TW202135133A - 基板洗淨裝置及基板洗淨方法 - Google Patents
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Abstract
[課題]使用處理氣體對基板進行處理之後,適當地除去殘留在基板的氣體成分。
[解決手段]一種基板之洗淨裝置,具有:氣化部,其係被構成生成水蒸氣;第1加熱部,其係被構成將氮氣加熱至第1溫度;第2加熱部,其係被構成將氮氣加熱至第2溫度,上述第2溫度高於上述第1溫度;及至少一個洗淨腔室,其係被連接於上述氣化部、上述第1加熱部及上述第2加熱部的至少一個洗淨腔室,上述洗淨腔室被構成在大氣壓下將至少一個基板曝露於水蒸氣、具有上述第1溫度之氮氣,或具有上述第2溫度的氮氣。
Description
本發明係關於基板洗淨裝置及基板洗淨方法。
在專利文獻1揭示一種基板處理方法,具有:對基板施予含有氟的氣體之處理的第1步驟,和將上述基板曝露於含有水分的環境的第2步驟。在該基板處理方法中,藉由將基板曝露於含有水分的環境,除去殘留在基板之表面的氟。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-126734號公報
[發明所欲解決之課題]
本揭示所涉及的技術係使用處理氣體對基板進行處理之後,適當地除去殘留在基板的氣體成分。
[用以解決課題之手段]
本揭示之一態樣係一種基板之洗淨裝置,具有:氣化部,其係被構成生成水蒸氣;第1加熱部,其係被構成將氮氣加熱至第1溫度;第2加熱部,其係被構成將氮氣加熱至第2溫度,上述第2溫度高於上述第1溫度;及至少一個洗淨腔室,其係被連接於上述氣化部、上述第1加熱部及上述第2加熱部的至少一個洗淨腔室,上述洗淨腔室係被構成在大氣壓下將至少一個基板曝露於水蒸氣、具有上述第1溫度的氮氣或具有上述第2溫度的氮氣。
[發明之效果]
若藉由本揭示,使用處理氣體對基板進行處理之後,可適當地除去殘留在基板的氣體成分。
在半導體裝置之製造製程中,進行蝕刻並除去被形成在半導體晶圓(以下,有稱為「晶圓」的情況)之表面的氧化膜的工程。例如,氧化膜之蝕刻工程係藉由COR(Chemical Oxide Removal)處理和PHT(Post Heat Treatment)處理而被進行。
在COR處理中,對氧化膜之表面供給處理氣體,使氧化膜和處理氣體化學反應,且使該氧化膜變質而生成反應生成物。該處理氣體使用例如氟化氫氣體和氨氣,生成六氟矽酸銨(AFS)作為反應生成物。在PHT處理中,在收容有晶圓之處理室,將該晶圓上之AFS加熱至昇華溫度以上並使氣化(昇華)。藉由連續性地進行該些COR處理和PHT處理,進行氧化膜之蝕刻。
然而,有在施予COR處理和PHT處理之後的晶圓之表面,殘留氟的情況。殘留的氟有腐蝕被形成在晶圓之表面的配線膜等,使從晶圓被製造的半導體裝置之電特性劣化之虞。因此,需要除去殘留在晶圓之表面的氟。
作為除去氟之方法,以往進行對晶圓施予使用DHF(稀氫氟酸)或DIW(純水)作為洗淨液的溼洗淨的方法,或藉由電漿除去氟的方法等。但是,在溼洗淨所致的方法中,有藉由洗淨液之表面張力,被形成在晶圓之表面的微細圖案崩壞之虞。再者,在使用電漿的方法中,因不僅需要用以產生電漿之機構,也需要用以產生電漿的減壓工程,故晶圓處理之產量下降。
於是,在上述專利文獻1所載之方法中,藉由將晶圓曝露於含有水分的環境而除去氟。具體而言,將晶圓搬入至處理室之後,從水分供給機構對處理室供給水蒸氣,處理室內之晶圓之表面被曝露於被調整成期待的溼度的環境。之後,當經過期待的時間時,晶圓從處理室被搬出。
在如此之情況,因在晶圓被曝露於高溼度之環境的狀態被搬出,故有在搬出時於晶圓之表面殘留水分之情況。如此一來,當在水分殘留之狀態下搬運晶圓時,有晶圓之搬運裝置或晶圓之收容容器被浸潤之虞。但是,在專利文獻1中,針對除去氟後的晶圓要如何處理並未揭示。因此,以往之洗淨處理有改善的空間。
本揭示所涉及的技術係適當地除去殘留在晶圓之表面的氟。以下,針對本實施型態所涉及之晶圓處理裝置及晶圓處理方法,一面參照圖面一面予以說明。另外,在本說明書及圖面中,針對實質上具有相同功能構成之要素,藉由標示相同符號,省略重複說明。
<晶圓處理裝置>
首先,針對本實施型態所涉及之晶圓處理裝置之構成進行說明。圖1為表示本實施型態所涉及之晶圓處理裝置之構成之概略的俯視圖。在本實施型態中,針對晶圓處理裝置1具備用以對作為基板之晶圓W進行COR處理、PHT處理、洗淨處理及定位處理的各種處理模組之情況予以說明。另外,本揭示之晶圓處理裝置1之模組構成不限於此,可以任意選擇。
如圖1所示般,晶圓處理裝置1具有大氣部10和減壓部11經由裝載鎖定模組20a、20b而被一體連接的構成。大氣部10具備在大氣壓環境下對晶圓W進行期待的處理之複數大氣模組。減壓部11具備在減壓環境下對晶圓W進行期待的處理之複數減壓模組。
因裝載鎖定模組20a係將從大氣部10之後述裝載模組30被搬運之晶圓W,遞交至減壓部11之後述輸送模組60,故暫時性地保持晶圓W。裝載鎖定模組20a具有沿著垂直方向保持兩片晶圓W之上部置放架21a和下部置放架22a。
裝載鎖定模組20a係經由設置有閘閥23a之閘門24a而被連接於後述裝載模組30。藉由該閘閥23a,兼顧裝載鎖定模組20a和裝載模組30之間的氣密性之確保和彼此的連通。裝載鎖定模組20a係經由設置有閘閥25a之閘門26a而被連接於後述輸送模組60。藉由該閘閥25a,兼顧裝載鎖定模組20a和輸送模組60之間的氣密性之確保和彼此的連通。
被構成在裝載鎖定模組20a連接供給氣體的供氣部(無圖示)和排出氣體的排氣部(無圖示),藉由該供氣部和排氣部,內部能夠切換成大氣壓環境和減壓環境。即是,裝載鎖定模組20a係被構成在大氣壓環境之大氣部10,和減壓環境之減壓部11之間,可以適當地進行晶圓W之收授。
另外,裝載鎖定模組20b具有與裝載鎖定模組20a相同的構成。即是,裝載鎖定模組20b具有上部置放架21b和下部置放架22b、裝載模組30側之閘閥23b和閘門24b、輸送模組60側閘閥25b和閘門26b。
另外,裝載鎖定模組20a、20b之數量或配置不限定於本實施型態,可以任意設定。
大氣部10具有具備有後述晶圓搬運機構40之裝載模組30,和能夠保管複數晶圓W之晶圓傳送盒31的裝載埠32,和除去晶圓W之氟的晶圓洗淨模組33,和調節晶圓W之水平方向之定向的定位模組34。
裝載模組30係由內部為矩形之框體構成,框體之內部被維持大氣壓環境。在構成裝載模組30之框體之長邊的一側面,並列設置複數例如三個裝載埠32。在構成裝載模組30之框體之長邊的另一側面,並列設置裝載鎖定模組20a、20b。在構成裝載模組30之框體之短邊的一側面,設置有晶圓洗淨模組33。在構成裝載模組30之框體之短邊的另一側面,設置有定位模組34。
另外,裝載埠32、晶圓洗淨模組33及定位模組34之數量或配置並非限定於本實施型態,可以任意設計。例如,即使晶圓洗淨模組33被設置複數,夾著裝載鎖定模組20a、20b而被設置在兩側亦可。再者,即使例如晶圓洗淨模組33在晶圓處理裝置1中以單獨被設置亦可。
晶圓傳送盒31係以等間隔多層重疊之方式收容複數例如1批量25片的晶圓W。再者,被載置於裝載埠32之晶圓傳送盒31之內部充滿例如大氣或氮氣等而被封閉。
晶圓洗淨模組33係除去殘留在進行COR處理和PHT處理之後的晶圓W之表面的氟而洗淨該晶圓W之表面。另外,晶圓洗淨模組33之具體構成後述。
定位模組34係使晶圓W旋轉而進行水平方向之定向的調節。具體而言,定位模組34係在對複數晶圓W之各者進行晶圓處理的時候,對每該晶圓處理,調節以使從基準位置(例如溝槽位置)在水平方向之定向成為相同。
在裝載模組30內,設置有搬運晶圓W之晶圓搬運機構40。晶圓搬運機構40具有保持晶圓W而移動的搬運臂41a、41b,和能夠旋轉地支持搬運臂41a、41b的旋轉台42,和搭載旋轉台42的旋轉載置台43。晶圓搬運機構40係被構成在裝載模組30之框體之內部在長邊方向能夠移動。
減壓部11具有同時搬運兩片晶圓W之輸送模組60,和對從輸送模組60被搬運之晶圓W進行COR處理之COR模組61,和進行PHT處理的PHT模組62。輸送模組60、COR模組61及PHT模組62之內部各被維持減壓環境。相對於輸送模組60,COR模組61及PHT模組62被設置複數個例如各三個。
