(57)【要約】【課題】角度付きスピン・リンス・ドライモジュール、ならびに同モジュールを作成および実現するための方法【解決手段】ウエハ処理モジュールが提供される。ウエハ処理モジュールは、ウエハ拘束ローラを収容する筐体を備える。ウエハ拘束ローラは、一角度に方向付けられ、且つ処理時においてウエハを一角度で回転させるように設計される。【選択図】図１
2004533716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
水平面との間に前記ＳＲＤモジュールの性能を最適化するような処理角度をなすように構成された処理面においてウエハを拘束する工程と、
前記処理面において前記ウエハを回転させる工程と、
前記処理面において前記ウエハを回転させつつ前記ウエハの上面および底面を洗浄する工程と、
を備える処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
前記洗浄のステップは、スクラブ、すすぎ、およびメガソニック流体の供給のいずれか１つを含む、処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載のＳＲＤモジュールにおいて基板を処理するための方法であって、
前記処理面において前記ウエハを拘束する工程は、
前記ＳＲＤモジュールを、基盤の受け取り位置に位置決めする工程と、
処理対象となる前記基盤の方向を、挿入角度によって規定された挿入位置に合わせる工程と、
前記基盤を、前記挿入角度で前記ＳＲＤモジュールに挿入する工程と、
前記ＳＲＤモジュールを、処理位置に配置する工程と、
を含む、処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載のＳＲＤモジュールにおいて基板を処理するための方法であって、
前記ＳＲＤモジュールを基板の受け取り位置に配置する工程は、前記ＳＲＤモジュールの側壁に設けられた窓を開く工程を含む、処理方法。
【請求項５】
請求項３に記載のＳＲＤモジュールにおいて基板を処理するための方法であって、
処理対象となる前記基板の方向を前記挿入位置に合わせる工程は、前記基板を移動させて、前記基板と水平面との間に前記挿入角度を形成させる工程を含む、処理方法。
【請求項６】
請求項３に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
前記処理面において前記ウエハを拘束する工程は、
前記ウエハを挿入するためのクリアランスを確保しつつ、拘束ローラを第１の位置から第２の位置へと移動させる工程、
処理対象となる前記ウエハを、前記挿入角度で挿入する工程と、
駆動ローラ対を使用して、処理対象となる前記ウエハを拘束する工程と、
前記拘束ローラを解放して前記第１の位置に戻らせる工程と、
前記拘束ローラを使用して処理対象となる前記ウエハを拘束する工程と、
を含む、処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
前記挿入角度は、前記処理角度に実質的に等しくなるように構成されている、処理方法。
【請求項８】
請求項1に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
前記処理面において前記ウエハを回転させる工程は、駆動ローラ対を使用して前記ウエハを回転させる工程を含む、処理方法。
【請求項９】
請求項1に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
前記ウエハを前記処理面において回転させつつ前記ウエハの前記上面および前記底面を洗浄する工程は、
前記基板の前記上面に洗浄液を供給する工程であって、前記供給が前記ウエハの前記上面の一セクタ上において、前記洗浄液からなる実質的に均一な層を形成するように構成された工程と、
前記基板の前記底面に前記洗浄液を供給する工程であって、前記供給が前記ウエハの前記底面の一セクタ上において、前記洗浄液からなる実質的に均一な層を形成するように構成された工程と、
を含む、処理方法。
【請求項１０】
請求項２に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
前記メガソニック流体の供給は、
前記基板の前記上面にメガソニック流体を供給する工程であって、前記供給が前記ウエハの前記上面の一セクタ上に、前記メガソニック流体からなる実質的に均一な層を形成するように構成された工程と、
前記基板の前記底面に前記メガソニック流体を供給する工程であって、前記供給が前記ウエハの前記底面の一セクタ上に、前記メガソニック流体からなる実質的に均一な層を形成するように構成された工程と、
を含む、処理方法。
【請求項１１】
請求項１に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、さらに、
前記処理中のウエハの縁に、第１のガスを供給する工程と、
前記処理中のウエハの前記上面および前記底面に第２のガスを供給する工程であって、前記第２のガスが前記ＳＲＤモジュールの内壁に分散配置された供給孔を通じて導入される工程と、
を備える、処理方法。
【請求項１２】
スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
処理面においてウエハを拘束する工程あって、前記処理面が前記水平面との間に処理角度を成すように構成され、前記処理角度が前記ウエハの乾燥を最適化するように構成された工程と、
前記処理面において前記ウエハを回転させる工程と、
前記処理面において前記ウエハを回転させつつ前記ウエハの上面および底面を洗浄する工程と、
前記処理面において前記ウエハを回転させつつ前記ウエハの前記上面および前記底面を乾燥させる工程と、
を備える、処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、さらに、
前記処理面において前記ウエハを回転させつつ前記ウエハの前記上面および前記底面にメガソニックフローを供給する工程を備える、処理方法。
【請求項１４】
ウエハ処理モジュールであって、
ウエハ拘束ローラを収容する筐体を備え、
前記ウエハ拘束ローラは、１つの角度に方向付けられるとともに、処理中にウエハを一角度で回転させるように設計されている、ウエハ処理モジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、
前記処理は、すすぎ、洗浄、乾燥、スクラブ、およびメガソニック流体の供給のいずれか１つを含む、ウエハ処理モジュール。
【請求項１６】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、さらに、
前記処理の少なくとも一部の最中において、前記ウエハの表面に流体を供給するように構成された少なくとも１つの洗浄剤ディスペンサを備える、ウエハ処理モジュール。
【請求項１７】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、さらに、
ウエハ拘束ローラの少なくとも１つに向けてガスフローを供給するように構成されたノズルを備える、ウエハ処理モジュール。
【請求項１８】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、さらに、
前記ウエハの表面にメガソニックスプレーを供給するためのメガソニックスプレーアセンブリを備えるウエハ処理モジュール。
【請求項１９】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、
前記ウエハ拘束ローラの少なくとも１つは駆動ローラである、ウエハ処理モジュール。
【請求項２０】
スピン・リンス・ドライモジュールであって、
外壁を有する筐体であって、前記外壁が窓を含むように構成されており、前記窓が水平面との間に処理角度を成すように前記外壁に設けられている筐体と、
前記筐体の中に設けられた駆動ローラ対であって、処理対象となる基板を拘束した状態でその基板を回転させるように構成された駆動ローラ対と、
前記筐体の内部に設けられ、処理対象となる前記基板を拘束するように構成された拘束ローラと、
を備え、
前記拘束ローラおよび前記駆動ローラ対は、処理対象となる前記基板が前記水平面との間に前記処理角度に実質的に等しい角度を成すように、処理対象となる前記基板を拘束するように構成されている、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項２１】
請求項２０に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、さらに、
前記筐体の中に設けられた洗浄剤ディスペンサであって、処理対象となる前記基板の上面および底面を洗浄するように構成された洗浄剤ディスペンサを備えるスピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項２２】
請求項２０に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、さらに、
前記筐体の中に設けられたメガソニックアセンブリあって、処理対象となる前記基板の上面および底面に供給されるように構成されたメガソニックアセンブリを備える、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項２３】
