JP2003530282A6 - 処理タンクをローディング及びアンローディングするための方法 - Google Patents

Abstract

円板状の基板を処理タンク内にローディングし、若しくはこの処理タンクからアンローディングする作業を簡単にするために、本発明によれば、処理タンクにローディング及び処理タンクからアンローディングするための方法が提供されている。ローディングの際には、円板状の基板が、互いに向き合う受容スリットを備えた少なくとも２つの互いに向き合うグリッパ部材を有するグリッパによって基板を掴み、基板が処理タンク内のガイドスリットに対して整列されるような形式で、処理タンクの上側で基板を位置決めし、基板が処理タンク内で上昇せしめられた基板昇降部材に接触するまで、基板を処理タンク内に部分的に下降させるために、グリッパを下降させる。次いで基板がもはや保持されないが受容スリット内でガイドされる位置に、グリッパ部材を部分的に互いに離れる方向に移動させ、昇降部材を下降させることによって基板を処理タンク内にさらに下降させるようにした。基板をアンローディングするための方法においては、まず、互いに向き合う受容スリットを備えた少なくとも２つの互いに向き合うグリッパ部材を有するグリッパを、処理タンク上に位置決めして、タンク内のガイドスリットと、グリッパ部材内の受容スリットとが互いに整列させる。次いで基板昇降部材によって基板を上昇させて、グリッパ部材の受容スリット内に導入する。所定の位置が得られたら、基板を掴まえるために、グリッパ部材を互いに接近させる方向に移動させて、グリッパを上昇させることによって、基板を処理タンクから引き出すようにした。

Description

【０００１】
本発明は、処理タンクに、円板状の基板特に半導体ウェハをローディング（装入）するための方法、並びに処理タンクから、円板状の基板特に半導体ウェハをアンローディング（取り出し）するための方法に関する。
【０００２】
半導体工業においては、半導体ウェハを、少なくとも部分的に処理タンク内で行われる、種々異なる処理段階で処理する必要があることは知られている。この処理中に、半導体ウェハは一般的に、ウェハをタンク内において所定の整列状態で保持するために、上昇可能なウェハホルダ内に受容される。上昇可能なウェハホルダは、同様にウェハをローディング及びアンローディングするために使用される。しかしながらこのような形式のウェハホルダは、例えば容積が大きく、それによって大きい処理タンクを必要とするという欠点を有している。さらにまた、ウェハホルダを処理タンクから引き上げる際に、ウェハとウェハホルダとの接触箇所に液体が付着するという危険性がある。これによってウェハのさらなる処理において不都合な影響がある。さらにまた、このような形式のウェハホルダは、処理タンク内での流れ条件を妨げ、これが基板処理の均質性に不都合な影響を及ぼすことになる。半導体ウェハをウェハホルダによって処理タンク内にもたらし、処理タンクから取り出すためのシステムの１例は、アメリカ合衆国特許第５３７０１４２号明細書に記載されている。
【０００３】
広い意味の処理タンクにおいては、タンクの側壁に、半導体ウェハを受容しガイドするためのガイドスリットが設けられている。垂直方向でウェハを支持するために、一般的に、中央に配置されたカッタ状のストリップの形をした昇降部材が設けられており、この昇降部材によって、ウェハはタンク内で昇降せしめられるようになっている。このような形式の処理タンクにローディング及びアンローディングするために、処理タンク内のガイドスリットに対応するガイドスリットを備えた搬送フードが設けられている。フード内のロック機構は、ウェハをフード内で固定するようになっている。処理タンクにローディングする際に、前もってウェハが装填されたフードがタンク上に移動せしめられ、昇降部材が持ち上げられて、ウェハと接触せしめられる。次いでロックが解除され、昇降部材が加工せしめられ、この際に、ウェハがまずフード内のガイドスリットによって、次いでタンク内のガイドスリットによってガイドされる。このような形式のシステムのための１例は、同一出願人によるドイツ連邦共和国特許第１９６５２５２６号明細書に記載されている。
【０００４】
