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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung
Nr. 2003-57249, eingereicht am 19. August 2003, an das Korean Intellectual
Property Office, deren Offenbarung hier unter Bezugnahme voll mit
einbezogen wird.ll
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HINTERGRUND
Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, und betrifft spezieller
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen von Halbleitersubstraten.
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Erläuterung
des relevanten Standes der Technik
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Ein
Waferreinigungsprozeß ist
erforderlich, um chemische Rückstände, kleine
Teilchen und Verunreinigungen zu entfernen, die während der
Halbleiterherstellungsprozesse erzeugt werden. Speziell dann, wenn
hochintegrierte Schaltungen hergestellt werden, ist ein Reinigungsprozeß erforderlich,
um Mikroverunreinigungen zu beseitigen, die an einer Oberfläche eines
Halbleiterwafers anhaften.
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Ein
herkömmlicher
Waferreinigungsprozeß umfaßt einen
chemischen Behandlungsprozeß zum Ätzen oder
Abstreifen von Verunreinigungen an einem Wafer durch eine chemische
Reaktion, einen Spülprozeß zum Spülen der
chemisch behandelten Wa fer unter Verwendung eines deionisierten
Wassers (DI) und einen Trocknungsprozeß zum Trockner der gespülten Wafer.
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Ein
Schleudertrocknungsgerät
und ein Trocknungsgerät
auf Basis von Isopropylalkoholdampf (IPA) wurden zur Durchführung des
Trocknungsprozesses verwendet. Ein Beispiel für das Schleudertrocknungsgerät ist in
dem US-Patent Nr. 5,829,156 offenbart, und ein Beispiel eines IPA-Dampftrocknungsgerätes ist
in dem US-Patent Nr. 5,054,210 offenbart.
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Da
integrierte Schaltungen in der Komplexität zunehmen, verringert sich
die Fähigkeit
eines Schleudertrocknungsgerätes,
bei dem eine Zentrifugalkraft verwendet wird, Wassertropfen vollständig zu
beseitigen, die an einem Wafer zurück bleiben. Ferner kann auch
der Wafer umgekehrt durch einen Strudel verunreinigt werden, der
dann auftritt, wenn sich der Wafer mit einer hohen Drehzahl dreht.
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Ein
Nachteil des IPA-Dampftrocknungsgerätes besteht darin, daß Wasserlacken
oder -flecken auf dem Wafer erzeugt werden, nachdem der Wafer getrocknet
wurde. Da, ferner das IPA-Dampftrocknungsgerät IPA mit einer höheren Temperatur
als ein Flammpunkt verwendet, ergeben sich Umwelt- und Sicherungsprobleme.
Wenn das Schleudertrocknungsgerät
und das IPA-Dampftrocknungsgerät
in Kombination verwendet werden, so werden der Spülprozeß und ein
Trocknungsprozeß in
unterschiedlichen Einheiten durchgeführt. Es ist daher viel Zeit
erforderlich, um einen Wafer zu den jeweiligen Einheiten zu überführen.
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Um
die zuvor erläuterten
Probleme zu überwinden,
wurde ein Marangoni-Trockner bei einem Trocknungsprozeß verwendet,
bei dem der Wafer nach einem chemischen Behandlungsprozeß und einem
Spülprozeß keiner
Luft ausgesetzt wird. Ein Wafertrocknungsgerät, welches das Marangoni-Prinzip verwendet,
ist in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 10-335299
offenbart. Bei dem Marangoni-Trockner
wird ein Wafer lediglich an einer Oberfläche getrocknet, die eine IPA-Schicht kontaktiert,
welche an einer deionisierten Wasseroberfläche (DI) gebildet wird. Es
kann somit Wasser an einem Abschnitt des Bereiches des Wafers verbleiben.
Da jedoch ein unterer Waferbereich weniger dem IPA-Dampf ausgesetzt
wird als ein oberer Bereich des Wafers, wird der untere Bereich
des Wafers unstabiler getrocknet als der obere Bereich des Wafers.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Vorrichtung zum Reinigen von Halbleitersubstraten gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Kammer und einen Halter, der in der Kammer angeordnet ist und
der Substrate abstützt.
Die Kammer enthält
einen Reinigungsraum, in welchem die Halbleitersubstrate gereinigt
werden, und einen Trocknungsraum, der über dem Reinigungsraum angeordnet
ist, in welchem die Halbleitersubstrate getrocknet werden. Eine
Zuführleitung
zum Zuführen
eines Trocknungsströmungsmittels
auf das Substrat ist an dem oberen Abschnitt des Trocknungsraumes
vorgesehen und eine Zuführleitung
für eine
Reinigungslösung
zum Zuführen
einer Reinigungslösung
auf die Halbleitersubstrate ist an dem unteren Abschnitt des Reinigungsraumes
vorgesehen.
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Eine
Trennplatte ist ebenfalls vorgesehen, die bewegbar ist, um den Reinigungsraum
und den Trocknungsraum zu trennen, oder um den Reinigungsraum und
den Trocknungsraum miteinander in Strömungsverbindung zu bringen.
