TWI306942B - - Google Patents

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1306942 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關液面檢測裝置及具備彼之液處理裝置， 更詳而言之，是有關具有儲存於槽內之例如處理液等的液 體量的監視機能之液面檢測裝置及具備彼之液處理裝置。 【先前技術】 一般，例如對半導體晶圓等的被處理體供給洗淨液等 的處理液而施以處理的液處理技術中，監視儲存於槽內的 處理液的量是件重要的事。 因此，以往是藉由液面感測器來檢測儲存於槽內的液 體量。 例如，液面檢測裝置（參照專利文獻1 )，具有： 液面測定用導管，其係一端被連接至儲存液體的本體 ，另一端被設定於比本體內的液面高的位置； 液面感測器，其係根據由該液面測定用導管所引導之 來自本體的洗淨液而檢測出被供給至本體的洗淨液的液面 位置；及 抽去氣泡用導管，其係一端在比本體內的液面更低的 位置與液面測定用導管連接，另一端在比本體內的液面更 局的位置被開放，用以抽去氣泡。 [專利文獻1]專利第3 3 49862號公報（申請專利範圍 (2) 1306942 【發明內容】 (發明所欲解決的課題） 但’就記載於專利第3 3 498 62號公報的技術而言，由 於液面測定用導管與抽去氣泡用導管是經由連接至儲存洗 淨液的本體的側部之水平部來連接，因此在將本體內的洗 淨液予以排液時會發生氣泡，該氣泡會殘留於液面測定用 導管與抽去氣泡用導管的連接部，在排液後將新的洗淨液 φ 供給至本體內時，殘留於連接部的氣泡會侵入液面測定用 導管內，有使液面感測器誤動作之虞。 特別是在使用洗淨液中含有界面活性劑的過氧化氫（ H202 )時，容易發生大的氣泡，因此在液面測定用導管內 會有大的氣泡侵入之虞，有無法正確地檢測本體內的液量 之問題。 本發明是有鑑於上述情事而硏發者’其課題是在於提 供一種不受液體中發生的氣泡影響’正確地檢測、監視被 φ 儲存於槽內的液體量之液面檢測裝置及具備彼之液處理裝 置。 (用以解決課題的手段） 爲了解決上述課題，請求項1記載之液面檢測裝置的 特徵係具備： 導液管’其係以能夠和槽內的液面位置同一液面位置 之方式來引導槽內的液體； 液面檢測用的分歧導液管，其係從上述導液管分歧， -5- (3) 1306942 具有和上述槽內的液面位置同一液面位置； 位置感測器，其係檢測出上述分歧導液管內的液體的 液面；及 多孔板狀的氣泡防止構件，其係配設於上述導液管與 分歧導液管的連接部，阻止發生於上述液體中的氣泡侵入 至分歧導液管內。 藉由如此構成，即使含發生於液體中的氣泡的液體從 φ 槽流至導液管及分歧導液管側，還是可藉由氣泡防止構件 來阻止氣泡侵入至分歧導液管內，可藉由液面感測器來檢 測出分歧導液管內的液體的液面。 又，請求項5記載之具備液面檢測裝置的處理裝置， 係具備：儲存處理用的液體的槽、及利用該槽內的液體來 對被處理體施以處理的處理部之液處理裝置，其特徵爲： 上述槽係具備： 導液管，其係以能夠和該槽內的液面位置同一液面位 • 置之方式來引導槽內的液體； 液面檢測用的分歧導液管，其係從上述導液管分歧， 具有和上述槽內的液面位置同一液面位置； 位置感測器，其係檢測出上述分歧導液管內的液體的 液面；及 多孔板狀的氣泡防止構件，其係配設於上述導液管與 分歧導液管的連接部，阻止發生於上述液體中的氣泡侵入 至分歧導液管內。 藉由如此構成，即使含發生於供以處理的液體中的氣 -6- (4) 1306942 泡的液體從槽流至導液管及分歧導液管側’還是可藉由氣 泡防止構件來阻止氣泡侵入至分歧導液管內，可藉由液面 感測器來檢測出分歧導液管內的液體的液面。 