JP2000517475A - トレッドを備えたローラおよびそれを含むシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 両面洗浄プロセス中に回転ローラ（３００、４００、５３０、５３１、５６１、５６２）が半導体ウエハに回転運動を伝える、ウエハを回転させる方法および装置。回転ローラ（３００、４００、５３０、５３１、５６１、５６２）とウエハはそれぞれの外縁部で接触し、それぞれの縁部間の摩擦によってウエハが回転する。ローラ（３００、４００、５３０、５３１、５６１、５６２）は、ウエハがその中に挟まれる溝（３０３、４０３）備えた外縁部を有する。回転中および洗浄溶液がウエハに加えられたときに、溝（３０３、４０３）から延びるトレッドまたは溝（３０４、４０４）が溝（３０３、４０３）から液体を排出させ、ウエハのすべりを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】 トレッドを備えたローラおよびそれを含むシステム 発明の分野 本発明は、半導体ウエハ処理に関し、より詳細には半導体ウエハの洗浄プロセ スに関する。 発明の背景 半導体デバイスの製造では、半導体ウエハの表面を清浄してウエハの異物を除 去しなければならない。除去されない場合、ウエハ異物がデバイスの性能特性に 影響を与え、通常より早くデバイス障害を生じさせる可能性がある。 ウエハ異物を除去するために使用される１つのシステムは、一般にスクラバ洗 浄装置と呼ばれる。少なくとも１つのタイプのスクラバ洗浄装置では、ブラシに よって半導体ウエハが両面同時に擦られて洗浄される。ウエハがブラシによって 両面同時に擦られている間、ウエハは所定の位置に保持され、ウエハの表面全体 が洗浄されるように回転される。このためにローラが使用される。 スクラバ洗浄装置は通常、コンベヤ型機構と、ローラと、ブラシとを含む。一 般に、ウエハはコンベヤ機構上に平らに置かれ、コンベヤ機構がウエハをブラシ の中に移動させる。スクラバ洗浄中、ウエハはコンベヤ機構、ブラシ、ローラ、 またはそれらの組合せによって支持（または水平に保持）される。１つの従来技 術型のスクラバ洗浄装置では、ウエハがブラシによって擦られるとき、ウエハ表 面全体を洗浄することができるようにローラがウエハを回転させる。ローラ自体 は、モータによってその中心軸を中心に回転する。ローラの縁部がウエハの外縁 部に接触すると、ローラの回転運動がウエハに伝えられる。 第１図に、従来技術のローラを示す。第１図を参照すると、ローラ１００の上 表面１１０と下表面１２０はほぼ平坦であり、ローラ１００の外縁１３０はわず かに凹面状にくぼんでいる（凹面外縁部）。第１図に示すように、ローラ１００ の凹面外縁部はウエハ１５０の外縁部に接触する。ローラ１００とウエハ１５０ が互いに接触すると、両方の縁部間に摩擦が生じ、その結果、ローラ１００の回 転によってウエハ１５０が回転する。第１図に示すように、ウエハ１５０とロー ラ１００とは本質的に一点接触である。 この従来技術のローラの１つの問題点は、ローラ／ウエハ接触点が不十分なた めに、ウエハがなかなか回転しない、すなわち回転し損なうことである。スクラ バ洗浄操作中にウエハが回転し損なった場合、ウエハに擦られない部分が生じ、 それによってウエハが所望の水準まで洗浄されなくなる。発生する可能性のある もう１つの問題は、システムが平板を次の操作のための所定位置まで回転させる のにローラに依存する場合、ウエハ平板が誤った場所に配置される可能性がある ことである。たとえば、スクラバ洗浄操作の後、ウエハは次に、その縁部によっ て支持されるスピン乾燥操作に進む。その場合、ウエハ平板の配置誤りがあった 場合、ウエハが正しく保持されないことがある。 第２図に、不十分な接触を補償する他の従来技術のローラを示す。第２図を参 照すると、ローラ２００は、ほぼ平坦な上面および下面（２０１，２０２）と、 わずかにくぼんだ部分２０３および２０４と、内溝（溝）２１０とを含む。ウエ ハ２５０などのウエハは、ブラシ間で洗浄されているとき、前方に押され、溝２ １０がウエハ２５０を挟む点までローラ２００の溝２１０の中へ挿入され、それ によって接触が強化され、したがって、ローラ２００とウエハ２５０の縁部との 間の摩擦が大きくなる。したがって、ローラ２００を回転させると、摩擦によっ てウエハ２５０が回転する。 しかし、従来技術のローラはウエハを挟む機構は備えているが、それでも、洗 浄プロセスで水酸化アンモニウム（ＮＨ₄ＯＨ）などの洗浄溶液および／または 水を使用した場合、ウエハとローラの間のすべりが生じる。ＮＨ₄ＯＨまたはそ の他の洗浄溶液は、ウエハの外縁部とローラの外縁部との間の潤滑剤として作用 し、それによって、接触時に両縁部間の摩擦が小さくなり、すべりを起こす。洗 浄プロセスで溶液を使用した場合にウエハとローラとの間に発生する可能性のあ るすべりを減らすことが望ましい。 トレッドがあれば、ウエハとローラとの間の接触をよくすることができ、溝を 通して液体を排出することができる。（これは、液体の流れと同じくらい重要で ある。） ウエハの両面を同時にスクラバ洗浄するときに起こるもう１つの問題は、ブラ シとウエハとの間の接触点が垂直方向に位置合わせされない場合があることであ る。