KR0175072B1 - 세정장치 및 세정방법 - Google Patents

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KR0175072B1
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신이치이로 이즈미
노리유키 아나이
다카미 사토오
히로후미 시라이시
코지 하라다
다카유키 도모에다
히로시 다나카
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이노우에 아키라
도오교오 에레구토론 가부시끼 가이샤
다카시마 히로시
도오교오 에레구토론 사가 가부시끼 가이샤
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Abstract

세정장치는, 피처리체를 반출 및 반입하기 위한 개구부를 가지고, 처리액에 의하여 피처리체를 세정하기 위한 세정처리실과, 상기 개구부를 개폐하기 위한 개폐기구와, 상기 개구기구를 세정하기 위한 세정노즐과를 갖추고 있다. 또, 세정처리액이 저유되고 피처리체를 세정처리액에 의하여 세정하는 세정처리 용기를 갖추고 있으며, 이 용기로부터 세정액이 배출되어서 피처리체의 적어도 일부가 노출하였을 때에, 피처리체에 세정액을 공급하는 노즐을 갖추고 있다.

Description

세정장치 및 세정방법
제1도는 본 발명이 적용되는 세정 시스템의 개요를 나타낸 평면 레이아웃도면.
제2도는 세정 처리조를 나타낸 사시도.
제3도는 세정 처리부를 나타낸 평면 레이아웃도면.
제4도는 반송실과 세정 처리실과의 경계부분을 설명하기 위한 단면도.
제5도는 제4도의 경계부분을 확대하여 나타낸 단면도.
제6도는 웨이퍼에 대한 세정액 분사기구를 가지는 세정 처리조를 나타낸 단면도.
제7도는 제6도의 세정액 분사기구를 퇴피(退避)시킨 상태를 나타낸 도면.
제8a도는 내지 제8c도는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 세정방법을 설명하기 위한 도면.
제9도는 처리액 순환 시스템을 나타낸 개략도.
제10도는 제9도의 처리액 순환 시스템에 있어서의 배압방지 기구를 설명하기 위한 도면.
제11도는 부상 방지 기구를 갖춘 세정 처리층을 나타낸 사시도.
제12도는 제11도에 사용한 시일기구를 나타낸 도면.
제13도는 부상 방지체의 다른예를 나타낸 도면.
제14도는 부상 방지기구의 다른예를 설명하기 위한 도면.
제15도는 제14도에 사용한 시일기구를 나타낸 도면.
제16도는 반송 유니트를 나타낸 사시도.
제17도는 반송 유니트의 반출입 스테이션을 나타낸 평면도.
제18도는 반송 유니트에 의한 웨이퍼의 이체(移替)를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12,13,14 : 세정 처리부 15 : 로더
16 : 언로더 17,18 : 수중로더
19,22,25 : 반송기구 20,21,23,24 : 세정 처리조
20a : 내탱크 20b : 외탱크
27 : 건조처리탱크 29 : 카세트
31,32,33 : 반송실 34 : 처리실
34a : 구획벽 34b : 관통구멍
35 : 개구부 36 : 승강셔터
37 : 웨이퍼 보트 37a,43 : 평행 지지봉
38 : 케이스 40 : 다관절 아암
41 : 웨이퍼 포크 45 : 스텝 모터
50a,84 : 노즐 51 : 에어 실린더
52 : 플런저 53,58 : 다공판
54,60 : 덕트 55,61 : HEPA 필터
56,62 : 공기 공급용 팬 57,63 : 배기 폐액구
59 : 공기 공급부 64 : 배출관
65 : 기액 분리부 66 : 샤워노즐
67,82 : 공급관 68 : 세정액 공급원
69 : 시일기구 70 : 안내통체
71,129,152 : 시일부재 72 : 밀봉공간
73 : 통기구멍 74 : N2가스 공급관
75 : N2탱크 81 : 배액관(排液管)
83 : 버블링관 85 : 세정 파이프
86 : 전환 모터 86a : 구동축
87 : 아암 88 : 세정액 수용탱크
89 : 세정액 공급관 90 : 바이패스관
91 : 전환밸브 92 : 교축밸브
93 : 액면센서 95 : 배출구
96 : 파이프 97 : 공급구
98 : 왕복운동펌프 98a : 1차쪽 포트
98b : 2차쪽 포트 99 : 댐퍼
99a : 공급 포트 99b : 토출 포트
100 : 세정 유니트 101 : 필터
102,112 : 전자밸브 103a,103b : 가압공기 급배 포트
104a,104b : 가압실 105a,105b,111 : 벨로우즈
106a,106b : 가동판 107a,107b : 액실
108 : 간막이부 110 : 댐퍼실
110a : 처리액부 110b : 배압부
113 : 압축 공기원 114 : 압축공기통로
115 : 유량조절밸브 120,140 : 부상 방지기구
121 : 로터리 액츄에이터 121a : 구동축
122 : 가동체 123 : 가동축
124 : 가동아암 125,135,145 : 부상 방지체
126 : 고정나사 127 : 누름커버
128 : 하우징 130, 153 : 밀봉공간
131 : 질소가스탱크 132 : 질소가스통로
133 : 바깥쪽 커버 133a : 베어링
136 : 작은 구멍 137 : 부착홈
138 : 누름편 141 : 로드레스 실린더
142 : 가이드 레일 143 : 연결 부재
144 : 봉형상체 147 : 압력 검출 소자
148 : 제어부 150 : 시일기구
151 : 커버 부재 154 : 구멍
155 : 질소 가스 공급원 160 : 포토센서
161 : 발광소자 162 : 수광소자
171 : 반출입 스테이션 172 : 반송용 캐리어 이동기구
173 : 실어서 이송하는 로보트 174 : 바꿔 옮김 스테이션
174a,174b : 이동 스테이지 175 : 웨이퍼 유지부
175a,175b : 웨이퍼 유지아암 176 : 세정용 캐리어 이동기구
177,182 : 수도부(受渡部) 178 : 중간 스테이지
181 : 반입부 181a,181b,183a,183b : 스테이지
183 : 반출부 184,188,189 : 기대
185 : 이동 부재 186,190 : 손잡이 아암
187 : 가이드 부재 193,194 : 웨이퍼를 밀어 올리는 기구
193a,194a : 밀어 올림부재 193b,194b : 승강기구
195 : 절결부 196 : 돌기판
197 : 이동 스테이지 197a,197b : 절결부
198 : 가이드부 200 : 반송 유니트
D : 세정용 캐리어 W : 반도체 웨이퍼
L : 세정 처리액 W1,W2,W3: 파형
F : 오리엔테이션 플래트 C : 반송용 캐리어
IF : 인터페이스 로보트 T : 손잡이
A : 화살표 L1,L2 : 빈 캐리어 반송로
본 발명은, 반도체 웨이퍼등의 피처리체를 세정하는 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에 있어서 반도체 웨이퍼의 표면에 부착한 약액이나 불순물 등을 제거하기 위하여 세정 장치가 사용되고 있다.
이 제성 장치에서는, 피처리체로서의 반도체 웨이퍼에 대하여, 암모니아 처리조, 수세 처리조, 불산처리등의 각 처리를 차례로 실시하여 반도체 웨이퍼의 표면을 청정화한다.
이와 같은 세정장치에서는, 종전의 처리조의 처리액이 반도체 웨이퍼에 부착하는 등으로 세정이 불충분하게 되거나, 또 세정액간, 예컨대 암모니아와 불산과의 사이에서 화학 반응이 일어나서 염을 형성하고, 이 염이 파티클로 되어서 반도체 웨이퍼에 부착하는등 하여서, 반도체 장치의 생산수율이 저하한다고 하는 문제가 생긴다.
한편 상술한 바와 같은 세정 장치에 있어서는, 세정 처리후에 반도체 웨이퍼가 세정처리액과 비접촉상태로 되었을때에 반도체 웨이퍼가 공기 중에 노출됨으로써, 건조하는 일이 있고, 이에 의하여 표면에 얼룩이 생기는 일이 있다.
이와 같은 얼룩은 외관상의 문제뿐 아니라 불량의 원인으로 되거나, 전기적 특성이 열화하는 등의 품질저하를 초래할 염려도 있다.
또, 일반적으로 세정 효율을 높이기 위하여서는 세정처리액중의 불순물이나 약액을 제거하여 처리액을 항상 청정하게 유지하여 두는 것이 바람직하고, 그를 위하여 처리조로부터 배출된 처리액을 필터로 여과한 후, 거듭 순환시키는 순환 방식이 알려져 있다(일본국 특개소 62-94939 호 공보).
그런데, 이와 같이 불순물이나 약액을 여과하여도 세정액을 충분히 청정화할 수 없다.
