DE10059637B4

DE10059637B4 - Gerät und Verfahren zur Substratbearbeitung

Info

Publication number: DE10059637B4
Application number: DE10059637A
Authority: DE
Inventors: Mitsunori Tosu Nakamori; Hiroki Tosu Taniyama; Takanori Tosu Miyazaki
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2020-12-02
Also published as: JP4426036B2; DE10059637A1; US6589338B1; TW464937B; KR20010062026A; KR100582208B1; JP2001160546A

Abstract

Substratbearbeitungsgerät zum Bearbeiten eines Substrats, umfassend:
einen Halter (31) zum Tragen des Substrats (W);
eine Düse (34) zum Zuführen mehrerer Arten von Bearbeitungsflüssigkeit zu einer Oberfläche des Substrats;
einen Behälter (30), der um den Halter (31) herum angeordnet ist, wobei der Behälter mehrere Bearbeitungskammern (42, 43) aufweist, und die mehreren Bearbeitungskammern (42, 43) mehrere Öffnungen (44, 45) aufweisen, die hintereinander angeordnet sind, wobei die mehreren Bearbeitungskammern (42, 43) zumindest eine erste Bearbeitungskammer (42) und eine zweite Bearbeitungskammer (43) umfassen, der Behälter (30) ein erstes Teil (37) aufweist, welches die erste Bearbeitungskammer (42) und einen Teil der zweiten Bearbeitungskammer (43) ausbildet, sowie ein zweites Teil (36), das zusammenwirkend mit dem ersten Teil (37) die zweite Bearbeitungskammer ausbildet, wobei das erste Teil und das zweite Teil in Bezug aufeinander nach oben und unten bewegt werden können, wobei die erste Bearbeitungskammer (42) mit einer ersten Öffnung (44) versehen ist, die...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung von Substraten, beispielsweise von Halbleiterwafern, LCD-Glassubstraten, usw., sowie ein dazugehöriges Verfahren.
Beschreibung des Stands der Technik
Üblicherweise wird beim Herstellungsverfahren für Halbleitergeräte ein Reinigungsgerät dazu verwendet, Verunreinigungen, beispielsweise Teilchen, organische Verunreinigungen, metallische Unreinheiten, usw. zu entfernen, die an der vorderen und hinteren Oberfläche beispielsweise eines Halbleiterwafers anhaften (die nachstehend als "Wafer usw." bezeichnet werden). Als ein Reinigungsgerät zum Reinigen von Wafern ist beispielsweise ein Waferreinigungsgerät des "Schleudertyps" bekannt.
10 zeigt schematisch ein herkömmliches Waferreinigungsgerät 200. Wie dies in 10 dargestellt ist, wurden bei dem herkömmlichen Waferreinigungsgerät 200 eine chemische Reinigung (chemische Bearbeitung) und die nachfolgende Spülung (Spülbearbeitung) durchgeführt, um hintereinander Chemikalienflüssigkeiten und reines Wasser einem Wafer W zuzuführen, der in einer Bearbeitungskammer 202 eines Behälters 201 aufgenommen ist, und zwar durch eine Zufuhrdüse 203. Es wird darauf hingewiesen, daß die Chemikalienflüssigkeit ihr höheres Reinigungsvermögen vollständig ausnutzen kann, wenn sie auf eine festgelegte Temperatur eingestellt wird, die höher als Normaltemperatur ist. Es ist beispielsweise eine Chemikalienflüssigkeit unter der Bezeichnung "APM" bekannt, die Ammoniak als Hauptbestandteil aufweist, und deren Temperatur in der Größenordnung von 40 bis 90 °C eingestellt wird; eine Chemikalienflüssigkeit unter der Bezeichnung "HPM", die Salzsäure als Hauptbestandteil aufweist, und deren Temperatur in der Größenordnung von 50 bis 90 °C gesteuert wird; eine Chemikalienflüssigkeit unter der Bezeichnung "SPM", die Schwefelsäure als Hauptbestandteil aufweist, und deren Temperatur in der Größenordnung von 100 bis 150 °C gesteuert wird, und andere.
Hierbei ist das Waferreinigungsgerät 200 so aufgebaut, daß die Chemikalienflüssigkeit, die von der Bearbeitungskammer 202 abgezogen wird, wiederverwendet wird, um den Verbrauch der Chemikalienflüssigkeit einzuschränken. Daher ist eine Recyclingleitung 204 an den Boden der Bearbeitungskammer 202 angeschlossen, und wird die Chemikalienflüssigkeit in die Recyclingleitung 204 ausgestoßen. Zusätzlich werden das reine Wasser und die Innenatmosphäre in der Bearbeitungskammer 202 jeweils in die Recyclingleitung 204 ausgestoßen. Darüber hinaus ist die Recyclingleitung 204 mit einem Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 205 versehen. Der Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 205 ist an ein Absauggebläse 206 angeschlossen. Die Reinigungsflüssigkeit fließt in die Recyclingleitung 204 über den Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 205, während die Innenatmosphäre der Bearbeitungskammer 202 zum Absauggebläse 206 fließt. Ein Dreiwegeventil 207 ist in der Recyclingleitung 204 angeordnet, und ebenfalls an eine Ablaßleitung 208 für reines Wasser angeschlossen. Durch den Schaltvorgang des Dreiwegeventils 207 fließt die Chemikalienflüssigkeit in die Recyclingleitung 204 während des Chemikalienreinigungsvorgangs. Dagegen fließt während des Spülvorgangs das reine Wasser in die Ablaßleitung 208 für reines Wasser, um das Wasser abzulassen.
In der Recyclingleitung 204 sind darüber hinaus in Reihe eine Pumpe 209, eine Heizvorrichtung 210 und ein Filter 211 vorgesehen. Ein Ausgang der Recyclingleitung 204 ist an die Zufuhrdüse 203 angeschlossen. Auf diese Weise wird durch den Betrieb der Pumpe 209 die Chemikalienflüssigkeit, die durch den Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 205 sowie durch das Dreiwegeventil 107 fließt, daraufhin der Heizvorrichtung 120 zugeführt, um die Temperatur der Chemikalienflüssigkeit einzustellen, und dem nachfolgenden Filter 211 zum Reinigen der Chemikalienflüssigkeit. Danach wird die Chemikalienflüssigkeit zur Zufuhrdüse 203 zurückgeschickt, damit die Flüssigkeit für die Chemikalienreinigung wiederverwendet werden kann. Das Gerät 200 weist weiterhin eine Reinwasserzufuhrleitung (nicht gezeigt) auf, die an die Zufuhrdüse 203 angeschlossen ist, um das reine Wasser zu liefern. Nach Beendigung der Chemikalienreinigung wird das reine Wasser aus der Zufuhrdüse 203 in dem Spülvorgang ausgespritzt.
Bei dem herkömmlichen Waferreinigungsgerät 200 ist allerdings das Problem vorhanden, daß Tropfen aus reinem Wasser, das bei dem Spülvorgang verwendet wird, in der Recyclingleitung 204 übrigbleiben können, da der Ablaß der Chemikalienflüssigkeit und des reinen Wassers über die Recyclingleitung 204 durchgeführt wird. Im Falle der Durchführung des Chemikalienreinigungsvorgangs und des Spülvorgangs bei mehreren Wafern W in der Bearbeitungskammer 202 im kontinuierlichen Betrieb mischen sich die Tropfen aus reinem Wasser, die in der Recyclingleitung 204 bei dem vorherigen Spülvorgang übriggeblieben sind, mit der Chemikalienflüssigkeit in dem darauffolgenden Chemikalienreinigungsvorgang. Da die Chemikalienflüssigkeit immer wiederverwendet wird, wird sie bei jeder Wiederverwendung mit dem reinen Wasser gemischt, so daß die Konzentration abnimmt. Die Chemikalienflüssigkeit, die durch das Wasser verdünnt wird, weist schlechtere Reinigungseigenschaften auf, was zu einem unzureichenden Reinigungseffekt führen kann.
Da das reine Wasser, das bei dem Spülvorgang eingesetzt wird, normalerweise eine normale Temperatur aufweist, wird darüber hinaus die Recyclingleitung 204 gekühlt, wenn das reine Wasser abgelassen wird. Da die Chemikalienflüssigkeit in die Recyclingleitung 204 abgezogen wird, die bei dem vorherigen Spülvorgang abgekühlt wurde, wird daher die Temperatur der Chemikalienflüssigkeit wesentlich abgesenkt. Selbst wenn es erforderlich ist, die Temperatur der auf diese Weise abgekühlten Chemikalienflüssigkeit zu regeln, kann dies nicht durch die Eigenschaften der Heizvorrichtung 210 überwunden werden, so daß eine chemische Flüssigkeit, die nicht die festgelegte Temperatur erreicht hat, in dem Chemikalienreinigungsvorgang wiederverwendet wird. Die Chemikalienflüssigkeit mit verringerter Temperatur kann ebenfalls dazu führen, daß ein unzureichender Reinigungseffekt erreicht wird, infolge ihrer beeinträchtigten Reinigungseigenschaften.
Alternativ wurde bei dem herkömmlichen Waferreinigungsgerät 200 die Innenatmosphäre mit starker Verdrängung ausgestoßen. Daher wurde das Absauggebläse 206 übermäßig belastet, was zu einem steilen Anstieg der Betriebskosten führte.

In US 5,871,584 wird eine Entwicklungsbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Gegenstandes mit einer Entwicklungslösung beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Halter zum Tragen des Substrats auf, eine Düse zum Zuführen mehrerer Arten von Bearbeitungsflüssigkeiten zu einer Oberfläche des Substrats, einen Behälter, der um den Halter herum angeordnet ist, wobei der Behälter zwei Kammern zum Auffangen von Flüssigkeiten aufweist. Die zwei Kammern werden durch eine senkrechte Wand voneinander abgetrennt. Ein Boden jeder Bearbeitungskammer ist mit einer Leitung zum Ausstoßen von Bearbeitungsflüssigkeit aus der Bearbeitungskammer verbunden. Eine der Leitungen ist an eine Düse angeschlossen, so dass die ausgestoßene Bearbeitungsflüssigkeit einer Oberfläche des Substrats durch die Leitung erneut zum Recycling der Flüssigkeit zugeführt werden kann.

US 6,247,479 B1 beschreibt eine Wasch-/Trocknungsbearbeitungsvorrichtung. Ein Substrat wird durch eine Düse mit einer Flüssigkeit benetzt. Die Flüssigkeit wird in einem Behälter mit einer Kammer aufgefangen und fließt durch einen Abfluss zu einer Abflusseinheit ab.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Substratbearbeitungsgerätes, welches in vorteilhafter Weise die Wiederverwendung der Bearbeitungsflüssigkeit gestattet, und welches eine Auslaßverdrängung des Gerätes verringern kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Substratbearbeitungsgerät und -verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und der Patentansprüche 17 bis 19 gelöst.