請求項２０に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、さらに、
前記筐体の内壁に設けられた複数のガスブローノズルを備え、
前記複数のガスブローノズルは、少なくとも１つのエアブローノズルが前記駆動ローラおよび前記拘束ローラのそれぞれに第１のガスを供給するように構成されている、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項２４】
請求項２０に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、さらに、
前記筐体に第２のガスを導入できるように、前記筐体の内壁に設けられた複数の穴を備え、
前記複数の穴は、前記第２のガスが処理対象となる前記基板の上面および底面を実質的に均一に乾燥させるように構成されている、スピン・リンス・ドライモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、半導体ウエハの処理に関し、特に、空間効率およびプロセス効率に優れたスピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールを使用した半導体基板の洗浄および乾燥に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハの処理動作および洗浄動作は、半導体デバイスを製造するにあたって実施される。基板の処理中に分散して繰り返される共通のウエハ処理動作の１つが、スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールを使用したスピン・リンス・ドライ動作である。スピン・リンス・ドライ動作は、ＳＲＤハウジングに搭載されたボウルの中で実施される。ＳＲＤハウジングは、スピンドルに固定されている。スピンドル、スピンドルに搭載されたチャック、そしてチャックに取り付けられたスピンドルフィンガによって保持されたウエハは、モータによって回転させられるのが通常である。スピンドルフィンガは、一般に、処理するべきウエハを受け取るために、ボウルの中を上向きに移動し、ウエハの処理面を超えてボウルの外まで達する。このとき、処理するべきウエハは、エンドエフェクタによってスピンドルフィンガに引き渡される。ウエハが受け取られると、スピンドルフィンガおよびそれに取り付けられたウエハは、下降してボウルの中に戻る。ウエハは、こうしてウエハ処理面の高さに配置される。
【０００３】
ウエハのすすぎは、一般に、ウエハを高毎分回転数（ＲＰＭｓ）で回転させつつその表面にスピゴットを通して脱イオン水（ＤＩ）を供給することによって行われる。すすぎの動作が完了すると、脱イオン水の供給は、スピゴットを締めることによって停止される。そして、ウエハは、そのまま高ＲＰＭｓで回転し続けることによって乾燥される。乾燥の動作が完了するとすぐに、チャック、スピンドルフィンガ、およびウエハは、再びウエハ処理面を超えてボウルの外まで移動する。このとき、ウエハは、エンドエフェクタによってＳＲＤモジュールから取り除かれる。
【０００４】
従来のＳＲＤモジュールには、いくつかの制約がともなう。第１の制約は、通常のＳＲＤモジュールではウエハが水平方向に処理される点にある。したがって、ウエハの表面から汚染物質を取り除くためには、ウエハを高ＲＰＭｓで長時間に渡って回転させなければならず、これは、ウエハ毎のスピン・リンス・ドライサイクルを増大させる。その結果、ＳＲＤモジュール全体のスループットも低減される。
【０００５】
第２の制約は、重くて大きいチャックアセンブリと、そのチャックアセンブリを駆動するために必要な大きなモータとが、ＳＲＤモジュールの中に配置されるという点にある。第３の制約は、ウエハを高ＲＰＭｓで長時間にわたって回転させることによって形成される様々な力に順応するために、巨大なフレーム構造が使用されるという点にある。これら２つの制約が組み合わさった結果、従来のＳＲＤモジュールは、非常に大きい構造およびフレーム構造を有することになり、貴重なクリーンルーム空間を無駄に大きく占めてしまう。
【０００６】
また、チャックアセンブリは、貴重な空間を無駄に占めるうえに、極めて複雑な設計を要する。チャックアセンブリは、例えば、ボウルの中の回転運動および上下運動によってウエハを受け取ったり引き渡したりするように設計される。したがって、ボウルの中でのチャックアセンブリの運動は、チャックを正しく校正された状態に維持することによって、チャックを厳密な処理レベルに落ち着かせる必要がある。チャックが正しく位置合わせされていないときは、チャックアセンブリは、再度の位置合わせを必要とする。これは、非常に時間を要する手間のかかるプロセスであり、ＳＲＤモジュールを長時間に渡ってラインから外す必要があるので、スループットを低減させる結果となる。
【０００７】
また、チャックアセンブリは、絶えず位置合わせしなおす必要があるうえに、スピンドルフィンガに対してウエハをロードおよびアンロードするために無駄な動きを必要とする。例えば、従来のＳＲＤモジュールモジュールでは、スピンドルフィンガへのウエハのロードは４段階を経る。先ず、チャックおよびスピンドルが、ウエハを受け取るためにボウルの外まで移動する。その結果、スピンドルは、ウエハ処理面の上方に配置される。したがって、ウエハを保持しているエンドエフェクタは、先ず、（既に上昇位置にある）スピンドルフィンガの水平面より高い位置で水平方向にボウルの上方を移動することによって、未処理のウエハをスピンドルフィンガの端まで運ぶ。その後、エンドエフェクタは、スピンドルフィンガによるウエハの拘束が可能な高さにウエハが達するまで（ボウルの上方を）下向きに移動しなければならない。スピンドルフィンガがウエハを拘束すると、エンドエフェクタはウエハを開放する。こうして、スピンドルフィンガへの未処理ウエハの物理的搬送が行われる。最後に、エンドエフェクタは、先ず若干下向きに移動してウエハから遠ざかり、次に水平方向に撤退してボウルの上方から遠ざかる。エンドエフェクタの各上下運動は、かなりの低速であるエンドエフェクタの「Ｚ」速度を使用して行われる。したがって、それぞれのスピン・リンス・ドライサイクルでは、ウエハをロードおよびアンロードするためだけに相当に長い時間が費やされる。ウエハ毎のＳＲＤサイクルの増大は、ＳＲＤモジュール全体のスループットの低減に繋がる。
【０００８】
以上からわかるように、当該分野においては、基板の表面に施されるスピン・リンス・ドライ動作を効率良く向上させるとともに、より小さいクリーンルーム空間と、より高いスループットとを達成することができる、スピン・リンス・ドライモジュールが必要とされている。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、概して、基板の表面に施されるスピン・リンス・ドライ動作を効率良く最適化するスピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュール、および同モジュールを実現するための方法によって、上記のニーズを満たす。本発明によるＳＲＤモジュールは、占有するクリーンルーム空間が小さいうえに、高いスループットを達成することができる。本発明によるＳＲＤモジュールは、スピン・リンス・ドライ動作時に基板を拘束できるように、１対の駆動ローラと１つの拘束ローラとを装備していることが好ましい。これらの駆動ローラ対および拘束ローラは、これらのローラがスピン・リンス・ドライ動作時に基板を拘束したときに、処理面として規定された基板を含む平面が水平面との間に処理角度を成すように、ＳＲＤモジュールの内部に配置される。好ましい実施例では、駆動ローラは、拘束された基板を回転させるように構成され、拘束ローラは、基板をロードおよびアンロードするための経路を開くことができるように引き込み式に構成される。
【００１０】
なお、本発明は、プロセス、装置、システム、デバイス、または方法を含む様々なかたちで実現することが可能である。以下では、本発明による実施形態をいくつか取り上げる。
【００１１】
一実施形態では、スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールの中で基板を処理するための方法が開示される。この方法は、処理するべき基板を用意し、ＳＲＤモジュールを基板受け取り位置に配置し、処理するべき基板の方向を一角度で設けられた挿入位置に合わせることを含む。この方法は、さらに、基板を上記角度でＳＲＤモジュールに挿入し、ＳＲＤモジュールを処理位置に配置することを含む。この方法は、また、基板を上記角度で回転させ、回転している基板をすすぎ、乾燥させることを含む。
【００１２】
別の一実施形態では、スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールの中でウエハを処理するための方法が開示される。この方法は、処理面においてウエハを拘束し、そのウエハを処理面において回転させることを含む。処理面は、ＳＲＤモジュールの性能を最適化するように構成された処理角度を水平面との間に成すように構成される。この方法は、さらに、処理面においてウエハを回転させつつそのウエハの上面および底面を洗浄することを含む。