본 발명의 목적은, 종전의 처리조의 처리액이나 파티클이 피처리체에 부착하는 것을 방지하고, 반도체 장치의 제조 수율을 높게 유지할 수 있는 세정 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 피처리체에 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 그 위에 세정처리액을 청정하게 유지하여 둘 수 있는 세정 장치 및 세정 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 태양에 의하면, 피처리체를 반출 및 반입하기 위한 개구부를 가지고, 처리액에 의하여 피처리체를 세정하기 위한 세정 처리실과, 상기 개구부를 개폐하기 위한 개폐 수단과 상기 개구수단을 세정하기 위한 세정 수단과를 구비하는 것을 특징으로 하는 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 의하면, 세정처리액이 저유되고, 피처리체를 세정처리액에 의하여 세정하는 세정 처리 용기와, 세정 처리용기에 형성되고, 이 용기로부터 세정액을 배출하기 위한 세정처리액 배출구와, 세정처리액이 배출되어서 피처리체의 적어도 일부가 노출하였을 때에 피처리체에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단과를 구비하는 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 세정 처리 용기내에 세정처리액을 공급하는 공정과, 세정 처리 용기내의 세정처리액에 피처리체를 반입하는 공정과, 상기 세정 처리용기로부터 적어도 1회 세정처리액을 배출하는 공정과, 세정처리액의 배출에 의하여 적어도 피처리체의 일부가 노출하였을 때에 피처리체에 세정액을 공급하는 공정과를 구비하는 세정 방법이 제공된다.
[실시예]
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 관계된 세정 장치를 반도체 웨이퍼의 세정 처리에 사용한 경우의 실시예에 대하여 설명한다.
제1도는 본 발명이 적용되는 세정 시스템을 나타낸 개략 구성도이다.
이 세정 시스템은, 반도체 웨이퍼를 세정하는 세정 유니트(100)와 반도체 웨이퍼를 반송하는 반송 유니트(200)를 갖추고 있다.
세정 유니트(100)는 세정 처리부(12),(13),(14)를 조합하여서 구성되어 있다.
3개의 세정 처리부(12),(13),(14)는 이 순서로 직선형상으로 배열되어 있다.
제1의 세정 처리부(12)는, 세정 유니트(100)에 반도체 웨이퍼를 받아들이기 위한 반입부쪽에 설치되어 있다.
이 제1의 세정 처리부(12)에는 반도체 웨이퍼 반입용 로더(15)가 설치되어 있고, 이 로더(15)는 반도체 웨이퍼가 예컨대 25매 수용된 1쌍의 캐리어(D)가 재치될 스테이지를 갖추고 있다.
캐리어(D)는 반송용 로보트에 의하여 스테이지상의 소정 위치에 반송되고, 웨이퍼만이 세정 유니트에 반송된다.
한편, 제3의 세정 처리부(14)는, 세정 유니트(100)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 반출하는 반출부쪽에 설치되어 있다.
이 제3의 세정 처리부(14)에는 반도체 웨이퍼 반출용 언로더(16)가 설치되어 있고, 이 언로더(16)는 캐리어(D)가 재치될 스테이지를 갖추고 있다.
그리고, 세정후의 반도체 웨이퍼가 캐리어(D)에 탑재되고, 반송용 로보트에 의하여 웨이퍼가 탑재된 캐리어(D)가 반송 유니트(200)에 반송된다.
제1의 세정 처리부(12)는, 그 중앙부에 반송실(31)을 갖추고 있으며, 또한 그 주위에 설치된 세정 처리탱크(20),(21) 및 수중로더(17)를 갖추고 있다.
즉, 반송실(31)이 로더(15), 세정 처리탱크(20),(21) 및 수중 로더(17)에 둘러싸인 상태로 되어 있다.
이 반송실(31)에는 다관절 아암(40)을 가지는 반송 기구(19)가 설치되어 있다.
반송 기구(19)의 베이스는 스텝핑 모터(도시하지 않음)의 구동축에 연결되어 아암(40)이 베이스 둘레를 선회하고, 신축하도록 되어 있다.
그리고, 반송 기구(19)의 다관절 아암(40)에 의하여 처리탱크(20),(21)에 대한 반도체 웨이퍼의 반입·반출 및 수중로더(17)로의 웨이퍼의 반출이 행하여진다.
세정 처리탱크(21)에는 예컨대 처리액으로서 암모니아가 수용되고, 세정 처리탱크(20)에는 수세처리용의 물이 수용되어 있다.
수세탱크(20)는 반도체 웨이퍼에 부착한 암모니아액을 씻어 내리는 소위 퀵·덤프·린스(QDR)를 하기 위하여 사용된다.
수중로더(17)는 제2의 세정 처리부(13)에 인접하고 있으며, 세정 처리탱크(20) 및 (21)에서 세정된 반도체 웨이퍼는 수중로더(17)를 통과하여 제2의 세정 처리부(13)에 이른다.
제2의 세정 처리부(13)는 중앙부에 반송실(32)를 갖추고 있으며, 또한, 그 주위에 설치된 세정 처리탱크(23),(24) 및 수중로더(18)를 갖추고 있다.
즉, 반송실(32)이 세정 처리탱크(23),(24) 및 수중로더(17),(18)에 둘러싸인 상태로 되어 있다.
이 반송실(32)에는 상술의 반송기구(19)와 같이 다관절 아암(40)을 가지는 반송기구(22)가 설치되어 있다.
그리고, 반송기구(22)의 다관절 아암(40)에 의하여 처리탱크(23),(24)에 대한 반도체 웨이퍼의 반입·반출 및 수중로더(18)로의 웨이퍼의 반출이 행하여진다.
처리탱크(23)에는 예컨대 처리액으로서 불산이 수용되고, 처리탱크(24)에는 수세용의 물이 수용되어 있다.
수세탱크(24)는, 반도체 웨이퍼에 부착한 불산을 씻어내리는 소위 수세 오버플로우 처리조로서 사용된다.
수중로더(18)는 제3의 세정 처리부(14)에 인접하여 있으며, 세정처리탱크(23) 및 (24)에서 세정된 반도체 웨이퍼는 수중로더(18)를 통과하여 제3의 세정 처리부(14)에 이른다.
제3의 세정 처리부(14)는 중앙부에 반송실(33)을 갖추고 있으며, 여기에도 반송기구(25)가 설치되어 있다.
이 반송기구(25)는, 상술의 반송기구(19),(22)와 같이 다관절 아암(40)을 가지고 있다.
또한, 제3의 세정 처리부(14)는 반송실(33)에 인접하여 설치된 IPA(이소프로풀 알콜) 건조를 하기 위한 건조 처리탱크(27)를 갖추고 있다.
수중로더(17),(18), 세정 처리탱크(20),(21),(23),(24) 및 건조 처리탱크(27)는 기본적으로 같은 구조를 가지고 있으며, 예컨대 제2도에 도시한 바와 같이 구성되어 있다.
이것들은, 각각 처리실(34)에 수용되어 있으며, 이 케이스(34)에는 웨이퍼 반입·반출용의 개구부(35)가 형성되어 있다.
이 개구부(35)에는 승강 셔터(36)가 설치되어 있다.
또, 이들 수중로더(17),(18), 세정 처리탱크(20),(21),(23),(24) 및 건조 처리탱크(27)에는 각각 각조 전용의 웨이퍼 지지기구로서 예컨대 석열제의 웨이퍼 보트(37)가 마련되어 있다.
웨이퍼 보트(37)는, 엘리베이터 기구(도시하지 않음)에 의하여 승강된다.
웨이퍼 보트(37)는 3개의 평행 지지봉(37a)을 가지며, 각 지지봉(37a)에는 소정 피치 간격으로 홈이 형성되고, 각 홈에 반도체 웨이퍼(W)가 그면을 연직으로 하여서 유지되도록 되어 있다.
이 경우에, 웨이퍼 보트(37)에는 예컨대 최대 50매까지의 반도체 웨이퍼(W)를 적재할 수 있다.
반송기구(19)의 다관절 아암(40)은 제3도에 도시한 바와같이 수평면 내에서 선회 및 신축 가능하게 되어 있으며, 그 선단부에는 반도체 웨이퍼 재치용의 웨이퍼 포크(41)가 마련되어 있다. 포크(41)는 웨이퍼(W)를 소정 피치 간격으로 그 면을 연직으로 하여서 유지하기 위한 다수의 홈이 형성된 1쌍의 지지봉(43)을 갖고 있다.
1쌍의 지지봉(43)은 서로 평행이다. 다관절 아암(40)을 신장시키면, 그 선단에 마련된 포크(41)는 각조(20),(21)에 달하도록 되어 있다. 포크(41)로부터 웨이퍼보트(37)로의 웨이퍼(W)의 받아넘기기는, 제3도에 도시한 바와 같이, 포크(41)의 지지봉(43)을 웨이퍼보트(37)의 3개의 평행지지봉(37a) 사이에 위치시키고, 웨이퍼보트(37)를 상승시킴으로써 행하여진다. 또, 웨이퍼보트(37)로부터 포크(41)로의 웨이퍼(W)의 받아넘기기는 지지봉(43)을 지지봉(37a)사이에 위치시키고, 웨이퍼보트(37)를 하강시킴으로써 행하여진다.
또한, 지지봉(37a),(43)에는 연질이고 내식성을 가지는 여러 가지 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이와같은 재료로서는 불소계 수지를 들 수 있다. 강산 및 강알칼리를 사용하는 세정처리의 경우는, 지지봉(37a),(43)을 불화에틸렌계 수지(테트라플루오로에틸렌), 특히 사불화에틸렌수지나 삼불화에틸렌수지로 형성하는 것이 바람직하다. 또한 약산 및 약알칼리를 사용하는 세정처리의 경우는, 지지봉(37a),(43)을 불화비닐리덴수지로 형성할 수도 있다.
