KR20230150865A - 통합된 기판 정렬 스테이지를 갖는 건조 시스템 - Google Patents

통합된 기판 정렬 스테이지를 갖는 건조 시스템 Download PDF

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KR20230150865A
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저스틴 호 웡
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

기판 세정 및 건조 시스템은, 세정 스테이션, 세정 스테이션에 인접하여 위치된 건조 스테이션, 기판을 세정 스테이션으로부터 건조 스테이션으로 이송하기 위한 세정기 로봇, 건조 스테이션에 인접한 정렬기 스테이지, 기판을 건조 스테이션으로부터 수용하기 위한 실질적으로 수직인 제1 위치와 기판을 정렬기 스테이지 상에 방출하기 위한 실질적으로 수평인 제2 위치 사이에서 회전가능한 로봇 암, 및 수평 배향으로 있는 동안 기판을 정렬기 스테이지로부터 팩토리 인터페이스 모듈 내로 이송하기 위한 팩토리 인터페이스 로봇을 포함한다. 정렬기 스테이지는, 기판을 실질적으로 수평 배향으로 유지하고 기판을 원하는 배향으로 회전시키기 위한 회전가능한 지지부를 포함한다.

Description

통합된 기판 정렬 스테이지를 갖는 건조 시스템
본 개시내용은 기판들을 건조시키고 정렬하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.
집적 회로는 전형적으로, 전도성, 반전도성, 또는 절연성 층들의 순차적 증착 및 그 층들의 후속 처리에 의해 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼) 상에 형성된다.
화학적 기계적 연마(CMP)는 집적 회로 제조에 사용되는 기판 표면들의 평탄화를 위한 프로세스이다. 일반적으로, CMP는 연마 표면에 대하여 눌려진 기판 간의 상대 운동을 제공함으로써 수행된다.
연마 후에, 기판은 기판의 표면으로부터 오염물질들을 효과적으로 제거하기 위해 세정되고 건조되어야 한다. 이러한 오염물질들은 연마 슬러리로부터의 연마 입자들, 연마로 인해 기판으로부터 제거된 물질, 연마 패드로부터 마모된 입자들, 또는 다른 미립자 또는 화학적 오염을 포함할 수 있다. 바람직한 세정 수준들은 세정 유체의 탱크에서의 수성 세정, 버핑 브러쉬, 버핑 패드, 또는 헹굼 배스 중 하나 이상을 사용함으로써 달성될 수 있다. 젖은 기판의 건조는 스핀 건조를 사용하거나 마랑고니 건조에 의해 수행될 수 있다. CMP 후 세정 및 건조에 후속하여, 기판은 팩토리 인터페이스 로봇에 의해 오프로딩된다. 예를 들어, 기판에 걸친 두께 변동들을 검출하기 위한 기판의 측정들은, 팩토리 인터페이스 모듈의 인-라인 시스템에 의해 또는 세정기로부터의 기판의 오프로딩 이후에 독립형 계측 시스템을 이용하여 수행될 수 있다.
일 양상에서, 기판 세정 및 건조 시스템은, 기판을 실질적으로 수직 배향으로 유지하기 위한 제1 지지부를 포함하는 세정 스테이션, 세정 스테이션에 인접하여 위치된 건조 스테이션, 기판을 세정 스테이션으로부터 건조 스테이션으로 이송하기 위한 세정기 로봇, 건조 스테이션에 인접한 정렬기 스테이지, 기판을 건조 스테이션으로부터 수용하기 위한 실질적으로 수직인 제1 위치와 기판을 정렬기 스테이지 상에 방출하기 위한 실질적으로 수평인 제2 위치 사이에서 회전가능한 로봇 암, 복수의 기판들을 유지하기 위한 카세트를 지지하기 위한 팩토리 인터페이스 모듈, 및 수평 배향으로 있는 동안 기판을 정렬기 스테이지로부터 팩토리 인터페이스 모듈 내로 이송하기 위한 팩토리 인터페이스 로봇을 포함한다. 건조 스테이션은 액체를 담기 위한 탱크, 기판을 액체 내에서 대체로 수직 배향으로 유지하기 위한 제2 지지부, 및 계면활성제를 포함하는 건조 유체를 전달하기 위한 분배기를 포함한다. 정렬기 스테이지는, 기판을 실질적으로 수평 배향으로 유지하고 기판에 실질적으로 수직인 축을 중심으로 기판을 원하는 배향으로 회전시키기 위한 회전가능한 지지부를 포함한다.
