(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシボックス格納装置であって、
ウェハを洗浄するためのブラシアセンブリであって、
ブラシと、
前記ブラシを備え、前記ブラシの外側に散布される液体が供給される回転可能なコアと、
前記ブラシを備える前記回転可能なコアと接続されている駆動機構と、
前記回転可能なコアと接続されており、洗浄を促進するために前記ウェハの表面に対して前記ブラシを配置させるための回転アームと、    
を備えるブラシアセンブリと、
前記ブラシアセンブリの操作、および前記ブラシアセンブリのブラシによって洗浄される前記ウェハの直接の操作、を可能にするために、前記ブラシアセンブリと通信するための制御システムと、
前記ブラシアセンブリを収容するための少なくとも１つのブラシボックスを備えるベース容器と、
開いた位置と閉じた位置との間で回転可能であるように前記ベース容器と結合されているふたアセンブリと、
を備えるブラシボックス格納装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシボックス格納装置はさらに、
前記ウェハの他の面を洗浄するための第２のブラシアセンブリであって、
ブラシと、
前記ブラシを備え、前記ブラシの外側に散布される液体が供給される回転可能なコアと、
前記ブラシを備える前記回転可能なコアと接続されている駆動機構と、
前記回転可能なコアと接続されており、洗浄を促進するために前記ウェハの他の表面に対して前記ブラシを配置させるための回転アームと、    
を備える第２のブラシアセンブリと、
を備え、
前記制御システムは、前記第２のブラシアセンブリと通信し、
前記ブラシボックスは更に前記第２のブラシアセンブリを収容
するブラシボックス格納装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブラシボックス格納装置において、
前記ブラシボックスにおける底面と側面との結合部は滑らかに結合されており、
前記ふたアセンブリは、前記閉位置において前記ブラシボックスをシールする、ブラシボックス格納装置。
【請求項４】
請求項３に記載のブラシボックス格納装置において、
前記ブラシアセンブリおよび前記第１または第２のブラシアセンブリの前記ブラシおよび前記回転可能なコアは、前記液体を用いた前記ウェハの処理が前記ブラシボックス内で行われるように、格納壁を有する前記ブラシボックスの内部に配置されているブラシボックス格納装置。  
【請求項５】
請求項１に記載のブラシボックス格納装置において、
前記ブラシボックスは、ウェハを前記ブラシボックス内に装填するための装填部およびウェハを前記ブラシボックスから取り出すための取出部を備えるブラシボックス格納装置。
【請求項６】
請求項１に記載のブラシボックス格納装置において、
前記ブラシアセンブリは、前記ブラシボックス内において、前記ウェハに向かって旋回するブラシボックス格納装置。
【請求項７】
請求項１に記載のブラシボックス格納装置において、
前記アームの端部は、マイクロステップを定義する機械比に基づいて、前記ウェハ上における前記ブラシに圧力を与えるために、押圧されるように構成されているブラシボックス格納装置。
【請求項８】
請求項１に記載のブラシボックス格納装置において、
前記ブラシアセンブリはウェハを供給するための装填ステーションに接続されているブラシボックス格納装置。
【請求項９】
請求項１に記載のブラシボックス格納装置において、
前記ブラシアセンブリは、前記ブラシボックスの取出部を介して、スピン・リンス・乾燥ステーションと接続されているブラシボックス格納装置。
【請求項１０】
ブラシボックス格納装置であって、
ウェハを洗浄するための第１および第２のブラシアセンブリであって、
ブラシと、
前記ブラシを備え、前記ブラシの外側に散布される液体が供給される回転可能なコアと、
前記ブラシを備える前記回転可能なコアと接続されている駆動機構と、
前記回転可能なコアと接続されており、洗浄を促進するために前記ウェハの表面に対して前記ブラシを配置させるための回転アームと、    
をそれぞれ備える第１および第２のブラシアセンブリと、
前記第１および第２のブラシアセンブリの操作、および前記第１および第２のブラシアセンブリのブラシによって洗浄される前記ウェハの直接の操作、を可能にするために、前記第１および第２のブラシアセンブリと通信するための制御システムと、
各前記ブラシアセンブリを収容するための少なくとも１つのブラシボックスを備えるベース容器と、
開いた位置と閉じた位置との間で回転可能であるように前記ベース容器と結合されているふたアセンブリと、
を備えるブラシボックス格納装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のブラシボックス格納装置において、
各前記ブラシアセンブリは、前記ブラシボックス内において、前記ウェハに向かって旋回するブラシボックス格納装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のブラシボックス格納装置において、
前記各ブラシアセンブリの前記アームの端部は、マイクロステップを定義する機械比に基づいて、前記ウェハ上における前記ブラシに圧力を与えるために、押圧されるように構成されているブラシボックス格納装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載のブラシボックス格納装置において、
前記ブラシボックスにおける底面と側面との結合部は滑らかに結合されており、
前記ふたアセンブリは、前記閉位置において前記ブラシボックスをシールする、ブラシボックス格納装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ブラシ・アセンブリ装置発明の分野 本発明は半導体ウェハの処理に関し、さらに詳細には、半導体ウェハの洗浄に使用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造では、半導体ウェハの表面からウェハ汚染物を除去しなければならない。除去されない場合には、ウェハ汚染物がデバイスの性能特性に影響を及ぼし、デバイスの障害を通常より速い速度で引き起こすこともある。
【０００３】
ウェハ汚染物を除去するために使用される１つのシステムは、一般にスクラバと呼ばれる。少なくとも１つのタイプのスクラバでは、半導体ウェハは、１対のブラシによって両面を同時にスクラビングされる。ウェハは、両面を同時にスクラビングされている間、ウェハの表面全体が洗浄されるように適所に保持され、回転している。
【０００４】
上述のスクラバなど湿式処理システムは、個別のステーションまたはモジュールをいくつか含む。各モジュールは、通常は、そのステーションに適した処理装置を含む箱状構造中に格納される。例えば、スクラバは、装填または送りステーションと、１つまたは複数のスクラブ・ステーションと、スピンすすぎおよびスピン乾燥ステーションと、出力ステーションとを含むことができる。
【０００５】
装填または送りステーションは、通常は、ウェハのカセットを保持するプラットフォームと、カセットを降下および上昇させるエレベータと、ウェハの存在を感知するセンサとを含む。さらに、装填ステーションは、濾過した脱イオン水（Ｄ．Ｉ．水）をウェハに噴射し、待機処理中にこれらを湿った状態に保つスプレイを含むことができる。これは、化学機械研磨などの直前の操作により、乾燥すると除去することがほぼ不可能となる湿った汚染物（例えばスラリ混合物）がウェハ上に残る場合に必要となる。
【０００６】
スクラブ・ステーションは、通常は、１つまたは複数のブラシと、スクラビング中その側面でウェハを把持し、回転させるホイール（例えばローラ）と、化学薬品を散布するスプレイまたはノズルとを含む。
【０００７】
スピン・ステーションは、通常は、最終的な水によるすすぎのためのノズルと、スピン乾燥用のスピナと、熱の補助による乾燥を実現するランプとを含む。スピン・ステーションは、乾燥を補助するために、熱ランプに加えて、またはこれに代えて、窒素ブローオフも含むことができる。スピン・ステーションは、メガソニック洗浄など、二次的または後の洗浄処理に使用することもできる。
