TWI483331B - 處理裝置及處理裝置之運轉方法 - Google Patents

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Description

處理裝置及處理裝置之運轉方法
本發明係關於對例如半導體晶圓等之基板進行液體處理或清洗處理、真空乾燥等處理的處理裝置及其運轉方法，特別有關利用複數個實行處理的處理模組以處理基板的技術。
半導體裝置或液晶顯示裝置等之平面顯示器(FPD：Flat Panel Display)的製程中，有對半導體晶圓(以下稱晶圓)或玻璃基板等之基板的表面供給化學藥液或純水等處理液以去除附著於基板之微粒或污染物質的液體處理步驟。
進行此種液體處理步驟的液體處理裝置之一，有在旋轉夾盤上逐片載置基板，並一面令基板旋轉，一面對基板表面供給處理液，藉此進行液體處理的液體處理裝置。此種液體處理裝置中，有藉由將複數個實行液體處理的液體處理模組連接於共通的基板運送部，可一面於複數個液體處理模組並行而實行液體處理，一面連續更換基板者(例如專利文獻1)。
圖14顯示包含例如12個液體處理模組之液體處理裝置所形成液體處理計畫的一例。依圖14的液體處理裝置於各液體處理模組進行以下之一連串的處理：送入晶圓→以鹼性化學藥液去除微粒或有機性污染物質等(鹼性化學藥液處理)→以純水去除殘留的鹼性化學藥液並甩乾(沖洗清洗)→以酸性化學藥液去除晶圓表面的自然氧化膜→(酸性化學藥液處理)→以純水去除殘留的酸性化學藥液(沖洗清洗)→一面供給異丙醇(IPA)，一面甩乾(IPA乾燥)→送出晶圓。又，為容易說明，圖14僅顯示上述一連串之液體處理的一循環份。
該液體處理裝置中，以例如液體處理模組之配置順序標註模組號碼(模組1～模組12)，並依模組號碼的前後順序送入晶圓，依序實行上述處理。此時，如圖14所示，於例如相鄰配置的模組1與模組2定期產生以下之時序：一邊的模組1實行鹼性化學藥液處理時，另一邊的模組2也並行而實行相同的處理。
因此，於液體處理裝置之複數個模組共通設有化學藥液之供給、排液、排氣等的各種設備時(以下稱該等設備為共通設施系統)，共通設施系統必須具備滿足該等複數模組量之化學藥液的最大消耗量或最大排液、排氣量的容量，結果形成該等共通設施系統大型化，而造成設備費用增加的原因。又，液體處理裝置之排液、排氣一般被送往工廠整體的排液處理、排氣處理設備，但是經由上述共通設施系統而將液體處理裝置連接到工廠時，必須要求工廠以各共通設施系統的最大排液、排氣量為設計上的最大負載，此種對工廠所要求負載的減輕也成為重大課題。
【專利文獻1】日本特開2008-34490號公報：第0020段落、圖1
本發明係有鑑於此種情形所設計，其目的為：提供處理裝置及該處理裝置之運轉方法，雖使設施系統對複數處理模組共通化，但可抑制該設施系統所需要的最大容量，因此可使用容量小的設施系統。
依本發明之處理裝置的特徵係包含：處理模組群，將用以對基板分別進行相同處理的多數個處理模組以n個(n為2以上之自然數)為1組而分成k組(k為2以上之自然數)所構成；共通設施系統，每個組獨立所設置，對於各組之n個處理模組共通化，並且其容量容許到m個(m為小於n之自然數)處理模組的處理，且其容量於各組之間相同；運送機構，對該處理模組傳遞基板；及控制部，控制該運送機構使其重複進行將基板依序送入至該處理模組之第1組到第k組的送入動作，且於各組當m個處理模組使用該共通設施系統時，施行如下控制：
(1)控制該運送機構，俾於正在使用該共通設施系統之一處理模組的處理結束後，將基板送入至該組之另一處理模組；或
(2)控制該處理模組，俾不待該一處理模組的處理結束，就將基板送入至另一處理模組，並且於該一處理模組的處理結束後，開始進行該另一處理模組的處理。