【００１３】
さらに別の一実施形態では、スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールの中でウエハを処理するための方法が開示される。この方法は、処理面においてウエハを拘束し、そのウエハを処理面において回転させ、そのウエハを処理面において回転させつつそのウエハの上面および底面を洗浄することを含む。処理面は、ＳＲＤモジュールの性能を最適化するように設計された処理角度を水平面との間に成すように構成される。ウエハの上面および底面の洗浄は、ウエハを処理面において回転させつつそのウエハの上面および底面を脱イオン水ですすぐことを含むように設計される。ウエハの上面および底面の洗浄は、さらに、ウエハを処理面で回転させつつそのウエハの上面および底面にメガソニックフロー（megasonic flow）を供給することを含むように設計される。
【００１４】
さらに別の一実施形態では、スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールの中でウエハを処理するための方法が提供される。この方法は、処理面においてウエハを拘束し、そのウエハを回転させることを含む。処理面は、ウエハの乾燥を最適化するように設計された処理角度を水平面との間に成すように構成される。この方法は、さらに、処理面においてウエハを回転させつつそのウエハの上面および底面を洗浄し、乾燥させることを含む。
【００１５】
さらに別の一実施形態では、ウエハ処理モジュールが開示される。ウエハ処理モジュールは、ウエハ拘束ローラを収容する筐体を含む。ウエハ拘束ローラは、一角度に方向を合わせられ、処理時においてウエハを一角度で回転させるように設計される。
【００１６】
さらに別の一実施形態では、スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールが開示される。ＳＲＤモジュールは、筐体と、駆動ローラ対と、拘束ローラとを含む。筐体は、窓を含む外壁を有する。外壁に窓を設けるのは、水平面との間に処理角度を成すためである。駆動ローラ対は、筐体の中に設けられ、処理するべき基板を拘束しつつその基板を回転させるように構成される。拘束ローラは、筐体の中に設けられ、処理するべき基板を拘束するように構成される。拘束ローラおよび駆動ローラ対は、処理するべき基板が水平面との間に処理角度にほぼ等しい角度を成すように、その基板を拘束するように構成される。
【００１７】
本発明は、数多くの利点をもたらす。最も注目に値する利点は、本発明による角度付きのＳＲＤモジュールが、従来のＳＲＤモジュールと異なり、処理するべき基板に基板表面の乾燥を最適化するように構成された処理／挿入角度で拘束して同基板を回転させるローラを装備していることにある。このように、ウエハをロードまたはアンロードするために必要とされる運動の回数が減少すると、それぞれのスピン・リンス・ドライサイクル毎に必要とされる時間が短縮され、スループットが増大する。さらなる利点は、スピンドルフィンガやチャックではなくローラが装備される点にある。つまり、本発明による角度付きＳＲＤモジュールは、ウエハを拘束するローラを装備することによって、ウエハの全体を、すなわちウエハの上面および底面の両方を確実に洗浄することができる。さらなる利点は、ウエハが一角度で拘束されることから、ウエハの処理に必要とされる機械的運動の回数が少なくてすみ、したがって、非破壊的な低ＰＲＭｓから高ＲＰＭｓまでの範囲でウエハを処理できる点にある。
【００１８】
本発明によるさらなる利点は、チャックやスピンドルフィンガではなくローラを使用することによって、本発明による角度付きＳＲＤモジュール１００が従来のＳＲＤモジュールよりも小型化され、したがって占有されるクリーンルーム空間が小さくてすむことにある。本発明によるさらなる利点は、改良された乾燥方法が利用される点にある。つまり、本発明による乾燥動作は、乾燥補助のメカニズムと、一角度でのウエハの処理と、高蒸発性の溶媒を使用したウエハの洗浄とを組み合わせた効果によって、著しく強化される。本発明は、例えば、ウエハの端の清浄度を確保しつつ効率良くウエハを乾燥させる。その結果、ＳＲＤモジュールの乾燥サイクルが短縮され、スループットが増大される。角度付きのＳＲＤモジュールは、最終的には、より乾燥したウエハを非破壊的な低ＲＰＭｓで得ることができる。
【００１９】
本発明のその他の態様および利点は、本発明の原理を例示した添付の図面と併せて行われる以下の詳細な説明から明らかになる。
【００２０】
本発明は、添付の図面と併せて行われる以下の詳細な説明によって、容易に理解することが可能である。図中、類似の構成要素は同一の参照符号で示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
基板表面の処理を最適化するスピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールの実施形態が説明される。このＳＲＤモジュールは、傾斜した処理面において基板を拘束するために、１対の駆動ローラと１つの拘束ローラとを装備することによって、ＳＲＤモジュールの動作を最適化することが好ましい。好ましい実施形態において、駆動ローラ対は、処理されている基板を回転によって駆動できるように構成される。好ましい一実施例では、駆動ローラ対が、スピン・リンス・ドライ動作の間ずっと基板を回転させながら自身の位置にとどまるのに対し、拘束ローラは、出入りが可能な引き込み式に構成される。このようにして、基板をロードおよびアンロードするための空間距離がそれぞれに提供される。
【００２２】
以下の説明では、本発明が十分に理解されるように、数々の詳細が具体的に設定されている。しかしながら、当業者ならば明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細の一部または全部を設定しなくても実施され得る。また、本発明が不必要に不明瞭化される事態を回避するため、周知のプロセス動作の詳細な説明は省略した。
【００２３】
図１は、代表的な角度付きＳＲＤモジュールの概略を、本発明による一実施形態にしたがって示した断面図である。角度付きＳＲＤモジュールは、後ほど詳述される理由で内蔵型に設計されている筐体１０２を有する。図に示すように、この角度付きＳＲＤモジュールは、さらに、第１の駆動ローラ１２０ａと、第２の駆動ローラ１２０ａ’（この図では不図示）と、拘束ローラ１２０ｂとを含み、これらは全て、スピン・リンス・ドライ動作時にウエハ１２２を拘束するように構成される。図に示すように、第１の駆動ローラ１２０ａ、拘束ローラ１２０ｂ、およびウエハ１２２は、拘束されたウエハ１２２を含む平面の延長と水平面とが処理角度θを成すように、筐体１０２の中に配置される。このように、ウエハ１２２を処理角度θに方向付ける特徴は、洗浄液を処理されているウエハ１２２から流れ落ちるように方向付けることによってウエハ１２２の乾燥を最適化するように構成される。好ましい実施形態では、角度θは、約０度から約９０度までの範囲である。
【００２４】
図に示すように、第１の駆動ローラ１２０ａは、筐体１０２の穴１１６ａに挿入されたローラ駆動軸１１６に結合されている。第１の駆動ローラ１２０ａは、ローラ駆動シャフト１１６の回転方向１０６への回転にともなって回転するように構成される。このような実現形態では、ローラ駆動シャフト１１６ひいては第１の駆動ローラ１２０ａは、後ほど詳述される理由で筐体１０２の外側に配置されている駆動モータ１０４によって駆動される。図に示すように、駆動モータ１０４に結合されたモータ駆動軸１１０は、回転方向１０６に回転することによって、駆動プーリ１１４ａ，１１４ｂに搭載された駆動ベルト１１２を回転させる。駆動プーリ１１４ｂの回転は、ローラ駆動シャフト１１６、駆動ローラ１２０ａ、およびウエハ１２２を回転させる。
【００２５】
なお、ウエハ１２２は、第１の駆動ローラ１２０ａおよび第２の駆動ローラ１２０ｂによって処理面において拘束されるので、第２の駆動ローラ１２０ａ’は、第１の駆動ローラ１２０ａとの間に１２０度の角度を成すように設けられる。第１の駆動ローラ１２０ａと同様に、第２の駆動ローラ１２０ａ’も、第１の駆動ローラ１２０ａと同様な駆動モータによって駆動されるように設計される。しかしながら、一実施形態では、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ｂが１つの駆動モータによって駆動されるようにしても良い。また、第１の駆動ローラ１２０ａおよび第２の駆動ローラ１２０ａ’は、回転中でもそのままの位置にとどまるように構成される。以下では、図２Ａ〜２Ｃの説明との関連において、角度付きＳＲＤモジュール１００の中での第１の駆動ローラ１２０ａ、第２の駆動ローラ１２０ａ’、および拘束ローラ１２０ｂの方向性に関するさらなる詳細が明らかにされる。
【００２６】
