JP3540550B2 - Processing device and processing method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は,例えば半導体ウェハやLCD用ガラス板等の基板を回転させながら所定の処理を行う,処理装置及び処理方法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は,例えば半導体ウェハ(以下,「ウェハ」という)の基板の表面に付着したパーティクル有機汚染物,金属不純物等のコンタミネーションを除去するために洗浄処理システムが使用されている。ウェハを洗浄する洗浄処理システムの1つとして,一般にスピン型の装置を用いた枚葉式の洗浄処理システムが知られている。
【0003】
枚葉式の洗浄処理システムには,例えばウェハを収納したキャリアを載置できる載置部と,載置部に載置されたキャリアから洗浄前のウェハを取り出し,また,洗浄後のウェハをキャリアに収納する取出搬入部と,ウェハの洗浄及び乾燥を行う処理装置が備えられた洗浄処理部と,これら取出搬入部と洗浄処理部との間でウェハの搬送を行う搬送アームが設けられている。そして,載置部に載置されたキャリアから取出搬入部によって取り出されたウェハは,搬送アームによって洗浄処理部に搬送される。そして,ウェハに所定の洗浄及び乾燥処理が行われ,洗浄処理部での所定の処理工程が終了した後,搬送アームによって洗浄処理部から搬出され再び取出搬入部を介してキャリアにウェハが搬入される。
【0004】
この洗浄処理システムに備えられた処理装置には,ウェハを収納する容器と,容器内においてウェハを回転自在に保持するスピンチャックと,スピンチャックに保持されたウェハの表面に処理流体を供給する供給手段が備えられている。なお,処理流体には,ウェハの表面を洗浄処理するためにフッ酸溶液等の薬液や純水が用いられ,また,ウェハの表面を乾燥処理するために不活性ガスとしてのN2ガスやIPA(イソプロピルアルコール)蒸気等が用いられている。
【0005】
そして,ウェハに所定の処理工程を行う際には,容器内において,所定の高さに位置させた状態で,スピンチャックにウェハを保持させ,ウェハを回転させる。そして,回転しているウェハの表面に,供給手段から薬液を供給して洗浄処理を行い,ウェハWの表面に付着したパーティクル有機汚染物等を除去する。この薬液による洗浄後に回転しているウェハの表面に,供給手段から純水を供給してリンス処理を行う。最後に,供給手段からN2ガスなどの乾燥ガスを同様に回転しているウェハの表面に供給してスピン乾燥させるようにしている。このスピン乾燥においては,更にスピンチャックを高速回転させて,ウェハの表面から純水を吹き飛ばすと共に,N2ガスをウェハの表面に吹き付けて乾燥を促進させる。こうして,容器内において,ウェハを回転させながら所定の処理工程が連続して行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで,従来の処理装置においては,供給手段から薬液を供給する際に,容器内の内壁に薬液が飛び散って,そのまま付着する。そして,ウェハの処理を繰り返す度に薬液が飛び散るので,容器内の内壁に薬液の残留成分がこびり付き,例えば純水によるリンス処理に対する悪影響や付着した薬液成分から発生する粒子がウェハを汚染する等の不安がある。
【0007】
また,薬液等の処理流体は,ウェハの処理が終了した後,容器から回収され,調整してから供給手段に戻し再びウェハの処理に再利用するように構成されている。ここで,従来の処理装置においては,薬液等の処理流体を回収して再利用するための構成は処理装置と別のユニットとして設けられている。このため,洗浄処理システムに係る設置面積が増大し工場内の有限面積が狭くなる。また,薬液の回収や薬液を供給手段に再び供給する回路が非常に長い距離になる。このため,薬液を供給するポンプの容量の増大又は薬液の流通時間の増大に伴う薬液の温度の低下といった種々の問題が生じる。
【0008】
本発明の目的は,壁に付着した薬液等の処理流体を洗い流すことができ,かつ,設置面積を縮小でき更に回収回路を短くできる処理装置及び処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために,本発明は,基板を収納する容器と,該容器内において基板を回転自在に保持する保持手段と,該保持手段に保持された基板に薬液純水を供給する供給手段を備えた処理装置において,前記基板を容器内における第1の高さと該第1の高さよりも高い第2の高さに移動させるべく前記容器を昇降自在に構成し,前記供給手段は,前記基板を第1の高さに移動させた状態で薬液を供給し,前記容器の下降によって前記基板を第2の高さに移動させた状態で純水を供給するように構成され,第1の高さよりも高い第2の高さで基板の回転により周囲に振り切られた純水が,容器の内壁に残留している薬液を上方から洗い流すように構成され,前記容器の底面に回収回路を接続すると共に,該回収回路を経て回収された薬液を貯める,前記容器よりも下方に配置されたタンクと,該タンク内に貯められた薬液を前記供給手段に戻すリターン回路を設け,前記回収回路には,三方弁を介してドレイン回路が接続されており,前記三方弁の切換え操作により,純水をドレイン回路から排出させ,前記タンクには薬液のみを回収するように構成され,前記タンクには,薬液を調整する循環回路が接続され,前記リターン回路は,前記循環回路に三方弁を介して接続され,前記循環回路には,ポンプ,ダンパ,ヒータ,フィルタが設けられていることを特徴とする。
【0010】
この処理装置によれば,処理装置の容器内において,保持手段に保持された基板に対して処理を行う際に,先ず,基板を容器内における第1の高さに移動させる。そして,保持手段によって基板を回転させながら,供給手段から薬液を回転している基板の表面に供給し,基板に対して所定の処理が行われる。次に,容器の下降によって基板を容器内における第1の高さよりも高い第2の高さに上昇させる。そして,同様に供給手段から純水を回転している基板に供給して基板に対して所定の処理が行われる。こうして,第1の高さよりも高い第2の高い位置で基板の回転により周囲に振り切られた純水が,容器の内壁に残留している薬液を上方から洗い流す。
【0011】
この処理装置において,前記基板を容器の上方に持ち上げるべく前記容器を下降自在に構成することが好ましい。これにより,容器内に基板を容易に搬入出させることができる。
【0012】
更に,前記容器の底面に回収回路を接続すると共に,該回収回路を経て回収された第1の処理液を貯める,前記容器よりも下方に配置されたタンクと,該タンク内に貯められた第1の処理液を前記供給手段に戻すリターン回路を設けるのが良い。容器の底面から回収回路により回収された第1の処理液は,タンク内に貯められると共に調整され,その後,調整された第1の処理液はリターン回路によって供給手段に戻され基板の処理に再利用することができる。
【0013】
また,前記回収回路には,三方弁を介してドレイン回路が接続されており,前記三方弁の切換え操作により,リンス処理で使用された第2の処理液をドレイン回路から排出させ,前記タンクには第1の処理液のみを回収するように構成されていても良い。この場合,前記タンクには,第1の処理液を調整する循環回路が接続されていても良い。このように構成することにより,薬液等の処理流体の回収,再利用が円滑に行われる。
【0014】
また本発明は,容器内において回転させた基板に,薬液と純水を供給して処理する処理方法において,前記薬液を供給する際には基板を容器内における第1の高さに移動させると共に,処理に用いた薬液をタンク内に回収し,タンク内に貯められた薬液を循環回路に循環させることにより,ヒータ及びフィルタによって調整し,調整された薬液を再び処理に再利用し,前記純水を供給する際には前記容器の下降によって基板を容器内における該第1の高さよりも高い第2の高さに移動させることにより,第1の高さよりも高い第2の高さで基板の回転により周囲に振り切られた純水で,容器の内壁に残留している薬液を上方から洗い流すと共に,洗い流した純水はドレイン回路から排液させることを特徴とする。
また本発明は,容器内において回転させた基板に,薬液と純水を供給して処理する処理方法において,前記薬液を供給する際には基板を容器内における第1の高さに移動させ,前記純水を供給する際には前記容器の下降によって基板を容器内における該第1の高さよりも高い第2の高さに移動させることにより,第1の高さよりも高い第2の高さで基板の回転により周囲に振り切られた純水が,容器の内壁に残留している薬液を上方から洗い流すように構成し,前記第2の高さで基板に純水を供給して処理した後,基板を乾燥処理し,前記乾燥処理は,前記第1の高さに位置させた状態で回転する基板にIPA蒸気とN ガスの混合気体を供給した後,前記容器の下降によって第1の高さよりも高い第2の高さに位置させた状態で基板にN ガスを供給することにより行われることを特徴とする。
前記薬液を供給した後に,前記基板を容器内における第2の高さに移動させる前に,前記純水を供給しても良い。また,乾燥処理終了後,前記容器を更に下降させることによって基板を容器の上方に持ち上げても良い。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の実施の形態について説明すると,本実施形態はキャリア単位でのウェハの搬入,洗浄,乾燥,キャリア単位での搬出までを一貫して行うように構成された洗浄処理システムとして構成されたものである。図1は,本発明の好ましい実施の形態を説明するための洗浄処理システム1の平面図である。
