固定具乾燥装置及び乾燥方法
【課題】
ウェハキャリア洗浄／乾燥装置と方法を開示する。
【解決手段】
キャリアを洗浄および乾燥させる装置であって、キャリアを保持するチャンバを含んでおり、該チャンバはその内部にキャリア外部噴射システムとキャリア内部噴射システムとを含んでおり、該キャリア外部噴射システムは、流体を前記キャリアの外面上に噴射する少なくとも１つのスロットを含んでおり、前記キャリア内部噴射システムは、流体を前記キャリア内部に噴射する少なくとも１つのスロットを含んでいる。
ウェハキャリア洗浄／乾燥装置と方法を開示する。
【解決手段】
キャリアを洗浄および乾燥させる装置であって、キャリアを保持するチャンバを含んでおり、該チャンバはその内部にキャリア外部噴射システムとキャリア内部噴射システムとを含んでおり、該キャリア外部噴射システムは、流体を前記キャリアの外面上に噴射する少なくとも１つのスロットを含んでおり、前記キャリア内部噴射システムは、流体を前記キャリア内部に噴射する少なくとも１つのスロットを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造用固定具、好適には（限定はしないが）前方開戸型の一体化容器（ＦＯＵＰ）固定具を含んだウェハキャリアが洗浄された後、実質的に乾燥させ、その乾燥時間を短縮することができる装置並びに方法に関する。本発明は、急速乾燥または急速液体（流体）除去を必要とする製品、器具固定具あるいは他の構成部材に対しても利用できる。
【０００２】
本願は２００８年５月２８日に出願されたクリストファ・シュナイダ他の米国仮特許願６１／０５６７５５「固定具乾燥方法及び装置」の優先権を主張する。本願はその全内容を援用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、製造用固定具、好適には（限定はしないが）前方開戸型の一体化容器（ＦＯＵＰ）固定具を含んだウェハキャリアが洗浄された後、実質的に乾燥させ、その乾燥時間を短縮することができる装置並びに方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１実施態様は、キャリアの洗浄および乾燥のための装置に関する。このキャリアは、キャリアを保持することができるチャンバを含む。このチャンバはキャリア外部噴射システムとチャンバ内部のキャリア内部噴射システムとを有する。このキャリア外部噴射システムは、キャリアの外面上に流体を噴射する少なくとも１つのスロット（開口部）を有しており、キャリア内部噴射システムは、キャリアの内部に流体を噴射する少なくとも１つのスロットを有している。キャリアは半導体ウェハキャリア及び／又は半導体ウェハキャリアのリッドでよい。この流体は液体または気体である。これら噴射システムは互いに直交方向に移動してキャリアの動きを防止できる。キャリア外部噴射システム及び／又はキャリア内部噴射システムは少なくとも部分的に回転できる。
【０００５】
１実施態様では、これらの一方または両方の噴射システムは弧を描くように振動する。さらに、キャリアの回転のためにモータが利用できる。少なくとも１つの加熱システムも利用できる。この加熱システムは少なくとも１つの加熱パッドを含むことができる。任意で、この装置を小規模のクリーン（清浄）環境内に配置することができる。１実施態様では複数の装置がキャビネット内に配置できる。
【０００６】
本発明の１実施態様はキャリアを洗浄および乾燥させる方法にも関する。この方法は、キャリアをチャンバ内に配置するステップと、キャリア外部噴射システムでキャリアの外部に液体を噴射するステップと、キャリア内部噴射システムで液体をキャリアの内部に噴射するステップと、キャリア外部噴射システムでガス（気体）をキャリアの外部に噴射するステップと、キャリア内部噴射システムでガスをキャリアの内部に噴射するステップとを含むことができる。任意で、キャリアの内部と外部には互いに直交する方向に噴射される。少なくとも１つの噴射ステップは弧を描くように噴射する動作を含む。
【０００７】
添付の図１から図３９は本発明の実施例を図示しており、本明細書の記述内容と共に本発明の原理を説明する。しかしながら、図面は本発明の好適実施例を図示しているのみであって、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ウェハキャリアが設置された洗浄／乾燥チャンバ本体の１実施例を図示する前方斜視図である。
【図２】ドアが閉じた状態である図１の実施例の前方斜視図である。
【図３】ドアが外された状態である図１の実施例の前方斜視図である。
【図４】ドアが閉じた状態である図１の実施例の正面図である。
【図５】図１の実施例の側面図である。
【図６】図１の実施例の後方斜視図である。
【図７】本発明の別実施例を図示する背面図である。
【図８】側部パネルが外されたチャンバ本体の１実施例の斜視図である。
【図９】本発明の１実施例によるウェハキャリアの前面を図示する正面図である。
【図１０】本発明の別実施例によるキャリア内部噴射システムを図示する断面側面図である。
【図１１】本発明の１実施例を図示する平面図である。
【図１２】本発明の１実施例の部品を図示する分解図である。
【図１３】本発明の１実施例の部品を図示する分解斜視図である。
【図１４Ａ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｂ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｃ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｄ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｅ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｆ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｇ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１５】ウェハキャリアの底面図である。
【図１６】ウェハキャリアの平面図である。
【図１７Ａ】エアナイフ構造体のそれぞれ正面図と分解図である。
【図１７Ｂ】エアナイフ構造体のそれぞれ正面図と分解図である。
【図１８】エアナイフ構造体の一部分解図である。
【図１９】フロント（前部）ドアを外した図１の実施例を図示する正面図である。
【図２０】基部フレームの分解図である。
【図２１Ａ】バタフライバルブ（蝶形弁）を図示する。
【図２１Ｂ】バタフライバルブ（蝶形弁）を図示する。
【図２２】本発明の１実施例によるリッドチャンバの前方斜視図である。
【図２３】ドアが開いた状態である図２２の実施例を図示する前方斜視図である。
【図２４】ドアがチャンバから外された状態である図２２の実施例を図示する斜視図である。
【図２５】ドアが閉じた状態である図２２の実施例を図示する正面図である。
【図２６】図２２の実施例を図示する側面図である。
【図２７】図２２の実施例を図示する後方斜視図である。
【図２８】図２２の実施例を図示する背面図である。
【図２９】後部パネルが外された状態である１実施例を図示する背面図である。
【図３０】フロントドアが外され、ウェハキャリアリッドが示されている１実施例を図示する斜視図である。
【図３１】フロントドアが外され、ウェハキャリアリッドが示されている１実施例を図示する正面図である。
【図３２】リッドチャンバ構造体の１実施例を図示する断面図である。
【図３３】リッドチャンバ構造体の１実施例を図示する平面図である。
【図３４】リッドチャンバ構造体の１実施例を図示する分解平面図である。
【図３５】リッドチャンバ構造体の１実施例の部品を図示する分解図である。
【図３６】小規模のクリーン環境の１実施例を図示する斜視図である。
【図３７】小規模のクリーン環境のチャンバキャビネットの１実施例を図示する斜視図である
【図３８】チャンバキャビネットの１実施例を図示する断面図である。
【図３９】ロボットアームを備えた小規模のクリーン環境におけるチャンバキャビネットの１実施例を図示する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１から図２１で図示するように、本発明の実施例は、好適にはウェハキャリアタイプの製造用固定具を洗浄および乾燥する固定具の洗浄／乾燥装置のチャンバを含む。図２２から図３５は本発明のリッドチャンバ実施例を図示する。図３６から図３９は小規模のクリーン環境およびチャンバキャビネットの実施例を図示する。
【００１０】
本発明の１実施例は、特にウェハキャリアに対して有用である固定具の洗浄と乾燥のための装置および方法に関する。ウェハキャリアは超クリーン環境において洗浄されなければならない。本発明の実施例はチャンバ本体構造体およびリッドチャンバ構造体を含む。ウェハキャリア装置のチャンバ本体１０（図１）はウェハキャリアの本体の洗浄と乾燥のためのチャンバである。
【００１１】
明細書を通して使用される用語“チャンバ”とは、（限定はしないが）“少なくとも実質的に閉じられた空間”のことである。
【００１２】
チャンバ本体１０の実施例（図１参照）は、任意では奥行きが約２５．５インチ（約６５ｃｍ）、幅が約２１インチ（約５３ｃｍ）、高さが約２６インチ（約６６ｃｍ）であるポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）シートまたはそれに類似した材料で製造できる。これら寸法は変更可能である。１実施例においては、本発明はモジュール式およびサイズ変更式である。図１で図示するように、好適にはチャンバ本体１０はドア１２と、外部噴射バー１８の動作のためのベルト駆動式ドライブ（駆動装置）２２とを有している（図１２参照）。チャンバ本体１２は好適にはベルト２６で噴射バーのマニフォールド２０に接続されているベルト式ドライブ２２を含む。チャンバ本体１０は好適には直結駆動されるウェハキャリアの内部を洗浄して乾燥させる内部噴射バー５４（図１０）も有している。好適にはウェハキャリア本体１４はフレーム１６に載置される。好適には角支持部が提供されており、最も好適には角支持部は少々傾斜されて、水滴の収集および粒子の凝集が防止される。フレーム１６の全露出側部は上部で面取り加工されており、水滴の収集および粒子の凝集の防止が補助される。好適には外部噴射バー１８は、パイプに面したウェハキャリア体１４の側部およびチャンバ１０の壁部に沿って配置された複数の穴及び／又はスロット（開口）１９を含む。スロット１９はいかなる公知方法によっても提供できるが、最も好適にはスロット１９はレーザを利用して提供され、洗浄サイクル中には水ノズルとして作用し、エアナイフ／乾燥サイクル中には送風ノズルとして作用する。好適には内部噴射バー５４は複数の穴と、ウェハキャリア１４の本体の内部を担当する２本の送水ノズルとを含む。好適にはチャンバ本体１０、外部噴射バー１８および内部噴射バー５４は、スロット１９によって粒状物に作用して弧を描くように排出するために水を利用し、続いて空気または圧縮ガスで浄化し、及び／又は水滴を吹き飛ばして乾燥させる。好適にはチャンバ本体１０はパネル２４とバタフライバルブ２３とを含む。他のバルブタイプをバタフライバルブ２３の代わりに利用することもできる。好適にはチャンバ本体１０は稼動中に多少の正圧を提供するように排出ポイントを備えて構築される。
【００１３】
図２で示す実施例においては、ベルト式ドライブ２２は、空気と水の注入接続部をも含んだ外部噴射バーのマニフォールド２０に接続する。この実施例は、圧力変化およびパイプ材料（ＰＶＤＦ、等々）の膨張並びに収縮による噴射バーのずれ防止を助ける。バタフライバルブ２３は好適にはチャンバ１０の内部の圧力を制御する。空気の高圧および高体積に対処するための大きな圧力解放の重要性は、エアナイフサイクル中ほど洗浄サイクル中には高くない。バタフライバルブ２３は任意では空気によって開き、その後に圧力が解放されて閉じるように作動する。図２１Ａと図２１Ｂでも図示されているように、仕切りのデザインは、閉じられたときに引っ張られるように最少の排気量とするものである。本発明の実施例にはクリーン環境を確実に提供するように粒状物のインライン式監視手段が含まれる。
【００１４】
図２は前部ドア１２が閉じている状態のチャンバ本体１０の実施例を図示する。ベルト式ドライブ２２はベルト２６によって外部噴射バーのマニフォールド２０と接続されている。ドア１２はヒンジ（蝶番）２８とチャンバ圧力ロック３０とを有している。最も好適にはパネル（板体）２４がチャンバ１０の上部、底部および側部の形成に使用される。
【００１５】
図３はチャンバ本体１０の一部分解図を図示する。好適には外部噴射バー１９はＰＶＤＦ及び／又はテフロン（登録商標）、等々で製造された数々の部品を含む。チャンバ本体１０はドア１２を含む。好適にはドア１２はドア構造部３４を含んだ複数の部品を備える。図３はドアロック構造部３６をも示す。１実施形態では、好適には水である流体の噴射は、好適には約１３０°Ｆから約１５０°Ｆに加熱され、噴射スロット１９（図１参照）から噴射され、噴射によって少々冷却される。流体は回転継手を介して送られ、最好適には、超クリーン（清浄）であり、フィルタによって純化される。好適にはＯリングと回転継手は、流体を汚染しないように設計され、汚染しない材料で製造される。
【００１６】
図４から図７は本発明の１実施例の様々な図面である。１実施例においては、好適にはチャンバ本体１０は、ドア１２、パネル２４、水注入パイプ３８、ドアロック３６、ドア構造部３４、空気注入パイプ４２、およびバタフライバルブ２３を含んでいる。任意で水パイプ３８は汚染物の逆流を阻止するためにピートラップ（逆流防止部）を有する。図８は側部パネルを備えていない実施例を図示する。好適にはマニフォールド４０はベルト式ドライブ２２、空気注入パイプ３８、水注入パイプ４２、および噴射バー１８を連結している。好適には３つの大きな穴１２２（図１７Ａと図１７Ｂ参照）は回転による圧力を発生させずに外部噴射バー１８に空気と水を供給する。好適には保持ブラケット４６がパイプに溶接等で固定され、スロットの干渉を防止し、キャリア本体１４に空気と水を十分に接触させる。好適にはベルト式ドライブ２２の駆動側は、外部噴射バー１８が過剰回転してパイプを傷めないようにリミットスイッチ４４（図１２では８０）を利用する。好適には外部噴射バー１８は弧を描くように前後に往復運動し、約２７０°回転する。あるいは、外部噴射バー１９は固定式であっても振動式であってもよい。