このような形式のシステムにおいては、処理タンクにローディングするために、まずフードにローディングする必要がある。さらにまた、処理タンクからアンローディングした後で、フードからアンローディングする必要があり、これは処理システムの処理コストを著しく高価にする。またフードの構造は比較的大きく、高価である。さらに、このようなフードにおいては、処理タンクから上昇するガスがフード内に集まり、フードの側壁に蓄積する。処理過程中に必要な、処理液で濡らされた基板の取り扱いは、フードでは不可能である。何故ならばこの場合、処理液は、フード自体及び、フードに設けられたガイドスリットも濡らすからである。フードの構造によって、処理液は、フードから取り除くことができない。これによって、ウェハ及び／又はそれに続く処理領域が汚れることになる。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許第１９６３７８７５号明細書には、処理液が収容された容器内で基板を湿式処理するための装置について開示されている。この装置においては、基板が基板支持体と共に容器内に装入される。引き出す際には、容器内での基板の整列及びセンタリングは、容器内に設けられた基板受容装置によって行われる。引き出しの際に、基板は、側方のガイドスリットを有する容器上にもたらされたフード内に侵入せしめられ、この場合、側方のガイドスリットが、フード内で基板受容装置のガイド装置と整列される。
【０００６】
特開平第０５２７０６６０号公報によれば、ウェハが、処理液で満たされた容器内にウェハグリッパによって装入される、ウェハ洗浄装置が公知である。ウェハホルダはウェハと共に処理容器内に導入され、ウェハは、グリッパが開放されることによって、処理容器内に設けられた定置の受容部に引き渡される。処理中に、グリッパは処理タンクから抜き出される。ウェハの取り出しは逆の形式で行われる。
【０００７】
特開平０５３３８７９４号明細書によれば、互いに向き合う２つのグリッパアームを備えたウェハグリッパが、ウェハを受容するためのガイドを有している。グリッパアーム内のガイドは、基板がガイドと基板との間の摩擦によって損傷されるのを避けるために、ウェハよりも柔らかい材料より成っている。
【０００８】
上記従来技術から出発して、本発明は、基板の処理、特に円板状の基板を処理タンク内にローディングする作業、若しくは処理タンクからアンローディングする作業を簡略化し、基板が汚される危険性を少なくすることである。
【０００９】
この課題は本発明によれば、円板状の基板特に半導体ウェハを処理タンクにローディングするための方法において、次の方法段階つまり、
互いに向き合う受容スリットを備えた少なくとも２つの互いに向き合うグリッパ部材を有するグリッパによって基板を掴み、
基板が処理タンク内のガイドスリットに対して整列されるように、基板を処理タンクの上側で位置決めし、
基板が処理タンク内で上昇せしめられた基板昇降部材に接触するまで、基板を処理タンク内に部分的に下降させるために、グリッパを下降させ、
基板がもはや保持されないが受容スリット内でガイドされる位置に、グリッパ部材を部分的に互いに離れる方向に移動させ、
昇降部材を下降させることによって基板を処理タンク内にさらに下降させる、
方法段階を有していることを特徴としている。
【００１０】
この方法によれば簡単な形式で、側方のガイドスリットを有する処理タンクに、基板グリッパによって直接ローディングすることができる。基板グリッパのグリッパ部材は、処理タンク内に下降させる際に昇降部材によって基板のガイドを行うことができるので、基板が傾いたり損傷したりする危険性は避けられる。グリッパは簡単に構成することができ、側壁を有する閉じたフードは設けられていないので、ウェハが汚れる危険性は著しく減少される。
【００１１】
グリッパによって基板をできるだけ長くガイドすることができるようにするために、グリッパ部材は有利な形式で基板の輪郭形状に追従する。グリッパ部材によるガイドと、タンク内のガイドスリットによるガイドとの間のできるだけ継ぎ目のないガイドのためには、グリッパ部材はタンクの上縁部上に、又は縁部の上の位置に下降せしめられる。
【００１２】
