(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップであって、
概して円形状の底壁と、
前記底壁から上方に向かって設けられて、円筒チャンバを構成し、前記円筒チャンバの内側に向かった突起を有した側壁を有し、
前記突起は、前記円筒チャンバの中においてステップを構成する上面と、前記上面と前記側壁の内部表面とのあいだに広がる斜面と、を有し、
前記上面は、下方に向かってわずかに傾斜しており、
前記斜面は、前記上面の延長と前記斜面の延長とによって３０度から４５度の角度が構成されるように、前記上面に対して方向付けられており、
前記突起の前記上面は、前記側壁の内部表面に垂直な平面に対して２度から５度の角度を構成し、
前記カップは、さらに、
前記カップの中において前記突起の下方に設けられた環状流ガイドであって、該環状流ガイドの外縁と前記側壁の内部表面とのあいだに環状の排気口が構成されるように前記カップの中に設けられた環状流ガイドを備え、
前記環状流ガイドの前記外縁と前記側壁の前記内部表面とのあいだの距離は、０．１２５インチから０．２５インチであり、
前記環状流ガイドの内縁と、前記上面の延長との、前記側壁の内部表面に平行な方向に沿った距離は、０．７５インチから１．２５インチであり、
前記カップは、前記側壁の内部表面に平行な方向に関して、前記環状流ガイドと前記突起の間の位置にウエハを配置して回転させ処理可能な、カップ。
【請求項２】
請求項１に記載のカップであって、
前記突起の前記上面は、前記側壁の内部表面に垂直な平面に対して３度の角度を構成し、
前記斜面は、前記上面の延長と前記斜面の延長とによって３４度の角度が構成されるように、前記上面に対して方向付けられる、カップ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカップであって、
前記環状流ガイドは、一端に少なくとも３つのノッチを形成されたセパレータチューブ上に設けられ、前記セパレータチューブは、前記底壁上に設けられ、前記少なくとも３つのノッチと前記環状流ガイドの底面とが、空気吸い込みポートを構成する、カップ。
【請求項４】
請求項３に記載のカップであって、
前記底壁は、その中に空気吹き出しポートを形成されており、前記空気吹き出しポートは、前記底壁のうち前記セパレータチューブによって取り囲まれた部分に形成されている、カップ。
【請求項５】
スピン・リンス・ドライモジュールであって、
上端と下端とを有し、中にウエハポートを形成された円筒チューブであって、その内部表面上にストップを形成された円筒チューブと、
ブラケット上に搭載されたカップであって、前記円筒チューブの前記下端から入れ子式に入るように構成されたカップと、
半導体ウエハを回転させるためのスピンドルであって、フレーム上に搭載され、カップの中まで達するスピンドルと、
前記ブラケットに結合され、前記カップを下方位置と上方位置とのあいだで移動させるための駆動メカニズムであって、前記下方位置にあるとき、前記カップは前記ウエハポートから離れているので、前記円筒チューブに対してウエハの出し入れを行うことができ、前記上方位置にあるとき、前記カップは前記ウエハポートを封じ込めているので、前記スピンドル上に搭載された半導体ウエハに対してスピンリンス処理を施すことができる、駆動メカニズムと、を備え、
前記カップは、
概して円形状の底壁と、
前記底壁から上方に向かって設けられて、円筒チャンバを構成し、前記円筒チャンバの内側に向かった突起を有した側壁を有し、
前記突起は、前記円筒チャンバの中においてステップを構成する上面と、前記上面と前記側壁の内部表面とのあいだに広がる斜面と、を有し、
前記上面は、下方に向かってわずかに傾斜しており、
前記斜面は、前記上面の延長と前記斜面の延長とによって３０度から４５度の角度が構成されるように、前記上面に対して方向付けられており、
前記突起の前記上面は、前記カップの前記側壁の内部表面に垂直な平面に対して２度から５度の角度を構成し、
前記スピン・リンス・ドライモジュールは、さらに、
前記カップの中において前記突起の下方に設けられた環状流ガイドであって、前記環状流ガイドの外縁と前記側壁の内部表面とのあいだに環状の排気口が構成されるように前記カップの中に設けられた環状流ガイドを備え、
前記環状流ガイドの内縁と、前記上面の延長との、前記側壁の内部表面に平行な方向に沿った距離は、０．７５インチから１．２５インチであり、