Das erste Merkmal eines Beispiels betrifft ein Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats, wobei vorgesehen sind: ein Halter zum Tragen des Substrats; eine Düse zum Liefern mehrerer Arten von Bearbeitungsflüssigkeiten an eine Oberfläche des Substrats; ein Behälter, der um den Halter herum angeordnet ist, wobei der Behälter mehrere Bearbeitungskammern aufweist, und die mehreren Bearbeitungskammern mehrere Öffnungen aufweisen, die jeweils hintereinander angeordnet sind, wobei der Behälter in Bezug auf den Halter so bewegt werden kann, daß jede Öffnung der Bearbeitungskammer bewegt und um den Umfang des Substrats herum angeordnet werden kann, das von dem Halter gehaltert wird, ein Boden jeder Bearbeitungskammer mit einer Leitung zum Ausstoßen von Bearbeitungsflüssigkeit aus der Bearbeitungskammer verbunden ist, und zumindest eine der Leitungen mit der Düse verbunden ist, so daß die ausgestoßene Bearbeitungsflüssigkeit einer Oberfläche des Substrats über die Leitung als Recyclingschaltung zugeführt wird.

Wenn beispielsweise die mehreren Bearbeitungsflüssigkeiten verwendet werden, wird so vorgegangen, daß die Öffnungen der unterschiedlichen Behälter zum Umfang des Substrats bewegt werden, das von der Haltevorrichtung getragen wird, entsprechend den Arten der Bearbeitungsflüssigkeiten, die verwendet werden. Nach Bearbeitung des Substrats werden die Bearbeitungsflüssigkeiten jeweils durch die Ablaßleitungen abgezogen. Zumindest eine Bearbeitungsflüssigkeit unter den so abgezogenen Flüssigkeiten wird erneut der Oberfläche des Substrats über die Recyclingleitung zugeführt. Gemäß eines Beispiels werden, selbst wenn die jeweiligen Bearbeitungsflüssigkeiten in den jeweiligen Ablaßleitungen bleiben, die Behälter entsprechend den Arten der Bearbeitungsflüssigkeiten geändert, und besteht keine Möglichkeit dafür, daß Bearbeitungsflüssigkeiten unterschiedlicher Arten in derselben Leitung vorhanden sind. Insbesondere für die Bearbeitungsflüssigkeit, die wiederverwendet werden soll, besteht keine Möglichkeit einer Verdünnung, also daß die wiederverwendete Bearbeitungsflüssigkeit mit einer unterschiedlichen Bearbeitungsflüssigkeit gemischt wird. Daher kann die Bearbeitungsflüssigkeit mit ihrer hohen Bearbeitungsfähigkeit wiederverwendet werden.

Da die Ablaßleitungen darüber hinaus entsprechend den Bearbeitungsflüssigkeiten festgelegt sind, ist es trotz der Tatsache, daß die unterschiedlichen Bearbeitungsflüssigkeiten unterschiedliche optimale Temperaturen zur Erhöhung der Bearbeitungsfähigkeit aufweisen, möglich, zu verhindern, daß eine Ablaßleitung durch den Abzug der unterschiedlichen Bearbeitungsflüssigkeit gekühlt wird. Insbesondere tritt für die Bearbeitungsflüssigkeit, die wiederverwendet werden soll, keine Temperaturänderung auf, beispielsweise ein Absinken der Temperatur infolge der Abkühlung der Ablaßleitung, wodurch die Bearbeitungsflüssigkeit kontinuierlich mit ihrer hohen Bearbeitungsfähigkeit wiederverwendet werden kann.

Weiterhin werden die Behälter in Bezug aufeinander entsprechend den Arten der Bearbeitungsflüssigkeiten bewegt, und werden die Innenatmosphären der Behälter jeweils abgelassen. Daher ist es möglich, die Auslaßverdrängung des Gerätes so zu ändern, daß sie den jeweiligen Vorgängen entspricht.

Das zweite Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß die Öffnung der Bearbeitungskammer zu einer Position um den Umfang des Substrats herum bewegt wird, das durch den Halter gehaltert wird, so daß die Bearbeitungskammer entsprechend der Bearbeitungsflüssigkeit, die dem Substrat zugeführt wird, an einem Ort um das Substrat herum angeordnet ist.

Das dritte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß die mehreren Bearbeitungskammern zumindest eine erste Bearbeitungskammer und eine zweite Bearbeitungskammer umfassen, der Behälter ein erstes Teil aufweist, welches die erste Bearbeitungskammer ausbildet, sowie einen Teil der zweiten Bearbeitungskammer, und ein zweites Teil aufweist, das zusammenwirkend mit dem ersten Teil die zweite Bearbeitungskammer ausbildet, wobei die erste Bearbeitungskammer mit einer ersten Öffnung versehen ist, die zweite Bearbeitungskammer mit einer zweiten Öffnung versehen ist, und der Behälter in Bezug auf den Halter bewegbar ist, so daß die erste Öffnung und die zweite Öffnung zu dem Substrat bewegt werden können, das durch den Halter gehaltert wird.

Das vierte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß der Halter drehbar ist, während das Substrat darauf angebracht ist.

Das fünfte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß das Substrat horizontal auf dem Halter angebracht ist und sich um eine vertikale Achse drehen kann; daß das erste Teil unter dem zweiten Teil angeordnet ist; und daß die erste Öffnung unter der zweiten Öffnung angeordnet ist.

Das sechste Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß weiterhin ein Hauptspeichertank vorgesehen ist, der in der Recyclingleitung angeordnet ist, um die Bearbeitungsflüssigkeit zu speichern. Das siebte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß weiterhin eine Umwälzleitung zum Umwälzen der Bearbeitungsflüssigkeit in dem Hauptspeichertank vorgesehen ist, wobei die Umwälzleitung mit einer Temperatursteuerung versehen ist, welche die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit einstellt.

Bei der voranstehend geschilderten Anordnung ist der Hauptspeichertank an zumindest eine Leitung unter den jeweiligen Leitungen angeschlossen, um zumindest eine Bearbeitungsflüssigkeit unter den abgezogenen Bearbeitungsflüssigkeiten in dem Hauptspeichertank aufzubewahren. Die Bearbeitungsflüssigkeit, die in dem Hauptspeichertank aufbewahrt wird, wird der Zufuhrvorrichtung über die Zufuhrleitung zugeführt, womit das Recyceln der Bearbeitungsflüssigkeit beendet ist. Weiterhin wird, während die Flüssigkeit in dem Hauptspeichertank aufbewahrt wird, die Flüssigkeit durch die Umwälzleitung umgewälzt.

Das achte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß die Recyclingleitung mit einer Temperatursteuerung versehen ist, welche die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit einstellt. Das neunte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß weiterhin ein Unterspeichertank vorgesehen ist, der auf einer stromaufwärtigen Seite der Recyclingleitung angeordnet ist, wobei die Temperatursteuerung in einer Verbindungsleitung angeordnet ist, welche den Unterspeichertank mit dem Hauptspeichertank verbindet.

Bei der voranstehend geschilderten Anordnung wird die Bearbeitungsflüssigkeit für das Recyceln zeitweilig in dem Unterspeichertank aufbewahrt, und wird danach die Flüssigkeit dem Hauptspeichertank über die Verbindungsleitung zugeführt. Vor und nach dem Beliefern der Bearbeitungsflüssigkeit an den Hauptspeichertank wird die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit zweimal eingestellt, nämlich durch die Verbindungsleitungen und die Umwälzleitung. Infolge der Bereitstellung von zwei Gelegenheiten zum Steuern der Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit kann diese daher stabil und sicher auf die festgelegte Temperatur eingestellt werden.

Das zehnte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß weiterhin ein Unterspeichertank vorgesehen ist, der auf einer stromaufwärtigen Seite der Recyclingleitung angeordnet ist, wobei die Temperatursteuerung in dem Unterspeichertank vorgesehen ist. Da die Temperatursteuerung die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit steuert, während diese in dem Unterspeichertank aufbewahrt wird, kann die Bearbeitungsflüssigkeit innerhalb eines Bereiches auf die Temperatur eingestellt werden.

Das elfte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß weiterhin ein Dreiwegeventil vorgesehen ist, das zwischen dem Hauptspeichertank und der Düse und einer Rückführleitung zum Zurückführen der Bearbeitungsflüssigkeit von dem Dreiwegeventil zu dem Hauptspeichertank vorgesehen ist.

Das zwölfte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß der Hauptspeichertank an einen Hilfstank zum Zuführen der Bearbeitungsflüssigkeit in den Haupttank angeschlossen ist.

Das dreizehnte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß das erste Teil und das zweite Teil in Bezug aufeinander nach oben und unten bewegt werden können.

Das vierzehnten Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß das erste Teil und das zweite Teil heruntergehen, die erste Öffnung geschlossen wird, die zweite Öffnung unter dem Niveau des Halters angeordnet wird, und dann das Substrat zum Halter hin und von diesem weg transportiert wird.

Das fünfzehnte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß die jeweilige Atmosphäre in dem ersten und zweiten Behälter ebenfalls durch die Ablaßleitungen ausgestoßen wird, die an die Bodenoberflächen des ersten und zweiten Behälters angeschlossen sind.

Das sechzehnte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß weiterhin in den Ablaßleitungen jeweils eine Gas-Flüssigkeits-Trenneinheit vorgesehen ist.

Das siebzehnte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß das erste Teil und das zweite Teil heruntergehen, die zweite Öffnung neben dem Substrat angeordnet wird, das durch den Halter gehaltert wird, während die erste Öffnung geschlossen wird, und die Atmosphäre in der zweiten Bearbeitungskammer über die Leitung ausgestoßen wird, die an die Bodenoberfläche der zweiten Bearbeitungskammer angeschlossen ist.

Das achtzehnte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß dann, wenn eine Chemikalienflüssigkeit unter mehreren Flüssigkeiten für die Bearbeitung ausgewählt wird, die erste Öffnung neben dem durch den Halter gehalterten Substrat angeordnet wird, die zweite Öffnung oberhalb der ersten Öffnung angeordnet wird, und die Atmosphäre der Chemikalienflüssigkeit durch die erste und zweite Bearbeitungskammer und über die beiden Leitungen ausgestoßen wird, die an die Oberfläche der ersten bzw. zweiten Bearbeitungskammer angeschlossen sind.

