JP2005509303A - 浸漬処理システムで半導体ウエハのセットを保持させるための縁部の保持装置 - Google Patents

浸漬処理システムで半導体ウエハのセットを保持させるための縁部の保持装置 Download PDF

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Abstract

【課題】浸漬処理時に安定して基板を保持させ、液体の付着を最小にし、メガソニックエネルギーの障害を限定させるマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置を提供すること。
【解決手段】
マイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置24に第一と第二の支持構造44、46を互いに離間させて備える。第一の支持構造44に上方48に一連の歯を備えて支持構造44の長手方向に沿って延びるように上方に一連のノッチを定め、かつ下方49に一連の歯を備えて支持構造44の長手方向に沿って延びるように下方に一連のノッチを定めて、上方と下方のノッチの双方を第二支持構造46に対して開口させる。この際、上方と下方のノッチを互いに所定の距離でオフセットさせて、第一と第二の支持構造44、46の間にマイクロエレクトロニックデバイス用基板を支持させるとき、基板の縁部を上方と下方のノッチ内に異なるように取付ける。

Description

本発明は、ウエハを保持し、処理するのに有用なサポートシステムに関し、特に、様々なウェット処理と、洗浄及び乾燥処理を行う際、半導体ウエハを保持し、処理するのに有用なサポートシステムに関するものである。より具体的には、本発明は、浸漬処理システムにおいて、材料を搬送するためにこの縁部を保持する装置に関するものである。
一般に、集積回路や他のマイクロエレクトロニックデバイス（超小型電子装置）を製造するために、半導体ウエハが用いられている。通常、ウエハは脆弱な材料を用いてディスク状に形成されており、表面領域と比較して厚みを薄く構成している。例えば、直径３００ｍｍのシリコンウエハの場合、この厚みを約０．７７５ｍｍに構成する場合がある。これらウエハは、通常、マイクロエレクトロニックデバイスの生産時に様々な処理段階が施されているが、これら処理が行われる際、ウエハを極度にクリーンな状態に保って、このウエハ表面がスクラッチされたり、破損されたり、また他の損傷を受けることがないようにウエハを保護することが重要になる。
半導体ウエハの処理段階の多くでは、単一または一群（セット）のウエハを液体処理タンク内に配置させて、ウエハを様々な処理溶液に晒して、処理させることで、例えば、ウエハ表面を化学的にエッチングさせるような、特定の結果が得られるようにする場合がある。尚、一般に利用されている処理用の液体には、酸性溶液、塩基性溶液及び高酸化性溶液が含まれる。また、各処理段階の後、通常、別工程のすすぎ落とし（リンス）処理を行って、ウエハ表面上に残存する何らかの汚染物質と処理液体の双方またはいずれかをすすぎ落として、ウエハに対してさらなる処理を施せるように準備したり、またはウエハの処理の最終段階を準備させている。これら処理用の溶液とすすぎ落とし用の溶液は、同一の処理タンク内に連続して加えられてもよく、この場合、タンク内に配置したウエハに液体を加えた後、ウエハを乾燥させて、処理用の操作とすすぎ落とし用の操作が連続して行えるようにしている。または、ある処理タンクから別の処理タンクにウエハを移して、この別の処理タンク内でウエハに異なる液体を続けて加える場合がある。これら連続する処理段階の間には（例えば、すすぎ落とし処理の後に）、乾燥段階といわれることがある、別の処理段階が行われる場合がある。この場合、この段階では、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）ベーパードライヤーのような装置を用いて、ウエハ表面上に残存する飛沫や薄膜をウエハ表面から取り除くようにしている。このさらなる乾燥段階は、特に、ウエハ表面上に粒子状の不純物を含む飛沫が残存する場合に、この飛沫が蒸発して粒子状の不純物が残される前に、この飛沫を取り除くことができるため効果的であるとされている。
また、一群またはセットのウエハを処理する際、様々な処理用とすすぎ落とし用の溶液が適切に流れるように、各ウエハを隣接するウエハから十分に離間させて、各ウエハの全ての表面に対して均一な表面処理が行えるようにすることが重要になる。さらに、様々な処理とすすぎ落とし段階を通して、各ウエハをできる限りこれらの外縁部で保持して、各ウエハの表面の端まで、処理用とすすぎ落とし用の液体が妨げられることなく、いきわたるようにすることが重要になる。実際、現行のウエハ処理用のガイドラインでは、各ウエハの外側３ｍｍまでしかウエハを保持することを容認していない。この領域はウエハの不使用部として扱われているが、ウエハの排除領域といわれることもある。これら各ウエハの不使用領域を一層減らすためには、各ウエハをさらにこの縁部に近付けて保持することが望ましいが、例えば、各ウエハをこれらの外側１ｍｍで保持する場合がある。
従来、複数の処理段階を通してウエハを保持させる基本的な技術として、ウエハサポートまたはカセットを用いるシステムと、このようなカセットを用いないシステムの２つに大別できる。図１は、一般的なカセットを用いるシステムについて概略的に示しており、このシステムでは、液体とメガソニックのエネルギーを用いて半導体ウエハの一群を洗浄できるようにしている。この洗浄システム１０には、ウエハまたは半導体ウエハ１４の一群を内部に配置できるようにタンク１２が設けられており、ウエハサポート１６を用いて、ウエハ１４の一群を保持させている。図示した例では、ウエハ１４の一群は４つのウエハサポート１６を用いて保持されているが、これら部位１６は、例えば、カセットの一部として構成されて、様々な処理操作を行う際に、複数のタンクの間でウエハ１４の一群とともに移動可能なように構成されていてもよく、または、ウエハサポートシステムの一部としてタンク内に留まるように構成されて、様々な処理操作を行う際に、タンク対タンクロボットまたは他のウエハ取出し用のロボットを用いてウエハがサポート部１６から取出されるように構成されていてもよい。
カセットを利用しないウエハ処理システムでは、通常、１種類以上の機械を用いて、複数のウエハを一群として移動させたり、保持させており、これら機械は処理の１段階以上でウエハの特定の一群を保持し続けないように構成されている。例えば、タンク対タンクロボットを用いて、ウエハの一群をある処理タンク領域から他の処理タンク領域まで搬送させた後、異なるエレベーターロボットを用いて、これらウエハをタンク対タンクロボットから取出して、処理タンク内に降下させている。これらエレベーターロボットは、上述したように、ウエハを搬送するときと、各タンク内でウエハを処理するときの双方でウエハを保持するための方法と同様の一般的な方法で、ウエハを保持してもよい。つまり、このタイプの構成は、図１のウエハサポート１６と同様に、ウエハの底部側の縁部に沿って配置されるウエハサポート上にウエハを保持させる。このような任意の構成に用いられるウエハサポートは、溝または歯（teeth）を備えて、これらの間にウエハを保持できるようにする場合がある。但し、任意の移動自在の機構を用いて、これらウエハを定位置に能動的に保持させるように構成されてはいない。
上述したタイプのいずれのシステムでも、通常、タンク内にさらに液体を加えてウエハを処理するとともに、システムにさらなるエネルギーを加えて、ウエハ表面から好ましくない不純物を取り除くさらなる作業を行えるようにしている。再度図１を参照すると、この実施形態では、メガソニックトランスデューサーの配列１８を設けており、タンク１２の底部側からメガソニックエネルギーを送れるようにしている。このエネルギーはタンクの底部から照射されるため、ウエハサポート１６の真下から送られるエネルギーは、ウエハサポート１６の上方に向うに従い、乱されることになる。このため、ウエハサポート１６に対して上方のウエハの領域は、ウエハの他の領域と比べて、より少ないメガソニックエネルギーに晒されることになり、この領域でのウエハの洗浄効果が弱められる場合がある。このような領域は、ウエハの“シャドー”領域といわれることがあるが、この領域が許容範囲を超えて不純物を含む場合には、ウエハの不使用領域が形成されたり、さらにはウエハ全体が使用できなくなることがある。これらシャドー領域は、例えば、より多量のメガソニックエネルギーを加えたり、または複数点からメガソニックエネルギーを加えるように様々な技術を用いることで、取り除いたり、減少することができる。しかしながら、このようなより複雑で、時間のかかる技術を用いる場合には、処理の効率性や経済性が低下することが懸念される。また、過剰なメガソニックエネルギーをウエハに照射することで、脆弱なウエハの特徴や成分を損うことが危惧される。このため、理想的には、所望の洗浄作用を得るのに十分な量だけのメガソニックエネルギーを、ウエハ全体に均一に加えることが求められている。
ウエハに送られるメガソニックエネルギーに対する障害を最小にできるように用いられる、カセット型のシステムの一例として、（ミムケン（Mimken）等による）特許文献１に開示された内容を挙げることができる。この特許文献１に開示されたカセットは、実質的に平行に延びる２つのロッドを用いており、各ロッドに夫々離間するように複数のノッチを備えて、これらノッチに搬送される物体を取付けている。さらに、このカセットはロッドの間で延びるように一対の支持部材を備えており、実質的に平面形状の物体がロッドの間にフィットされて、ロッドに設けたノッチ内に取付けられるように、支持部材を離間させている。このようにカセットを構成することで、ウエハの中心線付近の場所と、ウエハの中心線よりもわずかに下方に離れた場所で、カセットの各側部と当接するロッドの間でウエハの各側部を位置決めさせて、ウエハの各側部上で中心線よりも下方の２点では、ウエハは主に重力によって定位置に保持されるようにしている。上述したように、このカセットは様々な処理段階を通して移動しながら、ウエハを保持するように構成されており、さらに、ディスク面に達するメガソニックエネルギーの障害を限定させるような長所を備えている。
上述したカセットは、ディスク面に対する液体の流れを良好にできるという長所を有するが、ウエハの支持面と接する数が減少するに従い、ウエハが近接するウエハに向ったり、離れたりするように傾斜する傾向が強くなっている。特に、カセットシステムのうち２つのコンタクトロッドのみをウエハ上で比較的高い場所に設ける場合には、図１に示したように４つのコンタクトロッドをウエハの底部により近接させて設けるシステムと比べて、システムの安定性がより劣ることになる。また、一般的に、カセット型のシステムを用いる場合、この短所として、タンク内の液体が他のタンク内までカセットに付着して運ばれて、後者のタンクの液体に不純物を混合させる場合があることが知られている。このため、隣接するディスクと周囲の構造物に対してディスクを比較的安定させて保持させ、カセットを用いずにディスクを移動させることで、液体が付着されて一緒に移動するおそれを最小にさせ、さらに、ウエハ表面上の障害を最小にするようにウエハを保持するシステムが求められている。
米国特許第６，２６４，０３６号公報