다음에 제1의 세정 처리부(12)에 대하여, 더 상세하게 설명한다.
제4도는 제1의 세정 처리부의 반송실(31) 및 세정처리조(20)가 수용된 처리실(34)의 단면도이다.
반송실(31)과 처리실(34)과의 경계부에는, 상술한 바와같이 개구부(35)가 형성되어 있으며, 이 개구부(35)를 개폐하는 셔터(36)가 설치되어 있다. 셔터(36)는 내약품성에 뛰어난 재질, 예컨대 석영유리로 형성되어 있으며, 개구부(35)를 가지는 틀형상의 케이스(38)내에, 예컨대 상하운동이 가능하게 배설되어 있다. 케이스(38)는 내수 및 내식성에 뛰어난 재료, 예컨대 염화비닐로 형성되어 있다.
셔터(36)는, 케이스(38)밖의 아래편에 위치하는 구동수단으로서의 에어실린더(51)의 플런저(52)에 연결되어 있으며, 에어실린더(51)에 의한 플런저(52)의 진출 및 퇴입에 의하여 셔터(36)가 상하동작한다.
반송실(31)내에는, 다관절 아암(40)을 가지는 반송기구(19)가 설치되어 있으며, 다관절 아암(40)은 스텝모터(45)에 의하여 구동된다. 웨이퍼(W)의 처리실(34)에 대한 반입·반출은, 상술한 바와 같이, 다관절 아암(40)의 선단에 회전운동이 가능하게 배설된 포크(41)의 지지봉(43)에 의하여 행하여진다.
반송실(31)의 상단에는 다공판(53)이 배설되고, 그 위편에 반송실(31)에 연속하여 덕트(54)가 설치되어 있다. 덕트(54)내에는, 아래로부터 차례로 HEPA 필터(55) 및 공기공급용팬(56)이 배설되어 있다.
반송실(31)의 바닥부에는, 2개의 배기·폐액구(57)가 형성되어 있으며, 배기·폐액구(57)의 위편에는 정류용의 다공판(58)이 배설되어 있다. 또한, 배기·폐액구(57)에는 흡인팬(도시하지 않음)이 접속되어 있다.
따라서, 반송실(31)의 위편으로부터 반송실(31)내에 공급된 청정화된 에어가 층류상태의 다운플로우를 형성하여, 바닥부의 배기·폐액구(57)로부터 외부로 흐리기 때문에, 실내의 분위기는 항상 청정화되게 된다. 또한, 각 세정처리실도 같은 구성을 가지며, 클린에어의 다운플로우가 형성된다.
제5도에 반송실(31) 및 처리실(34)의 경계부를 확대하여 도시한 바와 같이, 케이스(38)의 상단에는 복수의 작은 구멍이 형성된 공기공급부(59)가 배설되고, 그 위편에 케이스(38)에 연속하여 덕트(60)가 설치되어 있다. 덕트(60)내에는, 아래로부터 차례로 HEPA 필터(61) 및 공기공급용 팬(62)이 배설되어 있다.
케이스(38)의 바닥부에는 배기·폐액구(63)가 형성되어 있으며, 배기·폐액구(63)에는 배출관(64)을 개재하여 도시하지 않은 흡인수단이 접속되어 있다. 이와같은 구성에 의하여, 케이스(38)내에는, 공기공급부(59)로부터 공급되어 배기·폐액구(63)로부터 배출되는 클린에어의 다운플로우로 이루어지는 에어커튼이 형성된다. 따라서, 세정처리실(34)쪽으로부터 누출하는 약품을 포함하는 공기 등을 안정하게 외부(예컨대 클린룸 밖)로 배출할 수 있다. 배출관(64)의 도중에는 기액분리부(65)가 배설되어 있으며, 이에 의하여 배출된 세정액과 오염 공기가 분리된다. 또한, 공기공급부(59)로부터는, 필요에 따라서 불활성가스나 N2가스를 공급하도록 하여도 좋다.
한편, 케이스(38)의 상부의 공기공급부(59)의 바로 아래에는, 셔터세정액을 분사하기 위한 샤워노즐(66)이 마련되어 있다. 이 샤워노즐(66)에는 공급관(67)을 개재하여 세정액공급원(68)이 접속되어 있다. 그리고, 이 세정액 공급원(68)으로부터 세정액으로서 예컨대 순수(純水)가 공급되고, 노즐(66)로부터 셔터(36)가 세정액으로서의 순수가 분사된다. 이에 의하여, 셔터(36)에 부착한 약품이나 불순물 등을 제거할 수 있다.
케이스(38)의 바닥부에는 시일기구(69)가 설치되어 있다. 이 시일기구(69)는, 케이스(38)의 바닥부를 관통하여 부착된 안내통체(70)와, 이 통체(70)와 에어실린더(51)을 플런저(52)와의 사이에 개재된 2개의 시일부재(71)를 갖추고 있다. 또한, 안내통체(70)는 예컨대 염화비닐계이고, 시일부재(71)는 예컨대 합성고무제이다.
안내통체(70)내에는 시일부재(71)에 의하여 밀봉상태로 유지된 밀봉공간(72)이 형성되고, 또 그 측면에는 통기구멍(73)이 형성되어 있다. 통기구멍(73)에는 N2가스공급관(74)이 접속되어 있으며, 공급관(74)에는 N2탱크(75)가 접속되어 있다. 그리고, N2탱크(75)로부터 N2가스공급관(74)을 개재하여 공간(72)내에 N2가스를 충전함으로써, 공간(72)내가 가압상태로 유지된다. 따라서, 셔터(36)의 세정에 사용된 세정액이 플런저(52)를 따라서 에어실린더(51)쪽으로 침입하는 것을 억제할 수 있고, 에어실린더(51)의 부식을 방지할 수 있고, 수명연장을 도모할 수 있다.
이와 같은 기구의 동작은 아래와 같다. 먼저, 에어실린더(51)를 구동시켜서 플런저(52)를 실린더(51)내로 퇴입시키고, 셔터(36)를 하강시킨다. 이에 의하여 개구부(35)가 개방된다. 이어서, 반송기구(19)에 의하여 다관절 아암(40)의 선단에 마련된 포크(41)에 의하여 웨이퍼(W)를 처리실(34)로 반송한다. 이때에, 케이스(38)의 위편으로부터 클린에어가 분사되어서 에어커튼이 형성되어, 세정처리실(34)내에 외부의 분위기가 들어가는 것을 방지한다. 세정처리실(34)내에 반도체 웨이퍼(W)를 반입한 후, 반송기구(19)의 다관절 아암은 반송실(31)내로 되돌아와서 세정처리가 종료하기까지 그곳에 대기한다. 이때에, 에어실린더(51)를 구동시켜서 플런저(52)를 실린더(51)로부터 진출시키고, 셔터(36)를 상승시킨다. 이에 의하여 개구부(35)가 닫혀지고, 세정처리실(34)내의 분위기가 외부에 누출하는 것을 방지한다.
한편, 샤워노즐(66)로부터 세정액을 셔터(36)에 분사하고, 셔터(36)에 부착한 약액이나, 인접하는 세정처리실(34)내의 서로 다른 분위기가 접촉함으로써 생기는 화학반응에 형성된 미립자형상의 염등의 불순물이 제거된다. 또한, 세정에 제공된 세정폐액 및 제거된 약품이나 불순물은 배기·폐액구(63)로부터 외부에 배출된다. 따라서, 셔터(36)는 항상 청정화된 상태로 유지되고, 세정처리실(34)의 분위기가 어지러워질 염려는 없다.
또한, 이 때의 셔터(36)의 세정은, 웨이퍼(W)의 세정프로세스중 또는 프로세스후의 셔터(36)가 위편에 위치하는 기간 실시하는 것이 바람직하다. 또, 셔터(36)의 세정은 셔터(36)가 케이스(38)의 하부에 수납된 상태로 실시하여도 좋다. 이 경우 노즐(66)은 케이스(38)의 하부에 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 제2의 세정 처리부(13) 및 제3의 세정 처리부(14)도 마찬가지로 구성된다.
다음에, 세정처리조의 구성을 세정처리조(20)를 예로 들어 설명한다.
제6도에 도시하는 바와같이, 세정처리조(20)는, 세정처리액(L)을 저유하는 내조(20a)와, 내조(20a)의 상단으로부터 넘쳐흐르는 세정처리액(L)을 받는 외조(20b)를 갖추고 있으며, 내조(20a)의 바닥부에는 배액관(81) 및 세정처리액 공급용의 공급관(82)이 접속되어 있다. 그리고, 배액관(81)으로부터 세정처리액(L)이 배출되어, 도시하지 않은 세정처리액 공급원으로부터 공급관(82)을 개재하여 내조(20a)내에 처리액이 공급된다. 이와같이 세정처리액을 바꿔넣을 수 있는 구조로 되어 있으므로, 내조(20a)내의 세정처리액(L)을 청정한 상태로 유지하여 둘 수 있다.
