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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Halbleitervorrichtungen.
Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und
ein Gerät
zum Reinigen von Halbleitersubstraten.
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Eine
Vielfalt an Halbleiterherstellungsprozessen werden durchgeführt, um
integrierte Schaltungen auf einem Halbleiterwafer herzustellen.
Darüber
hinaus muß der
Wafer gereinigt werden, um chemische Rückstände, kleine Teilchen und Verunreinigungen
zu entfernen, die während
der Vielfalt der Halbleiterherstellungsprozesse erzeugt werden. Speziell
ist das Entfernen von Mikro-Verunreinigungen, die an einer Oberfläche des
Halbleiterwafers anhaften, für
die Herstellung von hochdichten integrierten Schaltungen kritisch.
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Solch
eine Waferreinigung umfaßt
einen chemischen Flüssigkeitsbehandlungsprozeß zum Ätzen oder
Abstreifen von Verunreinigungen von den Wafern mit Hilfe einer chemischen
Reaktion, einen Spülprozeß zum Spülen der
chemisch behandelten Wafer mit deionisiertem Wasser (DI) und einen Trocknungsprozeß zum Trocknen
der gespülten
Wafer.
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Ein
Schleudertrocknungsgerät,
welches die Zentrifugalkraft verwendet, und ein Isopropylalkohol-(IPA)-Dampftrockner
wurden als Gerät
zur Durchführung
des Trocknungsprozesses verwendet. Ein Schleudertrocknungsgerät ist in
dem US-Patent Nr. 5,829,156 offenbart und ein IPA-Dampftrocknungsgerät ist in
dem US-Patent Nr. 5,054,210 offenbart. Jedoch kann ein Schleudertrocknungsgerät die Wassertröpfchen nicht
vollständig
von einem Wafer entfernen, auf welchem komplexe integrierte Schaltungen
hergestellt werden. Ferner kann der Wafer durch Teilchen verunreinigt
werden, die auf den Wafer zurückkehren,
und zwar auf Grund eines Wirbels, der dann auftritt, wenn der Wafer
mit einer hohen Drehzahl durch den Schleudertrockner in Drehung
versetzt wird.
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Der
IPA-Dampftrockner ist mit einem Problem dahingehend behaftet, daß Wassermarken
auf dem Wafer erzeugt werden, nachdem der Wafer getrocknet wurde.
Ferner erzeugt das IPA-Dampftrocknungsgerät umweltmäßige und Sicherheitsprobleme, da
das IPA-Dampftrocknungsgerät
IPA bei einer höheren
Temperatur als dessen Flammpunkt verwendet. Auch wenn beide Geräte gemäß dem Schleudertrocknungsgerät und dem
IPA-Dampftrocknungsgerät
verwendet werden, ist ein großer
Zeitaufwand erforderlich, um den Wafer zu den jeweiligen Einheiten zu überführen, die
die Spül-
und Trocknungsprozesse durchführen.
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Es
wurde ein Marangoni-Trockner entwickelt, um die zuvor erläuterten
Probleme zu überwinden.
Der Marangoni-Trockner trocknet einen Wafer, ohne daß dabei
der Wafer Luft ausgesetzt wird, und zwar nachdem der Wafer einem
chemischen Behandlungsprozeß und
einem Spülprozeß unterzogen worden
ist. Das Wafertrocknungsgerät
verwendet das Marangoni-Prinzip, welches in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung
Nr. 10-335299 offenbart ist. Bei dem Marangoni-Trocknungsprozeß wird eine
IPA-Schicht an der Oberfläche
eines ionisierten (DI) Wasserbades ausgebildet und es wird eine
Oberfläche
des Wafers dadurch getrocknet, indem die Oberfläche durch die IPA-Schicht hindurch bewegt
wird. In einem Fall, bei dem ein Teil des Wafers nicht in Berührung mit
der IPA-Schicht zu irgendeinem Zeitpunkt gelangt, kann Wasser auf
dem Wafer weiterhin verbleiben, selbst wenn der Teil des Wafers
einmal in Berührung
mit der IPA-Schicht gebracht wurde. Darüber hinaus wird der untere
Abschnitt eines Wafers kaum in dem gleichen Ausmaß getrocknet
wie der obere Abschnitt des Wafers, da näm lich der untere Abschnitt
des Wafers dem IPA-Dampf für
eine kürzere
Zeit ausgesetzt wird als der obere Abschnitt des Wafers.
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In
den letzten Jahren wurde daher das IPA-Trocknungsgerät am weitesten
verbreitet als Trocknungsgerät
eingesetzt. Das IPA-Trocknungsgerät arbeitet in der folgenden
Weise. Nachdem ein Wafer vollständig
gespült
worden ist, wird IPA-Dampf auf den Wafer innerhalb einer Kammer
aufgesprüht,
um das DI-Wasser, welches an dem Wafer anhaftet, mit dem IPA-Dampf
auszutauschen. Es wird dann Stickstoffgas dafür verwendet, um den Trocknungsprozeß zu vervollständigen.
Im Falle des IPA-Trocknungsgerätes kann
jedoch eine gewisse Menge des IPA in der Kammer während des
Trocknungsprozesses kondensieren. Das kondensierte IPA hält somit
den Wafer davon ab, in dem gewünschten
Ausmaß getrocknet
zu werden. Es ergibt sich somit dieses angesprochene Problem, wenn
der IPA-Dampf übermäßig in die
Kammer zugeführt
wird oder der Druck desselben in der Kammer sehr hoch ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Waferreinigungsgerät und ein
Waferreinigungsverfahren zu schaffen, welches verhindert, daß IPA-Dampf
in einer Kammer kondensieren kann und welches dafür geeignet
ist, einen Wafer effizient zu trocknen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Waferreinigungsgerät eine Kammer,
in welcher ein Wafer gespült
und getrocknet wird, wobei die Kammer einen Auslaßpfad aufweist, entlang
welchem ein Strömungsmittel,
welches zum Trocknen des Wafers verwendet wird, aus der Kammer ausgetragen
wird. Das Gerät
enthält
auch eine Waferhalterung, die in der Kammer angeordnet ist, einen
Versorgungsabschnitt, der das Trocknungsströmungsmittel zu der Kammer zuführt, und
einen Regulator. Der Regulator reguliert die Rate, in welcher das
trocknende Strömungsmittel
aus der Kammer entlang des Austragspfads ausgetragen wird, basierend
auf dem in der Kammer vorherrschenden Druck.
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Bei
einer als Beispiel gewählten
Ausführungsform
umfaßt
der Regulator eine Abtrennplatte zum Blockieren des Austragspfades
oder der Öffnung
an wenigstens einem Abschnitt des Austragspfades, einen Antriebsmechanismus
zum Bewegen der Abtrennplatte, einen Drucksensor zum Messen des
Druckes innerhalb der Kammer und einen Controller zum Steuern des
Antriebsmechanismus in Einklang mit den Werten des Druckes, der
mit Hilfe des Drucksensors gemessen wird.