在本發明中，最好是使上述氣泡防止構件的表面位於 和上述導液管的內壁面同一面上（請求項2，6)。 藉由如此構成，在排除槽內的液體時，分歧導液管側 的液體也會被排液，不會有液體殘留於分歧導液管側的情 φ 況。 又，最好設置於上述氣泡防止構件的各孔的孔徑爲 0.5〜0.8mm (請求項3，7)。在此，之所以將設置於氣 泡防止構件的各孔的孔徑設爲0.5〜0.8mm，其理由是因 爲若孔徑小於〇.5mm，則會因表面張力而液體不通過，且 若孔徑大於0.8，則氣泡會阻塞而液體不流動。 藉由如此構成，可藉由液體氣泡防止構件，不使從槽 側流至分歧導液管側的液體中的氣泡通過，而僅使液體通 φ 過。 又，最好使上述導液管在與上述分歧導液管的連接部 連通至延伸於下方的連通路，且在其下端部連接有排液管 (請求項4，8 )。 藉由如此構成，排液管會位於導液管與分歧導液管的 連接部的下方，因此在從排液管來排除槽內的液體之後， 可防止液體殘留於分歧導液管內。 又，請求項9記載的發明係具有請求項5〜8中任一 項所記載的液面檢測裝置之液處理裝置，其中，上述槽係 (5) 1306942 藉由蓋體來閉塞上端開口部，上述導液管及分歧導液管的 上端部係連接至上述槽內。 藉由如此構成，可防止供以處理的槽內液體暴露於外 氣。 [發明的效果] 若利用本發明，則因爲如上述那樣構成，所以可取得 φ 以下一般的良好效果。 (1 )若利用請求項1記載的發明，則即使含有發生 於液體中的氣泡之液體從槽流至導液管及分歧導液管側， 還是可藉由氣泡防止構件來阻止氣泡侵入至分歧導液管內 ，可藉由液面感測器來檢測出分歧導液管內的液體的液面 ，因此可不受氣泡的影響來正確地檢測出儲存於槽內的液 體量。 (2 )若利用請求項5記載的發明，則即使含有發生 φ 於供以處理的液體中的氣泡之液體從槽流至導液管及分歧 導液管側，還是可藉由氣泡防止構件來阻止氣泡侵入分歧 導液管內，可藉由液面感測器來檢測出分歧導液管內的液 體的液面，因此可不受氣泡的影響來正確地檢測出儲存於 槽內的液體量’同時可確實地進行處理用液體的監視。 (3 )若利用請求項2 ’ 6記載的發明’則在排除槽內 的液體時，分歧導液管側的液體也會被排除’液體不會殘 留於分歧導液管側’因此可在排液後正確地檢測出供給至 槽內的液體量。所以’加上上述（1) ’ （2)，更可正確 -8 - (6) 1306942 地檢測出槽內的液體。 (4 )若利用請求項3，7記載的發明，則可藉由液體 氣泡防止構件來不使從槽側流至分歧導液管側的液體中的 氣泡通過，而僅使液體通過，因此加上上述（1)〜（3) ，更可檢測出儲存於槽內的液體量。 (5 )若利用請求項4，8記載的發明，則在從排液管 排除槽內的液體之後，可防止液體殘留於分歧導液管內， Φ 因此加上上述（η〜（4 )，更可正確地檢測出新供給至 槽內的液體量。 (6 )若利用請求項9記載的發明，則可防止供以處 理的槽內液體暴露於外氣，因此外氣的環境不會隨槽內的 液體而受到影響，且槽內的液體不會因外氣環境而化學變 化，而有劣化之虞。因此，加上上述（2)〜（5)，更可 謀求裝置的安全性及可靠度的提升。 【實施方式】 以下，根據圖面來詳細説明本發明的最佳實施形態。 圖1是表示適用本發明的液面檢測裝置之液處理裝置 的一例槪略剖面圖。 上述液處理裝置是在被處理體的半導體晶圓W (以下 稱爲晶圓W)的蝕刻處理後去除阻絕層、蝕刻殘渣的聚合 物層、及隨飩刻而被灑射附著的金屬附著物之裝置。 