JP2000306881A - 基板洗浄乾燥装置 - Google Patents

基板洗浄乾燥装置

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JP2000306881A
JP2000306881A JP2000084615A JP2000084615A JP2000306881A JP 2000306881 A JP2000306881 A JP 2000306881A JP 2000084615 A JP2000084615 A JP 2000084615A JP 2000084615 A JP2000084615 A JP 2000084615A JP 2000306881 A JP2000306881 A JP 2000306881A
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fluid
drying
tank
rinsing
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JP2000084615A
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English (en)
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Boris Fishkin
フィッシュキン ボリス
Michael Sherrard
シェラード マイケル
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Applied Materials Inc
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S134/00—Cleaning and liquid contact with solids
    • Y10S134/902—Semiconductor wafer

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リンス流体の消費を抑え、洗浄・リンス・乾
燥プロセスに要する総時間を削減する基板洗浄乾燥技術
を提供する。 【解決手段】 線状の流体が基板表面に沿って吹き付け
られて空気／流体境界線を形成し、線状の蒸気がマラン
ゴニ乾燥を達成するためにこの境界線に供給される。好
適な装置は、洗浄流体および／またはリンス流体のタン
クを使用する。タンク流体の上方ではリンス流体源が基
板表面にリンス流体を向け、基板が洗浄流体から持ち上
げられるときに基板表面にメニスカスを形成し、乾燥用
蒸気源が乾燥用蒸気をメニスカスに向ける。リンス流体
タンクは、基板受取洗浄部分と基板リンス部分とを有す
る。リンス流体源と乾燥用蒸気源とはリンス部分上方の
乾燥エンクロージャによって囲まれる。基板のローディ
ング、洗浄、リンス、乾燥およびアンローディングが少
なくとも部分的な時間的重複をもって実行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板を同時にリン
スおよび乾燥するプロセスに関し、特に、半導体基板を
同時にリンスおよびマランゴニ乾燥する超清浄プロセス
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの幾何学的形状が縮小を
続けるにつれて、超清浄処理の重要性が増大している。
リンス槽（例えば、別のタンク内か、洗浄タンク流体を
交換することによる）を伴う流体タンク（または槽）内
での水洗浄は、望ましい洗浄レベルを達成する。リンス
槽から取り出した後に乾燥装置を使用しないと、槽流体
が基板の表面から蒸発して、基板の表面にすじ、斑点、
および／または槽残渣の残留を生じさせることになる。
そのようなすじ、斑点、および残渣は、その後のデバイ
ス欠陥の原因となる場合がある。従って、水槽から取り
出すときに基板を乾燥する優れた方法に多くの関心が向
けられてきた。
【０００３】マランゴニ乾燥として知られる方法は、表
面張力の勾配を作り出すことによって、実質的に基板に
槽流体が残らない方法で槽流体を基板から流れるように
し、これによりすじ、斑点、および残渣あとを回避す
る。マランゴニ乾燥は比較的少量のＩＰＡを使用する。
具体的には、マランゴニ乾燥中、槽流体との混和性を持
つ溶剤が流体メニスカスに導入される。この流体メニス
カスは、基板が槽から持ち上げられるときや、槽流体が