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Bei
einer anderen als Beispiel gewählten Ausführungsform
umfaßt
der Regulator ein Gehäuse, welches
an den Austragspfad angeschlossen ist, ein Abtrennteil, welches
in dem Gehäuse
angeordnet ist und welches eine Druckaufnahmefläche aufweist, die mit dem Austragspfad
kommuniziert, um den Austragspfad zu öffnen/zu schließen, und
umfaßt
einen nachgiebigen Körper,
der das Abtrennteil in eine geschlossene Position hin vorspannt,
und zwar entgegen dem Druck, der auf die Druckaufnahmefläche ausgeübt wird.
Es wird daher der Grad, in welchem der Austragspfad geöffnet wird,
in Einklang mit dem Grad geregelt, in welchem der nachgiebige Körper durch
den Druck in der Kammer zusammengedrückt wird.
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In
bevorzugter Weise ist der Austragspfad unter der Substrathalterung
in der Kammer angeordnet und der Austragspfad besitzt einen rechteckförmigen Querschnitt.
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Der
Versorgungsabschnitt enthält
ein Injektionsrohr mit Injektionslöchern, durch die das Trocknungsströmungsmittel
in die Kammer injiziert wird, ein erstes Zuführrohr zum Zuführen eines
ersten Strömungsmittelsmittels
zu dem Injektionsrohr, und ein zweites Zuführrohr zum Zuführen eines
zweiten Strömungsmittels.
Die erste und die zweite Strömungsrate
regulierende Ventile sind jeweils in dem ersten bzw. dem zweiten
Zuführrohr
installiert. Das zweite Zuführrohr
kann sich verzweigen, und zwar von dem ersten Zuführrohr an
einer Stelle zwischen dem Injektionsrohr und dem die erste Strömungsrate regulierenden
Ventil. In bevorzugter Weise besteht das erste Strömungsmittel
aus Alkoholdampf und das zweite Strömungsmittel besteht aus einem
Trockengas. Wenn der Alkoholdampf in die Kammer zugeführt wird,
wird der Betrag des Trocken gases, welches entlang dem zweiten Zuführrohr strömt, in Einklang
mit Schwankungen in dem Betrag des Alkoholdampfes reguliert, der
dem Injektionsrohr zugeführt wird,
in solcher Weise, daß die
Gesamtmenge des Strömungsmittels,
welches durch das Injektionsrohr zugeführt wird, konstant gehalten
wird.
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In
bevorzugter Weise ist das Injektionsrohr in Längsrichtung in der Seitenwand
der Kammer installiert. Die Querschnittsfläche der Innenseite des Injektionsrohres
kann allmählich
kleiner werden, und zwar in einer Richtung, die von dem ersten Zuführrohr weg verläuft. Die
Injektionslöcher
des Injektionsrohres weisen in der Kammer nach oben hin und der
Deckel der Kammer kann die Gestalt eines Domes haben, so daß das Strömungsmittel,
welches aus den Injektionslöchern
herausgelangt, einen Wirbel am oberen Bereich der Kammer erzeugt.
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Ferner
kann das Gerät
Versorgungsleitungen für
eine flüssige
Reinigungslösung
aufweisen. Die Zuführrohrleitungen
für die
flüssige
Reinigungslösung
umfaßt
eine obere Zuführleitung
bzw. -rohr, welches über
der Ebene der Halbleitersubstrate angeordnet ist, die in der Kammer
angeordnet sind, und umfaßt
eine untere Zuführleitung
bzw. -rohr, welches an einer Ebene unter den Halbleitersubstraten
gelegen ist, welche in der Kammer angeordnet sind.
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Darüber hinaus
ist ein Verdampfer vorgesehen, um Alkoholdampf zu erzeugen. Das
erste Zuführrohr
ist mit dem Verdampfer verbunden. Ein Belüftungsrohr ist mit dem Verdampferteil
verbunden, um eine gewisse Menge des Dampfes in dem Verdampfer die
Möglichkeit
zu geben, zur Außenseite hin
auszutreten. Ein Öffnen/Schließ-Ventil
ist in dem Belüftungsrohr
installiert.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Reinigen
von Halbleitersubstraten die Schritte gemäß Reinigen eines Halbleitersubstrats
in einer Kammer unter Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit,
nachfolgendes Ablassen der Reinigungsflüssigkeit aus der Kammer und
nachfolgendes Trocknen des Halbleitersubstrats in der Kammer unter
Verwendung eines Trocknungsgases. Der Trocknungsvorgang des Halbleitersubstrats
wird dadurch ausgeführt,
indem ein Trocknungsströmungsmittel
in die Kammer zugeführt
wird und indem gleichzeitig das Trocknungsströmungsmittel aus der Kammer
ausgetragen wird und indem die Rate geregelt wird, mit der das Strömungsmittel
ausgetragen wird in Einklang mit dem Druck, der in der Kammer herrscht.
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Die
Austragsrate kann dadurch reguliert werden, indem der Druck innerhalb
der Kammer gemessen wird und indem eine Platte in den Austragspfad um
einen Betrag bewegt wird, welcher dem gemessenen Druckwert entspricht.
Das Halbleitersubstrat kann dadurch gereinigt werden, indem zuerst
eine Reinigungsflüssigkeit
oder Reinigungsströmungsmittel
auf das Halbleitersubstrat injiziert wird, und zwar von einer Stelle über dem
Halbleitersubstrat aus, und indem danach ein Reinigungsströmungsmittel
in die Kammer injiziert wird, und zwar von einer Stelle unterhalb
des Halbleitersubstrats, in die Kammer hinein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 und 2 sind
Längsschnittdarstellungen
einer Ausführungsform
eines Waferreinigungsgerätes
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eine Waferhalterung des Gerätes, welches
in 1 gezeigt ist;
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4 und 5 sind
Längsschnittdarstellungen ähnlich denjenigen
der 1, wobei jedoch ein Spülprozeß dargestellt ist, welcher
durch das Gerät
ausgeführt
wird;
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6 zeigt
eine Längsschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
eines Waferreinigungsgerätes
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7 ist
eine Seitenansicht eines Injektionsrohres des Waferreinigungsgerätes gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 veranschaulicht
eine Querschnittsansicht des Rohres entlang einer Linie A-A von 7;
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9 zeigt
eine Seitenansicht einer anderen Version des Injektionsrohres des
Waferreinigungsgerätes
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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10 ist
eine Längsschnittansicht ähnlich derjenigen
von 6, wobei jedoch die Richtung der Strömung eines
Trocknungsströmungsmittels
dargestellt ist, welches durch das Injektionsrohr in die Kammer
zugeführt
wird;
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11 zeigt
eine Längsschnittansicht
einer anderen Version eines Waferreinigungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung,
bei dem ein Injektionsrohr und ein oberes Zuführrohr an unterschiedlichen
Stellen gegenüber
der Ausführungsform
von 6 vorgesehen sind;
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12 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Injektionsrohres mit einer integrierten
Heizvorrichtung, die in dem Waferreinigungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird;
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13 veranschaulicht
eine Längsschnittdarstellung
eines Waferreinigungsgerätes
mit einer speziellen Ausführung
eines Regulators gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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14 ist
eine teilweise perspektivische Ansicht einer Austragsöffnung des
Gerätes,
welches in 13 gezeigt ist;
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15 ist
eine Längsschnittansicht ähnlich derjenigen
von 13, wobei jedoch die Austragsöffnung des Waferreinigungsgerätes in einem
teilweise geöffneten
Zustand gezeigt ist;
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16 ist
eine Längsschnittansicht
eines Waferreinigungsgerätes
mit einer anderen Ausführungsform
eines Regulators gemäß der vorliegenden Erfindung;
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17 zeigt
eine Längsschnittansicht ähnlich derjenigen
von 16, wobei jedoch die Austragsöffnung des Waferreinigungsgerätes in einem teilweise
offenen Zustand gezeigt ist;
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18 ist
ein Flußdiagramm
eines Waferreinigungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gemäß 1 und 2 enthält ein Waferreinigungsgerät 1 eine
Kammer 100, eine Waferhalterung 200, ein Zuführrohr 300 für eine Reinigungsflüssigkeit,
einen Zuführteil 400 für ein Trocknungsströmungsmittel
und einen Druckregulator 500. Die Kammer 100 besitzt
ein Innenbad 120, ein Außenbad 140 und einen
Deckel 160.