前記スピン・リンス・ドライモジュールは、前記スピンドル上に搭載された半導体ウエハを、前記側壁の内部表面に平行な方向に関して、前記環状流ガイドと前記突起の間の位置に配置して処理可能な、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項６】
請求項５に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、
前記環状流ガイドは、一端に少なくとも３つのノッチを形成されたセパレータチューブ上に設けられ、前記セパレータチューブは、前記底壁上に設けられ、前記少なくとも３つのノッチと前記環状流ガイドの底面とが、空気吸い込みポートを構成する、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項７】
請求項５に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、
前記カップが前記上方位置にあるとき、前記カップの上端は、前記円筒チューブの前記内部表面上に形成された前記ストップと係合する、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項８】
請求項５に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、
前記円筒チューブの前記上端の上には、ＨＥＰＡフィルタおよびＵＬＰＡフィルタのいずれか一方であるフィルタが設けられる、スピン・リンス・ドライモジュール。
【請求項９】
請求項５に記載のスピン・リンス・ドライモジュールであって、
前記駆動メカニズムはエアシリンダである、スピン・リンス・ドライモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、一般に半導体の製造に関し、特に、カップと、カップを含んだスピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールと、ＳＲＤモジュールの中に半導体ウエハを載置するための方法と、に関する。
【０００２】
半導体産業が、例えば３００ｍｍなど大サイズのウエハの製造や、例えば０．１８μｍなど小サイズの特徴の製造へと移行するのにともなって、前処理工程の際に、ウエハの上面および底面すなわち裏面に生じる汚染を制御することが、ますます重要度を増してきた。従来のウエハ前処理では、スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールの中で、ウエハをスピンリンスしている。このスピンリンス処理は、ウエハを高速で回転させながら、ウエハの上面および底面に脱イオン（ＤＩ）水を噴き付ける。このスピンリンス処理にともなう問題の１つは、ウエハ表面の上方に存在する乱流が原因で、微粒子による再汚染をしばしば生じることである。
【０００３】
図１は、ＳＲＤモジュールの一部を構成する従来のカップの中における、ウエハ周辺の空気の流れを示した概略図１０である。図に示すように、ウエハ１２は、カップ１４の中に配置されている。単純化を図るため、図１では、ウエハを回転させるスピンドルと、スピンドルの上方でウエハを支持するスピンドルフィンガと、を省略した。ウエハ１２がカップ１４の中で回転すると、ウエハのこの回転によって、ウエハの表面に向かって流れる空気にエネルギが伝達される。伝達されたこのエネルギは、ウエハ１２の表面の上方を流れる空気を乱流にするので、図１の矢印で示すように、循環空気すなわち渦が形成される。ウエハ１２の表面に向かって流れる空気に伝達されるエネルギの量は、ウエハの直径と回転速度とに依存する。一般に、空気に伝達されるエネルギの量が多いほど、ウエハ１２の表面の上方において渦が到達する高さは高くなる。ウエハ１２の表面の上方に渦が存在することは、好ましくない。これは、ウエハから除去された微粒子または脱イオン水の水滴が渦の中で循環し、きれいなウエハの表面に再び堆積されて、再汚染の原因となるためである。
【０００４】
以上から、ウエハの表面の上方における空気の流れを管理し、ウエハの上方の渦の中で循環している微粒子および脱イオン水の水滴によって生じる再汚染を最低限に抑えるための、デバイスが必要とされていることがわかる。
【０００５】
【発明の概要】
概して、本発明は、ウエハ周辺の空気の流れを制御するように構成されたカップを提供することによって、上述したニーズを満たすものである。また、本発明は、カップを含んだスピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールと、ＳＲＤモジュールの中に半導体ウエハを載置するための方法と、を提供する。
【０００６】