輸送模組60係由內部為矩形之框體構成,如上述般,經由閘閥25a、25b而被連接於裝載鎖定模組20a、20b。輸送模組60係由內部為矩形的框體構成,將被搬入至裝載鎖定模組20a之晶圓W依照一COR模組61、一PHT模組62之順序搬運而實施COR處理和PHT處理之後,經由裝載鎖定模組20b而搬出至大氣部10。
在COR模組61之內部設置有在水平方向排列載置兩片晶圓W之兩個平台63a、63b。COR模組61係藉由在平台63a、63b排列載置晶圓W,同時對兩片晶圓W進行COR處理。另外,在COR模組61連接供給處理氣體或沖洗氣體等之供氣部(無圖示)和排出氣體的排氣部(無圖示)。
再者,COR模組61係經由設置有閘閥64之閘門65而被連接於輸送模組60。藉由該閘閥64,兼顧輸送模組60和COR模組61之間的氣密性之確保和彼此的連通。
在PHT模組62之內部設置有在水平方向排列載置兩片晶圓W之兩個平台66a、66b。PHT模組62係藉由在平台66a、66b排列載置晶圓W,同時對兩片晶圓W進行PHT處理。另外,在PHT模組62連接供給氣體之供氣部(無圖示)和排出氣體的排氣部(無圖示)。
再者,PHT模組62係經由設置有閘閥67之閘門68而被連接於輸送模組60。藉由該閘閥67,兼顧輸送模組60和PHT模組62之間的氣密性之確保和彼此的連通。
在輸送模組60內部,設置有搬運晶圓W之晶圓搬運機構70。晶圓搬運機構70具有保持兩片晶圓W而移動的搬運臂71a、71b,和能夠旋轉地支持搬運臂71a、71b的旋轉台72,和搭載旋轉台72的旋轉載置台73。再者,在輸送模組60之內部,設置有在輸送模組60之長邊方向延伸的導軌74。旋轉載置台73被設置在導軌74上,被構成能夠延著導軌74移動晶圓搬運機構70。
在輸送模組60中,以搬運臂71a接收在裝載鎖定模組20a被保持於上部置放架21a和下部置放架22a之兩片晶圓W,搬運至COR模組61。再者,搬運臂71a保持被施予COR處理之兩片晶圓W,搬運至PHT模組62。此外,搬運臂71b保持被施予PHT處理之兩片晶圓W,搬出至裝載鎖定模組20b。
在以上之晶圓處理裝置1設置有控制部80。控制部80係具備有例如CPU或記憶體等之電腦,具有程式儲存部(無圖示)。在程式儲存部儲存有控制晶圓處理裝置1中之晶圓W之處理的程式。再者,於程式儲存部也儲存有用以控制上述各種處理模組或搬運機構等之驅動系統之動作,而實現晶圓處理裝置1中之後述的晶圓處理之程式。另外,上述程式係被記錄於電腦可讀取之記憶媒體H者,即使為從該記憶媒體H被安裝於控制部80者亦可。
<晶圓處理裝置之動作>
本實施型態所涉及之晶圓處理裝置1被構成上述般。接著,針對在晶圓處理裝置1中的晶圓處理予以說明。
首先,收納複數晶圓W的晶圓傳送盒31被載置於裝載埠32。另外,在晶圓之表面形成氧化膜。
接著,藉由晶圓搬運機構40從晶圓傳送盒31取出兩片晶圓W,被搬運至定位模組34。在定位模組34中,晶圓W係從基準位置(例如溝槽位置)在水平方向的定向被調節(定位處理)。
接著,藉由晶圓搬運機構40,兩片晶圓W被搬入至裝載鎖定模組20a。當兩片晶圓W被搬入至裝載鎖定模組20a時,閘閥23a被關閉,裝載鎖定模組20a內被密閉,被減壓。之後,閘閥25a被開放,裝載鎖定模組20a之內部和輸送模組60之內部被連通。
接著,當裝載鎖定模組20a和輸送模組60連通時,兩片晶圓W藉由晶圓搬運機構70之搬運臂71a被保持,從裝載鎖定模組20a被搬入至輸送模組60。接著,晶圓搬運機構70移動至一COR模組61之前。
接著,閘閥64被開放,保持兩片晶圓W之搬運臂71a進入至COR模組61。然後,晶圓W一片一片地從搬運臂71a被載置於平台63a、63b之各者。之後,搬運臂71a從COR模組61退出。
接著,當搬運臂71a從COR模組61退出時,閘閥64被關閉,在COR模組61,對兩片晶圓W進行COR處理。然後,氧化膜變質,生成作為反應生成物的AFS。
接著,當在COR模組61之COR處理結束時,閘閥64被開啟,搬運臂71a進入至COR模組61。然後,兩片晶圓W從平台63a、63b被收授至搬運臂71a,以搬運臂71a保持兩片晶圓W。之後,搬運臂71a從COR模組61退出,閘閥64被關閉。
接著,晶圓搬運機構70移動至PHT模組62之前。接著,閘閥67被開放,保持兩片晶圓W之搬運臂71a進入至PHT模組62。然後,晶圓W一片一片地從搬運臂71a被載置於平台66a、66b之各者。之後,搬運臂71a從PHT模組62退出。接著,閘閥67被關閉,對兩片晶圓W進行PHT處理。然後,晶圓W上之AFS昇華。
接著,當晶圓W之PHT處理結束時,閘閥67被開啟,搬運臂71b進入至PHT模組62。然後,兩片晶圓W從平台66a、66b被收授至搬運臂71b,以搬運臂71b保持兩片晶圓W。之後,搬運臂71b從PHT模組62退出,閘閥67被關閉。
接著,閘閥25b被開啟,藉由晶圓搬運機構70,兩片晶圓W被搬入至裝載鎖定模組20b。當晶圓W被搬入至裝載鎖定模組20b內時,閘閥25b被關閉,裝載鎖定模組20b內被密閉,被大氣開放。
接著,藉由晶圓搬運機構40,兩片晶圓W被搬運至晶圓洗淨模組33。在晶圓洗淨模組33中,殘留在晶圓W之表面的氟被除去,該晶圓W之表面被洗淨。另外,該洗淨處理之具體性處理後述。
接著,藉由晶圓搬運機構40,兩片晶圓W返回至晶圓傳送盒31且被收容。如此一來,在晶圓處理裝置1中之一連串的晶圓處理結束。
<第1實施型態>
接著,針對第1實施型態所涉及之作為基板洗淨裝置之晶圓洗淨模組33之構成予以說明。圖2及圖3為表示晶圓洗淨模組33之構成之概略的說明圖。
晶圓洗淨模組33具有收容一片晶圓W之洗淨腔室100。洗淨腔室100係在裝載模組30之框體之短邊的一側面,於垂直方向疊層設置複數例如6個。在以下的說明中,有將該些6個洗淨腔室100從下段側至上段側稱為洗淨腔室100A~100F之情況。另外,洗淨腔室100之數量不限定於本第1實施型態者,可以任意設定。再者,圖3中之符號“G”表示後述閘門。
如上述般,兩片的晶圓W被搬運至晶圓洗淨模組33,而進行兩片的處理。於是,在本第1實施型態中,使用兩個洗淨腔室100、100而對兩片晶圓W進行處理。具體而言,在一對洗淨腔室100A、100B、一對洗淨腔室100C、100D、一對洗淨腔室100E、100F之各者的對,處理兩片的晶圓W。
在6個洗淨腔室100A~100F,分別連接兩個供氣模組110、111。供氣模組110係對洗淨腔室100供給水蒸氣和第2氮氣。供氣模組111係對洗淨腔室100供給第1氮氣。另外,供氣模組110、111分別對每一對洗淨腔室100、100供給水蒸氣、第1氮氣及第2氮氣。
供氣模組110具有生成水蒸氣而供給至洗淨腔室100的作為氣化部的氣化器120。在氣化器120,經由供給管線121,連接有在內部儲存純水的純水供給源122。再者,在氣化器120,經由供給管線123,連接有在內部儲存氮氣的氮氣供給源124。在氣化器120中,使從純水供給源122被供給的純水氣化而生成水蒸氣。再者,被供給至氣化器120之氮氣作為對洗淨腔室100供給例如水蒸氣之時的載體氣體被使用。
在氣化器120連接用以排氣內部的排氣管線125。再者,在氣化器120之底部,設置用以排出內部之廢水的排水盤,在該排水盤連接有排水管126。
洗淨腔室100和氣化器120係在水蒸氣供給管線127被連接。水蒸氣供給管線127具有被連接於氣化器120之集合管線127A,和從集合管線127A分歧而連接於洗淨腔室100A~100F的分歧管線127B~127D。分歧管線127B係被連接於洗淨腔室100A、100B,分歧管線127C係被連接於洗淨腔室100C、100D,分歧管線127C係被連接於洗淨腔室100E、100F。再者,在集合管線127A和分歧管線127B~127D分別設置閥體128A~128D。
供氣模組110進一步具有將氮氣加熱至第2溫度,例如120℃~300℃,更佳為200℃~300℃的第2加熱部130,和以期待的壓力儲存具有第2溫度的氮氣(以下,有稱為「第2氮氣」之情形)的作為壓力調節部的加壓槽131。第2加熱部130和加壓槽131經由供給管線132連接,第2加熱部130被設置在加壓槽131之上游側。另外,即使第2加熱部130和加壓槽131被構成一體型亦可。