【0016】
この洗浄処理システム1は,ウェハWを収納したキャリアCを載置できる載置部2と,載置部2に載置されたキャリアCから洗浄前のウェハを取り出し,また,洗浄後のウェハWをキャリアCに搬入する取出搬入アーム3と,ウェハWに対して所定の洗浄及び乾燥処理を行う洗浄処理部4と,洗浄処理部4と取出搬入アーム3との間でウェハWを搬送する搬送アーム5を備えている。
【0017】
載置部2は,ウェハを25枚収納したキャリアCを4個分載置できる構成になっている。そして,載置部2を介して,洗浄前のウェハWをキャリアC単位で洗浄処理システム1に搬入し,また,洗浄後のウェハWをキャリアC単位で洗浄処理システム1から搬出するように構成されている。
【0018】
取出搬入アーム3は,水平(X,Y)方向に移動すると共に,昇降自在であり,かつ鉛直軸を中心に回転できるように構成されている そして,キャリアCから洗浄前のウェハWを一枚づつ取り出して搬送アーム5に受け渡す操作を行うと共に,洗浄後のウェハWを搬送アーム5から受け取りキャリアCに一枚ずつ搬入する操作を行うことができるように構成されている。
【0019】
洗浄処理部4には,搬送アーム5の搬送路6の両側にウェハの洗浄及び乾燥処理を行う処理装置7,8,9が順に配置され,両側で同時に処理が進行できるように構成されている。
【0020】
搬送アーム5は,水平(X,Y)方向に移動すると共に,昇降自在であり,かつ鉛直軸を中心に回転できるように構成されている。取出搬入アーム3との間でウェハWの授受ができるように構成されている。そして,取出搬入アーム3から受け取ったウェハWを所定の処理装置7,8,9にまで搬送する操作を行うと共に,洗浄後のウェハWを処理装置7,8,9から取り出して洗浄処理部4から搬出し取出搬入アーム3に受け渡す操作を行うことができる。
【0021】
上記のように構成される洗浄処理システム1において,載置部2に載置されたカセットC内のウェハWは,取出搬入アーム3を介して搬送アーム5に受け渡され,処理装置7,8,9に順次搬送される。すなわち,ウェハWは,まず処理装置7において,薬液による洗浄処理が行われ,その後に純水によるリンス処理,スピンによる乾燥処理の順で処理が行われる。処理装置7で処理されたウェハWは続いて,処理装置8において,処理装置7とは異なる薬液による洗浄処理が行われ,その後に純水によるリンス処理,スピンによる乾燥処理の順で処理が行われる。そして,最後に処理装置9において,純水によるリンス処理で最終洗浄され,スピンによる乾燥処理が行われる。
【0022】
なお以上の配列,各処理装置の組合わせは,ウェハWに対する洗浄の種類によって任意に組み合わせることができる。例えば,ある処理装置を減じたり,逆にさらに他の処理装置を付加してもよい。
【0023】
次に,処理装置7,8,9の構成について説明する。なお,本発明の実施の形態にかかる洗浄処理システム1の処理装置7,8,9は何れも同様の構成を備えているので,処理装置7を代表として説明する。
【0024】
図2は処理装置7のユニット7a内の上方の要部を示す断面図である。図3は処理装置7のユニット7a全体の回路図である。ユニット7aのケーシング7b内には,基板であるウェハWを回転自在に保持する保持手段としてのスピンチャック10と,このスピンチャック10及びウェハWの外周とそれら下方を包囲する容器20と,ウェハWの表面に,第1の処理流体としての薬液と第2の処理流体として純水を供給する供給手段30と,IPA(イソプロピルアルコール)蒸気とN ガスを供給する供給手段31が備えられている。なお,この場合にIPA蒸気とNガスとを混合させた混合気体を使用しても良い。
【0025】
スピンチャック10は,モータ11により回転する回転軸12の上部に装着される載置板13と,この載置板13の周縁部に垂設された保持部14とから構成されている。この保持部14は,ウェハWを載置板13から浮かせた状態でウェハWの周縁部を保持するように構成されている。
【0026】
図示の例では,容器20の左側の下面には,ボールネジ軸21が取り付けられており,ボールネジ軸21にナット22が螺合している。ナット22にはモータ23の回転動力がプーリ24およびベルト25を介して伝達されるように構成されている。こうして,モータ23の回転駆動によって,容器20は昇降自在になるように構成されている。
【0027】
ここで,モータ23の回転駆動によって,図2で実線で示した容器20の位置に容器20が昇降移動した場合には,スピンチャック10に保持されているウェハWは,容器20内おける第2の高さに移動させられた状態になる。この状態から,更にモータ23が正方向に回転駆動した場合には,容器20が図2中の二点鎖線で示した容器20’の位置に上昇移動する。これにより,スピンチャック10に保持されているウェハWは,容器20内おける第2の高さから相対的に下降移動し容器20内おける第1の高さに移動させられた状態となる。このように,ウェハWを容器20内における第1の高さと第1の高さよりも高い第2の高さに移動させるべく,容器20が昇降自在になるように構成されている。
【0028】
また,図2で実線で示した容器20の位置から,モータ23が逆方向に回転駆動した場合には,容器20が図2中の二点鎖線で示した容器20”の位置に下降移動する。これにより,スピンチャック10に保持されているウェハWは,容器20の上端よりも上方に移動させられた状態となる。そして,このようにスピンチャック10の載置板13を容器20の上端より上方に持ち上げた際には,ウェハWは容器20の上方に持ち上げられた状態となるので,スピンチャック10にウェハWを授受できるようになる。このように,ウェハWを容器20の上方に持ち上げるべく,容器20が昇降自在になるように構成されている。
【0029】
また,図2に示すように供給手段30に備えられたノズル部32には,薬液と純水を供給するために,開閉弁34を備えた薬液供給回路35と開閉弁36を備えた純水供給回路37がそれぞれ接続され,更に,後述するリターン回路62が接続されている。そして,ノズル部32は移動部材38の先端に固着されており,図示しない駆動機構によって移動部材38が移動するのに伴い,ノズル部32はスピンチャック10に保持されているウェハWの上方に移動すると共に,ウェハWの上方から退避できるように構成されている。また,供給手段31に備えられたノズル部40には,IPA蒸気やNガスを供給するために,開閉弁41を備えたIPA蒸気供給回路42と開閉弁43を備えたN供給回路44がそれぞれ接続されている。そして,ノズル部40は移動部材45の先端に固着されており,図示しない駆動機構によって移動部材45が移動するのに伴い,ノズル部40はスピンチャック10に保持されているウェハWの上方に移動すると共に,ウェハWの上方から退避できるように構成されている。なお,IPA蒸気とNガスとを混合させた混合気体を供給できるようにIPA蒸気供給回路42を構成しても良い。
【0030】
一方,供給手段30から供給された薬液と純水と,供給手段31から供給されたIPA蒸気とN2ガスは,何れも容器20の底部に設けられた排出管26を通じて容器20内から排出される。図3に示すように,この排出管26には回収回路50が接続されており,回収回路50の出口は,容器20よりも下方に配置されているタンク51に接続されている。また,回収回路50とタンク51との間には,気液分離機構52とドレイン回路53が上から順に配置されており,ドレイン回路53は開閉弁54を介して回収回路50に接続されている。
【0031】
ここで,気液分離機構52は,排出管26から回収回路50を経て流入した処理流体を,薬液や純水といった処理液とIPA蒸気やN2ガスといった処理気体に分離させると共に,薬液中に混在した気泡を薬液中から取り除くようになっている。即ち,気液分離機構52に流入した処理流体の中で,IPA蒸気やN2ガスといった処理気体は気液分離機構52の上方に設けられた排気口55から排気され,薬液や純水といった処理液は分離機構52内に設置された傾斜台56に沿って流れるようになっている。この間に薬液から気泡が取り除かれ,気体成分は排気口55から排気され,液体成分は気液分離機構52の底面の排液口57から再び回収回路50に流入するようになっている。
【0032】
そして,三方弁54の切換操作により,気液分離機構52で分離された処理液の中で,リンス処理で使用された純水を,ドレイン回路53に流入させ,回収回路50から排液させるようになっている。そして,タンク51には,処理流体の中で薬液のみが貯められるようになっている。このように,容器20の下方にタンク51を設けることにより回収回路50の距離を短くし,自重落下により薬液をタンク51内に素早く回収するように構成している。
【0033】
また,タンク51内に貯められた薬液を調整するための循環回路60がタンク51に接続されており,この循環回路60の途中には三方弁61を介してリターン回路62が接続されている。このリターン回路62の出口は供給手段30に接続されており,循環回路60で調整されたタンク51内の薬液を供給手段30のノズル部32に戻すように構成されている。
【0034】
ここで,循環回路60の入口はタンク51の底面に接続されており,循環回路60の途中には,ポンプ63,ダンパ64,ヒータ65,フィルタ66が順に配列され,循環回路60の出口はタンク50の上方に接続されている。そして,三方弁61の切換操作によりリターン回路62側には薬液を流さず,回収回路50からタンク51内に回収された薬液を,循環回路60に流入させるように構成されている。そして,循環回路60に流入した薬液を,ポンプ63の稼働によって,ダンパ64,ヒータ65,フィルタ66の順に流して温調及び清浄化させた後,再びタンク51内に循環させるようになっている。
