(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理システムであって、
前記基板処理システムの前部下方に設けられ、メガソニック処理に備えて基板のカセットを受け取るように構成された浸漬タンクと、
前記基板処理システムの後部下方に設けられ、処理に備えて基板を受け取るように構成されたブラシボックスユニットと、
前記基板処理システムの前記後部下方の垂直上方である前記基板処理システムの後部上方に設けられ、前記ブラシボックスユニットでの処理後に前記基板を受け取って乾燥させるように構成されたドライヤユニットと、
前記浸漬タンクと前記ブラシボックスユニットと前記ドライヤユニットとの間に設けられ、前記浸漬タンクから前記ブラシボックスユニットへと、そして前記ブラシボックスユニットから前記ドライヤユニットへと、そして前記ドライヤユニットから出力カセットへと、全て前記基板処理システムの内部で前記基板を移送するように構成された１つのロボットアームと、
を備え、
前記基板処理システム内の環境が、前記基板処理システム内の下方から上方に向かって次第に清浄度が増加するように形成されており、
前記浸漬タンクと前記ブラシボックスユニットと前記ドライヤユニットが、この順序に従って前記基板処理システムの下方から上方の位置に順次配置されている、基板処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理システムであって、さらに、
前記前部下方の垂直上方である前部上方に設けられ、下降位置と上昇位置との間で移動するように設計された出力棚であって、前記上昇位置にあるときは、処理される基板の受け取りを目的とした前記浸漬タンクへのアクセスを可能にする出力棚を備える基板処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理システムであって、
前記出力棚は、前記出力カセットを支持するように構成され、前記出力カセットは、前記出力棚が前記上昇位置にあるときに、処理済みの基板を前記ドライヤユニットから受け取るように構成されている、基板処理システム。
【請求項４】
請求項２に記載の基板処理システムであって、
前記出力棚は、ＳＭＩＦポッドを支持するように構成され、前記ＳＭＩＦポッドは、前記出力棚が前記上昇位置にあるときに、処理済みの基板を前記ドライヤユニットから受け取るように構成されている、基板処理システム。
【請求項５】
請求項２に記載の基板処理システムであって、
前記上昇位置にある前記出力棚は、前記ドライヤユニットとほぼ同じ高さにある、基板処理システム。
【請求項６】
請求項２に記載の基板処理システムであって、
前記下降位置にある前記出力棚は、前記ブラシボックスユニットとほぼ同じ高さにある、基板処理システム。
【請求項７】
請求項３に記載の基板処理システムであって、
前記メカニカルロボットアームは、前記基板処理システムの内部において前記基板を前記ドライヤユニットおよび前記出力棚と同じ高さに維持しつつ、前記ドライヤユニットから前記出力棚の上に配置された前記出力カセットへと前記基板を移送するように構成されている、基板処理システム。
【請求項８】
請求項２に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、前記浸漬タンクと、前記ブラシボックスユニットと、前記ドライヤユニットと、前記ロボットアームと、前記出力棚とを内部に含んだシステムエンクロージャを規定する、基板処理システム。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理システムであって、
前記システムエンクロージャは、基板処理環境を取り囲んで維持するように構成され、前記基板処理環境は、周囲の環境から切り離されており、前記基板処理システムに設けられた複数のアクセスドアを通じてアクセスすることが可能である、基板処理システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板処理システムであって、
前記複数のアクセスドアは、前記複数のアクセスドアのどれか１つが開位置にあるときは、前記システムエンクロージャの内部における基板処理を中断するように構成され、さらに、前記複数のアクセスドアが閉位置にあるときは、基板処理の進行を許容するように構成されている、基板処理システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記複数のアクセスドアが閉位置にあるときは、前記システムエンクロージャ内の前記基板処理環境は、クラス１のクリーンルーム環境である、基板処理システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の基板処理システムであって、
前記システムエンクロージャ内の前記基板処理環境は、前記システムエンクロージャの内部において上にいくほど清浄度が増す、基板処理システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ブラシボックスユニットは、洗浄操作、バフ研磨操作、研磨操作、スクラブ操作、およびブラシ操作の１つを前記基板に対して実施するように構成されている、基板処理システム。
【請求項１４】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ドライヤユニットは、スピン操作、すすぎ操作、および乾燥操作を含む複数の操作を実施するように構成されている、基板処理システム。
【請求項１５】
基板処理システムを用いて基板を処理するための方法であって、
前記基板処理システムは、
前記基板処理システムの前部下方に設けられ、メガソニック処理に備えて基板を受け取るように構成された浸漬タンクと、
前記基板処理システムの後部下方に設けられ、処理に備えて基板を受け取るように構成されたブラシボックス対と、
前記基板処理システムの前記後部下方の垂直上方である前記基板処理システムの後部上方に設けられ、前記ブラシボックス対での処理後に前記基板を受け取って乾燥させるように構成されたドライヤユニット対と、
前記浸漬タンクと前記ブラシボックス対と前記ドライヤユニット対との間に設けられた１つのメカニカルロボットアームと、
を備え、
前記方法は、
１バッチ分の基板を提供する工程と、
前記１バッチ分の基板を前記浸漬タンクに浸漬させる工程と、
前記１バッチ分の基板を複数の基板処理操作を通して処理する工程と
を備え、前記処理工程は、
（ａ）前記浸漬タンクに浸された前記１バッチ分の基板のうちの１枚を、前記ブラシボックス対の第１のブラシボックスに移動させる操作と、
（ｂ）前記基板を、前記ブラシボックス対の前記第１のブラシボックスから第２のブラシボックスに移動させる操作と、
（ｃ）前記基板を、前記第２のブラシボックスから前記ドライヤユニット対のうちの使用可能な一方に移動させる操作と、
（ｄ）前記基板を、前記使用可能なドライヤユニットから清浄な出力カセットに移動させる操作と、
（ｅ）前記１バッチ分の基板の各基板に対し、前の基板に対する操作（ａ）の完了後から次々と操作（ａ）〜（ｄ）を繰り返す操作と
を含み、
前記操作（ａ）〜（ｄ）の間の移行は、前記１つのメカニカルロボットアームを使用して行われ、
前記基板処理システム内の環境が、前記基板処理システム内の下方から上方に向かって次第に清浄度が増加するように形成されており、
前記浸漬タンクと前記ブラシボックス対と前記ドライヤユニット対が、この順序に従って前記基板処理システムの下方から上方の位置に順次配置されている、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の基板を処理するための方法であって、さらに、
前記浸漬タンクと、前記ブラシボックス対と、前記ドライヤユニット対と、前記メカニカルロボットアームと、前記清浄な出力カセットとを内部に含んだシステムエンクロージャを提供する工程と、
前記システムエンクロージャ内の環境を、クラス１のクリーンルーム仕様の状態に維持する工程と、
を備える方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の基板を処理するための方法であって、