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する、少なくとも１つのマイクロエレクトロニックデバイス用基板を浸漬処理するのに用いるマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置や操作システム、さらに、マイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを処理タンク内で浸漬処理するための方法を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明は、この特徴の一つとして、少なくとも一つのマイクロエレクトロニックデバイス用基板を浸漬処理できるように、マイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置（エレベーター）を構成する。この装置は、支持部材（サポートプレートまたはベースプレート）から延びるように第一と第二の支持構造（サポートロッド）を備えており、また少なくとも一つのマイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持できるようにこれら支持構造を互いに離間させている。この際、第一支持構造に一連の上方の歯を備えて、この第一支持構造の長手方向に沿って延びるように一連の上方のノッチを定めて、かつ、これら上方のノッチの各々を第二支持構造に向って開口させて、第一と第二の支持構造を用いてマイクロエレクトロニックデバイス用基板を支持する際、マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部が取付けられるようにしている。さらに、第一支持構造に一連の下方の歯を備えて、この第一支持構造の長手方向に沿って延びるように一連の下方のノッチを定めて、かつ、これら下方のノッチの各々を第二サポート構造に向って開口させて、第一と第二の支持構造を用いてマイクロエレクトロニックデバイス用基板を支持する際、マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部が取付けられるようにしている。好ましくは、上方と下方のノッチは、互いに第一の所定のオフセット距離でオフセットされており、第一と第二の支持構造の間にマイクロエレクトロニックデバイス用基板を支持する際、第一支持構造の上方と下方のノッチ内にマイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部を異なるように取付ける。
さらに、マイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置の第二支持構造に一連の上方の歯を備えて、この第二支持構造の長手方向に沿って延びるように一連の上方のノッチを定めて、かつ、これら上方のノッチの各々を第一支持構造に向って開口させて、第一と第二の支持構造を用いてマイクロエレクトロニックデバイス用基板を支持する際、マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部が取付けられるようにしてもよい。また、第二支持構造に一連の下方の歯を備えて、この第二支持構造の長手方向に沿って延びるように一連の下方のノッチを定めて、かつ、これら下方のノッチの各々を第一支持構造に向って開口させて、第一と第二の支持構造を用いてマイクロエレクトロニックデバイス用基板を支持する際、マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部が取付けられるようにしてもよい。
このマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置は、第二支持構造の上方と下方のノッチを互いに第二の所定のオフセット距離でオフセットさせて、第一と第二の支持構造の間にマイクロエレクトロニックデバイス用基板を支持する際、第二支持構造の上方と下方のノッチ内にマイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部を異なるように取付けるようにしてもよい。
以下、本発明に係る好適な実施形態について、添付した図を参照して説明する。尚、これら図では、相当する部品には同様の符合が付けられている。まず、図２は、本発明の実施形態の一つに係るマイクロエレクトロニックデバイス用基板（ウエハ）の操作システム２０を概略的に示している。図示するように、ウエハ操作システム２０は、主に、処理タンク２２と、該処理タンク２２に対してウエハ２８を出し入れさせるように移動させる操作装置（エレベーター）２４と、さらに、上記タンク２２領域と、異なる処理タンクやウエハ処理装置の一部のような他の領域との間でウエハ２８を移動させる搬送用ロボット２６を備えている。
本発明の実施形態では、単一または一群のウエハは、任意の基板、または、ほぼ反対方向に面するように、第一と第二の主要な表面を有する物体として参照されるものとする。具体的には、ウエハは、例えば、シリコン及びガリウム砒素のような半導体物質や、例えば、サファイア、石英及び硝子のような絶縁体物質や、例えば、銅のような金属物質や、さらには、例えば、シリコン−ガリウム砒素のハイブリッド基板のような、これらの組合せから構成されていてもよい。また、ウエハはセラミックや同様物から形成されるようなハイブリッド超小型電子製造用の基板を含んでいてもよい。さらに、ウエハは部分的または全体的にマイクロエレクトロニックデバイスを備えていてもよく、または予め処理されていないウエハでもよい。これらマイクロエレクトロニックデバイスは、例えば、フラットパネルディスプレイを形成するのに用いられる装置、超電子機械システム（ＭＥＭＳ：micro-electrical-mechanical-systems）装置、電子的に内部結合された装置とシステム、光学的な部品、大量記憶装置の部品、さらには、他の同様物を含んでいてもよい。
本発明の実施形態に係るウエハ操作システムは、単一のウエハを処理するのに用いられてもよい。しかしながら、このシステムは、複数のウエハを支持し、搬送させて、ウエハ処理システムの様々な段階のうちの一つまたは複数で同時に処理させるのに都合がよい。例えば、半導体ウエハ（または基板）のような、幾つかのウエハを、例えば、ＦＯＵＰ（front opening unified pod）のような搬送装置を用いてウエハ処理システムまで複数まとめて送るようにしてもよい。好ましくは、これらウエハは、２５、５０または５２個のウエハのセットとして処理される。但し、本発明の目的を達成する上で、処理されるウエハの数は任意である。また、ウエハのセットは、ＦＯＵＰから異なる搬送装置に送られて、ウエハ処理システムで処理されてもよい。従って、以下の説明では、本発明の実施形態に係るウエハ操作システムによって操作されるウエハは、通常、ウエハのセットつまり複数からなると仮定するが、以下の説明と同じことは、単一のウエハに対しても適用できるものとする。
好ましくは、処理タンク２２は浸漬（イマージョン）処理用の容器であり、特定の処理段階で、この容器内に複数のウエハを保持できるように寸法を定めている。また、図示した実施形態では、ウエハ２８の特定のセットに合わせて、処理タンク２２を略長方形状に構成しているが、ウエハの形状や大きさが異なる場合には、処理タンクの形状と大きさを異なるように構成してもよい。但し、いずれの場合でも、好ましくは、タンクの寸法は、タンク内に浸漬されるウエハ２８のセットを覆うのに要する処理用の液体の容積に合わせて定められ、またウエハのセットの厚さと、隣接するウエハの間やウエハのセットの最も外側の表面とこの周囲を覆うタンクの壁部との間で処理用の液体を十分に流動できるような液体の流れに合わせて定められる。タンクの容積と、これに対応してタンク内を充填するのに要する液体の量を最小にするためには、処理の際、各ウエハを互いに非常に接近して設けるのが好ましく、例えば、直径が３００ｍｍのウエハの隣り合う間隔を５ｍｍにする。但し、このようにウエハを互いに非常に接近して設けて、タンク内に液体を入れると、ウエハ間に表面張力が生じるため、様々な処理とウエハの搬送操作の間、常時、ウエハを位置決めして、定位置に固定させるように保持することが重要になる。
次に、図３を参照すると、エレベーター２４は支持部材（サポートプレートまたはベースプレート）３０を備えており、ここから２つの機械的に剛性のサポートビーム３２を延在させている。好ましくは、各サポートビーム３２はサポートプレート３０の表面に対して実質的に垂直に取付られており、サポートビーム３２の第一の端部３４をプレート３０の裏面に隣接させ、かつサポートビーム３２の第二の末端部３６をブラケット３８に接続させている。サポートビーム３２は、例えば、溶着や機械的な取付部品等を用いるような任意の取付手段によって、サポートプレート３０とブラケット３８に対して取付けられていてもよく、または、これら３つの部品は単一の材料から生産及び／または機械加工されていてもよい。また、図示したブラケット３８の好適な実施形態の一例では、垂直方向にエレベーター２４を移動できるように、ブラケット３８の断面を略Ｔ字形状にして、ガイドトラック４２（図２参照）に合わせてスライド部４０を構成している。尚、ガイドトラック４２に沿ってエレベーター２４を移動かつ案内させるために、任意の従来公知なもの、または近年開発された、ガイド及びスライド用の機構を用いてもよい。さらに、ガイドトラック４２に沿ってエレベーター２４を移動させるための上記案内及びスライド用の機構では、任意の従来公知なもの、または近年開発された、駆動機構（図示せず）を利用してもよいことを思料されたい。例えば、ガイドトラック４２に沿ってラックを取付けるとともに、常時回転するように駆動部（ドライブ部）をサポートプレート３０に取付けて、トラックに沿って垂直方向に移動するようにサポートプレート３０を駆動させてもよい。または、サポートプレート３０を移動させるために、気圧や油圧シリンダーを用いてもよく、この場合、このようなシリンダーのストロークによって、サポートプレートの移動量を定めるようにしてもよい。さらに、他の電気、油圧、気圧、または機械的な駆動機構を用いてサポートプレート３０を移動させて、任意の被駆動部品に対して駆動力を与えるようにしてもよい。
好ましくは、エレベーター２４は、さらにサポートプレート３０の正面から実質的に垂直方向に延びるように第１支持構造（ウエハサポートロッドまたはサポートバー）４４を備え、かつ、第１ウエハサポートロッド４４と実質的に平行方向で、同様にサポートプレート３０の正面から実質的に垂直方向に延びるように、第２支持構造（ウエハサポートロッドまたはサポートバー）４６を備える。これらサポートロッド４４、４６は、例えば、溶着や、固定部品や、他の同様物等の任意の従来公知の手段を用いて、サポートプレート３０に取付けられていてもよい。但し、サポートロッド４４、４６はサポートプレート３０に対して固定されるように取付けられて、特にこれらロッド４４、４６上にウエハを取付けるとき、サポートプレート３０に対してロッド４４、４６が好ましくない揺れを生じさせることを最小にさせる。これらサポートロッド４４、４６は、サポートプレート３０と一体となるように取付けられていてもよく、または着脱自在に取付けられて、必要に応じて、様々な交換自在のサポートロッドを単一のエレベーター２４に対して用いることができるようにしてもよい。または、これらロッド４４、４６は、好ましくは制御されて、サポートプレート３０に対して移動自在に取付けられていてもよい。例えば、これらロッド４４、４６は、任意のウエハ２８の位置に対して側方の略ｘ軸方向にスウィングアウェイモーションによって移動できるようにしてもよい。
好ましくは、サポートロッド４４、４６は、特定のエレベーター２４によって通常処理され得る、ウエハの特定の数に合わせて構成される。例えば、５０個のウエハのセットを一度に処理する場合には、サポートロッド４４、４６は、この処理が行えるように、夫々離間して設けられた５０個またはこれ以上のウエハを効果的に支持できるような十分な長さにわたって延びるように構成されなければならない。但し、多数のウエハを支持できるように構成されたサポートロッドを用いて、少数のウエハを支持させることは任意である。