【0035】
そして,循環回路60によって調整されたタンク51内の薬液は,三方弁61を切換操作することによって,循環回路60には循環せず,ポンプ63の稼働によってリターン回路62に流入するように構成されている。こうして,リターン回路62を経てノズル部32に戻された薬液はウェハWの洗浄処理に再利用されるようになっている。
【0036】
また,スピンチャック10,容器20,供給手段30,回収回路50,タンク51及びリターン回路62は単一のユニット7a内に配置されるように構成されている。
【0037】
なお,その他,処理装置8,9も処理装置7と同様な構成を備えているので詳細な説明な省略する。
【0038】
次に,以上のように構成された洗浄処理システム1において行われるウェハWの処理を説明する。まず,図示しない搬送ロボットが未だ洗浄されていないウェハWを例えば25枚ずつ収納したキャリアCを載置部2に載置する。そして,この載置部2に載置されたキャリアCからウェハWが取り出され,取出搬入アーム3を介して搬送アーム5に受け渡され,ウェハWは処理装置7,8,9に順次搬送される。こうして,ウェハWの表面に付着している有機汚染物,パーティクル等の不純物質を除去するための洗浄を行う。
【0039】
ここで,代表して処理装置7での洗浄処理を説明する。図4で示すように,モータ23の逆方向の回転駆動によって,容器20が下降移動し,スピンチャック10が容器20の上方に持ち上げられた状態となる。容器20の上方に持ち上げられたスピンチャック10の載置板13に,ウェハWが載置される。そして,図5に示すように,モータ23の正方向の回転駆動によって,容器20が上昇移動し,スピンチャック10に保持されているウェハWを容器20内において相対的に下降移動させて第1の高さにまで移動させる。
【0040】
続いて,ウェハWに対して洗浄処理が開始される。先に図2で説明したように,モータ11の駆動によってスピンチャック10が所定の回転数で回転する。また,ノズル部32をウェハWの上方に移動させる。そして,図5で示すようにウェハWを第1の高さに位置させた状態で,第1の処理流体としての薬液をノズル部32から吐出する。こうして,回転しているウェハWに薬液を供給して洗浄処理が行われる。この場合,容器20内に供給された薬液は,ウェハWの回転によって,ウェハWの表面全体に拡がり,均一な洗浄処理を行う。そして,ウェハWの回転により,ウェハWの周囲に振り切られ容器20の内壁に付着した薬液は,内壁を伝って流れ排出管26から排液される。そして,先に図3に説明したように,薬液は排出管26を経て回収回路50に流入する。回収回路50に流入した薬液は,気液分離機構52で気泡抜きが行われ,そのまま自重落下してタンク51内に素早く貯められる。このタンク51内に貯められた薬液は,ポンプ63の稼働によって,循環回路60を循環し,循環回路60にてヒータ65及びフィルタ66によって調整される。また,調整された薬液はリターン回路62を経て再びノズル部32に戻され,洗浄処理に再利用される。そして,所定の時間が経過した後,ノズル部32からの薬液の吐出が停止し,洗浄処理が終了する。
【0041】
次に,図6に示すように,モータ23の逆方向の回転駆動によって,容器20が下降移動し,スピンチャック10に保持されているウェハWを容器20内において相対的に上昇移動させて第1の高さよりも高い第2の高さに移動させる。そして,ウェハWを第2の高さに位置させた状態で,第2の処理流体としての純水をノズル部32から吐出する。その後,回転しているウェハWに純水を供給してリンス処理を行う。この場合,容器20内に供給された純水は,ウェハWの回転によって,ウェハWの表面全体に拡がり,均一なリンス処理を行う。そして,第1の高さよりも高い第2の高い位置で,ウェハWの回転によりウェハWの周囲に振り切られた純水は,容器20内の内壁に残留している薬液成分を上方から綺麗に洗い流す。そして,先に図3に説明したように,純水は排出管26を経て回収回路50に流入する。回収回路50に流入した純水は,三方弁54を切換操作することによってドレイン回路53に流入し排液される。そして,所定の時間が経過した後,ノズル部32からの純水の吐出が停止し,リンス処理が終了する。
【0042】
続いて,ウェハWに対して乾燥処理が開始される。先に図2で説明したように,モータ11の駆動によってスピンチャック10を更に高速で回転させる共に,ノズル部32をウェハWの上方から退避させノズル部40をウェハWの上方に移動させる。そして,図5に示すように,モータ23の正方向の回転駆動によって,容器20が上昇移動し,スピンチャック10に保持されているウェハWを容器20内において相対的に下降移動させて再び第1の高さにまで移動させる。そして,ウェハWを第1の高さに位置させた状態で,IPA蒸気とN ガスの混合気体をノズル部40から吐出する。その後,回転しているウェハWにIPA蒸気とNガスの混合気体を供給してウェハWの表面に残留した純水の乾燥処理が行われる。ウェハWの表面に供給されたIPA蒸気は,マラゴニー効果を生じさせ,スピンチャック10の回転によってウェハWの表面から効果的に純水が除去される。一方,容器20内に供給されたIPA蒸気は,先に図3に説明したように,排出管26から排気され回収回路50に流入する。回収回路50に流入したIPA蒸気は,気液分離機構52内に流入し,排気口55から排気される。そして,所定の時間が経過した後,ノズル部40からのIPA蒸気の吐出が停止する。
【0043】
次に,図6に示すように,モータ23の逆方向の回転駆動によって,容器20が下降移動し,スピンチャック10に保持されているウェハWを容器20内において相対的に上昇移動させて第1の高さよりも高い第2の高さに移動させる。そして,ウェハWを第2の高さに位置させた状態で,更にNガスをノズル部40から吐出して乾燥処理を行う。こうして,容器20内に供給されたNガスは,先に図3に説明したように,排出管26から排気され回収回路50に流入する。回収回路50に流入したNガスは,気液分離機構52内に流入し,排気口55から排気される。そして,所定の時間が経過した後,ノズル部40からのNガスの吐出が停止し,乾燥処理が終了する。その後,ノズル部40をウェハWの上方から退避させる。このようにウェハWの乾燥処理において,IPA蒸気を供給する際にはウェハWを容器20内における第1の高さに移動させ, ガスを供給する際にはウェハWを容器20内における第2の高さに移動させているので,先と同様に容器20の内壁にIPA成分が残留することを防止できる。なお,乾燥処理を行う際には,IPA蒸気とNガスの混合気体を供給する際には第1の位置に,Nガスを供給する際には第2の位置にウェハWを移動させるといった場合のみに限定せず,容器20を上下に自由に昇降移動させてウェハWの乾燥処理を行うようにしても良い。
【0044】
次に,図7で示すように,モータ23の逆方向の回転駆動によって,容器20が下降移動し,スピンチャック10が容器20の上方に持ち上げられた状態となる。こうして,所定の処理工程が終了したウェハWは処理装置7から搬出される。一方,処理装置7内の容器20には,新たなウェハWが収納され,ウェハWの洗浄処理及び乾燥処理が繰り返されることになる。その際には,三方弁61を切換操作することによって,タンク51内の調整された薬液が,ポンプ65の稼働によりリターン回路62に流入し,ノズル部32に戻され新たなウェハWの洗浄処理に再利用される。
【0045】
以後,処理装置7から搬出されたウェハWは,次の処理装置8へ搬送され,処理装置8においても同様の洗浄処理が行われ,最後にウェハWは処理装置9において,純水で最終洗浄され乾燥される。こうして,洗浄処理部4での処理工程が終了したウェハWは再びキャリアCに収納され,続いて,残りの24枚のウェハWに対しても一枚づつ同様な処理が行われていく。こうして,25枚のウェハWの処理が終了すると,キャリアC単位で洗浄処理システム1外に搬出される。
【0046】
かくして,本発明の実施の形態の処理装置7,8,9によれば,薬液を供給する際にはウェハWを容器20内における第1の高さに移動させ,純水を供給する際にはウェハWを容器20内における第1の高さよりも高い第2の高さに移動させることにより,ウェハWの回転により,ウェハWの周囲に振り切られ容器20内の内壁に残留した薬液成分を,純水によって,綺麗に洗い流すことができる。従って,容器20内を清浄な状態にし,ウェハWのパーティクル汚染を防止することが可能となる。また,スピンチャック10,容器20,供給手段30,回収回路50,タンク51及びリターン回路62を単一のユニット7a内に配置することにより,回収回路50及びリターン回路62の距離を短くし,一つ分の装置面積で薬液の回収,再利用ができる。従って,洗浄処理システム1の設置面積を縮小して工場内での限られた設置面積が有効活用できると共に,薬液の回収,再利用を円滑に行うことが可能となる。その結果,半導体デバイスの製造が円滑に行うことができ,その生産性を向上することができるようになる。なお,一例としてウェハWを洗浄する洗浄システム1について主たる説明を行ったが,本発明は,LCD基板の如き他の基板を扱う洗浄ユニット及び洗浄システムなどに適応させることも可能である。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば,壁に付着した薬液等の処理流体を洗い流すことにより,容器内を清浄な状態にしウェハWのパーティクル汚染を防止でき,かつ,設置面積を縮小することにより工場内の設置面積の有効活用ができ,更に回収回路の距離を短くすることにより薬液等の処理流体の回収,再利用を円滑に行うことができる。従って,例えば半導体デバイスの製造における生産性を向上することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる処理装置を備えた洗浄処理システムの平面図である。