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Das
Innenbad 120 bietet einen Raum, in welchem ein chemischer
Flüssigbehandlungsprozeß, ein Spülprozeß und ein
Trocknungsprozeß für Wafer "W" durchgeführt werden. Das Innenbad 120 besitzt einen
offenen oberen Abschnitt, eine Seitenwand 122 in der Form
eines rechteckförmigen
Parallelepipeds und einen Boden 124. Das Innere des Innenbades 120 ist
ausreichend weit ausgeführt,
um Wafer aufzunehmen. Der Boden 124 des Innenbades 120 verläuft nach
unten hin konisch, und zwar derart, daß die Reinigungslösung unmittelbar
von dem Innenbad 120 abgelassen werden kann. Das Zentrum
des Bodens 124 besitzt ein Auslaßloch 126 zum Auslassen des
Strömungsmit tels
aus dem Innenbad 120. Die Auslaßöffnung 128 ist unterhalb
des Austragslochs 126 vorgesehen und steht mit diesem in
Strömungsverbindung.
Die Auslaßöffnung 128 ist
mit einem Austragsrohr (130 von 13) verbunden.
Das Austragsrohr 130 kann vertikal orientiert sein, so
daß die Reinigungslösung durch
die Schwerkraft aus dem Innenbad 120 abgelassen werden
kann. Der Deckel 160 ist auf dem Innenbad 120 in
solcher Weise angeordnet, daß dieser
geöffnet
und geschlossen werden kann, und zwar über dem oberen Bereich des
Innenbades 120. Der Deckel 160 besitzt eine Seitenwand 162 in
der Form eines rechteckförmigen
Parallelepipeds und einen domförmig
gestalteten oberen Bereich 164. Ein unterer Abschnitt der
Seitenwand 162 besitzt eine Öffnung 166. Die Öffnung 166 schafft
die Möglichkeit,
daß Reinigungslösung das
Innenbad 120 während
eines Reinigungsprozesses überfließt.
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Das äußere Bad 140 ist
um die Seitenwand 122 des Innenbades 120 herum
angeordnet und ist an dem Innenbad 120 fixiert. Das Außenbad 140 besitzt
einen Boden 144 und eine Seitenwand 142, die sich
von dem Außenumfang
des Bodens 144 des Außenbades 140 nach
oben hin erstreckt. Das Außenbad 140 ist
mit dem Innenbad 120 in solcher Weise verbunden, daß der innere
periphere Abschnitt des Bodens 144 des Außenbades 140 unter
der Öffnung 166 angeordnet
ist. Eine Ablaßöffnung 146 ist
an dem Boden 144 des Außenbades 140 vorgesehen. Ein
Ablaßrohr 152 ist
mit der Ablaßöffnung 146 verbunden,
und ein Öffnen/Schließ-Ventil 154 ist
in dem Ablaßrohr 152 installiert,
um das Ablaßrohr 152 selektiv
zu öffnen
und zu schließen.
Ein vorbestimmtes Volumen des Raumes 148 ist zwischen der
Seitenwand 122 des Innenbades 120 und der Seitenwand 142 des
Außenbades 140 festgelegt.
Nachdem die Reinigungslösung
in dem Innenbad 120 in den Raum 148 durch die Öffnung 166 geflossen
ist, wird die Reinigungslösung
zur Außenseite
hin über
das Austragsloch 146 ausgetragen. Eine Tür (nicht
gezeigt) zum Öffnen/Schließen der Öffnung 133 während eines
Reinigungsprozesses kann an der Seitenwand 122 des Innenbades 120 installiert
sein.
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Die
Waferhalterung 200 ist so konfiguriert, um eine Vielzahl
der Wafer auf einmal während
eines Reinigungsprozesses zu haltern oder abzustützen. Gemäß 3 besitzt
die Halterung 200 Halterungsstangen 220 und einen
Verbindungsteil 240. Es sind Schlitze 222 in den
jeweiligen Halterungsstangen 220 ausgebildet. Abschnitte
der Ränder
der Wafer "W" werden jeweils in
den Schlitzen 222 aufgenommen. Die Wafer "W" werden auf diese Weise aufrecht durch
die Halterung 200 gehalten, und zwar derart, daß deren
Hauptflächen
(die Oberflächen,
die zu behandeln sind) freiliegend sind. Die Waferhalterung 200 kann
drei Halterungsstäbe 220 aufweisen,
so daß ca.
50 Wafer durch die Halterung 200 zu einem Zeitpunkt aufgenommen
werden können.
Die Enden der jeweiligen Halterungsstangen 220 sind fest
mit dem Verbindungsteil 240 verbunden, derart, daß das Verbindungsteil 240 die
Halterungsstangen 220 miteinander verbindet.
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Die
Zuführrohre 300 für die Reinigungsflüssigkeit
führen
eine Reinigungsflüssigkeit
in das Innenbad 120 zu. Während des chemischen Flüssigbehandlungsprozesses
oder des chemischen Lösungsbehandlungsprozesses
kann die Reinigungsflüssigkeit
aus einer chemischen Lösung,
wie beispielsweise Fluorwasserstoffsäure (HF), bestehen, die dafür geeignet
ist, um Teilchen, metallische Verunreinigungen wie Kupfer oder andere
Verunreinigung wie ursprüngliche
Oxide zu beseitigen. Während
des Spülprozesses
kann die Reinigungsflüssigkeit
aus deionisiertem Wasser (DI-Wasser) bestehen, welches dazu verwendet
wird, um jegliche chemische Lösung
zu entfernen, die auf den Wafern zurückgeblieben ist. Die chemische
Lösung
und das DI-Wasser können
in das Innenbad 120 über
die gleichen Zuführrohre 300 eingeleitet
werden. Alternativ können
die Zuführrohre 300 ein
Zuführrohr
umfassen, um die chemische Lösung
zuzuführen,
und ein Zuführrohr
umfassen, um das DI-Wasser unabhängig
voneinander zuzuführen.