前記清浄な出力カセットは、ＳＭＩＦポッドの内部に設けられる、方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の基板を処理するための方法であって、さらに、
前記１バッチ分の基板をメガソニックエネルギに曝す工程を備え、前記メガソニックエネルギに曝す工程は、前記１バッチ分の基板を浸漬タンクに浸漬させる後で且つ前記１バッチ分の基板を複数の基板処理操作を通して処理する前に生じる、方法。
【請求項１９】
ウエハ処理システムであって、
隔離されたウエハ処理環境の内部にウエハ処理装置を規定するシステムエンクロージャと、
前記システムエンクロージャの前部下方の領域に設けられ、流体漕の中でウエハを処理するように構成された浸漬タンク対と、
前記システムエンクロージャの内部において前記浸漬タンク対の上方且つ後方に設けられ、前記浸漬タンク対のそれぞれに含まれる前記流体漕からウエハを取り出すように構成されたウエハピッカ対と、
前記システムエンクロージャの内部において前記浸漬タンク対の後方に設けられ、前記ウエハピッカ対のそれぞれからウエハを取得し、取得したウエハを前記システムエンクロージャの中を通って移動させるように構成された１つのロボットアームと、
前記システムエンクロージャの後部下方の領域に設けられ、前記ロボットアームから受け取ったウエハをスクラブするように構成されたブラシボックス対と、
前記システムエンクロージャの後部上方の領域であって且つ前記ブラシボックス対の上方に設けられ、前記ブラシボックス対でスクラブされたウエハを前記ロボットアームから受け取って乾燥させるように構成されたドライヤユニット対と、
前記システムエンクロージャの前部上方の領域であって且つ前記浸漬タンク対の上方に設けられた出力棚対の上に設けられ、前記ドライヤユニット対の一方で乾燥されたウエハを前記ロボットアームから受け取るように構成された出力カセット対と
を備え、
前記ウエハ処理システム内の環境が、前記ウエハ処理システム内の下方から上方に向かって次第に清浄度が増加するように形成されており、
前記浸漬タンク対と前記ブラシボックス対と前記ドライヤユニット対が、この順序に従って前記ウエハ処理システムの下方から上方の位置に順次配置されている、ウエハ処理システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のウエハ処理システムであって、さらに、
前記浸漬タンク対のそれぞれに対して設けられ、複数のメガソニック素子を含み、前記流体漕の中で前記ウエハをメガソニックエネルギに曝すように構成されたメガソニックユニットを備えるウエハ処理システム。
【請求項２１】
請求項１９に記載のウエハ処理システムであって、
前記出力カセットは、ＳＭＩＦポッド対の内部に設けられる、ウエハ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、半導体やハードディスクドライブの製造で使用されるような基板の処理に関し、具体的には、コンパクトで且つ効率的なシステムを使用した洗浄および乾燥に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造では、化学機械研磨（ＣＭＰ）操作や基板洗浄を含む様々な基板処理操作を実施する必要がある。例えば、集積回路デバイスは、多層構造として作成されるのが通常である。平坦化、研磨、および洗浄などの操作は、製造工程の様々な段階において半導体ウエハに対して実施されるのが通常である。これらの操作は、半導体ウエハの表面形状を滑らかに且つ一定に維持すること、そして半導体ウエハの全面に金属配線をパターン形成するときに余分な金属配線を除去することを目的としている。ハードディスクドライブの製造では、ディスクの基板を清浄で且つ滑らかに維持するために平坦化および清浄の操作が必要とされる。
【０００３】
基板を洗浄し、研磨し、平坦化する代表的な技術は、メガソニック洗浄装置を使用した基板の浸漬および処理からなる独立した工程を含むことができ、その後に、スクラブ装置または研磨装置を使用したスクラブ操作、研磨操作、またはその他の類似の操作と、スピン・リンス・乾燥（ＳＲＤ）装置を使用したすすぎおよび乾燥の操作とが続く。このような工程は、多くの場合、基板処理および基板製造の様々な段階にまたがって複数回繰り返される。
【０００４】
従来の技術では、一般に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ブラシを使用して基板の両面をスクラブするブラシステーションが基板洗浄システムに装備されている。ＰＶＡブラシ材料は、充分に柔らかく構成され、基板のデリケートな表面が損傷されるのを阻止するとともに、基板の表面に対して優れた機械的接触を提供し、残留物、化学剤、および微粒子を除去することもできる。いくつかの用途では、このような洗浄システムによる基板処理に先だって、メガソニック処理工程を実施することによって、工程の強化を図っている。メガソニック処理では、一般に、基板の入ったカセットをタンクに浸漬させ、メガソニックエネルギに曝すことにより、洗浄システムにおいて残留物、化学剤、および微粒子を遊離させる、軟化させる、除去する、またはこれらの除去を強化している。メガソニック処理を経た基板のカセットは、一般に、続く基板処理に備えて洗浄システムに移送される。
【０００５】
洗浄システムの各ブラシは、一般に、ブラシ（ＴＴＢ）を通して化学剤および脱イオン水の一方または両方を供給するように構成される。多くの場合は、ブラシ対をそれぞれ有した２つのブラシステーションを使用することによって、一方のブラシステーションで化学剤を供給し、もう一方のブラシステーションで脱イオン水を供給できるようにする。この二重のブラシステーションを使用したアプローチは、洗浄効率およびスループットを高めることを目的として開示されたものである。洗浄システムの物理的配置の１つは、ブラシステーションを前後方向に（すなわち水平に）並べたものである。したがって、基板は、あるブラシステーションから次のブラシステーションへとコンベヤシステムに沿って移動する。
【０００６】
両方のブラシステーションでの処理を経た基板は、基板に対してＳＲＤ操作を実施する次のステーションへと移送される。このＳＲＤ操作は、ＳＲＤステーションまたはドライヤステーションで実施される。
【０００７】
メガソニック処理と、スクラブ処理、研磨処理、バフ研磨処理、または洗浄処理と、ＳＲＤ処理とは、一般に、それぞれが個別の装置また設備によって実現され、多くの場合は、一連の処理操作を順次にまたは極めて近接して実施するように構成される。基板処理ステーションが水平方向に並んで設けられる場合は、機械が占めるクリーンルームフットプリント（総設置面積）が必然的に大きくなる。システムによっては、機械１台のフットプリントが長さ６〜７フィート、幅３フィートに達する場合もある。
【０００８】
処理システムが垂直方向に並んで配置される場合は、洗浄システムのフットプリントが大幅に低減される。このような垂直配置は、処理システムのフットプリントを低減させ、必要とされるクリーンルームの設置面積を減少させるので、結果として製造コストを削減することができる。
【０００９】
基板製造操作によっては、メガソニック処理をスクラブ操作、研磨操作、バフ研磨操作、または洗浄操作と組み合わせ、さらにＳＲＤ工程で引き継ぐことが、最も好ましい工程とされる。清浄度に関する要件が厳しいことから、処理ステーション間での移送は最小限に抑えなくてはならず、処理環境は厳しい仕様を満たしている必要がある。さらに、工程の経済および生産の需要を考慮すると、基板の処理は可能な限りバッチ処理である必要がある。
【００１０】
以上からわかるように、よりコンパクトであって、クリーンルームのフットプリントが小さく、基板の処理動作（例えば洗浄、エッチング、乾燥など）の効率およびスループットが高く、スクラブ操作、研磨操作、バフ研磨操作、または洗浄操作を複数回実施することが可能であり、クリーンルームに関して厳しい仕様要件を満たすことができる、基板処理システムおよびその方法が必要とされている。したがって、これらの基板処理システムおよびその方法は、従来の技術にともなう問題を回避するように構成されることが望ましい。