【０００８】
最後に、出力ステーションは、洗浄され、乾燥したウェハのカセットを保持するプラットフォームを含む。さらに、ステーション内およびステーション間でウェハを移送するために、ローラやベルト・コンベヤ、ロボット・アームなど、１つまたは複数のタイプのウェハ移送機構が設けられる。
【０００９】
洗浄処理中、ウェハは、コンベヤ機構など、ウェハをブラシまで移動させるウェハ移送機構上に平らに載っている。スクラビング中に、ウェハは、ウェハ移送機構、ブラシ、またはローラ、あるいはそれらの組合せによって支持（または水平に保持）される。従来技術のタイプのスクラバでは、ウエハがブラシでスクラビングされる際には、表面を洗浄することができるように、少なくとも１つのローラがウェハを回転させる。ローラは、ウェハが回転している間にウェハの縁部／傾斜領域を洗浄するために、研磨材を含むことができる。ローラ自体は、モータの作用によりその中央軸の周りで回転している。ローラの回転運動は、ローラの縁部がウェハの外側縁部と接触したときに、ウェハに伝達される。
従来技術の１つのシステムでは、ローラは、回転したときにローラをウェハと接触させるスイング・アームを使用して位置決めされている。スイング・アームが回転するので、ブラシボックスはこの運動を見込むのに十分に大きなサイズでなければならない。ただし、より正確なスイング・アームの制御を実現することが望ましい。すなわち、より正確にローラを位置決めする方法が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
様々な湿式処理操作を実行するシステムが開発されているが、従来技術のシステムには多くの欠点がある。例えば、酸性の強い化学薬品（例えばＨＦ）を使用する湿式処理システムでは、滴や排出された煙にさらされることがオペレータに有害なこともある。このような化学薬品との接触は、システムの保守または修理を実行するときに起こることがある。汚染の恐れがある場合には、これにさらされる可能性を最小限に抑えることが望ましい。また、このような非常に酸性の強い危険な物質を使用する従来技術の処理システムでは、漏れを補償するバックアップ・システムがほとんど、または全くなかった。したがって、漏れが発生した場合には、直ちにシステムをシャットダウンすることが唯一の解決策である。しかし、このようなシャットダウンが必要であると認識されるまでに、汚染が発生していることもある。
【００１１】
さらに、湿式処理システムでは、ステーションの壁面の内側のビルドアップによって汚染が発生することもある。ブラシ・ステーションおよびその他のステーション中の化学薬品が乾燥するにつれて、汚染レベルを上昇させる剥離が発生し、システムの破損を引き起こすこともある。したがって、ステーションの壁面で発生するビルドアップを減少させることが望ましい。
【００１２】
本発明は、酸性の強い処理に使用することができる、改良したウェハ処理システムを提供する。このような処理では、本発明のシステムは、安全性を高める機構を含む。この処理システムは、剥離および汚染を引き起こすことのある処理システムの壁面のビルドアップを減少させる、または最小限に抑える。１実施態様では、本発明のシステムは、スイング・アームを用いずにローラを位置決めすることも可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ブラシ・アセンブリ装置について記述する。１実施態様では、このブラシ・アセンブリ装置は、ブラシ、第１回転可能シャフト、第１駆動機構、および第１アームを含む。この部材は基板操作装置に結合され、支持システムに回転可能に結合される。シャフトは支持構造に回転可能に結合される。支持構造は、シャフトが回転するにつれてこのシャフトに沿って移動し、基板操作装置を位置決めする。
【００１４】
本発明は、以下に与えた詳細な説明、および本発明の様々な実施形態を示す添付の図面から、より完全に理解されるであろう。ただし、これらは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、説明および理解のためのものに過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ブラシ・アセンブリ装置について記述する。以下の説明には、構成物質など多数の詳細を記載する。ただし、これらの詳細を用いずに本発明を実施することができることは当業者には明らかであろう。その他、周知の構造および装置については、本発明を分かりにくくしないように、詳細には示さず、ブロック図の形で示してある。
【００１６】
本発明の概略
本発明は、少なくとも１つのブラシボックスを格納するブラシボックス格納装置を提供する。本発明の各ブラシボックスは、ブラシ・アセンブリおよび位置決めアセンブリを含む。ブラシ・アセンブリは、ウェハを洗浄する１対のブラシと、ブラシを制御および駆動する機構とを含む。
【００１７】
本発明の位置決めアセンブリは、様々な構成要素および装置を処理システム中で位置決めするために使用することができる。１実施形態では、このような構成要素としては、ローラ、ホイール、ガイド、１つまたは複数のロボットなど、基板取扱／操作装置が含まれる。各装置は、支持構造（例えばトラクタ）に回転可能に結合された部材またはシャフト（例えばローラ・シャフト）に結合される。
【００１８】
支持構造は、回転シャフトに回転可能に結合する取付け機構として動作する。シャフトが回転すると、支持構造はこのシャフトに沿って移動し、基板取扱／操作装置を位置決めする。１実施形態では、位置決め装置はローラ位置決め装置を含む。ローラ位置決め装置は、ローラを適所に移動させ、回転運動をローラに与える駆動シャフトに結合された、１つまたは複数のローラを含む。
【００１９】
本発明のブラシボックスは、複数の処理ステーションを有する基板処理システム中に組み込むことができる。例えば、基板処理システムは、基板を洗浄するために１つまたは複数のブラシ・ステーションを有する基板スクラビング・システムを含むことができる。ウェハのスクラビングに関連して本発明について記述するが、同様に成形された、すなわち広く適用される基板を本発明によって処理することができることは理解されるであろう。さらに、ウェハまたは基板と言うときには、ドーピングされた、またはドーピングされない裸または純粋の半導体基板、エピタキシャル層を有する半導体基板、処理の任意段階で１つまたは複数のデバイス層を組み込む半導体基板、あるいは絶縁体上半導体（ＳＯＩ）デバイスを有する基板、またはフラット・パネル・ディスプレイ、ハードディスク、もしくはマルチチップ・モジュールなどのその他の装置およびデバイスを処理するための基板など１つまたは複数の半導体層を組み込むその他のタイプの基板を含むこともあることを理解されたい。
【００２０】
１実施形態では、本発明はウェハの酸性（高ＰＨ）洗浄処理を提供する。この洗浄処理は、ＨＦ洗浄処理を含むことがある。酸の腐食効果に耐えるために、システム中のプラスチックの構成要素は、ＰＥＴやアセタール（ＤＥＬＲＩＮ）、テフロン（登録商標）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏ）、ポリウレタンなどの材料から構成することができ、金属の構成要素は、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ Ｃ276などのステンレス鋼を含むことができる。その他の洗浄処理およびシステムにも本発明を適用することができることに留意されたい。
【００２１】
ブラシボックス格納装置
第１図は、本発明のブラシボックス格納装置の１実施形態を示す図である。第１図を参照すると、ブラシボックス格納装置は、ベース容器１１３に結合されてその中に格納され、２重壁面チャンバを形成する２つのブラシボックス、ブラシボックス１０５および１０６を含んでいる。各ブラシボックス１０５および１０６は、空洞つまり空洞１０８を間に形成させてベース容器１１３に結合されている。１実施形態では、ベゼル１４０がブラシボックス１０５および１０６、ならびに外箱として働くベース容器１１３に結合されている。１実施形態では、ベゼル１４０はブラシボックス１０５および１０６を接合し、処理中の化学薬品に耐えることができる材料から作成される。