本発明の１態様におけるカップを示す。カップは、概して円形状の底壁を含む。底壁からは、上方に向かって側壁が設けられ、円筒チャンバを構成している。側壁は、円筒チャンバの内側に向かった突起を有する。突起は、円筒チャンバのステップを構成する上面と、この上面と側壁の内部表面とのあいだに広がる斜面と、を有する。突起の上面は、下方に向かってわずかに傾斜している。突起の斜面は、上面の延長および斜面の延長によって約３０度から約４５度の角度が構成されるように、突起の上面に対して方向付けられる。
【０００７】
１実施形態では、突起の上面が、側壁の内部表面に垂直な平面に対して構成する角度は、約２度から約５度である。好ましい１実施形態では、突起の上面は、側壁の内部表面に垂直な平面に対して約３度の角度を構成し、突起の斜面は、上面の延長および斜面の延長によって約３４度の角度が構成されるように、上面に対して方向付けられる。
【０００８】
１実施形態では、カップの中において突起の下方に環状流ガイドを設けることによって、環状流ガイドの外縁と側壁の内部表面とのあいだに環状の排気口が構成されるようにする。１実施形態では、環状流ガイドの外縁と側壁の内部表面とのあいだの距離は、約０．１２５インチから約０．２５インチである。１実施形態では、底壁上に設けられたセパレータチューブ上に、環状流ガイドを設ける。１実施形態では、セパレータチューブは、その一端に少なくとも３つのノッチ（切り込み）を有する。この少なくとも３つのノッチと環状流ガイドの底面とが、空気をセパレータチューブに流し込むことを可能にする空気吸い込みポートを構成する。１実施形態では、底壁のうちセパレータチューブによって取り囲まれた部分に、排気ポートを設ける。
【０００９】
本発明の別の１態様におけるＳＲＤモジュールを示す。ＳＲＤモジュールは、上端と下端とを有し、中にウエハポートが形成された円筒チューブを含む。また、円筒チューブの内部表面上にはストップが形成される。カップは、円筒チューブの下端から入れ子式に入るように構成され、ブラケット上に搭載される。そして、半導体ウエハを回転させるためのスピンドルが、フレーム上に搭載され、カップの中まで達する。ブラケットには、下方位置と上方位置とのあいだでカップを移動させる駆動メカニズムが結合される。下方位置にあるとき、カップはウエハポートから離れているので、円筒チューブに対してウエハの出し入れを行うことができる。上方位置にあるとき、カップはウエハポートを封じ込めるので、スピンドル上に搭載された半導体ウエハに対してスピンリンス処理を施すことができる。
【００１０】
１実施形態において、ＳＲＤモジュールの中のカップは、本発明における特徴を有する。１実施形態では、上方位置にあるカップの上端が、円筒チューブの内部表面上に形成されたストップと係合する。１実施形態では、円筒チューブの上端上にフィルタを設ける。１実施形態では、フィルタは、ＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタのいずれかである。１実施形態では、駆動メカニズムはエアシリンダである。
【００１１】
本発明によるさらに別の１態様におけるＳＲＤモジュールの中に半導体ウエハを載置する方法を示す。この方法では、ウエハポートを中に形成された円筒チューブの下端から、入れ子式にカップを入れる。そして、カップを上方位置から下方位置へと移動させて、ウエハポートを露出させる。そして、カップが下方位置にきたときに、ウエハポートから円筒チューブの中へと半導体ウエハを引き渡す。
【００１２】
１実施形態では、円筒チューブの中に、ウエハ入口ポートおよびウエハ出口ポートを形成する。この実施形態では、カップを上方位置から下方位置へと移動させることによって、ウエハ入口ポートおよびウエハ出口ポートを露出させる。この方法は、さらに、ウエハ入口ポートを通して円筒チューブの中に半導体ウエハを引き渡す前に、ウエハ出口ポートを通して円筒チューブから半導体ウエハを取り出す工程を備える。
【００１３】
この方法の１実施形態は、さらに、カップを下方位置から上方位置へと移動させて、ウエハポートを封じ込め、半導体ウエハに対して、上方位置にあるカップを使用したスピンリンス処理を実施する工程を備える。１実施形態では、エアシリンダを使用して上方位置と下方位置とのあいだでカップを移動させる。１実施形態では、円筒チューブの内部表面上に設けられたストップによって上方位置を規定する。
【００１４】
