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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
zum Reinigen eines zu bearbeitenden Wafers, beispielsweise eines Halbleiterwafers
oder eines Glassubstrats für
LCDs, durch dessen Eintauchen in eine Reinigungsflüssigkeit,
und dessen Trocknen nach dem Reinigen.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Üblicherweise
reinigt in einem Halbleiterbauelement-Herstellungsprozess, der von einem Halbleiterbauelement-Herstellungssystem
durchgeführt werden
soll, ein allgemein bekanntes Reinigungsverfahren einen zu bearbeitenden
Wafer (nachstehend einfach als "Wafer" bezeichnet), beispielsweise
einen Halbleiterwafer oder ein Glassubstrat für LCDs dadurch, dass nacheinander
der Wafer in eine flüssige Chemikalie
eingetaucht wird, eine Spülflüssigkeit (Reinigungsflüssigkeit)
und dergleichen, die in Bearbeitungstanks angeordnet sind. Ein Reinigungssystem
zur Durchführung
eines derartigen Reinigungsverfahrens ist mit einer Trocknungseinrichtung
versehen, die ein Trocknungsgas, das einen Dampf eines flüchtigen
organischen Lösungsmittels
aufweist, beispielsweise Isopropylalkohol, in Kontakt mit der Oberfläche der
Reinigungsflüssigkeit
versetzt, damit Feuchtigkeit von dem Wafer entfernt wird, und der Wafer
durch den Marangoni-Effekt getrocknet wird (vgl. die JP-A Nr. 8-148458).
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Eine
herkömmliche
Reinigungs- und Trocknungseinrichtung dieser Art weist einen Reinigungstank
auf, der eine Reinigungsflüssigkeit
aufbewahrt, beispielsweise eine flüssige Chemikalie oder eine Spülflüssigkeit,
und eine obere Öffnung
aufweist, die mit einer Haube (Deckel) abgedeckt ist. Normalerweise
besteht der Deckel aus einem festen Material, beispielsweise aus
Polypropylen oder Edelstahl, um den Reinigungstank während eines
Trocknungsprozesses abzudichten. Bei dieser Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
transportiert ein Transportarm einen Wafer durch die offene Öffnung in
den Reinigungstank, überträgt den Wafer
auf eine Waferhalterungsvorrichtung, die sich in einer Übertragungseinheit
bewegt, und bewegt sich aus dem Reinigungstank. Dann wird die Öffnung durch
den Deckel verschlossen, wird der Wafer in dem Reinigungstank gereinigt,
und dann wird der Wafer aus dem Reinigungstank zum Trocknen entnommen.
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Da
der Wafer in den Reinigungstank von oberhalb der Übertragungseinheit
transportiert wird, die an einem oberen Abschnitt des Reinigungstanks angeordnet
ist, und der Wafer von dem Reinigungstank entnommen wird, nachdem
er gereinigt wurde, wenn der Wafer durch diese herkömmliche
Reinigungs- und
Trocknungseinrichtung gereinigt wird, weist der Transportarm eine
erhebliche Länge
in Vertikalrichtung (Höhe)
auf, und ist die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung groß. Insbesondere
besteht die Neigung, eine Änderung
von dem Einsatz von Wafern mit 8 Zoll (1 Zoll = 2,54 cm) auf den.
Einsatz von Wafern mit einem Durchmesser mit 12 Zoll durchzuführen, für die Herstellung
von Halbleiterbauelementen, infolge der fortschreitenden Verkleinerung
von Halbleiterbauelementen, des Fortschritts der Komplexität von ICs
bei Integration im großen Maßstab, und
der Fortschritte in Bezug auf die Massenproduktion in den vergangenen
Jahren. Der Einsatz von Wafern mit einem Durchmesser von 12 Zoll führt zu einer
weiteren Vergrößerung einer
Reinigungs- und Trocknungseinrichtung, und zu einer entsprechenden
Verringerung der Durchsatzrate.
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Da
der Deckel und der Reinigungstank aus Polypropylen oder Edelstahl
hergestellt sind, können Teilchen
hervorgerufen werden, und können
sich metallische Verunreinigungen von dem Deckel und dem Reinigungstank
infolge von Altersverschlechterungen ablagern oder von dort aus
niederschlagen. Die metallischen Verunreinigungen haften an Wafern
an, was die Ausbeute verringert.
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Eine
weitere Einrichtung zum Reinigen und Trocknen eines Substrats ist
in der US-A-5 331 987 beschrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehend geschilderten
Probleme entwickelt, und daher besteht ein Ziel der vorliegenden
Erfindung in der Bereitstellung einer Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
mit geringen Abmessungen, welche einen Reinigungsprozess und einen
Trocknungsprozess durchführen
kann, und mit verbesserter Durchsatzrate arbeiten kann.
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Angesichts
der voranstehend genannten Ziele wird eine Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt,
wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist.
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Obwohl
die obere Abdeckung eine frei wählbare
Form aufweisen kann, unter der Voraussetzung, dass die obere Abdeckung
in Vertikalrichtung in Bezug auf die feste Basis bewegt werden kann,
welche die Öffnung
des Reinigungstanks umgibt, ist es vorzuziehen, ein Dichtungsteil
zwischen der festen Basis und der oberen Abdeckung vorzusehen, und
die Öffnung
des Reinigungstanks mit einem Verschluss zu versehen, um eine Reinigungskammer,
die durch den Reinigungstank festgelegt wird, und die Trocknungskammer
voneinander zu isolieren. Vorzugsweise ist die obere Abdeckung ein
Teil, das aus Quarz besteht, und einen Querschnitt mit einer Form
aufweist, welche dem umgekehrten Buchstaben U gleicht. Es ist vorzuziehen,
dass die obere Abdeckung ein Teil aus Quarz ist, und einen Querschnitt mit
einer Form aufweist, welche dem umgekehrten Buchstaben U entspricht,
wobei sowohl die feste Basis als auch der Reinigungstank aus Quarz
hergestellt sind.
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Heizelemente
können
außerhalb
der oberen Abdeckung angeordnet sein, wenn die obere Abdeckung aus
Quarz besteht. Es ist vorzuziehen, reflektierende Platten hinter
den Heizelementen anzuordnen, wenn die Heizelemente außerhalb
der oberen Abdeckung angeordnet sind. Die Heizelemente können beispielsweise
Heizleuchten oder Gummiheizvorrichtungen sein.
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Vorzugsweise
wird ein Trocknungsgas in die Trocknungskammer durch eine Trocknungsgas-Zufuhreinheit
eingegeben. Vorzugsweise ist die Trocknungsgas-Zufuhreinheit auf
der festen Basis angeordnet, und bevorzugter ist die Trocknungs-Zufuhreinheit so
ausgebildet, dass sie ein Trocknungsgas nach oben von einem Ort
an einer Seite der Trocknungskammer zuführt. Vorzugsweise ist die feste
Basis der Trocknungseinheit mit einer Trocknungsgas-Auslasseinheit
versehen.
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Das
Trocknungsgas kann ein Inertgas sein, ein Gas eines organischen
Lösungsmittels,
oder eine Gasmischung aus einem Inertgas und einem Gas eines organischen
Lösungsmittels.
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Weiterhin
wird hier, obwohl dies nicht vom Begriff der vorliegenden Erfindung
umfasst ist, ein Waferbearbeitungssystem beschrieben, gemäß der vorliegenden
Erfindung, das einen Reinigungstank aufweist, der eine Reinigungsflüssigkeit
zum Reinigen von Wafern aufweist, eine Trocknungseinheit, die eine
feste Basis aufweist, die mit dem Reinigungstank so verbunden ist,
dass sie eine in dem Reinigungstank vorgesehene Öffnung umgibt, und eine obere
Abdeckung, die auf der festen Basis in enger Berührung mit der festen Basis
angeordnet ist, wobei dazwischen ein Dichtungsteil vorgesehen ist, und
eine Trocknungskammer festlegt, und eine Waferhaltevorrichtung zum
Haltern von Wafern und zum Bewegen von Wafern in den Reinigungstank
und die Trocknungskammer, eine erste Hebevorrichtung zum Bewegen
der oberen Abdeckung in Vertikalrichtung, und eine zweite Hebevorrichtung
zum Bewegen der Waferhaltevorrichtung in Vertikalrichtung. Die erste und
die zweite Hebevorrichtung sind Kugelumlaufspindelmechanismen, welche
sich gemeinsame Führungsschienen
teilen.
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Es
ist vorzuziehen, dass sich eine Stange, die mit der Waferhaltevorrichtung
verbunden ist, durch ein Durchgangsloch erstreckt, das in der oberen
Abdeckung vorgesehen ist, und diese mit der zweiten Hebevorrichtung
zu verbinden, und einen Spalt zwischen der oberen Abdichtung und
der Stange durch eine Dichtungsanordnung abzudichten, welche die
Form eines luftdichten, flexiblen, ringförmigen Rohres aufweist, und
mit einem Gas gefüllt
ist.
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Vorzugsweise
ist die erste Hebevorrichtung mit einem Anschlag versehen, um die
Aufwärtsbewegung
der Waferhaltevorrichtung in Bezug auf die obere Abdeckung zu begrenzen.
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Weiterhin
weist die Waferhaltevorrichtung ein Paar unterer Halterungsteile
auf, um mehrere Wafer an einem Ort in Vertikalrichtung in geeigneten Abständen zu
haltern, und ein Paar oberer Halterungsteile, die neben einem Ort
oberhalb der unteren Halterungsteile vorgesehen sind, wobei jedes
der unteren Halterungsteile einen starren Kern und einen Halterungsblock
aus einem Kunstharz aufweist, das gegenüber verschiedenen Arten von
Reinigungsflüssigkeiten
beständig
ist, wobei jedes der unteren Halterungsteile mit Nuten mit einem
im Wesentlichen V-förmigen
Querschnitt versehen ist, um darin Wafer aufzunehmen, und jedes
der oberen Halterungsteile mit Nuten mit einem im Wesentlichen Y-förmigen Querschnitt
versehen ist, um ein Kippen der Wafer zu verhindern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Trocknungskammer durch die feste Basis festgelegt, die
so an dem Reinigungstank befestigt ist, dass sie die Öffnung des
Reinigungstanks umgibt, und die obere Abdeckung, die eng mit der
festen Basis verbunden ist, wobei die obere Abdeckung in Vertikalrichtung
bewegt werden kann, um einen Raum zur Verfügung zu stellen, durch welchen
Wafer in den Reinigungstank durch Anheben der oberen Abdeckung transportiert
werden können.
