清洗半导体圆片的方法和设备的制作方法

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专利名称:清洗半导体圆片的方法和设备的制作方法
制造半导体器件时,通常是在一个公共半导体圆片上形成多个芯片,这要经过多道处理工序,包括腐蚀、涂敷、掺杂、镀敷等工序,直到最后形成多层结构为止。经过这许多工序之后,最好将圆片加以清洗,以除去在先前各项作业过程中产生的杂质和其它微粒,为以后的各项作业准备好圆片。随着半导体芯片各组成部分在体积上的不断缩小,半导体芯片日益复杂,在各项作业之间确保圆片充分清洗和干燥就变得越来越重要,以保证达到高度清洁和争取最高的产量。因为任何夹带的杂质会大大影响成品的质量和可达到的产量。
尽管这些因素在圆片生产工艺中是众所周知的,但圆片在各生产工序之间的清洗和干燥过程历来却遇到各种各样的问题。在这些问题当中,存在着这样一个事实,即往往将湿法处理作业出来的圆片存在在干燥的环境中。历来都发现,当听任先前各他作业遗留下来的杂质在圆片表面干掉时,它们在其后的清洗作业中就要比圆片在清洗作业前系存放在潮湿环境中的情况更难以清除。同样,历来还发现,清洗作业清除圆片表面原来的杂质是可以达到令人满意的效果的,但圆片在从清洗设备中取出之前,又重遭污染,从而破坏了大部分清洗作业的效果。
因此,本发明提供一种清洗和干燥半导体圆片的方法和设备,用这种方法和设备,圆片在清洗工序之前就可以存放在潮湿环境中,而且在干燥之后,圆片实质上与其余的设备及外部环境隔离开来,防止或至少大体上消除了圆片表面重新受污染的可能性。此外,本发明提供这样一种方法和设备,用这种方法和设备,圆片就可以每次一片地从引入的储槽中取出,然后传送到一个清洗台,在那里经过清洗后再传送到一个干燥台。圆片经干燥后传送到一个输出台,在那里将它们装进一个可从设备上卸下来的移动式封闭构件中。
此外,本发明还提供一种往干燥台引入干净空气,并将第一部分空气通过净化台排出,第二部分空气通过干燥台的工作表面排出的方法和设备。同时,实质上排除了空气逸入输出台封闭构件的可能性,从而实质上防止清洗和干燥后的圆片重新受污染。
根据本发明的一个方面,本发明清洗和干燥半导体圆片的方法包括下列几个步骤将装在一个容器或盒子里的多个圆片装进接收台的一个储槽中,将圆片从安置在储槽里的圆片盒中每次一片地取出,然后每次一片地输送到一个清洗台。圆片在清洗台经过清洗之后,卸下来输送到干燥台上进行干燥。干燥好的圆片从干燥台卸下,输送到输出台,装进一个圆片盒中,然后装进可从设备上移走的移动式封闭容器中。
根据本发明的另一个方面,本发明提供了一种清洗和干燥半导体圆片用的设备,该设备包括一个接收台、一个清洗台、一个干燥工台和一个输出台。接收台包括一个液槽、接收装有多个圆片的圆片盒用的装置、将装有圆片的圆片盒浸入液槽中用的装置和每次一盒将圆片盒从液槽中提起使其处在液槽顶面用的装置。该设备配有将最上面的圆片从在接收台的圆片盒传送到清洗台以便清洗圆片用的装置。此外还配备将清洗好的圆片从清洗台传送到干燥台以便进行干燥用的装置。输出台包括一个圆片盒接收装置、一个容器构件和圆片盒移动装置。圆片盒接收装置有多个通常竖向间隔的水平狭槽、各狭槽用以接收清洗过的圆片。容器构件用以装圆片盒并保护盒中的任何圆片免受污染。圆片盒搬运装置用以将盒逐槽从容器构件下方的一个位置移入容器构件中。此外还配备有将干燥好的圆片从干燥台传送到输出台,并将干燥好的圆片在输出台配置到圆片盒的最上层空槽中用的装置。还配备有将圆片盒连同盒中清洗好的圆片提起装进容器构件中用的装置。干燥台及进出干燥台的装置周围配备有封闭区形成装置,此外还配备有将干净空气引入封闭区,并将第一部分空气通过清洗台排出,将第二部分空气通过干燥台工作表面排出用的装置。这样就实质上排除了空气在输出台逸入容器构件中的可能性,从而避免清洗和干燥好的圆片再受污染。
实施本发明的各种方法以及本发明的其它特点和优点,通过参照附图阅读下面有关本发明列举的最佳实施例的详细说明,即可一目了然。
图1是本发明设备的外观透视图。
图2是沿图1的2-2线截取的展示本发明各种操作台相应位置的部分设备平面示意图。
图3是沿图2的3-3线截取所看到的接收台内部的纵向剖视图。
图4是通过本发明的清洗台沿图2的4-4线截取的纵向剖视图。
图5a和5b是圆片传送装置的平面图。
图6是通过干燥台沿图2的6-6线截取的纵向剖视图。
