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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von
Halbleiterwafern und ein Verfahren zur Reinigung von Halbleiterwafern
unter Verwendung dieser Vorrichtung, und im einzelnen eine Vorrichtung
zur Reinigung von Halbleiterwafern, in der ein sogenannter Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) zum Einsatz kommt, sowie
ein Verfahren zur Reinigung von Halbleiterwafern unter Verwendung
einer solchen Vorrichtung.
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2. Beschreibung
der zutreffenden Technik
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Ein
Vorgang der Reinigung einer Halbleiterscheibe ist notwendig, um
Reste chemischer Stoffe, kleine Partikel und Verunreinigungen zu
entfernen, die während
der Herstellung von integrierten Schaltungen entstehen. Insbesondere
ist ein Reinigungsprozeß zum
Entfernen feiner Verunreinigungen sehr wichtig, welche an der Oberfläche eines
Halbleiterwafers anhaften, wenn hochintegrierte Schaltungen gefertigt
werden.
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Techniken
zum Reinigen von Halbleiterwafern umfassen die Behandlung mit einer
chemischen Lösung,
einen Reinigungsprozess mit de-ionisiertem Wasser und einen Trocknungsprozeß. Die Behandlung
mit einer chemischen Lösung
geschieht durch Einwirkung einer chemischen Lösung auf den Halbleiterwafer
und der Waschvorgang besteht in dem Abwaschen des Halbleiterwafers,
der mit der chemischen Lösung
behandelt worden ist, mit de-ionisiertem Wasser, und schließlich besteht
der Trocknungsprozeß in
einer Trocknung des abgewaschenen Halbleiterwafers. Unter diesen
Vorgängen
gilt, daß, weil
Defekte aufgrund von Mängeln
beim Trocknungsprozeß große Ausdehnung
haben und wiederholt in Mustern vorkommen, die integrierten Schaltungen
fehlerhaft sein können
oder Funktionsmängel haben
können.
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Wenn
integrierte Schaltungen komplizierter werden, erreicht eine herkömmliche
Schleuder-Trockeneinrichtung, bei der die Zentrifugalkraft beim Trocknungsprozeß wirksam
ist, die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit, so daß ein IPA-Dampftrockner vorgeschlagen
wurde, der Isopropylalkohol (IPA) zur Trocknung verwendet. Wenn
jedoch ein IPA-Dampftrockner verwendet wird, treten nach dem Trocknen des
Halbleiterwafers an diesem Wassermarken auf.
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Zur
Beseitigung dieses Problems wurde auch schon vorgeschlagen, einen
Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner zur Trocknung eines Wafers
zu verwenden, ohne daß dieses
nach der Behandlung mit chemischer Lösung und dem Reinigungsprozeß mit de-ionisiertem
Wasser der Luft ausgesetzt wird. Während der Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner den Halbleiterwafer aus einem Bad eines mit
de-ionisiertem Wasser gefüllten
Behältnisses
hebt oder das de-ionisierte Wasser von dem Bad wegtrocknet, entfernt
er das de-ionisierte Wasser unter Ausnutzung eines Unterschiedes
in der Oberflächenspannung
zwischen dem Isopropylalkohol (IPA) und dem de-ionisierten Wasser
durch Aufsprayen von IPA auf die Oberfläche des Halbleiterwafers. Der
Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner kann das de-ionisierte Wasser
unter Verwendung einer Menge von IPA entfernen, welche nicht mehr als
1/10 der Menge von IPA ist, das von dem IPA-Dampftrockner verwendet
wird. Da jedoch der Marangoni-Trockner leicht durch laminare Strömung oder
ein Ausströmen
in einer Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern beeinflußt wird,
geschieht das Trocknen nicht gleichmäßig über die Oberfläche des
Halbleiterwafers hin, wodurch wieder Wassermarken entstehen. Insbesondere
treten Wassermarken ungleichförmig
auf, wenn Halbleiterwafer mit großen Durchmessern von 12 Zoll
(etwa 30 cm) gehandhabt werden.
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Aus
der
DE 196 52 526
A1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern
mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 und ein Verfahren
zur Reinigung von Halbleiterwafern mit den Schritten nach dem Oberbegriff
von Anspruch 6 bekannt.