또, 내조(20a)의 바닥부 근방에는 세정처리액(L)을 버블링하기 위한 버블링관(83)이 접속되어 있으며, 이 버블링관(83)을 개재하여 도시하지 않은 질소가스 공급원으로부터 공급되는 질소가스를 세정처리액(L)속에 분사함으로써 세정처리액(L)의 버블링이 행하여진다. 또한, 외조(20b)의 바닥면에는 후술하는 세정처리액 순환용의 파이프가 접속되는 배출구(95)가 형성되어 있다.
세정처리조(20)의 위편에는, 복수의 세정액 분사노즐(84)이 마련되어 있다. 노즐(84)은, 세정파이프(85)의 하면에 예컨대 2열로 마련되어 있다. 세정파이프(85)는, 전환모터(86)의 구동축(86a)으로부터 아래로 늘러뜨려진 것처럼 구동축(86a)에 연결된 아암(87)에 부착되어 있다. 그리고, 세정시에는 노즐(84)을 제6도에 도시한 세정위치에 위치시키고, 노즐(84)로부터 웨이퍼(W)의 전면을 향하여 세정액 예컨대 순수를 안개형상 또는 샤워형상으로 분사한다. 또, 비세정시에는, 전환모터(86)를 구동시켜서 아암(87)을 회전운동시키고, 노즐(84)을 제7도에 나타낸 외조(20b)상에 퇴피시키고, 웨이퍼(W)의 반입 및 반출에 지장을 가져오는 일이 없도록 한다.
노즐(84)로부터 분사되는 세정액은 세정액 수용탱크(88)로부터 공급된다. 세정액 수용탱크(88)에는 세정액 공급관(89)이 연결되어 있고, 공급관(89)의 다른끝단은 세정파이프(85)에 연결되어 있다. 그리고, 세정액 수용탱크(88)로부터의 세정액은 공급관(89) 및 세정파이프(85)를 개재하여 노즐(84)로부터 분사된다.
세정액 공급관(89)의 일부에 바이패스관(90)이 연결되어 있으며, 바이패스관(90)은 공급관(89)과 병렬로 설치되어 있다. 또, 공급관(89) 및 바이패스관(90)에는 4포트 2위치전환용의 전환밸브(91)가 달려 있으며, 이에 의하여 공급관(89)과 바이패스관(90)이 선택적으로 전환된다. 또, 바이패스관(90)에는 교출밸브(92)가 달려있으며, 바이패스관(90)을 통하여 흐르는 세정액의 유량이 공급관(89)을 통하여 흐를때의 유량보다도 적어지도록 된다.
또한, 세정액 수용탱크(88)의 바깥쪽에는 예컨대 정전용량형의 액면센서(93)가 3개 마련되어 있다. 센서(93)로서 정전용량형의 것을 사용함으로써, 센서가 세정액 수용탱크(88)내의 세정액(L)과 접촉하는 일 없이 세정액(L)의 액면을 검지할 수 있다. 따라서, 세정액(L)에 접촉시켜서 액면을 검지하는 광센서에 비교하여 수명의 연장을 도모할 수 있음과 동시에, 광에 의한 박테리아의 번식 등을 방지할 수 있다.
또한, 정전용량형의 액면센서를 사용한 경우에는, 세정액 수용탱크(88)는, 비금속이며, 센서가 적정하게 동작하는 한, 기타의 재료의 제한은 없다.
상기 구성에 의하여 반도체 웨이퍼(W)를 세정할 경우에는, 먼저, 제8a도에 도시한 바와같이 웨이퍼 보트(37)의 지지봉(37a)상에 복수매(예컨대 25매)의 반도체 웨이퍼(W)를 세워 설치시키고, 보트(37)를 하강시켜서 세정처리조(20)내에 수용된 세정처리액(L)에 웨이퍼(W)를 잠기게 한다. 그리고, 질소 가스공급원으로부터 공급되는 질소가스를 버블링관(83)으로부터 세정처리액(L)속에 분사시켜서 세정처리액(L)을 버블링한다. 이 버블링처리를 소정시간 행함으로써, 웨이퍼(W)표면의 1회째의 세정이 행하여진다. 이때에, 노즐(84)은 외조(20b)상에 대기하고 있어 소량의 세정액이 외조(20b)내에 떨어진 상태로 되어 있다. 또한, 내조(20a)내의 세정처리액(L)은 오버플로우하여 외조(20b)에 이르는데, 후술하는 순환 시스템에 의하여 순환한다.
1회째의 세정이 종료후, 제8b도에 도시한 바와같이, 배액관(排液管)(81)에 달린 밸브(도시하지 않음)를 개방하여, 내조(20a)내의 세정처리액을 배출시킨다. 배액이 종료한 후에 세정처리액 공급원으로부터 공급관(82) 통하여 새 세정처리액을 공급한다. 이 배액 때에, 제8c도에 도시한 바와같이 전환모터(86)에 의하여 노즐(84)을 웨이퍼(W)의 위편으로 이동시키고, 전환밸브(91)를 전환시켜서 세정처리액 탱크(88)내의 세정액, 예컨대 순수를 노즐(84)로부터 배액함으로써 점차 노출하는 웨이퍼(W)의 전면에 분사한다. 노즐(84)로부터 분사되는 세정액에 의하여 웨이퍼(W)가 세정된다. 그리고, 이 세정은, 새 세정처리액이 내조(20a)에 공급되어 웨이퍼(W)가 세정처리액에 완전히 잠긴 상태로 되었을 때에 정지된다.
새 처리액이 내조(20a)내에 찬후, 노즐(84)을 외조(20b)상에 대기시키고, 상기와 마찬가지로 버블링관(83)으로 질소가스를 분사시켜서 2회째의 세정을 행한다.
이하, 같은 조작을 소정 회수 되풀이하고, 웨이퍼(W)의 세정이 완료한다.
상술한 바와같이, 세정처리액의 배액 때에 있어서도, 웨이퍼(W)의 표면에 세정액이 공급되기 때문에, 웨이퍼(W)가 공기에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 건조에 의한 얼룩의 발생이 방지된다.
다음에, 세정처리조(20)의 세정처리액의 순환시스템에 대하여, 제9도를 참조하여 설명한다. 외조(20b)의 바닥부에 형성된 배출구(95)에는 세정처리액 순환용 파이프(96)가 접속되어 있으며, 이 파이프(96)의 다른 끝단은 세정처리의 공급구(97)에 접속되어 있어서, 세정처리액(L)이 순환하도록 되어 있다. 파이프(96)에는 송액용의 왕복운동펌프(98), 유액의 맥동완충수단으로서의 댐퍼(99), 및 필터(101)가 설치되어 있다. 그리고, 내조(20a)로부터 오버플로우한 세정액이 파이프(96)를 통과하여 순환한다.
왕복운동펌프(98)는, 예컨대 공지의 벨로우즈 펌프이고, 1차쪽 포트(98a)와 2차쪽 포트(98b)를 가지고 있다. 또, 중앙에 간막이부(108)를 가지고 있으며, 그 양쪽에 가압실(104a),(104b) 및 액실(107a),(107b)이 형성되어 있다. 가압실(104a)과 액실(107a)과의 사이, 및 가압실(104b)과 액실(107b)과의 사이는, 각각 가동판(106a),(106b)으로 간막이 되어 있고, 이들 가동판(106a),(106b)은 각각 벨로우즈(105a),(105b)에 의하여 간막이부(108)에 연결되어 있다.
가압실(104a),(104b)에는 각각 가압공기 급배포트(103a),(103b)가 형성되어 있다. 가압공기 급배포트(103a),(103b)는 3포트 2위치 전환 전자밸브(102)에 접속되어 있고, 전자밸브(102)를 전환시킴으로써 가압공기 급배포트(103a),(103b)를 개재하여 가압실(104a)내에 번갈아 압축공기를 공급 및 배출하고, 가동판(106a),(106b)의 이동 및 벨로우즈(105a),(105b)의 신축을 촉구하여 가압실(104a),(104b)의 체적을 변화시켜서 1차쪽 포트(98a)로부터 유입한 배액을 2차쪽 포트(98b)를 개재하여 세정처리조(20)쪽으로 압송한다.
또한, 왕복운동 펌프(98)의 간막이부(108), 벨로우즈(105a),(105b), 가동판(106a),(106b) 등은 예컨대 불소수지 등 흐르는 액체에 대하여 내식성을 가지는 재질로 형성되어 있다.
왕복운동펌프(98)의 하류쪽에 배치된 댐퍼(99)는, 댐퍼실(110)과, 이 댐퍼실(110)내에 설치된 맥동 완충체로서의 벨로우즈(111)를 가지고 있다. 댐퍼실(110)은, 파이프(96)의 왕복운동펌프(98)의 토출(吐出)쪽에 접촉되는 공급포트(99a)와, 세정처리조(20)쪽에 접속되는 토출포트(99b)를 가지고 있다. 벨로우즈(111)는, 댐퍼실(110)을 처리액부(110a)와 배압부(背壓部)(110b)로 구획하듯이 배설되고, 왕복운동펌크(98)에 의하여 송액(送液)될 때에 생기는 액의 맥동에 추종하여 이동할 수 있는 정도의 탄성률을 가지는 재료로 형성되어 있다. 배압부(110b)에는 맥동을 캔슬하기 위한 배압을 맥동완충체로서의 벨로우즈(111)에 부여하도록, 전환전자밸브(112)를 개재하여 압축공기원(113)이 접속되어 있다.