图7是通过本发明的输出台沿图2的7-7线截取的纵向剖视图。
参看图1和图2。这是半导体圆片清洗设备的示意图。该设备通常是由包括下列各台的综合系统组成接收台12,清洗台14,干燥台16,和输出台18。下面将更详细介绍这些台。设备“正面”(通常是这样叫的)的中心部位还设有控制台20,该控制台包括一个阴极射线管显示器22和适当的控制致动装置24。应该指出,所有接收台都在“工作平面”25上方大体上一个公共水平面上配置,以利于系统的操作,这在后面即可理解到。该公共水平面配置成操作人员适于操作的高度。
本发明的清洗设备是专门配置和设计以与休利特-帕卡德提出的在美国专利4,532,970中介绍的传送圆片盒用的标准机械接口设备对接,以及与在美国专利4,534,970中介绍的圆片盒输送箱用的标准机械接口设备对接,该盒输送箱对装在其中的多片半导体圆片起环境保护罩的作用。输送箱用以与半导体加工设备配用,并对各种加工设备之间传送圆片用的圆片盒起密封和保护作用,对盒中的圆片起环境保护的作用,同时还方便了圆片在加工设备的装进取出操作。如图7所示,该标准机械接口箱由一个容器箱26和一个连接门28组成。圆片接收盒30由门28支撑着和准确就位,并密封在容器箱26中。多片圆片32座落在圆片盒30的各狭槽34中。容器箱26与门28配合;在半导体圆片在各种处理作业之间的装卸过程中起实质上防污染外罩的作用。有多个插销(图中未示出)将容器箱固定到门上,这些插销在标准机械接口箱与处理设备联接时最好自动操作,以便可以将装在插销上的门和圆片盒从容器箱部分卸下,以取出圆片进一步进行处理,同时防止圆片表面再遭受任何污染。
接收台12包括通过设备盖面的一个孔口36(图1),孔口36用以接收里面装有多个经过处理,在进一步处理之前需要加以清洗的半导体圆片的圆片盒30。参看图2和图3。接收台包括一个设有供液管40的容器38和一个设有一个排液管41的外溢流容器39。容器38是引入的圆片在进行清洗作业之前进行浸渍用的液槽,它包括一个接收和安置装有圆片的圆片盒30用的移动式平台42。平台42通过臂44与升降装置(图中未示出)相连,该升降装置供在容器38中升降平台42之用。升降装置提升圆片盒时,每次一盒,使最上面的圆片处在槽38的顶部上方。因此就可以使圆片可以在将其卸下以便在设备的其余部分进行清洗和干燥之前一直浸渍在液体中。这样,在传送到清洗设备之前可能已经过湿法处理工序的圆片就可以一直浸渍在液槽中防止干掉。实践证明,干燥会使圆片上的杂质比圆片在清洗作业之前系保持潮湿的情况更难以清除。尽管这里所举的实例是接收台只具有一个装有圆片的盒子的情况,不言而喻,它也可与下面即将介绍的输出台的情况一样,用以接收标准机械接口箱。此外,若在清洗工序之前不希望使圆片保持浸渍在液体中,则接收台操作过程中可以无需往容器38中加液体。
图4是清洗台14的剖面侧视图。清洗台最好包括一个超声波清洗装置,大体上如以怀特的名义于一九八六年五月十六日申请的待批美国专利申请书864,630所介绍的那一种超声波清洗装置。该清洗装置由一个通常敞开着的顶罐50构成,顶罐50用以装具有液面52、一个液体入口54和一个液体出口56(在槽的另一端)的液槽。在液体进口和出口之间大致中间位置处配着一个超声波喇叭形辐射体60,其上连接有超声波换能器62,棒的辐射表面62配置在液槽。电声波换能器将超声波振动传给喇叭形辐射体60,喇叭形辐射体60就在罐50的液槽中产生成穴场64。换能器和喇叭形辐射体最好产生一个轮廓分明的集中的高能成穴场或区,圆片即通过该区域。液槽容器50的宽度应比准备在其中处理的最大半导体圆片的直径略大一些。液槽长度至少应为圆片直径的两倍。液槽进口端设有一个液流扩散器66,用以在通过进口54引入的流体的整个液槽区产生通常为非湍流性的液流。罐的出口端设有液面调节挡板68,挡板68起确定和调节液面的作用。挡板底部还设有排出口70,用以在操作前后清除沉淀的微粒。