基板を通過して排出されるときに形成される。溶剤蒸気
は流体の表面に沿って吸収されるので、吸収される蒸気
の濃度はメニスカスの先端で、より高くなる。吸収され
た蒸気の、より高い濃度によって、表面張力は槽流体の
バルク中よりもメニスカスの先端で低くなり、それによ
って槽流体は、乾燥メニスカスからバルク槽流体へ流さ
れるようになる。このような流れは「マランゴニ」流と
して知られ、基板上にすじや斑点や槽残渣を残さずに基
板乾燥を達成するために使用することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のマランゴニ乾燥
システムは、ヨーロッパ特許出願第０ ３８５ ５３６Ａ
１号「液体中で処理した後に基板を乾燥する方法および
装置」で開示されている。この’５３６号システムは、
流体槽中に基板を沈下させる。槽流体と混和性の蒸気
（例えば、アルコール蒸気）は、キャリアガスに混合さ
れた後、複数のノズルによって流体槽の表面上を通され
る。蒸気は流体槽の表面に沿って流体槽と混合し、流体
槽の表面張力を下げる。基板が流体槽から持ち上げられ
ると、流体メニスカスが空気／液体／基板の境界に沿っ
て形成される。このメニスカスは表面層から形成される
ので、バルク槽流体よりも低い表面張力を有する。従っ
て、流体は基板表面からバルク槽流体に流れ、乾燥した
基板表面を残す。’５３６号出願に開示されたような装
置は流体を基板から効果的に除去するが、乾燥用蒸気を
除去するために槽流体を濾過して再循環することができ
ないので、かなりの量の流体を消費する。このため、乾
燥メニスカスにおける十分な表面張力勾配を維持するた
めに、槽流体を頻繁に交換しなければならない。更に、
洗浄槽からリンス槽へ基板を移動させたり、槽流体を交
換するには、かなりの時間が必要となる。
【０００５】従って、迅速かつ効果的に基板を洗浄、リ
ンスおよび乾燥して、すじ、斑点、および槽残渣あとを
除去するばかりでなく、リンス流体の消費を抑え、洗浄
・リンス・乾燥プロセスに要する総時間を削減する改良
方法および装置が要望されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板を同時に
槽洗浄、リンスおよびマランゴニ乾燥する方法および装
置を提供する。本発明は、システムのスループットを高
めるとともに流体消費量を削減するように好適に設計さ
れる。本発明は基板乾燥装置を含んでおり、この装置
は、第１直線ノズル（すなわち、単一の標準ノズルに比
べて基板の比較的大きな部分を濡らすように線状の流体
を吹き付けることができる細長い開口部を有するノズ
ル）と、第１直線ノズルに連結された流体源と、第１ノ
ズルの付近に配置された第２直接ノズルであって、この
第２直接ノズルからの乾燥用蒸気が第１直線ノズルから
吹き付けられる流体に影響を与えてマランゴニ乾燥効果
を生成するようになっている第２直線ノズルと、第２直
線ノズルに連結された乾燥用蒸気源と、基板がマランゴ
ニ乾燥効果によって乾燥されるように、動作距離内で基
板に第１および第２直線ノズルを通過させる機構と、を
備えている。その他に、第１および第２直線ノズルの代
わりに、複数の扇形ノズルからなる第１および第２の直
線アレイを使用することができる。別の態様として、乾
燥用蒸気を一つ以上のノズルを通してではなく、受動的
に供給してもよい。
【０００７】本発明のノズルシステムは、洗浄／乾燥レ
ベルとシステムスループットを更に向上するために、い
くつもの従来装置や発明装置と共に使用することができ
る。第１の態様では、本発明の装置は、洗浄流体タンク
と、タンクに動作可能に連結され、タンクから基板を持
ち上げるリフト機構と、乾燥用蒸気源と、基板がタンク
から持ち上げられるときにリンス流体を基板の表面に供
給するように配置されたリンス流体源と、を備えてい
る。リンス流体は基板と接触して、好ましくはメニスカ
スの形の空気／基板／リンス流体境界を形成する。乾燥
用蒸気源は、空気／基板／リンス流体境界の上方１〜５
ｍｍの地点に乾燥用蒸気を向けて、乾燥用蒸気を空気／
基板／リンス流体境界に供給するように配置されてい
る。リンス流体源および乾燥用蒸気源の双方は、扇形ノ
ズルのアレイか単一の直線ノズルのいずれかを備えるこ
とが望ましい。しかしながら、乾燥用蒸気源は、乾燥用
蒸気が空気／基板／リンス流体境界に拡散するようにリ
ンス流体源から乾燥チャンバへの通路に沿って配置され
た乾燥流体で満たされた容器のような受動ソースを備え