第2加熱部130若為將氮氣加熱成第2溫度者,則不特別限定,但是使用例如護套加熱器或熱線圈。在第2加熱器130,經由供給管線133,連接有在內部儲存常溫氮氣的氮氣供給源134。在供給管線133設置有調整氮氣之流量的流量計135。
加壓槽131係加壓第2氮氣而予以儲存,並且藉由例如加熱器(無圖示)等之加熱機構,將該第2氮氣之溫度維持在第2溫度。在加壓槽131,經由水蒸氣供給管線127,連接對洗淨腔室100供給第2氮氣的第2氮氣供給管線136。第2氮氣供給管線136被連接於集合管線127A。再者,在第2氮氣供給管線136設置閥體137。
在此,如後述般,第2氮氣被供給至洗淨腔室100,而邊從該洗淨腔室100除去水蒸氣,邊使曝露於水蒸氣之晶圓W乾燥,同時被供給至水蒸氣供給管線127,而也除去該水蒸氣供給管線127之一部內之水蒸氣。於是,事先在加壓槽131內儲存第2氮氣,盡可能瞬間對水蒸氣供給管線127供給第2氮氣。再者,藉由對加壓槽131內之第2氮氣進行加壓,可以對水蒸氣供給管線127以高壓供給第2氮氣,進一步可以縮小加壓槽131之容量。
再者,雖然第2加熱部130係將從常溫之氮氣供給源134被供給的氮氣加熱至第2溫度,但是依據第2加熱部130之加熱性能不同,需要加熱時間。然後,例如當常溫之氮氣被供給至水蒸氣供給管線127時,會成為結露的主要原因。此點,因在加壓槽131,第2氮氣之溫度被維持第2溫度,故可以防止如此的結露。
供氣模組111具有將氮氣加熱至第1溫度,例如50℃~100℃的第1加熱部140,和儲存具有第1溫度的氮氣(以下,有稱為「第1氮氣」之情形)的槽桶141。即是,在第1加熱部140被加熱的氮氣之第1溫度低於在第2加熱部130被加熱的氮氣之第2溫度。第1加熱部140和槽桶141經由供給管線142連接,第1加熱部140被設置在槽桶141之上游側。
第1加熱部140若為將氮氣加熱成第1溫度者,則不特別限定,但是使用例如護套加熱器或熱線圈。在第1加熱部140,經由供給管線143,連接有在內部儲存常溫氮氣的氮氣供給源144。在供給管線143設置有調整氮氣之流量的流量計145。
槽桶141係加壓第1氮氣而予以儲存,同時藉由例如加熱器(無圖示)等之加熱機構,將該第1氮氣之溫度維持在第1溫度。在槽桶141,經由水蒸氣供給管線127,連接對洗淨腔室100供給第1氮氣的第1氮氣供給管線146A~146C。第1氮氣供給管線146A~146C分別被連接於分歧管線127B~127D。再者,在第1氮氣供給管線146A~146C,分別設置閥體147A~147C。
然後,槽桶141係對分歧管線127B~127D,以無壓力差之方式,均等地供給第1氮氣。換言之,槽桶141係當作第1氮氣之緩衝槽而揮發機能。
在6個洗淨腔室100A~100F,分別連接第1排氣管線151和第2排氣管線152。第1排氣管線151係排出各洗淨腔室100A~100F內之第1氮氣。第2排氣管線152係排出各洗淨腔室100A~100F內之水蒸氣及第2氮氣。在被連接於各洗淨腔室100A~100F的第1排氣管線151、第2排氣管線152,分別設置有閥體153、154。
第1排氣管線151被連接於排氣槽160。然後,從各洗淨腔室100A~100F被排出的第1氮氣被集合排氣至排氣槽160。再者,第2排氣管線152經由泵浦161及氣液分離槽162而被連接於排氣槽160。從各洗淨腔室100A~100F被排出的水蒸氣及第2氮氣在泵浦161被吸引,在氣液分離槽162被分離成氣體和液體之後,氣體被排氣至排氣槽160。
另外,如上述般,在本第1實施型態中,使用兩個洗淨腔室100、100而對兩片晶圓W進行處理。例如,在一對洗淨腔室100A、100B中,對兩片晶圓W進行水蒸氣處理之情況,測量水蒸氣供給管線127之壓力(圖3中之P1)和第2排氣管線152之壓力(圖3中之P2),以該些差壓(圖3中之ΔP)在洗淨腔室100A、100B相等之方式,將訊號傳送至自動蝶閥並予以控制。如此一來,可以在該洗淨腔室100A、100B均等地進行水蒸氣處理。
再者,晶圓洗淨模組33之各構件係為了抑制附著物附著於內部,藉由例如加熱器(無圖示)被加熱。成為加熱之對象的構件係例如洗淨腔室100、水蒸氣供給管線127、第2氮氣供給管線136、第1氮氣供給管線146A~146C、第1排氣管線151、第2排氣管線152等。再者,加熱器之設定溫度為例如50℃~100℃。
接著,針對洗淨腔室100之構成予以說明。圖4為表示洗淨腔室100之構成之概略的說明圖。圖5為表示洗淨腔室100之構成之概略的俯視圖。圖6為表示洗淨腔室100之構成之概略的側視圖。
洗淨腔室100係從上方朝向下方依序疊層頂板200、第1內部構件201、第2內部構件202及底板203而構成。再者,在洗淨腔室100係為了將晶圓W朝該洗淨腔室100內搬入搬出,設置開關自如的閘門204。
洗淨腔室100為略長方體形狀,具有第1側壁211、第2側壁212、第3側壁213及第4側壁214。第1側壁211和第3側壁213相向,第2側壁212和第4側壁214相向。
在第1側壁211,連接水蒸氣供給管線127,形成來自該水蒸氣供給管線127之水蒸氣、第1氮氣及第2氮氣之供給口221。在第2側壁212,連接第1排氣管線151及第2排氣管線152,形成有排氣洗淨腔室100內之排氣口222。排氣口222之面積大於供給口221之面積。在第3側壁213形成晶圓W之搬入搬出口223。上述閘門204被設置在該第3側壁213。
在洗淨腔室100之內部,形成收容一片晶圓W之收容空間230。即是,在第1內部構件201和第2內部構件202,分別形成在俯視下略圓形狀之開口部231、232,該些開口部231、232和頂板200、底板203所包圍的空間成為收容空間230。
因該收容空間230被構成較小,故可以抑制所需的氣體(水蒸氣、第1氮氣及第2氮氣)之供給量。再者,也可以抑制收容空間230之結露。
在第1內部構件201,在開口部231,設置從第1側壁211側突出至第3側壁213側的翼片241。翼片241在開口部231之第3側壁213側不接觸。再者,翼片241係在俯視下,被配置在較排氣口222更靠供給口221側。翼片241之形狀不特別限定,但是在俯視下例如前端部具有圓弧形狀。
在第2內部構件202,在開口部232,設置從第1側壁211側突出至第3側壁213側的突起242。被收容在收容空間230之晶圓W係在垂直方向於翼片241和突起242之間,不接觸於該翼片241和突起242,被支持且配置在設於底板203的墊片(無圖示)。此時,晶圓W之表面和頂板200之下面的間隔例如40mm。再者,翼片241係被配置成於晶圓W被收容在收容空間230之時,在俯視下覆蓋在該晶圓W。
圖7係表示在洗淨腔室100之內部從供給口221被供給的氣體之流路的說明圖。另外,在圖示之例中,雖然水蒸氣之氣流以箭號表示,但是第1氮氣或第2氮氣之氣流也相同。
從供給口221被供給的水蒸氣係通過晶圓W之表面(上面)而朝向排氣口222而流動。此時,水蒸氣係沿著洗淨腔室100之內側面(收容空間230之側面)和被設置在晶圓W之上方的翼片241之外側面而略U字型流動。然後,晶圓W之表面全面均勻地被曝露於水蒸氣。
本第1實施型態之晶圓洗淨模組33被構成上述般。接著,針對在晶圓洗淨模組33中的晶圓W之洗淨處理予以說明。圖8為表示在晶圓W之洗淨處理中之晶圓洗淨模組33之動作的說明圖。在本第1實施型態中,在一對洗淨腔室100A、100B、一對洗淨腔室100C、100D、一對洗淨腔室100E、100F之各者的對,並行處理兩片的晶圓W。在以下之說明中,將洗淨腔室100A、100B之處理稱為工件1,將洗淨腔室100C、100D之處理稱為工件2,有將洗淨腔室100E、100F之處理稱為工件3之情況。
首先,針對工件1予以說明。在工件1中,依序進行第1氮氣供給工程S1(Normarl Hot N2
沖洗)、水蒸氣供給工程S2(H2
O沖洗)、第2氮氣供給工程S3(High Hot N2
沖洗)、第1氮氣供給工程S4((Normarl Hot N2
沖洗)。
[第1氮氣供給工程S1(Normarl Hot N2
