JPH0722144B2

JPH0722144B2 - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH0722144B2
Application number: JP14716985A
Authority: JP
Inventors: 英明村山; 泰臣梶谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-07-04
Filing date: 1985-07-04
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS628527A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は半導体ウエハの洗浄処理、エッチング処理等
を行なう半導体製造装置に関する。

［発明の技術的背景］半導体ウエハの洗浄処理、エッチング処理等を行なう半
導体製造装置は、一般に第１図のように構成されてい
る。すなわち、第１図において10は、処理前の半導体ウ
エハを製造単位（ロット）毎に区分して収納する複数台
の処理前キャリア11、…11所定の位置に配置された処理
前キャリア収納部である。この処理前キャリア収納部10
内の処理前キャリア11は、搬送機構20により第１ないし
第３の処理槽31ないし33に搬送され、さらに処理後は処
理後キャリア収納部50内に処理後キャリア51として収納
される。上記第１、第２の処理槽31および32はそれぞ
れ、処理前キャリア11内に収納されている半導体ウエハ
に対して薬液による洗浄処理を行ない、第３の処理槽33
は上記薬液による洗浄処理が行われた半導体ウエハに対
し、純水による水洗処理を行なう。そして上記第１、第
２の処理槽31および32には各槽内に供給される薬液を昇
温するためのヒータ34、35と薬液の温度を検出するため
の温度センサ36、37が設けられており、第１ないし第３
の処理槽31ないし33には薬液もしくは純水を排出するた
めの排出用の電磁弁38ないし40が設けられている。

61ないし63は上記第１の処理槽31に供給すべき薬液を秤
量および温度制御する秤量槽であり、秤量槽61には電磁
弁64を介して純水が、秤量槽62には電磁弁65を介して過
酸化水素水（H₂O₂）が、秤量槽63には電磁弁66を介して
塩酸（Hcl）がそれぞれ供給される。純水が供給される
秤量槽61には、この純水を昇温するためのヒータ67と温
度検出用の温度センサ68とが設けられており、さらに上
記秤量槽61ないし63には秤量完了センサ69ないし71が設
けられている。そしてこれら各秤量槽61ないし63で秤量
された各薬液もしくは純水は、供給用の電磁弁72ないし
74それぞれを介して上記第１の処理槽31に供給され、こ
こで上記各薬液および純水からなる混合処理液が形成さ
れる。

81ないし83は上記第２の処理槽32に供給すべき薬液を秤
量および温度制御する秤量槽であり、上記第１の処理槽
31に供給すべき薬液を秤量する秤量槽61ないし63の場合
と同様に、秤量槽81には電磁弁84を介して純水が、秤量
槽82には電磁弁85を介して過酸化水素水が、秤量槽83に
は電磁弁86を介して塩酸がそれぞれ供給される。さらに
純水が供給される秤量槽81には、この純水を昇温するた
めのヒータ87と温度検出用の温度センサ88とが設けられ
ており、上記秤量槽81ないし83には秤量完了センサ89な
いし91が設けられている。そしてこれら各秤量槽81ない
し83で秤量された各薬液もしくは純水は、供給用の電磁
弁92ないし94それぞれを介して第２の処理槽32に供給さ
れ、ここで上記各薬液および純水からなる混合処理液が
形成される。

第３の処理槽33については、供給用の電磁弁41を介して
純水が供給されるようになっている。

このような構成の半導体製造装置を用いて、例えば第１
の処理槽31、第２の処理槽32を選択的に使用して、塩
酸、過酸化水素および純水からなる混合処理液により半
導体ウエハの洗浄処理を行ない、さらに続いて第３の処
理槽33が純水による水洗処理を行なう場合、従来では次
のようにして処理を行なっている。すなわち、まず半導
体ウエハが処理前キャリア11に収納された状態で処理前
キャリア収納部10に配置、配列される。各処理前キャリ
ア11にはそれぞれのキャリア内の半導体ウエハの処理に
必要なデータが入力可能なデータ入力装置が設けられて
おり、予め各処理前キャリア11に対して処理工程データ
および各処理槽31ないし33での処理時間データが入力さ
れる。上記各処理前キャリア11に入力された処理工程デ
ータおよび処理時間データに基づき、それぞれの処理前
キャリア11が処理槽31ないし33で処理されるのに要する
処理期間および搬送機構20がそれぞれの処理前キャリア
11を搬送する期間が重複しないようなスケジュールに基
づいて処理が進められる。