【００１１】
【発明の概要】
本発明は、概して、効率良く設計されたコンパクトなシステムエンクロージャの内部で基板のバッチ処理を行うことができる基板処理システムおよびその方法を提供することによって、これらのニーズを満たすものである。本発明は、工程、装置、システム、デバイス、または方法を含む様々な方法で実現することができる。以下では、本発明の実施形態がいくつか説明される。
【００１２】
一実施形態では、基板処理システムが開示される。基板処理システムは、基板処理システムの前部下方に設けられ、メガソニック処理に備えて基板のカセットを受け取るように構成された浸漬部を含む。基板処理システムは、さらに、基板処理システムの後部下方に設けられたブラシボックスユニットと、ブラシボックスユニットの上方に設けられたドライヤユニットとを含む。浸漬タンクとブラシボックスユニットとドライヤユニットとの間には、ロボットアームが設けられ、浸漬タンクからブラシボックスユニットへと、そしてブラシボックスユニットからドライヤユニットへと基板を移送するように構成される。基板処理システムは、浸漬タンクと、ブラシボックスユニットと、ドライヤユニットと、ロボットアームとを内部に含むように構成される。
【００１３】
もう１つの実施形態では、基板を処理するための方法が開示される。この方法は、１バッチ分の基板を提供する工程と、この１バッチ分の基板を浸漬タンクに浸漬させる工程とを含む。方法は、さらに、浸漬に続く基板処理の工程を、すなわち、基板を浸漬タンクから第１のブラシステーションに移す操作と、基板を第１のブラシステーションから第２のブラシステーションに移す操作と、基板を第２のブラシステーションから乾燥ステーションに移す操作と、基板を乾燥ステーションから清浄な出力カセットに移す操作とを含む。この方法は、所望のカセット数分の基板を連続して処理することができる。
【００１４】
さらに別の実施形態では、ウエハ処理システムが開示される。このウエハ処理システムは、隔離されたウエハ処理環境の内部にウエハ処理装置を有したシステムエンクロージャを含む。ウエハ処理システムは、さらに、ウエハ処理システムの前部下方に設けられ、流体漕の中でウエハを処理するように構成された浸漬タンク対と、流体漕からウエハを取り出すためのウエハピッカ対と、浸漬タンク対の後方に設けられ、ウエハピッカ対から受け取ったウエハをシステムエンクロージャの中で移動させるロボットアームと、ウエハ処理システムの後部下方の領域に設けられ、ロボットアームから受け取った基板をスクラブするブラシボックス対と、ブラシボックス対の上方に設けられ、ロボットアームによってブラシボックス対から取り出されたウエハを受け取るドライヤユニット対と、システムエンクロージャの前部上方の領域であって且つ浸漬タンク対の上方に設けられ、ドライヤユニットで処理されたウエハをロボットアームから受け取る出力カセットを支持する出力棚とを含む。
【００１５】
本発明は、数多くの利点を有する。本発明によってえられる顕著な効果および利点の１つは、効率的でコンパクトな単一のシステムの内部で複数の基板処理操作を実現できることにある。このシステムは、隔離された清浄な環境を維持することによって、複数の工程操作間での移送時における基板の露出すなわち汚染を最小限に抑えることができる。工程装置間の移送距離は、このような効率的な工程装置構成によって最小化される。
【００１６】
もう１つの利点は、１実施形態においてメガソニック処理を組み込めることにある。片方または両方の浸漬タンクにおいて、何らかの化学組成または水組成である流体漕に浸漬された基板は、次いで、メガソニックエネルギに曝される。この処理は、後続のスクラブ工程、洗浄工程、研磨工程、バフ研磨工程、または他の類似の工程において、残留物、化学剤、および微粒子を遊離させる、軟化させる、除去する、もしくは基板からのこれらの除去を強化するように構成される。
【００１７】
もう１つの利点は、システムエンクロージャの内部に基板処理装置を組み立てられることにある。このシステムは、ウエハをマルチバッチ処理することによって、基板のスループットを高め、基板の製造および処理の所要時間を短縮する。
【００１８】
もう１つの利点は、このシステムの効率的な装置構成にある。開示されたシステムでは、それぞれのユニットをモジュラ式に組み合わせることができる。そして、例示された実施形態では、ブラシボックスの上方にドライヤユニットを設け、浸漬タンクの上方に出力棚を設けた垂直配置と、移送ロボットとによって、必要とされる製造・クリーンルームの設置面積が従来技術のそれを大幅に下回る内蔵型のクラス１のクリーンルーム環境を、システムエンクロージャの内部に設けることができる。したがって、基板処理環境の清浄度が最大限に高められるとともに、必要な設置面積の減少によって製造および処理のコストも削減される。
【００１９】
本発明の原理を例示した添付図面との関連のもとで行う以下の詳細な説明から、本発明によるその他の利点が明らかになる。
【００２０】
添付の図面と関連付けられた以下の詳細な説明から、本発明を容易に理解することができる。ここで、同一の参照番号は類似の構造要素を指すものとする。
【００２１】
【好ましい実施の形態】
基板処理のためのシステムおよび方法を提供する発明が開示される。好ましい実施形態では、基板処理システムは、隔離された処理環境を維持するシステムエンクロージャを含み、そのシステムエンクロージャの内部に基板のバッチ処理を目的とした複数の処理装置を含む。一実施形態では、複数の処理装置を通して基板をバッチ処理する方法が開示される。以下の説明では、本発明を完全に理解できるように、多くの項目を特定している。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの項目の一部または全てを特定しなくても実施することが可能である。そのほか、本発明が不必要に不明瞭となるのを避けるため、周知の工程操作の説明は省略した。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態によるモジュラ式の基板処理システム１００を示している。後ほど詳述される個々のステーションは、基板処理の最中に隔離された清浄環境を維持するシステムエンクロージャ１０２の内部に配置される。個々の処理ステーションは、各ユニットの内部に処理環境を維持しており、基板が移動されるステーション間の周囲環境は、システムエンクロージャ１０２の内部のクリーンルーム仕様にしたがって維持される。システムエンクロージャ１０２の内部の周囲環境には、モジュラ式基板処理システム１００の前部に設けられたドア１１４と、モジュラ式基板処理システム１００の側部に設けられたサイドドア１２４とからアクセスすることができる。一実施形態のドア１１４，１２４は、基板処理の最中はシステムエンクロージャ１０２の内部の周囲環境を維持し、ドアが開いたときは基板処理システムでの処理を中断するように構成される。
【００２３】
本発明は、システムエンクロージャ１０２の内部で維持される周囲環境に特徴を有する。一実施形態の周囲環境は、クリーンルーム仕様のクラス１に格付けされている。周囲環境は、一般に、モジュラ式基板処理システム１００の上部領域から下向きに流れて底部領域すなわち下部領域（図１には不図示）を通って排出される層流によって維持される。モジュラ式基板処理システム１００の上部領域に設けられたＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタは、微粒子の濾過に関するクリーンルーム仕様を満たす、すなわち上回るので、下向きの層流は、クラス１の要件を満たし且つ上になるほど清浄度が高い周囲環境を、システムエンクロージャ１０２の内部に提供することができる。この段階的な清浄度は、一実施形態において最適な基板処理を実現するために活用される。
【００２４】