【図2】処理装置の断面図である。
【図3】処理装置内のユニットの回路図である。
【図4】処理前のウェハWを容器の上方に持ち上げた状態を示す説明図である。
【図5】第1の処理流体を供給する際にウェハWを容器内における第1の高さに移動させた状態を示す説明図である。
【図6】第2の処理流体を供給する際にウェハWを容器内における第2の高さに移動させた状態を示す説明図である。
【図7】処理後のウェハWを容器の上方に持ち上げた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
W ウェハ
1 洗浄処理システム
7,8,9 処理装置
7a ユニット
10 スピンチャック
20 容器
30,31 供給手段
50 回収回路
51 タンク
52 気液分離機構
53 ドレイン回路
62 リターン回路
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for performing a predetermined process while rotating a substrate such as a semiconductor wafer or an LCD glass plate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor device manufacturing process, a cleaning processing system is used to remove contamination such as particle organic contaminants and metal impurities attached to a surface of a substrate of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as “wafer”). ing. As one of the cleaning processing systems for cleaning a wafer, a single-wafer cleaning processing system using a spin-type device is generally known.
[0003]
A single-wafer cleaning system includes, for example, a mounting portion on which a carrier containing a wafer can be mounted, a wafer before cleaning is taken out of the carrier mounted on the mounting portion, and the cleaned wafer is transferred to a carrier. And a cleaning unit provided with a processing unit for cleaning and drying the wafers, and a transfer arm for transferring the wafers between the discharge and transfer unit and the cleaning processing unit. . Then, the wafer taken out of the carrier placed on the placing section by the take-out / in section is carried to the cleaning section by the carrying arm. After a predetermined cleaning and drying process is performed on the wafer, and after a predetermined processing step in the cleaning processing unit is completed, the wafer is carried out of the cleaning processing unit by the transfer arm and is again loaded into the carrier via the unloading and loading unit. You.
[0004]
The processing apparatus provided in the cleaning system includes a container for storing the wafer, a spin chuck for rotatably holding the wafer in the container, and a supply for supplying a processing fluid to the surface of the wafer held by the spin chuck. Means are provided. As the processing fluid, a chemical solution such as a hydrofluoric acid solution or pure water is used for cleaning the surface of the wafer, and N2 as an inert gas is used for drying the surface of the wafer.TwoGas or IPA (isopropyl alcohol) vapor is used.
[0005]
Then, when performing a predetermined processing step on the wafer, the wafer is rotated by holding the wafer on a spin chuck while being positioned at a predetermined height in the container. Then, a cleaning liquid is supplied from a supply unit to the surface of the rotating wafer to perform a cleaning process, thereby removing particle organic contaminants and the like attached to the surface of the wafer W. After the cleaning with the chemical solution, pure water is supplied from a supply unit to the surface of the rotating wafer to perform a rinsing process. Finally, NTwoA dry gas, such as a gas, is supplied to the surface of the rotating wafer in the same manner to spin dry. In this spin drying, the spin chuck is further rotated at a high speed to blow off pure water from the wafer surface,TwoGas is blown onto the surface of the wafer to promote drying. Thus, predetermined processing steps are continuously performed while rotating the wafer in the container.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a conventional processing apparatus, when a chemical solution is supplied from a supply unit, the chemical solution scatters on the inner wall of the container and adheres as it is. Since the chemical solution is scattered every time the wafer processing is repeated, residual components of the chemical solution stick to the inner wall of the container. For example, adverse effects on the rinsing treatment with pure water and particles generated from the attached chemical solution components contaminate the wafer. I have anxiety.