【００１７】
図８はチャンバ本体１０の斜視図である。好適にはマニフォールドドライブ４０とスイッチマニフォールド４６はシステムへの流体の制御を補助する。チャンバ本体１０はチャンバフレーム５０も含む。
【００１８】
図９は内部にウェハキャリア１４を収納したチャンバ１０を図示する。図１０は断面側面図であり、チャンバ本体１０はキャリア５６、内部パネル５８、内部噴射バー５４、空気注入パイプ６２および水注入パイプ６０を含んでいる。
【００１９】
図１１と図１２はチャンバ本体の１実施例の平面図である。図１１では空気注入パイプ６４が図示されており、図１２ではスタビライザ６６、パイプコネクタ６８およびパイプ７０、ドライブ７２、プレート７４、スイッチ８０、滑車ベルト８８並びに外部噴射バー７８が分解図で図示されている。
【００２０】
図１３はチャンバ本体１０と、分離された裏側部９８とを図示する分解図である。図１３は加熱ブランケット１０８も図示する。好適には加熱ブランケット１０８はチャンバ壁を加熱する。任意的に本発明の実施例は、チャンバ１０のＰＶＤＦパネル２４を加熱するために１以上の加熱ブランケットを利用する。パネル２４は熱を吸収してチャンバ１０内に熱を放射する。実施例によっては、限定はしないがパネルのための他の熱伝導材料を利用する。あるいは加熱要素を壁内に挟持するために他の熱伝達材を利用する。それらの組み合わせであってもよい。加熱ブランケット１０８は任意で目的物の加熱のために利用され、及び／又はチャンバを包囲するために使用される。それらの組み合わせであってもよい。洗浄プロセスの効率を増加させるため、好適にはチャンバ１０は洗浄サイクルと乾燥サイクルとの間では冷却されない。
【００２１】
図１４Ａから図１４Ｇは本発明の実施例で利用できるウェハキャリアを図示する。産業基準によりウェハキャリア１４のサイズは定められているが、製造業者によってデザインと複雑性において相違が存在する。多くのウェハキャリアは、内部や外部に溶接された追加物を有するが、ポリカーボネート製の１回の射出成型で提供される容器である（図１４Ａから図１４Ｇ参照）。少なくとも３つの明確な追加物／ウェハキャリア特徴部であるロボット（自動）フランジ（図１４Ｇ）、ウェハコム、および可動フランジ（図１４Ｅ）が存在する。ロボットフランジ（図１４Ｇ）は、あちこちにウェハキャリアを移動させる操作に自動運搬装置と器具が利用できるフランジである。ウェハコムはウェハを容器に間隔を開けて配置し、運搬時の損傷を防止するものである。典型的なウェハキャリアは２５個のウェハを収容できる。可動フランジ（図１４Ｅと図１５）はウェハキャリアを安定させる基部として使用される。可動フランジはウェハキャリアの性能およびに製造に関する情報並びにロッキングマニフォールド１１８（図１４Ｇ）を保持する。
【００２２】
図１７Ｂと図１８は乾燥プロセス中にエアナイフとしても使用される外部噴射バー１２６の分解図である。好適にはマニフォールド１２８はベルト式ドライブ１３０、１３２、１３４および１３６に接続する。好適には３つの大きな穴１２２が空気を通流させ、ブラケット１２０が全面的な水との接触を提供するためにスロットの干渉を防止する。
【００２３】
図１９は内部にキャリア１４を内蔵したチャンバ本体１０の正面図である。
【００２４】
好適にはチャンバ本体内噴射バー１４４（図２０）は、これも好適にはリミットスイッチを使用する直結駆動である。好適には内部噴射バー１４４は単に溶接されたパイプおよび上部に小形穴が設けられ、側部に大形穴が設けられたＬ字パイプである。好適には噴射バー１４４は基部フレーム１４６の前部スカート１４０の穴１３８内で回転自在である。好適には内部噴射バー１４４は側部から側部へと約１８０°弧を描くように回転する。好適には２つの異なる掃動作（弧を描くような回転動作）が利用され、ウェハキャリアは無理に実行されれば縁部を破損しかねない一方向へ移動するようには押されない。好適にはウェハキャリア本体による動作は角支持部１４２の使用でも防止される。そこでは両側部のタブがウェハキャリアをその場に保持する。容量センサ１４３は任意で動作の検出を補助する。センサ１４３は接近してもいいが、キャリアが角支持部１４２からずれているか否かを検出するためにはキャリアには接触しない。接触すればウェハキャリア本体のみならず、内部噴射バーおよび外部噴射バーにも損傷が及び得る。
【００２５】
図２１Ａと図２１Ｂはバタフライバルブ１５０の正面図と斜視図を図示する。好適にはこのバルブは圧力バルブとして作用する。
【００２６】
ウェハキャリア本体を所定時間内で乾燥させるため、好適にはチャンバ１０は保温される。１実施例においては、好適にはウェハキャリア１４は運搬中のキャリアへの損傷を防止する一助となるようにポリカーボネート上にコーティングが施される。このコーティングは６０℃（１４０°Ｆ）を超えて熱してはならない。さもないと歪みが発生する。従って、好適な温度を維持するために加熱ブランケット１０８（図１３参照）を任意でチャンバの外側に取り付ける必要がある。好適には加熱ブランケット１０８は約１８０°Ｆに設定され、加熱チャンバ１０は約１６０°Ｆに設定される。チャンバ１０の側部には赤外線センサが提供される。このセンサは、キャリアが最も高温になる最上部に接近した箇所のウェハキャリア１４の温度を監視する。洗浄サイクル後の浄化およびエアナイフサイクル中のチャンバ１０の加熱は非常に重要である。ここではウェハキャリア１４とチャンバ１０の温度は大きく降下する。好適には両方の噴射バーからの噴射は双方向的である。従って、乾燥サイクルを併せて加熱することで望ましいチャンバ内部温度に戻り、所定処理時間が維持される。本発明の１実施例では、ウェハキャリア本体の好適な洗浄方法と処理タイミングは以下のようになる。
１．チャンバ本体のドアを開く（Ｔ＝０秒）
２．ロボットがウェハキャリア本体をフレームに載せる（Ｔ＝４０秒）
３．チャンバ本体のドアを閉じてロックする（Ｔ＝６０秒）
４．洗浄サイクルを開始する（Ｔ＝６１秒）
５．浄化サイクルを開始する（Ｔ＝１２１秒）
６．エアナイフサイクルを開始する（Ｔ＝１３１秒）
７．加熱ＣＤＡ乾燥サイクルを開始する（Ｔ＝３７１秒）
８．噴射バーをホームポジション（本体位置）に戻す（Ｔ＝７３１秒）
９．チャンバ本体のドアを開く（Ｔ＝７３２秒）
【００２７】
積荷ポートから積荷ポートへと、洗浄プロセスを含む全処理時間は約１０分から約２１分である。さらに好適には、約１０分から約１７分であり、最好適には約１２分から約１４分である（洗浄処理時間は約１２分）。この処理サイクルで、最適には開始時に１時間あたり約２１個のウェハキャリア並びに継続的に１時間あたり約２５個のウェハキャリアの処理が可能である。本発明の実施例は好適にはモジュール形態であり、スケール調整が可能であり、どのような利用形態にも適応する。あるいは、処理量は状況に応じた必要量によって変動させることができる。
【００２８】
洗浄サイクルと乾燥サイクル中に、リッド１５８（図２２参照）は異なる速度と方向で回転される。リッド１５８の複雑性のため、好適には洗浄と乾燥には固定具の全区域に到達するために回転作用が活用される。洗浄サイクルを通じて、好適にはリッド１５８は緩やかに回転し、ウェハをドアから内部に進入させ、閉じ込められた粒子を洗浄排出する。１実施例では、乾燥サイクル中に、好適にはドアは３００回転／分の速度で時計回り（ＣＷ）に５分間回転し、乾燥サイクルの残り時間を反時計回り（ＣＣＷ）に回転する。リッド１５８の高速回転は、洗浄サイクル中にドア内に閉じ込められる水滴の排出除去を助ける。１実施例では、好適には使用されるモータは減速することができるが、適切なホームポジションでは停止できない。従って、モータを適正なホームポジションでロックするように空気で作動する停止装置が存在する。
【００２９】
乾燥サイクル中に、圧縮ガス（最好適には圧縮空気）が固定具上または固定具内部を目掛けて噴射され、あるいはその方向に噴射され（内部への侵入が許す限り）、残留洗浄液の除去を促す。圧縮ガスは任意で加熱され、少なくとも１回転する供給パイプ、管、マニフォールドまたは他の知られたガス供給部材を通じて方向付けられる。圧縮空気の供給システムの一部は回転する代わりにピストン運動することもできる。
【００３０】
図２２と図２３はリッドチャンバ１５６の実施例を図示する。リッド１５８は複雑な内部形態を有しており、複雑なロック機構と、運搬時に個々のウェハを分離して支持するウェハコム（櫛体）を備えている。リッド１５８の前部には、ロボットエンドエフェクタをキーホールに導くのに利用される２つの穴が存在する（図１５と図１６参照）。リッド１５８を確実にウェハキャリアに固定させるため、内部にはガスケットが存在する。チャンバ１５６の実施例はチャンバ１５６に適用されたチャンバ本体と類似する構造を有することができる。
【００３１】
図２２はドア１６０、ウェハキャリアリッド１５８、パネル１６２、空気注入パイプおよび水注入パイプ１６４を備えたリッドチャンバ１５６を図示する。図２３はまた、ドアボルト１６８とドアヒンジ１６６も図示する。洗浄リッド１５８は空気（非限定）を噴入する穴（前述）と貫通開口部とを含む。図２３は加熱ブランケット１６３を図示する。
【００３２】
図２４はドア構造部１７０とドアロック１７２を備えたリッドチャンバ１５６を図示する。図２５はリッドチャンバ１５６と水注入パイプ１７４の１実施例の正面図である。
【００３３】
図２６は空気注入パイプ１７６と水注入パイプ１７４を含むリッドチャンバ１５６を図示する。図２７は設置されたドアロック構造部１７２、バタフライバルブ１７８、および支持部１８０を備えたリッドチャンバ１５６を図示する。図２８はリッドチャンバ１５６の１実施例の背面図であり、図２９はパネルが取り外されて空気注入部材１８２が現れている背面図を図示する。
【００３４】
図３０はリッドチャンバ１５６の１実施例を図示する。ウェハキャリア本体から分離されると、ドア１５８は、ブラケットが取り付けられた固定具１５７を装備された洗浄／乾燥チャンバ１５６内に配置される。固定具１５７（図３５）は、処理サイクル中に回転しながらドア１５８を安定的にその場に保持するのに使用される挟持装置を含む。好適には固定具１５７は粉末コーティングされたアルミ製であり、好適には挟持装置１５９はＰＶＤＦ製である。挟持装置１５９（図３５）は、リッド１５８のロック機構のためのスロットを含んだ複雑な構造を有したリッド１５８を挟持する。ロック機構が起動すると、好適には空気をドア１５８の内部に送り込むように通路が開かれる。洗浄サイクル中に水がドアの内部に入り、吹き飛ばして排除することが必要となる水滴を閉じ込めるため、この機構が利用される。従って、ブラケットを備えた固定具は、好適には図３２から図３４にかけて図示するようにモータシャフト１８４と１９０を介してモータ１８８に接続されるように装着される。好適には空気はモータ内の接続部を通って進入する。好適にはこの接続部はウルテム（Ｕｌｔｅｍ）製であり、図３３から図３５で図示するように管を介して挟持機構に接続する。
【００３５】
ウェハキャリアリッドチャンバ１５６はチャンバ本体と同一材料により製造できる。チャンバ本体と類似した形態で、リッドチャンバ１５６は好適にはドア１５８とチャンバ１５６を洗浄して乾燥させる４つの噴射バー１８６と１８９（図３２から図３５参照）を含む。好適には２つの下方噴射バー１８９はノズル１８７を使用してドアを洗浄および乾燥する。１実施例ではノズルは好適にはリッドチャンバ内で使用される。なぜならドアは高圧によって容易に損傷を受ける薄いポリカーボネート材料によって製造されているからである。従ってノズルを使用することで圧力を調節することができる。好適には２つの上方噴射バーはチャンバ壁の乾燥を助ける。チャンバ本体と同様に、リッドチャンバは任意にて外壁に直に取り付けられた加熱ブランケットを有し、チャンバを保温状態に保ち、乾燥プロセスを助ける。
【００３６】
図３６は小規模のクリーン環境の１実施例を図示する。このプロセスをできるだけクリーンな状態に維持するため、空気中の粒子数をＩＳＯ基準３またはクラス１の近辺に維持する小規模のクリーン環境を有することが望ましい。好適には小規模の環境１９４は天井から床部にまで流れる超クリーン積層流を発生させる極低通過空気（ＵＬＰＡ）フィルタ１９５を含んでいる。この積層流は格子状の小規模の環境床部の下方での粒子凝集の防止に役立ち、個別のチャンバ内に収集される代わりに小規模の環境からウェハキャリアに接着するであろう大型粒子を送り出す。１実施例では、小規模の環境は好適には粉末コーティングされた約２インチ（約５ｃｍ）四方のステンレス鋼梁体で作製され、床部は格子状ポリプロピレン製平面で成る。１実施例においては、小規模の環境は好適には６軸クリーンルームロボット１９８を収容する。ロボット１９８はウェハキャリア本体１９６とドアを洗浄のために適したチャンバ２００内に運搬する。
【００３７】
本明細書中で使用される用語“積層流”とは非乱流のことであるが、限定はされない。
【００３８】
図３７から図３９はリッド／キャビネット本体２０２の実施例を図示する。リッド／キャビネット本体２０２は、好適にはコルザン（Ｃｏｒｚａｎ）Ｇ２及び／又はその類似品によって全体的に封入された約２インチ（約５ｃｍ）四方のステンレス鋼フレームで成る。好適にはそれぞれのリッド／キャビネット本体はそれぞれ約６のリッド／チャンバ本体２０４を保持する。これら設備はキャビネット２０２に任意で上部から入れられ、排気ダクト脇の器具の中央から下方へ取り出される。好適にはキャビネットはポイント２０６にて完全に枯渇し、加熱ブランケットおよびクリーン乾燥空気（ＣＤＡ）ヒータによる過熱を防止する。好適にはキャビネットは内面の底部に格子状排水装置２０８を有しており、チャンバから漏れ出る水を捕獲する。１実施例では、好適にはキャビネット２０２は漏水センサを備えた排水装置を有する。この排水装置は、もし６つ全部のチャンバが同時的に漏水しても全ての漏水を排水できる（図３８参照）。あるいは、リッド／チャンバキャビネット本体はいかなる数のリッド及び／又はチャンバ本体でも保持できる。
【００３９】
