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JPH06252122A - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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Publication number
JPH06252122A
JPH06252122A JP5056424A JP5642493A JPH06252122A JP H06252122 A JPH06252122 A JP H06252122A JP 5056424 A JP5056424 A JP 5056424A JP 5642493 A JP5642493 A JP 5642493A JP H06252122 A JPH06252122 A JP H06252122A
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liquid
concentration
tank
flow rate
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Masashi Teramoto
正史 寺本
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Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron FE Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron FE Ltd
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Publication date
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Priority to KR1019940003148A priority patent/KR100258830B1/ko
Priority to TW083101760A priority patent/TW283796B/zh
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Priority to US08/753,032 priority patent/US5722441A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理液の濃度を常に一定に維持でき、処理精
度の向上及び処理能力の向上を図れるようにした処理装
置を提供する。 【構成】 半導体ウエハWの処理液Lを処理槽1内に循
環供給する循環系2に新しい処理液を供給する処理液供
給手段3を接続する。処理液供給手段3の処理液供給側
に供給流量制御弁14a,14b,14cを設け、この
供給流量制御弁14a,14b,14cを処理槽1内の
処理液Lの濃度に応じて連続的に制御する。これによ
り、処理槽1内の処理液Lの濃度を常に一定に維持で
き、処理精度の向上及び処理能力の向上を図ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体ウエハ
等の被処理体を処理液により処理する処理装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いて、被処理体である半導体ウエハ(以下にウエハとい
う)の表面に付着した被膜やパーティクル等の不純物を
除去するために洗浄処理装置が使用されている。この洗
浄処理装置は、ウエハに対して、例えばアンモニア処
理、水洗処理、フッ酸処理あるいは塩酸処理等の各処理
を順次施してウエハの表面を清浄化するものである。
【0003】そこで、従来の洗浄処理装置では、アンモ
ニア処理槽、水洗処理槽、フッ酸処理槽等の各処理槽を
配置する複数の処理室を配列し、ウエハを搬送手段にて
載置保持して各処理室内外に搬入・搬出して処理を施し
ている。この場合、各処理室において、処理槽内に収容
された処理液にウエハを浸漬してウエハの表面を洗浄処
理し、順次所定の処理室で処理して最終の洗浄工程後の
ウエハの表面を清浄な状態にしている。