圆片输送器72有一对活动臂74,可活动通过销钉76抓住圆片32的边缘,使圆片的两表面敞开着与浴液接触,并防止微粒停留在各表面上。在所举的实施例中,规定圆片的上部表面作为超声波换能器和喇叭形辐射体清洗作用的主要表面,但实际上当圆片通过高能成穴场64中时,其两表面都受清洗。除了臂74抓住圆片32的动作外,工件输送器72还可做上下运动,以便从液槽上方的圆片传送装置接过圆片,然后将圆片下放到液槽表面底下。此外,工件输送器还可以沿液槽的长度从图4全面展示的第一位置79在第一方向(箭头78所示)上做横向运动,将圆片往输送到喇叭形辐射体60(位于第二位置80)的辐射表面62底下,然后输送到液槽另一端的第三出口位置82,如图4中的虚象所示。圆片输送器输送圆片的速率在1至3英寸/秒的范围内。圆片输送器用以在出口位置将清洗好的圆片提起来送出罐外,然后放开它,以便传送到其它各作业台。接着,圆片输送器72下降以绕过超声波喇叭形辐射体回到第一位置,接收下一个圆片。
如图所示,喇叭形辐射体60的辐射表面62可以与圆片32的表面成大约10度角配置,面向圆片装入液槽中的第一位置79。电声波换能器58系设计成在20千赫至90千赫频率范围下可在喇叭形辐射体辐射表面提供约70至120瓦/平方英寸的输出,将超声波能量以紧密、轮廓分明的密集成穴区64的形式辐射到液槽中。超声波喇叭形辐射体系设计成使其可调节其相对于液槽中的液面的圆片的配置位置。这个调节足以使喇叭形辐射体60的辐射表面62与圆片32的顶部表面之间的距离调节到大约1/8英寸的范围。
虽然液槽中可充以半导体清洗效果令人满意的任何液体介质或混合介质,但我们发现,采用超纯水比采用他种流体具有某些优点。这里超纯水是指经过滤和去离子处理过的水,其电阻率至少为18兆欧,这是半导体制造工艺中知周知的。液体介质通过进口54引入,经过扩散器66时,产生大体上非湍流型的均匀流体流,按箭头84所示的方向(逆着圆片经过超声波喇叭形辐射体的方向)经过圆片和电声波换能器流向出口56。
圆片传送机构90(图2)配置在接收台12和清洗台14之间,在该两台之间传送各片圆片。传送机构可以是864,632号美国专利申请书所介绍的那一种,该专利是一九八六年五月十六日以苏瓦普的名义提出的,目前尚待批准。正如该书中所介绍的,如图5a和图5b所示,该传送机构包括一对复合臂92和94、一个电动机96和一个升举装置(图中未示出)。配置在中心的构架元件98有一对彼此相隔一段距离的竖向平行轴100和102,该两平行轴的上端分别接合到复合臂92和94各第一臂(104和106)的第一端。在各第一臂的第二端分别以枢轴方式连接着第二臂108和110,第二臂108和110的第二端分别连接有物体支承装置或平铲112,平铲112上可设三个等间距的圆片接合柱114。电动机96的输出轴设有一个蜗轮,与各轴100和102下端的各个齿轮(图中未示出)啮合,从而当电动机输出轴转动时,轴100和102反向转动。如上述以苏瓦普的名义申请的待批申请中所介绍的那样(这里没有展示出来),各所述第一个臂有一个驱动装置(例如静止皮带轮)和一个从动装置(例如在臂104和106第二端上的第二皮带轮)。驱动装置围绕各自的竖轴100和102配置,从动装置则在驱动时连接到各自第二臂108和110的第一端。传动皮带之类的装置将驱动装置和从动装置以2∶1的转速比连接起来,从而使驱动和从动装置或各皮带轮相对于该臂成比例地同方向转动。这种配置产生了这样的效果当电动机96使第一个臂104和106反向运动时,第二个臂108和110也以类似的方式在反方向上受驱动,并在与各第一个臂相反的方向上驱动平铲112做直线运动,越过传送装置中心。因此,如先后在图5a和5b所示的那样,平铲处在最右侧的伸展位置时如图5a中的虚象所示。当电动机分别以逆时针方向和顺时针方向驱动第一个臂104和106时,第二个臂108和110以与各自的第一臂的运动方向相反的方向转动,从而驱动平铲112到图5a中实象所示的位置。第一个臂104和106转动90度角之后,达到图5b中实象所示的位置,这时平铲处在构架98中心上方。当第一个臂104和106在上述各方向上继续运动时,平铲越过底座98中心,而当第一个臂到达距原始位置180度角的位置时,平铲达到最左侧的位置,如图5b中的虚象所示。由此可知,由平铲112所支撑的制品或圆片,其运动行程为传送机构第一和第二个臂总长度的两倍。
电动机96最好是一个可逆的步进电动机,可通过测出其转动的次数或电动机输出轴的转动部分精确加以控制,以确定各传送臂的位置和精确控制各臂相对于整个传送机构的配置位置,从而精确控制其所承载圆片的位置。电动机是可逆的,以便在与上述方向相反的方向上驱动各臂和平铲。
