JP2002533919A - 基板を処理するための装置および方法 - Google Patents

基板を処理するための装置および方法

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JP2002533919A JP2000590198A JP2000590198A JP2002533919A JP 2002533919 A JP2002533919 A JP 2002533919A JP 2000590198 A JP2000590198 A JP 2000590198A JP 2000590198 A JP2000590198 A JP 2000590198A JP 2002533919 A JP2002533919 A JP 2002533919A
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Abstract

(57)【要約】 1つの基板を支持する基板ホルダが、第1の処理ユニットの上方の処理位置に移動させられ、第1の基板処理が行われ、この第1の基板処理後に基板ホルダの持上げが行われる、基板、特に半導体ウェーハを処理するための装置および方法では、第2の処理ユニットが、持ち上げられた基板ホルダと、第1の処理ユニットとの間に移動させられ、第2の基板処理が実施される後続の基板処理が簡単にかつ空間を節約して可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、基板、特に半導体ウェーハを処理するための装置であって、第1の
処理ユニットと、該第1の処理ユニットの上方で鉛直方向に移動可能な基板ホル
ダとが設けられている形式のものに関する。さらに、本発明は、1つの基板を支
持する基板ホルダを第1の処理ユニットの上方の処理位置に移動させ、第1の基
板処理を実施し、第1の基板処理後に基板ホルダを鉛直方向に持ち上げる、基板
、特に半導体ウェーハを処理する方法に関する。
【0002】 このような形式の装置および方法は、たとえばアメリカ合衆国特許第5222
310号明細書に基づき公知である。この装置は、処理槽と、この処理槽の上方
に鉛直方向で移動可能に配置された、基板ホルダとして形成されているカバーと
を有している。公知の装置もしくは公知の方法では、カバーによって支持された
1つのウェーハが処理槽内に導入されて処理され、処理および後続のカバー持上
げ後、ウェーハが基板操作装置によってカバーから取り外される。したがって、
この装置では、後続のウェーハ処理のためにウェーハを基板操作装置によって後
続の処理ユニットに移動させること、場合によっては、後続の基板ホルダ内に挿
入することが必要となる。
【0003】 しかし、基板の各操作時には基板が損傷されるという危険がある。さらに、処
理ユニットのために使用可能な空間は一般的に制限されている。さらに、互いに
独立した2つの処理ユニットを設けることによって空間要求が大きくなってしま
う。さらに、基板はしばしば湿った状態で搬送されなければならない。これによ
って、過度に激しい汚染問題が生ぜしめられ得る。
【0004】 また、特開平10−4079号明細書に基づき、基板を処理するための装置が
公知である。この装置では、処理したい基板が、下方に位置する基板ホルダ上に
載置される。この基板ホルダは、下方に位置する軸によって鉛直方向に移動可能
である。この軸は、第1の処理装置の底部を貫通して延びていて、基板ホルダを
第1のステップで第1の処理装置内に位置決めしている。次いで、基板ホルダが
基板と共に第1の処理装置から持ち上げられ、2つの部分から成る第2の処理装
置が側方から基板ホルダの周りを移動し、これによって、第2の処理装置が、第
1の処理装置の上方に形成される。この場合、第2の処理装置は、軸の領域でな
らびに処理装置の2つの部分の交接箇所の領域でシールされなければならない。
これによって、両部分の運動制御ならびにこのシールために必要となるコストが
増大してしまう。
【0005】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第196526号明細書に基づき、基板を流体
容器内で処理するための装置および方法が公知である。この場合、基板を収容す
るためのフードは流体容器の上方に位置決め可能である。フードは基板案内・保
持装置を有している。この基板案内・保持装置は、フードの内部への基板の確実