沖洗)]
在本工程S1中,閥體147A被開啟,在第1加熱部140被加熱至第1溫度,例如50℃~100℃之第1氮氣被供給至洗淨腔室100A、100B之各者。此時,因在第1加熱部140被加熱的第1氮氣暫時被儲存在槽桶141,故以無壓力差之方式對洗淨腔室100A、100B供給。在各洗淨腔室100A、100B中,邊在大氣壓下供給第1氮氣,邊經由第1排氣管線151排出內部之氣體(主要為第1氮氣)。
如此一來,在第1氮氣被供給至洗淨腔室100A、100B之期間,各洗淨腔室100A、100B之閘門204、204被開啟,兩片晶圓W被搬入。在本第1實施型態中,洗淨腔室100A、100B之閘門204、204同時被開關。再者,搬運臂41a、41b之間隔與洗淨腔室100A、100B之間隔一致之情況,兩片晶圓W同時被搬入,在上述間隔不一致之情況,兩片晶圓W分別被搬入。然後,藉由第1氮氣,各晶圓W被調節成期待的溫度。在此,如後述般,在接下來的工程S2中,雖然藉由水蒸氣除去晶圓W之表面之氟,但是當晶圓W之溫度過高時,無法適當地除去氟。於是,在本工程S1中,將晶圓W調節至期待的溫度,例如50℃~80℃,使該晶圓W成為氟被除去的狀態。另外,晶圓W之溫度調節係除了第1氮氣之溫度之外,調節流量計145所致的氮氣之供給流量及供給時間而進行。
[水蒸氣供給工程S2(H2
O沖洗)]
在本工程S2中,閥體128A、128B被開啟,在氣化器120被生成的水蒸氣被供給至洗淨腔室100A、100B之各者。在各洗淨腔室100A、100B中,邊在大氣壓下供給水蒸氣,邊經由第2排氣管線152而排出內部之氣體(主要水蒸氣)。另外,水蒸氣之溫度為例如50℃~100℃,水蒸氣之濃度為70%~90%。再者,水蒸氣之供給量為50g/m3
以上。
如上述般,有在施予COR處理和PHT處理之後的晶圓W之表面,殘留氟的情況。在本工程S2中,藉由將晶圓W之表面曝露於水蒸氣,水蒸氣和氟反應,該氟被除去。在此,此時,因在洗淨腔室100A、100B之內部,設置翼片241,故如圖7所示般,水蒸氣係沿著洗淨腔室100之內側面(收容空間230之側面)和被設置在晶圓W之上方的翼片241之外側面而略U字型流動。如此一來,因晶圓W之表面全面均勻地被曝露於水蒸氣,故促進水蒸氣和氟之反應,氟適當地被除去。
[第2氮氣供給工程S3(High Hot N2
沖洗)]
在本工程S3中,閥體137被開啟,在第2加熱部130被加熱至第2溫度,例如120℃~300℃,更佳為200℃~300℃之第2氮氣被供給至洗淨腔室100A、100B之各者。此時,在第2加熱部130被加熱的第2氮氣暫時被儲存於加壓槽131,壓力被調整且被加壓。因此,從水蒸氣被切換至第2氮氣之時,可以瞬間且高壓供給第2氮氣。在各洗淨腔室100A、100B中,邊在大氣壓下供給第2氮氣,邊經由第2排氣管線152排出內部之氣體(主要為第2氮氣)。
藉由如此高溫的第2氮氣,可以使在之前的工程S2曝露於水蒸氣的晶圓W乾燥。再者,除去殘留在洗淨腔室100之水蒸氣,同時也除去殘留在水蒸氣供給管線127之集合管線127A之一部分和分歧管線127B的水蒸氣,並且除去殘留在第2排氣管線152之水蒸氣。如此一來,藉由除去洗淨腔室100、水蒸氣供給管線127、第2排氣管線152之水蒸氣,抑制結露。另外,為了除去集合管線127A之水蒸氣,以第2氮氣供給管線136盡可能地被連接於集合管線127A之上游側為佳。
[第1氮氣供給工程S4(Normarl Hot N2
沖洗)]
在本工程S4中,閥體147A被開啟,在第1加熱部140被加熱至第1溫度,例如50℃~100℃之第1氮氣被供給至洗淨腔室100A、100B之各者。在各洗淨腔室100A、100B中,邊在大氣壓下供給第1氮氣,邊經由第1排氣管線151排出內部之氣體(主要為第1氮氣)。
藉由如此的第1氮氣,晶圓W被調節成期待的溫度。此時的晶圓W之期待的溫度為晶圓搬運機構40可以搬運晶圓W的溫度,例如80℃以下。另外,於進行之前的工程S3之後,在不使晶圓W升溫很多,例如在被維持於80℃以下之情況,可以省略本工程S4所致的晶圓W之溫度調節。
當上述洗淨腔室100A、100B中之工件1之一連串的工程S1~S4結束時,各洗淨腔室100A、100B之閘門204、204被開啟,兩片晶圓W被搬出。
即使在工件2及工件3中也與工件1相同,依序進行第1氮氣供給工程S1(Normarl Hot N2
沖洗)、水蒸氣供給工程S2(H2
O沖洗)、第2氮氣供給工程S3(High Hot N2
沖洗)、第1氮氣供給工程S4((Normarl Hot N2
沖洗)。
但是,在工件1~3中,進行各工程S1~S4的時序不同。因為氣化器120、第2加熱部130及加壓槽131、第1加熱部140及槽桶141分別共通地被設置在各洗淨腔室100A~100F之故。在工件2中,工件1之水蒸氣供給工程S2結束之後,開始一連串的處理。再者,在工件3中,工件2之水蒸氣供給工程S2結束之後,開始一連串的處理。
另外,在本第1實施型態中,為了容易說明,工件2之第1氮氣供給工程S1係於工件1之水蒸氣供給工程S2結束之後開始。此點實際上在工件2中有工件1之第1氮氣供給工程S1或水蒸氣供給工程S2中,晶圓W被搬入至洗淨腔室100C、100D之情況。在如此之情況,雖然晶圓W成為待機狀態,但是在洗淨腔室100C、100D之內部被供給第1氮氣。
若藉由本第1實施型態時,可以邊在水蒸氣供給工程S2藉由水蒸氣除去晶圓W之表面的氟,邊在第2氮氣供給工程S3藉由高溫的第2氮氣除去晶圓W之表面的水蒸氣。因此,可以適當地進行施予COR處理和PHT處理之後的晶圓W之洗淨處理。
再者,因在第1氮氣供給工程S1藉由第1氮氣將晶圓W調節至期待的溫度,故可以在下一個水蒸氣供給工程S2中,適當地除去晶圓W之表面的氟。
再者,因在第1氮氣供給工程S4藉由第1氮氣將晶圓W調節至期待的溫度,故可以以晶圓搬運機構40搬運晶圓W,在原樣的狀態下返回至晶圓傳送盒31。另外,在以往的晶圓處理裝置中,雖然進行COR處理和PHT處理之後,進行CST(Cooling Storage)而調節(冷卻)晶圓W之溫度,但是在本第1實施型態中,可以省略如此的CST處理。
另外,在本第1實施型態中,雖然在水蒸氣供給S2中,除去氟,但是除了氟之外,在除去例如氨等、氯系、碳系、鹵等之情況也適用本第1實施型態。
<第1實施型態之變形例>
上述第1實施型態之晶圓洗淨模組33係如圖9所示般也可進一步具有排氣管線250。分歧管線127B~127D之閥體128B~128D分別使用四通閥,在各閥體128B~128D設置排氣管線250。排氣管線250被連接於氣液分離槽162。
在上述第1實施型態中,在水蒸氣供給工程S2中的工件1~3之水蒸氣供給的切換係由閥體128B~128D進行。例如,在工件1中,開啟閥體128B,對洗淨腔室100A、100B供給水蒸氣,關閉閥體128C、128D不對洗淨腔室100C~100F供給水蒸氣。
對此,在本變形例中,藉由從排氣管線250排出水蒸氣,進行工件1~3之水蒸氣供給的切換。即是,例如在工件1中,從氣化器120對分歧管線127B~127D全部供給水蒸氣。但是,在閥體128B中,關閉排氣管線250側,對洗淨腔室100A、100B供給水蒸氣。另一方面,在閥體128C、128D中,開放排氣管線250側,從排氣管線250排出水蒸氣,不對洗淨腔室100C~100F供給水蒸氣。即使在本變形例中,亦可以適當地進行工件1~3之水蒸氣供給的切換。
再者,即使上述第1實施型態之晶圓洗淨模組33具有HF監視器(無圖示)亦可。HF監視器被設置在例如洗淨腔室100。如上述般,在水蒸氣供給工程S2中,雖然水蒸氣與氟反應而除去氟,但是此時生成氟化氫(HF)。於是,藉由使用HF監視器監視被生成在洗淨腔室100內之氟化氫,可以確認氟之除去處理是否被適當進行。
HF監視器所致的氟化氫之檢測即使在晶圓洗淨模組33之上升時(起動時)進行亦可。在如此之情況,根據HF監視器所致的檢測結果,可以決定製程條件,例如水蒸氣處理時間等。再者,即使根據HF監視器所致的檢測結果,對製程條件進行即時控制亦可。
再者,在上述第1實施型態之晶圓洗淨模組33中,雖然第2加熱部130及加壓槽131與氣化器120相同被設置在供氣模組110,但是即使被設置在與氣化器120不同的模組亦可。