Ein Austragspfad für
das Trocknungsströmungsmittel
ist in der Trennplatte ausgebildet. Wenn die Reinigungslösung, die in
den Reinigungsraum gefüllt
wurde, zur Außenseite hin
abgezogen wird, wird die Innenseite des Trocknungsraumes dekomprimiert
und es wird das Trocknungsströmungsmittel
in den Trocknungsraum zugeführt,
welches von dem Trocknungsraum zu dem Reinigungsraum strömt, und
zwar über
den Austragspfad der Trennplatte.
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Es
Alkoholdampf oder erhitztes Trockengas als Trocknungsströmungsmittel
verwendet werden. Das Zuführrohr
umfaßt
ein erstes Zuführrohr
zum Zuführen
von Alkoholdampf in den Trocknungsraum, und umfaßt ein zweites Zuführrohr zum
Zuführen
eines erhitzten Trockengases in den Trocknungsraum.
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Der
Reinigungsraum besitzt ein inneres Bad, wo der Halter angeordnet
ist, und besitzt ein äußeres Bad,
welches so angeordnet ist, daß es
den oberen äußeren Rand
des inneren Bades umschließt.
Die Reinigungslösung
strömt
von dem inneren Bad über und
fließt
in das äußere Bad
und eine Abzugsöffnung ist
am Boden des äußeren Bades
ausgebildet. Eine Austragöffnung
ist an einer Seite des äußeres Bades ausgebildet
und es wird das Trocknungsströmungsmittel,
welches in den Reinigungsraum strömt, und zwar entlang dem Austragspfad
der Trennplatte, zur Außenseite über die
Austragsöffnung
ausgetragen.
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Bei
wenigstens einer Ausführungsform
der Erfindung enthält
die Vorrichtung ferner ein Trennplattenbewegungsteil zum Bewegen
der Trennplatte. Das Trennplattenbewegungsteil enthält eine
Verbindungsstange, die fest mit der Trennplatte verbunden ist, und
einen Antriebsteil zur horizontalen Bewegung der Verbindungsstange.
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Bei
wenigstens einer als Beispiel gewählten Ausführungsform besteht der Austragspfad
der Trennplatte aus wenigstens einem Loch oder Schlitz, der in der
Trennplatte ausgebildet ist. Bei einer als Beispiel gewählten Ausführungsform
der Erfindung sind eine Vielzahl von Löchern oder Schlitzen in der Trennplatte
ausgebildet und die Größen der
Löcher oder
die Breiten der Schlitze sind unterschiedlich entsprechend deren
Ausbildungspositionen. Bei einer anderen als Beispiel gewählten Ausführungsform sind
eine Vielzahl von Löchern
in wenigstens einer Reihe an einem zentralen Abschnitt der Trennplatte ausgebildet.
Die Abstände
der benachbarten Löcher sind
verschieden entsprechend deren Ausbildungspositionen. In bevorzugter
Weise werden Halbleitersubstrate an dem Halter in einer Reihe angeordnet und
die Reihenrichtung verläuft
vertikal zu der Richtung der Behandlungsoberflächen der Halbleitersubstrate.
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Eine
Vorrichtung zum Reinigen der Halbleitersubstrate gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Kammer mit einem Trocknungsraum, in welchem die Halbleitersubstrate
getrocknet werden, eine Zuführleitung, die
in dem Trocknungsraum installiert ist und über die Trocknungsströmungs mittel
auf die Halbleitersubstrate zugeführt werden, und eine Trennplatte,
die einen Boden des Trocknungsraumes darstellt. Ein Austragspfad
ist an einem zentralen Abschnitt der Trennplatte ausgebildet. Die
Trocknungsströmungsmittel, die
auf das Substrat zugeführt
werden, werden aus dem Trocknungsraum über den Austragspfad ausgetragen.
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Eine
Vorrichtung zum Reinigen von Halbleitersubstraten entsprechend einer
als Beispiel gewählten
Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Kammer und eine Trennplatte. Die Kammer enthält einen
Reinigungsraum, in welchem die Halbleitersubstrate gereinigt werden,
und einen Trocknungsraum, der über
dem Reinigungsraum angeordnet ist, in welchem die Halbleitersubstrate
getrocknet werden. Die Trennplatte ist zwischen einer offenen Position,
in welcher der Reinigungsraum mit dem Trocknungsraum kommuniziert,
und einer geschlossenen Position, in welcher der Reinigungsraum
von dem Trocknungsraum getrennt ist, bewegbar.
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Ein
Verfahren zum Reinigen von Halbleitersubstraten gemäß einer
als Beispiel gewählten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfaßt
die Schritte gemäß Anordnen
der Halbleitersubstrate in dem Reinigungsraum, Zuführen einer
Reinigungslösung
zu dem Reinigungsraum zum Reinigen der Substrate, Bewegen eines
Halters, in den die Substrate plaziert sind, zu dem Trocknungsraum,
Bewegen einer Trennplatte, in welcher ein Austragspfad ausgebildet
ist, zwischen dem Reinigungsraum und dem Trocknungsraum, um den
Trocknungsraum von dem Reinigungsraum zu trennen, und Zuführen eines Trocknungsströmungsmittels
zu dem Trocknungsraum zum Trocknen der Substrate.
