DE10039672B4

DE10039672B4 - Substratverarbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats

Info

Publication number: DE10039672B4
Application number: DE10039672A
Authority: DE
Inventors: Yuji Kikuchi Kamikawa; Kouji Tosu Egashira; Koji Tanaka
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2020-08-15
Also published as: US6532975B1; KR20010050063A; TW569284B; KR100676516B1; US20030106571A1; US6799586B2; DE10039672A1

Abstract

Eine äußere Ummantelungswand (26) und eine innere Ummantelungswand (27), die einen Rotor umfassen können, können horizontal bewegt werden. Ein Waferträgerwartebereich (30) befindet sich gerade unter dem Rotor (24). Ein Waferhalteelement (41), das in einer Waferhebeeinrichtung (40) umfasst ist, bewegt sich in einen Waferträger (C), der Wafer (W) enthält und auf einem Objekttisch (31) montiert ist (Gleittisch 32), der in dem Waferträgerwartebereich (30) umfasst ist, hebt die Wafer (W) an und transferiert die Wafer (W) zu dem Rotor (24). Die äußere Ummantelungswand (26) oder die innere Ummantelungswand (27) umgibt den Rotor (24), um eine Bearbeitungskammer zu definieren. Die Wafer (W), die auf dem Rotor (24) gehalten werden, werden einem Reinigungsvorgang in der Bearbeitungskammer unterworfen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten, um Subtrate zu bearbeiten, wie Halbleiterwafer, mit einem vorbestimmten Verfahren, und auf ein Verfahren zum Bearbeiten von Substraten.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Verfahren zum Herstellen von Halbleitereinrichtungen bedient sich einer Waferreinigungsvorrichtung, die Halbleiterwafer reinigt, d.h. Substrate, mit einer Reinigungsflüssigkeit, wie reinem Wasser oder einer gewünschten chemischen Flüssigkeit, um die Wafer von Verunreinigungen, einschließlich organischen Verunreinigungen und metallischen Verunreinigungen zu reinigen, und einer Wafertrockungsvorrichtung, die Flüssigkeitstropfen von Wafern entfernt, um sie durch ein inertes Gas, wie ein N₂-Gas, oder einen hochflüchtigen und hydrophilen IPA Dampf zu trocknen. Jede dieser bekannten Waferreinigungsvorrichtungen und Wafertrockungsvorrichtungen ist von einer Beschickungsart, die eine Vielzahl von Halbleiterwafern gleichzeitig in einer Waferreinigungskammer oder einer Wafertrocknungskammer bearbeitet.

Waferreinigungsvorrichtungen der Beschickungsart sind z.B. in den US-Patenten Nrn. 5,784,797, 5,678,320 und 5,232,328 beschrieben. Die Waferreinigungsvorrichtung der Beschickungsart hat eine Wafertrageeinrichtung, die Halbleiterwafer in eine Waferreinigungskammer bringt, die darin gebildet ist. Im allgemeinen hat die Wafertrageeinrichtung ein Waferfutter, das ein Paar von Greifelementen umfasst. Das Waferfutter ergreift eine Vielzahl von Halbleiterwafern auf einmal. Ein seitlicher Rotor ist zum Drehen in der Waferreinigungskammer gelagert. Die Vielzahl von Halbleiterwafern, die in die Waferreinigungskammer durch die Wafertrageeinrichtung gebracht werden, werden durch Halteelemente gehalten, die auf dem Rotor befestigt sind, in der Waferreinigungskammer. Genau genommen wird in der Waferreinigungsvorrichtung, die in den US-Patenten Nrn. 5,784,797 und 5,678,320 beschrieben ist, das Waferfutter einer Wafertrageeinrichtung durch eine Tür bewegt, die in der vorderen Wand einer Waferreinigungskammer gebildet ist (einer Wand, die in Richtung auf die Wafertrageeinrichtung gerichtet ist, die sich in Richtung auf eine Waferreinigungskammer bewegt) in die Waferreinigungskammer von einer Seite vor einem Waferreinigungstank (von einer Seite vor dem Rotor), und Wafer werden von dem Waferfutter zu dem Rotor übertragen.

Eine Wafertrockungsvorrichtung der Beschickungsart ist z.B. in der JP-A Nr. Hei 6-112186 beschrieben. Diese Wafertrocknungsvorrichtung des Beschickungstyps hat einen Waferreinigungstank, der eine Wafertrocknungskammer definiert und der eine obere Wand hat, die mit einer Tür versehen ist. Ein seitlicher Rotor ist in der Waferreinigungskammer angebracht. Eine Waferhaltehand, die in der Lage ist, sich vertikal zu bewegen, um Halbleiterwafer handzuhaben, ist lösbar auf dem Rotor befestigt. Die Waferhaltehand wird durch die Tür in eine Position über dem Waferreinigungstank angehoben, um Halbleiterwafer zwischen der Waferhaltehand und einer Wafertrageeinrichtung zu transferieren. Wenn Halbleiterwafer durch diese Wafertrocknungsvorrichtung der Beschickungsart getrocknet werden, werden die Halbleiterwafer von der Wafertrageeinrichtung zu der Waferhaltehand transferiert und die Waferhaltehand wird abgesenkt, um die Wafer in der Wafertrocknungskammer zu platzieren. Nachfolgend wird die Waferhaltehand, die die Halbleiterwafer hält, auf dem Rotor befestigt, um den Rotor mit Wafern zu bestücken, und die Wafer werden getrocknet. Nachdem die Wafer getrocknet sind, wird die Waferhaltehand von dem Rotor getrennt, auf eine Position über dem Wafertrocknungstank angehoben, und die getrockneten Wafer werden durch die Wafertrageeinrichtung ergriffen.

Die Waferreinigungsvorrichtung, die in den US-Patenten Nr. 5,784,797 und 5,678,320 beschrieben ist, muss einen Raum sicherstellen, der ausreichend ist, dass das Waferfutter in der Waferreinigungskammer operieren kann, wodurch die Größe der Waferreinigungskammer entsprechend erhöht sein muss. Da das Waferfutter auf einem begrenzten Raum in der Waferkammer operiert, muss das Operieren des Waferfutters sorgfältig gesteuert werden, so dass das Waferfutter nicht gegen die Wand des Waferreinigungstanks kollidiert. Folglich muss die Wafertrageeinrichtung komplizierte Bewegungen ausführen und ein Regelungsprogramm zum Steuern der Wafertrageeinrichtung ist unvermeidbar kompliziert.

Obwohl das Waferfutter der Waferreinigungsvorrichtung 400, die in 39 gezeigt ist, nicht in einem begrenzten Raum operieren muss, muss das Waferfutter so kontrolliert werden, dass die Greifelemente 409a und 409b des Waferfutters nicht gegen die Halteelemente 406 des Rotors 405 kollidieren. Folglich ist ein kompliziertes Steuerprogramm nötig, um das Waferfutter und den Rotor 405 zu steuern.

Bei der Wafertrocknungsvorrichtung, die in JP-A Nr. Hei 6-112186 beschrieben ist, ist die Waferhaltehand stets in Kontakt mit den Halbleiterwafern während der gesamten Zeitdauer, in der die Wafer in die Trocknungskammer gebracht werden, getrocknet werden und aus der Trocknungskammer gebracht werden. Daher besteht die Möglichkeit, dass Partikel und ähnliches, die an der Waferhaltehand haften und dort bleiben, wiederum an den Wafern haften, so dass sie die getrockneten Wafer kontaminieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten vorzusehen, die eine kleine Substratbearbeitungskammer hat und die die Arbeit zum Bringen der Substrate in und aus der Substratbearbeitungsvorrichtung erleichtert, und ein Verfahren zum Bearbeiten von Substraten vorzusehen. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Substratbearbeitungsvorrichtung vorzusehen und ein Verfahren zum Bearbeiten von Substraten, das in der Lage ist, die Verunreinigung von Substraten zu verhindern.

Um diese Aufgaben zu erzielen, sieht die vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten vor, die umfasst: einen Substratbearbeitungsbereich, in dem eine Vielzahl von Substraten durch ein Verfahren behandelt werden; einen Substratwartebereich, in dem die Substrate für den Vorgang warten, wobei der Wartebereich unter dem Bearbeitungsbereich angeordnet ist; und eine Hebeeinrichtung für die Substrate, die ein Substratstützelement umfasst, das so gestaltet ist, dass es die Substrate von unterhalb von den Substraten stützt, wobei das Stützelement sich vertikal bewegen kann, wobei das Hebeelement die Substrate stützt, die in dem Wartebereich platziert sind und die Substrate anhebt, wodurch die Substrate von dem Wartebereich in den Bearbeitungsbereich bewegt werden, und wobei die Hebeeinrichtung die Substrate stützt, die in dem Bearbeitungsbereich platziert sind und die Substrate absenkt, wodurch die Substrate von dem Bearbeitungsbereich in den Wartebereich bewegt werden.

Die vorliegende Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten vor, die umfasst: einen Substratbearbeitungsbereich, in dem eine Vielzahl von Substraten durch ein Verfahren behandelt werden; einen Substratwartebereich, in dem die Substrate auf das Verfahren warten, wobei der Wartebereich über dem Bearbeitungsbereich angeordnet ist; und eine Substrathebeeinrichtung, die ein Substratstützelement umfasst, das so gestaltet ist, dass es die Substrate von unterhalb von den Substraten stützt, wobei sich das Stützelement vertikal bewegen kann, wobei die Hebeeinrichtung die Substrate stützt, die in dem Wartebereich platziert sind, und die Substrate absenkt, wodurch die Substrate von dem Wartebereich in den Bearbeitungssbereich gebracht werden, und wobei die Hebeeinrichtung die Substrate stützt, die in dem Bearbeitungsbereich platziert sind und die Substrate anhebt, wodurch die Substrate von dem Bearbeitungsbereich in den Wartebereich gebracht werden, und wobei die Hebeeinrichtung außerhalb des Bearbeitungsbereichs angebracht ist.

Gemäss einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bearbeiten von Substraten vorgesehen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bringen eines Substratbehälters, der eine Vielzahl von Substraten enthält, in einen Behälterwartebereich, der unter einem Substratbearbeitungsbereich zum Bearbeiten der Substrate angebracht ist; Stützen der Substrate, die in dem Substratbehälter enthalten sind und Anheben der Substrate in den Bearbeitungsbereich, der sich über dem Wartebereich befindet; Behandeln der Substrate durch ein Verfahren in dem Substratbearbeitungsbereich; Stützen der Substrate, die behandelt worden sind und Absenken der Substrate in einen Substratbehälter; und Bringen des Substratbehälters, der die bearbeiteten Substrate enthält, die bearbeitet worden sind, aus dem Wartebereich.

Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Bearbeiten von Substraten vor, das die Schritte umfasst: Halten einer Vielzahl von Substraten durch einen Arm und Bringen eine Substrats in einen Substratwartebereich, der sich über einem Substratbearbeitungsbereich befindet; Liefern der Substrate von dem Arm an ein Stützelement; Absenken des Stützelements, wodurch die Substrate in den Bearbeitungsbereich bewegt werden; Halten der Substrate durch eine Substratehalteeinrichtung, die in dem Bearbeitungsbereich vorgesehen ist; weiter Absenken des Stützelements, wodurch das Stützelement von dem Bearbeitungsbereich zurückgezogen wird; und Behandeln der Substrate durch ein Verfahren in dem Substratbearbeitungsbereich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Waferreinigungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine schematische Draufsicht auf die Waferreinigungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist;

3 ist eine Querschnittsansicht einer Reinigungseinheit, die in der Waferreinigungsvorrichtung vorhanden ist, die in 2 gezeigt ist;

4 ist eine Querschnittsansicht einer Reinigungseinrichtung, die in der Reinigungseinheit umfasst ist, in der ein inneres Abdeckelement außerhalb eines äußeren Abdeckelements platziert ist;

5 ist eine Querschnittsansicht der Reinigungseinrichtung der Reinigungseinheit, bei der das innere Abdeckelement innerhalb des äußeren Abdeckelement platziert ist;

6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A aus 5;

7 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotors, der in der Reinigungseinrichtung vorhanden ist;

8 ist eine perspektivische Ansicht von Armen, Gegengewichten und Vorsprüngen, die in 7 gezeigt sind;

9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer vertikalen Wand und von zustandsauswählenden Elementen, die in 7 gezeigt sind;

10 ist eine perspektivische Ansicht der zustandsauswählenden Elemente und der Vorsprünge in einem Zustand, in dem ein Haltemechanismus in einem Lösezustand ist;

11 ist eine perspektivische Ansicht der zustandsauswählenden Elemente und der Vorsprünge in einem Zustand, in dem der Haltemechanismus in einem Haltezustand ist;

11A ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Mechanismus, der eine Alternative zu demjenigen ist, der in 9 bis 11 gezeigt ist;

12 ist eine Draufsicht und eine Vorderansicht eines Waferbehälterträgers zum Tragen eine Wartebehälters zwischen einem Zustand, der in einer Lade/Entladeeinheit vorhanden ist, und einem Wartebereich für einen Waferbehälter, der in der Reinigungseinheit vorhanden ist;

13 ist eine Seitenansicht einer Waferhebeeinrichtung, die in der Reinigungseinheit vorhanden ist;

14 ist ein Blockdiagramm, das hilfreich ist, einen Betrieb zu erklären, der durchgeführt wird, wenn ein Druck, der ein vorbestimmtes Niveau überschreitet, auf Wafer während des Hebens der Waferhebeeinrichtung aufgebracht wird;

15 bis 18 sind typische Ansichten, die hilfreich sind, Betriebe des Waferhebers zu erklären, um die Wafer zu dem Rotor zu bewegen;

19 ist eine Querschnittsansicht eines äußeren. Abdeckelements, das mit einer Einrichtung zum Verhindern von Tropfen versehen ist;

20 ist eine perspektivische Ansicht der Einrichtung zum Verhindern von Tropfen, die in 19 gezeigt ist;

21 ist eine perspektivische Ansicht einer Waferreinigungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung;

22 ist eine schematische Draufsicht auf die Waferreinigungsvorrichtung, die in 21 gezeigt ist;

23 ist eine perspektivische Ansicht von wesentlichen Bereichen einer Empfangs/Liefereinheit und einer Lade/Entladeeinheit, die in 22 gezeigt sind;

24 ist eine Querschnittsansicht einer Reinigungseinheit, die in der Waferreinigungsvorrichtung, die in 21 gezeigt ist, vorhanden ist;

25 ist eine schematische Vorderansicht eines wesentlichen Bereichs der Reinigungseinheit, die in 24 gezeigt ist;

26 ist eine typische Ansicht eines ersten Stützelements einer Waferhebeeinrichtung, die in 25 gezeigt ist, die einen Wafer stützt;

27 ist eine typische Ansicht eines zweiten Stützelements der Waferhebeeinrichtung, die in 25 gezeigt ist, die einen Wafer stützt;

28 bis 35 sind typische Ansichten, die hilfreich sind, einen Transfer zum Übertragen von Wafern zwischen einem Wafertragearm und einem Rotor zu erklären;

36 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Waferreinigungsvorrichtung in einer Modifikation der zweiten Ausführungsform;

37 ist eine perspektivische Ansicht einer Waferhebeeinrichtung in einer Modifikation; und