例示された実施形態のモジュラ式基板処理システムは、モジュラ式基板処理システム１００の前部下方の領域に設けられた２つの浸漬タンク１１０と、これらの浸漬タンク１１０の上方に構成された２つの出力棚１１８とを含む。この基板処理システム１００の後部には、以下でブラシボックス１２６と称される洗浄ユニット、バフ研磨ユニット、研磨ユニット、またはその他の類似のユニットを２つと、これらのブラシボックス１２６の上方に搭載される２つのドライヤユニット１２８とが設けられる。制御パネル１３０は、各種のシステム１００操作の制御および表示を可能にし、システムモニタ１３２は、基板処理およびシステム１００操作の統合的なアクセス、制御、および表示を可能にする。
【００２５】
ウィンドウ１１２は、浸漬タンク１１０の下部領域に図示されている。一実施形態では、浸漬タンク１１０は、基板をメガソニック処理するためのメガソニック素子を含む。図１に示したウィンドウ１１２は、浸漬タンク１１０のメガソニック素子、配管固定具、およびその他の構造へのアクセスを可能にする。
【００２６】
ステッピングモータ１２０は、モジュラ式基板処理システム１１０の前部下方の側部領域に図示されている。本発明の一実施形態では、ステッピングモータ１２０およびシャフト１２２によって、出力棚１１８の上げ下げが制御される。出力棚１１８（ベース１１６を上に搭載された状態で図示されている）は、図１に示した浸漬タンク１１０の真上にあたる下降位置と、上昇位置（不図示）との間に設けられたトラック１１９に沿って移動する。
【００２７】
図２は、図１に示したモジュラ式基板処理システム１００を示したもう１つの透視図である。ドア１１４は、開位置にある状態で示されている。ウィンドウ１１２をともなった浸漬タンク１１０は、基板処理システムの前部下方の領域に図示されている。ベース１１６を上に搭載された出力棚１１８は、浸漬タンク１１０の上方の下降位置にある。それぞれの出力棚１１８のうち、基板処理システム１００の外に面した側である外面側には、図示された下降位置と上昇位置（不図示）との間で出力棚１１８が移動する際に沿うトラック１１９が設けられている。出力棚１１８の真下には、タンク開口部１１１が設けられている。出力棚１１８が上昇位置にあるとき、タンク開口部１１１は遮るものがないので、基板カセットは浸漬タンク１１０の中まで下降することが可能であり、さらに、浸漬タンクに浸漬された基板カセットから１枚ずつ基板を取り出して処理に備えることが可能である。
【００２８】
ベース１１６は、各出力棚１１８の上に配置された状態で図示されている。各ベースは、その上面でカセットを支持するように構成される。カセット（図２では不図示）は、基板を水平状態で受け取るように方向付けられる。後ほど詳述するように、本発明の一実施形態では、基板は、２つのドライヤユニット１２８の一方から取り出され、システムエンクロージャ１０２の内部を通って移動した後、上昇位置にある２つの出力棚１１８の一方の上に配置された２つのベース１１６の一方の上に搭載されたカセットに挿入される。本発明のもう１つの実施形態では、清浄な基板を受け取るために、ＳＭＩＦボックス（図９Ｂを参照）とも称されるＳＭＩＦポッドが出力棚１１８の上に配置され、基板処理システム１００から取り出された基板を超清浄な環境に維持する。各ベース１１６は、ＳＭＩＦポッドと同じ寸法で構成されるので、標準的なカセットまたはＳＭＩＦポッドのどちらも、本発明の実施形態にしたがって使用することができる。
【００２９】
基板処理システム１００の後部には、２つのドライヤユニット１２８が、上方の領域で横に並んだ状態で設けられている。ドライヤユニット１２８の下方には、２つのブラシボックス１２６が設けられている。各ブラシボックス１２６は、垂直状態の基板を間に挟んで受け取るように方向付けられた、相対する２つのブラシ１３４を有するように構成される。このように構成されたブラシ１３４は、対面の基板表面にそれぞれ作用して、基板をスクラブする、研磨する、バフ研磨する、または処理することができる。代表的なブラシボックスのさらなる詳細に関しては、米国特許第５，８７５，５０７号を参照のこと。
【００３０】
浸漬タンク１１０および出力棚１１８を有した基板処理システム１００の前部と、ブラシボックス１２６およびドライヤユニット１２８を有した基板処理システム１００の後部との間には、メカニカルロボットアーム１４０が設けられている。メカニカルロボットアーム１４０は、システムエンクロージャ１０２の内部において、処理ステーション間で基板を移送するように構成される。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態によるモジュラ式基板処理システムの図２００である。モジュラ式基板処理システムの図２００は、３つのサブシステムを含む。スクラブ／乾燥サブシステム２０５は、隣り合った２つのスクラブ／乾燥ブロック２１０を含む。浸漬／装填−取り出しサブシステム２１５は、隣り合った２つの浸漬／装填−取り出しブロック２１２を含む。ロボットサブシステム２０２は、スクラブ／乾燥ブロック２１０と浸漬／装填−取り出しブロック２１２との間に設けられ、メカニカルロボットアーム１４０を含む。メカニカルロボットアーム１４０は、メカニカルロボットアーム１４０から互いに反対方向に突き出た２枚のブレード１４４を含み、各ブレード１４４は、それぞれの遠心端にエンドエフェクタ１４６を有する。各ブレード１４４は、旋回することによって、水平状態または垂直状態のいずれかでエンドエフェクタ１４６を配置できるように構成される。各エンドエフェクタ１４６は、基板処理システム１００で処理される特定の基板を操作するのに適したサイズおよび機構を有するように構成され、処理される特定の基板に応じて容易に交換することが可能である。基板としては、例えば、各種サイズの半導体ウエハや、中心にアパチャを有した各種サイズのハードディスクドライブなどが可能である。メカニカルロボットアーム１４０は、トラック１４２の中に構成され、メカニカルロボットアーム１４０の本体は、回転可能な可変長のセグメント（図３では不図示）として構成されるので、各エンドエフェクタ１４６は、浸漬／装填−取り出しブロック１２１とスクラブ／乾燥ブロック２１０との間において、基板の挿入、取り出し、および移送を行えるように正確に配置することが可能である。
【００３２】
一実施形態の各ブレード１４４は、同様なエンドエフェクタ１４６を有するように構成されるが、「湿式」エンドエフェクタ１４６と「乾式」エンドエフェクタ１４６とにそれぞれ維持するために、それぞれが別々の操作に供される。例えば、一方のエンドエフェクタ１４６は、専用の乾式エンドエフェクタ１４６であり、ドライヤユニットから出力カセットに基板を移す操作（図１０〜１６を参照）にのみ使用される。基板の運動は、ドライヤユニット１２８内の水平状態から出力カセット１５８内の水平状態へと移行するので、ブレード１４４の構成は、回転可能である必要はない。もう一方のエンドエフェクタ１４６は、専用の湿式エンドエフェクタ１４６である。基板は、浸漬タンク１１０からブラシボックス１２６に移され、さらに、ブラシボックス１２６からドライヤユニット１２８に移送されるので、この湿式エンドエフェクタ１４６のブレード１４４は、回転可能である必要がある。湿式および乾式のエンドエフェクタを利用した実施形態は、湿式および乾式の両方の基板処理によって生じるクロスコンタミネーションを排除する。
【００３３】
図４は、本発明の一実施形態にしたがって、ロボットサブシステム２０２の後方に設けられたスクラブ／乾燥サブシステム２０５を示している。例示された実施形態では、スクラブ／乾燥サブシステム２０５は、横に並んで配置された２つのブラシボックス１２６と、ブラシボックス１２６の上方に設けられ、やはり横に並んで構成された２つのドライヤユニット１２８とを含む。ドライヤユニット１２８の一方は、開位置の状態で図示されている。ドライヤユニット１２８に基板を挿入するため、ドライヤユニット１２８の上蓋１５２は、可変長のリフト１２７によってドライヤユニット１２８のベース１５０から上昇される。ピン１５４は、基板１５６を水平状態で支持するように構成される。そして、上蓋１５２は、可変長のリフト１２７によって下降され、ドライヤユニット１２８のベース１５０と係合する。基板１５６がドライヤユニット１２８の中に配置され、ドライヤユニット１２８がしっかりと閉じられると、ＳＲＤまたは他の乾燥工程が実施される。代表的なＳＲＤ装置のさらなる詳細に関しては、米国特許第５，７７８，５５４号を参照のこと。