な搬送を保証している。
【0006】 特開平6−163505号明細書に基づき、半導体基板洗浄装置が公知である
。この半導体基板洗浄装置では、基板を順次に装着することができる複数の定置
の室が鉛直方向で互いに上下に配置されている。
【0007】 特開平10−242106号明細書には、基板を収容する槽がレールに沿って
移動させられ、それぞれ異なる処理を同一の槽の内部で実施するために、この槽
が、それぞれ異なる処理流体接続部に接続され得るような装置が示してある。
【0008】 したがって、上述した公知先行技術、特に特開平10−4079号明細書から
出発して本発明の課題は、それぞれ異なる基板処理の間の操作ステップが簡単に
かつ廉価に減少させられ、分割された処理装置の間のシール問題が除去されるよ
うな装置を提供することである。
【0009】 特開平10−4079号明細書に基づき公知の装置から出発してこの課題は、
基板ホルダが、第1の処理ユニットと第2の処理ユニットとの外部で案内されて
おり、この第2の処理ユニットが一体に形成されていることによって解決される
。これによって、処理ユニットの構造が簡単となる。なぜならば、案内手段が処
理槽を貫通して延びておらず、したがって、基板ホルダの軸におけるシールが不
要となるからである。処理装置の一体性によって、一方の処理ユニットの互いに
異なる部分の間の交接箇所の領域におけるシール問題が除去される。したがって
、装置は構造の点でより単純になると共により廉価となる。さらに、軸に付着し
た媒体にによる媒体連行(Medienverschleppung)の発生が
阻止される。
【0010】 本発明の有利な構成によれば、第2の処理ユニットが直線的に移動可能である
のに対して、別の有利な構成では、第2の処理ユニットが旋回可能である。
【0011】 第2の処理ユニットが洗浄装置を有していると有利である。基板、特に半導体
ウェーハは、しばしば複数のステップを有する製造工程の間、特に特定の処理ス
テップの後に洗浄されなければならないので、洗浄装置は、第2の処理ユニット
として第1の処理ユニットの上方に提供される。本発明の別の有利な構成によれ
ば、第2の処理ユニットが乾燥装置を有している。先行する湿式処理では、予め
処理された基板が可能な限り迅速に、すなわち、操作装置によって前方へ搬送さ
れる必要なしに乾燥装置内でコントロールされて乾燥させられるということが特
に必要となる。この場合、第2の処理ユニットが、組み合わされた洗浄・乾燥装
置を有していると特に有利である。
【0012】 本発明の改良形では、基板ホルダの一部が第2の処理ユニット上に載置可能で
ある。基板の一部を第2の処理ユニット上に載置することによって、2つの部分
から成る基板ホルダでは、両部分の一方を載置させることが可能となるのに対し
て、他方の部分は、基板への接近を可能にするために持ち上げられる。
【0013】 本発明の別の特に有利な構成では、第3の処理ユニットと、この第3の処理ユ
ニットの上方で鉛直方向に移動可能な第2の基板ホルダとが設けられており、第
2の処理ユニットが、第2の基板ホルダの持ち上げられた位置でこの第2の基板
ホルダと第3の処理ユニットとの間に移動可能である。第3の処理ユニットを設
けることによって、移動可能な第2の処理ユニットを第1の処理ユニットおよび
第3の処理ユニットのために交互に使用することができ、これによって、付加的
な空間を節約することができる。なぜならば、第2の処理ユニットが別の2つの
処理ユニットに対応配置されているからである。さらに、これによって、コスト
節約も得られる。なぜならば、1つの処理ユニットを節約することができるから
である。
【0014】 しかし、本発明の改良形によれば、円で配置された2つよりも多くの処理ユニ
ットを設けることも可能である。これらの処理ユニットは、たとえばその他の処
理ユニットの中央に位置する共通の処理ユニットによって適宜に連続的に操作さ
れる。
【0015】 たとえば汚染を1つの処理ユニットから別の処理ユニットに伝播する第2の基
板ホルダの共通の使用によって相関的に第1の処理ユニットと第3の処理ユニッ
トとの処理工程に影響が与えられることを阻止するために、第1の処理ユニット
と第3の処理ユニットとがほぼ同様に形成されている。影響を与えるという危険
が第2の処理ユニットの共通の使用によって排除されている事例のためには、第
