KR20000023597A - 웨이퍼의 세척, 린스 및 건조 방법 및 장치 - Google Patents

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글렌이. 피터슨
에릭 셔트리프
체드 구디
존 나탈리치오
그레그 올센
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카리 홀란드
스피드팜-아이피이씨 코포레이션
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Abstract

본 발명은 투입 스테이션, 워터트랙, 세척 스테이션, 린스 스테이션, 스핀-건조 스테이션, 및 로드 스테이션을 구비하는 웨이퍼 세척장치에 관한 것이다. 투입 스테이션은 워터트랙에 웨이퍼의 공급을 중단 없이 행하는 둘 또는 그 이상의 웨이퍼 공급영역을 포함한다. 웨이퍼가 투입 스테이션으로부터 워터트랙으로 유입된 후, 웨이퍼는 트랙 아래의 세척 스테이션으로 이송된다. 웨이퍼 세척 스테이션은 세척 스테이션을 통해 웨이퍼를 견인하여 웨이퍼의 상면과 하면을 세척하는 다수쌍의 롤러를 포함한다. 세척 스테이션의 상부패널에 형성된 세척유체 매니폴드는 세척유체가 효과적으로 롤러로 분배되도록 한다. 공작물은 세척 스테이션으로부터 린스 스테이션으로 이송된다. 공작물은 린스 스테이션으로부터 이중 스핀-건조 스테이션으로 이송된다. 스핀-건조 스테이션에서 공작물은 고속으로 회전되어 남아있는 모든 물방울 등이 제거된다. 이중 스핀-건조 스테이션으로부터 로봇 이송암이 공작물을 스핀-건조 스테이션으로부터 제거하여 이들을 한쌍의 언로드 카세트 중의 하나에 위치시킨다. 웨이퍼로 카세트가 충전되면, 이들은 연속적인 절차로 제거되고 이송된다.

Description

웨이퍼의 세척, 린스 및 건조 방법 및 장치{Methods and apparatus for cleaning, rinsing, and drying wafers}
일반적으로 전자산업 분야에 있어서 웨이퍼 및 디스크를 세척하기 위한 장치가 널리 알려져 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 자기 디스크, 및 기타 공작물은 통상적으로 편평한 형상으로 되어 있으며, 실질적으로는 평평한 원판이다. 집적회로의 제조에 있어서, 반도체 웨이퍼 디스크는 실리콘 잉곳(ingot)을 얇게 절단하여 이후 추가의 공정을 거쳐 제조된다. 잉곳으로부터 얇게 절단된 웨이퍼는, 이후 철저하게 세척, 린스, 및 건조되어서 웨이퍼 표면으로부터 이물질들을 제거한다. 웨이퍼에 일련의 공정을 거친 다음에 마이크로전자 구조층을 적용한 후 유전체층을 적용하여, 웨이퍼 표면에 집적회로를 구축한다. 대개 디스크는 적용된 유전체층에 대해 평탄화하여야 한다. 화학 기계적 평탄화(CMP) 방법 및 장치에 관한 내용은, 예를 들어, 1992년 3월 발행된 Arai 등의 미합중국특허 제5,099,614호; 1996년 3월 발행된 Karlsrud의 미합중국특허 제5,498,196호; 1989년 2월 발행된 Arai 등의 미합중국특허 제4,805,348호; 1994년 7월 발행된 Karlsrud 등의 미합중국특허 제5,329,732호; 및 1996년 3월 발행된 Karlsrud 등의 미합중국특허 제5,498,199호 등을 참조할 수 있다.
각 공정 후에는, 공작물을 철저히 세척, 린스 및 건조하여 웨이퍼로부터 모든 이물질을 확실히 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 공작물의 산출량을 고도로 증가시키고 동시에 웨이퍼의 파손을 최소화하면서 웨이퍼를 철저히 세척 및 건조시킬 수 있는, 웨이퍼를 신속하고 효과적으로 세척, 린스 및 건조할 수 있는 방법과 장치가 필요하다. 기존에 웨이퍼 세척장치에 대한 내용은, 예를 들어 1995년 8월 22일 발행된 Lutz의 미합중국특허 제5,442,828호; 1993년 5월 25일 발행된 Frank 등의 미합중국특허 제5,213,451호; 1994년 10월 25일 발행된 Onodera의 미합중국특허 제5,357,645호 등을 참조할 수 있다.
최근 알려진 웨이퍼 세척장치는 몇 가지 점에 있어서 불만족스럽다. 예를 들어, 반도체 제품, 특히 집적회로 장치에 대한 수요의 증가로, 고산출량 웨이퍼 세척장치에 대한 요구가 상당히 커지게 되었다. 그러나, 최근 알려진 단일투입구조의 웨이퍼 세척장치는 여전히 웨이퍼의 산출을 지체시키고 있다.
또한, 웨이퍼 세척장치 제조업자에 대한 산출량을 증가시키라고 하는 압력은, 웨이퍼를 매우 빠른 속도로 스핀-건조시킬 수 있도록 고회전 스핀속도(예, 1,800-2,200 RPM)를 가지는 장치를 제작하도록 많은 제조업자들을 유도하고 있다. 이로써 본 산업 분야에는 최근 스핀-건조 작업에서는 수용할 수 없는 정도의 많은 웨이퍼 파손을 경험하고 있다. 이런 웨이퍼의 파손은 상당한 비용증가의 요인으로 작용하며, 이런 비용증가는 이후의 공정에서 집적회로를 구성하는 웨이퍼에 대하여 특히 심하다. 따라서, 종래 기술의 단점을 극복할 수 있는 웨이퍼 세척장치가 필요시 된다.
본 발명은 반도체 웨이퍼 공작물을 세척, 린스 및 스핀-건조하기 위한 자장식(self-contained) 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 이중투입, 단일 워터트랙 투입 메커니즘 및 개량된 린스 및 스핀-건조 조립체를 구비하는 개량된 시스템에 관한 것이다.
이하, 첨부도면에 따라 본 발명을 설명하며, 여기에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부재번호를 사용한다.
도1A는 공작물을 세척, 린스, 스핀-건조 및 언로딩하기 위한 통합 장치의 바람직한 예시적인 구체예의 상세 정면도;
도1B는 본 발명에 따라 연속적인 방식으로 웨이퍼 디스크 공작물을 세척, 린스, 스핀-건조 및 언로딩하기 위한 이중투입, 단일 트랙장치를 포함하는 격납식, 자장식 장치의 다른 구체예를 보여주는 개략 사시도;
도2A는 도1A에 도시된 장치의 개략 평면도;
도2B는 도1B에 도시된 장치의 예시적 구체예의 개략 평면도;
도3은 로드 카세트로부터 공작물을 보내는 예시적인 방출 메커니즘의 개략 사시도;
도4는 공작물이 카세트의 하나로부터 워터트랙으로 방출되어 이동되는 경로를 보여주는, 공작물 로드 스테이션의 평면도;
도5는 두개의 투입부로부터 공작물을 수용하고 워터트랙을 따라 공작물을 보내는 예시적인 투입 매니폴드의 상세 평면도;
도6은 본 발명의 바람직한 예시적인 구체예에 따른, 도5에 도시된 투입 모듈의 개략 사시도;
도7A는 복수의 각 롤러쌍을 구비하는 예시적인 세척박스의 개략 사시도;
도7B는 도7A에 도시된 세척박스의 개략 정면도;
도7C는 도7A에 도시된 세척박스의 평면도;
도7D는 도7A에 도시된 세척박스의 하부패널의 사시도;
도7E는 도7A에 도시된 세척박스의 정면패널의 사시도;
도8A는 도7A에 도시된 롤러박스의 상부패널의 개략 평면도;
도8B는 선8B-8B에 따른 도8A에 도시된 상부패널의 단면도;
도9는 도8A에 도시된 상부패널의 사시도;
도10A는 도7A와 도7B에 도시된 롤러박스에 사용되는 예시적인 롤러바의 평면도;
도10B는 도10A에 도시된 롤러바의 축부분의 단면도;
도11은 본 발명에 적용되는 예시적인 린스 스테이션의 측면도;
도12는 도11에 도시된 린스 스테이션의 평면도;
도13은 도11에 도시된 린스 스테이션의 정면도;
도14는 도13의 선14-14에 따른 린스 스테이션의 단면도;
도15는 도16의 선15-15에 따른, 본 발명에 이용되는 머니퓰레이터의 단면도;
도16은 본 발명에 이용되는 머니퓰레이터의 평면도;
도17A는 도1B에 도시된 구체예에 의해 사용되는 대안의 린스 스테이션의 개략 평면도;
도17B는 도17A에 도시된 린스 스테이션의 개략 정면도;
도18은 우측 위치로 이동된 상태를 보여주는, 도17A의 린스링 셔틀 조립체의 상세 측면도;
도19A는 경사진 위치에 있는 린스링의 하나를 보여주는, 도17B에 도시된 린스 스테이션의 상세 측면도;
도19B는 린스유체의 흐름을 나타내는, 도19A의 린스링 스테이션의 상세도;
도20은 도17A와 도17B에 도시된 린스 스테이션에 따른 예시적인 린스링 본체의 상세 사시도;
도21은 예시적인 스핀 지지 플랫폼의 평면도;
도22는 스핀 플랫폼의 각 암의 말단 부위에 부착된 보브를 보여주는, 예시적인 스핀 플랫폼의 측단면도;
도23은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 예시적인 스피너 보브의 상세 사시도;
도24는 도21 및 도22에 도시된 스핀 플랫폼을 포함하는 스핀-건조 조립체의 단면도;
도25는 본 발명에 따라 사용되는 예시적인 유체흐름 제어 시스템의 블록도;
도26은 도1A에 도시된 장치의 정면도;
도27은 여러 가지 기능적으로 관련된 구성요소를 보여주는, 도1B에 도시된 장치의 부분확대 개략 사시도.
본 발명에 따라, 종래 기술의 여러 가지 단점을 극복할 수 있는 웨이퍼 세척장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 단일의 워터트랙(water tract)이 사용되어 본 발명의 웨이퍼 세척 스테이션(wafer cleaning station)에 웨이퍼를 연속적으로 도입한다. 산출량을 증가시키고 본 웨이퍼 세척장치가 실질적으로 중단 없이 작동되도록 하기 위해, 2이상의 웨이퍼 투입 스테이션이 배치되어 단일의 워터트랙으로 웨이퍼를 공급한다. 이런 방법에 있어서, 하나의 웨이퍼 카세트가 제1 카세트 로드 스테이션(first cassette load station)으로부터 이후의 공정을 위해 워터트랙으로 방출될 때, 조작자는 웨이퍼가 채워진 다른 카세트를 제2 카세트 로드 스테이션에 적재할 수 있다. 제1 로드 스테이션이 카세트에서 모든 웨이퍼를 배출한 때, 제2 로드 스테이션에 있는 카세트 존재 확인센서는 완전히 적재된 카세트의 존재를 검출하고, 제2 로드 스테이션의 웨이퍼를 워터트랙으로 실질적으로 중단되지 않게 연속적으로 공급한다. 제2 웨이퍼 카세트 로드 스테이션이 워터트랙으로 웨이퍼를 공급하고 있는 동안에, 조작자는 세척될 웨이퍼가 채워진 새로운 카세트를 제1 카세트 로드 스테이션에 적재할 수 있다; 대안으로 각 로드 스테이션으로 웨이퍼가 채워진 카세트를 적재하는 것은 조작자가 필요 없는 자동방식으로 수행할 수도 있다.
본 발명의 특성에 따라, 단일의 워터트랙이 단일의 세척 스테이션으로 웨이퍼를 공급하고 여기에서 각 웨이퍼의 양면이 세척된다. 특히 바람직한 구체예에 따라, 웨이퍼 세척 스테이션은 다수쌍의 롤러를 포함한다; 이들 롤러는 세척 스테이션을 통해 웨이퍼가 진행되게 하고 이로써 웨이퍼의 편평한 상면과 하면이 세척된다. 보다 구체적으로, 롤러박스 내의 여러 롤러들은 서로 다른 속도로 작동된다. 이런 방식에 있어서, 특정 롤러들은 구동롤러로서 기능하여 세척 스테이션을 통해 웨이퍼를 이동시킬 수 있으며, 반면 다른 롤러들은 다른 회전속도로 작동되어 세척 스테이션을 통해 웨이퍼가 이동될 때 웨이퍼의 표면을 세척하도록 할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 구체예에 있어서, 세척 스테이션에 있는 여러 가지 롤러를 장치로부터 쉽게 제거할 수 있는 격납박스에 모두 수용함으로써 계속된 사용에 의해 롤러 표면이 마모되었을 때 롤러의 교환이 편리하도록 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예의 특징에 따라, 롤러박스의 내측 상부면에 다수의 채널을 형성하여 여러 가지 화학약품(물, 세제용액, 계면활성제, 마찰감소제, 및 여러 용액의 pH를 조절하는 약품)을 롤러박스의 분리된 구역으로 분배하도록 한다. 이런 방식에 있어서, 제1 롤러 세트를 통과하는 공작물은 제1 화학약픔에 노출되도록 할 수 있고, 이후 롤러박스의 다음 공정에서 동일한 웨이퍼가 계속해서 제2 화학약품에 노출되도록 할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 롤러박스는 린스 스테이션(rinse station)으로 디스크를 보내도록 구성된다. 공작물은 연속적인 방식으로 린스 스테이션에서 린스되고, 린스 스테이션은 린스 과정 중에 아래쪽으로 경사지도록 구성된다. 이런 아래쪽 경사는 효과적인 배수를 촉진하고 이물질이나 화학물질의 제거를 돕는다. 다수의 워터제트(water jet)가 린스 스테이션으로 각 공작물을 보내고, 린스 중에 공작물의 위치를 유지하며, 공작물의 상하면의 린스를 수행한다. 또한 이들 워터제트는 린스 스테이션에 공작물을 지지하여 공작물과의 기계적인 접촉이 최소화되도록 한다.
본 발명의 다른 구체예에 따라, 린스 스테이션은 전후방으로 왕복(셔틀)하도록 구성된 셔틀암에 각각 연결된 실질적으로 동일한 2개의 린스링을 포함하며, 이로써 높은 공작물 산출량 달성을 촉진한다. 구체적으로, 2개의 린스링은 작동 중에 좌위치로부터 우위치로 교대로 순환한다. 좌위치에 있을 때, 제1 린스링은 롤러박스로부터 공작물을 수용하도록 배치되는 한편, 제2 린스링은 수평면으로부터 아래쪽으로 경사져서 공작물의 상면, 하면, 및 단부면이 동시에 린스될 수 있도록 배치된다. 제2 린스링에서 공작물이 린스된 후에, 제2 린스링은 원래의 수평 위치로 되돌아오고, 이후 린스된 공작물은 로봇암에 의해 제2 린스링으로부터 회수된다. 다음에 린스링 조립체는 우위치로 전환(셔틀)되어, 롤러박스로부터 비어 있는 제2 린스링에 다른 공작물이 수용된다. 동시에 제1 린스링이 아래로 경사지게 되어 공작물이 린스된다. 다음에 제1 린스링이 수평위치로 되돌아오고, 이어서 로봇암이 린스된 공작물을 회수하여 이들을 스핀-건조 스테이션(spin-dry station)으로 이송한다. 전술한 방법의 좌우 셔틀에 의해 공작물 산출량이 매우 증가한다.