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In
jedem Fall wird eine chemische Lösung wie
beispielsweise die HF-Säure
von den Zuführrohren 300 für die Reinigungsflüssigkeit
dem Innenbad 120 so lange zugeführt, bis das Innenbad mit der chemischen
Lösung
gefüllt
ist. Die Wafer werden dann in das Innenbad 120 bewegt.
Nachdem die Verunreinigungen, die an den Wafern anhaften, mit Hilfe der
chemischen Lösung
entfernt worden sind, wird ein Spülprozeß durchgeführt, um jegliche chemische Lösung, die
an den Wafern anhaftet, zu entfernen.
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Wenn
DI-Wasser in die Innenkammer 120 über einem Wafer injiziert wird,
so wird das Wasser in einer turbulenten Strömung strömen und entfernt dadurch die
Ver unreinigungen, die selbst an einem feinen Muster auf dem Wafer
anhaften. Unglücklicherweise
können
aber die Verunreinigungen, die durch das Wasser auf diese Weise
entfernt wurden, wieder an dem Wafer anhaften, und zwar auf Grund
des gleichen turbulenten Strömungsverlaufes
des DI-Wassers. Wenn auf der anderen Seite das DI-Wasser in die
Innenkammer 120 an einer Stelle unterhalb eines Wafers
injiziert wird, so erzeugt das DI-Wasser eine laminare Strömung, welche
Verunreinigungen von dem Wafer entfernt und die Wahrscheinlichkeit
reduziert, daß die
Verunreinigungen selbst wieder an dem Wafer anhaften. Jedoch kann
eine laminare Strömung
des DI-Wassers nur sehr schwer die Verunreinigungen entfernen, die
an einem feinen Muster auf dem Wafer anhaften.
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Um
zu 1 zurückzukehren,
so enthalten im Hinblick auf die oben erläuterten Einschränkungen
die Zuführrohrverbindungen 300 für die Reinigungsflüssigkeit
untere Zuführrohre 320 und
obere Zuführrohre 340,
die zusammen in effizienter Weise einen Spülprozeß durchführen können. Die oberen Zuführrohre 340 sind
in dem Innenbad 120 über
den Wafern "W" angeordnet, die
durch die Waferhalterung 200 abgestützt werden, während die
unteren Zuführrohre 320 in
dem Innenbad 120 unter den Wafern "W" angeordnet
sind, die auf der Waferhalterung 200 abgestützt sind.
Die oberen Zuführrohre 340 besitzen
Injektionsöffnungen
(342 in 4), die so orientiert sind,
daß sie
nach unten hinweisen, und die unteren Zuführrohre 320 besitzen
Injektionsöffnungen
(322 in 4), die so orientiert sind,
daß sie nach
oben hinweisen, um das DI-Wasser direkt auf die Wafer zu injizieren.
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Es
wird nun im folgenden ein Spülprozeß unter
Verwendung des Waferreinigungsgerätes 1 unter Hinweis
auf die 4 und 5 beschrieben.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Spülprozeß in zwei
Schritten ausgeführt.
Bei dem ersten Schritt wird, wie in 4 gezeigt
ist, DI-Wasser von den oberen Zuführrohren 340 auf die
Wafer "W" injiziert. Das injizierte
DI-Wasser strömt
in turbulenter Weise, um chemische Lösungen und Verunreinigungen
zu entfernen, die an den feinen Mustern auf den Wafern "W" anhaften. Das Zuführen des DI-Wassers von den oberen
Zuführrohren 340 aus
wird einmal beendet, wenn das DI-Wasser einen vorbestimmten Abschnitt des
Innenba des 120 ausfüllt.
Bei dem zweiten Schritt, der in 5 gezeigt
ist, wird DI-Wasser von den unteren Zuführrohren 320 aus zugeführt. In
diesem Fall wandert das DI-Wasser über die Wafer "W" hinweg, und zwar in Form einer laminaren
Strömung, und
fließt über das
Innenbad 120 über
in das Außenbad 140 hinein,
und zwar über
die Öffnung 166.
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Wenn
der Spülprozeß vervollständigt worden
ist, wird ein Trocknungsprozeß ausgeführt, um die
Wafer "W" zu trocknen. Gemäß 6 umfaßt der Zuführteil 400 für das Trocknungsströmungsmittel des
Waferreinigungsgerätes 1 Injektionsrohre 420, Zuführrohr 450 und 460 und
einen Verdampfer 440. Es wird Alkoholdampf und Gas durch
den Zuführteil 400 für das Trocknungsströmungsmittel
verwendet, um die Wafer "W" zu trocknen. In
typischer Weise besteht der Alkohol aus Isopropylalkohol (im folgenden als "IPA" bezeichnet). Jedoch
kann der Alkohol auch aus Ethylglykol, 1-Propanol, 2-Propanol, Tetrahydrofuran,
4-Hydroxy-4-Methyl-2-Pentamon, 1-Butanol, 2-Butanol, Methanol, Ethanol,
Azeton, n-Propylalkohol oder Dimethylether bestehen. Das Gas kann
aus einem erhitzten Stickstoffgas bestehen.
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Der
Verdampfer 440 erzeugt Alkoholdampf und enthält einen
Gasbecher- oder -dosentyp des Körpers 441.
Ein Rohr 480 ist mit dem Boden 442 des Körpers 441 verbunden.
Es wird Alkohol dem Rohr 480 von dem Alkoholspeicherteil 494 aus
zugeführt,
in welchem Alkohol gespeichert ist. Ein Öffnen/Schließ-Ventil 482 und
ein Strömungsratenregulierungsventil 484 können in
dem Rohr 480 installiert sein. Das Öffnen/Schließ-Ventil 482 öffnet und schließt das Rohr 480,
und das Strömungsregulierungsventil 484 reguliert
die Rate, mit der Alkohol in das Rohr 480 von dem Alkoholspeicherteil 494 ausströmt. Ein
Rohr 470 ist mit der Seite 444 des Körpers 441 verbunden.
Es wird Stickstoffgas dem Rohr 470 von einem Stickstoffgasspeicherteil 492 aus
zugeführt.