다른 양상에서, CMP 세정기에서 사용하기 위한 기판 건조 시스템은, 건조기를 갖는 건조 스테이션, 건조 스테이션에 인접한 정렬기 스테이지; 및 건조기 위의 제1 위치와, 기판이 대체로 수평 배향인 상태에서 기판들을 정렬기 스테이지의 회전가능한 지지부 상으로 방출하기 위한 제2 위치 사이에서 이동가능한 로봇 암을 포함한다. 정렬기 스테이지는, 기판을 실질적으로 수평 위치로 유지하고 기판을 원하는 배향으로 회전시키기 위한 회전가능한 지지부를 포함한다.
다른 양상에서, 건조 시스템을 작동시키는 방법은 수직 건조 프로세스로 제1 웨이퍼를 건조하는 단계, 건조된 제1 웨이퍼를 수평 배향으로 틸팅하는 단계, 및 수직 건조 프로세스로 제2 웨이퍼를 건조하면서 동시에 제1 웨이퍼를 수직 축에 대하여 정렬하는 단계를 포함한다.
특정 구현들은 다음의 가능한 장점들 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 기판들의 건조 및 정렬이 더 효율적으로 수행될 수 있고, 처리량을 개선한다. 기판을 건조하고 정렬하는 데 요구되는 로봇 이동들의 총 횟수를 감소시키는 것은, 로봇이 자신의 정상 상태 사이클을 유지하고 프로세스를 간소화하는 것을 허용한다. 평균 처리 시간의 감소는 기판당 비용을 낮출 수 있다. 기판들은 원하는 배향으로 정렬되고 인-라인 계측 시스템 내에 또는 기판 카세트 내에 삽입될 수 있다.
하나 이상의 구현의 세부사항들이 첨부 도면들 및 설명에 제시된다. 본 주제의 다른 특징들, 양상들 및 장점들은 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다.
도 1은 화학적 기계적 연마 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 2는 건조 스테이션 및 기판 정렬 스테이지를 포함하는 건조 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 3은 건조기 내에 위치된 노즐들 및 기판의 개략적인 근접확대도이다.
도 4a-4e는 하나의 기판을 처리하는 동시에 다른 기판을 정렬하기 위한 건조 시스템의 작동을 보여주는 개략적인 사시도들이다.
다양한 도면들에서 유사한 참조 번호들 및 명칭들은 유사한 요소들을 나타낸다.
화학적 기계적 연마에 후속하여, 기판은 잔해물 및 오염물질들을 제거하기 위해 세정되고 건조될 필요가 있다. 이러한 프로세스에 후속하여, 기판은 팩토리 인터페이스 로봇에 의해 픽업된다. 그 다음, 팩토리 인터페이스 로봇은 기판을 인-라인 계측 스테이션 내에 또는 기판 카세트 내에 배치한다. 그러나, 기판은 전형적으로, 인-라인 계측 스테이션 또는 기판 카세트 내에 삽입될 때, 미리 결정된 배향으로 있어야 하는데, 즉, "정렬"되어야 한다. 팩토리 인터페이스 로봇이 전형적으로, 요구되는 정렬을 위해 기판을 회전시키기에 충분한 자유도를 갖지만, 이러한 단계들은 시간이 걸리며, 그러는 동안 팩토리 인터페이스 로봇은 다른 기능들, 예를 들어, 다른 기판을 카세트로부터 연마 시스템으로 운송하는 것을 수행할 수 없다. 이로써, 기판을 정렬하기 위해 팩토리 인터페이스 로봇이 요구하는 시간은 처리량을 감소시키고 처리 시간을 증가시킬 수 있다.
이러한 문제들 중 하나 이상을 해결할 수 있는 접근법은, 정렬 시스템을 CMP 후 건조 프로세스의 일부로서 통합하고, 팩토리 인터페이스 로봇을 이용하여 정렬 시스템과 인터페이싱하는 것이다.
도 1은 화학적 기계적 연마(CMP) 시스템(100)의 내부도를 예시한다. 시스템(100)은 일반적으로, 팩토리 인터페이스(102), 입력 패스스루 스테이션(104), 연마기(106), 및 세정된 기판들을 건조하기 위해 건조기, 예를 들어, 마랑고니 건조기를 갖는 건조 스테이션(134)을 갖는 세정기(108)를 포함한다. 4개의 주요 구성요소들은 일반적으로, CMP 시스템(100) 내에 배치된다.