Daher können Wafer
von der Wafertransportvorrichtung, die sich in Querrichtung bewegt,
in den Raum zur Waferhaltevorrichtung transportiert werden, und
von Letzterer zu Ersterer. Daher kann die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
eine kleine Konstruktion aufweisen, und kann mit hoher Durchsatzrate
arbeiten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Volumen der Trocknungskammer
auf das geringstmögliche
Ausmaß verringert
werden, da die obere Abdeckung aus Quarz besteht, in Form eines
Querschnitts, welcher dem umgekehrten Buchstaben U gleicht. Daher
kann die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung mit weiter verringerten
Abmessungen ausgebildet werden, tritt eine Ablagerung und Lösung metallischer
Verunreinigungen nicht auf, und kann die Erzeugung von Teilchen
unterdrückt
werden. Wenn die feste Basis und der Reinigungstank, zusätzlich zur
oberen Abdeckung, aus Quarz hergestellt werden, kann die Erzeugung
von Teilchen darüber
hinaus wirksam unterdrückt
werden. Heizleuchten können
außerhalb
der oberen Abdeckung angeordnet sein, und reflektierende Platten
können
hinter den Heizleuchten angeordnet sein, um die Trocknungskammer
durch die Heizleuchten zu erwärmen,
was den Trocknungswirkungsgrad erhöht.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
mit einer Trocknungsgas-Versorgungsvorrichtung versehen sein, um
ein Trocknungsgas der Trocknungskammer zuzuführen, damit der Wafer perfekt
getrocknet wird, und schnell, und zwar dadurch, dass ein Trocknungsgas
die Wafer gleichmäßig umgibt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die erste Hebevorrichtung zur Vertikalbewegung
der oberen Abdeckung und die zweite Hebevorrichtung zur Vertikalbewegung
der Waferhalterungsvorrichtung Kugelumlaufspindelmechanismen, welche
sich gemeinsame Führungsschienen
teilen, was die Konstruktion von Antriebseinheiten zum Antreiben
der oberen Abdeckung und der Waferhalterungsvorrichtung vereinfacht,
und die Exaktheit von Antriebsoperationen verbessert.
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Eine
Stange, die mit der Waferhaltevorrichtung verbunden ist, erstreckt
sich durch ein Durchgangsloch, das in der oberen Abdeckung vorgesehen
ist, und ist mit der zweiten Hebevorrichtung verbunden, und ein
Spalt zwischen der oberen Abdeckung und der Stange ist durch eine
Dichtungsanordnung abgedichtet, welche die Form eines luftdichten, flexiblen,
ringförmigen
Rohres aufweist, und mit einem Gas gefüllt ist. Auf diese Weise kann
die Abdichtung des Spaltes zwischen der oberen Abdichtung und der
Stange, die mit der Waferhaltevorrichtung verbunden ist, verbessert
werden. Die erste Hebevorrichtung ist mit einem Anschlag versehen,
um die Aufwärtsbewegung
der Waferhaltevorrichtung relativ zur oberen Abdeckung zu begrenzen,
um zu verhindern, dass sich die Waferhaltevorrichtung über eine Obergrenze
hinaus bewegt, und mit der oberen Abdeckung zusammenstößt.
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Die
Waferhaltevorrichtung weist ein Paar unterer Halterungsteile auf,
zum Haltern mehrerer Wafer in einer vertikalen Position in geeigneten
Abständen,
und ein Paar oberer Halterungsteile, die neben einem Bereich oberhalb
der unteren Halterungsteile angeordnet sind, wobei jedes der unteren
Halterungsteile einen starren Kern und einen Halterungsblock aus
einem Kunstharz aufweist, das gegenüber verschiedenen Arten von
Reinigungsflüssigkeiten beständig ist,
jedes der unteren Halterungsteile mit Nuten mit einem im Wesentlichen
V-förmigen
Querschnitt versehen ist, um darin Wafer zu halten, und jedes der
oberen Halterungsteile mit Nuten mit einem im Wesentlichen Y-förmigen Querschnitt
versehen ist, um ein Kippen der Wafer zu verhindern. Daher kann
das Volumen der Halterungsteile, also der Waferhalterungsvorrichtung,
auf das kleinstmögliche Ausmaß verringert
werden. Daher muss der Reinigungstank nicht sehr groß sein,
und weist eine vorbestimmte Reinigungsflüssigkeits-Aufbewahrungskapazität auf, so
dass die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung eine kleine Konstruktion
aufweisen kann, und die Wafer stabil gehaltert werden können.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Aufsicht auf ein Reinigungssystem, das eine Reinigungs-
und Trocknungseinrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 ist
eine schematische Seitenansicht des Reinigungssystems von 1;
-
3 ist
eine schematische Perspektivansicht der Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform;
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4 ist
eine Schnittansicht der Reinigungs- und Trocknungseinrichtung von 3;
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5 ist
eine schematische Schnittansicht eines Hebemechanismus einer oberen
Abdeckung und eines Hebemechanismus einer Waferhaltevorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine schematische Schnittansicht, ähnlich 5, zur Erleichterung
der Erläuterung
des Betriebs des Hebemechanismus der oberen Abdeckung und des Hebemechanismus
der Waferhaltevorrichtung;
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7(a) ist eine perspektivische Schnittansicht einer
Dichtungsanordnung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7(b) ist eine vergrößerte Schnittansicht eines
wesentlichen Abschnitts der Dichtungsanordnung von 7(a);
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8(a) ist eine fragmentarische Teilansicht eines
wesentlichen Abschnitts der Waferhaltevorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8(b) ist eine Vorderansicht der Waferhaltevorrichtung
von 8(a) ;
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9(a) ist eine Schnittansicht der Vorderseite eines
unteren Halterungsteils, das in der Waferhaltevorrichtung von 8(a) vorgesehen ist;
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9(b) ist eine Seitenschnittansicht des unteren
Halterungsteils von 9(a);
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10(a) ist eine vergrößerte Schnittansicht, welche
Halterungsnuten zeigt, die in dem unteren Halterungsteil von 9(a) vorgesehen sind;
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10(b) ist eine vergrößerte Schnittansicht, welche
Kippverhinderungsnuten zeigt, die in einem oberen Halterungsteil
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind;
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11 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand bevor einer
Waferübertragung zeigt;
-
12 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand während einer
Waferübertragung zeigt;
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13 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem
Wafer in einem Reinigungstank angeordnet werden;
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14 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand während eines
Waferreinigungsprozesses zeigt;
-
15 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem
die Wafer in eine Trocknungskammer transportiert werden;
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16 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand während eines
Wafertrocknungsprozesses zeigt;
-
17 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand nach der Beendigung
des Wafertrocknungsprozesses zeigt;
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18 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand vor der Übertragung
getrockneter Wafer zeigt;
-
19 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand während der Übertragung
getrockneter Wafer zeigt;
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20 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem
die Wafer weg transportiert werden;
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21 ist
eine schematische Perspektivansicht einer Reinigungssystemanordnung,
die zum Verständnis
der vorliegenden Erfindung nützlich
ist;
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22 ist
eine vergrößerte, schematische Perspektivansicht
einer Transportvorrichtung;
-
23 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Operationen zum
Transportieren von Wafern von der Transportvorrichtung zur Waferhaltevorrichtung
und von Letzterer zu Ersterer;
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24 ist
eine Perspektivansicht der Waferhaltevorrichtung;
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25 ist
eine schematische Aufsicht, welche die Positionsbeziehung zwischen
einem ersten Halterungsteil und Kippverhinderungsteilen zeigt, und
ein zweites Halterungsteil in einem Zustand, in welchem die Transportvorrichtung
oberhalb eines Bearbeitungstanks angeordnet ist;
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26 ist
eine schematische Ansicht, die einen Zustand erläutert, in welchem Wafer zu
einer Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks transportiert werden;
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27 ist
eine schematische Ansicht, die einen Zustand erläutert, in welchem die Wafer
oberhalb des Bearbeitungstanks angeordnet sind;
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28 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs der Übertragung
der Wafer von der Transportvorrichtung zur Waferhaltevorrichtung;
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29 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs der Übertragung
von Wafern von der Transportvorrichtung auf die Waferhaltevorrichtung;
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30 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs zur Übertragung
der Wafer von der Transportvorrichtung auf die Waferhaltevorrichtung;
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31 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Zustands, in
welchem die Wafer in dem Bearbeitungstank angeordnet sind;
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32 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Zustands, in
welchem die Wafer auf eine Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks angehoben werden;
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33 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs zur Übertragung
der Wafer von der Waferhaltevorrichtung zu der Transportvorrichtung;
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34 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs der Übertragung
von Wafern von der Waferhaltevorrichtung auf die Transportvorrichtung;
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35 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs zur Übertragung
der Wafer von der Haltevorrichtung auf die Transportvorrichtung;
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36 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs zum
Transportieren der Wafer weg von der Übertragungsposition oberhalb des
Bearbeitungstanks; und
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37 ist
eine Ansicht, die einen Vorgang zum Übertragen der Wafer von einer
ersten Halterungsvorrichtung, die mehrere Halterungsteile aufweist,
und einer Kippverhinderungsanordnung erläutert, die aus mehreren Kippverhinderungsteilen
besteht, auf zwei der Halterungsteile, und von Letzterer zu Ersterer.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
Reinigungs- und Trocknungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird so beschrieben, dass sie bei einem
Halbleiterwaferreinigungssystem eingesetzt wird, unter Bezugnahme
auf die 1 bis 20.
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1 ist
eine schematische Aufsicht, die beispielhaft ein Reinigungssystem
zeigt, das eine Reinigungs- und Trocknungseinrichtung 18 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine
schematische Seitenansicht des Reinigungssystems von 1.