전자밸브(112)는, 전자밸브(102)로부터의 신호를 받아서 전자밸브(102)에 동기하여 작동하도록 되어 있고, 왕복운동펌프(98)에 의하여 생기는 맥동을 캔슬하는 것 같은 배압을 맥동완충체로서의 벨로우즈(111)에 공급한다. 즉, 제10도에 도시한 바와같이, 왕복운동펌프(98)에 의하여 생기는 맥동의 파형(W1)과 대칭으로 되는 것 같은 (W2)로 나타나는 파형의 배압을 벨로우즈(111)에 공급하여, 맥동을 흡수한다. 이에 의하여, 필터(101)쪽에 압송되는 처리액을 층류에 가까운 파형(W3)으로 할 수 있다.
또한, 제9도에 있어서, 부호(114)는 압축공기통로, (115)는 댐퍼(110)의 배압을 맥동에 대응시켜서 조절하기 위한 유량조절 밸브이다. 이와같은 세정처리액의 순환시스템을 사용함으로써, 외조(20b)로부터 오버플로우한 처리액이 펌프(98)에 의하여 청정화된 후, 다시 세정처리조(20)내에 공급된다. 이때에 파형(W1)으로 나타나는 맥동을 캔슬하는 것같은 파형(W2)의 배압을 맥동완충체로서의 벨로우즈(111)에 공급한다. 이에 의하여, 펌프(98)로부터 압송되는 처리액의 유량이 많은 경우에 벨로우즈(111)의 용적을 증가시켜서 처리액의 일부를 일시적으로 처리액부(110a)에 저유하고, 반대로 압송되는 처리액의 유량이 적은 경우에 처리액부(110a)에 저유하고 있던 처리액을 토출시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 필터(101)를 향하여 파이프(96)내를 흐르는 처리액은, 맥동이 억제되어 안정된 층류상태로 된다.
따라서, 필터(101)는 맥동에 의한 충격을 받아서 손상 또는 마모하거나, 필터(101)에 부착한 먼지가 필터(101)를 통과할 염려가 적다. 또, 세정처리액조(20)에 있어서의 처리액의 흐름이 안정되므로, 세정처리액조(20)내에서의 웨이퍼(W)의 흔들림을 억제할 수 있고, 그위에 웨이퍼(W)의 균일한 세정이 가능하게 된다.
그런데, 상술한 바와같이 버블링하면서 반도체 웨이퍼(W)를 세정할 경우에는, 버블링이 지나치게 세면 웨이퍼(W)가 떠오르거나, 이동하거나 하는 수가 있다. 따라서, 아래에 이와같은 웨이퍼(W)의 부상(浮上) 및 이동을 방지하는 기구를 설치한 세정처리조에 대하여 설명한다.
제11도는, 세정처리조(20)에 웨이퍼(W)의 부상을 방지하는 부상방지기구(120)를 설치한 경우의 구성을 나타낸 것이다. 부상방지기구(120)는 세정처리조(20)의 위편에 설치되어 있으며, 처리실(34)의 외부에 배설된 구동원으로서의 로터리 액츄에이터(121)와, 로터리액츄에이터(121)의 구동축(121a)에 연결되고 처리조(20)를 향하여 요동이 자유롭게 아래로 늘어뜨린 가동체(122)와, 가동체(122)의 다른 끝단에 연결됨과 동시에 웨이퍼보트(37)에 복수 세워 설치된 웨이퍼(W)의 바로 위에 위치하는 부상방지체(125)를 갖추고 있다. 이와같은 부상방지기구(120)에서는, 로터리액츄에이터(121)를 구동시킴으로써 가동체(122)를 요동시켜, 부상방지체(125)를 웨이퍼(W) 상단의 부상방지위치와 그 위치로부터 약 90도 위편으로 회전운동한 대기위치와의 사이에서 전환할 수 있도록 되어 있다. 또한, 웨이퍼보트(37)에 복수 세워 설치된 웨이퍼(W)는, 오리엔테이션 플래트(F)가 위로 되도록 배열된다. 또, 부상방지체(125)를 대기 위치에 위치시킨 상태로 웨이퍼(W)의 처리조(20)에 대한 반출입이 행하여진다. 또한, 조(20)의 위편에는 발광소자(161) 및 수광소자(162)로 이루어진 포토센서(160)가 설치되어 있으며, 이에 의하여 웨이퍼(W)의 유무를 검지할 수 있도록 되어 있다.
가동체(122)는, 제12도에 도시한 바와같이 처리실(34)의 외부에 설치된 로터리액츄에이터(121)의 구동축(121a)의 바깥쪽에 동축적으로 설치됨과 동시에 처리실(34)의 구획벽(34a)에 형성된 관통구멍(34b)을 관통하여 처리실(34)에 이르는 가동축(123)과, 한 끝단이 가동축(123)에 고정나사(126)에 의하여 부착된 아암(124)을 갖추고 있다. 그리고, 가동축(123)은, 처리실(34)내에서 누름커버(127)에 의하여 회전가능하게 둘러싸이고, 또 처리실(34)의 바깥쪽의 알루미늄제 하우징(128)으로 둘러싸여 있다. 누름커버(127)와, 하우징(128)과의 사이에서, 누름커버(127) 및 구획벽(34a)과 가동축(123)과의 사이에는 서로 적당한 길이로 떨어져서 설치된 1쌍의 시일부재(129)가 개재되어 있고, 이들 시일부재(129)사이에 밀봉공간(130)이 형성되어 있다. 이 밀봉공간(130)에는 가압기체공급원으로서의 질소가스탱크(131)가 접속되고, 질소가스탱크(131)로부터 밀봉공간(130)에 질소가스를 충전시킴으로써, 처리실(34)쪽으로부터 로터리액츄에이터(121)쪽으로 처리액이 유출하는 것이 방지되고, 또 로터리액츄에이터(121)쪽으로부터 처리실(34)쪽으로 먼지 등이 침입하는 것이 방지된다. 또한, 제12도중, 부호(132)는 질소가스통로, (133)은 바깥쪽커버, (133a)는 베어링이다.
부상방지체(125)는, 봉형상을 하고, 내식성을 가지는 재료, 예컨대 폴리에테르 에테르케톤(PEEK)으로 형성되어 있다. 그리고, 웨이퍼보트(37)에 배열된 웨이퍼(W)가 세정액에 잠겼을 때에, 부상방지체(125)가 웨이퍼(W)의 상단으로부터 약간의 틈새(예컨대 약 1㎜)를 두고 위치하고 있다. 그리고, 이 부상방지체(125)는, 버블링관(83)으로부터 분사하는 질소가스에 의하여 세정처리액을 버블링한 때에 부상 또는 이동한 웨이퍼에 접촉하며, 물론 부상 또는 이동을 방지한다.
또한, 웨이퍼(W)와 부상방지체(125)와의 사이에 틈새를 두지 않고, 이것들이 항상 접촉하도록 하여도 좋다. 그 경우에는, 가동축(123)의 중심을 웨이퍼(W)의 중심을 지나는 수직선보다 약간 벗어나서 위치시키면 좋다. 이에 의하여, 액츄에이터(121)의 구동에 의하여 회전되는 가동아암(124)이 하사점(下死点)에 도달하기 전에 부상방지체(125)를 웨이퍼(W)의 상단에 접촉시킬 수 있다. 이 경우, 부상방지체(125)의 접촉압력을 압력센서(도시하지 않음)로 검지하고, 그 검출신호를 액츄에이터(121)의 제어부에 피이드백 시켜서 액츄에이터(121)의 구동을 제어하는 것이 바람직한다.
부상 방지체로서는 상술과 같은 봉형상에 한하지 않고, 다른형상의 것이라도 좋다. 예컨대, 제13도에 도시한 바와같이, 판자형상의 부상방지체(135)라도 좋다. 이 판자형상의 부상방지체(135)는, 그 면에 다수의 작은 구멍(136)을 가지며, 또, 그 아래면에 긴쪽 방향을 따라서 배열되는 부착홈(137)에 끼워맞춰져서 돌출하는 핀형상을 하는 누름편(138)을 가지고 있다. 이 누름편(138)은 가요성 및 내식성을 가지는 재료, 예컨대 불소계 고무로 형성된다. 이와같은 구성에 의하여 웨이퍼(W)의 부상을 방지하는 효과를 한층 높일 수 있다.
이상과 같은 부상방지체에 의한 웨이퍼 부상방지효과에 의하여 웨이퍼 보트(37)에 탑재하는 웨이퍼(W)의 간격을 좁게할 수 있다. 따라서, 한번에 다수의 웨이퍼를 세정할 수 있다. 또, 웨이퍼보트(37)의 지지봉(37a)의 끼워맞춤폭을 보다 좁게 할 수 있으므로, 세정효과를 보다 높일 수 있다.