第１の駆動ローラ１２０ａおよび第２の駆動ローラ１２０ａ’が、ウエハ１２２を回転させるように設計されるのに対し、拘束ローラ１２２ｂは、ただ単に、ウエハ１２２の処理時にウエハ１２２を拘束するように設計される。また、第１の駆動ローラ１２０ａおよび第２の駆動ローラ１２０ａ’が、そのままの位置にとどまるように設計されるのに対し、拘束ローラ１２０ｂは、引き込み式に設計される。つまり、拘束ローラ１２０ｂは、前進したり後退したりすることによって、ウエハ１２２をロードおよびアンロードするための十分な空間距離を提供するように設計される。一実施形態では、拘束ローラ１２０ｂは、後ほど詳述される理由で筐体１０２の外側に配置されているエアシリンダ１４０を使用して後退させられる。図に示すように、拘束ローラ１２０ｂは、エアシリンダ１４０のピストン１４２に取り付けられたアーム１４６に結合されている。ピストン１４２は、穴１４２ａを通って筐体１０２に挿入されている。ピストン１４２は、運動方向１４４への運動にともなって拘束ローラ１２０ａを前進させたり後退させたりする。例えば、ピストン１４２の変位は、拘束ローラ１２０を引っ張り、エンドエフェクタによるウエハ１２２のロードおよびアンロードに適した空間距離を提供できる位置まで拘束ローラ１２０ｂを後退させるように設計される。ウエハのロードおよびアンロードに続くピストン１４２の一行程は、拘束ローラ１２０ｂを初期位置まで押し戻すように構成される。
【００２７】
さらに、図１に示すように、角度付きＳＲＤモジュール１００は、さらに、トップディスペンサ１２６ａおよびボトムディスペンサ１２６ｂを有する洗浄剤ディスペンサ１２６を含む。トップディスペンサ１２６ａおよびボトムディスペンサ１２６ｂは、複数のオリフィスをそれぞれに含んだ対応面１２６ａ−１，１２６ｂ−１をそれぞれに有する。複数のオリフィス１２８は、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂに洗浄液を送るように構成される。図に示すように、本実施形態では、トップディスペンサ１２６ａの表面１２６ａ−１は、ウエハ１２２の上面１２２ａに面するように筐体１０２の内部に配置される。さらに、図に示すように、ボトムディスペンサ１２６ｂの表面１２６ｂ−１は、ウエハ１２２の底面１２２ｂに面するように筐体１０２の内部に配置される。しかしながら、別の一実現形態では、洗浄剤ディスペンサ１２６は、ウエハ１２２の一セクタにほぼ均一に洗浄液を塗布できさえすれば、筐体１０２の内部において上記以外の方向に配置されても良い。
【００２８】
ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂは、複数のオリフィス１２８を通して流体ジェットストリーム１３４を供給することによって、ウエハ１２２の少なくとも一セクタが常に洗浄されている状態にすることが好ましい。このように、洗浄液ディスペンサ１２６は、ウエハの中心から縁までのウエハ１２２の一部の実質全域を覆うように、ほぼ均一に洗浄液を供給することができる。一実施形態では、処理されているウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂにほぼ均一に流体ジェットストリーム１３４を供給することによって、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂのほぼ半分が洗浄液で覆われるようにする。
【００２９】
洗浄剤ディスペンサ１２６は、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂから粒子状汚染物、残留物、および化学物質の除去し、ほぐし、分離するように設計される。例えば、粒子状汚染物は、微粒子と金属であって良く、このうちの微粒子は、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂに存在している微量の材料であって良い（例えば、粉塵、シリカ（ＳｉＯ2）、スラリ残留物、高分子残留物、金属片、風塵、プラスチック微粒子、シリケート微粒子等々）。
【００３０】
汚染物の除去、ほぐし、分離のためには、洗浄剤ディスペンサ１２６は、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂに全く残留物を残さないように構成された高蒸発性の洗浄液を供給するように設計されることが好ましい。しかしながら、本発明による洗浄剤ディスペンサ１２６は、残留物を残さない急速に蒸発するものであれば、あらゆる適切な流動媒体を、ウエハ１２２の表面を洗浄するために供給して良い（例えば、脱イオン水、フッ化水素酸（ＨＦ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）、アンモニア、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、クエン酸、塩酸、過酸化水素、ＭＣＣ３０００、ＭＣＣ２５００、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、これらの混合物、任意の洗浄剤、および任意の溶媒等々）。さらに、本発明による一実施形態にしたがうと、洗浄剤ディスペンサ１２６は、傾斜した処理面に沿ってウエハの上面１２２ａおよび底面１２２ｂの上方を運動方向１３９’に（すなわちウエハ１２２の半径ｒの上方を）往復運動するように設計される。
【００３１】
さらに、一実施例では、角度付きＳＲＤモジュールの中でウエハ１２２に対して実施される洗浄動作が、さらに、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂを処理面において（すなわち一角度で）スクラブすることを含んで良い。例えば、一実施形態では、角度付きＳＲＤモジュールは、筐体１０２の中にトップブラシローラおよびボトムブラシローラを設けられて良い。トップブラシローラおよびボトムブラシローラのそれぞれは、方向付けられた通りに、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂをそれぞれ洗浄するように構成される。
【００３２】
図に示すように、角度付きＳＲＤモジュールの中でウエハ１２２に対して実施される洗浄動作は、メガソニックスプレーアセンブリ１３６を装備し、それを通してメガソニックを供給することによって向上される。図に示すように、メガソニックスプレーアセンブリ１３６は、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂをそれぞれに洗浄するように構成されたトップメガソニックスプレー１３６ａおよびボトムメガソニックスプレー１３６ｂを含む。図に示すように、トップメガソニックスプレー１３６ａは、トップメガソニックスプレーノズル１３８ａに取り付けられたトップメガソニックアーム１３７ａを含む。トップメガソニックスプレーノズル１３８ａは、メガソニック周波数（megasonic frequency）の音波を用いて加振された液体をウエハ１２２の上面１２２ａに吹き付けるように構成される。同様に、ボトムメガソニックスプレー１３６ａのメガソニックアーム１３７ｂに固定されたボトムメガソニックスプレーノズル１３８ｂは、メガソニック周波数の音波を用いて加振された液体をウエハ１２２の底面１２２ｂに円錐状に吹き付ける。液体は、トップメガソニックアーム１３７ａおよびボトムメガソニックアーム１３７ｂのそれぞれを貫く対応するチューブまたは他の中空の通路を通って、トップメガソニックスプレーノズル１３８ａおよびボトムメガソニックスプレーノズル１３８ｂのそれぞれに送られる。
【００３３】
この実施形態では、トップメガソニックスプレーノズル１３８ａおよびボトムメガソニックスプレーノズル１３８はそれぞれ回転するように構成される。別の実施例では、トップメガソニックスプレーノズル１３８ａおよびボトムメガソニックスプレー１３６ｂのそれぞれは、回転するだけでなく、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂの上方を、傾斜した処理面に沿ってメガソニック運動方向１３９に往復運動するように構成される。すなわち、トップメガソニックスプレーノズル１３８ａおよびボトムメガソニックスプレーノズル１３８は、ウエハ１２２の中心からウエハ１２２の縁へと移動し、次いでウエハ１２２の縁からウエハ１２２の中心に戻る（すなわちウエハ１２２の半径ｒの上方を往復運動する）ように構成される。したがって、メガソニックスプレーアセンブリ１３６は、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂに残留する細かい粒子状汚染物、残留物、および化学物質をほぐしたり、柔らかくしたり、取り除いたり、除去したりすることによって、ウエハ１２２の洗浄に続く洗浄剤ディスペンサ１２６による洗浄を向上させる。
【００３４】
当業者ならば明らかなように、別の実施形態において、メガソニックスプレーアセンブリ１３６は、メガソニック周波数の音波を用いて加振された液体をウエハ１２２の上面および底面に吹き付けられさえすれば、異なる構成要素を有していても良い。さらに、メガソニックスプレーアセンブリ１３６は、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂに任意の適切な液体を吹き付けても良い（例えば脱イオン水等）。また、円錐状に吹き付けられるメガソニックの継続時間と強さは、予め設定されたプロセス−データ要求事項に依存する。
【００３５】