Ein Öffnen/Schließ-Ventil 472 und
ein die Strömungsrate
regulierendes Ventil 474 können in dem Rohr 470 installiert
sein. Das Öffnen/Schließ-Ventil 482 öffnet und
schließt
das Rohr 470 und das die Strömungsrate regulierende Ventil 474 reguliert
die Rate, in welcher das Stickstoffgas in das Rohr 470 von
dem Stickstoffgasspeicherteil 492 aus einströmt.
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Ein
erstes Zuführrohr 450 ist
mit dem oberen Abschnitt 446 des Verdampfers 440 verbunden.
Das erste Zuführrohr 450 empfängt Alkoholdampf,
der in dem Körper 441 erzeugt
wird, und ist mit Injektionsrohren 420 verbunden, um das
Trocknungsströmungsmittel
direkt in die Kammer 100 zu injizieren. Das Öffnen/Schließ-Ventil 452 ist
in dem ersten Zuführrohr 452 installiert.
Ein zweites Zuführrohr 460 dient
dazu, um das Stickstoffgas den Injektionsrohren 420 direkt
von dem Stickstoffgasspeicherteil 492 aus zuzuführen. Das
zweite Zuführrohr 460 verzweigt
sich von dem ersten Zuführrohr 450.
Ein Öffnen/Schließ-Ventil 462 ist
in dem zweiten Zuführrohr 460 installiert.
Das Rohr 470 zum Zuführen
des Stickstoffgases zu dem Verdampfer 440 kann sich verzweigen,
und zwar von dem zweiten Zuführrohr 460 aus.
Ein Belüftungsrohr 490 ist
mit dem oberen Teil 446 des Verdampferteiles 440 verbunden,
und ein Öffnen/Schließ-Ventil 492 ist
in dem Belüftungsrohr 490 installiert.
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Bevor
die Wafer unter Verwendung des IPA-Dampfes getrocknet werden, wird
der Strömungspfad
durch das erste Zuführrohr 450,
welches mit dem Verdampfer 440 verbunden ist, durch das Öffnen/Schließ-Ventil 452 geschlossen.
Es wird somit die Innenseite des Verdampfers 440 auf einem hohen
Druck gehalten. Dann wird das Öffnen/Schließ-Ventil 452 geöffnet. Das
Entlüftungsrohr 490 ist
dafür vorgesehen,
um zu verhindern, daß eine große Menge
des IPA-Dampfes in dem Verdampferteil 440 momentan zugeführt wird,
wenn das Öffnen/Schließ-Ventil 452 zuerst
geöffnet
wird. Es wird somit der IPA-Dampf in die Kammer 100 zugeführt, während ein
gewisser Teil des IPA-Dampfes in dem Verdampfer 440 weiterhin
durch das Belüftungsrohr 490 ausgetragen
wird. Das Öffnen/Schließ-Ventil 492 wird
nach einer vorbestimmten Zeitperiode geschlossen.
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Die
Injektionsrohre 420 erstrecken sich innerhalb der Kammer 100 entlang
beider Seiten der Kammer 100, und zwar jeweils an einer
Höhe über den
Wafern, die durch die Waferhalterung 200 abgestützt sind.
Auch erstrecken sich die Injektionsrohre 420 longitudinal
in Richtungen senkrecht zu den Hautoberflächen des Wafers (den Oberflächen, die zu
behandeln sind). Um auf die 7 und 8 einzugehen,
so besitzt jedes Injektions rohr 420 eine Vielzahl an Injektionslöchern 422, 424 und 426.
Jedes der Injektionslöcher 422, 424 und 426 ist
so orientiert, daß es
nach oben hinweist. Demzufolge wird das Trocknungsströmungsmittel,
welches in die Kammer 100 über die Injektionslöcher 422, 424 und 426 injiziert
wird, nach oben in die Kammer 100 gelenkt. Die Injektionslöcher 422, 424 und 426 des
Injektionsrohres 420 können
in einer Vielzahl von Gruppen angeordnet sein, die in unterschiedlichen Winkeln
relativ zueinander orientiert sind. Beispielsweise kann das erste
Injektionsrohr 420 eine erste Gruppe an Injektionslöchern 422,
eine zweite Gruppe von Injektionslöchern 424 und eine
dritte Gruppe von Injektionslöchern 426 aufweisen.
Die Injektionslöcher 422 der
ersten Gruppe können
in einem Winkel von 5–20° relativ
zu einer horizontalen Ebene orientiert sein. Die Injektionslöcher 424 der
zweiten Gruppe können
in einem Winkel von 30–50° relativ
zu einer horizontalen Ebene orientiert sein. Ferner können die Injektionslöcher 426 der
dritten Gruppe in einem Winkel von 60–80° relativ zu einer horizontalen
Ebene orientiert sein.
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Wie
in 9 gezeigt ist, kann jedes Injektionsrohr 420' konisch verlaufen,
so daß die
Querschnittsfläche
von dessen Innerem in einer Richtung zu dessen distalem Ende hin
kleiner wird. Alternativ kann jedes Injektionsrohr 420 einen
einheitlichen inneren Durchmesser entlang dessen Länge aufweisen,
während
der Abstand zwischen den Injektionslöchern 422, 424 und 426 entlang
der Länge
desselben variieren kann. In einem Fall, bei dem das Injektionsrohr 420 einen
einheitlichen Innendurchmesser besitzt, nimmt die Menge an trocknendem
Strömungsmittel,
welches durch dieses hindurch strömt, in einer Richtung ab, die
von dem ersten Zuführrohr 450 weg verläuft. Durch
Variieren der Konfiguration der Injektionslöcher wird das Injektionsrohr 420 so
konstruiert, daß die
Wafer "W", die durch die Halterung 200 in
der Kammer 100 abgestützt
werden, einheitlich getrocknet werden, und zwar ungeachtet von deren
Positionen relativ zu dem Injektionsrohr 420.
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10 veranschaulicht
die Strömungsrichtung
eines Trocknungsströmungsmittels,
welches von den Injektionsrohren 420 aus zugeführt wird. Wenn
der IPA-Dampf direkt auf die Wafer aufgebracht wird oder auf diese
zum Aufströmen
gebracht wird, würde
der Wafer nicht einheitlich getrocknet werden. Das heißt, eine
große
Menge des IPA-Dampfes würde
zu Bereichen des Wafers hin zugeführt werden, auf denen das Trocknungsströmungsmittel
direkt aufgeleitet wurde, und ein signifikant kleiner Betrag des
IPA-Dampfes würde
dann die anderen Bereiche des Wafers umschließen. Wie bereits an früherer Stelle
festgehalten wurde, ist der Deckel 160 domartig gestaltet.
Daher erzeugt der IPA-Dampf, der über die Injektionsrohre 420 injiziert wird,
einen Wirbel in einem Raum 169, der durch den Deckel 160 begrenzt
ist, und wandert dann in Form einer laminaren Strömung zu
dem unteren Abschnitt der Kammer 100 hin. Dies schafft
die Möglichkeit, den
IPA-Dampf über
die gesamte Oberfläche
des Wafers einheitlich zuzuführen.