てもよい。リンス流体ノズルおよび乾燥流体ノズルが基
板の前面と背面の双方に沿って延在し、これにより基板
の両面を同時にリンスおよび乾燥するようにしてもよ
い。
【０００８】乾燥用蒸気ノズルを介した乾燥用蒸気の能
動供給は、乾燥メニスカスにおける乾燥用蒸気の濃度に
対する厳密な制御を与える。他の槽型マランゴニ乾燥機
と異なり、本発明は、より流動性の低い槽流体と違って
乾燥用蒸気が混合されていない新鮮なリンス流体の連続
供給をもたらす。このため、本発明は、乾燥メニスカス
と残りのリンス流体流との間に、より大きな表面張力勾
配を経験する。このより大きな表面張力勾配は、マラン
ゴニ乾燥の速度を高める。最も重要なことは、基板を沈
下させるよりも基板の全表面に吹き付ける方が必要な流
体が少なくて済むので、リンス流体ノズルを使用するこ
とにより、従来の槽型マランゴニ乾燥機に比べて流体消
費量が大幅に削減されることである。
【０００９】最も好適な態様では、本発明の洗浄／乾燥
システムのスループットは、基板を受け取って洗浄する
第１部分と、基板をリンスする第２部分とを有する二部
分タンクによって高められる。洗浄タンクの第１部分と
第２部分は流体が流れることができるように連通してい
る。リンス流体源および乾燥用蒸気源を囲む乾燥エンク
ロージャは、タンクの第２部分の上方で動作可能に連結
され、第２部分から基板を受け取るようになっている。
【００１０】基板をその外縁に沿って支持するシャトル
は、タンクの第１部分で第１基板を受け取り、それをタ
ンクの第２部分へ運ぶことが好ましい。その後、リフト
機構が第１基板を乾燥エンクロージャ内に持ち上げ、シ
ャトルはタンクの第１部分に戻る。このようにすること
で、第２基板を洗浄タンクの第１部分へローディングす
る間に第１基板を乾燥エンクロージャ内で乾燥できるの
で、より大きなスループットと、それに応じた処理コス
トの削減が得られる。
【００１１】本発明のその他の目的、特徴および利点
は、好適な実施形態の下記の詳細な説明、特許請求の範
囲および添付の図面から、より完全に明らかになるであ
ろう。
【００１２】
【発明の実施形態】図１および図２はそれぞれ、本発明
によって構成される好適な洗浄／乾燥システム１１の側
面図と正面図である。好適な洗浄／乾燥システム１１は
洗浄流体のタンク１３を備えている。タンク１３は２つ
の部分、すなわち基板受取洗浄部分１３ａと基板リンス
部分１３ｂとを備えている。基板シャトル１５は、基板
受取洗浄部分１３ａから基板リンス部分１３ｂへ基板Ｓ
を運ぶために動作可能に連結されている。基板シャトル
１５は、図２に示すように、基板Ｓをその横方向側面に
沿って垂直に支持するように設計されることが望まし
い。このため、タンク１３の基板リンス部分１３ｂ内の
リフト機構１７は、基板シャトル１５の第１および第２
支持側面１５ａ、１５ｂの間で上方に延びて、基板Ｓを
それらの間で持ち上げることができる。
【００１３】第１のレールペア１６ａ、１６ｂは、リン
ス部分１３ｂ内に永久的に取り付けられ、リフト機構１
７が基板支持体１５の第１および第２支持側面１５ａ、
１５ｂから基板Ｓを持ち上げるときに基板Ｓを受け取る
ように配置される。第２のレールペア１８ａ、１８ｂ
は、乾燥エンクロージャ１９内に永久的に取り付けら
れ、第１レールペア１６ａ、１６ｂから基板Ｓを受け取
るように配置される。
【００１４】乾燥エンクロージャ１９は、基板が基板リ
ンス部分１３ｂから乾燥エンクロージャ１９内へ持ち上
げられるように、タンク１３の基板リンス部分１３ｂの
上方に配置される。乾燥エンクロージャ１９は複数の壁
１９ａ〜ｅによって形成される。外部側壁１９ｃはシー
ル可能ポート２１を有しており、そこから基板Ｓを抜き
出すことができる。乾燥エンクロージャ１９の内壁１９
ａは、タンク１３内に収容される流体中へ部分的に沈下
するように下方へ延びている。乾燥エンクロージャ１９
はタンク１３と一体か、または外部側壁１９ｃを介して
タンク１３にシール状態で連結される。壁１９ａ〜ｅ
は、残留蒸気を排気システム（図示せず）へ排気する複
数の孔を含んでいてもよい。
【００１５】乾燥エンクロージャ１９内では、一つ以上
のリンス流体ノズル２３を備えたリンス流体供給装置が
配置され、基板Ｓが基板リンス部分１３ｂから持ち上げ
られるときに、基板Ｓの水平方向直径の全体にわたって
リンス流体を吹き付けるようになっており、また、一つ
以上の乾燥用蒸気ノズル２５を備えた乾燥用蒸気供給装
置が配置されて、基板Ｓが基板リンス部分１３ｂから持
