CN1219757A - 半导体衬底处理装置及其控制方法 - Google Patents

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横井直树
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Abstract

在多槽型的批量/浸渍式的半导体衬底处理装置中,迅速地或瞬时地检测出衬底的缺陷和破损的故障。另外,通过对于后续的批量设置联锁,防止对于后续批量的二次损害。在装载器、多个处理槽以及卸载器上分别具备半导体衬底的片数计数器,当发现了衬底的缺陷时发出警报。还具备下述联锁功能:停止发现了缺陷的处理槽的处理,在下流一侧的处理槽中继续进行处理,但阻止向装载器的批量投入,使在上流一侧的处理槽中完成了处理中的药液处理以后停止处理。

Description

半导体衬底处理装置及其控制方法
本发明涉及半导体制造工艺中用于处理半导体衬底(晶片)的半导体衬底处理装置以及其控制方法。更详细地讲，涉及在处理半导体衬底的多槽型的批量/浸渍式的生产线中进行半导体衬底的药液处理、清洗处理、干燥处理等的处理装置及其控制方法。
将处理半导体衬底的多槽型的批量/浸渍式装置用于以一台装置使用多种药液连续地处理半导体衬底，故能够同时进行多批衬底的处理。在批量生产的工厂中，按生产流程(tact)投入批量的衬底，并且经常同时用一台装置处理几批衬底。
另外，在这样多槽型的批量/浸渍式的装置的情况下，为了检测衬底的缺陷和破损，在批量投入部分(装载器)以及批量取出部分(卸载器)上设置衬底片数计数器，在投入时和取出时的计数数目不相同时，可判断产生了衬底的缺陷和破损。
如果在处理多批衬底时，某一批中衬底产生破损和缺陷而引起故障，则直到用卸载器取出该有故障的批量时才检测出衬底的破损和缺陷，在这期间内，后续的批的衬底进入到产生了故障的槽中，不仅因碎片等产生2次污染，而且在传送系统的故障等的情况下相同的故障还波及到后续的批量中，因而扩大了受害范围。
本发明是为解决这一现有的问题而提出的，目的是要在多槽型的批量/浸渍式的半导体衬底处理装置中，迅速地或者瞬时地检测出衬底缺陷和破损的故障。另外，提供利用该检测并通过对于后续的批量设置联锁装置，能够防止对于后续的批量的2次损害的处理装置。
本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：具有以批量方式顺序处理半导体衬底的多个处理槽、用于把半导体衬底投入到最初的处理槽中的装载器以及用于从最后的处理槽取出半导体衬底的卸载器，还设置了计算用上述装载器投入的半导体衬底的片数的投入衬底片数计数器、计算通过上述多个处理槽的至少被选择的处理槽的半导体衬底的片数的通过衬底片数计数器以及计算从上述卸载器取出的半导体衬底的片数的取出衬底片数计数器。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：在上述装载器上设置上述投入衬底片数计数器，在上述多个处理槽之间设置上述通过衬底片数计数器，在上述卸载器上设置上述取出衬底片数计数器。
还有，本发明的的半导体衬底处理装置特征在于：对于各批衬底沿着传送方向顺序地排列并且传送多个半导体衬底，使得其面与传送方向相垂直，上述通过衬底片数计数器从上述半导体衬底的外径方向计算该片数。
还有，本发明的的半导体衬底处理装置的特征在于：对于各批衬底沿着传送方向并列地排列并且传送多个半导体衬底，使得其面与传送方向相平行，上述通过衬底片数计数器从上述半导体衬底的外径方向计算该片数。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：设置清洗上述通过衬底片数计数器的清洗装置。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：在上述装载器上设置上述投入衬底片数计数器，在上述被选择的处理槽的内部设置上述通过衬底片数计数器，在上述卸载器上设置上述取出衬底片数计数器。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：在上述多个处理槽内的衬底传送用夹具上设置上述通过衬底片数计数器。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：上述衬底传送用夹具从外径方向支撑半导体衬底，上述通过衬底片数计数器从半导体衬底的外径方向计算其片数。