1の処理ユニットと第3の処理ユニットとが互いに異なって形成されていてもよ
い。
【0016】 第2の処理ユニットが、第1の処理ユニットと第3の処理ユニットとの間に位
置する休止位置に移動可能であり、この休止位置で第2の処理ユニットが処理を
実施せずかつ第1の処理ユニットにも第3の処理ユニットにも損傷を与えないか
もしくはオーバラップしないようになっていると有利である。この場合、休止位
置は、第1の処理ユニットと第3の処理ユニットとの間に必ずしも位置している
必要はない。第2の処理ユニットが、第1の処理ユニットと第3の処理ユニット
とに損傷を与えないかもしくはオーバラップしない位置に第2の処理ユニットを
移動させることも可能である。
【0017】 本発明の特に有利な構成によれば、第1の処理ユニットが金属被覆ユニットで
ある。基板ホルダをローディングおよびアンローディングするための操作装置が
設けられていると有利である。
【0018】 本発明による課題は、以下の方法ステップ:1つの基板を支持する基板ホルダ
を第1の処理ユニットの上方の処理位置に移動させ;第1の基板処理を実施し;
第1の基板処理後に基板ホルダを持ち上げ;第2の処理ユニットを、持ち上げた
基板ホルダと、第1の処理ユニットとの間に移動させ;第2の基板処理を実施す
る;を有する、基板、特に半導体ウェーハを処理する方法において、基板ホルダ
を第1の処理ユニットと第2の処理ユニットとの外部で案内し、この第2の処理
ユニットが一体に形成されていることによって解決される。この方法では、装置
に関連して前述したのと同じ利点が得られる。本発明による方法の有利な実施態
様は従属請求項から得られる。この場合、装置に関連して上述した利点が同様に
得られる。
【0019】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【0020】 図1には、それぞれ異なる形で構成された処理装置3,4,5を備えた処理ス
テーション1が平面図で示してある。この処理ステーション1内設けられた、そ
れぞれ異なる形で構成された処理装置3,4,5のイラストは、本発明による処
理装置のための有利な構成可能性を実現するための例としてしか使用されない。
一般的に、処理ステーション1内では、処理装置のただ1つの構成形式しか使用
されない。
【0021】 処理装置3,4,5は2列で配置されており、その間には自由室7が位置して
いる。この自由室7内にはウェーハ操作ロボット10が可動に配置されている。
ウェーハ処理ステーション1の一方の端面側には、各列のウェーハ処理装置3,
4,5のために、それぞれ1つのウェーハカセット11,13が設けられている
。ウェーハ操作ロボット10は、このウェーハカセット11,13からウェーハ
15を取り出し、処理装置3,4,5の基板ホルダ内に挿入するかもしくは逆に
ウェーハ15を基板ホルダから取り出し、ウェーハカセット11;13内に挿入
する。両ウェーハカセット11,13の間にはウェーハ前調整ユニット17が設
けられている。このウェーハ前調整ユニット17上には、正確な前調整を獲得す
るために、ウェーハカセット11;13から取り出されたウェーハ15がまず載
置される。
【0022】 本発明による処理装置の最も単純な構造を示すウェーハ処理装置5が、図2お
よび図3に側面図で概略的に示してある。ウェーハ処理装置5は、金属被覆装置
20と、行程装置23によって鉛直方向に移動可能な基板ホルダ22と、水平方
向に移動可能な洗浄・乾燥装置25とを有している。金属被覆装置20と、基板
ホルダ22と、洗浄・乾燥装置25とは、図4および図5に関連してあとで詳し
く説明することにする。
【0023】 図2で見ることができるように、基板ホルダ22は、金属被覆装置20の上方
に存在する位置(図4も参照)に下降させられ、この位置で金属被覆が行われる
。金属被覆後、基板ホルダ22が持ち上げられ、洗浄・乾燥装置25が基板ホル
ダ22と金属被覆装置20との間に進入させられる。その後、基板ホルダ22は
、この基板ホルダ22内に位置する基板の洗浄と乾燥とが実施される位置に下降
させられる(図5参照)。次いで、基板ホルダ22の下側部分41が洗浄・乾燥
装置25上に載置され、これによって、ウェーハ15がウェーハ操作ロボット1
0によって取り出され得る。取り出されたウェーハ15が、新たなウェーハ15
に置き換えられ、基板ホルダ22が閉鎖されかつ持ち上げられる。洗浄・乾燥装