Das neunzehnte Merkmal eines Beispiels besteht darin, daß weiterhin Auslaßleitungen vorgesehen sind, die jeweils an die Bodenoberflächen der ersten Bearbeitungskammer bzw. der zweiten Bearbeitungskammer angeschlossen sind, um die jeweilige Atmosphäre in der ersten bzw. zweiten Bearbeitungskammer auszustoßen. Bei der voranstehend geschilderten Anordnung wird der Ausstoß der Bearbeitungsflüssigkeit und das Ablassen der Innenatmosphäre in unterschiedlichen Leitungen durchgeführt. Insbesondere bei der Bearbeitungsflüssigkeit für das Recyceln wird die Bearbeitungsflüssigkeit nicht durch Abgas beeinflußt, da die Bearbeitungsflüssigkeit und die Innenatmosphäre nicht in derselben Leitung vorhanden sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht einer Reinigungseinrichtung, die mit einem Waferreinigungsgerät gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
2 ist eine Schnittansicht des Waferreinigungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Schnittansicht des Waferreinigungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform, wobei dessen Waferlade- oder Entladezustand gezeigt ist;
4 ist eine Schnittansicht des Waferreinigungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform, wobei dessen Spül- und Schleudertrocknungszustand gezeigt ist;
5 ist eine schematische Darstellung des Waferreinigungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine schematische Darstellung des Waferreinigungsgeräts gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine schematische Darstellung des Waferreinigungsgeräts gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine schematische Darstellung des Waferreinigungsgeräts gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine erläuternde Darstellung eines vereinigten Tanks, bei welchem ein Hauptspeichertank und ein Unterspeichertank vereinigt sind; und
10 ist eine schematische Darstellung eines Waferreinigungsgeräts im allgemeinen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben. Hierbei werden die Ausführungsformen anhand einer Reinigungseinrichtung erläutert, in welche Wafer in Form von Trägern eingeladen werden, um die Wafer zu waschen und zu trocknen, und aus welcher die so gereinigten Wafer in Form von Trägern entladen werden.
1 ist eine Perspektivansicht einer Reinigungseinrichtung 1 zur Erläuterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Diese Reinigungseinrichtung 1 weist einen Montageabschnitt 2 auf, der dazu dient, dort Träger C anzubringen, in denen Wafer W aufgenommen sind, einen Reinigungsabschnitt 3 zur Durchführung eines festgelegten Reinigungsvorgangs für die Wafer W, und einen Transportarm 4 zum Liefern der Wafer W zwischen dem Montageabschnitt 2 und dem Reinigungsabschnitt 3.
Der Montageabschnitt 2 ist mit einer Anordnung versehen, bei welcher mehrere Träger angebracht werden können, beispielsweise zwei Träger C, die jeweils fünfundzwanzig Platten von Wafern W aufnehmen. In dem Reinigungsabschnitt neben dem Montageabschnitt 2 sind eine Waferreinigungsgerätegruppe 7, bei welcher zwei Waferreinigungsgeräte 5, 6 aufeinandergestapelt angeordnet sind, eine Waferreinigungsgerätegruppe 10, bei welcher zwei Waferreinigungsgeräte 8, 9 übereinandergestapelt vorgesehen sind, und eine Waferreinigungsgerätegruppe 13 vorgesehen, bei welcher zwei Waferreinigungsgeräte 11, 12 aufeinandergestapelt angeordnet sind.
In den Waferreinigungsgeräten 5 und 6 wird eine SC1-Reinigung (Ammoniakbearbeitung), die eine Chemikalienflüssigkeit verwendet, die als APM bezeichnet wird (eine Mischung aus NH₄OH/H₂O₂/H₂O), deren Hauptbestandteil Ammoniak ist, zum Entfernen von Verunreinigungen eingesetzt, beispielsweise organischer Verunreinigungen und Teilchen, die an den Waferoberflächen anhaften. Weiterhin sind die Waferreinigungsgeräte 5, 6 so ausgebildet, daß sie eine Spülung (Spülbearbeitung) durchführen, unter Verwendung einer Bearbeitungsflüssigkeit, beispielsweise reinen Wassers (DIW), und auch die nachfolgende Trocknung. In den Waferreinigungsgeräten 8 und 9 wird zum Entfernen von Metallionen eine SC2-Reinigung (Salzsäurebearbeitung) durchgeführt, die eine Reinigungsflüssigkeit verwendet, die als HPM bezeichnet wird (eine Mischung aus HCl/H₂O₂/H₂O), deren Hauptbestandteil Salzsäure ist. Weiterhin sind die Waferreinigungsgeräte 8, 9 so ausgebildet, daß sie das Spülen (die Spülbearbeitung) unter Verwendung des reinen Wassers durchführen, und auch die nachfolgende Trocknung. In den Waferreinigungsgeräten 11 und 12 wird eine HF-Reinigung (Flußsäurereinigung) durchgeführt, die eine Reinigungsflüssigkeit verwendet, die als DHF bezeichnet wird (eine Mischung aus HF/H₂O), deren Hauptbestandteil Flußsäure ist, um Oxidfilme und dergleichen zu entfernen, die sich auf den Waferoberflächen gebildet haben. Weiterhin sind die Waferreinigungsgeräte 11, 12 so ausgebildet, daß sie das Spülen (die Spülbearbeitung) unter Verwendung des reinen Wassers durchführen, und auch die nachfolgende Trocknung. In dem Reinigungsabschnitt 3 wird der angegebene Reinigungsvorgang so durchgeführt, daß die Wafer W nacheinander in die Waferreinigungsgerätegruppen 7, 10 und 13 eingeladen werden. Wenn beispielsweise bei den Wafern W die SC1-Reinigung durchgeführt wird, erfolgt das Spülen und das Trocknen durch das Waferreinigungsgerät 5 auf der oberen Stufe, und dann werden diese Wafer W hintereinander in die Waferreinigungsgeräte 8, 9 auf derselben Stufe transportiert. Daher ist der Reinigungsabschnitt 3 so ausgebildet, daß er den angegebenen Reinigungsvorgang gleichzeitig mit den Waferreinigungsgeräten 5, 8, 11 in der oberen Stufe und den Waferreinigungsgeräten 6, 9, 12 in der unteren Stufe durchführt.
Es wird darauf hingewiesen, daß je nach Wahl die voranstehend geschilderte Anordnung und Kombination der Waferreinigungsgerätegruppen und der Waferreinigungsgeräte entsprechend der Art der Reinigung abgeändert werden kann, die für die Wafer W erforderlich ist. Beispielsweise kann eine bestimmte Waferreinigungsgerätegruppe weggelassen werden. Alternativ kann im Gegensatz hierzu eine zusätzliche Waferreinigungsgerätegruppe in den Abschnitt eingebaut werden. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, die Anzahl an Waferreinigungsgeräten in der Waferreinigungsgerätegruppe zu erhöhen oder zu verringern.
Der Transportarm 4 ist mit einer Basis 20 versehen, der auf einem Fließband 21 bewegt werden kann, das entlang der Linie des Montageabschnitts 2 und des Reinigungsabschnitts 3 vorgesehen ist, in einer Richtung (X), die parallel zur Richtung der Linie der Waferreinigungsgerätegruppen 7, 10, 13 verläuft. Eine Armeinheit 22 ist an der Basis 20 angebracht. Diese Armeinheit 22 kann sich in einer Richtung (Y) senkrecht zur X-Richtung in der Horizontalebene bewegen, und sich in Richtung (Z) vertikal zur X-Richtung bewegen. Darüber hinaus kann sich die Armeinheit 22 in Umfangsrichtung (θ) um die Z-Richtung als Drehzentrum drehen. In dem Transportarm 4 werden die Wafer W vor dem angegebenen Reinigungsvorgang einzeln von dem Träger C abgenommen, der auf dem Montageabschnitt 2 angebracht ist, durch einen Zwischenarm 23b und einen unteren Arm 23c. Weiterhin werden durch einen oberen Arm 23a die Wafer W nach dem angegebenen Reinigungsvorgang in dem Reinigungsabschnitt 3 einzeln in den Träger C eingesetzt. Auf diese Weise ist die Reinigungseinrichtung 1 so ausgebildet, daß sie die Wafer W mit Hilfe des gemeinsamen Transportarms 4 in die jeweiligen Waferreinigungsgeräte 5, 6, 8, 9, 11, 12 einsetzt bzw. hieraus herausnimmt.
Da die Waferreinigungsgeräte 5, 6, 8, 9, 11, 12 den gleichen Aufbau aufweisen, beschreiben wir nunmehr als Beispiel das Waferreinigungsgerät 5. Wie in 2 gezeigt ist, sind in einem Gehäuse 5a des Waferreinigungsgerätes 5 ein kreisringförmiger Behälter 30 im Zentrum des Gehäuses 5a vorgesehen, eine Trägervorrichtung, anders ausgedrückt ein Halter, beispielsweise eine Schleuderspannvorrichtung 31, die in dem Behälter 30 aufgenommen ist, um den Wafer W in Drehung zu haltern, ein Podest 33, welches einen Motor 32 zum Drehen der Schleuderspannvorrichtung 31 gegen die Innenatmosphäre des Behälters 30 schützt, und auch in den Behälter 30 durch eine Öffnung (nicht dargestellt) vorspringt, die in einer Bodenoberfläche 30a des Behälters 30 angeordnet ist, und eine Zufuhrdüse 34 zum Zuführen von APM und reinem Wasser zur Oberfläche des Wafers W, der durch die Schleuderspannvorrichtung 31 gehaltert wird. Es wird darauf hingewiesen, daß der Motor 32 eine Drehwelle 35 aufweist, die mit der unteren Oberfläche der Schleuderspannvorrichtung 31 verbunden ist. Diese Drehwelle 33 geht durch die obere Oberfläche des Podestes 33 hindurch. Auf der Wand des Gehäuses ist eine Schließtür (nicht gezeigt) vorgesehen, die sich nach oben und unten bewegt, so daß sie sich öffnet bzw. schließt, wenn die Wafer W in das Waferreinigungsgerät 5 eingebracht bzw. aus diesem entnommen werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Schleuderspannvorrichtung 31 so ausgebildet ist, daß sie die Wafer W in ihrer horizontalen Ausrichtung über ein Halteteil 31a befördern kann, das aus einer Zentrifugenspannvorrichtung oder dergleichen besteht.
