JP2002507056A - マイクロエレクトロニクス用ウエハの化学処理装置及び方法 - Google Patents

マイクロエレクトロニクス用ウエハの化学処理装置及び方法

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JP2002507056A JP2000536096A JP2000536096A JP2002507056A JP 2002507056 A JP2002507056 A JP 2002507056A JP 2000536096 A JP2000536096 A JP 2000536096A JP 2000536096 A JP2000536096 A JP 2000536096A JP 2002507056 A JP2002507056 A JP 2002507056A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、マイクロエレクトロニクス用基板として用いられる材料からなる複数枚のウエハ(1)を処理するための装置に関し、この装置は処理浴(21)を収容可能で且つ少なくとも1枚の第1寸法のウエハ(2)を支承可能な支持手段(22)を備えた処理槽(20)と、第1寸法のウエハを掴んで処理槽内へ取り込み或いは処理槽外へ取り出す保持手段(27)とを備えている。本発明は、少なくとも1枚の第1寸法よりも小さな第2寸法のウエハ(1)を支持可能な支持体(10)を更に備え、この支持体は、前記保持手段(27)により把持可能で且つ処理槽(20)の支持手段(22)上に載置可能な寸法形状を有している点に特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明はマイクロエレクトロニクスの分野に関し、更に詳細には微細電子デバ
イス製造用基板として用いられる材料からなるウエハを処理する装置、特に化学
処理装置の分野に関するものである。
【0002】 更に具体的に言えば、本発明はウエハの処理及びハンドリングのための装置と
方法、特にカセットを用いずにウエハを取り扱う所謂「カセットレス方式」と呼
ばれる方式の装置と方法に関するものである。勿論、本発明はウエハを収容する
カセットを用いた形式も対象としている。
【0003】 従来より、一般にマイクロエレクトロニクス用ウエハの化学処理では化学薬品
からなる浴中へのウエハの浸漬が必要で、この浴の幾つかは腐食性である。
【0004】 カセットレス方式でウエハをハンドリングして処理する場合、先ず最初に処理
用カセットの中に1バッチ分例えば25枚のウエハが配置され、このカセットの
中から順次ウエハが取り出されて種々の異なる化学浴中に浸漬される。個々の浴
の間ではウエハは特別な櫛歯状治具により掴まれて浴から浴へと搬送される。個
々の浴中ではウエハは化学浴中に定置されたウエハ支持体上に置かれる。
【0005】 ウエハは各処理槽に固有のウエハ支持体上に置かれ、処理中は櫛歯状治具は処
理槽外に移動する。この形式の装置では、各処理槽内のウエハ支持体を適切に設
計することにより化学処理を最適化することができる。このウエハ支持体は、体
積及び表面積をかなり小さくして化学処理に対する障害を極力少なくすることが
できる。
【0006】 この形式の装置はまた、カセットやバスケットを処理槽間のウエハの搬送に用
いる場合、カセットやバスケット上に残留する生成物で浴が汚染されるのを回避
することができる。更には、例えば搬送用の櫛歯状治具を多重的に装備して櫛歯
状治具が異種化学組成の複数の浴に連続的に浸かるのを回避することができるの
も特筆すべきことである。この場合、ウエハが化学処理を受けている間に櫛歯状
治具を洗浄することができる。しかしながら、この形式の装置では、同一のシス
テムで種々の寸法のウエハを処理することは不可能である。即ち、櫛歯状治具は
単一タイプのウエハについてさえ適正な保持を確実とするような機械的調整が本
来的に困難であり、従って種々の寸法タイプのウエハの適正な保持を可能とする
ような調整を達成することは問題外のことである。
【0007】 本発明の課題は、上述のような形式の装置において一つ以上の寸法タイプのウ
