JPH11150091A

JPH11150091A - Ｗｅｔ処理槽及びその給液方法

Info

Publication number: JPH11150091A
Application number: JP33083097A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Kawaguchi; 英彦川口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JP3039494B2

Abstract

(57)【要約】【課題】よどみに対し考案された従来方式では不十分
であるため、十分によどみを解消する手段を提供し、水
洗効率を向上させるとともに、純水の使用量を削減する
こと。【解決手段】オーバーフロー構造の水洗処理槽又は薬
液処理槽等のＷＥＴ処理槽であって、処理槽２内に給液
するための複数の給液パイプ４、５、６、７、８、９
と、各々の給液パイプに設けた給液調整用の自動弁１６
と、それらの自動弁を制御して液体を吐出させる給液パ
イプを任意に切り換えるための制御手段３５とを含む構
成とした。その場合、複数の給液パイプのうちの一部の
給液パイプの吐出口１０が処理槽２内の液体のよどみ領
域部分に開口している構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造設備に
関し、特にウェハの洗浄、水洗、エッチングなどに使用
されるＷＥＴ処理装置及びその給液方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術では、図５に示すように、水
洗処理槽２内に給水パイプ４、５が設けられている。ま
た、給水パイプ４、５は、カセット３の下部に設けら
れ、ウェハ１の面に対し、垂直となるように設けられて
いる。

【０００３】給水パイプ４、５には、純水を吐出させる
ための吐出口６、７が設けられている。また複数枚のウ
ェハ１間で、純水を、ウェハ１の面内中央に吐出できる
ように吐出口６、７は設けられ、複数個装備されてい
る。

【０００４】給液パイプ４、５は、処理槽２の外部で、
一系統にまとめられ、途中、純水流路の開閉を行うため
の自動弁８が設けられている。また、自動弁８の駆動源
となるエアーは、エア供給流路９の開閉を、シーケンサ
からの信号で切り換えるための、ソレノイドバルブ１０
が設けられている。

【０００５】次に、動作について説明する。ウェハ１を
保持したカセット３が水洗処理槽２の中に投入されると
同時に、自動弁８を開ける。水洗処理槽２内では、給液
パイプ４、５に純水が流れ、吐出口６、７から、純水は
吐出される。このとき、水洗処理槽２内の流れは、図４
のように、ウェハの中央部に純水の流れが集中し、水洗
処理槽２からオーバーフローするが、一部の純水は、オ
ーバーフローされずに、水洗処理槽２に戻り、ウェハ１
の端部を中心とした、よどみ領域を形成する。よどみ領
域は、図６のように、形成されるために、水洗処理槽に
持ち込まれた薬液は、対流の影響により時間をかけて、
オーバーフローされてゆく。このため、水洗効率の低下
や、純水使用量を増大させている。

【０００６】これらの対策案として、水洗処理槽２内で
発生するよどみ領域に対し、純水を吐出させる給水チュ
ーブの設置や、超音波の発振板の設置、または超音波を
印加させた液体を吐出させる手段（特開平４−７５３４
１）がある。また、水洗処理槽や、薬液処理槽の底面及
びウェハと直交する方向に、複数個の吐出口を設ける方
式（特開平６−５３２０５）などの手段が考えられてい
る。しかしながら、これらの方式は、特定のよどみ領域
に対して効果はあるものの、特定部分のよどみをなくす
ことで、新たな特定の場所によどみが生じてしまうた
め、水洗効率の低下や純水使用量を増大させてしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】第一の問題点は、よど
み低域の対策として考案される方式において、別の場所
に新たなよどみ領域が一定の場所に形成されてしまう。
そのため、トータル的に、よどみは解消されていない。

【０００８】その理由は、処理槽内で給液時に、給液方
向が常に一定であるため、流れ方向の変化がないためで
ある。

【０００９】第二の問題点は、大口径化が進むにつれ、
処理槽の寸法も大きくなる。それに比例して、よどみ領
域が拡大され、純水使用量の増加に伴い、水洗処理時間
が長くなる。そのため、生産性の低下を招くことであ
る。

【００１０】その理由は、処理槽寸法に比例し、よどみ
領域が拡大され、水洗処理槽に持ち込まれた薬液が、よ
りいっそう、水洗処理槽から排出しづらくなる。薬液を
完全にリンスするためには、長い時間を要してしまう。