[0007]
Further, the processing fluid such as a chemical solution is configured to be collected from the container after the processing of the wafer is completed, adjusted, returned to the supply unit, and reused again in the processing of the wafer. Here, in a conventional processing apparatus, a configuration for recovering and reusing a processing fluid such as a chemical solution is provided as a separate unit from the processing apparatus. For this reason, the installation area related to the cleaning system increases, and the finite area in the factory decreases. In addition, a circuit for collecting the chemical solution and supplying the chemical solution to the supply means again has a very long distance. For this reason, various problems occur, such as an increase in the capacity of the pump for supplying the chemical solution or a decrease in the temperature of the chemical solution accompanying an increase in the circulation time of the chemical solution.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a processing apparatus and a processing method capable of washing away a processing fluid such as a chemical solution attached to a wall, reducing an installation area, and shortening a recovery circuit.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a container for accommodating a substrate, holding means for rotatably holding the substrate in the container, and a substrate held by the holding means.ChemicalWhenPure waterA processing apparatus provided with supply means for supplying the substrate, wherein the substrate is configured to be movable up and down so as to move the substrate to a first height in the container and a second height higher than the first height, The supply means is configured to move the substrate to a first height.ChemicalAnd moving the substrate to the second height by lowering the container.Pure waterAnd is shaken around by the rotation of the substrate at a second height higher than the first heightPure waterRemains on the inner wall of the containerChemicalIs configured to wash off from aboveConnecting a collecting circuit to the bottom surface of the container, storing a chemical liquid collected through the collecting circuit, a tank disposed below the container, and supplying the chemical liquid stored in the tank to the supply means. A return circuit is provided for return, and a drain circuit is connected to the recovery circuit via a three-way valve. By switching the three-way valve, pure water is discharged from the drain circuit, and only the chemical is recovered in the tank. A circulation circuit for adjusting a chemical solution is connected to the tank, the return circuit is connected to the circulation circuit via a three-way valve, and a pump, a damper, a heater, A filter is provided.
[0010]
According to this processing apparatus, when processing the substrate held by the holding means in the container of the processing apparatus, the substrate is first moved to the first height in the container. Then, while rotating the substrate by the holding means,ChemicalIs supplied to the surface of the rotating substrate, and a predetermined process is performed on the substrate. Next, the substrate is raised to a second height higher than the first height in the container by lowering the container. And likewise from the supply meansPure waterIs supplied to the rotating substrate to perform predetermined processing on the substrate. Thus, the substrate was swung around by the rotation of the substrate at the second higher position higher than the first height.Pure waterRemains on the inner wall of the containerChemicalFrom above.
[0011]
In this processing apparatus, the substrate is lifted above the container.The container can be lowered freelyIt is preferable to configure. Thereby, the substrate can be easily carried in and out of the container.
[0012]
Furthermore,A collecting circuit was connected to the bottom of the container, and the container was recovered through the collecting circuit.First treatment liquidAnd a tank disposed below the container and stored in the tank.First treatment liquidIt is preferable to provide a return circuit for returning to the supply means. Collected from the bottom of the container by the collection circuitFirst treatment liquidIs stored and adjusted in the tank and then adjustedFirst treatment liquidIs returned to the supply means by the return circuit and can be reused for processing the substrate.
[0013]
A drain circuit is connected to the recovery circuit via a three-way valve. By switching the three-way valve, the second processing liquid used in the rinsing process is discharged from the drain circuit, and is discharged to the tank. May be configured to collect only the first processing liquid. In this case, a circulation circuit for adjusting the first processing liquid may be connected to the tank.With such a configuration, collection and reuse of the processing fluid such as a chemical solution can be performed smoothly.
[0014]
The present invention also providesIn a processing method of supplying a chemical solution and pure water to a substrate rotated in a container to process the substrate, when supplying the chemical solution, the substrate is moved to a first height in the container and used for processing. When the chemical solution is collected in the tank and the chemical solution stored in the tank is circulated through the circulation circuit, it is adjusted by the heater and the filter, and the adjusted chemical solution is reused in the processing again to supply the pure water. Moving the substrate to a second height higher than the first height in the container by lowering the container, thereby rotating the substrate at a second height higher than the first height to rotate around the substrate. The chemical solution remaining on the inner wall of the container is washed away from the top with the shaken pure water, and the washed pure water is drained from a drain circuit.
The present invention also provides a processing method of supplying a chemical solution and pure water to a substrate rotated in a container, wherein the substrate is moved to a first height in the container when the chemical solution is supplied. When supplying the pure water, the substrate is moved to a second height higher than the first height in the container by lowering the container, so that a second height higher than the first height is provided. The pure water which has been shaken around by the rotation of the substrate is configured to wash away the chemical solution remaining on the inner wall of the container from above, and after the pure water is supplied to the substrate at the second height for processing. And drying the substrate, wherein the IPA vapor and N2 are applied to the rotating substrate while being positioned at the first height. 2 After supplying the gaseous gas mixture, the substrate is positioned at a second height higher than the first height by lowering the container, and the N 2 It is performed by supplying gas.
After supplying the chemical solution, the pure water may be supplied before the substrate is moved to the second height in the container.After the drying process is completed, the substrate may be lifted further above the container by further lowering the container.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. This embodiment is configured as a cleaning processing system configured to consistently perform wafer loading, cleaning, drying, and carrier unloading in carrier units. It is something. FIG. 1 is a plan view of a cleaning processing system 1 for describing a preferred embodiment of the present invention.
[0016]
The cleaning system 1 includes a mounting section 2 on which a carrier C containing a wafer W can be mounted, a wafer before cleaning is taken out of the carrier C mounted on the mounting section 2, and a wafer W after cleaning is removed. Arm 3 for carrying wafers into carrier C, cleaning unit 4 for performing predetermined cleaning and drying processes on wafer W, and conveyance for carrying wafer W between cleaning unit 4 and unloading arm 3. An arm 5 is provided.
[0017]
The mounting section 2 is configured to be able to mount four carriers C each containing 25 wafers. Then, the wafer W before cleaning is loaded into the cleaning processing system 1 by the carrier C via the mounting section 2, and the wafer W after cleaning is unloaded from the cleaning processing system 1 by the carrier C. Have been.
[0018]
The take-in / carry-in arm 3 is configured to move in the horizontal (X, Y) direction, move up and down, and rotate about a vertical axis. It is configured to be able to perform an operation of taking out the wafer W one by one and transferring it to the transfer arm 5 and an operation of receiving the washed wafer W from the transfer arm 5 and loading the wafers W one by one into the carrier C.
[0019]
In the cleaning section 4, processing devices 7, 8, and 9 for cleaning and drying the wafer are sequentially arranged on both sides of the transfer path 6 of the transfer arm 5, so that the processing can proceed simultaneously on both sides. .
[0020]
The transfer arm 5 is configured to move in the horizontal (X, Y) direction, move up and down, and rotate about a vertical axis. It is configured so that the wafer W can be exchanged with the unloading and loading arm 3. Then, an operation of transporting the wafer W received from the unloading / incoming arm 3 to the predetermined processing apparatus 7, 8, 9 is performed, and the cleaned wafer W is taken out of the processing apparatus 7, 8, 9 to be cleaned. To carry out and transfer to the transfer arm 3.
[0021]
In the cleaning processing system 1 configured as described above, the wafer W in the cassette C mounted on the mounting unit 2 is transferred to the transfer arm 5 via the unloading and loading arm 3 and is processed by the processing devices 7 and 8. , 9 sequentially. That is, the wafer W is first subjected to a cleaning process using a chemical solution in the processing device 7, and then to a rinsing process using pure water and a drying process using spin. The wafer W processed by the processing device 7 is subsequently subjected to a cleaning process in the processing device 8 using a chemical solution different from that of the processing device 7, followed by a rinsing process with pure water and a drying process by spinning. Be done. Then, finally, in the processing device 9, final cleaning is performed by a rinsing process with pure water, and a drying process by spin is performed.