ち上げられるときに、基板Ｓの水平方向直径の全体にわ
たって乾燥用蒸気を流すようになっている。乾燥用蒸気
ノズル２５は、乾燥用蒸気が図３に示すように空気／基
板／リンス流体境界２７でリンス流体によって吸収され
るように配置されることが望ましい。このような吸収を
達成するために、乾燥用蒸気の流れは、空気／基板／リ
ンス流体境界２７の上方１〜５ｍｍで基板Ｓに衝突する
ことが望ましい。また、図３に示すように、空気／基板
／リンス流体境界２７は、マランゴニ乾燥を促進するメ
ニスカス（破線の円「Ｍ」で囲まれる）を形成すること
が望ましい。
【００１６】乾燥エンクロージャ１９内には、第２レー
ルペア１８ａ、１８ｂが配置され、基板Ｓの乾燥部分
（すなわち、リンス流体および乾燥用蒸気スプレーを通
過した部分）に接触し、それによって基板Ｓをリフト機
構１７から受け取るようになっている。引込式位置決め
ピン２２ａ、２２ｂは最上位置で基板と係合し、ウェー
ハハンドラ（図示せず）が基板Ｓを乾燥エンクロージャ
１９から繰返し取り出せるように基板Ｓを定位置に保持
する。
【００１７】リンス流体ノズル２３および／または乾燥
用蒸気ノズル２５はコントローラ３１に接続されてお
り、このコントローラ３１は、リンス流体および／また
は乾燥用蒸気アレイ中の最外ノズルを、基板Ｓの下半分
がこの最外ノズルを通り過ぎる間に選択的に停止させる
ことにより、リンス流体および／または乾燥用蒸気を節
約するようにプログラムされている。コントローラ３１
はまた、リフト機構１７、位置決めピン２２ａ、２２
ｂ、および基板シャトル１５に連結されていてもよく、
図４〜図７を参照して更に説明するように、コントロー
ラ３１は、これらを作動させるようにプログラムされ
る。
【００１８】図４〜図７は、図１の好適な洗浄／乾燥シ
ステム１１の連続側面図であり、本発明の洗浄／乾燥シ
ステム１１の動作と、それによって達成されるスループ
ットの増大を説明するのに役立つ。図４に示すように、
基板シャトル１５は当初、タンク１３の基板受取洗浄部
分１３ａ内の引込み位置にあり、基板Ｓはウェハハンド
ラ（図示せず）によって基板シャトル１５内に降ろされ
る。
【００１９】基板Ｓは、基板受取洗浄部分１３ａ内で、
その中に配置された一つ以上のトランスデューサＴから
放射されるメガソニックエネルギーによってメガソニッ
ク洗浄される。基板Ｓの全表面にわたる均一な洗浄を促
進するために、基板Ｓをローラ（図示せず）によって回
転させてもよい。基板Ｓが洗浄された後、基板シャトル
１５が延びて、図５に示すように基板Ｓをタンク１３の
基板リンス部分１３ｂに運ぶ。
【００２０】リフト機構１７が上昇して基板Ｓの下部エ
ッジに接触し、基板Ｓを流体からゆっくりと持ち上げる
（図６）。基板Ｓは、メニスカスＭの先端から流れるリ
ンス流体の垂直速度成分以下の速度で持ち上げられるこ
とが好ましい。
【００２１】基板Ｓがタンク流体の頂部に達すると、リ
ンス流体ノズル２３が作動してリンス流体の吹付けを開
始する。これにより、基板Ｓが槽から持ち上げられると
直ちに基板Ｓがリンス流体と接触するようになるので、
乾燥用蒸気ノズル２５に達する前に基板Ｓが（例えば、
蒸発によって）乾燥しなくなる。リンス流体スプレーの
流量は、リンス流体が乾燥用蒸気スプレーの中や上方に
飛散しないように制御される。
【００２２】基板Ｓがリンス流体ノズル２３からのリン
ス流体スプレーと交差すると直ちに乾燥用蒸気ノズル２
５が作動し、乾燥用蒸気の流れを基板Ｓの表面上に形成
されるリンス流体メニスカスＭの方に向ける。乾燥用蒸
気はリンス流体によって吸収されるので、リンス流体の
表面張力が低下し、メニスカスからリンス流体のバルク
に向かうマランゴニ流を誘起する。マランゴニ流はそれ
によって基板表面を乾燥させ、その表面をすじ、斑点、
および／または洗浄流体残渣のない状態にする。
【００２３】リフト機構１７が基板Ｓを乾燥エンクロー
ジャ１９内に持ち上げるときは、第１のレールペア１６
ａ、１６ｂを伴う基板シャトル１５の第１および第２支
持側面１５ａ、１５ｂが基板Ｓのエッジに沿った安定接
触を与える。基板Ｓがシャトル１５の支持側面１５ａ、
１５ｂから離れた後、シャトルはタンク１３の受取洗浄
部分１３ａに戻され、次の基板を受け取って洗浄する準
備をする。第１のレールペア１６ａ、１６ｂは空気／基
板／リンス流体境界２７の下方で基板Ｓを支持する。基
板Ｓの乾燥部分は、基板Ｓが乾燥エンクロージャ１９に
入ると、第２のレールペア１８ａ、１８ｂによって案内