スクラバ洗浄プロセス中、ブラシが当てられることによってウエハの接触点 に圧力が加えられる。これらの接触点が垂直方向に位置合わせされない場合、一 方または両方のブラシによってウエハに加えられる圧力により、ウエハがその水 平位置から傾く可能性がある。このウエハの傾斜によって、ウエハがローラから 外れ、ローラを越えて飛び出すことさえある。スクラバ洗浄プロセス中に、ブラ シとウエハとの間の接触点が垂直に位置合わせされない場合、ウエハとローラと の接触を維持することが望ましい。 特に洗浄溶液を使用する場合に、すべりを少なくするかまったくなくしてスク ラバ洗浄装置内でウエハを回転させる方法および装置が必要である。 発明の概要 本発明では、隣接している第１および第２の側面部分を有し、その間に溝を備 えるローラについて記載する。溝と、少なくとも一方の側面部分の外縁部との間 に延びるトレッドを使用して、溶液を溝から排出する。 一実施態様では、ローラは基板と接触する溝と、その溝から溶液を排出する１ つまたは複数のトレッドとを有し、それによって基板とローラとの間の接触が向 上し、基板への回転運動の伝達が容易になるように保証される。 一実施態様では、両方の側面部分は、溝から外縁部に向かって直径が大きくな る中心軸を中心にした円錐形である。一方の側面部分の外縁部は、他方の側面部 分の外縁部よりも直径が大きい。 本発明のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、図面、および請求項 を参照すれば明らかになろう。 図面の簡単な説明 本発明は、以下の詳細な説明と本発明の様々な実施形態を示す添付図面を参照 すればよりよく理解できよう。しかし、これらは本発明をこれらの特定の実施形 態に限定するものとみなすべきではなく、説明と理解のために示すにすぎない。 第１図は、従来技術のローラを示す側断面図である。 第２図は、他の従来技術のローラを示す側断面図である。 第３Ａ図は、本発明のローラの一実施形態を示す側断面図である。 第３Ｂ図は、本発明のローラの一実施形態を示す図である。 第４Ａ図は、本発明のローラの他の実施形態を示す側断面図である。 第４Ｂ図は、ローラの一側面上に延長部分を有する本発明のローラの一実施形 態を示す図である。 第５Ａ図は、ローラの１つに組み込まれた本発明のサイド・ブラシ機構の一実 施形態を示す図である。 第５Ｂ図は、ローラ位置決め装置の一実施形態を示す図である。 第６図は、本発明の両面スクラバ洗浄システムの一実施形態を示す図である。 詳細な説明 処理システムで使用するローラを開示する。以下の説明では、本発明を十分に 理解できるように、特定の材料、構成、寸法など多くの特定の詳細を記載する。 しかし、当業者なら、本発明を実施するのにこれらの特定の詳細を使用する必要 はないことがわかるであろう。他の場合には、本発明が不明瞭にならないように 、周知の材料または方法については詳述していない。 第３Ａ図に、本発明のローラの一実施形態を示す。第３Ａ図を参照すると、ロ ーラ３００は、隣接している側面部分と、溝３０３で交わる上部３０１と下部３ ０２とを含む。上部３０１は、下部３０２と対称にすることができる。その場合 、溝３０３はローラ３００の中央にある。他の実施形態では、溝３０３はローラ ３００の中央にはなく、上部３０１と下部３０２は対称ではない。一実施形態で は、溝３０３は基板の縁部の厚さとほぼ等しい開口部を有する。ローラ３００は 中心軸を中心に回転すると、基板と溝３０３との間の接触点を介して基板に回転 運動を伝える。 溝３０３からローラ３００の上部３０１および下部３０２の外縁部までトレッ ド３０４が延びている。このトレッドは、ローラの縁部との接触も向上させるこ とができる。ローラが基板の縁部をつかむように溝とトレッドによってローラは たわむことができる。トレッド３０４は、溝３０３から溶液を排出するように機 能する。「溶液」という用語は包括的な意味で用い、あらゆるタイプの液体、流 体、潤滑剤、またはその他の非固体、非気体物質を含む。このような溶液は、一 般に、基板および／またはローラ３００の一部の洗浄溶液として使用することが できる。ローラ３００が回転すると、溝３０３における基板とローラ３００との 間の接触点が基板に回転運動を伝える。回転中、溝３０３内の溶液が溝３０３か らローラ３００の外縁部に排出され、そこから溶液が飛び散らされる。本発明は 、操作中にこれらの溶液を溝３００から排出することによって、ローラ３００と 基板との間の接触を向上させる。 一実施形態では、各トレッドの幅はその深さと同じである。また、一実施形態 では、各トレッドの幅はローラの上部から下部までほぼ一定である。一般に、で きるだけ多くのトレッドがある方が有利である。しかし、トレッド間の間隔をど の程度にするかは材料および製造プロセスによって決まる。たとえばローラが成 形物である場合、トレッドの数を減らす必要がある。また、気泡の存在によって もトレッドの数が制限される。 ローラ３００は、可撓性材料を含む。一般に、ローラの材料は本明細書に記載 のようにローラがウエハの縁部を挟むのに十分な柔らかさを有する必要がある。 