应该指出,臂108和110都是简单的杆构件,由较薄扁平材料制成,其上没在复杂的机构。同样,臂108和110各第二端与平铲112之间的连接是一个只需要极其简单的支撑的简单枢轴,因而传送机构在平铲处的总厚度非常小。因此,传送机构可在装在圆片盒中彼此极其靠近的各圆片之间伸展(如图3和图7所示)而不碰触两毗邻圆片中的任何一个。传送机构配有升举装置(图中未示出),因而整个转移机构可稍加提起,提升量小达,例如,0.030至0.10英寸。因此,平铲可在进入待移动的圆片的下方位置时引入载有圆片的圆片盒中,然后提升传送机构,从而使圆片与平铲接合,并使传送机构能从圆片盒中卸除圆片。
传送机构可设多个传感器116,装在其中一个复合臂94底下的一个支撑板118上,复合臂94的第一个臂106的下表面设有一个传感器驱起动的叶片120,此叶片与各传感器配合,在传送机构处在各自的三个对应于各传感器位置的一个位置时发出信号。此信号可用以校正步进计数器,以控制步进电动机。
图6是干燥台16的纵向剖视图。干燥台16包括一个旋转干燥装置,这种干燥装置可以是美国专利申请864,634所介绍的那一种。该专利一是一九八六年五月十六日以卡尔的名义申请的。如该专利所介绍的,该旋转干燥装置包括一个旋转臂组件130,旋转臂组件130有多个在123处可摆动地安装到诸旋臂124上的L字形臂122,各旋臂124则从可转动竖轴126的上端向外延伸。轴126由装在其下端的步进电动机128驱动。各臂122的外端设有圆片接合端头125,配置得使其只与待干燥圆片的边缘接合。转臂组件130还包括大体上呈圆柱形的空心头部构件160,该构件连接到轴126的上端,轴126有一中心镗孔,致动杆162即通过此孔中。杆162在头部构件160的空腔中设有扩大了的上端部分。端部部分164有一个环形凹口166,臂122内端168即嵌入该凹口中。
压簧170配置在轴126扩大的镗孔172中的杆162周围。压簧170在孔172上端的凸肩174与连接到杆162下端的轴环176之间压缩。因此,弹簧170有一个朝下的力作用于杆162上,朝下转动着臂122的水平部分,从而将圆片接合端125拉入圆片接合位置中。杆162的下端延伸到轴126下端,终止在轴套178中。在杆162下端正上方,轴126有一对径向反向配置的狭槽180通过轴壁。水平销182即在此点通过杆162连接,并向外通过126中的狭槽180延伸。致动装置184(可以是一个电磁线圈或一个气动或液压缸)配置在轴126的远端,(如图6中所示)有一个操作轴(图中未示出)从那里向上平行于轴126延伸。在致动装置轴上端,叉形件186的臂在销182的正下方绕轴126的任一侧延伸。致动装置184工作时,叉形件被提起,与销182接合,使杆162在轴126中上升。当上端部分164提升时,臂122朝上摆动,因而使销125朝上转动,从而放开圆片,或预先往旋转装置中插入新圆片。当致动装置184断电时,叉形件186下放,使销182脱离,并使弹簧170迫使杆162下行,使臂122绕枢轴123转动,从而使销125再次于圆片接合位置。应该指出,臂122在枢轴123底下的部分125是经过精心设计的,用以补偿和抵消旋转过程中离心力将臂的上部分拉出的任何倾向,从而减少抓住圆片的力。
静止圆柱形捕集皿132环绕旋转臂组件130,它在圆片32附近有一个向外倾斜的肩部133。捕集皿的作用是限制藉离心力从圆片上除去的水分,避免它逸入干燥台的其余部分或重新沉积在圆片表面。捕集皿设有适当的排水管,但图中没有表示出来。旋转头组件周围还设有一个圆柱形内罩构件200,内罩构件200与装到旋转头组件上与头组件一起转动的盖片202配合,将整个转动的旋转头大致上封闭起来,以将旋转头转动所产生的泵气作用即使不完全消除,也使其减少到最小程度。我们发现,这种泵气作用能在圆片周围产生湍流性空气流,从而增加圆片表面因湍流空气流中存在捕获到的粒状杂质而重新受污染的可能性。如图所示,盖件202的外周边呈一定的坡度,这是为使位置较低的喷头138喷出的水雾到达圆片下部表面中心而这样做的。
整个旋转装置,包括电动机在内,是配置成使其能用气动或液压缸提起,将圆片接合端头125提升到捕集皿132顶部,以便接收从干燥工位卸下的圆片。旋转装置由一对竖向导杆(图中只展示出其中之一,190)支撑和导向作垂直运动。两对轴承组件192和194从旋转装置一侧伸出,组件中装有轴承,套在杆190上。缸134配置在各杆190之间,通过支架196也接到旋转装置的一侧。活塞杆的上端(藏在杆190之后)固定到旋转装置的安装架上,因此,当缸受驱动时,它沿活塞杆上升,带着旋转装置一起上升,直到它所承载的圆片32到达虚象所示高于捕集皿132顶部边缘的位置,在那里便于传送机构,将圆片转移到干燥台或从干燥台转移到传送机构。