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Gegenüber diesem
Stand der Technik soll durch die Erfindung die Aufgabe gelöst werden,
eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der gattungsgemäßen Art
so auszugestalten, dass Wassermarken bei der Trocknung der Halbleiterwafer
sicher vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. durch ein
Verfahren nach Anspruch 6 erfindungsgemäß gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der hier angegebenen Vorrichtung
bzw. des hier vorgeschlagenen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis
5 bzw. 7 und 8.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Lösung sieht
also eine Reinigung von Halbleiterwafern vor, die nicht durch atmosphärische Einflüsse gestört ist und
die Bildung von Wassermarken verhindern kann, wenn ein Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) verwendet wird.
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Die
hier angegebene Vorrichtung enthält
nur eine innere Badvorrichtung zur Durchführung sowohl der Reinigung
mit chemischer Lösung
als auch der Reinigung mit de-ionisiertem Wasser in dieser Badvorrichtung.
Außerdem
enthält
die Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern einen Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner), sowohl zur Reinigung als
auch zur Trocknung von Halbleiterwafern darin. Die Vorrichtung zur Reinigung
von Halbleiterwafern enthält
weiter eine Beladungseinheit zur Aufnahme einer Kassette, in welcher
eine Mehrzahl von Halbleiterwafern gehalten ist, eine Bewegungsvorrichtung
zum Herausnehmen der Halbleiterwafer, welche in der Kassette der
Beladungseinheit gehalten sind und zur Bewegung der herausgenommenen
Halbleiterwafer in eine Ladestation, welche von der Beladungeinheit
beabstandet ist, weiter eine innere Badevorrichtung, welche Abstand
von der Ladevorrichtung hat, zum Reinigen der Halbleiterwafer mit
einem chemischen Lösungsmittel oder
de-ionisiertem Wasser, fernerhin einen Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner)
mit einer Haube zur Bewegung der Halbleiterwafer von der Ladevorrichtung
in die innere Badevorrichtung, wobei der Trockner in die ±X-, ±Y- und ±Z-Richtungen
bewegbar und dicht gegenüber
der inneren Badvorrichtung an diese ansetzbar ist, sowie eine Schneide
zur Abstützung
der Halbleiterwafer, die in die innere Badvorrichtung gesetzt sind,
in einem unteren Bereich der inneren Badvorrichtung, und zur Bewegung
der Halbleiterwafer nach aufwärts und
nach abwärts
mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Im einzelnen enthält der Marangoni-Trockner oder
Kormoran-Trockner
(Haubentrockner) Schlitze und eine Verriegelungsvorrichtung zur
Festlegung der Halbleiterwafer, die auf die Ladevorrichtung gesetzt
sind, weiter eine Haube zum Trocknen der Halbleiterwafer, eine Isopropylalkohol-Zuführungsplatte (IPA-Platte)
mit einer Mehrzahl von Öffnungen,
so daß der
Isopropylalkohol gleichmäßig auf
die fest gelegten Halbleiterwafer in der Haube aufgesprüht werden
kann, sowie eine IPA-Zuführungsdüse, die
auf der IPA-Zuführungsplatte
installiert ist. Der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner),
der in die ±X-, ±Y- und ±Z-Richtungen
bewegt wird, wird also dicht an die innere Badvorrichtung angesetzt
und die Halbleiterwafer werden nach dem Reinigen getrocknet, wodurch
verhindert wird, daß der
Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) durch
laminare Strömung
oder ein Ausströmen
in der Vorrichtung zum Trocknen der Halbleiterwafer nachteilig beeinflußt wird
und wodurch verhindert wird, daß sich
Wassermarken auf der Oberfläche
der Halbleiterwafer bilden. An beiden Seitenwänden der inneren Badvorrichtung
ist ein ausgenommener Bereich vorgesehen und ein äußeres Bad
ist an beiden Seiten des inneren Bades ausgebildet, das den ausgenommenen
Bereich erfüllt. Eine
Auslaßleitung
zur gleichförmigen
Strömungsabführung ist
weiter an beiden Rückwänden des äußeren Bades
vorgesehen. Wenn eine Auslaßleitung
an dem äußeren Bad
an beiden Seiten des inneren Bades installiert ist, so erhält man eine
gleichförmige Abströmung während der
Trocknung der Halbleiterwafer, wodurch das Auftreten von Wassermarken
auf der Oberfläche
der Halbleiterwafer vermindert wird.