Der Behälter 30 umgibt den Umfang der Wafer W und verhindert darüber hinaus, daß APM, reines Wasser, usw., die der Oberfläche des Wafers W zugeführt werden, zum Umfang des Wafers W hin verteilt werden. Der Behälter 30 weist beispielsweise einen oberen Becher 36 (obere Platte) als ein erstes Teil und einen unteren Becher 37 (Behälterkörper) als ein zweites Teil auf. Der untere Becher 37 weist eine kreisringförmige Wand 40 auf, die auf der Bodenoberfläche 30a aufsteht, sowie eine Rektifizierwand 41, die an der Oberseite der kreisringförmigen Wand 40 angebracht ist. Die Rektifizierwand 41 neigt sich allmählich im Verlauf nach oben, und ist mit einem horizontalen, oberen Ende 41a versehen. Infolge der Bereitstellung der kreisringförmigen Wand 40 und der Rektifizierwand 41 ist das Innere des Behälters 30 in mehrere (zwei) Kammern unterteilt, nämlich eine innere Bearbeitungskammer 42 und eine äußere Bearbeitungskammer 43.
Auf diese Weise werden in mehreren Stufen eine Öffnung 44 der inneren Bearbeitungskammer 42, die sich in der Nähe des Wafers W bewegt, und eine Öffnung 45 der äußeren Bearbeitungskammer 43 ausgebildet, die sich in der Nähe des Wafers W bewegt. Der obere Becher 36 dient auch als obere Platte, welche einen oberen Rand der obersten Öffnung 45 bildet. Der obere Becher 36 ist auf seiner Außenoberfläche mit einer Stütze 151 versehen, mit welcher eine Kolbenstange 155 eines Zylinders 153 verbunden ist. Durch die Betätigung des Zylinders 153 ist es daher möglich, den oberen Becher 36 nach oben und unten zu bewegen. Andererseits ist eine andere Stütze 46 an einer Außenumfangsoberfläche 37a des unteren Bechers 37 angebracht, und auch mit einer Kolbenstange 48 eines Zylinders 47 verbunden. Auf diese Weise kann der untere Becher 37 infolge des Betriebs des Zylinders 47 nach oben und unten bewegt werden. Bewegt sich der untere Becher 37 nach oben und unten, so gleitet eine Innenumfangsoberfläche 37b des unteren Bechers 37 auf der Außenumfangsoberfläche 33a des Podestes 33.
Das Waferreinigungsgerät 5 ist so ausgebildet, daß es die SC1-Reinigung in der inneren Bearbeitungskammer 42 durchführt, und das Spülen in der äußeren Bearbeitungskammer 43. In beiden Fällen, also bei der SC1-Reinigung und dem Spülen, wird normalerweise ein Drehreinigungsverfahren eingesetzt, bei welchem die Schleuderspannvorrichtung 31 gedreht wird, um infolge der Zentrifugalkraft die Reinigungsflüssigkeit auf der gesamten Oberfläche des Wafers W zu verteilen, so daß eine gleichmäßige Reinigung erzielt wird. Eine erste Ablaßleitung 50 ist mit der Bodenoberfläche 30a der inneren Bearbeitungskammer 42 verbunden, um sowohl das Ablassen von APM als auch das Ausstoßen der Innenatmosphäre durchzuführen. Entsprechend ist eine zweite Ablaßleitung 51 mit der Bodenoberfläche 30a verbunden, welche die äußere Bearbeitungskammer 43 bildet, um sowohl das Ablassen des reinen Wassers als auch das Ausstoßen der Innenatmosphäre durchzuführen.
Im Falle des Ladens/Entladens des Wafers W in Bezug auf den Behälter 30 wird, wie in 3 gezeigt ist, der Zylinder 153 betätigt, um den oberen Becher 36 abzusenken, und wird auch der Zylinder 47 betätigt, um den unteren Becher 37 zu betätigen, so daß ein "Bereitschafts"-Zustand erreicht wird, in welchem sowohl der obere als auch der untere Becher 36 bzw. 37 unterhalb der Schleuderspannvorrichtung 31 wartet. Dann nähert sich der obere Becher 36 an die Rektifizierplatte 41 an, so daß die Breite der Öffnung 45 verringert wird, oder diese geschlossen wird. Weiterhin wird das obere Ende 41 der Rektifizierplatte 41 in engen Kontakt mit dem Sockel 33 gebracht, so daß die Öffnung 44 verschlossen wird, um die Innenatmosphäre der inneren Bearbeitungskammer 42 abzudichten. Daher wird die Schleuderspannvorrichtung 31 außen freigelegt, damit die Arme 23b, 23c des Transportarms 4, die in das Gerät durch die Schließtür eingedrungen sind, den Wafer W vor dem Reinigen an die Schleuderspannvorrichtung 31 liefern können, und damit der Arm 23a des Transportarms 4 den gereinigten Wafer W von der Schleuderspannvorrichtung 31 empfangen kann.
Wenn nur der obere Becher 36 aus dem in 3 gezeigten Zustand ansteigt, vergrößert sich die Breite der Öffnung 45 bis zu deren geöffnetem Zustand, wie dies in 4 gezeigt ist. Dann wird der Umfang des Wafers W von der Öffnung 45 der äußeren Bearbeitungskammer 43 umgeben. Wenn das Spülen in einem derartigen Zustand durchgeführt wird, dann gelangt das von dem Wafer W verteilte, reine Wasser in die äußere Bearbeitungskammer 43 durch die Öffnung 45, und fließt dann in die zweite Ablaßleitung 51. Von dem in 4 gezeigten Zustand aus wird, wenn die Betätigung des Zylinders 47 den unteren Becher 37 zum Ansteigen veranlaßt, und weiterhin der obere Becher 36 parallel zum unteren Becher 37 angehoben wird, der Umfang des Wafers W von der Öffnung 44 der inneren Bearbeitungskammer 42 umgeben, wie dies in 2 gezeigt ist Wenn die SC1-Reinigung unter derartigen Bedingungen durchgeführt wird, dann tritt APM, das von dem Wafer W verteilt wird, in die innere Bearbeitungskammer 42 durch die Öffnung 44 ein, und fließt dann in die erste Ablaßleitung 50.
Wie in 5 gezeigt ist, ist die erste Ablaßleitung 50 an einen ersten Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 52 angeschlossen. Eine Sammelleitung 53 und eine erste Auslaßleitung 54 sind vorgesehen, die von dem Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 52 ausgehen. Die Sammelleitung 53 ist mit einem Unterspeichertank 55 verbunden, während die erste Auslaßleitung 54 mit einem Auslaßgebläse 56 verbunden ist. Das auf diese Weise abgelassene APM fließt daher in die Sammelleitung 53 und den Unterspeichertank 55 über den Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 52, wogegen die wie geschildert ausgestoßene Innenatmosphäre der inneren Bearbeitungskammer 42 in die erste Auslaßleitung 54 über den Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 52 fließt, und schließlich die Atmosphäre nach außen ausgestoßen wird.
Der Unterspeichertank 55 ist mit einem Hauptspeichertank 57 über eine Verbindungsleitung 58 verbunden. Die Verbindungsleitung 58 ist mit einer Pumpe 59 und einer Heizvorrichtung 60 als Temperatursteuermechanismus versehen. Der Betrieb der Pumpe 59 erlaubt es, daß APM von der Unterseite des Unterspeichertanks 55 in die Verbindungsleitung 58 eintritt. Die Temperatur des APM wird auf eine vorbestimmte Temperatur, beispielsweise 85 °C, durch die Heizvorrichtung 60 eingestellt, und danach wird APM in den Hauptspeichertank 57 geliefert.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn die Flußrate des APM in die Heizvorrichtung 60 gesteuert wird, der Unterspeichertank die Aufgabe hat, die Temperatur des in den Hauptspeichertank 57 gelieferten APM konstant zu halten. Wäre nämlich kein Unterspeichertank 55 vorhanden, und würde sich der Ausstoß des APM ändern, das durch die Sammelleitung 53 ausgestoßen werden soll, so wäre es unmöglich, diese Änderung abzufangen. Da die Heizvorrichtung 60, die eine begrenzte Kapazität hat, nicht die Änderung abfangen kann, würde dann, wenn die Flußrate des APM erheblich zunimmt, die Temperatur der Flüssigkeit absinken. Um ein Absenken der Temperatur der Flüssigkeit zu verhindern ist es erforderlich, eine Heizvorrichtung 60 mit großen Abmessungen vorzusehen. Allerdings würde dies zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führen. Da im Gegensatz hierzu bei der vorliegenden Ausführungsform der Unterspeichertank 57 auf der stromaufwärtigen Seite der Heizvorrichtung 60 vorgesehen ist, ist es möglich, die Flußrate des APM zu steuern, und kann daher selbst die Heizvorrichtung mit begrenzter Kapazität die Temperatur des APM ausreichend einstellen.
Vorzugsweise weist der Hauptspeichertank 57 eine derartige Kapazität auf, daß er zum Beispiel APM in einer Menge von 30 bis 40 Litern speichert. Zusätzlich ist der Hauptspeichertank 57 mit einer Umwälzleitung 61 zum Umwälzen von APM versehen. Bei der Umwälzleitung 61 ist ihr Einlaß mit der Bodenoberfläche des Hauptspeichertanks 58 verbunden, und ihr Auslaß mit der oberen Oberfläche des Hauptspeichertanks 57. Eine Pumpe 62, eine Heizvorrichtung 63 und ein Filter 64 sind in der Umwälzleitung 61 angeordnet. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß die Pumpe 62 eine Ausstoßmenge von beispielsweise 20 Liter pro Minute aufweist. Der Betrieb der Pumpe 62 gestattet es, daß APM in der Umwälzleitung 61 durch die Unterseite des Hauptspeichertanks 57 fließt. In der Leitung 61 arbeitet die Heizvorrichtung 63 so, daß APM mit 85 °C erzielt wird, und wird, nach Reinigung durch das Filter 64, APM zum Hauptspeichertank 57 zurückbefördert.
Weiterhin ist an den Hauptspeichertank 57 eine APM-Zufuhrleitung 70 (als Zufuhrvorrichtung) angeschlossen, welche die Zufuhrdüse 34 mit APM versorgt. Diese APM-Zufuhrleitung 70 ist mit einer Pumpe 71 und einem Dreiwegeventil 72 ausgerüstet. An das Dreiwegeventil 72 ist eine Rückführleitung 74 angeschlossen, um APM in der APM-Zufuhrleitung 70 zum Hauptspeichertank 57 zurückzuschicken. Durch Betätigung des Dreiwegeventils 72 ist es möglich, die Zufuhr von APM zur Zufuhrdüse 34 und das Zurückbringen von APM zum Hauptspeichertank 57 je nach Wahl und auf die geeignete Art und Weise durchzuführen. Auf diese Weise kann durch Betätigung des Dreiwegeventils 72 und den Betrieb der Pumpe 71 APM in dem Hauptspeichertank 57 der Zufuhrdüse 34 zugeführt werden, wodurch das Recycling von APM erzielt wird.
Bei dem Drehreinigungsverfahren sinkt die Temperatur von APM innerhalb eines Zeitraums von der Zufuhr von APM zum Wafer W bis zur Ausbreitung in der inneren Bearbeitungskammer 42 infolge der Zentrifugalkraft ab. Bei Recyclen von APM ist es erforderlich, eine geeignete Temperatursteuerung von APM durchzuführen, so daß die Temperatur von APM bei dessen Zufuhr auf eine festgelegte Temperatur eingestellt wird. Wenn die Flüssigkeit in dem Hauptspeichertank 57 auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird, durch Betrieb der Heizvorrichtung 63 in der Umwälzleitung 61, so kann die dem Wafer W zugeführte Flüssigkeit auf der voranstehend angegebenen, festgelegten Temperatur gehalten werden. Weiterhin ist es durch Betrieb der Heizvorrichtung 60 in der Verbindungsleitung 58, um so die Temperatur von APM, das in den Hauptspeichertank 57 fließt, auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten, möglich, zu verhindern, daß die Flüssigkeitstemperatur in dem Hauptspeichertank 57 absinkt. Daher ist es möglich, noch sicherer den Wafer W mit APM zu versorgen, das auf die festgelegte Temperatur eingestellt ist.