다음에, 부상방지기구의 다른 예에 대하여 설명한다. 여기에서는, 가동체 및 부상방지체를 직선 이동시켜서 부상방지체를 부상방지위치와 대기위치와의 사이에서 전환가능케 한 부상방지기구(140)에 대하여 설명한다. 제14도는 이와같은 부상방지기구를 갖춘 세정처리조를 나타낸 도면이다. 구동원으로서의 로드레스실린더(141)가 세정처리실(34)밖에 가이드레일(142)에 미끄럼동작이 가능하게 장착되어 있다. 로드레스실린더(141)에는 크랭크형상의 연결부재(143)가 고정되어 있고, 연결부재(143)의 다른 끝단에는 가이드레일(142)과 평행으로 가동체로서의 봉형상체(144)가 고정되어 있다. 그리고, 봉형상체(144)의 하단에 부상방지체(145)가 장착되어 있다. 따라서, 로드레스실린더(141)를 가이드레일(142)을 따라서 이동시킴으로써, 부상방지체9145)가 직선이동한다.
로드레스실린더(141)에는 압력소자(146)가 부착되고, 그 아래편에 압력검출소자(147)가 마련되어 있다. 이 압력검출소자(147)는, 부상방지체(145)가 웨이퍼(W)에 접촉하였을 때에, 압력소자(146)와 걸어맞춤하도록 되어 있고, 그 때에 압력 검출소자(147)로부터 제어부(148)에 제어신호가 출력되어서 로드레스실린더(141)의 이동이 제어된다. 따라서, 부상방지체(145)로부터 웨이퍼(W)에 미치는 접촉압력을 적절히 제어할 수 있다.
봉형상체(144)가 구획벽(34a)을 관통하는 부분은 시일기구(150)가 마련되어 있다. 시일기구(150)는 제15도에 도시한 바와같이, 구획벽(34a)을 관통하도록 마련된 커버부재(151)와, 이 커버부재(151) 및 봉형상체(144) 사이에 개재된 1쌍의 시일부재(152)를 갖추고 있고, 1쌍의 시일부재(152) 사이에 밀봉공간(153)이 형성되어 있다. 그리고, 커버부재(151)에 형성된 구멍(154)을 통하여 질소가스공급원(155)으로부터 밀봉공간(153)내에 질소가스가 공급되고, 처리실(34) 밖으로 처리액이 누출하는 것 및 처리실(34) 밖으로부터 처리실(34)내로 먼지가 침입하는 것이 방지된다. 또한, 질소가스공급원은 제14도에 도시한 바와같이 버블링용 가스의 공급원과 병용하도록 하여도 좋고, 단독의 공급원으로 하여도 좋다.
다음에, 반송유니트(200)에 대하여 설명한다.
제16도는 반송유니트를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 반송유니트(200)는, 반도체 웨이퍼(W)를 반송용 캐리어(C)에 탑재하고 반출입하기 위한 반출입스테이션(171)과, 반출용 캐리어이동기구(172)와, 실어서 이송하는 로보트(173)와, 반도체 웨이퍼(W)를 반송용 캐리어(C)로부터 세정용 캐리어(D)에 바꿔옮기기 위한 바꿔옮김 스테이션(174)과, 바꿔옮길 때에 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 웨이퍼유지부(175)와, 세정용 캐리어 이동기구(176)와, 웨이퍼(W)를 세정유니트(100)에 받아 넘기는 수도부(受渡部)(177)를 갖추고 있다.
반출입스테이션(177)은, 반입부(181)와, 수도부(182)와 반출부(183)를 갖추고 있다. 이 반출입스테이션(171)에서는, 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 반송캐리어(C)를 예컨대 웨이퍼스토커(도시하지 않음)로부터 반입하고, 또는 웨이퍼 스토커에 반출한다.
반입스테이지(181)와 반출스테이지(183)를 잇는 라인의 아래편에는 이 라인을 따라서 이동하는 인터페이스 로보트(IF)가 설치되어 있다. 이 인터페이스 로보트(IF)는, 상하동작 및 연직축(鉛直軸)의 둘레의 회전기능을 갖추고 있어서, 각부(181),(182),(183) 사이의 반송캐리어(C)의 주고받기를 한다.
제17도는 이 반출입스테이션(171)의 평면도이다. 반입부(181) 및 반출부(183)는, 각각 2개의 스테이지(181a),(181b) 및 (183a),(183b)를 갖추고 있고, 각각 1쌍의 반송용 캐리어(C)를 재치할 수 있도록 되어 있다. 각 스테이지에는 인터페이스 로보트(IF)에 의한 캐리어(C)의 주고받기를 할 수 있도록 절결(195)가 형성되어 있다. 또 각 스테이지의 배면에는 돌기판(196)이 설치되어 있고, 이에 의하여 캐리어(C)의 한편에 마련된 손잡이(T)가 반드시 반송 상류쪽(제16도에 나타낸 향방)을 향하도록 캐리어(C)가 재치된다.
수도부(182)는, 제17도에 도시한 바와같이, 화살표(A)방향으로 이동 가능한 이동스테이지(197)를 갖추고 있다. 이 이동스테이지(197)에는 1쌍의 캐리어(C)의 4구석을 가이드하기 위한 가이드부(198)가 부착되어 있고, 각 캐리어는 이들 가이드부(198)에 의하여 파선으로 나타낸 바와 같이 손잡이(T)가 형성된 면을 바깥쪽으로 하고, 즉 손잡이(T)가 없는 면이 인접하도록 하여서 재치된다. 그리고, 이 상태로 캐리어(C)가 반송된다.
이에 의하여, 2개의 캐리어(C)의 점유면적을 감소시킬 수 있고, 스페이스 감소화를 도모할 수 있다. 또, 반송기구의 소형화를 도모할 수 있다. 또한 이동스테이지(197)에도 인터페이스 로보트(IF)에 의한 캐리어(C)의 접수를 할 수 있도록 절결부(197a),(197b)가 형성되어 있다.
반송용 캐리어 이동기구(172)는, 상하방향(Z방향)으로 이동가능한 기대(184)와, 기대(184)상을 도면중 X방향으로 이동 가능한 이동부재(185)와, 이동부재(185)를 따라서, 도면중 Y방향으로 이동 가능한 1쌍의 손잡이 아암(186)을 갖추고 있다.
그리고, 상기 수도부(182)의 이동 스테이지(197)를 반송 하류쪽으로 이동한 상태로 손잡이 아암(186)과 이동 스테이지(187)와의 사이의 캐리어(C)의 주고받기가 행하여진다.
이재 로보트(173)는 반송용 캐리어 이동 기구(172)에 대향한 위치에 설치되어 있다.
이 이재 로보트(173)는 가이드 부재(187) 상을 X방향으로 이동 가능하게 설치되어 있고, 반송용 캐리어 이동기구(172)와의 사이에서 반송용 캐리어의 주고 받기를 행한다.
이때의 반송용 캐리어(C)의 주고 받기는, 중간 스테이지(178)를 개재하고 행하여진다.
반송용 캐리어 이동기구(172)의 반송 하류쪽에는 도면중 Y방향을 따라서, 빈 캐리어 반송로(L1),(L2)가 마련되어 있고, 이들 반송로(L1),(L2)는 캐리어 세정장치(도시하지 않음)에 이르고 있다.
이들 반송로(L1),(L2)는 다음에 설명하는 바꿔 옮기기 스테이션(174)으로 웨이퍼(W)를 세정용 캐리어(D)로 바꿔 옮긴 후에 비게된 반송용 캐리어(C)를 세정 장치에 반출하고 및 세정장치로부터 반입하기 위하여 사용된다.
또한, 이들 반송로는 어느 한쪽을 반출용으로 하고, 다른쪽을 반입용으로 한다.
바꿔 옮긴 스테이션(174)은, 서로 독립하여 도면중 X방향으로 이동 가능한 2개의 이동 스테이션 (174a),(174b)을 갖추고 있다.
바꿔 옮김 스테이션(174)의 위편에는 2개의 웨이퍼 유지아암(175a) 및 (175b)를 갖춘 웨이퍼 유지부(175)가 설치되어 있다.
제18도에 도시한 바와 같이 이동 스테이지(174a) 및 (174b) 의 아래편에는 각각 웨이퍼 밀어 올림 기구(193) 및 (194)가 설치되어 있다.
웨이퍼 밀어 올림기구(193) 및 (194)는 각각 밀어 올림 부재(193a),(194a) 및 승강기구 (193b),(194b)를 갖추고 있고, 각각 이동 스테이지 (174a) 및 (174b) 에 재치된 캐리어로부터 복수의 웨이퍼(W)를 일괄하여 밀어 올리는 기능을 가지고 있다.
그리고, 밀어 올려진 웨이퍼(W)를 유지부(175)의 유지아암(175a) 및 (175b)에 의하여 유지한다.