好ましくは、サポートロッド４４、４６は夫々、上方の支持列４８と下方の支持列４９を備え、また好ましくは、後述するように、これら列に夫々複数のノッチを備える。尚、本発明に係る他の実施形態では、サポートロッドに２つ以上、または２つ以下の支持列を設けることは可能であることを理解されたい。但し、いかなる場合でも、サポートロッド４４、４６は、ウエハのような実質的に平面状の物体をこれらロッド４４、４６の間にフィットさせて、ノッチ内に保持させるように、互いに離間して設けられるのが好ましい。さらに、サポートロッド４４、４６は、例えば、タンクの底部に取付けられたメガソニックトランスデューサーを用いる場合のような、タンク底部に取付けられた補正処理装置を用いる際に、影響が最小またはないように位置付けされるのが好ましい。従って、ロッド間で保持されるウエハに対して、上方の支持列４８がウエハの水平方向の中心線にできる限り近付く位置で（例えば、３時と９時の位置にできる限り近付いて）、また好ましくはウエハの中心線からわずかに下方の位置で接触するように、これらサポートロッド４４、４６を互いに十分に離間させるのが好ましい。好ましくは、これらサポートロッドは、ウエハとの接触点が、ウエハの中心線から１０°以内に収まるように配置される。より好ましくは、例えば、メガソニックトランスデューサーから送られるエネルギーと垂直方向に重なることを最小にするようにサポートロッドを構成し、位置させて、ウエハの下方から導入されるメガソニックエネルギーによって生じ得るシャドー効果を制限させるようにする。換言すると、好ましくは、サポートロッド４４、４６の少なくとも一部がウエハ２８に対してほぼ反対方向に向かい合うようにする。本発明に係る好適な実施形態の一つでは、サポートロッド４４、４６を夫々、サポートロッド間に保持されるウエハの中心に対して６時の位置から約６３°の位置に設ける。しかしながら、この角度は、各特定のシステムの要求に従って、６３°よりも大きく、また小さくさせてもよい。この位置決め（つまり、サポートロッド４４、４６をウエハの下方に位置させる）により、ウエハは重力によってサポートロッド４４、４６上に保持される。このため、ウエハがロッド間から下方にスリップするおそれが生じるように、サポートロッド４４、４６を互いに離間させないようにする。さらに、ロッド４４、４６間の距離は、ウエハの特定の公称直径の公差（トレランス）の範囲内のうち、最も下方のウエハ（つまり、許容可能な製造上の公差に従った直径を有する最小のウエハ）に合わせて選ばれる必要がある。さらに、本発明に係る好適な実施形態の一つでは、後述するように、サポートロッド４４、４６の夫々の内面が、搬送用ロボット２６の支持構造（サポートロッド）を通り抜けたり、これらの周囲に位置できるように、サポートロッド４４、４６を互いに対して十分に離間させるようにする。
図２に示した実施形態では、水平方向に延びるガイドトラック（ガイドレール）５０に沿って搬送用ロボット２６を位置付けているが、この際、処理タンク２２の上方に位置しないようにロボット２６を水平方向に位置させている。図から理解できるように、搬送用ロボット２６はウエハ２８のセットを処理タンク２２に向って送ることができ、または、タンク２２内で処理された直後のウエハ２８のセットをタンクから離れた他の処理部、例えば、別の浸漬処理用のタンクや、製造工程の他の場所に送ることができるように構成される。
図示するように、搬送用ロボット２６は、第一表面５４とこれと反対側に第二表面５６を備えるように支持部材（サポートプレートまたはベースプレート）５２を有する。また例示したブラケット５８をサポートプレート５２の第二表面５６から延在させている。好ましくは、ガイドトラック５０に沿ってロボット２６を水平方向にスライド移動できるように、ガイドトラック５０に合わせてブラケット５８にスライド部（図示せず）を備える。ガイドトラック４２に関して上述したように、ガイドトラック５０に沿ってブラケット５８を水平方向にスライド移動させるために、任意の従来公知なもの、または近年開発された、ガイド及びスライド用の機構を用いてもよいことを理解されたい。さらに、ガイドトラック５０に沿ってブラケット５８を駆動させるための、上述のようなガイド及びスライド用の機構において、任意の従来公知なもの、または近年開発された、駆動機構を用いてもよい。また、ブラケット５８の延長部がガイドトラック５０のガイド部に沿って移動できるように（図示せず）、ガイドトラック４２と同様にガイドトラック５０を構成してもよい。または、ガイドトラック５０はガイドトラック４２とは異なる構成や駆動部を有していてもよい。さらに、ガイドトラック４２に関して上述したように、任意の、電気、油圧、気圧及び機械的な駆動機構を用いて、搬送用ロボット２６を移動させたり、他の被駆動部に対して駆動力を提供できるようにしてもよい。
ここで、図４を参照すると、図２とは略反対方向から搬送用ロボット２６を示しており、異なる方向からロボットを眺められるようにしている。図示するように、さらに、搬送用ロボット２６は下方位置決め部つまり位置決め用のバー６０と、角度付けて設けられた支持構造（サポートバー）６２の対を備えている。これらバー６０、６２は、好ましくは、サポートプレート５２の第一表面５４から略垂直に延び、かつ、好ましくは、これらバー６０、６２が互いに対して実質的に平行になるように設けられている。これらバー６０、６２は、例えば、溶着、固定部品、または、他の同様物等の任意の従来公知の手段を用いて、サポートプレート５２に対して取付られていてもよい。但し、これらバー６０、６２は、サポートプレート５２に対して固定されるように取付けられて、サポートプレート５２に対してバー６０、６２が好ましくない揺れを生じさせることを最小にさせる。これらバー６０、６２はサポートプレート５２と一体となるように取付けられてもよく、または着脱自在に取付けられて、必要に応じて、任意のまたは全部のバーを取外したり、取付けられるようにしてもよい。または、これらバー６０、６２は、好ましくは制御されて、サポートプレート５０に対して移動自在となるように取付けられていてもよい。また、エレベーター２４のサポートロッドと同様に、これらバー６０、６２は、好ましくは、少なくとも通常一度に処理されるウエハの特定の数に合わせて構成される。さらに、これらバー６０、６２は、好ましくは、エレベーター２４が処理を行えるようにウエハを保持させる数と、少なくとも同じ数のウエハを保持できるように構成される。尚、エレベーターのサポートロッドと、搬送用ロボットのサポートと位置決め用のバーは、同一または異なる数のウエハを保持するように構成されるが、好ましくは、エレベーターと搬送用ロボットの双方とも、処理されるウエハの最小の数を保持できるように構成される。
図示するように、位置決め用のバー６０は円形状の断面を有し、この上方の表面部に沿って複数の溝６４を備えて、通常、この面に対してウエハを当接させる。好ましくは、各溝６４は、ウエハを互いに離間させるのに望ましい間隔と略同一の間隔で、近接する溝の各々を離間させる。この場合、これら溝６４は、位置決め用のバー６０の延びる方向で（つまり、バー６０の長手方向に沿って）、ウエハを適切に位置決めさせて、搬送用ロボット内でウエハを比較的安定して保持して、これらウエハが傾斜したり、隣接するウエハと接触したりすることを防ぐようにする。同時に、望ましくは、ウエハ表面と溝の表面との間の接触を最小にするように各溝６４を構成して、ウエハ表面上がマークされることを最小にする。このため、好ましくは、溝６４は、この中に保持されるウエハが“底を付いたり”、溝の表面上に保持されないように十分な深さを有するように構成される。但し、溝６４の主要な目的は、バー６０の長手方向に沿ってウエハを互いに位置決めさせることであるため、ウエハを溝によって実際には保持させずに、溝の側面と接触させるようにしてもよい。また、本発明に係る他の実施形態では、例えば、ウエハを互いに対して位置決めできるように、コンプライアント材料から形成されるような、他の形態の位置決め用のバー６０を用いてもよい。
搬送用ロボット２６のサポートバー６２は、基本的に、互いに鏡像関係となるように設けられており、この際、各バー６２には、一部上方に向い、かつ一部他方のバー６２に対面するように角度付けられた略平面状の表面６６が備えられる。これら各表面６６には複数の溝６８が備えられるが、通常、これら溝は、溝とウエハ表面との間の接触量を最小にさせながら、内部にウエハを十分に保持できるように構成されている。本発明に係る好適な実施形態の一つでは、位置決め用のバー６０の溝６４は、サポートバー６２の溝と並んで設けられており、ロボット２６によって搬送されるウエハが、３つのバー６０、６２の全ての溝によって同時に支持されたり、位置決めされるようにしている。好ましくは、ウエハを互いに十分に位置決めできるように、位置決め用のバー６２を互いに対して適当な間隔で離間させているが、この際、これらバーの上に置かれるウエハは、主に重力によって支持されるように、サポートバー６２によって“支えられ”るが、さらに、位置決め用のバー６２によって、溝間の隙間に従って互いに位置決めされて、傾かないようにされる。換言すると、例えばサポートバー６２のように、少なくとも２つのサポートバーをウエハの側部の一部上方側に円周状に設けるのが好ましく、例えば、これらサポートバーの間に保持されるウエハの中心に対して６時の位置から約５５°の位置でサポートバーを設けるようにする。また、この実施形態の場合、サポートバー６２を約４時と８時の位置に設けてもよい。さらに、この実施形態の場合、６時の位置から約１０°の位置でバー６０を設けてもよい。しかしながら、本発明の目的を達成する上で、これらバー６０、６２を互いに対して、またウエハの中心に対して、多くの異なる位置に設けることは可能であることを理解されたい。また、例えば、バー６０、６２は、ウエハの底部位置に対して対称的な位置からウエハを支持してもよく、または他の位置に設けられていてもよい。さらに、好ましくは、以下において詳述するように、バー６０、６２は互いに十分に近接するように配置されて、エレベーター２４のサポートロッドが干渉することなく、これらバー６０、６２の外を通り抜けられるようにする。
上述した実施形態では、３つのサポートバー６０、６２のセットを有する場合について説明しているが、他の実施形態では、搬送用ロボット２６に上述のような長手方向に延びる部材を３つ以上、または３つ以下で備えることは可能である。さらに、位置決め用のバーとサポートバー６０、６２は、異なる寸法と形状の部品に合わせたり、特定の構成に好適なように、上述のように添付した図を参照して説明した構成とは異なって、他様々に構成されていてもよい。例えば、位置決め用のバー６０の断面形状は円形状以外の形状でもよく、サポートバー６２に備える表面の形状は曲面状や他の形状でもよく、またサポートバー６２の断面形状は円形状や、他の異なる形状でもよい。但し、いずれの場合でも、これら様々に異なるサポートバーは任意のウエハや部品を適切に支持して、これらが搬送用ロボット２６の移動時に十分に安定して、損傷されることがないようにする。
操作時では、任意の手段を用いて、搬送用ロボット２６に半導体ウエハ２８のセットを供給することができる。例えば、図２に示した実施形態では、バー６０を用いてウエハ２８のセット（一部隠されて示している）を案内又は位置決めさせ、かつ、サポートバー６２の角度付けられた表面６６と、特に、これらバーの溝を設けた表面によってウエハ２８のセットを保持させている。通常、搬送用ロボットは水平方向に設けられて、ウエハ２８のセットを受取るとき、タンク２２の上方に位置しないように配置される。この時点では、エレベーター２４は、好ましくは、タンク２２の上方で、かつ、水平方向のガイドトラック５０の下方に位置する。但し、エレベーター２４は、搬送用ロボット２６からウエハを送られる前は、いかなるウエハ２８も保持していないのが好ましく、また少なくとも、搬送用ロボット２６から送られるウエハ２８の数を受取れるように十分に空である必要がある。そして、処理タンク２２の上方に位置するまで、搬送用ロボット２６をガイドレール５０に沿って水平方向にスライド移動させる。この時点では、エレベーター２４は、タンク２２の真上で、かつ、搬送用ロボット２６の真下に位置する。
