JPS628527A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ェハの洗浄処理、エツチング処理等
を行なう半導体製造装置に関する。

［発明の技術的背景］ 半導体ウェハの洗浄処理、エツ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
ェハを製造単位くロット）毎に区分して収納する複数台
の処理前キャリア１１、・・・１１が所定の位置に配置
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ェハに対して薬液による洗浄
処理を行ない、第３の処理Ｗ！３３は上記薬液による洗
浄処理が行われた半導体ウェハに対し、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ＮＩａ弁３８ないし４０ｆｆｉ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Ｍｍ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（Ｈ２０２）が、秤量槽６３
には電磁弁６６を介して塩酸（Ｈｃ　ｌ　）がそれぞれ
供給される。純水が供給される秤１１１６１には、この
純水を昇温するためのヒータ６γと温度検出用の温度セ
ンサ６８とが設けられており、ざらに上記秤量槽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Ｍｉ３１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・最槽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Ｎ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８
１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、過酸化水素水および純水からなる混合処理液によ
り半導体ウェハの洗浄処理を行ない、さらに続いて第３
の処理槽３３で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
ず半導体ウェ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
ェ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２
０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、ｔｌ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、ｔｌ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ｗＩ
３３で処理する期間、ｔ５は搬送閤構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。

ｔｌｌないしｔｌ５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、ｔｌｌ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２０
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２０
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ｔ３
１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、ａｌ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７
２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、ｂｌ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Ｎｌａ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、ｄｌ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、ｅｌ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、Ｃ２は内部処理液が使用有効状態にされている期間
であり、Ｃ３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、ｆｌは前記ヒータ３７に通電を行なつて内部の処
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Ｎ
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。

［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６１．８１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
導体ウェ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ェハに対
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ｍ１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／出カニニット１２０が接続されてい
る。上記入力／出カニニット　１２０にはさらに、処理
前キャリア収納部１０、搬送機構２０、前記秤量槽６１
ないし６３．８１ないし８３における秤自完了センサ６
９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、　　　　□９
２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卸ユ
ニット　１４０、前記ヒータ３６．３７．６８．８８お
よび温度″センサ３４．３５．６１．８７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
半導体ウェ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ェハの処理に必
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／出カニニット
　１２０を介して中央制御ユニット　１０９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　１０
０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２
０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。

ざ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ＩＷ３１への薬液
の供給タイミングを算出し、ざ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／出カニ
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　１４０１ヒータ制御ユニツト　１５０、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、ａｌｌ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、ｂｌｌの期間に前記
ヒータ６８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
、ｃｌｌ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、ｄｌｌの期間に前記
ヒータ８７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、ｅｌｌ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、Ｃ１２は内部処理液が使用有効状態にされている
期間であり、Ｃ１３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、ｆｌｌ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、ｆ１
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
、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３
３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Ｉ！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ｅｌｌ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１
１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１
８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、処理する半導体ウェ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ェ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、これはその他にエツチン
グ処理等を行なう装置にも実施することができる。

［発明の効果コ 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に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、６３．８１．８２．８３
・・・秤量槽、１００・・・中央制御ユニット、１１０
・・・タイマユニット、１２０・・・入力／出カニニッ
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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の半導体ウェ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
   ェ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。