され、支持される。第１レールペア１６ａ、１６ｂと第
２レールペア１８ａ、１８ｂとの間の隙間は、リンス流
体ノズル２３と乾燥用蒸気ノズル２５を収容するのに十
分（例えば５〜１０ｍｍ）であるから、基板が第２レー
ルペア１８ａ、１８ｂに出会うときには基板は乾燥して
いる。リフト機構１７は、基板の底部が乾燥メニスカス
Ｍを通過するまで（図６）、基板Ｓを上昇させ続ける。
基板Ｓが位置決めピン２２ａ、２２ｂの上方３〜５ｍｍ
に来ると、コントローラ３１が位置決めピン２２ａ、２
２ｂを解放する。リフト機構１７が後退し、基板Ｓは、
基板が位置決めピン２２ａ、２２ｂによって支持される
までリフト機構と共に下降し、リンス流体スプレーが停
止し、合成表面張力勾配と、ノズル（図示せず）によっ
て１〜２秒間、基板の底部３ｍｍに加えられる高温窒素
のパルスと、によって残りのリンス流体が基板の表面か
ら駆逐される。その後、基板Ｓはシール可能ポート２１
を介して乾燥エンクロージャ１９からアンローディング
される。位置決めピン２２ａ、２２ｂは、アンローディ
ングロボット（図示せず）が基板Ｓを繰返し取り出せる
ように、基板ＳのＺ軸座標を既知の位置に固定する。
【００２４】基板がリンスされて乾燥されるとき、リン
ス流体は基板からタンク１３に流入し、そこでタンク流
体と合流してオーバーフロー堰（図示せず）に流れ込
む。リンス流体はタンク１３の底部から継続的に導くこ
ともできるし、ヒータおよびフィルタを通して再循環し
てもよい。
【００２５】図７に示すように、基板Ｓが第１レールペ
ア１６ａ、１６ｂまで持ち上げられる間、基板シャトル
１５は基板受取洗浄部分１３ａ内に後退し、第２基板Ｓ
2がウェーハハンドラ（図示せず）によって基板シャト
ル１５内にローディングされる。その後、第２基板Ｓ2
はメガソニック洗浄されるが、その間、第１基板Ｓ1は
リフト機構１７が引っ込むまでリンスおよび乾燥されて
いる。受取洗浄部分１３ａでの洗浄とリンスが完了する
と、基板Ｓ2は基板リンス部分１３ｂに運ばれる準備が
でき、第１基板Ｓ1はシール可能ポート２１を介して乾
燥エンクロージャ１９からアンローディングされる。こ
のようにして、本発明の洗浄／乾燥システム１１のスル
ープットが増大する。これは、従来のタンクシステムで
必要なローディングおよびアンローディング時間が処理
（洗浄、リンスおよび乾燥）に必要な時間と重複してい
るからである。
【００２６】上記の説明は本発明の好適な実施形態のみ
を開示しているが、上述の装置や方法の本発明の範囲内
での変更は当業者には自明であろう。例えば、上方に乾
燥エンクロージャが配置された本発明の二部分タンクは
好適であるが、本発明の洗浄、リンスおよび乾燥方法は
従来のタンクを使用しても実行することができるし、乾
燥エンクロージャの有無に関わらず実行可能である。
【００２７】洗浄流体は、ＳＣ１、純水、または表面洗
浄用のｐｈ調整済溶液等を含んでいてもよい。タンクに
収容されたりノズルを介して吹き付けられるリンス流体
は、腐食抑制剤その他の溶剤が入った純水またはそれら
が入らない純水等を含んでいてもよく、乾燥用蒸気は、
リンス流体表面上で凝縮または吸収されたときに低い表
面張力を示す任意の蒸気（ＩＰＡ等）を含んでいてもよ
い。洗浄流体がリンス流体と異なる場合、受取洗浄部分
１３ａはシール式ゲートによってリンス部分１３ｂから
シール可能に分離され、洗浄流体が貯蔵容器（図示せ
ず）に排出され、受取洗浄部分１３ａはゲートを開く前
にリンス流体で満たされるだろう。あまり好ましくはな
いが、リンスと乾燥のみを実行するようにトランスデュ
ーサを省略することもできるし、トランスデューサをタ
ンクの第２部分１３ｂで使用してもよい。トランスデュ
ーサは、タンクの底部に沿って配置されているように図
示したが、他の場所に配置してもよい。最後に、記載の
シャトルおよびリフト機構は単に例示的なものであり、
他のこのような機構は当業者にとって自明であろう。
【００２８】従って、本発明をその好適な実施形態に関
連して開示したが、他の実施形態が、特許請求の範囲に
よって定まる本発明の趣旨と範囲に含まれることは言う
までもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に従って構成された洗浄／乾燥
システムの側面図である。
【図２】図１の洗浄／乾燥システムの正面図である。
【図３】本発明の乾燥作業の説明に役立つ基板表面の拡
大図である。
【図４】本発明のスループットの増加を説明するのに役