第４図はこの処理スケジュールを示す図である。この例
は６台の処理前キャリア11が処理される場合である。第
４図において、t1ないしt5はそれぞれ１台目の処理前キ
ャリア11についての処理およびこの処理に伴う搬送機構
20の動作期間であり、t1は搬送機構20が１台目の処理前
キャリア11を第１の処理槽31に搬送するまでの期間、t2
はこの１台目の処理前キャリア11を第１の処理槽31で処
理する期間、t3は搬送機構20が第１の処理槽31で処理さ
れた１台目の処理前キャリア11を第３の処理槽31まで搬
送する期間、t4は１台目の処理前キャリア11を第３の処
理槽33で処理する期間、t5は搬送機構20が第３の処理槽
31で処理された１台目の処理前キャリア11を処理後キャ
リア収納部50まで搬送する期間である。

t11ないしt15はそれぞれ２台目の処理前キャリア11につ
いての処理およびこの処理に伴う搬送機構20の動作期間
であり、t11は搬送機構20が第３の処理槽33の位置から
処理前キャリア収納部10の位置まで戻り、さらに２台目
の処理前キャリア11を第１の処理槽31に搬送するまでの
期間、t12はこの２台目の処理前キャリア11を第１の処
理槽31で処理する期間、t13は搬送機構20が第１の処理
槽31で処理された２台目の処理前キャリア11を第３の処
理槽31まで搬送する期間、t14は２台目の処理前キャリ
ア11を第３の処理槽33で処理する期間、t15は搬送機構2
0が第３の処理槽31で処理された２台目の処理前キャリ
ア11を処理後キャリア収納部50まで搬送する期間であ
る。

t21ないしt25はそれぞれ３台目の処理前キャリア11につ
いての処理およびこの処理に伴う搬送機構20の動作期間
であり、これらの期間は上記２台目の処理前キャリア11
についての処理およびこの処理に伴う搬送機構20の動作
期間t11ないしt15に対応している。

t31ないしt35はそれぞれ４台目の処理前キャリア11につ
いての処理およびこの処理に伴う搬送機構20の動作期間
であり、t31は搬送機構20が第３の処理槽33の位置から
処理前キャリア収納部10の位置まで戻り、さらに４台目
の処理前キャリア11を第２の処理槽32に搬送するまでの
期間、t32はこの４台目の処理前キャリア11を第２の処
理槽32で処理する期間、t33は搬送機構20が第２の処理
槽32で処理された４台目の処理前キャリア11を第３の処
理槽31まで搬送する期間、t34は４台目の処理前キャリ
ア11を第３の処理槽33で処理する期間、t35は搬送機構2
0が第３の処理槽31で処理された４台目の処理前キャリ
ア11を処理後キャリア収納部50まで搬送する期間であ
る。

t41ないしt45、t51ないしt55はそれぞれ５台目、６台目
の処理前キャリア11についての処理およびこの処理に伴
う搬送機構20の動作期間であり、これらの期間は上記４
台目の処理前キャリア11についての処理およびこの処理
に伴う搬送機構20の動作期間t31ないしt35にそれぞれ対
応している。そして、例えば各処理槽31ないし33での処
理時間がそれぞれ５分であり、それぞれの処理槽31ない
し33における薬液の有効使用時間が18分であるとする。
また、第１および第２の処理槽31、32では混合処理液の
温度が85℃で処理が行われるものとする。

ところで、このようなスケジュールに基づいて実際に処
理を進める場合、従来では第５図に示すようなタイミン
グで各薬液もしくは純水の秤量、昇温、第１ないし第３
の処理槽31ないし33への供給動作を制御するようにして
いる。第５図において、Ａは第１の処理槽31に薬液およ
び純水を供給する秤量槽61ないし63での各種タイミング
を示すものであり、a1は秤量を行なっている期間、a2は
秤量の完了状態期間、a3は電磁弁72ないし74を開いて、
秤量された各薬液および純水を第１の処理槽31内に供給
する期間である。Ｂは第１の処理槽31に純水を供給する
秤量槽63での昇温タイミングを示すものであり、b1の期
間に前記ヒータ68が通電されて90℃まで昇温され、第１
の処理槽31に供給される直前まで90℃のまま一定温度に
保持される。Ｃは第２の処理槽32に薬液および純水を供
給する秤量槽81ないし83での各種タイミングを示すもの
であり、c1は秤量を行なっている期間、c2は秤量の完了
状態期間、c3は電磁弁92ないし94を開いて秤量された各
薬液および純水を第２の処理槽32内に供給する期間であ
る。Ｄは第２の処理槽32に純水を供給する秤量槽81での
昇温タイミングを示すものであり、d1の期間に前記ヒー
タ87が通電されて90℃まで昇温され、第２の処理槽32に
供給される直前まで90℃のまま一定温度に保持される。