【0004】ところで、処理槽内に収容される処理液は
その性質の違いにより温度や処理時間等によってその濃
度が変化する。例えばアンモニア処理においては、アン
モニア(NH4 OH)と過酸化水素(H2 O2 )及び純
水を混合した処理液を例えば60℃〜80℃の温度範囲
で使用しているが、このうちアンモニアは、図6に示す
ように、時間の経過と共に濃度が低下する傾向にあり、
このような濃度が低下した状態で処理を行うと、洗浄が
不均一となる。そこで、従来では最適状態で洗浄処理す
るには、例えば10分後、20分後に処理槽内の処理液
を全部交換する方法、所定処理回数毎に処理液を全部交
換するか処理液を断続的に一部補充する方法が採られて
いる。。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように所定時間や所定処理回数後に処理槽内の処理液を
全部交換することは、多くの労力及び時間を要するた
め、処理能力の低下を招くという問題があった。しか
も、処理装置の処理液を全部交換することは、大量の処
理液を排出するため、処理液の無駄が生じるばかりか、
大量の処理液を頻繁に排出することは、処理済みの処理
液の廃棄問題をも惹起する虞れもあった。
【0006】この問題を解決する方法として、所定時間
あるいは所定処理回数後に処理槽内に新しい処理液を補
充する方法が考えられる。この方法によれば、処理液の
交換時期を延ばすことができるが、この方法においては
新しい処理液の補充のタイミングが難しい上、処理液の
濃度を常に一定に維持することは難しいという問題があ
る。
【0007】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、処理液の濃度を常に一定に維持でき、処理精度の向
上及び処理能力の向上を可能にする処理装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第1の処理装置は、被処理体を処理する
処理液を収容する処理槽と、上記処理槽内に処理液を供
給する処理液供給手段とを具備する処理装置において、
上記処理液供給手段の処理液供給側に供給流量制御機構
を設けると共に、この供給流量制御機構を上記処理槽内
の処理液の濃度に応じて連続的に制御することを特徴と
するものである。
【0009】また、この発明の第2の処理装置は、被処
理体を処理する処理液を収容すると共に処理液排出路を
接続する処理槽と、上記処理槽内に処理液を供給する処
理液供給手段とを具備する処理装置において、上記処理
液供給手段の処理液供給側に供給流量制御機構を設ける
と共に、この供給流量制御機構を上記処理槽内の処理液
の濃度に応じて連続的に制御し、上記処理液排出路に排
出流量制御機構を設けると共に、この排出流量制御機構
を、処理に供される処理液の汚れを検出する汚れ検出手
段からの検出信号に基いて連続的に制御することを特徴
とするものである。
【0010】この発明において、上記供給流量制御機構
は処理槽内の処理液の濃度に応じて連続的に制御される
ものであれば、予め実験等により測定された処理液の濃
度測定値のデータに基いて供給流量制御機構を制御して
もよく、あるいは、処理に供される処理液の濃度を濃度
検出手段にて検出し、その検出信号に基いて供給流量制
御機構を制御するものであってもよい。
【0011】
【作用】上記のように構成されるこの発明の処理装置に
よれば、処理槽内に処理液を供給する処理液供給手段の
処理液供給側に供給流量制御機構を設け、この供給流量
制御機構を処理槽内の処理液の濃度に応じて連続的に制
御することにより、処理槽内の処理液の濃度を常に一定
に維持することができる。したがって、連続的に被処理
体の処理を行うことができ、処理精度の向上及び処理能
力の向上を図ることができる。
【0012】また、処理槽内に処理液を供給する処理液
供給手段の処理液供給側に供給流量制御機構を設け、こ
の供給流量制御機構を処理槽内の処理液の濃度に応じて
連続的に制御し、処理槽に接続する処理液排出路に排出
流量制御機構を設け、この排出流量制御機構を、処理に
供される処理液の汚れを検出する汚れ検出手段からの検
出信号に基いて連続的に制御することにより、処理液の
濃度の維持の他に処理液の汚れに応じて処理液を交換す
ることができる。したがって、処理槽内の処理液を濃度