또한, 이동 스테이지(174a) 웨이퍼 밀어 올림기구(193) 및 유지아암(175a)을 반송용 캐리어(C) 전용으로 하고, 이동 스테이지(174a)을 반송용 캐리어(C) 전용으로 하고, 이동 스테이지(174a), 웨이퍼 밀어 올림 기구(194) 및 유지아암(175b)을 세정용 캐리어(D) 전용으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 미세정 및 기세정의 웨이퍼 사이, 및 반송용 및 세정용 캐리어 사이에서의 크로스 콘타미에니션을 방지할 수 있다.
실제의 바꿔 옮김에 있어서는, 이동 스테이지(174a)를 이재 로보트(173)의 작업 구역내로 이동하고, 이재 로보트(173)로부터 이동 스테이지(174a)에 웨이퍼(W)를 탑재한 반송용 캐리어(C)를 바꿔 옮긴다.
그리고, 이동 스테이지(174a)를 유지아암(175a)의 바로 아래까지 이동시키고, 웨이퍼 밀어 올림기구(193)에 의하여 웨이퍼(W)를 밀어 올린다.
그리고, 밀어 올려진 웨이퍼(W)는 유지 아암(175a)에 의하여 유지된다.
이어서, 웨이퍼 밀어 올림 기구(193)의 밀어 올림부재(193a)를 하강시켜서 이동 스테이지(174a)를 반송용 캐리어(C)를 받은 위치까지 이동시키고, 그 위의 빈 캐리어(C)를 반송로(L1)로 옮기고, 캐리어 세정장치로 반송된다.
한편, 이동 스테이지(174b)에는 미리 세정용 캐리어(D)가 재치되어 있고, 이 이동 스테이지(174b)를 유지아암(175a)의 바로 아래까지 이동시키고, 웨이퍼 밀어 올림기구(193)의 밀어 올림 부재(193a)를 밀어 올려서 유지아암(175a)의 웨이퍼(W)를 받는다.
그리고, 밀어 올림 부재(193a)를 하강시키고, 웨이퍼(W)를 세정용 캐리어(D)에 수용한다.
반대로, 세정후의 웨이퍼를 반출부(183)를 향하여 반송할 때에는, 세정이 끝난 웨이퍼(W)를 탑재한 세정용 캐리어(D)를 이동 스테이지(174b)에 재치하고, 웨이퍼 밀어 올림 기구(194)에 의하여 웨이퍼(W)를 밀어 올린다.
그리고, 밀어올려진 웨이퍼(W)는 유지아암(175b)에 의하여 유지된다.
한편, 이동 스테이지(174a)에는 미리 세정이 끝난 빈 반송용 캐리어(C)가 재치되어 있고, 이 이동 스테이지(174a)를 유지 아암(175b)의 바로 아래까지 이동시키고, 웨이퍼 밀어 올림 기구(194)의 밀어 올림 부재(194a)를 밀어 올려서 유지아암(175b)의 웨이퍼(W)를 세정이 끝난 반송용 캐리어(C)에 수용한다.
바꿔 옮긴 스테이션(174)에 대향하는 위치에는 세정용 캐리어 이동 기구(176)가 배치되어 있다.
이 세정용 캐리어 이동기구(176)는, 상하 방향(Z방향)으로 이동 가능한 기대(188)와, 기대(189)상을 도면중 X방향으로 이동가능한 이도 부재(185)와, 이동 부재(185)를 따라서 도면중 Y방향으로 이동 가능한 1쌍의 손잡이 아암(190)을 갖추고 있다.
그리고, 세정용 캐리어 이동 기구(176)는, 바꿔 옮김 스테이션(174)과 수도부(177)와의 사이의 세정용 캐리어(D)의 반송을 행한다.
다음에, 이상과 같은 세정 시스템에 의한 세정 프로세스에 대하여 설명한다.
먼저, 반송 유니트(200)의 반입부(181)에, 도시하지 않은 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼(W)가 탑재된 반송용 캐리어(C)를 반입한다.
이 반송용 캐리어(C)는 수도부(182)를 개재하여 반송용 캐리어 이동 기구(172), 이재 로보트(173)에 의하여 바꿔 옮김 스테이션(174)에 반송된다.
여기서, 반송용 캐리어(C)내의 웨이퍼(W)는 세정용 캐리어(D)에 바꿔 옮겨지고, 빈 반송용 캐리어는 캐리어 세정장치로 반송된다.
웨이퍼(W)를 탑재한 세정용 캐리어(D)는 세정용 캐리어 이동 기구(176)에 의하여 수동부(177)에 반송된다.
수도부(177)의 세정용 카세트(D)는 도시하지 않은 로보트에 의하여 세정 유니트(100)의 로더(15)의 캐리어 재치 스테이지에 반송된다.
로더(15)에 설치된 정렬기구(도시하지 않음)에 의하여, 로더(15) 상의 소정 위치에 재치된 2개의 캐리어(D) 내에서 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플래트를 정렬시킨다.
이 뒤에, 예컨대 아래편으로부터 캐리어(D) 내의 반도체 웨이퍼(W)를 밀어올리고, 반도체 웨이퍼(W)를 캐리어(D)내로부터 꺼낸다.
이 뒤에, 반송장치(19)의 아암(40)을 뻗혀서 카세트(29)로부터 포크(41)상에 복수매 예컨대 50매의 웨이퍼(W)를 이재한다.
그리고, 아암(40)을 당겨들이고, 로더(15)로부터 제1의 세정 처리부(12)의 반송실(31)에 웨이퍼(W)를 반입한다.
다음에, 아암(40)을 선회시키고, 뻗어서 포크(41)를 세정탱크(21)의 개구부(35)의 전방에 위치시키고, 또한 포크(41)와 보트(32)와의 상대 위치 맞춤을 하고, 그 뒤에 셔터(36)를 연다.
아암(40)을 개구부(35)로부터 탱크(21) 내에 넣고, 포크(41)로부터 보트(32)에 웨이퍼(W)를 이재한다.
이어서 포크(41)를 당겨들이고, 셔터(36)를 닫고, 웨이퍼 보트(32)를 하강시키고, 보트(32)마다 웨이퍼(W)를 세정탱크(21)내의 암모니아 용액에 소정 시간만 잠근다.
웨이퍼 보트(32)를 세정탱크(21)의 암모니아 용액으로부터 끌어올리고, 웨이퍼(W)를 보트(32)로부터 포크(41)에 이재한다.
포크(41)와 함께 웨이퍼(W)를 반송실(31)에 리턴한다.
아암(40)을 선회시키고, 뻗쳐서 포크(41)를 수세탱크(20)의 개구부(35)의 전면에 위치시키고, 포크(41)로부터 보트(32)에 웨이퍼(W)를 이재한다.
보트(32)와 함께 웨이퍼(W)를 하강시키고, 이것을 수세탱크(20)내의 물에 잠근다.
수세탱크(20)로부터 보트(32)를 끌어올리고, 보트(32)로부터 포크(41)에 웨이퍼(W)를 이재하고, 이것을 수중 로더(17)에 반송한다.
제2의 반송기구(22)에 의하여 웨이퍼(W)를 수중로더(17)로부터 제2의 세정부(13)의 반송실(32)에 반입한다.
웨이퍼(W)를 포크(41)로부터 세정탱크(23)의 보트(32)에 이재한다. 보트(32)를 하강시키고, 웨이퍼(W)를 보트(32)와 함께 탱크(23)내의 불산용액에 잠근다.
불산용액으로부터 웨이퍼(W)를 끌어올리고, 보트(32)로부터 로 포크(41)에 웨이퍼(W)를 이재하고, 이것을 반송실(32)에 리턴한다.
아암(40)을 선회시키고, 뻗쳐서, 포크(41)로부터 수세탱크(24)의 전면에 위치시킨다.
웨이퍼(W)를 포크(41)로부터 보트(32)에 이재하고, 보트(32)를 하강시키고, 웨이퍼(W)를 수세탱크(24)의 물속에 잠근다.
웨이퍼(W)의 수세중에, 포크(41)의 지지봉(43)을 향하여 노즐(50a)로부터 물을 분사시키고, 불산을 씻어 낸다.
보트(32)로부터 포크(41)에 웨이퍼(W)를 이재한다. 그리고, 웨이퍼(W)을 수세탱크(24)로부터 수중 로더(18)에 옮긴다.
다시, 수중로더(18)로부터 웨이퍼(W)를 제3의 세정부(14)의 반송실(33)에 반입하고, 반송기구(25)에 의하여 웨이퍼(W)를 건조 처리실(27)에 반송한다.
그리고, 건조처리실(27)에서는, 이소 프로필 알콜에 의한 웨이퍼(W)의 건조처리(IPA 건조)를 행한다.
건조처리실(27)에서의 웨이퍼(W)의 건조 처리가 종료하면, 포크(41)에 의하여 웨이퍼(W)를 받고, 이것을 언로더(16)상에 재치된 캐리어(D)에 반출한다.
도시하지 않은 로봇에 의하여, 세정이 끝난 웨이퍼(W)가 탑재된 캐리어(D)를 반송 유니트(200)의 수도부(177)에 반송한다.