喷头136和138是用以将水喷到圆片两表面,既用以保持潮湿的圆片在旋转干燥之前因蒸发而干掉,也用以做最后一次冲洗。第二对喷头(只展示出其中一个喷头139)用氮气喷射圆片的两个表面,在圆片旋转干燥的过程中起辅助干燥的作用。
此外还另外设有两个圆片传送机构90’和90”(见图2),一个设在清洗台14与干燥台16之间,另一个设在干燥台16与输出台18之间。
输出台的纵向剖视图如图7所示。输出台在清洗设备顶部表面有一个孔口140,孔口140有一个周边突出部分142,用以接收标准机械接口容器箱26的凸缘144。如公开标准机械接口箱装置的专利所介绍的那样,该装置还设有解除将容器箱26连接到箱门28的锁件用的装置(图中未示出)。提升机146与门28的下部表面接合配合,用提升机平台的外部表面密封门的受污染的外部表面,从而使门和提升机平台可下到壁构件150所界定的出口台的干净环境中而不致使微粒杂质排入设备内部。门28的上部表面是这样配置,使其与圆片盒30连接,并使圆片盒30取在于接收从干燥台16待引入到空盒中的圆片的位置。为做到这一点,在出口室的外侧开了一个口152,用以藉传送机构90”接收来自干燥台移来的圆片。
参看图1和图2。在干燥台16周围和清洗台14的出口端设有由诸壁154组成的封闭装置。封闭室的上面部分156设有吹风装置(图中未示出),用以将封闭室顶部高效能过滤器158滤过的空气通入封闭区,往下给整个干燥台提供大体上均匀的层流状净化空气流。如此提供的空气流足以在封闭区产生正压,从而排除周围环境中任何经过滤的空气渗入的可能性。空气通过工作表面25的孔口(图中未示出)排出,工作表面25形成干燥室的底部,并向外处在与超声波换能器喇叭形辐射体60(见图4)毗邻的壁部分边缘。应该指出,不容许通过出口台18排气,因而大体上防止了任何空气流进入出口台和容器箱26中,从而大体上避免了粒状杂质跑到其中的圆片表面。
应该指出,设备的上述装置多数是配置在工作表面25底下的。为确保本设备产生的任何潜在的杂质不致逸入工作表面上方受控制的环境中,配备了一个吹风装置(图中未示出),以便给本设备下部容器提供一个负压,从而保证任何空气流会进入该下部容器,而不从该容器中出来。这种吹风装置通过适当管道排气,以将空气移到不为这类潜在的杂质所污染的远地场所。这个低压区连同上述封闭区中的正压区一起,保证了封密区内的环境保持处于10级的水平。
清洗设备的操作过程如下。从设备上部表面的孔一36将装有多个待清洗圆片32的圆片盒30放入接收台12中。盒30系配置在已提升的提升机平台42上,通过臂44下到容器38里的液槽中。接着令提升机下降后再回升一段距离,使其足以只使其中最上面的圆片露出罐38的顶边。这时,传送机构90受驱动,促使平铲112进入盒中,处在装在圆片盒是的最上面两个圆片之间。这时提升传送机构,从圆片盒中的沟槽34放开最上面的圆片32。然后令传送机构反向移动,使已接合的圆片从接收台12直线运动清洗台14,在那里与圆片运输器72对齐,接着,就在第一位置将圆片运输器72吊出液槽外。这时,可动臂74都处于闭合状态,使其上的销76与圆片边缘接合,牢牢抓住圆片。然后下放传送机构90,放干圆片,再把传送机构拉回图2所示的静止位置。这时,圆片运输器72将圆片固定住,然后将其下放到超声波清洗槽中。
接着,驱动清洗台圆片运输器72,使圆片按箭头78的方向逆着清洗液流动的方向(如箭头84所示)移动,经过超声波换能器的喇叭形辐射体60底下,穿过强烈的成穴64区,圆片表面即在该强烈的成穴区中清洗。流动液浴介质从圆片下游的干净部分带走超声波成穴作用所除去的任何废物。当整个圆片达超声波换能器另一侧(通常是在81所示的位置)时,圆片运输器停下来,然后升起,直到圆片处在容器50的上方为止。这时圆片传送机构90’在下放的位置延伸到左边处于圆片与圆片运输器臂74之间的位置,如图2所示。接着,圆片传送机构90’升起,从而使圆板112上的突起部分与圆片的下部表面接合。运输臂74打开,放开圆片,同时传送机构90’动作,将圆片从清洗台14移到干燥台右侧。