Während des Betriebs des Gerätes sind die Pumpen 62, 71 ständig in Betrieb. Zum Beispiel führt der Betrieb der Pumpe 62 dazu, daß APM durch die Wärmeleitung 61 umgewälzt wird, so daß der Hauptspeichertank 57 immer mit APM temperaturgesteuert gefüllt werden kann. Weiterhin führt der Betrieb der Pumpe 71 dazu, daß APM in dem Hauptspeichertank 57 durch die APM-Zufuhrleitung 70 (Teil) zwischen dem Tank 57 und dem Dreiwegeventil 72 sowie der Rückführleitung 77 umgewälzt wird. Ein derartiger Betrieb der Pumpe 71 ist in dem "Bereitschafts"-Zeitraum wirksam, von dem Entnehmen des ersten Wafers W aus dem Behälter 30 bis zum Laden des zweiten Wafers W. Infolge des Umlaufs von APM unter Temperatursteuerung in diesem Bereitschaftszeitraum ist keine Möglichkeit dafür vorhanden, daß die APM-Zufuhrleitung 70 (Teil) zwischen dem Tank 57 und dem Dreiwegeventil 72 und auch der Rückführleitung 74 abgekühlt wird. Weiterhin wird in dem Bereitschaftszeitraum die Rückführleitung 74 mit APM versorgt, das in der APM-Zufuhrleitung 70 (Teil) zwischen dem Dreiwegeventil 72 und der Zufuhrdüse 74 zurückgeblieben ist, wodurch diese APM-Zufuhrleitung 70 geleert wird. Wird sie nicht geleert, dann wird das restliche APM infolge der Wärmeabstrahlung usw. abgekühlt. Wäre dies der Fall, so würden sich bei Bearbeitung des zweiten Wafers W das zurückgebliebene und abgekühlte APM sowie das APM auf der festgelegten Temperatur miteinander in der APM-Zufuhrleitung 70 (Teil) zwischen dem Dreiwegeventil 72 und der Zufuhrdüse 34 mischen, so daß APM mit verringerter Temperatur dem Wafer W zugeführt wird. Bei der Ausführungsform ist es infolge der Tatsache, daß APM in der APM-Zufuhrleitung 70 (Teil) zwischen dem Dreiwegeventil 72 und der Zufuhrdüse 34 umgewälzt wird während des Bereitschaftszeitraums, um diese APM-Zufuhrleitung 70 (Teil) zu leeren, möglich, den Wafer W mit APM nach der Einstellung der festgelegten Temperatur zu versorgen. Wenn das Rohr zwischen dem Dreiwegeventil 72 und der Zufuhrdüse 34 eine geringere Länge aufweist, so ist dies vorzuziehen, um einen Einfluß durch das so abgekühlte Rohr auf APM so weit wie möglich zu verringern.
Weiterhin ist an die Zufuhrdüse 34 eine Reinwasserzufuhrleitung 76 angeschlossen, die das reine Wasser von einer Reinwasserquelle 75 an den Wafer liefert. Die Reinwasserzufuhrleitung 76 ist mit einem Ventil 77 versehen. Es wird darauf hingewiesen, daß bei Durchführung des Spülvorgangs es wünschenswert ist, den Wafer mit reinem Wasser von normaler Temperatur zu versorgen.
Der Hauptspeichertank 57 ist mit einem Nachfüllmechanismus 80 versehen, der Ammoniaklösung (NH₄OH), Wasserstoffperoxid und reines Wasser je nach Erfordernis geeignet nachfüllt. Der Nachfüllmechanismus 80 weist ein Ammoniaknachfüllsystem 83 auf, das beispielsweise mit einem Tank 81 zum Aufbewahren der Ammoniaklösung als Nachfülltank zum Nachfüllen des Hauptspeichertanks mit Bearbeitungsflüssigkeit versehen ist, die so eingestellt ist, daß sie eine festgelegte Dichte aufweist, sowie mit einer Pumpe 82; ein Wasserstoffperoxid-Wasser-Nachfüllsystem 86, das mit einem Tank 84 zum Speichern des Wasserstoffperoxidwassers versehen ist, das auf eine festgelegte Dichte eingestellt ist, sowie mit einer Pumpe 85; ein Reinwasserzufuhrsystem 89, das mit einem Tank 87 zum Aufbewahren des reinen Wassers versehen ist, und mit einem Ventil 88; und eine Steuerung 90 zum Steuern der Arbeitsverfügbarkeit der Pumpen 82, 85 des Öffnungsgrades des Ventils 88. Auf diese Weise ist es, da die Steuerung 90 die jeweilige Arbeitsverfügbarkeit der Pumpen 82, 85 und den Öffnungsgrad des Ventils 88 auf geeignete Weise steuert, möglich, den Hauptspeichertank 57 mit Ammoniaklösung (NH₄OH), Wasserstoffperoxidwasser und reinem Wasser in festgelegten Mengen nachzufüllen, um hierdurch APM mit einem festgelegten Verhältnis der Bestandteile zu erzeugen.
Andererseits ist die zweite Ablaßleitung 51 an einen zweiten Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 90 angeschlossen. Eine Ablaßleitung 91 und eine zweite Auslaßleitung 92 sind so vorgesehen, daß sie von dem zweiten Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 90 abzweigen. Daher fließt das so abgelassene, reine Wasser in die Ablaßleitung 91 über den zweiten Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 90, und wird nach außen ausgestoßen, während die wie geschildert ausgestoßene Innenatmosphäre der äußeren Bearbeitungskammer 43 in die zweite Auslaßleitung 92 über den zweiten Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 90 fließt, und schließlich die Atmosphäre nach außen ausgestoßen wird.
Das Auslaßgebläse 56 kann den Auslaßvorgang in beiden Fällen durchführen, nämlich bei der inneren Bearbeitungskammer 42 und der äußeren Bearbeitungskammer 43. Wiederum weist das Auslaßgebläse 56 im Betrieb eine feste Ausgangsleistung auf. Da die Öffnung 44 in dem SC1-Reinigungszustand von 2 geöffnet ist, dient das Auslaßgebläse 56 dazu, hauptsächlich die Chemikalienatmosphäre (APM) der SC1-Reinigung durch die innere Bearbeitungskammer 42 auszulassen, ohne diese Atmosphäre nach außen abzugeben. Weiterhin kann, wenn die Öffnung 45 ebenfalls geöffnet wird, die Chemikalienatmosphäre durch die äußere Bearbeitungskammer 43 ausgelassen werden. Da die Auslaßzone durch den Einsatz der inneren Bearbeitungskammer 42 und der äußeren Bearbeitungskammer 43 maximiert wird, kann daher die Verdrängung des Behälters 30 erhöht werden. Andererseits wird in dem Spül- und Schleudertrocknungszustand von 4 so vorgegangen, daß die Innenatmosphäre der inneren Bearbeitungskammer 42 abgedichtet wird, so daß die Innenatmosphäre durch die äußere Bearbeitungskammer 43 als die Auslaßzone ausgelassen wird. Selbst wenn das Schließen der inneren Bearbeitungskammer dazu führt, daß die Chemikalienatmosphäre in der inneren Bearbeitungskammer 42 verbleibt, ist das Gerät so ausgebildet, daß es eine Verteilung der Chemikalienatmosphäre verhindern kann, wenn der Wafer gespült und eingeladen/ausgeladen wird. Darüber hinaus ist in dem Waferlade/Entladezustand von 3 die Auslaßzone minimiert oder im wesentlichen nicht vorhanden. Auf diese Weise kann die Auslaßzone des Auslaßgebläses 56 frei zwischen der inneren Bearbeitungskammer 42 und der äußeren Bearbeitungskammer 43 eingerichtet werden.
Weiterhin werden auf diese Weise die SC1-Reinigung und das Spülen in unterschiedlichen Kammern durchgeführt, und sind einzeln die erste Ablaßleitung 50 zum Ablassen von APM und eine zweite Ablaßleitung 51 zum Ablassen des reinen Wassers vorhanden, das in dem Spülvorgang verwendet wird. Daher ist das Gerät so ausgebildet, daß das in dem Spülvorgang verwendete reine Wasser nicht in die APM-Leitung hineingelangt. Daher ist keine Möglichkeit dafür vorhanden, daß sich APM und das reine Wasser mischen, und ebenfalls keine Möglichkeit, daß das Leitungssystem für APM durch das reine Wasser abgekühlt wird, das in dem Spülvorgang verwendet wird.
Im übrigen sind die Waferreinigungsgeräte 6, 8, 9, 11, 12 entsprechend aufgebaut, und wird daher auf ihre Beschreibung im einzelnen verzichtet: Es wird darauf hingewiesen, daß infolge der Verwendung derselben Chemikalienflüssigkeit (APM) die Waferreinigungsgeräte 5, 6 zum Teil ein gemeinsames Leitungssystem für dieselbe Chemikalienflüssigkeit aufweisen können (beispielsweise den Hauptspeichertank 57, den unterschiedlich 55, die Verbindungsleitung 58, die Umwälzleitung 61, usw.), um Raum zu sparen. Entsprechend können die Waferreinigungsgeräte 8, 9 und die Waferreinigungsgeräte 11, 12 ein gemeinsames Leitungssystem für die jeweiligen Chemikalienflüssigkeiten (HPM, DHF) aufweisen, jedenfalls teilweise.
Nunmehr erläutern wir den Betrieb und die Auswirkungen der wie geschilderte aufgebauten Waferreinigungsgeräte 5, 6, 8, 9, 11 und 12 auf der Grundlage des Reinigungsvorgangs des Wafers W in der Reinigungseinrichtung von 1. Zuerst bringt ein nicht gezeigter Transportroboter den Träger C, in welchem beispielsweise fünfundzwanzig Platten aus Wafern W aufgenommen sind, auf dem Montageabschnitt 2 an. Dann werden die Wafer W einzeln aus dem Träger C entnommen, der auf dem Montageabschnitt 2 angebracht ist, durch den Transportarm 4. Der Transportarm 4 transportiert die Wafer W nacheinander zu den Waferreinigungsgeräten 5, 8, 11 und den Waferreinigungsgeräten 6, 9, 12. Auf diese Weise wird der festgelegte Reinigungsvorgang durchgeführt, um Verunreinigungen, beispielsweise organische Verunreinigungen und Teilchen zu entfernen, die an den Oberflächen der Wafer W anhaften.
