JP2020533789A - 半導体ウェハの洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

半導体ウェハの洗浄方法及び洗浄装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、1つの洗浄タンクから他の洗浄タンクまでウェハが化学溶液中に浸漬されることを確実にする装置及び方法を提供する。この装置は、内側タンクと、化学溶液で満たされた少なくとも２つの洗浄タンクに内側タンクを分割するための少なくとも1つの仕切りと、第1の洗浄タンクから第２の洗浄タンクまでウェハを把持して運ぶ少なくとも一対のエンドエフェクタを有する第1のロボットとを含む。各洗浄タンクの底部には、複数のウェハを保持するためのカセットブラケットが設けられている。少なくとも1つの仕切りには、少なくとも１つのスロットが設けられている。第1のロボットは、第1の洗浄タンクからスロットを介して第2の洗浄タンクまで、ウェハを化学溶液に浸漬したままで、ウェハを把持して運ぶ。

Description

本発明は、半導体装置の製造の分野一般に関し、より詳細には半導体ウェハの洗浄方法及び洗浄装置に関する。
集積回路の製造工程において、高い品質の集積回路を得るためにはウエット洗浄工程が必要である。ドライエッチング工程後、残留フォトレジスト、ドライエッチング工程で発生した有機物、及び、ウェハの表面に付着したフィルム材料を除去するために、ウェハを洗浄しなければならない。ウェハを洗浄するための主な化学溶液は、ＳＣ１、ＢＯＥ、及びＨ2ＳＯ4とＨ2Ｏ2の混合物であるＳＰＭを含む。特に温度が９０℃より高いＳＰＭは、残留フォトレジスト及び有機物の除去のために使用される。現在、ウェハを洗浄するには２つの方法がある。一つはバッチ洗浄であり、もう一つは単一ウェハ洗浄である。これらについて以下に説明する。
バッチ洗浄によると、毎回複数のウェハを洗浄することが可能である。バッチ洗浄のための装置は、機械的伝動装置及びいくつかの洗浄タンクを含む。複数のウェハを複数の洗浄タンクのうちの１つにおいて同時に洗浄することができ、したがってバッチ洗浄は効率が高く、１時間当たり約４００枚のウェハを洗浄することができる。さらに、洗浄タンクの化学溶液が循環されるので、化学溶液を再利用することができ、バッチ洗浄のコストが低減されるのである。これは、高温ＳＰＭが混合並びに濃度及び温度の制御がより困難であるためであるため、特に１２０℃のＳＰＭのような高温の化学溶液に適用される。このようにバッチ洗浄を用いることによって、洗浄コストを低減することができる。しかしながら、集積回路の線幅が縮小し続けていることによって、バッチ洗浄の不利益が明らかとなってきている。バッチ洗浄プロセスの間、ウェハは、１つの洗浄タンクから他の洗浄タンクに取り出される必要がある。このとき、洗浄タンク内の化学溶液に有機残渣、有機汚染物質、粒子、微量不純物のような若干の不純物が含まれていると、これらの不純物が化学溶液とともにウェハの表面に付着することになる。ウェハが乾燥した後または何らかの気相雰囲気に曝された後は、ウェハ上の小さな有機汚染物質を除去するのが非常に困難となる。
単一ウェハ洗浄では、毎回１枚のウェハだけを洗浄することができる。単一ウェハ洗浄のための装置は、機械的伝動装置及びいくつかの独立した単一ウェハ洗浄モジュールを含む。１つのウェハの洗浄及び乾燥プロセスは、１つの単一ウェハ洗浄モジュールで完結する。１枚のウェハを洗浄した後、単一ウェハ洗浄モジュールの中の化学溶液が排出され、新しい化学溶液が供給されて新たな１枚のウェハが洗浄される。これによって、相互汚染が回避される。単一ウェハ洗浄によると、粒子及びフィルム材料を効果的に除去することができる。しかし、単一ウェハ洗浄は、高温の化学溶液の再利用が困難であるため、９０℃より高温のＳＰＭのような高温化学溶液の使用に限界がある。
バッチ洗浄及び単一ウェハ洗浄の両方は、利点及び欠点をどちらも有している。したがって、バッチ洗浄及び単一ウェハ洗浄の利点を組み合わせた新しい装置及び方法の発明は、集積回路製造プロセスへの大きな貢献となるであろう。
すなわち、本発明の目的は、１つの洗浄タンクから他の洗浄タンクまでウェハが化学溶液中に浸漬されることを確実にする装置及び方法を提供することである。