【００１１】本発明は、よどみに対し考案された従来方
式では不十分であるため、十分によどみを解消する手段
を提供し、水洗効率を向上させるとともに、純水の使用
量を削減することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、オーバーフロー構造の水洗処理槽又は
薬液処理槽等のＷＥＴ処理槽であって、処理槽内に給液
するための複数の給液パイプと、各々の給液パイプに設
けた給液調整用の自動弁と、それらの自動弁を制御して
液体を吐出させる給液パイプを任意に切り換えるための
制御手段とを含む構成とした。その場合、複数の給液パ
イプのうちの一部の給液パイプの吐出口が処理槽内の液
体のよどみ領域部分に開口している構成とするのが大変
好適である。また、制御手段としては、給液パイプから
の液体吐出によって処理槽内の液体の流れ方向を変え、
順番によどみ領域を解消させるように制御する機能を有
するのが好適である。また、処理槽としては、ウエハの
洗浄、水洗、エッチング等に用いる処理槽であるのが好
適である。一方、本発明の方法は、オーバーフロー構造
の水洗処理槽又は薬液処理槽等のＷＥＴ処理槽内の液体
のよどみ領域を解消するための方法であって、処理槽内
に給液する複数の給液パイプと、各々の給液パイプに設
けた自動弁と、その自動弁を制御する制御手段とを用
い、液体を吐出させる給液パイプを任意に切り換えるこ
とで、流れ方向を変え、順番によどみ領域を解消させる
給液方法とした。その場合、複数の給液パイプのうちの
一部の給液パイプの吐出口を処理槽内の液体がよどむ領
域部分に開口させるのが大変好適である。また、処理槽
としては、ウエハの洗浄、水洗、エッチング等に用いる
処理槽であるのが好適である。

【００１３】水洗処理槽又は薬液処理槽内に設けられた
複数の給液パイプを自由に組み合わせて、時間制御によ
り異なる給液パイプから液体を吐き出させることができ
る。このため、水洗処理槽又は薬液処理槽内では液体の
流れ方向を変えることが可能となる。流れ方向を順番に
変えることで、よどみ領域は変化するが、流れ方向を変
える直前のよどみ領域に対し、液体を吐出するように、
給液パイプの切り換えを繰り返し行うことで、順番によ
どみを解消することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１を参照すると、本発
明の実施の形態は、水洗処理槽２内に、複数本の給水
（給液）パイプ４、５、６、７、８、９が設けられてい
る。また、水洗処理槽２内では、複数のウェハ１が、一
定の間隔でカセット３によって保持されている。

【００１５】給水パイプ４、５、６、７、８、９には、
純水を水洗処理槽２内へ吐出させるため吐出口１０、１
１、１２、１３、１４、１５が設けられている。給水パ
イプ５、６、７、８の吐出口１１、１２、１３、１４
は、複数枚のウェハ１間で、純水をウェハ１の面内中央
に吐出できるように、複数個設けられている。また、給
水パイプ４、９の吐出口は、ウェハ１の面外でかつ水洗
処理槽２の槽壁との間に吐出されるように設けられてい
る。

【００１６】給水パイプ４、５、６、７、８、９の一次
側には、各々の給水パイプに対して、給水流路の開閉を
行うための自動弁１６、１７、１８、１９、２０、２１
が設けられている。また、自動弁は、エアーの供給／排
気により、給水流路の開閉を行う。自動弁の駆動源エア
ーは、各自動弁に対応して設けられたソレノイドバルブ
２２、２３、２４、２５、２６、２７がシーケンサ（制
御手段）３５の信号により、エアー供給流路の開閉を行
うことで供給される。

【００１７】次に、給水パイプ４、５、６、７、８、９
の水洗処理槽２内での設置場所について説明する。給水
パイプ６、７は、カセット３の下部に設けられ、ウェハ
１の面に対し、垂直となるように設けられている。

【００１８】給水パイプ５、８は、水洗処理槽２の底面
のコーナーに設けられている。また、給水パイプ４、９
は、カセット３の上面と、パイプの中心が水平となる位
置でかつ、壁面に接するように配置されている。