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Das
hier vorgeschlagene Verfahren umfaßt die Schritte des Ladens
einer Kassette, an welcher eine Mehrzahl von Halbleiterwafern gehalten
ist, in eine Beladungseinheit, das Herausnehmen der Halbleiterwafer,
die in der Kassette der Beladungseinheit gehalten sind, und Bewegen
der herausgenommenen Halbleiterwafer in eine Ladevorrichtung, welche Abstand
von der Beladungseinheit hat. Auf die oben genannten Schritte folgen
die Schritte des Einsetzens der in die Ladevorrichtung bewegten
Halbleiterwafer in einen Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner
(Haubentrockner), Bewegen des Marangoni-Trockners oder Kormoran-Trockners
(Haubentrockners), an welchem die Halbleiterwafer gehalten sind,
in eine innere Badvorrichtung, welche Abstand von der Ladevorrichtung
hat, wegen der Halbleiterwafer von dem Marangoni-Trockner oder Kormuran-Trockner
(Haubentrockner) in die innere Badvorrichtung und Reinigen der Halbleiterwafer
mit einer chemischen Lösung
und/oder mit de-ionisiertem Wasser. In dem angegebenen Verfahren
folgen dann die Schritte des Absenkens des Marangoni-Trockners oder
Kormoran-Trockners (Haubentrockners), so daß er sich unmittelbar an die
innere Badvorrichtung anlegt, und Anheben der Halbleiterwafer mit
einer bestimmten Geschwindigkeit von der inneren Badvorrichtung,
welche das de-ionisierte Wasser enthält, oder langsames Ablassen
des de-ionisierten Wassers, während
Stickstoffdampf und Isopropylalkohol-Dampf von der Oberseite des
Marangoni-Trockners oder Kormoran-Trockners (Haubentrockners) aufgesprüht werden,
so daß die
chemische Lösung
und/oder das de-ionisierte Wasser von den Halbleiterwafern entfernt
werden, wobei ein Unterschied in der Oberflächenspannung zwischen dem Isopropylalkohol
und dem de-ionisiertem Wasser ausgenützt wird. Wenn die Halbleiterwafer,
die mit dem de-ionisierten
Wasser gereinigt worden sind, in einem Zustand getrocknet werden,
in welchem der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner)
dicht an die Badvorrichtung angesetzt ist, dann wird der Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner
(Haubentrockner) nicht durch laminare Strömung oder Ausströmung in
der Vorrichtung zur Reinigung der Halbleiterwafer nachteilig beeinflußt, wodurch
das Auftreten von Wassermarken auf der Oberfläche der Halbleiterwafer vermindert
wird. Schließlich
wird eine gleichförmige
Abströmung durch
eine Auslaßleitung
herbeigeführt,
die an dem äußeren Bad
vorgesehen ist, das an beiden Seiten der inneren Badvorrichtung
installiert ist, wobei diese Abströmung während des Entfernens des de-ionisierten Wassers
geschieht, wodurch weiter das Auftreten von Wassermarken auf der
Oberfläche
der Halbleiterwafer vermindert wird.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen
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Die
obigen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich
noch deutlicher aus der detaillierten Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen. In diesen stellen
dar:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Reinigung
von Halbleiterwafern mit einem Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner
(Haubentrockner) gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Ansicht
einer inneren Badvorrichtung und einer äußeren Badvorrichtung gemäß 1;
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3 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des Marangoni-Trockners oder
Kormoran-Trockners (Haubentrockners) von 1;
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4 bis 10 schematische
Schnittansichten, welche die Schritte bei der Reinigung von Halbleiterwafern
unter Verwendung der Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern
gemäß 1 erläutern;
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11 eine
Aufsicht zur Erläuterung
des Schrittes der Reinigung von Halbleiterwafern gemäß 10;
und
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12A und 12B Elektronenmikroskop-Abtastfotos
(SEM) der Oberfläche
der Halbleiterwafer zur Erläuterung
zweier Fälle,
nämlich
einmal für
den Fall, in welchem die Halbleiterwafer durch eine Reinigungsvorrichtung
mit einem Marangoni- Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) gemäß der vorliegenden Erfindung
gereinigt worden sind, und für
den anderen Fall, in welchem die Halbleiterwafer nicht mit einer
Reinigungsvorrichtung getrocknet worden sind, bei welcher der Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner
(Haubentrockner) dicht an die innere Badvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung angesetzt worden ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur
Reinigung von Halbleiterwafern mit einem Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner)
gemäß der vorliegenden
Erfindung, und 2 ist eine vergrößerte Ansicht
einer inneren Badvorrichtung und einer äußeren Badvorrichtung der Vorrichtung
von 1, und schließlich
zeigt 3 eine perspektivische Explosionsansicht des Marangoni-Trockners
oder Kormoran-Trockners (Haubentrockners) von 1.
