JP2021530859A - 半導体ウェハの洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (48)
- バッチ洗浄プロセス実行のために、一又は複数のウェハを、洗浄薬液を含む少なくとも1つの第1タンクに、その後、洗浄液を含む一又は複数の第2タンクに搬送する工程と、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために、前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液から前記一又は複数のウェハを取り出し、前記一又は複数のウェハを一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程と、
前記一又は複数のウェハが前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液に浸漬されるまで、及び/又は、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持する工程と、を備えている半導体ウェハの洗浄方法。 - 前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径、前記一又は複数のウェハを搬送するロボットの搬送加速度、及び、前記一又は複数のウェハ上での液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さによって決定される請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径以上である請求項2に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記ロボットの搬送加速度は、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さ以下とするように制御される請求項2に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から前記一又は複数の第2タンクの内前記洗浄液に浸漬されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、
前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、をさらに備えている請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。 - 前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から前記一又は複数の第2タンクの内前記洗浄液に浸漬されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、
前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液から前記一又は複数のウェハを取り出し、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させてから、前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに水平に搬送する工程と、をさらに備えている請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。 - 前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液から前記一又は複数のウェハを取り出し、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させる工程と、
前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の第2タンクに水平に搬送する工程と、
水平面から垂直面まで前記一又は複数のウェハを回転させ、前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液内に前記一又は複数のウェハを配置する工程と、
前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、をさらに備えている請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。 - 前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液から前記一又は複数のウェハを取り出し、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させる工程と、
前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の第2タンクに水平に搬送する工程と、
水平面から垂直面まで前記一又は複数のウェハを回転させ、前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液内に前記一又は複数のウェハを配置する工程と、
前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液から前記一又は複数のウェハを取り出し、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させてから、前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに水平に搬送する工程と、をさらに備えている請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。 - 前記一又は複数のウェハを前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程と、
前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール内で、前記一又は複数のウェハを回転させる前に、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける工程と、をさらに備えている請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。 - 前記一又は複数の第2タンクから取り出されるウェハの数は、毎回、前記単一ウェハ洗浄モジュールの数以下である請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記一又は複数の第2タンクから取り出されるウェハの数は、毎回、1若しくは2又は10より小さい請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液は、H2SO4とH2O2とを混合したSPMであり、SPMの温度が80℃から150℃である請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液は、H2SO4とH2O2とを混合したSPMであり、H2SO4とH2O2との濃度比が3:1から50:1である請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記一又は複数のウェハに、前記一又は複数の第2タンク内でクイックダンプリンスを実行する請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- クイックダンプリンスの洗浄液が脱イオン水である請求項14に