次に、ウエハサポートロッド４４、４６が搬送用ロボット２６によって保持されているウエハ２８と当接するまで、エレベーター２４を垂直方向に上方移動させる。図５は、このときの状態を示しているが、同図では、様々な構成要素が明瞭に視認されるように、一つのウエハのみが含まれるように示している。また、特に、図５は、ウエハを支持し、位置決めし、かつ搬送しているバー６０、６２から、ウエハサポートロッド４４、４６が、ウエハ２８を持ち上げ始める時点を示している。本発明の実施形態に係る様々なサポートバーとサポートロッドに関して簡単に上述したように、搬送用ロボット２６のバー６０、６２を互いに離間させる際、エレベーター２４のウエハサポートロッド４４、４６の最も内側の表面が、バー６２の外部と干渉することなく通過できるように、最も外側のバー（即ち、この実施形態の場合、サポートバー６２）を互いに十分に近接させる。従って、エレベーター２４を垂直方向に上方移動させ続けると、基本的に、サポートロッド４４、４６はサポートロッド６２の外面を通り抜けることができる。この時点では、ウエハ２８の最外面は、ロッド４４、４６の支持列４８、４９によって支持される。次に、ウエハ２８を含むエレベーター２４の最も下方の部位（この実施形態の場合、ウエハ２８がエレベーター２４の最も下方の構造部よりも下方に延びるため、ウエハ２８の最も下方の表面が該当する）が、タンク２２と搬送用ロボット２６の最も上方の表面の双方に対して上方に位置するまで、エレベーター２４をガイドトラック４２に沿って垂直方向に上方移動させ続ける。そして、搬送用ロボット２６を水平方向のいずれかに移動させて、ロボット２６のいかなる部分もガイドトラック４２に沿ったエレベーター２４の垂直方向の移動と干渉しないようにする。
次に、ウエハ２８のセットを備えたエレベーター２４を処理用のタンク２２に向ってガイドトラック４２に沿って垂直方向に下方移動させて、ウエハ２８をタンク内に位置させて、任意の所望の処理が行えるようにする。特に、エレベーター２４は、好ましくは、ウエハ２８が処理用の液体内に完全に浸漬されるように位置するが、この液体は、ウエハをタンク内に下方移動させる際、予めタンク内に設けられていてもよく、または、ウエハを下方移動させた後に、タンク内に加えられてもよい。この後、処理用のタンク２２内でウエハ２８に対して単一または複数の処理段階を行うが、例えば、これら処理段階は、化学的なエッチング処理、すすぎ落とし処理及び乾燥処理のいずれか一つ、またはこれらの任意の組合せでもよい。
ウエハ２８の処理が完了すると、エレベーター２４の最も下方の部位がガイドトラック５０に沿った搬送用ロボット２６の水平方向の移動と干渉しないように十分に高く持ち上げられるまで、エレベーター２４をガイドトラック４２に沿って垂直方向に上方移動させる。次に、エレベーター２４の真下でかつ処理タンク２２の真上に再度位置するように、搬送用ロボット２６を水平方向に移動させる。そして、ウエハ２８をエレベーター２４から搬送用ロボット２６に送るために、ウエハ２８の底面がサポートバー６０、６２と接触するまで、エレベーター２４をガイドトラック４２に沿って垂直方向に下方移動させる。さらに、エレベーター２４を垂直方向に下方移動させ続けて、ロッド４４、４６がサポートバー６２の最も外側の端部を通り抜けるようにして、主に搬送用ロボット２６のサポートバー６０、６２上にウエハ２８を戻すように配置させる。また、搬送用ロボット２６をガイドトラック５０に沿って水平方向に自由移動させるために、エレベーター２４の最も上方の表面が搬送用ロボット２６の最も下方の表面を通り抜けるまで、エレベーター２４を垂直方向に下方移動させる。この後、ウエハ２８を他の場所に移動させるために、搬送用ロボット２６を水平方向に移動させる。
尚、上述したプロセスでは、ウエハ２８をエレベーター２４から取外す場合と、エレベーター２４に取付ける場合の双方で同一の搬送用ロボット２６を用いているが、本発明に係る他の実施形態では、ウエハをエレベーター２４に取付けるための搬送用ロボットと、ウエハをエレベーター２４から他の場所に運ぶための搬送用ロボットを夫々異なるように設けてもよい。但し、一つ以上の搬送用ロボットを用いる場合には、これら搬送用ロボットの移動が互いに干渉しないように、ウエハ操作システムを構成しなければならない。この場合、例えば、ウエハ操作システムに複数のガイドトラックを互いに離間するように設けて、夫々複数の搬送用ロボットを自由に水平移動出来るようにしてもよい。
図２に示した実施形態では、エレベーター２４は垂直方向つまりｙ方向に移動し、また搬送用ロボット２６は水平方向つまりｘ方向に移動するように、夫々対応するガイドトラックに沿って移動している。しかしながら、本発明に係る他の実施形態では、これら部品の移動範囲をより拡張させる（つまり、ｘ、ｙ、ｚ方向の任意の組合せからなる方向に移動させる）ように、エレベーター２４と搬送用ロボット２６を、最大２つのさらなる移動軸に沿って移動できるようにしてもよい。例えば、エレベーター２４をｚ方向（つまり、ウエハ２８の平面に対して垂直方向）に移動できるように構成して、搬送用ロボットが干渉されることなくエレベーター２４を通り抜けられるように、十分なクリアランスを提供できるようにしてもよい。さらに、バー６０、６２やサポートロッド４４、４６のいずれかまたは全てを対応するサポートプレートに対して移動できるようにして、他の部品や搬送されるウエハとの間にクリアランスを提供できるようにしてもよい。このことは、例えば、本発明の出願人が同様に権利を所有している、２００１年１１月１３日付けの米国特許仮出願番号第６０／３３８，０４４号に記載されている。尚、本発明は、この仮出願に基いて優先権を主張しており、この全内容は、本明細書に参考として包含されるものとする。
上述したように、エレベーター２４はサポートプレート３０の正面から第一と第二のウエハサポートロッド４４、４６を延ばすように備えており、これらサポートロッド４４、４６の各々には、好ましくは上方の支持列４８と下方の支持列４９が備えられる。但し、本発明の実施形態に係る搬送と処理の操作が行えるように、様々に異なるように支持列を構成することは可能である。例えば、単一のサポートロッド上に設けた支持列４８、４９を夫々互いに同一に構成し、並ばさせて、ウエハや他の平面状の物体がこれらの間に保持されるようにしてもよい。また、他の例では、単一のサポートロッド（例えば、サポートロッド４４）上に設けた支持列４８、４９を夫々互いに異なるように構成して、しかし、他のサポートロッド（例えば、サポートロッド４６）上に設けた支持列と鏡像関係になるように構成してもよい。また、他の例では、上述したように、単一のサポートロッド上に上下の支持列の双方を設けるのではなく、上方の支持列と下方の支持列を夫々、異なる支持構造（サポートロッド）上に設けてもよい。この場合、複数の支持列を備えるようにサポートロッドを有するエレベーターについて上述した説明は、異なる支持列ごとに夫々異なる支持構造を有するエレベーターに対しても同様に適用されるものとする。さらに、特定のプロセスや使用されるウエハに基いて、サポートロッドに対して、同様のまたは同一の支持列を様々に組み合わせて備えてもよい。
上述したように、様々に支持列を構成することは可能だが、ウエハ表面の処理と乾燥を十分に行うために、通常、任意の種類の保持装置や器具によって接触されるウエハ表面の間に溜まる液体を最小にすることが求められている。図６は、例えば、エレベーター２４のサポートプレート４０から延びるように、エレベーター装置から延在するサポートロッド４６の実施形態の一つを示す斜視図である。または、サポートロッド４６はカセットの構造物の一部でもよく、必ずしも必要ではないが、好ましくは、第二サポートロッド（図示せず）を備えて、少なくとも一つのスペーシング装置によって、これらサポートロッド上に支持されるウエハのセットの直径に相当する間隔で離間される。また、図示するように、上方支持列４８には複数のＶ字形状の歯７０と、これら隣り合う歯７０の各対の間に略Ｖ字形状の溝またはノッチ７２を設ける。同様に、下方支持列４９には複数のＶ字形状の歯７４と、これら隣り合う歯７４の各対の間に略Ｖ字形状の溝またはノッチ７６を設ける。サポートロッド４６は様々な方法から構成することができ、例えば、この構造の剛性を高めるために内部にサポートロッドを有するように、機械加工された歯を備えたスリーブを含むように構成してもよい。
図１７は、本発明の他の好適な実施形態に係るサポートロッド４４６について示しており、この部材は、例えば、エレベーター２４のサポートプレート３０から延びるように、エレベーター装置から延在しており、さらに、ノッチ内でウエハと支持用の歯の間に溜まる液体を最小にできるように構成されている。図示するように、上方の支持列４４８には複数の薄いＶ字形状の歯４７０が備えられ、これら隣り合う歯４７０の各対の間に略Ｖ字形状の溝またはノッチ４７２を設けている。同様に、下方の支持列４４９には複数の薄いＶ字形状の歯４７４が備えられ、これら隣り合う歯４７４の各対の間に略Ｖ字形状の溝またはノッチ４７６を設けている。この実施形態では、歯４７０、４７４は可能な限り薄く構成されており、図示するように、図６に示した実施形態と比べてより薄くされている。換言すると、この実施形態では、歯の厚さを好ましくは最小にしているが、これら歯が晒されることになる様々な処理環境の中で、ウエハを支持するために十分な支持構造を提供できるように、これら歯の能力に基いて、歯の厚さを最小にするように機能的に制限されている。尚、上方と下方の支持列の双方とも同一の厚さの歯を備えるように、支持列の双方に薄い歯を備えてもよく、または、上方の支持列には、下方の支持列の歯と比べて、異なる厚さの歯を備えてもよい。
上述のように、薄い歯を用いてウエハのセットを支持する場合には、これら歯は、エレベーターによって保持されるウエハの重さや圧力によって曲げられたり、変形されることがないように十分な強さを備えて、ウエハを支持するのに適切な構造を提供できなければならない。一例を挙げると、好ましくは、歯４７０、４７４の厚みを約１０ｍｍよりも狭く構成し、またより好ましくは、この厚みを約３ｍｍよりも狭く構成し、さらにより好ましくは、この厚みを約１ｍｍよりも狭く構成して、ウエハと、このウエハを支持するノッチとの間に溜まる液体が最小になるようにする。但し、歯を構成する材料や、厚み以外の歯の寸法等の様々な他の要因に基いて、歯の厚みを１ｍｍよりも大きくしたり、または小さくすることは任意である。さらに、歯を構成する材料は、様々な処理用の液体や温度変化に晒されても常に安定するように選択されるものとする。
さらに、図１７に示した薄い歯は、基本的に、比較的平らなプレートまたはストリップから複数のノッチと歯を備えるように形成されているが、しかし、この歯は幅広く、他様々な構成と形状を有するように形成されていてもよい。但し、これら全ては、好ましくは、ウエハと、ウエハを支持するノッチとの間に溜まる液体を最小にするように構成されるものとする。例えば、上下の支持列４４８、４４９は歯と溝を備える単一のストリップから構成されていてもよく、または夫々離間した個々の歯のセットから構成されて、サポートロッドの長手方向に沿って近接する歯の間に溝を設けるように構成されていてもよい。また、他の例では、ノッチの形状は、より円錐曲線状となるように構成されていてもよく、または、図示したものよりも一層表面をまるめていてもよい。または、ノッチはフラット状部分と角度付けられた部分を有するように構成されていてもよい。さらに、これらノッチの列では、隣接する歯とノッチの全てが互いに同一であることが好ましいが、必要に応じて、特定の列では、ノッチと歯を互いに異なるように形成してもよいことを理解されたい。