【００１９】次に、本発明における給水パイプの組み合
わせ方法について説明する。シーケンサ３５は、プログ
ラミングが可能となっており、プログラミングにおい
て、本発明は、給水パイプ４、５、６、７、８、９の中
から任意の組み合わせと、組み合わせたときの給水時間
を一つの処理ステップとして登録することが可能となっ
ている。また、複数の処理ステップを登録することが可
能で、最終的に水洗処理シーケンスとして、任意の処理
ステップを組み合わせ、処理ステップ間の連続処理を行
わせる。

【００２０】次に、本発明の実施の形態の動作につい
て、図１、図２、図３を参照して詳細に説明する。ま
ず、予めシーケンサ３５にプログラミングを行う。処理
ステップの一例として、処理ステップ１の時、給水パイ
プは、５、６、７、８を選択し、Ｘ分の吐出時間を登録
しておく。また、処理ステップ２として、給水パイプ
は、４、６、７、９を選択し、Ｙ分の吐出時間を登録す
る。次に、処理ステップの組み合わせとして、ステップ
１（Ｘ分）→ステップ２（Ｙ分）→ステップ１（Ｘ分）
→ステップ２（Ｙ分）として登録する。この設定によ
り、水洗時間は２（Ｘ＋Ｙ）分となる。

【００２１】次に、上記プログラミングにて処理したと
きの水洗処理槽２内の挙動について説明する。ウェハ１
を保持したカセット３が、水洗処理槽２内に投入される
と同時に、自動弁１７、１８、１９、２０、２１が開と
なり、給水パイプ５、６、７、８に純水が流れ、吐出口
１１、１２、１３、１４から純水は吐出される。このと
き、水洗処理槽２内の流れは図２のようになり、図２の
従来発生した水洗処理槽２の底面コーナー部のよどみ
は、給水パイプ５、８の影響により解消される。しかし
ながら、ウェハ１の端部と水洗処理槽２の壁面の間で
は、給水パイプ５、６、７、８の吐出口１１、１２、１
３、１４からウェハ１の面内中央に向かって純水が吐出
されるために液面付近において、流速は低下されてお
り、一部の流れにおいて、慣性力が低下し、一部の純水
は、槽外に排出されず、排出寸前に、再び槽内に戻って
しまい、対流域、つまりよどみ形成する。

【００２２】ところが、Ｘ分経過後、処理はステップ２
へ移行するため、水洗処理槽２内の流れは、図３のよう
になる。ステップ２のとき、自動弁１６、１８、１９、
２１のみが開となり、給水パイプ４、６、７、９に純水
が流れる。このとき、水洗処理槽２内の底面のコーナー
に設けられた給水パイプ５、８から純水は吐出されない
ので、コーナー部によどみが生じる。しかし、処理ステ
ップ１で処理している時のよどみは、給水パイプ４、９
の影響により解消されている。これは、水洗処理槽１の
壁面と、ウェハ１の端部の間に純水が吐出され、流速
が、処理ステップ１の時のよどみ領域に与えられるため
である。

【００２３】次に、Ｙ分経過後、再び処理ステップ１へ
移行し、処理ステップ２で発生していたよどみは解消さ
れる。更にＸ分経過後、処理ステップ２へ移行し、処理
ステップ１で発生していたよどみは解消され、Ｙ分後、
一連の水洗処理は完了する。

【００２４】このように給水パイプの切り替えを行い、
各処理ステップで流れ方向が変わることで、交互によど
み領域に対し、流れを与えることが可能となり、効率的
な水洗を行うことができる。

【００２５】本発明の実施の形態において、処理ステッ
プ１のみの処理とし、すべての給水パイプから吐出させ
ることも可能であるが、一定の流れとなり、別のある一
定位置によどみ領域が形成されるため、流れ方向が変わ
るように、処理ステップ１と処理ステップ２を切り換え
る処理シーケンスが最良の手段といえる。