一実施形態では、装置は、内側タンクと、化学溶液で満たされた少なくとも２つの洗浄タンクに内側タンクを分割する少なくとも１つの仕切りと、第１の洗浄タンクから第２の洗浄タンクまでウェハを把持して運ぶ少なくとも一対のエンドエフェクタを有する第１のロボットとを含む。各洗浄タンクの底部には、複数のウェハを保持するためのカセットブラケットが設けられている。少なくとも１つの仕切りには、少なくとも１つのスロットが設けられている。第１のロボットは、第１の洗浄タンクからスロットを介して第２の洗浄タンクまで、ウェハを化学溶液に浸漬したままで、ウェハを把持して運ぶ。
一実施形態によると、半導体ウェハ洗浄方法であって、
化学溶液で満たされた第１の洗浄タンク内の前記カセットブラケット上に、少なくとも１つのウェハを置く工程と、
前記ウェハが前記第１の洗浄タンクで処理された後、前記ウェハを前記化学溶液中に浸漬したまま、前記ウェハを前記第１の洗浄タンクから第２の洗浄タンクに搬送する工程と、
前記ウェハが前記第２の洗浄タンク内で処理された後、前記ウェハを前記第２の洗浄タンクから取り出す工程とを含む。
本発明は、ウェハを搬送するのに仕切り内のいくつかのスロットを利用することによって、ウェハが一方の洗浄タンクから別の洗浄タンクまで化学溶液に浸漬されたままであることを確実にする。
搬送プロセス中における典型的なウェハ洗浄装置を示す断面図である。 搬送プロセス中における典型的なウェハ洗浄装置を示す断面図である。 搬送プロセス中における典型的なウェハ洗浄装置を示す断面図である。 １つのスロットを有する典型的な仕切りを示す断面図である。 ドアが開状態にあるときにおける、１つのスロットを有する典型的な仕切りを示す。 ドアが閉状態にあるときにおける、１つのスロットを有する典型的な仕切りを示す。 ２つ以上のスロットを有する別の典型的な仕切りを示す断面図である。 ドアが開状態にあるときにおける、２つ以上のスロットを有する別の典型的な仕切りを示す。 ドアが閉状態にあるときにおける、２つ以上のスロットを有する別の典型的な仕切りを示す。 複数の垂直スロットを有する仕切りと、これらスロットに対応するロボットとを示す側面図である。 複数の水平スロットを有する仕切りと、これらスロットに対応するロボットとを示す側面図である。 水平に対して角度をなす複数のスロットを有する仕切りと、これらスロットに対応するロボットとを示す側面図である。 外部洗浄タンクを有する典型的な装置を示す断面図である。 洗浄プロセス中における、典型的なウェハ洗浄装置を示す断面図である。 洗浄プロセス中における、典型的なウェハ洗浄装置の磁気駆動構造を示す側面図である。 本発明による別の典型的な半導体ウェハ洗浄装置の断面図である。 典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。 典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。 典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。 典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。 典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。 典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。 別の典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。 別の典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。 別の典型的なウェハ洗浄方法を示す図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に関する以下の記載は、本発明を当該説明に開示される内容に限定するものではない。