Im einzelnen enthält
die Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern nur eine innere
Badvorrichtung zur Durchführung
der Reinigung mit chemischer Lösung und
der Reinigung mit de-ionisiertem Wasser in dieser Badvorrichtung.
Eine Kassette wird bei der Reinigung der Halbleiterwafer nicht verwendet
und die Halbleiterwafer werden nicht der Luft ausgesetzt. Ferner
enthält
die Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern einen Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) sowohl zum Reinigen als
auch zum Trocknen der Halbleiterwafer.
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Genauer
gesagt enthält
die Vorrichtung zum Reinigen von Halbleiterwafern eine Beladungseinheit 7 zum
Laden einer Kassette 5, in welcher eine Mehrzahl von Halbleiterwafern 3,
beispielsweise 13 Halbleiterwafer, welche einen großen Durchmesser
von etwa 30 cm (12 Zoll) haben, gehalten sind, oder zum Laden einer
leeren Kassette, was im oberen Teil eines Gehäusekörpers 1 geschieht.
Außerdem enthält die Vorrichtung
eine erste Bewegungsvorrichtung 9a und 9b, welche
sich in der ±Y-Richtung
(nach rückwärts und
nach vorwärts)
bewegen kann, um die Mehrzahl von Halbleiterwafern 3, die
in der Kassette 5 gehalten sind, herauszuziehen, und um
die Halbleiterwafer 3 so zu drehen, daß sie in der Z-Richtung (nach
aufwärts)
aufragen. D.h., die erste Bewegungsvorrichtung 9a und 9b enthält eine
Halteanordnung 9a zum Herausziehen der Mehrzahl von Halbleiterwafern 3 aus
der Kassette 5, und ein Schwenkteil 9b zum Drehen
der Mehrzahl von Halbleiterwafern 3, welche in der Halteanordnung 9a gehaltert sind,
so daß sie
in der Z-Richtung (nach aufwärts) aufragen.
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Ferner
enthält
die Vorrichtung eine zweite Bewegungsvorrichtung 11a bis 11c zur
Bewegung der Halbleiterwafer 3, die von der ersten Bewegungsvorrichtung 9a und 9b nach
aufwärts
ragend geschwenkt worden sind, in eine Ladevorrichtung 13 oder
eine Entladungsvorrichtung 15. Die zweite Bewegungsvorrichtung 11a bis 11c enthält eine
Greifvorrichtung 11a zur Aufnahme der Halbleiterwafer 3, die
von der ersten Bewegungsvorrichtung 9a und 9b nach
aufwärts
ragend verschwenkt worden sind, ferner erste und zweite Schienenführungen 11b und 11c,
die Bewegungen in den ±X-, ±Y- und ±Z-Richtungen
ermöglichen,
um die Halbleiterwafer 3, die von der Greifvorrichtung 11a erfaßt worden
sind, in die Ladevorrichtung 13 zu bewegen. In 1 ist
die Bewegung der ersten Schienenführung 11b in der ±Y-Richtung
zur Vereinfachung der Darstellung nicht deutlich gemacht.
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Die
Ladevorrichtung 13 hält
die Halbleiterwafer 3, bevor sie gereinigt werden, und
die Entladungsvorrichtung 15 hält die Halbleiterwafer 3,
nachdem sie gereinigt worden sind. Die Halbleiterwafer 3 werden
also von der zweiten Bewegungsvorrichtung 11a bis 11c auf
die Entladungsvorrichtung 15 gesetzt und die erste Bewegungsvorrichtung 9a bis 9b kann
so bewegt werden, daß eine
Hineinbewegung in eine leere Kassette der Beladungseinheit 7 stattfindet.