立つ図１及び図２の洗浄／乾燥システムの連続側面図で
ある。
【図５】本発明のスループットの増加を説明するのに役
立つ図１及び図２の洗浄／乾燥システムの連続側面図で
ある。
【図６】本発明のスループットの増加を説明するのに役
立つ図１及び図２の洗浄／乾燥システムの連続側面図で
ある。
【図７】本発明のスループットの増加を説明するのに役
立つ図１及び図２の洗浄／乾燥システムの連続側面図で
ある。
【符号の説明】
１１…乾燥システム、１３…タンク、１３ａ…基板受取
洗浄部分、１３ｂ…リンス部分、１５…基板シャトル、
１７…リフト機構、１９…乾燥エンクロージャ、２１…
シール可能ポート、２３…リンス流体ノズル、２５…乾
燥用蒸気ノズル、２７…リンス流体境界、３１…コント
ローラ。
フロントページの続き (72)発明者 ボリス フィッシュキン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン カルロス， エグゼター アヴェニ ュー 155 (72)発明者 マイケル シェラード アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス アルトス， ドュード ドライヴ 72

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも部分的に基板を沈めるための
    流体のタンクと、 前記タンクに動作可能に連結されて前記流体から基板を
    持ち上げるリフト機構と、 前記リフト機構が基板を洗浄流体から持ち上げるときに
    前記基板の表面にリンス流体を供給するように配置され
    たリンス流体源であって、前記リンス流体が前記基板に
    接触することによって空気／基板／リンス流体境界を形
    成するようになっているリンス流体源と、 乾燥用蒸気を前記空気／基板／リンス流体境界に供給す
    るように配置された乾燥用蒸気源と、を備える基板リン
    ス乾燥装置。
  2. 【請求項２】 前記リンス流体源は、少なくとも一つの
    ノズルを備え、リンス流体スプレーが前記空気／基板／
    リンス流体境界およびその下方において基板表面の各部
    を濡らすように前記基板の直径にわたって延びている、
    請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記リンス流体源は、リンス流体スプレ
    ーが前記空気／基板／リンス流体境界およびその下方に
    おいて基板表面の各部を濡らすように配置されたノズル
    のアレイを備えている、請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記ノズルアレイ中の複数のノズルを独
    立に作動および停止させることができるように前記アレ
    イに動作可能に接続されたコントローラを更に備える請
    求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記タンクは、 基板を受け取って洗浄する第１の部分と、 前記第１部分に動作可能に連結され、基板をリンスする
    第２の部分と、を備えている、請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記タンクの第２部分から基板を受け取
    るために前記第２部分の上方で動作可能に連結された乾
    燥エンクロージャを更に備える請求項５記載の装置であ
    って、前記乾燥エンクロージャは、前記リンス流体源お
    よび前記乾燥用蒸気源を囲んでいる、請求項５記載の装
    置。
  7. 【請求項７】 前記第１および第２部分は水平方向で近
    接しており、 基板を前記第１部分内で受け取り、この基板を前記第２
    部分に運ぶために前記タンク内に動作可能に連結され、
    基板シャトルを更に備える請求項５記載の装置。
  8. 【請求項８】 基板を前記基板シャトルから前記乾燥エ
    ンクロージャに持ち上げるリフト機構を更に備える請求
    項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記ウェーハを定位置に保持する機構を
    更に備える請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記乾燥エンクロージャは、基板引出
    し用のシール可能開口部を有する側壁を更に備えてい