図１Ａは、本発明による典型的な半導体ウェハ洗浄装置を示す断面図である。半導体ウェハの洗浄装置は、内側タンク１００１と、化学溶液で満たされた少なくとも２つの洗浄タンクに内側タンク１００１を分割する少なくとも１つの仕切り１００２と、第１の洗浄タンク１０１１から第２の洗浄タンク１０１２へとウェハを把持して運ぶ少なくとも一対のエンドエフェクタ１０５１を有する第１のロボット１００５とを備えている。各洗浄タンクの底部には、複数のウェハを保持するためのカセットブラケット１００３が設けられている。また、少なくとも１つの仕切り１００２には、少なくとも１つのスロット１００４が設けられている。第１のロボット１００５は、第１の洗浄タンク１０１１からスロット１００４を介して第２の洗浄タンク１０１２まで、ウェハを化学溶液に浸漬したままで、ウェハを把持して運ぶ。
洗浄タンク内の化学溶液は、ホットＳＰＭである。ホットＳＰＭの温度は、８０℃〜２５０℃の範囲である。異なる洗浄タンク内の化学溶液の温度は、同じであってもいいし、異なっていてもよい。ＳＰＭは、Ｈ2ＳＯ4とＨ2Ｏ2の混合物である。Ｈ2ＳＯ4に対するＨ2Ｏ2の比率は、１：１〜１：１００である。異なる洗浄タンク内の化学溶液の濃度は、同じであってもいいし、異なっていてもよい。
第１の洗浄タンク１０１１の汚れた化学溶液が第２の洗浄タンク１０１２に流れることを避けるために、２つの洗浄タンクは液面レベルが異なり、第１の洗浄タンク１０１１の高さが第２の洗浄タンク１０１２の高さよりも低い。第１の洗浄タンク１０１１と第２の洗浄タンク１０１２の液面差のため、第２の洗浄タンク１０１２の化学溶液の圧力Ｐ２は、第１の洗浄タンク１０１１の化学溶液の圧力Ｐ１よりも高い。すなわち、第１の洗浄タンク１０１１と第２の洗浄タンク１０１２との間には、バイアス圧力ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１＞０（Ｐ２＞Ｐ１）が形成されている。バイアス圧力ΔＰのため、第２の洗浄タンク１０１２内の化学溶液は、第１の洗浄タンク１０１１に流入することが予期されている。そして、第２の洗浄タンク１０１２には、２つの洗浄タンクの液面差を維持するために第２の洗浄タンク１０１２に新鮮な化学溶液を供給する注入口１０１３が設けられている。
本装置は、外側タンク１００６をさらに備えている。各洗浄タンクは、リサイクルシステムを介して外側タンク１００６に個別に接続されている。第１の洗浄タンク１０１１に接続されたリサイクルシステムは、入口ノズル１０７１、出口１０７２、ポンプ１０７３及びフィルタ１０７４を含む。入口ノズル１０７１は、第１の洗浄タンク１０１１の底部にあり、出口１０７２は、外側タンク１００６の底部にある。第２の洗浄タンク１０１２に接続されたリサイクルシステムは、入口ノズル１０８１、出口１０８２、ポンプ１０８３、フィルタ１０８４及び弁１０８５を含む。入口ノズル１０８１は、第２の洗浄タンク１０１２の底部にあり、出口１０８２は、外側タンク１００６の底部にある。弁１０８５は、仕切り１００２の液体流路１０４２に接続されており、化学溶液の供給を制御する。洗浄プロセスでは、第１の洗浄タンク１０１１内の化学溶液がより多く汚染される。第１の洗浄タンク１０１１の汚れた化学溶液は、外側タンク１００６にオーバーフローし、外側タンク１００６の汚れた化学溶液は、出口１０７２を介してリサイクルシステムに流入する。リサイクルシステムは、フィルタ１０７４によって汚れた化学溶液を浄化する。そして、清浄な化学溶液は、ポンプ１０７３によって入口ノズル１０７１から洗浄タンクに噴射される。このようにして、洗浄タンク内の化学溶液は常に清浄なままに保たれる。さらに、仕切り１００２の高さは、２つの洗浄タンクの間の相互汚染を回避するためにこれら洗浄タンクの高さ以上となっている。
外側タンク１００６は、センサ１０６１と、センサ１０６１の下にあるドレイン１０６２とをさらに備えている。センサ１０６１は、外側タンク１００６内の化学溶液の液面レベルを検出するために用いられる。注入口１０１３は、第２の洗浄タンク１０１２に新鮮な化学溶液を連続して供給する。すると、第２の洗浄タンク１０１２の化学溶液が第１の洗浄タンク１０１１に流入し、第１の洗浄タンク１０１１の化学溶液が外側タンク１００６にオーバーフローする。液面レベルが規定の高さまで上昇したことをセンサ１０６１が検出すると、ドレイン１０６２が開いて所定の高さよりも低い液面レベルとなるまで化学溶液を排出する。