팩토리 인터페이스(102)는 복수의 기판 카세트들(110)을 유지하기 위한 지지부, 챔버를 에워싸는 하우징(111), 및 하나 이상의 팩토리 인터페이스 로봇(112)을 포함한다. 팩토리 인터페이스 로봇(112)은 일반적으로, 카세트들(110)과 시스템(100)의 다른 모듈들 사이에서, 예를 들어, 카세트들(110)로부터 입력 스테이션(104)으로, 그리고 세정기(108)의 건조 스테이션(134)으로부터 다시 카세트들(110)로 기판들을 이송하기 위해 요구되는 운동의 범위를 제공한다.
처리되지 않은 기판들은 일반적으로, 팩토리 인터페이스 로봇(112)에 의해 카세트들(110)로부터 입력 스테이션(104)으로 이송된다. 입력 스테이션(104)은 일반적으로, 팩토리 인터페이스 로봇(112)과 이송 로봇(114) 사이의 기판의 이송을 용이하게 한다. 이송 로봇(114)은 입력 스테이션(104)과 연마기(106) 사이에서 기판을 이송한다.
연마기(106)는 일반적으로, 이송 스테이션(116) 및 하나 이상의 연마 스테이션(118)을 포함한다. 이송 스테이션(116)은 이송 로봇(114)으로부터 기판을 수용하고, 연마 동안 기판을 유지하는 캐리어 헤드(124)로 기판을 이송하도록 구성된다. 기판에 대해 수행된 연마 작동에 후속하여, 캐리어 헤드(124)는 기판을 다시 이송 스테이션(116)으로 이송할 것이다.
각각의 연마 스테이션(118)은 연마 패드(120)가 놓이는 회전가능한 디스크 형상 플래튼을 포함한다. 플래튼은 축을 중심으로 회전하도록 작동가능하다. 연마 패드(120)는 외측 연마 층 및 더 연질인 후면 층을 갖는 2층 연마 패드일 수 있다. 연마 스테이션들(118)은, 연마액, 예를 들어, 연마 슬러리를 연마 패드(120) 상에 분배하기 위한 분배 암(122)을 더 포함한다. 연마 슬러리에서, 연마 입자들은 산화규소일 수 있지만, 일부 연마 프로세스들의 경우 산화세륨 연마 입자들을 사용한다. 연마 스테이션(118)은 또한, 연마 패드(120)를 일관된 표면 거칠기로 유지하기 위해 컨디셔너 헤드(123)를 포함할 수 있다.
그 다음, 이송 로봇(114)은 연마기(106)로부터 기판을 제거한다. 일부 구현들에서, 이송 로봇(114)은 기판을 수평 배향으로 연마기(106)로부터 제거하고, 세정기(108)에 배치되도록 기판을 수직으로 재배향한다.
세정기(108)는, 독립적으로 또는 협력하여 작동할 수 있는 하나 이상의 세정 스테이션을 일반적으로 포함한다. 예를 들어, 세정기(108)는 하나 이상의 브러쉬 또는 버핑 패드 세정기(130, 131) 및 메가소닉 세정기(132)를 포함할 수 있다. 간략하게, 패드 세정기(130)는 기판이 배치될 수 있고 회전 브러쉬들 또는 회전 버핑 패드들이, 임의의 남아있는 미립자들을 제거하기 위해 기판의 표면에 접촉하는 챔버를 포함한다. 메가소닉 세정기(132)에서, 고주파 진동들은 기판을 세정하기 위해 세정액에 제어된 공동현상을 생성한다. 세정 후에, 기판들은 건조 스테이션(134)의 건조기 내로 이송된다. 건조 스테이션(134)은 또한, 예를 들어, 헹굼액에서 기판을 헹굼한 다음, 기판이 헹굼액으로부터 제거되고 있을 때 기판을 건조하기 위해 헹굼 및 건조 스테이션으로서 역할을 할 수 있다.