본 발명의 특성에 따라, 린스 스테이션으로부터 회수된 공작물은 이중 스핀-건조 스테이션으로 이송된다. 머니퓰레이터(manipulator) 조립체가 린스 스테이션으로부터 린스된 공작물을 들어올려 스핀-건조 스테이션들 중 하나로 이송한다. 머니퓰레이터의 타이밍은 산출량이 최대가 되도록 제어된다; 머니퓰레이터는 하나의 린스된 공작물을 다른 공작물이 린스되고 있는 중에 이송할 수 있다. 머니퓰레이터의 사용으로 장치 내의 가동부가 감소되고 제어와 타이밍 조정이 단순화된다. 교대식 스핀-건조 스테이션은 이중 린스링과 상호작동하며, 이로써 제1 스핀-건조 스테이션은 제1 린스링으로부터 린스된 공작물을 연속적으로 회수하고 제2 스핀-건조 스테이션은 제2 린스링으로부터 공작물을 연속적으로 회수한다.
특히 바람직한 구체예에 따라, 각 스핀-건조 스테이션은 스핀되는 공작물의 개별적인 타입에 따라 회전하는 스핀모터가 장착되어 있다. 구체적으로, 스핀-건조 스테이션이 스피너(spinner)에 모형 공작물을 위치시켜 조정될 수 있도록 함으로써, 4,000 RPM 범위의 스핀속도를 가지는 작동환경으로 스피너 모터가 자기동조되게 할 수 있고, 이로써 모터에 내재하는 자기조정 프로그램의 사용을 통해 스피너 모터에 기인한 고조파나 진동 등을 실질적으로 제거할 수 있다. 모터에 의해 시스템에 가해지는 고조파나 진동 등을 제거함으로써, 공작물의 파손을 최소화하면서 매우 높은 스핀속도를 적용할 수 있다.
각 스핀-건조 스테이션은 물과 이물질에 대한 가이드로 작용하고 스핀-건조 과정 중에는 벗겨지는 실드(shield)를 포함할 수 있다. 아치형 실드의 사용으로 복잡한 격납체(enclosure), 실링 도어 및 부가의 가동부를 마련하지 않고도 상대적으로 개방된 방식으로 장치를 작동할 수 있다. 또한, 각 스핀-건조 스테이션에는 스핀-건조 과정 중에 플랫폼(platform)에 공작물을 유지하도록 구성된 다수의 클램프(clamp)를 사용할 수 있다. 클램프의 위치 및 구조는 여러 가지 서로 다른 형태의 공작물에 대하여 적합성을 가지도록 할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 한쌍의 언로드 카세트(unload cassette)가 사용되며, 각각은 두 스핀-건조 스테이션으로부터 공작물을 수용하도록 구성되어 있다. 따라서, 제1 언로드 카세트가 세척 및 건조된 웨이퍼로 충전되었을 때, 제2 언로드 카세트가 세척 및 건조된 공작물로 충전되기 시작하도록 장치를 구성할 수 있다. 제2 언로드 카세트가 충전되고 있을 때 제1 언로드 카세트가 장치로부터 수동 또는 자동으로 제거되도록 함으로써, 본 발명의 웨이퍼 세척장치의 작동이 실질적으로 중단 없이 연속적으로 수행되도록 할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 웨이퍼 로드 스테이션, 워터트랙, 세척 스테이션, 및 린스 스테이션에 대한 유체의 흐름은, 유체흐름 조정 시스템의 사용을 통하여 적절히 제어되며, 이런 제어 시스템은 전형적으로 유체의 압력을 측정하였던 종래의 시스템과는 대조적으로 유체의 흐름을 모니터한다. 직접적으로 유체의 흐름을 측정함에 따라, 본 시스템은 투입되는 유체의 압력변화에 덜 민감하다. 따라서 시스템 내의 유체 흐름을 종래 시스템에서 이룰 수 있는 것보다 훨씬 더 정확하게 제어할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 조작자 인터페이스는 터치 스크린 패널을 적절히 포함한다. 터치 스크린(touch screen)은 조작자에게 시스템의 실질적인 모든 관련 특성을 3차원 그래픽 영상으로 제시하도록 구성되어, 작동, 유지보수 및 문제해결을 용이하게 하므로 유용하다.
도1A와 도2A를 참조하면, 예시적인 웨이퍼 세척장치(100)는, 웨이퍼 로드 스테이션(102), 워터트랙 이송 조립체(116), 세척 스테이션(104), 린스 스테이션(106), 머니퓰레이터(108: 도1A에는 도시되어 있지 않음), 스핀-건조 스테이션(110), 및 웨이퍼 언로드 스테이션(114)을 적절히 포함한다. 도1B와 도2B에 도시된 다른 대안의 구체예는, 또한 제1 트랜스퍼 스테이션(107: first transfer station)을 포함할 수 있다. 전술한 각 스테이션의 구조 및 기능적인 사항을 이하에서 상세히 설명한다.
도1A, 도1B, 도2A, 및 도2B를 참조하면, 본 발명의 하나의 특징에 따라, 웨이퍼 로드 스테이션(102)은 적어도 2개의 웨이퍼 카세트를 수용하도록 구성되어서, 장치(100)의 연속적인 작동이 실질적으로 가능하다. 즉, 제1 웨이퍼 로드 조립체(118; 도2A 및 도2B 참조)는 세척될 웨이퍼들로 충전된 카세트를 수용하도록 구성되어 있다. 이점에 있어서, 비록 본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 예시적인 공작물에 관하여 설명하고 있지만, 현실적으로는 임의의 모든 편평한 원형 공작물에 대해 본 발명이 적용될 수 있다.
개개의 공작물이 제1 로드 조립체(118)로부터 개별적으로 방출되기 때문에, 조작자는 세척될 공작물로 (부분적으로 또는 완전히) 채워진 제2 카세트를 제2 웨이퍼 로드 조립체(120)에 설치할 수 있다. 이런 방식에 있어서, 제1 로드 조립체(118)로부터 모든 공작물이 워터트랙(116)으로 연속적으로 방출된 대에, 이후 즉시 제2 로드 조립체(120)에 있는 웨이퍼가 워터트랙(116)으로 출력되기 시작한다. 웨이퍼가 제2 로드 조립체(120)로부터 방출되고 있는 동안, 조작자는 제1 로드 조립체(118)에 세척될 새로운 웨이퍼 카세트를 장착할 수 있다. 따라서, 장치(100)에 실질적으로 연속적이고 중단 없이 웨이퍼의 투입을 이룰 수 있으므로, 지금까지 알려진 웨이퍼 세척장치에서 이전에 달성할 수 있었던 것 보다 실질적으로 많은 량의 공작물 산출을 이룰 수 있다.
장치(100)에 유용한 웨이퍼 카세트 및 카세트들의 상세한 내용은, 예를 들어 Erich Edlinger 명의로 1996년 6월 28일 출원된 "Adjustable Wafer Cassette Stand" 에 관한 미합중국 특허출원 제08/671,155호를 참조할 수 있으며, 이것의 전체적인 내용은 본 인용에 의하여 본 발명에 통합된다.
도2A 및 도2B를 참조하면, 비록 개개의 제1 및 제2 로드 조립체(118,120)가 실질적으로 "T형" 구조로 도시되어 있지만, 카세트로부터 워터트랙(116)으로 공작물을 연속적으로 방출시키기 위해서는 임의의 적당한 다른 구조도 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들어 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 공작물이 대항하는 카세트 조립체를 향해 있지 않은 "Y" 구조 또는 변형된 "T" 구조를 본 발명에 적용할 수 있다.
도1B에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 각각의 로드 조립체(118,120)는 공작물로 채워진 카세트(126)를 지지하는 플랫폼(124: platform)을 포함할 수 있다. 워터트랙 조립체(116: 도1A 참조)의 상부면에 의해 대략 규정되는 높이까지 플랫폼(124)을 상승시키도록, 예를 들어 서보 조립체, 스텝 모터, 토크 모터 조립체와 같은 엘리베이터 조립체(128)가 적절히 배치된다. 완전히 또는 부분적으로 공작물로 채워진 카세트를 장치에 장착할 수도 있음은 당연하다. 복잡한 것을 피하기 위해 로드 조립체(118,120)의 상기 구성요소 중 일부는 도1A에 상세히 도시하지 않았다.
많은 공작물의 세척공정에 있어서, 장치(100)에 의해 처리되어지기에 앞서 공작물을 습환경에 유지시키는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 하나의 특징에 따라, 각 로드 조립체(118,120)는 예를 들어 계면활성제, 세척제, pH 조정제 등을 포함할 수 있는 탈염수와 같은 적당한 유체로 적절히 충전될 수 있는 탱크 또는 챔버(132)를 더 포함한다. 엘리베이터 조립체(128)는 탱크(132) 안으로 신장되게 배치되어 있으며, 이로써 탱크(132) 내에서의 카세트(126)의 수직 위치를 제어한다.
웨이퍼를 카세트로부터 개별적으로 방출하는 방법을 본 발명의 바람직한 구체예로서 지금부터 설명할 것이다. 도1A, 도1B 및 도3을 참조하면, 웨이퍼 방출 조립체(134)는 카세트(126)를 유체에 침지상태로 유지시키도록 구성된 침지탱크(132)를 적절히 포함한다. 공작물 방출 조립체(134)는 카세트로부터 공작물을 방출하도록 카세트 내의 최상부 공작물의 단부 쪽으로 유체 흐름을 강제적으로 토출하도록 구성된 노즐(136)을 더 포함한다. 본 발명에 있어서, 비록 바람직한 구체예에서 "유체"는 액체를 의미하지만, "유체"는 또한 웨이퍼로 분출되도록 장치(100)에 적용되는 기체일 수 도 있고, 예를 들어 이때에는 웨이퍼를 습한 상태로 유지할 필요가 없다.
도3을 참조하면, 공작물 방출 조립체(134)는 방출될 공작물에 대하여 노즐(136)의 방향을 원하는 임의의 방향으로 용이하게 잡아주도록 구성되어 있다. 구체적으로, 방출 조립체(134)는 이면판(138), 각 측면판(140,142), 바닥판(143), 및 정면판(144)을 포함한다. 도3에 잘 도시된 바와 같이, 이면판(138)은 측면판(140)과 슬롯 맞물림 기구(146)를 통해 Z축을 따라 상하로 슬라이드되도록 구성되어 있다. Z축 제어 조립체(148)는 방출 조립체(134)에 대한 이면판(138)의 수직 위치를 유지한다. 이런 방식으로, 카세트에 있는 최상부 공작물에 대한 노즐(136)의 수직 위치를 조절하여 유지할 수 있다. 이를 위하여 Z축 제어 조립체(148)는 노즐(136)의 Z위치를 유지하는 나사(149)를 포함한다.
노즐(136)의 X축 위치는 이면판(138)에 형성된 직각 릴리프(152) 내에서 X축을 따라 노즐 지지 블록(150: nozzle support block)을 슬라이딩시켜서 조절 및 유지시킬 수 있다. 블록(150)의 X위치(즉, 노즐(136)의 X위치)는 블록(150)의 각 난형 조절 요부(154) 내에 있는 한쌍의 나사(도시되지 않음)를 체결하여 유지할 수 있다. 방출될 공작물에 대한 노즐(136)의 위치는 또한 각 틸트나사(156)를 조작하여 Z축을 경사지게 해서 더욱 조절할 수 있다. 이런 방법에 있어서, Z-X 평면에 대응하는 이면판(138)은 바람직하게 X축에 대하여 경사지도록 할 수 있다. 결국 방사 조절 기구(158)를 조작하여 Z축에 대해 노즐(136)을 효과적으로 회전시킬 수 있다.
전술한 조절 기구들에 따라 노즐(136)의 위치를 방출될 공작물에 관하여 조절함으로써, 공작물에 대한 노즐(136)의 최적 위치를 달성할 수 있다. 방출 조립체(134)의 정면판(144)은, 이하에서 상술하는 바와 같이, 공작물을 방출 조립체(134)로부터 워터트랙(116)안으로 방출시키는 웨이퍼 방출 출구통로(160)를 포함한다. 이하에서 더욱 설명되는 바와 같이, 정면판(144)은 각 워터트랙 마운트(162: mount)를 통해 워터트랙 조립체(116)에 적절히 체결된다.
도1B와 도3을 참조하면, 엘리베이터 조립체(128)는 플랫폼(124: 결국, 카세트 126)을 Z축을 따라 탱크(132) 내부에서 계단식으로 상부로 상승시키도록 구성하는 것이 적당하며, 이로써 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 노즐(136)의 부근에 가장 근접한 카세트(126)의 최상부 웨이퍼를 적절히 위치시켜 노즐(136)로부터 방출된 유체가 바로 최상부 공작물을 출구통로(160)를 통해 워터트랙(116)으로 연속적으로 유입되게 한다.
본 발명의 예시적인 구체예에 있어서, 장치(100)에 이용되는 수압의 크기는 적용되는 모든 특정 인자의 수로 인하여 제한될 수 있다. 이런 이유로, 적당하고 신뢰성 있는 방출력이 공작물에 인가되도록 방출수의 힘을 증가시킬 수 있도록 노즐(136)을 구성하는 것이 바람직하다. 바람직한 구체예에 있어서, 노즐(136)은 입구에서 출구로 갈수록 그 종단면의 단면적이 감소된다. 즉, 노즐(136)은 공작물에 가장 근접한 방출단부가 좁은 것이 더 바람직하다. 따라서 물은 노즐(136)을 통과할 때 속도를 얻게 되고, 이것이 상대적으로 낮은 압력의 적용을 합당하게 할 수 있다.
도4를 참조하면, 워터트랙(116)은, 각 로드 조립체(118,120)로부터 방출된 공작물(122)을 수용하고 공작물(122)을 비접촉 방식으로 하측의 워터트랙(116)으로 안내하도록(즉, 도4에서 우측으로 안내하도록) 구성된 투입모듈(400)을 포함한다. 도4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 하나의 예시적인 구체예에 따라, 공작물 로드 스테이션(102)은 바람직하게 변형된 "T자" 구조로 구성되고, 여기에서 각각의 로드 조립체(118,120)는 워터트랙(116)의 통로에 실질적으로 직각이며, 또한 서로 충분히 오프셋되어 있어서 카세트들 중 하나로부터 방출된 웨이퍼가, 예를 들어 방출력이 착오로 너무 높게 설정되는 경우에도, 결코 대항 배치된 카세트와 부주의하게 접촉되지 않는다. 앞서 간략하게 언급한 바 있듯이, 예들 들어 "Y" 구조와 같이 이중 또는 다수의 카세트 투입구조가 실질적으로 바람직하게 사용할 수 있다. 이점에 있어서, 각각의 카세트 조립체로부터 방출된 공작물이 워터트랙(116)으로 향하도록 하는 유체 매니폴드를 사용하는, 3개 또는 그 이상의 카세트 조립체를 포함시키는 것이 바람직할 수 있다.
도4 내지 도6을 참조하면, 투입모듈(400)은 로드 조립체(120)로부터 화살표(408)를 따라 방출된 공작물을 수용하고, 로드 조립체(118)로부터 화살표(410)를 따라 방출된 공작물을 수용하도록 적절히 구성되어 있다. 투입모듈(400)에 의해 공작물이 수용될 때, 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 공작물은 다수의 유체제트를 통해 트랙면으로부터 상부로 분출되는 유체에 의해 지지되며, 이로써 공작물과 투입모듈(400) 사이의 기계적인 접촉이 실질적으로 제거된다. 투입모듈(400)은 로드 조립체(120)로부터 화살표(408)의 방향을 따라 공작물을 보내도록 구성된 다수의 견인제트(416; 도5 참조)를 포함한다. 구체적으로, 견인제트(416)는 수평면에 대하여 상부로 20-70도 각도, 가장 바람직하게 약 45도의 각도로 유체를 방출하도록 맞추어져 있으며, 그 흐름의 수평벡터는 화살표(408)의 방향으로 향한다. 이런 방식에 있어서, 로드 조립체(120)로부터 수용된 공작물은 투입모듈(400)의 내부를 구성하는 유체 매니폴드 안으로 끌려간다.