図１Ａ〜図１Ｃは、第１のロボット１００５の作業プロセスを示す。洗浄プロセスが終了した後、第１のロボット１００５を隣接した２つの洗浄タンク内に入れる。エンドエフェクタ１０５１の各対は、隣接する２つの洗浄タンクに跨がって配置されている。エンドエフェクタ１０５１のいくつかの対は複数のウェハを同時に把持し、第１のロボット１００５は、これらのウェハをある特定の高さまで上昇させる。次いで、第１のロボット１００５は、これらウェハとともに水平方向に移動し、ウェハを第１の洗浄タンク１０１１から仕切り１００２のスロット１００４を介して第２の洗浄タンク１０１２へと運ぶ。さらに、第１のロボット１００５によってウェハを降下させ、これらウェハを第２の洗浄タンク内のカセットブラケット１００３内に置く。
スロット１００４を有する仕切り１００２は、ウェハが一方のタンクから他方のタンクへ搬送される間、ウェハが何らかの気相雰囲気に曝されるのを防止する。しかし、第１の洗浄タンク１０１１内の汚染された化学液は、スロットを通って第２の洗浄タンク１０１２の中へ流入することになる。図２Ａは、１つのスロット２００４を有する典型的な仕切り１０２の断面図を示す。スロット２００４の側壁には、複数のノズル２０４１のアレイが設けられている。ノズル２０４１には、リサイクルシステムから液体チャネル２０４２を介して化学溶液が供給される。リサイクルシステムの弁は開放状態に維持される。ウェハがスロット２００４を通過するとき、ウェハの両側には、新鮮な化学溶液がノズル２０４１から噴霧される。また、ノズル２０４１から噴射された化学溶液は、スロット２００４を塞ぐ液体カーテンを形成する。液体カーテンは、スロット２００４を介して汚れた化学溶液が清浄な化学溶液に流れるのを防止する。そして、２つの洗浄タンク間の圧力バイアスもまた、第１の洗浄タンクから第２の洗浄タンクへの汚染された化学溶液の流れを最小化することに寄与する。さらに、スロット２００４を遮断して汚染された化学溶液が清浄な化学溶液に流れ込むのを回避するために、本装置は、図２Ｂ及び図２Ｃのような典型的なスロットドア２０４３をさらに備えている。スロットドア２０４３は、スロット２００４を封止又は開放するための駆動装置によって駆動される。ウェハの処理が終わったとき、スロットドア２０４３を開放し、次いで、ノズル２０４１から化学溶液を噴霧し、ウェハを１枚ずつ搬送する。それ以外の場合には、スロットドア２０４３は閉じられている。
図３Ａは、２つ以上のスロット３００４を有する別の典型的な仕切り３００２を示す断面図である。各スロット３００４の側壁には、複数のノズル３０４１のアレイが設けられている。ノズル３０４１には、リサイクルシステムから液体チャネル３０４２を介して化学溶液が供給される。リサイクルシステムの弁は開放状態を維持される。ウェハがスロット３００４を通過するとき、ウェハの両側には、新鮮な化学溶液がノズル３０４１から噴霧される。また、ノズル３０４１から噴射された化学溶液は、スロット３００４を塞ぐ液体カーテンを形成する。液体カーテンは、スロット３００４を介して汚れた化学溶液が清浄な化学溶液に流れるのを防止する。そして、２つの洗浄タンク間の圧力バイアスもまた、第１の洗浄タンクから第２の洗浄タンクへの汚染された化学溶液の流れを最小化することに寄与する。さらに、全てのスロット３００４を遮断して汚染された化学溶液が清浄な化学溶液に流れ込むのを回避するために、本装置は、図３Ｂ及び図３Ｃのような別の典型的なスロットドア３０４３をさらに備えている。スロットドア３０４３は、いくつかの開口部３０４４を有している。開口部３０４４の数は、仕切り３００２のスロット３００４の数以上である。開口部３０４４のサイズは、仕切り３００２におけるスロット３００４のサイズ以上である。スロットドア３０４３は、スロット３００４を封止又は開放するための駆動装置によって駆動される。ウェハの処理が終わったとき、開口部３０４４がスロット３００４と重なるまでスロットドア３０４３を移動させ、次いで、ノズル３０４１から化学溶液を噴霧し、ウェハを搬送する。それ以外の場合には、スロット３００４と開口３０４４は、互い違いに配置されている。
第１のロボットが一対のエンドエフェクタを有しているのであれば、ウェハは１つずつ搬送される。転送効率を高めるために、エンドエフェクタの対の数はウェハの数と同じであり、すべてのウェハを１回で搬送できる。好ましくは、エンドエフェクタの対の数は、５〜２５である。