    る、請求項６記載の装置。
  11. 【請求項１１】 基板を洗浄、リンスおよび乾燥する方
    法であって、 タンクの流体に第１の基板を少なくとも部分的に沈める
    ステップと、 前記第１基板を前記流体から持ち上げるステップと、 前記第１基板が持ち上げられるときにこの基板の表面上
    にリンス流体を吹き付け、これにより空気／基板／リン
    ス流体境界を形成するステップと、 乾燥用蒸気を前記空気／基板／リンス流体境界に供給す
    るステップと、を備える方法。
  12. 【請求項１２】 前記空気／基板／リンス流体境界に乾
    燥用蒸気を供給するステップは、 前記リンス流体よりも低い表面張力を有する空気／基板
    ／リンス流体境界で吸収されるように前記リンス流体と
    の混和性を有する乾燥用蒸気を供給し、これによりマラ
    ンゴニ流を誘起するステップと、 前記第１基板が持ち上げられて前記リンス流体スプレー
    を通るときに、この基板の表面をマランゴニ乾燥するス
    テップと、を備える請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記乾燥用蒸気が前記空気／基板／リ
    ンス流体境界に能動的に供給される、請求項１２記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】 前記リンス流体を前記第１基板の表面
    上に吹き付けるステップは、リンス流体ノズルのアレイ
    を、前記基板の直径が前記アレイの最外ノズルを通過し
    た後にその最外ノズルが停止されるように制御するステ
    ップを含んでいる、請求項１１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 基板を洗浄、リンスおよび乾燥する自
    動化方法であって、 第１部分および第２部分を有する流体のタンクを用意す
    るステップと、 前記タンクの第１部分に第１の基板を少なくとも部分的
    に沈めるステップと、 前記タンクの第１部分で前記第１基板を洗浄するステッ
    プと、 前記第１基板を前記タンクの第１部分から前記タンクの
    第２部分へシャトルによって運ぶステップと、 前記基板を前記タンクの第２部分から乾燥領域へ持ち上
    げるステップと、 前記第１基板が前記シャトルから取り外された後、前記
    シャトルを前記タンクの第１部分に戻すステップと、 前記第１基板が持ち上げられるときにリンス流体を前記
    第１基板の表面上に吹き付け、これによって空気／基板
    ／リンス流体境界を形成するステップと、 前記第１基板が持ち上げられるときに乾燥用蒸気を前記
    空気／基板／リンス流体境界に供給するステップと、 前記タンクの第１部分で第２の基板を受け取るステップ
    と、 前記タンクの第１部分で前記第２基板を洗浄するステッ
    プと、 前記乾燥領域から取り出すための位置に前記第１基板を
    固定するステップと、 前記第２基板を前記タンクの第２部分に運ぶステップ
    と、 前記第１基板を前記乾燥領域から取り出すステップと、
    を備え、 前記第２基板を受け取るステップ、前記第２基板を洗浄
    するステップ、および前記第２基板を運ぶステップの少
    なくとも一つが、前記第１基板を持ち上げるステップお
    よび前記第１基板を取り出すステップと少なくとも部分
    的に時間が重複する方法。
  16. 【請求項１６】 前記乾燥用蒸気を前記空気／基板／リ
    ンス流体境界に供給するステップは、 前記リンス流体よりも低い表面張力を有する空気／基板
    ／リンス流体境界で吸収されるように前記リンス流体と
    の混和性を有する乾燥用蒸気を供給し、これによりマラ
    ンゴニ流を誘起するステップと、 前記第１基板が持ち上げられてリンス流体スプレーを通
    るときに、この基板の表面をマランゴニ乾燥するステッ
    プと、を含んでいる、請求項１５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 第１の直線ノズルと、 前記第１直線ノズルに連結された流体供給装置と、 前記第１直線ノズルの付近に配置された第２の直線ノズ
    ルであって、そこからの乾燥用蒸気が前記第１ノズルか
    ら吹き付けられる流体に影響を与えてマランゴニ乾燥効