また本発明の課題は、円板状の基板特に半導体ウェハを、基板昇降部材及びタンク内のガイドスリットを備えた処理タンクから、アンローディングするための方法において、
互いに向き合う受容スリットを備えた少なくとも２つの互いに向き合うグリッパ部材を有するグリッパを、処理タンク上に位置決めして、タンク内のガイドスリットと、グリッパ部材内の受容スリットとが互いに整列させるようにし、
基板昇降部材によって基板を上昇させて、グリッパ部材の受容スリット内に導入し、
基板を掴まえるために、グリッパ部材を互いに接近させる方向に移動させ、
グリッパを上昇させることによって、基板を処理タンクから引き出す、
ことによって解決される。
【００１３】
このアンローディング法においては、簡単な形状を有するグリッパが使用される。このグリッパは、基板に伝達される可能性のある汚れが付着する大きい面を有していない。基板を基板昇降部材によって上昇させる際にできるだけ早期にガイドを行うために、グリッパ部材は基板の輪郭形状に追従するようになっている。有利な形式でグリッパ部材は、基板の上昇中に、処理タンクの上縁部上に又は、この上縁部の直ぐ上に位置決めされる。基板を確実に保持するために、グリッパは有利には基板の中心線の下を掴むようになっている。
【００１４】
本発明は、以下に図面に示した実施例を用いて説明されている。
【００１５】
図１は、ウェハ処理装置の斜視図であって、この場合、図面を簡略化するために所定の構成部分は省かれている。
【００１６】
図２は、本発明による方法において使用された基板グリッパの斜視図である。
【００１７】
図３は、基板グリッパの歯付きラックに形成されたスリットの概略図である。
【００１８】
図４、図５及び図６は、処理タンク内に半導体ウェハローディングする際の種々異なる方法段階を示す図である。
【００１９】
図１は、半導体ウェハを処理するための装置１を示す。この装置は、図２で良く分かるようにグリッパ５を備えたウェハ処理装置３を有している。
【００２０】
グリッパ５は、ほぼ水平方向に配置された２つの歯付きラック７，８によって形成されており、これらの歯付きラック７，８は、それぞれのアーム１０，１１を介して回転可能な軸１３，１４に固定されている。歯付きラック７は、半導体ウェハ２０を受容し、かつガイドするための受容スリット１５を有している。歯付きラック７及び８の受容スリット１５は、図３で良く分かるように、ガイド兼センタリング領域１６と保持領域１７とを有している。ガイド兼センタリング領域１６は、連続する傾斜した２つの面１８を有しており、この面１８に沿って半導体ウェハが滑動し、それによって受容スリット１５に関連したセンタリングが得られるようになっている。保持領域１７は、ガイド兼センタリング領域１６に直接的に、つまり前記傾斜した２つの面１８が互いに最も接近している箇所で接続されている。保持領域１７は、同様に連続する傾斜した２つの面１９を有している。これらの傾斜した面１９は、前記傾斜した面１８と同様に、互いに鋭角を成している。受容スリットの保持領域では、ウェハ２０の狭い正確なガイド及び確実な保持が保証される。以下に詳しく説明されているが、各軸１３，１４の回転によって、歯付きラック７，８は、互いに接近する方向及び互いに離れる方向に移動可能である。
【００２１】
軸１３，１４を回転させるために、図１に示されている駆動ユニット２２が設けられている。グリッパ５は、垂直に延びるレール２４若しくは水平に延びるガイドレール２６に配置された相応の運動機構を介して、さらに垂直方向及び水平方向に移動可能である。装置１は複数の処理タンクを有しており、これらの処理タンクは、見やすくするために図１には示されていない。
【００２２】
図４乃至図６には処理タンク２８が概略的に示されている。これらの処理タンクに、図示していない管路を介して処理液を満たすことができる。
【００２３】
処理タンク２８の互いに向き合う内壁に、タンク内室内に延びるガイド突起３０，３１が設けられており、これらのガイド突起３０，３１間に、半導体ウェハを受容及びガイドするためのガイドスリットが形成されている。タンク２８内にさらに、垂直方向で摺動可能に支持されたナイフ状のウエブの形をした昇降部材が配置されている。図１には、種々異なる処理タンク内に配置された２つの昇降部材３３のための垂直なガイドレール３５が示されている。