【００３４】
後ほど詳述されるように、メカニカルロボットアーム１４０は、エンドエフェクタ１４６を使用してウエハをブラシボックス１２６に挿入する。ブレード１４４は、エンドエフェクタ１４６と基板とを垂直状態に配置する。メカニカルロボットアーム１４０は、エンドエフェクタ１４６と基板とを、２つのブラシボックス１２６の一方のスロット１３６に合わせられるように、トラック１４２に沿って配置される。メカニカルロボットアーム１４０は、次いで、スロット１３６の中のブラシ１３４の間に基板を挿入する。そして、ブレード１４４およびエンドエフェクタ１４６がブラシボックス１２６から引き出され、スロット１３６がドア（不図示）によって閉じられると、基板のスクラブ、研磨、バフ研磨、洗浄、またはその他の処理が実施される。
【００３５】
一実施形態での基板処理は、２つのブラシボックス１２６において別々の化学液を使用して実施される２つの異なった処理操作を含む。例えば、第１の基板処理工程は、研磨スラリまたは化学溶液を含んで良く、続く第２の基板処理工程は、弱めの化学溶液または第１のすすぎ溶液を含んで良い。このような１実施形態では、基板は、先ず第１の処理工程のために第１のブラシボックス１２６に挿入され、次いで第１のブラシボックス１２６から取り出されて、第２の処理工程のために第２のブラシボックス１２６に挿入される。例示された構成では、ロボット１４０は、第１の処理工程のために２つのブラシボックス１２６の一方に基板を挿入し、次いで基板を取り出して移送して、第２の処理工程のためにもう一方のブラシボックス１２６に基板を挿入する。第２の処理工程が完了すると、ロボット１４０は、第２のブラシボックス１２６から基板を取り出し、ドライヤユニット１２８の高さまで基板を上昇させ、水平状態になるように回転させた後、２つのドライヤユニット１２８の一方に基板を挿入する。以下では、図１０〜１６を参照にしながら実施形態および工程がさらに説明される。
【００３６】
図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の１実施形態にしたがって、ブラシボックス１２６と、ドライヤユニット１２８と、出力カセット１５８との間における基板の移送を示している。図５Ａでは、ロボット１４０が、ブラシボックス１２６に対する基板１５６の出し入れを行っている。このとき、ブレード１４４およびエンドエフェクタ１４６は、垂直状態のブラシボックス１２６に基板１５６を合わせられるように垂直状態にある。ロボット１４０は、前述されたトラック１４２（図４）および回転可能なセグメントを使用することによって、横に並んだ２つのブラシボックス１２６のどちらにも合わせることができる。
【００３７】
図５Ｂでは、ロボット１４０は、ドライヤユニット１２８の高さまで延びた状態で示されており、ブレード１４４は、水平状態のドライヤユニット１２８に基板１５６を合わせられるように、エンドエフェクタ１４６と基板１５６とを旋回させて水平状態にしてある。一実施形態では、基板１５６は、２つのブラシボックス１２６を経て処理された後に、使用可能な第１のドライヤユニット１２８に挿入される。
【００３８】
図１を参照にしながら上述したように、システムエンクロージャは、クラス１のクリーンルーム仕様に適合するように構成される。さらに、フィルタおよび層流は、清浄度が高い環境をシステムエンクロージャの内部に形成する。本発明の一実施形態では、基板の処理が進むにつれて、それが維持される環境も徐々に清浄度が増す。したがって、ブラシボックス１２６でのスクラブ、研磨、バフ研磨、またはその他の類似の処理を経た基板１５６は、ロボット１４０によって持ち上げられ、２つのドライヤユニット１２８の一方でのＳＲＤ処理のために、より清浄度の高い環境へと移される。したがって、清浄度が段階的に増すこのような環境は、基板の処理が進行して基板の清浄度が増すにつれて、それが維持される環境の清浄度も増すように、処理ステーションを配置することによって実現される。
【００３９】
図５Ｃでは、本発明の一実施形態にしたがって、ロボット１４０が基板１５６を出力カセット１５８に移送する様子が示されている。２つのドライヤユニット１２８の一方で処理された基板１５６は、ドライヤユニット１２８から水平状態で取り出され、ドライヤユニット１２８と同じ高さにある出力カセット１５８へと、システムエンクロージャの中を通って移送される。したがって、この基板処理は、システムエンクロージャのうち最も清浄な上部領域で行われる。図５Ｃに示したように、出力棚１１８は上昇位置にあり、ベース１１６は出力棚１１８の上に配置される。出力カセット１５８は、ベース１１６の上に配置され、清浄な基板１５６を受け取るように構成される。ロボット１４０は、ドライヤユニット１２８からシステムエンクロージャを通るあいだ、基板を水平状態に維持し、基板１５６を水平状態で出力カセット１５８に挿入する。出力カセット１５８が清浄な基板１５６で満杯になると、出力棚１１８は下降位置まで下降する。清浄な基板１５６で満杯になった出力カセット１５８は、基板処理システムから取り出され、空の出力カセット１５８に交換された後、次の１バッチ分の基板１５６に備えて上昇位置まで上昇される。
【００４０】
もう１つの実施形態では、ベース１１６と出力カセット１５８の代わりに、ＳＭＩＦポッド１７５（図９Ｂを参照）が出力棚１１８の上に配置される。ＳＭＩＦポッド１７５は、内部に出力カセットを有するように構成される。ＳＭＩＦポッド１７５が清浄な基板１５６で満杯になると、出力棚１１８は下降し、ＳＭＩＦカバーがＳＭＩＦポッド１７５に取り付けられるので、清浄な基板１５６は、超清浄なＳＭＩＦポッド１７５環境に維持される。
【００４１】
図６は、本発明の一実施形態による浸漬／装填−取り出しサブシステム２１５を詳細に示している。例示された実施形態の浸漬タンク１１０は、流体漕１１３を提供する。この流体漕１１３は、後続のスクラブ工程、洗浄工程、研磨工程、バフ研磨工程、またはその他の類似の工程において、基板の残留物、化学剤、および微粒子を遊離させる、軟化させる、除去する、または基板からのこれらの除去を強化するように構成された、何らかの化学組成または水組成である。ドレイン１７０は、浸漬タンク１１０を空にする目的で提供される。
【００４２】
図６に例示された実施形態は、メガソニックユニット１７２を含む。一実施形態のメガソニックユニット１７２は、複数のメガソニック素子１７２ａを含み、浸漬タンク１１０の底部に構成される。汚れた基板の入ったカセット１５７が浸漬タンク１１０の流体漕１１３に浸漬されると、メガソニックユニット１７２によってメガソニックエネルギが生成される。メガソニックエネルギは、流体漕１１３を通って汚れた基板カセット１５７に向かうように方向付けられる。メガソニックエネルギの強度および持続時間は、プロセス材料およびプロセス要求にしたがう。例えば、半導体ウエハのメガソニック処理は、２分間から５分間の期間であって良く、少なくとも３分間は持続するのが一般的である。
【００４３】
図６は、上昇位置にある出力棚１１８を示している。図２を参照にして上述したように、清浄な基板を受け取るためのカセット１５８は、出力棚１１８の上に設けられたベース１１６の上に配置される。出力棚１１８は、トラック１１９に沿って上昇位置まで上昇する。出力棚１１８が上昇位置にあるとき、タンク開口部１１１は遮るものがないので、汚れた基板カセット１５７を下降させて浸漬タンク１１０に浸からせることが可能であり、さらに、基板１５６を一度に１枚ずつ浸漬用の漕１１３から取り出して、ブラシボックス１２６（図６では不図示）に移送することが可能である。
【００４４】
図６は、汚れた基板カセット１５７が浸漬タンク１１０の漕１１３に浸かっている様子を示している。浸漬タンク１１０は、汚れた基板カセット１５７を下降させて浸漬タンク１１０に浸からせたり、同カセットを上昇させて浸漬タンク１１０から取り出したりするために使用されるカセットハンガ１２１を有するように構成される。図７および図８は、本発明の一実施形態にしたがって浸漬タンク１１０を示した透視図であり、カセットハンガ１２１が明確に示されている。図７は、浸漬タンク１１０の側面図である。カセットハンガ１２１は、ハンガアーム１２１ａに取り付けられている。カセットハンガ１２１は、基板カセット１５７を受け取って、同カセットを支持するように構成される。ハンガアーム１２１ａは、カセット１２１を上昇させたり下降させたりすることによって、汚れた基板カセット１５７を下降させて浸漬漕１１３に浸からせたり、同カセットを上昇させて浸漬漕１１３から取り出したりするように構成される。図８の上面図では、汚れた基板カセット１５７を支持しているカセットハンガ１２１が、本発明の一実施形態にしたがって示されている。