エハを処理することのできる低コストの手段を提供することである。
【0008】 この課題を達成するため、マイクロエレクトロニクス用基板として用いられる
材料からなる複数枚のウエハを処理するための本発明による装置は、 処理浴を収容可能で、且つ少なくとも1枚の第1寸法のウエハを支承可能な支
持手段を備えた処理槽と、 第1寸法のウエハを掴んで処理槽内へ取り込み或いは処理槽外へ取り出す保持
手段とを備えたものにおいて、 少なくとも1枚の第1寸法よりも小さな第2寸法のウエハを支持可能な支持体
を更に備え、該支持体が前記保持手段により直接把持可能で且つ処理槽の支持手
段上に載置可能な寸法形状を有することを特徴とするものである。
【0009】 従って、本発明による装置は、たとえ第1寸法のウエハの処理に専用のもので
あっても、第1寸法より小さな第2寸法のウエハの化学処理を行うことが可能で
ある。
【0010】 例えば、本発明による装置を主に直径20cmのウエハの処理用のものとした
場合、本来の設計によって櫛歯状治具などの把持手段はこの直径に合うように調
整されており、また処理槽もこの寸法のウエハを載置可能なウエハ支持手段を装
備している。
【0011】 この場合、本発明による装置は、上記櫛歯状治具で掴むことのできる寸法形状
を備えたウエハ支持体を使用してこの支持体の中に例えば直径10cmのウエハ
を置くようにしたので、10cm径ウエハの処理にも使用可能である。
【0012】 ウエハ支持体の寸法形状は、例えば上述の例では直径20cmの第1寸法のウ
エハと同等の形状を有するハンドリング用の保持板によって適切に定めることが
できる。
【0013】 ウエハ支持体が上記のハンドリング用保持板を2枚備えていると更に好適であ
り、この場合、両保持板は第2寸法のウエハの処理バッチ分を直接またはカセッ
トを介して保持可能な細長い支持具で相互に連結する。
【0014】 本発明はまた、マイクロエレクトロニクス用基板に用いられる材料からなる複
数枚のウエハを処理するに際し、少なくとも1枚の第1寸法のウエハを掴み、該
ウエハを、少なくとも1枚の第1寸法のウエハを支承可能な支持手段を備えた処
理槽内の処理浴中に浸漬させるように当初から設計されている保持手段を用いる
工程を含むウエハ処理方法も提供し、この方法は、前記工程に代えて、同一の保
持手段を用いて少なくとも1枚の第1寸法よりも小さな第2寸法のウエハを支持
可能な支持体を掴むと共に、該支持体を前記処理槽内に導入して前記支持手段上
に載置することにより前記第2寸法のウエハを前記処理浴中に浸漬させる付加工
程を有することを特徴とする。
【0015】 本発明のその他の形態と特徴及び利点は、限定を意図しない実施形態として添
付図面を参照した以下の詳細な説明から明らかである。
【0016】 微細電子デバイスの製造には、シリコン、石英、ガラスなどの材料からなるウ
エハが使用される。更に一般的に言えば、この種のウエハの材料は、半導体、セ
ラミック、或いはプラスチック材料であるが、勿論、本発明はこれらに限定され
るものではない。このようなウエハは、通常はほぼ円形で薄い板形状である。例
えばシリコンウエハでは、典型的なウエハ1の直径は、10cm(4インチ)、
12.5cm(5インチ)、15cm(6インチ)、20cm(8インチ)、或
いは30cm(12インチ)などがある。但し本発明は他の形状のウエハにも互
換性があり、例えば平面表示パネル製造用の形状を有するウエハにも適用可能で
ある。
【0017】 本発明によれば、複数枚のウエハが種々の技術的処理プロセスに付されて電子
部品や光部品、或いは光電子部品が形成される。係るプロセスは、複数枚のウエ
ハを化学液浴21の中で化学的に処理する一つ以上の工程を含んでいる。
【0018】 この処理浴21の典型例は、酸類、塩基類、溶媒類、或いは脱イオン水などの
混合液及び洗浄溶液である。処理浴21は、薬品中央分配システムから自動供給
されて複数の処理槽20内に収容される。処理槽20は加熱可能であり、超音波
などで活性化することも可能である。これらの処理槽20は化学処理システム上
でグループ化されており、ウエハはウエハローディング及び/又は搬送ステーシ