在干燥台,步进电动机已使旋转臂122就位,使它们绕过传送机构90’。当传送机构已将圆片安置在相对于旋转装置适当的位置上,旋转头提升到捕集皿132顶部边缘上方,致动装置184受驱动,从而使各销125打开,以接收圆片。这时致动装置停止工作,使各销125在弹簧170的作用下抓紧圆片边缘。接着,传送机构90’下放,放开圆片,然后各臂返回到图2所示的静止位置。这时旋转位置连同圆片一起下放到捕集皿132中,电动机128运转,带动旋转装置转起来。电动机先是以较低的转数运转,同时喷头136和138动作,喷出清洗水冲洗,防此圆片表面因蒸发而干燥。接着,电动机转入高速,历时一段时间,在这段时间里,所有水分藉离心力被抛离圆片表面。氮气喷嘴139是为便于进行离心干燥而工作的。在干燥操作(这项操作可能历时9至12秒种)之后,旋转器停下来,各臂转到一个绕过传送机构90”各臂以便卸下圆片的位置。旋转头再次提升到捕集皿132上部边缘上方,同时传送机构90”在其下放位置移动平铲112,使其与旋转装置所固定的的圆片中心对齐。这时传送机构提升,使圆片90”与平铲112上突出件114接合,同时臂122打开,放开圆片。接着,传送机构90”动作,将圆片从干燥台16移到输出台18。
在输出台,标准机械接口箱已事先与孔口140对剂,而且提升机平台已与门28接上,使门和门里的空盒30下放到门中的最低位置。在此位置上,圆片盒最上部的沟槽34与传送机构90”传送到输出台的圆片对齐。传送机构将清洗干燥过的圆片传送到最上面的沟槽34之后,传送机构下放,并从输出台移出。这时提升机动作,将盒提升一段相等于圆片盒中最上面和下一个沟槽之间的距离,等待着下一个圆片的到来。应该指出的是,鉴于没有从干燥台通过输出台的排气通路,而且由于盒中的圆片大体上被提升到高出输出台的进口152,实质上消除了圆片清洗过的上部表面再受污染的可能性。盒中装满清洗干燥好的圆片之后,提升机升起,使标准机械接口箱门28与容器箱26接合,同时各锁件放开,使箱保持关闭。这时可以卸下装在干净、干燥圆片的标准机械接口箱,将其传送到下一步处理工序或储存起来。
还必须指出的是,本发明的清洗设备还可配置成使其可与圆片的串取或关取的装卸作业配合工作。因此,如前面说过的,在将下一个轮到的圆片在接收台从圆片盒中卸下之前,可以将单片圆片从接收台通过清洗和干燥台移到输出台,或者,最好是令设备这样操作,使得当干燥过的圆片从干燥台移出,将其传送到输出台时,清洗过的圆片从清洗台移出,同时在接收台的下一个圆片移出并传送到清洗台的进口,同样也可以进行其它组合方式的操作程序。
熟悉本专业的人士不难理解,在干燥台上供应10级环境罩,和滤过的空气层流在不容许通过输出台排气的情况下只通过清洗台并向下通过干燥台底部有节制的排气,连同本设备的其它特点,给清洗和干燥半导体圆片的方法和设备带来了好处。
本发明设备的各个台和组件,其操作控制都采用专用的微处理机,该微处理机监控着一个设备微处理机,并与该设备微处理机联络,控制着各种组件之间的相互作用。设备微处理机还能诊断故障,并与设备与生产设施的接口有联系。操作人员与设备之间的接口设有触敏型阴极射线管,操作人员只需指到1中阴极射线管22上所显示的自已希望下达的指令即可控制设备的操作。
不言而喻,只要更换与各圆片有关各部件上较简单的适配器(这使设备停车的时间不长),上述设备也可用以处理各种尺寸的圆片。
因此,本发明提供这样一种操作设备,该设备的各部件系这样选择和装配,使得它连同设备的整个配置方式,可以改善和便于防止清洗好的圆片表面在连续操作各工序过程中再受污染。这样,清洗台保证圆片清洗好的表面在经过超声波喇叭形辐射体时不会被悬浮和再循环的粒子再污染。同样,空气从干燥台通过清洗台的排放保证粒子不会从清洗台带到干燥台。此外,干燥台本身是这样配置,非湍流性空气流自上而下流动,圆片在干燥时旋转摔出的任何水分都加以收集,因而充分控制住任何粒状物质(无论是固体或是液体),从而消除了粒状物质重新污染已清洗好的圆片表面的可能性。这个原理也应用到输出台上,在输出台中,大体上消除了任何空气流(可能带有杂质),因此保护了清洗和干燥后的圆片在它们送入并储存在标准机械接口输出箱中免受到污染。
同样,不言而喻,虽然本说明书介绍的是有关半导体圆片(这只是为方便而用这个词)的清洗和干燥,本发明还可用以制造其它具有类似性能的物品(例如,光敏保护膜、掩膜、存储磁盘等),同样可以取得令人满意的效果。
权利要求