上述液處理裝置是具備： 處理室2，其係收容複數片例如2 6片晶圓w的處理 -9- (7) 1306942 部’該複數片晶圓W是藉由利用未圖不的轉子（rotor) 來旋轉於鉛直方向的互相平行的複數（圖面爲6根）保持 棒1所支持； 2個噴射噴嘴3，其係配設於該處理室2內的上部， 具有往晶圓W噴射處理液例如過氧化氫（h2o2 )水的多 數個噴射孔（未圖示）：及 處理液供給用的槽5,其係經由供給管4來連接至該 φ 等噴射噴嘴3 ; 且，在槽5中具備本發明的液面檢測裝置1〇。 此情況，在上述供給管4中，從槽側依序介設有供給 泵6，過濾器F i及開閉閥V,。並且，設有開閉閥V2的循 環管7的一端會被分歧於供給管4的開閉閥V,的一次側 ，循環管7的另一端會被連接至槽5內。藉由如此設置循 環管7，可在關閉開閉閥V:，開啓開閉閥V2的狀態下驅 動供給泵6，而使槽5內的處理液L循環待機。 φ 而且，在設於處理室2的底部的排泄口 2a連接有排 泄管8。在此排泄管8介設有過濾器F2及切換閥Vc的同 時，經由切換閥Vc來連接返回管9至槽5內，而使能夠 經由返回管9來將供以處理的處理液儲存於槽5內。 上述槽5如圖2所示，例如以PFA等的氟樹脂所形 成，底部中央會被形成呈凹狀的有底圓筒狀，其上端開口 部係例如藉由以PFA等的氟樹脂所形成的蓋體1 1來閉塞 。在該槽5內儲存有處理液L。並且，在該槽5中，連接 至處理液供給源1 2之介設有開閉閥V3的處理液供給管 -10- (8) 1306942 13、及上述返回管9會分別經由設置於蓋體Π的貫通孔 (未圖示）往槽5的內壁面側來位置供給口的狀態下配設 。在此，之所以使處理液供給管1 3及返回管9的供給口 朝向槽5的內壁面側的理由是爲了使從處理液供給管13 或返回管9供給至槽5內的處理液衝突於槽內壁面’而來 抑止氣泡的發生。 如圖2〜圖4所示，上述液面檢測裝置的主要構 φ 成爲： 導液管1 4，其係以能夠和儲存於槽5內的處理液L 的液面位置同一液面位置之方式來引導槽5內的處理液L ， 液面檢測用的分歧導液管1 5 ’其係從該導液管1 4分 歧，具有和槽5內的處理液L的液面位置同一液面位置； 位置感測器1 6 (具體而言爲複數個例如4個的位置 感測器1 6a，1 6b，1 6c，1 6d )，其係檢測出該分歧導液 φ 管15內的洗淨液的液面；及 多孔板狀的氣泡防止構件17’其係配設於導液管14 與分歧導液管15的連接部，阻止發生於洗淨液中的氣泡 侵入至分歧導液管15內。 並且，在槽5的外周配設有未圖示的線圈狀加熱器’ 在內方的下部配設有線圈狀的冷卻管18。冷卻管18的兩 端是延伸至槽5的上方，在一端形成有冷媒供給口 1 8 a， 在另一端形成有冷媒排出口 18b。另外’在槽5的上部開 口部經由設置於蓋體U的排氣口（未圖示）來連接排氣 -11 - (9) 1306942 管24。 另一方面，在上述槽5的底部設有排液口 5a，在 端連接至該排液口 5 a的水平管1 9的另一端經由塊狀的 頭20來連接配設成鉛直狀的導液管14的下端。導液 1 4的上端是經由上部接頭2 1來連接至上部水平管22 ’ 上部水平管22係連接至槽5的開口部。此情況，水平 1 9，接頭2 0，導液管1 4，上部接頭2 1及上部水平管 φ 是例如以PFA等的氟樹脂所形成。 並且，分歧導液管15是下端被連接至接頭20而從 液管1 4分歧，與導液管1 4平行而配設成鉛直狀，其上 是被連接至上部接頭21。此分歧導液管15也是和槽5 導液管1 4等同樣的，例如以PF A等的氟樹脂所形成。 連接導液管14和分歧導液管15的接頭20，如圖2 圖4所示，在一側部設有連接水平管19的第1連通 2〇a，在上面部設有連接導液管14的第2連通口 2 0b， # 等第1連通口 20a及第2連通口 2 0b是經由連通路23a 連通。