【００２４】
図１に示した装置１は、図示していない処理タンク上に位置決め可能なフード３６を有しており、このフード３６は、装置の適当な垂直方向及び水平方向のガイドレールを介して可動である。フード３６は、ウェハが処理後に、マランゴニ法（Ｍａｒａｎｇｏｎｉ−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ）に従ってタンク内で乾燥せしめられると、装着される。
【００２５】
グリッパ５若しくはフード３６の運動は、例えばサーボモータ３７等の適当な駆動ユニットを介して行われる。
【００２６】
図４乃至図６を用いて以下に、本発明に従って半導体ウェハ２０を処理タンク２８内にローディングする方法について説明する。
【００２７】
まず、複数の半導体ウェハ２０がグリッパ５によって掴まえられる。この場合ウェハ２０は歯付きラック７，８の受容スリット１５の保持領域１７内で受容され、側方でガイドされる。
【００２８】
次いでグリッパ５が、処理タンク２８上に移動せしめられ、この処理タンク２８は、ガイド部材３０，３１間に形成されたガイドスリットでウェハ２０を整列させる。次いで、グリッパ５が、図４に示した位置に下降せしめられ、この位置で、歯付きラック７，８が処理タンク２８の上縁部のすぐ上に配置されている。この場合、ウェハ２０は部分的に処理タンク２８内にガイドされる。昇降部材３３は上昇位置にあって、ウェハ２０の下側点に接触している。
【００２９】
次いで歯付きラック７，８は各軸１３，１４を回転させることによって互いに離れる方向に移動せしめられるので、ウェハ２０は受容スリット１５の保持領域１７から退出移動せしめられ、それによってもはやグリッパ５によって保持されず、その全体重量が昇降部材３上に載ることになる。しかしながらこの場合、歯付きラック７，８は、ウェハ２０が受容スリット１５のガイド兼センタリング領域１６内にまだ受容され、かつガイドされている程度に、互いに離れる方向に移動せしめられる。
【００３０】
次いで昇降部材３３が下降せしめられ、それによってウェハ２０は処理タンク２８内に下降せしめられる。図５には、下降過程中の昇降部材３３の中間位置の１例が示されている。図４に示されているように、ウェハ２０はまだ歯付きラック７，８によってガイドされている。しかしながらそれと同時に、ウェハ２０は、ガイド突起３０，３１間に形成されたガイドスリットを通ってガイドされている。
【００３１】
図６には、ウェハ２０が完全に下降された位置が示されており、この位置において、ウェハ２０は昇降部材３３上に載っていて、ガイド突起３０，３１によって処理タンク内でガイドされている。
【００３２】
図面には示されていないが、グリッパ５は、ウェハ２０がタンク２８内のガイド突起３０，３１によってガイドされると直ちに、さらに大きく開放旋回せしめられて、処理タンクの領域から出る方向に移動せしめられ、それによって例えば別の処理タンクにローディング若しくはアンローディングすることができる。
【００３３】
昇降部材３３が下降せしめられると、歯付きラック７，８は、ウェハ２０の輪郭形状に追従し、つまり歯付きラック７，８はウェハ輪郭形状に応じて互いに接近する方向又は互いに離れる方向に移動せしめられる。これによって、歯付きラック７，８によってウェハを下降させる際に特に長いガイドが行われる。従って、ガイド部材３０，３１は、処理タンク２８内では最小に減少され、それによってタンク内における流れ状態が改善される。
【００３４】
処理タンク２８のアンローディングは、前記ローディングとは逆の形式で行われる。従ってまずグリッパ５が、図６に示したように、タンク２８の上側に移動せしめられ、この場合に、歯付きラック７，８の受容スリット１５のガイド領域１６は、処理タンク内でガイドスリットと整列せしめられる。次いでウェハは保持部材３３上に上昇せしめられ、ガイド領域１６内に受容され、この場合、円錐形に構成されたガイド面に基づいて、ウェハ２０は、図４に示されたように、歯付きラック７，８の受容スリット１５に対するセンタリングが行われる。ウェハが大きく上昇せしめられて、歯付きラック７，８が所定の位置例えばウェハ２０の中心の下側の位置にくると、歯付きラック７，８は互いに移動せしめられて、ウェハ２０は受容スリットの保持領域１７内にガイドされて、図３に示されたように掴まえられる。次いでグリッパ５は、ウェハ２０をタンク２８から完全に抜き出すために上昇せしめられる。