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：上述衬底传送用夹具从面方向支撑半导体衬底，上述通过衬底片数计数器从半导体衬底的面方向计算其片数。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：使上述通过衬底片数计数器实施对于半导体衬底处理用药液的耐药液处理。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：设置了当上述通过衬底片数计数器或上述取出衬底片数计数器的衬底检测片数与上述投入衬底片数计数器的衬底检测片数不相同时发出警报的报警装置。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：具有连锁装置，以便当上述通过衬底片数计数器中的任一个发出警报时停止对应的处理槽的处理，阻止对于上述装载器的批量投入，在上流一侧的处理槽中完成了处理中的药液处理以后停止处理，在下流一侧的处理槽中继续进行处理。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的特征在于：上述连锁装置具有自动恢复功能，以便在对应于上述警报的处理槽的故障被排除时，自动地继续处于待用状态的后续批量的处理。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的控制方法的特征在于：这样来进行控制，以便在上述某一个半导体衬底处理装置中当上述通过衬底片数计数器的某一个发出警报时，停止对应的处理槽的处理，阻止向上述装载器的批量投入，在上流一侧的处理槽中完成了处理中的药液处理以后停止，在下流一侧的处理槽中继续处理。
还有，本发明的半导体衬底处理装置的控制方法的特征在于：这样来进行控制，以便在对应于上述警报的处理槽的故障被排除时，继续进行处于待用状态的后续批量的处理。
图1示出本发明实施例1的半导体衬底处理装置的结构。
图2是本发明实施例1的半导体衬底处理装置中的衬底片数计数器的结构示意图。
图3是示出本发明实施例1的半导体衬底处理装置中的衬底传送状态的示意图。
图4示出本发明实施例2的半导体衬底处理装置的结构。
图5是示出本发明实施例2的半导体衬底处理装置的衬底传感器一例的斜视图。
实施例1
图1是示出本发明实施例1的多槽型的批量/浸渍式的半导体衬底处理装置的结构。图1(a)示出配置了多个处理槽的状态，图1(b)是将图1(a)装置的一部分放大后示出的斜视图。
图1的半导体衬底处理装置中，1是装载器。2～11是处理槽，其中，2、4、6、8是第一、第二、第三、第四药液处理槽，3、5、7、9、10分别是第一、第二、第三、第四、第五(最终)水洗槽，11是基于IPA蒸汽的干燥槽。另外，12示出卸载器。
进而，13～23示出设置在装载器1和卸载器12上以及设置在各处理槽2～11之间的衬底片数计数器。其中，13是计算投入到装载器1中的半导体衬底的片数的投入衬底片数计数器，14～22是计算通过各处理槽2～10的半导体衬底的片数的通过衬底片数计数器，23是计算从卸载器12取出的半导体衬底的片数的取出衬底片数计数器。
另外，可以根据需要将通过衬底片数计数器设置在被选择的处理槽之间。该选择最好如本例这样是所有的处理槽之间，然而根据需要也可以是在一部分处理槽之间。
图2示意性地示出图1的衬底片数计数器的结构，同时示出警报以及联锁装置的结构。图2中，24是传感器发光部分，25是传感器受光部分，在两者相对的空间中使半导体衬底通过，由此可以检测出有无衬底。
另外，在分别设置在第一药液槽2和第一水洗槽3之间、第二药液槽4和第二水洗槽5之间、第三药液槽6和第三水洗槽7之间、第四药液槽8和第四水洗槽9之间的通过衬底片数计数器14、16、18、20中，由于前一个槽是药液槽，所以有可能附着药液。为此，如图1(b)所示那样，设置用于在批量衬底通过后进行清洗(水洗)的清洗装置(水洗装置，喷淋器)26以及用于使其干燥的干燥装置(氮气吹风机)27。
其次，图3(a)是用于示出在图1的处理装置中通过了衬底片数计数器的半导体衬底的传送状态的放大图。投入到装载器1中的一批半导体衬底如图3(a)那样按顺序排列地进行传送，使得半导体衬底的面对于传送方向成为垂直状态。在该传送中，在该批半导体衬底通过衬底片数计数器时，衬底片数计数器从半导体衬底的外径方向计算该片数。具体的讲，该衬底片数计数器是立式的。由此，不需要用于计算衬底片数的时间就能够计算片数。
