もしくは第２の槽１３８内へと旋回させる。第１の槽１３７内の化学溶液は再循環可能である。第１の槽１３７から溢れた化学溶液は、ポンプ２０２により再び第１の槽１３７へと供給される。化学溶液は第１の槽１３７に供給される前に、ヒータ２０３により暖められ、フィルタ２０４により濾過される。
【００２５】
図１８および図１９によると、第２のロボット１３６が、濡れた状態のウェハを第２の槽１３８から取り出す。その後、第２の槽１３８に隣接している回転機構１３１の側壁１３１３が展開し、導入支柱１３１２に沿って、ウェハ保持部１３１６が上方に摺動するように駆動される。そして、第２のロボット１３６が、ウェハを溝１３１７に垂直に載置する。その後、側壁１３１３がシリンダ１３１８により折畳まれ、ウェハを挟持する。ウェハ保持部１３１６は駆動され、導入支柱１３１２に沿って下方に摺動する。軸１３１９に接続するシリンダ１３１８が、架台１３１１を９０度回転駆動させることにより、ウェハが回転機構１３１内で水平に配設され、支持部１３１４により支持される。回転機構１３１の傍らには、３個の吹き付け管１６０が配設される。各吹き付け管１６０は約２５本のノズル１６１を有する。ノズル１６１はウェハ表面に純水を吹き付けることで、ウェハが処理されるために枚葉式洗浄モジュール１５０内に載置される前から、該ウェハを常に濡れた状態に保つ。続いて、第３のロボット１４０は、回転機構１３１からウェハを取り出し、該ウェハの洗浄および乾燥のために、各枚葉式洗浄モジュール１５０につき１枚のウェハをその内に載置する。ウェハは、枚葉式洗浄モジュール１５０内で処理される。その後、第１のロボット１２０は該ウェハを枚葉式洗浄モジュール１５０から取り出し、積込口１１０内に装填された第１のカセットへと戻す。
【００２６】
図２１（a）〜図２１（c）は、ウェハが第２の槽１３８から取り出された際に、ウェハを濡れた状態に保つための他の維持装置を示す図である。該維持装置は、純水が充填された液槽３０１を備える。あるウェハの集まりを処理する毎に、該液槽３０１内の純水は排出され、新しい純水が液槽３０１に供給されることにより次のウェハの集まりが処理され得る。液槽３０１内には、持ち上げ装置３０２が配置されている。ウェハを内部に受け取る第３のカセット３０４を保持するために、持ち上げ装置３０２にはフレーム３０３が斜めに固定されている。ウェハを収容した第３のカセット３０４はフレーム３０３内に斜めに載置され、液槽３０１内の純水に浸される。ウェハが第３のカセット３０４から取り出される必要がある際に、持ち上げ装置３０２は、フレーム３０３を持ち上げ、持ち上げ装置３０２上で、フレーム３０３を直立させて外部に露出させる。第３のカセット３０４はフレーム３０３内で直立していることにより、ウェハは第３のカセット３０４内で水平に配置される。そしてウェハは、第３のロボット１４０により第３のカセット３０４から取り出され、洗浄および乾燥されるために枚葉式洗浄モジュール１５０内に載置される。なおウェハは、洗浄および乾燥のために枚葉式洗浄モジュール１５０内に載置される前に、常に濡れた状態に保たれる。
【００２７】
図２２は、本発明における半導体ウェハ洗浄装置の他の一例である、半導体ウェハ洗浄装置２００を示す図である。半導体ウェハ洗浄装置２００は複数の積込口２１０と、第１のロボット２２０と、２台のバッチ式洗浄装置２３０と、第３のロボット２４０と、複数台の枚葉式洗浄モジュール２５０と、を備えている。半導体ウェハ洗浄装置２００と半導体ウェハ洗浄装置１００とを比較して異なる点は、前者は２台のバッチ式洗浄装置２３０のそれぞれが、半導体ウェハ洗浄装置２００の各両端部に配置されている点である。半導体ウェハ洗浄装置２００は洗浄効率を高めることが可能である。
【００２８】