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Bei
wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform umfaßt der Schritt
gemäß dem Trocknen der
Substrate Schritte gemäß einem
Abziehen der Reinigungslösung,
die den Reinigungsraum füllt,
zur Außenseite
hin, um die Innenseite des Trocknungsraumes zu dekomprimieren, und
Austragen des Trocknungsströmungsmittels,
welches in den Trocknungsraum zugeführt wurde, aus dem Trocknungsraum
entlang dem Austragspfad, der in der Trennplatte ausgebildet ist.
Das Trocknungsströmungsmittel,
welches in den Reinigungsraum einströmt, wird über eine Austragsöffnung ausgetragen,
welche an der Seitenwand des Reinigungsraumes ausgebildet ist, während die
Reinigungslösung über ein
Abzugsrohr des Reinigungsraumes abgelassen wird. Die Austragsöffnung wird
verschlossen, wenn die Reinigungslösung vollständig aus dem Reinigungsraum abgelassen
wurde, und es wird das Trocknungsströmungsmittel, welches in den
Reinigungsraum strömt, über das
Ablaßrohr
des Reinigungsraumes ausgetragen. In bevorzugter Weise ist das Austragsrohr
mit dem Boden des Reinigungsraumes verbunden und das Ablassen der
Reinigungslösung
aus dem Reinigungsraum wird durch Schwerkraft erreicht.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung kann klarer anhand der Beschreibung von Ausführungsformen
unter Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen verstanden werden, in welchen zeigen:
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1 und 2 eine Längsschnittansicht bzw. eine
Querschnittsansicht einer Reinigungsvorrichtung gemäß einer
als Beispiel gewählten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine perspektivische Ansicht
des Halters, der in 1 gezeigt
ist;
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4 eine Draufsicht auf eine
Trennplatte gemäß einer
als Beispiel gewählten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Draufsicht auf eine
Trennplatte gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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6 eine Draufsicht auf eine
Trennplatte gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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7 eine Draufsicht auf eine
Trennplatte gemäß einer
anderen als Beispiel gewählten
Ausführungsform
der Erfindung;
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8 eine Draufsicht auf eine
Trennplatte gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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9 eine Draufsicht auf eine
Trennplatte gemäß einer
noch anderen als Beispiel gewählten Ausführungsform
der Erfindung;
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10 eine Draufsicht auf eine
Trennplatte gemäß einer
noch anderen beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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11 eine Querschnittsansicht,
welche die Strömungsrichtung
eines Trocknungsströmungsmittels
in einem Trocknungsraum gemäß einer
als Beispiel gewählten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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12 bis 18 Querschnittsansichten, die verschiedene
Schritte eines Reinigungsprozesses gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung wiedergeben;
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19 ein Flußdiagramm,
welches verschiedene Schritte eines Reinigungsprozesses gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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20 ein Flußdiagramm,
welches verschiedene Schritte eines Trocknungsprozesses gemäß einer
als Beispiel gewählten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gemäß 1 und 2 enthält eine Trocknungsvorrichtung 1 gemäß einer
als Beispiel gewählten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Kammer 10, einen Halter 300,
ein Reinigungsflüssigkeitszuführrohr 520,
ein Trocknungsströmungsmittelzuführrohr 540 und
eine Trennplatte 400. Die Kammer 10 besitzt einen
Reinigungsraum 100 und einen Trocknungsraum 200.
Ein chemischer Behandlungsprozeß und
ein Spülprozeß werden
in dem Reinigungsraum 100 durchgeführt und ein Trocknungsprozeß wird in
dem Trocknungsraum 200 durchgeführt. Der Reinigungsraum 100 enthält ein inneres
Bad 120, in welchem der Halter 300 angeordnet
ist, und zwar während
eines Prozesses, und enthält
ein äußeres Bad 140,
welches den oberen äußeren Umfang
des inneren Bades 120 umschließt.
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Das
innere Bad 140 besitzt eine offene obere Oberfläche, eine
rechteckförmige
Parallelepipedseitenwand 122 und einen Boden 124.
Ein Auslaß 126, der
mit einem Abzugsrohr 660 verbunden ist, ist am Zentrum
des Bodens 124 ausgebildet. Der Boden 124 verläuft konisch
geneigt nach unten, um eine Reinigungslösung in dem inneren Bad 120 abzulassen.
Das Ablaßrohr 660 ist
vertikal in solcher Weise installiert, daß die Reinigungslösung in
dem inneren Bad 120 durch Schwerkraft abläuft oder
abgezogen wird. Ein Öffnungs-/Schließventil 662 ist
an dem Abzugsrohr 660 installiert, um den Pfad durch das
Abzugsrohr 660 zu öffnen/zu
schließen.
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Das äußere Bad 140 ist
fest mit dem inneren Bad 120 gekoppelt. Das äußere Bad 140 ist
rechteckförmig
und parallelepipedförmig
gestaltet mit einem Durchgangsloch, welches an dessen Zentrum ausgebildet
ist, und mit einem ringförmig
gestalteten Boden 144, der mit der Seitenwand 122 des
inneren Bades 120 verbunden ist, und mit einem ringförmig gestalteten
oberen Teil 143, der an einem oberen Abschnitt des inneren
Bades 120 angeordnet ist. Der Boden 144 und der
obere Teil 143 des äußeren Bades 140 sind
gegenüber
liegend angeordnet. Während
das äußere Bad 140 und
das innere Bad 120 miteinander verbunden sind, ist ein
definierter Raum zwischen der Seitenwand 142 des äußeren Bades 140 und
der Seitenwand 122 des inneren Bades 120 ausgebildet.