ョンを起点として或る処理槽から別の処理槽へ、そして終点のウエハ取り出しス
テーションまで自動搬送される。
【0019】 好ましくは複数枚のウエハを例えば25枚で1バッチとしてバッチ処理する。
化学処理工程の後に各バッチのウエハをハンドリングして第1ウエハ収納ボック
ス5に収納する。
【0020】 図1は、第1ウエハ収納ボックス5が蓋7を閉められており、このボックスの
内部に、複数枚のウエハを収容したハンドリング及び収納用のカセット4又はバ
スケットが収容されている状態を示している。このハンドリング及び収納用のカ
セット4はプラスチック製であり、一般的に適用される化学処理浴の特性に影響
を与えるものではない。
【0021】 以下に述べる本発明による方法の一実施形態においては、前述の支持体10を
用いることによって20cm径のウエハ用に設計された処理装置を10cm径の
ウエハの化学処理に使用している。
【0022】 以下、10cm径のものをウエハ1、20cm径のものをウエハ2で示す。
【0023】 図2において、昇降システム30がハンドリング及び収納用カセット4の中か
ら一連の10cm径ウエハ1を取り出すと、搬送手段26がこれら10cm径ウ
エハ1を掴んで支持体10内に配置する。その後、支持体10は別のハンドリン
グ及び収納用カセット3内に収容可能であり、このカッセト3自体も例えばウエ
ハ1に対する化学処理に待機するために別の収納ボックスに収容可能である。
【0024】 この第2のハンドリング及び収納用カセット3は、20cm径のウエハ2を収
納可能なカセットと同一のものとすることが好ましい。
【0025】 一般原則として、支持体10は上述した物理的及び/又は化学的処理に適合す
るものでなければならず、またウエハを汚染するものであってはならない。この
支持体10は、極めて高純度で化学的に不活性な材料、例えば石英や種々のプラ
スチック材或いはフッ素処理製品で製作することが好ましい。この形式の支持体
10は、複数の保持部材11と、ウエハ1を支持体10上に支承しておく複数の
部材14とを備えている。本発明を限定するものではないが、一つの実施例にお
ける保持部材11は、一対の保持板12と複数のバー15からなる支持具14と
から成っている。
【0026】 本発明によれば、支持体10は、20cm径ウエハ2をハンドリングする設備
を10cm径ウエハ1の処理に使用できるようにするためのアダプターである。
従って、その保持部材11は20cmウエハ用設備と互換性を有する寸法形状で
なければならず、それは、この保持部材11こそが支持体10のハンドリング部
分であるからである。例えば、20cm径ウエハ2の周縁部の径方向に対向する
部分を二つの櫛歯状搬送具27で掴む方式の場合、この櫛歯状搬送具27は保持
部材11も同様に掴むことができなければならず、従って保持部材11もまたほ
ぼ20cmの間隔で径方向に離れた対向保持対象部47を有していなければなら
ない(図3のa図及びb図参照)。同様に、支持体10を処理槽20内の底部で
20cm径ウエハ2の支承用の支持部材22の上に置くことができるように、保
持部材11は支持体10を支持部材22上に載置可能な支承部48を備えていな
ければならない(図3のa図及びb図参照)。
【0027】 基本的な実施形態においては、保持部材11はウエハ2と同じ寸法(直径及び
厚さ)を有しており、それにより、ウエハ2の収納用に設計された収納ボックス
上に位置するウエハ2の把持用に設計された櫛歯状搬送具27で掴むことができ
るようになっている。
【0028】 但し、保持部材11の形状はこれ以外のものとすることもでき、保持対象部4
7と支承部48及び支持具14の位置と寸法さえ適正であれば、化学処理を効果
的且つ均一化するように最適化することができる。図3のa図とb図に係る保持
部材11の二つの実施形態を示す。尚、これらの図においては、処理対象の大き
い方の径のウエハ2が櫛歯状搬送具27の間に挟まれている状態を破線で示して
ある。
【0029】 保持部材11がウエハ2よりも厚い場合は、少なくとも保持対象部47と支承
部48の領域に、ハンドリング及び収納用カセット3と搬送手段26及び櫛歯状