本発明によるカップは、ウエハ周辺の空気の流れを制御することによって、微粒子および脱イオン水の水滴の再循環によって生じる再汚染を、最低限に抑えるように構成される。具体的には、汚染された空気および微粒子を、空気の流れによってウエハから遠ざける。カップが中で移動する本発明によるＳＲＤモジュールの構成は、円筒チューブを単純にクロックさせるすなわち回転させることによって、ウエハをあらゆる方向からモジュールの中に載置することができるので、ウエハの載置に関してオープン・アーキテクチャを可能にしている。
【００１５】
なお、以上に述べた概要および以下に続く詳細な説明は、ともに例示および説明を目的としており、特許請求の範囲に規定した本発明の内容を限定するものではない。
【００１６】
本明細書の一部を構成するものとして組み込まれた添付の図面は、本発明による代表的な実施形態を例示したものであり、発明の説明とともに本発明の原則を説明する役割を担っている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の代表的な実施形態をいくつか取り上げて、添付の図面を参照にしながら詳述する。図１に関しては、「発明の背景」において説明した。
【００１８】
図２は、本発明の１実施形態にしたがってスピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュール１００を簡単に示した部分断面図である。図に示すように、ＳＲＤモジュール１００は、以下で詳述するように円筒チューブ１０４の中で上方位置と下方位置とのあいだを移動するカップ１０２を備える。円筒チューブ１０４は、図２では不図示の他のフレーム部材によって支持されたフレーム部材１０３上に搭載されている。図２では、カップ１０２は下方位置にある。カップ１０２は、エアシリンダ１０８に結合されたブラケット１０５上に搭載されている。そして、カップ１０２の中にまで達するスピンドル１１０が、フレーム部材１０６上に搭載されている。フレーム部材１０６は、他のフレーム部材（図２では不図示）によって支持されている。スピンドル１１０には、スピンドルアーム１１２が結合されており、このスピンドルアーム１１２は、上方に向かって円筒チューブ１０４の中まで達するスピンドルフィンガ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃを有する。当業者ならば周知のように、スピンドルフィンガ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃは、スピンリンス処理用にウエハ１１６を支持する。
【００１９】
円筒チューブ１０４の中には、ウエハ入口ポート１０４ａおよびウエハ出口ポート１０４ｂが形成される（ウエハ出口ポート１０４ｂは図３に示した）。円筒チューブ１０４は、ウエハがＳＲＤモジュール１００に入ってくる方向を、ウエハ入口ポート１０４ａが向くように、フレーム部材１０３上に配置して良い。円筒チューブ１０４の内径は、カップ１０２の外径よりもわずかに大きいので、カップは、円筒チューブの中に納まることができる。また、円筒チューブ１０４の内部表面上には、ストップ１１８を設ける。のちほど詳述するように、ストップ１１８は、カップが上方位置に移動したときに、カップ１０２の上端と係合する。図２に示すように、ストップ１１８は、円筒チューブ１０４の内部表面に沿って連続して設けられたリングである。ただし、もし必要ならば、１つまたはそれ以上の不連続的なストップを、円筒チューブ１０４の内部表面上に個々に設けても良い。円筒チューブ１０４の上端の上には、フィルタ１２０を設ける。フィルタ１２０は、例えばＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタなどの任意の適切なフィルタであって良い。
【００２０】
カップ１０２は、概して円形状の底壁１０２ａと、この底壁１０２ａから上方に設けられて円筒チャンバ１２２を構成する側壁１０２ｂと、を備える。側壁１０２ｂは、円筒チャンバ１２２の内側に向かった突起１２４を含む。突起１２４は、円筒チャンバの中においてステップを構成する上面１２４ａと、この上面１２４ａと側壁１０２ｂの内部表面とのあいだに広がる斜面１２４ｂと、を有する。突起１２４の形状のさらなる詳細に関しては、図５の説明に関連して後述するものとする。
【００２１】