引き続き図１の実施形態に関して、角度付きＳＲＤモジュール１００の乾燥動作は、ガス分配メカニズムおよび分散型ガスフローメカニズムの２つの個々の要素を実施する乾燥補助プロセスによって向上される。ガス分配メカニズムに関しては、角度付きＳＲＤモジュールは、穴１２４ａ−１，１２４ａ−１’，１２５ｂ−１を通って筐体１０２に挿入された複数のノズル１２４ａ，１２４ａ’（不図示），１２４ｂを含む。図に示すように、各ノズル１２４ａ，１２４ａ’，１２４ｂは、各ノズルを経て分配されたガスが第１の駆動ローラ１２０ａ、第２の駆動ローラ１２０ａ’、拘束ローラ１２０ｂにそれぞれ供給されるように、筐体１０２の内部に配置される。このように、ノズル１２４ａ，１２４ａ’，１２４ｂを経て分配されたガスは、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ａ’ならびに拘束ローラ１２０ｂのそれぞれに残留するあらゆる液体を吹き飛ばし、これらのローラおよび処理されているウエハ１２２の縁を乾燥させる。ノズル１２４ａ，１２４ａ’，１２４ｂを通して行われるガスの分配は、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂから液体を吹き飛ばすことによって、これらの表面の洗浄をさらに向上させる。したがって、このようなガス分配メカニズムは、ウエハの縁および表面の乾燥を向上させると同時にローラを乾燥させることもできる。
【００３６】
例えば、この実施形態では、ガスを噴出させるノズル１２４ａ，１２４ａ’，１２４ｂは、第１および第２のローラ１２０ａ，１２０ａ’ならびに拘束ローラ１２０ｂに加熱窒素を分配するように構成される。しかしながら、別の実施形態では、駆動ローラ１２０ａ，１２０ａ’および拘束ローラ１２０ｂ、ウエハ１２２の縁、ならびにウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂの乾燥を促進するために、あらゆる適切なガスを使用することができる（例えばＣＯ2、クリーンドライエア（ＣＤＡ）、窒素等）。
【００３７】
ウエハの乾燥は、分散型ガスフローメカニズムを用いることによって、さらに改善される。図に示すように、筐体１０２の内壁１０２ａには、筐体１０２へのガスの流入を可能にする複数のガス送り穴１３０が設けられる。複数のガス送り穴１３０は、ガスの流入方向１３２をウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂに向けて方向付けるように構成される。このように、ガスを筐体１０２の中で一様に分散させることによって、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂの実質均一な乾燥が促進される。
【００３８】
筐体１０２を通って分散されるガスは、ＵＬＰＡフィルタを通されることが好ましい。また、好ましい実施形態では、空気または窒素のいずれかのガスが使用される。しかしながら、別の実施例では、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂの一様な乾燥を促進するために、あらゆる適切なガスを利用して良い。一実施例にしたがうと、ウエハ１２２の上面１２２ａおよび底面１２２ｂには、後ほど詳述されるダクテッドエアフロー（ducted airflow）が排出される。
【００３９】
引き続き図１の実施形態を参照すると、角度付きＳＲＤモジュール１００の筐体１０２は、さらに、筐体１０２の外側に配置されている排気管１５０に結合された排気孔１５０ａを含む。排気孔１５０ａは、筐体１０２の中のガスフローおよび流体フローを受け取って、それらを排気管１５０ａを用いて筐体１０２の外に出すように構成される。筐体１０２の中の環境は、このように、モジュールのスピン・リンス・ドライ動作の間じゅう清浄に維持される。
【００４０】
また、本発明による角度付きＳＲＤモジュール１００は、排気孔１５０を装備するだけでなく、ＳＲＤ筐体１０２の外側に駆動モータ１０４，１０４’およびエアシリンダ１４０をも設けることによって、筐体１０２の中に粒子状汚染物がさらに侵入することを防いでいる。さらに、ローラ駆動軸１１６，１１６’およびピストン１４２は、それぞれがシール対１１８，１４８にぴたりと嵌るように構成される。シール１１８，１４８は、筐体１０２の穴１１６ａ−１，１１６ａ−２，１４２ａ−１に近接して設けられる。シール１１８，１４８は、このように、ローラ駆動軸１１６およびピストン１４２にそれぞれの位置できちんと拘束することによって、余分な粒子状汚染物が筐体１０２に侵入するのを防ぐことができる。
【００４１】
角度付きＳＲＤモジュール１００は、さらに、二重障壁型の筐体を採用している。つまり、ＳＲＤモジュール１００は、筐体１０２に加えて、筐体１０２を取り囲むように構成された外部筐体１０２’（不図示）をも装備している。このように、外部筐体１０２’は、筐体１０２からのあらゆる液体漏れまたはガス漏れを封じ込めるように構成される。漏出が生じた際は、外部筐体１０２’と筐体１０２との間に設けられたドレインが、２つの筐体１０２，１０２’の間に捕らわれた廃棄物を処分するように構成される。
【００４２】
したがって、本発明による角度付きＳＲＤモジュール１００は、ウエハ１２２の上面１２２ａ、底面１２２ｂ、および縁を、徹底的に、迅速に、且つ効率的に洗浄し、乾燥させることができる。さらに、角度付きＳＲＤモジュール１００は、チャックやスピンドルフィンガの代わりに駆動ローラを利用してウエハを回転させるので、筐体１０２は、現行のＳＲＤモジュールと比べて大幅に小さく、したがって、占有するクリーンルーム空間も小さい。また、角度付きＳＲＤモジュール１００による乾燥動作は、乾燥補助のメカニズムと、一角度でのウエハの処理と、高蒸発性の溶媒を使用したウエハの洗浄とを組み合わせた効果によって、さらに向上される。例えば、角度付きＳＲＤモジュール１００は、乾燥ウエハを得るために、約１００ＲＰＭｓの速度を採用することが好ましい。したがって、本発明による角度付きＳＲＤモジュール１００は、低ＲＰＭを採用して乾燥ウエハを得ることができるので、巨大なフレームを使用して支持する必要がない。したがって、本発明によるＳＲＤモジュール１００は、乾燥度および清浄度の高い処理済みウエハを、破壊度の低い速度を利用して効率良く得られるうえに、占有する空間も小さい。
【００４３】
次に、図２Ａを参照する。図２Ａは、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ａ’と、ウエハを保持する拘束ローラ１２０ｂとを、本発明による一実施形態にしたがって示した透視図である。図に示すように、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ｂならびに拘束ローラ１２０ｂは、ウエハ１２２の縁の周りにおいて、各ローラが他のローラとの間にそれぞれ１２０度の角度を成すように配置される。つまり、第１の駆動ローラ１２０ａと第２の駆動ローラ１２０ａ’とが成す角度αと、第１の駆動ローラ１２０ａと拘束ローラ１２０ｂとが成す角度βと、拘束ローラ１２０ｂと第２の駆動ローラ１２０ａ’とが成す角度δは、１２０度に等しくなるように構成される。さらに、図に示すように、拘束ローラ１２０ｂは、運動方向１２１に往復運動するように設計される。
【００４４】
なお、当業者ならば明らかなように、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ｂならびに拘束ローラ１２０ｂは、ウエハ１２２の周りにおいて、角度α、β、δが等しくならないように配置しても良い。また、別の実施形態では、スピン・リンス・ドライ動作時にウエハを回転させるために、１つまたは２つ以上の駆動ローラを装備しても良い。
【００４５】
エンドエフェクタによるウエハ１２２のロード時における拘束ローラ１２０ｂの運動は、本発明による一実施形態にしたがった図２Ｂおよび図２Ｃを参照にして、さらに理解することができる。図２Ｂに示すように、複数の吸盤１５２ａ’を有するエンドエフェクタ１５２に取り付けられたブレード１５４が、ウエハ１２２をロードする目的で運動方向１５３ａに進むにつれて、拘束ローラ１２０ｂは、運動方向１２１ａに引き離される。このように、エンドエフェクタ１５２は、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ａ’にウエハ１２２を引き渡すために十分な空間距離を有する。その後、図２Ｃに示すように、ＳＲＤモジュールへのウエハのロードに続いて、エンドエフェクタアーム１５２が運動方向１５３ｂに後退し、拘束ローラ１２０ｂの進路から外れると、拘束ローラ１２０ｂは、解放されて元の位置に戻る。したがって、図４Ａ〜４Ｄおよび図５に関連して後ほど詳述されるように、本発明による角度付きＳＲＤモジュール１００では、ウエハをロードおよびアンロードするために必要な動作の数が低減される。
【００４６】