【００２６】また、本発明は、循環処理を行う薬液処理
槽においても上記と同様の効果がある。

【００２７】図４は、アンモニア過水処理後の水洗処理
時の比抵抗回復時間をグラフ化し、従来方式と本発明の
方式で比較したものである。処理条件は、１２インチウ
ェハ４９枚、温純水（６５℃）のトータル流量を３０?
／…としている。また、本発明の処理シーケンスは、ス
テップ１において、給水パイプ５、６、７、８を選択
し、ステップ２において給水パイプ４、６、７、９を選
択しており、７分後に、ステップ２へ切り換える設定と
した。

【００２８】グラフからわかるように、比抵抗の回復基
準点を１０ＭΩとした場合、従来方式は、１０分１５秒
要するのに対し、本発明では９分を要しており、従来方
式に比べ、１分１５秒処理時間が短縮されている。

【００２９】

【発明の効果】第一の効果は、一定の場所によどみ領域
は形成されなくなり、トータル的に、よどみを解消する
ことができる。そのため、処理時間が短くなり、結果的
に純水使用量が低減され、処理能力が向上する。

【００３０】その理由は、一定の流れを形成させず、給
水パイプの組み合わせと時間制御により、異なる流れを
発生することが可能で、よどみ領域に対し集中して純水
を吐出できるからである。

【００３１】第二の効果は、本発明によれば、従来の手
段により大口径化に対する対応が容易に実現可能となる
点である。

【００３２】その理由は、槽の大きさに応じて給液パイ
プを最適な数だけ設置すれば広範囲に渡って確実によど
みを解消できるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水洗処理槽の構成を示す部分断面
側面図である。

【図２】ステップ１処理中の槽内の流れを示す概略側面
図である。

【図３】ステップ２処理中の槽内の流れを示す概略側面
図である。

【図４】本発明を実施したときの比抵抗回復の効果を示
す図である。

【図５】従来の水洗槽の構成を示す側面図である。

【図６】従来の水洗槽の構成で処理をしたときの流れを
示す概略側面図である。

【符号の説明】

１ウェハ２水洗処理槽３カセット４、５、６、７、８、９給水パイプ（給液パイプ）１０、１１、１２、１３、１４、１５吐出口１６、１７、１８、１９、２０、２１自動弁２２、２３、２４、２５、２６、２７ソレイドバルブ２８、２９、３０、３１、３２、３３信号線３４エアー供給流路３５シーケンサ（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オーバーフロー構造の水洗処理槽又は薬
液処理槽等のＷＥＴ処理槽であって、処理槽内に給液す
るための複数の給液パイプと、各々の給液パイプに設け
た給液調整用の自動弁と、それらの自動弁を制御して液
体を吐出させる給液パイプを任意に切り換えるための制
御手段とを含むことを特徴とする、ＷＥＴ処理槽。
【請求項２】前記複数の給液パイプのうちの一部の給
液パイプの吐出口が前記処理槽内の液体がよどむ領域部
分に開口していることを特徴とする、請求項１記載のＷ
ＥＴ処理槽。
【請求項３】前記制御手段は、給液パイプからの液体
吐出によって処理槽内の液体の流れ方向を変え、順番に
よどみ領域を解消させるように制御する機能を有するこ
とを特徴とする、請求項１又は２記載のＷＥＴ処理槽。
【請求項４】前記処理槽が、ウエハの洗浄、水洗、エ
ッチング等に用いる処理槽であることを特徴とする、請
求項１〜３の何れかに記載のＷＥＴ処理槽。
【請求項５】オーバーフロー構造の水洗処理槽又は薬
液処理槽等のＷＥＴ処理槽内の液体のよどみ領域を解消
するための方法であって、処理槽内に給液する複数の給
液パイプと、各々の給液パイプに設けた自動弁と、その
自動弁を制御する制御手段とを用い、液体を吐出させる
給液パイプを任意に切り換えることで、流れ方向を変
え、順番によどみ領域を解消させることを特徴とする、
ＷＥＴ処理槽の給液方法。
【請求項６】前記複数の給液パイプのうちの一部の給
液パイプの吐出口を前記処理槽内の液体がよどむ領域部
分に開口させることを特徴とする、請求項５記載のＷＥ
Ｔ処理槽の給液方法。
【請求項７】前記処理槽が、ウエハの洗浄、水洗、エ
ッチング等に用いる処理槽であることを特徴とする、請
求項５又は６に記載のＷＥＴ処理槽の給液方法。