Nunmehr beschreiben wir beispielhaft den Vorgang, der von dem Waferreinigungsgerät 5 durchgeführt wird. Zuerst werden Ammoniaklösung (NH₄OH), Wasserstoffperoxidflüssigkeit (H₂O₂), und das reine Wasser (DIW) in festgelegten Mengen vorher von dem Nachfüllmechanismus 80 in den Hauptspeichertank 57 nachgefüllt, um hierdurch APM herzustellen. Während des Bereitschaftszeitraums arbeitet die Pumpe 62 so, daß APM in dem Hauptspeichertank 57 in der Umwälzleitung 61 umgewälzt werden kann, und die Temperatur des APM durch die Heizvorrichtung 63 geregelt wird, und APM durch das Filter 64 gereinigt wird. Weiterhin wälzt die Pumpe 71 APM durch die APM-Zufuhrleitung 70 (Teil) zwischen dem Hauptspeichertank 57 und dem Dreiwegeventil 72 und der Rückführleitung 74 um. Es wird darauf hingewiesen, daß APM auf eine festgelegte Temperatur eingestellt wird, beispielsweise 85 °C, damit es ein hohes Reinigungsvermögen aufweist. Andererseits werden, wie in 3 gezeigt ist, der obere Becher 36 und der untere Becher 37 in die Bereitschaftsposition durch die Schleuderspannvorrichtung 31 abgesenkt, so daß die Schleuderspannvorrichtung 31 freigelegt wird, um den Wafer W zu tragen.
Wie in 2 gezeigt ist, werden, nachdem sich die Zufuhrdüse 34 zur Oberseite des Wafers W bewegt hat, der obere Becher 36 und der untere Becher 37 angehoben, um die Öffnung 44 der inneren Bearbeitungskammer 42 zum Umfang des Wafers W zu bewegen. Der Motor 32 arbeitet so, daß er die Schleuderspannvorrichtung 31 dreht, während die Zufuhrdüse 34 APM ausstößt, das von dem Hauptspeichertank 57 geliefert wird, und zwar einige Sekunden (beispielsweise 90 Sekunden lang) bis zu einigen Minuten. Beispielsweise bewegt sich bei der SC1-Reinigung die Zufuhrdüse 34 oberhalb des Wafers von dessen Zentrum zum Umfang hin und her, während sie APM ausspritzt, um so die Oberfläche des Wafers W gleichmäßig zu reinigen.
Die Innenatmosphäre der inneren Bearbeitungskammer 42 wird zur Außenseite durch die erste Auslaßleitung 50 ausgestoßen. Dann kann, da die Öffnungen 44, 45 geöffnet sind, um die Öffnungsfläche des Bechers für den Auslaßvorgang durch die innere und äußere Bearbeitungskammer 44, 45 zu vergrößern, die Auslaßverdrängung erhöht werden, um zu verhindern, daß die Chemikalienatmosphäre (APM) nach außen hin verteilt wird. Weiterhin wird APM, das in die innere Bearbeitungskammer 42 gespritzt ist, durch die erste Ablaßleitung 50 abgelassen. Nach Durchgang durch den ersten Gas-Flüssigkeits-Trennmechanismus 52, die Sammelleitung 53, den Unterspeichertank 55 und die Verbindungsleitung 58 in dieser Reihenfolge wird APM schließlich in dem Hauptspeichertank 57 gesammelt. Im Verlauf dieses Sammelvorgangs durch die Verbindungsleitung 58 wird zuerst die Temperatursteuerung und die Reinigung durchgeführt. Daraufhin wird APM in dem Hauptspeichertank 57 in der Umwälzleitung 61 umgewälzt, um die zweite Temperatursteuerung und Reinigung durchzuführen, um APM auf eine Temperatur von 85 °C einzustellen und zu reinigen. Das so gesteuerte und gereinigte APM wird erneut der Zufuhrdüse 34 über die APM-Zufuhrleitung 70 zugeführt. Auf diese Weise wird APM in dem Hauptspeichertank 57 mehrfach eingesetzt, um den Verbrauch von APM zu verringern.
Dann werden der obere Becher 36 und der untere Becher 37 abgesenkt, damit sich die Öffnung 45 der äußeren Bearbeitungskammer 43 zum Umfang des Wafers W bewegen kann, der durch die Schleuderspannvorrichtung 31 gehaltert wird, wie dies in 4 gezeigt ist. Während der Wafer W gedreht wird, wird reines Wasser mit normaler Temperatur dem Wafer W über die Zufuhrdüse 34 zugeführt, wodurch die Spülung durchgeführt wird, um APM von dem Wafer W abzuwaschen. Die Innenatmosphäre der äußeren Bearbeitungskammer 43 wird nach außen durch die zweite Auslaßleitung 51 ausgelassen. Weiterhin wird nach Ablassen des reinen Wassers, das sich in der äußeren Bearbeitungskammer 43 verteilt hat, durch die zweite Auslaßleitung 51, die Betriebsleistung des Motors 32 erhöht, damit sich die Schleuderspannvorrichtung 31 mit höherer Geschwindigkeit dreht als bei der SC1-Reinigung und beim Spülen, wodurch die Schleudertrocknung durchgeführt wird, um Wassertropfen von dem Wafer W zu entfernen. Bei dem Spülen und dem Schleudertrocknen ist, da die innere Bearbeitungskammer 42 abgedichtet ist, wie dies in 4 gezeigt ist, nur eine geringe Möglichkeit dafür vorhanden, daß die Chemikalienatmosphäre (APM) nach außen abgegeben wird. Infolge des Einsatzes nur der äußeren Bearbeitungskammer 43 als Auslaßzone ist es möglich, die Auslaßverdrängung in dem Behälter 30 zu verringern, im Vergleich zur SC1-Reinigung.
Danach senkt sich der obere Becher 36 ab, um die Schleuderspannvorrichtung 31 und den Wafer W freizulegen, damit der Wafer W nach der Reinigung entladen werden kann, wie dies in 3 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, da die innere Bearbeitungskammer 42 geschlossen ist, und die Öffnung 45 verkleinert oder ausgeschaltet ist, um die Auslaßzone zu minimieren oder entfallen zu lassen, die Auslaßverdrängung in dem Behälter 30 zu verringern. Da der obere Becher 36 abgesenkt wird, um hierdurch die Höhe des Behälters 30 sowohl beim Laden als auch Entladen des Wafers zu verringern, ist es darüber hinaus möglich, Raum einzusparen, der dazu dient, daß der Behälter 30 unterhalb der Schleuderspannvorrichtung 30 warten kann. Daher ist es möglich, das Laden und Entladen des Wafers auf geeignete Weise durchzuführen.
Im Falle der Verwendung von APM als Reinigungsflüssigkeit in dem Waferreinigungsgerät 5 wird SC1 mit APM durchgeführt, nachdem die Öffnung 44 der inneren Bearbeitungskammer 42 zum Umfang des Wafers W bewegt wurde, der von der Schleuderspannvorrichtung 31 gehaltert wird, und wird danach der Ablaß von APM durch die erste Ablaßleitung 50 durchgeführt. Im Falle der Verwendung von reinem Wasser als Reinigungsflüssigkeit in dem Waferreinigungsgerät 5 wird das Spülen durchgeführt, nachdem die Öffnung 45 der äußeren Bearbeitungskammer 43 zum Umfang des Wafers W bewegt wurde, der durch die Schleuderspannvorrichtung 31 gehaltert wird, und wird danach das Ablassen des reinen Wassers durch die zweite Ablaßleitung 51 durchgeführt. Beim Ablassen von APM und reinem Wasser wird insbesondere APM erneut von der Zufuhrdüse 34 dem Wafer W beim Recyceln von APM zugeführt. Es wird darauf hingewiesen, daß selbst dann, wenn APM in der ersten Ablaßleitung 50 übrigbleibt, und reines Wasser in der zweiten Ablaßleitung 51, keine Möglichkeit dafür vorhanden ist, daß Reinigungsflüssigkeiten unterschiedlicher Arten in derselben Leitung vorhanden sind, durch Ändern der Bearbeitungskammer entsprechend der jeweils benutzten Reinigungsflüssigkeit. Insbesondere kann, da das APM zum Recyceln nicht durch das reine Wasser verdünnt wird, ein hohes Reinigungsvermögen von APM nachfolgend aufrechterhalten werden, so daß es erneut bei der SC1-Reinigung verwendet werden kann. Durch geeignete Einstellung der Steuerung 90 in dem Nachfüllmechanismus 80 ist es ebenfalls möglich, Schwierigkeiten in Bezug auf das Nachfüllen von Ammoniaklösung und Wasserstoffperoxidflüssigkeit beim APM zu vermeiden, als eine Gegenmaßnahme für verdünntes APM.
APM und reines Wasser weisen unterschiedliche optimale Temperaturen zur Erhöhung des Reinigungsvermögens auf. Da die Ablaßleitungen für die jeweiligen Reinigungsflüssigkeiten festgelegt sind, ist es dennoch möglich, zu verhindern, daß die erste Ablaßleitung 50 durch das reine Wasser in dem Spülvorgang abgekühlt wird. Daher tritt bei APM keine Temperaturänderung auf, wodurch beispielsweise seine Temperatur durch die wie voranstehend geschildert abgekühlte, erste Ablaßleitung 50 absinken würde. Selbst wenn APM, das bei der SC1-Reinigung eingesetzt wurde, in der inneren Bearbeitungskammer 42 auf eine Temperatur abgekühlt wird, die niedriger als die festgelegte Temperatur ist, wird die Temperatur des APM in der Verbindungsleitung 56 vor dem Hauptspeichertank 56 gesteuert, und danach erneut in der Umwälzleitung 60 gesteuert. Auf diese Weise ist es möglich, infolge der Bereitstellung von zwei Möglichkeiten zum Steuern der Temperatur von APM, nämlich durch die Verbindungsleitung 58 und die Umwälzleitung 61, APM auf die festgelegte Temperatur stabil und sicher einzustellen. Ohne Temperaturänderung ist es daher möglich, die Oberfläche des Wafers mit APM zu versorgen, das ständig auf der festgelegten Temperatur gehalten wird, so daß die geeignete SC1-Reinigung durchgeführt werden kann.
Weiterhin kann entsprechend den Arten der Reinigungsflüssigkeiten die Bearbeitungskammer, die den Umfang des Wafers W umgibt, zwischen der inneren Bearbeitungskammer 42 und der äußeren Bearbeitungskammer 43 umgeschaltet werden, und kann auch die Auslaßzone zwischen diesen Kammern 42, 43 frei eingerichtet werden. Daher kann die Auslaßverdrängung in dem Behälter 30 zu den Zeiten der SC1-Reinigung, des Spülens, und des Ladens und Entladens der Wafer W geändert werden. Daher ist es nicht erforderlich, bei dem Behälter eine große Auslaßverdrängung zur Verfügung zu stellen, wird das Auslaßgebläse 56 nicht übermäßig belastet, und ist es darüber hinaus möglich, die Gesamtverdrängung des Behälters 30 im Vergleich zu jener des herkömmlichen Behälters zu verringern.