Eine Reinigungslösung
strömt über das innere
Bad 120 über
und ist in dem Raum enthalten. Eine Austragsöffnung 145 ist an
der Seitenwand 142 des äußeren Bades 140 ausgebildet.
Es wird Gas, welches von dem Trocknungsraum 200 zu dem
Reinigungsraum 100 strömt, über die
Austragsöffnung 145 ausgetragen.
Ein Austragsrohr 620 mit einem Öffnen-/Schließventil 622 ist
mit der Austragsöffnung 145 verbunden.
In diesem Fall kann ein Rohr oder können mehrere mit dem Austragsrohr 145 verbunden
sein. Eine Ablaßöffnung 149 ist
am Boden 144 des äußeren Bades 140 ausgebildet.
Ein Abzugsrohr 640 zum Ablassen der Reinigungsflüssigkeit,
welches in das äußere Bad 140 fließt, ist
mit der Ablaßöffnung 149 verbunden.
Ein Öffnen-/Schließventil 642 ist
an dem Abzugsrohr 640 installiert, um den Pfad des Abzugsrohres 640 zu öffnen/zu
schließen. Ein
ringförmig
gestalteter Vorsprung 148, der einen nach unten vorspringenden
Teil bildet, kann an dem Innenrand des oberen Abschnitts 143 des äußeren Bades 140 ausgebildet
sein. Die Trennplatte 400 kontaktiert den Vorsprung 148,
um den Trocknungsraum 200 von dem Reinigungsraum 100 zu
trennen. Die Trennplatte 400 wird an späterer Stelle mehr in Einzelheiten
beschrieben.
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Der
Trocknungsraum 200 ist an dem Reinigungsraum 100 angeordnet.
Der Trocknungsraum 200 besitzt eine rechteckförmige, parallelepipedförmig gestaltete
Seitenwand 220, einen domförmig gestalteten oberen Abschnitt 240 und
eine offene untere Fläche.
Ein Boden der Seitenwand 220 ist an dem Innenrand der oberen
Fläche 143 des äußeren Bades 140 angeordnet.
Ein O-Ring (nicht gezeigt) kann in einen Kontaktabschnitt des Trocknungsraumes 200 und
des Reinigungsraumes 100 eingesetzt sein.
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Der
Trocknungsraum 200 kann von dem Reinigungsraum 100 aus
gedreht werden, um die Anordnung von Wafern in dem Reinigungsraum 100 zu
ermöglichen.
Optional kann der Trocknungsraum 200 fest mit dem Reinigungsraum 100 gekoppelt
sein und der obere Abschnitt 240 des Trocknungsraumes 200 kann
von der Seitenwand 220 desselben aus drehbar sein.
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Der
Halter 300 haltert eine Vielzahl von Wafern "W", die einer Behandlung unterworfen werden sollen.
Gemäß 3 enthält der Halter 300 Halterungsstangen 320,
ein Verbindungsteil 340 und eine Bewegungsstange 360.
Es sind Schlitze 322 an den jeweiligen Halterungsstangen 320 ausgebildet.
Der Rand des Wafers "W" wird teilweise in
den Schlitz 322 eingeführt.
Das heißt,
die Wafer "W" werden aufrecht
an dem Halter 300 positioniert, so daß sie sich mit ihren Behandlungsoberflächen gegenüber liegen. Bei
der vorliegenden Ausführungsform
sind drei Halterungsstangen 320 vorgesehen. Angenähert 50 Wafer
können
an dem Halter 300 zu einer Zeit aufgenommen werden. Der
Verbindungsteil 340 ist auf beiden Seiten der Halterungsstangen 320 angeordnet, um
die Halterungsstangen 320 miteinander zu verbinden. Das
Ende der jeweiligen Halterungsstangen 320 ist fest mit
dem Verbindungsteil 340 verbunden. Die Bewegungsstange 360 erstreckt
sich aufwärts von
dem Verbindungsteil 340 aus zu einem oberen Abschnitt der
Kammer 10, und zwar durch ein Loch 242, welches
an dem oberen Abschnitt 240 des Trocknungsraumes 200 ausgebildet
ist. Ein Halterantriebsteil 380 ist mit einer lateralen
Seite der Bewegungsstange 360 gekoppelt, die an der Außenseite der
Kammer 10 angeordnet ist, um die Bewegungsstange 360 nach
oben und nach unten zu bewegen. Mit Hilfe des Halterantriebsteiles 380 wird
der Halter 300 aufwärts
und abwärts
bewegt, um die Wafer "W" zu dem Reinigungsraum 100 zu überführen und
auch in Trocknungsraum 200 zu überführen. Der Halterantriebsteil 380 kann
irgendeinen geeigneten Antriebsmechanismus enthalten, wie beispielsweise
einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder oder ein Kombinationsteil
aus einem Motor, einer Zahnstange und einem Kleinzahnrad.