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Das
Reinigungssystem weist als Hauptbestandteile eine Transporteinheit 2 auf,
welche ein Transportgehäuse
C, welches Halbleiterwafer (Gegenstand) W (nachstehend einfach als "Wafer" bezeichnet) in einer
horizontalen Position transportiert, eine Reinigungseinheit 3,
welche Wafer W zum Reinigen mit Reinigungsflüssigkeiten bearbeitet, beispielsweise
Reinigungschemikalien, und die gereinigten Wafer W trocknet, und
eine Anschlusseinheit 4, die zwischen der Transporteinheit 2 und
der Reinigungseinheit 3 angeordnet ist, um die Übertragung der
Wafer W durchzuführen,
die Positionseinstellung der Wafer W, und die Umwandlung der Position
der Wafer W.
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Die
Transporteinheit 2 weist eine Aufnahmestation 5 und
eine Austragsstation 6 auf, die Seite an Seite auf einer
Seite des Reinigungssystems angeordnet sind. Gleittische 7 zum
Laden des Transportgehäuses
C in die Aufnahmestation 5 und zum Entladen von dieser
von der Austragsstation 6 sind an einem Eingang 5a der
Aufnahmestation 5 bzw. an einem Ausgang 6b der Austragsstation 6 angeordnet.
Gehäusehebevorrichtungen 8 (Gehäusetransportvorrichtungen)
sind in der Aufnahmestation 5 und in der Austragsstation 6 vorgesehen.
Transportgehäuse
C werden in der Aufnahmestation 5 und in der Austragsstation 6 durch
die Gehäusehebevorrichtungen 8 transportiert.
Wie in 2 gezeigt, werden leere Transportgehäuse C einer
Gehäusespeichereinheit 9 zugeführt, die
oberhalb der Transporteinheit 2 angeordnet ist, und werden
von der Transportgehäuse-Speichereinheit 9 durch
die Gehäusehebevorrichtung 8 empfangen.
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Der
Innenraum der Anschlusseinheit 4 ist durch eine Trennwand 4c in
eine erste Kammer 4a, die stetig in die Aufnahmestation 5 übergeht,
und eine zweite Kammer 4b unterteilt, die stetig in die Austragsstation 6 übergeht.
In der ersten Kammer 4a ist ein Waferhandhabungsarm 10 (Waferhandhabungsvorrichtung)
angeordnet, der mehrere Wafer W aus einem Transportgehäuse C herausnehmen kann,
und die Wafer W in Horizontalrichtung (X- und Y-Richtung) und Vertikalrichtung
(Z-Richtung) transportieren kann, und die Wafer W in negativer Richtung
drehen kann, eine Kerbenausrichtungsvorrichtung 11 (Positionsermittlungsvorrichtung)
zur Erfassung von Kerben, die in den Wafern W vorgesehen sind, eine
Intervalleinstellvorrichtung 12 zur Einstellung von Intervallen
zwischen den mehreren Wafern W, die aus einem Transportgehäuse C entnommen wurden,
und eine erste Positionswandlervorrichtung 13 (Positionswandlervorrichtung)
zur Einstellung der Wafer W, die horizontal ausgerichtet wurden,
in Vertikalrichtung.
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In
der zweiten Kammer 4b sind ein Waferübertragungsarm 14 (Wafertransportvorrichtung)
zur Aufnahme mehrerer, bearbeiteter Wafer W in Vertikalposition
von der Reinigungseinheit 3 und zum Transportieren der
bearbeiteten Wafer W, eine zweite Positionswandlervorrichtung 13A (Positionswandlervorrichtung)
zum Einstellen der Wafer W, die in vertikaler Ausrichtung angeordnet
wurden, und von dem Waferübertragungsarm 14 empfangen
wurden, in horizontaler Ausrichtung, und ein Waferspeicherarm 15 (Waferspeichervorrichtung)
zur Aufnahme der mehreren Wafer W vorgesehen, die in horizontaler
Ausrichtung durch die zweite Positionsänderungsvorrichtung 13A angeordnet
wurden, und zum Einsetzen der Wafer W in ein leeres Transportgehäuse C, welches die
Wafer W in Horizontalrichtung (X- und Y-Richtung) und in Vertikalrichtung
(Z-Richtung) bewegen kann, und die Wafer in negativer Richtung drehen kann.
Die zweite Kammer 4b ist abgedichtet, und Luft in der zweiten
Kammer 4b ist durch ein Inertgas ausgetauscht, beispielsweise
Stickstoffgas (N2-Gas), das von einer Inertgasversorgungseinheit
geliefert wird, die nicht gezeigt ist.
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Die
Reinigungseinheit 3 weist eine erste Bearbeitungseinheit
16 zum Entfernen von Teilchen und organischen Verunreinigungen von
den Wafern W auf, eine zweite Bearbeitungseinheit 17 zum
Entfernen metallischer Verunreinigungen von den Wafern W, die Reinigungs-
und Trocknungseinheit 18 gemäß der vorliegenden Erfindung,
und eine Spannvorrichtungsreinigungseinheit 19, die in
einer Reihe angeordnet sind. Ein Wafertransportarm 21 (Transportvorrichtung)
ist zur Bewegung entlang einem Transportweg angeordnet, der sich
entlang den Einheiten 16 bis 19 erstreckt. Der
Wafertransportarm 21 kann sich in Horizontalrichtungen
(X- und Y-Richtung) und in Vertikalrichtung (Z-Richtung) bewegen,
und sich in negativer Richtung drehen. Der Wafertransportarm 21 kann
durch eine Transportvorrichtung 110 ersetzt werden, die
nachstehend erläutert
wird.
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Wie
aus den 3 bis 5 hervorgeht, weist
die Reinigungs- und
Trocknungseinheit 18 als Hauptbestandteile einen Reinigungstank 22 auf,
der eine Reinigungsflüssigkeit
(eine Chemikalienflüssigkeit,
beispielsweise Salzsäure
oder reines Wasser) aufweist, einen Trocknungsbehälter 23,
der oberhalb des Reinigungstanks 22 angeordnet ist, und
ein Waferschiffchen 24 (Objekthaltevorrichtung), welches die
mehreren Wafer W haltert, beispielsweise fünfzig Wafer W, und die Wafer
W in den Reinigungstank 22 und den Trocknungsbehälter 23 transportiert.
Die Wafer W werden in die Reinigungsflüssigkeit in dem Reinigungstank 22 eingetaucht.
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Der
Reinigungstank 22 weist einen inneren Tank 22a auf,
der aus Quarz oder Polypropylen besteht, und einen äußeren Tank 22b,
der einen oberen Abschnitt des inneren Tanks 22a so umgibt,
dass die Reinigungsflüssigkeit
aufgenommen wird, die in dem inneren Tank 22a hineinfließt. Reinigungsflüssigkeits-Sprühdüsen 25 zum
Besprühen
der Wafer W, die in dem Reinigungstank 22 angeordnet sind,
mit der Reinigungsflüssigkeit
sind in der Nähe
der entgegengesetzten Seitenwände
des inneren Tanks 22a angeordnet. Eine Chemikalienflüssigkeitsversorgungsquelle,
nicht gezeigt, und eine Versorgungsquelle für reines Wasser, nicht gezeigt,
sind über
ein Auswahlventil, nicht dargestellt, an die Reinigungsflüssigkeits-Sprühdüsen 25 angeschlossen.
Das Auswahlventil wird so gesteuert, dass es eine flüssige Chemikalie
oder reines Wasser über
die Reinigungsflüssigkeits-Sprühdüsen 25 dem
Reinigungstank 22 zuführt.
Der innere Tank 22a ist an seiner unteren Wand mit einer
Ablassöffnung
versehen, und es ist ein Ablassrohr 26 über ein Ablassventil 27a mit der
Ablassöffnung
verbunden. Ein Ablasskasten 28 ist so angeordnet, dass
er den äußeren Tank 22b umgibt,
und ein Ablassrohr 29 ist über ein Ablassventil 29a mit
dem Ablasskasten 28 verbunden.
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Der
Reinigungstank 22 und der Ablasskasten 28, die
wie voranstehend geschildert ausgebildet sind, sind in einem Kasten 30 angeordnet,
der einen Boden aufweist. Das Innere des Kastens 30 ist
durch eine horizontale Trennplatte 31 in eine obere Kammer 32a,
welche den Reinigungstank 22 enthält, und eine untere Kammer 32b aufgeteilt,
welche die Ablassrohre 26 und 27 aufweist, die
mit dem inneren Tank 22a bzw. dem äußeren Tank 22b verbunden sind,
und das Auslassrohr 29. Die Trennplatte 31 verhindert,
dass die Atmosphäre
der unteren Kammer 32b und die ausgesprühte Substanz in die obere Kammer 32a eindringen,
damit die obere Kammer 32a sauber bleibt. Ein Auslassfenster 33 ist
in einer Seitenwand vorgesehen, welche die obere Kammer 32a festlegt,
Auslassfenster 34 sind in einem oberen Abschnitt einer
Seitenwand vorgesehen, welche die untere Kammer 32b festlegt,
und eine Auslassöffnung 35 ist
in einem unteren Abschnitt der Seitenwand vorgesehen.
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Der
Trocknungsbehälter 23 weist
eine feste Basis 37 auf, die mit einer Öffnung versehen ist, die mit
der Öffnung 22c des
Reinigungstanks 22 in Verbindung steht, einen Verschluss 36,
der zwischen der Öffnung
der festen Basis 37 und der Öffnung 22c des Reinigungstanks 22 angeordnet
ist, eine obere Abdeckung 39 (anhebbare, obere Abdeckung),
die eng mit der festen Basis 37 verbunden werden kann,
und einen O-Ring 38, als ein Dichtungsteil, das zwischen der
festen Basis 37 und der oberen Abdeckung 39 angeordnet
ist. Das feste Teil 37 kann eine erhebliche Höhe aufweisen,
und die obere Abdeckung 39 kann eine geringe Höhe aufweisen.