【００３５】
本発明は、有利な実施例を用いて説明されているが、図示の特別な実施例だけに限定されるものではない。特にグリッパ５の形状は、図示の形状とは異なっていてもよい。例えば、歯付きラック７，８を軸１３，１４及び接続アーム１０，１１を介して旋回させる必要はない。むしろ、歯付きラック７，８を線状若しくはリニア状（ｌｉｎｅａｒ）状に互いに接近する方向及び互いに離れる方向に移動させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ウェハ処理装置の斜視図であって、この場合、図面を簡略化するために所定の構成部分は省かれている。
【図２】
本発明による方法において使用された基板グリッパの斜視図である。
【図３】
基板グリッパの歯付きラックに形成されたスリットの概略図である。
【図４】
処理タンク内に半導体ウェハローディングする際の異なる方法段階を示す図である。
【図５】
処理タンク内に半導体ウェハローディングする際の異なる方法段階を示す図である。
【図６】
処理タンク内に半導体ウェハローディングする際の異なる方法段階を示す図である。

Claims (9)

1. 処理タンクに、円板状の基板特に半導体ウェハをローディングするための方法において、次の方法段階つまり、
   互いに向き合う受容スリットを備えた少なくとも２つの互いに向き合うグリッパ部材を有するグリッパによって基板を掴み、
   基板を処理タンクの上側で位置決めして、基板を処理タンク内のガイドスリットに対して整列させ、
   基板が処理タンク内で上昇せしめられた基板昇降部材に接触するまで、基板を処理タンク内に部分的に下降させるために、グリッパを下降させ、
   基板がもはや保持されないが受容スリット内でガイドされる位置に、グリッパ部材を部分的に互いに離れる方向に移動させ、
   昇降部材を下降させることによって基板を処理タンク内にさらに下降させる、
   方法段階を有することを特徴とする、処理タンクに円板状の基板をローディングするための方法。
2. 基板をさらに下降させる際に、グリッパ部材を基板の輪郭に追従させる、請求項１記載の方法。
3. グリッパ部材をタンクの上縁部上に、又はこの上縁部の直ぐ上の位置に下降させる、請求項１又は２記載の方法。
4. 基板を掴む際に、基板を受容スリットに対してセンタリングさせる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. タンク内で基板保持部材及びガイドスリットを備えた処理タンクから、円板状の基板特に半導体ウェハをアンローディングするための方法において、次の方法段階つまり、
   互いに向き合う受容スリットを備えた少なくとも２つの互いに向き合うグリッパ部材を有するグリッパを、処理タンク上に位置決めして、タンク内のガイドスリットと、グリッパ部材内の受容スリットとが互いに整列させ、基板昇降部材によって基板を上昇させて、グリッパ部材の受容スリット内に導入し、
   基板を掴まえるために、グリッパ部材を互いに接近させる方向に移動させ、
   グリッパを上昇させることによって、基板を処理タンクから引き出す、
   方法段階を有していることを特徴とする、円板状の基板をアンローディングするための方法。
6. 基板を上昇させる際に、基板昇降部材によってグリッパ部材を基板の輪郭に追従させる、請求項５記載の方法。
7. 基板の上昇中に、グリッパ部材を、処理タンクの上縁部の上又は直ぐ上に位置決めする、請求項５又は６記載の方法。
8. 基板の中心線の下側で基板をグリッパによって掴まえる、請求項５から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 受容スリット内に導入する際に、基板を受容スリットに対してセンタリングする、請求項５から８までのいずれか１項記載の方法。

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