Ｅは第１の処理槽31での各種タイミングを示すものであ
り、e1は前記ヒータ36に通電を行なって内部の処理液の
温度を所定温度、すなわち85℃まで昇温する期間、e2は
内部処理液が使用有効状態にされている期間であり、e3
は電磁弁39を開いて処理液を外部に排出する期間であ
る。そして上記期間e2は前記の薬液使用有効時間18分以
内に設定されている。

同様にＦは処理槽32での各種タイミングを示すものであ
り、f1は前記ヒータ37に通電を行なって内部の処理液の
温度を所定温度まで昇温する期間、f2は内部処理液が使
用有効状態にされている期間であり、f3は電磁弁40を開
いて処理液を外部に排出する期間である。そして上記内
部処理液の使用有効状態期間f2も18分以内に設定されて
いる。

なお、第３の処理槽32への純水の供給は常時行なわれ、
第３の処理槽33からオーバーフローした分は電磁弁40を
介して外部に排出される。

［背景技術の問題点］上記第４図のようなスケジュールで６台の処理前キャリ
ア11の処理を行なう場合、従来では第５図のようなタイ
ミングで秤量槽61ないし63、81ないし83における各種薬
液の秤量、昇温、処理槽31および32への供給を行なうよ
うにしている。従って、処理が開始されると始めの１台
目から３台目の処理前キャリア11が第１の処理槽31で洗
浄処理されている期間に、処理を行なわない第２の処理
槽32でも薬液の供給、排出がなされている。従って、第
２の処理槽32内の薬液は全く使用されずに排出されてし
まう。このため、この処理槽32に供給される薬液に対す
る処理前キャリア11の利用効率が悪くなり、またこの処
理槽32から薬液を排出し、再び供給する薬液交換動作の
ために、処理前キャリア11が処理前キャリア収納部10で
の待ち時間が発生する。この結果、従来では洗浄処理の
生産性が悪く、薬液の無駄な使用が発生するという欠点
がある。さらに、純水を秤量する秤量槽61、81では、純
水が秤量された時点から第１もしくは第２の処理槽31、
32に供給される直前まで、ヒータ67、87に通電しなけれ
ばならないので、無駄な消費電力が多いという欠点もあ
る。

［発明の目的］この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
ありその目的は、半導体装置の処理を高い生産性で行な
うことができ、しかも薬液の無駄な使用を防止すること
ができ、かつ無駄な電力も消費しない半導体製造装置を
提供することにある。

［発明の概要］上記目的を達成するためこの発明にあっては、多数の半
導体ウエハを製造単位に区分して処理前キャリアに収納
しかつ所定の処理工程のデータをそれぞれの処理前キャ
リアに入力し、これら処理前キャリアを処理前キャリア
収納部に収納しそれぞれの入力データに基づいてこの処
理前キャリア収納部から処理前キャリアを順次送り出
し、上記処理前キャリア内に収納された半導体ウエハに
対し複数の処理槽で各種処理を行ない、秤量槽により処
理液を秤量しかつ所定の温度に制御して上記各処理槽内
に供給し、搬送機構により上記各処理槽の使用順序およ
び処理時間に合せて上記各処理前キャリアを次工程に順
次搬送し、制御手段により、上記各処理前キャリアに入
力されたデータに基づき、上記各処理槽および搬送機構
の使用時間が重複しないタイミングを算出して各処理槽
への各種処理液の供給タイミングを算出し、この算出結
果に応じて上記秤量槽での各種処理液の秤量、温度制御
および各処理槽への供給、各処理槽での温度制御もしく
は各種処理液の排出動作および搬送機構の動作を制御す
るようにしている。

