JP2020096002A

JP2020096002A - 湿式処理装置

Info

Publication number: JP2020096002A
Application number: JP2018230691A
Authority: JP
Inventors: 剛本間; Takeshi Honma
Original assignee: Suna Co Ltd
Current assignee: Suna Co Ltd
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-10
Also published as: JP7017786B2

Abstract

【課題】ウエハに対する所定の湿式処理を均一に行うことができる湿式処理装置を提案する。【解決手段】本発明の湿式処理装置は、円形をなす複数枚のウエハ１１を、縦置きにした状態で厚み方向に間隔をあけて支持するカセット１２と、ウエハ１１に対して所定の湿式処理を行う処理液を収容する処理槽９と、処理槽９に浸漬させたカセット１２を、縦置きにしたウエハ１１の表面に沿って、縦方向、横方向、又はこれらを組み合わせた方向に移動させる移動手段２、３と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子に使用される円形のウエハに対して所定の湿式処理を行うための湿式処理装置に関する。

従来、円形薄板状をなす半導体ウエハに対して、洗浄、エッチング、レジスト剥離などの湿式処理を行うものとして、複数枚のウエハをカセットに収容してバッチ処理を行うようにした装置が知られている。例えば特許文献１には、複数枚のウエハを縦置きにした状態で間隔をあけて支持するカセットを、レジスト剥離液を収容した処理槽に浸漬させ、更にカセット内のウエハを、その中心回りに回転させるようにした装置が示されている。

特開２００９−１４１０３５号公報

ところで、特許文献１に示される装置のように円形状のウエハをその中心回りに回転させると、ウエハにおける中心近くの部分と外縁近くの部分では、回転によって移動する距離が相違する（外縁近くの部分に対して中心近くの部分の移動距離は小さい）ことになる。すなわち、同一のウエハであっても、径方向で湿式処理の差が生じることになっていた。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであり、ウエハに対する所定の湿式処理を均一に行うことができる湿式処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、円形をなす複数枚のウエハを、縦置きにした状態で厚み方向に間隔をあけて支持するカセットと、前記ウエハに対して所定の湿式処理を行う処理液を収容する処理槽と、前記処理槽に浸漬させた前記カセットを、縦置きにした前記ウエハの表面に沿って、縦方向、横方向、又はこれらを組み合わせた方向に移動させる移動手段と、を備える湿式処理装置である。
なお、本明細書等における「湿式処理」には、洗浄やエッチング、レジスト剥離などが含まれる。

また前記処理槽は、処理液を収容する区域の縦方向と横方向の内寸が、前記ウエハの直径の２倍以上であることが好ましい。

そして前記移動手段は、前記処理槽に浸漬させた前記カセットを、楕円状に移動させつつ、直線状、楕円状、又はこれらを組み合わせた形状の軌道に沿って移動させることが好ましい。
なお、本明細書等における「楕円状」とは、図面や詳細な説明で具体的に形状を特定したものを除いて広義の意味で楕円に含まれるものを意味し、楕円形状や円形状の他、２つの直線と２つの円弧で取り囲んだ長円形状や卵形状、これらに類似する形状も含まれる。

本発明の湿式処理装置によれば、処理槽に浸漬させたカセットを、このカセットに縦置きにしたウエハの表面に沿って、縦方向、横方向、又はこれらを組み合わせた方向に移動させることができるため、処理槽に収容した処理液によってウエハの表面（裏面）を均一に湿式処理することができる。

また処理槽を、処理液を収容する区域の縦方向と横方向の内寸がウエハの直径の２倍以上になるように構成することによって、処理槽内でウエハを、移動前の位置に重ならない位置まで移動させることができる。すなわちウエハを、処理槽内で片寄りなく移動させることができるため、湿式処理をより均一に行うことができる。