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記第2タンクの数が少なくとも2つであり、前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液がHF溶液であり、少なくとも1つの前記第2タンク内の洗浄液がH3PO4溶液であり、その他の前記第2タンク内の洗浄液がクイックダンプリンスのための脱イオン水である請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- H3PO4溶液の温度が150℃−200℃である請求項16に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- バッチ洗浄プロセス実行のために、洗浄溶液で満たされた少なくとも1つのタンクに一又は複数のウェハを搬送する工程と、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセス実行のために、前記少なくとも1つのタンクから前記一又は複数のウェハを取り出し、前記一又は複数のウェハを一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送する工程と、
前記一又は複数のウェハが前記少なくとも1つのタンク内の前記洗浄溶液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚となるように制御及び維持する工程と、を備えている半導体ウェハの洗浄方法。 - 前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径、前記一又は複数のウェハを搬送するロボットの搬送加速度、及び、前記一又は複数のウェハ上での液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さによって決定される請求項18に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径以上である請求項19に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 前記ロボットの搬送加速度は、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さ以下とするように制御される請求項19に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄薬液を含む少なくとも1つの第1タンクと、
バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄液を含む一又は複数の第2タンクと、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと、
一又は複数のウェハを搬送するように構成された複数のロボットと、
一又は複数のウェハを、前記少なくとも1つの第1タンクに、その後、前記一又は複数の第2タンクに、さらに前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送するように、前記複数のロボットを制御するように構成されたコントローラと、を備えており、
前記コントローラは、前記一又は複数のウェハが前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液に浸漬されるまで、及び/又は、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚を維持するように構成されている半導体ウェハの洗浄装置。 - 前記コントローラは、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体膜内で最大の粒子の直径、前記一又は複数のウェハを搬送するロボットの搬送加速度、及び、前記一又は複数のウェハ上での液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さによって決定するように構成されている請求項22に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さが、前記液体膜内で最大の粒子の直径以上である請求項23に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記ロボットの搬送加速度は、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さ以下とするように制御される請求項23に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 第1ノズルと第2ノズルとを有する液体供給装置をさらに備えており、
前記第1ノズルは、前記一又は複数のウェハが前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液を出た時点から、前記一又は複数のウェハが前記少なくとも1つの第1タンクから取り出された後で垂直面から水平面まで回転させられるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付け、そして、前記第1ノズルは、前記一又は複数の第2タンクへの水平搬送のために前記一又は複数のウェハが水平面まで回転させられてから液体の吹き付けを停止し、
前記第2ノズルは、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の第2タンクの上方において水平面から回転した時点から、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の第2タンク内の前記洗浄液内に垂直に浸漬されるまで、前記一又は複数のウェハに液体を吹き付ける請求項22に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記一又は複数のウェハが前記少なくとも1つの第1タンクへと垂直に搬送されるように、水平面から垂直面まで前記一又は複数のウェハを回転させるように構成された第1ターンオーバー装置と、
前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールへと水平に搬送されるように、垂直面から水平面まで前記一又は複数のウェハを回転させるように構成された第2ターンオーバー装置と、をさらに備えている請求項22に記載の半導体ウェハの洗浄装置。 - 前記第2ターンオーバー装置が、
受容チャンバと、
前記受容チャンバ内に配置されたウェハホルダと、
前記受容チャンバ内において前記ウェハホルダを回転させる第1駆動機構と、
前記受容チャンバまで延在した端部を有する支持バーと、
前記支持バーの前記端部に固定された支持台と、
前記支持バーを介して前記支持台を昇降させる第2駆動機構と、
前記受容チャンバに画定された窓と、
前記受容チャンバ内に配置されたドアと、
前記窓を閉めるために前記ドアを上昇させる又は前記窓を開けるために前記ドアを下降させる第3駆動機構とを備えている請求項27に記載の半導体ウェハの洗浄装置。 - 前記複数のロボットが、
前記一又は複数のウェハを保持し、前記一又は複数のウェハを前記少なくとも1つの第1タンク及び前記一又は複数の第2タンクに搬送するように構成された第1ウェハ搬送ロボットと、
前記一又は複数の第2タンクから毎回一定数のウェハを取り出し、前記一定数のウェハを前記第2ターンオーバー装置に搬送するように構成された第2ウェハ搬送ロボットと、