カップ１０２の中であって突起１２４の下方には、環状流ガイド１２６を設ける。図２に示すように、環状流ガイド１２６はリングの形態をとっており、その外縁に向かって下向きに傾斜する上面を有する。環状流ガイド１２６は、底壁１０２ａ上に座したセパレータチューブ１２８上に設けられる。具体的に言うと、環状流ガイド１２６は、環状流ガイド１２６の外縁と側壁１０２ｂの内部表面とのあいだに環状の排気口１３０が形成されるように、セパレータチューブ１２８上に配置される。セパレータチューブ１２８の上端には、ノッチ１２８ａを形成する。ノッチ１２８ａと、環状流ガイド１２６の底面とが、のちほど機能を詳述する空気吸い込みポートを構成する。空気吸い込みポートを構成する目的でセパレータチューブ１２８の中に形成されるノッチ１２８ａの数は、用途ごとのニーズに合わせて変化させて良い。１実施形態では、ノッチ１２８ａの数は３から６である。底壁１０２ａのうちセパレータチューブ１２８によって取り囲まれた部分には、空気吹き出しポート１３２ａおよび１３２ｂが設けられる。
【００２２】
図３は、図２の断面から９０度回転させた平面で切り取られた状態のＳＲＤモジュール１００を示した簡単な部分断面図である。図３に示すように、円筒チューブ１０４の中には、ウエハ入口ポート１０４ａおよびウエハ出口ポート１０４ｂが形成されている。図２および図３に示すように、カップ１０２が下方位置にあるとき、ウエハ入口ポート１０４ａとウエハ出口ポート１０４ｂとのあいだの領域は、ＳＲＤモジュール１００に対してウエハの出し入れを行うための引き渡しのゾーンを構成している。例えば、ＳＲＤモジュール１００からのウエハ１１６の取り出しは、ウエハ入口ポート１０４ｂの中に適切なロボットアームを挿入し、このロボットアームを使用してウエハ１１６をスピンドルフィンガ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃから掴み取り、ウエハ出口ポート１０４ｂを通してＳＲＤモジュール１００の中からウエハ１１６を取り出すことによって行って良い。ウエハ１１６を取り出した後は、ロボットアームを使用して別のウエハをウエハ入口ポート１０４ａに挿入して、そのウエハをスピンドルフィンガ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃの中に配置し、さらにそのロボットアームをウエハ入口ポート１０４ａから取り出すことによって、別のウエハをＳＲＤモジュール１００の中に載置して良い。
【００２３】
図４は、図２のＳＲＤモジュール１００を、カップ１０２が上方位置にある状態で示した部分断面図である。図４に示すように、カップ１０２の上端は、円筒チューブ１０４の内部表面上に設けられたストップ１１８と係合する。カップ１０２を、図４に示した上方位置まで上昇させるのは、エアシリンダ１０８を作動させ、上にカップを搭載されたブラケット１０５を持ち上げることによって行って良い。フレーム部材１０６上に固定して搭載されたスピンドル１１０は、エアシリンダ１０８がブラケット１０５を持ち上げるあいだも定位置に維持される。こうすると、スピンドルの安定性を高められるだけでなく、従来のＳＲＤモジュールで必要とされていた、スピンドルを上下させるメカニズムの必要性をも排除することができるので、好都合である。カップ１０２の上方位置を規定するストップ１１８の位置は、ウエハ１１６が環状流ガイド１２６の上面よりわずかに上方に配置されるように選択される。図面を簡略化するために、図２に示したスピンドルアーム１１２およびスピンドルフィンガ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃを図４から省略したことは、当業者ならば容易に知ることができる。カップ１０２が上方位置にあるときは、側壁１０２ｂの外部表面がウエハ入口ポート１０４ａおよびウエハ出口ポート１０４ｂを封じ込めるので、これらのポートから空気または脱イオン（ＤＩ））水のいずれも通さずに、ＳＲＤモジュール１００の中でスピンリンス処理を実施することができる。
【００２４】
図５は、図２〜図４のカップ１０２を拡大して示した部分断面図であり、本発明の１実施形態にしたがって突起１２４および環状流ガイド１２６の構成を示している。図面を簡略化するため、図２〜図４に示したセパレータチューブ１２８を図５から省略したことは、当業者ならば容易に知ることができる。図５に示すように、突起１２４の上面１２４ａは、側壁１０２ｂの内部表面に垂直な平面に対して角度αを形成する。１実施形態では、角度αの範囲は、側壁１０２ｂの内部表面に垂直な平面に対して約２度から約５度である。好ましい１実施形態において、角度αは、側壁１０２ｂの内部表面に垂直な平面に対して約３度である。突起１２４の斜面１２４ｂおよび上面１２４ａを延長させると、範囲が約３０度から約４５度の角度βが形成される。好ましい１実施形態において、角度βは約３４度である。
【００２５】