一実施形態では、ローラは成形される。成形プロセスのタイプは、注入成形、射 出成形、または加圧成形とすることができる。したがって、本発明のローラは機 械加工することができる。しかし、材料は、使用中に過度の粒子を生じさせては ならない。さらに、材料はその形状を保持するのに十分な復原力がなければなら ない。一実施形態では、ウレタン、たとえば７０デュロメータの未加工ウレタン を使用する。この材料は、本発明の必要を満たすのに十分な柔らかさ、復原力、 および低粒子発生率を有することがわかっている。一実施形態では、材料は流し 込みプラスチックを含むことができる。一実施形態では、ＨＦ、ＮＨ₄ＯＨ、Ｄ Ｉなどの溶液を保持する任意の材料を使用することができる。 第３Ｂ図に、本発明のローラの一実施形態を示す。第３Ｂ図を参照すると、こ のローラは４．０インチ（１００ｍｍ）、５．０インチ（１２５ｍｍ）、６．０ インチ（１５０ｍｍ）、および８．０インチ（２００ｍｍ）のウエハと共に使用 することができる。ローラの厚さ（３４７）は、約０．４３３インチ（１１ｍｍ ）であり、長さ（３４５）は約１．６２５インチ（４０ｍｍ）である。上部およ び下部の面厚さ（３４６）は両方とも０．０６２インチ（１．６ｍｍ）である。 ローラの直径が溝と表面厚さとの間に延びる角度（３４４）は１５度である。 一実施形態では、溝の外側に開いている部分における厚さは約０．００５〜０ ．０４０インチ（０．１３〜１．０２ｍｍ）の範囲であり、一般にはウエハの厚 さにほぼ等しい（たとえばその２５％以内）。たとえば、一実施形態では、溝の 厚さ３５０はウエハの厚さより約０．００５（０．１３ｍｍ）インチ大きくなる ように調整される。第３Ｂ図で、寸法３４９で示す溝の中心から溝の縁までの距 離は、０．０２０インチ（０．５１ｍｍ）である。第３Ｂ図で、溝の曲率半径（ ３４８）は約０．００５インチ（０．１３ｍｍ）である。溝の側面の傾斜角度３ ５０は約２０度である。 ローラは、直径（３４０）０．５４インチ（１３．７ｍｍ）の貫通穴を含む。 各トレッドの曲率半径（３４３）は０．００５インチ（０．１３ｍｍ）で、幅（ ３４１）は０．０８８インチ（２．２４ｍｍ）、角度（３４２）は４０度である 。 一実施形態では、溝はウエハを挟むかまたはウエハの縁部とある程度同じ形に なる。ウエハの上表面または下表面では溝はウエハを挟まない。ウエハの縁部が 溝に入るとき溝の狭い部分で縁部が溝と接触し、ウエハの表面は溝の広い部分の 近くかその中にあり、接触がさけられるので、Ｖ字形の溝が有利である。Ｖ字形 の溝を例示したが、Ｕ字形の溝、ほぼ正方形の溝、湾曲した壁を持つ溝など他の 形状も使用可能であることがわかるであろう。 ローラの上記の各寸法は、単に本発明の一実施形態の一例に過ぎず、単に本発 明を例示するためのものであり、限定するものではない。当業者なら、これらの 寸法のいずれも、ウエハの直径および厚さに応じて異なることができ、本発明の 目的にかなうように調整可能であることがわかるであろう。 本発明のローラは、複数の処理ステーションのある基板処理システムに組み込 むことができる。たとえば、基板処理システムは、基板を洗浄するための１つま たは複数のブラシ・ステーションを有する基板スクラバ洗浄システムを含むこと ができる。濡れたウエハを両面スクラバ洗浄装置内のブラシの間で洗浄する場合 、ウエハが前方に押され、ローラ３００の溝３０３に挿入され、それによって溝 ３０３が基板を挟んで接触が強化され、従ってローラ３００と基板の縁部の摩擦 が大きくなる。したがって、ローラ３００を回転させると、摩擦によって基板が 回転する。水酸化アンモニウム（ＮＨ₄ＯＨ）の洗浄溶液、水などを使用した場 合、ローラ３００のトレッド３０４が溶液を排出させ、それによってローラ３０ ０と基板との間の摩擦が大きくなり、その結果、基板のすべりが少なくなるかま たはまったくなくなる。 本発明を、ウエハのスクラバ洗浄に関連して説明するが、本発明によって任意 の類似の形状、すなわちほぼ平坦な基板を処理することができることがわかるで あろう。さらに、ウエハまたは基板への言及には、ドープされているか否かを問 わず、ベアまたは純粋な半導体基板、エピタキシャル層を有する半導体基板、処 理の任意の段階で１つまたは複数のデバイス層を組み込む半導体基板、セミコン ダクタ・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）デバイスを有する基板などの１つまた は複数の半導体層を組み込んだ他のタイプの基板、またはフラット・パネル・デ ィスプレイ、マルチチップ・モジュールなど他の装置およびデバイスを処理する 基板を含めることができることがわかるであろう。 第４Ａ図に、本発明のローラの他の実施形態を示す。第４Ａ図を参照すると、 ローラ４００はローラ３（第３図）ときわめてよく類似しているが、ローラ４０ ０の上部４０１（または下部４０２）が下部４０２（または上部４０１）より広 がっている点が異なる。言い換えると、上部４０１と下部４０２の両方の円錐形 の部分の直径が溝４０３から上部４０１および下部４０２の外縁部に向かって大 きくなっているが、上部４０１における円錐状部分の直径は下部４０２における 直径よりも大きい。