【００４５】
再び図６に戻ると、ピッカアーム１６２に取り付けられたピッカ１６４が示されている。ピッカアームは、本発明の一実施形態にしたがって、ピッカ１６４を上昇させたり、下降させたり、位置決めしたりするように、モータ（不図示）によって制御される。モータは、ステッピングモータ、サーボモータ、またはピッカアーム１６２を正確に制御できる他のタイプのモータであって良い。本発明の一実施形態では、ピッカアーム１６２は、浸漬タンク１１０の外側に設けられ、ピッカ１６４を浸漬タンク１１０に挿入し、浸漬された基板よりも低い位置まで下降させるように構成される。汚れた基板カセット１５７が、下降して浸漬タンク１１０に入り、流体漕１１３に浸され、メガソニック処理を受けると、ピッカアーム１６２は、ピッカ１６４を流体漕１１３に挿入し、汚れた基板カセット１５７の第１の基板より低い位置まで到達させるように操作される。ピッカアーム１６４は、次いで、ピッカ１６２を第１の基板の下側に位置づけ、第１の基板を持ち上げて浸漬タンク１１０から取り出す。ピッカアーム１６４は、基板１５６を浸漬タンク１１０から取り出し、浸漬タンク１１０の上部１１１と出力棚との間の空間まで持ち上げる。基板１５６は、そこで、ロボット１４０によって取り出される。浸漬タンク１１０から取り出されるとき、基板１５６は垂直状態にある。ロボット１４０は、基板１５６を垂直状態に維持しつつ、システムエンクロージャの内部を通って移動させ、基板１５６を垂直状態のブラシボックス１２６（図６では不図示）に挿入する。
【００４６】
ピッカ１６２、ピッカアーム１６４、およびモータ１６０に関しては、図７の側面図にさらに示されている。上述したように、例示された当該実施形態は、浸漬タンク１１０の外側に沿って設けられ、モータ１６０によって制御され、基板１５６の取得および取り出しのために浸漬タンク１１０に挿入されるように構成された、ピッカアーム１６２を含む。
【００４７】
図９Ａおよび図９Ｂは、出力された清浄な基板を受け取るためのコンポーネントを、本発明の代替的な実施形態にしたがって示している。図９Ａでは、出力カセット１５８を有したベース１１６が、出力棚１１８の上に設けられている。出力棚１１８は、トラック１１９に沿って配置される。ロボット１４０は、基板１５６を出力カセット１５８に挿入する状態で示されている。上述したように、ロボット１４０は、ロボット１４０から互いに反対方向に突き出た２枚のブレード１４４を有するように構成される。各ブレード１４４は、処理される任意タイプの基板１５６を配置するように構成されたエンドエフェクタ１４６を、それぞれの末端に有している。各ブレード１４４は、さらに、旋回することによって、水平状態または垂直状態のいずれかにエンドエフェクタ１４６を配置するように構成される。
【００４８】
図９Ｂは、本発明の一実施形態にしたがって、ＳＭＩＦポッド１７５を示している。既に詳述したように、ＳＭＩＦポッド１７５は、図９Ａに示したベース１１６および出力カセット１５８と同様に、出力棚１１８の上に設けられている。ＳＭＩＦポッド１７５の寸法は、出力された基板を集めるための代替的な実施品としてシステム構成の調整なしに提供できるように設定される。
【００４９】
図１０〜１６は、本発明の１実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャート３００である。フローチャート３００に示された実施形態は、本発明の一用途を例として説明したものである。この用途は、２つのブラシボックス工程を含み、その後には単独のドライヤユニット操作が続く。ドライヤユニット操作の持続時間は、各ブラシボックス操作の２倍であり、後の説明からわかるように、このドライヤユニット操作の工程は、２つのドライヤユニット間で交互に進行する。第１のカセットが空になると（例えば第１の汚れた基板カセットの基板が全て処理工程に導入されると）、第２の基板カセットの処理が開始する。基板カセットの処理では、ロットインテグリティが維持されるので、第１の汚れた基板カセットから取り出された基板は、全て第１の清浄な出力カセットに挿入される。
【００５０】
工程は、空の出力カセットが出力棚の上に配置される操作３０２から開始する。一実施形態では、標準的なカセットが使用され、ベースが出力棚の上に配置される。出力カセットは、ベースの上に配置される。一実施形態では、ＳＭＩＦボックスとしても知られるＳＭＩＦポッドの使用によって、基板を格納できる可搬式の超清浄な環境が維持される。ＳＭＩＦポッドすなわちＳＭＩＦボックスが使用される場合は、ＳＭＩＦポッドすなわちＳＭＩＦボックスは、ベースを介在せずに出力棚の上に直接に据え付けられる。
【００５１】
処理工程は、次いで、オペレータが工程メニューから出力棚の上昇を選択する操作３０４に進み、さらに、出力棚が上方位置すなわち上昇位置まで上昇し、清浄な基板を受け取る位置に出力カセットを配置する操作３０６に進む。図１を参照にして上述したように、本発明の一実施形態は、システムモニタを提供することによって、基板処理およびシステム操作の統合的なアクセス、制御、および表示を可能にする。このようなシステムモニタは、メニュー方式の工程画面を含んで良く、基板処理を進めるにあたってオペレータによる入力を必要とする。例えば、とあるメニューは、標準カセットまたはＳＭＩＦポッドの選択、各出力棚の上にカセットが配置されるか否かの選択、基板のサイズおよびタイプの選択、ならびに他の類似の情報の選択を含んで良い。システムモニタは、クリーンルーム環境を維持するオペレータによって容易に操作可能であるタッチセンシティブスクリーンまたは感光性スクリーンであって良い。操作３０６は、出力棚を上昇位置に配置し、清浄な基板を受け取る準備を整える入力操作である。
【００５２】
処理工程は、次いで、汚れた基板（例えば特許請求の範囲に記載されている発明によって処理される基板）カセットを、各浸漬タンクの中のハンガに引っかける。出力棚が上昇位置にあるとき（操作３０６）、浸漬タンクの上部はアクセス可能であるので、汚れた基板カセットを装填したり、処理中に基板を取り出したりすることができる。操作３０８では、基板カセットが各浸漬タンクの中のハンガに引っかけられ、続く操作３１０では、オペレータがドアを閉じ、上述したように、カセットを下降させて各浸漬タンクに浸す操作を操作メニューから選択する。一実施形態では、ドアに安全スイッチが設けられるので、基板処理システムにおける処理は、ドアが閉じられない限りは生じない。ドアが閉じられ、オペレータがカセット下降の機能を選択すると、基板処理システムは、選択されたカセットを下降させることによって基板処理を開始する。
【００５３】
操作３１２では、オペレータは、メガソニックの開始を選択する。上述したように、本発明の一実施形態は、基板のスクラブ、洗浄、研磨、バフ研磨、または他の類似の処理に備えて行われる基板のメガソニックエネルギ操作を含む。メガソニックエネルギの強度および持続時間は、工程に依存しており、一実施形態では、処理される基板のサイズおよびタイプに関するオペレータ入力に基づいてシステムプログラムによって選択される。上述したように、代表的なウエハ基板は２分間から５分間の処理を必要とし、好ましい処理時間は少なくとも３分間である。メガソニック操作が完了したウエハは、本発明の一実施形態にしたがって、さらなる処理に備えて取り出されるまで浸漬タンクの流体漕にとどまる。
【００５４】