環状流ガイド１２６の外縁と側壁１０２ｂの内部表面とのあいだの距離Ｘは、環状の排気口１３０の幅に対応している。１実施形態では、距離Ｘの範囲は約０．１２５インチから約０．２５インチである。距離Ｚは、上面１２４ａ（突起１２４の最も内側の面をわずかに超える地点まで上面１２４ａを延長させ、それを基準として測定したもの）から環状流ガイド１２６の内縁の上面までの距離に相当する。１実施形態では、距離Ｚの範囲は約０．７５インチから約１．２５インチである。
【００２６】
図６は、図２〜図４のカップ１０２を拡大して示した部分断面図であり、本発明の１実施形態にしたがってウエハ周辺の空気の流れを示している。図中に、突起１２４の上方の平行な矢印で示したように、均一で単方向の空気の制御流れが、適切なソースから発して円筒チューブ１０４（図２〜図４を参照のこと）を通り、ウエハ１１６の上面に向かって流れる。円筒チューブ１０４を通るこの空気の制御流れは、ウエハ１１６の回転速度に適合していて良い。例えば、ウエハのサイズが８インチ（２００ｍｍ）であって、空気の流入速度が約１００フィート毎分（ｆｐｍ）である場合は、ウエハの最大回転速度は約５，０００ｒｐｍである。ウエハのサイズが１２インチ（３００ｍｍ）であって、空気の流入速度が約１００ｆｐｍである場合は、ウエハの最大回転速度は約３，０００ｒｐｍである。
【００２７】
突起１２４が呈する球根状の形は、スピンリンス処理中に生じる再汚染を最低限に抑える３つの機能を果たしている。先ず第１に、突起１２４が呈する球根状の形は、図１を参照にして上述したような、再汚染の原因になる再循環空気すなわち渦の生成を隔離するのに役立つ。第２に、突起１２４が呈する球根状の形は、ウエハ１１６の端からわずかに上方に、高速で低圧の領域を形成するのに役立つ。この高速で低圧の領域は、回転中にウエハから離れた微粒子および脱イオン水の水滴を引き込み、これらを環状の排気口１３０に向かって運ぶことによって、再汚染を阻止する。第３に、突起１２４が呈する球根状の形は、回転中にウエハ１１６の周囲から離れる汚染空気、すなわち微粒子または脱イオン水の水滴を含有した空気を偏向させ、環状の排気口１３０に向かって方向付けられた高速の空気流へと向かわせる。このように、汚染された空気がウエハ１１６の上方の空気流に入ることを阻止することによって、再汚染が回避される。
【００２８】
環状流ガイド１２６は、その外縁と側壁１０２ｂの内部表面とのあいだの距離を制御することによって、ウエハ１１６の近くで再循環が生じるのを阻止するように機能する。環状流ガイド１２６の外縁と側壁１０２ｂの内部表面とのあいだの距離は、特定の組立品に適用できる排気圧に基づいて、ＳＲＤモジュール１００（図２〜４を参照のこと）の流速を制御する。１実施形態では、設計圧力は０．５inH2Oである。環状の排気口１３０が呈する環状の形は、カップ１０２のボトムチャンバすなわちウエハ１１６の下方に構成されたチャンバの中において、圧力の均一な分布を促進するので、カップ１０２の周囲の半径方向の経路に沿った、均一な流れが促進される。１実施形態では、ウエハ１１６と底壁１０２ａとのあいだの距離であって、カップ１０２によって構成されるボトムチャンバの高さに相当する距離は、約２．５インチから約３インチである。空気吹き出しポート１３２ａ，１３２ｂ（図６では空気吹き出しポート１３２ｂは不図示）は、正しい圧力降下、すなわちカップ１０２に流れ込む空気の制御流れと、カップから流れ出る空気の排出と、のバランスを取ることができる圧力降下を提供するように構成される。１実施形態では、空気吹き出しポート１３２ａ，１３２ｂの直径は約３インチである。
【００２９】
環状の排気口１３０を通って流れる高速の空気流は、先ず、側壁１０２ｂの内部表面とセパレータチューブ１２８の外部表面とによって構成される環状のチャネル１３４を通って流れ、次いで、空気吸い込みポート１２８ａの１つを通ってセパレータチューブ１２８の中に流れ込む。「空気」および「水」と表記された矢印によってそれぞれ示されるように、脱イオン水の水滴は、空気が環状チャネル１３４を通って流れるあいだに空気から分離される。このように、セパレータチューブ１２８は、空気がセパレータチューブに流れ込む前に空気から水分を除去するように機能する。また、底壁１０２ａの中にドレイン（不図示）を形成し、環状チャネル１３４の中で集められた水を排水させても良い。空気吸い込みポート１２８ａを通ってセパレータチューブ１２８に流れ込む空気は、空気吹き出しポート１３２ａ，１３２ｂを通り、ダクトを介して排気される（図６では不図示）。
【００３０】