투입모듈(400)은 견인제트(416)와 유사한 다수의 견인제트(414)를 더 포함하며, 이들 견인제트(414)는 화살표(410)의 방향을 따라 로드 조립체(118)로부터 방출된 공작물을 워터트랙(116) 안으로 끌어당기도록 구성되어 있다. 투입모듈(400)에 의해 수용된 후에, 로드 스테이션(102)으로부터 방출된 공작물은 화살표(412)의 방향을 따라 워터트랙(116)을 따라 세척 스테이션(104)으로 이동된다. 구체적으로, 투입모듈(400)은 다수의 유체제트의 열(418)을 더 포함하고, 각각의 열(418)은 공작물을 화살표(412)의 방향을 따라 보내도록 구성된 다수(예, 10-20개, 가장 구체적으로는 약 17개)의 유체제트를 포함한다. 열(418)을 구성하는 이들 유체제트들은 워터트랙(116)으로부터 상부로 유체를 토출하도록 구성되어 있으며, 수평면에 대하여 20-70도, 가장 바람직하게 약 45도로 적절히 경사져 있다. 이런 방식에 있어서, 로드 스테이션(102)으로부터 수용된 공작물은 실질적으로 어떤 기계적인 접촉도 피하면서 워터트랙(116)을 따라 보내진다.
제1 공작물 검출센서(402)는 로드 조립체(120)의 출구통로(160)에 근접하여 적절히 배치된다; 유사한 공작물 검출센서(404)가 로드 조립체(118)의 출구통로(160)에 근접하여 적절히 배치된다. 또한 공작물 센서(406)가 세척 스테이션(104)으로의 투입구에 근접하여 투입모듈(400) 내에 적절히 배치된다. 워터트랙(116)에는 상기 센서들(402,404,406)에 부가하여 임의의 다수의 센서가 더 사용될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 장치(100)의 예시적인 구체예에 있어서는, 제4 센서(407)를 배치하여 워터트랙(116) 위에서의 공작물의 진행상황 또는 공작물의 존재를 모니터할 수 있다. 각각의 공작물 센서(402,404,406,407)는 장치(100)의 일상적인 작동 상태를 모니터하여 경보를 발하거나, 또는 공작물이 방해받고 있거나 센서 주변에서 머물러 있는 것으로 검출된 경우에는 장치(100)의 작동을 정지시키도록 구성할 수 있다. 추가하여, 공작물들이 센서를 통과한 때에 공작물의 수를 계수하는(또는 더 이상의 공작물이 존재하지 않음을 확인하는) 센서를 사용할 수 있으며, 이로써 모든 공작물이 카세트로부터 방출되었는지 확인할 수 있다. 공작물 센서(402,404, 406,407)는 예를 들어 광학센서와 같이 공작물의 존재 및/또는 부재를 검출하는 적절한 메커니즘을 구비하는 것일 수도 있다.
도7A 내지 도7E를 참조하면, 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 예시적인 세척 스테이션(104)은, 예를 들어 다수의 롤러쌍을 내장하는 세척박스와 같이 격납체(enclosure)를 포함한다. 구체적으로, 세척 스테이션(104)은 하부패널(740), 상부패널(742), 이면패널(744) 및 정면패널(738)을 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 구체예에 따라, 이들 패널들은 하나 또는 그 이상의 롤러를 교체할 필요가 있을 때 롤러를 신속하고 용이하게 제거 및 대체할 수 있는 자장식 박스(self-contained box)를 구성한다. 본 발명에 있어서 롤러들 및 롤러박스들을 신속하고 편리하게 제거 및 교체할 수 있도록 하는 성능은, 장치(100)의 실질적인 연속작업을 더욱 용이하게 한다.
세척 스테이션(104)은 롤러박스를 통해 각 공작물을 구동하고 통과되는 각 공작물의 편평한 상면과 하면을 동시에 세척하도록 구성된, 다수의 롤러쌍을 포함한다. 도7B에 도시된 바와 같이, 세척 스테이션(104)은 격납체 안에 공작물을 수용하도록 구성된 공작물 투입부(700)를 포함한다. 격납체 안으로 공작물이 유입될 때, 제1 구동롤러쌍(이하에서 설명함)은 공작물을 잡아서 이를 다음의 롤러쌍으로 공급한다.
구체적으로, 도7B를 참조하면, 세척 스테이션(104)은 5-15개의 롤러쌍, 가장 바람직하게는 약 9개의 롤러쌍을 포함한다. 도시된 구체예에 있어서, 세척박스는 각각 롤러(702,704)를 포함하는 제1 롤러쌍; 상부롤러(706)와 하부롤러(708)를 포함하는 제2 롤러쌍; 상부롤러(710)와 하부롤러(712)를 포함하는 제3 롤러쌍; 상부롤러(714)와 하부롤러(716)를 포함하는 제4 롤러쌍; 상부롤러(718)와 하부롤러(720)를 포함하는 제5 롤러쌍; 상부롤러(722)와 하부롤러(724)를 포함하는 제6 롤러쌍; 상부롤러(726)와 하부롤러(728)를 포함하는 제7 롤러쌍; 상부롤러(730)와 하부롤러(732)를 포함하는 제8 롤러쌍; 및 상부롤러(734)와 하부롤러(736)를 포함하는 마지막의 제9 롤러쌍을 포함한다. 장치(100)는, 공작물이 좌측 위치로부터 세척 스테이션(104)으로 유입되어 계속해서 롤러박스를 통해 보내져서 우측 위치(롤러734,736에 근접된 위치)에서 롤러박스로부터 방출되도록 구성되어 있다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 각 홀수 번째의 롤러쌍(예, 제1, 제3, 제5, 제7, 제9 롤러쌍)은 구동롤러로서 작용하고, 이들 각 롤러쌍은 각각 구동속도 S1로 작동한다. 이와 같이 롤러(702, 704, 710, 712, 718, 720, 726, 728, 734, 및 736)는 구동속도 S1로 작동한다. 또한 각 하부롤러(즉, 롤러 704, 708, 712, 716, 720, 724, 728, 732, 및 736)는 도7B에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전한다. 아울러, 각 짝수롤러의 상부롤러(즉, 706, 714, 722, 및 730)는 도7B에 표시된 바와 같이 시계방향으로 회전한다. 마지막으로 각 홀수 롤러의 상부롤러(즉, 702, 710, 718, 726, 및 734)는 반시계방향으로 회전한다.
도7B를 참조하면, 하나의 바람직한 구체예에 있어서, 모든 짝수 하부롤러(즉, 롤러 708, 716, 724, 및 732)는 제2 구동속도 S2로 작동하도록 구성하는 것이 유익하다. 마지막으로, 모든 짝수 상부롤러(즉, 롤러 706, 714, 722, 및 730)는 구동속도 S3으로 작동하도록 구성하는 것이 유익하다. 추가하여, 각각의 롤러쌍을 구성하는 두 롤러들 사이의 장력은 롤러박스 전체에 걸쳐서 대체로 일정하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 바람직한 예시적인 구체예에 따라, 각 홀수 롤러쌍은 제1 구동모터에 의해 구동되어서, 이들 각 홀수 롤러쌍("구동롤러들")이 공작물을 세척 스테이션을 통해 기본적으로 일정한 속도로 구동한다. 특히 바람직한 하나의 구체예에 있어서, 각 짝수 상부롤러는 제2 구동모터에 의해 구동속도 S3으로 구동된다; 모든 짝수 하부롤러는 제2 구동모터에 의해 소정 기어비로 구동속도 S3 보다 낮은 제2 구동속도 S2로 구동된다. 이런 방식에 있어서, 조작자는 구동속도 S1을 제1 모터에 관한 제1 제어부를 세팅하여 제어할 수 있다; 또한, 조작자는 제2 모터에 관한 제2 제어부를 조작하여 구동속도 S3을 독립적으로 제어할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 구동속도 S2는 전술한 바와 같은 소정 기어비에 따라 구동속도 S3에 종동되므로, 조작자는 또한 간접적으로 구동속도 S2를 제어할 수 있다. 조작자가 각 구동속도 S1, S2, 및 S3을 다이내믹하게 구성할 수 있음에 따라, 세척 스테이션(104)에 있어서 실질적인 공정 유연성을 이룰 수 있다. 또한, S3을 S1보다 높게 설정함으로써, 하나의 바람직한 구체예에 있어서 공작물이 구동롤러들(예, 홀수 롤러쌍들)에 의한 구동속도 S1로 세척박스를 통해 이동할 때, 짝수 롤러쌍은 공작물의 상면과 하면을 효과적으로 동시에 세척한다.
비록 전술한 롤러속도들은 본 발명이 이루어진 시점에서 발명자에게 인식된 본 발명의 실행에 대한 최상의 형태가 반영된 것이지만, 실질적으로 임의의 여러 가지의 롤러들의 수, 롤러속도의 조합 및 롤러의 방향이 본 발명에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 2가지, 3가지 또는 3가지 보다 많은 서로 다른 롤러속도를, 롤러박스 내의 각 롤러에 사용된 속도 및 방향의 여러 가지 순열 및 조합으로 적용하여, 원하는 임의의 공정에 대하여 최적의 세척성능이 달성되도록 할 수 있을 것이다.
도7A 내지 도7E를 참조하면, 세척 조립체(104)는 장치(100)에 용이하게 장착할 수 있고 장치(100)로부터 용이하게 제거할 수 있도록 구성하는 것이 유용하다. 구체적으로, 하부패널(740)에 하나 이상의 홈(750: 예, 도브테일 홈)을 형성하여, 장치(100)에 대한 세척 조립체(104)의 슬라이딩 조립이 가능하도록 구성한다. 예를 들어 장치(100)에 대한 세척 조립체(104)의 편리한 슬라이딩 조립 및 정렬을 위하여, 홈(750) 내에 수용되도록 구성된 대응하는 융기부(도시되지 않음)를 구비하는 프레임부를 장치(100)에 포함시키는 것이 유용하다. 또한 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 하부패널(740)에는 세척유체가 세척 스테이션(104)으로부터 통해 흘러나갈 수 있는 유체출구(748)가 형성된다. 필요한 경우, 유체출구(748)로부터 회수한 유체가 재순환되게 할 수 있다.
도7A, 도7C 및 도7E를 참조하면, 개개의 구동롤러(702-736)의 각각은 기어단부(760)와 종동단부(762)를 포함한다. 도시된 구체예에 따라, 기어단부(760)의 각각은 이면패널(744)을 관통하도록 신장되어 있다. 각 종동단부(762)는 정면패널(738)에 형성된 각 종동 접속부(764) 내에 회전 가능하게 수용되도록 구성된다. 추가하여, 정면패널(738)은 장치(100)의 프레임(도시되지 않음)에 세척 조립체(104)를 체결하기 위한 파스너 조립체(746)를 더 포함한다. 장치(100)의 프레임에 세척 조립체(104)를 분리 가능하게 조립 및 체결함에 있어서는, 파스너 조립체(746)로서 나사, 볼트, 신속 이탈기, 또는 기타 적당한 고정기구가 사용될 수 있음은 당연하다.
세척 조립체(104)는 다음과 같이 편리하게 제거 및 교체할 수 있다. 장치(100)를 작동멈춤 또는 정지모드에 맞추고 세척 조립체(104)의 제거 및 교체를 수행할 수 있다. 이런 상태에서, 파스너 조립체(746)는 예를 들어 파스너(746)의 나사를 푸는 것에 의해 이탈된다. 다음에 세척 스테이션(104)은 예를 들어 도7A에 화살표(766)를 따라 박스를 당겨서 조작자가 수동으로 제거할 수 있다. 롤러들의 기어단부(760)는, 세척 스테이션(104)이 화살표(766)를 따라 홈(750)에 의해 안내되어 슬라이드될 때 장치(100)의 구동기구(도시되지 않음)로부터 적절히 수동으로 분리할 수 있다. 일단 세척 스테이션(104)이 제거되면, 조작자에 의해 사전에 준비된 대체 박스는 박스가 제거된 곳에 삽입될 수 있다; 대안으로서, 세척 스테이션(104)을 개방하여 롤러들을 신속 교체함으로써 갱신된 세척 스테이션이 장치(100)에 신속히 다시 장착되도록 할 수 있다. 다른 예로는, 홈(750)을 장치의 대응 융기부와 정렬시켜서 원래의 작동위치로 박스를 슬라이드시킴으로써, 세척 스테이션(104)을 장치(100)에 재조립할 수 있다. 홈(750)은 장치(100)의 대응 구동기구(복잡성을 피하기 위해 도시하지 않음)에 기어단부(760)를 정렬하기 용이하게 한다. 세척 스테이션(104)을 그 작동위치로 재조립한 다음에, 조작자는 파스너(746)를 재체결하여 세척 스테이션(104)을 제자리에 고정시킬 수 있다. 물론, 세척 스테이션(104)에 관련된 모든 유체 투입, 유체 방출 또는 공작물 감지 하드웨어는, 제거 및 재장착 과정에서 동시적으로 수반하여 설치되도록 할 수 있다.
도7B, 도8A, 도8B, 및 도9를 참조하면, 상부패널(742)은 세척 조립체(104)의 내부 전체로 또는 별도로 마련된 부분으로 유체를 분배하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 유체투입구를 포함한다. 도8A는 유체매니폴드 시스템으로 구성된 예시적인 상부패널(742)의 횡단면도를 도시한 것이고, 도8B는 상부패널(742)의 종단면도를 도시한 것이다. 상부패널(742)은 바람직하게 세척박스 내의 지정 위치로 유체를 공급하도록 배열된 다수의 매니폴드를 포함한다. 구체적으로, 상부패널(742)은 롤러박스 내의 다수의 롤러에 근접하여 제1 유체를 분배하도록 구성된 제1 매니폴드(803)와 연통하는 제1 유체투입구(802)를 포함한다. 제1 매니폴드(803)는 바람직하게 하나 또는 그 이상의 상부롤러의 길이방향을 따라(또는 상부롤러에 인접하여) 실질적으로 균일하게 유체를 방출하도록 배치하는 것이 유용하다. 또한, 상부패널(742)은 예를 들어 몇몇의 초반 롤러쌍에 의해 점유된 구역과 같이 롤러박스의 다른 부분에 골고루 제2 유체를 분배하도록 제2 매니폴드(805)와 연통된 유사한 구성의 제2 유체투입구(804)를 더 포함한다. 또한 상부패널(742)은 예를 들어 몇몇 후반 롤러쌍에 근접한 구역과 같이 롤러박스의 제3 구역에 골고루 제3 유체를 분배하도록 구성된 제3 매니폴드(807)와 연통하여 제3 유체투입구(806)를 더 포함할 수 있다. 마찬가지로, 상부패널(742)은 제4 매니폴드(809)에 연통된 제4 유체투입구(808)를 포함할 수 있다.