[0022]
The above arrangement and combination of the processing apparatuses can be arbitrarily combined depending on the type of cleaning of the wafer W. For example, a certain processing device may be reduced, or conversely, another processing device may be added.
[0023]
Next, the configuration of the processing devices 7, 8, 9 will be described. The processing apparatuses 7, 8, and 9 of the cleaning processing system 1 according to the embodiment of the present invention have the same configuration, and therefore, the processing apparatus 7 will be described as a representative.
[0024]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an upper main part in the unit 7a of the processing apparatus 7. FIG. 3 is a circuit diagram of the entire unit 7a of the processing device 7. In a casing 7b of the unit 7a, a spin chuck 10 as a holding means for rotatably holding a wafer W as a substrate, a container 20 surrounding the outer periphery of the spin chuck 10 and the wafer W, and a lower part thereof, and a wafer W Supply means 30 for supplying a chemical solution as a first processing fluid and pure water as a second processing fluid to the surface ofIPA (isopropyl alcohol) vapor and N 2 gasIs provided. In this case, IPA vapor and N2Mixed with gasGas mixtureMay be used.
[0025]
The spin chuck 10 includes a mounting plate 13 mounted on a rotating shaft 12 that is rotated by a motor 11, and a holding portion 14 suspended from a peripheral portion of the mounting plate 13. The holding unit 14 is configured to hold a peripheral portion of the wafer W while the wafer W is floated from the mounting plate 13.
[0026]
In the illustrated example, a ball screw shaft 21 is attached to the lower surface on the left side of the container 20, and a nut 22 is screwed to the ball screw shaft 21. The rotational power of the motor 23 is transmitted to the nut 22 via a pulley 24 and a belt 25. Thus, the container 20 is configured to be able to move up and down by the rotation of the motor 23.
[0027]
Here, when the container 20 moves up and down to the position of the container 20 indicated by the solid line in FIG. 2 by the rotation of the motor 23, the wafer W held by the spin chuck 10 is moved to the second position in the container 20. It is moved to the height of. From this state, when the motor 23 is further driven to rotate in the forward direction, the container 20 moves upward to the position of the container 20 'indicated by the two-dot chain line in FIG. As a result, the wafer W held by the spin chuck 10 relatively moves down from the second height in the container 20 and moves to the first height in the container 20. As described above, the container 20 is configured to be able to move up and down in order to move the wafer W to the first height in the container 20 and the second height higher than the first height.
[0028]
When the motor 23 is rotated in the reverse direction from the position of the container 20 indicated by the solid line in FIG. 2, the container 20 moves down to the position of the container 20 ″ indicated by the two-dot chain line in FIG. As a result, the wafer W held by the spin chuck 10 is moved above the upper end of the container 20. The mounting plate 13 of the spin chuck 10 is thus moved to the upper end of the container 20. When the wafer W is lifted further upward, the wafer W is lifted above the container 20, so that the wafer W can be transferred to and from the spin chuck 10. In this manner, the wafer W is placed above the container 20. The container 20 is configured to be able to move up and down for lifting.
[0029]
As shown in FIG. 2, a nozzle 32 provided in the supply means 30 has a chemical solution supply circuit 35 having an on-off valve 34 and a pure water having an on-off valve 36 for supplying a chemical solution and pure water. The supply circuits 37 are connected to each other, and further, a return circuit 62 described later is connected. The nozzle portion 32 is fixed to the tip of the moving member 38, and the nozzle portion 32 moves above the wafer W held by the spin chuck 10 as the moving member 38 moves by a driving mechanism (not shown). At the same time, it is configured to be able to retreat from above the wafer W. In addition, the IPA vapor or N2In order to supply gas, an IPA vapor supply circuit 42 having an on-off valve 41 and an N2The supply circuits 44 are respectively connected. The nozzle unit 40 is fixed to the tip of the moving member 45, and the nozzle unit 40 moves above the wafer W held by the spin chuck 10 as the moving member 45 moves by a driving mechanism (not shown). At the same time, it is configured to be able to retreat from above the wafer W. Note that IPA vapor and N2Mixed with gasGas mixtureThe IPA vapor supply circuit 42 may be configured to be able to supply.
[0030]
On the other hand, the chemical and pure water supplied from the supply means 30, the IPA vapor supplied from the supply means 31 and NTwoEach gas is discharged from the inside of the container 20 through a discharge pipe 26 provided at the bottom of the container 20. As shown in FIG. 3, a recovery circuit 50 is connected to the discharge pipe 26, and an outlet of the recovery circuit 50 is connected to a tank 51 disposed below the container 20. A gas-liquid separation mechanism 52 and a drain circuit 53 are arranged between the recovery circuit 50 and the tank 51 in order from the top, and the drain circuit 53 is connected to the recovery circuit 50 via an on-off valve 54. .
[0031]
Here, the gas-liquid separation mechanism 52 converts the processing fluid flowing from the discharge pipe 26 through the recovery circuit 50 into a processing liquid such as a chemical solution or pure water and IPA vapor or N2.TwoThe gas is separated into a processing gas such as gas, and bubbles mixed in the chemical are removed from the chemical. That is, in the processing fluid flowing into the gas-liquid separation mechanism 52, IPA vapor or NTwoA processing gas such as a gas is exhausted from an exhaust port 55 provided above the gas-liquid separation mechanism 52, and a processing liquid such as a chemical solution or pure water flows along an inclined table 56 installed in the separation mechanism 52. I have. During this time, bubbles are removed from the chemical solution, the gas component is exhausted from the exhaust port 55, and the liquid component flows into the recovery circuit 50 again from the drain port 57 on the bottom surface of the gas-liquid separation mechanism 52.
[0032]
By the switching operation of the three-way valve 54, the pure water used in the rinsing process in the processing liquid separated by the gas-liquid separation mechanism 52 flows into the drain circuit 53 and is drained from the recovery circuit 50. It has become. The tank 51 is configured to store only a chemical solution in the processing fluid. As described above, by providing the tank 51 below the container 20, the distance of the collection circuit 50 is shortened, and the chemical liquid is quickly collected into the tank 51 by dropping its own weight.
[0033]
Further, a circulation circuit 60 for adjusting the chemical solution stored in the tank 51 is connected to the tank 51, and a return circuit 62 is connected to the middle of the circulation circuit 60 via a three-way valve 61. The outlet of the return circuit 62 is connected to the supply means 30, and is configured to return the chemical solution in the tank 51 adjusted by the circulation circuit 60 to the nozzle 32 of the supply means 30.
[0034]
Here, the inlet of the circulation circuit 60 is connected to the bottom surface of the tank 51, and a pump 63, a damper 64, a heater 65, and a filter 66 are sequentially arranged in the middle of the circulation circuit 60. It is connected above 50. Then, the chemical liquid collected in the tank 51 from the recovery circuit 50 is caused to flow into the circulation circuit 60 without flowing the chemical liquid to the return circuit 62 side by the switching operation of the three-way valve 61. Then, the chemical liquid flowing into the circulation circuit 60 is caused to flow in the order of the damper 64, the heater 65, and the filter 66 by the operation of the pump 63 to regulate and clean the temperature, and then circulated again in the tank 51. .
[0035]
The chemical solution in the tank 51 adjusted by the circulation circuit 60 is configured not to circulate to the circulation circuit 60 by switching the three-way valve 61 but to flow into the return circuit 62 by the operation of the pump 63. ing. In this way, the chemical solution returned to the nozzle unit 32 via the return circuit 62 is reused for the cleaning process of the wafer W.
[0036]
In addition, the spin chuck 10, the container 20, the supply means 30, the recovery circuit 50, the tank 51, and the return circuit 62 are configured to be arranged in a single unit 7a.
[0037]
In addition, since the processing devices 8 and 9 have the same configuration as the processing device 7, detailed description is omitted.