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Das
Zuführrohr 520 für die Reinigungslösung ist
in dem Reinigungsraum 100 installiert. Das Zuführrohr 520 für die Reinigungslösung ist
unter dem Halter 300 angeordnet, der an dem Reinigungsraum 100 angeordnet
ist. Ein Reinigungslösungszuführrohr 520 oder
auch mehrere können
in dem Reinigungsraum 100 installiert sein. Die Reinigungslösung, die
während
eines chemischen Behandlungsprozesses verwendet wird, kann aus einer
chemischen Lösung,
wie beispielsweise einer Fluorwasserstoffsäure bestehen, die dafür geeignet
ist, um Teilchen zu entfernen, die an den Wafern "W" zurückgeblieben
sind, und um auch metallische Verunreinigungen zu beseitigen, wie
beispielsweise Kupfer oder Verunreinigungsmaterialien wie ein Oxid,
welches sich gebildet hat. Alternativ kann die Reinigungslösung aus
einem deionisierten Wasser (DI) bestehen, welches dazu verwendet
wird, um eine chemische Lösung
zu beseitigen, die an den Wafern "W" zurückgeblieben
ist. Die chemische Lösung
und das DI-Wasser können
in den Reinigungsraum 100 über das gleiche Zuführrohr 520 zugeführt werden. Optional
kann ein Versorgungsrohr zum Zuführen
der chemischen Lösung
und ein Versorgungsrohr zum Zuführen
des DI-Wassers einzeln installiert sein.
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Das
Zuführrohr 540 für das Trocknungsströmungsmittel
ist in dem Trocknungsraum 200 installiert, um ein Trocknungsströmungsmittel
zuzuführen. Das
Zuführrohr 540 für das Trocknungsströmungsmittel
ist über
einem Wafer "W" angeordnet, der
in den Trocknungsraum 200 überführt wurde. Das Zuführrohr 540 für das Trocknungsströmungsmittel
umfaßt
ein erstes Zuführrohr 540a zum
Zuführen
von Alkoholdampf und ein zweites Zuführrohr 540b zum Zuführen von
erhitztem Trockengas. Das erste und das zweite Zuführrohr 540a und 540b sind
durch eine Außenwand
des Trocknungsraumes 200 eingeführt. Eine Injektionsöffnung 542 ist
an den jeweiligen Zuführrohren
ausgebildet. Die Injektionsöffnung 542 umfaßt eine
Vielzahl von Löchern,
die in regulären
Intervallen oder auch in unterschiedlichen Intervallen beabstandet
sind. Alternativ kann die Injektionsöffnung 542 aus einer
schlitzförmigen Öffnung bestehen,
die ausreichend lang ist, um in einheitlicher Weise ein Trocknungsströmungsmittel
in alle Wafer "W" zu injizieren. Eine
Vielzahl an ersten Zuführrohren 540a und
an zweiten Zuführrohren 540b kann
installiert sein, um in einheitlicher Weise ein Trocknungsströmungsmittel
von einer Seite des Wafers "W" zur anderen Seite
desselben hin zu injizieren. Ferner kann das Alkoholgas und das
erhitzte Trockengas selektiv über
das gleiche Zuführrohr
zugeführt
werden.
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Es
kann Isopropylalkohol (IPA) als Alkoholdampf verwendet werden. Zusätzlich können Ethylglykol,
1-Propanol, 2-Propanol, Tetrahydrofuran, 4-Hydroxy-4-methylpentamon,
1-Butanol, 2-Butanol, Methanol, Ethanol, Azeton, n-Propylalkohol,
Dimethylether als Alkohol verwendet werden. Das DI-Wasser, welches
an dem Wafer "W" in dem Reinigungsraum 100 anhaftet,
wird durch IPA-Dampf ersetzt, welcher in den Trocknungsraum 200 zugeführt wird.
Der Wafer wird durch erhitztes Trockengas getrocknet, wie beispielsweise
durch Stickstoffgas, welches auf den Wafer geleitet wird bzw. injiziert
wird.
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Um
auf 1 zurückzukommen,
so ist in der Kammer 10 ein Raum vorgesehen. Ein unterer
Raum in der Kammer 10 wird durch den Reinigungsraum 100 gebildet
und ein oberer Raum in der Kammer 10 wird durch den Trocknungsraum 200 gebildet.
Die Trennplatte 200 trennt den oberen Raum von dem unteren
Raum, wenn ein Trocknungsprozeß ausgeführt wird.
Wenn die Wafer "W" in dem Reinigungsraum 100 angeordnet
sind, ist die Trennplatte 400 außerhalb der Kammer 10 angeordnet.
Wenn jedoch die Wafer "W" in den Trocknungsraum 200 überführt werden,
wird die Trennplatte 400 zur Innenseite der Kammer 10 hin
bewegt (zwischen dem Trocknungsraum 200 und dem Reinigungsraum 100),
um den oberen Raum abzutrennen, in welchem der Trocknungsprozeß ausgeführt wird,
und zwar von dem unteren Raum abzutrennen, indem der Reinigungsprozeß ausgeführt wird.