일부 구현들에서, 세정 스테이션들 중 적어도 2개는 세정 프로세스 동안 기판을 실질적으로 수직 배향으로, 예를 들어, 수직 축으로부터 최대 15 ° 벗어난 배향으로 유지하도록 구성된다. 기판은, 트랙으로부터 현수되고 트랙을 따라 이동가능한 세정기 로봇 암에 의해 세정 스테이션들과 건조 스테이션 사이에서 실질적으로 수직 배향으로 이송될 수 있다. 제어기(140)는 로봇 암이 각각의 기판을 유지하고 트랙을 따라 하나의 스테이션으로부터 다음 스테이션으로 데려가게 할 수 있다. 건조 스테이션(134)은 트랙의 단부에서 세정기(108)에 인접하여 위치될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 건조 스테이션(134)은 액체(B), 예를 들어 헹굼액의 탱크(201), 및 기판(205)을 실질적으로 수직 배향으로, 예를 들어, 수직 축으로부터 최대 15 ° 벗어난 배향으로 유지하는 지지부(204)를 포함한다. 탱크(201)의 일부로서 또는 탱크(201) 위에 지지되는 것은 건조기(211), 예를 들어, 마랑고니 건조기이다. 도 3은 건조기(211)의 작동을 더 상세하게 개략적으로 예시한다. 마랑고니 건조기에서, 액체(B)와 혼화가능한 용매(S), 예를 들어, 액체 또는 증기상 이소프로필 알콜(IPA)이, 기판이 배스로부터 들어올려질 때 또는 배스 유체가 기판을 지나 배수될 때 형성되는 유체 메니스커스(M)에 도입된다. 용매는 액체의 표면을 따라 흡수되고, 용매의 농도는 메니스커스의 첨단에서 더 높다. 용매의 더 높은 농도는 표면 장력이 배스 액체의 벌크에서보다 메니스커스의 첨단에서 더 낮아지게 하고, 배스 액체가 건조 메니스커스로부터 벌크 배스 액체를 향해 유동하게 한다. 그러한 유동은 "마랑고니 유동"으로 알려져 있고, 기판 상의 스트리킹들, 스포팅 또는 배스 잔류물을 감소시키면서 기판 건조를 달성하기 위해 채용될 수 있다.
일 예로서, 건조기(211) 내에서, 하나 이상의 건조 증기 노즐(325)을 갖는 건조 증기 공급부는 기판(305)이 탱크(201)로부터 들어올려질 때 기판(305)의 전체 수평 직경에 걸쳐 건조 증기를 유동시키도록 위치된다. 건조 증기는 용매, 예를 들어, 이소프로필 알콜일 수 있다. 건조 증기 노즐들(325)은 바람직하게, 건조 증기가 공기/기판/헹굼액 계면에서 헹굼액에 의해 흡수되도록 위치되고, 계면은 바람직하게, 메니스커스(도 3에서 파선 원 "M"에 의해 에워싸임)를 형성한다. 대안적으로, 용매는, 배스 유체(B)의 최상부 상에 액체 막을 형성하기 위해 탱크(201) 내에 액체 형태로 공급될 수 있다. 추가적으로, 기판(305)이 탱크(201)로부터 건조기(211) 내로 들어올려질 때 기판(305)의 전체 수평 직경에 걸쳐 헹굼액을 분사하도록, 하나 이상의 헹굼 유체 노즐(323)을 갖는 선택적인 헹굼액 공급부가 위치될 수 있다.
도 2로 되돌아가면, 기판(205)은, 화살표(203a)에 의해 도시된 바와 같이, 탱크(201) 내로 하강된다. 기판(205)은 제1 위치(202a)에서 지지부(204)에 의해 탱크(201)에 유지된다. 기판(205)은, 기판(205)이 탱크의 지지부(204)로 이송되도록, 세정기 로봇 암에 의해 탱크(201) 내로 직접 하강될 수 있다. 대안적으로, 기판(205)은 지지부(204)가 탱크(201) 위에 있는 동안 세정기 로봇 암에 의해 지지부(204) 상에 배치될 수 있고, 그 다음, 기판(205)을 갖는 지지부(204)가 탱크(201) 내로 하강될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 기판(205)은 탱크(201) 위에서 세정기 로봇 암으로부터, 기판을 탱크의 지지부(204) 상으로 하강시키는 전용 로봇으로 이관될 수 있다.
기판(205)은, 화살표(203b)로 도시된 바와 같이, 제1 로봇 암(202)에 의해 탱크(201)의 제1 위치(202a)로부터 제2 위치(202b)로 실질적으로 수직으로 상승된다. 제1 로봇 암(202)은 수직으로부터 최대 15 ° 벗어난 축을 따라 기판(205)을 들어올릴 수 있다. 제2 위치(202b)에서, 기판(205)은 (도 2에 예시된 바와 같이) 탱크(201)로부터 완전히 제거될 수 있거나, 기판(205)은 탱크(201) 밖으로 부분적으로만 제거될 수 있는데, 예를 들어, 탱크(201) 밖으로 약 절반만 제거될 수 있다. 일부 구현들에서, 기판의 절반 초과가 (예를 들어, 탱크로부터) 액체 높이 위에 있는데, 예를 들어, 기판의 25-40%가 탱크의 액체에, 또는 건조 증기가 기판에 공급되는 위치 아래에 침지될 수 있다. 유사하게, 제2 위치(202b)에서, 기판(205)은 완전히 건조기(211) 위에 있거나, 여전히 부분적으로 건조기에 있을 수 있다.