Auf diese Weise kann bei dem Waferreinigungsgerät 5 gemäß der ersten Ausführungsform die erneute Verwendung von APM in vorteilhafter Weise durchgeführt werden, und kann die Auslaßverdrängung verringert werden. Während der APM-Verbrauch eingeschränkt wird, ist es daher möglich, Bearbeitungsfehler und Unregelmäßigkeiten der Bearbeitung auszuschalten, die sich bei einer Verdünnung der Bearbeitungsflüssigkeit und einer Änderung der Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit ergeben, so daß die geeignete SC1-Reinigung fertiggestellt werden kann. Darüber hinaus weist das Substratbearbeitungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung bessere Eigenschaften in Bezug auf die laufenden Betriebskosten auf.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Ausgangsleistung des Auslaßgebläses 56 in geeigneter Weise geändert werden kann, in Reaktion auf den jeweiligen Zustand der Bearbeitung, obwohl bei den voranstehenden Ausführungsformen die Ausgangsleistung während der Bearbeitung konstant gehalten wurde. Beispielsweise wird bei der SC1-Reinigung von 1 die Ausgangsleistung des Auslaßgebläses 56 erhöht, so daß die Chemikalienatmosphäre bei der SC1-Reinigung sich nicht nach außen ausbreitet. Andererseits wird, wie dies voranstehend geschildert wurde, die Innenatmosphäre der inneren Bearbeitungskammer 42 eng geschlossen, sowohl beim Spülen als auch beim Schleudertrocknen von 4. Da keine Möglichkeit dafür besteht, daß sich die Chemikalienatmosphäre nach außen hin ausbreitet, ist es nicht erforderlich, ein übermäßiges Ablassen der inneren Bearbeitungskammer 42 sicherzustellen, verglichen mit dem Ablassen bei der SC1-Reinigung. Daher muß das Auslaßgebläse 56 nur eine minimale Ausgangsleistung aufweisen, so daß sich die Innenatmosphäre nicht verteilt, entsprechend dem vorhandenen Zustand der äußeren Bearbeitungskammer 43 und der inneren Bearbeitungskammer 42. Weiterhin kann in dem Zustand des Ladens/Entladens eines Wafers gemäß 3 die Ausgangsleistung des Auslaßgebläses 56 noch weiter minimiert werden.
Auf diese Weise ist es möglich, durch Änderung der Ausgangsleistung des Auslaßgebläses 56 bei der SC1-Reinigung, dem Spülen, und dem Laden/Entladen der Wafer, die Belastung des Auslaßgebläses 56 und die Gesamtverdrängung des Behälters 30 zu verringern.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 ein Waferreinigungsgerät 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Dieses Waferreinigungsgerät 100 ist mit einer Leitung zum Ablassen der Reinigungsflüssigkeit und einer anderen Leitung zum Auslassen der Innenatmosphäre versehen, anstelle des ersten und zweiten Gas-Flüssigkeits-Mechanismus 52, 90. Der Aufbau des Waferreinigungsgerätes 100 gleicht jenem des vorher geschilderten Waferreinigungsgerätes 5, mit Ausnahme der einzelnen Bereitstellung der Leitung zum Ablassen der Reinigungsflüssigkeit und der Leitung zum Auslassen der Innenatmosphäre. Elemente, die in Bezug auf ihre Arbeitsweise und ihren Aufbau gleich jenen des Waferreinigungsgerätes 5 sind, werden daher jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre überlappende Beschreibung wird bei der nachfolgenden Beschreibung verzichtet.
Im einzelnen sind eine erste Ablaßleitung 101 zum Ablassen von APM und eine erste Auslaßleitung 102 zum Auslassen der Innenatmosphäre zusammen an die Bodenoberfläche der inneren Bearbeitungskammer 42 angeschlossen. Die erste Ablaßleitung 101 ist direkt mit dem Unterspeichertank 55 verbunden, während die erste Auslaßleitung 102 mit dem Auslaßgebläse 56 verbunden ist. Entsprechend sind eine zweite Ablaßleitung 103 zum Ablassen des reinen Wassers und eine zweite Auslaßleitung 104 zum Auslassen der Innenatmosphäre zusammen an die Bodenoberfläche der äußeren Bearbeitungskammer 43 angeschlossen. Die zweite Auslaßleitung 104 vereinigt sich mit der ersten Auslaßleitung 103.
Bei dem Waferreinigungsgerät 100 kann das Ablassen von APM und das Auslassen der Innenatmosphäre in der inneren Bearbeitungskammer 42 durch unterschiedliche Leitungen durchgeführt werden, und entsprechend kann das Ablassen des reinen Wassers und das Auslassen der Innenatmosphäre in der äußeren Bearbeitungskammer 43 durch unterschiedliche Leitungen durchgeführt werden. Insbesondere bei APM, da dieses nicht zusammen mit der Innenatmosphäre der inneren Bearbeitungskammer 42 in derselben Leitung vorhanden ist, haben verschiedene Einflüsse infolge des Auslaßgases keinen Einfluß auf APM. Es ist beispielsweise möglich zu verhindern, daß APM durch einen Luftstrom abgekühlt wird, der beim Auslassen hervorgerufen wird, so daß APM stabil und sicher auf eine festgelegte Temperatur eingestellt werden kann, im Vergleich mit dem Fall des Waferreinigungsgerätes 5.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 ein Waferreinigungsgerät 110 gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben. Dieses Waferreinigungsgerät 110 ist mit einer Leitung zum Ablassen der Reinigungsflüssigkeit und einer unabhängigen Leitung zum Auslassen der Innenatmosphäre versehen. Darüber hinaus ist der voranstehend geschilderte Unterspeichertank 55 weggelassen. Im einzelnen ist, wie in 7 gezeigt ist, der Hauptspeichertank 57 direkt an die erste Ablaßleitung 101 angeschlossen. Die erste Ablaßleitung 101 ist mit der Pumpe 59 und der Heizvorrichtung versehen. Bei dem voranstehend geschilderten Aufbau ist es möglich, das Gerät zu verkleinern, da der Unterspeichertank 55 weggelassen ist.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf 8 ein Waferreinigungsgerät 120 gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben. Dieses Waferreinigungsgerät 120 ist mit einer Leitung zum Ablassen der Reinigungsflüssigkeit und einer unabhängigen Leitung zum Auslassen der Innenatmosphäre versehen. Weiterhin ist eine Kartuschenheizvorrichtung 121 an dem Unterspeichertank 55 angebracht.
Die erste Ablaßleitung 101 ist mit dem Unterspeichertank 55 verbunden, und mit der Pumpe 59 ausgerüstet. Der Unterspeichertank 55 ist oberhalb des Hauptspeichertanks 57 angeordnet. Der Hauptspeichertank 57 steht mit dem Unterspeichertank 55 über eine Überlaufleitung 122 in Verbindung. Hierbei wird der Niveauunterschied zwischen dem Hauptspeichertank 57 und dem Unterspeichertank 55 ausgenutzt, und das natürliche Gefälle, und daher ist das Waferreinigungsgerät 120 so ausgebildet, daß das APM, das aus dem Unterspeichertank 55 überläuft, in den Hauptspeichertank 57 durch die Überlaufleitung 122 befördert wird.
Bei dem Waferreinigungsgerät 120 führt die Erwärmung durch die Kartuschenheizvorrichtung 121 dazu, daß APM in dem Unterspeichertank 55 bezüglich der Temperatur gesteuert wird. Da die Temperatur des APM eingestellt wird, während es in dem unterschiedlich 55 aufbewahrt wird, ist es möglich, die Temperatursteuerung von APM über einen Bereich zu bewirken, im Vergleich zu jenem Fall, bei welchem die Temperatursteuerung von APM dadurch erfolgt, daß es durch die Heizvorrichtung geleitet wird. Da APM in fester Menge, bei welchem in gewissem Ausmaß eine Temperatursteuerung durchgeführt wird, in den Hauptspeichertank 57 über die Überlaufleitung 122 fließt, ist es darüber hinaus möglich, APM stabiler und sicherer auf eine festgelegte Temperatur einzustellen.
Es wird darauf hingewiesen, daß wie in 9 gezeigt ein vereinigter Tank 130 vorgesehen werden kann, der eine Kombination des Unterspeichertanks 55 mit dem Hauptspeichertank 57 darstellt. Bei dem vereinigten Tank 130 ist der Unterspeichertank 55 neben dem Hauptspeichertank 57 angeordnet und von diesem durch eine Wand 131 getrennt, und läßt ein Überlaufrohr 132 APM in dem Unterspeichertank 55 in den Hauptspeichertank 57 fließen. Bei diesem Aufbau kann die Verkleinerung des Gerätes noch weiter vorgetrieben werden.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das Waferreinigungsgerät zum einzelnen Reinigen der Wafer beschrieben, also ein Waferreinigungsgerät für ein Stück, jedoch ist die vorliegende Erfindung auch bei einem sogenannten Waferreinigungsgerät des "Postentyps" einsetzbar, welches mehrere Wafer dadurch reinigt, daß sie in ein Reinigungsbad eingetaucht werden, das mit der Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auch bei einem Gerät zur Durchführung anderer Prozesse einsetzbar, über den Reinigungsprozeß hinaus, beispielsweise bei einem Gerät zum Aufbringen einer vorbestimmten Bearbeitungsflüssigkeit auf den Wafer. Zwar wurde die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen beschrieben, bei denen die Wafer W als die Substrate verwendet werden, jedoch ist die Erfindung nicht nur auf derartige Beispiele beschränkt, und beispielsweise dazu einsetzbar, etwa LCD-Substrate zu bearbeiten, Glassubstrate, CD-Substrate, Photomasken, bedruckte Substrate, Keramiksubstrate, usw.
Zwar wird die Bearbeitungsflüssigkeit bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen durch die Heizvorrichtung auf eine hohe Temperatur eingestellt, jedoch ist die vorliegende Erfindung auch in einem Fall einsetzbar, in welchem die Bearbeitungsflüssigkeit durch eine Kühleinheit auf eine niedrige Temperatur oder dergleichen eingestellt wird.
Wie voranstehend geschildert ist es gemäß der Erfindung möglich, zu erreichen, daß in geeigneter Weise die Bearbeitungsflüssigkeit wiederverwendet wird, wodurch die Auslaßverdrängung verringert werden kann. Während der Verbrauch an Bearbeitungsflüssigkeit eingeschränkt wird, ist es daher möglich, Bearbeitungsfehler und Unregelmäßigkeiten der Bearbeitung auszuschalten, die sich bei einer Verdünnung der Bearbeitungsflüssigkeit und einer Temperaturänderung der Bearbeitungsflüssigkeit ergeben, so daß eine geeignete Bearbeitung durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist das Substratbearbeitungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die laufenden Betriebskosten besser.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, zweimal eine Gelegenheit zum Steuern der Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit zur Verfügung zu stellen, wodurch die Bearbeitungsflüssigkeit stabil und sicher auf eine gewünschte Temperatur eingestellt werden kann. Insbesondere ist es möglich, die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit in einem Bereich zu steuern. Weiterhin kann das Laden und Entladen des Substrats in vorteilhafter Weise durchgeführt werden. Weiterhin ist es möglich, die Innenatmosphäre auszulassen, und ebenfalls möglich, verschiedene Einflüsse, die beim Auslassen der Innenatmosphäre auftreten, auf die abgelassene Bearbeitungsflüssigkeit auszuschalten.