並且，在接頭20的另一側部，經由從連通至導 管14的連通路23a所分歧的連通路23b來設有第3連 口 20c，在此第3連通口 20c連接分歧導液管15的下 部。此情況’在分歧導液管1 5的下端部，例如以PF A 的氟樹脂所形成的有底圓筒狀氣泡防止構件1 7會藉由 接等的固接手段來連結，此氣泡防止構件17會被嵌插 第3連通口 2〇C內，在形成氣泡防止構件17的表面的 板部1 7 a位於和導液管1 4的內壁面同一面上的狀態下 接 管 該 管 22 導 端 或 P 該 來 液 通 端 等 熔 於 底 藉 -12- (10) 1306942 由熔接等的固接手段來連結。 上述氣泡防止構件丨7的氣泡防止部是以底板部17a 、及均一穿設於該底板部17a的大致全面的多數個孔部 17b所形成（參照圖3〜圖5 ) °此情況’此情況’底板 部17a的厚度爲1〜2mm，各孔部17b的孔徑d是被設定 於0.5〜0.8mm的範圍。之所以如此將氣泡防止構件17的 各孔部17b的孔徑d設爲0.5〜0.8mm ’其理由是因爲若 φ 孔徑小於〇 . 5 m m，則會因表面張力而液體不通過，且若孔 徑大於〇. 8，則氣泡會阻塞而液體不流動。 並且，在接頭20設有下部連通路23c，其係以導液 管14的下端部能夠延伸至下方的方式來連通於導液管14 ，在此下部連通路23c的下端部，介設有開閉閥V4之例 如以PFA等的氟樹脂所形成的排液管25會藉由熔接等的 固接手段來固定（連接）（參照圖4 )。藉由如此使排液 管25位於導液管14與分歧導液管1 5的連接部下方，在 φ 從排液管2 5來排除槽5內的處理液L之後，可防止處理 液L殘留於分歧導液管1 5內。 另外，在分歧導液管1 5的外周壁，從上方依序安裝 有上限感測器16a，適量感測器16b，補充感測器16c及 下限感測器1 6d等的4個位置感測器1 6。該等位置感測 器16a ’ 16b，16c及16d是例如藉由静電容量型感測器所 形成’可在不受通過氣泡防止構件17的處理液中所存在 的微細氣泡的影響下高精度地檢測出分歧導液管15內的 處理液L的液面。並且，該等位置感測器16a，16b，i6c -13- (11) 1306942 及1 6d是被電性連接至控制手段例如CPU等的控制器30 ，藉由位置感測器16a，16b ’ 16c及16d所被檢測出的檢 測信號會被傳達至控制器3 0 ’可根據來自控制器的信號 來開閉控制介設於處理液供給管1 3的開閉閥V。而且， 控制器3 0是被電性連接至加熱器（未圖示）的電源驅動 部，且被電性連接至未圖示的監視器或警報器等的顯示手 段。 φ 如上述藉由在分歧導液管15安裝位置感測器16a， 1 6b，1 6 c及1 6 d，可確實地檢測出槽5內的處理液L對所 定的位置是位於哪個位置。 另外，檢測的開始是在最初處理液L被供給至槽5內 的時間點開始，首先下限感測器1 6d會在檢測出液面的時 間點開始補充，在藉由適量感測器1 6b來檢測出液面的時 間點，根據來自控制器3 0的控制信號關閉開閉閥V3而停 止處理液L的供給。另外，補充的方法，例如可採用（a φ )若補充感測器1 6 c檢測到液面，則至適量感測器1 6b檢 測出液面爲止補充，或（b)在1次的處理終了後至適量 感測器1 6b檢測出液面爲止補充處理液L等的方法。 又，例如至適量感測器1 6b爲止檢測出液面時，可判 斷是位於槽5內的處理液L的液面比對應於適量感測器 1 6b的所定位置高，比對應於上限感測器！ 6 a的所定位置 低的位置。亦即，可判斷液面爲正常。並且，在上限感測 器1 6 a檢測出液面的時間點，可判斷有溢出的危險。