再者,在上述第1實施型態之晶圓洗淨模組33中,雖然對6個洗淨腔室100,設置共同的氣化器120、第2加熱部130及加壓槽131、第1加熱部140及槽桶141,但是即使該些個別地設置亦可。
<第2實施型態>
接著,針對第2實施型態所涉及之作為晶圓洗淨模組33之構成予以說明。圖10為表示晶圓洗淨模組33之構成之概略的說明圖。
在第1實施型態中,雖然來自加壓槽131之第2氮氣供給股管線136被連接於集合管線127A,但是在本第2實施型態中,來自加壓槽131之第2氮氣供給管線280被連接於閥體128B~128D。另外,第2實施型態之晶圓洗淨模組33之其他構成與第1實施型態之晶圓洗淨模組33之構成相同。
第2氮氣供給管線280具有被連接於加壓槽131之集合管線280A,和從集合管線280A分歧而被連接於閥體128B~128D之分岐管線280B~280D。在如此之情況,在閥體128B~128D分別使用例如四通閥。再者,在集合管線280A設置閥體281。
圖11為表示在晶圓W之洗淨處理中之晶圓洗淨模組33之動作的說明圖。即使在本第2實施型態中也與第1實施型態相同,在工件1~3中,依序進行第1氮氣供給工程S1(Normarl Hot N2
沖洗)、水蒸氣供給工程S2(H2
O沖洗)、第2氮氣供給工程S3(High Hot N2
沖洗)、第1氮氣供給工程S4((Normarl Hot N2
沖洗)。但是,在第1實施型態和本第2實施型態中,進行工件2及工件3的時序不同。
雖然在第1實施型態中,工件1之第2氮氣供給工程S3結束之後,開始工件2之水蒸氣供給工程S2,但是在本第2實施型態中,於工件1之水蒸氣供給工程S2結束後,開始工件2之水蒸氣供給工程S2。在第1實施型態中,因第2氮氣供給管線136被連接於集合管線127A,故無法並行進行水蒸氣之供給和第2氮氣之供給。對此,在本第2實施型態中,第2氮氣供給管線280之分歧管線208B~280D直接被連接於閥體128B~128D。因此,藉由控制例如閥體128B、閥體128C之開關,可以邊對工件1之洗淨腔室100A、100B供給第2氮氣,邊對工件2之洗淨腔室100C、100D供給水蒸氣。因此,在本第2實施型態中,可以縮短在第1實施型態中之工件1之第2氮氣供給工程S3所花費的時間。
另外,在本第2實施型態中,並行進行工件1之第2氮氣供給工程S3和工件2之水蒸氣供給工程S2。在如此之情況,當在相同的排氣管線進行在工件1從洗淨腔室100A、100B排氣(主要第2氮氣),和在工件2從洗淨腔室100C、100D排氣(主要水蒸氣)時,排氣干擾。於是,在第1排氣管線151中,排出各洗淨腔室100A~100F內之第1氮氣及第2氮氣,在第2排氣管線152,排出各洗淨腔室100A~100F內之水蒸氣。
再者,在本第2實施型態中,於工件2之水蒸氣供給工程S2結束後,開始工件3之水蒸氣供給工程S2。因此,在本第2實施型態中,可以縮短在第1實施型態中之工件2之第2氮氣供給工程S3所花費的時間。
若藉由本第2實施型態時,可以享受與上述第1實施型態相同的效果。然後,可以縮短工件1~3之全體的處理時間。
<第3實施型態>
接著,針對第3實施型態所涉及之作為晶圓洗淨模組33之構成予以說明。圖12為表示晶圓洗淨模組33之構成之概略的說明圖。
在上述第1及第2實施型態中,雖然在一個洗淨腔室100中,收容一片晶圓W而予以處理,但是在本第3實施型態中,在一個洗淨腔室300中收容兩片晶圓W而予以處理。
晶圓洗淨模組33具有收容兩片晶圓W之洗淨腔室300。洗淨腔室300係在裝載模組30之框體之短邊的一側面,於垂直方向疊層設置複數例如4個。在以下的說明中,有將該些4個洗淨腔室300從下段側至上段側稱為洗淨腔室300A~300D之情況。另外,洗淨腔室300之數量不限定於本第3實施型態者,可以任意設定。
在4個洗淨腔室300A~300D,分別連接兩個供氣模組310、311。供氣模組310係對洗淨腔室300供給水蒸氣和第2氮氣。供氣模組311係對洗淨腔室300供給第1氮氣。
供氣模組310具有生成水蒸氣而供給至洗淨腔室300的氣化器320。氣化器320之構成與在第1實施型態中之氣化器120之構成相同。然後,在氣化器320係由供給管線321而連接純水供給源322,經由供給管線323而連接氮氣供給源324。再者,在氣化器320連接有排氣管線325,連接有排水管326。
洗淨腔室300A、300B和氣化器320係以兩條水蒸氣供給管線327、327連接。連接洗淨腔室300A、300B和氣化器320之水蒸氣供給管線327具有被連接於氣化器320之集合管線327A,和從集合管線327A分歧而被連接於洗淨腔室300A、300B之各者的分歧管線327B、327C。同樣連接洗淨腔室300C、300D和氣化器320之水蒸氣供給管線327具有被連接於氣化器320之集合管線327D,和從集合管線327D分歧而被連接於洗淨腔室300C、300D之各者的分歧管線327E、327D。在集合管線327A、分歧管線327B、327C、集合管線327D、分歧管線327E、327F分別設置閥體328A~328F。
在集合管線327A、327D分別設置排氣管線329A、329B。排氣管線329A、329B分別連接後述氣液分離槽372。再者,在排氣管線329A、329B分別設置有閥體330A、330B。
供氣模組310進一步具有將氮氣加熱至第2溫度,例如120℃~300℃,更佳為200℃~300℃的第2加熱部340,和以期待的壓力儲存第2氮氣的加壓槽341。第2加熱部340和加壓槽341經由供給管線342連接,第2加熱部340被設置在加壓槽341之上游側。
第2加熱部340和加壓槽341之構成分別與在第1實施型態中之第2加熱部130和加壓槽131之構成相同。然後,在第2加熱器340,經由供給管線343,連接有在內部儲存常溫氮氣的氮氣供給源344。在供給管線343設置有調整氮氣之流量的流量計345。在加壓槽341,經由水蒸氣供給管線327,連接對洗淨腔室300供給第2氮氣的第2氮氣供給管線346A、346B。第2氮氣供給管線346A、346B分別被連接於集合管線327A、327D。再者,在第2氮氣供給管線346A、346B,分別設置閥體347A、347B。
供氣模組311具有將氮氣加熱至第1溫度,例如50℃~100℃的第1加熱部350,和儲存第1氮氣的槽桶351。第1加熱部350和槽桶351經由供給管線352連接,第1加熱部350被設置在槽桶351之上游側。
第1加熱部350和加壓槽351之構成分別與在第1實施型態中之第1加熱部140和加壓槽141之構成相同。然後,在第1加熱器350,經由供給管線353,連接有在內部儲存常溫氮氣的氮氣供給源354。在供給管線353設置有調整氮氣之流量的流量計355。在槽桶351,經由水蒸氣供給管線327,連接對洗淨腔室300供給第1氮氣的第1氮氣供給管線356A~356D。第1氮氣供給管線356A~356D分別被連接於分歧管線327B、327C、327E、327F。再者,在第1氮氣供給管線356A~356D,分別設置閥體357A~357D。
在4個洗淨腔室300A~300D,分別連接第1排氣管線361和第2排氣管線362。第1排氣管線361係排出各洗淨腔室300A~300D內之水蒸氣及第1氮氣。第1排氣管線361分歧成第1水蒸氣排氣管線361A和第1氮氣排氣管線361B。在第1水蒸氣排氣管線361A和第1氮氣排氣管線361B分別設置閥體363A、363B。第2排氣管線362係排出各洗淨腔室300A~300D內之水蒸氣及第2氮氣。第2排氣管線362分歧成第2水蒸氣排氣管線362A和第2氮氣排氣管線362B。在第2水蒸氣排氣管線362A和第2氮氣排氣管線362B分別設置閥體364A、364B。
第1氮氣排氣管線361B和第2氮氣排氣管線362B分別被連接於排氣槽370。然後,從各洗淨腔室300A~300D被排出的第1氮氣及第2氮氣分別經由第1氮氣排氣管線361B及第2氮氣排氣管線362B而被集合排氣於排氣槽370。