図３Ａおよび図３Ｂを参照にすると、第１および第２の駆動ローラならびに拘束ローラによるウエハ１２２の拘束、そして駆動ローラおよび拘束ローラの構造が、さらに理解される。図３Ａは、ウエハ１２２を固定する第１の駆動ローラ１２０ａおよび第２の駆動ローラ１２０ａ’の概略を、本発明による一実施形態にしたがって示した側面図である。図に示すように、第１の駆動ローラ１２０ａは、下部車輪１２０ａ−１と、上部車輪１２０ａ−２と、処理するべきウエハ１２２を拘束するためのグリップ止め輪対１２０ａ−３とを有する。同様に、第２の駆動ローラ１２０ａ’は、下部車輪１２０ａ’−１と、上部車輪１２０ａ’−２と、ウエハ１２２を拘束するためのグリップ止め輪対１２０ａ’−３とを含むように構成される。
【００４７】
第１の駆動ローラ１２０ａの分解図である図３Ｂに詳しく示されるように、グリップ止め輪対１２０ａ−３は、下部グリップ止め輪１２０ａ−３ａと、上部グリップ止め輪１２０ａ−３ｂと、Ｖ字形の溝１２０ａ−３ｃとを有する。Ｖ字形の溝１２０ａ−３ｃは、スピン・リンス・ドライ動作時にウエハ１２２が回転されている間、そのウエハを拘束して同ウエハを固定するように構成される。一実現形態において、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ａ’ならびに拘束ローラ１２０ｂは、ウエハの固定および拘束のために、Ｖ字形の溝の中にポリウレタン製のパッドを装備していることが好ましい。しかしながら、別の実施例では、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ｂならびに拘束ローラ１２０ｂは、Ｖ字形の溝を有するポリウレタン製の切削ローラである。
【００４８】
ＳＲＤモジュール１００に対するウエハのロードおよびアンロード、ならびにロードステーション１６４の入力カセット１６８から出力カセット１５８へのウエハの移送は、図４Ａ〜４Ｄとの関連においてさらに理解される。図４Ａの実施形態の側面図に示されるように、ロボット１５６は、エンドエフェクタ１５２およびブレード１５６が水平方向にあるときに、エンドエフェクタ１５２を使用して入力カセット１６８からウエハ１２２を抜き出す。
【００４９】
続いて、図４Ｂに示すように、ロボット１５６は、ＳＲＤモジュール１００の高さまで伸長される。図に示すように、ブレード１５４は、エンドエフェクタ１５２を、ひいてはウエハ１２２を移動させ、ウエハ１２２を処理面の角度方向に配置する。このようにして、ウエハのロード時における不要なステップが排除され、角度付きＳＲＤモジュールの効率が向上される。
【００５０】
図４Ｃに示すように、ＳＲＤモジュール１００がウエハ１２２の処理を終了すると、エンドエフェクタ１５２は、ウエハ１２２を角度方向のままＳＲＤモジュールから抜き出す。こうして、ウエハ１２２のアンロード時における不要なステップも排除される。その後、ブレード１５６は、清浄なウエハ１２２を出力ステーションに移送するために、エンドエフェクタ１５２とウエハ１２２とを移動させて水平方向に並ばせる。図４Ｃに示すように、一実現形態において、エンドエフェクタ１５２は、出力棚１６２の上に設けられたベース１６０の上に配置されている出力カセット１５８にウエハ１２２を取り出す。図に示すように、出力カセット１５８は、多数の清浄なウエハ１２２を保持するように構成される。別の実施形態では、図５に関連して後述されるように、出力カセット１５８の代わりに標準メカニカルインターフェース（ＳＭＩＦ）ポッドが使用されても良い。
【００５１】
ウエハ１２２が挿入／処理角度でＳＲＤモジュール１００に挿入される様子が、本発明による一実施形態にしたがって図４Ｄに示されている。図に示すように、筐体１０２の側壁１０２ｂには角度方向を有する窓１０２ｃが設けられており、これは、エンドエフェクタ５２がウエハ１２２を挿入／処理角度で効率良くＳＲＤモジュールに挿入することを可能にしている。処理するべきウエハ１２２をエンドエフェクタ１５２によって挿入するための経路を開くために、窓１０２ｃは、エンドエフェクタがＳＲＤモジュールに近づくにつれて押し下げられる。窓１０２ｃを角度方向に設けると、ウエハ１２２をロードおよびアンロードするためにエンドエフェクタ１５２が必要とする動作の数は減少する。具体的に言うと、各窓１０２ｃが存在することによって、挿入されるウエハ１２２およびエンドエフェクタ１５２は、ウエハ処理面と水平面との間に形成される角度に実質的に等しい角度（すなわち処理角度θ）を水平面との間に成すことが可能である。
【００５２】
これらの実施形態では、ローラに対してウエハ１２２をロード／アンロードするためにエンドエフェクタが使用されたが、当業者ならば明らかなように、第１および第２の駆動ローラ１２０ａ，１２０ｂに対してウエハをロードおよびアンロードする機能を達成できさえすれば、他の同等なメカニズムを使用することも可能である。
【００５３】
図５に示すように、代表的な一実施形態において、エンドエフェクタ１５２は、清浄なウエハ１２２を標準メカニカルインターフェース（ＳＭＩＦ）ポッド１５９に取り出すように構成される。図に示すように、ＳＭＩＦポッド１５９は、出力棚１６２’の上に設けられたベース１６０’の上に配置されている出力カセット１５８’を含む。したがって、ＳＭＩＦポッド１５９が清浄なウエハ１２２で満杯になると、出力棚１６２’は下降し、ＳＭＩＦポッド１５９にカバーを取り付けられるので、清浄なウエハ１２２を清浄な環境に維持することができる。
【００５４】
次に、角度付きＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理する際に実施される方法動作を、本発明による一実現形態にしたがって示した、図６のフローチャート６００が参照される。この方法は、角度付きＳＲＤモジュールの中で処理するべきウエハが識別される動作６０２からスタートする。次に、動作６０４では、識別されたウエハがエンドエフェクタを使用して取り出される。続いて、動作６０６では、ＳＲＤモジュールがウエハ受け取り位置に配置される。例えば、一実施形態では、ＳＲＤモジュールの側壁に一角度で設けられた窓が引き下げられ、エンドエフェクタを挿入するための経路が形成される。また、窓が開かれるのに加えて、ＳＲＤモジュールの中の処理面に設けられた引き込み式の拘束ローラがエンドエフェクタの経路から引き離される。
【００５５】
動作６０８に続いて、エンドエフェクタは、取り出したウエハを移動させて挿入角度を取らせる。挿入角度は、処理角度に実質的に等しい角度を採ることによって、エンドエフェクタがウエハを挿入するために必要とする動作の数を減少させることが好ましい。その後、動作６１０では、処理するべきウエハが挿入角度でＳＲＤモジュールに挿入される。最後に、動作６１２では、ＳＲＤモジュールが処理位置に配置される。つまり、ウエハをロードするための空間距離を提供するために初期位置から離れていた拘束ローラが、解放されて初期位置に戻る。
【００５６】
次に、角度付きＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法動作を、本発明による一実現形態にしたがって示した、図７のフローチャート７００が参照される。この方法７００は、ウエハが一角度で回転される動作７０２からスタートし、次に、ウエハの上面および底面が洗浄される動作７０４に続く。図１に関連して詳述されたように、ウエハの洗浄は、回転されているウエハの上面および底面の両方に洗浄液を供給するように構成された洗浄液ディスペンサを使用して実施される。洗浄動作は、ウエハの上面および底面に残留する粒子状汚染物、残留物、および化学物質を取り除き、ほぐし、そして除去するように構成されることが好ましい。
【００５７】
続いて、動作７０６では、ウエハの上面および底面に対して一度目のすすぎが行われる。その後、方法は、ウエハの上面および底面にメガソニックが供給される動作７０８に続く。メガソニックは、ウエハの上面および底面に残留する細かい粒子状汚染物、残留物、および化学物質を取り除き、ほぐし、そして除去するように供給されることが好ましい。次に、動作７１０では、ウエハの上面および底面に対して二度目のすすぎが行われる。最後に、動作７１２では、ウエハが一角度で回転されることによって乾燥される。好ましい実施形態では、図１に関連して詳述された乾燥補助メカニズムによる補助によって、ウエハの乾燥が促進される。
【００５８】
本発明による一実施形態にしたがった、ウエハを洗浄する際の方法動作が、図８のフローチャート８００に示されている。図に示すように、方法８００は、ウエハが一角度で回転される動作８０２からスタートし、次いで、ウエハの上面および底面がフッ化水素酸（ＨＦ）と脱イオン水との混合物の供給によって洗浄される動作８０４に続く。フッ化水素酸（ＨＦ）と脱イオン水との混合物におけるＨＦの濃度は、約１％から約２％の範囲であることが好ましい。
【００５９】
続く動作８０６では、ウエハの上面および底面にメガソニックが供給される。続いて、動作８０８では、ウエハの上面および底面に、イソプロピルアルコールと脱イオン水との混合物が供給される。最後に、動作８１０では、ウエハが一角度で回転され乾燥される。
【００６０】
図９のフローチャート９００は、角度付きスピン・ドライ・リンスモジュールにおいてウエハを洗浄するための方法動作を、本発明による別の一実施形態にしたがって示している。この洗浄方法９００は、ウエハが一角度で回転される動作９０２からスタートし、次に、ウエハの上面および底面に脱イオン水が供給される動作９０４に続く。続いて、動作９０６では、イソプロピルアルコールと脱イオン水との混合物の供給によって、ウエハの上面および底面がすすがれる。最後に、動作９０８では、ウエハが一角度で回転され乾燥される。