Die obere Abdeckung 39 besteht aus Quarz und weist einen
Querschnitt mit einer Form auf, die im Wesentlichen dem umgekehrten
Buchstaben U gleicht. Die erste Basis 37 ist aus Quarz
hergestellt. Der Zustand von Wafern W, die in dem Trocknungsbehälter 23 angeordnet
sind, kann daher sichtbar wahrgenommen werden. Eine Trocknungsgaszufuhrvorrichtung 40 ist
in der festen Basis 37 des Trocknungsbehälters 23 angeordnet,
um ein Trocknungsgas, also den Dampf eines Lösungsmittels, beispielsweise
Isopropylalkohol, nach oben auszuspritzen, und es ist eine Trocknungsgasauslassöffnung 41 in
der Seitenwand der festen Basis 37 vorgesehen. Ein Isopropylalkohol-Gasgenerator, nicht gezeigt,
und eine Trocknungsgas-Transportgas-Heizvorrichtung,
nicht gezeigt, zum Erwärmen eines
Gases für
die zwangsweise Zufuhr des Trocknungsgases, beispielsweise von N2-Gas, sind an die Trocknungsgas-Versorgungsvorrichtung 40 angeschlossen.
Eine Auslassvorrichtung, nicht gezeigt, ist an die Auslassöffnung 41 angeschlossen.
Die Trocknungsgas-Versorgungsvorrichtung 40 und die Auslassöffnung 41 sind
so angeordnet, dass das Trocknungsgas 41 nach oben entlang
den inneren Oberflächen
der Seitenwände
der oberen Abdeckung 39 fließt, nach unten durch den zentralen
Bereich des Raums fließt,
der durch die obere Abdeckung 39 festgelegt wird, und durch
die Auslassöffnung 41 abgegeben
wird, wie durch die Pfeile in 4 angedeutet ist.
Daher umschließt
das Trocknungsgas Wafer W gleichmäßig, die in dem Trocknungsbehälter 23 angeordnet
sind, kondensiert über
den Oberflächen
der Wafer W, um die Wafer W gleichmäßig durch den Austauscheffekt
des kondensierenden Trocknungsgases zu trocknen.
-
Heizleuchten 42 (Heizelemente)
sind außerhalb
der entgegengesetzten Seitenwände
der oberen Abdeckung 39 angeordnet, und reflektierende
Platten 43 sind hinter den Heizleuchten 42 angeordnet. Das
Innere des Trocknungsbehälters 23 wird
direkt durch Wärmestrahlung
bestrahlt, die von den Heizleuchten 42 ausgesandt wird,
sowie Wärmestrahlung,
die von den Heizleuchten 42 ausgesandt und durch die reflektierenden
Platten 43 reflektiert wird, um das Innere des Trocknungsbehälters 23 zu
erwärmen,
so dass das Trocknen der Wafer W gefördert wird, die in dem Trocknungsbehälter 23 angeordnet sind.
-
Die
obere Abdeckung 39 kann in enge Berührung mit der festen Basis 37 versetzt
werden, und von der festen Basis 37 nach oben abgehoben
werden, durch einen ersten Hebemechanismus 44. Wie in den 4 und 6 gezeigt,
ist der erste Hebemechanismus 44 ein Kugelumlaufspindelmechanismus,
der eine Schraubenwelle 47 aufweist, die durch einen Motor 46 zur
Drehung angetrieben wird, einen Gewindeblock 48, der mit
der Schraubenwelle 47 durch Kugeln verbunden ist, und ein
erstes Verbindungsteil, das an dem Gewindeblock 48 befestigt
ist. Zwei Gleitblöcke 49,
die gleitbeweglich durch zwei Führungsschienen 50 parallel
zur Schraubenwelle 47 geführt werden, sind an dem ersten
Verbindungsteil befestigt, das an dem Gewindeblock 48 befestigt
ist. Der erste Hebemechanismus 44 ist mit der oberen Abdeckung 39 durch
eine Stütze 51 so
verbunden, dass die obere Abdeckung 39 in Vertikalrichtung
bewegt wird.
-
Ein
zweiter Hebemechanismus 45 bewegt das Waferschiffchen 24 in
Vertikalrichtung in dem Reinigungstank 42 und dem Trocknungsbehälter 23. Der
zweite Hebemechanismus 45 weist eine Schraubenwelle 47A auf,
die parallel zur Schraubenwelle 47 des ersten Hebemechanismus 44 verläuft, und
zur Drehung durch einen Motor 46A angetrieben wird, einen
Gewindeblock 48A, der mit der Schraubenwelle 47A durch
Kugeln verbunden ist, und ein zweites Verbindungsteil, das an dem
Gewindeblock 48A befestigt ist. Zwei Gleitblöcke 49A,
die gleitbeweglich durch die beiden Führungsschienen 50 geführt werden,
sind an dem zweiten Verbindungsteil befestigt, das an dem Gewindeblock 48A befestigt
ist. Der zweite Hebemechanismus 45 ist mit einer Stange 24a verbunden,
die an dem Waferschiffchen 24 durch eine Stütze 51A angebracht
ist, um das Waferschiffchen 24 in Vertikalrichtung zu bewegen.
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Der
erste Hebemechanismus 44 hebt die obere Abdeckung 39 an,
um einen Waferhandhabungsraum oberhalb der Öffnung 22c des Reinigungstanks 22 auszubilden.
Wafer W werden seitlich in den Waferhandhabungsraum durch den Wafertransportarm 21 transportiert,
und dann wird das Waferschiffchen 24 durch den zweiten
Hebemechanismus 45 angehoben, um die Wafer W von dem Wafertransportarm 21 zum
Waferschiffchen 24 zu transportieren (6).
Beim Transport der Wafer W von dem Wafertransportarm 21 zum
Waferschiffchen 24 ist der Wafertransportarm 21 an
einer Seite des Raums zwischen der festen Basis 37 und
der oberen Abdeckung 39 angeordnet, also an einer Seite
eines Raums unter der oberen Abdeckung 39.
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Kugelumlaufspindelmechanismen
werden als der erste Hebemechanismus 44 und der zweite Hebemechanismus 45 eingesetzt,
und die Gleitblöcke 49 und 49A teilen
sich die gemeinsamen Führungsschienen 50.
Daher ist der Antriebsmechanismus vereinfacht ausgebildet, und können die
obere Abdeckung 39 und das Waferschiffchen 24 in
Vertikalrichtung mit hoher Genauigkeit bewegt werden.
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Die
obere Abdeckung 39 ist mit einem Durchgangsloch 39a in
einem Abschnitt an einer Seite auf ihrer Oberseite versehen, die
Stange 24a, die an dem Waferschiffchen 24 angebracht
ist, erstreckt sich gleitbeweglich durch das Durchgangsloch 39a, und
ein Spalt zwischen dem Umfang des Durchgangsloches 39a und
der Stange 24a ist hermetisch durch eine Dichtungsanordnung 52 abgedichtet.
Wie in den 7(a) und 7(b) gezeigt,
wird die Dichtungsanordnung 52 dadurch ausgebildet, dass
ein Gas 52b, beispielsweise Luft, in einem luftdichten, flexiblen,
ringförmigen
Rohr 52a abgedichtet ist. Das ringförmige Rohr 52a wird
durch das abgedichtet in ihm enthaltene Gas 52b aufgeweitet,
so dass der Spalt zwischen dem Umfang des Durchgangslochs 39a und
der Stange 24a abgedichtet werden kann.
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Wie
in den 5 und 6 gezeigt, ist das erste Verbindungsteil,
welches den Gewindeblock 48 und die Gleitblöcke 49 des
ersten Hebemechanismus 44 verbindet, mit einem Anschlag 53 versehen, um
die Aufwärtsbewegung
des zweiten Verbindungsteils zu begrenzen, das den Gewindeblock 48A und die
Gleitblöcke 49A des
zweiten Hebemechanismus 45 verbindet, in Bezug auf das
erste Verbindungsteil. Da die Aufwärtsbewegung des Gewindeblocks 48A des
zweiten Hebemechanismus relativ zum Gewindeblock 48 des
ersten Hebemechanismus 44 durch den Anschlag 53 begrenzt
wird, kann ein versehentlicher Zusammenstoß des Waferschiffchens 24 mit der
oberen Abdeckung 39 verhindert werden.
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Wie
in den 8(a) und 8(b) gezeigt, weist
das Waferschiffchen 24 ein Paar unterer Halterungsteile
auf, um darauf die mehreren Wafer W, beispielsweise fünfzig Wafer
W, in einer vertikalen Position zu haltern, sowie ein Paar oberer
Halterungsteile 55, die sich schräg nach oben weg voneinander
von den unteren Halterungsteilen 54 aus erstrecken. Die unteren
Halterungsteile 54 und die oberen Halterungsteile 55 erstrecken
sich zwischen einer Halterungsplatte, nicht gezeigt, die mit der
Stange 24a verbunden ist, und Verbindungsplatten 56.
Wie in den 9(a) und 9(b) gezeigt,
weist jedes der unteren Halterungsteile 54 ein starres
Kernrohr 57a auf, beispielsweise ein Edelstahlrohr, und
einen Halterungsblock 57b, der aus Kunstharz besteht, beispielsweise
aus Polyetheretherketon (PEEK), das gegen verschiedene Arten von Reinigungsflüssigkeiten
beständig
ist, beispielsweise eine flüssige
Chemikalie und reines Wasser, eine Waferhalterungsoberfläche aufweist,
die mit Halterungsnuten 58 mit im Wesentlichen V-förmigem Querschnitt
versehen ist, und die in geeigneten Abständen angeordnet sind, wie in
den 9(b) und 10(a) gezeigt,
und auf das Kernrohr 57a aufgesetzt ist, um so das Kernrohr 57a vollständig abzudecken.
Jedes der oberen Halterungsteile 55 besteht aus einem Kunstharz,
beispielsweise PEEK, und ist in seiner oberen Oberfläche mit
im Wesentlichen V-förmigen
Kippverhinderungsnuten 59 versehen, die jeweils einen breiten, V-förmigen Querschnitt 59a und
einen engen, V-förmigen
Querschnitt 59b aufweisen, und in geeigneten Abständen angeordnet
sind.