Ein Trennplattenaufnahmeteil 420 zur Aufnahme der Trennplatte 400 ist
fest an einer Seitenwand 142 des äußeren Bades 140 des Reinigungsraumes 100 angekuppelt.
Ein schlitzförmiger
Einströmpfad 146 ist
an der Seitenwand 142 ausgebildet, an der der Trennplattenaufnahmeteil 420 angekuppelt
ist. In bevorzugter Weise ist der Einströmpfad 146 über dem
Innenbad 120 ausgebildet.
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Eine
als Beispiel gewählte
Ausführungsform der
Trennplatte 400 ist in 4 veranschaulicht
und es sind vielfältige
andere als Beispiel gewählte
Ausführungsformen
der Trennplatte 4 in 5, 6 und 7 veranschaulicht. In 4 veranschaulichen die strichliert gezeichneten
Teile die Wafer "W", die über der
Trennplatte 400 angeordnet sind. Gemäß 4 ist die Trennplatte 400 in
einer Gestalt entsprechend rechteckförmig und parallelepipedförmig ausgebildet
und ist ausreichend groß bemessen, um
den oberen Raum von dem unteren Raum in der Kammer 10 zu
trennen. Ein Austragspfad 410 ist an der Trennplatte 400 ausgebildet.
Entlang dem Austragspfad 410 wird das Trocknungsströmungsmittel, wie
der oben erwähnte
Alkoholdampf und Stickstoffgas, aus einem Trocknungsraum 200 während eines Trocknungsprozesses
ausgetragen. Um den Alkoholdampf oder das Stickstoffgas auf die
gesamten Oberflächen
der Wafer "W" einheitlich zuzuführen oder aufzuleiten,
der zur Außenseite
hin ausgetragen werden soll, ist der Austragspfad 410 in
bevorzugter Weise an einem zentralen Abschnitt 430 der
Trennplatte 400 angeordnet. Optional kann der Austragspfad 410 auch
an einem lateralen Abschnitt 440 der Trennplatte 400 angeordnet
sein.
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Der
Austragspfad 410 kann eine Vielzahl von kreisförmigen Löchern aufweisen,
die an der Trennplatte 400 ausgebildet sind. Die Löcher sind
in einer Reihe angeordnet, und zwar an dem zentralen Abschnitt 430 der
Trennplatte 400. Obwohl die Löcher in einer Reihe angeordnet
sind, wie in 4 dargestellt ist,
können
bei anderen Ausführungsformen
der Erfindung diese in einer Vielzahl von Reihen angeordnet sein,
wie in 5 gezeigt ist.
Die Reihe der Löcher
verläuft
vertikal zu einem Wafer "W", der in dem Halter 300 angeordnet
ist. Optional können
die Löcher
unterschiedliche Größe haben
in Einklang mit deren Positionen, wie in 6 dargestellt ist, und die Löcher können auch
in unterschiedlichen Intervallen beabstandet sein, wie dies in 7 dargestellt ist.
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Eine
andere beispielhafte Ausführungsform der
Trennplatte 400 ist in 8 gezeigt
und vielfältige andere
beispielhafte Ausführungsformen
der Trennplatte 400 sind in 9 und 10 gezeigt. Ein Austragspfad 410 kann
aus einem Schlitz bestehen, der an oder in der Trennplatte 400 ausgebildet
ist. Der Schlitz verläuft
vertikal zu einem Wafer, der an einem zentralen Abschnitt 430 der
Trennplatte 400 angeordnet ist. Obwohl nur ein Schlitz
an dem zentralen Abschnitt 430 der Trennplatte 400 ausgebildet
sein kann, wie in 8 dargestellt
ist, können
auch eine Vielzahl an Schlitzen ausgebildet sein, wie in 9 veranschaulicht ist. Optional
können
die Schlitze variierende Breiten haben, in Einklang mit deren Position,
wie in 10 dargestellt
ist. Alternativ kann sich bei anderen Ausführungsformen der Erfindung
die Weite oder Breite von einem Schlitz allmählich ändern. Ferner können an
der Trennplatte 400 ein Loch und ein Schlitz gleichlaufend
als Austragspfad 410 ausgebildet sein.
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Wenn
ein Trocknungsströmungsmittel
in den Trocknungsraum 200 zugeführt wird, muß die Innenseite
des Trocknungsraumes 200 dekomprimiert werden, um das Trocknungsströmungsmittel
auszutragen. Gemäß vielfältiger,
als Beispiel gewählter
Ausführungsformen
der Erfindung wird, wenn ein Wafer "W" zu
dem Trocknungsraum 200 überführt wird
und der Trocknungsraum 200 und der Reinigungsraum 100 durch
die Trennplatte 400 voneinander getrennt werden, die Innenseite
des Reinigungsraumes 100 mit DI-Wasser gefüllt. Wenn
Alkoholdampf in den Trocknungsraum 200 zugeführt wird,
wird das DI-Wasser zur Außenseite über das
Ablaßrohr 660 abgelassen.
Wenn sich die Oberfläche
des DI-Wassers allmählich
in dem Innenbad 120 des Reinigungsraumes 100 absenkt,
wird ein Leerraum in dem Reinigungsraum 120 ausgebildet,
um den Druck des Trocknungsraumes 200 zu reduzieren. Der
Alkoholdampf der in den Trocknungsraum 200 zugeführt wurde,
strömt
in den Reinigungsraum 100, und zwar durch den Austragspfad 410,
der an der Trennplatte 400 ausgebildet ist.