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11 veranschaulicht
ein anderes Beispiel der Positionen, an denen die Injektionsrohre 420 und die
oberen Zuführrohre 340 gemäß der vorliegenden Erfindung
installiert werden können.
Gemäß 11 sind
die Injektionsrohre 420 und die oberen Zuführrohre 340 in
den Seitenwänden 122 und 162 der Kammer 100 angeordnet,
und zwar nicht innerhalb der Kammer. Spezifischer ausgedrückt, ist
eine Öffnung 168 entlang
beider Seiten des Deckels 160 ausgebildet, und ein Modul 430 ist
in der Öffnung 168 installiert.
Das Injektionsrohr 420 ist in dem Modul 430 aufgenommen.
Eine Ecke des Moduls 430 ist offen, so daß die Injektionslöcher 422, 424 und 426 des
Injektionsrohres 420 frei liegen. In diesem Fall kann die Kammer 100 kleiner
sein als in einem Fall, bei dem die Rohre 340, 420 in
der Kammer 100 installiert sind. Somit wird die Behandlungszeit
vergleichsweise gering und der Durchsatz wird damit vergleichsweise
größer. Ferner
ist es weniger wahrscheinlich, daß Wasser auf den Oberflächen der
Injektionsrohre 420 und den oberen Zuführrohren 340 zurück bleibt.
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Gemäß 12 enthält der Trocknungsströmungsmittelzuführteil 400 eine
Heizvorrichtung 432 zum Heizen der Injektionsrohre 420.
Die Heizvorrichtung 432 umfaßt einen Heißteil (hot),
der in dem Modul 430 integriert sein kann, um zu verhindern,
daß Hochtemperatur-IPA-Dampf
kondensiert, während dieser
entlang den Injektionsrohren 420 strömt.
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Gemäß 6 sind
die die Strömungsrate
regulierende Ventile 454 und 464 in dem ersten
Zuführrohr 460 bzw.
dem zweiten Zuführrohr 450 installiert. Das
die Strömungsrate
regulierende Ventil 454 ist zwischen dem Verdampfer 440 und
der Stelle angeordnet, an der das zweite Zuführrohr 460 sich von dem
ersten Zuführrohr 450 aus
verzweigt. Die Menge des IPA-Dampfes, die in die Kammer 100 zugeführt wird,
wird mit Hilfe des die Strömungsrate
regulierenden Ventils 454 reguliert, um zu verhindern,
daß der IPA-Dampf
zu viel in die Kammer 100 eingeleitet wird. Ansonsten,
wenn ein übermäßiger Betrag
oder eine übermäßige Menge
des IPA-Dampfes in die Kammer 100 eingeleitet wurde, würde der
IPA-Dampf kondensieren und es würde
dadurch verhindert werden, daß die
Wafer "W" in ausreichender
Weise getrocknet werden.
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Die
Menge eines Strömungsmittels,
welches dem Injektionsrohr 420 zugeführt wird, variiert in Einklang
mit der Einstellung des die Strömungsrate
regulierenden Ventils 454. Somit ändert sich die Rate, mit welcher
das Strömungsmittel
in die Kammer 100 strömt,
entsprechend. Um zu verhindern, daß der Trocknungswirkungsgrad
vermindert wird, wird Stickstoffgas dem zweiten Zuführrohr 460 zugeführt, während der
IPA-Dampf dem ersten
Zuführrohr 450 zugeführt wird.
Das die Strömungsrate
regulierende Ventil 464 wird in Einklang mit der Variation
in der Rate eingestellt, mit welcher der IPA-Dampf durch das erste
Zuführrohr 450 hindurchströmt, um die Menge
des Stickstoffgases zu regulieren, die in das zweite Zuführrohr 460 hineinströmt, derart,
daß die Gesamtmenge
des Strömungsmittels,
welches dem Injektionsrohr 420 zugeführt wird, konstant bleibt.
Die Geschwindigkeit des IPA-Dampfes, der durch das erste Zuführrohr 450 strömt, wird
höher gehalten
als diejenige des Stickstoffgases, welches durch das zweite Zuführrohr 460 hindurchströmt, um zu
verhindern, daß das
Stickstoffgas, welches dem zweiten Zuführrohr 460 zugeführt wird,
zurück
zu dem Verdampfer 440 strömt.
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Die
Heizvorrichtung 466 kann an dem zweiten Zuführrohr 460 installiert
sein, um das Stickstoffgas aufzuheizen, welches in dem zweiten Zuführrohr 460 strömt. Es wird
somit Hochtemperaturstickstoffgas zusammen mit dem IPA-Dampf zugeführt, um
zu verhindern, daß der
IPA-Dampf in dem Injektionsrohr 420 kondensiert. Wenn der Trocknungsprozeß durchgeführt wird,
indem das erhitzte Stickstoffgas in die Kammer 100 eingeleitet
wird, nachdem der IPA-Dampf verwendet wurde, wird erhitztes Stickstoffgas
in die Kammer 100 durch das zweite Zuführrohr 460 zugeführt, das
heißt
ohne die Notwendigkeit für
ein eigenes Stickstoffversorgungsrohr.
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Wenn
die Menge des Dampfes, der in die Kammer 100 hineinströmen darf,
bemerkenswert größer ist
als die Menge des Dampfes, die aus der Kammer 100 ausgetragen
wird, würde
der IPA-Dampf in der Kammer 100 kondensieren. Es ist daher
erforderlich, die Menge des IPA-Dampfes zur regulieren, die aus
der Kammer 100 ausgetragen wird, und zwar in Einklang mit
dem Druck innerhalb der Kammer 100. Gemäß 13 reguliert
die Druckreguliervorrichtung 500 den Grad, in welchem der Austragspfad 129 geöffnet wird,
um die Rate zu steuern, in welcher der IPA-Dampf aus der Kammer 100 ausgetragen
wird.
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Die
Druckreguliervorrichtung 500 enthält eine Verschließplatte 524,
einen Antriebsteil 526, einen Drucksensor 522 und
einen Controller 528. Die Verschließplatte 524 dient
dazu, den Austragspfad 129 zu öffnen/zu schließen. Die
Verschließplatte 524 kann
so angeordnet sein, um den Pfad innerhalb der Austragsöffnung 128 zu öffnen/zu
schließen.
Alternativ kann die Verschlußplatte 524 so
angeordnet sein, um den Pfad innerhalb des Austragsrohres 130 zu öffnen/zu
schließen.
Die Auslaßöffnung 128 besitzt die
Gestalt eines rechteckförmigen
Parallelepipeds, so daß der
Auslaßpfad 129 einen
rechteckförmigen Querschnitt
hat. Die Verschließplatte 524 besitzt
die gleiche rechteckförmige
Gestalt wie der Austrittspfad 129 und ist ausreichend groß bemessen,
um den Austrittspfad oder Auslaßpfad 129 vollständig zu
blockieren.