搬送具27並びにウエハ支持部材22などと共通に作用可能なエッジ部43を設
けることが好ましい。
【0030】 即ち、一般的にハンドリング及び収納用カセット3や搬送手段26及び櫛歯状
搬送具27やウエハ支持部材22は、ノッチ41を有する把持部40を備えてい
る。各把持部40に一連の複数のノッチ41があることもあり(図4のa図)、
或いは各把持部40に単一のノッチ41があることもある(図4のb図)。
【0031】 図4のb図に特に示したように、このノッチ41はウエハ1を位置決めできる
形状を有している。ノッチ41の開口部両側には面取り部42が設けられ、ウエ
ハ1をノッチ41内へガイドするようになっている。保持部材11がウエハ2よ
りも厚い場合は、保持部材は櫛歯状搬送具27のノッチ41内に直接入り込むこ
とができない。そこで、保持部材11のエッジ部43を把持部40と密に確実に
係合できるような形状にしておくわけである。エッジ部43は把持部40の面取
り部42と係合するテーパー形状とすることもできる(図4のc図)。別の変形
態様としてエッジ部43は平坦面で突出部44を備えたものとしてもよい(図4
のd図)。この場合、突出部44の厚さはウエハ1と同等である。更に別の変形
例として、保持部材11のエッジ部43は把持部40の全幅が嵌入する溝45を
備えたものとしてもよい(図4のe図)。図4のf図に、この最後の変形態様に
対応する保持板12が櫛歯状搬送具27に掴まれている状態を示す。溝45の両
縁部が領域47で櫛歯状搬送具27と部分的に重なっており、この領域で保持板
12が櫛歯状搬送具27により保持されている。
【0032】 支持体10の非限定的な特別な実施形態を図5に示す。この支持体10は単一
の縦向き保持板12と3本の水平バー15とから構成されている。保持板12は
バー15の中間部に位置し、バーとは直交している。各バー15は保持板12に
剛性に接合されている。10cm径ウエハ1は保持板12の両面側で保持板12
と平行に3本のバー15の上へ縦向きに載置される。これら3本のバー15は、
その長手方向に規則的な間隔で複数のノッチ41を有している。
【0033】 以上に概略を述べた支持体10の更に好適な実施形態を図6及び図7に示す。
この実施形態では、2枚の縦向きの保持板12と3本の水平バー15とが剛性体
を形成している。第1のタイプのウエハ1は2枚の保持板12の間でこれら保持
板と平行に3本のバー15の上へ載置される。
【0034】 図8及び図9は本発明の更に別の実施形態による支持体を示す斜視図及び模式
断面図であり、この支持体10は、2枚の保持板12と4本のバー15とを備え
ている。各バー15の両端は各保持板12の内側の面上で台形の四隅に位置して
いる。このように配置により4本のバー15は処理対象の一連のウエハ1を一括
収容したカセット6を収容保持可能なカセット保持部材16を構成している。
【0035】 以上の説明では1枚又は2枚の保持板12と3本又は4本のバー15を備えた
支持体10を述べたが、2枚以上の保持板12や別の本数のバー15を備えた支
持体10や、例えば連続的もしくは断続的な凹面など、ウエハ1のための他の形
式の支承部材14,15を備えた支持体の変形も可能であることは述べるまでも
ない。
【0036】 上述の支持体10を使用した本発明による方法の二つの実施形態を説明すれば
以下の通りである。
【0037】 図10は本発明によるウエハ処理方法の第1実施形態における種々の工程段階
を示しており、この実施形態では図8及び図9を参照して先に述べた支持体を使
用している。第1工程Aでは、第1タイプのウエハ1を公知の搬送手段26によ
りハンドリング及び収納用カセット4から取り出す。第1タイプのウエハ1は昇
降システム30により持ち上げられ、搬送手段26で把持されて処理用カセット
6内に移される(工程A)。カセット搬送システム28がカセット6と係合して
これを搬送し、図8及び図9に示すように該カセットを支持体10上に載置する
(工程B)。これにより、本来は直径の大きい方の第2タイプのウエハ2を掴ん
で移動させるように設計されている櫛歯状搬送具27が工程Cにおいて保持板1
2と係合できるようになり、ウエハ1の入ったカセット6を支承したまま支持体