図７は、エレベーター２４の一部の平面図を示している。上述したように、エレベーター２４はサポートプレート３０から（図１７に示したようなタイプの）サポートロッド（サポートバー）４４４、４４６を延ばすように備えている。この図では、ウエハサポートロッド４４４、４４６の双方の上方支持列４４８と下方支持列４４９をより明瞭に示している。また、図７の破線で囲ったウエハサポートロッド４４６の部分を図８に拡大して示している。この図では、サポートロッド４４６はエレベーターのベースプレート３０に取付けられるように示されているが、他の実施形態では、上述したように、サポートロッドはウエハを保持し、搬送するためのカセットの一部として構成されていてもよい。いずれの場合でも、好ましくは、略Ｖ字形状となるように歯４７０を構成して、各歯４７０の先端部をわずかにまるめるようにする。しかしながら、各歯４７０は先端部を鋭利になるように構成していてもよく、または、四角（直角）状に構成していてもよく、または、一つまたはこれ以上の曲面を有するように構成していてもよく、または、さらに他の形状に構成して、一方の縁部がサポートロッド４４６の長手方向に対して略垂直になるようにして、他方の縁部がこの長手方向に対して角度付けられるようにしてもよい。換言すると、歯とノッチの厳密な寸法と構成は、本発明に関する機能を同様に提供できる限り、幅広く様々に構成できる。
好ましくは、上方支持列４４８の歯４７０は互いに等間隔で離間するように、隣接する歯４７０の対の各々の間にノッチまたは溝を設けている。好ましくは、各ノッチ４７２は略Ｖ字形状を有し、ノッチの底部をわずかにまるめている。但し、歯４７０について上述したように、ノッチは、本発明に関する機能を同様に提供できる限り、幅広く様々に構成することができる。例えば、ノッチ４７２の底部をより角度付けるように構成してもよく、より四角（直角）状に構成してもよく、さらに、他の形状に構成してもよい。但し、いずれの場合でも、歯４７０と、これと対応するノッチ４７２の構成は、ウエハを保持するのに適切なように選ばれるものとする。また、好ましくは、下方支持列４４９の歯４７４と、これと対応するノッチ４７６は、上方支持列４４８の歯４７０と、これと対応するノッチ４７２に関して上述したのと同じの考え方から選択されて、構成されるものとする。
本発明に係る好適な実施形態の一つでは、図８に示すように、（支持構造の長手方向に沿って計測されるように）各ノッチ４７２は角度αを有し、また各ノッチ４７６は角度βを有する。この際、角度αとβは互いに同一でもよいが、これら角度を互いに相違させることで、ウエハと、ウエハを保持する表面との間に溜まる液体を最小にしながら、適切にウエハを保持できるように、様々な利点が得られることが認められた。特に、ノッチ角度をより大きくすることで、ウエハと、ウエハを保持するノッチとの間に溜まる液体を最小にする（つまり、液体をより自由に流動させる）ことが可能になり、またノッチ角度をより小さくすることで、図９及び１０に示すように、ノッチ内でのウエハの保持性能をより向上させることが可能になる。
図９は、特に、各歯が角度γを有する、複数の歯８０について示している。これら歯８０は夫々歯の先端部に対し略対称になるように構成されており、かつ、好ましくは各歯を同一にして、同一の角度γを有するように構成されているため、この基本的な幾何学的な特徴によって、これら歯８０の対の間に対応するノッチ８２の各々は、この表面間に同一の角度γを有している。そして、概略的に図示したように、厚さｔを有するウエハ８１の一部をノッチ８２内に位置決めすると、通常、ノッチの一方の部位がウエハの左側に、他方の部位がウエハの右側になるように、ノッチは２つの部分に分けられる。このように、ウエハ８１をノッチ８２の中央に位置するように設けると、ウエハ８１の両側の２つの部分とも、角度γの略半分の大きさの角度γ’を有することになる。同様に、図１０を参照すると、各歯が角度δを有する、複数の歯８４について示している。これら歯８４は夫々歯の先端部に対し略対称になるように構成されており、かつ、同一の角度δを有するように構成されているため、この基本的な幾何学的な特徴によって、これら歯８４の対の間に対応するノッチ８６の各々は、この表面間に同一の角度δを有している。そして、概略的に図示したように、厚さｔを有するウエハ８１の一部をノッチ８６内に位置決めすると、通常、ノッチは２つの部分に分けられる。このように、ウエハ８１をノッチ８６の中央に位置するように設けると、ウエハ８１の両側の２つの部分とも、角度δの大凡半分の大きさの角度δ’を有することになる。
また、図示したように、角度δ’は角度γ’よりも大きい。歯とノッチの角度δに対応する、このより大きな角度δ’により、ウエハ表面と隣接するノッチ表面との間に比較的大きなスペースが設けられて、このスペース内で液体が比較的自由に流れることが可能になる。反対に、ウエハ８１と歯８０の間の角度がより小さな角度γ’の場合には、ウエハ表面と隣接するノッチ表面との間に比較的小さなスペースが設けられる。このように、液体の流れに対してより小さなスペースを設ける場合には、このスペース内に液体がより溜りやすくなる。しかしながら、角度をより小さくして、かつ、ノッチ８２の深さをより深くすることで、ウエハと接触する側面をより広げさせて、ウエハの直径の公差（トレランス）を十分に提供することが可能になる。従って、ウエハをノッチ８２の底部と接触させず、より液体が溜まらないようにすることができる。また、隣接する歯の上方の先端部間の距離と、歯の下方の先端部間の距離を同一にして、ロボットによりウエハを搬送する際、同じように導入できるようにする。
また、本発明に係る好適な実施形態の一つでは、単一のサポートロッドに対して、歯の角度を大きくする場合と、小さくする場合の双方の長所を利用できるようにする。例えば、特に、図１７に示したサポートバー４４６について参照すると、上方支持列４４８の歯４７０を下方支持列４４９の歯４７４と比べてより小さな角度を有するように構成しており、上方の歯４７０が下方の歯４７４よりも、ウエハの中心線により近付いてウエハと接触できるようにしている。このように、歯４７０をウエハの中心線に近付けることで、ウエハとノッチ表面との間のスペースが比較的小さくても、重力を利用してノッチ表面とウエハの間のウエハスペースから液体を逃がすように流動させることができる。さらに、下方支持列４４９の歯４７４の角度をより大きくすることで、より液体が自由に流れるようにして、ウエハの中心線と上方支持列４４８から離れた領域内で液体がより溜まらないようにすることができる。但し、この場合でも、重力を利用して、ウエハとノッチ表面との間の比較的大きなスペースから液体を逃がすように流動させることができる。このように、単一の部品に対して、歯の角度を大きくする場合と、小さくする場合の双方の長所が得られるようにしてもよい。
特に、本発明に係る好適な実施形態の一つでは、上方支持列４４８のノッチ４７２の角度αを約３０度にして、これと対応する下方支持列４４９のノッチ４７６の角度βを約６０度にする。この歯の角度の組合せでは、角度αが角度βよりも小さい限り、角度αは３０度より大きくても、または小さくてもよく、また角度βは、角度６０度より大きくても、または小さくてもよい。尚、上述したような長所の組合せを利用できるように特定の角度が選択されるこの歯の角度の組合せは、本発明の範囲に属する多くの可能な歯の角度の組合せのうちの一例に過ぎない。
上述したような歯の角度の組合せによって得られる長所は通常望ましいものであるが、他の可能な歯の角度の組合せとして、上方支持列４４８のノッチの角度αを下方支持列４４９のノッチの角度βよりも大きくしたサポートバーがある。この歯の角度の組合せでは液体の流れは異なるが、この場合でも歯の角度を大きくする場合と、小さくする場合の双方の長所を利用することが可能になる。さらに、特定のサポートバーに２つ以上の支持列を備えてもよく、この際、これら様々な列に対して、上述したような、歯の角度を大きくする場合と、小さくする場合の長所を利用できるようにノッチ角度を定めてもよい。さらに、例えば、エレベーターやカセットのような特定の装置に対して、夫々互いに離間するように複数のサポートバーを設けて、これらサポートバーを互いに鏡像関係になるようにしたり、または、複数のサポートバーに夫々、上述したようにノッチ角度を異なる組合せで備えてもよい。
図１１は、本発明の他の実施形態に係るウエハサポートバー１００の一部を示しており、このウエハサポートバー１００は上方支持列１０２と、この列１０２と実質的に平行になるように下方支持列１０４を有している。上方支持列１０２は、複数の歯１０６を有し、これら歯を複数のノッチ１０８によって互いに離間させている。また、下方支持列１０４は、複数の歯１１０を有し、これら歯を複数のノッチ１１２によって互いに離間させている。この実施形態に係る歯は、図６に示したような厚みの広いタイプである。しかしながら、ここで説明したのと同じ基本的な構成は、図１７に示したような、厚みの薄い歯を有するサポートバーに対しても同様に適用できることを理解されたい。また、図示したように、上方の列１０２の歯１０６は、サポートバー１００の長手方向に沿って下方の列１０４の歯１１０からオフセットされており、また、上方の列１０２のノッチ１０８は、下方の列１０４のノッチ１１２から同じ距離でオフセットされている。図示した実施形態では、符合Ｄを用いて互いにオフセットされる二つの列の間の距離を示しているが、この距離は、上方支持列１０２のノッチ１０８の一つの中心線と下方支持列１０４のノッチ１１２の一つの中心線との間で、支持列１０２、１０４に対して垂直になるように計測される。
上述したような、上方及び下方の支持列の歯とノッチの間のオフセットにより、図示したように、ノッチ１０８、１１２内に一つのウエハ１１４を位置させるように、サポートバー上にウエハの支持構造を構成できる。尚、ウエハは、第一表面１１６とこれと反対方向に第二表面１１８を有するものとする。図示した実施形態では、ウエハ１１４の一部をノッチ１１２内に位置させると、ウエハ１１４の中心線とノッチ１１２の中心線が実質的に並ぶ。しかしながら、ノッチ１０８内に位置されるウエハ１１４の一部はオフセットされているため、ウエハ１１４の中心線とノッチ１０８の中心線は並ばない。さらに、好ましくは、支持列１０２、１０４をオフセットする際、ウエハの第一表面１１６はノッチ１０８の後方の側面１２０に対して押圧されるが、ウエハの第二表面１１８は基本的に前方の側面１２２を含むノッチ１０８のいずれの部分とも接触しないようにする。
また、再度図９及び１０を参照すると、望ましくは、図１７を参照して説明した厚さの薄い歯の構成にも、上述したオフセットされた歯の構成を利用できるようにする。特に、厚さの薄い歯の上方の列を厚さの薄い歯の下方の列からオフセットさせたとき、各ウエハを大凡歯の下方の列（図１０参照）のノッチの中心線上に保持させるが、図９のノッチ８２内に示したウエハ８１の位置とは反対に、歯の上方の列の側面つまりノッチの側部の一つに対して押圧させるようにしてもよい。