Außerdem
enthält
die Vorrichtung eine erste Schiebeeinheit 17 und eine zweite
Schiebeeinheit 18, welche unter der Ladevorrichtung 13 bzw.
der Entladevorrichtung 15 installiert sind, um die jeweils
eingesetzten Halbleiterwafer 3 nach aufwärts und
nach abwärts
(in der ±Z- Richtung) zu bewegen,
so daß der Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 die Halbleiterscheiben 3 aufnimmt.
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Weiterhin
enthält
die Vorrichtung eine innere Badvorrichtung 19, welche Abstand
von der Ladevorrichtung 13 hat, um die Halbleiterscheiben 3 in
einer chemischen Lösung
oder in de-ionisiertem Wasser zu reinigen, eine Schneide 21 zur
Abstützung
der Halbleiterscheiben 3, welche in die innere Badvorrichtung 19 eingesetzt
sind, in einem unteren Bereich der inneren Badvorrichtung 19,
und zur Bewegung der Halbleiterscheiben 3 nach aufwärts und
nach abwärts
mit bestimmter Geschwindigkeit, sowie eine Zuführungsleitung 28 zum
Zuführen
de-ionisierten Wassers oder einer chemischen Lösung zu der Badvorrichtung 19.
Wie in 2 dargestellt ist, ist eine äußere Badvorrichtung 20 auf
beiden Seiten der inneren Badvorrichtung 19 angesetzt,
und ein Ausnehmungsbereich 22 ist an beiden Seitenwänden der
inneren Badvorrichtung 19 gebildet, so daß das de-ionisierte
Wasser oder die chemische Lösung
in der inneren Badvorrichtung 19 in die äußere Badvorrichtung 20 überströmen kann.
Das bedeutet, die äußere Badvorrichtung 20 ist
so angebaut, daß sie
den Ausnehmungsbereich 22 in der Wandung der inneren Badvorrichtung 19 abdeckt.
Eine Entleerungsleitung 24 zum Ableiten des de-ionisierten
Wassers oder der chemischen Lösung
ist an den Boden der äußeren Badvorrichtung 20 angeschlossen.
Das de-ionisierte Wasser
oder die chemische Lösung,
die von der inneren Badvorrichtung 19 überfließt, strömt in einen Vorratstank (nicht
dargestellt) über
die Ablaufleitung 24. Eine Abströmleitung 26 zum Entweichenlassen von
Dämpfen
der chemischen Lösung
oder von IPA-Dämpfen
ist an beiden Rückwänden der äußeren Badvorrichtung 20 angeschlossen.
Die Abströmleitung 26 ist
an beiden rückwärtigen Wänden der äußeren Badvorrichtung 20 so
angesetzt, daß während der
Trocknung gleichförmig
die IPA-Dämpfe abgeführt werden.
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Außerdem enthält die Vorrichtung
den Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 zur
Bewegung der Halbleiterwafer 3, die in die Ladevorrichtung 13 gesetzt
sind, in die innere Badvorrichtung 19, und zur Trocknung
der gereinigten Halbleiterwafer 3. Wie in 3 dargestellt
ist, enthält
der Marangoni- Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 eine Haube 23a, die
Schlitze aufweist (innerhalb der Schraffierung von 1),
sowie eine Festlegungseinheit (in 4 bis 10 mit 27 bezeichnet)
zum Festhalten der Halbleiterwafer 3, die in die Ladevorrichtung 13 gesetzt sind.
Zum Trocknen der Halbleiterwafer 3 ist eine Isopropylalkohol-Zuführungsplatte 23b vorgesehen, welche
eine Mehrzahl von Öffnungen
aufweist, so daß Isopropylalkohol
gleichförmig
auf die Halbleiterwafer in der Haube 23a aufgesprüht werden
kann, und außerdem
ist eine Isopropylalkohol-Zuführungsdüse 23c auf
der Isopropylalkohol-Zuführungsplatte 23b montiert.
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Im
einzelnen kann der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 der Vorrichtung
zur Reinigung von Halleiterwafern die Gleichförmigkeit der Trocknung der
Halbleiterwafer 3 verbessern, da die Isopropylalkohol-Zuführungsdüse 23c in
der Mitte und auf der rechten und linken Seite des Trockners 23 installiert
ist und die Isopropylalkohol-Dämpfe
in die gesamte Haube 23a gesprüht werden. Der Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 ist mit einer
dritten Bewegungsvorrichtung 25a und 25b zu seiner
Bewegung in den ±X-, ±Y- und ±Z-Richtungen
verbunden. Das bedeutet, die dritte Bewegungsvorrichtung 25a und 25b enthält eine
dritte Schienenführung 25a zur
Bewegung des Trockners 23 in der ±Z-Richtung, und eine vierte
Schienenführung 25B zur
Bewegung des Trockners 23 in der ±Y-Richtung. In 1 ist
die Bewegbarkeit des Trockners 23 in der ±Y-Richtung
zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt.