각 개개의 매니폴드는 다른 매니폴드들의 각각과 유체 흐름에 관련하여 구별되도록 구성된다. 그러나, 하나 또는 그 이상의 유체투입구가 함께 결합되어서 단일의 유체가 이들 하나 또는 그 이상의 매니폴드에 가해지도록 할 수 있다. 도8A에 도시된 바람직한 구체예에 있어서, 매니폴드들은 인접된 롤러들(도8A에 있어서 롤러들은 가상선으로 표시되어 있다) 사이의 위치로 세척유체를 살포하도록 구성되어 있다. 이런 배열은 공작물이 세척박스를 통과할 때 세척유체가 공작물에 도달되게 하므로 바람직하다. 본 바람직한 구체예에 있어서, 개개의 각 매니폴드는 다수의 신장된 채널(812)을 포함한다. 또한, 예를 들어 제1 매니폴드(803)와 제3 매니폴드(807)와 같이 서로 대항하는 매니폴드들에 구비된 채널(812)은 하나의 교대배치식으로 배열할 수 있다. 물론, 임의의 개수의 유체투입구 및/또는 유체 매니폴드를 세척 스테이션(104)과 관련하여 사용하고, 또한 상기 매니폴드들을 중복 없이 또는 중복되게 세척 스테이션(104)의 원하는 부분에 연통시킴으로써, 바라는 특정의 공정 적용을 최적화시킬 수 있다.
본 바람직한 구체예에 따라, 상부패널(742)은 실질적으로 이음매 없는 단일 부재의 조립체로 제작된다. 상기 이음매 없는 구조는 세척 스테이션(104)의 외부로의 세척유체, 물, 화학물질의 누출 없이 매니폴드(803, 805, 807, 및 809)를 가압할 수 있도록 한다. 하나의 예시적인 구조에 있어서, 매니폴드(803, 805, 807, 및 809)는 견고한 플렉시글라스(plexiglass) 또는 기타 단단한 재료에 천공 또는 보링(boring)을 하여 형성된다. 채널(812: 도8A에서 수직으로 위치함)은 인접 채널들이 상부패널(742)의 대항 양측에서 시발되도록 형성한다. 다음에 같은 쪽으로부터 시발하는 몇몇 채널은 교차채널(814: 도8A에서 수평으로 위치함)에 의해 상호 연결된다. 플러그를 사용하여 보링 또는 천공 중에 형성된 입구 구멍을 실링할 수 있다.
상기한 각각의 매니폴드는 다수의 오리피스(810)를 통하여 세척 조립체(104)로 각각의 유체를 살포한다. 오리피스(810)는 상부패널(742)에 형성되어 매니폴드와 연통되어 있다. 오리피스(810)는 통상적인 천공 또는 기타 관련기술을 사용하여 형성할 수 있다. 비록 대안의 매니폴드에는 세척박스 안으로 유체를 토출하는 별개의 노즐이 사용될 수 있지만, 오리피스(810)가 전체의 상부패널(742)의 실링성을 향상시키므로 바람직할 수 있다. 추가하여 별개의 노즐을 없애서 상부패널(742)의 제작 및 유지에 관한 비용을 절감할 수 있다.
도7B, 도10A, 및 도10B를 참조하면, 세척 조립체(104) 내의 각 롤러는 기어단부(760), 종동단부(762) 및 신장축(782)을 포함하는 롤러 캐리어(780)를 포함한다. 도10B의 단면도에 도시된 바와 같이, 축(782)은 축(782)의 주위에 부드러운 다공성 롤러재료의 신장된 환상링(도시되지 않음)과 맞물리는 적당한 말단구조(784)를 포함한다. 비록 말단구조(784)의 표면은 신장된 평행의 기어구조로서 도시되어 있지만, 실질적으로 축(782)과 다공성의 롤러재료 사이의 강한 마찰고정을 용이하게 하는 임의의 다른 메커니즘도 사용될 수 있다. 이런 방식에 따라, 내측의 롤러 본체의 축과 외측의 다공성 롤러재료 사이의 미끄러짐이 최소화될 수 있고, 동시에 롤러 캐리어(780)에 대한 롤러재료의 제거 및 재삽입이 용이하게 된다. 이점에 있어서, 적절한 롤러재료로서는 미합중국 뉴저지 소재의 Meracel 사로부터 구입할 수 있는 PVC 롤러를 들 수 있다.
도1A, 도2A, 및 도11 내지 도14를 참조하여, 린스 스테이션(106)의 구성과 작동에 대한 바람직한 예시적인 구체예들을 설명한다. 구체적으로, 각 세척 스테이션(104)으로부터 각 공작물이 나오면, 이들은 린스 스테이션(106)에 의해 수용된다. 하나의 예시적인 구체예에 있어서, 세척 스테이션(104)과 린스 스테이션(106) 사이의 공기틈은 예를 들어 약 3/16 인치로 상대적으로 작고, 이것이 세척과 린스 과정 사이에서 웨이퍼 공작물이 감지할 수 있을 정도로 건조되지 않는 것을 보장한다. 일반적으로, 린스 스테이션(106)은 연속적인 방식으로 공작물을 수용하고, 탈염수와 같은 하나 또는 그 이상의 린스유체로 각 공작물을 확실히 린스하고, 머니퓰레이터(108)에 각 린스된 공작물을 유지하고, 이후 머니퓰레이터(108)가 린스된 공작물을 스핀-건조 스테이션(110)으로 이송하도록 구성된다(도1A 참조). 구체적으로, 린스 스테이션(106)의 바람직한 예시적인 구체예는, 상부부분(1002), 상기 상부부분(1002)에 연결된 하부부분(1004), 및 하부부분(1004)을 장치(100)에 결합시키는 지지 스탠드(1006)를 포함한다.
상부부분(1002)은 직립 브래킷(1008 및 1010)에 의해 하부부분(1004) 상에 유지되어, 입구통로(1012: 도13 참조)가 브래킷(1008 및 1010) 사이에 형성되도록 한다. 입구통로(1012)는 상부부분(1002) 및 하부부분(1004)의 투입측 단부에 근접하여 위치된다. 공작물이 세척 스테이션(104)에서 린스 스테이션(106)으로 이송될 때, 공작물은 상기 입구통로(1012)를 통과하게 된다. 본 바람직한 구체예에 있어서, 다수의 초기린스제트(도면에는 명료하게 나타나지 않음)가 입구통로(1012)에 근접하여 상부부분(1002) 및/또는 하부부분(1004)에 적절히 위치하여, 즉시 공작물의 린스를 개시하고 공작물이 건조되는 것을 방지한다. 하나의 예시적인 구체예에 있어서, 초기유체제트가 도12에서 도면번호 1013으로 표시한 칼럼에 또는 그 가까이 에서 상부부분(1002) 내에 위치한다. 이들 초기린스제트는 하부부분(1004)의 상면(1014)에 대하여 적당한 각도로 린스유체를 방출하도록 구성할 수 있다. 바람직하게, 초기린스제트는 상면(1014)에 대략 수직으로 또는 공작물의 유입 경로에 대하여 전방 각도로 유체를 방출한다. 이런 전방으로 향한 각도는 도11에 화살표 1016으로 나타나 있다.
도1A와 도11을 참조하면, 공작물(122)이 세척 스테이션(104)으로부터 방출될 때, 공작물(122)의 이동평면은 실질적으로 평면(123)으로 규정된다. 도11에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이, 평면(123)은 하부부분(1004)의 상면(1014)의 약간 위(예, 5-20mm, 바람직하게 약 10mm)에 있다. 다수의 하부제트(1018: 도14 참조)로부터 방출된 유체(도시되지 않음)는, 공작물이 세척 스테이션(104)으로부터 린스 스테이션(106)으로 이송될 때 공작물(122)을 지지한다. 하부제트(1018)로부터의 유체는 이송 및 린스 중에 공작물(122)의 하면을 린스한다. 적절히 배치된 적어도 하나의 유체 공급구(1020)를 사용하여 외부 공급원으로부터 하부부분(1004)에 유체를 공급하도록 할 수 있다. 바람직하게, 유체 공급구(1020)는 하부부분(1004) 내에 형성된 분배 매니폴드(도시되지 않음)와 연통된다; 이 분배 매니폴드는 하부제트(1018)와 유체 흐름에 관련하여 상호 연결되어 있다.
상부부분(1002)은 세척 스테이션(104)으로부터의 이송과정 중 및 린스과정 중에 공작물(122)의 상면에 린스유체를 방출하도록 구성된 다수의 상부제트(도면에는 숨겨져 있음)를 포함할 수 있다. 본 바람직한 예시적인 구체예에 있어서, 상부제트는 실질적으로 화살표(1016)를 따라 정렬되어 있어서, 공작물을 완전하게 전방의 린스 스테이션(106)으로 보낸다. 바람직하게, 상부제트는 상부부분(1002)에 대하여 대략 10-60도 범위의 각도로 유체를 분출한다. 공작물이 린스 스테이션(106) 내의 린스위치로 적절히 안내되는 것을 보장하기 위해, 하부부분(1004)은 임의 개수의 웨이퍼 가이드(1022)를 포함할 수 있다. 도시된 구체예에 있어서, 웨이퍼 가이드(1022)는 하부부분(1004)의 외측 대항 단부들에 근접한 일체의 벽으로 형성되어 있다. 바람직하게 웨이퍼 가이드(1022)는 평면(123)이 웨이퍼 가이드(1022)의 상부 높이의 아래에 있도록 하는 배치 및 크기를 가진다.
바람직하게 하부부분(1004)은 린스 스테이션(106)의 린스영역 내에 공작물(122)을 유지시키도록 구성된 적어도 하나의 중심핀(1024: centering pin)을 구비한다. 린스영역은 린스 스테이션(106) 내에서 공작물(122)이 얻어질 수 있는 최전방 위치로 규정될 수 있다. 특히, 공작물(122)이 소정거리 전방으로 이동한 때 공작물(122)은 중심핀(1024)과 접한다. 도11을 참조하면, 공작물이 린스 스테이션(106)의 실질적인 중심에 있고 하부제트(1018)로부터 방출된 지지 유체에 의해 지지되어 있을 때(도14 참조), 공작물은 세척 스테이션(104)으로부터 완전히 이송되었고 린스 스테이션(106) 내에 있다고 말한다. 이 위치에서, 린스 스테이션(106)은 10-50도의 범위, 가장 바람직하게 약 30도의 각도로 수평면으로부터 벗어나서 아래로 경사지게 된다. 도11에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 작동 신장암과 같은 경사제어기구(1026)가 작동하여 린스 스테이션(106)이 경사위치로 되게 한다.
경사진 위치에서, 린스유체는 공작물의 상면 및 하면 양자에 공급된다. 바람직하게 탈염수와 같은 유체의 흐름을 공작물에 보내도록 상부제트와 하부제트(1018)가 가압된다. 공작물의 산출량은 공작물의 상면과 하면 모두를 동시적으로 린스하는 것에 의해 더욱 증가될 수 있다. 또한, 상부제트와 하부제트(1018)의 위치는 공작물의 상면에 대해 적절히 배열되어서, 공작물의 전체면과 공작물의 외주단이 효과적으로 린스된다. 하나의 바람직한 예시적인 구체예에 있어서, 린스 스테이션(106)에는 공작물을 지지하고 이송하고 린스하기 위하여 대략 256개의 유체제트가 사용된다. 이런 복수의 제트는 공작물의 균일한 린스와 유효 표면의 증진을 촉진한다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서, 린스유체는 0.1-20 리터/분의 범위, 가장 바람직하게 약 4-5 리터/분의 속도로 공작물의 상면에 적용된다; 유사하게 린스유체는 0.1-10 리터/분의 범위, 가장 바람직하게 약 1,5리터/분의 속도로 공작물의 하면에 적용된다. 개개의 제트는 린스과정 중에 실질적으로 균일한 유체압력을 제공하는 크기와 구조를 가진다. 장치(100)는 린스유체의 공급을 제어하여, 린스 사이클이 완료된 때 린스유체가 일정하게 유지되도록 한다.
린스가 완료된 때, 경사진 린스 스테이션(106)은 수평 위치로 원위치하도록 조작되며, 이후 머니퓰레이터(108)는 린스된 공작물을 회수하여 공작물을 스핀-건조 스테이션(110)으로 이송한다. 머니퓰레이터(108)와 린스 스테이션(106)을 달리 구성하여, 린스 스테이션(106)이 경사진 상태에 있는 동안에 린스 스테이션(106)으로부터 공작물이 제거되도록 할 수도 있다.
도11과 도14를 참조하면, 머니퓰레이터(108)와의 협력을 촉진하기 위하여, 린스 스테이션(106)의 하부부분(1004)은 그 내부에 형성된 아치형 요부(1028)를 포함할 수 있다. 요부(1028)는 린스 스테이션(106)이 수평 위치에 있을 때 머니퓰레이터(108)의 일부가 수용되도록 구성된다. 공작물이 린스 스테이션(106) 내에서 충분히 전방에 위치되어 있을 때, 요부(1028)는 공장물의 아래에 위치한다.
도15와 도16을 참조하고 도14를 참조하면, 머니퓰레이터(108)는 린스 스테이션(106)으로부터 린스된 공작물을 회수하고 공작물을 스핀-건조 스테이션(110)으로 이송하도록 구성된 아치형 암(1500)을 포함한다. 본 바람직한 구체예에 있어서, 스핀-건조 스테이션(110)은 적어도 2개의 스핀-건조 조립체(111 및 113)를 포함한다. 본 발명에 따라, 린스 스테이션(106), 머니퓰레이터(108), 및 이중 스핀-건조 스테이션(110)의 사용으로, 장치(100)에 의한 공작물 산출량의 증가가 촉진된다.
바람직하게 머니퓰레이터(108)는 장치(100)에 연결된 기부(1512)를 포함한다. 스윙암(1506)은 바람직하게 기부(1521)에 연결되어 실질적으로 수직의 회전축에 대하여 회전 가능하다. 도16에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 이송부(1502 및 1504)는 스윙암(1506)의 자유단에 위치되어 있다. 기부(1512)는 머니퓰레이터(108)에 의해 채용된 프로토콜(protocol)의 작동에 따라 스윙암(1506)을 회전 및 상승시키기 위한 임의 개수의 통상적인 전기기계적 구성요소를 포함할 수 있다.
바람직하게 암(1500)은 일반적으로 암(1500)의 대항 양측에 위치하는 제1 공작물 이송부(1502)와 제2 공작물 이송부(1504)를 포함한다. 제1 및 제2 이송부(1502,1504)는 요부(1028)에 끼워질 정도의 크기를 가지며 린스 스테이션(106)에 있는 공작물의 밑에 위치한다. 비록 제1 및 제2 이송부(1502,1504)가 요부(1028) 내에 수용되도록 구성되어 있지만, 스윙암(1506: 아치형 암(1500)에 결합되어 있음)은, 이것이 아래로 내려간 위치에 있을 때에 공작물의 아래를 통과할 수 없다. 예를 들어, 아래로 내려간 위치에 있는 동안에, 머니퓰레이터(108)는 스윙암(1506)이 수직회전축(1508)에 대하여 회전되게 하여, 제1 이송부(1502)가 요부(1028) 내의 공작물 바로 밑에 위치하도록 한다.
다음에, 머니퓰레이터(108)는 스윙암(1506)이 축(1508)에 의해 형성된 방향을 따라 위로 상승되게 한다. 제1 이송부(1502)의 제1 흡입패드(1510)는, 린스 스테이션(106)으로부터 스핀-건조 스테이션(110)으로 공작물을 이송하는 중에 제1 이송부(1502)에 공작물을 부드럽게 유지시키도록 작동될 수 있다. 제1 이송부(1502)에 위치된 공작물(122)의 전형적인 위치는 도16에 가상선으로 표시되어 있다. 스윙암(1506)은 충분한 높이로 상승하여, 스윙암(1506)과 공작물(122)이 린스 스테이션(106)의 상부부분(1002)과 하부부분(1004)의 사이로 통과될 수 있도록 한다. 이어서, 스윙암(1506)이 회전하여 예를 들어 제1 스핀-건조 조립체(111)에 공작물을 내려놓는다. 스윙암(1506)은 제1 스핀-건조 조립체(111) 위로 아치형 암(1500)을 내리고 스핀-건조 스테이션(110)과 린스 스테이션(106) 사이의 정해진 대기위치로 회전한다.