其次，图3(b)是示出衬底片数计数器的其它的结构例和半导体衬底的传送状态的其它例的图。投入到装载器1中的一批半导体衬底如图3(b)那样相对于传送方向并列地进行传送，使得半导体衬底的面对于传送方向成为平行状态。在该传送中，当该批半导体衬底通过衬底片数计数器时，衬底片数计数器从其面方向进行检测，计算该片数。具体的讲，该衬底片数计数器是梳型传感器类型，在半导体衬底通过梳型缝隙的时刻检测有无衬底。由此，不需要用于计算衬底片数的时间就能够计算片数。
如果由于衬底的缺陷和破损，用通过衬底片数计数器14～22的某一个或者用取出衬底片数计数器23计算的衬底片数与在装载器1中批量投入时计算的衬底片数不同的情况下，通过报警检测系统瞬时地发出警报，同时对半导体衬底处理装置进行联锁，使受到缺陷、破损了的该批衬底立即停下来等。
图2中示出从各个衬底片数计数器14～23发出警报的警报以及联锁装置100的结构。图2中，101是晶片片数运算单元，102是晶片片数一致不一致检测单元，103是装置CPU,104是警报发出单元，105是显示单元，106是联锁单元。
说明图2所示的警报以及联锁装置100的工作。使用衬底片数计数器的传感器，检测有无半导体衬底，在晶片片数运算单元101中计算片数，在晶片片数一致不一致检测单元102中检测该片数与在装载器中计数的片数是否一致，并输出到装置CPU103中，如果不一致，则从装置CPU103向警报发出单元104中输出警报信号。另外，在显示单元105中显示该警报信号。进而，从CPU103把联锁信号输出到联锁单元106中。
其次，说明联锁的内容。故障发生时，在故障发生的处理槽中停止处理。
在发生了故障的处理槽的下流一侧的处理槽中如往常一样继续进行处理。
换言之，对于在发生了故障的批量衬底前面的批量衬底(位于卸载器12一侧的批量衬底)进行通常的处理，从卸载器12中取出。处于干燥槽11中的批量衬底在预定时间的干燥后，从干燥槽11中提起，从卸载器12中取出。
另外，在发生了故障的处理槽的下流一侧的处理槽中，在结束了处理中的药液处理以后停止。具体地讲，对于发生了故障的部位的后续的批量衬底(位于装载器11一侧的批量衬底)，在处于药液槽2中的批量衬底浸渍了预定的时间后，即进行了按计划的处理以后，在第一水洗槽3中进行水洗的同时处于待用状态。处于笫二药液槽4中的批量衬底浸渍了预定的时间后，在第二水洗槽5中进行水洗的同时处于待用状态。处于第三药液槽6中的批量衬底浸渍了预定的时间后，在第三水洗槽7中进行水洗的同时处于待用状态。处于第四药液槽8中的批量衬底浸渍了预定的时间后，在第四水洗槽9中进行水洗的同时处于待用状态。这样，使得每一批衬底都在故障发生部位跟前的可处于待用状态部位处处于待用状态。
另外，在上述衬底片数计数器的任一个发出警报时，使用联锁装置100阻止向装载器1的批量投入。即，这样来设置联锁，以便对有故障的批量进行某种处置，并在解除故障之前不能向装载器1进行批量投入。从而，警报发生以后，不能够进行新批量的投入。由此，后续批量不会受到二次损害。
接着，通过发出警报，操作者排除故障，如果警报解除，则使用联锁装置100在警报解除信号的同时，再次一同开始并继续处理处于待用状态中的批量衬底。这时，水洗槽中处于待用状态的批量衬底在未达到预定的水洗时间的情况下在达到预定的水洗时间以后再进入到下一处理，继续进行处理。另外，达到了预定的水洗时间的处于待用状态中的批量衬底立即进入到下一处理中继续进行处理。另外，在干燥槽11以后处于待用状态的情况下，在达到预定时间时取出，在未达到预定时间的情况下则在达到预定时间后取出。这样，联锁装置100具有在排除了故障时自动地继续进行处于待用状态中的后续批量的处理的自动恢复功能。
以上，把联锁装置的内容作为该半导体衬底处理装置的工作进行了说明。然而，本实施例也把以上的内容作为该半导体衬底处理装置的控制方法来提供。
如以上所述，如果依据本实施例，则能够在被处理衬底发生破损和缺陷时，迅速地或者瞬时地进行检测并发出警报。另外，通过联锁工作，能够不对后续的批量衬底以及先行的批量衬底带来恶劣影响，把损害限制在最小范围。
实施例2
图4示出本发明实施例2的多槽型的批量/浸渍式的半导体衬底处理装置的结构。图4(a)示出配置多个处理槽的状态，图4(b)是将图4(a)的处理装置一部分放大后示出的斜视图，图4(c)是将图4(b)的处理槽一部分放大后示出的斜视图和控制装置的结构的结构图。
图4的半导体衬底处理装置中，28是装载器。29～38是处理槽，其中，29、31、33、35分别是第一、第二、第三、第四药液处理槽，30、32、34、36、37分别是第一、第二、第三、第四、第五(最终)水洗槽，38是基于IPA蒸汽的干燥槽。另外，39示出卸载器。