図４Ａ〜図４Ｃのように、第１のロボットの形状は、熊手(rake)のようである。第１のロボットは、第１のロボットを駆動し、上下に移動させる駆動装置４０５２を備えている。第１のロボットは、第１の洗浄タンクから第２の洗浄タンクまでウェハを把持して運ぶために用いられる。第１のロボットの形状は、エンドエフェクタ４０５１の各対が１つのスロットを通過することに資するようなものである。したがって、エンドエフェクタ４０５１の対の数は、スロットの数を超えることができない。図４Ａ〜図４Ｃは、互いに異なる方向のスロットを有する仕切りと、スロットに対応したロボットとを示す側面図である。図４Ａには、スロット４００４が垂直であり、エンドエフェクタ４０５１の方向が垂直であることが描かれている。エンドエフェクタ４０５１の対の数は５であり、スロット４００４の数は５である。この場合、ウェハはカセットブラケット上に垂直に配置され、入口ノズルは洗浄タンクの底部に配置される。図４Ｂには、スロット４００４が水平であり、エンドエフェクタ４０５１の方向が水平であることが描かれている。エンドエフェクタ４０５１の対の数は５であり、スロット４００４の数は５である。この場合、ウェハはカセットブラケット上に水平に配置され、入口ノズルは洗浄タンクの側壁に配置される。図４Ｃには、スロット４００４が水平に対して角度をなし、エンドエフェクタ４０５１の方向がスロット４００４と同じであることが描かれている。エンドエフェクタ４０５１の対の数は５であり、スロット４００４の数は５である。この場合、ウェハは、カセットブラケット上に、水平に対して角度をなして配置される。水平に対するウェハの角度は、水平に対するスロット４００４の角度と同じであり、入口ノズルは水平に対してある角度をなしている。
第１のロボットがウェハを特定の高さまで運ぶことができるだけであることを考慮すると、本装置は、ウェハを積み降ろしするための第２のロボット５００８を含んでいる。図５は、外部洗浄タンクを備えた典型的な装置を示す断面図である。洗浄プロセスの開始前に、第２のロボット５００８によって、ウェハを洗浄タンク内のカセットブラケット５００３に載置する。全洗浄プロセスが行われた後、第２のロボット５００８によってウェハを洗浄タンクから取り出す。第２のロボット５００８は、非作業状態においては、外部洗浄タンク５００９の中に配置される。外部洗浄タンク５００９の側壁は、第２のロボット５００８を洗浄するためのＤＩ水または新鮮な化学溶液を噴霧するいくつかの噴霧器５０９１を有している。外部洗浄タンク５００９の底部には、汚染された化学溶液を排出するための流出口５０９２が設けられている。外部洗浄タンク５００９は、第１のロボット５００５を洗浄するためにも使用される。
図６Ａは、洗浄プロセス中における、典型的なウェハ洗浄装置を示す断面図である。各洗浄タンクは、洗浄プロセスにおける化学溶液の漏出又は化学蒸気の装置の他の領域への排出を回避するためのカバープレート６１１０を有している、カバープレート６１１０は、カバープレート６１１０を上下に駆動するために使用されるシリンダ６１０１を有している。入口ノズルから噴射された液流が洗浄タンクから排出されると、液流の循環がカセットブラケット上のウェハに振動を生じさせる。この振動により、ウェハがカセットブラケット上で上下に跳ね上がり、ウェハとカセットブラケットとの接点に欠陥が生じてしまう。この問題を解決するために、ウェハは、３つのスティック６１１１によってロックされている。３つのスティック６１１１のうちの１つはカバープレート６１１０に接続されている。したがって、カバープレート６１１０に接続されたスティック６１１１はウェハを押し下げ、ウェハをカセットブラケット上に着座するようにクランプする。他の２つのスティック６１１１は、水平方向にウェハをロックするためにカセットブラケット上に配置されている。ウェハと２つのスティックとの接触点は、洗浄プロセスにおいて跳ね返り欠陥(bouncing defects)を有することになる。跳ね返り欠陥を低減するために、カバープレート６１１０に接続されたスティック６１１１が、回転機構６１１２による駆動ローラとして回転し、他のスティックが駆動ローラによる従動ローラとして回転可能として、複数のウェハを一緒に回転させる。