好適にはキャビネット２０２はモジュール式である。図３８はキャビネット２０２の１実施例を図示する。ここでは各チャンバ２１０は、保守管理および交換のために取り外せるバルブと電気部品に関係する。好適には個々のチャンバ２１０は保守管理および交換のために必要に応じて取り外すことができる。１実施例では、好適にはチャンバ２１０はドアが開くようになっている左右いずれかの側部以外は全て同一である。必要であればチャンバ２１０のドア方向を変えて、チャンバ２１０をキャビネット２０２内で移動させることができる。任意でチャンバ２１０は回転成型され、部分的に滑らかな角部が提供され、継目を減少させ、継目の配置を考慮し、汚染の可能性を減少させることができる。図３９はロボット２１４、チャンバ２１６、およびウェハキャリア２１８を含んだ小規模の環境の断面図である。
【００４０】
圧縮ガスの供給システムは供給部材内で規制されたオリフィス（開口）を利用することもできる。好適にはオリフィスは様々なサイズの標準ノズルと組み合わされる。好適にはオリフィスは適した圧力すなわち作用力を維持するようにサイズ化されており、固定具から残留洗浄液を移動させて蒸発を助ける。ノズルを有する供給システムの部材は任意で様々な噴射パターン形状化の特徴を採用する。
【００４１】
必要であれば圧縮空気供給システムあるいは類似した別体のガス供給システムを任意で使用して、冷却された空気、窒素、二酸化炭素、亜酸化窒素、アンモニアあるいは他の知られた冷却ガスを利用して固定具を冷却できる。最も好適な冷却ガスは窒素ガスである。図１から図３５で図示するように、二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバを利用して、乾燥中の固定具の本体温度を冷却できる。加熱要素のスイッチを切り、前述のように非加熱状態及び／又は冷却されたガスを使用することで、固定具の本体温度は乾燥チャンバから取り外す以前に冷却できる。冷却、非加熱または加熱ガスを、圧縮ガス乾燥供給システム、類似しているが別体のガス供給システム、または浄化された洗浄流体供給システムを通じて乾燥チャンバ内に導入することができる。
【００４２】
本発明の１実施例では、洗浄処理済みのキャリアまたはリッドが手動あるいは好適には自動で洗浄チャンバから取り出される。任意により、残留洗浄流体を排除するために固定具を傾斜、回転および揺動動作させることができる。
【００４３】
好適にはキャリアまたはリッドは乾燥のためにチャンバ内に配置される。このチャンバは、乾燥のための少なくとも二つ目的のチャンバであるなら、洗浄のために使用されるチャンバでよい。あるいは、キャリアまたはリッドは分離可能な乾燥チャンバ内に配置される。好適には加熱した空気を循環させる専用乾燥チャンバ内に置かれる。好適には本発明の実施例は全自動である。しかし、別実施例では手動および半自動形態を含む。
【００４４】
本発明の実施例は一体型の洗浄／乾燥チャンバを含むことができる。あるいは、洗浄と乾燥は図１から図３５に関して解説するものに類似した別々のチャンバ内で実行することができる。別実施例では、好適にはウェハキャリアの定格の洗浄／乾燥サイクル時間は約５分から約１時間であり、さらに好適には約１０分から約４０分であり、最好適には約１５分から約３０分である。１実施例では、本発明はウェハキャリア洗浄装置を利用する。ここでは乾燥プロセス時間は最短化され、プロセスの効率は以下の別方法によって向上されている。
【００４５】
洗浄サイクル後に、ウェハキャリアは洗浄チャンバから自動的に取り出され、任意でロボットがウェハキャリアの一連の操作を実行する。これらには、傾斜、回転、振動および揺動が含まれる。残留した洗浄流体はウェハキャリアから排除される。好適には操作の速度、時間および程度はプログラムされた自動コマンドによって制御される。好適にはその後、同じ自動装置によって、ウェハキャリアは乾燥のために同一チャンバまたは別チャンバに移される。
【００４６】
手動または自動のこのような操作の１例は、固定具乾燥時間を短縮するために以下の動作を行うことができる。これら一連の操作は時計回り（ＣＷ）に開始されるが、回転方向は当然に反転が可能であり、反時計回り（ＣＣＷ）の回転で開始することも可能である。以下では乾燥方法の別実施例を解説する。
１．チャンバドアを開く（Ｔ＝０秒）
２．ウェハキャリア本体を取り出す（Ｔ＝４秒）
３．アームを回転させ、挟持装置を約３０°下方に向ける（Ｔ＝５秒）
４．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度で反転するまで（約１８０°）ゆっくりと時計回りに回転させる（Ｔ＝６秒）
５．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度でゆっくりと約３６０°反時計回りに回転させる（Ｔ＝９秒）
６．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度でゆっくりと約３６０°時計回りに回転させる（Ｔ＝１２秒）
７．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度でゆっくりと約３６０°反時計回りに回転させる（Ｔ＝１５秒）
８．ウェハキャリア本体を振動させ、液滴を振い落とす
９．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度でゆっくりと時計回りに回転させて水平にする（Ｔ＝１７秒）
１０．アームを回転させ、挟持装置を約３０°上方に向ける（Ｔ＝１８秒）
１１．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度で反転（約１８０°）するまでゆっくりと時計回りに回転させる（Ｔ＝２０秒）
１２．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度で約３６０°ゆっくりと反時計回りに回転させる（Ｔ＝２３秒）
１３．ウェハキャリア本体を振動させ、液滴を振い落す
１４．ウェハキャリア本体をチャンバの外側で通常の水平位置に戻す（Ｔ＝２４秒）
１５．ウェハキャリア本体をチャンバ内に戻し、ドアを閉じる（Ｔ＝３０秒）
【００４７】
別な洗浄／乾燥チャンバを図１から図３５のごとく使用すると、典型的には３０分の乾燥サイクルを、ウェハキャリアから余剰の液体を物理的に除去する上述の一連の操作または他の操作を適用することで短縮することができる。
【００４８】
洗浄サイクル後、好適には前述の一連の自動操作後に、ウェハキャリアを、典型的な二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバとは異なって当初に乾燥している内部を備えた専用乾燥チャンバに入れることができる。
【００４９】
冷却空気または他のガス（気体）が選択された間隔で乾燥チャンバに導入され、乾燥サイクルの冷却段階を促進し、ウェハキャリアの温度を低下させる。
【００５０】
カムドライブまたは他の駆動システムが使用され、単純な回転動作と共に、またはその代わりに圧縮空気または圧縮ガスの供給システムの圧縮動作を駆動させる。
【００５１】
導入された圧縮ガスの分量、圧力、温度および方向を調節するために噴射ノズルが利用できる。ノズルは任意で圧縮ガス供給のための単純ドリル穴並びに圧力、分量、温度および方向付け特性に対して実質的な調節を提供する。
【００５２】
１実施例では、ウェハキャリアの洗浄／乾燥サイクルはウェハキャリアの２部材（本体およびカセット）を分離するステップと、ウェハキャリアを二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバ内に配置するステップ（好適には自動）と、ウェハキャリアを洗浄するステップと、乾燥させるステップと、チャンバから取り出すステップと、カセットと本体とを再結合するステップとを含む。
【００５３】
直結駆動モータまたは他のシステムを使用して空気を供給するバー、パイプ、マニフォールドまたは他の空気供給部材を回転させることで、圧縮ガスを乾燥されている固定具および内部の乾燥チャンバ壁に向けて流すことができる。
【００５４】
振動カム駆動モータシステムを使用すると、チャンバ壁に直接的に吹き付けることなく、さらに多量の圧縮空気を乾燥処理中の固定具本体に供給できる。約７０°から１１０°の範囲の往復回転で圧縮ガスを固定具本体に効率的に方向付けることができる。
【００５５】
好適に乾燥されたウェハキャリアの１つの確認方法は、乾燥サイクル直後の密封ウェハキャリアの湿度と、約２時間の安定期間後のウェハキャリア内部の湿度との比較である。約１０％未満、好適には約７％未満、最好適には約５％未満の湿度増加は、好適に乾燥されたウェハキャリアであると見做せる。例えば、もし乾燥直後にウェハキャリアが３１％の内部湿度を有しており、約２時間後に３６％以下の湿気を有していれば、そのウェハキャリアは十分に乾燥している。もし乾燥プロセスがウェハキャリア内部に目視できる程度の洗浄液を残していれば、測定された湿度の増加は典型的には約１０％から約２２％の範囲であり、乾燥プロセスが失敗または不完全であると見做される。外側の目視による洗浄液滴の確認も乾燥プロセスの不成功の証拠であり、追加のガスノズルの必要性または別乾燥方法の利用の必要性を示す。
【００５６】
圧縮ガス供給部材は、ドリル加工された直径を増大させることで拡大オリフィスを有することができる。オリフィスの直径を増大させると固定具本体に送られるガス量を増加させることができるが、供給ガスの変動がなければ当初の供給形態に応じて、そのような改変はガス流速度を低下させ、乾燥システムの効率を減じ、乾燥時間を引き伸ばす。例えば、固定具の外側に向けられた乾燥バー穴の直径を約１／３２インチ（０．０８ｃｍ）から約１／１６インチ（０．１６ｃｍ）にまで倍増し、固定具の内部乾燥部材オリフィスの直径を約１／１６インチから約３／３２インチ（０．２４ｃｍ）にまで増加させると、小さな寸法の場合の乾燥時間よりも必要な乾燥時間は増加する。
【００５７】
組み合わせ洗浄／乾燥チャンバに対しては、好適には外面（上方）洗浄噴射バーを浄化し、液滴がウェハキャリア上に落下しないようにする。バルブと噴射バーとの間のパイプの短縮も、洗浄プロセス後にウェハキャリア上に滴下する液量の減少を助ける。ウェハキャリア本体の内面および外面は好適には同時的に洗浄され、約１分から１／２分を節約する。１例として、回転システムを使用した洗浄サイクルは約２分の内部洗浄と、その後の約１分の外部洗浄を有することができる。
【００５８】
乾燥チャンバの急冷は、処理後の湿気測定においてチャンバ内の湿気を低下させることができる。単体型装置の非回転チャンバでは、ウェハキャリア本体ホルダは壁に取り付けなくてもよい。よって、好適なことに高価なコーティングされた機械部品は単純で安価なウェハキャリア本体ホルダに置換される。
【００５９】
洗浄後でウェハキャリアが洗浄チャンバから取り出される前に約１２秒の遅延が導入できる。この猶予で内部噴射バーはその休止位置に戻ることができる。ウェハキャリアの一部の特殊モデルは、堆積した液滴を除去するために本体の下方前方畝部に沿って方向付けられた１以上ガスノズルの恩恵を受ける。
【００６０】
ウェハキャリアの予備加熱はプロセスの精度を向上させる。このプロセスは、ウェハキャリア本体の処理待機中に、ウェハキャリア本体を熱湯で洗浄すること、及び／又は汚染されたウェハキャリア本体に熱ガスを循環させることを含む。フレキシブルなシャフトカップラはモータの問題を低減できる。
【００６１】
オリフィスの直径の拡大と同様に、他の変更を伴わず、当初の供給形態に応じた乾燥バーの穴の拡大は、速度を減速させ、よって供給部材オリフィスから送られてくるガス圧を低下させることでウェハキャリア本体の乾燥効率を低下させる。標準ノズルを採用することによるオリフィスサイズの制御は、供給部材にドリル加工された穴よりも望ましい。
【００６２】
乾燥プロセスの開始に先立って１以上の熱流体（特にガスあるいは揮発性流体）を使用してウェハキャリアを予め加熱すると乾燥プロセス時間が短縮される。例えば、もし熱湯が洗浄サイクル中にウェハキャリアの暖房に使用されたら、室温の水で暖める場合よりもウェハキャリアが適切に乾燥される可能性が高まる。
【００６３】
乾燥チャンバ及び／又はウェハキャリア本体の冷却は処理後の湿度の制御に大きな効果を有する。乾燥サイクルを通過することが重要な場合には、冷却方法は乾燥結果を向上させるであろう。触れて少々暖かいと感じるだけの乾燥ウェハキャリア本体は、普通は２時間の処理後、湿気試験を通過する。
【００６４】
典型的には、乾燥サイクルの冷却処理後のウェハキャリア乾燥チャンバの予めの加熱は有効である。ウェハキャリア乾燥チャンバは使用後にしばしば約３０℃から３５℃の温度である。次のサイクルが開始する前にチャンバを再び急加熱する目的で、吸引ガスを切断することはチャンバ加熱時間の短縮につながる。例えば、チャンバの加熱に約８分から１０分かける代わりに、吸引ガスの切断により予備加熱時間を５分から６分に短縮することができる。
【００６５】
チャンバサイズは乾燥時間に影響を及ぼす。チャンバが分離している洗浄サイクルと乾燥サイクルを有しているか、あるいは共通の洗浄／乾燥サイクルを有しているかに関係なく、小型チャンバは小さな容積であり、大型チャンバと同一の作用力が与えられれば小型チャンバは乾燥を迅速化させることができる。小型チャンバの小さな容積は空気をウェハキャリア本体表面のさらに近くに流させる。小型チャンバの別な利点は、小型のフットプリントがそのような器具の製造バージョンを必要とする販売者にとって望ましいことである。
【００６６】
ウェハキャリアの保持特性は、不都合な残留した洗浄液の捕獲要因であるため、デザインの改良で対処できる。いくつかの可能な全体的デザインの改良は以下を含むが、限定はしない。
【００６７】
１）ウェハキャリアホルダを、加工して特殊コーティングされたアルミ構造物の代わりにプラスチック製にする。
【００６８】
２）ウェハキャリアホルダの脚部を単ウェハキャリア試験電池の脚部に類似させるとウェハキャリアの湿気捕獲要因を減少させることができる。この改良はウェハキャリア本体保持システムの改良と組み合わせることができる。
【００６９】
３）好適には乾燥された装置に対して洗浄液滴の目視検査および続く湿気試験を実施する。１実施例ではウェハキャリア本体内部のいななる洗浄液滴も不都合であると見做す。すなわち目視可能な流体は典型的には湿気を約１０％押し上げる。
【００７０】