在此，所謂該「m個(m為小於n之自然數)處理模組的處理」，於m=1時係該1個處理模組所實行的處理，於m≧2時係該等m個處理模組所同時實行的處理。
該處理裝置也可具備以下之特徵。
(a)該共通設施系統包含有配合該(1)送入基板，或者(2)開始處理，而將該共通設施系統之使用對象從該一處理模組切換到另一處理模組的切換部。
(b)該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係用以排出供給處理液之環境氣體的排氣系統。
(c)該處理模組所進行的處理係更換化學藥液之種類而連續進行複數次對基板供給化學藥液之化學藥液處理的處理，且該共通設施系統係對於化學藥液之每個種類逐一設置，並且用以於進行化學藥液處理之間排出供給化學藥液之環境氣體的排氣系統。
(d)該處理模組所進行的處理係化學藥液處理，且該化學藥液處理係用以清洗基板的處理。
(e)該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係供給處理液的處理液供給系統。
(f)該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係排出從基板飛散或者灑落之排液的排液系統。
接著，依另一發明之處理裝置之運轉方法係包含下列部分之處理裝置之運轉方法：處理模組群，將用以對基板分別進行相同處理的多數個處理模組以n個(n為2以上之自然數)為1組而分成k組(k為2以上之自然數)所構成；及共通設施系統，每個組獨立所設置，對於各組之n個處理模組共通化，並且其容量容許到m個(m為小於n之自然數)處理模組的處理，且其容量於各組之間相同；其特徵係包含：以運送機構重複進行將基板依序送入至該處理模組之第1組到第k組之送入動作的步驟；及在各組當m個處理模組使用該共通設施系統時，(1)於使用該共通設施系統之一處理模組的處理結束後，將基板送入至該組之另一處理模組，或者(2)不待該一處理模組的處理結束，就將基板送入至另一處理模組，並且於該一處理模組的處理結束後，開始進行該另一處理模組的處理的步驟。
在此，所謂該「m個(m為小於n之自然數)處理模組的處理」，於m=1時係該1個處理模組所實行的處理，於m≧2時係該等m個處理模組所同時實行的處理。
依本發明，複數之處理模組共有例如化學藥液之供給及排液、處理模組內之排氣所使用共通設施系統的處理裝置中，由於調整各模組之處理的實行時間點以使共有該等共通設施系統的全部處理模組不同時實行相同的處理，於是可抑制共通設施系統所需的最大容量。因此，可貢獻於設備費用的低廉化及省能源化，並且也可減少處理裝置對工廠所要求之設計上的負載。
 (實施發明之最佳形態)
就依本發明之處理裝置的一例，說明對基板即晶圓W供給化學藥液以進行液體處理的液體處理裝置1的實施形態。圖1係顯示液體處理裝置1之整體構成的橫斷俯視圖，且若向著該圖以左側為前方，液體處理裝置1從前方依序連接有：載具載置部11，載置著收納有複數片晶圓W的載具C；運送部12，從該載具C取出晶圓W以送入至液體處理裝置1內；傳遞部13，用以將運送部12所取出的晶圓W傳遞至後段的液體處理部14；及液體處理部14，將由傳遞部13傳遞來的晶圓W送入至各液體處理模組2內以實行液體處理。
載具載置部11作為可載置例如4個載具C的載置台而構成，發揮將載置台上所載置之各載具C固定以連接到運送部12的功能。運送部12在共通的框體內設有：開閉構造，未圖示，開閉與各載具C之連接面所設有的開閉門扉；及第1運送機構121，用以從載具C取出晶圓W以送往傳遞部13。第1運送機構121由以例如可沿前後方向任意進退，可沿左右方向任意移動，及可任意轉動、升降方式構成的運送臂，與其驅動部所構成，並發揮經由區隔運送部12與傳遞部13之區隔壁所設有的第1開口部122而與傳遞部13之間送入送出晶圓W的功能。