第1水蒸氣排氣管線361A和第2水蒸氣排氣管線362A分別經由泵浦371及氣液分離槽372而被連接於排氣槽370。從各洗淨腔室100A~100F被排出的水蒸氣在泵浦371被吸引,在氣液分離槽372被分離成氣體和液體之後,氣體被排氣至排氣槽370。
接著,針對洗淨腔室300之構成予以說明。圖13為表示洗淨腔室300之構成之概略的說明圖。
洗淨腔室300係從上方朝向下方依序疊層固定板400、帽蓋部401、收容部402及固定構件403而被構成。帽蓋部401被配置成嵌入至收容部402,並且固定板400覆蓋帽蓋部401之上面,該些固定板400和固定構件403夾入帽蓋部401和收容部402而固定。再者,在本第3實施型態中,帽蓋部401構成本揭示之腔室本體,該帽蓋部401被構成藉由升降機構(無圖示)而能夠升降。然後,構成洗淨腔室300之時,相對於收容部402,藉由升降機構使腔室本體下降。再者,在洗淨腔室300係為了將晶圓W朝該洗淨腔室300內搬入搬出,設置開關自如的閘門404。
洗淨腔室300為略長方體形狀,具有第1側壁411、第2側壁412、第3側壁413及第4側壁414。第1側壁411和第3側壁413相向,第2側壁412和第4側壁414相向。
在第1側壁411,連接水蒸氣供給管線327,形成來自該水蒸氣供給管線327之水蒸氣、第1氮氣及第2氮氣之供給口421。如後述般,收容空間430被區劃成上部收容空間430A和下部收容空間430B,供給口421在該些上部收容空間430A和下部收容空間430B之各者,被形成合計兩處。再者,在第1側壁411,連接第1排氣管線361及第2排氣管線362,形成有排氣洗淨腔室100內之排氣口422。排氣口422也在上部收容空間430A和下部收容空間430B之各者,被形成合計兩處。另外,即使排氣口422被形成在第2側壁412亦可。再者,排氣口422之面積大於供給口421之面積。在第3側壁213形成晶圓W之搬入搬出口423。上述閘門404被設置在該第3側壁213。
在收容室402之內部,形成收容兩片晶圓W之收容空間430。收容空間430係藉由帽蓋部401被嵌入於收容部402,而形成在其內部。再者,在收容室402之內部,設置收容兩片晶圓W之支持構件431。兩片晶圓W之間隔為例如10mm。
圖14為表示帽蓋部401之構成之概略的說明圖。帽蓋部401係從上方朝向下方依序疊層頂板440、區隔板441及底板442而構成。在區隔板441形成有在俯視下開口成略圓形狀之開口部443。再者,底板442沿著區隔板441之開口部443而被分割。在該開口部443配置被收容在洗淨腔室300之兩片晶圓W之中,上側的晶圓W。然後,藉由區隔板441和上側之晶圓W,收容空間430被區劃成上部收容空間430A和下部收容空間430B。
在區隔板441,於較開口部443更靠第1側壁411側,設置有較該區隔板441更突出的突起部450。藉由該突起部450形成上述供給口421和排氣口422。再者,突起部450被設置在區隔板441之上面和下面之雙方。
在區隔板441,於較開口部443更靠第1側壁411側,並且排氣口422側,設置有較該區隔板441更突出的複數柱部460。複數柱部460係在俯視下沿著開口部443(晶圓W)之外周外側,以期待的間隔配置。再者,複數柱部460被設置在區隔板441之上面和下面之雙方。另外,各柱部460具有例如圓柱形狀。
圖15係表示在洗淨腔室300之上部收容空間430A,從供給口421被供給的氣體之流路的說明圖。圖16係表示在洗淨腔室300之下部收容空間430B,從供給口421被供給的氣體之流路的說明圖。另外,在圖示之例中,水蒸氣之氣流以箭號表示,第1氮氣或第2氮氣之氣流也相同。
從供給口421被供給的水蒸氣係通過晶圓W之表面(上面)而朝向排氣口422而流動。此時,水蒸氣係沿著洗淨腔室100之內側面(上部收容空間430A之側面及下部收容空間430B之側面)而略圓弧型流動。再者,在上部收容空間430A和下部收容空間430B中之氣體的流路幾乎相同。然後,兩片晶圓W之表面全面均勻地被曝露於水蒸氣。
本第3實施型態之晶圓洗淨模組33被構成上述般。接著,針對在晶圓洗淨模組33中的晶圓W之洗淨處理予以說明。圖17為表示在晶圓W之洗淨處理中之晶圓洗淨模組33之動作的說明圖。另外,在使用圖17之以下的說明中,雖然針對洗淨腔室300A、300B中之洗淨處理予以說明,但是其他之洗淨腔室300C、300D中之洗淨處理也相同。
首先,針對在洗淨腔室300A中之洗淨處理予以說明。在洗淨腔室300A中,依序進行第1氮氣供給工程T1(Normarl Hot N2
沖洗)、水蒸氣供給工程T2(H2
O沖洗)、第2氮氣供給工程T3(High Hot N2
沖洗)、第1氮氣供給工程T4((Normarl Hot N2
沖洗)。
[第1氮氣供給工程T1(Normarl Hot N2
沖洗)]
在本工程T1中,閥體357A被開啟,在第1加熱部350被加熱至第1溫度,例如50℃~100℃之第1氮氣被供給至洗淨腔室300A。再者,閥體363B被開啟,經由第1排氣管線361,而排出洗淨腔室300A之內部的氣體(主要為第1氮氣)。即是,在洗淨腔室300A中,邊在大氣壓下供給第1氮氣,邊排出內部的氣體。另外,在本工程T1中,閥體330A被開啟,從排氣管線329A排出集合管線327A之內部的氣體。
如此一來,在第1氮氣被供給至洗淨腔室300A之期間,各洗淨腔室300A之閘門404被開啟,兩片晶圓W被搬入。然後,藉由第1氮氣,各晶圓W被調節成期待的溫度。期望的溫度係可以除去晶圓W之氟的溫度,例如50℃~80℃。
[水蒸氣供給工程T2(H2
O沖洗)]
在本工程T2中,閥體328A、328B被開啟,在氣化器320被生成的水蒸氣被供給至洗淨腔室300A。再者,閥體363A、364A被開啟,經由第2排氣管線362,而排出洗淨腔室300A之內部的氣體(主要為水蒸氣)。即是,在洗淨腔室300A中,邊在大氣壓下供給水蒸氣,邊排出內部的氣體。
在本工程T2中,藉由將晶圓W之表面曝露於水蒸氣,水蒸氣和氟反應,該氟被除去。再者,此時,因在洗淨腔室300A之內部設置柱部460,故如圖15及圖16所示般,水蒸氣在上部收容空間430A和下部收容空間430B,略圓弧型流動。如此一來,因兩片晶圓W之表面全面均勻地被曝露於水蒸氣,故促進水蒸氣和氟之反應,氟適當地被除去。
[第2氮氣供給工程T3(High Hot N2
沖洗)]
在本工程T3中,閥體347A被開啟,在第2加熱部340被加熱至第2溫度,例如120℃~300℃,更佳為200℃~300℃之第2氮氣被供給至洗淨腔室300A。再者,閥體364B被開啟,經由第2排氣管線362,而排出洗淨腔室300A之內部的氣體(主要為第2氮氣)。即是,在洗淨腔室300A中,邊在大氣壓下供給第2氮氣,邊排出內部的氣體。另外,在本工程T3中,閥體330A被開啟,從排氣管線329A排出集合管線327A之內部的氣體。
藉由如此高溫的第2氮氣,可以使在之前的工程T2曝露於水蒸氣的晶圓W乾燥。再者,除去殘留在洗淨腔室300A之水蒸氣,同時也除去殘留在水蒸氣供給管線327之集合管線327A之一部分和分歧管線327B的水蒸氣,並且除去殘留在第2排氣管線362之水蒸氣。如此一來,藉由除去洗淨腔室300A、水蒸氣供給管線327、第2排氣管線362之水蒸氣,抑制結露。
[第1氮氣供給工程T4(Normarl Hot N2
沖洗)]
在本工程T4中,閥體357A被開啟,在第1加熱部350被加熱至第1溫度,例如50℃~100℃之第1氮氣被供給至洗淨腔室300A。再者,閥體363B被開啟,經由第1排氣管線361,而排出洗淨腔室300A之內部的氣體(主要為第1氮氣)。即是,在洗淨腔室300A中,邊在大氣壓下供給第1氮氣,邊排出內部的氣體。另外,在本工程T4中,閥體330A被開啟,從排氣管線329A排出集合管線327A之內部的氣體。
藉由如此的第1氮氣,晶圓W被調節成期待的溫度。晶圓W之期待的溫度為晶圓搬運機構40可以搬運晶圓W的溫度,例如80℃以下。
當在上述洗淨腔室300A中之一連串的工程T1~T4結束時,洗淨腔室300A之閘門404被開啟,兩片晶圓W被搬出。
在洗淨腔室300B中,與洗淨腔室300A相同,依序進行第1氮氣供給工程T1(Normarl Hot N2
沖洗)、水蒸氣供給工程T2(H2
O沖洗)、第2氮氣供給工程T3(High Hot N2