本発明の別実施例は、限定はしないが、専用乾燥チャンバを使用するか、乾燥させる固定具をチャンバ内へ配置することに先立って二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバの内部を乾燥状態とするが、乾燥サイクル時間を短縮させることができる。乾燥チャンバとして使用する前にチャンバ壁から洗浄流体を除去することで乾燥プロセスの効率が高まる。チャンバ内面から余剰液を除去することで固定具の乾燥状態が改善する。二つの目的を持つチャンバの寸法を小さくすることで流体の適用面積が減少し、乾燥効率が高まる。さらに乾燥チャンバの寸法の減少でガス循環速度が増加し、作業効率が高まる。
【００７１】
本発明を以下の非限定的な実施例でさらに詳細に解説する。以下の実施例は乾燥サイクルがその後に続く洗浄サイクルを含む。チャンバ内に設置されるウェハキャリアとウェハキャリアリッドは図１から図３５で示すものに類似する。さらに、チャンバキャビネットと小規模のクリーン環境は図３６から図３９で示すものに類似して構築されている。
【００７２】
実施例１：
チャンバ本体はポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）のシートで製造された。寸法は奥行き２５．５インチ（６５ｃｍ）、幅２１インチ（５３ｃｍ）、高さ２６インチ（６６ｃｍ）であった。チャンバ本体はチャンバ右側の外部噴射バーのための側開ドアと、ベルト駆動式ドライブを有していた。ウェハキャリア本体は、内部噴射バーによって洗浄されるチャンバ内部にアクセスさせるフレームに設置されていた。角支持部が多少傾斜しており、水滴の収集と粒子の凝集が防止された。フレームの全露出側部は上部で面取り加工されており、水の収集と粒子の凝集が防止された。外部噴射バーは幅０．０１０インチ（０．０２５ｃｍ）、長さ０．０８０インチ（０．２０ｃｍ）のスロットを含んだ。スロットはウェハキャリア本体とチャンバ壁に面したパイプの側部に沿って配置された。スロットはレーザを使用して提供され、洗浄サイクル中は水ノズルとして利用され、エアナイフサイクルと乾燥サイクル中にはエアノズルとして利用された。内部噴射バーは０．０３１２５インチ（０．０８ｃｍ）と０．０６２５インチ（０．１６ｃｍ）の穴と、ウェハキャリア本体の内部を対象とする２つの扇状の水ノズルを含んだ。
【００７３】
べルト式ドライブは、空気と水の吸入接続部を含んだ外部噴射バーマニフォールドに接続された。圧力変動とパイプ材料（ＰＶＤＦ）の膨張および収縮による噴射バーのずれ防止に役立つため、これはチャンバ本体の重要な特徴であった。チャンバ本体の別な重要な特徴はチャンバ内部の圧力を制御するバタフライ排気バルブであった。空気の高圧および量の多さによって、洗浄サイクル中にはエアナイフサイクル中ほどには大きな圧力解放を提供することは重要ではなかった。バタフライバルブは空気で作動して開き、圧力が解放されて閉じた。ダイヤフラムのデザインは閉じる際に最小量の排気を吸引した。
【００７４】
チャンバ本体の外部放射バーは独自性のある装置であった。外部放射バーはＰＶＤＦとテフロン（登録商標）で成る多数の部品を含んでいた。マニフォールドはベルト式ドライブ、空気と水の吸入部、および噴射バーを連接した。３つの大きな穴は回転による圧力を発生させることなく空気と水を放射バー内に流入させた。保持ブラケットはパイプに溶接され、スロットの妨害を防止し、空気と水をキャリア本体と完全に接触させた。ベルト式ドライブの駆動側はリミットスイッチを利用して外部放射バーの回転を防止してパイプを損傷から保護した。外部噴射バーは前後方向に弧を描くように約２７０°反復回転した。
【００７５】
チャンバ本体の内部噴射バーは、これもリミットスイッチを使用する直結駆動として構築された。内部噴射バーは単純に溶接されたパイプとＬ型継手であり、上部に小さな複数穴が設けられ、側部に大きな複数穴が設けられていた。噴射バーは基部フレームの前部スカートの穴内で回転自在であった。内部噴射バーは約１８０°外部噴射バーと直交するように側部間で弧を描くように回転した。２つの異なる弧を描くような回転動作が利用され、ウェハキャリアは一方側には押されなかった。ウェハキャリア本体の動作は角支持部の利用によって防止された。この場合、両側のタブはウェハキャリアをその位置に保持した。容量センサーが動作の検出を助けるために利用された。キャリアが角支持部からずれたか否かを検出するため、これらセンサーはキャリアに非常に接近していたが接触はしていなかった。もし接触すれば損傷がウェハキャリア本体だけではなく内部噴射バーと外部噴射バーにも発生したであろう。
【００７６】
所定時間内にウェハキャリア本体を乾燥させるため、チャンバを可能な限り暖かく保温することが求められた。ウェハキャリアは６０℃（１４０°Ｆ）を超えてはならない運搬中および使用中に、キャリアへのダメージを防止するのに役立つよう、ポリカルボン酸塩上にコーティングを有していた。さもないと歪みが発生する。従って、適した温度にて必要な温度を維持するために加熱ブランケットがチャンバの外部に必要であった。これらブランケットは１８０°Ｆにセットされ、約１６０°Ｆにチャンバを加熱した。チャンバの側部の赤外線センサーが、キャリアが最も熱せられる上部付近でウェハキャリアの温度を監視した。チャンバの加熱は、洗浄サイクル後の清浄およびエアナイフサイクル中に重要になった。そこではウェハキャリアとチャンバの温度は大きく降下した。従って、乾燥サイクルを加熱させることでチャンバの望む内部温度に戻り、所定の処理時間が維持された。ウェハキャリア本体の洗浄プロセスは以下の通りである。
１０．チャンバ本体のドアを開いた（Ｔ＝０秒）
１１．ロボットがウェハキャリア本体をフレーム上に設置した（Ｔ＝４０秒）
１２．チャンバ本体のドアが閉じてロックされた（Ｔ＝６０秒）
１３．洗浄サイクル（Ｔ＝６１秒）
１４．浄化サイクル（Ｔ＝１２１秒）
１５．エアナイフサイクル（Ｔ＝１３１秒）
１６．加熱ＣＤＡ乾燥サイクル（３７１秒）
１７．噴射バーが本来の位置に戻った（Ｔ＝７３１秒）
１８．チャンバ本体のドアが開いた（Ｔ＝７３２秒）
【００７７】
積荷ポートから積荷ポートへの全プロセス時間は１４分であり、洗浄プロセス時間は１２分であった。このプロセスサイクルで、スタート時における出力である２１体ウェハキャリア／時間と、継続時の出力である２５体ウェハキャリア／時間が得られた。
【００７８】
小規模の環境：
このプロセスを可能な限りクリーンな状態に維持するため、空気中の微粒子数をＩＳＯ基準３またはクラス１のレベルに維持する小規模の環境を有することが必要であった。小規模の環境は超低粒子空気（ＵＬＰＡ）フィルタを収容した。このフィルタは天井から床までの超清浄（クリーン）層流を発生させた。この層流は格子構造の小規模の環境床下での粒子凝集を防止し、個々のチャンバ内に収集される代わりに、ウェハキャリアに取り付いている大粒子を環境から排出させた。小規模の環境は粉末コーティングされた２インチ（５．１ｃｍ）四方のステンレス鋼ビームにより製造された。床は格子状ポリプロピレン平面であった。小規模の環境はスタウブリ（Ｓｔａｕｂｌｉ）製の６軸クリーンルームロボットを収容した。このロボットはウェハキャリア本体とドアとが洗浄に適したチャンバ内に設置されるように操作した。
【００７９】
リッドおよびキャビネット本体：
リッドとキャビネット本体は、コルザン（Ｃｏｒｚａｎ）Ｇ２に全体的に封入された２インチ四方の３０４ステンレス鋼フレームで構築された。それぞれのキャビネットで寸法は高さ１０８インチ（２７４ｃｍ）、奥行き６０インチ（１５２ｃｍ）、幅８２．５インチ（２１０ｃｍ）であった。各リッドとキャビネット本体は６つのリッドとチャンバ本体をそれぞれ保持した。設備は排気ダクト脇の器具中央部を上から下へ通過してキャビネットに入った。キャビネットは全面的に排気され、加熱ブランケットとクリーン乾燥空気（ＣＤＡ）ヒータによる過熱が防止された。キャビネットは内面の底部に格子状排水部を有しており、チャンバから漏水を捕獲した。キャビネットはまた、６チャンバが全て同時的に漏水しても全部の水を排水することができるように漏水センサーを備えた排水部も有した。
【００８０】
各チャンバは維持管理や交換のために取り外すことができるバルブと電気部品のセットと関係した。保守管理や交換に必要であれば個々のチャンバも取り外し可能であった。キャビネットを示す図で図示するようにドアが左方向または右方向に開く側部以外は、チャンバ本体は全て同じであった。このことはリッドチャンバの場合でも同じであった。従って、必要であればチャンバはキャビネット内でドアの開く方向を変えて移動が自由であった。
【００８１】
分離式の洗浄チャンバおよび乾燥チャンバと組み合わせチャンバとの対比：
１実験では、図２で示すような約１３５°Ｆ（５７℃）に予備加熱された二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバを使用して、前述した一連の操作が手動により実施された。全乾燥時間は４分間短縮された。チャンバの予備加熱は、ウェハキャリアの挿入に先立ってチャンバ壁からの残留する流体を減少させた。
【００８２】
実施例２
チャンバ内冷却ガスが乾燥プロセス中に供給された。：
チャンバ熱源を切断すると最初の１分でチャンバ温度が約１０℃降下したが、その後は影響が弱まった。固定具本体の内外へ冷却ガスを同時的に供給すると、固定具本体の温度が急降下した。清浄乾燥空気を室温で噴射する１／４インチ（０．６４ｃｍ）ノズルと２つの１８インチ（４６ｃｍ）エアナイフが使用され、約２分でウェハキャリアが冷却することが確認された。
【００８３】
前述の実施例において、一般的または特殊形態で説明された部品を他の部品と置換し、及び／又は本発明の特定操作条件を他の実施例のものと置換しても同様な結果が得られるであろう。
【００８４】
本発明をいくつかの実施例および実施態様を利用して詳細に解説したが、他の実施態様であっても同様な結果をもたらすことができる。本発明の改変は専門家には自明であり、「請求の範囲」によってそれらはカバーされている。明細書で言及した全ての参考文献の内容は本願に援用されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造用固定具、好適には（限定はしないが）前方開戸型の一体化容器（ＦＯＵＰ）固定具を含んだウェハキャリアが洗浄された後、実質的に乾燥させ、その乾燥時間を短縮することができる装置並びに方法に関する。本発明は、急速乾燥または急速液体（流体）除去を必要とする製品、器具固定具あるいは他の構成部材に対しても利用できる。
【０００２】
本願は２００８年５月２８日に出願されたクリストファ・シュナイダ他の米国仮特許願６１／０５６７５５「固定具乾燥方法及び装置」の優先権を主張する。本願はその全内容を援用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、製造用固定具、好適には（限定はしないが）前方開戸型の一体化容器（ＦＯＵＰ）固定具を含んだウェハキャリアが洗浄された後、実質的に乾燥させ、その乾燥時間を短縮することができる装置並びに方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１実施態様は、キャリアの洗浄および乾燥のための装置に関する。このキャリアは、キャリアを保持することができるチャンバを含む。このチャンバはキャリア外部噴射システムとチャンバ内部のキャリア内部噴射システムとを有する。このキャリア外部噴射システムは、キャリアの外面上に流体を噴射する少なくとも１つのスロット（開口部）を有しており、キャリア内部噴射システムは、キャリアの内部に流体を噴射する少なくとも１つのスロットを有している。キャリアは半導体ウェハキャリア及び／又は半導体ウェハキャリアのリッドでよい。この流体は液体または気体である。これら噴射システムは互いに直交方向に移動してキャリアの動きを防止できる。キャリア外部噴射システム及び／又はキャリア内部噴射システムは少なくとも部分的に回転できる。
【０００５】
１実施態様では、これらの一方または両方の噴射システムは弧を描くように振動する。さらに、キャリアの回転のためにモータが利用できる。少なくとも１つの加熱システムも利用できる。この加熱システムは少なくとも１つの加熱パッドを含むことができる。任意で、この装置を小規模のクリーン（清浄）環境内に配置することができる。１実施態様では複数の装置がキャビネット内に配置できる。
【０００６】
本発明の１実施態様はキャリアを洗浄および乾燥させる方法にも関する。この方法は、キャリアをチャンバ内に配置するステップと、キャリア外部噴射システムでキャリアの外部に液体を噴射するステップと、キャリア内部噴射システムで液体をキャリアの内部に噴射するステップと、キャリア外部噴射システムでガス（気体）をキャリアの外部に噴射するステップと、キャリア内部噴射システムでガスをキャリアの内部に噴射するステップとを含むことができる。任意で、キャリアの内部と外部には互いに直交する方向に噴射される。少なくとも１つの噴射ステップは弧を描くように噴射する動作を含む。
【０００７】
添付の図１から図３９は本発明の実施例を図示しており、本明細書の記述内容と共に本発明の原理を説明する。しかしながら、図面は本発明の好適実施例を図示しているのみであって、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ウェハキャリアが設置された洗浄／乾燥チャンバ本体の１実施例を図示する前方斜視図である。
【図２】ドアが閉じた状態である図１の実施例の前方斜視図である。
【図３】ドアが外された状態である図１の実施例の前方斜視図である。
【図４】ドアが閉じた状態である図１の実施例の正面図である。
【図５】図１の実施例の側面図である。
【図６】図１の実施例の後方斜視図である。
【図７】本発明の別実施例を図示する背面図である。
【図８】側部パネルが外されたチャンバ本体の１実施例の斜視図である。
【図９】本発明の１実施例によるウェハキャリアの前面を図示する正面図である。
【図１０】本発明の別実施例によるキャリア内部噴射システムを図示する断面側面図である。
【図１１】本発明の１実施例を図示する平面図である。
【図１２】本発明の１実施例の部品を図示する分解図である。
【図１３】本発明の１実施例の部品を図示する分解斜視図である。