1.一种清洗和干燥半导体圆片的方法,其特征在于,该方法包括下列工序将多个圆片引入接收台的储槽中;每次一片地将圆片从所述储槽卸下 并每次一片地将所述圆片传送到清洗台;在所述清洗台清洗所述圆片;将所述清洗过的圆片从所述清洗台卸下,然后将所述清洗过的圆片传送到干燥台;在所述干燥台干燥所述圆片;将所述干燥过的圆片从所述干燥台卸下,然后将所述干燥过的圆片传送到输出台;将所述干燥过的圆片装进一个移动式容器构件中;大体上将所述清洗过的圆片在清洗和干燥工序中与所述方法的各道清洗不足的工序隔离,以便大致上避免所述清洗和干燥过的圆片再受污染。
2.根据权利要求
1的方法,其特征在于,该方法包括用超声波能在液槽中清洗所述圆片的工序。
3.根据权利要求
1的方法,其特征在于,该方法包括旋转干燥所述清洗过圆片的工序。
4.根据权利要求
1的方法的,其特征在于,该方法包括往所述干燥台通入干净空气和将至少一部分所述空气通过所述清洗台排出的工序。
5.根据权利要求
4的方法,其特征在于,所述方法包括大致上排除所述空气逸入所述容器构件中的可能性的工序。
6.根据权利要求
1的方法,其特征在于,该方法包括大体上将所述容器构件与清洗台隔离的工序。
7.根据权利要求
1的方法,其特征在于,该方法包括将所述干燥台与清洗台大体上隔离的工序。
8.一种在包括一个接收台、一个清洗台、一个干燥台和一台输出台的设备中清洗和干燥半导体圆片的方法,其特征在于,所述接收台包括接收装有多个圆片的圆片盒用的装置;一个液槽;将所述装有所述圆片的圆片盒浸入所述液槽中用的装置;将所述圆片盒提升使其中最上面的圆片每次一片地处在液槽顶部上方用的装置;所述输出台包括圆片盒接收装置,具有多个通常竖向间隔的水平沟槽,各沟槽用以接收一片清洗过的圆片;一个容器构件,用以接收一个圆片盒和用以保护所述圆片盒中的任何圆片免受污染,和将所述圆片盒逐槽从处于所述容器件下面的位置移入所述容器构件中用的装置;该方法包括下列工序将装有多个圆片的一个圆片盒引入所述圆片盒接收装置;将所述圆片盒和所述圆片下放到所述液槽中;提升所述圆片盒,使其中最上面的圆片每次一片地处在液槽顶部上方;将最上面的圆片从在所述接收台的所述圆片盒传送到所述清洗台;清洗所述圆片;将所述清洗过的圆片从所述清洗台传送到所述干燥台;干燥所述圆片;将所述干燥过的圆片从所述干燥台传送到所述输出台,并将所述干燥过的圆片放入在所述输出台的所述圆片盒中最上面的空槽中;将所述圆片盒和其中的清洗过的圆片提起放入所述容器构件中。
9.一种在包括一个接收台、一个清洗台、一个干燥台和一个输出台的设备中清洗和干燥半导体圆片的方法,其特征在于,所述接收台包括接收一个装有多个圆片的圆片盒用的装置;一个液槽;将所述装有所述圆片的圆片盒浸入所述液槽用的装置,和提升所述盒使其中最上面的圆片每次一片处于液槽顶部上方用的装置;所述输出台包括圆片接收装置,具有多个通常是竖向间隔的水平狭槽,各狭槽用以接收一个清洗过的圆片;一个容器构件,用以接收一个圆片盒,并保护所述圆片盒中的任何圆片免受污染,和将所述圆片逐槽从所述容器构件下面的一个位置移入所述容器构件中;该方法包括下列工序将装有多个圆片的一个圆片盒引入所述圆片盒接收装置中;将所述圆片盒和所述圆片下到所述液槽中;提升所述圆片盒,使其中最上面的圆片每次一片处在液槽顶部上方;将最上面的圆片从在所述接收台的所述圆片盒传送到所述清洗台;清洗所述圆片;将所述清洗过的圆片从所述清洗台传送到所述干燥台;干燥所述圆片;将所述干燥过的圆片从所述干燥台传送到所述输出台,并将所述干燥过的圆片放入在所述输出台的所述圆片盒中最上面的空的狭槽中;提起所述圆片盒及装在其中经过清洗的圆片,放入所述容器构件中;和将干净空气通入所述干燥台周围的封闭区,并将所述空气的第一部分通过所述清洗台排出,将空气的第二部分通过所述干燥台的工作表面排出,且大体上排除所述空气在所述输出台逸入所述容器构件的可能性,从而大体上消除清洗和干燥过的圆片再受污染的可能性。
10.一种清洗和干燥半导体圆片用的设备,其特征在于,该设备包括一个接收台、一个清洗台、一个干燥台和一个输出台;将多个圆片引入在所述接收台的一个储槽用的装置;将圆片每次一片从所述储槽卸下,并将所述圆片每次一片传送到所述清洗台用的装置;在清洗台清洗所述圆片用的装置;将所述清洗过的圆片从所述清洗台卸下,并将所述清洗过的圆片传送到所述干燥台用的装置;在所述干燥台干燥所述圆片用的装置;将所述干燥过的圆片从所述干燥台卸下,并将所述干燥过的圆片传送到所述输出台用的装置;将所述干燥过的圆片装入一个移动式容器构件用的装置;大体上将所述清洗过的圆片在清洗和干燥工序中与所述方法中的各道清洗不足的各工序隔离,以便大体上避免所述清洗和干燥过的圆片再受污染用的装置。