【００６１】
本発明によるさらに別の一実施形態にしたがった、ウエハを洗浄する際の方法動作が、図１０のフローチャート１０００に示されている。方法１０００は、ウエハが一角度で回転される動作１００２からスタートし、次いで、ウエハの上面および底面がフッ化水素酸（ＨＦ）と脱イオン水との混合物の供給によってすすがれる動作１００４に続く。続いて、動作１００６では、イソプロピルアルコールと脱イオン水との混合物の供給によって、ウエハの上面および底面がすすがれる。最後に、動作１００８では、ウエハが一角度で回転され乾燥される。
【００６２】
方法動作６００〜１０００に示されるように、ローラによってウエハを拘束し、そのウエハを一角度で回転させると同時にスピン・リンス・ドライさせる特徴は、ウエハをロードおよびアンロードするために必要とされるエンドエフェクタ動作の数が減少するという点で有益である。また、ウエハの乾燥は、非破壊的なかなり小さいＲＰＭｓを使用して促進される。さらに、ローラを使用してウエハを拘束すると、ウエハの上面および底面が確実に洗浄されるうえに、ＳＲＤモジュールの大きさも大幅に低減される。
【００６３】
以上の説明では、発明の明瞭な理解を促す目的で一部の項目を特定したが、添付した特許請求の範囲の範囲内ならば、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。例えば、本明細書で説明された実施形態は、主としてウエハのスピン・スピン・ドライ（ＳＲＤ）に関するものであったが、本発明による角度付きＳＲＤモジュールは、あらゆる種類の基板をスピン・リンスするのに適している。さらに、本発明による角度付きＳＲＤモジュールは、必要に応じて、ハードディスク等のあらゆる大きさのウエハまたは基板をスピン・リンスするのにも適している。また、本発明による実施形態は、駆動ローラを回転させるためにモータを、そして拘束ローラを移動させるためにエアシリンダを装備しているが、当業者ならば明らかなように、これらの機能を実施できさえすれば、あらゆる適切なデバイスが使用可能である。したがって、上述した実施形態は、例示的なものであって限定的なものではなく、本発明は、上述した詳細に限定されることなく、添付した特許請求の範囲およびその同等物の範囲内で変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】代表的な角度付きスピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールの概略を、本発明による一実施形態にしたがって示した断面図である。
【図２Ａ】第１および第２の駆動ローラと、ウエハを拘束する拘束ローラとを、本発明による一実施形態にしたがって示した透視図である。
【図２Ｂ】、エンドエフェクタによるウエハのロード時に拘束ローラが移動する様子を、本発明による別の一実施形態にしたがって示した上面図である。
【図２Ｃ】エンドエフェクタによるウエハのロードに続いて拘束ローラが最初の位置に戻る様子を、本発明によるさらに別の一実施形態にしたがって示した上面図である。
【図３Ａ】ウエハを固定する第１および第２の駆動ローラの概略を、本発明による一実施形態にしたがって示した側面図である。
【図３Ｂ】本発明によるさらに別の一実施形態にしたがって駆動ローラを示した分解図である。
【図４Ａ】エンドエフェクタが入力カセットからウエハを取り出す様子の概略を、本発明によるさらに別の一実施形態にしたがって示した側面図である。
【図４Ｂ】エンドエフェクタがウエハを処理面の角度方向に平行になるように位置合わせしなおす様子の概略を、本発明による一実施形態にしたがって示した側面図である。
【図４Ｃ】角度付きＳＲＤモジュールからの処理済みウエハのアンロードに続いてそのウエハが再度位置合わせされる様子と、そのウエハが出力カセットに移される様子との概略を、本発明による一実施形態にしたがって示した側面図である。
【図４Ｄ】ウエハが角度付きＳＲＤモジュールに挿入／処理角度で挿入される様子を、本発明による一実施形態にしたがって示した図である。
【図５】エンドエフェクタが標準メカニカルインターフェース（ＳＭＩＦ）ポッドに処理済みのウエハを移す様子を、本発明による一実施形態にしたがって示した図である。
【図６】角度付きＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理する際に実施される方法動作を、本発明による一実施形態にしたがって示したフローチャートである。
【図７】角度付きＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法動作を、本発明によるさらに別の一態様にしたがって示したフローチャートである。
【図８】角度付きＳＲＤモジュールにおいてウエハを洗浄する際に実施される方法動作を、本発明による別の一態様にしたがって示したフローチャートである。
【図９】角度付きスピン・ドライ・リンスモジュールにおいてウエハを洗浄するための方法動作を、本発明によるさらに別の一態様にしたがって示したフローチャートである。
【図１０】角度付きＳＲＤモジュールにおいてウエハを洗浄する際に実施される方法動作を、本発明によるさらに別の一態様にしたがって示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１００…角度付きＳＲＤモジュール
１０２…筐体
１０２’…外部筐体
１０２ａ…筐体の内壁
１０２ｂ…筐体の側壁
１０２ｃ…窓
１０４…駆動モータ
１０６…回転方向
１１０…モータ駆動軸
１１２…駆動ベルト
１１４ａ…駆動プーリ
１１４ｂ…駆動プーリ
１１６…ローラ駆動シャフト
１１６ａ…穴
１１６ａ−１…穴
１１６ａ−２…穴
１１８…シール対
１２０ａ…第１の駆動ローラ
１２０ａ’…第２の駆動ローラ
１２０ａ−１…下部車輪
１２０ａ−１’…下部車輪
１２０ａ−２…上部車輪
１２０ａ−２’…上部車輪
１２０ａ−３…グリップ止め輪対
１２０ａ−３’…グリップ止め輪対
１２０ａ−３ａ…下部グリップ止め輪
１２０ａ−３ｂ…上部グリップ止め輪
１２０ａ−３ｃ…Ｖ字形の溝
１２０ｂ…拘束ローラ
１２２…ウエハ
１２２ａ…ウエハの上面
１２２ｂ…ウエハの底面
１２４ａ−１，１２４ａ−１’，１２４ｂ−１…穴
１２４ａ，１２４ａ’，１２４ｂ…ノズル
１２６…洗浄剤ディスペンサ
１２６ａ…トップディスペンサ
１２６ｂ…ボトムディスペンサ
１２６ａ−１…トップディスペンサの対応面
１２６ｂ−１…ボトムディスペンサの対応面
１２８…オリフィス
１３０…ガス送り穴
１３２…ガス流入方向
１３４…流体ジェットストリーム
１３６…メガソニックスプレーアセンブリ
１３６ａ…トップメガソニックスプレー
１３６ｂ…ボトムメガソニックスプレー
１３７ａ…トップメガソニックアーム
１３７ｂ…ボトムメガソニックアーム
１３８ａ…トップメガソニックスプレーノズル
１３８ｂ…ボトムメガソニックスプレーノズル
１３９’…運動方向
１４０…エアシリンダ
１４２…ピストン
１４２ａ…穴
１４２ａ−１…穴
１４４…運動方向
１４６…アーム
１４８…シール対
１５０…排気管
１５０ａ…排気孔
１５２…エンドエフェクタ
１５２ａ’…吸盤
１５３ａ…運動方向
１５３ｂ…運動方向
１５４…ブレード
１５６…ロボット
１５８…出力カセット
１５８…出力カセット
１５９…ＳＭＩＦポッド
１６０…ベース
１６０’…ベース
１６２…出力棚
１６２’…出力棚
１６４…ロードステーション
１６８…入力カセット
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年5月5日(2003.5.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
水平面との間に０度から９０度の間で前記ＳＲＤモジュールの性能を最適化するような処理角度をなすように構成された処理面において、単一のウエハを拘束する工程と、
前記処理面において前記単一のウエハを回転させる工程と、
前記処理面において前記単一のウエハを回転させつつ前記単一のウエハの上面および底面を洗浄する工程と、
を備える処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
前記洗浄のステップは、スクラブ、すすぎ、およびメガソニック流体の供給のいずれか１つを含む、処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
前記処理面において前記単一のウエハを拘束する工程は、
前記ＳＲＤモジュールを、単一のウエハ用の受け取り位置に位置決めする工程と、
処理すべき前記単一のウエハの方向を、挿入角度によって規定された挿入位置に合わせる工程と、
前記単一のウエハを、前記挿入角度で前記ＳＲＤモジュールに挿入する工程と、
前記ＳＲＤモジュールを、処理位置に配置する工程と、
を含む、処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
前記ＳＲＤモジュールを単一のウエハ用の受け取り位置に配置する工程は、前記ＳＲＤモジュールの側壁に設けられた窓を開く工程を含む、処理方法。
【請求項５】