【図１４Ａ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｂ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｃ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｄ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｅ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｆ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１４Ｇ】ウェハキャリアの様々な図である。
【図１５】ウェハキャリアの底面図である。
【図１６】ウェハキャリアの平面図である。
【図１７Ａ】エアナイフ構造体のそれぞれ正面図と分解図である。
【図１７Ｂ】エアナイフ構造体のそれぞれ正面図と分解図である。
【図１８】エアナイフ構造体の一部分解図である。
【図１９】フロント（前部）ドアを外した図１の実施例を図示する正面図である。
【図２０】基部フレームの分解図である。
【図２１Ａ】バタフライバルブ（蝶形弁）を図示する。
【図２１Ｂ】バタフライバルブ（蝶形弁）を図示する。
【図２２】本発明の１実施例によるリッドチャンバの前方斜視図である。
【図２３】ドアが開いた状態である図２２の実施例を図示する前方斜視図である。
【図２４】ドアがチャンバから外された状態である図２２の実施例を図示する斜視図である。
【図２５】ドアが閉じた状態である図２２の実施例を図示する正面図である。
【図２６】図２２の実施例を図示する側面図である。
【図２７】図２２の実施例を図示する後方斜視図である。
【図２８】図２２の実施例を図示する背面図である。
【図２９】後部パネルが外された状態である１実施例を図示する背面図である。
【図３０】フロントドアが外され、ウェハキャリアリッドが示されている１実施例を図示する斜視図である。
【図３１】フロントドアが外され、ウェハキャリアリッドが示されている１実施例を図示する正面図である。
【図３２】リッドチャンバ構造体の１実施例を図示する断面図である。
【図３３】リッドチャンバ構造体の１実施例を図示する平面図である。
【図３４】リッドチャンバ構造体の１実施例を図示する分解平面図である。
【図３５】リッドチャンバ構造体の１実施例の部品を図示する分解図である。
【図３６】小規模のクリーン環境の１実施例を図示する斜視図である。
【図３７】小規模のクリーン環境のチャンバキャビネットの１実施例を図示する斜視図である
【図３８】チャンバキャビネットの１実施例を図示する断面図である。
【図３９】ロボットアームを備えた小規模のクリーン環境におけるチャンバキャビネットの１実施例を図示する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１から図２１で図示するように、本発明の実施例は、好適にはウェハキャリアタイプの製造用固定具を洗浄および乾燥する固定具の洗浄／乾燥装置のチャンバを含む。図２２から図３５は本発明のリッドチャンバ実施例を図示する。図３６から図３９は小規模のクリーン環境およびチャンバキャビネットの実施例を図示する。
【００１０】
本発明の１実施例は、特にウェハキャリアに対して有用である固定具の洗浄と乾燥のための装置および方法に関する。ウェハキャリアは超クリーン環境において洗浄されなければならない。本発明の実施例はチャンバ本体構造体およびリッドチャンバ構造体を含む。ウェハキャリア装置のチャンバ本体１０（図１）はウェハキャリアの本体の洗浄と乾燥のためのチャンバである。
【００１１】
明細書を通して使用される用語“チャンバ”とは、（限定はしないが）“少なくとも実質的に閉じられた空間”のことである。
【００１２】
チャンバ本体１０の実施例（図１参照）は、任意では奥行きが約２５．５インチ（約６５ｃｍ）、幅が約２１インチ（約５３ｃｍ）、高さが約２６インチ（約６６ｃｍ）であるポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）シートまたはそれに類似した材料で製造できる。これら寸法は変更可能である。１実施例においては、本発明はモジュール式およびサイズ変更式である。図１で図示するように、好適にはチャンバ本体１０はドア１２と、外部噴射バー１８の動作のためのベルト駆動式ドライブ（駆動装置）２２とを有している（図１２参照）。チャンバ本体１２は好適にはベルト２６で噴射バーのマニフォールド２０に接続されているベルト式ドライブ２２を含む。チャンバ本体１０は好適には直結駆動されるウェハキャリアの内部を洗浄して乾燥させる内部噴射バー５４（図１０）も有している。好適にはウェハキャリア本体１４はフレーム１６に載置される。好適には角支持部が提供されており、最も好適には角支持部は少々傾斜されて、水滴の収集および粒子の凝集が防止される。フレーム１６の全露出側部は上部で面取り加工されており、水滴の収集および粒子の凝集の防止が補助される。好適には外部噴射バー１８は、パイプに面したウェハキャリア体１４の側部およびチャンバ１０の壁部に沿って配置された複数の穴及び／又はスロット（開口）１９を含む。スロット１９はいかなる公知方法によっても提供できるが、最も好適にはスロット１９はレーザを利用して提供され、洗浄サイクル中には水ノズルとして作用し、エアナイフ／乾燥サイクル中には送風ノズルとして作用する。好適には内部噴射バー５４は複数の穴と、ウェハキャリア１４の本体の内部を担当する２本の送水ノズルとを含む。好適にはチャンバ本体１０、外部噴射バー１８および内部噴射バー５４は、スロット１９によって粒状物に作用して弧を描くように排出するために水を利用し、続いて空気または圧縮ガスで浄化し、及び／又は水滴を吹き飛ばして乾燥させる。好適にはチャンバ本体１０はパネル２４とバタフライバルブ２３とを含む。他のバルブタイプをバタフライバルブ２３の代わりに利用することもできる。好適にはチャンバ本体１０は稼動中に多少の正圧を提供するように排出ポイントを備えて構築される。
【００１３】
図２で示す実施例においては、ベルト式ドライブ２２は、空気と水の注入接続部をも含んだ外部噴射バーのマニフォールド２０に接続する。この実施例は、圧力変化およびパイプ材料（ＰＶＤＦ、等々）の膨張並びに収縮による噴射バーのずれ防止を助ける。バタフライバルブ２３は好適にはチャンバ１０の内部の圧力を制御する。空気の高圧および高体積に対処するための大きな圧力解放の重要性は、エアナイフサイクル中ほど洗浄サイクル中には高くない。バタフライバルブ２３は任意では空気によって開き、その後に圧力が解放されて閉じるように作動する。図２１Ａと図２１Ｂでも図示されているように、仕切りのデザインは、閉じられたときに引っ張られるように最少の排気量とするものである。本発明の実施例にはクリーン環境を確実に提供するように粒状物のインライン式監視手段が含まれる。
【００１４】
図２は前部ドア１２が閉じている状態のチャンバ本体１０の実施例を図示する。ベルト式ドライブ２２はベルト２６によって外部噴射バーのマニフォールド２０と接続されている。ドア１２はヒンジ（蝶番）２８とチャンバ圧力ロック３０とを有している。最も好適にはパネル（板体）２４がチャンバ１０の上部、底部および側部の形成に使用される。
【００１５】
図３はチャンバ本体１０の一部分解図を図示する。好適には外部噴射バー１９はＰＶＤＦ及び／又はテフロン（登録商標）、等々で製造された数々の部品を含む。チャンバ本体１０はドア１２を含む。好適にはドア１２はドア構造部３４を含んだ複数の部品を備える。図３はドアロック構造部３６をも示す。１実施形態では、好適には水である流体の噴射は、好適には約１３０°Ｆから約１５０°Ｆに加熱され、噴射スロット１９（図１参照）から噴射され、噴射によって少々冷却される。流体は回転継手を介して送られ、最好適には、超クリーン（清浄）であり、フィルタによって純化される。好適にはＯリングと回転継手は、流体を汚染しないように設計され、汚染しない材料で製造される。
【００１６】
図４から図７は本発明の１実施例の様々な図面である。１実施例においては、好適にはチャンバ本体１０は、ドア１２、パネル２４、水注入パイプ３８、ドアロック３６、ドア構造部３４、空気注入パイプ４２、およびバタフライバルブ２３を含んでいる。任意で水パイプ３８は汚染物の逆流を阻止するためにピートラップ（逆流防止部）を有する。図８は側部パネルを備えていない実施例を図示する。好適にはマニフォールド４０はベルト式ドライブ２２、空気注入パイプ３８、水注入パイプ４２、および噴射バー１８を連結している。好適には３つの大きな穴１２２（図１７Ａと図１７Ｂ参照）は回転による圧力を発生させずに外部噴射バー１８に空気と水を供給する。好適には保持ブラケット４６がパイプに溶接等で固定され、スロットの干渉を防止し、キャリア本体１４に空気と水を十分に接触させる。好適にはベルト式ドライブ２２の駆動側は、外部噴射バー１８が過剰回転してパイプを傷めないようにリミットスイッチ４４（図１２では８０）を利用する。好適には外部噴射バー１８は弧を描くように前後に往復運動し、約２７０°回転する。あるいは、外部噴射バー１９は固定式であっても振動式であってもよい。
【００１７】
図８はチャンバ本体１０の斜視図である。好適にはマニフォールドドライブ４０とスイッチマニフォールド４６はシステムへの流体の制御を補助する。チャンバ本体１０はチャンバフレーム５０も含む。
【００１８】
図９は内部にウェハキャリア１４を収納したチャンバ１０を図示する。図１０は断面側面図であり、チャンバ本体１０はキャリア５６、内部パネル５８、内部噴射バー５４、空気注入パイプ６２および水注入パイプ６０を含んでいる。
【００１９】
図１１と図１２はチャンバ本体の１実施例の平面図である。図１１では空気注入パイプ６４が図示されており、図１２ではスタビライザ６６、パイプコネクタ６８およびパイプ７０、ドライブ７２、プレート７４、スイッチ８０、滑車ベルト８８並びに外部噴射バー７８が分解図で図示されている。
【００２０】
図１３はチャンバ本体１０と、分離された裏側部９８とを図示する分解図である。図１３は加熱ブランケット１０８も図示する。好適には加熱ブランケット１０８はチャンバ壁を加熱する。任意的に本発明の実施例は、チャンバ１０のＰＶＤＦパネル２４を加熱するために１以上の加熱ブランケットを利用する。パネル２４は熱を吸収してチャンバ１０内に熱を放射する。実施例によっては、限定はしないがパネルのための他の熱伝導材料を利用する。あるいは加熱要素を壁内に挟持するために他の熱伝達材を利用する。それらの組み合わせであってもよい。加熱ブランケット１０８は任意で目的物の加熱のために利用され、及び／又はチャンバを包囲するために使用される。それらの組み合わせであってもよい。洗浄プロセスの効率を増加させるため、好適にはチャンバ１０は洗浄サイクルと乾燥サイクルとの間では冷却されない。
【００２１】
図１４Ａから図１４Ｇは本発明の実施例で利用できるウェハキャリアを図示する。産業基準によりウェハキャリア１４のサイズは定められているが、製造業者によってデザインと複雑性において相違が存在する。多くのウェハキャリアは、内部や外部に溶接された追加物を有するが、ポリカーボネート製の１回の射出成型で提供される容器である（図１４Ａから図１４Ｇ参照）。少なくとも３つの明確な追加物／ウェハキャリア特徴部であるロボット（自動）フランジ（図１４Ｇ）、ウェハコム、および可動フランジ（図１４Ｅ）が存在する。ロボットフランジ（図１４Ｇ）は、あちこちにウェハキャリアを移動させる操作に自動運搬装置と器具が利用できるフランジである。ウェハコムはウェハを容器に間隔を開けて配置し、運搬時の損傷を防止するものである。典型的なウェハキャリアは２５個のウェハを収容できる。可動フランジ（図１４Ｅと図１５）はウェハキャリアを安定させる基部として使用される。可動フランジはウェハキャリアの性能およびに製造に関する情報並びにロッキングマニフォールド１１８（図１４Ｇ）を保持する。
【００２２】
図１７Ｂと図１８は乾燥プロセス中にエアナイフとしても使用される外部噴射バー１２６の分解図である。好適にはマニフォールド１２８はベルト式ドライブ１３０、１３２、１３４および１３６に接続する。好適には３つの大きな穴１２２が空気を通流させ、ブラケット１２０が全面的な水との接触を提供するためにスロットの干渉を防止する。
【００２３】
図１９は内部にキャリア１４を内蔵したチャンバ本体１０の正面図である。
【００２４】
好適にはチャンバ本体内噴射バー１４４（図２０）は、これも好適にはリミットスイッチを使用する直結駆動である。好適には内部噴射バー１４４は単に溶接されたパイプおよび上部に小形穴が設けられ、側部に大形穴が設けられたＬ字パイプである。好適には噴射バー１４４は基部フレーム１４６の前部スカート１４０の穴１３８内で回転自在である。好適には内部噴射バー１４４は側部から側部へと約１８０°弧を描くように回転する。好適には２つの異なる掃動作（弧を描くような回転動作）が利用され、ウェハキャリアは無理に実行されれば縁部を破損しかねない一方向へ移動するようには押されない。好適にはウェハキャリア本体による動作は角支持部１４２の使用でも防止される。そこでは両側部のタブがウェハキャリアをその場に保持する。容量センサ１４３は任意で動作の検出を補助する。センサ１４３は接近してもいいが、キャリアが角支持部１４２からずれているか否かを検出するためにはキャリアには接触しない。接触すればウェハキャリア本体のみならず、内部噴射バーおよび外部噴射バーにも損傷が及び得る。
【００２５】
図２１Ａと図２１Ｂはバタフライバルブ１５０の正面図と斜視図を図示する。好適にはこのバルブは圧力バルブとして作用する。
【００２６】
ウェハキャリア本体を所定時間内で乾燥させるため、好適にはチャンバ１０は保温される。１実施例においては、好適にはウェハキャリア１４は運搬中のキャリアへの損傷を防止する一助となるようにポリカーボネート上にコーティングが施される。このコーティングは６０℃（１４０°Ｆ）を超えて熱してはならない。さもないと歪みが発生する。従って、好適な温度を維持するために加熱ブランケット１０８（図１３参照）を任意でチャンバの外側に取り付ける必要がある。好適には加熱ブランケット１０８は約１８０°Ｆに設定され、加熱チャンバ１０は約１６０°Ｆに設定される。チャンバ１０の側部には赤外線センサが提供される。このセンサは、キャリアが最も高温になる最上部に接近した箇所のウェハキャリア１４の温度を監視する。洗浄サイクル後の浄化およびエアナイフサイクル中のチャンバ１０の加熱は非常に重要である。ここではウェハキャリア１４とチャンバ１０の温度は大きく降下する。好適には両方の噴射バーからの噴射は双方向的である。従って、乾燥サイクルを併せて加熱することで望ましいチャンバ内部温度に戻り、所定処理時間が維持される。本発明の１実施例では、ウェハキャリア本体の好適な洗浄方法と処理タイミングは以下のようになる。