沖洗)、第1氮氣供給工程T4((Normarl Hot N2
沖洗)。
但是,在洗淨腔室300B中,進行各工程T1~T4的時序不同。因為氣化器320、第2加熱部340及加壓槽341、第1加熱部35及槽桶351分別共通地被設置在各洗淨腔室300A~300D之故。在洗淨腔室300B中,洗淨腔室300A之水蒸氣供給工程T2結束之後,開始該洗淨腔室300B之水蒸器供給工程S2。
若藉由本第3實施型態時,可以享受與上述第1、第2實施型態相同的效果。然後,因可以以一個洗淨腔室300同時處理兩片晶圓W,故可以使晶圓處理全體之產量上升,並可以增加在晶圓洗淨模組33中之處理片數。
<第4實施型態>
接著,針對第4實施型態所涉及之作為晶圓洗淨模組33之構成予以說明。圖18為表示晶圓洗淨模組33之構成之概略的說明圖。
在第3實施型態中,雖然分別設置一個氣化器320、第2加熱部340及加壓槽341,但是即使該些設置複數個亦可。第4實施型態之晶圓洗淨模組33分別具有兩個氣化器、第2加熱部及加壓槽。即是,第4實施型態之晶圓洗淨模組33具有兩個供氣模組500、501,以取代第1實施型態供氣模組310。另外,第4實施型態之晶圓洗淨模組33之其他構成與第3實施型態之晶圓洗淨模組33之構成相同。
供氣模組500係對洗淨腔室300A、300B供給水蒸氣和第2氮氣。供氣模組500具有氣化器510。在氣化器510連接集合管線327A。雖然氣化器510之構成係與第3實施型態中之氣化器320之構成相同,但是其容量變小。然後,在氣化器510係由供給管線511而連接純水供給源512,經由供給管線513而連接氮氣供給源514。再者,氣化器510連接排氣管線515,連接排水管516。
供氣模組500進一步具有第2加熱部520,和以期待的壓力儲存第2氮氣的加壓槽521。第2加熱部340和加壓槽521經由供給管線522連接,第2加熱部520被設置在加壓槽521之上游側。第2加熱部520和加壓槽521之構成分別與在第3實施型態中之第2加熱部340和加壓槽341之構成相同。然後,在第2加熱部520經由供給管線523連接氮氣供給源524,在供給管線523設置流量計525。在加壓槽521連接第2氮氣供給管線346A。
供氣模組501之構成與供氣模組500之構成相同。但是,在供氣模組410中,於氣化器510連接集合管線327D,在加壓槽521連接第2氮氣供給管線346B。
若藉由本第4實施型態時,可以享受與上述第3實施型態相同的效果。然後,因分別設置兩個氣化器510、第2加熱部520及加壓槽521,能夠進行精緻的洗淨處理。
應理解成此次揭示的實施型態所有的點皆為例示,並非用以限制者。上述實施型態在不脫離附件的申請專利範圍及其主旨的情況下,即使以各種型態進行省略、替換或變更亦可。
另外,下述般之構成也屬於本揭示之技術性範圍。
(1)一種基板洗淨裝置,其係基板之洗淨裝置,具有:氣化部,其係被構成生成水蒸氣;第1加熱部,其係被構成將氮氣加熱至第1溫度;第2加熱部,其係被構成將氮氣加熱至第2溫度,上述第2溫度高於上述第1溫度;及至少一個洗淨腔室,其係被連接於上述氣化部、上述第1加熱部及上述第2加熱部的至少一個洗淨腔室,上述洗淨腔室係被構成在大氣壓下將至少一個基板曝露於水蒸氣、具有上述第1溫度的氮氣或具有上述第2溫度的氮氣。
若藉由上述(1)時,因藉由第1溫度之氮氣,將基板調節至期待溫度,故可以藉由水蒸氣適當地除去基板之表面的氟。再者,可以藉由高溫之第2溫度的氮氣,除去基板之表面的水蒸氣。因此,可以適當地進行施予COR處理和PHT處理之後的基板之洗淨處理。
(2)如上述(1)記載之基板洗淨裝置,其中,上述第1溫度為50℃~100℃,上述第2溫度為120℃~300℃。
若藉由上述(2)之第1溫度及第2溫度時,可以適當地享受上述(1)所產生的效果。
(3)如上述(1)或(2)記載之基板洗淨裝置,其中,進一步具有:至少一個控制部,其係被構成以對上述至少一個洗淨腔室供給水蒸氣之後,對上述至少一個洗淨腔室供給具有上述第2溫度之氮氣之方式,控制該基板洗淨裝置;和壓力調節部,其係被構成連接於上述第2加熱部,將氮氣調節成期待的壓力,上述第2加熱部及上述壓力調節部係被連接於用以連接上述氣化部和上述至少一個洗淨腔室之水蒸氣供給管線,將具有上述第2溫度及上述期待的壓力之氮氣經由上述水蒸氣供給管線之一部分而供給至上述至少一個洗淨腔室,而除去殘留在上述水蒸氣供給管線之一部分及上述洗淨腔室內的水蒸氣。
(4)如上述(3)記載之基板洗淨裝置,其中,上述壓力調節部係被構成以上述期待的壓力儲存具有上述第2溫度之氮氣的加壓槽。
若藉由上述(3)或(4)時,可以將在壓力調節部(加壓槽)被調節成期待的壓力之第2溫度的氮氣,瞬間且高壓供給至洗淨腔室。
(5)如上述(1)~(6)中之任1項之基板洗淨裝置,其中,上述至少一個洗淨腔室具有複數洗淨腔室,上述複數洗淨腔室共有上述氣化器、上述第1加熱部及上述第2加熱部。
(6)如上述(5)記載之基板洗淨裝置,其中,具有被連接於上述複數洗淨腔室之第1排氣管線及第2排氣管線。
(7)如上述(6)記載之基板洗淨裝置,其中,上述第1排氣管線被使用於將具有上述第1溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體,上述第2排氣管線係被使用於將水蒸氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體,及被使用於將具有上述第2溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室之後,排出上述洗淨腔室內之氣體。
(8)如上述(6)記載之基板洗淨裝置,其中,上述第1排氣管線係被使用於將具有上述第1溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體,及被使用於將具有上述第2溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體,上述第2排氣管線係被使用於將水蒸氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體。
若藉由上述(6)至(8)中之任一項時,可以不干擾洗淨腔室之內部的氣體而適當地排出。
(9)如上述(1)~(8)中之任1項之基板洗淨裝置,其中,上述洗淨腔室具有第1側壁及第2側壁,上述第1側壁具備水蒸氣、具有上述第1溫度之氮氣及具有上述第2溫度之氮氣的供給口,上述第2側壁具有排氣口。
(10)如上述(9)記載之基板洗淨裝置,其中,上述洗淨腔室係收容一個基板並予以洗淨,具有在俯視下被配置成覆蓋在基板的翼片,該翼片被構成從上述供給口朝向上述排氣口,形成沿著上述洗淨腔室之內側面和上述翼片之外側面的U字型之氣體的流路。
(11)如上述(9)記載之基板洗淨裝置,其中,上述洗淨腔室係收容一個或兩個基板並予以洗淨,具有在俯視下被配置在基板之外側的柱部,該柱部被構成從上述供給口朝向上述排氣口,形成沿著上述洗淨腔室之內側面的上述圓弧型之氣體的流路。
若藉由上述(10)或(11)時,可以在洗淨腔室之內部,使水蒸氣、第1氮氣及第2氮氣適當地流動。其結果,基板之表面全面均勻地被曝露於水蒸氣,可以適當地除去氟。再者,基板之表面全面被曝露於第2氮氣,可以使基板適當地乾燥。
(12)如上述(11)記載之基板洗淨裝置,其中,上述洗淨腔室具有:覆蓋基板之腔室本體;和使腔室本體升降之升降機構。
(13)如上述(9)~(12)中之任一項記載之基板洗淨裝置,其中,上述洗淨腔室具有與上述第1側壁及上述第2側壁不同的第3側壁,上述第3側壁具有基板之搬入搬出口。
(14)一種基板洗淨方法,其係基板之洗淨方法,具有:
(a)在洗淨腔室內配置至少一個基板的工程;
(b)在大氣壓下將具有第1溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室的工程;
(c)在大氣壓下將水蒸氣供給至上述洗淨腔室的工程;及
(d)在大氣壓下將具有第2溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室的工程,其係上述第2溫度高於上述第1溫度的工程。