본 바람직한 구체예에 있어서, 머니퓰레이터(108)는 다음 번의 공작물이 린스 스테이션(106)에 의해 완전히 린스될 때까지 정지해 있을 수 있다. 다음 번의 공작물이 스핀-건조에 대한 준비가 되었을 때, 머니퓰레이터(108)는 제2 이송부(1504)가 공작물의 아래로 이동되게 하고, 공작물이 제2 스핀-건조 조립체(113)에 놓여질 때까지 앞서 설명한 절차가 전번의 공작물에 대하여 반복된다. 두 개의 이송부의 사용으로 머니퓰레이터(108)를 단지 하나의 회전축만을 구비하고 제한된 회전 범위를 가지는 상대적으로 단순한 디자인으로 구성할 수 있게 된다. 부가하여, 머니퓰레이터(108)는 어떤 상호작용 센서나 복잡한 제어 프로토콜도 구비되지 않은 "덤(dumb: 단순한)" 로봇으로 구현될 수도 있다. 결국, 머니퓰레이터(108)는 유지 및 감독 없이 많은 량의 공작물을 처리하도록 신뢰성 있고 강력하게 작동될 수 있다
당해 기술 분야의 기술자는 머니퓰레이터(108)의 실질적인 구현에 임의의 적절한 작동 메커니즘, 제어 시스템, 모터 등을 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
도17-도20을 참조하면, 린스 스테이션(106)의 다른 구체예가 도시되어 있다. 린스 스테이션(106)의 본 구체예는 셔틀암(1106)에 각각 설치된 제1 린스링(1102) 및 제2 린스링(1104)을 포함하고 있다. 작동에 있어서, 셔틀암(1106)은 좌위치(도2B에 도시되어 있음)로부터 우위치(도18에 도시되어 있음)로 전후방으로 교대로 이동한다. 셔틀 조립체(1106)의 좌우 교대 이동에 따라, 린스링(1102)에 의해 운반된 공작물은 위치 A(셔틀 조립체(1106)가 도2B에 도시된 좌측위치에 있을 때) 또는 위치 B(셔틀 조립체(1106)가 도18에 도시된 우측위치에 있을 때)에 위치될 수 있다; 마찬가지로 린스링(1104)에 의해 운반된 공작물도 위치 B(셔틀 조립체(1106)가 도2B에 도시된 좌측위치에 있을 때) 또는 위치 C(셔틀 조립체(1106)가 도18에 도시된 우측위치에 있을 때)에 위치될 수 있다.
도17-도20을 참조하면, 본 발명의 이중 린스링 조립체는 이전에 회수된 공작물이 린스되는 동안에 세척 스테이션(104)으로부터 공작물을 회수함으로 공작물 산출량의 증가를 더욱 촉진한다. 본 바람직한 구체예에 있어서, 각 린스링 조립체(1102,1104)는 셔틀암(1106)에 설치된 링본체(1108)를 포함한다. 링본체(1108)는 각 유체 공급구(1112A, 1112B, 및 1112C)와 연통된 유체 매니폴드(1110)를 포함한다. 매니폴드(1110)는 링본체(1108)의 실질적인 수평표면(1116) 둘레에 배치된 다수의 제트(1114)를 포함한다. 유체 공급구(1112)는 매니폴드(1110)의 내부영역에 유체를 공급하여, 유체가 각 제트(1114)로부터 실질적으로 균일한 압력으로 방출되게 하고 표면(1116)에 의해 형성되는 아크 주변을 흐르도록 한다.
도17B와 도19A를 참조하면, 공작물(122)은 세척 스테이션(104)으로부터 방출되고, 공작물의 이동 평면은 실질적으로 평면(123)으로 규정된다. 도19A에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이, 평면(123)은 링본체(1108)의 표면(1116)에 의해 규정되는 수평면의 약간 위(예, 5-20mm, 바람직하게 약 10mm)에 있다. 제트(1114)로부터 배출된 유체(도시되지 않음)는, 공작물이 세척박스로부터 린스링으로 이송될 때 공작물(122)을 지지한다.
도18과 도20을 참조하면, 각 공작물이 세척 스테이션(104)으로부터 각 린스링으로 화살표(1126)를 따라 이송될 때, 공작물은 실질적으로 각 웨이퍼 가이드(1122,1124) 및 각 중심핀(1118,1120)의 상호작용을 통하여 매니폴드(1110) 주위에 중심을 잡는다. 비록 각 공작물의 외주단이 웨이퍼 가이드(1122,1124) 및/또는 하나 또는 양자의 중심핀(1118,1120)과 부드럽게 접촉될 수 있지만, 편평한 공작물과 린스링 본체(1108) 사이의 기계적인 접촉은 실질적으로 피하게 된다.
도17B와 도19A를 참조하면, 공작물이 실질적으로 린스링 내에 중심잡고 있고 제트(1114: 도20)로부터 방출된 지지유체에 의해 지지되고 있을 때, 공작물이 세척 스테이션(104)으로부터 완전히 이송되었고 린스 스테이션에 수용되었다고 말한다. 이 지점에서, 셔틀 조립체(1106: 도18)는 다음위치로 전환(셔틀)되어서, 다른 린스링이 세척 스테이션(104)으로부터 공작물을 수용할 수 있게 된다. 우위치로부터 좌위치로 셔틀될 때(또는 그 반대로의 셔틀될 때), 린스링(1102: 또는 린스링 1104)은 도17B 및 도19A에 도시된 바와 같이, 10-50도의 범위, 가장 바람직하게 약 30도의 각도로 수평면으로부터 벗어나서 아래로 경사지게 된다. 이 위치에서, 린스유체는 공작물의 상면 및 하면 양자에 공급된다. 구체적으로, 도19B를 참조하면, 제1 유체노즐(1202)은 실질적으로 화살표(1204)를 따라 공작물의 상면으로 린스유체를 방출하도록 구성된다. 제2 유체노즐(1206)은 실질적으로 화살표(1208)를 따라 공작물의 하면으로 유체를 방출하도록 구성된다.
본 구체예의 린스 스테이션(106)에 있어서, 공작물의 산출량은 각 공작물의 상면과 하면 모두를 동시적으로 린스하는 것에 의해 증가될 수 있다. 또한, 제1 린스노즐(1202)이 도19B에 도시된 바와 같이 공작물의 상면에 대해 맞추어져 있어서, 공작물의 외주단 또한 효과적으로 린스될 수 있다. 하나의 바람직한 예시적인 구체예에 있어서, 린스유체는 0.1-20 리터/분의 범위, 가장 바람직하게 약 4-5 리터/분의 속도로 공작물의 상면에 적용된다; 유사하게 린스유체는 0.1-10 리터/분의 범위, 가장 바람직하게 약 1,5리터/분의 속도로 공작물의 하면에 적용된다.
린스 작동이 완료된 때, 경사진 린스링 조립체는 수평 위치로 원위치하도록 조작되며, 이후 제1 트랜스퍼 스테이션(107)은 린스된 공작물을 회수하여 공작물을 스핀-건조 스테이션(110)으로 이송한다; 대안으로 제1 트랜스퍼 스테이션(107)이 린스링이 경사진 위치에 있는 동안에 린스링으로부터 린스된 공작물을 회수하도록 할 수 있다.
도1B와 도2B를 참조하면, 제1 트랜스퍼 스테이션(107)은 린스링(1104)으로부터 린스된 공작물을 회수하고 공작물을 스핀-건조 조립체(111)로 이송하도록 구성된 로봇암(109)을 포함한다. 마찬가지의 로봇 조립체(도시되지 않음)가 트랜스퍼 스테이션(107)에 배치되어 있으며, 이 로봇 조립체는 린스링(1102)으로부터의 린스된 공작물을 회수하여(린스링(1102)이 도2B에 도시된 위치 A에 있을 때) 공작물을 스핀-건조 조립체(113)로 이송하도록 구성되어 있다. 본 발명에 따라, 이중으로 된 린스링들, 트랜스퍼 조립체들 및 스핀-건조 스테이션들의 사용으로, 장치(100)를 통한 공작물의 산출량 증가가 더욱 촉진된다.
이하 도21-도24를 참조하여 각 스핀-건조 조립체(111,113)의 바람직한 예시적인 구체예의 구성 및 작동을 설명한다. 당해 기술분야의 기술자는 여기에 도시되고 설명된 개수 이외의 임의의 스핀-건조 조립체의 개수로 본 발명이 적용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 각 스핀-건조 조립체(111,113)는 공작물이 스핀-건조될 때 공작물을 유지하도록 구성된 스핀 플랫폼(1600)을 포함한다. 구체적으로, 플랫폼(1600)은 본 디스크형 플랫폼(1600)을 통과하도록 신장된 다수(예 3 또는 5)의 슬롯(1610)을 구비한 상부평면(1602)을 포함한다. 플랫폼(1600)의 하면은 구동축(도시되지 않음)을 수용하기 위한 실린더형 공동(1604)을 구비한 허브(hub:1606)를 포함한다; 구동축은 이하에 설명될 스피너 모터에 연결되어서 지지 플랫폼(1600)을 회전시킨다. 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 각 슬롯(1610) 내에 보브(1800: bob)가 배치되고, 보브(1800)는 스핀 플랫폼(1600)의 회전 중에 공작물을 고정시키도록 구성된다. 하나의 바람직한 구체예에 있어서, 통상적으로 둥근 웨이퍼 공작물 또는 직선-테두리 부분을 가지는 실질적으로 둥근 웨이퍼 공작물에 스핀-건조 조립체(111,113)를 사용할 수 있도록, 5개의 보브(1800)가 사용된다. 단지 3개의 보브(1800)만을 가지는 다른 구체예는, 비록 둥근 웨이퍼 공작물에 대해서는 적당하지만, 직선 부분이 보브들(1800) 중 하나와 일직선으로 배치되어 있지 않으면 직선-테두리 웨이퍼를 효과적으로 고정시킬 수 없다.
각 보브(1800)는 상부본체부(1802), 하부본체부(1804), 피봇암(1810), 웨이퍼 클램프(1806), 버튼(1808), 및 스프링 시트(1812: spring seat)를 포함한다. 각 보브(1800)는, 예를 들어 플랫폼(1600)에 있는 대응하는 피봇 지지체(도시되지 않음)를 관통하게 피봇바(1810)를 신장시키는 것과 같은 통상적인 기구를 통하여, 각 슬롯(1610) 내에 피봇 가능하게 체결된다.
스핀 플랫폼(1600)의 작동 중에, 즉, 스핀 플랫폼(1600)이 스핀될 때, 공작물(122)의 주위는 각 보브(1800)에 의해 적절히 고정된다. 구체적으로, 적절한 스프링(1608)이 보브(1800)를 가압하여 웨이퍼 클램프(1806)가 상부로 가압되도록 구성된다; 이와 같이 함에 따라, 각각의 웨이퍼 클램프는 안쪽으로 가압되고, 도22에 도시된 바와 같이 공작물(122)이 제위치에 견고하게 유지된다. 스핀 플랫폼(1600)으로부터 건조된 공작물을 내리고 직전에 린스된 새로운 공작물을 빈 스핀 플랫폼(1600)으로 방출하기 원할 때에는, 각 보브(1800)에 근접하여 배치된 각 버튼 액추에이터 조립체(1704)가 화살표(1702)를 따라 상부로 내밀어져서 화살표(1702)로 표시된 바와 같이 보브(1800)의 하면에 접촉하도록 배치된다. 이로써, 스프링(1608)에 의해 작용하는 탄력이 반작용하여, 각 보브(1800)에 결합된 각 웨이퍼 클램프(1806)가 방사상으로 외측으로 공작물(122)을 가압하여 아래로 떨어지도록 하여 공작물이 각 버튼(1808)에 의해서만 지지되도록 한다. 이점에 있어서, 각 버튼(1808)은 공작물(122)의 하면을 손상시키지 않도록 연성의 탄성 있는 재질로 적절히 제작된다. 웨이퍼 클램프가 이런 후퇴 위치에 있는 상태에서, 트랜스퍼 메커니즘(도1A 및 도2A 참조)은 공작물을 회수하여 언로드 스테이션(114)으로 공작물을 이송한다.
하나의 공작물이 건조되어 스핀-건조 조립체(111,113)로부터 언로드 스테이션(114)으로 이송되는 동안에, 제2 공작물이 머니퓰레이터(108)에 의해 처리될 수 있다. 상기 대안의 구체예에 있어서, 제1 트랜스퍼 스테이션(107)은 린스 스테이션(106)으로부터 직전에 린스된 공작물을 회수하여 스핀 플랫폼(1600)으로 공작물을 이송한다. 구체적으로, 각 웨이퍼 클램프(1806)가 후퇴되어 있는, 클램프되어 있지 않은 위치에 있는 상태에서, 머니퓰레이터(또는 제1 트랜스퍼 스테이션 107)는 각 버튼(1808)에 의해서만 지지된 스핀 플랫폼(1600) 위에 공작물을 위치시킨다. 다음에, 버튼 액추에이터(1704)가 아래로 이동하여, 각 스프링(1608)은 각 보브(1800)가 피봇바(1810: pivot bar)에 대하여 피봇되도록 하고, 각 웨이퍼 클램프(1806)는 방사상으로 안쪽으로 가압되고, 이로써 공작물이 클램프된다. 각 버튼 액추에이터(1704)는 예를 들면 공압기구와 같은 적절한 기구에 의하여 상부 및 하부로 가압된다. 각 클램프(1806)의 사면 구조에 의하여, 클램프가 공작물을 버튼에서 약간 들어올려서, 스핀 작동 중에 공작물과 버튼 사이의 접촉이 적절히 배제되도록 한다.
이런 초기의 클램프된 위치에서, 이하에서 설명하는 바와 같이 구동모터(도시되지 않음)에 의해 구동된 스핀 플랫폼(1600)은 상대적으로 느린 RPM(예, 500rpm의 범위)에서 스핀을 개시한다. 일단 목적하는 이차적인 클램프 스핀속도에 도달하면, 원심력이 각 보브(1800)가 피봇바(1810)에 대하여 더 피봇되도록 하고, 이로써 각 웨이퍼 클램프(1806)는 공작물을 보다 확실하게 유지하게 된다.
본 바람직한 구체예에 있어서, 각 스핀 조립체(111,113)는 각 플랫폼(1600)을 실질적으로 둘러싸도록 구성된 실드 조립체(1820)를 포함한다. 스핀-건조 작동 중에, 즉 직전에 린스된 공작물이 고속으로 스핀되어 공작물의 표면으로부터 수분이 제거될 때, 각각의 실드 조립체(1820)가 상승하여, 공작물과 스핀-건조 조립체(111,113)로부터 퉁겨져 나오거나 또는 유리된 유체나 불순물이, 인접한 스핀-건조 조립체에 의해 방금 처리된 웨이퍼나 언로드 스테이션(114) 내부의 건조된 웨이퍼를 오염시키는 것을 방지한다. 따라서, 실드 조립체(1820)는 세척유체와 린스유체, 각종 성분들, 및 기타 장치(100)에 사용된 화학물질에 대해 실질적으로 불투수성인 재료로 형성된다.