傳遞部13係設於前後夾在運送部12與液體處理部14之位置的框體內的空間，於例如運送部12側之上述第1開口部122，與液體處理部14側之區隔壁所設第2開口部132之間設有用以載置液體處理前後之晶圓W的傳遞棚架131。傳遞棚架131可載置例如8片晶圓W，且傳遞架棚131發揮作為暫時載置從運送部12側所送入送出晶圓W，及從液體處理部14側所送入送出晶圓W的緩衝區之功能。
液體處理部14在連接於傳遞部13之後段的框體內，包含由對晶圓W實行液體處理之例如12個液體處理模組2所構成的處理模組群。於液體處理部14內設有從與傳遞部13之區隔壁所設上述第2開口部132沿前後方向伸長之晶圓W的運送路徑142，且12個液體處理模組2從第2開口部132觀察，係沿靠運送路徑142而左右各排列設置6個。運送路徑142內設有由以可沿運送路徑142移動，可向運送路徑142之左右所設各液體處理模組2進退，且可轉動、升降方式構成之運送臂及其驅動部所構成的第2運送機構141(相當於申請專利範圍之運送機構)，可於上述傳遞棚架131與各液體處理模組2之間輸送晶圓W。圖1已顯示設有1組第2運送機構141之例，但因應所設有液體處理模組2的個數，液體處理部14也可包含2組以上的第2運送機構141。
液體處理模組2如圖2所示，從前方側(第2開口部132側)觀察，左側所排列設置的各液體處理模組2從前面向內標註1號～6號的模組號碼，右側所排列設置的各液體處理模組2同樣地標註7號～12號的模組號碼。又，該等液體處理模組2以圖2中虛線所圍住而表示的相鄰2個液體處理模組2為1組，並且各組共有後述化學藥液供給系統及排液系統、排氣系統的共通設施系統。以下之說明中，稱液體處理模組2之群組為共有群組20，並在該等共有群組20也標註1號～6號的群組號碼(組號碼)，該模組號碼與群組號碼的關係如圖3所示。
圖4顯示形成各共有群組20之液體處理模組2的概略構成與各種化學藥液的供給系統及其排液系統，圖5顯示液體處理模組2的排氣系統。圖4、圖5之各圖中，共有群組20之一邊的液體處理模組標註有「2a」的符號，另一邊的液體處理模組標註有「2b」的符號。
由於構成各共有群組20之液體處理模組2a、2b具備大致相同的構成，因此一面參照圖4之左側所示液體處理模組2a，一面說明液體處理模組2的構成。液體處理模組2a包含：外腔室21a，形成對晶圓W實行液體處理、沖洗清洗、甩乾之各處理的密閉式處理空間；晶圓固持機構23a，設於該外腔室21a內，使晶圓W於大致保持水平的狀態下旋轉；噴嘴臂24a，對晶圓固持機構23a所固持之晶圓W的頂面側供給化學藥液；及內杯體22a，以環繞晶圓固持機構23a的方式設於外腔室21a內，用以收納從旋轉的晶圓W往周圍飛散的化學藥液。
外腔室21a如圖1、圖2所示，設在與相鄰之其他液體處理模組2區隔的框體內，並經由未圖示的晶圓送入送出口而以第2運送機構141送入送出晶圓W。又，晶圓固持機構23a之內部形成有化學藥液供給路徑231a，可經由該化學藥液供給路徑231a對旋轉之晶圓W的底面供給化學藥液。
噴嘴臂24a係前端部具備化學藥液供給用的噴嘴，且可以未圖示之驅動機構使該噴嘴於晶圓固持機構23a所固持之晶圓W中央側的上方位置，與設在外腔室21a之外部的待機位置之間移動。內杯體22a可於環繞晶圓固持機構23a所固持晶圓W的處理位置，與往該處理位置之下方退避的退避位置之間升降。圖4中，右側之液體處理模組2b顯示使內杯體22b上升到處理位置的狀態，左側之液體處理模組2a顯示使內杯體22a下降到退避位置的狀態。
其次，說明對於液體處理模組2a之化學藥液的供給機構，噴嘴臂24a所設噴嘴連接於頂面側供給管線43a，且該頂面側供給管線43a分岔成IPA供給中間管線41a與化學藥液供給中間管線42a。IPA供給中間管線41a經由切換部即切換閥312、IPA供給管線313連接於IPA供給部31，該IPA供給部31發揮對晶圓W頂面側供給利用高揮發性以乾燥晶圓W表面之IPA的功能。IPA供給部31由例如儲存IPA的化學藥液槽及化學藥液泵所構成(均未圖示)，並可利用IPA供給管線313所插設的質量流量控制器311供給既定量之IPA到噴嘴臂24a。