(15)如上述(14)記載之基板洗淨方法,其中,進一步具有於上述(d)之後,在大氣壓下將具有上述第1溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室的工程。
(16)如上述(14)或(15)記載之基板洗淨方法,其中,具有從第1排氣管線排出上述洗淨腔室內之氣體的工程;
在上述(c)和上述(d)中,從第2排氣管線排出上述洗淨腔室內之氣體的工程;及
在上述(d)之後,從上述第1排氣管線或上述第2排氣管線排出上述洗淨腔室內之氣體的工程。
33:晶圓洗淨模組
100:洗淨腔室
120:氣化器
130:第2加熱部
140:第1加熱部
W:晶圓
[圖1]為表示本實施型態所涉及之晶圓處理裝置之構成之概略的俯視圖。
[圖2]為表示本發明之第1實施型態所涉及之晶圓洗淨模組之構成之概略的說明圖。
[圖3]為表示第1實施型態所涉及之晶圓洗淨模組之構成之概略的說明圖。
[圖4]為表示第1實施型態所涉及之洗淨腔室之構成之概略的說明圖。
[圖5]為表示第1實施型態所涉及之洗淨腔室之構成之概略的俯視圖。
[圖6]為表示第1實施型態所涉及之洗淨腔室之構成之概略的側視圖。
[圖7]為表示在第1實施型態所涉及之洗淨腔室之內部從供給口被供給的氣體之流路的說明圖。
[圖8]為表示第1實施型態所涉及之晶圓之洗淨處理中之晶圓洗淨模組之動作的說明圖。
[圖9]為表示第1實施型態之變形例如所涉及之晶圓洗淨模組之構成之概略的說明圖。
[圖10]為表示第2實施型態所涉及之晶圓洗淨模組之構成之概略的說明圖。
[圖11]為表示第2實施型態所涉及之晶圓之洗淨處理中之晶圓洗淨模組之動作的說明圖。
[圖12]為表示第3實施型態所涉及之晶圓洗淨模組之構成之概略的說明圖。
[圖13]為表示第3實施型態所涉及之洗淨腔室之構成之概略的說明圖。
[圖14]為表示第3實施型態所涉及之蓋部之構成之概略的說明圖。
[圖15]為表示在第3實施型態所涉及之洗淨腔室之上部收容空間中,從供給口被供給的氣體之流路的說明圖。
[圖16]為表示在第3實施型態所涉及之洗淨腔室之下部收容空間中,從供給口被供給的氣體之流路的說明圖。
[圖17]為表示第3實施型態所涉及之晶圓之洗淨處理中之晶圓洗淨模組之動作的說明圖。
[圖18]為表示第4實施型態所涉及之晶圓洗淨模組之構成之概略的說明圖。
33:晶圓洗淨模組
100:洗淨腔室
100A~100F:洗淨腔室
110:供氣模組
111:供氣模組
120:氣化器
121:供給管線
122:純水供給源
123:供給管線
124:氮氣供給源
125:排氣管線
126:排水管
127A:集合管線
127B~127D:分歧管線
128A~128D:閥體
130:第2加熱部
131:加壓槽
132:供給管線
133:供給管線
134:氮氣供給源
135:流量計
136:第2氮氣供給管線
137:閥體
140:第1加熱部
141:槽桶
142:供給管線
143:供給管線
144:氮氣供給源
145:流量計
146A~146C:第1氮氣供給管線
147A~147C:閥體
151:第1排氣管線
152:第2排氣管線
153:閥體
154:閥體
160:排氣槽
161:泵浦
162:氣液分離槽
Claims (16)
- 一種基板洗淨裝置,其係基板之洗淨裝置,具有: 氣化部,其係被構成生成水蒸氣; 第1加熱部,其係被構成將氮氣加熱至第1溫度; 第2加熱部,其係被構成將氮氣加熱至第2溫度的第2加熱部,上述第2溫度高於上述第1溫度;及 至少一個洗淨腔室,其係被連接於上述氣化部、上述第1加熱部及上述第2加熱部的至少一個洗淨腔室,上述洗淨腔室係被構成在大氣壓下將至少一個基板曝露於水蒸氣、具有上述第1溫度的氮氣或具有上述第2溫度的氮氣。
- 如請求項1之基板洗淨裝置,其中 上述第1溫度為50℃~100℃, 上述第2溫度為120℃~300℃。
- 如請求項1或2之基板洗淨裝置,其中 進一步具有:至少一個控制部,其係被構成以對上述至少一個洗淨腔室供給水蒸氣之後,對上述至少一個洗淨腔室供給具有上述第2溫度之氮氣之方式,控制該基板洗淨裝置;和 壓力調節部,其係被構成連接於上述第2加熱部,將氮氣調節成期待的壓力, 上述第2加熱部及上述壓力調節部係被連接於用以連接上述氣化部和上述至少一個洗淨腔室之水蒸氣供給管線,將具有上述第2溫度及上述期待的壓力之氮氣經由上述水蒸氣供給管線之一部分而供給至上述至少一個洗淨腔室,而除去殘留在上述水蒸氣供給管線之一部分及上述洗淨腔室內的水蒸氣。
- 如請求項3之基板洗淨裝置,其中 上述壓力調節部係被構成以上述期待的壓力儲存具有上述第2溫度之氮氣的加壓槽。
- 如請求項1至4中之任一項之基板洗淨裝置,其中 上述至少一個洗淨腔室具有複數洗淨腔室, 上述複數洗淨腔室共有上述氣化部、上述第1加熱部及上述第2加熱部。
- 如請求項5之基板洗淨裝置,其中 具有被連接於上述複數洗淨腔室之第1排氣管線及第2排氣管線。
- 如請求項6之基板洗淨裝置,其中 上述第1排氣管線被使用於將具有上述第1溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體, 上述第2排氣管線係被使用於將水蒸氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體,及被使用於將具有上述第2溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室之後,排出上述洗淨腔室內之氣體。
- 如請求項6之基板洗淨裝置,其中 上述第1排氣管線係被使用於將具有上述第1溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體,及被使用於將具有上述第2溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體, 上述第2排氣管線係被使用於將水蒸氣供給至上述洗淨腔室內之後,排出上述洗淨腔室內之氣體。
- 如請求項1至8中之任一項之基板洗淨裝置,其中 上述洗淨腔室具有第1側壁及第2側壁, 上述第1側壁具備水蒸氣、具有上述第1溫度之氮氣及具有上述第2溫度之氮氣的供給口, 上述第2側壁具有排氣口。
- 如請求項9之基板洗淨裝置,其中 上述洗淨腔室係收容一個基板並予以洗淨,具有在俯視下被配置成覆蓋在基板的翼片,該翼片被構成從上述供給口朝向上述排氣口,形成沿著上述洗淨腔室之內側面和上述翼片之外側面的U字型之氣體的流路。
- 如請求項9之基板洗淨裝置,其中 上述洗淨腔室係收容一個或兩個基板並予以洗淨,具有在俯視下被配置在基板之外側的柱部,該柱部被構成從上述供給口朝向上述排氣口,形成沿著上述洗淨腔室之內側面的圓弧型之氣體的流路。
- 如請求項11之基板洗淨裝置,其中 上述洗淨腔室具有: 覆蓋基板之腔室本體;和 使腔室本體升降之升降機構。
- 如請求項9至12中之任一項之基板洗淨裝置,其中 上述洗淨腔室具有與上述第1側壁及上述第2側壁不同的第3側壁, 上述第3側壁具有基板之搬入搬出口。
- 一種基板洗淨方法,其係基板之洗淨方法,具有: (a)在洗淨腔室內配置至少一個基板的工程; (b)在大氣壓下將具有第1溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室的工程; (c)在大氣壓下將水蒸氣供給至上述洗淨腔室的工程;及 (d)在大氣壓下將具有第2溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室的工程, 上述第2溫度係高於上述第1溫度的工程。
- 如請求項14之基板洗淨方法,其中 進一步具有於上述(d)之後,在大氣壓下將具有上述第1溫度之氮氣供給至上述洗淨腔室的工程。
- 如請求項14或15之基板洗淨方法,其中 具有:在上述(b)中從第1排氣管線排出上述洗淨腔室內之氣體的工程; 在上述(c)和上述(d)中,從第2排氣管線排出上述洗淨腔室內之氣體的工程;及 在上述(d)之後,從上述第1排氣管線或上述第2排氣管線排出上述洗淨腔室內之氣體的工程。
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