제1 로봇 암(202)은 세정기 로봇 암, 즉, 기판(205)을 탱크(201) 내로 하강시키는 동일한 로봇 암에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로, 지지부(204)가 수직으로 이동가능한 경우, 제1 로봇 암(202)은 지지부(204)에 의해 제공될 수 있는데, 즉, 지지부(204)는 기판(205)을 탱크(201) 밖으로 들어올린다. 또 다른 대안으로서, 기판(205)은, 예를 들어, 세정기 로봇 암에 의해 탱크(201)의 지지부(204)(도 2에 환영으로 도시됨), 예를 들어, 고정 지지부 상으로 하강될 수 있고, 그 다음, 기판(205)을 지지부(204)로부터 그리고 탱크(201) 밖으로 들어올리기 위해 별개의 로봇 암이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 로봇 암(202)은 기판을 바닥으로부터 부분적으로 탱크(201) 밖으로 밀어내는 푸셔 핀일 수 있다. 대안적으로, 제1 로봇 암(202)은, 기판의 바닥 에지의 지점으로부터 유지하고 들어올리기 위한 노치형 몸체, 및 기판의 최상부 에지를 제 위치에 유지하기 위한 2-핑거 그리퍼를 포함할 수 있다.
제2 위치(202b)에서, 기판(205)은 제1 로봇 암(202)으로부터 제2 로봇 암(221), 예를 들어, 출력 스테이션 암으로 이송된다. 예를 들어, 제2 로봇 암(221)은 기판(205)을 제1 로봇 암(202)으로부터 실질적으로 수직 배향으로, 예를 들어, 수직 축으로부터 최대 15 ° 벗어난 배향으로 픽업할 수 있다. 제2 로봇 암(221)이 기판(205)을 유지하고 있는 동안, 제1 로봇 암(202)은 탱크 내에 재삽입되거나 탱크 내에 다시 제1 위치(202a)로 하강될 수 있다.
이관 위치, 즉, 제2 위치(202b)에 있는 기판이 탱크(201) 및 건조기(211)로부터 완전히 벗어나 있지 않은 경우, 제2 로봇 암(221)은 기판(205)이 탱크(201) 및 건조기(211)를 벗어날 때까지 기판(205)을 실질적으로 수직으로 들어올릴 수 있다. 기판(205)이 탱크(201) 및 건조기(211)를 벗어난 위치로부터, 제2 로봇 암(221)은, 화살표(222)에 의해 도시된 바와 같이, 기판(205)을 실질적으로 수직인 배향(221a), 예를 들어, 수직 축으로부터 최대 15 ° 벗어난 배향으로부터, 실질적으로 수평인 배향(221b), 예를 들어, 수평 축으로부터 최대 15 ° 벗어난 배향으로 틸팅하고, 기판(205)을 정렬기 스테이지(231)의 회전가능한 페디스털(232) 상에 배치한다. 기판(205)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제3 위치(202c)에서 정렬기 스테이지(231)의 회전가능한 페디스털(232) 상에 놓인다. 기판(205)은, 페디스털(232)의 회전 동안 기판(205)을 제 위치에 유지할 수 있는 진공 흡인에 의해, 회전가능한 페디스털(232)에 결합될 수 있다. 대안적으로, 기판(205)은, 기판(205)을 유지하고 기판을 원하는 배향으로 회전시킬 수 있는 기판 에지 그리퍼 또는 롤러에 의해 회전될 수 있다.
제2 로봇 암(221)은, 기판의 최상부 에지에 있는 지점(예를 들어, 제1 로봇 암(202)의 그리퍼의 2개의 핑거들 사이의 지점)으로부터 유지하고 들어올리기 위한 노치형 몸체, 및 기판의 바닥 에지를 (예를 들어, 제1 로봇 암(202)의 노치형 몸체의 대향 측들 상에) 유지하기 위한 2-핑거 그리퍼를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일단 기판(205)이 탱크(201) 밖으로 들어올려지면, 제2 로봇 암(221)은 기판(205)을 파지하고, 제1 로봇 암(202)은 기판(205)을 방출하고 후퇴하며, 그 다음, 제2 로봇 암(221)은 웨이퍼를 수평 배향으로 이동시킨다.