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Außerdem kann
der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 der Vorrichtung
zur Reinigung von Halbleiterwafern in der ±Z-Richtung (nach aufwärts und nach abwärts) bewegt
werden. Wenn der Trockner 23 in der Z-Richtung bewegt wird,
so kann der Trockner 23 dicht an die innere Badvorrichtung 19 angesetzt
werden, während
die Halbleiterwafer getrocknet werden, wodurch eine verwirbelte
Strömung
und ein Verlust von Isopropylalkohol-Dampf verhindert wird, der
in den Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner)
eingeführt
wird, was durch laminare Strömung
oder Ausströmung
in der Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern geschehen
kann. Dies hat zur Folge, daß die
Halbleiterwafer 3 gleichförmiger getrocknet werden, wodurch
die Entstehung von Wassermarken verhindert wird. Weiter kann die Ausströmung über die
Abströmleitung 26,
welche an die äußere Badvorrichtung 20 angesetzt
ist, während der
Trocknung der Halbleiterwafer 3 gleichförmiger erfolgen, wodurch weiter
das Auftreten von Wassermarken vermindert wird, die auf der Oberfläche der Halbleiterwafer 3 entstehen
können.
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Gemäß den 1 und 2 wird
Isopropylalkohol (IPA) zu der Haube 23a im Durchperlverfahren
eingeführt,
doch ist dies zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt. In
den 1 und 2 sind weiter zur Vereinfachung
nur eine innere Badvorrichtung 19 und eine äußere Badvorrichtung 20 gezeigt,
doch kann die Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern auch
eine Mehrzahl von inneren Badvorrichtungen und äußeren Badvorrichtungen enthalten,
welche jeweils zum Reinigen und zum Trocknen der Halbleiterwafer 3 dienen,
wie dies oben beschrieben wurde.
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Die 4 bis 10 sind
schematische Schnittansichten zur Erläuterung der Schritte der Reinigung
von Halbleiterwafern unter Verwendung der Vorrichtung zur Reinigung
von Halbleiterwafern gemäß 1,
und 11 ist eine Aufsicht, welche den Schritt der Reinigung
von Halbleiterwafern nach 10 erläutert. In
den 1 bis 3 verwendete Bezugszahlen dienen
auch zur Bezeichnung entsprechender Bauteile in den 4 bis 11.
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Zuerst
werden, wie in 4 gezeigt ist, die Halbleiterwafer 3 von
einer Kassette 5 der Beladungseinheit 7 herausgenommen
und auf die Ladevorrichtung 13 gesetzt. Dann werden die
auf der Ladevorrichtung 13 befindlichen Halbleiterwafer 3 in
die Haube 23a des Marangoni-Trockners oder Kormoran-Trockners
(Haubentrockners) 23 angehoben, der sich über der
Ladevorrichtung 13 befindet, wozu die erste Schiebevorrichtung 17 eingesetzt
wird. Dabei wird eine Verriegelungseinheit 27 der Haube 23a (bezüglich der
Vertikalrichtung) entriegelt, so daß die Halbleiterwafer 3 in
die Haube 23a eingeschoben werden können.
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Als
nächstes
wird, wie in 5 gezeigt ist, wenn die Halbleiterwafer 3 in
die Haube 23a eingebracht worden sind, die Verriegelungseinheit 27 verriegelt
(in Horizotalrichtung gebracht), so daß die Halbleiterwafer 3 sich
nicht nach abwärts
bewegen können.
Nunmehr wird der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23,
in welchen die Halbleiterwafer 3 eingebracht worden sind, über die
innere Badvorrichtung 19 bewegt, welche de-ionisiertes
Wasser 29a enthält,
wozu die vierte Schienenführung 25b eingesetzt
wird.