11.根据权利要求
10的发明,其特征在于,其中清洗所述圆片用的所述装置包括在一个液槽中的超声波成穴区。
12.根据权利要求
10的发明,其特征在于,所述干燥台包括旋转干燥所述清洗过的圆片用的装置。
13.根据权利要求
10的设备,其特征在于,该设备包括将干净空气引入所述干燥台,并将所述空气的第一部分通过所述清洗台排出,将空气的第二部分通过所述干燥台的工作表面排出用的装置。
14.根据权利要求
13的设备,其特征在于,该设备包括大体上排除所述空气逸入所述容器构件中的可能性用的装置。
15.一种清洗和干燥半导体圆片用的设备,该设备包括一个接收台、一个清洗台、一个干燥台和一个输出台,其特征在于所述接收台包括接收装有多个圆片的一个圆片盒用的装置,一个液槽,将所述装有所述圆片的圆片盒浸入所述液槽中用的装置,和提升所述圆片盒,使其中最上面的圆片每次一片处在液槽顶部上方用的装置;所述输出工位包括圆片盒接收装置,具有多个通常竖向间隔的水平狭槽,各狭槽用以接收一个清洗过的圆片,一个容器构件,用以接收一个圆片盒,并用以保护所述圆片盒中的任何圆片免受污染,和将所述圆片盒逐槽从所述容器构件底下的位置提取,放入所述容器构件中用的装置;将一个装有多个圆片的圆片盒引入所述圆片盒接收装置中用的装置;将所述圆片盒和所述圆片下放入所述液槽中用的装置;提升所述圆片盒,使其中最上面的圆片每次一片处在液槽顶部上方用的装置;将最上面的圆片从在所述接收台的所述圆片盒传送到所述清洗台用的装置;清洗所述圆片用的装置;将所述清洗过的圆片从所述清洗台传送到所述干燥台用的装置;干燥所述圆片用的装置;和将所述干燥过的圆片从所述干燥台传送到所述输出台,并将所述干燥过的圆片放入在所述输出台的所述圆片盒中最上面的空狭槽,从而将所述圆片盒和在其中经过清洗的圆片提起放入所述容器构件中用的装置。
16.一种清洗和干燥半导体圆片用的设备,包括一个接收台、一个清洗台、一个干燥台和一个输出台,其特征在于所述接收台包括一个液槽,接收装有多个圆片的一个圆片盒用的装置,将所述装有所述圆片的圆片盒浸入所述液槽中用的装置,和提升所述圆片盒,使其中最上面的圆片每次一片处在所述液槽顶部上方用的装置;将最上面的圆片从在所述接收台的所述圆片盒传送到所述清洗台(以便清洗所述圆片)用的装置;将所述清洗过的圆片从所述清洗台传送到所述干燥台(以便进行干燥)用的装置;所述输出台包括圆片盒接收装置,有多个通常竖向间隔的水平狭槽,各狭槽用以接收一个清洗过的圆片,一个容器构件,用以接收一个圆片盒,并用以保护所述圆片盒中的任何圆片免受污染,和将所述圆片盒逐槽从所述容器构件底下的一个位置移入所述容器构件中用的装置;将所述干燥过的圆片从所述干燥台传送到输出台,并将所述干燥过的圆片放入在所述输出台的所述圆片盒中最上面的空槽中用的装置;驱动所述移动装置以便将所述圆片盒和其中清洗过的圆片提起,放入所述容器构件用的装置;在所述干燥台周围形成一个封闭区用的装置,和所述干燥台用的运输装置;将干净空气引入所述封闭区,并将所述空气的第一部分通过所述清洗台排出,将所述空气的第二部分向下通过所述封闭区底部,且大体上排除所述空气在所述输出台逸入所述容器构件中的可能性,从而大体上消除所述清洗和干燥过的圆片再受污染的可能性用的装置。
专利摘要
本发明为一种清洗和干燥半导体圆片的方法和设备。其中各圆片在清洗工序之前可储存在一个潮湿环境中,而且在干燥之后,各圆片大体上与设备的其它部分及工作面隔离,以防止或大体上消除圆片表面再受污染的可能性。各圆片每次一片片从引入的储槽中卸下,传送到一个清洗台进行清洗,然后传送到一个干燥台。各圆片经干燥之后,传送到一个输出台,在那里它们被装进一个移动式的封闭构件中,大体上将封闭构件中的各圆片隔离,免受进一步污染。
文档编号H01L21/304GK87103641SQ87103641
公开日1987年11月25日 申请日期1987年5月16日
发明者布赖恩·安东尼·贾尔斯, 弗雷德里克·约翰·施瓦布 申请人:伊斯曼柯达公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
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