【００２２】
各ブラシボックス１０５および１０６は、丸みを帯びた、または滑らかなコーナを有する、機械加工（または成形）された挿入部、あるいは大きな半径を有する結合部を含む。１実施形態では、この半径は、ブラシボックスの底面および側面の結合部で２分の１インチ以上となり、側壁上での集合およびビルドアップを防止する助けとなる。これにより、ウェハはより低い汚染にさらされることになる。１実施形態では、各ブラシボックスはポリプロピレンから作成される。ＨＦベースの洗浄システムでは、使用する前に一定期間（例えば５分間）ブラシボックスを洗浄すると有利であることもある。
【００２３】
１実施形態では、内側カバー１０２は、２つに分離した傾斜セクション１３１および１３２を含む。１実施形態では、これらの傾斜セクションは、約９０°の角度で合わせて成形された２つの部分を含み、各部分は、内側カバー１０２の底面から上方に約４５°の角度（ふたが閉じた位置にあるとき）で延びる。代替の実施形態では、２つの部分は、約８０°の角度で合わせて成形される。この角度で傾斜させることにより、化学溶液は内側カバー１０２に付着し、ふたを開いたときに滴下しない。その代わりに、化学溶液は滑り落ち、後述のドロップ・トラフ１０３中に集まる。
【００２４】
内側カバー１０２および外側カバー１０１は、ブラシボックス格納装置のふたアセンブリを形成する。１実施形態では、内側カバー１０２は、ふたが開いた位置にあるときに内側カバー１０２と接触したまま残る洗浄溶液を収集するドロップ・トラフ１０３を含む。ドロップ・トラフ１０３は、傾斜部分に対して約９０°の角度になっていることに留意されたい。１実施形態では、内側カバー１０２および外側カバー１０１は加圧成形したアクリルからなる。別の実施形態では、カバーは、ＰＥＴＧ、透明なポリプロピレン、ＰＶＣ、または処理中の化学薬品と両立する任意のプラスチックから作成することもできる。
【００２５】
内側カバー１０２および外側カバー１０１は、一連のボルトを使用して互いに結合される。１実施形態では、この２つの間にガスケットまたはシールを使用することができる。ボルトはねじを切ることもある。カバーは、ねじ、ロック締結装置、またはその他任意の固定装置を用いて結合することもできる。
【００２６】
外側カバー１０１および内側カバー１０２からなるふたアセンブリは、ヒンジ結合１１４を使用して開いた位置と閉じた位置の間を移動する。１実施形態では、ヒンジ結合は、ベース容器１１３とふたアセンブリの間に結合された１つまたは複数のヒンジを含む。ヒンジ結合１１４、およびふたアセンブリの開閉を制御する駆動装置の１実施形態の説明を、以下にさらに詳細に記述する。
【００２７】
各ブラシボックス１０５および１０６は、ブラシボックス１０６の内側チャンバ・ドレン１０７など少なくとも１つの内側チャンバ・ドレン、およびブラシボックス１０６の排気管１０９などの排気管を含む。１実施形態では、内側チャンバ・ドレンは、３または４インチの２重格納を有する２インチのドレンを含む。
【００２８】
１実施形態では、ドレンはＰ．Ｖ．Ａ．から作成される。また、別の実施形態では、ドレンはポリプロピレンからなる。ドレンは、ＰＨの高い酸ベース処理の腐食効果に耐える任意の材料から作成することができる。ベース容器１１３からの付加的な排液のために、外側チャンバ・ドレン１１５など、１つまたは複数の追加ドレンを設けることもできる。スピン・ステーションや入力ステーションなどその他の処理ステーションでは、ドレンはＰ．Ｖ．Ｃからなることもある。
【００２９】
１実施形態では、ドレン１１５は、ブラシボックス１０５または１０６からの漏れを検出する漏れ検出システムを含む。洗浄システムおよびその他の処理システム中でドレンを使用することは、当技術分野では周知である。
【００３０】
１実施形態では、各排気管１０９は、各箱の後面に、排気調整器（本発明を分かりにくくしないために図示していない）に結合された２インチ排気装置を含む。１実施形態では、排気調整器は、バルブを使用して一定の源からの流れを制御し、ふたアセンブリが開いているか閉じているかに依存して流れが変化するようにしている。ふたが閉じている場合には、排気調整器は、流れが約５〜１０ＳＣＦＭとなるようにバルブを制御し、ふたが開いている場合には、排気調整器は、流れが約６０ＳＣＦＭとなるようにバルブを制御する。排気調整器の流量は、安全性の制約によって決定することができることに留意されたい。排気を使用することで、オペレータは煙（例えばＨＦやアンモニア（ＮＨ4ＯＨ））から保護され、ふたアセンブリが開いているときに、清浄な室内環境から室内の清浄な空気をブラシボックス１０５および１０６中に送ることができる。排気管および排気調整器を使用することは当技術分野では周知である。
【００３１】
ブラシボックス１０５および１０６は内側および外側シール１０４にも結合される。１実施形態では、内側および外側シール１０４は、当技術分野では周知の、エラストマまたはその他の発泡タイプのシールを含む。
【００３２】
ブラシボックス格納装置は、各ブラシボックス１０５および１０６にそれぞれウェハを入れるためのブラシボックスの入口１１１および１１２を含む。ブラシボックス１０６への入口１１２がブラシボックス１０５の出口であることに留意されたい。ブラシボックス１０６は、洗浄後に格納装置のブラシボックスからウェハを出すための出口１１０も含む。
【００３３】
ウェハは、ローラやベルト・コンベヤ、ロボット・アームなど、当技術分野で周知のウェハ移送機構を使用して、ブラシボックス間および処理システムの様々なステーション間を移動する。本発明を分かりにくくしないように、これらのウェハ移送機構は本明細書には示していない。
【００３４】
第２図は、異なる位置の間でふたアセンブリを移動させる駆動システムの１実施形態を示す図である。第２図を参照すると、位置１は、外側カバー１０１および内側カバー１０２からなるふたアセンブリがベース容器１１３の後面に対してほぼ直角な位置にあり、内側カバー１０２がベース容器１１３の前部でシール１０４と接触している、閉じた位置である。１実施形態では、閉じた位置にあるときには、ふたアセンブリは、ベース容器１１３に対して双隆起（ｄｏｕｂｌｅ−ｈｕｍｐｅｄ）シールを形成する。内側カバー１０２とベース容器１１３の前部との間のこのシールは圧縮を受ける。１実施形態では、このシールは約１／８インチに圧縮される。１実施形態では、このシールは発泡材のシールからなる。発泡シールはカバーに取り付けることもできる。位置２、つまり開いた位置で、ふたアセンブリは旋回して持ち上がる。内側カバー１０２と接触するいかなる溶液または流体も、ふたアセンブリが完全に開いたときにトラフ１０３によって集められることに留意されたい。
【００３５】
ふたアセンブリが閉じた位置にあるときに外側カバー１０１をベース容器１１３に締結するラッチ機構２０２が示してある。
【００３６】
駆動装置取付け機構２０３を介して外側カバー１０１に、かつ駆動装置取付け機構２０４を介してベース容器１１３の後面に結合された空気圧駆動装置２０１は、開いた位置（位置２）と閉じた位置（位置１）の間のふたの運動を制御する。駆動装置取付け機構２０３および２０４はブラケットを含むが、当業者には周知であろう。空気圧駆動装置は当技術分野では周知である。
【００３７】
ふたアセンブリが開いた位置または閉じた位置にあるときを示すために、センサを使用することもできる。このようなセンサは、空気圧駆動装置２０１、ヒンジ結合１１４、ベース容器１１３、またはラッチ機構２０２に組み込むことができる。このようなセンサを使用することは当技術分野では周知である。
【００３８】
第３図は、ヒンジ結合１１４の１実施形態を示す図である。第３図を参照すると、コーナ支持体３０１は、外側カバー１０１と内側カバー１０２の間に結合される。１実施形態では、コーナ支持体３０１は、ねじを介して外側カバー１０１および内側カバー１０２に結合される。１実施形態では、コーナ支持体３０１は、カバーに接着された透明なアクリル溶剤を含む。側面支持ブロック３０３も外側カバー１０１に結合される。側面支持ブロック３０３は、ふたおよびふたの運動から生じる負荷を分散させる助けとなる。１実施形態では、側面支持ブロック３０３は黒色のアセタール・ブロックを含む。ヒンジ３０２は、側面支持ブロック３０３およびシール１０４に結合される。１実施形態では、ヒンジ３０２は、ねじを介して側面支持ブロック３０３およびシール１０４に結合される。