此刻 ，控制成根據來自控制器3 0的控制信號來關閉開閉閥V3 -14- (12) 1306942 而停止來自處理液供給源1 2的處理液L的供給，同時發 出警報器。並且，在無法藉由下限感測器1 6d來檢測出液 面的時間點，可判斷液面要比許容位置低。而且，在無法 藉由補充感測器1 6c來檢測出液面的時間點，可判斷必須 補給，根據該信號來供給處理液L至槽5內。此刻，控制 成根據來自控制器3 0的控制信號來停止加熱器的加熱。 此處理液L的供給是進行至藉由適量感測器1 6b來檢測出 φ 液面爲止。 在具備如此構成的液面檢測裝置10的液處理裝置中 ，爲了進行晶圓W的處理，首先是利用保持棒1來接受 藉由未圖示的搬送手段所搬送的複數片例如26片的晶圓 W，而收容於處理室2內。其次，一邊使轉子及晶圓W旋 轉，一邊驅動供給泵6的同時，開放開閉閥V,而從噴射 噴嘴3來將處理液（過氧化氫水）噴射成噴霧狀。藉此處 理液會被供給至晶圓W。藉由處理液的供給，阻絕膜及聚 φ 合物層的膜質會變化，形成裂痕等而使得處理液的侵入容 易化，且被濺射的Cu附著物會被氧化。又，藉由處理液 來使阻絕膜的表層及聚合物層的表層從疏水性變化成親水 性。此刻，被濺射的Cu附著物會因雜質等的影響而反應 性尚，所以下層的Cu配線層不會被氧化，而僅Cu附著 物被選擇性地氧化。 在此處理液的處理中，是藉由一邊噴射處理液，一邊 在最初數十秒間使轉子的旋轉速度以1〜5 0 Orpm的低速旋 轉，藉此使處理液擴散於晶圓W的表面。此情況的轉子 -15- (13) 1306942 的旋轉速度是控制成能夠對應於處理液的黏性等來使處理 液更均一地擴散。處理液擴散後，提高轉子的旋轉速度， 例如100〜3000rpm，而來提高反應性。由更加提局反應 性的觀點來看，最好是交替重複進行低速旋轉及高速旋轉 〇 利用此處理液之處理時的環境，是大氣環境即夠，但 由大致完全防止Cu配線層的氧化之觀點來看，最好是從 φ 未圖示的N2氣體供給源來將惰性氣體的N2氣體供給至處 理室2內，而使處理室2內成爲惰性氣體環境。 供以處理的處理液是從排泄口 5a經由排泄管8來排 液，此刻，切換切換閥Vc，經由返回管9來回收於槽5 內。因應所需，在利用處理液的處理終了後，到其次的處 理開始爲止的期間，從處理液供給源1 2經由處理液供給 管13來供給新液至槽5內。 在如上述那樣進行處理的期間，槽5內的處理液L是 • 藉由液面檢測裝置1 〇來監視。亦即，如上述，藉由位置 感測器1 6 ( 1 6a，1 6b，1 6c，1 6d )來檢測出具有和儲存 於槽5內的處理液L的液面同一液面位置之分歧導液管 15內的處理液L的液面，而將槽5內的處理液L維持於 適量。 處理終了後，開閉閥V4會開放，而槽5內的處理液 L會從排液管25排液。此刻，氣泡防止構件1 7的表面亦 即底板部17a會位於和導液管14的內壁面同一面上，因 此可防止含氣泡的處理液L殘留於分歧部的分歧導液管 -16- (14) (14)1306942 i 5中。所以，在重新對槽5內供給處理液時’從槽5側 流入導液管14及分歧導液管15內的處理液中所發生之對 位置感測器16 (16a，16b，16c ’ 16d)的檢測造成影響 的氣泡會藉由氣泡防止構件1 7來阻止侵Λ至分歧導液管 1 5內，流至導液管14側（參照圖3 )。藉此，在流入至 分歧導液管1 5內的處理液L中’對位置感測器1 6 ( 1 6a ，16b，16c，16d )的檢測造成影響的氣泡不存在，因此 可藉由位置感測器16 (16a，16b’ 16c，16d)來正確地 檢測出槽5內的處理液L的量。 另外，上述實施形態雖是針對去除附著於晶圓W的 金屬附著物之液處理裝置來進行説明，但具備本發明的液 面檢測裝置之液處理裝置亦可適用於晶圓W以外例如 LCD基板或CD等的被處理體。