回転機構６１１２は磁性体部６１２１を有している。磁性体部６１２１は磁性体でできている。磁性体部６１２１は、外側タンク６００６内に挿入されている。磁性体部６１２１の周囲には、いくつかの隔壁６１２２が設けられている。それにより、化学溶液が磁性体部６１２１に接触するのを回避するための閉鎖空間が形成されている。磁性体部６１２１の近傍にあるカバープレートに接続されたスティック６１１１の端部は、磁性体からなる。カバープレートに連結されたスティック６１１１及び磁性体部６１２１は、同一の特性を有する磁性体を使用している。磁性体部６１２１を回転させてスティック６１１１を回転駆動すると、スティック６１１１の回転によってウェハが回転する。
図７は、本発明による別の典型的な半導体ウェハ洗浄装置の断面図である。半導体ウェハの洗浄装置は、化学溶液で満たされた２つの洗浄タンクにタンクを分割する１つの仕切り７００２を有する内側タンク７００１と、各洗浄タンクの底部に配置されて複数のウェハを保持するためのカセットブラケット７００３と、仕切り７００２内の少なくとも１つのスロット７００４と、少なくとも１つのウェハを第１の洗浄タンクからスロット７００４を介して第２の洗浄タンクまで、ウェハを化学溶液に浸漬したままで、少なくとも１つのウェハを把持して運ぶ少なくとも一対のエンドエフェクタ７０５１を有するロボット７００５とを備えている。スロット７００４は、ロボット７００５がウェハをロードし、アンロードすることができるように仕切り７００２の上部において切開されている。
図８Ａ〜図８Ｆは、典型的なウェハ洗浄方法を示す。典型的な半導体ウェハ洗浄方法は、
化学溶液で満たされた第１の洗浄タンク８０１１内の前記カセットブラケット上に、少なくとも１つのウェハを置く工程と、
前記ウェハが第１の洗浄タンク８０１１で処理された後、前記ウェハを前記化学溶液に浸漬したまま、前記ウェハを第１の洗浄タンク８０１１から第２の洗浄タンク８０１２に搬送する工程と、
前記ウェハが第２の洗浄タンク８０１２において処理された後、前記ウェハを前記第２の洗浄タンクから取り出す工程とを備えている。
図８Ａ〜図８Ｆに示すように、このウェハの搬送方法においては、ウェハを第１の洗浄タンク８０１１から第２の洗浄タンク８０１２に１つずつ運ぶ。搬送プロセスでは、化学溶液を噴霧することによって、第１の洗浄タンク８０１１と第２の洗浄タンク８０１２との間に液体カーテンを形成する。
図９Ａ〜図９Ｃは、典型的なウェハ洗浄方法を示す。典型的な半導体ウェハ洗浄方法は、
化学溶液で満たされた第１の洗浄タンク９０１１内の前記カセットブラケット上に、少なくとも１つのウェハを置く工程と、
前記ウェハが第１の洗浄タンク９０１１内で処理された後、前記ウェハを第１の洗浄タンク９０１１から第３の洗浄タンク９０１３に搬送する工程と、
前記ウェハが第３の洗浄タンク９０１３内で処理された後、前記ウェハを前記化学溶液中に浸漬したまま、前記ウェハを第３の洗浄タンク９０１３から第２の洗浄タンク９０１２に搬送する工程と、
前記ウェハが第２の洗浄タンク９０１２において処理された後、前記ウェハを前記第２の洗浄タンクから取り出す工程とを備えている。
図９Ａ〜図９Ｃに示すように、このウェハの搬送方法は、１つの洗浄タンクから他の洗浄タンクへ全てのウェハを１回で運ぶものである。搬送プロセスにおいて、化学溶液を噴霧することによって、各２つの洗浄タンクの間に液体カーテンを形成する。

Claims (36)

  1. 内側タンクと
    前記内側タンクを、化学溶液で満たされた少なくとも２つの洗浄タンクに分割するための少なくとも１つの仕切りと、
    前記第一の洗浄タンクから第２の洗浄タンクまでウェハを把持して運ぶ少なくとも一対のエンドエフェクタを有する第１のロボットとを備えており、
    各洗浄タンクの底部には、複数のウェハを保持するためのカセットブラケットが設けられ、前記少なくとも１つの仕切りには少なくとも１つのスロットが設けられ、前記第１のロボットは、前記第１の洗浄タンクから前記スロットを介して前記第２の洗浄タンクまで、前記ウェハを前記化学溶液に浸漬したままで、前記ウェハを把持して運ぶことを特徴とする半導体ウェハ洗浄装置。