処理工程は、ウエハピッカが浸漬タンク１に挿入されて基板１を取り出す操作３１４に進む。フローチャート３００は、第１の汚れた基板カセットから第２の汚れた基板カセットに移行する工程と、清浄な基板カセットを取り外す工程と、第３の汚れた基板カセットを導入する工程とを説明するために、代表的な第１および第２の基板カセットを使用した代表的な処理工程を、本発明の一実施形態にしたがって示している。基板の処理では、ロットインテグリティが維持されるので、汚れた基板カセットから取り出された基板は、いずれも同一の清浄な出力カセットに挿入される。したがって、出発位置および到着位置は、フローチャート３００を通じて特定されている。
【００５５】
処理工程が操作３１６に進むと、ロボットアームは、ウエハピッカから基板１を受け取って、その基板１をブラシボックス１に移送し、ブラシボックス１に挿入する。例示された実施形態では、メガソニック処理に続く処理工程に少なくとも４枚の基板が導入されるまでは、処理操作と処理操作との間にいくらかの待ち時間が存在する。少なくとも４枚の基板が処理工程に導入されると、複数枚の基板をともなった並列操作が実施されるので、待ち時間は排除される。操作３１６に続いて、処理工程はコネクタ「Ａ」を経て図１１に進む。
【００５６】
図１１では、処理工程は並列操作３１８，３２０に進む。工程３１８では、ウエハピッカは、タンク１に入って基板２を取り出すことによって、第２の基板を処理工程に導入する。並列操作３２０は、ロボットアームがブラシボックス１から基板１を取り出し、次いで基板１をブラシボックス２に挿入する操作である。上述したように、例示された処理工程は、２つの別個のブラシボックス操作を含むので、各基板は、先ずブラシボックス１で処理され、次いでブラシボックス２で処理されると考えられる。別の１実施形態では、各基板は、単一のブラシボックス操作で処理された後、ドライヤユニットを経て処理されて良い。このような１実施形態では、基板処理システムに並列操作をプログラムすることによって、タンク１からブラシボックス１、ドライヤ１、そして出力カセット１へと基板を流すと同時に、タンク２からブラシボックス２、ドライヤ２、そして出力カセット２へと基板を流すことも可能である。この代替の一実施形態では、第２のロボットを設けることによって、処理工程のさらなる効率化を図っても良い。
【００５７】
例示された処理工程は、ロボットアームがウエハピッカから基板２を受け取って、その基板２をブラシボックス１に移送し、ブラシボックス１に挿入する操作３２２に進む。続く操作３２４では、ロボットアームは、基板１をブラシボックス２から取り出し、ドライヤユニットと同じ高さまで上昇させたうえで、その基板１を水平状態にし、ドライヤユニット１に挿入する。上で詳述したように、特許請求の範囲に記載されている発明の一実施形態は、基板処理システムの内部において、上になるほど清浄度が増す環境を形成するように構成される。ブラシボックスの高さからドライヤの高さへの基板の移送は、基板処理システムの内部において、より高い位置へと、すなわちより清浄な位置へと基板を移送することである。２つのブラシボックス操作を経て処理された基板は、処理される前よりも清浄なので、基板の清浄度が増すほど移送先の環境の清浄度も増すことになる。
【００５８】
工程は、並列操作３２６，３２８に進む。ウエハピッカが、操作３２６においてタンク１から基板３を取り出すあいだ、ロボットアームは、操作３２８においてブラシボックス１から基板２を取り出し、ブラシボックス２に挿入する。ロボットアームは、次いで、操作３３０においてウエハピッカから基板３を受け取って、その基板３をブラシボックス１に移送し、ブラシボックス１に挿入する。ロボットアームは、次いで、操作３３２においてブラシボックス２に進み、ブラシボックス２から基板２を受け取って、その基板２をドライヤの高さまで上昇させ、ドライヤ２に挿入する。
【００５９】
次に続く並列操作３３４，３３６では、ウエハピッカは、操作３３４においてタンク１から基板４を取り出し、ロボットアームは、操作３３６において基板３をブラシボックス１からブラシボックス２に移送する。ロボットアームは、次いで、ウエハピッカから基板４を受け取って、その基板４をブラシボックス１に移送し、ブラシボックス１に挿入する。処理工程は、コネクタ「Ｂ」を経て図１２に進む。操作３３８の完了時には、基板１はドライヤ１にあり、基板２はドライヤ２にあり、基板３はブラシボックス２にあり、基板４はブラシボックス１にある。
【００６０】
図１２では、コネクタ「Ｂ」を経て操作３４０から工程が進行する。操作３４０では、ロボットアームは、ドライヤ１から基板１を取り出し、システムエンクロージャの中を通って出力カセット１に移送し、その基板１を出力カセット１に挿入する。操作３４２では、ロボットアームは、基板３をブラシボックス２からドライヤ１に移動させる。そして、ウエハピッカが、操作３４４においてタンク１から基板５を取り出すあいだ、ロボットアームは、操作３４６において基板４をブラシボックス１からブラシボックス２に移動させる。
【００６１】
次いで、ロボットアームは、操作３４８において、ウエハピッカから基板５を受け取ってブラシボックス１に挿入し、操作３５０において、ドライヤ２から基板２を受け取り、その基板２を出力カセット１へと移送して、出力カセット１に挿入し、そして操作３５２において、基板４をブラシボックス２からドライヤ２へと上昇させる。並列操作３５４，３５６では、ウエハピッカが、タンク１から基板６を取り出すあいだ、ロボットアームは、基板５をブラシボックス１からブラシボックス２に移動させる。
【００６２】
操作３５８に示されるように、上述したパターンおよび工程は、基板２２がドライヤ２にあり、基板２３がドライヤ１にあり、基板２４がブラシボックス２にあり、基板２５がブラシボックス１にある時点まで続く。この時点で、処理工程はコネクタ「Ｃ」を通して図１３に進む。図１３の処理工程では、タンク１がタンク２に切り替わることによって、清浄な出力カセットの取り外しおよび新しい汚れた基板カセットの導入のための準備が整えられる。
【００６３】
図１３は、本発明の一実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャート３００の続きである。コネクタ「Ｃ」を経たロボットアームは、操作３６０においてドライヤ２から基板２２を取り出し、システムエンクロージャを通って出力カセット１に移送し、その基板２２を出力カセット２に挿入する。続く操作３６２では、ロボットアームは、基板２４をブラシボックス２から取り出して、ドライ２２に挿入する。ロボットアームが、操作３６６において基板２５をブラシボックス１からブラシボックス２に移動させるあいだ、ウエハピッカ２は、操作３６４においてタンク２に入り、汚れたカセット２から基板１を取り出す。
【００６４】
工程は、次に、ロボットアームがウエハピッカ２から基板１を受け取って、その基板１をブラシボックス１に移送し、ブラシボックス１に挿入する操作３６８に進む。ロボットアームは、次いで、操作３７０において基板２３をドライヤ１から取り出して出力カセット１に挿入し、さらに、操作３７２において基板２５をブラシボックス２から取り出してドライヤ１に挿入する。ウエハピッカが、操作３７４において汚れたカセット２から基板２を取り出すあいだ、ロボットアームは、操作３７６において基板１をブラシボックス１からブラシボックス２に移動させる。処理工程は、コネクタ「Ｄ」を経て図１４に進む。
【００６５】
図１４では、コネクタ「Ｄ」を経て操作３７８から工程が進行する。操作３７８では、ロボットアームは、ウエハピッカ２から基板２を受け取って、その基板２をブラシボックス１に移送し、ブラシボックス１に挿入する。ロボットアームは、次いで、操作３８０において基板２４をドライヤ２から取り出して出力カセット１に挿入し、さらに、操作３８２において基板１をブラシボックス２からドライヤ２に移動させる。工程は、並列操作３８４，３８６に進み、ウエハピッカが、汚れたカセット２から基板３を取り出すあいだ、ロボットアームは、基板２をブラシボックス１からブラシボックス２に移動させる。ロボットアームは、次いで、操作３８８においてウエハピッカ２から基板３を受け取って、その基板３をブラシボックス１に挿入するあいだ、操作３９０において基板２５をドライヤ１から出力カセット１に移動させる。
【００６６】