[0038]
Next, processing of the wafer W performed in the cleaning processing system 1 configured as described above will be described. First, a carrier C (not shown) places a carrier C containing, for example, 25 wafers W that have not been cleaned yet, on the placement unit 2. Then, the wafer W is taken out from the carrier C placed on the placing section 2 and transferred to the transfer arm 5 via the take-out / in arm 3, and the wafer W is transferred to the processing devices 7, 8, 9 sequentially. You. Thus, cleaning is performed to remove impurities such as organic contaminants and particles attached to the surface of the wafer W.
[0039]
Here, the cleaning process in the processing device 7 will be described as a representative. As shown in FIG. 4, the container 20 is moved downward by the rotational driving of the motor 23 in the reverse direction, and the spin chuck 10 is lifted above the container 20. The wafer W is mounted on the mounting plate 13 of the spin chuck 10 lifted above the container 20. Then, as shown in FIG. 5, the container 20 is moved upward by the rotation of the motor 23 in the forward direction, and the wafer W held by the spin chuck 10 is relatively moved downward in the container 20 to perform the first operation. To the height of.
[0040]
Subsequently, a cleaning process is started on the wafer W. As described above with reference to FIG. 2, the spin chuck 10 rotates at a predetermined rotation speed by driving the motor 11. Further, the nozzle unit 32 is moved above the wafer W. Then, with the wafer W positioned at the first height as shown in FIG. 5, a chemical solution as a first processing fluid is discharged from the nozzle unit 32. Thus, the cleaning process is performed by supplying the chemical solution to the rotating wafer W. In this case, the chemical solution supplied into the container 20 spreads over the entire surface of the wafer W by the rotation of the wafer W, and performs a uniform cleaning process. Then, by the rotation of the wafer W, the chemical liquid that has been shaken off around the wafer W and adhered to the inner wall of the container 20 flows along the inner wall and is discharged from the discharge pipe 26. Then, as described above with reference to FIG. 3, the chemical flows into the recovery circuit 50 via the discharge pipe 26. The chemical liquid that has flowed into the recovery circuit 50 is subjected to bubble removal by the gas-liquid separation mechanism 52, falls under its own weight, and is quickly stored in the tank 51. The chemical solution stored in the tank 51 circulates in the circulation circuit 60 by the operation of the pump 63, and is adjusted by the heater 65 and the filter 66 in the circulation circuit 60. Further, the adjusted chemical solution is returned to the nozzle section 32 again through the return circuit 62, and is reused in the cleaning process. Then, after a predetermined time has elapsed, the discharge of the chemical solution from the nozzle unit 32 stops, and the cleaning process ends.
[0041]
Next, as shown in FIG. 6, the rotation of the motor 23 in the reverse direction causes the container 20 to move downward, and the wafer W held by the spin chuck 10 is relatively moved upward within the container 20 to move the wafer W upward. Move to a second height that is higher than the first height. Then, with the wafer W positioned at the second height, pure water as a second processing fluid is discharged from the nozzle unit 32. Thereafter, a rinsing process is performed by supplying pure water to the rotating wafer W. In this case, the pure water supplied into the container 20 spreads over the entire surface of the wafer W by the rotation of the wafer W, and performs a uniform rinsing process. Then, at the second higher position higher than the first height, the pure water shaken off around the wafer W by the rotation of the wafer W cleans the chemical component remaining on the inner wall inside the container 20 from above. Wash off. Then, as described above with reference to FIG. 3, the pure water flows into the recovery circuit 50 via the discharge pipe 26. The pure water flowing into the recovery circuit 50 flows into the drain circuit 53 by switching the three-way valve 54 and is drained. Then, after a lapse of a predetermined time, the discharge of the pure water from the nozzle unit 32 stops, and the rinsing process ends.
[0042]
Subsequently, a drying process is started on the wafer W. As described above with reference to FIG. 2, the spin chuck 10 is rotated at a higher speed by driving the motor 11, and the nozzle unit 32 is retracted from above the wafer W, and the nozzle unit 40 is moved above the wafer W. Then, as shown in FIG. 5, the container 20 is moved upward by the rotation of the motor 23 in the forward direction, and the wafer W held by the spin chuck 10 is relatively lowered and moved in the container 20 again. Move to the height of 1. Then, with the wafer W positioned at the first height,IPA vapor and N 2 GasThe mixed gas is discharged from the nozzle unit 40. After that, IPA vapor and N2Drying of pure water remaining on the surface of the wafer W by supplying a gas mixture is performed. The IPA vapor supplied to the surface of the wafer W causes a Maragony effect, and the rotation of the spin chuck 10 effectively removes pure water from the surface of the wafer W. On the other hand, the IPA vapor supplied into the container 20 is exhausted from the discharge pipe 26 and flows into the recovery circuit 50 as described above with reference to FIG. The IPA vapor flowing into the recovery circuit 50 flows into the gas-liquid separation mechanism 52 and is exhausted from the exhaust port 55. Then, after a predetermined time has elapsed, the discharge of the IPA vapor from the nozzle unit 40 is stopped.
[0043]
Next, as shown in FIG. 6, the rotation of the motor 23 in the reverse direction causes the container 20 to move downward, and the wafer W held by the spin chuck 10 is relatively moved upward within the container 20 to move the wafer W upward. Move to a second height that is higher than the first height. Then, with the wafer W located at the second height,2A drying process is performed by discharging gas from the nozzle unit 40. Thus, the N supplied into the container 202The gas is exhausted from the discharge pipe 26 and flows into the recovery circuit 50 as described above with reference to FIG. N flowing into the recovery circuit 502The gas flows into the gas-liquid separation mechanism 52 and is exhausted from the exhaust port 55. Then, after a predetermined time has elapsed, the N2The gas discharge stops, and the drying process ends. Thereafter, the nozzle unit 40 is retracted from above the wafer W. Thus, in the drying process of the wafer W,IPA steamWhen supplying, the wafer W is moved to the first height in the container 20 andN 2 GasWhen the wafer W is supplied, the wafer W is moved to the second height in the container 20, so that the IPA component can be prevented from remaining on the inner wall of the container 20 as described above. When performing the drying process, IPA vapor and N2When a gas mixture is supplied, N2The supply of the gas is not limited to the case where the wafer W is moved to the second position, and the drying process of the wafer W may be performed by freely moving the container 20 up and down.
[0044]
Next, as shown in FIG. 7, the container 20 is moved downward by the rotation of the motor 23 in the reverse direction, and the spin chuck 10 is lifted above the container 20. Thus, the wafer W having undergone the predetermined processing steps is carried out of the processing apparatus 7. On the other hand, a new wafer W is stored in the container 20 in the processing apparatus 7, and the cleaning process and the drying process of the wafer W are repeated. In this case, by switching the three-way valve 61, the adjusted chemical solution in the tank 51 flows into the return circuit 62 by the operation of the pump 65, is returned to the nozzle unit 32, and is subjected to a new wafer W cleaning process. To be reused.
[0045]
Thereafter, the wafer W carried out of the processing apparatus 7 is transported to the next processing apparatus 8, and the same cleaning processing is performed in the processing apparatus 8. Finally, the wafer W is finally cleaned with pure water in the processing apparatus 9. And dried. Thus, the wafers W having undergone the processing steps in the cleaning processing unit 4 are stored again in the carrier C, and subsequently, the same processing is performed on the remaining 24 wafers W one by one. When the processing of the 25 wafers W is completed in this way, the wafers W are carried out of the cleaning processing system 1 by the carrier C.