  2. 前記化学溶液はＳＰＭであり、ＳＰＭの温度は８０℃〜２５０℃の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  3. ＳＰＭがＨ2ＳＯ4とＨ2Ｏ2の混合物であり、Ｈ2ＳＯ4に対するＨ2Ｏ2の比率が１：１〜１：１００であることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  4. 前記第１の洗浄タンクの前記化学溶液は、前記第２の洗浄タンクの化学溶液と同じ温度であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  5. 前記第１の洗浄タンク内の前記化学溶液は、前記第２の洗浄タンク内の前記化学溶液と温度が異なることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  6. 前記第１の洗浄タンクの前記化学溶液は、前記第２の洗浄タンクの化学溶液と同じ濃度であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  7. 前記第１の洗浄タンクの前記化学溶液は、前記第２の洗浄タンクの前記化学溶液と濃度が異なることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  8. 外側タンクをさらに備え、各洗浄タンクが前記外側タンクに接続され、化学溶液がポンプシステムによって前記洗浄タンクにリサイクルされて戻されることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  9. 前記ポンプシステムは、前記洗浄タンク内の入口ノズルを含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  10. 前記入口ノズルが、前記洗浄タンクの底部にあることを特徴とする請求項９に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  11. 前記入口ノズルが、前記洗浄タンクの側壁にあることを特徴とする請求項９に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  12. 前記入口ノズルが、水平に対してある角度をなしていることを特徴とする請求項９に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  13. 前記第１の洗浄タンクの高さは、前記第２の洗浄タンクの高さよりも低いことを特徴とする請求項８に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  14. 前記第２の洗浄タンクは、前記化学溶液を供給するための入口を有することを特徴とする請求項１３に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  15. 前記外側タンクは、前記外側タンク内の液面レベルを検出するセンサと、前記センサの下にあるドレインとを有することを特徴とする請求項１４に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  16. 前記仕切りの高さは、前記洗浄タンクの高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  17. 前記第２の洗浄タンク内の前記化学溶液が、前記第１の洗浄タンクの化学溶液よりも新鮮であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  18. 前記スロットの少なくとも１つの側壁が、化学溶液を噴霧して液体カーテンを形成するための複数のノズルのアレイを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  19. 前記複数のノズルから噴射された前記化学溶液は、前記第２の洗浄タンクから供給されることを特徴とする請求項１８に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  20. 