10を処理槽20へ向けて移動させることができる。処理槽20は化学処理浴2
1を収容している。支持体10は処理槽20の底部に向かって下降され、その保
持板12がウエハ支持部材22上に載置されるが、この支持部材も本来は直径の
大きいほうの第2タイプのウエハ2を支承するように設計されたものである。化
学処理が行われている間に櫛歯状搬送具27を処理槽20から引き上げ、必要に
応じて洗浄しておくことができる。化学処理が終了したら、支持体10を櫛歯状
搬送具27で掴んで引き上げ、搬送する。これにより支持体10を別の化学処理
用処理槽へ搬送することができる。この化学処理操作が終了したら、上述の工程
A,B,Cを時間的に逆の順序で実行すれば第1タイプのウエハ1の搬出及び/
又は収納を行うことができる。
【0038】 図11は本発明によるウエハ処理方法の第2実施形態における種々の工程段階
を示している。この実施形態は、二つの主要工程G及びHを備えている。工程G
では、搬送手段26と昇降システム30を用いて10cm径ウエハ1をハンドリ
ング及び収納用カセット4から支持体10へ搬送する。次に、本来は大きい方の
ウエハ2を掴んで搬送するように設計されている櫛歯状搬送具27が保持板12
と係合して支持体10を持ち上げ、これを処理槽20の底部へ運んで処理槽底部
のウエハ支持ロッド22の上に載置するが、これらの支持ロッドも本来は大きい
方のウエハ2を載置するために設計されているものである(工程H)。処理槽2
0には化学処理浴が収容されている。ウエハ1に対する化学処理が行われている
間に櫛歯状搬送具27を処理槽20の外部へ引き上げて洗浄することができる。
その後、工程GとHを逆の順序で実行してウエハ1を収納ボックス4へ収容し、
或いはその途中で支持体10を別の処理槽へ移動させて別の化学処理や洗浄を行
うこともできる。
【0039】 以上、20cm径ウエハの処理用に設計されている設備で10cm径ウエハを
処理する場合について本発明の使用例を説明したが、本発明はこれ以外の如何な
る2種類の寸法形状のウエハの処理にも適用可能であることは述べるまでもない
ことである。
【0040】 以上に述べたように、本発明による処理装置及び処理方法は、櫛歯状搬送具2
7たウエハ支持ロッド22の付いた処理槽20などを交換したり調整したりする
ことなく異なる寸法形状の種々のタイプのウエハ1を取り扱うことができるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ウエハ収納ボックスの模式的な断面図である。
【図2】 収容ボックスからハンドリング用カセット及びウエハ支持体への本発明による
ウエハの搬送の様子を模式的に示す説明図である。
【図3】 本発明によるウエハ支持体のハンドリング手段の二つの実施形態(a図及びb
図)を端面側から模式的に示した説明図である。
【図4】 本発明によるウエハ支持用の各部材と支持体ハンドリング手段のエッジ部の種
々の実施形態とを模式的に示す説明図で、a図とb図はそれぞれ複式と単式の支
持部材を示す断面図、c図〜e図は支持部材と連携動作するエッジ形状の種々の
例を示す断面図、f図は搬送用櫛歯状治具と一体でe図に示した形状のエッジを
有する本発明によるウエハ支持体を示す正面図である。
【図5】 本発明によるウエハ支持体の非限定的な一実施形態を示す斜視図である。
【図6】 本発明によるウエハ支持体の別の非限定的な実施形態を示す斜視図である。
【図7】 図6に示した本発明によるウエハ支持体の部分的な正面図である。
【図8】 本発明によるウエハ処理方法の種々の工程段階を示す説明図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年4月3日(2000.4.3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】 米国特許第5657879号明細書にはカセット容積を調整するためのプレー トを備えたウエハ収容カセットが開示され、このカセットは、異なる寸法のウエ ハを収容可能とするために同様にカセット形状のスリーブも備えている。 またト゛イツ特許公報第4500205号には異なる寸法のウエハを収容可能とす るためのアダプターを備えたウエハ収容カセットが開示されている。 従来より、一般にマイクロエレクトロニクス用ウエハの化学処理では化学薬品