請求項３に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
処理対象となる前記単一のウエハの方向を前記挿入位置に合わせる工程は、前記単一のウエハを移動させて、前記単一のウエハと前記水平面との間に前記挿入角度を形成させる工程を含む、処理方法。
【請求項６】
請求項３に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
前記処理面において前記単一のウエハを拘束する工程は、
前記単一のウエハを挿入するためのクリアランスを確保しつつ、拘束ローラを第１の位置から第２の位置へと移動させる工程、
処理対象となる前記単一のウエハを、前記挿入角度で挿入する工程と、
駆動ローラ対を使用して、処理対象となる前記単一のウエハを拘束する工程と、
前記拘束ローラを解放して前記第１の位置に戻らせる工程と、
前記拘束ローラを使用して処理対象となる前記単一のウエハを拘束する工程と、
を含む、処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載のＳＲＤモジュールにおいてウエハを処理するための方法であって、
前記挿入角度は、前記処理角度に実質的に等しくなるように構成されている、処理方法。
【請求項８】
請求項1に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
前記処理面において前記単一のウエハを回転させる工程は、駆動ローラ対を使用して前記単一のウエハを回転させる工程を含む、処理方法。
【請求項９】
請求項1に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
前記単一のウエハを前記処理面において回転させつつ前記単一のウエハの前記上面および前記底面を洗浄する工程は、
前記単一のウエハの前記上面に洗浄液を供給する工程であって、前記供給が前記単一のウエハの前記上面の一セクタ上において、前記洗浄液からなる実質的に均一な層を形成するように構成された工程と、
前記単一のウエハの前記底面に前記洗浄液を供給する工程であって、前記供給が前記単一のウエハの前記底面の一セクタ上において、前記洗浄液からなる実質的に均一な層を形成するように構成された工程と、
を含む、処理方法。
【請求項１０】
請求項２に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
前記メガソニック流体を供給する工程は、
前記単一のウエハの前記上面にメガソニック流体を供給する工程であって、前記供給が前記単一のウエハの前記上面の一セクタ上に、前記メガソニック流体からなる実質的に均一な層を形成するように構成された工程と、
前記単一のウエハの前記底面に前記メガソニック流体を供給する工程であって、前記供給が前記単一のウエハの前記底面の一セクタ上に、前記メガソニック流体からなる実質的に均一な層を形成するように構成された工程と、
を含む、処理方法。
【請求項１１】
請求項１に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、さらに、
前記処理中の単一のウエハの縁に、第１のガスを供給する工程と、
前記処理中の単一のウエハの前記上面および前記底面に第２のガスを供給する工程であって、前記第２のガスが前記ＳＲＤモジュールの内壁に分散配置された供給孔を通じて導入される工程と、
を備える、処理方法。
【請求項１２】
スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、
処理面において単一のウエハを拘束する工程あって、前記処理面が前記水平面との間に処理角度を成すように構成され、前記単一のウエハが前記水平面との間に挿入角度を成すように構成された挿入位置に方向付けられ、前記処理角度が前記ウエハの乾燥を最適化するように構成された工程と、
前記処理面において前記ウエハを回転させる工程と、
前記処理面において前記単一のウエハを回転させつつ前記ウエハの上面および底面を洗浄する工程と、
前記処理面において前記単一のウエハを回転させつつ前記単一のウエハの前記上面および前記底面を乾燥させる工程と、
を備え、
前記挿入角度は、前記処理角度に実質的に等しくなるように構成されている、処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＳＲＤモジュールにおいて単一のウエハを処理するための方法であって、さらに、
前記処理面において前記単一のウエハを回転させつつ前記単一のウエハの前記上面および前記底面にメガソニックフローを供給する工程を備える、処理方法。
【請求項１４】
ウエハ処理モジュールであって、
ウエハ拘束ローラを収容する筐体を備え、
前記ウエハ拘束ローラは、１つの角度に方向付けられるとともに、処理中にウエハを一角度で回転させるように設計され、
前記筐体は、さらに、複数の穴を設けられた内壁を有し、
前記複数の穴は、前記筐体にガスを導入するように構成され、
前記ガスは、処理対象となる前記ウエハの上面および底面を実質的に均一に乾燥させるように構成されている、ウエハ処理モジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、
前記処理は、すすぎ、洗浄、乾燥、スクラブ、およびメガソニック流体の供給のいずれか１つを含む、ウエハ処理モジュール。
【請求項１６】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、さらに、
前記処理の少なくとも一部の最中において、前記ウエハの表面に流体を供給するように構成された少なくとも１つの洗浄剤ディスペンサを備える、ウエハ処理モジュール。
【請求項１７】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、さらに、
ウエハ拘束ローラの少なくとも１つに向けてガスフローを供給するように構成されたノズルを備える、ウエハ処理モジュール。
【請求項１８】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、さらに、
前記ウエハの表面にメガソニックスプレーを供給するためのメガソニックスプレーアセンブリを備える、ウエハ処理モジュール。
【請求項１９】
請求項１４に記載のウエハ処理モジュールであって、
前記ウエハ拘束ローラの少なくとも１つは駆動ローラである、ウエハ処理モジュール。
【請求項２０】
スピン・リンス・ドライモジュールであって、
外壁を有する筐体であって、前記外壁が窓を含むように構成されており、前記窓が水平面との間に処理角度を成すように前記外壁に設けられている筐体と、
前記筐体の中に設けられた駆動ローラ対であって、処理対象となる基板を拘束した状態で、その基板を回転させるように構成された駆動ローラ対と、
前記筐体の内部に設けられ、処理対象となる前記基板を拘束するように構成された拘束ローラと、
を備え、
前記拘束ローラおよび前記駆動ローラ対は、処理対象となる前記基板が前記水平面との間に前記処理角度に実質的に等しい角度を成すように、処理対象となる前記基板を拘束するように構成されている、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項２１】
請求項２０に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、さらに、
前記筐体の中に設けられた洗浄剤ディスペンサであって、処理対象となる前記基板の上面および底面を洗浄するように構成された洗浄剤ディスペンサを備えるスピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項２２】
請求項２０に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、さらに、
前記筐体の中に設けられたメガソニックアセンブリあって、処理対象となる前記基板の上面および底面に供給されるように構成されたメガソニックアセンブリを備える、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項２３】
請求項２０に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、さらに、
前記筐体の内壁に設けられた複数のガスブローノズルを備え、
前記複数のガスブローノズルは、少なくとも１つのエアブローノズルが前記駆動ローラおよび前記拘束ローラのそれぞれに第１のガスを供給するように構成されている、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項２４】
請求項２０に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、さらに、
前記筐体に第２のガスを導入できるように、前記筐体の内壁に設けられた複数の穴を備え、
前記複数の穴は、前記第２のガスが処理対象となる前記基板の上面および底面を実質的に均一に乾燥させるように構成されている、スピン・リンス・ドライモジュール。
【国際調査報告】
2004533716.tif 000057
2004533716.tif 000058
2004533716.tif 000059