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Jetzt
wird, wie in 6 gezeigt ist, die Verriegelungseinheit 27 in
der Haube 23a des Trockners 23, der in eine Position
oberhalb der Badvorrichtung 19 gebracht ist, entriegelt,
und die Halbleiterwafer 3 fallen in die innere Badvorrichtung 19,
welche de-ionisiertes
Wasser 29a enthält,
und werden durch das de-ionisierte Wasser 29a gereinigt.
Hier wird auch Stickstoff (N2) von der Oberseite
des Trockners 23 eingesprüht.
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Als
nächstes
wird, nachdem das de-ionisierte Wasser 29a gemäß 5 abgelassen
worden ist, die innere Badvorrichtung 19, wie in 7 gezeigt ist,
mit einer chemischen Lösung 31 gefüllt und
die Halbleiterwafer 3 werden in der chemischen Lösung 31 behandelt.
D.h., die Halbleiterwafer 3 werden mit der chemischen Lösung 31 gereinigt.
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Nachfolgend
wird, wie in 8 gezeigt, die innere Badvorrichtung 19,
welche die Halbleiterwafer 3 enthält, nach Ablassen der chemischen
Lösung 31 wieder
mit de-ionisiertem
Wasser 29b gefüllt.
Als nächstes
werden von der Oberfläche
der Halbleiterwafer 3 chemische Materialien durch Einwirkenlassen
einer Ultraschalleinrichtung auf die innere Badvorrichtung 19,
die mit dem de-ionisiertem Wasser 29b gefüllt ist,
von den Halbleiterwafern 3 entfernt. In 8 bezeichnet
die Bezugszahl 33 Wassertröpfchen, die entstehen, wenn
die Ultraschalleinrichtung eingesetzt wird.
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Darauffolgend
wird, wie in 9 angedeutet ist, das de-ionisierte
Wasser 29b rasch aus der inneren Badvorrichtung 19,
in welcher sich die gereinigten Halbleiterwafer 3 befinden,
abgelassen, so daß rasch
chemische Stoffe von der Oberfläche
der Halbleiterwafer 3 und von der inneren Badvorrichtung 19 entfernt
werden.
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Jetzt
wird, wie in 10 gezeigt ist, die innere Badvorrichtung 19,
von welcher das de-ionisierte Wasser 29b abgelassen worden
war, wiederum mit de-ionisiertem Wasser 29c gefüllt. Darauffolgend wird
der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 in
der Z-Richtung (nach abwärts)
bewegt und dicht an die innere Badvorrichtung 19 angesetzt.
D.h., der Trockner 23 gemäß 2 legt sich
dicht an die innere Badvorrichtung 19 an. Wie oben erwähnt wird
somit der Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 nicht durch
laminare Strömung
oder Ausströmung
in der Vorrichtung zur Reinigung der Halbleiterwafer während deren
Trocknung nachteilig beeinflußt.
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Während Stickstoff
(N2) und Isopropylalkohol-Dämpfe von
der Oberseite des Marangoni-Trockners oder Kormoran-Trockners (Haubentrockners) 23 eingesprüht werden,
wird nachfolgend, wie in den 10 und 11 gezeigt,
die Verriegelungseinheit 27 des Trockners 23 entriegelt
und die Halbleiterwafer 3 werden langsam von der inneren
Badvorrichtung 19 vermittels der Schneide 21 in
den Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 bewegt,
wodurch das de-ionisierte Wasser entfernt wird, wobei man sich einen
Unterschied in der Oberflächenspannung
zwischen Isopropylalkohol und dem de-ionisiertem Wasser zunutze
macht.
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Da
vorliegend die innere Badvorrichtung 19 unmittelbar an
den Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23 angesetzt ist,
können
Wirbelströmungen
und Verluste an Isopropylalkohol-Dampf, der in den Trockner eingeführt wird, wobei
diese Verwirbelungen und Verluste durch Laminarströmung oder
Ausströmung
in der Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern verursacht
werden, verhindert werden, wodurch Wassermarken an der Bildung auf
den Halbleiterwafern 3 gehindert werden. Wie weiterhin
oben erwähnt
kann das Auftreten von Wassermarken auf den Halbleiterwafern 3 weiter reduziert
werden, ohne daß ein
nachteiliger Einfluß durch
Laminarströmung
oder Abströmung
in der Vorrichtung zur Reinigung der Halbleiterwafer auftritt, da das
Ablassen gleichförmig
von beiden Seiten der inneren Badvorrichtung 19 durchgeführt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Halbleiterwafer 3 getrocknet, während sie
langsam von der inneren Badvorrichtung 19 in den Trockner 23 bewegt werden.