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Jedes
untere Halterungsteil 54 wird durch Zusammenbau des starren
Kernrohrs 57a aus Edelstahl gebildet, und der Halterungsblock 57b aus PEEK
weist ausreichende Festigkeit auf, und das Volumen des unteren Halterungsteils 54 kann
auf das geringstmögliche
Ausmaß verringert
werden, so dass das Volumen der Reinigungsflüssigkeit, die in dem Reinigungstank 22 aufbewahrt
wird, entsprechend vergrößert werden
kann. Daher kann der Reinigungstank 22 mit geringem Volumen
ausgebildet werden. Wafer W mit großem Durchmesser, beispielsweise 12 Zoll,
können
stabil dadurch gehaltert werden, dass die Wafer W in den Halterungsnuten 58 gehaltert
werden, die in den unteren Halterungsteilen 54 vorgesehen
sind, und in passenden unteren Abschnitten des Umfangsabschnitts
jedes Wafers W etwas unterhalb des Niveaus des Zentrums der Wafer W
in den Kippverhinderungsnuten 59 der oberen Halterungsteile 55.
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Der
Betriebsablauf der Reinigungs- und Trocknungseinheit 18 gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 11 bis 20 beschrieben.
Der Betriebsablauf der Reinigungs- und Trocknungseinheit 18 wird
durch eine nicht dargestellte Steuerung gesteuert.
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Der
Verschluss 36 zum Schließen der Öffnung 22c des Reinigungstanks 22 wird
geschlossen, und der erste Hebemechanismus 44 wird so angetrieben,
dass die obere Abdeckung 39 angehoben wird, so dass ein
Raum über
dem Reinigungstank 22 entsteht. Der Wafertransportarm 21,
der die Wafer W haltert, bewegt sich seitlich, um die Wafer W in
den Raum zu transportieren, wie in 11 gezeigt
ist. Dann wird der zweite Hebemechanismus 45 angetrieben,
um das Waferschiffchen 24 anzuheben, und werden die Wafer
W von dem Wafertransportarm 21 auf das Waferschiffchen 24 übertragen,
wie in 12 gezeigt ist. Der Verschluss 36 wird
geöffnet,
nachdem der Wafertransportarm 21 zurückgezogen wurde, und der zweite
Hebemechanismus 45 wird so angetrieben, dass das Waferschiffchen 24 abgesenkt wird,
welches die Wafer W haltert, in den Reinigungstank 22,
wie in 13 gezeigt ist. Der erste Hebemechanismus 44 wird
so angetrieben, dass die obere Abdeckung 39 abgesenkt wird,
so dass die obere Abdeckung 39 eng mit der festen Basis 37 verbunden ist.
Der Verschluss 36 kann beim Start geöffnet werden.
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Eine
flüssige
Chemikalie, beispielsweise Salzsäure,
wird durch die Reinigungsflüssigkeits-Sprühdüsen 25 ausgesprüht, um die
Wafer W zu reinigen. Die flüssige
Chemikalie kann vorher in dem Bearbeitungstank 22 aufbewahrt
werden. Dann wird reines Wasser durch die Reinigungsflüssigkeits-Sprühdüsen 25 in
den Reinigungstank 22 zugeführt, zum Spülen, damit die flüssige Chemikalie,
welche die Oberflächen
der Wafer W benetzt, durch reines Wasser ersetzt wird (14).
Nachdem die Wafer W gereinigt wurden, wird der zweite Hebemechanismus 45 angetrieben,
um das Waferschiffchen 24 in die Trocknungskammer des Trocknungsbehälters 23 anzuheben,
wie in 15 gezeigt ist, und dann wird
der Verschluss 36 geschlossen, um den Trocknungsbehälter 23 von
dem Reinigungstank 22 zu trennen, und die Trocknungskammer
gegenüber
der Atmosphäre
zu isolieren. Der Verschluss 36 kann während der Bearbeitung der Wafer
W in dem Reinigungstank 22 geschlossen gehalten werden.
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Dann
wird ein Trocknungsgas, beispielsweise eine Gasmischung aus Isopropylalkohol-Gas
und N2-Gas, in den Trocknungsbehälter 23 durch
die Trocknungsgas-Versorgungsvorrichtung 40 eingegeben,
um eine Isopropylalkohol-Atmosphäre
in der Trocknungskammer des Trocknungsbehälters 23 auszubilden.
Wie in 16 gezeigt, umgibt das Trocknungsgas
die Wafer W, um sie zu trocknen. Während dieses Trocknungsvorgangs
wird ein Teil des Trocknungsgases durch die Auslassöffnung 41 abgegeben.
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Nachdem
Wasser, welches die Wafer W benetzt hat, durch Isopropylalkohol
ersetzt wurde, oder nachdem der Trocknungsvorgang fertig gestellt
wurden, und Isopropylalkohol aus der Trocknungskammer des Trocknungsbehälters 23 herausgespült wurde,
durch Zufuhr von N2-Gas durch die Trocknungsgas-Versorgungsvorrichtung 40 in
den Trocknungsbehälter 23,
wird der erste Hebemechanismus 44 angetrieben, um die obere
Abdeckung 39 anzuheben, so dass ein Raum zwischen der oberen
Abdeckung 39 und dem Reinigungstank 22 entsteht,
wie in 17 gezeigt ist. Dann wird der
Wafertransportarm 21 zur Seite bewegt, zu einer Position
unterhalb des Waferschiffchens 24 (18), und
wird der zweite Hebemechanismus 45 angetrieben, um das
Waferschiffchen 24 abzusenken, so dass die Wafer W von dem
Waferschiffchen 24' auf
den Wafertransportarm 21 übertragen werden, wie in 19 gezeigt
ist. Dann wird der Wafertransportarm 21 weg von der Übertragungsposition
oberhalb des Reinigungstanks 22 bewegt, um die Wafer W
zum nächsten
Prozess zu transportieren (20).
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Der
Wafertransportarm 21 kann seitlich in den Raum bewegt werden,
der über
dem Reinigungstank 22 ausgebildet wird, durch Anheben der oberen
Abdeckung 39, um die Wafer W von dem Wafertransportarm 21 auf
das Waferschiffchen 24 zu übertragen, und von Letzterem
zu Ersterem. Daher kann die Reinigungs- und Trocknungseinheit 18 mit geringerer
Höhe ausgebildet
werden als bei einer entsprechenden, herkömmlichen Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
des gleichen Typs, bei welcher Wafer W von oberhalb einer Trocknungskammer
in die Trocknungskammer bewegt werden, und nach oben aus der Trocknungskammer
bewegt werden, so dass die Reinigungs- und Trocknungseinheit 18 mit
relativ geringen Abmessungen ausgebildet werden kann. Da der Wafertransportarm 21 sich
nur eine relativ kurze Entfernung bewegen muss, kann die Zeit verringert
werden, welche der Wafertransportarm 21 benötigt, sich
zum Transport von Wafern zu bewegen, so dass die Durchsatzrate der
Reinigungs- und Trocknungseinheit 18 verbessert werden kann.
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Obwohl
die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform
so beschrieben wurde, dass sie bei der Reinigungs- und Trocknungseinheit
eines Halbleiter-Waferreinigungssystems
eingesetzt wird, ist selbstverständlich
die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung bei Bearbeitungssystemen über das
Halbleiter-Waferreinigungssystem
hinaus einsetzbar, und zum Reinigen von anderen Platten als Halbleiterwafern
einsetzbar, beispielsweise von Glassubstraten für LCDs.
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Wie
aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, weist die Reinigungs-
und Trocknungseinrichtung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die folgenden, hervorragenden Auswirkungen auf.
- 1) Die Reinigungskammer wird durch die feste Basis,
die so an dem Reinigungstank befestigt ist, dass sie mit der Öffnung des
Reinigungstanks in Verbindung steht, und die obere Abdeckung festgelegt,
die eng mit der festen Basis verbunden ist, und die obere Abdeckung
kann in Vertikalrichtung bewegt werden, um einen Raum zur Verfügung zu stellen,
durch welchen der Wafer in den Reinigungstank eingeführt wird,
durch Anheben der oberen Abdeckung. Daher können Wafer von der Wafertransportvorrichtung,
die sich in Querrichtung bewegt, in den Raum zur Waferhaltevorrichtung übertragen
werden, und von Letzterer zu Ersterer. Daher kann die Reinigungs-
und Trocknungseinrichtung eine Konstruktion mit geringen Abmessungen
aufweisen, und kann die Durchsatzrate verbessert werden.
- 2) Das Volumen der Trocknungskammer kann auf das geringstmögliche Ausmaß verringert
werden, da die obere Abdeckung aus Quarz in Form eines Querschnitts
besteht, welcher dem umgekehrten Buchstaben U ähnelt. Daher kann die Reinigungs- und
Trocknungseinrichtung mit noch weiter verringerten Abmessungen ausgebildet
werden, tritt keine Ablagerung und Auflösung metallischer Verunreinigungen
auf, kann das Entstehen von Teilchen unterdrückt werden, und kann die Ausbeute verbessert
werden. Wenn die feste Basis und der Reinigungstank, zusätzlich zur
oberen Abdeckung, aus Quarz bestehen, kann das Entstehen von Teilchen
weiter wirksam unterdrückt
werden, und kann die Ausbeute verbessert werden.
- 3) Heizleuchten (Heizelemente) sind außerhalb der entgegengesetzten
Seitenwände
der oberen Abdeckung angeordnet, und reflektierende Platten sind
hinter den Heizleuchten angeordnet. Das Innere des Trocknungsbehälters wird
direkt durch Wärmestrahlung
bestrahlt, die von den Heizleuchten ausgesandt wird, sowie durch
Wärmestrahlung,
die von den Heizleuchten ausgesandt wird, und durch die reflektierenden
Platten reflektiert wird, um das Innere des Trocknungsbehälters zu erwärmen, so
dass das Trocknen der in dem Trocknungsbehälter angeordneten Wafer W gefördert wird.
- 4) Die Trocknungsgas-Versorgungsvorrichtung zum Zuführen eines
Trocknungsgases in die Trocknungskammer ist in der Trocknungskammer angeordnet.
Daher können
die Wafer perfekt und schnell dadurch getrocknet werden, dass ein Trocknungsgas
die Wafer gleichmäßig umgibt.