図１２は、本発明の他の好適な実施形態の一つに係るサポートバー２００を示しているが、このサポートバー２００はエレベーターやカセットのような装置内で、図１１に示したサポートバー１００から離間して設けられる。サポートバー２００は上方支持列２０２と、この列２０２と実質的に平行に延びるように下方支持列２０４を有している。上方支持列２０２には複数の歯２０６が備えられるが、これら歯は複数のノッチ２０８によって互いに離間されている。また、下方支持列２０４には複数の歯２１０が備えられるが、これら歯は複数のノッチ２１２によって互いに離間されている。サポートバー１００と同様に、このサポートバー２００の歯は、図６に示したような厚みの広いタイプである。但し、ここで説明したのと同様の基本的な内容は、例えば、図１７に示したような厚みの薄いタイプの歯を有するサポートバーに対しても同様に適用することができる。また、図示するように、上方の列２０２の歯２０６は、サポートバー２００の長手方向に沿って下方の列２０４の歯２１０からオフセットされており、また、上方の列２０２のノッチ２０８は、下方の列２０４のノッチ２１２から同じ距離でオフセットされている。図示した実施形態では、符合Ｄ’を用いて互いにオフセットされる二つの列の間の距離を示しているが、この距離は、上方支持列２０２のノッチ２０８の一つの中心線と下方支持列２０４のノッチ２１２の一つの中心線との間で、支持列２０２、２０４に対して垂直になるように計測されている。この構成はサポートバー１００と同様に構成されるが、サポートバー２００の上方の列２０２と下方の列２０４をサポートバー１００のオフセット方向とは反対方向にオフセットさせている。このため、ノッチ２０８内に位置されるウエハ１１４の第二表面１１８はノッチ２０８の前方の側面２２２に対して押圧されるが、ウエハの第一表面１１６は基本的に後方の側面２２０を含むノッチ２０８のいかなる部分とも当接されない。
図１３は、２つのサポートバー１００、２００を備える、エレベーターまたはカセットの構成の正面図を示している。図示した実施形態では、サポートバー１００はサポートバー２００の右側に位置しており、これらサポートバー１００、２００は互いに対して実質的に平行に設けられており、特定のウエハの直径に相当する距離で互いに離間されている。好ましくは、下方支持列１０４のノッチ１１２と下方支持列２０４のノッチ２１２をサポートバー１００、２００の長手方向に沿って互いに実質的に並ぶように設けている。この場合、上方の列１０２のノッチ１０８と上方の列２０２のノッチ２０８は互いに反対方向にオフセットされている。従って、全ての４つの支持列１０２、１０４、２０２、２０４のノッチ内にウエハを支持させるとき、通常、ウエハは下方支持列のノッチの中心で保持されるが、上方支持列のオフセットされた歯によって、ウエハの両側に反対方向の力が加えられて、ウエハにねじり力が及ぼされる。再度図１１及び１２を参照すると、ウエハ表面１１６は後方のノッチの側面１２０に対して押圧されるが、この際、同時に反対側のウエハ表面１１８は前方のノッチの側面２２２に対して押圧される。これらウエハの両側の端部に加えられる反対方向の力によって、ウエハにねじり力が及ぼされて、ウエハを定位置に“ロック”することが可能になる。尚、ウエハの両側部に等しい力を及ぼすために、サポートバー１００の歯の列の間のオフセット距離Ｄと、サポートバー２００の歯の列の間のオフセット距離Ｄ’を同一か、または実質的に同一にする。
ここで、本発明の実施形態に係る、２つのサポートバーを有するエレベーターの特定の構成の一例を示すと、直径が３００ｍｍのウエハを５２個まで一度に処理できるように構成して、組付けてもよい。各サポートバーには上方の歯の列と、下方の歯の列を備えるが、これら歯の上方と下方の列を垂直方向で約１．２５インチ（３１．７５ｍｍ）の距離で互いに離間させる。また、フルオロポリマー（fluoropolymer）材料のスリーブを用いてサポートバーを構成して、サポートバーの長手方向に沿って延びる剛性の金属製のバーを用いて支持させる。また、フルオロポリマー材料のスリーブを機械加工して、上述した歯を形成する。サポートバーの各歯の上方と下方の列の間のオフセット距離は、約０．０５０インチ（１．２７０ｍｍ）になるようにし、さらに、一方のサポートバーのオフセット方向はベースプレートに向うようにし、かつ、他方のサポートバーのオフセット方向はベースプレートから離れるようにする。このように反対方向にオフセットさせることで、各ウエハの平面上にねじり力が及ぼされて、各ウエハを不動でかつ安定させて、歯の間に保持できるようにする。また、歯の上方の列とウエハの接触は、ノッチの側面に沿ってのみ行われるようにして、ウエハの側部の一方が前方のノッチの側部と接触し、かつ、ウエハの側部の他方が後方のノッチの側部と接触するようにする。さらに、このサポートバーはベースプレートに対して一方の側からのみ取付けられるため、バーの撓みを抑制できるように、金属製のベースプレートに剛性の金属製のロッドを取付ける。
本発明に係る他の実施形態では、ノッチの列をオフセットさせて備えるサポートバーの一つと、上方と下方の支持列を並ばせるようにノッチを備えるサポートバーの一つを一対で単一の装置に設けてもよい。この際、双方のサポートバーの下方のノッチを互いに実質的に並ばせて、歯の上方の列の一つと歯の下方の列の双方が基本的に同一平面上に置かれるようにする。この場合、一方のサポートバーだけがノッチをオフセットさせて備えるため、各ウエハの一方の側部のみがノッチの側部に対して押圧されることになる。この構成では、ウエハは、オフセットの度合いに応じた頂角でオフセット側に傾きやすくなる。
本発明に係るさらなる他の実施形態では、サポートバーの双方に、同一方向で、上方と下方の支持列の間をオフレットさせるようにノッチの列を備えてもよい。この場合、各ウエハの左側と右側の側部の双方がウエハを支持するノッチの同一のノッチ側部に対して押圧されて（つまり、ウエハの双方の側部が前方のノッチの側部に対して押圧される）、ウエハはオフセット方向に傾きやすくなる。
上述した様々な歯の角度と構成に関する様々な長所は、単一の構造または装置に組み合わせて利用されることで、これら特徴を単独で利用する場合と比べて、より大きな長所を得られるようにしてもよい。例えば、図３に示したエレベーター２４は、好ましくは、サポートバーの長手方向に沿って上方支持列を下方支持列からオフセットさせて備える第一サポートバー（例えば、サポートバー４４）を備えていてもよい。この際、上方支持列は第一角度の歯を複数備え、かつ、下方支持列は第一角度よりも大きな第二角度の歯を複数備える。さらに、好ましくは、エレベーターは第二サポートバー（例えば、サポートバー４６）を第一サポートバーから離間して備えて、第一サポートバーの上方支持列が互いにオフセットされる方向とは反対方向に、下方支持列からオフセットされるように上方支持列を備える。より好ましくは、上方支持列の歯は約３０度の角度を有し、かつ、下方支持列の歯は約６０度の角度を有する。この実施形態では、エレベーターによって支持されるウエハのセットは、オフセットされた歯によって定位置に固定されるという長所を有し、さらに、これらオフセットされた歯はウエハの中心線の近くでウエハを固定させるように保持できるため、通常のメガソニック洗浄処理に用いられるメガソニックエネルギーに対する障害を最小にできるというさらなる長所を有する。また、この長所と組み合わせて、上方の列の歯の角度を小さくすることで安定性を提供できるとともに、下方の歯の列の角度を大きくすることでより液体の流れを良好にさせて、ウエハの処理を一層良好にできるようにする。
本発明の範囲内では、ウエハに対して行われる特定の処理段階に基いて、エレベーターの構造についてさらに多くの変化を施してもよい。例えば、歯の角度を変化させて、保持性能や液体の流れを変化させてもよく、また、所望される安定性やウエハの寸法に基いて、オフセットの方向や量を変化させてもよい。幾つかのケースでは、さらにエレベーターの２つのウエハサポートバーを互いに鏡像関係になるようにしてもよく、また、他の状況では、各サポートバーに備える歯の構造と角度を他のサポートバーとは異なるようにして、ウエハの両側が互いに異なるように保持されるようにしてもよい。また、特定のエレベーターでは２つ以上のサポートバーを備えてもよい。さらに、特に歯の角度と位置に関して上述したコンセプトの多くを搬送用ロボットや他の装置に用いて、歯の角度と歯のオフセットに関して上述したような様々な長所を利用できるようにすることは容易である。
特定のエレベーターでは、上述した特徴の全て、またはこれらの幾つかを備えていてもよいが、これら実施形態のいずれもにおいても、ウエハが損傷することを防ぐために、構成要素間の公差（トレランス）を比較的狭くするように、ウエハを保持するサポートバーを寸法的に安定させるのが効果的である。但し、このことは、本発明の実施形態に係るエレベーター装置のように、比較的長いバーをベースプレートに対して一方の端部側からのみ取付ける場合には、特に困難になり得る。これらサポートバーは、例えば、機械的な固定部品や、溶着や、他の同様物等の任意の従来公知の手段を用いて、エレベーターのベースプレートに取付られていてもよい。ここで、図１４〜１６を参照して、ベースプレートから略垂直方向に延ばすようにサポートロッドを取付ける、本発明の実施形態に関する構造について説明する。
図１４は、操作装置（エレベーター）３００の好適な実施形態の一つの断面図を示している。図示するように、エレベーター３００は支持部材（サポートプレートまたはベースプレート）３０２を備えており、ここから機械的に剛性のサポートビーム３０４を延在させている。好ましくは、サポートビーム３０４はサポートプレート３０２の第一側部３０６に対して垂直に取付けられており、この際、サポートビーム３０４の第一端部３０８をサポートプレート３０２の第一側部３０６に対して機械的な固定部品を用いて取付けるとともに、サポートビーム３０４の第二端部３１０をブラケット３１２に対して機械的な固定部品を用いて取付けている。これら機械的な固定部品は、例えば、任意の寸法のねじ、押さえねじ（cap screw）、ボルト、または、サポートビーム３０４をサポートプレート３０２に対して取付けることができる他の任意の同様物でもよい。または、溶着や、他の固定手段を用いてもよい。好ましくは、ブラケット３１２はエレベーターの移動を案内するガイドトラック（図示せず）に対して直接作用するように構成されるか、または、ガイドトラックと作用する他の部品に対して取付けられるように構成される。
さらに、エレベーター３００は、サポートプレート３０２の第二側部３１６から略垂直方向に延びるように支持構造（ウエハサポートバー）３１４を備える。このサポートバー３１４は、サポートプレート３０２に対して取付けられる第一端部３１８（図１６に拡大して示している）と、この第一端部３１８から離間して、第二の、末端部３２０（図１５に拡大して示している）を有している。さらに、図示した実施形態では、ウエハサポートバー３１４に上方と下方の歯の列（図示せず）を備えて、ウエハを保持できるようにするが、フルオロポリマー材料製のスリーブに機械加工を行ってこれら歯を形成する。但し、フルオロポリマー材料は外部環境（例えば、温度）の変化に従って、膨張したり、縮小する場合があるため、さらに、サポートバー３１４に上方ロッド３２２と下方ロッド３２４を備える。これら部材３２２、３２４は双方とも、例えば、金属のような比較的剛性の材料から形成されるのが好ましい。これらロッド３２２、３２４の寸法と材料は、ウエハや他の部品を支持する場合に、実質的に、撓んだり、変形することがないように、サポートバー３１４に所望の強さや剛性を備えられるように選ばれる。
フルオロポリマー材料製のスリーブに対して機械加工して得られる歯は図面からは視認することができないが、ロッド３２２、３２４の上方と下方にあるスリーブの一部は、図１４〜１６から参照することができる。特に、スリーブは、上方ロッド３２２の上方に位置するトップスリーブ部３２６と、下方ロッド３２４の下方に位置するボトムスリーブ部３２８と、これら２つのロッド３２２、３２４の間に位置するミドルスリーブ部３３０を含む。この際、スリーブを固定させるために、好ましくは金属製のプレートである第一リテーニングプレート３４０を、垂直方向で２つのロッド３２２、３２４の間に位置させるとともに、水平方向でミドルスリーブ部３３０と剛性エンドキャップ３４２の端部の間に位置させる。また、サポートバー３１４の反対側では、同様に好ましくは金属製のプレートである第二リテーニングプレート３４４を、同様にロッド３２２、３２４の間に位置させる。