１．チャンバ本体のドアを開く（Ｔ＝０秒）
２．ロボットがウェハキャリア本体をフレームに載せる（Ｔ＝４０秒）
３．チャンバ本体のドアを閉じてロックする（Ｔ＝６０秒）
４．洗浄サイクルを開始する（Ｔ＝６１秒）
５．浄化サイクルを開始する（Ｔ＝１２１秒）
６．エアナイフサイクルを開始する（Ｔ＝１３１秒）
７．加熱ＣＤＡ乾燥サイクルを開始する（Ｔ＝３７１秒）
８．噴射バーをホームポジション（本体位置）に戻す（Ｔ＝７３１秒）
９．チャンバ本体のドアを開く（Ｔ＝７３２秒）
【００２７】
積荷ポートから積荷ポートへと、洗浄プロセスを含む全処理時間は約１０分から約２１分である。さらに好適には、約１０分から約１７分であり、最好適には約１２分から約１４分である（洗浄処理時間は約１２分）。この処理サイクルで、最適には開始時に１時間あたり約２１個のウェハキャリア並びに継続的に１時間あたり約２５個のウェハキャリアの処理が可能である。本発明の実施例は好適にはモジュール形態であり、スケール調整が可能であり、どのような利用形態にも適応する。あるいは、処理量は状況に応じた必要量によって変動させることができる。
【００２８】
洗浄サイクルと乾燥サイクル中に、リッド１５８（図２２参照）は異なる速度と方向で回転される。リッド１５８の複雑性のため、好適には洗浄と乾燥には固定具の全区域に到達するために回転作用が活用される。洗浄サイクルを通じて、好適にはリッド１５８は緩やかに回転し、ウェハをドアから内部に進入させ、閉じ込められた粒子を洗浄排出する。１実施例では、乾燥サイクル中に、好適にはドアは３００回転／分の速度で時計回り（ＣＷ）に５分間回転し、乾燥サイクルの残り時間を反時計回り（ＣＣＷ）に回転する。リッド１５８の高速回転は、洗浄サイクル中にドア内に閉じ込められる水滴の排出除去を助ける。１実施例では、好適には使用されるモータは減速することができるが、適切なホームポジションでは停止できない。従って、モータを適正なホームポジションでロックするように空気で作動する停止装置が存在する。
【００２９】
乾燥サイクル中に、圧縮ガス（最好適には圧縮空気）が固定具上または固定具内部を目掛けて噴射され、あるいはその方向に噴射され（内部への侵入が許す限り）、残留洗浄液の除去を促す。圧縮ガスは任意で加熱され、少なくとも１回転する供給パイプ、管、マニフォールドまたは他の知られたガス供給部材を通じて方向付けられる。圧縮空気の供給システムの一部は回転する代わりにピストン運動することもできる。
【００３０】
図２２と図２３はリッドチャンバ１５６の実施例を図示する。リッド１５８は複雑な内部形態を有しており、複雑なロック機構と、運搬時に個々のウェハを分離して支持するウェハコム（櫛体）を備えている。リッド１５８の前部には、ロボットエンドエフェクタをキーホールに導くのに利用される２つの穴が存在する（図１５と図１６参照）。リッド１５８を確実にウェハキャリアに固定させるため、内部にはガスケットが存在する。チャンバ１５６の実施例はチャンバ１５６に適用されたチャンバ本体と類似する構造を有することができる。
【００３１】
図２２はドア１６０、ウェハキャリアリッド１５８、パネル１６２、空気注入パイプおよび水注入パイプ１６４を備えたリッドチャンバ１５６を図示する。図２３はまた、ドアボルト１６８とドアヒンジ１６６も図示する。洗浄リッド１５８は空気（非限定）を噴入する穴（前述）と貫通開口部とを含む。図２３は加熱ブランケット１６３を図示する。
【００３２】
図２４はドア構造部１７０とドアロック１７２を備えたリッドチャンバ１５６を図示する。図２５はリッドチャンバ１５６と水注入パイプ１７４の１実施例の正面図である。
【００３３】
図２６は空気注入パイプ１７６と水注入パイプ１７４を含むリッドチャンバ１５６を図示する。図２７は設置されたドアロック構造部１７２、バタフライバルブ１７８、および支持部１８０を備えたリッドチャンバ１５６を図示する。図２８はリッドチャンバ１５６の１実施例の背面図であり、図２９はパネルが取り外されて空気注入部材１８２が現れている背面図を図示する。
【００３４】
図３０はリッドチャンバ１５６の１実施例を図示する。ウェハキャリア本体から分離されると、ドア１５８は、ブラケットが取り付けられた固定具１５７を装備された洗浄／乾燥チャンバ１５６内に配置される。固定具１５７（図３５）は、処理サイクル中に回転しながらドア１５８を安定的にその場に保持するのに使用される挟持装置を含む。好適には固定具１５７は粉末コーティングされたアルミ製であり、好適には挟持装置１５９はＰＶＤＦ製である。挟持装置１５９（図３５）は、リッド１５８のロック機構のためのスロットを含んだ複雑な構造を有したリッド１５８を挟持する。ロック機構が起動すると、好適には空気をドア１５８の内部に送り込むように通路が開かれる。洗浄サイクル中に水がドアの内部に入り、吹き飛ばして排除することが必要となる水滴を閉じ込めるため、この機構が利用される。従って、ブラケットを備えた固定具は、好適には図３２から図３４にかけて図示するようにモータシャフト１８４と１９０を介してモータ１８８に接続されるように装着される。好適には空気はモータ内の接続部を通って進入する。好適にはこの接続部はウルテム（Ｕｌｔｅｍ）製であり、図３３から図３５で図示するように管を介して挟持機構に接続する。
【００３５】
ウェハキャリアリッドチャンバ１５６はチャンバ本体と同一材料により製造できる。チャンバ本体と類似した形態で、リッドチャンバ１５６は好適にはドア１５８とチャンバ１５６を洗浄して乾燥させる４つの噴射バー１８６と１８９（図３２から図３５参照）を含む。好適には２つの下方噴射バー１８９はノズル１８７を使用してドアを洗浄および乾燥する。１実施例ではノズルは好適にはリッドチャンバ内で使用される。なぜならドアは高圧によって容易に損傷を受ける薄いポリカーボネート材料によって製造されているからである。従ってノズルを使用することで圧力を調節することができる。好適には２つの上方噴射バーはチャンバ壁の乾燥を助ける。チャンバ本体と同様に、リッドチャンバは任意にて外壁に直に取り付けられた加熱ブランケットを有し、チャンバを保温状態に保ち、乾燥プロセスを助ける。
【００３６】
図３６は小規模のクリーン環境の１実施例を図示する。このプロセスをできるだけクリーンな状態に維持するため、空気中の粒子数をＩＳＯ基準３またはクラス１の近辺に維持する小規模のクリーン環境を有することが望ましい。好適には小規模の環境１９４は天井から床部にまで流れる超クリーン積層流を発生させる極低通過空気（ＵＬＰＡ）フィルタ１９５を含んでいる。この積層流は格子状の小規模の環境床部の下方での粒子凝集の防止に役立ち、個別のチャンバ内に収集される代わりに小規模の環境からウェハキャリアに接着するであろう大型粒子を送り出す。１実施例では、小規模の環境は好適には粉末コーティングされた約２インチ（約５ｃｍ）四方のステンレス鋼梁体で作製され、床部は格子状ポリプロピレン製平面で成る。１実施例においては、小規模の環境は好適には６軸クリーンルームロボット１９８を収容する。ロボット１９８はウェハキャリア本体１９６とドアを洗浄のために適したチャンバ２００内に運搬する。
【００３７】
本明細書中で使用される用語“積層流”とは非乱流のことであるが、限定はされない。
【００３８】
図３７から図３９はリッド／キャビネット本体２０２の実施例を図示する。リッド／キャビネット本体２０２は、好適にはコルザン（Ｃｏｒｚａｎ）Ｇ２及び／又はその類似品によって全体的に封入された約２インチ（約５ｃｍ）四方のステンレス鋼フレームで成る。好適にはそれぞれのリッド／キャビネット本体はそれぞれ約６のリッド／チャンバ本体２０４を保持する。これら設備はキャビネット２０２に任意で上部から入れられ、排気ダクト脇の器具の中央から下方へ取り出される。好適にはキャビネットはポイント２０６にて完全に枯渇し、加熱ブランケットおよびクリーン乾燥空気（ＣＤＡ）ヒータによる過熱を防止する。好適にはキャビネットは内面の底部に格子状排水装置２０８を有しており、チャンバから漏れ出る水を捕獲する。１実施例では、好適にはキャビネット２０２は漏水センサを備えた排水装置を有する。この排水装置は、もし６つ全部のチャンバが同時的に漏水しても全ての漏水を排水できる（図３８参照）。あるいは、リッド／チャンバキャビネット本体はいかなる数のリッド及び／又はチャンバ本体でも保持できる。
【００３９】
好適にはキャビネット２０２はモジュール式である。図３８はキャビネット２０２の１実施例を図示する。ここでは各チャンバ２１０は、保守管理および交換のために取り外せるバルブと電気部品に関係する。好適には個々のチャンバ２１０は保守管理および交換のために必要に応じて取り外すことができる。１実施例では、好適にはチャンバ２１０はドアが開くようになっている左右いずれかの側部以外は全て同一である。必要であればチャンバ２１０のドア方向を変えて、チャンバ２１０をキャビネット２０２内で移動させることができる。任意でチャンバ２１０は回転成型され、部分的に滑らかな角部が提供され、継目を減少させ、継目の配置を考慮し、汚染の可能性を減少させることができる。図３９はロボット２１４、チャンバ２１６、およびウェハキャリア２１８を含んだ小規模の環境の断面図である。
【００４０】
圧縮ガスの供給システムは供給部材内で規制されたオリフィス（開口）を利用することもできる。好適にはオリフィスは様々なサイズの標準ノズルと組み合わされる。好適にはオリフィスは適した圧力すなわち作用力を維持するようにサイズ化されており、固定具から残留洗浄液を移動させて蒸発を助ける。ノズルを有する供給システムの部材は任意で様々な噴射パターン形状化の特徴を採用する。
【００４１】
必要であれば圧縮空気供給システムあるいは類似した別体のガス供給システムを任意で使用して、冷却された空気、窒素、二酸化炭素、亜酸化窒素、アンモニアあるいは他の知られた冷却ガスを利用して固定具を冷却できる。最も好適な冷却ガスは窒素ガスである。図１から図３５で図示するように、二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバを利用して、乾燥中の固定具の本体温度を冷却できる。加熱要素のスイッチを切り、前述のように非加熱状態及び／又は冷却されたガスを使用することで、固定具の本体温度は乾燥チャンバから取り外す以前に冷却できる。冷却、非加熱または加熱ガスを、圧縮ガス乾燥供給システム、類似しているが別体のガス供給システム、または浄化された洗浄流体供給システムを通じて乾燥チャンバ内に導入することができる。
【００４２】
本発明の１実施例では、洗浄処理済みのキャリアまたはリッドが手動あるいは好適には自動で洗浄チャンバから取り出される。任意により、残留洗浄流体を排除するために固定具を傾斜、回転および揺動動作させることができる。
【００４３】
好適にはキャリアまたはリッドは乾燥のためにチャンバ内に配置される。このチャンバは、乾燥のための少なくとも二つ目的のチャンバであるなら、洗浄のために使用されるチャンバでよい。あるいは、キャリアまたはリッドは分離可能な乾燥チャンバ内に配置される。好適には加熱した空気を循環させる専用乾燥チャンバ内に置かれる。好適には本発明の実施例は全自動である。しかし、別実施例では手動および半自動形態を含む。
【００４４】
本発明の実施例は一体型の洗浄／乾燥チャンバを含むことができる。あるいは、洗浄と乾燥は図１から図３５に関して解説するものに類似した別々のチャンバ内で実行することができる。別実施例では、好適にはウェハキャリアの定格の洗浄／乾燥サイクル時間は約５分から約１時間であり、さらに好適には約１０分から約４０分であり、最好適には約１５分から約３０分である。１実施例では、本発明はウェハキャリア洗浄装置を利用する。ここでは乾燥プロセス時間は最短化され、プロセスの効率は以下の別方法によって向上されている。
【００４５】
洗浄サイクル後に、ウェハキャリアは洗浄チャンバから自動的に取り出され、任意でロボットがウェハキャリアの一連の操作を実行する。これらには、傾斜、回転、振動および揺動が含まれる。残留した洗浄流体はウェハキャリアから排除される。好適には操作の速度、時間および程度はプログラムされた自動コマンドによって制御される。好適にはその後、同じ自動装置によって、ウェハキャリアは乾燥のために同一チャンバまたは別チャンバに移される。
【００４６】
手動または自動のこのような操作の１例は、固定具乾燥時間を短縮するために以下の動作を行うことができる。これら一連の操作は時計回り（ＣＷ）に開始されるが、回転方向は当然に反転が可能であり、反時計回り（ＣＣＷ）の回転で開始することも可能である。以下では乾燥方法の別実施例を解説する。
１．チャンバドアを開く（Ｔ＝０秒）
２．ウェハキャリア本体を取り出す（Ｔ＝４秒）
３．アームを回転させ、挟持装置を約３０°下方に向ける（Ｔ＝５秒）
４．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度で反転するまで（約１８０°）ゆっくりと時計回りに回転させる（Ｔ＝６秒）
５．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度でゆっくりと約３６０°反時計回りに回転させる（Ｔ＝９秒）
６．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度でゆっくりと約３６０°時計回りに回転させる（Ｔ＝１２秒）
７．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度でゆっくりと約３６０°反時計回りに回転させる（Ｔ＝１５秒）
８．ウェハキャリア本体を振動させ、液滴を振い落とす
９．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度でゆっくりと時計回りに回転させて水平にする（Ｔ＝１７秒）
１０．アームを回転させ、挟持装置を約３０°上方に向ける（Ｔ＝１８秒）
１１．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度で反転（約１８０°）するまでゆっくりと時計回りに回転させる（Ｔ＝２０秒）
１２．ウェハキャリア本体を約１２０°／秒の速度で約３６０°ゆっくりと反時計回りに回転させる（Ｔ＝２３秒）