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Gemäß den vielfältigen,
als Beispiel gewählten
Ausführungsformen
der Erfindung wird der Trocknungsraum 200 dekomprimiert,
während
das DI-Wasser in dem Innenbad 120 des Reinigungsraumes 100 während des
Trocknungsprozesses abgelassen wird. Es ist daher nicht erforderlich,
eine spezielle Pumpe zum Dekomprimieren des Trocknungsraumes 200 zu
installieren.
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Es
wird nun die Strömung
des Trocknungsströmungsmittels
in den Trocknungsraum 200 unter Hinweis auf 11 beschrieben.
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Gemäß 11 strömt ein Strömungsmittel, welches von dem
ersten Zuführrohr 540a oder
dem zweiten Zuführrohr 540b aus
zugeführt
wird, welches über
einem Wafer "W" angeordnet ist,
in einer senkrechten Richtung nach unten. An einer unteren Position
des Reinigungsraumes 200 strömt das Strömungsmittel zu einem zentralen
Abschnitt 430 der Trennplatte 400 hin, wo der
Austragspfad 410 ausgebildet ist. Das der Austragspfad 410 unmittelbar
unter dem Wafer "W" ausgebildet ist,
kann das Strömungsmittel,
welches in den Trocknungsraum 200 zugeführt wird, die gesamte Oberfläche von
einem oberen Rand zu einem unteren Rand des Wafers "W" trocknen. Da ferner der Austragspfad 410 in
einer Reihe senkrecht zu den Wafern "W" ausgebildet
ist, können alle
Wafer "W" einheitlich getrocknet
werden.
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Es
wird nun ein Reinigungsprozeß gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die 12 bis 20 beschrieben. 12 bis 18 zeigen Querschnittsansichten, die
einen Reinigungsprozeß gemäß einer beispiel haften
Ausführungsform
der Erfindung wiedergeben. 19 ist
ein Flußdiagramm,
welches die Schritte eines Reinigungsprozesses gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 20 ist ein Flußdiagramm, welches die Schritte
eines Trocknungsprozesses wiedergibt, entsprechend einer als Beispiel gewählten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Nach
dem Öffnen
des oberen Abschnitts der Kammer 10 werden angenähert 50
Wafer "W" in den oberen Bereich
der Kammer 10 mit Hilfe eines Überführungsroboters (nicht gezeigt) übertragen.
In dem Reinigungsraum 100 wird dann ein Reinigungsprozeß bzw. Reinigungsbehandlung
durchgeführt,
um einen Wafer "W" unter Verwendung
einer chemischen Lösung
zu reinigen. Die chemische Lösung kann
beispielsweise aus einer Fluorsäure
bestehen. Das Ablaßrohr 660 wird
mit Hilfe des Öffnen-/Schließventils
662 verschlossen und es wird DI-Wasser, welches Fluorsäure enthält, in das
Innenbad 120 von dem Reinigungslösungszuführrohr 520 her zugeführt. Während der
Halter 300 nach oben bewegt wird, werden die Wafer 300 in
Schlitze des Halters 300 eingesetzt. Wie in 12 gezeigt ist, wird der
Halter 300 nach unten in den Reinigungsraum 100 mit
Hilfe des Halterantriebsteiles 360 bewegt, und es wird
der obere Abschnitt der Kammer 10 verschlossen (S10). Das
DI-Wasser, welches die Fluorsäure
enthält,
reinigt die Oberflächen
der Wafer "W". Mit dem Verstreichen
der Zeit strömt
das DI-Wasser, welches die Fluorsäure enthält, von dem Innenbad 120 über. Das überfließende DI-Wasser
fließt
in ein Außenbad 140,
welches die Seitenwand 122 des Innenbades 120 umschließt, um zur
Außenseite
hin ausgetragen zu werden, und zwar über das Ablaßrohr 640,
welches mit einer unteren Seite 144 des äußeren Bades 140 verbunden
ist (S20).
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Wenn
die Reinigungsbehandlung durch eine chemische Lösung vervollständigt worden
ist, startet ein Spülprozeß, um die
chemische Lösung
zu entfernen, die an der Oberfläche
des Wafers "W" anhaftet. Es wird
DI-Wasser von dem Reinigungslösungszuführrohr 520 in
das Innenbad 120 zugeführt.
Das DI-Wasser wird kontinuierlich eine vorbestimmte Zeit zugeführt, so
daß es
von dem Innenbad 120 überfließt. Das überfließende DI-Wasser
fließt
in das äußere Bad 140 und
wird dann zur Außenseite über das Ablaßrohr 640 abgelassen
(siehe 13, S30).