ローラ４００の少なくとも一部、すなわち上部４０１および ／または下部４０２のサイズを大きくすることによって、２つのブラシによって 基板に加えられる圧力が垂直方向に位置合わせされていない場合にこの延長部分 をローラ４００と基板との間の接触を維持するために使用することができる。一 実施形態では、上部４０１と下部４０２の両方を延ばして基板がローラ４００の 内部領域に接触し続けて外れないように保証される。 延長部分を有する上部４０１の高さは下部４０２の高さの約２倍とすることが できる。一実施形態では、ローラ全体の高さが０．６４９インチ（１６．５ｍｍ ）で、下部４０２は０．２１６インチ（５．５ｍｍ）で、延長部分を有する上部 ２０１は約０．４３３インチ（１１．０ｍｍ）である。 第４Ａ図に示すように延長部分の角度φは上部４０１と同じとすることができ る。一実施形態では、この角度φは１５度である。他の実施形態では、延長部分 の角度φは、上部の角度と同じではない。たとえば、延長部分の角度φは中心線 と上部４０１との間の角度φよりも小さくすることができる。 トレッド４０４に関しては、延長部分内および／または延長部分を貫通して続 くこともでき、延長部分が始まる箇所で終わることもできる。一実施形態では、 延長部分内により少数の長いトレッド／チャネルが形成され、液体の除去を促進 する。 第４Ｂ図に、延長部分を有するローラの一実施形態を示す。第４Ｂ図を参照す ると、このローラは、４．０インチ（１００ｍｍ）、５．０インチ（１２５ｍｍ ）、６０インチ（１５０ｍｍ）、および８．０インチ（２００ｍｍ）のウエハと 共に使用することができる。ローラの厚さは約０．６３４インチ（１６ｍｍ）で あり、溝の中央からローラの下部までの長さ（４５１）は０．２１７インチ（５ ．５１ｍｍ）、ローラの上部までの長さ（４６３）は０．４１７インチ（１０． ６ｍｍ）である。溝の中央からローラの上部の表面厚みの始まりまでの長さ（４ ５６）は０．３５５インチ（９．０２ｍｍ）、溝の中央から下部の表面厚みまで の長さ（４５７）は約０．１５４インチ（３．９ｍｍ）である。中心から１つの 側面の縁部までの長さ（４５１）は約０．８１３インチ（２０．７ｍｍ）である 。中心から各トレッドの最深部までの長さ（４５２）は約０．７０３インチ（１ ７．９ｍｍ）である。上部および下部の直径が延びる角度（４５４、４５５）は 約１５度である。 溝の寸法は第３Ｂ図のものと同じである。しかし、溝の中心と半径（４５９） の中心の間の距離（４５８）は０．２５５インチ（６．５ｍｍ）であり、半径（ ４５９）は０．１０インチ（２．５ｍｍ）である。トレッドの寸法も第３Ｂ図 のものと同じである。ローラの上部に深さ０．２０インチ（５．１ｍｍ）のもう １つの１．０インチ（２５．４ｍｍ）幅の穴（４６０）がある。 ローラの粒子除去の強化および／または駆動摩擦の増大のために、本発明のロ ーラは基板の縁部に沿って洗浄を行うパッドを溝内に含ませることができる。本 発明が不明瞭にならないように、このようなパッドは図示していないことに留意 されたい。このパッドは、研磨材（たとえばナイロン、ＰＶＡ、ポリウレタンな ど）製とすることができる。一実施形態では、パッドは米国デラウェア州ニュー アークのＲｏｄｅｌ製のＳｕｂａｌＶパッドを含む。ＩＣ１０００、ｓｕｂａ５ ００、ｐｏｌｉｔｅｘ（すべてＲｏｄｅｌ製）などの他の研磨パッドも使用可能 である。パッドは、洗浄効果の向上および／または最大化のために、異なる厚さ および表面材質のものとすることができる。また、パッドは、たとえばウエハに 上部および下部ブラシによって洗浄することができない傾斜領域がない縁部から のみ粒子を除去する形状とすることもできる。パッドと、基板の縁部／傾斜領域 の洗浄におけるその使用の詳細については、本発明の共通譲渡人にその一部が譲 渡された、１９９６年５月１日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔ ｕｓ ｆｏｒ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｅｄｇｅｓ ｏｆ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅ ｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」という名称の米国特許出願第０８／６４０４５９号 を参照されたい。 第５Ａ図に、スクラバ洗浄システムのブラシ・ステーションの一実施形態を示 す。本発明が不明瞭にならないように、ブラシ・ステーションのうち本発明の開 示に直接関係のある部分のみが図示されていることに留意されたい。第５Ａ図を 参照すると、両面スクラバ洗浄装置のブラシ５２０の間にウエハ５１０が配置さ れている。モータ５４０が本発明のローラ５３０を回転させる。ローラ５３０が ウエハ５１０と接触すると、それらの縁部の間に摩擦が生じる。したがって、ロ ーラ５３０および５３１の回転と生じた摩擦とによって、ウエハ５１０が回転す る。ウエハ５１０がブラシ５２０間で回転することによって、ウエハの表面全体 の洗浄が可能になる。