置25は基板ホルダ22の領域から離れる方向に移動させられ、その後、基板ホ
ルダ22は、金属被覆装置20内での処理のために再び新たなウェーハ15を下
降させる。
【0024】 金属被覆装置20は、図4に横断面図で概略的に示してある。この場合、図面
を簡単に示すために金属被覆装置20のケーシングは図示していない。接続部3
0を介して、たとえば銅のような適宜な金属を含有する処理流体が処理装置3,
4,5の第1の室31内に導入される。この室31の上方には、上向きに開く漏
斗32が配置されている。この漏斗32は室31と流れ接続されているので、流
れ媒体は漏斗32を通って上方に流れることができる。この漏斗32の上方には
孔付きプレート33が配置されている。この孔付きプレート33は、処理流体の
、上方に向けられた流れを均質化している。孔付きプレート33の上方にかつこ
の孔付きプレート33に対して間隔を置いて陽極装置34が設けられている。
【0025】 繰返しを避けるために、金属被覆装置20のさらなる詳細は、本出願の出願人
によって同日に出願された、出願番号19859470と発明の名称「基板を処
理するための装置および方法」とを有する特許出願に記載されている。この限り
においては、当該特許出願は本出願の対象となっている。
【0026】 図4および図5から見ることができるように、金属被覆装置20の上方には基
板ホルダ22が位置している。この基板ホルダ22は、上側部分40と、環状の
もしくは基板の形状に適合された下側部分41とから成っており、両部分40,
41の間にウェーハ15が導入されている。上側部分40と下側部分41とは、
その間に加えられた真空によって分離しないように保持される。
【0027】 繰返しを避けるために、基板ホルダ22のさらなる構造は、本出願の出願人に
よって同日に出願された、出願番号19859467と発明の名称「基板ホルダ
」とを有する特許出願に記載されている。この限りにおいては、当該特許出願は
本出願の対象となっている。
【0028】 図5には、洗浄・乾燥装置25の横断面図が概略的に示してある。この場合、
図面を簡単に示すために、たとえば洗浄・乾燥装置25の外側の槽のような特定
の部分は省略した。洗浄・乾燥装置25は、高められたノズルプレート51を備
えたノズルボディ50を有している。ノズルプレート51には多数のノズル52
が配置されている。ノズルプレート51の中心には開口が配置されている。この
開口内には、ノズルプレート51のノズル52とは別個のノズル(図示せず)を
備えた挿入体53が挿入されている。流体の入口54,55を介して流体が、ノ
ズルプレート51の下方に位置する室56にわたって導入される。流体はノズル
52を介して流出しかつこのノズル52の上方に位置するウェーハ15もしくは
基板に向けられる。入口57を介して、挿入体53内に位置するノズルが、基板
15を洗浄するための洗浄液体で負荷される。一般的に、入口54,55を介し
て導入される流体は、入口57を介して導入される洗浄液体とは異なっている。
【0029】 図5からさらに見ることができるように、洗浄・乾燥装置25は、ノズルプレ
ート51に比べて低い所に位置する、このノズルプレート51を環状に取り囲む
面58を有している。この面58は複数のウェブ59を有しており、図5では、
これらのウェブ59のうちの1つを見ることができる。高められたウェブ59は
、基板ホルダ22のローディングおよびアンローディングの間、この基板ホルダ
22の下側部分41のための載置部として使用される。
【0030】 基板ホルダ22のローディングおよびアンローディングは、基板ホルダ22の
下側部分41をウェブ59上に載置し、上側部分40と下側部分41との間に作
用する真空を解除し、上側部分40を持ち上げることによって行われるので、い
ま、ウェーハ15は下側部分41上に自由に位置していて、ウェーハ操作ロボッ
ト10によって把持され得るかもしくは結果的に形成された開口内にウェーハ操
作ロボット10によって挿入され得る。
【0031】 繰返しを避けるために、洗浄・乾燥装置25の構造と機能とに関するさらなる
詳細は、本出願の出願人によって同日に出願された、出願番号19859466
と発明の名称「基板を処理するための装置および方法」とを有する特許出願に記
載されている。この限りにおいては、当該特許出願は本出願の対象となっている
【0032】 図1に示した処理装置3は、洗浄・乾燥装置25が2つの金属被覆装置20の