そして、処理槽に浸漬させたカセットを、楕円状に移動させつつ、直線状、楕円状、又はこれらを組み合わせた形状の軌道に沿って移動させる場合は、処理液に対してウエハをよりムラ無く動かすことができるため、ウエハの表面（裏面）に対する処理を更に均一に行うことができる。

本発明に従う湿式処理装置の一実施形態を概略的に示した側面図である。（ａ）は図１におけるＡ−Ａに沿う断面図であり、（ｂ）は図１における矢印Ｂからの矢視図である。処理槽内でカセットを、主に直線に沿う軌道で移動させる場合について例示した図である。処理槽内でカセットを、円又は楕円に沿う軌道で移動させる場合について例示した図である。処理槽内でカセットを、円に沿う軌道で移動させつつ、この円よりも直径が大きな円に沿う軌道で移動させる場合について例示した図である。処理槽内でカセットを、円に沿う軌道で移動させつつ、この円よりも直径が小さな円に沿う軌道で移動させる場合について例示した図である。処理槽内でカセットを、楕円に沿う軌道で移動させつつ、円に沿う軌道で移動させる場合について例示した図である。処理槽内でカセットを、円に沿う軌道で移動させつつ、直線、円、又はこれらを組み合わせた形状の軌道に沿って移動させる場合について例示した図である。

以下、図面を参照しながら本発明に従う湿式処理装置の一実施形態について説明する。なお説明の便宜上、図面ではＸＹＺ直交座標系によって方向を示していて、Ｘ方向は横方向（左右方向、＋側が右側、−側が左側）、Ｙ方向は前後方向（＋側が前側、−側が奥側）、Ｚ方向は縦方向（上下方向、＋側が上側、−側が下側）を示す。

図１は、本実施形態の湿式処理装置を概略的に示した側面図であり、図２は、その断面図及び矢視図である。本実施形態の湿式処理装置は、後側に設けたベース１に、横方向移動手段２が設けられている。横方向移動手段２は、例えばボールねじ、サーボモータ、リニアガイドなどで構成されるスライドユニットであって、所定の指令に基づいてサーボモータを駆動させることによって、ベース１に固定される本体部２ａに対して横方向移動部２ｂをＸ方向の所定の位置に移動させることが可能である。

そして本体部２ａには、縦方向移動手段３が設けられている。縦方向移動手段３も横方向移動手段２と同様の構成になるものであって、横方向移動部２ｂに固定される本体部３ａと、本体部３ａに対してＺ方向の所定の位置に移動可能な縦方向移動部３ｂとにより構成されている。

このような横方向移動手段２と縦方向移動手段３は、図２（ｂ）に示すように、「十」字状に組み合わされて構成されている。なお、本明細書等においては、横方向移動手段２と縦方向移動手段３を組み合わせたものを「移動手段」と称する場合もある。

図１に示すように縦方向移動手段３の前方には、湿式処理装置を前後に区画する区画側壁４と、区画側壁４に連結する区画天壁５が設けられている。区画側壁４と区画天壁５は、横方向移動手段２や縦方向移動手段３の他、不図示の電気設備などに後述する処理液がかからないようにするためのものである。また区画天壁５には、横方向に長く延在する開口６が設けられている。

また区画天壁５の前方には、チャンバー７が設けられている。チャンバー７の内側には、回収槽８が設けられていて、回収槽８の内側には、処理槽９が設けられている。また処理槽９の下部には、導入パイプ１０が設けられている。

導入パイプ１０は、後述するウエハに対して所定の湿式処理を行うための処理液を処理槽９に導入するものである。上述したように所定の湿式処理とは、例えば洗浄やエッチング、レジスト剥離などであって、目的の処理に応じた処理液（例えばアルカリ性や酸性の薬液、エッチング液など）が導入パイプ１０から処理槽９に導入される。なお、図示は省略するが、導入パイプ１０には処理液を溜めておくバッファータンクが接続され、バッファータンクには、タンク内の処理液を冷却又は加温するための冷却装置や加温装置が接続されている。このため、例えばエッチングを行う場合は、処理中に反応熱が生じて処理液の温度が次第に上昇することが懸念されるが、本実施形態の湿式処理装置によれば、上述した付帯設備によって、処理槽９内の処理液の温度を一定に保つことができるため、温度差に伴う湿式処理の変動を抑えることができる。