エレベーター３００の部品を組付けるための好適な方法の一つは、上述した長所が得られるように、複数の段階から構成されていてもよい。特に、第一に、サポートプレート３０２の第二側部を覆っている、ＰＦＡ（perfluoroalkoxy）プレート上の該当するボスに対して、フルオロポリマー材料製のスリーブを溶融溶接させる。フルオロポリマー（例えば、ＰＦＡやＰＶＤＦ（polyvinylidine fluoride））の溶融溶接では、非接触型の溶接用プレート（ヒーティングプレート）をスリーブと溶融されるサポートプレート３０２に対して近接させる。次に、これら部品の各材料が溶解状態に達すると、小さな力でこれら部品を機械的に圧接させるが、この際、ガイドを用いてこれら部品を適切に整合させる。溶解した材料は、分子レベルでは、一方の側から他方の側まで拡散するため、材料が冷却されて、再結晶化するとき、これら材料が一体になるように結合される前に、結合点の材料は同一の機械的な特徴（例えば、荷重対伸び、疲れの耐久、熱膨張等に関する特徴）を示すようになる。このプロセスでは、材料間に“溶融結合”を形成するが、この結合は、熱可塑性物質に対して用いることができる結合タイプの中でも最も強いものの一つである。但し、本発明の実施形態では、他の種類の溶融結合を用いることは可能であって、例えば、スピンウェルディングや、バイブレーションウェルディング等を用いてもよい。これらは、当該分野における通常の知識を有する者には、通常公知なものである。
次に、このアセンブリをサポートプレート３０２、上方ロッド３２２、下方ロッド３２４、剛性エンドキャップ３４２、サポートビーム３０４、さらに、様々な部品を固定させる押さえねじを含む、予め組付けられた金属構造に組付ける。この際、図１４〜１６に示すように、サポートバー３１４の両端部側にリテーニングプレート３４０、３４４を配置する。また、サポートプレート３０２に対してＰＦＡプレートを一時的に取付ける。そして、止めねじ（set screw）３４８、３５０を各端部に挿入して、サポートバー３１４の各端部の溝部の底部に対してリテーニングプレート３４０、３４４を緩やかに押付けるように締付ける。この際、フルオロポリマー材料のスレーブをサポートプレート３０２に対して向わせたり、離れるように移動させて、サポートプレート３０２に対するフルオロポリマー材料のスリーブの相対位置が適切になるように、止めねじ３４８、３５０を用いて調整することができる。添付した図には示していないが、好ましくは、サポートバー３１４から離間して、かつ、サポートプレート３０２から延びるように、さらに他のサポートバーをアセンブリ３００に備える。好ましくは、同じ方法を用いて、このサポートバーをサポートプレートに対して組付けて、取付けるが、この際、止めねじの調整により、このサポートバーをサポートバー３１４とサポートプレート３０２に対して、所望の位置に位置するように調整する。このため、本発明の実施形態に従って、２つのサポートバー上の歯を望ましいように並ばせたり、オフセットすることが可能になる。そして、一度、これら部品が所望の位置に配置されると、好ましくは、止めねじ３４８、３５０に対しタック溶接を行って、アセンブリが適切に調整された後で、ねじに好ましくない移動等が生じないようにする。
以上、本発明に係る幾つかの実施形態を参照しながら本発明について説明した。尚、ここで引用した特許や特許出願等の記載内容は全て、本明細書に参考として包含されるものとする。また、上述した記載内容と実施例は、本発明の内容の理解を明瞭にするためだけに示されたものである。また、これらを理解する上で、何ら限界を定める必要はない。また、当該分野における通常の知識を有する者ならば、本発明の範囲内から逸脱することなく、上述した実施形態に対して様々な変形等を行うことが可能であると思料する。例えば、上述したエレベーターやカセット用の歯の構造や構成の様々な例は、搬送用ロボットや、タンク対タンクロボット、または、ウエハを移動させたり、浸漬させる以外の異なる機能を行う装置等に用いられてもよい。故に、本発明の範囲は、上述した構成に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲に記載された構成や、これらの構成と同様の構成によってのみ定められることを理解されたい。
従来技術に係る、半導体ウエハの洗浄システムを概略的に示す正面図である。 本発明の実施形態に係る、複数の歯の支持列を備えたサポートロッドを有するエレベーターと、処理タンク及び搬送用ロボットを含む、浸漬処理システムを概略的に示す側面図である。 本発明の実施形態に従って、処理タンク内でウエハを保持し、浸漬させるために２つのウエハサポートロッドを備えるエレベーターを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る、処理領域の間でウエハを搬送させる搬送用ロボットを示す斜視図である。 エレベーターと搬送用ロボットの間でウエハが移されるときの、図３に示したエレベーターと、図４に示した搬送用ロボットを示す斜視図である。 本発明の実施形態に従って、複数のノッチを定める歯の列の一形態を有するウエハサポートロッドを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る、エレベーターの一部を示す平面図である。 ウエハサポートロッドの一部を含むように、図７に示したエレベーターの破線で囲まれた部分を拡大して示す平面図である。 ２つの隣接する歯の間のノッチ内にウエハを一つ配置させたときの、ウエハサポートロッドの上方支持列の複数の歯を概略的に示す側面図である。 ２つの隣接する歯の間のノッチ内にウエハを一つ配置させたときの、ウエハサポートロッドの下方支持列の複数の歯を概略的に示す側面図である。 本発明の実施形態に従って、歯とノッチの２つの列を互いに対してオフセットさせた、サポートロッドの一部を示す平面図である。 本発明の実施形態に従って、図１１に示した歯とノッチのオフセット方向とは反対方向に、歯とノッチの２つの列を互いに対してオフセットさせた、他のサポートロッドの一部を示す平面図である。 一対のサポートロッドの間にウエハを配置させたときのエレベーターの一部を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るエレベーターの断面図であって、この構造の構成例を示した図である。 図１４の破線で囲まれた部分を拡大して示す図であって、エレベーターのサポートバーを安定させる構造例を示す図である。 図１４の破線で囲まれた部分を拡大して示す図であって、エレベーターのサポートバーを安定させる構造例を示す図である。 本発明の実施形態に従って、複数のノッチを定める歯の列の他の形態を有するウエハサポートロッドを示す斜視図である。
符号の説明
１４、２８、８１、１１４ マイクロエレクトロニックデバイス用基板（ウエハ）
２０ 操作システム
２２ 処理タンク
２４、３００ 操作装置（エレベーター）
２６ 搬送用ロボット
３０、３０２ 支持部材（サポートプレート、ベースプレート）
４４、４６、３１４、４４６ 支持構造（サポートロッド、サポートバー）
４８、４９、４４８、４４９ 支持列
５２ 支持部材（サポートプレート、ベースプレート）
６０ 位置決め用のバー
６２ 支持構造（サポートバー）

Claims (27)

  1. 少なくとも１つのマイクロエレクトロニックデバイス用基板を浸漬処理するのに用いるマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置であって、該装置はサポートプレートから第一と第二の支持構造を延ばすように備えて、少なくとも１つのマイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持できるように前記支持構造を互いに離間させ、前記第一支持構造は、
    上方に一連の歯を備えて、前記第一支持構造の長手方向に沿って延びるように上方に一連のノッチを定め、この際、前記上方のノッチの各々を前記第二支持構造に向って開口させて、前記第一と第二の支持構造によって前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持するとき、前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部を取付けられるようにし、かつ、
    下方に一連の歯を備えて、前記第一支持構造の長手方向に沿って延びるように下方に一連のノッチを定め、この際、前記下方のノッチの各々を前記第二支持構造に向って開口させて、前記第一と第二の支持構造によって前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持するとき、前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部を取付けられるようにし、この際、
    予め定められた第一オフセット距離で、前記上方と下方のノッチを互いにオフセットさせて、前記第一と第二の支持構造の間に前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持するとき、前記第一支持構造の前記上方と下方のノッチ内に前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部を異なるように取付けることを特徴とするマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  2. 前記第二支持構造は、
    上方に一連の歯を備えて、前記第二支持構造の長手方向に沿って延びるように上方に一連のノッチを定め、この際、前記上方のノッチの各々を前記第一支持構造に向って開口させて、前記第一と第二の支持構造によって前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持するとき、前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部を取付けられるようにし、かつ、
    下方に一連の歯を備えて、前記第二支持構造の長手方向に沿って延びるように下方に一連のノッチを定め、この際、前記下方のノッチの各々を前記第一支持構造に向って開口させて、前記第一と第二の支持構造によって前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持するとき、前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部を取付けられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  3. 予め定められた第二オフセット距離で、前記第二支持構造の前記上方と下方のノッチを互いにオフセットさせて、前記第一と第二の支持構造の間に前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持するとき、前記第二支持構造の前記上方と下方のノッチ内に前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板の縁部を異なるように取付けることを特徴とする請求項２に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  4. 