從頂面側供給管線43a所分岔之另一邊的化學藥液供給中間管線42a經由切換部即切換閥300連接於3系統的化學藥液供給管線321、331、341。其中，DHF供給管線321之上游設有供給用以去除晶圓W表面之自然氧化膜的酸性化學藥液即稀氟酸水溶液(以下稱DHF(Diluted HydroFluoric acid)液)的DHF供給部32。又，SC1供給管線331之上游設有供給用以去除晶圓W表面之微粒或有機性污染物質的化學藥液即SC1液(氨與過氧化氫之混合液)的SC1供給部33。另外，剩下的純水供給管線341之上游設有供給用以去除化學藥液處理後之晶圓W所殘留DHF液或SC1液的沖洗液即純水的純水供給部34。各該DHF供給部32、SC1供給部33及純水供給部34也與IPA供給部31相同，由例如未圖示的化學藥液槽及化學藥液泵構成。
又，連接有該等DHF供給部32、SC1供給部33及純水供給部34的化學藥液供給中間管線42a經由底面側供給管線44a也與對晶圓W底面供給化學藥液的化學藥液供給路徑231a連接。圖4中，421a、422a各為調整對噴嘴臂24a側、晶圓固持機構23a側之化學藥液供給量的質量流量控制器。
由於具備以上所說明之構成，液體處理模組2a可經由噴嘴臂24a對晶圓固持機構23a所固持之晶圓W的頂面側供給化學藥液，即IPA、DHF液、SC1液及純水，並且可經由晶圓固持機構23a內所形成化學藥液供給路徑231a對晶圓W的底面側供給化學藥液，即DHF液、SC1液及純水。
接著，排液系統的構成。內杯體22a之例如底面連接著用以排出IPA、DHF液及SC1液的排液管線51a，該排液管線51a之下游側經由切換部即切換閥511而連接有：IPA之排出對象即有機物排放液管線53、SC1液之排放對象即鹼性排放液管線54、DHF液之排出對象即酸性排放液管線55。
又，外腔室21a之底面設有排水管線56a，可將於沖洗清洗時令內杯體22a下降的狀態下使晶圓W旋轉時所積存於外腔室21a底部的沖洗液(含有低濃度之DHF液或SC1液的水)加以排出。
以上所說明液體處理模組2a的構成，與化學藥液供給系統及排液系統的構成於相同共有群組20所設另一邊的液體處理模組2b亦同，數字符號後標註有「b」之附加字的各構成要素與標註有對應之數字符號的液體處理模組2a之構成要素具有相同構造、功能。另外，未標註有「a、b」之附加字的化學藥液供給系統的IPA供給部31、DHF供給部32、SC1供給部33、純水供給部34及各切換閥312、300等，以及排液系統的有機物排放液管線53、鹼性排放液管線54、酸性排放液管線55及切換閥511等相當於本實施形態之液體處理模組2a、2b的共通設施系統。該等共通設施系統如後述，由於切換成液體處理模組2a側與液體處理模組2b側而使用，並不同時使用，因此例如IPA供給部31等所設化學藥液泵的容量或切換閥312等的配管徑設計成滿足例如液體處理模組2a、2b之1個模組量之最大負載的容量。
再來，說明圖5所示排氣系統的構成。由於排氣同樣係液體處理模組2a、2b具備大致相同構成，因此一面參照圖5之左側所示液體處理模組2a，一面進行說明。外腔室21a之底面連接有共通排氣管線61a，且該共通排氣管線61a係例如管路之前端從外腔室21a之底面往上方突出，而同樣從外腔室21a之底面往排水管線56a排出的排液不會往共通排氣管線61a側流入。共通排氣管線61a之下游側連接著：含IPA之水氣的氣流的排氣對象即有機物排氣管線62、含SC1液之水氣的氣流的排氣對象即鹼性排氣管線63、含DHF液之水氣的氣流的排氣對象即酸性排氣管線64。各該排氣管線62、63、64可利用切換部即切換閥611對共通排氣管線61a進行切換而連接。又，各排氣管線62、63、64設有排氣風扇621、631、641，形成從外腔室21a內進行排氣的動力源。