일부 구현들에서, 별개의 제1 로봇 및 제2 로봇보다는, 단일 로봇 암이 기판(205)을 탱크(201)에서의 제1 위치(202a)로부터, 탱크(201) 밖에 있고 건조기(211) 위에 있는 제2 위치(202b)로 들어올린 다음, 기판(205)을 제2 위치(202b)로부터 정렬기 스테이지(231) 위의 실질적으로 수평인 제3 위치(202c)로 회전시키는 역할을 한다.
회전가능한 페디스털(232)이, 화살표(233)에 의해 도시된 바와 같이 회전하는 동안, 정렬 센서(234)가 기판(205)의 배향을 검출한다. 제어기(140)는 기판(205)의 원하는 배향을 특정하는 데 사용될 수 있다. 정렬 프로세스가 완료되고 나면, 즉, 기판이, 원하는 배향으로 회전되고 나면, 팩토리 인터페이스 로봇(112)은 기판(205)을 실질적으로 수평 배향으로, 회전가능한 페디스털(232)로부터 픽업하고, 기판(205)을 건조 스테이션(134) 밖으로 운송한다. 팩토리 인터페이스 로봇(112)의 이동이 화살표(242)로 도시된다. 이러한 방식으로, 정렬 시스템은 팩토리 인터페이스 로봇으로의 이관의 일부로서 CMP 후 건조 프로세스의 일부로서 통합될 수 있다. 다수의 기판들의 동시적인 건조 및 정렬의 프로세스는 도 4a-4e를 참조하여 아래에 더 상세하게 설명된다.
도 4a는 실질적으로 수직 배향, 예를 들어, 수직 축으로부터 최대 15 ° 벗어난 배향의 제2 로봇 암(221)(예를 들어, 출력 스테이션 암), 정렬기 스테이지(231), 및 제1 기판(205a)을 처리하는 건조기(201)를 도시한다. 제1 기판(205a)이 건조기(201)에서 실질적으로 수직 배향으로(예를 들어, 수직 축으로부터 최대 15 ° 벗어난 배향으로) 위치되므로, 제1 기판(205a)의 건조는 수직 건조 프로세스로 지칭된다. 도 4b에 예시된 바와 같이, 일단 건조가 완료되면, 제1 로봇 암(202)은 제1 기판(205a)을 탱크(201) 및 건조기(211) 밖으로 수직으로 부분적으로 또는 완전히 이동시키고, 기판은 도 2를 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 방식으로 제2 로봇 암(221)에 의해 픽업된다. 다음으로, 필요한 경우, 제2 로봇 암(221)은 탱크(201) 및 건조기(211) 밖으로 기판을 들어올리는 것을 완료한다. 그 다음, 제2 로봇 암(221)은, 도 4c에 예시된 바와 같이, 실질적으로 수직 배향으로부터 실질적으로 수평 배향으로, 예를 들어, 수평 축으로부터 최대 15 ° 벗어난 배향으로(화살표(251)에 의해 도시된 바와 같이) 틸팅되고, 제1 기판(205a)을 정렬기 스테이지(231) 상에 배치한다. 동시에, 제2 기판(205b)(도 4d에 도시됨)이, 도 2를 참조하여 위에서 설명된 것과 같은 방식으로 건조기(201)에 진입할 수 있다.
이제, 도 4d를 참조하면, 정렬기 스테이지(231)는, 화살표(253)에 의해 예시된 바와 같이, 제1 기판(205a)을 원하는 배향으로 회전시킨다. 정렬기 스테이지(231)는 기판(205a)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 회전은 기판의 표면에 수직인 축을 중심으로 이루어질 수 있고, 축은 기판의 중심을 통과할 수 있다. 동시에, 화살표(252)에 의해 예시된 바와 같이, 제2 로봇 암(221)은 수평 배향으로부터 수직 배향(예를 들어, 수직 축으로부터 15 ° 벗어난 배향)으로 다시 틸팅되고, 그러는 동안 제2 기판(205b)은 건조기(201)에서 처리되고 있다. 다음으로, 도 4e를 참조하면, 제1 기판(205a)의 정렬 프로세스가 완료되고 나면, 팩토리 인터페이스 로봇(112)은, 화살표(242)에 의해 도시된 바와 같이, 정렬기 스테이지(231)를 향해 이동하고, 제1 기판(205a)을 정렬기 스테이지(231)로부터 실질적으로 수평 배향으로 픽업하고, 제1 기판을 화살표(243)에 의해 도시된 바와 같은 방향으로 건조 스테이션 밖으로 이동시킨다. 동시에, 제2 기판(205b)은, 도 2를 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 방식으로, 건조기(201) 밖으로 수직으로 이동하고 제2 로봇 암(221)과 인터페이싱한다.