環状流ガイド１２６をセパレータチューブ１２８以外の構造で支持しても良いことは、当業者ならば容易に知ることができる。例えば、セパレータチューブ１２８によって提供される水分離の機能が不要な用途では、環状流ガイド１２６の下にほぼ等間隔で設けられた足によって、環状流ガイド１２６を支持することが望ましい。
【００３１】
カップ１０２、円筒チューブ１０４、環状流ガイド１２６、およびセパレータチューブ１２８は、ＳＲＤモジュールの中で使用するのに適した任意の材料で形成して良い。代表的な材料として、ポリプロピレンおよびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。図２〜４に示すように、エアシリンダ１０８は、カップ１０２を上方位置と下方位置とのあいだで移動させるために使用される。カップ１０２を上方位置と下方位置とのあいだで移動させるために、例えば電気シリンダなどの他の等価な駆動メカニズムを使用しても良いことは、当業者ならば容易に知ることができる。
【００３２】
もし所望であれば、本出願と同日付けで出願された米国特許出願第０９／４７０，６９０号（代理人整理番号：ＬＡＭ２Ｐ１２８）「Hollow Core Spindle and Spin, Rinse, and Dry Module Including the Same（中空スピンドルおよびこれを含んだスピン・リンス・ドライモジュール）」に記載されているように、図２〜４に示したスピンドル１１０として、ウエハバッキングプレートを有した中空スピンドルを使用しても良い。譲受人であるラムリサーチコーポレーションに譲渡されたこの出願の開示内容を、引用として本明細書に組み込むものとする。発明を実施する際には、ウエハバッキングプレートが環状流ガイド１２６の上面とほぼ等しくなるように中空スピンドルを配置する必要がある。
【００３３】
図７Ａは、半導体ウエハをＳＲＤモジュールの中に載置する際に実施される方法の工程を、本発明の１実施形態にしたがって示したフローチャート２００である。この方法は、ウエハポートを中に形成された円筒チューブの下端から入れ子式にカップを入れる工程２０２からスタートする。例えば、図４に示すように、円筒チューブの下端から入れ子式にカップを入れて良い。円筒チューブは、ウエハがＳＲＤモジュールの中に入ってくる方向をウエハポートが向くように、方向付けられる。もし必要であれば、円筒チューブをクロックするすなわち回転させることによって、円筒チューブの方向付けを調整し、ウエハがＳＲＤモジュールの中に入ってくる方向をウエハポートが向くようにして良い。次に、工程２０４においてカップを上方位置から下方位置へと移動させ、ウエハポートを露出させる。１実施形態では、カップは、図４に示した上方位置から図２および図３に示した下方位置へと移動する。ウエハポートは、ロボットアームまたは他の適切なウエハ搬送デバイスを使用してウエハを円筒チューブの中に引き渡せるように構成される。１実施形態では、ウエハポートは図２に示すような概して長方形の形を有する。上方位置から下方位置へのカップの移動は、例えばエアシリンダなどの任意の適切な駆動メカニズムを使用して行って良い。
【００３４】
カップが下方位置まで移動したら、方法は工程２０６に進み、ウエハポートを通して円筒チューブの中にウエハを引き渡す。１実施形態では、ウエハは、ロボットアームを有したウエハポートを通して円筒チューブの中に引き渡される。ウエハを搬送するように構成されたロボットアームの動作に関しては、当業者ならば精通している。当業者ならば周知のように、例えば図２に示したスピンドルフィンガ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃなどの、スピンリンス処理中にウエハを回転させるスピンドルの一部を構成するスピンドルフィンガの中に、ウエハを配置して良い。ウエハが円筒チューブの中に引き渡されたら、この方法は終了する。
【００３５】
図７Ｂは、半導体ウエハをスピンリンスするために実施される追加の工程を、本発明の１実施形態にしたがって示したフローチャート２１０である。この方法は、図７Ａに示した工程２０６から工程２１２に進み、カップを下方位置から上方位置へと移動させて、ウエハポートを封じ込める。１実施形態では、ウエハは、図２および図３に示した下方位置から図４に示した上方位置へと移動する。上述したように、下方位置から上方位置へのカップの移動は、エアシリンダまたは他の適切な駆動メカニズムを使用して行って良い。１実施形態では、例えば図２〜４に示したストップ１１８のような、円筒チューブの内部表面上に設けられたストップによって、上方位置を規定している。次に、工程２１４において、カップが上方位置にある状態で、ウエハに対してスピンリンス処理を実施する。当業者ならば周知のように、スピンリンス処理は、ウエハを高速で回転させながらウエハの上面および底面に脱イオン水を噴き付ける。スピンリンス処理が完了したら、この方法は終了する。