38 ist eine perspektivische Ansicht eines Wafertragearms in einer Modifikation.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Waferreinigungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 1 bis 20 beschrieben. Die Waferreinigungsvorrichtung führt alle Handlungen zum Tragen, Reinigen, Trocknen und Liefern von Halbleiterwafern in einer Beschickungsbearbeitungsvorrichtung durch.
Die Waferreinigungsvorrichtung 1 hat unter Bezug auf 1 und 2 eine Behälteraufnahme/Empfangseinheit 2, d.h. die sogenannte "In/Aus-Öffnung" zum Aufnehmen und Ausgeben eines Waferträgers C oder eines Behälters, der Wafer W enthält, eine Reinigungseinheit 3 zum Reinigen von Wafern W, eine Lade/Entladeeinheit 4, die zwischen die Ein/Aus-Öffnung 2 und die Reinigungseinheit 3 gesetzt ist, um einen Waferträger C in die Reinigungseinheit 3 zu bringen und daraus heraus, eine Waferträgerreinigungseinheit 5 zum Reinigen von Waferträgern C und eine Waferaufbewahrungseinheit 6 zum Aufbewahren einer Vielzahl von Waferträgern C. Die Waferreinigungsvorrichtung 1 hat auch eine Leistungseinheit 7 und einen Flüssigkeitsbehälter 8 für chemische Flüssigkeiten.
Die Ein/Aus-Öffnung 2 ist mit einem Trägertisch 10 versehen, der in der Lage ist, vier Waferträger C darauf zu lagern. Ein Trageweg 11 ist in der Ein/Aus-Öffnung 2 auf dem Trägertisch 10 entlang einer Linie geformt, auf der die Waferträger C angeordnet werden. Ein Tragemechanismus 12 für Waferträger bewegt sich entlang des Tragewegs 11, um einen Waferträger C zu der Lade/Entladeeinheit 4 zu tragen, der auf dem Bereitstelltisch 10 platziert ist, und um einen Waferträger C von der Lade/Entladeeinheit 4 auf den Trägertisch 10 zu bringen. Ein Waferträger C kann z.B. sechsundzwanzig Wafer in einer vertikalen Position in einer horizontalen Anordnung enthalten.
Die Lade/Entladeeinheit 4 hat einen Objekttisch 13 zum Lagern eines Waferträgers C darauf. Ein Waferträger C, der von der Ein/Aus-Öffnung 2 zu dem Trägertisch 13 transferiert ist, wird durch den Waferträgertragemechanismus 12, der später im einzelnen beschrieben werden wird, in die Reinigungseinheit 3 gebracht. Der Tragemechanismus für Waferträger 12 trägt die Waferträger C von der Reinigungseinheit 3 auf den Objekttisch 13. Da ein Waferträger C von dem Objekttisch 10 zu dem Objekttisch 13 gebracht wird, indem ein Arm, der in dem Tragemechanismus 12 für Waferträger vorhanden ist, gedreht wird, ist der Waferträger C, der auf dem Objekttisch 13 platziert ist, in einer Richtung ausgerichtet, die gegenüber einer Richtung ist, in der der Waferträger C in Richtung auf den Objekttisch 10 gerichtet ist. Daher wird die Richtung, in der der Waferträger C auf dem Objekttisch 13 ausgerichtet ist, durch einen Umkehrmechanismus, der nicht gezeigt ist, umgekehrt.
Die Reinigungseinheit 3 und die Lade/Entladeeinheit 4 sind durch eine Trennwand 14 getrennt, die mit einer Öffnung 14a versehen ist, durch die ein Waferträger C zwischen der Reinigungseinheit 3 und der Lade/Entladeeinheit 4 bewegt wird. Die Öffnung 14a kann durch eine Klappe 15 geschlossen werden. Die Klappe 15 ist geschlossen, solange die Reinigungseinheit 3 in Betrieb ist. Die Klappe 15 wird geöffnet, wenn ein Waferträger C von der Lade/Entladeeinheit 4 in die Reinigungseinheit 3 gebracht wird und wenn ein Waferträger C von der Reinigungseinheit 3 zu der Lade/Entladeeinheit 4 gebracht wird.
Die Waferträger-Reinigungsseinheit 5 hat einen Reinigungstank 16 für Waferträger, um einen leeren Waferträger C zu reinigen, der entleert wurde, indem Wafer W von ihm in die Reinigungseinheit 3 entladen wurden.
Bei der Waferträger-Aufbewahrungseinheit 6 werden leere Waferträger C, die entladen sind, indem Wafer W, die gereinigt werden sollen, davon entladen wurden, vorübergehend aufbewahrt und leere Waferträger C werden darin aufbewahrt, um gereinigte Wafer W aufzunehmen. Eine Vielzahl von Waferträgern C kann in Stapeln aufbewahrt werden. Die Waferträger-Aufbewahrungseinheit 6 ist mit einem Waferträger-Bewegungsmechanismus versehen, um einen gewünschten der Vielzahl von Waferträgern C, die in der Waferträger-Aufbewahrungseinheit 6 aufbewahrt sind, zu dem Objekttisch 10 zu transportieren und um Waferträger C in gewünschten Positionen in der Waferträger-Aufbewahrungseinheit 6 zur Aufbewahrung zu platzieren.
Die Reinigungseinheit 3 wird unter Bezug auf 3 bis 6 beschrieben.
Unter Bezug auf 3 ist die Reinigungseinheit 3 darin mit einem Substratreinigungsbereich versehen (d.h. einem Substratbearbeitungsbereich) und einem Substratträgerwartebereich 30 (d.h. einem Substratwartebereich). Eine Reinigungseinrichtung 20 ist in dem Reinigungsbereich vorgesehen. Der Wartebereich 30 befindet sich rechts unter der Reinigungseinrichtung 20, um einen Waferträger C vorübergehend zu halten. Weiterhin ist eine Waferhebeeinrichtung 40 (d.h. die sogenannte "Waferhand") in der Reinigungsseinheit 3 vorgesehen. Die Waferhebeeinrichtung 40 hebt Wafer W, die zur Bearbeitung in einem Waferträger C in dem Wartebereich 30 sind, so dass die Wafer W in die Reinigungseinrichtung 20 bewegt werden. Die Waferhebeeinrichtung 40 bringt auch die Wafer W von. der Reinigungseinrichtung 20 zu dem Waferträger C zurück, der in dem Wartebereich 30 gehalten wird.
Die Reinigungseinrichtung 20 entfernt eine Ätzmaske und einen Ätzrückstand, wie Fragmente einer Polymerschicht, die auf Wafern W bleiben, die durch einen Ätzvorgang bearbeitet wurden. Die Reinigungseinrichtung 20 umfasst eine vertikale Stützwand 18, einen Motor 23, der eine Antriebswelle 23a hat und fest auf der Stützwand 18 in einer horizontalen Position gehalten wird, einen Rotor 24, der mit der Antriebswelle 24a des Motors 23 verbunden ist, ein zylindrisches Stützrohr 25, das die Antriebswelle 23a des Motors 23 umgibt, eine zylindrische äußere Ummantelungswand 26, die auf dem Stützrohr 25 gelagert ist, und eine zylindrische innere Ummantelungswand 27.
Die äußere Ummantelungswand 216 kann horizontal zwischen einer Arbeitsposition, die durch zwei Punktkettenlinien in 3 angegeben ist, um den Motor 24 und einer rückwärtigen Position, die durch kontinuierliche Linien in 3 angegeben ist, um das Stützrohr 25 bewegt werden. Die innere Ummantelungswand 27 hat einen Durchmesser, der kleiner ist als derjenige der äußeren Ummantelungswand 26. Die innere Ummantelungswand 27 kann horizontal zwischen einer Bearbeitungsposition um den Rotor 24, wie es in 5 gezeigt ist, und einer rückwärtigen Position um das Stützrohr 25, wie es in 3 und 4 gezeigt ist, bewegt werden. Wenn Wafer W in den Rotor 24 gebracht werden und von ihm heausgebracht werden, werden die äußere Ummantelungswand 26 und die innere Ummantelungswand 27 in ihren rückwärtigen Positionen gehalten, wie es in 3 gezeigt ist. Wenn die äußere Ummantelungswand 26 in der Arbeitsposition ist und die innere Ummantelungswand 27 in der rückwärtigen Position ist, wie es in 4 gezeigt ist, wird eine erste Kammer 51 (4) durch die äußere Ummantelungswand 26, eine vertikal Wand 26a näher bei dem Motor 23 und eine vertikale Wand 26b, weiter entfernt von dem Motor 23, definiert. Wenn die innere Ummantelungswand 27 in der Arbeitsposition ist, wie es in 5 gezeigt ist, wird eine zweite Kammer 52 durch die innere Ummantelungswand 27 und die vertikalen Wände 26a und 26b definiert. Die erste Kammer 51 und die zweite Kammer 52 sind durch Abdichtmechanismen in geschlossene Räume abgedichtet.
Die vertikale Wand 26a ist an dem Stützrohr 25 angebracht. Die Antriebselle 23a ist in Lagerungen 28 auf dem Stützrohr 25 gelagert. Eine Labyrinthdichtung 29 ist zwischen der vertikalen Wand 26a und einem Endteil des Stützrohrs 25 gebildet, um zu verhindern, dass Partikel, die durch den Motor 23 erzeugt werden, in die Kammern 51 und 52 eindringen. Ein Stützelement 25a ist auf einem Endteil des Stützrohrs 25 auf der Seite des Motors 23 montiert, um die äußere Ummantelungswand 26 und die innere Ummantelungswand 27 zu stützen.
Wie es in 4 bis 6 gezeigt ist, sind zwei Sprührohre 54, die mit einer Vielzahl von Düsenlöchern 53 versehen sind, in einer horizontalen Position an einem oberen Teil der vertikalen Wand 26b gegenüber der vertikalen Wand 26a in bezug auf den Rotor 24 angebracht. Reines Wasser, IPA, N₂-Gas oder eine chemische Flüssigkeit, die von einer Quelle zugeführt werden, die nicht gezeigt ist, können durch die Sprührohre 54 gesprüht werden. Wenn die äußere Ummantelungswand 26 in der Arbeitsposition ist und die innere Ummantelungswand 27 in der rückwärtigen Position ist, wie es in 4 gezeigt ist, sind die Sprührohre 54 in einer oberen Position der ersten Kammer 51, wie es in 6 gezeigt ist.
Zwei Sprührohre 56, die mit einer Vielzahl von Düsenlöchern 55 versehen sind, sind in einer horizontalen Position an der inneren Ummantelungswand 27 angebracht. Reines Wasser, IPA oder eine chemische Flüssigkeit, die von einer Quelle zugeführt werden, die nicht gezeigt ist, können durch die Sprührohre 56 gesprüht werden. Wie es in 6 gezeigt ist, ist eine N₂ Gasdüsenleitung 57, ähnlich hinsichtlich der Konstruktion zu den Sprührohren 56, in der Nähe des Sprührohrs 56 angebracht. Wenn die äußere Ummantelungswand 26 und die innere Ummantelungswand 27 in ihren Arbeitspositionen sind, wie es in 5 gezeigt ist, erstrecken sich die Sprührohre 54 in einem Raum zwischen der äußeren Ummantelungswand 26 und der inneren Ummantelungswand 27, d.h. außerhalb der zweiten Kammer 52, und die Sprührohre 56 erstrecken sich in eine obere Position der zweiten Kammer 52.
Eine erste Ablauföffnung 61 ist in einem unteren Teil der vertikalen Wand 26b gebildet, um verbrauchtes reines Wasser abzuleiten, eine verbrauchte chemische Flüssigkeit oder verbrauchte IPA von der ersten Kammer 51, in einem Zustand, der in 4 gezeigt ist. Eine zweite Abflussöffnung 62 ist in der vertikalen Wand 26b in einer Position über der ersten Ablauföffnung 61 gebildet, um verbrauchtes reines Wasser, eine verbrauchte chemische Flüssigkeit oder verbrauchte IPA von der zweiten Kammer 52 in einem Zustand, der in 5 gezeigt ist, abzuführen. Eine erste Abflusslinie 63 und eine zweite Abflusslinie 64 sind mit der ersten Abflussöffnung 61 und der zweiten Abflussöffnung 62 jeweils verbunden.
Ein erster Auslass 65 ist in einem oberen Teil der vertikalen Wand 26b gebildet, um ein Gas von der ersten Kammer 51 in einem Zustand, der in 4 gezeigt ist, auszugeben. Eine zweite Auslassöffnung 66 ist in der vertikalen Wand 26b in einer Position unter der ersten Auslassöffnung 65 gebildet, um Gas von der zweiten Kammer 52 in einem Zustand, der in 5 gezeigt ist, auszugeben. Eine erste Auslasslinie 67 und eine zweite Auslasslinie 68 sind mit der ersten Auslassöffnung 65 und der zweiten Auslassöffnung 66 jeweils verbunden.
Der Rotor kann z.B. sechsundzwanzig Wafer W in einer horizontalen Anordnung halten. Wie es in 7 gezeigt ist, hat der Rotor 24 ein Paar von Scheiben 70a und 70b, erste Halteelemente 71a und 71b, die sich zwischen dem Paar von Scheiben 70a und 70b erstrecken, so dass sie symmetrisch in bezug auf eine vertikale Ebene, die die Achse des Rotors 24 einschließt, sind, zweite Halteelemente 72a und 72b, die sich zwischen dem Paar von Scheiben 70a und 70b erstrecken, so dass sie symmetrisch in bezug auf eine vertikale Ebene, die die Achse des Rotors 24 einschließt, sind, und ein Paar von Haltemechanismen 73a und 73b, um Wafer W auf dem Rotor 24 festzuhalten.