이러한 방식으로, 하나의 건조 스테이션에서 다수의 기판들이 동시에 건조되고 정렬될 수 있으며, 이는 처리량의 상당한 증가 및 처리 시간의 감소를 초래한다. 건조기(201)는 제2 기판(205b)의 처리를 시작하기 전에 팩토리 인터페이스 로봇이 제1 기판(205a)을 회수하기를 기다릴 필요가 없으므로, 건조기 생산성은 18%만큼 증가될 수 있다. 추가적으로, 팩토리 인터페이스 로봇(112)이 자신의 정상 상태 사이클을 유지하고 생산성을 증가시킬 수 있도록, 기판 정렬마다 팩토리 인터페이스 로봇(112)에 의해 수행되도록 요구되는 이동의 횟수가 감소될 수 있다.
다른 구현에서, 정렬기 스테이지(231)는 웨이퍼 출력을 위해 고정 스테이션으로 대체될 수 있고, 그에 의해 기판(205a)은 팩토리 인터페이스 로봇(112)에 의해 고정 스테이션으로부터 직접 픽업되고, 정렬 없이 추가의 처리를 위해 밖으로 이동된다. 이러한 구현의 경우, 팩토리 인터페이스 로봇(112)은 건조 스테이션 임계 경로로부터 여전히 분리되고, 도 4a-4e를 참조하여 위에서 설명된 바와 동일한 장점들, 예컨대, 처리량의 상당한 증가 및 처리 시간의 감소를 허용한다.
본원에 설명된 시스템들의 제어기 및 다른 컴퓨팅 디바이스들 부분은 디지털 전자 회로로, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 컴퓨터 프로그램 제품에, 예를 들어, 비일시적 기계 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 실행하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 또는 코드로 또한 알려짐)은 컴파일형 또는 인터프리터형 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있고, 독립형 프로그램으로서, 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛으로서를 포함하여, 임의의 형태로 배포될 수 있다.
본 문헌이, 많은 특정 구현 세부사항들을 포함하지만, 이들은 임의의 발명들의 또는 청구될 수 있는 대상의 범위에 대한 제한들로서 해석되어서는 안 되며, 오히려 특정 발명들의 특정 실시예들에 대해 특정한 특징들의 설명들로서 해석되어야 한다. 본 문헌에 별개의 실시예들의 맥락으로 설명된 특정한 특징들은 또한, 조합되어 단일 실시예로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 실시예의 맥락으로 설명된 다양한 특징들이 또한, 다수의 실시예들에서 개별적으로 또는 임의의 적합한 하위조합으로 구현될 수 있다. 게다가, 특징들이 특정 조합들에서 작용하는 것으로 위에서 설명될 수 있고 심지어 그렇게 처음에 청구될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징은, 일부 경우들에서, 조합으로부터 삭제될 수 있고, 청구된 조합은 하위조합 또는 하위조합의 변동에 관한 것일 수 있다.
따라서, 본 주제의 특정 실시예들이 설명되었다. 다른 실시예들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (20)

  1. 기판 세정 및 건조 시스템으로서,
    기판을 실질적으로 수직 배향으로 유지하기 위한 제1 지지부를 포함하는 세정 스테이션;
    상기 세정 스테이션에 인접하여 위치된 건조 스테이션 - 상기 건조 스테이션은 액체를 담기 위한 탱크, 상기 기판을 대체로 수직 배향으로 상기 액체 내에 유지하기 위한 제2 지지부, 및 계면활성제를 포함하는 건조 유체를 전달하기 위한 분배기를 포함함 -;
    기판을 상기 세정 스테이션으로부터 상기 건조 스테이션으로 이송하기 위한 세정기 로봇;
    상기 건조 스테이션에 인접한 정렬기 스테이지 - 상기 정렬기 스테이지는 상기 기판을 실질적으로 수평 배향으로 유지하고 상기 기판을 상기 기판에 실질적으로 수직인 축을 중심으로 원하는 배향으로 회전시키기 위한 회전가능한 지지부를 포함함 -;
    상기 건조 스테이션으로부터 상기 기판을 수용하기 위한 실질적으로 수직인 제1 위치와, 상기 기판을 상기 정렬기 스테이지 상으로 방출하기 위한 실질적으로 수평인 제2 위치 사이에서 회전가능한 로봇 암;
    복수의 기판들을 유지하기 위한 카세트를 지지하기 위한 팩토리 인터페이스 모듈; 및