及び汚れの2点を監視して常に最適状態で処理に供する
ことができる。
【0013】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基いて詳
細に説明する。この実施例ではこの発明の処理装置をウ
エハの洗浄処理装置に適用した場合を示す。
【0014】◎第一実施例 図1はこの発明の処理装置の第一実施例の概略断面図が
示されている。この発明の処理装置は、被処理体である
ウエハWを浸漬処理する処理液Lを収容する処理槽1
と、この処理槽1に処理液Lを循環供給する循環系2
と、処理槽1に新しい処理液Lを供給する処理液供給手
段3とで主要部が構成されている。
【0015】上記処理槽1は、図示しないウエハ保持ア
ームによってウエハWを収容する処理槽本体1aの底部
に処理液供給口4aと処理液排出口4cを設け、処理槽
本体1aの上部外周にオーバーフロー槽1bを設けると
共に、オーバーフロー槽1bの底部の適宜箇所に処理液
回収口4bを設けてなる。なお、処理槽本体1aの下部
には処理液Lを均一にウエハWに当るようにするための
整流板5が配設されている。
【0016】循環系2は、処理槽1の処理液供給口4a
と処理液回収口4bに接続する循環管路6のオーバーフ
ロー回収側から順に処理液循環ポンプ7、ダンパー8、
熱交換器9及びフィルタ10を介設してなる。そして、
処理槽1の上部からオーバーフロー槽1bにオーバーフ
ローした処理液Lを循環管路6及び処理液循環ポンプ7
によって循環しつつ循環管路6に介設された熱交換器9
で温度制御し、処理液循環ポンプ7による脈動をダンパ
ー8にて軽減した後、フィルタ10でパーティクルを除
去して処理槽1内に戻し、温調及び清浄化した処理液L
でウエハWの洗浄処理を行うように構成されている。
【0017】上記処理液供給手段3は、新しい処理液
(薬液)、例えばアンモニア水、過酸化水素水及び純水
をそれぞれ収容する処理液供給槽11a,11b,11
cと、各処理液供給槽11a〜11cと上記循環管路6
とを接続する処理液供給管路12と、処理液供給管路1
2に介設される処理液供給ポンプ13とで構成されてい
る。そして、このように構成される処理液供給手段3の
各処理液供給管路12にそれぞれ供給流量制御機構、例
えば供給流量制御弁14a,14b,14cが介設され
ている。これら供給流量制御弁14a〜14cは、予め
実験等によって検出された処理液Lの濃度変化のデータ
を記憶した制御部15(例えば中央演算処理装置:CP
U)によって操作されるようになっている。
【0018】上記のように構成される処理装置におい
て、図示しないウエハ搬送アームにより搬送されたウエ
ハWがウエハ保持アームによって処理槽1内に搬入さ
れ、処理槽1内に循環供給される処理液Lに所定時間浸
漬されて洗浄処理が行われる。この洗浄処理中に処理液
Lの濃度が低下するので、予め処理液Lの濃度の低下の
データを記憶したCPU15からの信号によって濃度が
低下した新しい処理液(薬液)の供給流量制御弁例えば
アンモニアの供給流量制御弁14aが操作されて濃度が
低下した量の新しい処理液(アンモニア)が補充され
る。したがって、処理槽1内の処理液Lは常時濃度が一
定に維持され、ウエハWを最適状態で洗浄処理すること
ができる。
【0019】なお、上記説明では濃度が低下した量の新
しい処理液を循環管路6を介して処理槽1内に補充する
場合について述べたが、必ずしもこのような構造とする
必要はなく、別の構造としてもよい。すなわち、図2に
示すように、処理液供給手段3の各処理液供給管路12
を処理槽1のオーバーフロー槽1bの上方へ配管して、
新しい処理液(薬液)をオーバーフロー槽1bに供給す
る方式であってもよい。
【0020】◎第二実施例 図3はこの発明の処理装置の第二実施例の概略断面図が
示されている。第二実施例における処理装置は、処理槽
1内の処理液Lの濃度を検出しつつ処理液Lの濃度を一
定に維持できるようにした場合である。すなわち、処理
槽1の処理液供給口4aと処理液回収口4bに接続する
循環管路6の一部、例えば処理液循環ポンプ7の吐出側
と吸入側とを接続するバイパス管路16に濃度検出手段
である濃度検出用分光器17を介設すると共に、この濃
度検出用分光器17によって検出された濃度信号をCP
U15に伝達し、CPU15からの出力信号によって各