【００３６】
１実施形態では、円筒チューブは、例えば図３に示したウエハ入口ポート１０４ａおよびウエハ出口ポート１０４ｂのようなウエハ入口ポートおよびウエハ出口ポートを中に形成される。この実施形態では、上方位置から下方位置へとカップを移動させる工程によって、ウエハ入口ポートおよびウエハ出口ポートを露出させる。ウエハ入口ポートを通して円筒チューブの中にウエハを引き渡す前に、先ず、既にスピンリンスされたウエハを、ウエハ出口ポートを通して円筒チューブから取り出す。円筒チューブからのウエハの取り出しは、ロボットアームを使用し、ウエハ出口ポートを通して行って良い。
【００３７】
本発明によるカップは、ウエハ周辺の空気の流れを制御することによって、微粒子および脱イオン水の水滴の再循環によって生じる再汚染を、最低限に抑えるように構成される。具体的には、汚染された空気および微粒子を、空気の流れによってウエハから遠ざける。カップが中で移動する本発明によるＳＲＤモジュールの構成は、円筒チューブを単純にクロックさせるすなわち回転させることによって、ウエハをあらゆる方向からモジュールの中に載置することができるので、ウエハの載置に関するオープン・アーキテクチャを可能にしている。
【００３８】
要約すると、本発明は、カップと、カップを含んだＳＲＤモジュールと、ＳＲＤモジュールの中に半導体ウエハを載置するための方法と、を提供する。以上では、いくつかの代表的な実施形態を通して本発明を説明した。当業者ならば、本発明の明細書および実施の内容を検討することによって、本発明のその他の実施形態を容易に知ることができる。上述した実施形態および好ましい特徴は、添付した特許請求の範囲に規定された発明内容とともに、代表的なものとして考慮に入れるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のカップの中における、ウエハ周辺の空気の流れを示した概略図である。
【図２】  本発明の１実施形態にしたがってスピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）モジュールを簡単に示した部分断面図である。
【図３】  図２に示したＳＲＤモジュールを、図２の断面から９０度回転させた平面で切り取った状態で示した簡単な部分断面図である。
【図４】  図２に示したＳＲＤモジュールを、カップが上方位置にある状態で示した部分断面図である。
【図５】  図２〜図４のカップ１０２を拡大して示した部分断面図であり、本発明の１実施形態にしたがって突起１２４および環状流ガイド１２６の構成を示す図である。
【図６】  図２〜図４のカップ１０２を拡大して示した部分断面図であり、本発明の１実施形態にしたがってウエハ周辺の空気の流れを示す図である。
【図７Ａ】  半導体ウエハをＳＲＤモジュールの中に載置する際に実施される方法の工程を、本発明の１実施形態にしたがって示したフローチャートである。
【図７Ｂ】  半導体ウエハをスピンリンスするために実施される追加の工程を、本発明の１実施形態にしたがって示したフローチャートである。
【符号の説明】
１２…ウエハ
１４…カップ
１００…ＳＲＤモジュール
１０２…カップ
１０２ａ…カップの底壁
１０２ｂ…カップの側壁
１０３…フレーム部材
１０４…円筒チューブ
１０４ａ…ウエハ入口ポート
１０４ｂ…ウエハ出口ポート
１０５…ブラケット
１０６…フレーム部材
１０８…エアシリンダ
１１０…スピンドル
１１２…スピンドルアーム
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ…スピンドルフィンガ
１１６…ウエハ
１１８…ストップ
１２０…フィルタ
１２２…円筒チャンバ
１２４…突起
１２４ａ…突起の上面
１２４ｂ…突起の斜面
１２６…環状流ガイド
１２８…セパレータチューブ
１２８ａ…ノッチ
１３０…環状の排気口
１３２ａ，１３２ｂ…空気吹き出しポート
【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５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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