도24는 하강위치(실선)와 상승위치(가상선)에서의 실드 조립체(1820)를 나타낸다. 실드 조립체(1820)는 스핀-건조 과정 중에 스핀 플랫폼(1600) 위의 적당한 높이에 있는 상부 외주단(1822)을 포함한다. 스핀-건조 과정이 완료된 후에, 상부 외주단(1822)은 스핀 플랫폼(1600)의 상면(1602) 아래의 높이로 하강된다. 본 바람직한 구체예에 있어서, 상부 외주단(1822)은 스핀 플랫폼(1600)의 상면(1602) 위의 대략 1인치(1") 높이로 상승한다. 이 특정 높이는 스핀 속도, 장치(100)의 인접 구성요소의 배열, 또는 원하는 보호의 정도에 의존한다. 실드 조립체(1820)는 예를 들어 솔레노이드 또는 공압 리프터와 같은 임의 개수의 적당한 작동기구(1823)에 의해 상승하고 하강한다. 작동기구(1823)는 각 스핀-건조 조립체(111,113)에 관련된 타이밍 프로토콜(timing protocol)에 의하여 제어할 수 있다.
실드 조립체(1820)는 바람직하게 실린더 형상으로 되어 있다; 스핀 플랫폼(1600)은 바람직하게 원형이다. 도21에 도시된 바와 같이, 실드 조립체(1820)와 스핀 플랫폼(1600)은 실질적으로 동심으로 할 수 있어서, 공작물과 장치(100)의 구성요소들을 감싸서 효과적인 보호를 촉진하고 장치(100)의 사이즈를 감소시키는 데 도움이 된다. 도2B를 참조하면, 각 스핀-건조 조립체(111,113)는 대안으로서 스핀-건조 챔버(1840) 내에 내장할 수도 있다. 구체적으로, 제1 도어(1842)와 제2 도어(1844)를 개방되게 구성하여(예, 수직 상방, 수직 하방으로 펴거나, 또는 임의의 다른 적당한 방법에 의함), 제1 트랜스퍼 스테이션(107)의 로봇암이 공작물을 린스 스테이션(106)으로부터 스핀-건조 플랫폼 위로 이송하도록 할 수 있다. 유사하게, 제2 도어(1844)를 개방되도록 구성하여, 제2 트랜스퍼 스테이션(112)이 스핀-건조 후에 건조된 공작물을 스핀-건조 플랫폼으로부터 언로드 스테이션(114)으로 이송하도록 할 수 있다. 그러나, 스핀-건조 작동 중에, 즉 직전에 린스된 공작물이 고속으로 스핀되어 공작물의 표면으로부터 수분을 제거되는 때, 각 도어(1842,1844)는 폐쇄된다.
본 발명의 하나의 특징에 따라, 각각의 스핀-건조 조립체(111,113)는 스핀 플랫폼(1600)과 운반된 공작물을 회전시켜 고속에서 공작물로부터 유체를 제거하도록 구성된 모터(도시되지 않음)를 각각 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 구체예에 따라, 종래의 통상적인 계단식 램프(stepwise ramp)에 대비하여 선형램프(linear ramp)가 사용된다. 예들 들어, 비록 공작물은 상대적으로 낮은 RPM(예, 200-1,000 RPM, 가장 바람직하게 약 500 RPM)에서 스핀 조립체에 초기 클램프되지만, 전체의 가속램프는 실질적으로 영(0)에서부터 최대 작동속도에 이르기까지 실질적으로 선형이다. 바람직한 구체예에 있어서, 스핀 조립체는 3,000-5,000 RPM의 범위, 가장 바람직하게 약 4,000 RPM으로 가속된다. 따라서, 특히 바람직한 구체예에 따라, 실질적인 선형램프는 대략 정지 위치에서부터 4,000 RPM까지 적용된다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 스핀 조립체(111,113)는 공작물이 스핀 플랫폼에 클램프된 시점(예, 500 RPM)으로부터 4-30초의 범위, 가장 바람직하게 약 6-8초의 범위에서 대략 4,000 RPM까지 램프된다. 일단 최고의 속도(예, 4,000 RPM)에 이르면, 4-20초의 범위, 가장 바람직하게 약 10초 동안 그 속도가 유지된다. 이후, 실질적인 선형램프가 스핀 조립체를 감속시키는 데 적용된다. 바람직한 구체예에 있어서, 감속은 대략 4-30초, 가장 바람직하게 약 6-8초 동안에 수행된다.
다른 구체예에 따라, 스핀-건조 조립체(111,113)는 정지위치로부터 예를 들어 20-1,000 RPM/sec2, 가장 바람직하게 약 250-300 RPM/sec2의 제1 가속도로 제2 클램프 속도로 적절히 가속된다. 본 다른 구체예에 있어서, 제2 클램프 속도까지의 이런 기본가속은 0.5-5초의 범위, 가장 바람직하게 1-2초의 범위 동안에 일어난다. 이후, 일단 공작물이 스핀 조립체(111,113)에 의해 견고히 클램프되면, 조립체는 클램프 속도(예, 500 RPM)로부터 최대 속도(예, 4,000 RPM)까지 실질적으로 선형(그러나 적절히 더 높은) 가속도로 가속된다. 예를 들어, 스핀 조립체는 0.5-10초의 범위, 가장 바람직하게 약 1-2초의 범위에서 500 RPM에서 4,000 RPM으로 가속될 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 고조파 및 공명진동이 실질적으로 공작물로부터 격리되며, 이로써 하기의 방법으로 공작물의 파손 가능성이 최소화된다. 본 발명자는 적절한 스피너 모터의 신중한 선택을 통하여 스핀 조립체의 성능을 상당히 향상시킬 수 있음을 측정하였다. 본 발명의 바람직한 구체예에 있어서, 미합중국, 캘리포니아, 리치먼드 소재의 Berkeley Process Control 사로부터 구입할 수 있는 모델 번호 ASM 121의 브러시리스 서보모터(brushless servo motor) 또는 기능적으로 이와 동일한 모터가 스피너 모터로서 적절히 사용될 수 있다. 본 발명의 하나의 특징에 따라, 스피너 모터는 자기동조의 특징을 가지며, 이로써 장치(100)의 예상 작동환경 내에서 그 성능을 최적화될 수 있도록 모터가 자동적으로 조정되게 할 수 있다.
구체적으로, 스핀-건조 조립체(111,113)의 모터는 스핀-건조 조립체에 샘플 공작물을 위치시키고 모터(도시되지 않음)를 자동동조 또는 자기동조모드 작동으로 세팅하는 것에 의해 사전에 조정시킬 수 있다. 이것은 장치(100)가 완전하게 사용가능한 동안에 수행되며, 이로써 작동 환경을 최상의 상태로 시뮬레이션한다. 다음에 스핀-건조 조립체(111,113)는 보통의 작동 과정 파라미터에 따라 상승 램프되고, 모터는 스스로 작동환경으로 조정된다. 이점에 있어서, 자기동조모터는 전류, 진동수, 토크 등을 포함하는 여러 가지 파라미터를 조절하여 의도하는 작동 환경으로 모터를 최적으로 작동시키는 작동 특성을 형성한다. 이와 같이 함으로써 그렇지 않으면 모터가 스핀-건조 시스템에 미치게 되는 고조파 및 공명진동을 실질적으로 제거할 수 있다.
부가하여, 많은 자기동조모터는 의도하는 작동환경에 대한 작동 파라미터(즉, 모터의 최적 작동 특성)의 범위를 내부에 기억하는 능력을 가진다. 본 발명의 특징에 따라, 모터로부터의 출력 시그널은 장치(100)의 프로세서 시스템에 적절히 인가되며, 이로써 모터가 미리 결정되고 사전 조정된 작동 파라미터 내에서 작동하는 한, 스핀-건조 스테이션(110)의 작동은 중단 없이 유지된다. 그러나, 모터가 미리 지정된 특성(즉, 미리 저장된 범위의 작동 파라미터)을 벗어나서 작동하거나 이에 근사한 상태에서 작동되는 것이 검출되면, 장치(100)가 모터로부터의 동조이탈신호를 받아서 이를 조작자에게 디스플레이하도록 구성된다. 스피너 모터로부터 동조이탈신호가 수신될 때, 장치(100)가 자동으로 그 작동을 멈추도록 구성할 수 있다; 대안으로, 조작자는 장치를 정지시켜서 자기동조모드 작동으로 스피너 모터를 설정하고 모터를 재조정하는 것에 의해 스피너 모터를 재조정할 수 있다. 이런 방식에 있어서, 스피너 모터의 빈약한 성능의 결과로 인하여 손상 및 파손되는 공작물이 실질적으로 제거된다.
도1A와 도2A를 참조하면, 각 스핀-건조 조립체(111,113)로부터의 건조된 공작물을 교대로 회수하도록 제2 트랜스퍼 조립체(112)를 구성할 수 있다. 구체적으로, 제2 트랜스퍼 조립체(112)는 각 스핀-건조 조립체로부터 공작물을 잡아서 언로드 스테이션(114)에 공작물을 장착하도록 구성된, 신축가능하고 회전 가능한 로봇암(115)을 포함한다.
구체적으로, 도1A, 도1B, 도2A, 및 도2B를 참조하면, 언로드 스테이션(114)은 제1 언로드 카세트 조립체(117)와 제2 언로드 카세트 조립체(119)를 포함한다. 바람직한 구체예에 있어서, 트랜스퍼 조립체(112)는 두 스핀-건조 조립체(111,113)로부터의 건조 공작물을 교대로 회수하고, 연속해서 카세트가 채워질 때까지 언로드 조립체(119)의 카세트 내로 공작물을 장착한다. 이점에 있어서, 카세트 충전 센서(도시되지 않음)를 카세트 언로드 조립체(119) 내에 또는 근접하여 배치함으로써, 조립체(119)의 카세트가 건조 공작물로 충전되어 있는지를 나타내도록 할 수 있다. 일단 조립체(119)의 카세트가 카세트 충전 센서에 의해 완전히 채워진 것으로 표시되면, 트랜스퍼 스테이션(112)은 각 스핀 조립체(111,113)로부터 건조 공작물의 회수를 계속하고, 언로드 카세트 조립체(117)의 카세트 안으로 공작물의 장착을 시작한다. 건조 웨이퍼로 카세트 조립체(117)가 충전되는 동안에, 조립체(119)로부터 충전된 카세트가 수동 또는 자동으로 제거되어 빈 카세트로 교체된다. 이런 방식에 있어서, 장치(100)로부터 건조 카세트를 언로딩하는 것이, 실질적으로 목적하는 방식에 맞게 연속적으로 중단 없이 수행된다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 전술한 바와 같이, 장치(100)의 작동 중에 여러 가지 유체가, 공작물을 지지하고 공작물을 린스하기 위한 린스링, 워터트랙, 및 롤러박스에 공급될 필요가 있다. 또한, 여러 가지의 유체(예, 3가지)가 세척과정 중에 세척박스에 공급될 필요가 있다. 본 발명의 특징에 따라, 원하는 흐름의 산포액량을 이들 여러 가지 작동부에 공급하도록 장치(100)를 구성할 수 있으며, 상기 산포액량은 이하에 설명하는 바와 같이 유체의 공급압력에 의하여 실질적으로 영향을 받지 않는다.
도25를 참조하면, 본 발명의 특징에 따른 예시적인 유체제어 개략도가 도시되어 있다. 구체적으로, 예시적인 유체 사이트(1408)에는, 예를 들어 린스 스테이션(106), 세척 스테이션(104)에의 유체투입구, 또는 공작물 린스 공급구가 포함될 수 있다. 장치(100)에 관련된 프로세스 제어기(1416: 또는 여러 공정 제어기 중 하나)의 작동을 통하여, 유체 사이트(1408)에 대한 유체흐름의 산포액량이 공급유체압력의 변화의 존재에도 불구하고 정확하게 제어된다.
예시적인 유체제어구조(1400)는 필요한 처리 유체의 공급을 유지하는 탱크(1402), 여러 가지 오리피스 사이즈를 가지는 유량계(1406), 유량계(1406)의 오리피스 사이즈를 제어하는 플러그 밸브(1404), 플러그 밸브(1404)에 아날로그 에어 시그널(analogue air signal)을 제공하는 에어서보(air servo: 1410), 및 프로세서(1416)를 포함한다. 본 발명의 하나의 구체예에 따라, 적절한 에어서보에는 미합중국 특허번호 4,901,758로 미국 인디아나 소재의 Proportion-Air of McCordsville에 의해 제작된 모델 번호 QB2T1300이 포함될 수 있다. 바람직한 구체예에 있어서, 서보밸브(1410)로는 내부 밸브, 매니폴드, 내부압력 변환기 및 입력전기신호에 대하여 비례 공기압을 출력하도록 구성된 전자제어기가 적절히 포함된다. 도시된 구체예에 있어서, 프로세서(1416)로부터의 전기신호가 서보(1410)의 출력을 적절히 제어한다. 또한 본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 유량계(1406)는 예를 들어 Malema Engineering 사에서 구입할 수 있는 모델 번호 M-10000T, M10000TM-200T, 등과 같은 로터리휠 유량계/스위치(rotary wheel flow meter/switch)를 포함할 수 있다.
도25를 참조하면, 유체 사이트(1408)에서 유량계(1406)를 통하는 바람직한 유체속도는, 장치(100)의 작동 전에(또는 중에) 프로세서(1416)에 적절히 프로그램될 수 있다. 작동 중에, 유량계(1406)가 사이트(1408)에서 유량계(1406)를 통하는 유체의 실제 유체속도를 표시하는 전기신호(1414)를 출력한다. 프로세서(1416)는 전기신호(1414)를 수신하여 이에 응답하고, 원하는 유체속도 설정점으로부터 일정범위 내에 실제 유체속도를 유지하는 데 필요한 만큼 유량계(1406)의 오리피스 사이즈를 조절한다. 구체적으로, 신호(1414)에 의해 표시된 유량계(1406)의 실제 유체 속도가 소정의 에러폭 보다 크게 설정점을 벗어나면, 프로세서(1416)는 서보(1410)에 전기신호(1412)를 출력하며, 이로써 에어서보(1410)에 의해 아날로그 공기압 신호(1418)의 출력을 변화시켜서 플러그 밸브(1404)에 가한다. 아날로그 공기 신호(1418)에 응답하여 플러그 밸브(1404)는 유량계(1406)를 통과하는 실제 유체 속도와 원하는 유체속도 사이의 에러가 최소치로 되도록 하는 데 필요한 양으로 유량계(1406)의 오리피스 사이즈를 변화시킨다. 특히 바람직한 구체예에 있어서, 프로세서(1416)에 실시간 폐쇄루프 PID 제어를 사용하여 이와 같은 기능을 수행한다.
본 발명의 다른 구체예에 따라, 단순화를 위하여 에어서보(1410) 및 플러그 밸브(1404)를 제거하고, 직접적인 작동장치를 사용하여 유량계(1406)의 오리피스 사이즈를 변화시킬 수 있다. 이점에 있어서, 임의의 적당한 토크 모터, 스텝모터, 서보모터 등을 사용하여 유량계의 오리피스 사이즈를 직접 제어할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 웨이퍼 세척장치(100)는 실질적으로 모듈식 구조로 구성함으로써, 유지, 보수, 문제해결, 개조, 및 장치의 확장이 편리하도록 할 수 있다. 구체적으로, 도26과 도27에 도시된 바와 같이, 바람직한 구체적인 장치(100)는, 제1 제어열(1902), 제2 보수유지열(1904), 및 제3 공정면열(1906)을 포함한다. 최상부의 공정면열(1906)은 앞서 설명한 공작물에 대한 공정들에 대응하는 것이며, 여러 스핀 조립체, 린스 조립체, 세척박스 등뿐만 아니라, 이에 관련된 여러 모터와 액추에이터가 포함되어 있다. 보수유지열(1904)은 다수의 접근패널(복잡해지는 것을 피하기 위해 도시 생략)을 구비하며, 에어필터, 유체필터 등을 포함한 여러 가지 일단위 및 주단위의 소모품에 대하여 접근이 용이하도록 한다. 제어열(1902)은 제어 기능에 관련된 여러 가지 것들이 수용되며, 기능적으로 관련된 하드웨어와 설비를 각각 포함하는 구별된 분실(compartment)로 유용하게 짜여져 있다.