２つのローラ５３０および５３１は、ウエハがスクラバ洗 浄されるときに、２カ所でウエハと接触してウエハを回転させ、ウエハを所定位 置に保持する（すなわち前進運動を防止する）。 ローラ５３０および５３１は、スイング・アームによって位置決めされ、スイ ング・アームは回転すると、ローラをウエハに向かう方向またはウエハから離れ る方向に弧状に移動させる。 水噴射機構を使用して、第５Ａ図に示すように、ローラ５３０および５３１と ウエハとの間の接触点の箇所またはその付近に水を送る。このような水噴射機構 は、水の方向が、ウエハの回転軸およびウエハとローラとの接触点とに位置合わ せされた平板から流れるように配置することができる。このような場合、水は、 洗浄プロセスによってウエハから除去された粒子を単に運び去るだけであるか、 または圧力が十分な場合、それだけで粒子を除去することもできる。水噴射機構 は、当技術分野で周知の支持構造体によって所定の位置に保持されることに留意 されたい。一実施形態では、水噴射機構はウエハの上方の位置に保持される。こ のような噴射機構は、生じる流れの速度を増すための先端を細くしたバーブ・カ プリングのような単純なものとすることができる。一実施形態では、バーブ・カ プリングの口径は１／８インチ〜１／１６インチである。他の実施形態では、噴 射機構は扇型のナイフ・エッジ・パターンを生じさせるノズルを含む。水噴射機 構は当技術分野で周知である。また、水の代わりに他の化学薬品を噴霧する噴射 機構も使用可能であることに留意されたい。 第５Ｂ図に、スクラバ洗浄システムにおいてローラを動かす他の実施形態を示 す。本発明が不明瞭にならないように、ブラシ・ステーションのうちの本発明の 開示に直接関係のある部分のみが図示されていることに留意されたい。第５Ｂ図 を参照すると、２つの異なる位置（Ａ、Ｂ）にある２つのローラ５６１および５ ６２が図示されている。位置Ａは収容位置にあり、位置Ｂは４インチ・ウエハ位 置にある。一実施形態では、ローラ５６１および５６２は４、５、６、８、およ び１２インチのウエハに対応するように位置決めすることができる。 各ローラ５６１および５６２はそれぞれローラ支持構造体５７１および５７２ に結合され、各ローラ支持構造体は２本の軸５６３および５６６に結合されてい る。一実施形態では、各支持構造体は以下に述べる牽引機構を含む。各支持構造 体５７１および５７２は、それぞれのローラに結合され、２つの軸取付機構（軸 取付機構５８１、５８２、５８３、５８４）に回転可能に結合された、内部部材 または軸を含む。 軸５６３は、中央で結合された二重螺旋親軸を形成する右回りにねじ切りされ た軸５６３Ａと左回りにねじ切りされた軸５６３Ｂとを含む。軸５６３は、軸５ ６３を回転させるモータ・カプリング５６４を介してモータ５６５に結合されて いる。軸取付機構５８１および５８３は、それぞれ軸５６３Ａおよび５６３Ｂの ねじ山に回転可能に結合するねじ山を備える。したがって、本発明は、左右のね じ山を持つねじ切り駆動ロッドを使用してローラを所定位置まで移動させるよう になっている。 軸取付機構５８２および５８４において各ローラ５６１および５６２の下端に 軸５６６が結合され、軸取付機構５８２および５８４は軸受の使用により軸５６ ６に沿ってスライドする。一実施形態では、軸５６３は丸形軸であり、軸５６６ は角形軸である。 軸５６３が回転すると、ローラ５６１および５６２を含む支持構造体５７１お よび５７２が軸５６３に沿って移動し、ウエハに対してローラ５６１および５６ ２の位置合わせを維持する線形ガイドとして機能する軸５６６に沿ってスライド する。一実施形態では、二重螺旋親ねじを時計回りに回転させることによって、 支持構造体５７１および５７２とそれに付随するローラが互いに遠ざかる。親ね じを反時計回りに回転させると、支持構造体とそれに付随するローラは互いに近 づく。 軸５６６はウエハに対してローラ５６１および５６６の位置合わせを維持する が、軸５６６はモータ５７７およびモータ・カプリング５７４を介して回転し、 回転運動をローラに伝える。ローラがウエハと接触すると、それらの縁部間に摩 擦が生じる。ローラの回転運動と生じた摩擦とによって、ウエハが回転する。ブ ラシ間でのこのウエハの回転によって、ウエハの表面全体の洗浄が可能になる。 ２つのローラは２カ所でウエハと接触し、ウエハがスクラバ洗浄されるときに、 ウエハを回転させ、所定の位置に保持する（すなわち前進運動を防止する）。一 実施形態では、軸取付機構５８２および５８４は、軸５６６とローラ５６１およ び５６２との間に結合されてその回転運動を伝える１組のかさ歯車を含む。 軸５６６の一部は軸受を使用してローラ支持構造体に結合され、その軸受は軸 ５６６が回転しているときに支持構造体が軸５６６に沿ってスライドできるよう にすることに留意されたい。 このローラ位置決め機構の詳細については、 年 月 日に本出願 と同時に出願され、本発明の共通譲渡人に譲渡された「Ｒｏｌｌｅｒ Ｐｏｓｉ ｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」という名称の同時係属米国特許出願第 号を参照されたい。