- 5) Die erste Hebevorrichtung zur vertikalen Bewegung der oberen
Abdeckung, und die zweite Hebevorrichtung zur vertikalen Bewegung
der Waferhalterungsvorrichtung sind Kugelumlaufspindelmechanismen,
die sich gemeinsame Führungsschienen
teilen. Daher wird die Konstruktion von Antriebseinheiten zum Antrieb
der oberen Abdeckung und der Halterungsvorrichtung vereinfacht,
und wird die Genauigkeit von Antriebsoperationen verbessert.
- 6) Die Stange, die mit der Waferhaltevorrichtung verbunden ist,
erstreckt sich durch das Durchgangsloch, das in der oberen Abdeckung
vorgesehen ist, und ist mit der zweiten Hebevorrichtung verbunden,
und der Spalt zwischen der oberen Abdeckung und der Stange wird
durch die Dichtungsanordnung abgedichtet, welche die Form eines
luftdichten, flexiblen, ringförmigen
Rohrs hat, und mit einem Gas gefüllt
ist. Daher kann die Abdichtung des Spaltes zwischen der oberen Abdeckung und
der mit der Waferhaltevorrichtung verbundenen Stange verbessert
werden.
- 7) Die erste Hebevorrichtung ist mit einem Anschlag versehen,
um die Aufwärtsbewegung
der Waferhaltevorrichtung in Bezug auf die obere Abdeckung zu begrenzen,
um zu verhindern, dass sich die Waferhaltevorrichtung über eine
Obergrenze hinaus bewegt, und gegen die obere Abdeckung anstößt. Daher
werden die Sicherheit und die Verlässlichkeit der Reinigungs-
und Trocknungseinrichtung verbessert.
- 8) Die Waferhaltevorrichtung weist ein Paar unterer Halterungsteile
auf, um die mehreren Wafer in einer vertikalen Position in geeigneten
Abständen zu
haltern, und ein Paar oberer Halterungsteile, die neben einem Bereich
oberhalb der unteren Halterungsteile angeordnet sind, jedes der
unteren Halterungsteile weist den starren Kern und einen Halterungsblock
aus einem Kunstharz auf, das gegenüber verschiedenen Arten von
Reinigungsflüssigkeiten
beständig
ist, jedes der unteren Halterungsteile ist mit Nuten mit im Wesentlichen
V-förmigem
Querschnitt versehen, um darin Wafer zu haltern, und jedes der oberen
Halterungsteile ist mit Nuten mit im Wesentlichen Y-förmigem Querschnitt
versehen, um ein Kippen der Wafer zu verhindern. Daher kann das
Volumen der Halterungsteile, also der Waferhaltevorrichtung, auf
das geringstmögliche
Ausmaß verringert werden.
Daher muss der Reinigungstank nicht sehr groß sein, und weist eine vorbestimmte
Reinigungsflüssigkeitsaufbewahrungskapazität auf, kann
die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung als kleine Konstruktion
ausgebildet sein, und können
Wafer stabil gehaltert werden.
-
Eine
Reinigungssystemanordnung, die für das
Verständnis
der vorliegenden Erfindung nützlich ist,
wird unter Bezugnahme auf die 21 und 35 beschrieben.
Das in 21 gezeigte Reinigungssystem 101 weist
eine Waferhandhabungseinheit 102 auf, welche ein Transportgehäuse C empfängt, welches
Wafer (Objekte) W in einer horizontalen Position enthält, gereinigte
Wafer W in das Transportgehäuse
C einsetzt, und das Transportgehäuse C
herausschickt, welches die gereinigten Wafer W enthält, und
eine Reinigungseinheit 103, welche mehrere Wafer W, beispielsweise
fünfzig
Wafer W, reinigt und trocknet, entsprechend der Kapazität von zwei
Transportgehäusen
C, in einem portionsweise arbeitenden Bearbeitungssystem.
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Die
Waferhandhabungseinheit 102 weist einen Tisch 104 auf,
auf welchem ein Transportgehäuse
C angebracht ist, das beispielsweise fünfundzwanzig Wafer W in einer
horizontalen Position enthält.
Die Waferhandhabungseinheit 102 weist eine Waferhandhabungsarmvorrichtung 105 auf,
eine Führungsvorrichtung 106,
eine Positionsumwandlungsvorrichtung 107, und eine Haltevorrichtung 108, um
einen Wafer W aus dem Transportgehäuse C zu entnehmen, das auf
dem Tisch 104 angebracht ist, um den Wafer W in einer vertikalen
Position zur Reinigungseinheit 103 zu übertragen, um den gereinigten
Wafer W zu empfangen, und den gereinigten Wafer W in einer horizontalen
Position in dem Transportgehäuse
C aufzubewahren.
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Die
Waferhandhabungsarmvorrichtung 105 transportiert einen
Wafer von dem Transportgehäuse C
zu einer ersten Position a, und von der ersten Position a zum Transportgehäuse C. Die
Führungsvorrichtung 106 richtet
einen Wafer W aus. Die Positionsumwandlungsvorrichtung 107 wandelt
einen Wafer W von einer horizontalen Position zu einer vertikalen
Position um, während
der Wafer W von der ersten Position a zu einer zweiten Position
b transportiert wird, und wandelt einen Wafer W von einer vertikalen Position
zu einer horizontalen Position um, während der Wafer W von der zweiten
Position b zur ersten Position a transportiert wird. Die Haltevorrichtung 108 transportiert
einen Wafer W, der in einer vertikalen Position gehaltert wird,
von der zweiten Position b zu einer dritten Position c, und von
der dritten Position c zu der zweiten Position b.
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Wenn
ein Wafer W in einer vertikalen Position von der Waferhandhabungseinheit 102 zur
Reinigungseinheit 103 transportiert wird, entnimmt zuerst die
waferhandhabungsarmvorrichtung 105 einen Wafer W aus einem
Transportgehäuse
C, transportiert den Wafer W in einer horizontalen Position zur
ersten Position a, und überträgt den Wafer
W an die Führungsvorrichtung 106.
Die Führungsvorrichtung 106 richtet
den Wafer W aus, und dann überträgt die Führungsvorrichtung 106 den
Wafer W an die Positionsumwandlungsvorrichtung 107 an der
ersten Position a. Die Positionsumwandlungsvorrichtung 107 wandelt
den Wafer W von einer horizontalen Position zu einer vertikalen
Position um, während
der Wafer W zur zweiten Position b transportiert wird. Die Positionsumwandlungsvorrichtung 107 überträgt den Wafer
W an die Haltevorrichtung 108 an der zweiten Position b,
und die Haltevorrichtung 108 transportiert den Wafer W
in einer vertikalen Position zur dritten Position c. Dann wird der
Wafer W durch eine Transportvorrichtung 110 transportiert,
die später
beschrieben wird, von der dritten Position c zur Reinigungseinheit 103.
Nachdem der Wafer W gereinigt wurde, wird die voranstehend geschilderte
Wafertransportprozedur umgekehrt, um den Wafer W in einer horizontalen
Position in das Transportgehäuse
C einzusetzen.
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Die
Transportvorrichtung 110 ist auf der Vorderseite (der unteren
Seite in 21) der Reinigungseinheit 103 angeordnet,
damit sie in Längsrichtung
entlang dem Reinigungssystem 101 gleitet.
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Die
Transportvorrichtung 110 ist mit einem ersten Halterungsteil 111 versehen,
und mit Kippverhinderungsteilen 112a und 112b.
Die Transportvorrichtung haltert mehrere Wafer W entsprechend der Kapazität von zwei
Transportgehäusen
C, beispielsweise fünfzig
Wafer W, auf dem ersten Halterungsteil 111, und hält die Wafer
W in einer vertikalen Position durch die Kippverhinderungsteile 112a und 112b.
Daher werden die mehreren Wafer W als ein Posten von der Waferhandhabungseinheit 102 zur
Reinigungseinheit 103 transportiert.
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In
der Reinigungseinheit 103 sind von links nach rechts, in
der Darstellung von 21, ein Halterungsteilreinigungs- und Trocknungstank 120 zum Reinigen
und Trocknen des ersten Halterungsteils 111 und der Kippverhinderungsteile 112a und 112b der
Transportvorrichtung 110, Bearbeitungstanks 121, 122 und 123 zum
Reinigen von Wafern W mit Reinigungsflüssigkeiten und zum Spülen von
Wafern W mit reinem Wasser, und ein Trocknungstank 124 zum
Trocknen von Wafern W vorgesehen, die in den Reinigungstanks 121 bis 123 gereinigt
wurden, unter Verwendung beispielsweise von Isopropylalkoholdampf.
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Die
Anordnung und die Kombination der Bearbeitungstanks kann wahlweise
und selektiv in Abhängigkeit
von Prozessen festgelegt werden, welchen Wafer W ausgesetzt sollen,
und der Art der Reinigung. So können
beispielsweise einige der voranstehend geschilderten Bearbeitungstanks
weggelassen werden, oder es kann die Reinigungseinheit 103 mit
einigen zusätzlichen
Bearbeitungstanks versehen sein.
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Wie
in 22 gezeigt, weist die Transportvorrichtung 110,
welche fünfzig
Wafer W haltern kann, das erste Halterungsteil 111 auf,
um fünfzig Wafer
W an unteren Abschnitten ihrer Umfangsabschnitte zu haltern, und
die Kippverhinderungsteile 112a und 112b, die
auf den entgegengesetzten Seiten des ersten Halterungsteils 111 angeordnet
sind.
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Kurbelwellen 130a und 130b sind
an die Basisenden der Kippverhinderungsteile 112a bzw. 112b angeschlossen.
Die Kurbelwellen 130a und 130b werden durch einen
nicht dargestellten Drehmechanismus gedreht, der einen eingebauten
Motor aufweist, der in einer Basiseinheit 131 enthalten
ist. Die Kippverhinderungsteile 112a und 112b werden gleichzeitig
durch den Drehmechanismus zueinander hin zu oberen Positionen entsprechend
den Umfängen
von Wafern W bzw. weg voneinander zu unteren Positionen getrennt
von den Umfängen
der Wafer W gedreht. In 22 befinden
sich die Kippverhinderungsteile 112a und 112b,
die mit durchgezogenen Linien dargestellt sind, in einem Zustand,
nachdem die Kippverhinderungsteile 112a und 112b in
die oberen Positionen gedreht wurden, und in Berührung mit diametral entgegengesetzten
Seitenabschnitten der Umfänge
der Wafer W versetzt wurden, und befinden sich die Kippverhinderungsteile 112a und 112b,
die durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien 112a' und 112b' dargestellt
sind, in einem Zustand, nachdem die Kippverhinderungsteile 112a und 112b voneinander
weg in die unteren Positionen gedreht wurden, und sich von den Wafern
W getrennt haben.