Die ersten Halteelemente 71a und 71b und die zweiten Halteelemente 72a und 72b sind mit einer Vielzahl von Nuten 75 versehen, um Umfangsteile von Wafern W darin jeweils aufzunehmen. Mindestens eines der Halteelemente 71a, 71b, 72a und 72b ist mit einem Drucksensor versehen.
Wie es in 7 und 8 gezeigt ist, umfasst der Haltemechanismus 73a einen Arm 80a, der auf der inneren Seite der Scheibe 70a angebracht ist, ein Gegengewicht 81a, das auf der äußeren Seite der Scheibe 70a angebracht ist, einen Arm 84a, der auf der inneren Seite der Scheibe 70b angebracht ist, ein Gegengewicht 85a, das auf der äußeren Seite der Scheibe 70b angebracht ist, und ein drittes Halteelement 83a, das sich zwischen den Armen 80a und 84a erstreckt. Der Arm 80a und das Gegengewicht 81a sind fest an den gegenüberliegenden Enden einer Welle 89 jeweils verbunden, die in die Scheibe 70a für eine simultane Drehung eindringt. Der Haltemechanismus 73b ist hinsichtlich seiner Konstruktion ähnlich zu dem Haltemechanismus 73a. Der Haltemechanismus 73b umfasst einen Arm 80b, der sich auf der inneren Seite der Scheibe 70a befindet, ein Gegengewicht 81b, das sich auf der äußeren Seite der Scheibe 70a befindet, einen Arm 84b, der sich auf der inneren Seite der Scheibe 70b befindet, ein Gegengewicht 85b, das sich auf der äußeren Seite der Scheibe 70b befindet und ein drittes Halteelement 83b, das sich zwischen den Armen 80b und 84b befindet. Der Arm 80b und das Gegengewicht 81b sind fest mit den gegenüberliegenden Enden jeweils einer Welle 89 verbunden, die in die Scheibe 70a für eine simultane Drehung eindringt. Der Arm 84b und das Gegengewicht 85b sind fest mit gegenüberliegenden Enden einer Welle 89 jeweils verbunden, die in die Scheibe 70b für eine simultane Drehung eindringt. Die dritten Halteelemente 83a und 83b des Haltemechanismus 73a und 73b sind mit einer Vielzahl von Nuten 86 zum Aufnehmen von Umfangsbereichen der Wafer W darin versehen.
Stoppstifte 87 stehen von den äußeren Oberflächen der Scheiben 70a und 70b vor. Wenn die dritten Halteelemente 83a und 83b des Haltemechanismus 73a und 73b in Richtung auf Waferhaltepositionen jeweils gedreht sind, ist das nach Außen Drehen der Gegengewichte 81a, 81b, 85a und 85b durch die Stoppstifte 87 beschränkt, um zu verhindern, dass die Gegengewichte 81a, 81b, 85a und 85b sich im Übermaß nach außen drehen und die Ummantelungswand berühren. Wie es in 8 gezeigt ist, ist das Gegengewicht 85a und 85b, das auf der Scheibe 70b in der Nähe der vertikalen Wand 26a gelagert ist, mit gekrümmten Vorsprüngen 88a und 88b jeweils versehen.
Wie es in 9 gezeigt ist, ist eine ringförmige Führungsnut 90 in der inneren Oberfläche der vertikalen Wand 26a auf der Seite des Motors 23 geformt. Kreisförmige Öffnungen 91a und 91b sind in der vertikalen Wand 26a in Positionen auf der Führungsnut 90 geformt und entsprechen jeweils den Haltemechanismen 73a und 73b, und zylindrische Zustandsauswählelemente 92a und 92b sind in die kreisförmigen Öffnungen 91a und 91b eingepasst, so dass sie in den Richtungen der Pfeile θ drehbar sind. Gekrümmte Schlitze 93a und 93b, die die Form eines Bogens eines Kreises haben, der der ringförmigen Führungsnut 90 entspricht, sind in den vorderen Oberflächen der zustandsauswählenden Elemente 92a und 92b jeweils geformt. Die zustandsauswählenden Elemente 92a und 92b können entweder in einer Position unter Winkel gesetzt werden, in der die gekrümmten Schlitze 93a und 93b Bereiche der Führungsnut 90 bilden, wie es in 11 gezeigt ist, oder in einer Winkelposition, in der die gekrümmten Schlitze 93a und 93b sich über die Führungsnut 90 erstrecken, wie es in 10 gezeigt ist. Die gekrümmten Vorsprünge 88a und 88b der Gegengewichte 85a und 85b können in die gekrümmten Schlitze 93a und 93b jeweils eingepasst werden. Der Zustand des Haltemechanismus 73a und 73b kann selektiv durch die Winkelpositionen der zustandswählenden Elemente 92a und 92b bestimmt werden.
Wenn die zustandswählenden Elemente 92a und 92b so gesetzt sind, dass gekrümmte Schlitze 93a und 93b sich über die Führungsnut 90 erstrecken, wie es in 10 gezeigt ist, um die Gegengewichte 50a und 50b in eine vertikale Position zu bringen, werden die Haltemechanismen 73a und 73b in einen Waferlösezustand gesetzt, der durch kontinuierliche Linien in 7 angegeben ist.
Wenn die zustandswählenden Elemente 92a und 92b so gesetzt sind, dass die gekrümmten Schlitze 93a und 93b kontinuierlich mit der Führungsnut 90 sind, wie es in 11 gezeigt ist, weichen die Gegengewichte 85a und 85b nach oben ab, die Haltemechanismen 73a und 73b werden in einen Waferhaltezustand gesetzt, der durch eine Zweipunktkettenlinie in 7 angegeben ist. In diesem Zustand können sich die gekrümmten Vorsprünge 88a und 88b der Gegengewichte 85a und 85b entlang der Führungsnut 90 und der gekrümmten Schlitze 93a und 93b bewegen, die kontinuierlich mit der Führungsnut 90 sind, so dass der Rotor 24 sich drehen kann. Da der Zustand des Haltemechanismus 73a und 73b unverändert bleibt, unabhängig von der Winkelposition des Rotors 24, werden die Wafer W nicht freigegeben. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Zufuhr einer Reinigungsflüssigkeit oder eines Trocknungsgases durch Wafer W behindert wird, die von dem Rotor 24 vorstehen, und das Beschädigen von Wafern W zu verhindern, die von dem Rotor 24 vorstehen.
Wenn die Haltemechanismen 73a und 73b in dem Waferhaltezustand sind, werden die Wafer W fest durch die ersten Halteelemente 71a und 71b, die zweiten Halteelemente 72a und 72b und die dritten Halteelemente 83a und 83b gehalten. Wie es in 6 gezeigt ist, ist ein Dreieck T1, das gebildet wird, indem Punkte auf dem ersten Halteelement 71a, dem zweiten Halteelement 72b und dem dritten Halteelement 83a, mit dem jeder Wafer W gehalten wird, verbunden werden, ein spitzwinkliges Dreieck, und ein Dreieck T2, das gebildet wird, indem Punkte auf dem ersten Halteelement 71b, dem zweiten Halteelement 72a und dem dritten Halteelement 83b verbunden werden, mit dem jeder Wafer W gehalten wird, ist ein spitzwinkliges Dreieck. Daher können Wafer W sicher auf dem Rotor 24 während der Drehung des Rotors 24 gehalten werden.
6 zeigt gekerbte Wafer W, die auf dem Rotor 24 gehalten werden. Wenn Wafer W auf dem Rotor 24 gehalten werden, die jeweils mit einer Orientierungsebene Wa versehen sind, die durch eine Kettenlinie angegeben wird, wie es in 6 gezeigt ist, ist es vorzuziehen, eine Stützstange S, die durch eine Kettenlinie in 6 angegeben wird, zwischen den Scheiben 70a und 70b des Rotors 24 zu erstrecken. Die Stützstange S in Kontakt mit den Orientierungsebenen Wa der Wafer W, die auf dem Rotor 24 gehalten werden, verhindert die unnötige Drehung der Wafer W auf dem Rotor 24 während der Drehung des Rotors 24.
Wie es in 11A gezeigt ist, kann die vertikale Wand 26 auf ihrer inneren Oberfläche mit einer kreisförmigen Führungsnut 330 anstatt der Führungsnut 90 versehen sein. Die kreisförmige Führungsnut 330 ist mit zwei Lücken versehen, und zwei drehbare Schienen 331a und 331b, die die Form eines Kreisbogens haben, der der kreisförmigen Führungsschiene 330 entspricht, sind anstatt der zustandswählenden Elemente 92a und 92b in den Lücken platziert. Der Zustand der Haltemechanismen 73a und 73b kann selektiv bestimmt werden, indem die Winkelpositionen der Schienen 331a und 331b selektiv bestimmt werden. Wenn die Schienen 331a und 331b so gesetzt sind, dass sie kontinuierlich mit der Führungsschiene 330 sind, sind die Haltemechanismen 73a und 73b in einen Waferhaltezustand gesetzt und der Rotor 24 kann sich drehen.
Es wird wieder auf 3 Bezug genommen, wobei der Waferträgerwartebereich 30 mit einem Objekttisch 31 versehen ist. Wie es in 12(a) und 12(b) gezeigt ist, umfasst ein Träger 35 für Waferbehälter oder ein Träger tragender Mechanismus zum Tragen eines Waferträgers C zwischen dem Wartebereich 30 und der Lade/Entladeeinheit 4 eine Basis 34, die auf den Objekttischen 13 und 31 gelagert ist, zwei Führungsschienen 33, die auf der Basis 34 liegen, und einen Gleittisch 32, der sich entlang der Führungsschienen 33 zwischen dem Objekttisch 13 der Lade/Entladeeinheit 4 und dem Objekttisch 31 des Wartebereichs 30 bewegen kann. Der Gleittisch 32 wird durch einen Zylinderbetätiger, der nicht gezeigt ist, bewegt, um einen Waferträger C, der auf dem Gleittisch 32 platziert ist, zwischen den Objekttischen 13 und 31 zu bewegen.
Der Gleittisch 32 ist mit einer Öffnung in einem Bereich davon versehen, die dem Wafer enthaltenden Teil eines Waferträgers C, der darauf befestigt ist, entspricht. Die Basis 34 und der Objekttisch 31 sind Strukturen mit Rahmen (Skelettstrukturen). Daher kann ein Waferstützelement 41 des Waferhebeelements 40 Wafer W von einem Träger C entnehmen und in einen Träger C bringen, was später beschrieben werden wird.
Unter Bezug auf 3 und 13 umfasst das Waferhebeelement 40 das Waferstützelement 41, einen Stützbalken 42, der das Waferstützelement 41 stützt, und eine Antriebseinrichtung 43, um den Stützbalken 42 vertikal zu bewegen, um das Waferstützelement 41 anzuheben und abzusenken.
Die Antriebseinrichtung 43 umfasst eine vertikale Welle 101 mit Gewinde, einen Schrittmotor 102, um die Gewindewelle 101 zu drehen, eine Führungsschiene 103, die sich parallel zu der Gewindewelle 101 erstreckt, einen Gleitblock 104, der mit einem internen Gewinde versehen ist, das mit dem äußeren Gewinde der Gewindewelle 101 zusammenpasst, und Gleitstücke 105, die entlang der Führungsschiene 103 gleiten. Der Schrittmotor 102 treibt die Gewindewelle 101 zur Drehung an, um das Waferstützelement 41 vertikal zu bewegen. Die Gewindewelle 101, der Gleitblock 104 und Kugeln, die nicht gezeigt sind, bilden eine Kugelumlaufspindel.
Das Waferstützelement 41 ist mit Waferhaltenuten 41a in seiner oberen Oberfläche versehen. Die Anzahl der Waferhaltenuten 41a ist zweimal die Anzahl von Wafern W, die in einem Waferträger C enthalten sind, z.B. zweiundfünfzig. Der Abstand der Waferhaltenuten 41a ist gleich der Hälfte des Abstands der Wafer W, die in einem Waferträger C enthalten sind. Das Waferstützelement 41 kann horizontal auf einem Basiselement 44 versetzt werden um einen Abstand, der gleich dem Abstand der Waferhaltenuten 41a ist, d.h. die Hälfte des Abstands der Wafer, die in einem Waferträger C enthalten sind. Insbesondere, wie es in 13 gezeigt ist, wird eine Kolbenstange, die mit einem Kolben verbunden ist, der in einem Zylinderbetätiger 106 eingeschlossen ist und mit dem Basiselement 44 verbunden ist, axial bewegt, um das Waferstützelement 41 horizontal um einen Abstand gleich dem Abstand der Waferhaltenuten 41a zu versetzen. Somit können die gereinigten Wafer W in den Haltenuten 41a aufgenommen werden, die unterschiedlich von jenen sind, in denen die Wafer W aufgenommen waren, bevor die Wafer W gereinigt wurden, so dass die Möglichkeit, dass die gereinigten Wafer W mit Partikeln und ähnlichem verschmutzt werden, die an den Nuten 41a haften, in denen die Wafer W aufgenommen wurden, bevor sie gereinigt wurden, verringert werden kann.