前記上方と下方のノッチを互いに並ばせることを特徴とする請求項２に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  5. さらに、前記第二支持構造の下方のノッチの各々を前記第一支持構造の下方のノッチの一つと並ばせることを特徴とする請求項４に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  6. さらに、前記第二支持構造の上方のノッチの各々を前記第一支持構造の上方のノッチの一つと並ばせることを特徴とする請求項４に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  7. さらに、前記第一支持構造は単一のサポートバーを構成することを特徴とする請求項１に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  8. さらに、前記第二支持構造は単一のサポートバーを構成することを特徴とする請求項７に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  9. 前記第一支持構造の前記上方のノッチは前記第一支持構造の前記下方のノッチから第一オフセット方向でオフセットされており、かつ、前記第二支持構造の前記上方のノッチは前記第二支持構造の前記下方のノッチから第二オフセット方向でオフセットされており、この際、前記第一オフセット方向と前記第二オフセット方向は反対方向であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  10. 前記一連の上方のノッチの各ノッチは夫々隣接するノッチと同一であって、かつ、前記一連の下方のノッチの各ノッチは夫々隣接するノッチと同一であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  11. 前記第二支持構造の前記一連の上方のノッチの各ノッチは夫々隣接するノッチと同一であって、かつ、前記第二支持構造の前記一連の下方のノッチの各ノッチは夫々隣接するノッチと同一であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  12. 前記一連の上方のノッチの各ノッチは前記第一支持構造の長手方向に沿って計測されるように上方のノッチ角度を有し、かつ、前記一連の下方のノッチの各ノッチは前記第一支持構造の長手方向に沿って計測されるように下方のノッチ角度を有し、この際、前記上方のノッチの各々の前記上方のノッチ角度と前記下方のノッチの各々の前記下方のノッチ角度は相違することを特徴とする請求項１に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  13. 前記上方のノッチ角度は前記下方のノッチ角度よりも小さいことを特徴とする請求項１２に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  14. 前記上方のノッチ角度は約３０°であり、かつ、前記下方のノッチ角度は約６０°であることを特徴とする請求項１３に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  15. 前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板のうちの少なくとも一つは、夫々外径を有する、半導体ウエハのセットであって、この際、前記半導体ウエハのセットを支持できるように前記第一と第二の支持構造を互いに離間させたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  16. 前記一連の上方の歯と前記一連の下方の歯のうちの少なくとも一方は、厚さを最小とするように一連の歯を構成して、前記第一と第二の支持構造の間に前記マイクロエレクトロニックデバイスを支持するとき、前記上方と下方の歯と前記マイクロエレクトロニックデバイスの間に液体が溜まることを最小にさせるとともに、前記マイクロエレクトロニックデバイスを十分に構造的に支持させることを特徴とする請求項１に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  17. 前記一連の上方と下方の歯の各々は、厚みが１０ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１６に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  18. 前記一連の上方と下方の歯の各々は、厚みが約１ｍｍであることを特徴とする請求項１６に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  19. 離間して設けられたマイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを浸漬処理するための操作システムであって、
    前記基板を処理するためのタンクを備え、
    前記離間して設けられたマイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを前記タンクに出し入れさせるように降下、保持及び上昇させるためのエレベーターを備え、この際、ベースプレートと、該ベースプレートの第一表面から延びるように第一と第二の基板用のサポートバーを備えるように前記エレベーターを構成し、さらに、前記第一サポートバーに前記第二サポートバーの内面と対面するように内面を備えて、前記第一と第二のサポートバーの内面を夫々第一距離で互いに離間させ、かつ、前記第一と第二の基板用のサポートバーによって保持される前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを前記タンクに出し入れさせるように降下、保持及び上昇させる機構を備えるように前記エレベーターを構成し、かつ、
    前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを前記タンクに送ったり、離れるように搬送するための搬送用ロボットを備え、この際、ベースプレートと、該ベースプレートの第一表面から延びるように備えられる第一と第二の基板用の支持構造と、前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを前記エレベーターに送る第一位置から、前記基板を他の場所に送る第二位置まで、前記搬送用ロボットを移動させるための移動機構を備えるように前記搬送用ロボットを構成し、さらに、前記第一と第二の支持構造に内面と外面を備えて、前記支持構造の内面を互いに対面させ、かつ、前記支持構造の外面を第二距離で互いに離間させ、さらに、
    前記エレベーターの前記第一と第二のサポートバーの内面の間の前記第一距離を、前記搬送用ロボットの前記第一と第二の支持構造の外面の間の前記第二距離よりも大きくすることを特徴とする操作システム。
  20. 前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットは半導体ウエハのセットであることを特徴とする請求項１９に記載の操作システム。
  21. 離間して設けられたマイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを処理タンク内で浸漬処理するための方法であって、
    ベースプレートと、該ベースプレートの第一表面から第一と第二の基板用のサポートバーを延ばすように備えるエレベーターを、前記処理タンクの垂直方向の上方で、かつ水平状に延びるガイドレールの下方に位置させ、
    ベースプレートと、該ベースプレートの第一表面から第一と第二の基板用の支持構造を延ばすように備える搬送用ロボットに対して、前記基板のセットを備えさせ、
    前記処理タンクの上方でかつ前記エレベーターの上方に位置するまで、前記水平方向のガイドレールに沿って前記搬送用ロボットを水平方向に移動させ、
    前記エレベーターの前記サポートバーが前記搬送用ロボットの前記支持構造の外側を通り抜けて、前記基板のセットと接触するまで、垂直方向に延びるガイドトラックに沿って前記エレベーターを垂直方向に上方移動させ、
    さらに、前記搬送用ロボットよりも前記エレベーターが完全に上方になるまで前記エレベーターを垂直方向に上方移動させて、前記搬送用ロボットの前記支持構造から前記エレベーターの前記サポートバーに前記基板のセットを移させ、
    前記エレベーターのいかなる部分よりも下方に位置しなくなるまで、前記搬送用ロボット用のガイドレールに沿って前記搬送用ロボットを水平方向に移動させ、
    前記処理タンク内に前記基板を位置させるように前記エレベーターを垂直方向に下方移動させる、各ステップを有することを特徴とする方法。
  22. 少なくとも１つのマイクロエレクトロニックデバイス用基板を浸漬処理するためのマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置であって、該装置はサポートプレートから第一と第二の支持構造を延ばすように備えて、前記少なくとも１つのマイクロエレクトロニックデバイス用基板を保持できるように前記第一と第二の支持構造を互いに離間させ、前記第一支持構造は、
    上方に一連の歯を備えて、前記第一支持構造の長手方向に沿って延びるように上方に一連のノッチを定め、この際、前記上方のノッチの各々は前記第一支持構造の長手方向に沿って計測されるようにノッチ角度を有し、かつ、
    下方に一連の歯を備えて、前記第一支持構造の長手方向に沿って延びるように下方に一連のノッチを定め、この際、前記下方のノッチの各々は前記第一支持構造の長手方向に沿って計測されるようにノッチ角度を有し、この際、
    前記上方のノッチの各々の前記ノッチ角度を前記下方のノッチの各々の前記ノッチ角度と相違させることを特徴とするマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  23. 前記上方の歯の各歯の角度は前記下方の歯の各歯の角度よりも小さいことを特徴とする請求項２２に記載のマイクロエレクトロニックデバイス用基板の操作装置。
  24. 離間して設けられたマイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを浸漬処理するためのシステムであって、
    前記基板を内部で浸漬処理するためのタンクを備え、
    前記離間して設けられたマイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを前記タンクに出し入れさせるように降下、保持及び上昇させるためのエレベーターを備え、この際、ベースプレートと、該ベースプレートの第一表面から延びるように第一と第二の基板用のサポートバーを備えるように前記エレベーターを構成し、さらに、前記第一サポートバーに前記第二サポートバーの内面と対面するように内面を備えて、前記第一と第二のサポートバーの内面を夫々予め定められた第一距離で互いに離間させて、前記基板の水平方向の中心線の下方かつこの近くで前記基板を保持できるようにし、さらに、前記第一と第二の基板用のサポートバーによって保持される前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを前記タンクに出し入れされるように降下、保持及び上昇させる機構を備えるように前記エレベーターを構成することを特徴とする操作システム。
  25. 前記マイクロエレクトロニックデバイス用基板のセットを前記浸漬処理用のタンクに出し入れされるように降下、保持及び上昇させる際、前記基板の水平方向の中心線から約１０°以内で前記基板を支持するように前記第一と第二の基板用のサポートバーを設けることを特徴とする請求項２４に記載の操作システム。
  26. 前記浸漬処理用のタンクはメガソニック処理用のタンクを構成することを特徴とする請求項２４に記載の操作システム。
  27. 前記浸漬処理用のタンクは処理及び乾燥用のタンクを構成することを特徴とする請求項２４に記載の操作システム。
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