からなる浴中へのウエハの浸漬が必要で、この浴の幾つかは腐食性である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F031 CA02 DA01 FA01 FA03 FA09 GA02 HA72 MA23 PA16 5F043 AA01 EE01 EE35 EE36

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロエレクトロニクス用基板として用いられる材料から
    なる複数枚のウエハ(1)を処理するための装置であって、 処理浴(21)を収容可能で、且つ少なくとも1枚の第1寸法のウエハ(2)
    を支承可能な支持手段(22)を備えた処理槽(20)と、 第1寸法のウエハを掴んで処理槽内へ取り込み或いは処理槽外へ取り出す保持
    手段(27)とを備えたものにおいて、 少なくとも1枚の第1寸法よりも小さな第2寸法のウエハ(1)を支持可能な
    支持体(10)を更に備え、該支持体が前記保持手段(27)により直接把持可
    能で且つ処理槽(20)の支持手段(22)上に載置可能な寸法形状を有するこ
    とを特徴とするウエハ処理装置。
  2. 【請求項2】 支持体(10)が少なくとも1枚の保持板(12)を備え、
    該保持板が第1寸法のウエハ(2)と同等の形状を有していることを特徴とする
    請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 支持体が2枚の保持板(12)を備え、これら保持板がそれ
    ぞれ第1寸法のウエハ(2)と類似する形状を有し、両保持板が第2寸法のウエ
    ハ(1)の処理バッチ分を保持可能な支持具(15)によって互いに連結されて
    いることを特徴とする請求項2に記載の装置。
  4. 【請求項4】 支持具が主に複数のバー(15)からなることを特徴とする
    請求項3に記載の装置。
  5. 【請求項5】 支持具(15)が第2寸法のウエハ(1)を直接支承可能で
    あることを特徴とする請求項3又は4のいずれか1項に記載の装置。
  6. 【請求項6】 支持具(15)が、第2寸法のウエハ(1)を収容したカセ
    ット(6)を介して第2寸法のカセット(1)を支承可能であることを特徴とす
    る請求項3または4のいずれか1項に記載の装置。
  7. 【請求項7】 マイクロエレクトロニクス用基板として用いられる材料から
    なる複数枚のウエハ(1)を処理するに際し、少なくとも1枚の第1寸法のウエ
    ハ(2)を掴み、該ウエハ(2)を、少なくとも1枚の第1寸法のウエハ(2)
    を支承可能な支持手段(22)を備えた処理槽(20)内の処理浴(21)中に
    浸漬させるように当初から設計されている保持手段(27)を用いる工程を含む
    ウエハ処理方法において、 前記工程に代えて、同一の保持手段(27)を用いて少なくとも1枚の第1寸
    法よりも小さな第2寸法のウエハ(1)を支持可能な支持体(10)を掴むと共
    に、該支持体(10)を前記処理槽(20)内に導入して前記支持手段(22)
    上に載置することにより前記第2寸法のウエハ(1)を前記処理浴(21)中に
    浸漬させる付加工程を有することを特徴とするウエハ処理方法。
  8. 【請求項8】 前記付加工程に先行して前記第2寸法のウエハ(1)を前記
    支持体(10)に直接導入する工程を備えたことを特徴とする請求項7に記載の
    方法。
  9. 【請求項9】 前記付加工程に先行して、前記第2寸法のウエハ(1)をカ
    セット(6)内に配置する工程と、該カセット(6)を前記支持体(10)内に
    導入する工程とを備えたことを特徴とする請求項7に記載の方法。
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