Eine Kolbenstange, die mit einem Kolben verbunden ist, der in einem Zylinderbetätiger 108 umfasst ist, ist mit dem Basiselement 44 verbunden und der Zylinderbetätiger 108 ist an dem Stützbalken 42 angebracht. Ein Druckregulator 113, der mit einem Druckbegrenzungsventil versehen ist, ist mit dem Zylinderbetätiger 108 verbunden. Wenn die Wafer W durch das Waferstützelement 41 angehoben werden, dass der Rotor 24 mit den Wafern W beladen wird, öffnet sich das Druckbegrenzungsventil des Druckregulators 113, so dass Druck gelöst wird, der auf den Kolben des Zylinderbetätigers 108 wirkt, beim Anstieg des Drucks, der auf den Kolben des Zylinderbetätigers 108 wirkt, über ein vorbestimmtes Niveau, so dass die Kolbenstange des Zylinderbetätigers 108 zurückgezogen wird. Daher kann ein Brechen der Wafer W, wenn der Rotor 25 mit den Wafern W beschickt wird, verhindert werden, selbst wenn eine Kontrollvorrichtung zur Kontrolle der Waferhebeeinrichtung 40 nicht gut funktionieren sollte. Ein Sensor 111 erfasst das Absenken der Kolbenstange. Beim Erfassen des Absenkens der Kolbenstange gibt der Sensor 111 ein Erfassungssignal an eine Regelung 110, und die Regelung 110 gibt ein Steuersignal an eine Alarmeinrichtung 112, so dass die Alarmeinrichtung 112 einen Alarm erzeugt.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist ein Wafererfasser 115, der eine Vielzahl von Paaren von einem Licht emittierenden Element und einem Licht aufnehmenden Element umfasst, die auf den gegenüberliegenden Seiten eines Wafertragewegs jeweils vorgesehen sind, überhalb des Trägerwartebereichs 30 angebracht, um die Anzahl der Wafer W zu zählen, wenn die Wafer W an dem Wafererfasser 115 vorbei laufen, und um unregelmäßig gestützte Wafer zu finden (die sogenannten Springschlitze (jump slots)).
Eine Reihe von Betriebszuständen der Waferreinigungsvorrichtung wird beschrieben. Waferträger C, die jeweils z.B. sechsundzwanzig Wafer W enthalten, die gereinigt werden sollen, werden auf den Objekttisch 10 der Ein/Aus-Öffnung 2 durch eine Bedienperson oder eine automatische Tragevorrichtung gebracht.
Der Waferträgertragemechanismus 12 trägt einen der Waferträger C, die auf dem Objekttisch 10 platziert sind, auf den Gleittisch 32 des Behälterträgers 35, der auf dem Objekttisch 13 der Lade/Entladeeinheit 4 montiert ist. Der Waferträger C, der auf dem Gleittisch 32 platziert ist, kann durch einen Winkel von 180° in eine horizontale Ebene durch den Umkehrmechanismus, der nicht gezeigt ist, gedreht werden.
Die Klappe 15 wird geöffnet, um die Öffnung 14a der Trennwand 14 zu öffnen und der Gleittisch 32 wird auf den Objekttisch 31 des Trägerwartebereichs 30 der Reinigungseinheit 3 bewegt. Der Waferträger C wird auf dem Objekttisch 31 des Trägerwartebereichs 30 gehalten.
Nachfolgend werden die äußere Ummantelungswand 26 und die innere Ummantelungswand 27 der Reinigungseinrichtung 20 in ihre rückwärtigen Positionen jeweils gesetzt, wie es in 3 gezeigt ist.
Dann, wie es in 15 gezeigt ist, wird die Waferhebeeinrichtung 40 betätigt, um die Wafer W, die in dem Waferträger C enthalten sind, der auf dem Gleittisch 32 montiert ist, auf den Objekttisch 31 des Trägerwartebereichs 30 durch das Waferstützelement 41 anzuheben. Während die Wafer W angehoben werden, zählt der Wafererfasser 115 die Wafer W und überprüft die Wafer W, um zu erkennen, ob es irgendeinen Springschlitz gibt. Dann, wie es in 16 gezeigt ist, werden die Wafer W in Kontakt mit den ersten Halteelementen 71a und 71b und den zweiten Halteelementen 72a und 72b des Rotors 24 gebracht, wobei ihre Umfangsbereiche in den Nuten 74 der Halteelemente 71a, 71b, 72a und 72b aufgenommen sind. In diesem Zustand werden die zustandswählenden Elemente 92a und 92b gedreht, so dass ermöglicht wird, dass die Halteelemente 83a und 83b der Haltemechanismen 73a und 73b in Berührung mit den Wafern W von unterhalb dieser gebracht werden, um die Wafer W auf dem Rotor 24 zu halten, wie es in 17 gezeigt ist. Nachfolgend wird das Waferstützelement 41 abgesenkt.
Dann wird die äußere Ummantelungswand 26 in die Arbeitsposition, die in 4 gezeigt ist, bewegt und ein Reinigungsvorgang wird begonnen. Der leere Waferträger C, der auf dem Tisch in dem Waferträgerwartebereich 30 erhalten wird, wird zu der Lade/Entladeeinheit 4 durch den Behälterträger 35 zurückgebracht und wird zu der Waferträgerreinigungseinheit 5 durch den Waferträgertragemechanismus 12 gebracht. Der leere Waferträger C wird gereinigt durch die Trägerreinigungseinheit 5. Ein gereinigter, leerer Waferträger C wird von der Waferträgeraufbewahrungseinheit 6 zu dem Trägerwartebereich 30 durch den Waferträgertragemechanismus 12 und den Behälterträger 35 gebracht. Der gereinigte, leere Waferträger C wird auf dem Objekttisch des Wartebereichs 30 gehalten.
Bei dem Reinigungsvorgang wird die innere Abdeckwand 27 in die Arbeitsposition, die in 5 gezeigt ist, bewegt und ein erster Reinigungsschritt wird in der zweiten Kammer 52 durchgeführt; der Rotor 24 wird mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit gedreht und eine chemische Flüssigkeit (Verfahrensflüssigkeit) wird durch die Sprühleitungen 56 auf die Wafer W zur Reinigung gesprüht, um ein Ätzmittel zu entfernen, das auf den Wafern W verbleibt.
Nachdem der erste Reinigungsschritt vervollständigt ist, wird die innere Ummantelungswand 27 in die rückwärtige Position, die in 4 gezeigt ist, zurückgezogen, und dann wird ein zweiter Reinigungsschritt in der ersten Kammer 51 durchgeführt; der Rotor 24 wird mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit gedreht und reines Wasser wird durch die Sprühleitungen 54 auf die Wafer W zum Spülen gesprüht.
Nachfolgend wird ein Schleuderschritt in der ersten Kammer 51 in einem Zustand, der in 4 gezeigt ist, durchgeführt, bei dem ein N₂-Gas durch die N₂-Gas-Düsenleitung 57 ausgegeben wird, während der Rotor 24 mit einer Drehgeschwindigkeit gedreht wird, die größer ist als diejenige, bei der der Rotor 24 in dem zweiten Reinigungsschritt gedreht wird.
Nachdem die Reinigungs- und Trocknungsschritte vervollständigt sind und der Rotor gestoppt worden ist, wird die äußere Ummantelungswand 26 in die rückwärtige Position zurückgezogen (die innere Ummantelungswand 27 wird in der rückwärtigen Position gehalten), um den Rotor 24 freizulegen. Dann wird das Waferstützelement 41 des Waferhebeelements 40 angehoben, die gereinigten Wafer W werden von dem Rotor 24 an das Waferstützelement 41 transferiert. Das Waferstützelement 41 wird horizontal um einen Abstand versetzt, der dem Abstand der Waferhaltenuten 41a entspricht, bevor die gereinigten Wafer W von dem Rotor 24 von einer Position aufgenommen werden, in der das Waferstützelement 41 die Wafer W hielt, bevor die Wafer W zu dem Rotor 24 zur Reinigung übertragen wurden. Folglich werden die gereinigten Wafer W in den Waferhaltenuten 41a aufgenommen, die sich von denjenigen unterscheiden, in denen die Wafer W, die dem Reinigungsprozess unterworfen wurden, gehalten wurden.
In dem Zustand, in dem die gereinigten Wafer W auf dem Waferstützelement 41 gehalten werden, sind die Haltemechanismen 73a und 73b in einem Zustand, der in 17 gezeigt ist. Dann werden die zustandswählenden Elemente 92a und 92b gedreht, um die Haltemechanismen 73a und 73b freizugeben, so dass die Haltemechanismen 73a und 73b in einen Zustand gesetzt werden, der in 16 gezeigt ist. Dieses Freigeben zum Lösen der Haltemechanismen 73a und 73b kann nur durchgeführt werden, wenn die Vorsprünge 88a und 88b jeweils in den gekrümmten Schlitzen 93a und 93b sind, und das Freigeben kann nicht durchgeführt werden, wenn die Vorsprünge 88a und 88b in der Führungsnut 90 sind. Daher ist es kaum möglich, dass die Haltemechanismen 73a und 73b freigegeben werden und die Wafer W von dem Rotor 24 während des Reinigungsvorgangs fallen.
Das Waferstützelement 41, das die gereinigten Wafer W hält, wird abgesenkt. Der Wafererfasser 115 zählt die gereinigten Wafer W zur Bestätigung, während die gereinigten Wafer W nach unten bewegt werden. Die Wafer W werden in den Waferhaltenuten des Waferträgers C aufgenommen und gehalten, wenn der Waferträger C durch den Waferträger C geführt wird, der auf dem Objekttisch 31 der Trägerhalteeinrichtung 30 gehalten wird.
Dann wird der Waferträger C, der die gereinigten Wafer W enthält, zu der Lade/Entladeeinheit 4 durch den Behälterträger 35 gebracht und zu dem Objekttisch 10 der Aufnahme/Ausgabeeinheit durch den Waferträgertragemechanismus 12. Der Bediener oder die automatische Trageeinrichtung liefert den Waferträger C zu dem nächsten Ziel weiter.
Da die Wafer von unten auf dem Waferstützelement 41 gestützt werden, während die Wafer W vertikal bewegt werden, müssen die Wafer W nicht durch eine Greifeinrichtung ergriffen werden, wenn die Wafer W in die Verarbeitungskammer gebracht werden, und somit muss nicht irgendein besonderer Raum für den Betrieb einer Greifeinrichtung in der Verarbeitungskammer sichergestellt werden. Daher ist die Verarbeitungskammer der Waferreinigungsvorrichtung kompakt.
Da die Wafer W von dem Rotor 24 nur durch die Bewegung des Waferstützelements 41 des Waferhebeelements 40 geladen und entladen werden können, sind komplizierte Kontrollvorgänge zum Laden der Wafer W auf und zum Entladen der Wafer W von dem Rotor 24 der Reinigungseinrichtung 20 nicht nötig, die Wafer W können sehr einfach auf den Rotor 24 geladen und von ihm entladen werden und die Konstruktion der Waferreinigungsvorrichtung kann vereinfacht werden.
Da die äußere Ummantelungswand 26 und die innere Ummantelungswand 27 zwischen der Arbeitsposition und der rückwärtigen Position bewegt werden können, und die Sprühleitungen zum Sprühen einer chemischen Flüssigkeit und einer Spülflüssigkeit in den Kammern platziert sind, die durch die Ummantelungswände 26 und 27 jeweils definiert sind, können in hohem Maß diversifizierte Reinigungsvorgänge durchgeführt werden.
Die äußere Ummantelungswand 26 muss zurückgezogen werden, bevor die Wafer W von dem Rotor 24 entladen werden, nach dem Vervollständigen des vorangehenden Reinigungsvorgangs. Es besteht die Möglichkeit, dass die Reinigungsflüssigkeit tropft, wenn die äußere Ummantelungswand 26 zurückgezogen wird. Es ist vorzuziehen, eine Flüssigkeit sammelnde Einrichtung 120 oder eine das Tropfen verhindernde Einrichtung mit dem vorderen Ende eines unteren Teils der äußeren Ummantelungswand 26 zu verbinden, wie es in 19 gezeigt ist, um die Flüssigkeit zu sammeln, die von der äußeren Ummantelungswand 26 tropft, wenn die äußere Ummantelungswand 26 zurückgezogen wird. Wie es in 20 gezeigt ist, umfasst die Flüssigkeit sammelnde Einrichtung 120 einen Flüssigkeitstrog 121, der mit der äußeren Ummantelungswand 26 verbunden ist, so dass er bewegbar ist, und einen Abflusstrog 122, der mit einer Abflussöffnung 129 versehen ist. Eine Flüssigkeit, die durch den Flüssigkeitstrog 121 aufgenommen wird, wird in eine Abflusslinie durch den Abflusstrog 122 abgeführt. Zwei Stützelemente 123a und 123b sind an der äußeren Ummantelungswand 26 mit Schrauben befestigt. Gegenüberliegende Endteile eines Paars von Führungswellen 124a und 124b sind auf den Stützelementen 123a und 123b gelagert. Ein Gleitelement 125 ist an dem Flüssigkeitstrog 121 befestigt und zur Verschiebung auf den Führungswellen 124a und 124b gelagert. Eine Kompressionsschraubenfeder 126 oder das Druckelement erstreckt sich zwischen dem Gleitelement 125 und dem Stützelement 123b. Wenn die äußere Ummantelungswand 26 in die Arbeitsposition bewegt wird, wird die Kompressionsschraubenfeder 126 komprimiert und die vordere Endwand 127 des Flüssigkeitstrogs 121 wird gegen einen Endteil 130 der vertikalen Wand 26b durch die Elastizität der Kompressionsschraubenfeder 126 gedrückt. In einem Anfangszustand des Zurückziehens der äußeren Ummantelungswand 26 nach dem Vervollständigen des Reinigungsvorgangs wird die vordere Endwand 127 des Flüssigkeitstrogs 121 in Kontakt mit dem Endteil 130 der vertikalen Wand 126b durch die Elastizität der Kompressionsschraubenfeder 126 gehalten. Daher kann die Flüssigkeit, die von dem vorderen Ende der äußeren Ummantelungswand 26 bis zur Trennung der äußeren Ummantelungswand 26 von der vertikalen Wand 26b tropft, durch den Flüssigkeitstrog 121 aufgenommen werden, so dass das Tropfen der Flüssigkeit verhindert wird. Die Flüssigkeit, die durch den Flüssigkeitstrog 121 aufgenommen ist, fließt entlang der Bodenwand 128 des Flüssigkeitstrogs 121 und des Abflusstrogs 122 und wird durch die Abflussöffnung 129 in die Abflusslinie abgeführt. Es ist zu bemerken, dass ein Luftzylinderbetätiger als Druckelement anstatt der Schraubenfeder 126 verwendet werden kann.