    果を生成するようになっている第２直線ノズルと、 前記第２直線ノズルに連結された乾燥用蒸気源と、 基板が前記マランゴニ乾燥効果によって乾燥されるよう
    に、動作距離内で前記基板に前記第１および第２直線ノ
    ズルを通過させる機構と、を備える基板乾燥装置。
  18. 【請求項１８】 前記第２直線ノズルは前記第１直線ノ
    ズルと平行である、請求項１７記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１直線ノズルは、一つのノズル
    を含んでおり、リンス流体スプレーが前記基板直径の各
    部を濡らすように前記基板直径にわたって延びている、
    請求項１７記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記第１直線ノズルは、一つのノズル
    を含んでおり、リンス流体スプレーが前記基板半径の各
    部を濡らすように前記基板半径にわたって延びている、
    請求項１７記載の装置。
  21. 【請求項２１】 基板を乾燥させる装置であって、 少なくとも前記基板の半径にわたって延びる扇形ノズル
    の第１アレイと、 前記扇形ノズルの第１アレイに連結された流体供給装置
    と、 前記扇形ノズルの第１アレイの付近に配置された扇形ノ
    ズルの第２アレイであって、そこからの乾燥用蒸気が前
    記第１ノズルから吹き付けられる流体に影響を与えてマ
    ランゴニ乾燥効果を生成するようになっている扇形ノズ
    ルの第２アレイと、 前記扇形ノズルの第２アレイに連結された乾燥用蒸気源
    と、 基板が前記マランゴニ乾燥効果によって乾燥されるよう
    に、動作距離内で前記基板に前記扇形ノズルの第１アレ
    イおよび前記扇形ノズルの第２アレイを通過させる機構
    と、を備える基板乾燥装置。
  22. 【請求項２２】 前記アレイ中の複数のノズルを独立に
    作動および停止させることができるように前記扇形ノズ
    ルの第１および第２アレイに動作可能に接続されたコン
    トローラを更に備え、前記第１および第２アレイは前記
    基板の直径にわたって延びている、請求項２１記載の装
    置。
  23. 【請求項２３】 第１の直線ノズルから基板の表面に流
    体を吹き付けるステップと、 前記第１直線ノズルの付近に配置された第２直線ノズル
    から基板の表面に乾燥用蒸気を吹き付け、これにより前
    記乾燥用蒸気が前記第１直線ノズルから吹き付けられた
    前記流体に影響を与えて、前記基板表面にマランゴニ乾
    燥効果を生成するようになっているステップと、 前記基板がマランゴニ乾燥効果によって乾燥されるよう
    に、動作距離内で前記基板を前記第１および第２直線ノ
    ズルと相対的に動かすステップと、を備える基板乾燥方
    法。
  24. 【請求項２４】 前記第１直線ノズルから基板の表面に
    流体を吹き付けるステップは、前記基板表面の直径全体
    を濡らすステップを含んでいる、請求項２３記載の方
    法。
  25. 【請求項２５】 前記基板を前記第１および第２直線ノ
    ズルと相対的に動かすステップは、前記第１および第２
    直線ノズルを静止状態に維持し、前記基板を移動させて
    これらのノズルを通過させるステップを含んでいる、請
    求項２３記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記基板を前記第１および第２直線ノ
    ズルと相対的に動かすステップは、前記基板を静止状態
    に維持し、前記第１および第２直線ノズルを移動させて
    前記基板を通過させるステップを含んでいる、請求項２
    ３記載の方法。
  27. 【請求項２７】 線状の流体を基板に吹き付け、これに
    より前記基板上に空気／流体境界線を生成するステップ
    と、 線状の乾燥用蒸気を空気／流体境界線に供給し、これに
    より前記空気／流体境界線に沿ってマランゴニ乾燥効果
    を生成するステップと、 前記基板を前記空気／流体境界線と相対的に動かすステ
    ップと、を備える基板乾燥方法。
  28. 【請求項２８】 前記線状流体を吹き付けるステップ
    は、複数の扇形ノズルから流体を吹き付けるステップを
    含んでいる、請求項２７記載の方法。
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