供給流量制御弁14a〜14cを操作するようにした場
合である。この場合、濃度検出用分光器17による処理
液濃度の測定は、バイパス管路16内を流れる処理液の
近赤外線透過スペクトルが処理液を構成している成分例
えばアンモニア水、過酸化水素水の濃度によって変化す
るという原理に基くものである。
【0021】第二実施例において、ウエハWを処理槽1
内の処理液Lに浸漬してウエハWを洗浄処理を行つてい
る間に、循環管路6を介してバイパス管路16に流れる
サンプリング用の処理液の濃度が濃度検出用分光器17
によって検出される。そして、この濃度検出用分光器1
7により検出された濃度信号がCPU15に送られ、C
PU15にて所定の情報と比較演算された出力信号に基
いて供給流量制御弁14a〜14cが操作され、濃度の
低下した処理液成分の新しい処理液が処理液供給槽11
a〜11cから処理液供給管路12を介して循環管路6
に流れ、処理槽1内に補充される。したがって、処理槽
1内の処理液Lの濃度は常時一定に維持され、最適状態
でウエハWの洗浄処理を行うことができる。
【0022】なお、第二実施例において、その他の部分
は上記第一実施例と同じであるので、同一部分には同一
符号を付してその説明は省略する。
【0023】◎第三実施例 図4はこの発明の処理装置の第三実施例の概略断面図が
示されている。第三実施例における処理装置は、処理液
の濃度の維持の他に処理液の汚れを検出して処理液の排
出を制御するようにした場合である。
【0024】すなわち、第三実施例の処理装置は、図4
に示すように、処理槽1の処理槽本体1aの底部に処理
液供給口4aとは別に処理液排出口4cを設け、この処
理液排出口4cに接続される処理液排出管路18に排出
流量制御機構、例えば排出流量制御弁19を介設し、ま
た、循環管路6の処理液循環ポンプ7の吐出側と吸入側
とに第2のバイパス管路16aを接続すると共に、この
第2のバイパス管路16aに処理液の汚れ検出手段であ
る汚れ検出用分光器17aを介設してなる。そして、汚
れ検出用分光器17aによって検出された汚れ信号をC
PU15に伝達し、CPU15からの出力信号によって
排出流量制御弁19を操作するようにした構造となって
いる。また、汚れ信号を受けたCPU15からの信号は
供給流量制御弁14a〜14cにも伝達されるようにな
っている。なお、上記汚れ検出用分光器17aは上記濃
度検出用分光器17と同様の原理によって処理液中の汚
れすなわちパーティクルの量を検出することができる。
また、第三実施例において、その他の部分は上記第二実
施例と同じであるので、同一部分には同一符号を付して
その説明は省略する。
【0025】上記のように構成される第三実施例の処理
装置において、循環管路6を介して第2のバイパス管路
16aに流れるサンプリング用の処理液の汚れが汚れ検
出用分光器17aによって検出される。そして、この汚
れ検出用分光器17aにより検出された汚れ信号がCP
U15に送られ、CPU15にて所定の情報と比較演算
された出力信号に基いて排出流量制御弁19が操作さ
れ、汚れの度合いに応じて処理槽1内の処理液Lが処理
液排出管路18を介して外部に排出される。この場合、
排出される処理液の量が判るので、その排出量に相当す
る量の処理液は、CPU15からの出力信号に基いて供
給流量制御弁14a〜14cを操作することによって補
充することができる。
【0026】なお、上記実施例では処理排出口4cに接
続する処理液排出管路18に排出流量制御機構である排
出流量制御弁19を設けた場合について説明したが、必
ずしも排出流量制御弁19を処理液排出管路18に設け
る必要はなく、例えば図4に想像線で示すように、オー
バーフロー槽1bの処理液回収口4bに接続する処理液
排出管路18aに排出流量制御弁19を設けてもよい。
このように形成することにより、処理槽1内の処理液中
のパーティクル等がオーバーフロー槽1bに浮き上がる
ので、パーティクル等をオーバーフロー槽1bから有効
に排出することができる。
【0027】上記のように構成される処理装置は具体的
には、洗浄処理装置に組込まれて使用される。この洗浄
処理装置は、例えば図5に示すように、3つの洗浄処理
ユニット21,22,23にて構成されており、搬入側
の洗浄処理ユニット21にはローダ24が接続され、搬