前記第2ターンオーバー装置から前記一定数のウェハを取り出し、前記一定数のウェハを対応した数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送するように構成されたプロセスロボットとをさらに備えている請求項27に記載の半導体ウェハの洗浄装置。 - 前記第2ウェハ搬送ロボットが一対のクランプアームを有しており、各クランプアームの端部には複数のウェハを保持するための複数のクランプスロットが画定されている請求項29に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 一又は複数のノズル装置をさらに備えており、各ノズル装置は長いストリップ形状であってスリット型ノズルを有しており、少なくとも1つの注入口が前記スリット型ノズルに液体を供給するために前記スリット型ノズルに接続されている請求項29に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記ノズル装置の数は、前記第2ウェハ搬送ロボットによってクランプされたウェハの数と一致しており、1つのノズル装置が1つのウェハに対応して当該1つのウェハに液体を吹き付ける請求項31に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記ノズル装置は、前記ウェハの上方で前後に移動すること、及び、前記ウェハが前記第2ターンオーバー装置に保持されている間に前記ウェハに液体を吹き付けることが可能である請求項31に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記プロセスロボットは、水平面から傾斜面及び水平面への回転が可能である請求項29に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記一又は複数の第2タンクから取り出されるウェハの数は、毎回、前記単一ウェハ洗浄モジュールの数以下である請求項29に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記第1ウェハ搬送ロボットがアイドル状態であるときに前記第1ウェハ搬送ロボットを洗浄するための洗浄タンクをさらに備えている請求項29に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 少なくとも1つのロードポートと、
前記少なくとも1つのロードポートに位置する少なくとも1つのウェハカセットと、
バッファ室であって、前記プロセスロボットが一定数のウェハを対応する数の前記単一ウェハ洗浄モジュールから取り出して、前記一定数のウェハを前記バッファ室へと搬送するようなバッファ室と、
前記少なくとも1つのウェハカセットから一又は複数のウェハを取り出して前記第1ターンオーバー装置に搬送し、前記バッファ室から前記一定数のウェハを取り出して前記少なくとも1つのウェハカセットに搬送するインデックスロボットと、をさらに備えている請求項29に記載の半導体ウェハの洗浄装置。 - 前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送され、前記一又は複数のウェハが前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュール内で回転させられる前に、液体を吹き付けられる請求項22に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液は、H2SO4とH2O2とを混合したSPMであり、SPMの温度が80℃から150℃である請求項22に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液は、H2SO4とH2O2とを混合したSPMであり、H2SO4とH2O2との濃度比が3:1から50:1である請求項22に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記一又は複数のウェハに、前記一又は複数の第2タンク内でクイックダンプリンスを実行する請求項22に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- クイックダンプリンスの洗浄液が脱イオン水である請求項41に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 前記第2タンクの数が少なくとも2つであり、前記少なくとも1つの第1タンク内の前記洗浄薬液がHF溶液であり、少なくとも1つの前記第2タンク内の洗浄液がH3PO4溶液であり、その他の前記第2タンク内の洗浄液がクイックダンプリンスのための脱イオン水である請求項22に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- H3PO4溶液の温度が150℃−200℃である請求項43に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- 複数のロードポートと、
バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄薬液を含む少なくとも1つの第1タンクと、
バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄液を含む一又は複数の第2タンクと、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと、を備えており、
前記複数のロードポートが横方向に並べられ、前記少なくとも1つの第1タンク及び前記一又は複数の第2タンクが一方の側部に縦に並べられ、前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールが、前記少なくとも1つの第1タンク及び前記一又は複数の第2タンクとは反対側の他方の側部に縦に並べられている半導体ウェハの洗浄装置。 - 前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと前記前記少なくとも1つの第1タンク及び前記一又は複数の第2タンクとの間に形成された空隙をさらに備えており、前記空隙内にプロセスロボットが配置されている請求項45に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
- バッチ洗浄プロセスを実行するように構成された、洗浄溶液を含む少なくとも1つのタンクと、
単一ウェハ洗浄及び乾燥プロセスを実行するように構成された、一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールと、
一又は複数のウェハを、前記少なくとも1つの第1タンク及び前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送するように構成された一又は複数のロボットと、
前記一又は複数のロボットを制御するように構成されたコントローラと、を備えており、
前記コントローラは、前記一又は複数のウェハが前記少なくとも1つのタンク内の前記洗浄溶液を出た時点から前記一又は複数の単一ウェハ洗浄モジュールに搬送されるまで、前記一又は複数のウェハ上の液体膜が一定厚を維持するように構成されている半導体ウェハの洗浄装置。 - 前記制御部は、前記一又は複数のウェハ上の液体膜の厚さを、前記液体膜内で最大の粒子の直径、前記一又は複数のウェハを搬送するロボットの搬送加速度、及び、前記一又は複数のウェハ上での液体表面張力によって保持される前記液体膜の最大厚さによって決定するように構成されている請求項47に記載の半導体ウェハの洗浄装置。
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