Claims

Substratbearbeitungsgerät zum Bearbeiten eines Substrats, umfassend: einen Halter (31) zum Tragen des Substrats (W); eine Düse (34) zum Zuführen mehrerer Arten von Bearbeitungsflüssigkeit zu einer Oberfläche des Substrats; einen Behälter (30), der um den Halter (31) herum angeordnet ist, wobei der Behälter mehrere Bearbeitungskammern (42, 43) aufweist, und die mehreren Bearbeitungskammern (42, 43) mehrere Öffnungen (44, 45) aufweisen, die hintereinander angeordnet sind, wobei die mehreren Bearbeitungskammern (42, 43) zumindest eine erste Bearbeitungskammer (42) und eine zweite Bearbeitungskammer (43) umfassen, der Behälter (30) ein erstes Teil (37) aufweist, welches die erste Bearbeitungskammer (42) und einen Teil der zweiten Bearbeitungskammer (43) ausbildet, sowie ein zweites Teil (36), das zusammenwirkend mit dem ersten Teil (37) die zweite Bearbeitungskammer ausbildet, wobei das erste Teil und das zweite Teil in Bezug aufeinander nach oben und unten bewegt werden können, wobei die erste Bearbeitungskammer (42) mit einer ersten Öffnung (44) versehen ist, die zweite Bearbeitungskammer (43) mit einer zweiten Öffnung (45) versehen ist, wobei der Behälter (30) in Bezug zu dem Halter (31) relativ bewegbar ist, so dass die erste Öffnung (44) und die zweite Öffnung (45) zu dem Substrat (W) bewegt und um den Umfang des Substrats herum positioniert werden können, das durch den Halter (31) gehaltert wird; wobei ein Boden (30a) jeder Bearbeitungskammer (42, 43) mit einer Ausstoßleitung (50, 51; 101, 103) zum Ausstoßen von Bearbeitungsflüssigkeit aus der Bearbeitungskammer verbunden ist; und zumindest eine der Ausstoßleitungen (50, 51; 101, 103) an die Düse (34) angeschlossen ist, so dass die ausgestoßene Bearbeitungsflüssigkeit einer Oberfläche des Substrats (W) durch eine Leitung als Recyclingkreis zugeführt wird.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 1, das derart ausgebildet ist, dass die jeweilige Atmosphäre in dem ersten und dem zweiten Behälter (42, 43) auch durch die Ausstoßleitungen (50, 51; 101, 103) ausstoßbar ist, die an die Bodenoberflächen (30a) des ersten und zweiten Behälters (42, 43) angeschlossen sind.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 2, welches weiterhin Gas-Flüssigkeits-Trenneinheiten (52) aufweist, die jeweils in den Ausstoßleitungen (50, 51; 101, 103) angeordnet sind.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 3, das eine Steuereinheit umfasst, die fähig ist zu steuern, dass das erste Teil (37) und das zweite Teil (36) sich nach unten bewegen, die zweite Öffnung (45) neben dem durch den Halter (31) gehalterten Substrat (W) angeordnet wird, während die erste Öffnung (44) geschlossen wird, und die Atmosphäre in der zweiten Bearbeitungskammer durch die Ausstoßleitung ausgestoßen wird, die an die Bodenoberflächen (30a) der zweiten Bearbeitungskammer angeschlossen ist.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 3, das eine Steuereinheit umfasst, die fähig ist zu steuern, dass, wenn eine Chemikalienflüssigkeit unter mehreren Flüssigkeiten für die Bearbeitung ausgewählt wird, die erste Öffnung (44) neben dem Substrat angeordnet wird, das durch den Halter (31) gehaltert wird, die zweite Öffnung (45) oberhalb der ersten Öffnung (44) angeordnet wird, und die Atmosphäre der Chemikalienflüssigkeit durch die erste und die zweite Bearbeitungskammer (42, 43) und durch die beiden Ausstoßleitungen ausgestoßen wird, die jeweils an die Oberflächen (30a) der entsprechenden ersten oder zweiten Bearbeitungskammer (42, 43) angeschlossen sind.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Ausstoßleitung mit dem ersten Teil (37) verbunden ist.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 1, wobei die Ausstoßleitung derart ausgebildet ist, dass sie nur zum Ausstoßen einer Flüssigkeit verwendbar ist, und welches weiterhin Auslassleitungen (54; 102, 104) aufweist, die jeweils an die Bodenoberfläche der entsprechenden ersten Bearbeitungskammer (42) oder der zweiten Bearbeitungskammer (43) angeschlossen sind.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 1, wobei ein Recyclingkreis mit dem ersten Teil (37) verbunden ist.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 1, das eine Steuereinheit umfasst, die fähig ist zu steuern, dass das erste Teil (37) und das zweite Teil (36) sich nach unten bewegen, die erste Öffnung (44) geschlossen wird, die zweite Öffnung (45) unter dem Niveau des Halters angeordnet wird, und dann das Substrat zum Halter oder von diesem weg transportiert wird.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 8, welches weiterhin einen Hauptspeichertank (57) aufweist, der in dem Recyclingkreis angeordnet ist, zur Aufbewahrung der Bearbeitungsflüssigkeit.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 10, welches weiterhin eine Umwälzleitung (61) zum Umwälzen der Bearbeitungsflüssigkeit in dem Hauptspeichertank (57) aufweist, wobei die Umwälzleitung (61) mit einer Temperatursteuerung (63) versehen ist, durch welche die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit einstellbar ist.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 10, bei welchem der Recyclingkreis mit einer Temperatursteuerung (63) versehen ist, durch welche die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit einstellbar ist.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 12, welches weiterhin einen Unterspeichertank (55) aufweist, der auf der stromaufwärtigen Seite des Recyclingkreises angeordnet ist, wobei die Temperatursteuerung in einer Verbindungsleitung (58) angeordnet ist, welche den Unterspeichertank (55) mit dem Hauptspeichertank (57) verbindet.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 12, welches weiterhin einen Unterspeichertank (55) aufweist, der auf der stromaufwärtigen Seite des Recyclingkreises angeordnet ist, wobei die Temperatursteuerung in dem Unterspeichertank (55) vorgesehen ist.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 10, welches weiterhin ein Dreiwegeventil (72) aufweist, das zwischen dem Hauptspeichertank (57) und der Düse (34) und einer Rückführleitung (74) zum Rückführen der Bearbeitungsflüssigkeit von dem Dreiwegeventil (72) zu dem Hauptspeichertank (57) angeordnet ist.
Substratbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Substrats nach Anspruch 10, bei welchem der Hauptspeichertank (55) an einen Nachfülltank (81, 84, 87) zum Nachfüllen der Bearbeitungsflüssigkeit in den Haupttank (57) angeschlossen ist.
Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats mit einem Substratbearbeitungsgerät nach Anspruch 3, wobei das erste Teil (37) und das zweite Teil (36) sich nach unten bewegen, die zweite Öffnung (45) neben dem durch den Halter (31) gehalterten Substrat (W) angeordnet wird, während die erste Öffnung (44) geschlossen wird, und die Atmosphäre in der zweiten Bearbeitungskammer durch die Ausstoßleitung ausgestoßen wird, die an die Bodenoberflächen (30a) der zweiten Bearbeitungskammer angeschlossen ist.
Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats mit einem Substratbearbeitungsgerät nach Anspruch 3, wobei, wenn eine Chemikalienflüssigkeit unter mehreren Flüssigkeiten für die Bearbeitung ausgewählt wird, die erste Öffnung (44) neben dem Substrat angeordnet wird, das durch den Halter (31) gehaltert wird, die zweite Öffnung (45) oberhalb der ersten Öffnung (44) angeordnet wird, und die Atmosphäre der Chemikalienflüssigkeit durch die erste und die zweite Bearbeitungskammer (42, 43) und durch die beiden Ausstoßleitungen ausgestoßen wird, die jeweils an die Oberflächen (30a) der entsprechenden ersten oder zweiten Bearbeitungskammer (42, 43) angeschlossen sind.
Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats mit einem Substratbearbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei das erste Teil (37) und das zweite Teil (36) sich nach unten bewegen, die erste Öffnung (44) geschlossen wird, die zweite Öffnung (45) unter dem Niveau des Halters angeordnet wird, und dann das Substrat zum Halter oder von diesem weg transportiert wird.