図２３は、本発明における半導体ウェハ洗浄装置の他の一例である、半導体ウェハ洗浄装置３００を示す図である。半導体ウェハ洗浄装置３００は複数の積込口３１０と、第１のロボット３２０と、バッチ式洗浄装置３３０と、複数台の枚葉式洗浄モジュール３５０と、を備えている。半導体ウェハ洗浄装置３００と半導体ウェハ洗浄装置１００とを比較して異なる点は、前者は第３のロボットを有しない点である。第１のロボット３２０は、積込口３１０と、バッチ式洗浄装置３３０と、枚葉式洗浄モジュール３５０との間で、ウェハを移送可能である。故に第１のロボット３２０は、少なくとも３本のウェハ装填アームを装備可能である。ウェハ装填アームの内１本は、ウェハを積込口３１０から取り出し、処理のために該ウェハをバッチ式洗浄装置３３０内に入れることに使用される。ウェハ装填アームの内他の１本は、ウェハをバッチ式洗浄装置３３０から取り出し、取り出されたウェハの内の１枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う枚葉式洗浄モジュール３５０の１つに載置することに使用される。ウェハ装填アームの内更に他の１本は、ウェハを枚葉式洗浄モジュール３５０から取り出し、積込口３１０に戻すことに使用される。
【００２９】
図２４は、本発明における半導体ウェハ洗浄装置の他の一例である、半導体ウェハ洗浄装置４００を示す図である。半導体ウェハ洗浄装置４００は複数の積込口４１０と、第１のロボット４２０と、バッチ式洗浄装置４３０と、第３のロボット４４０と、複数台の枚葉式洗浄モジュール４５０と、を備えている。半導体ウェハ洗浄装置４００と半導体ウェハ洗浄装置１００とを比較して異なる点は、前者のバッチ式洗浄装置４３０は、ウェハを処理するための第１の槽を２つ以上有する点である。例えば本実施形態においては、同じ化学溶液で満たされている第１の槽が２つ存在する。バッチ式洗浄装置４３０の２つの第１の槽と第２の槽とは横一列に配置されている。積込口４１０から取り出されたウェハは、大まかに洗浄されるために第１の槽の内の１つに入れられ、次に細かく洗浄されるために、第１の槽の内の他の１つに入れられる。ウェハは２つの第１の槽で洗浄された後、洗浄のために第２の槽に入れられる。
【００３０】
図２５は、本発明の半導体ウェハ洗浄装置の他の一例である、半導体ウェハ洗浄装置５００を示す図である。半導体ウェハ洗浄装置５００は複数の積込口５１０と、第１のロボット５２０と、バッチ式洗浄装置５３０と、第３のロボット５４０と、複数台の枚葉式洗浄モジュール５５０と、を備えている。半導体ウェハ洗浄装置５００と半導体ウェハ洗浄装置１００とを比較して異なる点は、前者の第１の槽および第２の槽は、各々が独立した５つの区域に分かれている点である。各区域において、一度に５枚のウェハが処理可能である。
【００３１】
図２６（a）は、本発明の半導体ウェハ洗浄装置の他の一例である、半導体ウェハ洗浄装置６００を示す図である。半導体ウェハ洗浄装置６００は複数の積込口６１０と、第１のロボット６２０と、バッチ式洗浄装置６３０と、第３のロボット６４０と、複数台の枚葉式洗浄モジュール６５０と、を備えている。半導体ウェハ洗浄装置６００と半導体ウェハ洗浄装置１００とを比較して異なる点は、図２６（b）に示されるように、前者は更に緩衝区域６６０を備える点である。半導体ウェハ洗浄装置６００は８台の枚葉式洗浄モジュール６５０と、１つの緩衝区域６６０と、を備える。これらは３行３列に配設され、この配列において、緩衝区域６６０は中央部に配置される。なお半導体ウェハ洗浄装置６００において、枚葉式洗浄モジュール６５０の数は変更可能であり８台に限定されるものではなく、その一方で、緩衝区域６６０は任意の適当な箇所に配置可能である。第１のロボット６２０は、積込口６１０から複数枚のウェハを取り出し、緩衝区域６６０内に載置する。第３のロボット６４０は、緩衝区域６６０からウェハを取り出し、該ウェハを、処理のためにバッチ式洗浄装置６３０へと移送する。バッチ式洗浄装置６３０内でウェハが処理された後、第３のロボット６４０は、バッチ式洗浄装置６３０からウェハを取り出し、該ウェハの処理のために、各枚葉式洗浄モジュール６５０につき１枚のウェハをその中に載置する。ウェハは、枚葉式洗浄モジュール６５０内で処理される。その後、第１のロボット６２０は該ウェハを枚葉式洗浄モジュール６５０から取り出し、積込口６１０内の第１のカセットへと戻す。
【００３２】
従って、本発明の半導体ウェハ洗浄方法は以下のようにまとめられる。
【００３３】
第１の工程において、積込口１１０内の第１のカセットから、少なくとも２枚のウェハを取り出し、化学溶液を充填した第１の槽１３７内に、該少なくとも２枚のウェハを入れる。
【００３４】