【００３９】
ヒンジ結合１１４の１実施形態を示したが、多数のヒンジまたは結合機構を使用して、ふたアセンブリをベース容器に回転可能に結合することができることは当業者には明らかであろう。
【００４０】
第４Ａ図は、ふたアセンブリをベース容器１１３に締結するために使用するラッチ機構の１実施形態を示す図である。第４Ａ図を参照すると、２点ラッチ４０１および４０２が外側カバー１０１の下に結合されている。クランプ・パッド４０４および４０５はベース容器１１３に結合される。ラッチ・アクチュエータ４０３は、外側カバー１０１の下で、２点ラッチ４０１および４０２に結合される。ラッチ・アクチュエータ４０３が回転するにつれて、ラッチ４０１および４０２がクランプ・パッド４０４および４０５の下で延び、それによりふたアセンブリをクランプ・パッド４０４および４０５にロックする。このような機構の運動は当技術分野では周知である。ラッチ・アクチュエータ４０３は外部からアクセス可能なノブまたはスイッチを含み、オペレータがラッチ・アクチュエータ４０３を操作することができるようになっている。当技術分野で周知のその他多くのラッチ機構をふたアセンブリおよびベース容器１１３に組み込み、ふたアセンブリとベース容器１１３の間の確実かつ密な閉止を保証することができることに留意されたい。例えば、外側カバー１０１上の特定の位置（例えばコーナ）で外部ラッチを使用して、ふたアセンブリをベース容器１１３に固定することもできる。
【００４１】
迂回不可能な任意のロックを使用することができることに留意されたい。第４Ｂ図は、ラッチ機構の別の実施形態を示す図である。第４Ｂ図を参照すると、ラッチ機構は、空気シリンダ４１０、支持体４１１、ねじ４１１Ａ／４１１Ｂ、カム／リンク４１３、ロッド４１５、軸受４１８、およびリンク４２５といった要素を含んでいる。
【００４２】
空気シリンダ４１０はリンク４２５と協働して、支持体４１１によってブラシボックスに結合されたロッド４１５を回転させる。ロッド４１５が回転すると、ロッド４１５の各末端に結合されたカム４１３が回転する。カム４１３は、下方に回転するにつれて、カバー上のふたと係合し、それにより閉止を確保する。カムを上方に回転させると、カバーを解放する。
【００４３】
第５図は、ブラシボックス１０５の側面図である。ブラシボックス１０６もほぼ同様であることに留意されたい。第５図を参照すると、ブラシボックス１０５は、ウェハの両面を同時にスクラビングするスクラビング・ブラシ５１１および５１２を含むブラシ・アセンブリ５１０と、以下でさらに詳細に記述するブラシ旋回点５１３を有するブラシ駆動機構５１４とを含むものとして示してある。ブラシ駆動機構５１４はブラシ５１１を駆動するように結合され、以下にさらに詳細に記述する。
【００４４】
ブラシボックス１０５は、内側チャンバ・ドレン５０１も含んでいることに留意されたい。ベース容器１１３のドレンに対応する外側チャンバ・ドレン５０２も示してある。ブラシボックス１０５は、上述の排気管５０３も含む。全てのドレンは、当技術分野で周知のシールを含む。各シールは漏れ検出装置を含むことができる。１実施形態では、外側チャンバ・ドレン５０２はポリプロから構成される。
【００４５】
ブラシボックス１０５は入口１１１も含む。入口１１１により、ウェハをその内部に通すことが可能になる。ブラシボックス１０５は、ローラ５３０などのローラ上に、またウェハがブラシボックス１０５を出る際にこのウェハに洗浄溶液を噴射するスプレイ・ヘッド５０５および５０６を組み込むようにも示してある。１実施形態では、スプレイ・ヘッドは、ブラシボックス１０５の入口および出口、ならびにブラシボックス１０６の出口に取り付けられる。代替の実施形態では、スプレイ・ヘッドは、ブラシボックス１０６の入口に取り付けることができる。スプレイ・ヘッドおよび噴射を使用することは、当技術分野では周知である。
【００４６】
ブラシボックス１０５は、ローラ５３０などのローラを、ブラシ５１１と５１２の間で洗浄中のウェハに対して位置決めするローラ位置決めアセンブリ５２０も含む。ローラ位置決めアセンブリ５２０の実施形態については、以下で詳細に考察する。
【００４７】
第５図に示すように、排気装置およびドレン以外にチャンバの底面を介した透過はないことに留意されたい。チャンバを介した透過は側面で起こる。透過が側面のみとなることにより、必要とされるシールが少なくなり、漏れの可能性が低下する。このことは酸性の強い化学薬品を利用するシステムでは特に有利である。
【００４８】
ブラシ・アセンブリ
第６Ａ図および第６Ｂ図は、ブラシ・アセンブリ５１０の上側ブラシ・アセンブリおよび下側ブラシ・アセンブリをそれぞれ示す斜視図である。第７Ａ図から第７Ｄ図は、それぞれ上側および下側ブラシ・アセンブリの上面図、ならびに上側および下側ブラシ・アセンブリの断面図である。実際のブラシ自体（駆動機構は除く）は当技術分野で周知であることに留意されたい。各ブラシは、ウェハの洗浄を容易にするために複数の突起（図示せず）を含む。１実施形態では、上側および下側ブラシ・アセンブリは、ブラシのコアに流体を供給し、これがブラシ表面を介してブラシの外側に分散するように構成される。このようなブラシおよび流体送出システムについて、本明細書では詳細に記述する。例示的なブラシについての記述およびブラシを介した流体送出用システムについてのさらなる情報については、１９９５年１０月１３日に出願され、本発明の法人譲受人に譲渡された、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｂｒｕｓｈ」と題する、米国特許出願第０８／５４２５３１号を参照のこと。
【００４９】
第６Ａ図、第７Ａ図、および第７Ｃ図を参照すると、上側ブラシの１実施形態が記載されている。回転アーム６３１および６０２は、上側ブラシ・リフト駆動装置（ブラシボックスの各側面にある）に結合されてこれに応答し、上側ブラシ・アセンブリ６００をウェハに対して前後に旋回させる。上側ブラシのコア６０１が回転する旋回点は、駆動シャフト６１０の回転軸に心合わせされる。ウェハに向かう旋回の量は、ウェハに加わる圧力の量に影響を及ぼし、洗浄処理の要求に基づく設計上の選択事項である。この旋回運動はブラシボックス内部で起こることに留意されたい。この旋回動作中は、下側ブラシ・アセンブリ６５０は（ブラシボックスおよび格納壁面に取り付けられているので）静止している。
【００５０】
回転アーム６３１は、六角シャフト６０４などの六角シャフトおよびリンク６０５を使用して上側ブラシのコア６０１に結合される。回転アーム６０２は、リンク６０６を介して上側ブラシのコア６０１に結合される。回転アーム６０２は、駆動シャフト６１０の回転が上側ブラシの旋回を引き起こさないように、駆動シャフトの周りを同軸に回転する。図示のように、回転アーム６０２は、それ自体回転可能な駆動シャフト・フィードスルー６７０に結合される。１実施形態では、各リフト駆動装置は、ステッパ・モータ（本発明を分かりにくくしないために図示していない）を含み、回転アーム６３１および６０２の末端を押し上げ、それにより上側ブラシのコア６０１を下向きに、洗浄処理中のウェハの最上部まで旋回させるという形で動作する。各駆動装置が引き下げられると、回転アーム６３１および６０２は上側ブラシのコア６０１をウェハから離れるように旋回させる。代替の実施形態では、リフト・レバーを利用して、上側ブラシのコア６０１をウェハの表面に対して前後に移動させることができる。また、回転アームの上にステッパ・モータを結合することにより、反対向きに制御を実行することなく上側ブラシ・アセンブリ６００の旋回を実行することができる。
【００５１】