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Das
erste Halterungsteil 111 weist eine obere Oberfläche auf,
die mit Nuten 132 versehen ist, um untere Abschnitte von
Umfangsabschnitten von Wafern W aufzunehmen. Die Kippverhinderungsteile 112a und 112b weisen
innere Oberflächen
auf, die mit Nuten 133 versehen sind, um Seitenabschnitte von
Umfangsabschnitten von Wafern W aufzunehmen. Beim Haltern von Wafern
W auf der Transportvorrichtung 111 werden untere Abschnitte
von Umfangsabschnitten von Wafern W in die Nuten 132 des ersten
Halterungsteils 111 eingeführt, werden die Kippverhinderungsteile 112a und 112b zueinander
in die oberen Positionen durch den Drehmechanismus gedreht, so dass
die Nuten 133 der Kippverhinderungsteile 112a und 112b jeweilige
Seitenabschnitte der Umfangsabschnitte der Wafer W aufnehmen, um ein
Kippen der Wafer W zu verhindern.
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Die
Kippverhinderungsteile 112a und 112b, die mit
durchgehenden Linien in 23 dargestellt sind,
befinden sich in einem Zustand, nachdem die Kippverhinderungsteile 112a und 112b durch
den Drehmechanismus, der in der Basiseinheit 131 enthalten
ist, in die oberen Positionen gedreht wurden, und diametral entgegengesetzte
Seitenabschnitte von Umfangsabschnitten der Wafer W in ihren Nuten 133 aufgenommen
haben, um ein Kippen der Wafer W zu verhindern. Die Kippverhinderungsteile 112a und 112b,
die durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien 112a' und 112b' in 23 dargestellt sind,
befinden sich in einem Zustand, nachdem die Kippverhinderungsteile 112a und 112b durch
den Drehmechanismus, der in der Basiseinheit 131 enthalten
ist, voneinander weg in die unteren Positionen auf im Wesentlichen
demselben Niveau wie jenem des ersten Halterungsteils 111 gedreht
wurden.
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Wie
in 24 gezeigt, ist jeder der Bearbeitungstanks 121, 122 und 123 mit
einer Waferhaltevorrichtung (Objekthaltevorrichtung) 140 versehen. Da
Waferhaltevorrichtungen 110, die mit den Bearbeitungstanks 121, 122 und 123 kombiniert
sind, die gleiche Konstruktion aufweisen, wird nur die Waferhaltevorrichtung 140 erläutert, die
mit dem Bearbeitungstank 121 vereinigt ist.
-
Wie
aus 24 hervorgeht, ist die Waferhaltevorrichtung 140 mit
einem Paar zweiter Halterungsteile 141a und 141b versehen,
um fünfzig
Wafer W entsprechend der Kapazität
von zwei Transportgehäusen
C zu haltern. Die zweiten Halterungsteile 141a und 141b weisen
obere Oberflächen
auf, die mit Nuten 142 versehen sind, um untere Abschnitte von
Umfangsabschnitten von Wafern W aufzunehmen. Die Teilungsabstände der
Nuten 142 der zweiten Halterungsteile 141a und 141b,
der Nuten 132 des ersten Halterungsteils 111,
und der Nuten 133 der Kippverhinderungsteile 112a und 112b sind gleich.
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Die
zweiten Halterungsteile 141a und 141b sind in
einer horizontalen Position an einem T-förmigen Halterungsteil 143 befestigt,
und eine Hebestange 144 ist an der rückwärtigen Oberfläche des
Halterungsteils 143 angebracht. Die Hebestange 144 ist mit
einem nicht dargestellten Hebemechanismus eines Hebemechanismus 145 verbunden,
der einen Motor aufweist. Der Hebemechanismus 145 bewegt die
zweiten Halterungsteile 141a und 141b zwischen einer
Position in dem Bearbeitungstank 121 und einer Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks 121.
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25 ist
eine Aufsicht, welche die Positionsbeziehung zwischen dem ersten
Halterungsteil 111 und den Kippverhinderungsteilen 112a und 112b der
Transportvorrichtung 110 erläutert, die oberhalb des Bearbeitungstanks 121 angeordnet
ist, und den zweiten Halterungsteilen 141a und 141b.
Wie aus 25 deutlich wird, liegt das
zweite Halterungsteil 141a in einem Raum 150 zwischen
dem ersten Halterungsteil 111 und dem Kippverhinderungsteil 112a, und
liegt das zweite Halterungsteil 141b in einem Raum 151 zwischen
dem ersten Halterungsteil 111 und dem Kippverhinderungsteil 112b.
Daher können sich
die zweiten Halterungsteile 141a und 141b jeweils
durch den Raum 150 bzw. 151 bewegen, wenn die
zweiten Halterungsteile 141a und 141b in Vertikalrichtung
so bewegt werden, dass die Transportvorrichtung 110 oberhalb
des Bearbeitungstanks 121 angeordnet ist.
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Wenn
die zweiten Halterungsteile 141a und 141b auf
ein Niveau oberhalb des Bearbeitungstanks 121 angehoben
werden, wobei das erste Halterungsteil 111 und die Kippverhinderungsteile 112a und 112b Wafer
W haltern, die oberhalb des Bearbeitungsteils 121 angeordnet
sind, werden die zweiten Halterungsteile 141a und 141b durch
die Räume 150 und 151,
wie in 23 gezeigt, auf ein Niveau oberhalb
von jenem des ersten Halterungsteils 111 angehoben. Daher
empfangen die zweiten Halterungsteile 141a und 141b die
Wafer W auf sich von unterhalb, wie durch abwechselnd lang und kurz
gestrichelte Linien 141a' und 141b' in 23 angedeutet,
um die Wafer W von dem ersten Halterungsteil 111 und den Kippverhinderungsteilen 112a und 112b zu
empfangen. Wenn die zweiten Halterungsteile 141a und 141b,
die so die Wafer W haltern, durch die Räume 150 und 151 auf
ihre unteren Positionen in dem Bearbeitungstank 121 abgesenkt
werden, werden die Wafer W von den zweiten Halterungsteilen 141a und 141b auf
das erste Halterungsteil 111 übertragen. Die Anordnung des
ersten Halterungsteils 111 und der Kippverhinderungsteile 112a und 112b,
und jene der zweiten Halterungsteile 141a und 141b,
sind so festgelegt, dass das erste Halterungsteil 111 und
die Kippverhinderungsteile 112a, und 112b, und
die zweiten Halterungsteile 141a und 141b, sich
nicht gegenseitig stören,
um die Übertragung
von Wafern W von dem ersten Halterungsteil 111 auf die
zweiten Halterungsteile 141a und 141b und in entgegengesetzter
Richtung zu ermöglichen.
Die Bearbeitungstanks 122 und 123 sind mit Waferhaltevorrichtungen 140 ähnlich der
Waferhaltevorrichtung 140 versehen, die mit dem Bearbeitungstank 121 vereinigt
ist.
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Prozesse
zur Bearbeitung der Wafer W, die von dem Reinigungssystem durchgeführt werden sollen,
werden nachstehend erläutert.
Ein Transportroboter, nicht gezeigt, transportiert ein erstes Transportgehäuse C, das
beispielsweise fünfundzwanzig Wafer
W enthält,
die gereinigt werden sollen, und setzt es auf den Tisch 104 der
Waferhandhabungseinheit 102 auf. Die Wafer W werden aus
dem ersten Transportgehäuse
C entnommen, werden ausgerichtet, und werden auf der Haltevorrichtung 108 angebracht.
Das so geleerte, erste Transportgehäuse C wird weg transportiert,
ein zweites Transportgehäuse C,
das zu reinigende Wafer W enthält,
wird auf dem Tisch 104 angebracht, und dann wird der gleiche
Vorgang wiederholt, um die fünfzig
Wafer W auf der Haltevorrichtung 108 anzubringen.
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Dann
empfangen das ersten Halterungsteil 111 und die Kippverhinderungsteile 112a und 112b der
Transportvorrichtung 110, die in dem Halterungsteil-Reinigungs-
und Trocknungstank 120 gereinigt und getrocknet wurden,
die fünfzig
Wafer W in einem Posten von der Haltevorrichtung 108, und
die Transportvorrichtung 110 transportiert die fünfzig Wafer
W von der Waferhandhabungseinheit 102 zur Reinigungseinheit 103.
Die Wafer W werden aufeinander folgend in den Bearbeitungstanks 121, 122 und 123 bearbeitet,
um organische Verunreinigungen und Verunreinigungen einschließlich Teilchen
von den Wafern W zu entfernen.
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Ein
Prozess, der in dem Bearbeitungstank 212 durchgeführt werden
soll, wird unter Bezugnahme auf die 26 bis 36 beschrieben.
Wie in 26 gezeigt, transportiert die
Transportvorrichtung 110 die fünfzig parallelen Wafer W in
einer vertikalen Position zu einer Übertragungsposition oberhalb
des Bearbeitungstanks 121. Wie voranstehend im Zusammenhang
mit 22 erwähnt,
werden die Wafer W auf dem ersten Halterungsteil 111 gehaltert, und
am Kippen durch die Kippverhinderungsteile 112a und 112b gehindert,
wenn die Wafer W transportiert werden. In dieser Stufe werden die
zweiten Halterungsteile 141a und 141b an den unteren
Positionen in dem Bearbeitungstank 121 durch den Hebemechanismus 145 gehalten.
Die Transportvorrichtung 110 wird an einer Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks 121 angehaltne, wie in 27 gezeigt.
In diesem Zustand sind das erste Halterungsteil 111 und
die Kippverhinderungsteile 112a und 112b so angeordnet,
dass sie nicht die zweiten Halterungsteile 141a und 141b in
Aufsicht überlappen,
wie voranstehend im Zusammenhang mit 25 erwähnt.