なお本実施形態の湿式処理装置においては、導入パイプ１０によって導入された処理液を、処理槽９の上部からオーバーフローさせることが可能である。すなわち、処理槽９内の処理液は入れ替わるため、処理液の劣化による湿式処理への影響を抑制することができる。なお、オーバーフローさせた処理液は、回収槽８に設けた不図示の回収手段でバッファータンクに戻すことができる。

そして処理槽９に導入された処理液には、図２に示すように、薄板円形状になるウエハ１１を複数枚支持するためのカセット１２が浸漬される。詳細な説明は省略するが、カセット１２には、複数枚のウエハ１１が縦置きにされた状態で厚み方向に間隔をあけてセットされる。また本実施形態のカセット１２は、ウエハ１１の表面（裏面）がＸＺ平面に平行になる向きで処理槽９に導入される。

ここでカセット１２は、図１に示したＸ方向に開閉する把持部１３によって着脱自在に把持される。また把持部１３は、縦方向移動部３ｂに接続されたアーム１４に連結している。図１に示すようにアーム１４は、縦方向移動部３ｂに接続された後、上側に長く延在して開口６を通過し、更に前側に延在した後に下側に延在して、把持部１３に連結している。これにより把持部１３に把持されたカセット１２を、横方向移動手段２と縦方向移動手段３を駆動させることによって、処理槽９に導入された処理液に浸漬された状態で、縦方向、横方向、又はこれらを組み合わせた方向に移動させることができる。すなわち、本実施形態の湿式処理装置によれば、処理槽９の処理液に浸漬されたウエハ１１を、その表面（裏面）に沿う任意の向きで、直線状にも曲線状にも移動させることができる。

このように本実施形態の湿式処理装置では、従来の装置のようにウエハをその中心回りに回転させるものではなく、処理液に対してウエハ全体を同じように移動させることができるため、その表面（裏面）を均一に湿式処理することができる。

また本実施形態の処理槽９は、図２（ａ）に示すように、処理液を収容する区域の縦方向の内寸Ｌ１と横方向の内寸Ｌ２が、ウエハ１１の直径Ｄの２倍以上となっている。これによりウエハ１１を、処理槽９内で移動前の位置に重ならない位置まで移動させることができる。上述したように処理槽９の処理液は、導入パイプ１０によって下方の中央部から導入され、上方の縁部からオーバーフローされるように構成しているため、処理槽９内では、上下方向、左右方向（前後方向）において、処理液の性状に差が生じるおそれがある。このため、処理槽９が狭くてウエハ１１を大きく動かせない場合には、ウエハ１１の上下方向、左右方向で湿式処理に差が出るおそれがあるが、本実施形態ではウエハ１１を、処理槽９に対して片寄りなく移動させることができるため、湿式処理をより均一に行うことができる。また、ウエハ１１を大きく動かすことにより、処理槽９内の処理液を十分に撹拌させることができるため、この点でも湿式処理の差をなくすことができる。

また本実施形態の湿式処理装置によれば、処理槽９内でカセット１２を様々な方向や軌道で移動させることができる。例えば図３（ａ）に示すように、カセット１２を上下、左右方向に直線に沿う軌道で動かすことも可能であるし、図３（ｂ）に示すように、動かす距離を変えることも可能である。また、図３（ｃ）に示すように、上下、左右方向に対して斜めになる方向に直線に沿う軌道で移動させることも可能である。更に図３（ｄ）に示すように、角部を円弧状にした概略矩形状になるものを上下に２つ並べて「８」字状にした形状に沿う軌道で移動させてもよい。なお、図３〜図８は、カセット１２とその軌道を概略的に示したものであって、カセット１２の大きさと軌道の大きさ（長さ）との関係を特定するものではない。