Modifikationen der Reinigungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform sind möglich. Zum Beispiel können Wafer, die aus einem Waferträger entnommen werden, zu dem Waferwartebereich 30 gebracht werden, und dann können Wafer, die im Wartebereich 30 warten, zu dem Rotor 24 angehoben werden.
Obwohl die Reinigungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform den Reinigungsvorgang durchführt, wobei eine chemische Flüssigkeit in der zweiten Kammer 52 verwendet wird, die durch die innere Ummantelungswand 27 definiert wird, und der Spül- und Trocknungsvorgang in der ersten Kammer 51 ausgeführt wird, der durch die erste Ummantelungswand 26 definiert wird, kann der Reinigungsvorgang in der ersten Kammer ausgeführt werden, die durch die äußere Ummantelungswand 26 definiert wird, der Spülvorgang kann in der zweiten Kammer 52 ausgeführt werden, die durch die innere Ummantelungswand 27 definiert wird oder die erste Kammer 51 und die zweite Kammer 52 können wechselweise für den Reinigungsvorgang verwendet werden.
Obwohl die Reinigungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform mit der äußeren Ummantelungswand 26 und der inneren Ummantelungswand 27 versehen ist, um die zwei Bearbeitungskammern zu definieren, kann die Reinigungsvorrichtung mit drei oder mehreren Ummantelungswänden oder einer einzigen Ummantelungswand versehen sein.
Obwohl die Reinigungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform den Rotor 24 freilegt, indem die äußere Ummantelungswand 26 und die innere Ummantelungswand 27 in ihre rückwärtigen Positionen zurückgezogen werden, kann die vertikale Wand 26b mit einer Öffnung versehen sein, die bedeckt ist, und einer Abdeckung, die die Öffnung bedeckt, und der Rotor 24 kann freigelegt werden, indem die Abdeckung geöffnet wird und der Rotor 24 horizontal durch die Öffnung der vertikalen Wand 26b bewegt wird.
Eine Reinigungsvorrichtung 201 in einer zweiten Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung wird untenstehend beschrieben. Unter Bezug auf 21 und 22 hat die Reinigungsvorrichtung 201 eine Aufnehme/Ausgabeeinheit, d.h. eine Ein/Aus-Öffnung 202, um einen Waferträger C, der Wafer W enthält, aufzunehmen und auszugeben, eine Lade/Entladeeinheit 203, die nicht gereinigte Wafer W von einem Waferträger C herausnimmt und gereinigte Wafer W in einen Waferträger C setzt, eine Waferträgeraufbewahrungseinheit 204, um Waferträger C aufzubewahren, und eine Reinigungseinheit 206, die mit einer Waferreinigungseinrichtung 205 versehen ist. Die Reinigungsvorrichtung 201 ist mit einem Waferträgertragetisch 207 versehen, der einen Waferträger C trägt, und einer Waferträgereinrichtung 208, die Wafer W ergreift und trägt. Der Waferträgertragetisch 207 kann zwischen der Ein/Aus-Öffnung 202 und der Lade/Entladeeinheit 203 bewegt werden. Die Waferträgereinrichtung 208 kann sich zwischen der Lade/Entladeeinheit 203 und der Reinigungseinheit 206 bewegen, genauer gesagt einer Transferposition 234 in der Reinigungseinheit 206.
Die Ein/Aus-Öffnung 202 ist mit einem Objekttisch 211 zum Stützen von Waferträgern C darauf versehen. Der Objekttisch 211 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen in Stationen 212, 213, 214 und 215 versehen, in denen die Waferträger C platziert werden. Untere Umfangsteile der Waferträger C werden auf den Kanten der Öffnungen der Stationen 21.2 bis 215 jeweils gestützt. Normalerweise werden Waferträger C, die nicht gereinigte Wafer W enthalten, in den Stationen 212 und 213 platziert und Waferträger C, die gereinigte Wafer W enthalten, werden in den Stationen 214 und 215 platziert. Die Lade/Entladeeinheit 203 hat einen Objekttisch 216, der mit einer Station 217 versehen ist.
Der Waferträgertragetisch 207 kann durch einen Tischbewegungsmechanismus 218 in Richtungen parallel zu einer Richtung bewegt werden, in der die Waferträger C auf dem Objekttisch 211 angeordnet sind, d.h. in Richtungen, die durch die Pfeile X in 22 angegeben sind, und in Richtungen parallel zu einer Richtung, in der die Ein/Aus-Öffnung 202, die Lade/Entladeeinheit 203 und die Reinigungseinheit 206 angeordnet sind, d.h. in den Richtungen der Pfeile Y in 22. Der Waferträgertragetisch 207 wird durch eine der Öffnungen der Stationen 212 bis 215 und 217 bewegt, um einen Waferträger C zu empfangen, der sich an der entsprechenden Station befindet, und bringt der Waferträger C zu einer anderen Station.
Unter Bezug auf 23 befindet sich eine Lade/Entladehand 220 unter dem Objekttisch 216 der Lade/Entladeeinheit 203. Die Lade/Entladehand 220 kann in vertikalen Richtungen bewegt werden, d.h. in den Richtungen der Pfeile Z, und kann in einer horizontalen Ebene in den Richtungen. der Pfeile θ durch eine Hebe- und Drehmechanismus, der nicht gezeigt ist, gedreht werden. Die Lade/Entladehand 220 ist auf ihrer oberen Oberfläche mit einer Vielzahl von Nuten 222 versehen, um untere Umfangsbereiche von Wafern W aufzunehmen. Wenn die Lade/Entladehand 220 angehober wird, dringt die Lade/Entladehand 220 in einen Waferträger C ein, der auf dem Objekttisch 216 montiert ist, durch eine Öffnung, die in der Bodenwand des Waferträgers C geformt ist, und hebt eine Vielzahl von Wafern W, die in dem Waferträger C enthalten sind.
Ein Abstandsänderer 221 ist auf dem Objekttisch 216 montiert. Der Abstandsänderer 221 kann die Vielzahl von Wafern W (sechsundzwanzig Wafer), die von dem Waferträger C angehoben werden, durch die Lade/Entladehand 220, um einen Abstand gleich einer Hälfte eines Abstands, in dem die Wafer W in dem Waferträger C angeordnet sind, erneut anordnen, um die Wafer W in einer Länge gleich zu etwa der Hälfte der Länge anzuordnen, in der die Wafer W in dem Waferträger C angeordnet sind.
Wie es in 22 gezeigt ist, hat die Wafertrageeinrichtung 208 dehnbare Waferlagerarme 224a und 224b, die in Richtung hin und weg von einander und einer Gleitbasis 225 bewegt werden können, die entlang einer Führungsschiene 226 in den Richtungen der Pfeile X gleiten kann.
Die Waferträgeraufbewahrungseinheit 204 hat Waferträgerhalteeinrichtungen 227 und 228 und einen Waferträgerreiniger 229, die in einer Reihe angeordnet sind. Die Waferträgerhalteeinrichtungen 227 und 228 werden verwendet, um vorübergehend leere Waferträger C zu halten, die entleert wurden, indem nicht gereinigte Wafer W davon entnommen wurden in der Lade/Entladeeinheit 203, und um gereinigte Waferträger C zu halten, damit sie gereinigte Wafer W aufnehmen. Der Waferträgertragetisch 207 trägt einen Waferträger C in einen freien Raum in der Aufbewahrungseinrichtung 227 oder 228 und entnimmt einen Waferträger C von der Aufbewahrungseinrichtung 227 oder 228.
Der Waferträgertragetisch 207 kann eine Waferträger C in einen spezifizierten Platz in einer der Aufbewahrungseinrichtungen 227 oder 228 bringen und einen Waferträger daraus entnehmen. Wenn der Waferträgertragetisch 207 auf solch eine Weise betrieben wird, ist die Aufbewahrungseinheit 204 mit einer Hebeeinrichtung, die nicht gezeigt ist, versehen, und die Hebeeinrichtung transferiert einen Waferträger C von dem spezifizierten Platz zu einem freien Platz in der Aufbewahrungseinrichtung 227 oder 228 und transferiert einen aufbewahrten Waferträger C von einem Aufbewahrungsplatz in der Aufbewahrungseinrichtung 227 oder 228 zu dem spezifizierten Platz.
Die Reinigungseinheit 206 wird unter Bezug auf 24 bis 38 beschrieben. Eine Reinigungseinrichtung 20, die in der Reinigungseinheit 206 vorgesehen ist, ist identisch zu der Reinigungseinrichtung 20, die in der ersten Ausführungsform eingesetzt wird, und daher wird eine Beschreibung davon nicht gegeben, um eine Wiederholung zu vermeiden.
In der Reinigungseinheit 206 befindet sich eine Waferhand 233 oder eine Waferhebeeinrichtung unter dem Rotor 24 der Reinigungseinrichtung 20. Die Waferhand 233 kann vertikal zwischen einer Wafertransferposition 234, in der die Wafer W auf die Waferhand 233 gesetzt werden und von ihr entnommen werden, und einer Warteposition 235, in der die Waferhand 233 zum Warten gehalten wird, bewegt werden. Die Warteposition 235, der Rotor 24 und die Transferposition 234 sind in dieser Reihenfolge angeordnet.
Unter Bezug auf 24 bis 26 ist die Waferhand 233, d.h. der Substratbewegemechanismus mit einer ersten Stützplatte 300 (d.h. einem Substratstützelement) zum Stützen von Wafern W von unten ausgestattet, einer zweiten Stützplatte 301 (d.h. einem Substratstützelement) zum Stützen von Wafern W von unterhalb von ihnen, einem Hebemechanismus 302, der auf der zweiten Stützplatte 301 montiert ist, und einer Basis 303, auf der die zweite Stützplatte 301 montiert ist.
Erste Stützelemente 304 und 305 sind an seitlich gegenüberliegenden Enden der ersten Stützplatte 301 jeweils befestigt. Eine Vielzahl von Nuten 309 zum Aufnehmen von unteren Umfangsbereichen von Wafern W sind in einem vorbestimmten Abstand in den oberen Endoberflächen der ersten Stützelemente 304 und 305 angeordnet, die sich senkrecht zu dem Papier erstrecken.
Eine Hebestange 307, die in dem ersten Hebemechanismus 302 umfasst ist, ist mit der unteren Oberfläche der ersten Stützplatte 300 verbunden. Zweite Stützelemente 308 und 309 sind an der oberen Oberfläche der zweiten Stützplatte 301 befestigt, so dass sie in einen Raum zwischen den ersten Stützelementen 304 und 305 vorstehen. Die zweiten Stützelemente 308 und 309 erstrecken sich durch die erste Stützplatte 300 und stehen nach oben von ihr vor. Eine Vielzahl von Nuten 310 zum Aufnehmen von unteren Umfangsbereichen von Wafern W sind in einem vorbestimmten Abstand in den oberen Endoberflächen der zweiten Stützelemente 308 und 309 angeordnet, die sich senkrecht zu dem Papier erstrecken.
Wenn die Hebestange 307 des Hebemechanismus 302 ausgefahren wird, um die erste Stützplatte 300 anzuheben, so dass die oberen Enden der ersten Stützelemente 304 und 305 auf einem Niveau über demjenigen der oberen Enden der zweiten Stützelemente 308 und 309 sind, können untere Umfangsbereiche der Wafer W nur auf den ersten Stützelementen 304 und 305 gestützt werden.