當然，液面檢測裝置亦可 單獨適用於儲存上述以外的液體的槽。 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明的液處理裝置之一例的槪略剖面圖 〇 圖2是表示本發明的液面檢測裝置之一例的槪略剖面 圖。 圖3是表示本發明的要部剖面圖。 圖4是表示沿著圖3的I-Ι線的剖面圖。 圖5是表示本發明的氣泡防止構件的要部擴大圖。 -17- (15) (15)1306942 【主要元件符號說明】 2 :處理室（處理部） 3 :噴射噴嘴 4 :供給管 5 :槽 1 〇 :液面檢測裝置 1 2 :處理液供給源 1 3 :處理液供給管 1 4 ·’導液管 1 5 :分歧導液管 16，16a〜16d :位置感測器 1 7 :氣泡防止構件 17a :底板部 17b :孔部 20 :接頭 23c :下部連通路 25 :排液管 30 __控制器（控制手段） -18-

Claims (1)

1306942 __ ??年^月r日修(更)正替換頁 十、申請專利範圍 第95 1 44445號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國97年12月5 曰修正 1. —種液面檢測裝置，其特徵係具備： 導液管，其係以能夠和槽內的液面位置同一液面位置 之方式來引導槽內的液體； | 液面檢測用的分歧導液管，其係從上述導液管分歧， 具有和上述槽內的液面位置同一液面位置； 位置感測器，其係檢測出上述分歧導液管內的液體的 液面；及 多孔板狀的氣泡防止構件，其係配設於上述導液管與 分歧導液管的連接部，阻止發生於上述液體中的氣泡侵入 至分歧導液管內。 2. 如申請專利範圍第1項之液面檢測裝置，其中， ρ 上述氣泡防止構件的表面係位於和上述導液管的內壁面同 —面上。 3 .如申請專利範圍第1或2項之液面檢測裝置，其 中，設置於上述氣泡防止構件的各孔的孔徑爲〇 · 5〜 〇.8mm。 4.如申請專利範圍第1或2項中任一項所記載之液 面檢測裝置，其中，上述導液管係於和上述分歧導液管的 連接部連通至延伸於下方的連通路，且在其下端部連接有 排液管。 1306942 一~—- ‘ 力年〜月/曰修(更)正替換頁 5 . —種具備液面檢測裝置的液處理裝置’係具備： 儲存處理用的液體的槽、及利用該槽內的液體來對被處理 .體施以處理的處理部之液處理裝置’其特徵爲： ，上述槽係具備： 導液管，其係以能夠和該槽內的液面位置同一液面位 置之方式來引導槽內的液體； 液面檢測用的分歧導液管，其係從上述導液管分歧， I 具有和上述槽內的液面位置同一液面位置； 位置感測器，其係檢測出上述分歧導液管內的液體的 液面；及 多孔板狀的氣泡防止構件，其係配設於上述導液管與 分歧導液管的連接部，阻止發生於上述液體中的氣泡侵入 至分歧導液管內。 6 ·如申請專利範圍第5項之具備液面檢測裝置的液 處理裝置，其中’上述氣泡防止構件的表面係位於和上述 φ 導液管的內壁面同一面上。 7·如申請專利範圍第5或6項之具備液面檢測裝置 的液處理裝置，其中’設置於上述氣泡防止構件的各孔的 孔徑爲0.5〜0.8mm。 8 .如申請專利範圍第5或6項中任一項所記載之具 備液面檢測裝置的液處理裝置，其中，上述導液管係於和 上述分歧導液管的連接部連通至延伸於下方的連通路，且 在其下端部連接有排液管。 9 _如申請專利範圍第5或6項中任一項所記載之具 -2- 1306942 巧年’ > 月i"日修(更)正替換頁 備液面檢測裝置的液處理裝置，其中，上述槽係藉由蓋體 來閉塞上端開口部，上述導液管及分歧導液管的上端部係 連接至上述槽內。