ブラシのコア６０１をウェハに当てるブラシ位置決め装置は、様々な圧力でブラシのコア６０１をウエハに当てるように制御することができる。換言すれば、ブラシは物理的に取り付けられ、従来の重力に基づく運動とは対照的に物理的に移動させる（押し下げる）ことができるようになっている。ステッパ・モータのより大きな力で回転アーム６３１および６０２の末端を押し上げることにより、ブラシのコア６０１は増大した圧力でウェハに当てられる。この圧力の増大は、機械比（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｒａｔｉｏ）によるものである。第１５図は、従来技術のシステムおよび本発明でブラシのコアを位置決めするときの、ステッパ・モータを使用してブラシのコアを８''ウェハに当てる圧力を示すグラフである。本発明のマイクロステップは、従来技術より大きなブラシの運動を生み出す。図示のように、本発明によって加えることができる圧力の量は、従来技術より４〜５倍も大きい。本発明によって加えられる圧力が増大することで、ウェハ上に埋め込まれた粒子をスクラビング中に除去することが可能となる。この増大した圧力とともにＨＦベースの処理を使用すると、全体としてさらに良好な洗浄処理が実現する。
【００５２】
また圧力が大きくなることにより、ブラシのコア６０１を１つまたは複数のバフ・パッドで置換し、基板上のウェハのバフ研磨を可能にすることもできる。１実施形態では、このようなパッドは、平らなパッド、またはｓｕｂａＩＶその他の研磨パッドなどの回転パッドを含む。平らなパッドを使用するときには、下側ブラシが不要となることもある。この場合には、ウェハは依然としてソートされなければならない。ただし、両面をバフ研磨する必要がある場合には、両面でパッドが必要となることもある。
【００５３】
このように、本発明のブラシ・アセンブリは、バフ研磨システムに適した圧力を与えることができる。したがって、本発明により、処理システムを、格納装置中の「ブラシ」箱（１つまたは複数）の第１セットをバフ研磨用に使用し、その後のブラシボックス（１つまたは複数）をウェハのスクラビングに使用する、２重バフ研磨／洗浄システムにすることが可能となる。
【００５４】
第６Ｃ図は、回転アーム６３１および６０２の一方、ならびに回転アームの下で動作するように位置決めされた、そのステッパ駆動装置への結合器６２０を示す図である。結合器６２０が最上位置にあるときには、ブラシのコア６０１はウェハに当てられており、最下位置にあるときには、ブラシのコア６０１はウェハから離れるように旋回する。ステッパ・モータが回転アームの上に位置決めされた場合には、結合器６２０の運動が逆になり、同じブラシのコアの運動が得られることになる。
【００５５】
透過ブシュ６０３のセットは、シャフト・フィードスルー６７０および６７２、ならびに上側ブラシ・アセンブリ６００の、ブラシ容器１１３に対する位置を維持し、上側ブラシ・アセンブリ６００をブラシボックスの側面に固定するために使用される。このようにして、透過ブシュ６０３を、ブラシボックスおよびブラシ容器１１３への上側ブラシ・アセンブリ６００の結合の一部として使用する。透過ブシュ６０３は、ブラシボックスの内側空洞とブラシボックス格納装置の外部との間のシールとしても働く。透過ブシュを使用することは、当技術分野では周知である。１実施形態では、透過ブシュは、米国ロード・アイランド州、Ｅａｓｔ ＰｒｏｖｉｄｅｎｃｅのＩＧＵＳ．Ｉｎｃ．製のＴ−５００から作成される。
【００５６】
別々のリンク６０５および６０６は、ブラシ・アセンブリ６００の駆動セクションおよび回転アームをそのブラシのコア６０１に結合するために使用される。
たわみ性結合器６０９は、駆動シャフト６１０を、上側ブラシのコア６０１を駆動してこれを回転させるモータ（図示せず）に結合するために使用される。１実施形態では、たわみ性結合器６０９は、ステンレス鋼（またはその他の耐酸性材料）のシャフト・レジューサを介して駆動シャフト６１０に結合される。
【００５７】
モータが駆動シャフト６１０に加える回転運動は、１組のギアを介してブラシのコア６０１に加えられる。（上側ブラシ・アセンブリ６００および下側ブラシ・アセンブリ両方のシャフト・フィードスルーにより、それらの駆動モータの作動に応答して駆動シャフト６１０および６６０が自由に回転することができることに留意されたい。）アイドルギア６１２は、駆動シャフト６１０に結合される。ドライブギア６１１はブラシのコア６０１に結合される。アイドルギア６１２とドライブギア６１１はそれらの歯を介して互いに接触する。駆動シャフト６１０が回転すると、アイドルギア６１２も回転する。次いで、当技術分野では周知の方法でアイドルギア６１２の回転運動がドライブギア６１１に伝達される。ギアのサイズは設計上の選択事項であることに留意されたい。１実施形態では、アイドルギア６１２およびドライブギア６１１はそれぞれ６６本の歯を有し、２４インチのピッチおよび２．７５インチの直径を有する。
【００５８】
アイドルギアおよびドライブギアの相対的なサイズは変化させることができる。このようにそれらの比を変化させることは、様々な差分速度を与えるのに有利であることもある。このような様々な速度は、スピン・ローラを用いて縁部を洗浄するために重要となることがある。また、上側ブラシ・アセンブリ６００を駆動するためにギアを示したが、ギアをベルトで置き換えることもできることにも留意されたい。
【００５９】
１実施形態では、ギア保護装置を使用してギアを覆い、洗浄処理によって生じた粒子がギアに入ること、およびギアから生じた粒子がウェハを汚染することを防止する。
【００６０】
引込みピン６０７は、ブラシのコア６０１の一端の近くで引込みコア６０８に結合される。本発明では引込みピン６０７および引込みコア６０８を設け、ブラシのコア６０１を容易に取り外しできるようにする。このようにして、ブラシのコア６０１を、保守および修理のために取り出すことができる。引込みピン６０７が、第６Ａ図の位置から下方に移動し、左方に移動すると、ブラシのコア６０１内にその一部が配置されている引込みコア６０８は、ブラシのコア６０１の外部に引き出される。この量だけ引込みコア６０８がブラシのコア６０１から引き出されると、ブラシのコア６０１をリンク６０５から解放することができる。この運動により、ブラシのコア６０１のもう一端は、ブラシのコア６０１内の一部まで延びるリンク６０６から離れるように移動する。この位置になった後で、ブラシのコア６０１をブラシボックスから抜き出すことができる。第６Ｄ図はブラシを除去する解放機構の１実施形態を示す図である。
【００６１】
第６Ｄ図を参照すると、テレスコープ形ボルト・スライダは、引込みピン、中央ボス（ギアボルト）、およびＩＤピンを含んでいる。ブラシのコアの駆動機構とは反対側の一端は穴を含み、中央ボスおよびＩＤピン両方を受ける。第６Ｄ図に示すように、引込みピンを右方に移動させると、ブラシのコアの穴がＩＤピンおよび中央ボスを受ける。引込みピンを左方に移動させると、中央ボスおよびＩＤピンはブラシのコアから解放される。中央ボルト・スライダは、第６Ａ図および第６Ｂ図それぞれのスリーブ６４０またはスリーブ６６０などのスリーブ内をスライドする。スリーブは、引込みピンを適所にロックするためのチャネルを含む。中央ボスが係合して回転した後では、回転はブラシのコアの中のみとなるので、ＩＤピンはブラシのコアの回転を可能にするために必要である。１実施形態では、ＩＤピンはブラシのコアの引込み不可能な末端にある。中央ボスはコアの末端の支持および軸受のためのものである。ブラシの回転は引込みピンにロードされ、これを適所に保つ。
【００６２】
ブラシのコアのもう一端も、係合したときにボルトがスライドするのと同様にその末端中に延びる静止コアに結合される。ボルト・スライダを解放することで、解放中にボルト・スライダが移動するのと同じ方向にブラシをスライドさせることにより、ブラシのコアを手動または機械で移動させて、静止コアから外すことができる。静止コアが、ブラシのコア中に延びる駆動シャフトにすぎないこともあることに留意されたい。ブラシのコアと引込みコアおよび静止コアとの間に十分な隙間があるときに、ブラシのコアをブラシボックスから引き出すことができる。
【００６３】
第６Ｂ図、第７Ｂ図、および第７Ｄ図を再度参照する。ブラシのコア６５１を有し、下側ブラシ・アセンブリ６５０をブラシボックスおよびブラシ容器１１３に固定する透過ブシュ６５３を含む点で、下側ブラシ・アセンブリ６５０は上側ブラシ・アセンブリ６００と同様である。たわみ性結合器６５９は駆動シャフト６６０に結合される。たわみ性結合器６５９は、駆動モータを駆動シャフト６６０に結合し、下側ブラシのコア６５１を駆動する。
【００６４】