Die Halbleiterwafer 3 können
jedoch getrocknet werden, während
langsam das de-ionisierte Wasser 29c abgelassen wird.
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Der
Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) 23,
der die getrockneten Halbleiterwafer 3 enthält, wird
nach aufwärts bewegt
und auf der Entladungsvorrichtung 15 entladen, wobei die
vierte Schienenführung 25b verwendet
wird. Die entladenen Halbleiterwafer 3 werden in eine leere
Kassette geladen, wobei die zweite Bewegungsvorrichtung 11a bis 11c und
die erste Bewegungsvorrichtung 9a und 9b eingesetzt
werden, wodurch der Reinigungs- und Trocknungsvorgang für die Halbleiterwafer
vervollständigt
ist.
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Die 12A und 12B sind
durch ein Elektronenabtastmikroskop (SEM) erzeugte photographische
Aufnahmen der Oberfläche
der Halbleiterwafer für
zwei Fälle,
d.h., für
einen Fall bei welchem die Halbleiterwafer durch eine Reinigungsvorrichtung
gereinigt worden sind, die einen Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner
(Haubentrockner) gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält, und
für den
anderen Fall, für
welchen die Halbleiterwafer nicht in der erfindungsgemäßen Weise
getrocknet worden sind.
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Im
einzelnen zeigt 12A den Fall, in welchem die
Halbleiterwafer in einem Zustand getrocknet worden sind, bei welchem
der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) unmittelbar
dicht an die innere Badvorrichtung angelegt ist, nachdem die Reinigung
mit de-ionisiertem Wasser erfolgte. 12B zeigt
den Fall, bei welchem die Halbleiterwafer in einem Zustand getrocknet
wurden, bei welchem der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner
(Haubentrockner) nicht dicht anliegend an die innere Badvorrichtung
gehalten wurde, nachdem die Reinigung mit de-ionisiertem Wasser erfolgte. Wie aus 12A zu ersehen ist, treten, wenn der Marangoni-Trockner
oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner) dicht an die Badvorrichtung
angesetzt wird, auf der Oberfläche
der Halbleiterwafer keine Wassermarken auf. Wenn jedoch, wie aus 12B hervorgeht, der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner)
nicht dicht an die Badvorrichtung angesetzt wird, dann treten auf
der Oberfläche
der Halbleiterwafer Wassermarken auf.
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Wie
oben beschrieben kann sich der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner (Haubentrockner)
von dem Bereich oberhalb der inneren Badvorrichtung in die ±X, ±Y- und ±Z-Richtungen
bewegen, so daß die
Halbleiterwafer in einem Zustand getrocknet werden können, in
welchem die innere Badvorrichtung dicht an den Trockner angesetzt
ist. Die Ausströmung
kann gleichförmig über die
Auslaßleitung
der äußeren Badvorrichtung 20 vorgenommen werden,
die zu beiden Seiten der inneren Badvorrichtung 19 installiert
ist, während
die Trocknung der Halbleiterwafer 3 erfolgt. Die Vorrichtung
zur Reinigung von Halbleiterwafern gemäß der vorliegenden Erfindung
kann daher die Halbleiterwafer trocknen, während gleichzeitig eine gleichförmige Abströmung verwirklicht
werden kann, ohne daß eine
nachteilige Beeinflussung durch eine laminare Strömung oder Abströmung in
der Vorrichtung zur Reinigung der Halbleiterwafer erfolgt, wodurch
die Bildung von Wassermarken auf den Halbleiterwafern während der
Trocknung verhindert wird. Auch kann der Marangoni-Trockner oder Kormoran-Trockner
(Haubentrockner) der Vorrichtung zur Reinigung von Halbleiterwafern
gleichförmig
Isopropylalkohol-Dampf einsprühen,
wodurch eine gleichförmigere
Trocknung der Halbleiterwafer erreicht wird.
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Während die
Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen dargestellt
und beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß vielerlei
Abänderungen
in der Gestalt und in Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne
daß die
grundsätzlichen
Gedanken der Erfindung verlassen werden, wie sie in den anliegenden
Ansprüchen
definiert sind.