구체적으로, 제어열(1902)은 조작자가 여러 가지 제어 및 기능 구성요소들에 접근할 수 있도록 하는 다수의 서랍 및/또는 외부패널을 더 포함한다. 구체적으로, 제1 서랍(1908)은 유체 제어 밸브 등을 포함하는 유체분실이 수용될 수 있다. 제2 서랍(1910)은 진공라인, 공기제어밸브 등의 공기분실이 수용될 수 있다. 제3 서랍(1912)은 예를 들어 Berkeley Process Control로부터 구입할 수 있는 것과 같은, 입출력 포트 및 분배 프로세서를 포함하는 장치의 전자기기에 관련된 제어기능이 수용될 수 있다. 대안으로 상기 기능 및 제어 요소들은 하나 이상의 외부 패널을 통해 접근할 수 있도록 할 수도 있다.
전술한 모듈식 구조에 의해 장치를 구성함에 따라, 장치의 유지 및 보수가 매우 간편해 질 수 있다. 예를 들어, 논리적으로 다른 것들과 관련을 가지는 실질적으로 모든 구성요소들을 공통의 분실에 수용시킬 수 있으며, 이로써 예를 들어 단일의 위치에서 모든 유체를 점검하고 유체 시스템을 수정할 수 있다. 또 다른 예로서 실질적으로 모든 전자제어 및 프로세스 시스템도 단일의 위치(즉, 서랍 1912)에서 접근할 수 있도록 할 수 있다.
장치의 유지, 보수, 확장을 보다 편리하게 하기 위하여, 예를 들어 파일 서랍에 사용하는 것과 기능적으로 유사한 볼 베어링 슬라이드 기구(ball bearing slide mechanism)를 사용하여, 각 서랍(1908-1912)이 장치의 프레임에 대하여 적절히 슬라이딩 방식으로 이동될 수 있도록 할 수 있다. 서랍을 용이하게 개방, 폐쇄, 및 제거할 수 있도록, 서랍(1912)의 여러 전기 콘딧(conduit), 서랍(1910)의 공기 콘딧, 및 서랍(1908)의 유체 콘딧이 각각의 프렉시블한 콘딧 트랙(1914A-D)에 적절히 케이싱된다. 작동에 있어서, 예시적인 프렉시블 콘딧(1914A)의 단부(1916)는 서랍(1912)의 뒤쪽 부분(1918)에 적절히 부착될 수 있다. 따라서, 서랍(1912)이 개방된 때, 프렉시블 콘딧(1916)은 서랍을 따라 이동한다. 콘딧(1914A)이 서랍(1912)을 따라 슬라이딩될 때, 슬리브(1914A) 내의 여러 전기콘딧은 정지상태로 유지되고 콘딧(1914A)에 의한 손상으로부터 보호된다.
본 발명의 특징에 따라, 장치(100)의 모듈식 구조는 관련된 추가의 기능 또는 완전히 다른 기능을 통합하여 장치를 확장하는 것을 용이하게 한다. 구체적으로, 도2A와 도2B를 참조하면, 여러 공정 스테이션(예, 웨이퍼 로드 스테이션 102 또는 세척 스테이션 104)을 함께 장치(100)의 전체 프레임을 구성하는 독립된 서브프레임 구조 내에 수용시킬 수 있다. 예를 들어, 로드 스테이션(102)에 관련된 프레임 부재(2102)는 세척 스테이션(104)에 관련된 프레임 부재(2104)에 대하여 접하고 있는 것으로 도시되어 있다. 각 프레임 부재(2102,2104)는 예를 들어 볼트나 기타 파스너를 이용하여 필요에 따라 서로 체결될 수 있다. 예를 들어 추가의 세척박스, 추가의 카세트 조립체, 또는 완전히 다른 기능(예, 평탄화, 래핑 등)에 관련된 모듈과 같은 추가의 모듈을 포함시켜 장치(100)를 확장하고자 하는 경우에, 각 스테이션(102,104)을 그들의 경계면을 형성하는 접합부(2106)에서 서로 분리하고, 추가 기능의 모듈을 그 사이에 삽입할 수 있다. 새로이 삽입된 기능의 모듈은 추가 모듈의 프로세스, 보수유지, 및 제어 기능을 각각 수용하는 제1, 제2, 및 제3 열을 포함할 수도 있다.
본 발명의 특징에 따라, 터치 스크린 디스플레이(도시되지 않음)를 사용하여 조작자가 장치(100)를 모니터, 재구성, 문제해결, 및 기타 조작할 수 있도록 할 수 있다. 구체적으로, 전술한 장치(100)의 여러 작동 특성을 바람직하게 3차원 영상 및 그래프로 디스플레이할 수 있도록 터치 스크린 디스플레이 패널을 구성할 수 있다. 예를 들어, 조작자가 새로운 카세트를 로드 스테이션(102)으로 장착하기 원하는 경우, 조작자가 터치 스크린 디스플레이에서 로드 스테이션(102)의 그래프 표시 아이콘을 누르도록 할 수 있다. 터치 스크린 디스플레이는 문제점을 조작자에게 신속히 알려줄 수 있으며, 또는 조작자가 카세트 장착 기능에 관한 도어를 접촉하여 간단히 도어가 개방되게도 할 수 있다. 이런 터치 스크린 작용의 모델에는 여기에 설명한 장치(100)의 여러 특성들이 실질적으로 반영되게 할 수 있다.
이상 본 발명을 첨부의 도면에 의해 설명하였지만, 본 발명은 여기에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 세척 시스템의 설계 및 장치화에서, 각 공정과 구성에 대한 여러 가지 추가, 삭제, 대체, 및 재배열이, 첨부의 청구범위에 나타낸 바와 같은 본 발명의 요지로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있을 것이다.

Claims (83)

  1. 공작물을 단일의 공통 워터트랙으로 방출하는 제1 로드 조립체 및 제2 로드 조립체;
    상기 워터트랙으로부터 공작물을 수용하여 각 공작물의 상면과 하면을 세척하는 세척 스테이션;
    상기 세척 스테이션으로부터 공작물을 수용하고 이어서 상기 공작물을 린스하는 린스 스테이션; 및
    상기 린스 스테이션의 처리에 이어서 공작물을 건조시키는 스핀-건조 스테이션;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 공작물을 세척 및 건조하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스핀-건조 스테이션으로부터 공작물을 회수하여 다수의 독립된 언로딩 카세트들에 상기 공작물을 교대로 적재하는 언로드 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 로드 조립체는 상기 공작물을 상기 워터트랙에 대해 직각 방향으로 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 로드 조립체는 서로에 대하여 오프셋되어 있어서, 상기 제1 및 제2 로드 조립체 중 하나로부터 방출된 공작물이 상기 제1 및 제2 로드 조립체 중 다른 하나와 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 로드 조립체는, 상기 제1 및 제2 로드 조립체 중 다른 하나가 해당 공작물의 방출을 시작하기 전에, 상기 제1 및 제2 로드 조립체 중 하나가 해당 공작물을 연속적으로 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 린스 스테이션은: 상기 세척 스테이션에 관련된 이송 위치에서 제1 공작물을 수용하는 제1 링 조립체; 상기 이송 위치에서 제2 공작물을 수용하는 제2 링 조립체; 및 상기 제1 및 제2 링 조립체가 장착되고, 상기 제1 링 조립체가 상기 이송 위치와 정렬되는 제1 위치로부터 상기 제2 링 조립체가 상기 이송 위치와 정렬되는 제2 위치로 이동되도록 구성된 셔틀암; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 링 조립체는: 상기 셔틀암에 장착되는 링본체; 상기 링본체에 위치되고 유체 공급부와 연통된 유체 매니폴드; 및 상기 링본체의 주위에 배치되고 상기 유체 매니폴드와 연통되는 다수의 제트를 포함하고; 상기 제트는 상기 제1 공작물이 상기 제1 링 조립체에 의해 수용될 때 상기 제트로부터 방출된 유체가 상기 제1 공작물을 지지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 워터트랙은 상기 공작물을 상기 제1 및 제2 로드 조립체로부터 상기 세척 스테이션으로 보내기 위해 사용되는 유체를 방출하는 다수의 유체제트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유체제트는 상기 워터트랙에 존재하는 공작물에 의해 규정되는 평면에 대하여 20-70도 범위의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 유체제트는, 상기 제1 및 상기 제2 로드 조립체로부터 수용된 공작물을 상기 워터트랙과의 실질적인 기계적 접촉 없이 상기 워터트랙을 따라 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 적어도 상기 워터트랙, 상기 세척 스테이션, 상기 린스 스테이션에 대한 유체흐름의 산포액량을 조절하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 린스 스테이션으로부터 공작물을 회수하고 상기 스핀-건조 스테이션으로 공작물을 이송하는 이송 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제1 로드 카세트로부터 제1 군의 공작물을 워터트랙으로 연속적으로 방출하는 공정;
    이어서 제2 로드 카세트로부터 제2 군의 공작물을 상기 워터트랙으로 연속적으로 방출하는 공정;
    상기 워터트랙의 상기 제1 군 및 제2 군의 공작물을 비접촉 방식으로 세척박스로 안내하는 공정;
    상기 세척박스에서 상기 각 공작물들의 상면과 하면을 동시에 세척하는 공정;
    린스 스테이션에서 상기 각 공작물을 린스하여 대응하는 린스된 공작물을 산출하는 공정;
    적어도 하나의 스핀 조립체에서 상기 린스된 각 공작물을 스핀-건조하여 대응하는 다수의 건조된 공작물을 얻는 공정; 및
    상기 건조된 공작물을 적어도 하나의 언로드 카세트에 위치시키는 공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 공작물을 통합된 자장식 장치에서 세척하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 린스공정은: 상기 세척박스로부터의 상기 공작물들 중 제1 공작물을 상기 린스 스테이션의 제1 린스링에 수용하는 공정; 상기 세척박스로부터의 상기 공작물들 중 제2 공작물을 상기 린스 스테이션의 제2 린스링에 수용하는 공정; 및 린스된 공작물을 상기 제1 및 제2 린스링으로부터 각각 제1 및 제2 스핀 조립체로 이송하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 세척공정은: 상기 공작물의 상부에 배치된 상부구동롤러와 상기 공작물의 하부에 배치된 하부구동롤러를 포함하는 한쌍의 구동롤러로 상기 공작물을 구동하는 공정; 및 상기 공작물의 상부에 배치된 상부세척롤러와 상기 공작물의 하부에 배치된 하부세척롤러를 포함하는 한쌍의 세척롤러로 상기 공작물을 세척하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 한쌍의 구동롤러를 제1 속도로 회전시키는 공정; 및 상기 한쌍의 세척롤러의 적어도 하나의 롤러를 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 회전시키는 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 상부 및 하부구동롤러를 서로 반대방향으로 회전시키는 공정; 및 상기 상부 및 하부세척롤러를 서로 동일한 방향으로 회전시키는 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 각각의 공작물에 대하여 상기 세척공정은: 상기 세척박스 내에 배치된 제1 군의 세척롤러 주변에 제1 유체를 가하는 공정; 상기 세척박스 내에 배치된 제2 군의 세척롤러 주변에 제2 유체를 가하는 공정; 상기 제1 군의 세척롤러로 공작물을 초기에 세척하는 공정; 및 상기 제2 군의 세척롤러로 상기 공작물을 후속하여 세척하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 스핀-건조 공정은: 정지상태로부터 클램프속도로 선형방식으로 제1 가속도로 상기 적어도 하나의 스핀 조립체를 초기에 가속하는 공정; 및 상기 클램프속도로부터 작동속도로 선형방식으로 제2 가속도로 상기 적어도 하나의 스핀 조립체를 후속하여 가속하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 가속도는 상기 제2 가속도보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스핀 조립체를 일정시간 동안 상기 작동속도로 회전시키는 공정; 및 이후 상기 적어도 하나의 스핀 조립체를 상기 작동속도로부터 상기 정지상태로 선형방식으로 감속시키는 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 일정시간은 4-20초의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 감속공정은 4-30초 범위의 시간 동안에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제19항에 있어서, 상기 후속 가속공정은 4-30초의 범위의 시간 동안에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제19항에 있어서, 상기 제1 가속도는 20-1,000 RPM/sec2의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제13항에 있어서, 적어도 상기 워터트랙, 상기 세척박스, 상기 린스 스테이션에 대한 유체 흐름의 산포액량을 조절하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 공작물을 워터트랙으로 방출하는 로드 조립체;
    상기 워터트랙으로부터 상기 공작물을 수용하여 상기 공작물을 세척하고, 내부에 다수의 롤러쌍을 포함하며, 상기 다수의 롤러쌍은 한쌍의 구동롤러와 한쌍의 세척롤러를 포함하고 상기 세척롤러는 상기 공작물의 상면과 하면을 동시에 세척하도록 구성된, 세척박스;
    상기 세척박스로부터 상기 공작물을 수용하고 이어서 상기 공작물을 린스하는 린스 스테이션; 및
    상기 린스 스테이션의 처리에 이어서 상기 공작물을 건조시키는 스핀-건조 스테이션;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 공작물을 세척 및 건조하는 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 상기 한쌍의 구동롤러는 작동시에 상기 공작물이 그 사이로 통과되는 상부구동롤러와 하부구동롤러를 포함하고, 상기 한쌍의 세척롤러는 작동시에 상기 공작물이 그 사이로 통과되는 상부세척롤러와 하부세척롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 한쌍의 구동롤러는 제1 속도로 회전되도록 구성되고, 상기 한쌍의 세척롤러 중 적어도 하나의 롤러는 제2 속도로 회전되도록 구성되고, 상기 제2 속도는 상기 제1 속도 보나 빠른 것을 특징으로 하는 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 상기 상부세척롤러는 제3 속도로 회전되고, 상기 하부세척롤러는 상기 제2 속도로 회전되고, 상기 제3 속도는 상기 제2 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 시스템.
  31. 제28항에 있어서, 상기 상부 및 하부구동롤러는 서로 반대방향으로 회전되게 구성되고, 상기 상부 및 하부세척롤러는 서로 동일한 방향으로 회전되게 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  32. 제27항에 있어서, 상기 다수의 롤러쌍 중 지정된 것으로 유체를 분배하도록 구성된 다수의 유체투입구를 구비하는 상부패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 상기 유체투입구들 중 대응하는 것과 연통하는 다수의 유체채널을 포함하고, 상기 유체채널들은 상기 지정된 롤러쌍의 길이방향을 따라 유체를 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  34. 제32항에 있어서, 상기 유체투입구들 중 제1의 유체투입구는 상기 세척박스 내에 배치된 제1 군의 세척롤러 주변에 제1 유체를 가하도록 구성되고, 상기 유체투입구들 중 제2의 유체투입구는 상기 세척박스 내에 배치된 제2 군의 세척롤러 주변에 제2 유체를 가하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  35. 제27항에 있어서, 상기 세척박스는 통합 단위로서의 상기 시스템으로부터 제거될 수 있도록 형성된 하나의 자장식 모듈단위로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  36. 워터트랙으로 공작물을 방출하도록 구성된 로드 조립체;
    상기 워터트랙으로부터 상기 공작물을 수용하고 상기 공작물을 세척하도록 구성된 세척박스;
    상기 세척박스로부터 상기 공작물을 수용하고 계속해서 상기 공작물을 린스하도록 구성된 린스 스테이션; 및
    상기 린스 스테이션의 처리에 이어서 상기 공작물을 건조시키고, 스핀-건조 중에 상기 공작물을 유지하는 스핀 플랫폼, 상기 스핀 플랫폼에 결합된 구동축, 및 상기 구동축에 결합되어 상기 구동축에 여러 가지의 회전속도를 제공하며 정지위치로부터 제1 지정회전속도로 제1 선형 가속램프를 나타내는 구동모터를 구비하는, 스핀-건조 스테이션;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물을 세척 및 건조시키기 위한 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 구동모터는 상기 제1 지정회전속도로부터 제2 지정회전속도로 제2 선형 가속램프를 따르도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제1 지정회전속도는 상기 제2 지정회전속도보다 느린 것을 특징으로 하는 장치.