［発明の実施例］以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第２図はこの発明に係る半導体製造装置の電気回路部分
の構成を示すブロック図である。図において100は演算
処理装置、メモリ等からなる中央制御ユニットである。
この中央制御ユニット100にはタイマユニット110および
入力／出力ユニット120が接続されている。上記入力／
出力ユニット120にはさらに、処理前キャリア収納部1
0、搬送機構20、前記秤量槽61ないし63、81ないし83に
おける秤量完了センサ69ないし71、89ないし91および電
磁弁64ないし66、72ないし74、84ないし86、92ないし94
等からなる秤量槽制御ユニット130、前記処理槽31ない
し33において各薬液の排出動作を制御する電磁弁38ない
し40等からなる処理槽制御ユニット140、前記ヒータ3
6、37、68、88および温度センサ34、35、67、87等から
なるヒータ制御ユニット150、処理後キャリア収納部50
がそれぞれ接続されている。

このような構成において、まず各処理前キャリア11に半
導体ウエハを収納して処理前キャリア収納部10に配置、
配列する。このとき、各処理前キャリア11ではデータ入
力装置からキャリア内の半導体ウエハの処理に必要な処
理工程データおよび各処理槽31ないし33での処理時間デ
ータを入力する。それぞれの処理前キャリア11で入力さ
れたデータは処理前キャリア収納部10に供給され、さら
にこれらのデータは入力／出力ユニット120を介して中
央制御ユニット100に供給される。これらのデータに基
づき、中央制御ユニット100はそれぞれの処理前キャリ
ア11が処理槽31ないし33で処理されるのに要する処理期
間および搬送機構20がそれぞれの処理前キャリア11を搬
送する期間が重複しないようなスケジュールを作成す
る。このスケジュールは、例えば処理すべきキャリアが
６台である場合には前記第４図と同様のものとなる。さ
らに中央制御ユニット100は作成されたスケジュールに
基づき、第１および第２の処理槽31への薬液の供給タイ
ミングを算出し、さらにこの算出結果に応じて、第１お
よび第２の処理槽31、32の薬液供給、昇温時間、薬液の
有効使用時間、薬液の排出時間および秤量槽61ないし63
および81ないし83における薬液もしくは純水の秤量時
間、純水の昇温開始時間等のタイミングを決定する。こ
れらのタイミングは入力／出力ユニット120を介して処
理前キャリア収納部10、搬送機構20、秤量槽制御ユニッ
ト130、処理槽制御ユニット140、ヒータ制御ユニット15
0、処理後キャリア収納部50に供給され、それぞれの動
作が制御される。

第３図は前記第５図と同様に、始めの３台の処理前キャ
リア11は第１の処理槽31で混合薬液による洗浄処理を行
なった後に第３の処理槽33で純水による洗浄を行ない、
後の３台の処理前キャリア11については第２の処理槽32
で混合薬液による洗浄処理を行なった後に第３の処理槽
33で純水による洗浄を行なう場合に、中央制御ユニット
100で決定された各種タイミングを示す図である。第３
図においてＡは第１の処理槽31に薬液および純水を供給
する秤量槽61ないし63での各種タイミングを示すもので
あり、a11は秤量を行なっている期間、a12は秤量の完了
状態期間、a13は電磁弁72ないし74を開いて、秤量され
た各薬液および純水を第１の処理槽31内に供給する期間
である。

Ｂは第１の処理槽31に純水を供給する秤量槽63での昇温
タイミングを示すものであり、b11の期間に前記ヒータ6
8が通電されて内部の純水が90℃まで昇温される。

Ｃは第２の処理槽32に薬液および純水を供給する秤量槽
81ないし83での各種タイミングを示すものであり、c11
は秤量を行なっている期間、c12は秤量の完了状態期
間、c13は電磁弁92ないし94を開いて秤量された各薬液
および純水を第２の処理槽32内に供給する期間である。

Ｄは第２の処理槽32に純水を供給する秤量槽81での昇温
タイミングを示すものであり、d11の期間に前記ヒータ8
7が通電されて純水が90℃まで昇温される。

Ｅは第１の処理槽31での各種タイミングを示すものであ
り、e11は前記ヒータ36に通電を行なって内部の処理液
の温度を所定温度、すなわち85℃まで昇温する期間、e1
2は内部処理液が使用有効状態にされている期間であ
り、e13は電磁弁39を開いて処理液を外部に排出する期
間である。

同様にＦは処理槽32での各種タイミングを示すものであ
り、f11は前記ヒータ37に通電を行なって内部の処理液
の温度を所定温度まで昇温する期間であり、f12は内部
処理液が使用有効状態にされている期間であり、この期
間f12の後に電磁弁40が開かれて処理液が外部に排出さ
れる。また、従来と同様に第３の処理槽33への純水の供
給は常時行なわれ、第３の処理槽33からオーバーフロー
した分は電磁弁40を介して外部に排出される。