下側ブラシ・アセンブリ６５０は、ブラシのコア６５１内に配置された状態から引込みコア６５８を抜き出し、それによりブラシのコア６５１をブラシボックスから取り出すことができるようにすることで引込みピン６０７と同様に動作する引込みピン６５７も含む。
【００６５】
下側ブラシ・アセンブリ６５０はたわみ性結合器６５９を介してモータによって直接駆動されるが、代替の実施形態では、ギアを使用して上側ブラシ６００を駆動するのと同じモータで下側ブラシ６５０を駆動することができることに留意されたい。１実施形態では、４つのギアを使用して上側ブラシのコアを駆動するのと同じモータで下側ブラシのコアを駆動する。このような実施形態では、ブラシのコアに結合されたドライブギアは、アイドルギア６１２および／または駆動シャフト６１０によって駆動されることになる。モータを１つしか使用しないことで、ブラシボックス中への透過箇所の数が減少し、これは上述の酸性の強い洗浄処理では有利である。
【００６６】
第８Ａ図から第８Ｄ図は、駆動機構からブラシのコアを解放するための解放機構の代替の実施形態を示す図である。第８Ａ図を参照すると、ブラシ・ラッチ８０１および駆動ピン８０２が各リンクに取り付けられている。ほぼ同じ駆動ピンがリンクの反対側にある。ブラシは、ブラシ・ラッチ８０１および駆動ピン８０２を受けるようになされた挿入穴８０３を有する延長部を含む。ブラシ・ラッチ８０１および駆動ピン８０２は、駆動ピン８０２を挿入穴８０３に押し込んでブラシをひねり、それにより駆動ピン８０２を休止位置８０４に到達させ、駆動ピンに続いてブラシ・ラッチ８０１が挿入穴８０３に入るようにすることにより、ブラシのコアに取り付けられる。取出しは反対方向に、最初にこのラッチを内側に押し込んでブラシの円筒ハウジングに妨げられないようにし、次いでひねり、挿入穴８０３を介して駆動ピンがブラシからはずれるようにすることによって行う。
【００６７】
第８Ｂ図は、ブラシのコアをその駆動機構から解放するための別の実施形態を示す２つの図である。第８Ｂ図を参照すると、スライダ（パック）８３０はハウジング８３１内をスライドする。溝８３３を介して挿入された、ちょうねじ８３２などのねじは、スライダ８３０を適所に保持する。ちょうねじ８３２を部分的に抜くことで、溝８３３内でちょうねじ８３２を移動させてスライダ８３０を移動させることができる。
【００６８】
第８Ｃ図は、第８Ｂ図のスライドパックの概念の変形を示す図である。第８Ｃ図を参照すると、ちょうねじ８３２は角度の付いた表面８３４に取り付けられる。角度表面８３４はスライダ８３０があまり速く、またはあまり遠くまでスライドするのを防止する。これは材料の厚さの変化に起因する。
【００６９】
第８Ｄ図は、ハウジング８３１内をスライドする浮動パック８４０を示す図である。ハウジング８３１はピボット・アームに取り付けられる。キャップ８４１はハウジング８３１に結合され、ハウジング８３１内にパック８４０を維持する。１実施形態では、キャップ８４１は、ねじを使用してハウジング８３１に取り付けられる。別の実施形態では、キャップ８４１は標準的なハードウェアを使用してハウジング８３１に結合される。圧縮ばね８４２などの正の駆動力はパック８４０に結合され、パック８４０を移動させることができる。ばね８４２はオペレータがブラシのコアを後方にスライドさせることを可能にし、パック８４０は押されてばね８４２をつぶす。ばね８４２がつぶれると駆動ピン８４３が解放され、ブラシのコアを揺らし、パック８４０から解放することが可能となる。正の駆動力は、例えばベローなど、任意の正の駆動力にすることができる。
【００７０】
１実施形態では、駆動ピン８４３は、回転軸受表面を使用してブラシのコアに結合される。
【００７１】
代替の実施形態では、各ブラシのコアは、トイレットペーパ・ローラなどのように、ばねが装着された形で結合することができる。
【００７２】
ローラ位置決めアセンブリ
本発明は、ブラシボックス中のウェハ装置ホイール上のローラを位置決めするために使用するローラ位置決めアセンブリを提供する。このアセンブリはローラを位置決めするために使用されるが、処理ブロックまたは箱中のその他のタイプのウェハ操作／取扱用の装置および／または構成要素の位置決めにも等しく適用することができる。以下に記載する実施形態では、２つのローラの位置決めを含む。本発明は、ただ１つのこのようなローラまたは１つのウェハ取扱／操作装置を位置決めする適用分野を有することに留意されたい。
【００７３】
ローラの１実施形態を第９Ａ図に示す。第９Ａ図を参照すると、このローラは、一般に円柱形の頂部表面９０１および底部表面９０２と、わずかに円錐形になった部分９０３および９０４と、内側溝９１０とを含む。ウェハ９５０などのウェハをブラシの間で洗浄するときには、これを前方に押し出し、溝９１０がウェハ９５０を挟んで密着性を高め、それによりローラ９００とウェハ９５０の間の摩擦が増大する点までローラ９００の溝９１０に挿入する。したがって、ローラ９００が回転しているときには、摩擦力によりウェハ９５０も回転する。ローラの情報については、１９９４年７月１５日に出願され、本発明の法人譲受人に譲渡された、「Ｈｅｓｉｔａｔｉｏｎ Ｆｒｅｅ Ｒｏｌｌｅｒ」と題する米国特許出願第０８／２７５６３９号を参照のこと。
【００７４】
１実施形態では、ローラは、溝からローラの頂部および底部の外側縁部まで延びるトレッドを含む。このようなローラを第９Ｂ図に示す。これらのトレッドは、動作中に、チャネルの流体、溶液、および液体を溝から出すように動作する。
【００７５】
これは処理において洗浄溶液を使用するときには特に有利である。トレッドを有するローラのさらなる情報については、＿＿に出願され、本発明の法人譲受人に譲渡された、「Ｒｏｌｌｅｒ ｗｉｔｈ Ｔｒｅａｄｉｎｇ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ」と題する同時係属で同時に出願された出願第＿＿号を参照のこと。
【００７６】
第１０Ａ図は、スクラバ・システム中でローラを適所に移動させるための１実施形態を示す図である。本発明を分かりにくくしないために、本発明の開示に関連のあるブラシ・ステーションの部分しか示していないことに留意されたい。第１０Ａ図を参照すると、２つのローラ１０６１および１０６２が、異なる２つの位置（Ａ、Ｂ）に示してある。位置Ａは収容位置であり、位置Ｂは４インチ・ウェハ位置（システムが４インチ・ウェハに作用する位置）である。ローラ位置決め装置は、４、５、６、８、１２インチのウェハ、またはその他任意サイズのウェハに作用することができる。
【００７７】
ローラ１０６１および１０６２はそれぞれ、２本のシャフト１０６３および１０６６に結合されたローラ支持構造１０７１および１０７２に結合される。１実施形態では、各支持構造は後述のトラクタを含む。支持構造１０７１および１０７２はそれぞれ、ローラにそれぞれ結合され、２つのシャフト取付け機構（シャフト取付け機構１０８１、１０８２、１０８３、１０８４）に回転可能に結合された、内側部材またはシャフトを含む。
【００７８】
シャフト１０６３は、単一の二重螺旋親ねじシャフトを形成する、右ねじの端部１０６３Ａおよび左ねじの端部１０６３Ｂを含む。別の実施形態では、結合器１０８０を使用して、反対向きにねじを切られた別々の２本のシャフトを結合する。シャフト１０６３は、モータ結合器１０６４を介して、シャフト１０６３を回転させるモータ１０６５に結合される。シャフト取付け機構１０８１および１０８３は、シャフト１０６３Ａおよび１０６３Ｂそれぞれのねじを回転可能に結合するためのねじを含む。後述の代替の実施形態では、２つのピンが対合ねじを形成する。したがって、本発明では、右ねじおよび左ねじを有するトレッド付きの駆動ロッドを使用して、ローラを適所に移動させる。
【００７９】
シャフト１０６６は、軸受の使用によってシャフト１０６６に沿ってスライドするシャフト取付け機構１０８２および１０８４中で、ローラ１０６１および１０６２のそれぞれの下端に結合される。１実施形態では、シャフト１０６３は丸形シャフトであり、シャフト１０６６は角形シャフトである。
【００８０】