Wenn die Hebestange 307 des Hebemechanismus 302 zurückgezogen wird, um die erste Stützplatte 300 abzusenken, so dass die oberen Enden der ersten Stützelemente 304 und 305 sich auf einem Niveau befinden, das unter demjenigen der oberen Enden der zweiten Stützelemente 308 und 309 ist, können untere Umfangsbereiche von Wafern W auf nur dem zweiten Stützelement 308 und 309 gestützt werden, wie es in 27 gezeigt ist. Daher, wenn die ersten Stützelemente 304 und 305 verwendet werden, um nicht gereinigte Wafer W zu stützen, und die zweiten Stützelemente 308 und 309 verwendet werden, um gereinigte Wafer W zu stützen, ist es möglich, eine Verunreinigung der gereinigten Wafer W mit Partikeln zu verhindern, die von den nicht gereinigten Wafern W fallen und an den ersten Stützelementen 304 und 305 haften.
Die Basis 303 der Waferhand 233 wird auf das obere Ende einer Stützstange 320 gesetzt und mit ihr verbunden. Die Stützstange 320 ist fest auf einem Hebeelement 322 gelagert, das vertikal entlang einer Führungsschiene 321 bewegt wird, d.h. in den Richtungen der Pfeile Z in den 24 und 25. In 24 ist die Waferhand 233, die durch durchgezogene Linien angegeben ist, in einer unteren Warteposition in der Warteposition 235, und die Waferhand 233, die durch Zweipunktkettenlinien (233') angegeben ist, ist in der Transferposition 234, um Wafer W von der Wafertrageeinrichtung 208 aufzunehmen oder um Wafer W zu der Wafertrageeinrichtung 208 zu transferieren.
Die Basis 303 hat einen horizontalen oberen Teil 311, an dem die zweite Stützplatte 301 befestigt ist, einen vertikalen Seitenteil 312, der den oberen Teil 311 in einer horizontalen Position stützt, und einen horizontalen Bodenteil 313, der den Seitenteil 312 in einer vertikalen Position stützt. Ein Raum 314 ist zwischen dem oberen Teil 312 und dem Bodenteil 313 geformt. Die Waferstützarme 324a und 324b der Wafertrageeinrichtung 208 erstrecken sich durch den Raum 214.
Eine Reihe von Vorgängen der Waferreinigungsvorrichtung wird beschrieben. Zwei Waferträger C, die jeweils z.B. sechsundzwanzig Wafer W, die gereinigt werden sollen, enthalten, werden zu der Ein/Aus-Öffnung 202 gebracht und in den Stationen 212 und 213 durch z.B. einen Bediener platziert. Der Waferträgertragetisch 207 trägt die Waferträger C, die in der Station 213 platziert sind, zu der Lade/Entladeeinheit 203. In der Lade/Entladeeinheit 203 werden die Wafer W von dem Waferträger C entladen, und die sechsundzwanzig Wafer W werden in einem Abstand angeordnet, der gleich etwa der Hälfte eines Abstands ist, in dem die Wafer in dem Waferträger C angeordnet sind, durch den Abstandsänderer 221 in einer Wafergruppe. Nachfolgend wird der Waferträger C, der in der Station 212 platziert ist, zu der Lade/Entladeeinheit 203 gebracht, die sechsundzwanzig Wafer W werden von den Waferträgern C entladen und die Wafer W werden in einem Abstand gleich etwa einer Hälfte eines Abstands angeordnet, in dem die Wafer W in dem Waferträger C in einer Wafergruppe angeordnet sind. Die Wafergruppen von jedem der sechsundzwanzig Wafer W werden kombiniert, um eine Wafergruppe der zweiundfünfzig Wafer W zu bilden, die in einem Abstand gleich etwa einer Hälfte eines Abstands angeordnet sind, in dem die Wafer W in den Waferträgern C angeordnet sind.
Die Wafertrageeinrichtung 208 hält die Wafergruppe der zweiundfünfzig Wafer und bringt diese zu der Reinigungseinheit 206. Die Waferträgertrageeinrichtung 208 bewegt sich zu der Transferposition 234, d.h. einem Waferwartebereich in der Reinigungseinheit 206, wie es in 28 gezeigt ist.
Die äußere Ummantelungswand 26 und die innere Ummantelungswand 27 der Reinigungseinrichtung werden in ihre rückwärtigen Positionen zurückgezogen.
Dann, wie es in 29 gezeigt ist, wird die Waferhand 233 in Richtung auf die Transferposition 234 angehoben. Die Waferhebehand 233 mit ihren Komponenten, die in einer Anordnung, die in 26 gezeigt ist, gesetzt sind, wird durch Räume zwischen den entsprechenden Halteelementen des Rotors 24 angehoben.
Wie es in 30 gezeigt ist, hebt die Waferhand 233, die in die Transferposition 234 angehoben ist, die nicht gereinigten Wafer W von den Waferstützarmen 224a und 224b ab, um die Wafer W von der Wafertrageeinrichtung 208 aufzunehmen. Wenn die Wafer W somit von der Wafertrageeinrichtung 208 zu der Waferhand 233 transferiert sind, sind die Waferstützarme 224a und 224b auf dem Niveau des Raums 314, wie es in 24 gezeigt ist. Daher können die Waferstützarme 224a und 224b durch den Raum 314 bewegt werden, um die Wafertrageeinrichtung 208 von der Waferreinigungseinrichtung 205 (31) zurückzuziehen.
Da die Waferhaltearme 224a und 224b der Wafertrageeinrichtung 208 nur seitlich bewegt werden, und die Waferhand 233 den Wafer W von unterhalb von ihm stützt, wird der Transfer zum Überführen der Wafer W von der Wafertrageeinrichtung 208 zu der Waferhand 233 nicht behindert und kann leicht durchgeführt werden. Daher kann die Wafertrageeinrichtung 208 durch ein Kontrollprogramm mit einem einfachen Algorithmus kontrolliert werden, die Waferhaltearme 224a und 224b müssen nicht mit einem Hindernissensor ausgestattet sein und eine komplizierte Rückkopplungssteuerungsvorrichtung zum Steuern der Wafertrageeinrichtung 208 ist nicht nötig.
Nachdem die Wafertrageeinrichtung 208 weg von der Reinigungseinheit 206 bewegt worden ist, wie es in 32 gezeigt ist, wird die Waferhand 233 abgesenkt, wie es in 33 gezeigt ist. Wenn die Waferhand 233 in Richtung auf die Warteposition 235 abgesenkt wird, werden die Wafer W von der Waferhand 233 zu den ersten Halteelementen 71a und 72b und den zweiten Halteelementen 72a und 72b des Rotors 24, wie es in 34 gezeigt ist, transferiert. Die Waferhand 233 wird vorübergehend gestoppt oder die Absenkgeschwindigkeit der Waferhand 233 wird unmittelbar bevor die Wafer W in Berührung mit den Halteelementen 71a, 71b, 72a und 72b kommen, aus Sicherheitsgründne reduziert.
Dann werden die Haltemechanismen 73a und 73b des Rotors 24 betätigt, um dritte Halteelemente 288a und 288b in Eingriff mit Umfangsbereichen der Wafer W zu bringen, so dass die Wafer W sicher auf dem Rotor 24 gehalten werden.
Die äußere Ummantelungswand 26, die innere Ummantelungswand 27, der Rotor 24 und andere Komponenten der Reinigungseinheit 206 werden durch den gleichen Vorgang bedient, wie denjenigen, der vorher in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben ist, um den Reinigungsvorgang und den Trocknungsvorgang durchzuführen. Während des Reinigungsvorgangs und des Trocknungsvorgangs wird die Waferhand 233 in der Warteposition gehalten.
Nach dem Vervollständigen des Reinigungsvorgangs und des Trocknungsvorgangs werden die äußere Ummantelungswand 26 und die innere Ummantelungswand 27 in ihre rückwärtigen Positionen zurückgezogen und die Wafer W werden aus der Waferreingungseinrichtung 205 gebracht.
Die Komponenten der Waferhebehand 233 sind in einer Anordnung gesetzt, wie es in 27 gezeigt ist, und die Schritte, die vorher unter Bezug auf 28 bis 35 beschrieben wurden, sind umgekehrt. Somit werden die gereinigten Wafer W durch die Wafertrageeinrichtung 208 gehalten. Während diesen Vorgängen zum Halten der gereinigten Wafer W durch die Wafertrageeinrichtung 208 bewegen sich die Waferstützarme 224a und 224b der Wafertrageeinrichtung 208 nur seitlich. Die Wafertrageeinrichtung 208 trägt die gereinigten Wafer W zu der Lade/Entladeeinheit 203. Dann werden die gereinigten Wafer W in Waferträger C gesetzt und die Waferträger C werden in den Stationen 214 und 215 der Ein/Aus-Öffnung 202 platziert. Dann werden die Waferträger C, die die gereinigten Wafer W enthalten, zum nächsten Ziel geliefert.
Verschiedene Modifikationen sind in der Reinigungsvorrichtung in der zweiten Ausführungsform möglich. Zum Beispiel können die Wafer W von der Wafertrageeinrichtung 208 zu der Waferhand 233 in einer Position unterhalb des Rotors 24 transferiert werden, wie es in 36 gezeigt ist. In diesem Fall befindet sich die Wafertrageeinrichtung 208, die die Wafer W hält, in einer Position über der Waferhand 233 und unter dem Rotor 24 (d.h. dem Waferwartebereich), und dann werden die Wafer W von der Wafertrageeinrichtung 208 zu der Waferhand 233 durch einen Vorgang transferiert, der ähnlich zu demjenigen ist, der vorher unter Bezug auf 29 bis 31 beschrieben worden ist. Der Vorgang unterscheidet sich von demjenigen, der in Verbindung mit 29 bis 31 beschrieben ist, nur in der Position, in der die Wafer W von der Wafertrageeinrichtung 208 zu der Waferhand 233 transferiert werden. Die Wafer W werden von der Waferhand 233 zu dem Rotor 24 durch den gleichen Vorgang transferiert, wie der, der vorher in Verbindung mit der ersten Ausführungsform unter Bezug auf 16 bis 18 beschrieben worden ist, wobei die Waferhand 233 anstatt des Waferstützelements 41 verwendet wird.
Eine Waferhand 340, die in 37 gezeigt ist, kann anstatt der Waferhand 233 eingesetzt werden. Die Waferhalteeinrichtung 314 hat eine Basis 303 und ein Stützelement 341, das verschiebbar auf der Basis 303 ist. Das Stützelement 341 ist auf seiner oberen Oberfläche mit Waferhaltenuten 342 versehen. Die Anzahl der Nuten 342 ist zweimal (oder ein ganzes Vielfaches größer als zwei) der Anzahl der Nuten 306 (309), die in den ersten Stützelementen 304 und 305 (den zweiten Stützelementen 307 und 308) gebildet sind. Der Abstand der Nuten 342 ist die Hälfte von demjenigen der Nuten 306 (309). Daher können die gereinigten Wafer W in den Nuten aufgenommen werden, die von denjenigen unterschiedlich sind, in denen die nicht gereinigten Wafer W aufgenommen worden sind, bevor diese gereinigt wurden, indem das Stützelement 341 um einen Abstand gleich dem Abstand der Nuten 342 versetzt wird, so dass eine Verunreinigung der gereinigten Wafer W mit Partikeln und Ähnlichem, die an den Nuten haften, in denen die nicht gereinigten Wafer W vor dem Reinigen aufgenommen wurden, verhindert werden kann.
Eine Wafertrageeinrichtung 350, die in 38 gezeigt ist, kann anstatt der Wafertrageeinrichtung 208 eingesetzt werden. Die Wafertrageeinrichtung 350 hat Waferstützelemente 351a und 351b, die in ihren inneren Oberflächen mit Waferhaltenuten 352 versehen sind. Die Anzahl der Nuten 352 ist zweimal (oder ein ganzes Vielfaches größer als zwei) der Anzahl der Nuten, die in den Waferstützarmen 224a und 224b der Wafertrageeinrichtung 208 geformt sind. Der Abstand der Nuten 352 ist die Hälfte desjenigen der Nuten der Waferstützarme 224a und 224b. Daher können die gereinigten Wafer in den Nuten aufgenommen werden, die unterschiedlich sind von denjenigen, in denen die nicht gereinigten Wafer W aufgenommen worden waren, bevor diese gereinigt wurden, indem die Waferstützarme 351a und 351b um einen Abstand versetzt werden, der gleich dem Abstand der Nuten 352 ist, so dass eine Verunreinigung der gereinigten Wafer W mit Partikeln und Ähnlichem, die an den Nuten haften, in denen die nicht gereinigten Wafer W aufgenommen worden waren, verhindert werden kann.
Obwohl die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, wie sie auf die Reinigungsvorrichtung angewendet wird, ist die Erfindung in ihrer praktischen Anwendung nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Flüssigkeitsaufbringvorrichtungen, um eine vorbestimmte Beschichtungsflüssigkeit auf Werkstücke aufzubringen, CVD-Vorrichtungen, Ätzvorrichtungen und ähnliches. Die Substrate sind nicht auf Halbleiterwafer beschränkt, sondern können LCD-Platten und ähnliches sein.