[0046]
Thus, according to the processing apparatus 7, 8, 9 of the embodiment of the present invention, when supplying the chemical solution, the wafer W is moved to the first height in the container 20, and when supplying the pure water, Moves the wafer W to a second height higher than the first height in the container 20, so that the rotation of the wafer W causes the chemical component remaining on the inner wall of the container 20 to be shaken off around the wafer W. , It can be washed off with pure water. Therefore, it is possible to keep the inside of the container 20 clean and prevent particle contamination of the wafer W. Also, by disposing the spin chuck 10, the container 20, the supply means 30, the recovery circuit 50, the tank 51, and the return circuit 62 in a single unit 7a, the distance between the recovery circuit 50 and the return circuit 62 can be shortened. Chemical solution can be collected and reused in one device area. Therefore, the installation area of the cleaning system 1 can be reduced, the limited installation area in the factory can be effectively used, and the recovery and reuse of the chemical can be performed smoothly. As a result, the semiconductor device can be manufactured smoothly, and its productivity can be improved. Although the main description has been given of the cleaning system 1 for cleaning the wafer W as an example, the present invention can also be applied to a cleaning unit and a cleaning system that handles another substrate such as an LCD substrate.
[0047]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inside of a container can be made clean by preventing a processing fluid, such as a chemical | medical solution adhered to the wall, to prevent particle contamination of the wafer W, and the installation area in a factory can be reduced by reducing the installation area. Can be effectively utilized, and further, by shortening the distance of the recovery circuit, the recovery and reuse of the processing fluid such as a chemical solution can be performed smoothly. Therefore, for example, the productivity in manufacturing a semiconductor device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a cleaning system including a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a processing apparatus.
FIG. 3 is a circuit diagram of a unit in the processing apparatus.
FIG. 4 is an explanatory view showing a state where a wafer W before processing is lifted above a container.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state where a wafer W is moved to a first height in a container when supplying a first processing fluid.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state where a wafer W is moved to a second height in a container when supplying a second processing fluid.
FIG. 7 is an explanatory view showing a state where a processed wafer W is lifted above a container.
[Explanation of symbols]
W wafer
1 Cleaning system
7, 8, 9 processing unit
7a unit
10 Spin chuck
20 containers
30, 31 supply means
50 Collection circuit
51 tanks
52 Gas-liquid separation mechanism
53 drain circuit
62 Return circuit

Claims (5)

基板を収納する容器と,該容器内において基板を回転自在に保持する保持手段と,該保持手段に保持された基板に薬液純水を供給する供給手段を備えた処理装置において,
前記基板を容器内における第1の高さと該第1の高さよりも高い第2の高さに移動させるべく前記容器を昇降自在に構成し,前記供給手段は,前記基板を第1の高さに移動させた状態で薬液を供給し,前記容器の下降によって前記基板を第2の高さに移動させた状態で純水を供給するように構成され,第1の高さよりも高い第2の高さで基板の回転により周囲に振り切られた純水が,容器の内壁に残留している薬液を上方から洗い流すように構成され
前記容器の底面に回収回路を接続すると共に,該回収回路を経て回収された薬液を貯める,前記容器よりも下方に配置されたタンクと,該タンク内に貯められた薬液を前記供給手段に戻すリターン回路を設け,
前記回収回路には,三方弁を介してドレイン回路が接続されており,前記三方弁の切換え操作により,純水をドレイン回路から排出させ,前記タンクには薬液のみを回収するように構成され,
前記タンクには,薬液を調整する循環回路が接続され,
前記リターン回路は,前記循環回路に三方弁を介して接続され,
前記循環回路には,ポンプ,ダンパ,ヒータ,フィルタが設けられていることを特徴とする,処理装置。
A processing apparatus comprising: a container for storing a substrate; holding means for rotatably holding the substrate in the container; and supply means for supplying a chemical solution and pure water to the substrate held by the holding means.
The container is configured to be movable up and down so as to move the substrate to a first height in the container and to a second height higher than the first height, and the supply unit controls the substrate to a first height. supplying a chemical liquid in a state of being moved to the configured the substrate by lowering the container so as to supply the pure water while being moved to the second height, the second greater than the first height The pure water that has been shaken around by the rotation of the substrate at the height is configured to wash away the chemical solution remaining on the inner wall of the container from above ,
A recovery circuit is connected to the bottom surface of the container, and a tank disposed below the container for storing the chemical liquid recovered through the recovery circuit, and the chemical liquid stored in the tank is returned to the supply means. A return circuit is provided,
A drain circuit is connected to the recovery circuit via a three-way valve. By switching the three-way valve, pure water is discharged from the drain circuit, and only the chemical is recovered in the tank.
A circulation circuit for adjusting the chemical is connected to the tank,
The return circuit is connected to the circulation circuit via a three-way valve,
A processing device, wherein the circulation circuit is provided with a pump, a damper, a heater, and a filter.
更に,前記基板を容器の上方に持ち上げるべく前記容器を下降自在に構成したことを特徴とする請求項2に記載の処理装置。3. The processing apparatus according to claim 2, wherein the container is configured to be able to descend so as to lift the substrate above the container. 容器内において回転させた基板に,薬液と純水を供給して処理する処理方法において,In a treatment method of supplying a chemical solution and pure water to a substrate rotated in a container and treating the substrate,
前記薬液を供給する際には基板を容器内における第1の高さに移動させると共に,処理に用いた薬液をタンク内に回収し,タンク内に貯められた薬液を循環回路に循環させることにより,ヒータ及びフィルタによって調整し,調整された薬液を再び処理に再利用し,When supplying the chemical solution, the substrate is moved to a first height in the container, and the chemical solution used for the treatment is collected in a tank, and the chemical solution stored in the tank is circulated through a circulation circuit. , Heater and filter, and the adjusted chemical solution is reused for processing again.
前記純水を供給する際には前記容器の下降によって基板を容器内における該第1の高さよりも高い第2の高さに移動させることにより,第1の高さよりも高い第2の高さで基板の回転により周囲に振り切られた純水で,容器の内壁に残留している薬液を上方から洗い流すと共に,洗い流した純水はドレイン回路から排液させることを特徴とする,処理方法。When supplying the pure water, the substrate is moved to a second height higher than the first height in the container by lowering the container, so that the second height is higher than the first height. The method according to claim 1, wherein the chemical solution remaining on the inner wall of the container is washed away from above with pure water shaken around by rotation of the substrate, and the rinsed pure water is drained from a drain circuit.
容器内において回転させた基板に,薬液と純水を供給して処理する処理方法において,In a treatment method of supplying a chemical solution and pure water to a substrate rotated in a container and treating the substrate,
前記薬液を供給する際には基板を容器内における第1の高さに移動させ,When supplying the chemical solution, the substrate is moved to a first height in the container,
前記純水を供給する際には前記容器の下降によって基板を容器内における該第1の高さよりも高い第2の高さに移動させることにより,第1の高さよりも高い第2の高さで基板の回転により周囲に振り切られた純水が,容器の内壁に残留している薬液を上方から洗い流すように構成し,When supplying the pure water, the substrate is moved to a second height higher than the first height in the container by lowering the container, so that the second height is higher than the first height. The pure water that has been shaken around by the rotation of the substrate is configured to wash away the chemical solution remaining on the inner wall of the container from above,
前記第2の高さで基板に純水を供給して処理した後,基板を乾燥処理し,After supplying and treating the substrate with pure water at the second height, the substrate is dried,
前記乾燥処理は,前記第1の高さに位置させた状態で回転する基板にIPA蒸気とNThe drying process includes applying IPA vapor and N.sub.2 to the substrate rotating at the first height. 2 ガスの混合気体を供給した後,前記容器の下降によって第1の高さよりも高い第2の高さに位置させた状態で基板にNAfter the gas mixture is supplied, the substrate is positioned at a second height higher than the first height by lowering the container, and the N 2 ガスを供給することにより行われることを特徴とする,処理方法。A processing method characterized by being performed by supplying a gas.
前記薬液を供給した後に,前記基板を容器内における第2の高さに移動させる前に,前記純水を供給することを特徴とする請求項3または4に記載の処理方法。5. The processing method according to claim 3, wherein after supplying the chemical solution, the pure water is supplied before the substrate is moved to a second height in the container. 6.
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