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Gemäß 14 besitzt
eine Seite der Auslaßöffnung 128 eine Öffnung 128a,
die sich dort hindurch erstreckt, und die Auslaßöffnung 128 besitzt auch
eine Führungsnut 128b,
die sich in einer inneren Seitenwand derselben erstreckt. Der äußere Umfangsrandabschnitt
der Verschließplatte 524 ist
in der Führungsnut 128b aufgenommen,
so daß die
Bewegung der Verschließplatte 524 in
die Auslaßöffnung 128 hineingeführt wird
und die Verschließplatte 524 stabil
gehaltert wird. Der Antriebsteil 526 bewegt die Verschließplatte 524.
Der Antriebsteil 526 kann einen Motor enthalten, um die
Bewegung der Verschließplatte 524 präzise zu
steuern. Der Drucksensor 522 mißt den Druck innerhalb der
Kammer 100 und der erfaßte Wert des Druckes wird zu
dem Controller 528 übertragen.
Auf diese Weise steuert der Controller den Antriebsteil 526 in
Einklang mit der Druckmessung durch den Sensor 522.
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Wenn
der Trocknungsprozeß startet,
ist der Innendruck der Kammer 100 niedrig und die Verschließplatte 524 bewegt
sich in die Auslaßöffnung 128,
um den Auslaßpfad 129 vollständig zu
blockieren. Wenn jedoch der IPA-Dampf in die Kammer 100 zugeführt wird,
erhöht
sich der Druck innerhalb der Kammer 100, die Verschließplatte 524 wird
in einem gewissen Ausmaß aus
der Austragsöffnung 128 zurückgezogen.
Somit wird der Austragspfad 128 teilweise geöffnet, wie
dies in 15 gezeigt ist. Wenn der Druck
in der Kammer 100 noch höher ansteigt, wird der Grad,
in welchem der Austragspfad 129 geöffnet wird, erhöht. Daher
wird der Druck innerhalb der Kammer 100 innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches gehalten. Der vorbestimmte Druckbereich wird
so eingestellt, daß verhindert
wird, daß der IPA-Dampf
in der Kammer 100 kondensiert, und um einen Druck zu erreichen,
unter welchem die Wafer "W" effizient getrocknet
werden.
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Es
sei angenommen, daß der
Druck innerhalb der Kammer 100 gleich ist mit P1 und der Druck innerhalb des Auslaßrohres 130 gleich
ist P2, der Grad, in welchem der Auslaßpfad 129 geöffnet ist, wird
dann in solcher Weise geregelt, daß der Druck P1 in
einem Bereich von P2 + (P2 × 0,05)
bis P2 + (P2 × 0,5) gehalten
wird. In bevorzugter Weise wird der Grad, in welchem der Auslaßpfad 129 geöffnet wird, derart
reguliert, daß der
Druck P1 innerhalb eines Bereiches von P2 + (P2 × 0,2) bis
P2 + (P2 × 0,3) gehalten wird.
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Ferner
kann der Austragspfad 129 dazu verwendet werden, um das
DI-Wasser aus der Kammer 100 abzulassen, bevor der Trocknungsprozeß startet.
Während
die Kammer 100 abgelassen wird, wird die Verschließplatte 524 vollständig aus
der Auslaßöffnung 128 herausgezogen,
so daß der
Austragspfad 129 vollständig
geöffnet
wird.
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Die 16 und 17 zeigen
ein anderes Beispiel des Druckregulators.
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Gemäß 16 besitzt
der Druckregulator 500' ein
Gehäuse 540,
einen elastischen Körper 570 und
eine Verschließstange 560.
Das Gehäuse 540 ist mit
der Auslaßöffnung 128 verbunden,
die am Boden 124 der Kammer 100 ausgebildet ist.
Das Gehäuse 540 besitzt
eine Öffnung 546,
die mit einem Rohr 590 an einer Seite desselben verbunden
ist. Das Gehäuse 540 besitzt
auch einen oberen Abschnitt 542 und einen unteren Abschnitt 544.
Der obere Abschnitt 542 begrenzt einen Raum, der in einer
nach unten verlaufenden Richtung weiter wird, und zwar von einer
Stelle aus, an der das Gehäuse
mit der Auslaßöffnung 128 verbunden
ist. Der untere Abschnitt 544 begrenzt einen Raum, der
sich senkrecht nach unten hin erstreckt, und zwar von demjenigen
des oberen Abschnitts 542 aus, und der die gleiche Querschnittsfläche besitzt
wie diejenige des weitesten Abschnitts des Raumes, der durch den
oberen Abschnitt 542 begrenzt ist. Die Verschließstange 560 ist
in dem Gehäuse 540 angeordnet,
um den Austragspfad 129 zu öffnen und zu schließen, entlang
welchem das Strömungsmittel
aus der Kammer 100 ausgetragen wird. Ein Ende der Verschließstange 560 besitzt
den gleichen Querschnitt wie der Austragspfad 129, und
das andere Ende derselben ist mit einer Verbindungsplatte 582 befestigt.
Der elastische Körper 570 erzeugt eine
konstante Kraft gegen die Verschließstange 560. Ein Ende
des elastischen Körpers 570 ist
gegen eine Verbindungsplatte 584 gedrückt bzw. an dieser angeordnet,
welche an dem Boden des Gehäuses 540 befestigt
ist, und das andere Ende desselben ist gegen eine Verbindungsplatte 582 gedrückt bzw.
an dieser angeordnet, die mit der Verschließstange 560 befestigt
ist. Der elastische Körper 570 kann
aus einer Schraubenfeder bestehen. In jedem Fall besitzt der elastische
Körper 570 einen
Elastizitätsmodul, der
in Einklang mit dem Druckbereich ausgewählt ist, welcher in der Kammer 100 erforderlich
ist.
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In
einem Fall, bei dem der Druck innerhalb der Kammer 100 niedrig
ist, blockiert die Verschließstange 560 vollständig den
Auslaßpfad 129.
Wenn jedoch der Innendruck der Kammer 100 über einen vorbestimmten
Betrag hinaus ansteigt, bewegt sich die Verschließstange 560 nach
unten, und zwar auf Grund des Druckes in der Kammer 100,
und es wird dann der elastische Körper 570 zusammengedrückt. Wenn
der Druck innerhalb der Kammer 100 höher ansteigt, wird der elastische
Körper
noch weiter zusammengedrückt.
Somit bewegt sich die Verschließstange 560 nach
unten hin in einem Ausmaß,
in welchem sich der Austragspfad 129 zunehmend öffnet, wie
in 17 gezeigt ist. Wenn der Druckregulator 500', der in 16 gezeigt
ist, verwendet wird, ist es nicht erforderlich, einen aktiven Sensor
zum Messen des Druckes innerhalb der Kammer 100 vorzusehen.