    수평 배향으로 있는 동안 기판을 상기 정렬기 스테이지로부터 상기 팩토리 인터페이스 모듈 내로 이송하기 위한 팩토리 인터페이스 로봇을 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정기 로봇은 상기 기판을 상기 탱크 내로 하강시키도록 구성되는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판을 상기 탱크로부터 상기 로봇 암으로의 이관을 위한 위치까지 상승시키도록 구성된 제1 로봇을 포함하고, 상기 로봇 암은 제2 로봇에 의해 제공되는, 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 로봇 암은 상기 기판을 상기 탱크로부터 상기 제1 위치로 상승시키도록 구성되는, 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 기판을 상기 탱크에 유지하기 위한 지지부를 더 포함하고, 상기 세정기 로봇은 상기 기판을 상기 지지부 상으로 하강시키도록 구성되는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 이관 시에 상기 기판을 상기 탱크 위의 상기 세정기 로봇으로부터 수용하고, 상기 기판을 상기 탱크 내로 하강시키도록 구성된 제1 로봇을 포함하는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 로봇은 상기 기판을 상기 탱크로부터 상기 제1 위치로 상승시키도록 구성되는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 로봇 암은 상기 제1 로봇에 의해 제공되는, 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 로봇 암을 제공하는 제2 로봇을 포함하고, 상기 로봇 암은 이관 시에 상기 기판을 상기 탱크 위의 상기 제1 로봇으로부터 수용하도록 구성되는, 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 기판을 상기 탱크에 유지하기 위한 지지부를 더 포함하고, 상기 제1 로봇은 상기 기판을 상기 지지부 상으로 하강시키도록 구성되는, 시스템.
  11. CMP 세정기에서 사용하기 위한 기판 건조 시스템으로서,
    건조기를 갖는 건조 스테이션;
    상기 건조 스테이션에 인접한 정렬기 스테이지 - 상기 정렬기 스테이지는 기판을 실질적으로 수평인 위치에 유지하고 상기 기판을 원하는 배향으로 회전시키기 위한 회전가능한 지지부를 포함함 -; 및
    상기 건조기 위의 제1 위치와, 상기 기판이 대체로 수평 배향인 상태에서 기판들을 상기 정렬기 스테이지의 상기 회전가능한 지지부 상으로 방출하기 위한 제2 위치 사이에서 이동가능한 로봇 암을 포함하는, 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 건조 스테이지는 마랑고니 증기 건조 스테이지인, 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 로봇 암은, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 회전 동안 웨이퍼들의 에지들을 파지하도록 조정가능한 핑거들을 포함하는, 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 위치는 웨이퍼들을 상기 건조 스테이션으로부터 실질적으로 수직 배향으로 수용하기 위한 실질적으로 수직인 위치이고, 상기 제2 위치는 웨이퍼들을 실질적으로 수평 배향으로 상기 정렬기 스테이지 상으로 방출하기 위한 실질적으로 수평인 위치인, 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 정렬기 스테이지는, 수직 축을 중심으로 회전가능하고 상기 정렬기 스테이지 상의 웨이퍼들의 하부 표면들에 결합가능한 페디스털, 및 상기 웨이퍼들 상의 회전 기준 마크들을 검출하기 위한 정렬 센서를 포함하는, 시스템.
  16. 방법으로서,
    수직 건조 프로세스로 제1 웨이퍼를 건조하는 단계;
    건조된 상기 제1 웨이퍼를 수평 배향으로 틸팅하는 단계; 및
    상기 제1 웨이퍼를 수직 축에 대하여 정렬하면서 동시에, 상기 수직 건조 프로세스로 제2 웨이퍼를 건조하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 수직 건조 프로세스는 마랑고니 건조 프로세스인, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 건조된 상기 제1 웨이퍼를 틸팅하는 단계는,
    건조된 상기 제1 웨이퍼를 수직 배향으로 파지하는 단계,
    파지된 상기 제1 웨이퍼를 수평 배향으로 회전시키는 단계, 및
    상기 제1 웨이퍼를 상기 정렬을 위한 스테이지 상으로 방출하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계는 상기 웨이퍼 상의 기준 마크를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계는 상기 기준 마크의 검출 시에, 또는 선택된 스큐 각도만큼 더 회전한 다음 회전을 멈춘 상기 기준 마크의 검출 시에, 회전을 중단하는 단계를 포함하는, 방법.
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