間で長手方向に移動可能であり、これによって、洗浄・乾燥装置25が両金属被
覆装置20のために使用可能であるという点で、上述した処理装置5と異なって
いる。さらに、これによって、付加的な空間節約と共に1つの洗浄・乾燥装置2
5が節約される。図1で見ることができるように、処理装置3では、洗浄・乾燥
装置25が2つの金属被覆装置20の間に配置可能である。しかし、両金属被覆
装置20の間に洗浄・乾燥装置25のための十分な空間が設けられていないので
、洗浄・乾燥装置25が交互に両金属被覆装置20の一方の上方にかつ他方の上
方に配置されている、すなわち、各金属被覆装置20と基板ホルダ22との間に
位置しているということも考えられ得る。これによって、さらに空間が節約され
る。
【0033】 図1に示した処理装置4では、洗浄・乾燥装置25が軸60を中心として旋回
可能に配置されている。洗浄・乾燥装置25は、2つの金属被覆装置20の一方
の上方へそれぞれ旋回可能である。選択的に、洗浄・乾燥装置25は金属被覆装
置20の領域から外方へも旋回可能であるので、洗浄・乾燥装置25は、たとえ
ば図1に示したように、両金属被覆装置20のどちらともオーバラップしないよ
うになっている。
【0034】 本発明は、本発明の有利な実施例につき説明したが、ただし、この特別な実施
例に制限される必要はない。特に、処理装置は、それぞれ異なる構造形式を備え
て形成されていてよく、かつ別のプロセスのために使用することができる。した
がって、たとえば金属被覆装置の代わりに、洗浄ユニット、化学的な処理装置ま
たはこれに類するものを設けることができる。水平方向に移動可能な第2の処理
装置も洗浄・乾燥装置に制限されていない。たとえば、この代わりに、純粋な乾
燥ユニットまたはたとえば研磨ユニットが設けられてもよい。ウェーハ処理が行
われないかまたは下方からだけでなく上方からもかつ/または側方からも行われ
るように処理ユニットを形成しかつ配置することも可能である。処理装置によっ
て、たとえばガラス基板、CD(コンパクトディスク)またはDVD(デジタル
ビデオディスク)のような別の基板を、前述した半導体ウェーハの代わりに処理
することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 複数の処理装置を備えたウェーハ処理ステーションの概略的な平面図である。
【図2】 第1の処理位置における処理装置の概略的な側面図である。
【図3】 第2の処理位置における処理装置の概略的な側面図である。
【図4】 第1の処理ステーションと、この処理ステーションの上方に位置する基板ホル
ダとの横断面図である。
【図5】 第2の処理ユニットと、この処理ユニットの上方に位置する基板ホルダとの概
略的な横断面図である。
【符号の説明】
1 処理ステーション、 3 処理装置、 4 処理装置、 5 処理装置、
7 自由室、 10 ウェーハ操作ロボット、 11 ウェーハカセット、
13 ウェーハカセット、 15 ウェーハまたは基板、 17 ウェーハ前調
整ユニット、 20 金属被覆装置、 22 基板ホルダ、 23 行程装置、
25 洗浄・乾燥装置、 30 接続部、 31 室、 32 漏斗、 33
孔付きプレート、 34 陽極装置、 40 上側部分、 41 下側部分、
50 ノズルボディ、 51 ノズルプレート、 52 ノズル、 53 挿
入体、 54 入口、 55 入口、 56 室、 57 入口、 58 面、
59 ウェブ、 60 軸
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板(15)、特に半導体ウェーハを処理するための装置(
    3,4,5)であって、第1の処理ユニット(20)と、該第1の処理ユニット
    (20)の上方で鉛直方向に位置調整可能な基板ホルダ(22)と、第2の処理
    ユニット(25)とが設けられており、該第2の処理ユニット(25)が、基板
    ホルダ(22)の持ち上げられた位置で該基板ホルダ(22)と第1の処理ユニ
    ット(20)との間に移動可能である形式のものにおいて、基板ホルダ(22)
    が、第1の処理ユニット(20)と第2の処理ユニット(25)との外部で案内
    されており、該第2の処理ユニット(25)が一体に形成されていることを特徴
    とする、基板を処理するための装置。