スクラバ洗浄装置の例 第６図に、本発明の一実施形態によって使用することができる両面ウエハ・ス クラバ洗浄装置（スクラバ洗浄装置）の概念図を示す。このスクラバ洗浄装置は 、いくつかのステーションを有する。これらのステーションはそれぞれ、ウエハ 洗浄プロセス中の１つまたは複数のステップを論理的に表す。これらのステーシ ョンは、洗浄プロセス中のステップの１つを含むハードウェアおよびソフトウェ アも含むことができる。洗浄プロセスは、ウエハに対してスクラバ洗浄装置によ って行われるステップを含む。一実施形態では、スクラバ洗浄装置は、一時点で 各ステーションにおいて１つまたは複数のウエハを処理して、同時に複数のウエ ハを処理することができる。 スクラバ洗浄装置の一方の端から汚れたウエハが装填され、スクラバ洗浄装置 の他方の端から清浄なウエハが取り出される。 装填ステーション６１０（取入れステーションとも呼ぶ）で、操作者がカセッ ト６８０をスクラバ洗浄装置に装填する。カセット６８０にはいくつかの汚れた ウエハが入っている。ウエハは装填ステーション６１０から搬送ベルト１ ６１ ５で自動的にブラシ１ステーション６２０に移動される。搬送ベルト１ ６１５ は、直流モータ６９３によって駆動される。ウエハ６０１は、カセット６８０か ら自動的に取り出されて搬送ベルト１ ６１５上に置かれる汚れたウエハを示す 。 ブラシ１ステーション６２０で、汚れたウエハ６０２がブラシングされ、スプ レー洗浄（図示されていない水噴射）され、汚れたウエハ６０２から粒子の一部 を除去する。ブラシ６２１は汚れたウエハ６０２の両面を擦る。上部ブラシの高 さは、ステップ・モータ（図示せず）によって制御される。ローラ６９０が汚れ たウエハ６０２を回転させる。一度ブラシングされたウエハは、次に自動的にブ ラシ２ステーション６３０に移動される。これは、第２の直流モータ（図示せず ）によって制御された搬送ベルト２ ６１６によって行われる。 ブラシ２ステーション６３０で、一度ブラシングされたウエハ６０３がブラシ ングおよびスプレー洗浄（図示されていない水噴射）され、一度ブラシングされ たウエハ６０３から粒子をさらに除去する。ブラシ６３１は、一度ブラシングさ れたウエハ６０３の両面を擦る。ブラシ６３１のうちの上部ブラシの高さはステ ップ・モータ６９１によって制御される。図示されていないが、ブラシ２ステー ション６３０は、一度ブラシングされたウエハ６０３の縁部と傾斜領域を洗浄す るためのブラシ６９０のようなサイド・ブラシも含むことができる。２度ブラシ ングされたウエハは次に、搬送べルト３ ６１７によって自動的にスピン乾燥ス テーション６４０に移動される。 スピン乾燥ステーション６４０は、ウエハをすすぎ洗浄し、スピンさせて乾燥 させる。ウエハ６０４は、スピン乾燥ステーション６０４で処理中のウエハを示 す。この時点で、ウエハは洗浄されている。特定の一タイプのウエハの場合、装 填ステーション６１０、ブラシ１ステーション６２０、およびブラシ２ステーシ ョン６３０中にウエハを濡れた状態に維持しておかなければならないことに留意 されたい。このタイプのウエハはブラシングし、すすぎ洗浄した後でなければス ピンし、乾燥することができない。スピンされ乾燥されたウエハは次に、取出し ステーション６５０に移動される。 取り出しステーション６５０では、清浄なウエハがカセット６８１に入れられ る。ウエハ６０５はカセット６８１に入れられる清浄なウエハを示す。カセット ６８１が清浄なウエハでいっぱいになると、操作者が取り出すことができる。こ れで洗浄プロセスは完了する。 制御システム筐体６７０内に、スクラバ洗浄装置の制御システムの中核部を含 むいくつかの構成要素が収容されている。制御システム筐体６７０には、ホスト ・ボード６７２を有するホスト・ケージ６７１が含まれている。ホスト・ボード ６７２はスクラバ洗浄装置全体を制御する。ホスト・ボード６７２は、典型的に は１つまたは複数の物理パッケージに実装された１つまたは複数のホスト・プロ セッサを含む。ホスト・ケージ６７１は、ホスト・ボード６７２およびホスト・ ケージ内のその他のボード（たとえばセンサ入力ボード、オペレータ表示装置６ ６０用のビデオ・カード、ホスト・ボード６７２から制御システムの残りの部分 に信号を伝えるボード）を支持する。 ホスト・ボードは、ホスト・ケージ６７１内の別のボード（通信ボード６７８ ）を介して、または直接ホスト・ボード６７２に接続するコネクタによって制御 ボードの他の部分と通信することができる。制御ボードは、典型的にはプリント 回路板上に形成されたモジュラ回路であり、スクラバ洗浄装置内でモータや他の 装置を制御する。典型的には、ホスト・ケージからの通信信号は通信ボード６７ ８を通過する。通信ボードはさらにバス６７７を介して他の装置と通信する。 バス６７７は、容易に拡張可能なモジュラ制御システムをサポートする。第６ 図のスクラバ洗浄装置では、バス６７７はホスト・ボード６７２と、通信ボード ６７８と、ステップ・モータ・バックプレーン６７５と、直流モータ・バックプ レーン６７３とをリンクする。バス６７７に接続された様々な装置間でのメッセ ージは、以下に述べるプロトコルに従って伝達することができる。