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Auch
kann ein Abzugsrohr 570 zum Abziehen des DI-Wassers an
einer Seite der Auslaßöffnung 128 installiert
sein. Ein Öffnen/Schließ-Ventil 572 ist
in dem Ablaßrohr 570 installiert.
Bevor ein Trocknungsprozeß gestartet
wird, wird der Austragspfad 129 durch die Verschließstange 560 blockiert und
es wird das DI-Wasser aus der Kammer 100 über das
Auslaßrohr 570 abgelassen,
wobei das Öffnen/Schließ-Ventil 572 geöffnet ist.
Das Öffnen/Schließ-Ventil 572 wird
geschlossen, wenn die Kammer 100 einmal vollständig entleert
worden ist.
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Es
wird nun unter Hinweis auf ein Flußdiagramm, welches in 18 gezeigt
ist und anhand der Ausführungsform
des Waferreinigungsgerätes, welches
in den 13 bis 15 gezeigt
ist, ein Waferreinigungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Zuerst wird das Innenbad 120 mit einer chemischen
Lösung
gefüllt,
wie beispielsweise Fluorwasserstoffsäure, und es werden die Wafer "W" in die Lösung untergetaucht, und zwar
innerhalb des Innenbades 120 (Schritt S100). Wenn an den
Wafern Verunreinigungen anhaften und diese durch die chemische Lösung entfernt
werden, so wird ein Spülprozeß durchgeführt, um
die chemische Lösung
von den Wafern "W" zu entfernen (Schritt S200).
Das DI-Wasser wird direkt auf die Wafer "W" von
den oberen Zuführrohren 340 aufgeleitet,
die an einer Ebene über
den Wafern "W" angeordnet sind. Es
werden somit die Fluorwasserstoffsäure und die Verunreinigungen,
die noch an den feinen Mustern auf den Wafern "W" anhaften,
entfernt (Schritt S220). Das Zuführen
des DI-Wassers von dem oberen Zuführrohr 340 wird beendet
und es wird dann das DI-Wasser
von den unteren Zuführrohren 320 her
zugeführt.
Das DI-Wasser wandert nach oben, und zwar in Form einer laminaren
Strömung
in dem Innenbad 120, woraufhin das DI-Wasser dann in das äußere Bad 140 durch
die Öffnung 166 überfließt (Schritt
S240).
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Nachdem
eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, wird die Verschließplatte 524 aus
der Auslaßöffnung 128 in
solcher Weise zurückgezogen, daß der Austragspfad 120 geöffnet wird.
Das Innenbad 120 wird somit durch den Austragspfad 129 abgelassen.
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Als
nächstes
wird ein Spülprozeß durchgeführt, um
die Innenseite der Kammer 100 zu spülen (Schritt S300). Das Öffnen/Schließ-Ventil 452 in
dem ersten Zuführrohr 450 wird
geschlossen und das Öffnen/Schließ-Ventil 462 in
dem zweiten Zuführrohr 460 wird
geöffnet.
Gleichzeitig mit oder bevor der Pfad durch das erste Zuführrohr 450 geöffnet wird, wird
das Belüftungsrohr 490,
welches mit dem Verdampfer 440 verbunden ist, geöffnet. Demzufolge wird
ein Teil des IPA-Dampfes in dem Verdampfer 440 zur Außenseite
hin über
das Belüftungsrohr 490 abgelassen
und der verbleibende IPA-Dampf
wird in die Kammer 100 zugeführt. Das Belüftungsrohr 490 wird
nur einmal geöffnet,
wenn der Trocknungsprozeß startet.
Nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, wird die
Menge des IPA-Dampfes, die in die Kammer 100 hineinströmt, dadurch
reguliert, indem die Strömungsrate
mit Hilfe des Regulierventils 454 eingestellt wird, welches
in dem ersten Zuführrohr 450 angeordnet
ist. Ferner wird das Öffnen/Schließ-Ventil 462 geöffnet und
das die Strömungsrate
regulierende Ventil 464 wird gesteuert, und zwar derart,
daß die
Menge des Strömungsmittels,
welches in die Kammer 100 zugeführt wird, konstant bleibt (Schritt
S420). Auch wird der Grad, in welchem der Austragspfad 129 geöffnet wird,
so eingestellt, daß der
Innendruck der Kammer 100 innerhalb eines vorbestimmten
Bereiches gehalten wird (Schritt S440). Zu diesem Zweck wird der
Druck in der Kammer 100 kontinuierlich gemessen, und zwar während des
Prozesses (Schritt S442), und es wird die Verschließplatte 524 durch
den Antriebsteil 526 relativ zu der Auslaßöffnung 128 in
Einklang mit den gemessenen Druckwerten positioniert (Schritt S444). Nachdem
der Teil der Behandlung unter Verwendung des IPA-Dampfes vervollständigt worden
ist, wird das erste Zuführrohr 450 geschlossen.
Es wird erhitztes Stickstoffgas in das zweite Zuführrohr 460 zugeführt, um
die Wafer "W" zu trocknen (Schritt
S460).
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Die
vorliegende Erfindung bietet die folgenden Vorteile. Es wird ein
Austragspfad reguliert, um den Innendruck der Kammer innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches zu halten, um dadurch zu verhindern, daß der IPA-Dampf
kondensiert. Die Menge des IPA-Dampfes kann geregelt werden, während die Gesamtmenge
des Strömungsmittels,
welches in die Kammer einströmt,
konstant gehalten wird, wodurch dann die Dichte des IPA-Dampfes
in der Kammer hoch sein kann und eine Kondensation des IPA-Dampfes
verhindert wird. Es sind ein Injektionsrohr zum Injizieren des Trocknungsströmungsmittels in
die Kammer und ein Zuführrohr
zum Zuführen
der Reinigungsflüssigkeit
in die Kammer an der Seitenwand der Kammer installiert. Daher kann
die Kammer ein kleines Volumen haben, welches die Möglichkeit
bietet, die Behandlung in einer relativ kurzen Zeitdauer zu vervollständigen.
Der Spülprozeß umfaßt einen
ersten Spülvorgang
der Wafer mit dem DI-Wasser, welches auf die Wafer direkt von oberhalb
der Wafer injiziert wird, und umfaßt einen zweiten Spülprozeß der Wafer
mit einer laminaren Strömung
des DI-Wassers. Es können
daher Verunreinigungen selbst von einem feinen Muster auf einem Wafer
entfernt werden und zur gleichen Zeit kann verhindert werden, daß diese
selbst wieder an den Wafer anhaften. Es wird ein Reinigungsprozeß zwischen
dem Spülprozeß und dem
Trocknungsprozeß durchgeführt, wodurch
verhindert wird, daß Fluorwasserstoffsäure, die
in dem Dampf in der Kammer enthalten ist, auf den IPA-Dampf einwirkt.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorausgehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben
wurde, kann sie modifiziert werden, ohne jedoch dadurch den Rahmen
der Erfindung zu verlassen, wie dieser durch die anhängenden
Ansprüche
definiert ist.