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Dann
wird, wie in 28 gezeigt, der Hebemechanismus 145 so
betätigt,
dass die zweite Halterungsteile 141a und 141b auf
ein Niveau angehoben werden, das höher ist als jenes des ersten
Halterungsteils 111. Daher sitzen untere Abschnitte von Umfangsabschnitten
der Wafer W auf den zweiten Halterungsteilen 141a und 141b auf,
so dass die Wafer W von den ersten Halterungsteilen 111 und
den Kippverhinderungsteilen 112a und 112b auf
die zweiten Halterungsteile 141a und 141b übertragen
werden, wie dies im Zusammenhang mit 23 erwähnt wurde.
Dann werden, wie in 29 gezeigt, die Kippverhinderungsteile 112a und 112b nach
unten auf das Niveau des ersten Halterungsteils 111 gedreht, so
dass sich das erste Halterungsteil 111 und die Kippverhinderungsteile 112a und 112b auf
einem Niveau befinden, das niedriger ist als jenes der zweiten Halterungsteile 141a und 141b.
Dann werden, wie in 30 gezeigt, das erste Halterungsteil 111 und
die Kippverhinderungsteile 112a und 112b der Transportvorrichtung 111 in
Horizontalrichtung bewegt, um sie von der Übertragungsposition oberhalb
des Bearbeitungstanks 121 zurückzuziehen. Da das erste Halterungsteil 111 und
die Kippverhinderungsteile 112a und 112b sich
auf einem Niveau befinden, das niedriger liegt als jenes der zweiten
Halterungsteile 141a und 141b, können die
Kippverhinderungsteile 112a und 112b in Horizontalrichtung
weg von der Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks 121 bewegt werden, ohne
sich mit den zweiten Halterungsteilen 141a und 141b zu
stören.
Dann wird der Hebemechanismus 145 so betrieben, dass die zweiten
Halterungsteile 141a und 141b, welche die Wafer
W haltern, in die Bearbeitungskammer 121 abgesenkt werden.
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Mit
den Wafern W wird ein vorbestimmter Reinigungsprozess in dem Bearbeitungstank 121 durchgeführt, und
dann werden die Wafer W aus dem Bearbeitungstank 121 durch
die folgende Prozedur entnommen.
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Wie
in 32 gezeigt, hebt der Hebemechanismus 145 die
zweiten Halterungsteile 141a und 141b auf die Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks 121 an. Wie in 23 gezeigt,
werden das erste Halterungsteil 111 und die Kippverhinderungsteile 112a und 112b der
Transportvorrichtung 110 in Horizontalrichtung zur Übertragungsposition oberhalb
des Bearbeitungstanks 121 bewegt, wobei die Kippverhinderungsteile 112a und 112b auf
demselben Niveau wie jenem des ersten Halterungsteils 111 gehalten
werden. In dieser Stufe befinden sich das erste Halterungsteil 111 und
die Kippverhinderungsteile 112a und 112b auf einem
Niveau, das niedriger ist als jenes der zweiten Halterungsteile 141a und 141b,
und daher können
das erste Halterungsteil 111 und die Kippverhinderungsteile 112a und 112b in
Horizontalrichtung zur Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks 121 bewegt werden, ohne
sich mit den zweiten Halterungsteilen 141a und 141b zu
stören.
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Dann
werden, wie in 34 gezeigt, die Kippverhinderungsteile 112a und 112b nach
oben zu Positionen entsprechend Seitenabschnitten von Umfangsabschnitten
des Wafers W gedreht. Dann senkt, wie in 35 gezeigt,
die Waferhaltevorrichtung 140 die unteren Halterungsteile 141a und 141b in
den Bearbeitungstank 121 ab. Daher sitzen die Wafer W auf dem
ersten Halterungsteil 111 mit den Seitenabschnitten ihrer
Umfangsabschnitte auf, gehaltert auf den Kippverhinderungsteilen 112a und 112b.
Auf diese Weise werden die Wafer W von den zweiten Halterungsteilen 141a und 141b auf
die Transportvorrichtung 110 übertragen. Dann werden, wie
in 36 gezeigt, das erste Halterungsteil 111 und
die Kippverhinderungsteile 112a und 112b der Transportvorrichtung 110 in
Horizontalrichtung weg von der Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks 121 bewegt, zu einer Übertragungsposition
oberhalb des nächsten
Bearbeitungstanks 122.
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Auf
diese Weise werden die Wafer W auf dieselbe Art und Weise für Reinigungsprozesse
in den Bearbeitungstanks 122 und 123 behandelt.
Nachdem die Wafer W so gereinigt wurden, werden die Wafer W in dem
Trocknungstank 121 getrocknet. Nach Fertigstellung der
vorbestimmten Prozesse zum Reinigen der Wafer W in der Bearbeitungseinheit 103 werden
die fünfzig
Wafer W transportiert und auf die Haltevorrichtung 108 durch
die Transportvorrichtung 110 übertragen. Die fünfundzwanzig
Wafer W werden von der Haltevorrichtung 108 auf ein erstes
Transportgehäuse
C in einer horizontalen Position übertragen, und dann wird das
so beladene, erste Transportgehäuse
C aus dem Reinigungssystem 101 herausgeschickt. Dann wird
ein leeres, zweites Transportgehäuse
C dem Reinigungssystem 101 zugeführt, die übrigen fünfundzwanzig Wafer W werden von
der Haltevorrichtung 108 auf das zweite Transportgehäuse C übertragen,
und dann wird das so beladene, zweite Transportgehäuse C aus
dem Reinigungssystem herausgeschickt.
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In
dem Reinigungssystem 101 werden daher die Kippverhinderungsteile 112a und 112b zu
Positionen bewegt, an welchen die Kippverhinderungsteile 112a und 112b nicht
die Wafer W berühren,
und werden die zweiten Halterungsteile 141a und 141b,
die zweiten Halterungsteile 141a und 141b der
Waferhaltevorrichtung 140, auf ein Niveau angehoben, das
etwas höher
liegt als jenes des ersten Halterungsteils 111, um die
Wafer W von der Transportvorrichtung 110 auf die Waferhaltevorrichtung 140 und
in entgegengesetzter Richtung zu übertragen.
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Daher
ist nur ein kleiner Raum dazu erforderlich, die zweiten Halterungsteile 141a und 141b der Waferhaltevorrichtung 140 anzuheben,
und kann daher das Reinigungssystem mit einer Konstruktion mit kleinen
Abmessungen ausgebildet werden. Die Entfernung, um welche sich die
zweiten Halterungsteile 141a und 141b der Waferhaltevorrichtung 140 bewegen,
ist verkleinert, und daher wird entsprechend die Zeit verringert,
die dazu benötigt
wird, die zweiten Halterungsteile 141a und 141b anzuheben,
was die Durchsatzrate des Reinigungssystems verbessert. Daher kann
die Produktivität
des zugehörigen
Halbleiterbauelement-Herstellungsprozesses verbessert werden. Die
Kippverhinderungsteile 112a und 112b können auf
ein Niveau angehoben werden, das höher liegt als die oberen Extremitäten von
Wafern W', wie durch
eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 23 angedeutet
ist. Ein Zustand, in welchem die Kippverhinderungsteile 112a und 112b daher über die
oberen Extremitäten
der Wafer W hinaus angehoben sind, ermöglicht es, wie ein Zustand,
in welchem die Kippverhinderungsteile 112a und 112b auf
das Niveau des ersten Halterungsteils 111 abgesenkt sind,
der Transportvorrichtung, in Horizontalrichtung bewegt zu werden,
ohne sich mit den Wafern W und den zweiten Halterungsteilen 141a und 141b zu
stören.
Obwohl die voranstehende Beschreibung so erfolgte, dass als Beispiel
ein Einsatz bei einem Reinigungssystem zum Reinigen von Wafern erfolgt, ist
dies auch bei einem Bearbeitungssystem zur Bearbeitung von Substraten
für LCDs
einsetzbar, bei Bearbeitungssystemen zur Ausführung anderer Prozesse als
Reinigungsprozesse und dergleichen, und zur Durchführung von
Bearbeitungsverfahren.
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Obwohl
die Reinigungssystemanordnung von 21 nur
das erste Halterungsteil 111 zum Haltern der Wafer W einsetzt,
können
mehrere Halterungsteile, beispielsweise zwei Halterungsteile 111a und 111b wie
in 37 gezeigt, anstelle des ersten Halterungsteils 111 verwendet
werden. Wenn die beiden Halterungsteile 111a und 111b eingesetzt
werden, sind die Halterungsteile 111a und 111b voneinander
beabstandet, um dazwischen einen Raum 160 zur Verfügung zu
stellen, ist ein Raum 161 zwischen dem Halterungsteil 111a und
dem Kippverhinderungsteil 112a vorhanden, und ist ein Raum 162 zwischen
dem Halterungsteil 111b und dem Kippverhinderungsteil 112b vorhanden.
Die Waferhaltevorrichtung 140 kann mit einem zweiten Halterungsteils 141c zusätzlich zu
den zweiten Halterungsteilen 141a und 141b versehen
sein. Wenn die Waferhaltevorrichtung 140 in Vertikalrichtung
bewegt wird, wobei die Transportvorrichtung sich an der Übertragungsposition
oberhalb des Bearbeitungstanks 121 befindet, können sich
die zweiten Halterungsteile 141a, 141b und 141c durch
den Raum 161, 162 bzw. 160 bewegen.
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Daher
wird die Entfernung, um welche die Halterungsteile der Haltevorrichtung
angehoben werden soll, auf das geringstmögliche Ausmaß verringert,
so dass die Bearbeitungseinrichtung mit relativ geringer Höhe ausgebildet
werden kann, und die zum Übertragen
von Wafern benötigte
Zeit verkürzt
werden kann. Daher kann die Reinigungs- und Trocknungseinrichtung
mit relativ geringen Abmessungen ausgebildet werden, und kann die
Durchsatzrate der Reinigungs- und Trocknungseinrichtung verbessert werden.
Daher können
die Wafer glatt bearbeitet werden, und kann die Ausbeute beispielsweise
eines Halbleiterbauelement-Herstellungsprozesses
verbessert werden.