なお、この例では第１の処理槽31もしくは第２の処理槽
32に純水を供給する５分前から秤量槽61、81で純水の昇
温を開始するようにしている。

第３図に示すように、第１の処理槽31に薬液が供給さ
れ、さらにe11の期間に昇温され、その後、この第１の
処理槽31内の処理薬液が使用有効状態にされている期間
e12に始めの３台の処理前キャリア11が処理されている
期間では、第２の処理槽32には薬液は供給されない。す
なわち、第２の処理槽32に対する薬液の供給は第１の処
理槽32における処理が終了する直前に行われる。すなわ
ち、処理が開始されると始めの１台目から３台目の処理
前キャリア11が第１の処理槽31で洗浄処理されている期
間に、処理を行なわない第２の処理槽32では薬液が供給
されず、従来、無駄に排出されていた薬液が節約でき
る。この結果、処理槽32に供給される薬液に対する処理
前キャリア11の利用効率を向上させることができる。ま
たこの処理槽32に対して薬液を供給するタイミングは、
第１の処理槽31における処理の進行状況をみて決定でき
るので、処理前キャリア11の処理前キャリア収納部10で
の待ち時間は最小にできる。従って、この実施例装置に
よれば洗浄処理の生産性を向上させることができ、かつ
薬液の無駄な使用の発生を防止することができる。さら
に、純水を秤量する秤量槽61、81では、純水を第１もし
くは第２の処理槽31、32に供給するタイミングの一定時
間前からヒータ67、87に通電して昇温するようにしてい
るので、無駄な消費電力を節約することができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば
上記実施例装置では混合された薬液の使用有効期限が18
分という時間である場合について説明したが、これは使
用回数が何回といういうような回数の有効期限であって
もよい。さらに薬液の種類、処理槽の数、処理槽の使用
順序等は、処理する半導体ウエハの処理条件に適合する
ように換えても良いことはもちろんである。さらに上記
実施例装置は半導体ウエハの洗浄処理を行なうものであ
る場合について説明したが、これはその他のエッチング
処理等を行なう装置にも実施することができる。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、処理槽への効果
的な薬液の供給および昇温もしくは排出を行なうので、
各処理槽における薬液を対するキャリアの利用効率が良
く、純水の秤量を行なう秤量槽での昇温時間が短縮で
き、処理槽の薬液の交換動作のために処理前キャリアが
待たされることがなくキャリアの処理進行ができるの
で、半導体装置の処理を高い生産性で行なうことがで
き、しかも薬液の無駄な使用を防止することができ、か
つ無駄な電力も消費しない半導体製造装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な半導体製造装置の構成図、第２図はこ
の発明に係る半導体製造装置の電気回路部分の構成を示
すブロック図、第３図は上記実施例装置の動作タイミン
グを示す図、第４図は上記第１図の装置における処理の
スケジュールの一例を示す図、第５図は従来装置の動作
タイミングを示す図である。 10……処理前キャリア収納部、11……処理前キャリア、
20……搬送機構、31,32,33……処理槽、50……処理後キ
ャリア収納部、51……処理後キャリア、61,62,63,81,8
2,83……秤量槽、100……中央制御ユニット、110……タ
イマユニット、120……入力／出力ユニット、130……秤
量槽制御ユニット、140……処理槽制御ユニット、150…
…ヒータ制御ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の半導体ウエハを製造単位に区分して
収納し、所定の処理工程のデータが入力可能な複数の処
理前キャリアと、上記複数の各処理前キャリアをそれぞ
れの入力データに基づいて順次送り出す機構を有する処
理前キャリア収納部と、上記処理前キャリア内に収納さ
れた半導体ウエハに対する各種処理を行なう複数の処理
槽と、処理液を秤量しかつ所定の温度に制御して上記各
処理槽内に供給する秤量槽と、上記各処理槽の使用順序
および処理時間に合せて上記各処理前キャリアを次工程
に順次搬送する搬送機構と、上記各処理前キャリアに入
力されたデータに基づき、上記各処理槽および搬送機構
の使用時間が重複しないタイミングを算出して各処理槽
への各種処理液の供給タイミングを算出し、この算出結
果に応じて上記秤量槽での各種処理液の秤量、温度制御
および各処理槽への供給、各処理槽での温度制御もしく
は各種処理液の排出動作および搬送機構の動作を制御す
る制御手段とを具備したことを特徴とする半導体製造装
置。