  2. 【請求項2】 第2の処理ユニット(25)が、直線的に移動可能である、
    請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 第2の処理ユニット(25)が旋回可能である、請求項1記
    載の装置。
  4. 【請求項4】 第2の処理ユニット(25)が、洗浄装置を有している、請
    求項1から3までのいずれか1項記載の装置。
  5. 【請求項5】 第2の処理ユニット(25)が、乾燥装置を有している、請
    求項1から4までのいずれか1項記載の装置。
  6. 【請求項6】 基板ホルダ(22)の一部(41)が、第2の処理ユニット
    (25)上に載置可能である、請求項1から5までのいずれか1項記載の装置。
  7. 【請求項7】 第3の処理ユニット(20)と、該第3の処理ユニット(2
    0)の上方で鉛直方向に位置調整可能な第2の基板ホルダ(22)とが設けられ
    ており、第2の処理ユニット(25)が、第2の基板ホルダ(22)の持ち上げ
    られた位置で該第2の基板ホルダ(22)と第3の処理ユニット(20)との間
    に移動可能である、請求項1から6までのいずれか1項記載の装置。
  8. 【請求項8】 第1の処理ユニット(20)と第3の処理ユニット(20)
    とが、ほぼ同様に形成されている、請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 第1の処理ユニット(20)と第3の処理ユニット(20)
    とが、互いに異なって形成されている、請求項7記載の装置。
  10. 【請求項10】 第2の処理ユニット(25)が、第1の処理ユニット(2
    0)と第3の処理ユニット(20)との間に位置する休止位置に移動可能である
    、請求項7から9までのいずれか1項記載の装置。
  11. 【請求項11】 少なくとも第1の処理ユニット(20)が、金属被覆装置
    である、請求項1から10までのいずれか1項記載の装置。
  12. 【請求項12】 基板ホルダ(22)をローディングおよびアンローディン
    グするための操作装置(10)が設けられている、請求項1から11までのいず
    れか1項記載の装置。
  13. 【請求項13】 以下の方法ステップ: −1つの基板を支持する基板ホルダ(22)を第1の処理ユニット(20)の上
    方の処理位置に移動させ、 −第1の基板処理を実施し、 −第1の基板処理後に基板ホルダ(22)を持ち上げ、 −第2の処理ユニット(25)を、持ち上げた基板ホルダ(22)と、第1の処
    理ユニット(20)との間に移動させ、 −第2の基板処理を実施する、 を備えた、基板(15)、特に半導体ウェーハを処理する方法において、 基板ホルダ(22)を第1の処理ユニット(20)と第2の処理ユニット(2
    5)との外部で案内し、該第2の処理ユニット(25)が一体に形成されている
    ことを特徴とする、基板を処理する方法。
  14. 【請求項14】 第2の処理ユニット(25)を、持ち上げた基板ホルダ(
    22)と、第1の処理ユニット(20)との間に移動させる、請求項13記載の
    方法。
  15. 【請求項15】 第2の処理ユニット(25)を、持ち上げた基板ホルダ(
    22)と、第1の処理ユニット(20)との間に旋回させる、請求項13記載の
    方法。
  16. 【請求項16】 第1の基板処理によって金属被覆を実施する、請求項13
    から15までのいずれか1項記載の方法。
  17. 【請求項17】 第1の基板処理によって化学的な処理を実施する、請求項
    13から15までのいずれか1項記載の方法。
  18. 【請求項18】 第2の基板処理によって基板(15)の洗浄を実施する、
    請求項13から17までのいずれか1項記載の方法。
  19. 【請求項19】 第2の基板処理によって基板(15)の乾燥を実施する、
    請求項13から18までのいずれか1項記載の方法。
  20. 【請求項20】 基板(15)をローディングおよびアンローディングする
    ために基板ホルダ(22)の少なくとも一部を第2の処理ユニット(25)上に
    載置する、請求項13から19までのいずれか1項記載の方法。
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