进而，40～51示出分别设置在装载器28上的、各个处理槽29～38内部的以及卸载器39上的衬底片数计数器。其中，40是计算投入到装载器28中的半导体衬底片数的投入衬底片数计数器，41～50分别是计算在处理槽29～38中处理的半导体衬底片数的通过衬底片数计数器，51是计算从卸载器39取出的半导体衬底片数的取出衬底片数计数器。
图4(b)是示出图4(a)装载器28和第一药液处理槽29的一部分的放大图，示出一批半导体衬底从装载器28向第一药液处理槽29进行传送的状态。图4(b)中，41示出衬底片数计数器。
另外，图4(c)是在示意性地示出衬底片数计数器41的结构的同时示出警报以及联锁装置100结构的结构图。
本实施例2中，如图5(a)所示，装载器28以及卸载器39的衬底片数计数器40、51设置在衬底传送用夹具上。该衬底传送用夹具从面方向支撑半导体衬底，衬底片数计数器从面方向检测出半导体衬底计数片数。具体地讲，该衬底片数计数器成为梳型传感器结构。
另外，在处理槽29～38内的衬底片数计数器41～50如图5(b)那样设置在衬底传送臂上。该衬底传送臂从外径方向支撑半导体衬底衬底，衬底片数计数器从外径方向检测半导体衬底计数片数。具体地讲，该衬底片数计数器是在衬底传送臂夹紧部位上安装传感器的结构。由此来计算投入或者取出的半导体衬底的片数。
另外，由于设置在药液槽和水洗槽等各个处理槽29～38内的衬底片数计数器41～50的传感器可能受到因药液的附着而引起的腐蚀，所以用耐药性的材料对其进行涂覆。
如果由于衬底的缺陷和破损，用通过衬底片数计数器41～50的任一个或者用取出衬底片数计数器51计算的衬底片数与在装载器28中投入时计算的衬底片数不同的情况下，在通过报警以及联锁系统瞬时地发出警报的同时，使衬底有缺陷或受到破损了的一批衬底立即停下来。
具体地讲，在图4(C)中示出的警报和联锁装置100中，使用衬底片数计数器的传感器检测有无半导体衬底(晶片)，在晶片片数运算单元101中计算片数，在晶片片数一致不一致检测单元102中检测该片数与在装载器中计数的片数是否一致，并输出到装置CPU103中，如果不一致，则从装置CPU103把联锁信号输出到联锁单元106中，同时向警报发出单元104输出警报信号。另外，还具有如把警报输出输入到警报发出单元104中则在显示单元105上显示警报的功能。以上的工作与实施例1相同。
其次，说明联锁的内容。故障发生时，对于发生了故障部位以前的批量衬底(位于卸载器39一侧的批量衬底)如往常一样进行处理，从卸载器39中取出。
另外，对于发生了故障部位的后续的批量衬底(位于装载器28一侧的批量衬底)，在结束了药液中的处理后，在下一个水洗槽中进行水洗的同时处于待用状态。还有，在具有干燥槽的情况下，处于干燥槽中的批量衬底达到预定时间的干燥后，从干燥槽中取出，并在发生了故障部位跟前的可处于待用状态的部位处于待用状态。
另外，警报发生以后，不能进行新的批量的投入。由此，后续的批量不会受到二次损害。以上的工作也与实施例1相同。
接着，通过发出警报，操作者排除故障，如果警报解除，则在警报解除信号的同时，一同继续处理处于待用状态中的批量衬底。这时，水洗槽中处于待用状态的批量衬底在未达到预定的水洗时间的情况下在达到预定的水洗时间以后再进入到下一处理，继续进行处理。另外，达到了预定的水洗时间的处于待用状态中的批量衬底立即进入到下一处理中继续进行处理。另外，在干燥槽以后处于待用状态的情况下，在达到预定时间时取出，在未达到预定时间的情况下则在达到预定时间后取出。以上的工作也与实施例1相同。
以上，把联锁装置的内容作为该半导体衬底处理装置的工作进行了说明。然而，本实施例也把以上的内容作为该半导体衬底处理装置的控制方法来提供。
如以上所述，如果依据本实施例，则能够在被处理衬底发生破损和缺陷时，迅速地或者瞬时地进行检测并发出警报，能够不对后续的批量衬底以及先行的批量衬底带来恶劣影响，把损害限制在最小范围。
如果以上说明的那样，如果依据本发明，则在多槽型的批量/浸渍式的半导体衬底处理装置中，能够迅速地或者瞬时地检测衬底的缺陷和破损的故障。另外，根据该检测，发出警告，通过对于后续的批量设置联锁，还能够防止对于后续批量的二次损害。另外，在故障排除后能够迅速地继续进行处理。

Claims (15)

1．一种半导体衬底处理装置，其特征在于：
具有以批量方式顺序地处理半导体衬底的多个处理槽、用于把半导体衬底投入到最初的处理槽中的装载器以及用于从最后的处理槽取出半导体衬底的卸载器，还设置了计算由上述装载器投入的半导体衬底片数的投入衬底片数计数器、计算通过上述多个处理槽中至少被选的处理槽的半导体衬底片数的通过衬底片数计数器以及计算从上述卸载器取出的半导体衬底片数的取出衬底片数计数器。