またカセット１２は、図４（ａ）に示すように円に沿う軌道で移動させてもよいし、図４（ｂ）に示すように楕円に沿う軌道で移動させてもよい。また、図４（ｃ）に示すように、円を上下に２つ並べて「８」字状にした形状に沿う軌道で移動させてもよい。

更にカセット１２は、図５〜図８に示すように、円や楕円に沿う軌道で移動させつつ、直線状、楕円状、又はこれらを組み合わせた形状の軌道に沿って移動させるようにしてもよい。図５（ａ）は、カセット１２を、実線で示した円に沿う軌道Ｔ１で移動させつつ、一点鎖線で示した、軌道Ｔ１よりも直径が大きな円に沿う軌道Ｔ２に沿って移動させる場合について示している。これにより、図５（ｂ）に示すような軌道でウエハ１１を移動させることができる。

また図６（ａ）は、カセット１２を、実線で示した円に沿う軌道Ｔ３で移動させつつ、一点鎖線で示した、軌道Ｔ３よりも直径が小さな円に沿う軌道Ｔ４に沿って移動させる場合について示している。これにより、図６（ｂ）に示すような軌道でウエハ１１を移動させることができる。

そして図７（ａ）は、カセット１２を、実線で示した楕円に沿う軌道Ｔ５で移動させつつ、一点鎖線で示した円に沿う軌道Ｔ６に沿って移動させる場合について示している。これにより、図７（ｂ）に示すような軌道でウエハ１１を移動させることができる。

また、例えば図８（ａ）に示すように、カセット１２を、実線で示した円に沿う軌道Ｔ７で移動させつつ、一点鎖線で示す「十」字状の軌道Ｔ８に沿って移動させてもよい。他にも、図８（ｂ）に示すようにカセット１２を、実線で示した円に沿う軌道Ｔ９で移動させつつ、一点鎖線で示した、円を上下に２つ並べて「８」字状にした形状に沿う軌道Ｔ１０に沿って移動させてもよいし、図８（ｃ）に示すように、実線で示した円に沿う軌道Ｔ１１で移動させつつ、一点鎖線で示した、角部を円弧状にした概略矩形状になるものを上下に２つ並べて「８」字状にした形状に沿う軌道Ｔ１１に沿って移動させてもよい。

以上、本発明について具体的な実施形態を示しながら説明したが、本発明に従う湿式処理装置は上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に従う範疇で種々の変更を加えたものも含まれる。例えば図１では、ベース１に設けた横方向移動手段２に対して縦方向移動手段３を設けるようにしたが、ベース１に縦方向移動手段３を設けるとともに縦方向移動手段３に横方向移動手段２を設けるように構成してもよい。

１：ベース
２：横方向移動手段（移動手段）
３：縦方向移動手段（移動手段）
４：区画側壁
５：区画天壁
６：開口
７：チャンバー
８：回収槽
９：処理槽
１０：導入パイプ
１１：ウエハ
１２：カセット
１３：把持部
１４：アーム

Claims

円形をなす複数枚のウエハを、縦置きにした状態で厚み方向に間隔をあけて支持するカセットと、
前記ウエハに対して所定の湿式処理を行う処理液を収容する処理槽と、
前記処理槽に浸漬させた前記カセットを、縦置きにした前記ウエハの表面に沿って、縦方向、横方向、又はこれらを組み合わせた方向に移動させる移動手段と、を備える湿式処理装置。
前記処理槽は、処理液を収容する区域の縦方向と横方向の内寸が、前記ウエハの直径の２倍以上である請求項１に記載の湿式処理装置。
前記移動手段は、前記処理槽に浸漬させた前記カセットを、楕円状に移動させつつ、直線状、楕円状、又はこれらを組み合わせた形状の軌道に沿って移動させる請求項１又は２に記載の湿式処理装置。