メッセージは 、１点から他の点に伝達される情報のパケットである。 ステップ・モータ・バックプレーン６７５はステップ・モータ制御ボード６７ ６をサポートする。このステップ・モータ制御ボード６７６は、ステップ・モー タ・バス６９２を介してステップ・モータ６９１の動きを制御する。同様に、直 流モータ・パックプレーン６７３は直流モータ制御ボード６７４をサポートする 。直流モータ制御ボード６７４は、直流モータ・バス６９４を介して直流モータ ６９３と直流モータ６９５の動きを制御する。 本発明の一実施形態では、これらの各バックプレーンは最大４個のモータ制御 ボードをサポートする。しかし、当業者なら本発明は４個のモータ制御ボードの みをサポートするバックプレーンには限定されないことがわかるであろう。 オペレータ表示装置６６０は、典型的には陰極線管またはフラット・パネル・ ディスプレイのようなモニタを含む。一実施形態では、オペレータ表示装置６６ ０は、操作者がスクラバ洗浄装置制御システムと対話することができるようにす るタッチ・センシティブ・スクリーンも含む。 第６図は概念図であることに留意されたい。本発明が不明瞭になり過ぎないよ ように、いくつかの構成要素は１つの記号で表されている。たとえば、搬送ベル ト３ ６１７は、各ベルトが異なる直流モータによって駆動される２本以上の物 理的搬送ベルトから成ることができる。 当業者なら、以上の説明を読めば本発明の多くの変形態様および変更が疑いな く明らかになろう。例として示し、説明した様々な実施形態は決して限定的なも のを意図したものではないことを理解すべきである。したがって、様々な実施形 態の詳細への言及は請求の範囲を限定するものではなく請求の範囲自体は本発明 にとって不可欠であるとみなされる特徴のみを記載している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年７月１６日（１９９８．７．１６） 【補正内容】 補正請求の範囲 １．間に溝を介して隣り合っている第１および第２の側面と、回転中に溝から 溶液を排出させるために溝と第１の側面部分の第１の外縁部との間に延びる第１ の複数のトレッドとを含むローラ。 ２．回転中に溝から溶液を排出させるために溝と第２の側面部分の第２の外縁 部との間に延びる第２の複数のトレッドをさらに含む請求項１に記載のローラ。 ３．第１の側面部分が中心軸を中心にして回転し、溝から第１の外縁部にかけ て大きくなる直径を有する円錐形であり、第２の側面部分が中心軸を中心に回転 し、溝から第２の外縁部にかけて大きくなる直径を有する円錐形である請求項１ に記載のローラ。 ４．第１の側面部分の第１の外縁部における直径が、第２の側面部分の第２の 外縁部における直径よりも大きい請求項３に記載のローラ。 ５．第１のウエハ処理ステーションと、 第１のステーションに結合された第２のウエハ処理ステーションとを含み、 第１および第２のウエハ処理ステーションのうちの少なくとも一方のウエハ処 理ステーションが基板を回転させるローラを含み、そのローラは 溝と、 第１の外縁部と、 溝と第１の外縁部との間に延びる少なくとも１つのトレッドとを有する 基板を処理するシステム。 ６．第１および第２のウエハ処理ステーションの少なくとも一方のウエハ処理 ステーションに結合され、ウエハ上に溶液を供給する溶液ディスペンサーをさら に含み、少なくとも１つのトレッドが溶液を溝から排出させる複数のトレッドを 含む請求項５に記載のシステム。 ７．ローラが、 第２の外縁部と、 溝と第２の外縁部との間に延びる少なくとも１つのトレッドとをさらに含む請 求項５に記載のシステム。 ８．第１の外縁部まで延びる少なくとも１つのトレッドが中心軸を中心に回転 し、溝から第１の外縁部にかけて大きくなる直径を有する円錐形であり、第２の 外縁部まで延びる少なくとも１つのトレッドが中心軸を中心に回転し、溝から第 ２の外縁部にかけて大きくなる直径を有する円錐形である請求項７に記載のシス テム。 ９．第１の側面部分の第１の外縁部における直径が、第２の側面部分の第２の 外縁部における直径よりも大きい請求項８に記載のシステム。 １０．ローラが中心軸を中心に回転し、基板と溝との間の接触を介して基板に 回転運動を伝える請求項５に記載のシステム。 １１．第１および第２のステーションが第１および第２のブラシ・ステーショ ンを含む請求項５に記載のシステム。 １２．ローラが可撓性材料を含む請求項５に記載のシステム。 １４．溝が基板の縁部の厚さとほぼ等しい開口部を有する請求項５に記載のシ ステム。 １５．ローラ内の溝が基板と接触するローラを回転させて基板に回転運動を伝 えるステップと、 ローラを回転させている間に溝から溶液を排出させるステップと を含む基板を回転させる方法。 １６．溶液を排出させるステップが、ローラ内の少なくとも１つのトレッドを 使用して溝から溶液をローラの外縁部まで運ぶステップを含む請求項１５に記載 の方法。 １７．少なくとも１つのトレッドが、溝からローラの外縁部まで延びる複数の トレッドを含む請求項１６に記載の方法。 １８．