１３．ウェハキャリア本体を振動させ、液滴を振い落す
１４．ウェハキャリア本体をチャンバの外側で通常の水平位置に戻す（Ｔ＝２４秒）
１５．ウェハキャリア本体をチャンバ内に戻し、ドアを閉じる（Ｔ＝３０秒）
【００４７】
別な洗浄／乾燥チャンバを図１から図３５のごとく使用すると、典型的には３０分の乾燥サイクルを、ウェハキャリアから余剰の液体を物理的に除去する上述の一連の操作または他の操作を適用することで短縮することができる。
【００４８】
洗浄サイクル後、好適には前述の一連の自動操作後に、ウェハキャリアを、典型的な二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバとは異なって当初に乾燥している内部を備えた専用乾燥チャンバに入れることができる。
【００４９】
冷却空気または他のガス（気体）が選択された間隔で乾燥チャンバに導入され、乾燥サイクルの冷却段階を促進し、ウェハキャリアの温度を低下させる。
【００５０】
カムドライブまたは他の駆動システムが使用され、単純な回転動作と共に、またはその代わりに圧縮空気または圧縮ガスの供給システムの圧縮動作を駆動させる。
【００５１】
導入された圧縮ガスの分量、圧力、温度および方向を調節するために噴射ノズルが利用できる。ノズルは任意で圧縮ガス供給のための単純ドリル穴並びに圧力、分量、温度および方向付け特性に対して実質的な調節を提供する。
【００５２】
１実施例では、ウェハキャリアの洗浄／乾燥サイクルはウェハキャリアの２部材（本体およびカセット）を分離するステップと、ウェハキャリアを二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバ内に配置するステップ（好適には自動）と、ウェハキャリアを洗浄するステップと、乾燥させるステップと、チャンバから取り出すステップと、カセットと本体とを再結合するステップとを含む。
【００５３】
直結駆動モータまたは他のシステムを使用して空気を供給するバー、パイプ、マニフォールドまたは他の空気供給部材を回転させることで、圧縮ガスを乾燥されている固定具および内部の乾燥チャンバ壁に向けて流すことができる。
【００５４】
振動カム駆動モータシステムを使用すると、チャンバ壁に直接的に吹き付けることなく、さらに多量の圧縮空気を乾燥処理中の固定具本体に供給できる。約７０°から１１０°の範囲の往復回転で圧縮ガスを固定具本体に効率的に方向付けることができる。
【００５５】
好適に乾燥されたウェハキャリアの１つの確認方法は、乾燥サイクル直後の密封ウェハキャリアの湿度と、約２時間の安定期間後のウェハキャリア内部の湿度との比較である。約１０％未満、好適には約７％未満、最好適には約５％未満の湿度増加は、好適に乾燥されたウェハキャリアであると見做せる。例えば、もし乾燥直後にウェハキャリアが３１％の内部湿度を有しており、約２時間後に３６％以下の湿気を有していれば、そのウェハキャリアは十分に乾燥している。もし乾燥プロセスがウェハキャリア内部に目視できる程度の洗浄液を残していれば、測定された湿度の増加は典型的には約１０％から約２２％の範囲であり、乾燥プロセスが失敗または不完全であると見做される。外側の目視による洗浄液滴の確認も乾燥プロセスの不成功の証拠であり、追加のガスノズルの必要性または別乾燥方法の利用の必要性を示す。
【００５６】
圧縮ガス供給部材は、ドリル加工された直径を増大させることで拡大オリフィスを有することができる。オリフィスの直径を増大させると固定具本体に送られるガス量を増加させることができるが、供給ガスの変動がなければ当初の供給形態に応じて、そのような改変はガス流速度を低下させ、乾燥システムの効率を減じ、乾燥時間を引き伸ばす。例えば、固定具の外側に向けられた乾燥バー穴の直径を約１／３２インチ（０．０８ｃｍ）から約１／１６インチ（０．１６ｃｍ）にまで倍増し、固定具の内部乾燥部材オリフィスの直径を約１／１６インチから約３／３２インチ（０．２４ｃｍ）にまで増加させると、小さな寸法の場合の乾燥時間よりも必要な乾燥時間は増加する。
【００５７】
組み合わせ洗浄／乾燥チャンバに対しては、好適には外面（上方）洗浄噴射バーを浄化し、液滴がウェハキャリア上に落下しないようにする。バルブと噴射バーとの間のパイプの短縮も、洗浄プロセス後にウェハキャリア上に滴下する液量の減少を助ける。ウェハキャリア本体の内面および外面は好適には同時的に洗浄され、約１分から１／２分を節約する。１例として、回転システムを使用した洗浄サイクルは約２分の内部洗浄と、その後の約１分の外部洗浄を有することができる。
【００５８】
乾燥チャンバの急冷は、処理後の湿気測定においてチャンバ内の湿気を低下させることができる。単体型装置の非回転チャンバでは、ウェハキャリア本体ホルダは壁に取り付けなくてもよい。よって、好適なことに高価なコーティングされた機械部品は単純で安価なウェハキャリア本体ホルダに置換される。
【００５９】
洗浄後でウェハキャリアが洗浄チャンバから取り出される前に約１２秒の遅延が導入できる。この猶予で内部噴射バーはその休止位置に戻ることができる。ウェハキャリアの一部の特殊モデルは、堆積した液滴を除去するために本体の下方前方畝部に沿って方向付けられた１以上ガスノズルの恩恵を受ける。
【００６０】
ウェハキャリアの予備加熱はプロセスの精度を向上させる。このプロセスは、ウェハキャリア本体の処理待機中に、ウェハキャリア本体を熱湯で洗浄すること、及び／又は汚染されたウェハキャリア本体に熱ガスを循環させることを含む。フレキシブルなシャフトカップラはモータの問題を低減できる。
【００６１】
オリフィスの直径の拡大と同様に、他の変更を伴わず、当初の供給形態に応じた乾燥バーの穴の拡大は、速度を減速させ、よって供給部材オリフィスから送られてくるガス圧を低下させることでウェハキャリア本体の乾燥効率を低下させる。標準ノズルを採用することによるオリフィスサイズの制御は、供給部材にドリル加工された穴よりも望ましい。
【００６２】
乾燥プロセスの開始に先立って１以上の熱流体（特にガスあるいは揮発性流体）を使用してウェハキャリアを予め加熱すると乾燥プロセス時間が短縮される。例えば、もし熱湯が洗浄サイクル中にウェハキャリアの暖房に使用されたら、室温の水で暖める場合よりもウェハキャリアが適切に乾燥される可能性が高まる。
【００６３】
乾燥チャンバ及び／又はウェハキャリア本体の冷却は処理後の湿度の制御に大きな効果を有する。乾燥サイクルを通過することが重要な場合には、冷却方法は乾燥結果を向上させるであろう。触れて少々暖かいと感じるだけの乾燥ウェハキャリア本体は、普通は２時間の処理後、湿気試験を通過する。
【００６４】
典型的には、乾燥サイクルの冷却処理後のウェハキャリア乾燥チャンバの予めの加熱は有効である。ウェハキャリア乾燥チャンバは使用後にしばしば約３０℃から３５℃の温度である。次のサイクルが開始する前にチャンバを再び急加熱する目的で、吸引ガスを切断することはチャンバ加熱時間の短縮につながる。例えば、チャンバの加熱に約８分から１０分かける代わりに、吸引ガスの切断により予備加熱時間を５分から６分に短縮することができる。
【００６５】
チャンバサイズは乾燥時間に影響を及ぼす。チャンバが分離している洗浄サイクルと乾燥サイクルを有しているか、あるいは共通の洗浄／乾燥サイクルを有しているかに関係なく、小型チャンバは小さな容積であり、大型チャンバと同一の作用力が与えられれば小型チャンバは乾燥を迅速化させることができる。小型チャンバの小さな容積は空気をウェハキャリア本体表面のさらに近くに流させる。小型チャンバの別な利点は、小型のフットプリントがそのような器具の製造バージョンを必要とする販売者にとって望ましいことである。
【００６６】
ウェハキャリアの保持特性は、不都合な残留した洗浄液の捕獲要因であるため、デザインの改良で対処できる。いくつかの可能な全体的デザインの改良は以下を含むが、限定はしない。
【００６７】
１）ウェハキャリアホルダを、加工して特殊コーティングされたアルミ構造物の代わりにプラスチック製にする。
【００６８】
２）ウェハキャリアホルダの脚部を単ウェハキャリア試験電池の脚部に類似させるとウェハキャリアの湿気捕獲要因を減少させることができる。この改良はウェハキャリア本体保持システムの改良と組み合わせることができる。
【００６９】
３）好適には乾燥された装置に対して洗浄液滴の目視検査および続く湿気試験を実施する。１実施例ではウェハキャリア本体内部のいななる洗浄液滴も不都合であると見做す。すなわち目視可能な流体は典型的には湿気を約１０％押し上げる。
【００７０】
本発明の別実施例は、限定はしないが、専用乾燥チャンバを使用するか、乾燥させる固定具をチャンバ内へ配置することに先立って二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバの内部を乾燥状態とするが、乾燥サイクル時間を短縮させることができる。乾燥チャンバとして使用する前にチャンバ壁から洗浄流体を除去することで乾燥プロセスの効率が高まる。チャンバ内面から余剰液を除去することで固定具の乾燥状態が改善する。二つの目的を持つチャンバの寸法を小さくすることで流体の適用面積が減少し、乾燥効率が高まる。さらに乾燥チャンバの寸法の減少でガス循環速度が増加し、作業効率が高まる。
【００７１】
本発明を以下の非限定的な実施例でさらに詳細に解説する。以下の実施例は乾燥サイクルがその後に続く洗浄サイクルを含む。チャンバ内に設置されるウェハキャリアとウェハキャリアリッドは図１から図３５で示すものに類似する。さらに、チャンバキャビネットと小規模のクリーン環境は図３６から図３９で示すものに類似して構築されている。
【００７２】
実施例１：
チャンバ本体はポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）のシートで製造された。寸法は奥行き２５．５インチ（６５ｃｍ）、幅２１インチ（５３ｃｍ）、高さ２６インチ（６６ｃｍ）であった。チャンバ本体はチャンバ右側の外部噴射バーのための側開ドアと、ベルト駆動式ドライブを有していた。ウェハキャリア本体は、内部噴射バーによって洗浄されるチャンバ内部にアクセスさせるフレームに設置されていた。角支持部が多少傾斜しており、水滴の収集と粒子の凝集が防止された。フレームの全露出側部は上部で面取り加工されており、水の収集と粒子の凝集が防止された。外部噴射バーは幅０．０１０インチ（０．０２５ｃｍ）、長さ０．０８０インチ（０．２０ｃｍ）のスロットを含んだ。スロットはウェハキャリア本体とチャンバ壁に面したパイプの側部に沿って配置された。スロットはレーザを使用して提供され、洗浄サイクル中は水ノズルとして利用され、エアナイフサイクルと乾燥サイクル中にはエアノズルとして利用された。内部噴射バーは０．０３１２５インチ（０．０８ｃｍ）と０．０６２５インチ（０．１６ｃｍ）の穴と、ウェハキャリア本体の内部を対象とする２つの扇状の水ノズルを含んだ。
【００７３】
べルト式ドライブは、空気と水の吸入接続部を含んだ外部噴射バーマニフォールドに接続された。圧力変動とパイプ材料（ＰＶＤＦ）の膨張および収縮による噴射バーのずれ防止に役立つため、これはチャンバ本体の重要な特徴であった。チャンバ本体の別な重要な特徴はチャンバ内部の圧力を制御するバタフライ排気バルブであった。空気の高圧および量の多さによって、洗浄サイクル中にはエアナイフサイクル中ほどには大きな圧力解放を提供することは重要ではなかった。バタフライバルブは空気で作動して開き、圧力が解放されて閉じた。ダイヤフラムのデザインは閉じる際に最小量の排気を吸引した。
【００７４】
チャンバ本体の外部放射バーは独自性のある装置であった。外部放射バーはＰＶＤＦとテフロン（登録商標）で成る多数の部品を含んでいた。マニフォールドはベルト式ドライブ、空気と水の吸入部、および噴射バーを連接した。３つの大きな穴は回転による圧力を発生させることなく空気と水を放射バー内に流入させた。保持ブラケットはパイプに溶接され、スロットの妨害を防止し、空気と水をキャリア本体と完全に接触させた。ベルト式ドライブの駆動側はリミットスイッチを利用して外部放射バーの回転を防止してパイプを損傷から保護した。外部噴射バーは前後方向に弧を描くように約２７０°反復回転した。
【００７５】
チャンバ本体の内部噴射バーは、これもリミットスイッチを使用する直結駆動として構築された。内部噴射バーは単純に溶接されたパイプとＬ型継手であり、上部に小さな複数穴が設けられ、側部に大きな複数穴が設けられていた。噴射バーは基部フレームの前部スカートの穴内で回転自在であった。内部噴射バーは約１８０°外部噴射バーと直交するように側部間で弧を描くように回転した。２つの異なる弧を描くような回転動作が利用され、ウェハキャリアは一方側には押されなかった。ウェハキャリア本体の動作は角支持部の利用によって防止された。この場合、両側のタブはウェハキャリアをその位置に保持した。容量センサーが動作の検出を助けるために利用された。キャリアが角支持部からずれたか否かを検出するため、これらセンサーはキャリアに非常に接近していたが接触はしていなかった。もし接触すれば損傷がウェハキャリア本体だけではなく内部噴射バーと外部噴射バーにも発生したであろう。
【００７６】
所定時間内にウェハキャリア本体を乾燥させるため、チャンバを可能な限り暖かく保温することが求められた。ウェハキャリアは６０℃（１４０°Ｆ）を超えてはならない運搬中および使用中に、キャリアへのダメージを防止するのに役立つよう、ポリカルボン酸塩上にコーティングを有していた。さもないと歪みが発生する。従って、適した温度にて必要な温度を維持するために加熱ブランケットがチャンバの外部に必要であった。これらブランケットは１８０°Ｆにセットされ、約１６０°Ｆにチャンバを加熱した。チャンバの側部の赤外線センサーが、キャリアが最も熱せられる上部付近でウェハキャリアの温度を監視した。チャンバの加熱は、洗浄サイクル後の清浄およびエアナイフサイクル中に重要になった。そこではウェハキャリアとチャンバの温度は大きく降下した。従って、乾燥サイクルを加熱させることでチャンバの望む内部温度に戻り、所定の処理時間が維持された。ウェハキャリア本体の洗浄プロセスは以下の通りである。
１０．チャンバ本体のドアを開いた（Ｔ＝０秒）
１１．ロボットがウェハキャリア本体をフレーム上に設置した（Ｔ＝４０秒）
１２．チャンバ本体のドアが閉じてロックされた（Ｔ＝６０秒）
１３．洗浄サイクル（Ｔ＝６１秒）