Claims

Substratbearbeitungsvorrichtung umfassend: einen Substratbearbeitungsbereich (20), in dem eine Vielzahl von Substraten (W) durch ein Verfahren behandelt werden, einen Substratwartebereich (30), in dem die Substrate für das Verfahren warten, und eine Substrathebeeinrichtung (40, 233, 340), die ein Substratstützelement (41, 304, 305, 308, 309, 341) umfasst, das so gestaltet ist, dass es die Substrate stützt, wobei sich das Substratstützelement vertikal bewegen kann, wobei die Substrathebeeinrichtung (40, 233, 340) die Substrate, die in dem Substratwartebereich (30) platziert sind, stützt und die Substrate anhebt, wodurch die Substrate von dem Substratwartebereich in den Substratbearbeitungsbereich (20) bewegt werden, und wobei die Substrathebeeinrichtung (40, 233, 340) die Substrate, die in dem Substratbearbeitungsbereich (20) platziert sind, stützt und die Substrate absenkt, wodurch die Substrate von dem Substratbearbeitungsbereich in den Substratwartebereich (30) bewegt werden, und wobei der Substratbearbeitungsbereich (20) mit einer Substrathalteeinrichtung (24) versehen ist, die so gestaltet ist, dass sie die Substrate hält, während die Substrate behandelt werden, und ein Ummantelungselement (26, 27), das zumindest einen Teil einer Bearbeitungskammer (51, 52) definiert, in der die Substrathalteeinrichtung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Substratstützelement (41, 304, 305, 308, 309, 341) dazu ausgebildet ist, die Substrate von unten zu stützen, der Substratwartebereich (30) und die Substrathebeeinrichtung (40, 233, 340) unter der Substrathalteeinrichtung angeordnet sind und die Substrate entsprechend der vertikalen Bewegung des Substratstützelementes (41, 304, 305, 308, 309, 341) vertikal in die Substrathalteeinrichtung (24) bewegt werden, wenn die Substrate von dem Substratstützelement zu der Substrathalteeinrichtung transferiert werden.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Substratbehälterträger (35), der so gestaltet ist, dass er einen Substratbehälter (C) zu dem Substratwartebereich (30) bringt und einen Substratbehälter von dem Substratwartebereich entfernt, wobei die Substrate in dem Behälter enthalten sind, wenn die Substrate in dem Substratwartebereich (30) warten.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Stoßdämpfer (108, 113), der das Aufbringen einer übermäßigen Last auf die Substrate verhindert, wenn die Substrate angehoben werden und in Berührung mit der Substrathalteeinrichtung durch die Substrathebeeinrichtung gebracht werden.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 3, wobei der Stoßdämpfer umfasst: einen Zylinderbetätiger (108), der das Substratstützelement der Substrathebeeinrichtung stützt, wobei der Zylinderbetätiger (108) einen Entlastungsmechanismus (113) hat.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, wobei sich das Ummantelungselement (26, 27) zwischen einer ersten Position, um die Bearbeitungskammer (51, 52) zu definieren, die die Substrathalteeinrichtung (24) umgibt, und einer zweiten Position entfernt von der Substrathalteeinrichtung, um die Substrathalteeinrichtung freizulegen, bewegen kann.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Flüssigkeitszufuhrbereich (54, 55, 56), der gestaltet ist, dass er eine Verfahrensflüssigkeit in die Bearbeitungskammer (51, 52) zuführt.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 6, wobei sich das Ummantelungselement (26) zwischen einer ersten Position, um die Bearbeitungskammer (51), die die Substrathalteeinrichtung (24) umgibt, zu definieren, und einer zweiten Position entfernt von der Substrathalteeinrichtung, um die Substrathalteeinrichtung freizulegen, bewegen kann, und das Ummantelungselement mit einer Flüssigkeit sammelnden Einrichtung (120) versehen ist, die so gestaltet ist, dass sie das Tropfen der Verfahrensflüssigkeit verhindert, wenn das Ummantelungselement (26) von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 7, weiter umfassend eine Wand (130), mit der das Ummantelungselement (26) in Eingriff ist, um mindestens einen Teil der Bearbeitungskammer (51) zu definieren, wobei die Flüssigkeit sammelnde Einrichtung (120) ein Element (122) zum Aufnehmen einer Verfahrensflüssigkeit umfasst, das gestaltet ist, dass es die Verfahrensflüssigkeit aufnimmt, und ein Druckelement (126), das so gestaltet ist, dass es das Verfahrensflüssigkeit aufnehmende Element gegen die Wand drückt, wenn das Ummantelungselement in der ersten Position platziert ist.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, wobei der Substratbearbeitungsbereich weiter mit einem zweiten Ummantelungselement (26, 27) versehen ist, das mindestens einen Teil einer zweiten Bearbeitungskammer (51, 52) in der ersten Bearbeitungskammer (51, 52) definiert, die durch das erste Ummantelungselement (26, 27) definiert wird, wobei das zweite Ummantelungselement sich zwischen einer ersten Position, dass es die Substrathalteeinrichtung in der erste Bearbeitungskammer umgibt, und einer zweiten Position außerhalb der ersten Bearbeitungskammer bewegen kann.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, wobei die Substrathalteeinrichtung ein Rotor (24) ist.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, wobei die Substrathalteeinrichtung (24) umfasst: einen Körper (70a, 70b), ein erstes Halteelement (71a, 71b, 72a, 72b), das fest an dem Körper angebracht ist, und ein zweites Halteelement (831, 83b), das beweglich an dem Körper angebracht ist, und wobei das zweite Halteelement sich zwischen einer ersten Position (durchbrochene Linie in 7), um die Substrate in einem Substrathaltegebiet in einer Substrathalteeinrichtung in Zusammenwirkung mit dem ersten Halteelement zu halten, und einer zweiten Position (durchgezogene Linie in 7), um zu ermöglichen, dass die Substrate in und aus dem Substrathaltegebiet gebracht werden, bewegen kann.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, wobei der Substratwartebereich (30) mit einem Objekttisch (31) versehen ist, auf dem ein Substratbehälter platziert wird, und der Objekttisch (31) mit einer Öffnung versehen ist, durch die sich das Substratstützelement (41) vertikal bewegen kann.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach. Anspruch 12, wobei sich der Objekttisch in und aus dem Substratwartebereich (30) bewegen kann.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Substraten nach Anspruch 1, wobei das Substratstützelement (340) mit ersten Nuten (342) zum Halten von Substraten versehen ist, bevor sie behandelt werden, und zweiten Nuten (342), zum Halten von Substraten, nachdem sie behandelt sind, wobei die ersten und zweiten Nuten wechselweise angeordnet sind.
Verfahren zum Bearbeiten von Substraten, umfassend die Schritte: Bringen eines Substratbehälters (C), der eine Vielzahl von Substraten (W) enthält, in einen Behälterwartebereich (30), der sich unter einem Substratbearbeitungsbereich (20) zum Bearbeiten von Substraten befindet, Stützen der Substrate, die in dem Substratbehälter enthalten sind und Anheben der Substrate zu dem Substratbearbeitungsbereich (20), der sich oberhalb des Behälterwartebereichs (30) befindet, Behandeln der Substrate durch ein Verfahren in dem Substratbearbeitungsbereich (20), Stützen der Substrate, die behandelt worden sind und Absenken der Substrate in einen Substratbehälter (C), und Herausgeben des Substratbehälters (C), der die bearbeiteten Substrate enthält, die bearbeitet worden sind, aus dem Behälterwartebereich (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate auf einem ersten Gebiet (304, 305, 342) eines Substratstützelements (233, 340) gestützt werden, wenn die Substrate aus dem Behälterwartebereich (30) in den Substratbearbeitungsbereich (20) angehoben werden, bevor sie behandelt werden, und die Substrate auf einem zweiten Gebiet (308, 309, 342) des Substratstützelements gestützt werden, wenn die Substrate von dem Substratbearbeitungsbereich (20) in den Behälterwartebereich abgesenkt werden, nachdem sie behandelt wurden, wobei das zweite Gebiet von dem ersten Gebiet verschieden ist.