シャフト１０６３が回転すると、ローラ１０６１および１０６２を含む支持構造１０７１および１０７２は、シャフト１０６３に沿って移動し、ウェハに対するローラ１０６１および１０６２の位置合わせを維持するための直線ガイドとして働くシャフト１０６６に沿ってスライドする。１実施形態では、親ねじが時計回りに回転すると、支持構造１０７１および１０７２ならびにそれらと連動するローラは互いに離れるように移動する。親ねじが反時計回りに回転する場合には、支持構造およびそれらと連動するローラは互いに接近するように移動する。
【００８１】
シャフト１０６６は、ローラ１０６１および１０６６のウェハに対する位置合わせを維持するが、モータ１０７５およびモータ結合器１０７４によって回転し、回転運動をローラに与える。ローラがウェハと接触しているときには、それらの縁部の間で摩擦力が生じる。ローラの回転運動および生じた摩擦力により、ウェハが回転する。このようにブラシの間でウェハが回転することにより、ウェハの表面全体を洗浄することが可能となる。２つのローラは２カ所でウェハと接触し、ウェハをスクラビングする間、これを回転させ、適所で保持する（すなわち前進運動を防止する）。１実施形態では、シャフト取付け機構１０８２および１０８４は、シャフト１０６６とローラ１０６１および１０６２との間に結合されてその回転運動を与える、１組の傘歯車を含む。この傘歯車配列の１実施形態を第１２Ａ図および第１２Ｂ図に示し、以下で考察する。
【００８２】
シャフト１０６６が部分的に、支持構造が回転しながらシャフト１０６６に沿ってスライドすることを可能にする軸受の使用によって、ローラ支持構造に結合されることに留意されたい。
【００８３】
シャフト１０６３および１０６６は、回転することができるようにブラシボックスの片側に軸受を介して結合される。１実施形態では、軸受はプラスチック製である。
【００８４】
第１０Ｂ図は、１つのブラシボックス中で結合されたローラ位置決め機構を示す図である。モータ１０６５および１０７５（図示せず）がブラシボックスの内側チャンバの外側にあり、モータ結合器がブラシボックス容器１１３の壁面にあることに留意されたい。
第１１図は、ブラシボックス１０５中のローラ位置決め装置を示す上面図である。直径８インチおよび直径６インチのウェハについてのローラ位置も図示されている。１実施形態では、センサを使用してウェハを配置し、ウェハ上の平坦な部分を発見することができる。このようなセンサは当技術分野では周知である。
【００８５】
同様に、取り付けられたスプレイからの２つのスプレイ流路も、ローラ位置決め装置とともに図示してある。
【００８６】
第１２Ａ図および第１２Ｂ図は、本発明のトラクタ・アセンブリの実施形態を示す図である。第１２Ａ図を参照すると、ローラ・シャフト１２０２に結合されたスピン駆動ローラ１２０１が示してある。１実施形態では、トラクタ駆動装置１２０３は、駆動装置の開口１２０４片側から反対側までねじを切られた駆動装置のナット１２０４を含む。
【００８７】
ローラ・シャフト１２０２は、スピン駆動傘歯車１２０７に回転可能に結合されたスピン駆動傘歯車１２０６に結合される。スピン駆動傘歯車１２０７は、シャフト・ガイド１２０５中に挿入されるシャフト１０６６に結合される。１実施形態では、傘歯車はマイタ歯車である。（角形）シャフト１０６６が回転すると、傘歯車１２０７も回転する。傘歯車１２０７の回転運動によって傘歯車１２０６が回転し、それによりローラ１２０１が回転する。トラクタ・アセンブリの参照として下側ブラシを示してあることに留意されたい。
１実施形態では、全ての構成要素はＨＦに適合する。プラスチック製構成要素としては、自然のＰＥＴ、テフロン（登録商標）、ＰＶＡなどが含まれる。１実施形態では、金属製構成要素は、Ｃ２７６などのステンレス鋼を含むことができる。
【００８８】
代替の実施形態では、１８０°間隔をあけた２つのピンが対合ねじを形成する。このような実施形態を第１２Ｂ図に示す。
【００８９】
第１２Ｃ図は、本発明のトラクタ・アセンブリの別の実施形態を示す斜視図である。第１２Ｃ図を参照すると、１実施形態の一体化されたフラット・ファインダを有するトラクタ・アセンブリが示されている。フラット・ファインダの使用および動作は当技術分野では周知である。
【００９０】
１実施形態では、ローラは角形シャフトまたはピンを有するボビン上にある。
角形シャフトは、トラクタの頂部で、同様に成形された（角形の）開口から引き出し、またこれに挿入することができる。角形シャフトは、完全に挿入されたときに、傘歯車１２０６を支持するハウジングと係合する。シャフトが傘歯車１２０６の回転に応答して移動するものである限り、いかなる形状のシャフトでも使用することができることに留意されたい。角形シャフトは、ローラの高さの調節を可能にするねじを含む。ローラの高さの調節を可能にすることにより、ローラはウェハを水平面上に保つ。換言すれば、このねじにより、ローラは、ブラシによってウェハに加えられるブラシの圧力に基づいて上昇および下降することができる。第１３図は、ボビン上にあるローラの１実施形態を示す図である。
【００９１】
ローラは、脱着可能なボビン上にあることにより、容易に交換することができることに留意されたい。さらに、脱着可能なローラにより、システムのユーザがブラシボックス中のウェハにアクセスしやすくなる。HFまたは酸性の強い処理で使用するときには、ローラのピンはＨａｓｔｉｌｏｉｄ材料から作成される。
【００９２】
別の実施形態では、ローラのピンはプラスチック製となることもある。
【００９３】
代替の実施形態では、ローラは、最初の位置から回転したときにローラがウェハを受けるようにし、ウェハが処理ステーション中を移動するにつれて外側に揺動する、スイング・アームを使用して位置決めされる。前述の実施形態と同様に、モータはローラを回転させるように動作する。ステッパ・モータはスイング・アームを回転させる。このローラの情報については、１９９４年７月１５日に出願され、本発明の法人譲受人に譲渡された、「Ｈｅｓｉｔａｔｉｏｎ Ｆｒｅｅ Ｒｏｌｌｅｒ」と題する米国特許出願第０８／２７５６３９号を参照のこと。
【００９４】
例示的なスクラバ
第１４図は、本発明の１実施形態で使用することができる、両面ウェハ・スクラバ（スクラバ）の概念図である。スクラバはいくつかのステーションを含む。
これらのステーションはそれぞれ、ウェハ洗浄処理の１つまたは複数の段階を論理的に表している。これらのステーションは、洗浄処理中の段階の１つを完全にするハードウェアおよびソフトウェアも含む。洗浄処理は、スクラバがウェハに実行する段階を含む。１実施形態では、スクラバは、１つまたは複数のウェハをある時点で各ステーションで処理して、複数のウェハを同時に処理することができる。
【００９５】
汚れのあるウェハはスクラバの一端から装填され、清浄なウェハはスクラバのもう一端から抜き出される。
【００９６】
装填ステーション１４１０（入力ステーションとも呼ばれる）中で、オペレータはカセット１４８０をスクラバ中に装填する。カセット１４８０には、いくつかの汚れのあるウェハが入っている。ウェハは、移送ベルト１ １４１５上で装填ステーション１４１０からブラシ１ステーション１４２０に自動的に移動する。移送ベルト１ １４１５は、直流モータ１４９３によって作動される。ウェハ１４０１は、カセット１４８０から自動的に取り出され、移送ベルト１ １４１５上に配置された、汚れのあるウェハを表す。
【００９７】
ブラシ１ステーション１４２０中で、汚れのあるウェハ１４０２をブラッシングし、（図示していない噴射水を）噴射して、汚れのあるウェハ１４０２から粒子の一部を除去する。ブラシ１４２１は、汚れのあるウェハ１４０２の両面をスクラビングする。上部ブラシの高さは、ステッパ・モータ（図示せず）によって制御される。ローラ１４９０は汚れたウェハ１４０２を回転させる。１実施形態では、ウェハの縁部および傾斜領域はローラ上の研磨材を使用して洗浄される。
【００９８】
ローラとウェハの間で異なる速度差があるときには、洗浄を改善することができる。
【００９９】
１度ブラッシングされたウェハは、自動的にブラシ２ステーション１４３０に移動する。これは、第２直流モータ（図示せず）によって制御される移送ベルト２ １４１６によって行われる。
【０１００】