操作３９０の完了時には、１カセットに含まれる１バッチ分の基板（２５枚入りの基板カセットの実施例の場合）が、特許請求の範囲に記載されている発明の一実施形態にしたがって処理済みである。浸漬タンクと基板カセットとが、別の浸漬タンクと基板カセットとにそれぞれ切り替わっているので、続く基板処理は、第１の出力カセットを基板処理システムから取り出し、別の汚れた基板カセットで置き換えられる状態にある。
【００６７】
工程が並列操作３９２，３９４に進むと、次いで並列操作３９６，３９８が続く。操作３９２では、出力棚１が、出力カセット１を下降位置すなわち装填／取り出し位置まで下降させる。操作３９４では、ロボットアームは、基板２をブラシボックス２からドライヤ１に移動させる。続く操作３９６では、ウエハピッカ２は、汚れたカセット２から基板４を取り出す。これと同時に、ロボットアームは、基板３をブラシボックス１からブラシボックス２に移動させる。工程は、第１の浸漬タンクから第２の浸漬タンクに移行済みであるので、処理済み基板で満杯のカセットが入った出力棚１は、浸漬タンク２から取り出される基板の処理を妨害することなく下降位置に配置することが可能である。処理工程は、コネクタ「Ｅ」を経て図１５に進む。
【００６８】
図１５は、コネクタ「Ｅ」を経て操作４０２から進行する工程を示している。このとき、ドアは開かれた状態にある。上述したように、本発明の一実施形態では、ドアに安全スイッチが設けられているので、システムエンクロージャが開いているとき、処理は行われない。処理済みの基板で満杯になった出力カセット１は、ドアが開き、あらゆる操作が停止しているときに取り出され、空の出力カセットが、代わりに出力棚１の上に配置される。１実施形態では、オペレータが、操作４０６において工程メニューから出力棚１の上昇を選択すると、出力棚は、操作４０８において出力カセットを上昇位置まで上昇させ、浸漬タンク１の上部へのアクセスを再び可能にする。操作４１０では、オペレータが、メガソニックカセットの上昇を選択し、操作４１２では、汚れた空のカセット１が、カセットハンガによって浸漬タンク１の流体漕から持ち上げられる。続く操作４１４では、汚れた空のカセット１が、汚れた基板で満杯の新しいカセットで置き換えられ、操作４１６では、ドアが閉じられ、新しいカセットが下降して浸漬タンク１に浸され、システムエンクロージャの内部においてあらゆる操作が再開される。操作は、コネクタ「Ｆ」を経て図１５に進む。
【００６９】
図１５は、出力カセット１から出力カセット２に移行する処理工程の最終段階を示しており、基板カセットの基板処理は、望ましいカセット数分だけいくらでも継ぎ目なく進行される。処理工程は、コネクタ「Ｆ」を経て操作４１８に進み、操作４１４，４１６で導入されたカセットに関し、浸漬タンク１でのメガソニックの開始が選択される。操作４２０では、ロボットアームは、処理工程を経る基板の移動を再開し、基板４をウエハピッカ２から受け取って、その基板４をブラシボックス１に挿入する。ロボットアームは、次いで、操作４２２において基板１をドライヤ２から出力カセット２に移動させ、操作４２４において基板３をブラシボックス２からドライヤ２に移動させる。そして、ウエハピッカ２が、操作４２６において基板５を汚れたカセット２から取り出しているあいだに、ロボットアームは、操作４２８において基板４をブラシボックス１からブラシボックス２に移動させる。
【００７０】
操作４３０に示したように、この方法は、ロットインテグリティを維持しつつ、複数の浸漬タンク間を移行しながら上述したサイクルおよび流れを続け、基板が望ましい数だけ処理された時点で終了する。上述したように、例示された方法は、考えられる複数の方法および構成の１つであり、特定の製造要件にしたがって迅速に且つ効率的に基板を処理できるように、容易に変更を加えることが可能である。
【００７１】
以上では、理解を明確にする目的で本発明を詳細に説明したが、添付した請求項の範囲内で、一定の変更および修正を加えられることは明らかである。したがって、上述した実施形態は、例示を目的としたものであって限定的ではなく、本発明は、本明細書で取り上げた項目に限定されず、添付した請求項の範囲および均等物の範囲内で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施形態にしたがって、モジュラ式の基板処理システムを示した図である。
【図２】  図１に示したモジュラ式基板処理システムを示したもう１つの透視図である。
【図３】  本発明の１実施形態によるモジュラ式の基板処理システムを示した図である。
【図４】  本発明の１実施形態にしたがって、ロボットサブシステムの後方に設けられたスクラブ／乾燥サブシステムを示した図である。
【図５Ａ】  本発明の一実施形態にしたがって、ブラシボックスと、ドライヤユニットと、出力カセットとの間での基板の移送を示した図である。
【図５Ｂ】  本発明の一実施形態にしたがって、ブラシボックスと、ドライヤユニットと、出力カセットとの間での基板の移送を示した図である。
【図５Ｃ】  本発明の一実施形態にしたがって、ブラシボックスと、ドライヤユニットと、出力カセットとの間での基板の移送を示した図である。
【図６】  本発明の一実施形態にしたがって、浸漬／装填−取り出しサブシステムを詳細に示した図である。
【図７】  本発明の一実施形態にしたがった浸漬タンクの側面図である。
【図８】  本発明の一実施形態にしたがった浸漬タンクの俯瞰図である。
【図９Ａ】  本発明の代替的な実施形態にしたがって、出力された清浄な基板を受け取るためのコンポーネントを示した図である。
【図９Ｂ】  本発明の代替的な実施形態にしたがって、出力された清浄な基板を受け取るためのコンポーネントを示した図である。
【図１０】  本発明の一実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャートである。
【図１１】  本発明の一実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャートである。
【図１２】  本発明の一実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャートである。
【図１３】  本発明の一実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャートである。
【図１４】  本発明の一実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャートである。
【図１５】  本発明の一実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャートである。
【図１６】  本発明の一実施形態を実現する処理工程の操作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１００…モジュラ式基板処理システム
１０２…システムエンクロージャ
１１０…浸漬タンク
１１１…浸漬タンクの開口部（または上部）
１１２…ウィンドウ
１１３…流体漕
１１４…ドア
１１６…ベース
１１８…出力棚
１１９…トラック
１２１…カセットハンガ
１２１ａ…ハンガアーム
１２２…シャフト
１２４…サイドドア
１２６…ブラシボックス
１２７…可変長のリフト
１２８…ドライヤユニット
１３０…制御パネル
１３２…システムモニタ
１３４…ブラシ
１３６…スロット
１４０…メカニカルロボットアーム（またはロボット）
１４２…トラック
１４４…ブレード
１４６…エンドエフェクタ
１５０…ベース
１５２…上蓋
１５４…ピン
１５６…基板
１５７…汚れた基板カセット
１５８…出力カセット
１６０…モータ
１６２…ピッカアーム
１６４…ピッカ
１７０…ドレイン
１７２…メガソニックユニット
１７２ａ…メガソニック素子
１７５…ＳＭＩＦポッド
２００…モジュラ式基板処理システムの図
２０２…ロボットサブシステム
２０５…スクラブ／乾燥サブシステム
２１０…スクラブ／乾燥ブロック
２１２…浸漬／装填−取り出しブロック
２１５…浸漬／装填−取り出しサブシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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