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Wenn
der Spülprozeß vervollständigt worden
ist, werden die Wafer "W" in den Trocknungsraum 200 überführt, indem
der Halter 300 nach oben bewegt wird (siehe 14, S40). In diesem Fall
wird der Halter 300 mit Hilfe des Halterantriebsteiles 380 nach
oben bewegt. Nachdem Anhalten der Zufuhr des DI-Wassers können die
Wafer "W" nach oben bewegt
werden. Da eine Oberfläche
des DI-Wassers absinkt, wenn die Wafer "W" nach
oben bewegt werden, kann DI-Wasser von dem Reinigungslösungszuführrohr 520 zugeführt werden,
und zwar für
eine vorbestimmte Zeit, während
die Wafer "W" nach oben bewegt
werden.
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Die
Menge des DI-Wassers in dem Innenbad 120 wird auf einem
vollen Pegelstand gehalten. Die Trennplatte 400, die in
einem Trennplattenaufnahmeteil 420 aufgenommen ist, wird
zwischen den Trocknungsraum 200 und den Reinigungsraum 100 bewegt,
um den Trocknungsraum 200 von dem Reinigungsraum 100 zu
trennen (siehe 15, S50).
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Es
wird ein Prozeß zum
Trocknen der Wafer durchgeführt
(S60). Es wird dann IPA-Dampf von dem ersten Zuführrohr 540a aus zugeführt, welches an
dem oberen Abschnitt des Trocknungsraumes 200 installiert
ist, und zwar in den Trocknungsraum 200 hinein. Das DI-Wasser,
welches an den Oberflächen
der Wafer "W" anhaftet, wird durch
den IPA-Dampf ersetzt. Um die Oberflächen der Wafer "W" zu trocknen, wird erhitztes Stickstoffgas
von dem zweiten Zuführrohr 540b,
welches an dem oberen Abschnitt des Trocknungsramunes 200 installiert
ist, zugeführt
(siehe 16, S61). Während des
Trocknungsprozesses wird ein Durchgang des Ablaufrohres 660,
welches mit dem Innenbad 120 verbunden ist, geöffnet, um
langsam das DI-Wasser abzuziehen, welches das Innenbad 120 füllt (siehe 17, S62). In diesem Fall
wird das DI-Wasser in bevorzugter Weise durch die Schwerkraft abgezogen.
Wenn das DI-Wasser aus dem Innenbad 120 abgezogen oder
abgelassen wird, wird die Oberfläche
des DI-Wassers allmählich
abgesenkt. Es nimmt daher ein Leerraum in der Größe in dem Innenbad 120 zu und
es wird ein innerer Druck des Trocknungsraumes 200 reduziert.
Es werden Gase, die den Trocknungsraum 200 füllen, in
den Reinigungsraum 100 über den
Austragspfad 410 ausgetragen (S63).
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Da
der Austragspfad 410 an dem zentralen Abschnitt 430 der
Trennplatte 400 ausgebildet ist, strömt der Alkoholdampf der auf
die Wafer "W" injiziert wird,
sequentiell zu einem oberen Rand, einem zentralen Abschnitt und
einem unteren Rand der Wafer "W" und wird dann von
dem Austragspfad 410 aus dem Trocknungsraum 200 ausgetragen.
Es wird daher eine gesamte Behandlungsoberfläche des Wafers "W" in einheitlicher Form getrocknet. Da
der Trocknungsraum 200 dekomprimiert wird, wenn die Oberfläche des
DI-Wassers in dem Reinigungsraum 100 absinkt, ist es nicht
erforderlich, eine spezielle Pumpe zu installieren. Optional kann
jedoch auch eine Pumpe (nicht gezeigt) zum Abziehen des Trocknungsströmungsmittels
zu der Seitenwand 220 des Trocknungsraums 200 verwendet
werden.
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Wenn
die Reinigungslösung
nicht vollständig aus
dem inneren Bad 120 ausgetragen wird, wird ein Kanal eines
Austragsrohres 620, welches mit der Austragsöffnung 145 verbunden
ist, welche an der Seitenwand 142 des äußeren Bades 140 ausgebildet ist,
geöffnet
und das Trocknungsströmungsmittel strömt in den
Reinigungsraum 100 und wird zur Außenseite über das Austragsrohr 420 ausgetragen (S64).
Wenn die Reinigungslösung
vollständig
aus dem inneren Bad 120 ausgetragen worden ist, wird das
Trocknungsströmungsmittel,
welches in den Reinigungsraum 100 strömt, zur Außenseite über das Ablaßrohr 660 abgelassen
(siehe 18, S65).
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Gemäß den früheren als
Beispiel gewählten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist ein Austragspfad unmittelbar unter
den Wafern ausgebildet, um dadurch alle Wafer einheitlich zu trocknen.
Ohne die Verwendung einer speziellen Pumpe werden die Trocknungsströmungsmittel,
die zu dem Trocknungsraum zugeführt
werden, abgezogen. Ein Behandlungsprozeß mit chemischer Lösung, ein Spülprozeß und ein
Trocknungsprozeß werden
somit in einer Kammer durchgeführt,
um die Zeit zu verkürzen,
die zur Durchführung
dieser Prozesse erforderlich ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung speziell unter Hinweis auf beispielhafte
Ausführungsformen veranschaulicht
und erläutert
wurde, sei darauf hingewiesen, daß für Fachleute auf dem vorliegenden Gebiet
verschiedene Änderungen
sowohl in der Form als auch in Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne
jedoch dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen,
wie er durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.