第２の工程において、第１の槽１３７内で少なくとも２枚のウェハが処理された後、濡れた状態にあるウェハを第１の槽１３７から取り出し、液体を充填した第２の槽１３８内に入れる。
【００３５】
第３の工程において、第２の槽１３８内で少なくとも２枚のウェハが処理された後、濡れた状態にある少なくとも２枚のウェハを第２の槽１３８から取り出し、各枚葉式洗浄モジュール１５０内にあるチャックにつき１枚のウェハを載置する。
【００３６】
第４の工程において、１枚のウェハの表面に化学溶液を塗布しながらチャックを回転させる。
【００３７】
第５の工程において、１枚のウェハの表面に純水を塗布する。
【００３８】
第６の工程において、１枚のウェハを乾燥させる。
【００３９】
第７の工程において、１枚のウェハを枚葉式洗浄モジュール１５０から取り出し、取り出した１枚のウェハを積込口１１０内の第１のカセットへと戻す。
【００４０】
上述の通り、本発明はバッチ式洗浄と枚葉式洗浄とを組み合わせることにより、ウェハ洗浄のために、バッチ式洗浄および枚葉式洗浄の利点を発展させる。本発明の装置および方法によると、ドライエッチング工程後に有機物、微粒子およびフィルム材料を効果的に除去可能である。バッチ式洗浄装置１３０内では、有機物を除去するために高温での処理が実行可能である。なぜなら高温の化学溶液はバッチ式洗浄装置１３０内で再循環可能であり、バッチ式洗浄工程において生成された酸性霧が上手く抑制されるからである。枚葉式洗浄モジュール１５０内において、微粒子とフィルム材料とが除去される。更にウェハは、洗浄および乾燥のために枚葉式洗浄モジュール１５０内に載置される前に、常に濡れた状態に保たれる。これにより、ウェハに付着した汚染物質を容易に除去することができる。
【００４１】
上述した本発明の記載は、図示や説明のために提示されている。この記載は、本発明の全てを網羅することを意図したものでなければ、本発明を開示された形態の通りに限定することを意図したものでもない。上記の教示の観点から、多くの変更や変形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であるこのような変更や変形は、本発明に付随する特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の範囲に含まれることを意図したものである。
【図１】
0006275155.tif 000002
【図２】
0006275155.tif 000003
【図３】
0006275155.tif 000004
【図４】
0006275155.tif 000005
【図５】
0006275155.tif 000006
【図６】
0006275155.tif 000007
【図７】
0006275155.tif 000008
【図８Ａ】
0006275155.tif 000009
【図８Ｂ】
0006275155.tif 000010
【図８Ｃ】
0006275155.tif 000011
【図９】
0006275155.tif 000012
【図１０Ａ】
0006275155.tif 000013
【図１０Ｂ】
0006275155.tif 000014
【図１０Ｃ】
0006275155.tif 000015
【図１１】
0006275155.tif 000016
【図１２】
0006275155.tif 000017
【図１３】
0006275155.tif 000018
【図１４】
0006275155.tif 000019
【図１５】
0006275155.tif 000020
【図１６】
0006275155.tif 000021
【図１７】
0006275155.tif 000022
【図１８】
0006275155.tif 000023
【図１９】
0006275155.tif 000024
【図２０】
0006275155.tif 000025
【図２１】
0006275155.tif 000026
【図２２】
0006275155.tif 000027
【図２３】
0006275155.tif 000028
【図２４】
0006275155.tif 000029
【図２５】
0006275155.tif 000030
【図２６】
0006275155.tif 000031