出側の洗浄処理ユニット23にはアンローダ25が接続
されており、更に洗浄処理ユニット21,22間及び洗
浄処理ユニット22,23間に、3ユニットのいずれか
に含まれている処理室の一部を構成する水中ローダ26
が配設されている。
【0028】搬入側の洗浄処理ユニット21は、中心位
置に搬送アーム35を配設する容器36が位置し、その
周囲で容器36の左隣及びローダ24の正面にそれぞれ
アンモニア処理室27及び水洗処理室28が配設されて
いる。中央の洗浄処理ユニット22は、中心位置に搬送
アーム35を配設する容器36が位置し、その周囲の左
右両側に水中ローダ26を配設し、その間の前後位置に
フッ酸処理室29、水洗オーバーフロー処理室30を配
設してなる。また、搬出側の洗浄処理ユニット23は、
中心位置に搬送アーム35を配設した容器36が位置
し、この容器36の周囲でアンローダ25の正面側には
水洗ファイナルリンス処理室31を配設し、容器36の
右隣に乾燥処理室32を配設してなる。
【0029】上記のように構成される洗浄処理装置にお
いて、ローダ24に25枚ずつウエハWが載置されたキ
ャリア33が2つ搬送されてくると、オリフラ合せ機構
34が動作して、キャリア33内のウエハWを整列させ
る。次いで、突き上げ棒(図示せず)が上方に作動し
て、キャリア33をそのままに、ウエハWのみを上方に
取り出した後、突き上げ棒が互いに寄合って50枚のウ
エハWを等間隔で位置させる。次に、搬送アーム35が
作動して水平回転し、かつローダ24方向に伸びて先端
のフォーク37を突き上げ棒の下側に位置させる。そし
て、突き上げ棒が下降し、フォーク37上にウエハWが
載置位置決めされる。次いで、フォーク37上にウエハ
Wが載置された状態で、搬送アーム35が水平回転し、
かつ伸縮してアンモニア処理室27の開口部からウエハ
Wをアンモニア処理室27の処理槽1内の処理液に浸漬
して洗浄処理する。この洗浄処理中において、上述した
ように処理液の濃度が一定に維持される。
【0030】アンモニア処理室27内での洗浄が終了し
た後、ウエハWは次の水洗処理室28内へ搬入されて水
洗処理される。そして、洗浄が終了したウエハWは搬入
側の洗浄処理ユニット21と中央の洗浄処理ユニット2
2との間の水中ローダ26によって中央の洗浄処理ユニ
ット22に搬送され、中央の洗浄処理ユニット22の容
器36内に配設された搬送アーム35によって上述と同
様に搬送される。そして、ウエハWは、順次フッ酸処理
室29内での洗浄処理、オーバーフロー処理室30内で
の水洗オーバーフロー処理が行われる。上記フッ酸処理
室29内の洗浄処理においても上述と同様に処理液の濃
度が一定に維持される。
【0031】中央の洗浄処理ユニット22での洗浄処理
が行われたウエハWは、中央の洗浄処理ユニット22と
搬出側の洗浄処理ユニット23との間の水中ローダ26
にて搬出側の洗浄処理ユニット23に搬送される。そし
て、搬出側の洗浄処理ユニット23の搬送アーム35に
よって上述と同様に搬送されて、ファイナルリンスが行
われた後、乾燥処理が行われる。このようにして、搬出
側の洗浄処理ユニット23にて洗浄処理されたウエハW
はアンローダ25に搬送され、このアンローダ25にて
ウエハWの25枚ずつの分割、オリフラ合せが行われ、
そして、2つのキャリアに載置されて搬出される。
【0032】なお、上記実施例の洗浄処理装置では、3
つの洗浄処理ユニット21,22及び23を有するタイ
プの場合について説明したが、このタイプの洗浄処理装
置の他に複数の洗浄処理室を直線状に配置したタイプの
洗浄処理装置においてもこの発明の処理装置を適用する
ことができる。
【0033】また、上記実施例ではこの発明の処理装置
がウエハWの洗浄処理装置について説明したが、必ずし
もウエハWの洗浄処理装置に限定するものではなく、そ
の他の例えばLCDガラス基板等の洗浄処理装置や洗浄
以外の処理液を用いて処理する処理装置にも適用できる
ことは勿論である。
【0034】また、上記実施例では、供給流量制御機構
について、供給流量制御弁を用いて説明したが、必ずし
もこれに限られるものではなく、マスフローコントロー
ラ等の流量を制御できるものであればよいし、マスフロ
ーコントローラに制御用CPUを搭載した方式であって
もよいことは、いうまでもないことである。