2．如权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
在上述装载器上设置上述投入衬底片数计数器，在上述多个处理槽之间设置上述通过衬底片数计数器，在上述卸载器上设置上述取出衬底片数计数器。
3．如权利要求1或2所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
对于各批衬底沿着传送方向顺序地排列并传送多个半导体衬底，使得衬底的面与传送方向相垂直，上述通过衬底片数计数器从上述半导体衬底的外径方向计算该片数。
4．如权利要求1或2所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
对于各批衬底沿着传送方向并列地排列并传送多个半导体衬底，使得衬底的面与传送方向相平行，上述通过衬底片数计数器从上述半导体衬底的面方向计算该片数。
5．如权利要求1～4的任一项所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
靠近上述通过衬底片数计数器设置清洗上述通过衬底片数计数器的清洗装置。
6．如权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
在上述装载器上设置上述投入衬底片数计数器，在上述被选择的处理槽的内部设置上述通过衬底片数计数器，在上述卸载器上设置上述取出衬底片数计数器。
7．如权利要求1或6所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
在上述多个处理槽内的衬底传送用夹具上设置上述通过衬底片数计数器。
8．如权利要求7所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
上述衬底传送用夹具从外径方向支撑半导体衬底，上述通过衬底片数计数器从半导体衬底的外径方向计算其片数。
9．如权利要求7所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
上述衬底传送用夹具从面方向支撑半导体衬底，上述通过衬底片数计数器从半导体衬底的面方向计算其片数。
10．如权利要求1～9的任一项所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
设置了当上述通过衬底片数计数器或上述取出衬底片数计数器的衬底检测片数与上述投入衬底片数计数器的衬底检测片数不相同时发出警报的报警装置。
11．如权利要求10所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
具有连锁装置，以便当上述通过衬底片数计数器的任一个发出警报时，停止对应的处理槽的处理，阻止对于上述装载器的批量投入，在上流一侧的处理槽中完成了处理中的药液处理以后停止处理，在下流一侧的处理槽中继续进行处理。
12．如权利要求11所述的半导体衬底处理装置，其特征在于：
上述连锁装置具有自动恢复功能，以便当对应于上述警报的处理槽的故障被排除时，自动地继续进行处于待用状态的后续批量的处理。
13．一种半导体衬底处理装置的控制方法，该半导体衬底处理装置具备：以批量方式顺序地处理半导体衬底的多个处理槽；用于向最初的处理槽中投入半导体衬底的装载器；用于从最后的处理槽中取出半导体衬底的卸载器；计算用上述装载器投入的半导体衬底的片数的投入衬底片数计数器；计算通过上述多个处理槽中至少被选择的处理槽的半导体衬底的片数的通过衬底片数计数器；以及计算从上述卸载器取出的半导体衬底的片数的取出衬底片数计数器，其特征在于：
这样来进行控制，当上述通过衬底片数计数器或上述取出衬底片数计数器的衬底检测片数与上述投入衬底片数计数器的衬底检测片数不相同时发出警报，停止对应的处理槽的处理，阻止向上述装载器的批量投入，在上流一侧的处理槽中完成了处理中的药液处理以后停止处理，在下流一侧的处理槽中继续处理。
14．如权利要求13所述的半导体衬底处理装置的控制方法，其特征在于：
这样来进行控制，当对应于上述警报的处理槽的故障被排除以后，自动地继续进行处于待用状态的后续批量的处理。
15．一种半导体衬底的处理方法，其特征在于：
利用权利要求1所述的半导体衬底处理装置来处理半导体衬底。
CN98116229A 1997-12-08 1998-08-07 半导体衬底处理装置及其控制方法 Pending CN1219757A (zh)

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