１４．浄化サイクル（Ｔ＝１２１秒）
１５．エアナイフサイクル（Ｔ＝１３１秒）
１６．加熱ＣＤＡ乾燥サイクル（３７１秒）
１７．噴射バーが本来の位置に戻った（Ｔ＝７３１秒）
１８．チャンバ本体のドアが開いた（Ｔ＝７３２秒）
【００７７】
積荷ポートから積荷ポートへの全プロセス時間は１４分であり、洗浄プロセス時間は１２分であった。このプロセスサイクルで、スタート時における出力である２１体ウェハキャリア／時間と、継続時の出力である２５体ウェハキャリア／時間が得られた。
【００７８】
小規模の環境：
このプロセスを可能な限りクリーンな状態に維持するため、空気中の微粒子数をＩＳＯ基準３またはクラス１のレベルに維持する小規模の環境を有することが必要であった。小規模の環境は超低粒子空気（ＵＬＰＡ）フィルタを収容した。このフィルタは天井から床までの超清浄（クリーン）層流を発生させた。この層流は格子構造の小規模の環境床下での粒子凝集を防止し、個々のチャンバ内に収集される代わりに、ウェハキャリアに取り付いている大粒子を環境から排出させた。小規模の環境は粉末コーティングされた２インチ（５．１ｃｍ）四方のステンレス鋼ビームにより製造された。床は格子状ポリプロピレン平面であった。小規模の環境はスタウブリ（Ｓｔａｕｂｌｉ）製の６軸クリーンルームロボットを収容した。このロボットはウェハキャリア本体とドアとが洗浄に適したチャンバ内に設置されるように操作した。
【００７９】
リッドおよびキャビネット本体：
リッドとキャビネット本体は、コルザン（Ｃｏｒｚａｎ）Ｇ２に全体的に封入された２インチ四方の３０４ステンレス鋼フレームで構築された。それぞれのキャビネットで寸法は高さ１０８インチ（２７４ｃｍ）、奥行き６０インチ（１５２ｃｍ）、幅８２．５インチ（２１０ｃｍ）であった。各リッドとキャビネット本体は６つのリッドとチャンバ本体をそれぞれ保持した。設備は排気ダクト脇の器具中央部を上から下へ通過してキャビネットに入った。キャビネットは全面的に排気され、加熱ブランケットとクリーン乾燥空気（ＣＤＡ）ヒータによる過熱が防止された。キャビネットは内面の底部に格子状排水部を有しており、チャンバから漏水を捕獲した。キャビネットはまた、６チャンバが全て同時的に漏水しても全部の水を排水することができるように漏水センサーを備えた排水部も有した。
【００８０】
各チャンバは維持管理や交換のために取り外すことができるバルブと電気部品のセットと関係した。保守管理や交換に必要であれば個々のチャンバも取り外し可能であった。キャビネットを示す図で図示するようにドアが左方向または右方向に開く側部以外は、チャンバ本体は全て同じであった。このことはリッドチャンバの場合でも同じであった。従って、必要であればチャンバはキャビネット内でドアの開く方向を変えて移動が自由であった。
【００８１】
分離式の洗浄チャンバおよび乾燥チャンバと組み合わせチャンバとの対比：
１実験では、図２で示すような約１３５°Ｆ（５７℃）に予備加熱された二つの目的を持つ洗浄／乾燥チャンバを使用して、前述した一連の操作が手動により実施された。全乾燥時間は４分間短縮された。チャンバの予備加熱は、ウェハキャリアの挿入に先立ってチャンバ壁からの残留する流体を減少させた。
【００８２】
実施例２
チャンバ内冷却ガスが乾燥プロセス中に供給された。：
チャンバ熱源を切断すると最初の１分でチャンバ温度が約１０℃降下したが、その後は影響が弱まった。固定具本体の内外へ冷却ガスを同時的に供給すると、固定具本体の温度が急降下した。清浄乾燥空気を室温で噴射する１／４インチ（０．６４ｃｍ）ノズルと２つの１８インチ（４６ｃｍ）エアナイフが使用され、約２分でウェハキャリアが冷却することが確認された。
【００８３】
前述の実施例において、一般的または特殊形態で説明された部品を他の部品と置換し、及び／又は本発明の特定操作条件を他の実施例のものと置換しても同様な結果が得られるであろう。
【００８４】
本発明をいくつかの実施例および実施態様を利用して詳細に解説したが、他の実施態様であっても同様な結果をもたらすことができる。本発明の改変は専門家には自明であり、「請求の範囲」によってそれらはカバーされている。明細書で言及した全ての参考文献の内容は本願に援用されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアを洗浄および乾燥させる装置であって、
キャリアを保持するチャンバを含んでおり、
該チャンバはその内部にキャリア外部噴射システムとキャリア内部噴射システムとを含んでおり、
該キャリア外部噴射システムは、流体を前記キャリアの外面上に噴射する少なくとも１つのスロットを含んでおり、
前記キャリア内部噴射システムは、流体を前記キャリア内部に噴射する少なくとも１つのスロットを含んでいることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記キャリアは半導体ウェハキャリアを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記キャリアはキャリアリッドを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記流体は液体であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記流体は気体であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記キャリア外部噴射システムと前記キャリア内部噴射システムは互いに直交方向に移動してキャリアの移動を防止することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記キャリア外部噴射システムと前記キャリア内部噴射システムは弧を描くように振動することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記キャリアを回転させるモータをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
少なくとも１つの加熱システムをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記加熱システムは少なくとも１つの加熱パッドを含んでいることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
本装置は小規模のクリーン環境内に設置されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１２】
複数のキャリア洗浄／乾燥装置がキャビネット内に収容されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記キャリア外部噴射システムは少なくとも部分的に回転できることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記キャリア内部噴射システムは少なくとも部分的に回転できることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１５】
キャリアを洗浄および乾燥させる方法であって、
キャリアをチャンバ内に配置するステップと、
外部噴射システムにより該キャリアの外部に液体を噴射するステップと、
内部噴射システムにより該キャリアの内部に液体を噴射するステップと、
前記外部噴射システムにより該キャリアの外部に気体を噴射するステップと、前記内部噴射システムにより該キャリアの内部に気体を噴射するステップと、を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記キャリアの配置ステップは、半導体ウェハキャリアの配置を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記キャリアの配置ステップは、キャリアリッドの配置を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
チャンバの外部を加熱するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記キャリアの外部と内部は互いに直交する動作を介して噴射されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの噴射ステップは弧を描くように噴射することを含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１】
キャリアを洗浄および乾燥させる装置であって、
キャリアを保持するチャンバを含んでおり、
該チャンバはその内部にキャリア外部噴射システムとキャリア内部噴射システムとを含んでおり、
該キャリア外部噴射システムは、流体を前記キャリアの外面上に噴射する少なくとも１つのスロットを含んでおり、
前記キャリア内部噴射システムは、流体を前記キャリア内部に噴射する少なくとも１つのスロットを含んでいることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記キャリアは半導体ウェハキャリアを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記キャリアはキャリアリッドを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記流体は液体であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記流体は気体であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記キャリア外部噴射システムと前記キャリア内部噴射システムは互いに直交方向に移動してキャリアの移動を防止することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記キャリア外部噴射システムと前記キャリア内部噴射システムは弧を描くように振動することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記キャリアを回転させるモータをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
少なくとも１つの加熱システムをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記加熱システムは少なくとも１つの加熱パッドを含んでいることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
本装置は小規模のクリーン環境内に設置されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１２】
複数のキャリア洗浄／乾燥装置がキャビネット内に収容されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記キャリア外部噴射システムは少なくとも部分的に回転できることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記キャリア内部噴射システムは少なくとも部分的に回転できることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１５】
キャリアを洗浄および乾燥させる方法であって、
キャリアをチャンバ内に配置するステップと、
外部噴射システムにより該キャリアの外部に液体を噴射するステップと、
内部噴射システムにより該キャリアの内部に液体を噴射するステップと、
前記外部噴射システムにより該キャリアの外部に気体を噴射するステップと、前記内部噴射システムにより該キャリアの内部に気体を噴射するステップと、を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記キャリアの配置ステップは、半導体ウェハキャリアの配置を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記キャリアの配置ステップは、キャリアリッドの配置を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
チャンバの外部を加熱するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記キャリアの外部と内部は互いに直交する動作を介して噴射されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの噴射ステップは弧を描くように噴射することを含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１４Ｅ】
【図１４Ｆ】
【図１４Ｇ】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１４Ｅ】
【図１４Ｆ】
【図１４Ｇ】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【公表番号】特表２０１１−５２２４２５（Ｐ２０１１−５２２４２５Ａ）
【公表日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１１８３２（Ｐ２０１１−５１１８３２）
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４５５２９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５５０７３
【国際公開日】平成２１年１２月２３日（２００９．１２．２３）
【出願人】（５０９２８５８０５）ポリ−フロー エンジニアリング エルエルシー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４５５２９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５５０７３
【国際公開日】平成２１年１２月２３日（２００９．１２．２３）
【出願人】（５０９２８５８０５）ポリ−フロー エンジニアリング エルエルシー (1)
【Ｆターム（参考）】
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