  39. 제36항에 있어서, 스핀-건조 중에 상기 공작물을 클램프하는 수단을 더 포함하고, 상기 클램프 수단은 상기 스핀 플랫폼이 지정회전속도에 도달했을 때 상기 공작물을 클램프하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 클램프 수단은 다수의 보브를 포함하고, 상기 각각의 보브는: 상부본체; 하부본체; 상기 하부본체에 근접해 위치하는 피봇암; 상기 상부본체에 위치하고 상기 공작물과 적합성을 가지는 클램프 부재; 및 상기 상부본체에 위치하고 상기 클램프 부재가 상기 공작물로부터 이탈될 때 상기 공작물을 지지하도록 구성된 지지버튼을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  41. 제36항에 있어서, 상기 린스 스테이션으로부터 상기 공작물을 회수하고 상기 스핀-건조 스테이션으로 상기 공작물을 이송하는 이송 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  42. 지지 프레임;
    상기 지지 프레임에 연결되고, 공작물의 상부 및 하부 표면을 세척하여 세척된 공작물을 산출하는 세척 스테이션;
    상기 지지 프레임에 연결되고, 상기 세척된 공작물을 린스하여 린스된 공작물을 산출하는 린스 스테이션; 및
    상기 지지 프레임에 연결되고, 상기 린스된 공작물을 건조시켜 건조된 공작물을 산출하는 건조 스테이션; 을 포함하고,
    여기에서 상기 세척 스테이션, 상기 린스 스테이션, 상기 건조 스테이션 중 적어도 하나는 상기 지지 프레임과 결합된 서브프레임 구조에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 공작물을 처리하는 시스템.
  43. 제42항에 있어서, 상기 지지 프레임은, 상기 시스템의 제어기능에 관련된 구성요소가 수용된 제어열 및 상기 시스템의 유지에 관련된 구성요소에 대한 접근이 용이하도록 구성된 보수유지열을 포함하는, 다수의 구별된 열로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  44. 제42항에 있어서, 상기 세척 스테이션, 상기 린스 스테이션, 상기 건조 스테이션 중 적어도 하나는, 상기 지지 프레임으로부터 제거될 수 있는 일종의 모듈식으로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  45. 제42항에 있어서, 상기 세척 스테이션과 상기 건조 스테이션은 하나의 단일의 시스템 프로세서에 의해 그 작동이 제어되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  46. 제42항에 있어서, 상기 린스 스테이션으로부터 상기 린스된 공작물을 회수하여 상기 건조 스테이션으로 상기 린스된 공작물을 이송하는 이송 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  47. 제42항에 있어서, 상기 지지 프레임은 5-8 피트 범위의 길이와 2-4 피트 범위의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  48. 제47항에 있어서, 상기 지지 프레임은 30평방 피트 이하의 장착면적을 차지하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  49. 상부패널을 구비하는 격납체;
    상기 격납체 내로 공작물을 수용하는 수단;
    상기 격납체 내에 수용되고, 상기 공작물이 상기 격납체를 통과할 때 상기 공작물의 상부 및 하부표면을 세척하도록 구성된 다수의 세척부재; 및
    상기 상부패널에 형성되고 상기 세척부재들에 적어도 하나의 세척제를 분배하도록 구성된 매니폴드 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 공작물을 세척, 린스 및 건조하는 시스템에 사용되는 세척 스테이션.
  50. 제49항에 있어서, 상기 상부패널은 단일의 부재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세척 스테이션.
  51. 제49항에 있어서, 상기 매니폴드 장치는 서로 유체 흐름에 관련하여 구별되는 다수의 독립된 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 세척 스테이션.
  52. 제51항에 있어서, 상기 다수의 독립된 매니폴드는, 제1 다수의 신장된 채널을 구비하는 제1 매니폴드 및 상기 제1 다수의 신장된 채널에 대해 교대 구조로 배열된 제2 다수의 신장된 채널을 구비하는 제2 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 세척 스테이션.
  53. 제49항에 있어서, 상기 매니폴드 장치는, 상기 상부패널에 형성되고 상기 세척부재에 세척제를 분배하도록 구성된 다수의 오리피스와 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 세척 스테이션.
  54. 제49항에 있어서, 상기 세척부재는 다수의 롤러를 포함하고, 상기 매니폴드 장치는 상기 롤러의 적어도 하나의 길이방향을 따라 균일하게 세척제를 분배하도록 구성된 것을 특징으로 하는 세척 스테이션.
  55. 제54항에 있어서, 상기 매니폴드 장치는, 상기 롤러들 중 적어도 2개의 롤러의 사이 위치에 세척제를 분배하도록 구성된 것을 특징으로 하는 세척 스테이션.
  56. 그 사이에 린스 영역을 형성하는, 하부부분 및 상기 하부부분의 상부에 위치하는 상부부분;
    공작물을 수용하고, 상기 상부부분 및 하부부분 중 적어도 하나의 단부에 근접하여 상기 상부부분 및 하부부분 사이에 위치하는 입구통로;
    상기 상부부분 내에 형성되고 상기 린스영역에 근접하여 유체를 방출하도록 구성된 제1 다수 유체제트; 및
    상기 하부부분 내에 형성되고 상기 린스영역에 근접하여 유체를 방출하도록 구성된 제2 다수 유체제트;
    를 포함하는, 반도체 웨이퍼 공작물을 세척, 린스 및 건조하는 시스템에 사용되는 린스 스테이션.
  57. 제56항에 있어서, 상기 하부부분에 연결된 지지 스탠드 조립체를 더 포함하고, 상기 지지 스탠드 조립체는 린스 중에 상기 상부부분 및 하부부분이 경사지도록 하여 상기 린스영역으로부터 유체의 배수를 촉진시키도록 구성된 액추에이터 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 린스 스테이션.
  58. 제56항에 있어서, 상기 제1 다수 유체제트는, 상기 입구통로에 근접하여 위치되는 다수의 초기린스제트를 포함하고, 상기 초기린스제트는 상기 공작물이 상기 린스영역 안으로 수용되기 전에 상기 공작물에 유체를 가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 린스 스테이션.
  59. 제56항에 있어서, 상기 제2 다수 유체제트는, 이들로부터 방출된 유체가 상기 하부부분의 상면 위로 상기 공작물을 지지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 린스 스테이션.
  60. 제56항에 있어서, 상기 제1 다수 유체제트는, 이들로부터 방출된 유체가 상기 공작물을 상기 입구통로로부터 상기 린스영역으로 보내도록 구성된 것을 특징으로 하는 린스 스테이션.
  61. 제60항에 있어서, 상기 제1 다수 유체제트는, 상기 하부부분의 상면에 의해 형성되는 평면에 대하여 20-70도 범위의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 린스 스테이션.
  62. 제56항에 있어서, 상기 하부부분 내에 형성된 요부를 더 포함하고, 상기 요부는 상기 공작물이 상기 린스영역 내의 린스위치에 있을 때 상기 공작물의 아래에 위치하며, 상기 요부는 상기 린스 스테이션으로부터 상기 공작물을 제거하기 위한 공작물 이송암을 수용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 린스 스테이션.
  63. 제62항에 있어서, 상기 요부는 아치형 공작물 이송암과 협력되는 아치형인 것을 특징으로 하는 린스 스테이션.
  64. 그들 사이에 린스영역을 형성하는 하부부분 및 상기 하부부분의 상부에 위치하는 상부부분; 및 상기 상부부분 및 하부부분 내에 형성되고 린스과정 중 상기 린스영역에 근접하여 유체를 방출하도록 구성된 다수의 유체제트; 를 구비하는, 린스 과정 중에 공작물을 린스하는 린스 스테이션: 및
    기부; 자유단 및 상기 기부에 연결된 축단을 구비하고, 수직의 회전축에 대하여 회전 가능한 스윙암; 및 상기 자유단에 근접하여 위치하는 이송부; 를 구비하는, 상기 린스 스테이션으로부터 린스된 공작물을 제거하도록 구성된 머니퓰레이터: 를 포함하고:
    여기에서 상기 린스 스테이션의 상기 하부부분은 상기 이송부의 일부분을 수용하기 위한 수용 수단을 포함하고, 상기 이송부는 상기 린스 스테이션으로부터의 상기 공작물의 제거 중에 상기 수용 수단과 맞물리도록 구성된 것을 특징으로 하는:
    반도체 웨이퍼 공작물을 세척, 린스 및 건조하기 위한 시스템에 사용되는 장치.
  65. 제64항에 있어서, 상기 수용 수단은 상기 하부부분 내에 형성된 요부를 포함하고, 상기 요부는 상기 린스영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  66. 제65항에 있어서, 상기 이송부의 상기 일부분은, 상기 공작물이 상기 린스영역 내에 위치할 때 상기 공작물을 아래에서 상기 요부 내에 끼워지도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  67. 제66항에 있어서, 상기 머니퓰레이터는, 상기 이송부가 상기 공작물의 아래에 있을 때 상기 린스 스테이션으로부터의 상기 공작물의 제거가 용이하도록 상기 스윙암이 들어올려지게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  68. 제65항에 있어서, 상기 요부와 상기 이송부는 아치형인 것을 특징으로 하는 장치.
  69. 제64항에 있어서, 상기 공작물을 상기 스윙암에 유지시키는 수단을 더 포함하고, 상기 유지 수단은 상기 스윙암이 상기 공작물을 상기 린스 스테이션으로부터 제거할 때에 작동하는 것을 특징으로 하는 장치.
  70. 제64항에 있어서, 상기 린스 스테이션은, 린스 중에는 상기 린스영역으로부터 린스유체의 배수가 용이하도록 경사지고 상기 머니퓰레이터에 의한 상기 린스 스테이션으로부터의 상기 공작물의 제거가 용이하도록 상기 공작물을 수평위치로 복귀시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  71. 제64항에 있어서, 상기 스윙암은 상기 공작물의 제거 중에 상기 린스 스테이션의 상기 상부부분 및 하부부분 사이를 통과하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  72. 상부면을 구비하고, 스핀-건조 과정 중에 공작물을 유지하도록 구성된 스핀 플랫폼;
    상부 외주단을 구비하고, 상기 스핀-건조 과정 중에 상기 스핀 플랫폼을 포위하도록 구성된 실드 조립체; 및
    상기 상부면 위에 상기 상부 외주단이 존재하도록 상기 실드 조립체를 상승시키고, 상기 스핀-건조 과정에 앞서 작동되는 상승수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 공작물을 세척, 린스 및 건조하기 위한 시스템에 사용되는 스핀-건조 스테이션.
  73. 제72항에 있어서, 상기 실드 조립체는 상기 시스템에 사용된 세척유체와 린스유체에 불투수성인 것을 특징으로 하는 스핀-건조 스테이션.
  74. 제72항에 있어서, 상기 스핀 플랫폼은 원형이고, 상기 실드 조립체는 실린더형이고, 상기 스핀 플랫폼과 상기 실드 조립체는 동심인 것을 특징으로 하는 스핀-건조 스테이션.
  75. 제72항에 있어서, 상기 스핀-건조 과정 중에 상기 공작물을 상기 플랫폼에 클램프하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀-건조 스테이션.
  76. 제75항에 있어서, 상기 클램프 수단은 상기 스핀-건조 과정 중에 상기 공작물의 외주단에 물리도록 구성된 다수의 보브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀-건조 스테이션.
  77. 제76항에 있어서, 상기 다수의 보브는 상기 스핀 플랫폼에 위치하고, 직선 테두리 부분을 구비한 원형 공작물과 적합성을 가지도록 배열된 것을 특징으로 하는 스핀-건조 스테이션.
  78. 상부부분, 하부부분, 상기 상부부분 및 하부부분에 의해 형성되는 린스영역, 및 상기 상부부분 및 하부부분 내에 형성된 다수의 유체제트를 구비하는 린스 스테이션에 공작물을 수용하는 공정;
    상기 유체제트로부터 상기 린스영역으로 방출된 유체로 상기 공작물을 린스하여 린스된 공작물을 얻는 공정;
    상기 린스 스테이션에 수용되도록 구성된 이송부를 구비한 머니퓰레이터로 상기 린스된 공작물을 상기 린스 스테이션으로부터 제거하는 공정;
    상기 머니퓰레이터를 이용하여 상기 린스된 공작물을 상기 린스 스테이션으로부터 스핀-건조 스테이션으로 이송하는 공정; 및
    상기 스핀-건조 스테이션에서 상기 린스된 공작물을 스핀-건조하여 건조된 공작물을 얻는 공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 공작물을 린스 및 건조하는 방법.
  79. 제78항에 있어서, 상기 스핀-건조 스테이션은, 상기 스핀-건조 공정 중에 공작물을 유지하는 스핀 플랫폼, 및 상부 외주단을 구비하고 상기 스핀 플랫폼을 포위하도록 구성된 실드 조립체를 포함하고:
    상기 방법은, 상기 스핀-건조 공정에 앞서 상기 스핀 플랫폼 위로 상기 실드 조립체의 상기 상부 외주단을 상승시키는 공정; 및 상기 스핀-건조공정 후에 상기 스핀 플랫폼 아래로 상기 실드 조립체의 상기 상부 외주단을 하강시키는 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  80. 제78항에 있어서, 상기 린스 스테이션의 상기 하부부분은 상기 린스영역에 근접하여 그 안에 형성된 요부를 포함하고, 상기 요부는 상기 공작물이 상기 린스영역 내에 위치할 때 상기 공작물 아래에 위치하고:
    여기에서 상기 제거공정은, 상기 린스공정에 이어서 상기 린스된 웨이퍼 아래의 상기 요부 안으로 상기 이송부를 안내하는 공정; 상기 린스 스테이션의 상기 하부부분 위에 상기 린스된 공작물을 지지하도록 상기 이송부를 상승시키는 공정; 및 상기 이송부에 의해 상기 린스영역의 밖으로 상기 린스된 공작물을 이동시키는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  81. 제80항에 있어서, 상기 상승공정은 상기 요부로부터 상기 이송부를 상승시키는 것인 것을 특징으로 하는 방법.
  82. 제80항에 있어서, 상기 이동공정에 앞서 상기 이송부에 상기 린스된 공작물을 유지하는 공정; 및 상기 이송공정 후에 상기 이송부로부터 상기 린스된 공작물을 해방시키는 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  83. 제82항에 있어서, 상기 유지공정은 상기 린스된 공적물의 하부에 있는 상기 이송부에 위치된 흡입패드에 진공을 가하는 공정을 포함하고, 상기 해방공정은 상기 흡입패드로부터 진공을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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