前記少なくとも１つのスロットを封止又は開放するように構成されたスロットドアをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  21. 前記エンドエフェクタの対の数は、前記スロットの数以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  22. ２つ以上のエンドエフェクタを備えた前記第１ロボットは、熊手のような形状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  23. 前記エンドエフェクタの対の数は１〜２５であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  24. 前記カセットブラケットは、後方及び前方に移動することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  25. 前記少なくとも１つのスロットは垂直であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  26. 前記少なくとも１つのスロットは水平であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  27. 前記少なくとも１つのスロットは前記水平に対して角度をなしていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  28. 前記ウェハを上から保持するためのウェハホルダスティックに接続されたタンクカバーをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  29. 前記カセットブラケットにあって、前記ウェハを下から保持する２つのウェハホルダスティックをさらに備えていることを特徴とする請求項２８に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  30. 前記ウェハホルダスティックのうちの少なくとも１つが、回転機構によって駆動ローラとして回転し、その他の前記ウェハホルダスティックが、従動ローラとして回転することを特徴とする請求項２９に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  31. 前記ウェハを積み降ろしするための第２のロボットをさらに備えていること特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  32. 前記第１のロボットを洗浄するための外部洗浄タンクをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  33. 前記スロットが、前記仕切りの上部において切開されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
  34. 化学溶液で満たされた第１の洗浄タンク内の前記カセットブラケット上に、少なくとも１つのウェハを置く工程と、
    前記ウェハが前記第１の洗浄タンクで処理された後、前記ウェハを前記化学溶液中に浸漬したまま、前記ウェハを前記第１の洗浄タンクから第２の洗浄タンクに搬送する工程と、
    前記ウェハが前記第２の洗浄タンク内で処理された後、前記ウェハを前記第２の洗浄タンクから取り出す工程とを含むことを特徴とする半導体ウェハ洗浄方法。
  35. 前記ウェハが前記第１の洗浄タンクで処理された後、前記第１の洗浄タンクから第３の洗浄タンクに前記ウェハを搬送した後、前記第３の洗浄タンクで前記ウェハを処理した後、前記第３の洗浄タンクから前記第２の洗浄タンクに前記ウェハを搬送する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項３４に記載の半導体ウェハ洗浄方法。
  36. 前記第１の洗浄タンクと前記第２の洗浄タンクとの間に化学溶液を噴霧して液体カーテンを形成する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項３４に記載の半導体ウェハ洗浄方法。
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