ブラシ２ステーション１４３０中で、１度ブラッシングされたウェハ１４０３をブラッシングし、（図示していない噴射水を）噴射して、１度ブラッシングされたウェハ１４０３からさらに粒子を除去する。ブラシ１４３１は、１度ブラッシングされたウェハ１４０３の両面をスクラビングする。ブラシ１４３１の上部ブラシの高さは、ステッパ・モータ１４９１によって制御される。２度ブラッシングされたウェハは、移送ベルト３ １４１７を介して、自動的にスピンおよび乾燥ステーション１４４０に移動する。
【０１０１】
スピンおよび乾燥ステーション１４４０は、ウェハをすすぎ、回転させ、乾燥させる。ウェハ１４０４は、スピンおよび乾燥ステーション１４４０で処理されるウェハを表す。この時点でウェハの洗浄は終了している。ある特定のタイプのウェハの場合には、装填ステーション１４１０、ブラシ１ステーション１４２０、およびブラシ２ステーション１４３０の間にウェハを湿った状態に保たなければならないことに留意されたい。このタイプのウェハは、ブラッシングおよびすすぎの後でしか回転および乾燥させることはできない。次いで、回転し、乾燥したウェハは出力ステーション１４５０に移動する。
【０１０２】
出力ステーション１４５０中で、清浄なウェハはカセット１４８１中に詰められる。ウェハ１４０５は、カセット１４８１に詰められる清浄なウェハを表す。
カセット１４８１は、清浄なウェハで一杯になったときに、オペレータが取り出すことができる。これで洗浄処理は完了する。
【０１０３】
制御システムのハウジング１４７０は、スクラバの制御システムの心臓部も含めたいくつかの構成要素を格納している。制御システムのハウジング１４７０は、ホスト基板１４７２を有するホスト・ケージ１４７１を含む。ホスト基板１４７２は、スクラバの全体的な制御を行う。ホスト基板１４７２は通常は、１つまたは複数の物理パッケージ中に実装された１つまたは複数のホスト・プロセッサを含む。ホスト・ケージ１４７１は、ホスト基板１４７２、およびホスト・ケージ中のその他の基板（例えばセンサ入力基板、オペレータ・ディスプレイ１４６０用のビデオ・カード、ホスト基板１４７２から残りの制御システムに信号を通信するための基板）を支持する。
【０１０４】
ホスト基板は、ホスト・ケージ１４７１中の別の基板（通信基板１４７８）を介して、またはホスト基板１４７２に直接つながるコネクタを介して、残りの制御基板と通信することができる。制御基板は通常は、スクラバ内のモータまたはその他の装置を制御する、プリント回路基板上に形成されたモジュラ回路である。通常は、ホスト・ケージからの通信は通信基板１４７８を通過する。通信基板は、バス１４７７を介してその他の装置と通信する。
【０１０５】
バス１４７７は、容易に拡張可能なモジュラ制御システムをサポートする。第１４図のスクラバでは、バス１４７７は、ホスト基板１４７２、通信基板１４７８、ステッパ・モータ・バックプレーン１４７５、および直流モータ・バックプレーン１４７３をリンクする。バス１４７７に取り付けられた様々な装置間のメッセージは、後述のプロトコルに従って通信することができる。メッセージは、一点から別の点に通信される情報のパケットである。
【０１０６】
ステッパ・モータ・バックプレーン１４７５は、ステッパ・モータ制御基板１４７６を支持する。このステッパ・モータ制御基板１４７６は、ステッパ・モータ・バス１４９２を介してステッパ・モータ１４９１の運動を制御する。同様に、直流モータ・バックプレーン１４７３は、直流モータ制御基板１４７４を支持する。直流モータ制御基板１４７４は、直流モータ・バス１４９４を介して直流モータ１４９３および直流モータ１４９５の運動を制御する。
【０１０７】
本発明の１実施形態では、これらのバックプレーンはそれぞれ、モータ制御基板を４つまで支持する。ただし、本発明はモータ制御基板を４つしか支持しないバックプレーンに限定されるものではないことを、当業者なら理解するであろう。
【０１０８】
オペレータ・ディスプレイ１４６０は通常は、陰極線管やフラット・パネル・ディスプレイなどのモニタを含む。１実施形態では、オペレータ・ディスプレイ１４６０は、オペレータがスクラバ制御システムと対話することを可能にするタッチ・センシティブ・スクリーンも含む。
【０１０９】
第１４図が概念図であることに留意されたい。本発明を過度に分かりにくくしないように、いくつかの構成要素は１つの記号で表してある。例えば移送ベルト３ １４１７は、異なる直流モータによってそれぞれ作動される物理的に２つ以上の移送ベルトから構成することもできる。
【０１１０】
前述の説明を読めば、本発明の多数の変更形態および修正形態が当業者には明らかになるであろうが、例示を目的として図示および記述した様々な実施形態は、限定的なものと見なすべきではないことを理解されたい。したがって、様々な実施形態の詳細についての言及は、本発明に不可欠と考えられる特徴のみを記載する請求の範囲を制限するものではない。
以上、ブラシ・アセンブリ装置を記載した。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明のブラシボックス格納装置の１実施形態を示す図である。
【図２】ブラシボックス格納装置のふたアセンブリ、およびこのふたアセンブリを開いた位置と閉じた位置の間で移動させる制御システムの１実施形態を示す図である。
【図３】ふたアセンブリをブラシボックス格納装置のベース容器に取り付けるヒンジ結合の１実施形態を示す図である。
【図４Ａ】本発明のふたアセンブリ用のラッチ機構の１実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】本発明のふたアセンブリ用のラッチ機構の別の実施形態を示す図である。
【図５】ブラシボックスおよびブラシボックス格納装置の一部分の１実施形態の側面図である。
【図６Ａ】本発明の上側ブラシ・アセンブリの１実施形態を示す斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の下側ブラシ・アセンブリの１実施形態を示す斜視図である。
【図６Ｃ】回転アームおよびそれを駆動装置に取り付ける結合の１実施形態を示す図である。
【図６Ｄ】引込みコアを含む、本発明の解放機構の１実施形態を示す図である。
【図７Ａ】上側および下側ブラシ・アセンブリの上面図、ならびに上側および下側ブラシ・アセンブリの断面図である。
【図７Ｂ】上側および下側ブラシ・アセンブリの上面図、ならびに上側および下側ブラシ・アセンブリの断面図である。
【図７Ｃ】上側および下側ブラシ・アセンブリの上面図、ならびに上側および下側ブラシ・アセンブリの断面図である。
【図７Ｄ】上側および下側ブラシ・アセンブリの上面図、ならびに上側および下側ブラシ・アセンブリの断面図である。
【図８Ａ】ブラシをその駆動装置から解放するための解放機構の代替の実施形態を示す図である。
【図８Ｂ】ブラシをその駆動装置から解放するための解放機構の代替の実施形態を示す図である。
【図８Ｃ】ブラシをその駆動装置から解放するための解放機構の代替の実施形態を示す図である。
【図８Ｄ】ブラシをその駆動装置から解放するための解放機構の代替の実施形態を示す図である。
【図９Ａ】本発明のローラの実施形態を示す図である。
【図９Ｂ】本発明のローラの実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】スクラバ・システム中でローラを位置決めするローラ位置決め装置の１実施形態を示す断面図である。
【図１０Ｂ】ブラシボックスの１つに結合された、第１０Ａ図のローラ位置決め装置を示す図である。
【図１１】ブラシボックス中のローラ位置決め装置を示す上面図である。
【図１２Ａ】本発明のトラクタ・アセンブリの１実施形態を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明のトラクタ・アセンブリ用のねじ切りの代替の実施形態を示す図である。
【図１２Ｃ】フラット・ファインダを有するトラクタ・アセンブリの１実施形態を示す斜視図である。
【図１３】ボビン・コンビネーション上の抜出し可能なローラの１実施形態を示す図である。
【図１４】例示的なスクラバ・システムを示す図である。
【図１５】ブラシがウェハに加えることができる圧力を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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