그리고, 세정용 캐리어 이동기구(176)에 의하여, 수도부(177)의 카세트(D)를 바꿔 옮김 스테이션(174)에 반송한다. 바꿔 옮김 스테이션(174)에서는, 세정용 캐리어(D)의 웨이퍼를 세정이 끝난 반송용 캐리어(C)에 바꿔 옮기고, 실어서 이송하는 로봇(173)과 반송용 캐리어 이동기구(172)에 의하여, 웨이퍼(W)가 탑재된 반송용 캐리어(C)가 수도부(182)에 반송된다. 인터 페이스 로봇(IF)에 의하여, 수도부(182)의 반송용 캐리어(C)가 반출부(183)에 반송되고, 이 반출부(183)로부터 도시하지 않은 웨이퍼 카세트에 수납되고, 이 세정 시스템에 의한 일련의 프로세스가 종료하게 된다.
이와 같은 일련의 프로세스는 미리 정하여진 프로그램에 따라서, 자동적으로 실행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서는 각탱크전용의 웨이퍼 지지기구로서의 웨이퍼 보트(32)는, 승강되도록 구성하였으나, 웨이퍼 보트(32)를 각 처리조내에 고정하여서 설치하여도 좋다.
또, 셔터의 개폐 방법은 상기 태양에 한할 필요는 없고, 셔터가 개구부의 위편에 수용되도록 하여도 좋고, 또 옆으로 수용되도록 하여도 좋다.
또, 노즐의 위치도 개폐 수단에 세정액을 공급할 수 있는 위치이면 어디라도 좋다.
또, 개폐 수단의 세정의 방법은 특히 한정되지 않으며, 예컨대 용기 속에 세정액을 저유하며, 그속에 개폐 수단을 잠그도록 하여도 좋다.
세정 처리용기 내에서의 피처리체의 세정 방법은 피처리체를 세정 처리액에 담그는 것인한, 어떤 방법이라도 좋다.
상기 실시예에서는 반도체 웨이퍼(W)를 세정처리하는 경우에, 대하여 설명하였으나, 이것만으로 한하는 것은 아니고, LCD 기판, 프린트 기판 등을 세정 처리할 수도 있다.

Claims (26)

  1. 세정처리액(L)을 수납하고, 피처리체가 세정처리액내에 잠겼을 때 세정처리액(L)으로 피처리체를 세정하도록 된 세정처리용기와; 상기 세정처리용기내에 마련된 배액관; 및 배액관이 상기 세정처리용기로부터 세정처리액(L)을 배출함에 따라 피처리체의 표면이 부분적으로 노출될 때, 피처리체가 건조 및 오염되지 않도록 상기 세정처리용기내에 위치한 피처리체로 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급수단을 포함하여 구성되며; 상기 세정액 공급수단은 피처리체로 세정액을 공급하기 위한 노즐을 포함하여 구성되며, 상기 세정액 공급수단은 배액관이 상기 세정처리용기로부터 세정처리액(L)을 배출함에 따라 피처리체의 표면이 부분적으로 노출될 때 상기 노즐이 피처리체로 세정액을 공급하는 세정위치 및, 상기 세정처리용기의 외부이고 상기 노즐로부터 외부용기로 소량의 세정액이 떨어지는 외부용기의 위쪽에 있는 퇴피 위치의 사이에서 상기 노즐을 이동하기 위한 전환수단을 가지는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정처리용기는 세정처리액(L)을 상기 세정처리용기로 공급하기 위한 공급구를 가지는 세정장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세정처리용기내에 수납된 세정처리액(L)을 버블링하기 위한 버블링수단을 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  4. 제1항에 있어서, 피처리체가 상기 세정처리용기내에 수납된 세정처리액(L)내에서 부상하지 않도록 방지하기 위한 부상방지수단을 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부상방지수단은, 피처리체가 위쪽으로 부상하는 것을 방지하기 위하여 피처리체의 바로 위쪽에 위치된 부상방지부재와, 상기 부상방지부재가 피처리체의 부상을 방지하는 부상방지위치와 부상방지위치와는 다른 퇴피위치의 사이에서 이동하기 이한 부상방지 구동수단을 가지는 세정장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 부상방지 구동수단은 상기 부상방지부재를 회전이동시키는 세정장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부상방지 구동수단은 상기 부상방지부재를 직선이동시키는 세정장치.
  8. 제1항에 있어서, 세정처리액(L)을 상기 세정처리용기로 공급하기 위하여 상기 세정처리용기의 바닥부에 형성된 공급구를 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 외부용기내의 세정처리액(L)을 상기 공급구로 순환시키기 위하여 상기 외부용기로부터 상기 공급구로 연장되는 순환수단을 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  10. 개구부를 가지며, 개구부를 통하여 외부로부터 반송된 피처리체를 세정하기 위한 세정처리실과; 상기 세정처리실의 개구부에 대응하여 설치된 케이싱과, 상기 세정처리실의 개구부를 개폐하기 위하여 상기 케이싱내에 미끄럼가능하게 설치된 셔터 및 상기 셔터가 개구부를 개방하는 열림위치와 상기 셔터가 개구부를 폐쇄하는 닫힘위치의 사이에서 상기 셔터를 구동하기 위한 구동수단을 포함하여 구성되며, 상기 세정처리실의 개구부를 개폐하기 위한 개폐수단; 및 상기 개폐수단의 일부를 세정하기 위한 세정수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 세정장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 세정수단은 상기 셔터로 세정액을 공급하기 위한 노즐을 가지는 세정장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 케이싱은 상기 케이싱내로 클린에어의 다운 플로우를 형성하기 위한 수단을 가지고 있는 세정장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 구동수단은 실린더 및, 실린더에 대하여 전,후진이동가능한 플런저를 가지고, 플런저가 상기 셔터에 부착되어 있는 세정장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 케이싱 및 상기 플런저 사이를 시일하여 밀봉공간을 형성하는 시일수단을 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 밀봉공간내로 가스를 공급하기 위한 가스공급수단을 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  16. 제10항에 있어서, 피처리체를 상기 세정처리실에 대하여 반입 및 반출하기 위하여 상기 세정처리실의 외부에 위치한 반송기구를 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 반송기구를 담고 있는 하우징을 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 하우징내에 클린에어의 다운플로우를 형성하기 위한 수단을 더욱 포함하여 구성되는 세정장치.
  19. 제10항에 있어서, 상기 세정처리실은 세정처리액(L)이 저유되는 세정탱크를 가지며, 피처리체는 세정처리액(L)내에 잠긴 상태로 세정되는 세정장치.
  20. 제10항에 있어서, 상기 세정수단은 상기 개폐수단의 상기 일부로 세정액을 공급하는 노즐을 포함하는 세정장치.
  21. 제10항에 있어서, 상기 세정수단은 세정액을 담고 있으며, 세정액을 노즐로 공급하는 탱크를 포함하고, 노즐은 상기 개폐수단의 상기 일부 상에 세정액을 공급하도록 배치되는 세정장치.
  22. 제10항에 있어서, 상기 개폐수단은 수직으로 배치된 셔터를 포함하는 세정장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 세정수단은 수직으로 배치된 셔터상에 2방향으로 세정액을 공급하기 위한 노즐수단을 포함하여 구성되는 세정장치.
  24. 제10항에 있어서, 상기 세정수단은 셔터상에 2방향으로 세정액을 공급하기 위한 노즐수단을 포함하여 구성되는 세정장치.
  25. 세정처리액을 세정처리용기로 공급하는 공정과; 상기 세정처리용기내에 담긴 세정처리액내에 화학용액으로 세정된 다수개의 피처리체를 잠기게 하는 공정과; 피처리체의 일부가 수면위로 나오도록 세정처리용기로부터 세정처리액 및 화학용액의 액체혼합물을 배출하는 공정과; 피처리체가 잠기도록 세정처리용기내로 새로운 세정액을 공급하는 공정; 및 상기 액체혼합물 배출공정으로부터 상기 새로운 세정액을 공급하는 공정의 기간동안에 상기 세정처리용기내의 수면위로 나오는 피처리체의 표면상에 상부노즐을 통하여 새로운 세정액을 분출함으로써, 세정액 수면위의 피처리체의 표면이 분출된 새로운 세정액으로 도포되어 웨이퍼의 표면이 공기에 노출되고 오염되는 것을 방지하는 공정을 포함하여 됨을 특징으로 하는 세정방법.
  26. 피처리체를 세정하기 위한 세정처리액(L)을 담고 있는 세정처리용기와; 상기 세정처리용기내로 세정처리액(L)을 공급하기 위한 세정액 공급원과; 다수개의 피처리체를 유지하고, 상기 세정처리용기내의 세정처리액(L)에 피처리체가 잠기게하며, 주된면이 수직으로 위치된 각 피처리체들이 상호간에 일정한 간격으로 이격되도록 피처리체를 유지 및 간격을 두도록 하는 유지부재를 가지는 피처리체 유지수단과; 피처리체의 아래쪽으로부터, 상기 세정처리용기내의 세정처리액(L)으로 가스를 도입하기 위한 가스 버블링수단; 및 가스가 세정처리액(L)에 가해질 때 피처리체의 상부가 기대어지도록 하여, 피처리체가 유지부재로부터 부상되는 것을 방지하기 위하여 상기 세정처리용기내에 유지된 피처리체의 바로 위에 위치된 부상방지부재를 포함하여 구성되는 세정장치.
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