第１のウエハ処理ステーションと、 第１のウエハ処理ステーションに結合された第２のウエハ処理ステーションと を含み、第１および第２のウエハ処理ステーションの少なくとも一方のウエハ処 理ステーションがウエハを回転させるローラを含み、そのローラが、 溝と、 第１の外縁部と、 ある幅と深さとを有し、溝と第１の外縁部との間に延びる第１のトレッドと、 延長縁部と、 第１の外縁部と延長縁部との問に延びる延長部と を有する半導体ウエハを洗浄するシステム。 １９．溝がＶ字形であり、 第１の溝側面と、 第１の溝側面と交わり、第１の溝側面と第２の溝側面との交点に頂点がある溝 角度を形成する第２の溝側面とを有する請求項１８に記載のシステム。 ２０．溝角度が２０度に等しい請求項１９に記載のシステム。 ２１．第１のトレッドの幅が第１のトレッドの深さにほぼ等しい請求項１８に 記載のシステム。 ２２．第１のトレッドの幅が溝からローラの第１の外縁部までほぼ一定してい る請求項２１に記載のシステム。 ２３．第２のトレッドがローラの第１の縁部からローラの延長縁部まで延び、 第２のトレッドが第１のトレッドよりも長い請求項２２に記載のシステム。 ２４．第１および第２のウエハ処理ステーションの各ウエハ処理ステーション がウエハを洗浄するブラシ・ステーションを含む請求項５に記載のシステム。 ２５．第１および第２のウエハ処理ステーションのうちの少なくとも一方のウ エハ処理ステーションに結合され、ウエハ上に溶液を供給する溶液ディスペンサ をさらに含み、少なくとも１つのトレッドが溶液を溝から排出させる複数のトレ ッドを含む請求項１８に記載のシステム。 ２６．第１および第２のウエハ処理ステーションの各ウエハ処理ステーション がウエハを洗浄するブラシ・ステーションを含む請求項１８に記載のシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 デイソン，ウィリアム・ジュニア アメリカ合衆国・95129・カリフォルニア 州・サン ホゼ・ノルウォーク ドライ ブ・4251・アパートメント エイエイ102 番 (72)発明者 ライル，リン アメリカ合衆国・95148・カリフォルニア 州・サン ホゼ・スコットデイル ドライ ブ・2782 (72)発明者 パイノ，パトリック アメリカ合衆国・10963・ニューヨーク 州・オーチスビル・グランジ ロード・ 105 エイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．間に溝を有する隣接し合う第１および第２の側面位置と、回転中に溝から 溶液を排出させるための溝と第１の側面部分の第１の外縁部との間に延びる第１ の複数のトレッドとを含むローラ。 ２．回転中に溝から溶液を排出させるための溝と第２の側面部分の第２の外縁 部との間に延びる第２の複数のトレッドをさらに含む請求項１に記載のローラ。 ３．第１の側面部分が中心軸を中心にして回転し、溝から第１の外縁部にかけ て大きくなる直径を有する円錐形であり、第２の側面部分が中心軸を中心に回転 し、溝から第２の外縁部にかけて大きくなる直径を有する円錐形である請求項１ に記載のローラ。 ４．第１の側面部分の第１の外縁部における直径が、第２の側面部分の第２の 外縁部における直径よりも大きい請求項３に記載のローラ。 ５．第１のステーションと、 第２のステーションとを含み、 第１および第２のステーションのうちの少なくとも一方が、 溝と、 第１の外縁部と、 溝と第１の外縁部との間に延びる少なくとも１つのトレッドとを有するロー ラを含む、基板を処理するシステム。 ６．少なくとも１つのトレッドが、溝から溶液を排出させる複数のトレッドを 含む請求項５に記載のシステム。 ７．ローラが、 第２の外縁部と、 溝と第２の外縁部との間に延びる少なくとも１つのトレッドとをさらに含む請 求項５に記載のシステム。 ８．第１の側面部分が中心軸を中心にして回転し、溝から第１の外縁部にかけ て大きくなる直径を有する円錐形であり、第２の側面部分が中心軸を中心にして 回転し、溝から第２の外縁部にかけて大きくなる直径を有する円錐形である請求 項７に記載のシステム。 ９．第１の側面部分の第１の外縁部における直径が、第２の側面部分の第２の 外縁部における直径よりも大きい請求項８に記載のシステム。 １０．ローラが中心軸を中心に回転し、基板と溝との間の接触を介して基板に 回転運動を伝える請求項５に記載のシステム。 １１．第１および第２のステーションが第１および第２のブラシ・ステーショ ンを含む請求項５に記載のシステム。 １２．ローラが可撓性材料を含む請求項５に記載のシステム。 １３．可撓性材料がウレタンを含む請求項１２に記載のシステム。 １４．溝が基板の縁部の厚さとほぼ等しい開口部を有する請求項５に記載のシ ステム。 １５．ローラ内の溝において基板と接触するローラを回転させて基板に回転運 動を伝えるステップと、 ローラを回転させている間に溝から溶液を排出させるステップとを含む、基板 の回転方法。 １６．溶液を排出させるステップが、ローラ内の少なくとも１つのトレッドを 使用して溝から溶液をローラの外縁部まで運ぶステップを含む請求項１５に記載 の方法。 １７．少なくとも１つのトレッドが、溝からローラの外縁部まで延びる複数の トレッドを含む請求項１６に記載の方法。