【0035】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の処理
装置は上記のように構成されているので、以下のような
効果が得られる。
【0036】1)請求項1記載の処理装置によれば、処
理槽内に処理液を供給する処理液供給手段の処理液供給
側に供給流量制御機構を設け、この供給流量制御機構を
処理槽内の処理液の濃度に応じて連続的に制御するの
で、処理槽内の処理液の濃度を常に一定にして被処理体
の処理を行うことができる。したがって、処理精度を高
めることができると共に、処理能力の向上を図ることが
できる。
【0037】2)請求項2記載の処理装置によれば、処
理槽内に処理液を供給する処理液供給手段の処理液供給
側に供給流量制御機構を設け、この供給流量制御機構を
処理槽内の処理液の濃度に応じて連続的に制御し、処理
槽に接続する処理液排出路に排出流量制御機構を設け、
この排出流量制御機構を、処理に供される処理液の汚れ
を検出する汚れ検出手段からの検出信号に基いて連続的
に制御するので、処理液の濃度の維持の他に処理液の汚
れに応じて処理液を交換(排出及び補充)することがで
きる。したがって、処理槽内の処理液を濃度及び汚れの
2点を監視して常に最適状態で処理に供することがで
き、上記1)に加えて処理液の有効利用を図ることがで
きる。
【0038】3)請求項3記載の処理装置によれば、処
理に供される処理液の濃度を濃度検出手段にて検出し、
その検出信号に基いて供給流量制御機構を連続的に制御
するので、処理液の濃度を更に正確に検出することがで
き、処理液の濃度を更に確実に一定に維持することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の処理装置の第一実施例の概略断面図
である。
【図2】第一実施例の別の構造を示す概略断面図であ
る。
【図3】この発明の処理装置の第二実施例の概略断面図
である。
【図4】この発明の処理装置の第三実施例の概略断面図
である。
【図5】この発明の処理装置を有する洗浄処理装置の全
体を示す断面図である。
【図6】処理液として使用されるアンモニアと過酸化水
素の温度、濃度及び時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
W 半導体ウエハ(被処理体) L 処理液 1 処理槽 2 循環系 3 処理液供給手段 11a〜11c 処理液供給槽 12 処理液供給管路 14a〜14c 供給流量制御弁(供給流量制御機構) 15 CPU(制御部) 16 バイパス管路 16a 第2のバイパス管路 17 濃度検出用分光器(濃度検出手段) 17a 汚れ検出用分光器(汚れ検出手段) 18,18a 処理液排出管路 19 排出流量制御弁(排出流量制御機構)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理体を処理する処理液を収容する処
    理槽と、上記処理槽内に処理液を供給する処理液供給手
    段とを具備する処理装置において、 上記処理液供給手段の処理液供給側に供給流量制御機構
    を設けると共に、この供給流量制御機構を上記処理槽内
    の処理液の濃度に応じて連続的に制御することを特徴と
    する処理装置。
  2. 【請求項2】 被処理体を処理する処理液を収容すると
    共に処理液排出路を接続する処理槽と、上記処理槽内に
    処理液を供給する処理液供給手段とを具備する処理装置
    において、 上記処理液供給手段の処理液供給側に供給流量制御機構
    を設けると共に、この供給流量制御機構を上記処理槽内
    の処理液の濃度に応じて連続的に制御し、 上記処理液排出路に排出流量制御機構を設けると共に、
    この排出流量制御機構を、処理に供される処理液の汚れ
    を検出する汚れ検出手段からの検出信号に基いて連続的
    に制御することを特徴とする処理装置。
  3. 【請求項3】 処理に供される処理液の濃度を濃度検出
    手段にて検出し、その検出信号に基いて供給流量制御機
    構を連続的に制御することを特徴とする請求項1又は2
    記載の処理装置。
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