同樣於圖5所示之排氣系統的情形，各數字符號後標註有「b」之附加字的構成要素與標註有對應之數字符號的液體處理模組2a之構成要素具有相同構造、功能。又，未標註有「a、b」之附加字的有機物排氣管線62、鹼性排氣管線63、酸性排氣管線64及各切換閥611、各排氣風扇621、631、641相當於本實施形態之液體處理模組2a、2b的共通設施系統。另外，該等共通設施系統同樣切換成液體處理模組2a側與液體處理模組2b側而使用，並不同時使用，例如各排氣風扇621、631、641的容量或排氣管線62、63、64的配管徑為滿足例如液體處理模組2a、2b之1個模組量之最大負載的容量。
回來說明液體處理裝置1整體，如圖1、圖4、圖5所示，該液體處理裝置1連接有控制部7。控制部7由例如具備未圖示之CPU與記憶體的電腦構成，且記憶體儲存著組合有該液體處理裝置1之作用，亦即將晶圓W送入至各液體處理模組2內，並對晶圓固持機構23a、23b所固持之晶圓W施加液體處理後，到乾燥、送出為止之動作的控制等之步驟(命令)群的程式。該程式存放於例如硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡等之記憶媒體，並由此安裝到電腦。
在此，依本實施形態的液體處理裝置1為避免先前技術中所說明對各共有群組20內之共通設施系統的負載集中，因此控制成僅於液體處理模組2a、2b之任一邊使用各共通設施系統，並不同時使用。為實現此種控制，圖1、圖4、圖5所示之控制部7以不待一個液體處理模組2a、2b之處理結束，就將晶圓W送入至與該液體處理模組2a、2b共有共通設施系統的另一液體處理模組2b、2a，並於一個液體處理模組2a、2b之處理結束後開始另一液體處理模組2b、2a之處理的方式，令第2運送機構141及各切換閥300、312、511、611等動作。切換閥300、312、511、611使共通設施系統，即各種供給部31、32、33、34及排放液管線53、54、55、排氣管線62、63、64連接於液體處理模組2a側、液體處理模組2b側之任一邊，或者可切換成從任一個液體處理模組2a、2b均分開的狀態。
在此，控制部7因應各液體處理模組2a、2b內所實行之處理的種類而將化學藥液供給系統及排液系統、排氣系統切換成圖6所示的切換對象。各液體處理模組2(2a、2b)中，重複進行送入晶圓(P1)→鹼性化學藥液處理(P2)→沖洗清洗(P3)→甩乾(P4)→酸性化學藥液處理(P5)→沖洗清洗(P6)→IPA乾燥(P7)→更換晶圓(P8)之各動作(以下，以P2~P8之一連串處理為1循環，且僅於第1次循環實行晶圓之送入(P1))，並因應該等動作而切換化學藥液供給系統及排液系統、排氣系統。
也就是說，化學藥液供給系統以鹼性化學藥液處理(P2)時對晶圓W之頂面側、底面側兩邊供給SC1液，沖洗清洗(P3、P6)時供給純水，酸性化學藥液處理(P5)時供給DHF液，並且IPA乾燥(P7)時對晶圓W之頂面供給IPA的方式切換各共通設施系統。
又，排液系統以鹼性化學藥液處理(P2)時成為鹼性排放液管線54，酸性化學藥液處理(P5)時成為酸性排放液管線55，IPA乾燥(P7)時及其後的晶圓之更換(P8)時成為有機物排放液管線53的方式切換各共通設施系統。又，沖洗清洗(P3、P6)時及通常之甩乾(P4)時令內杯體22a下降到退避位置，藉此實行往排水管線56a、56b的排液。又此時，排液管線51a、51b之連接對象形成連接於例如前一個處理中所切換之排放液管線54、55的狀態。
另外，排氣系統以鹼性化學藥液處理(P2)～甩乾(P4)的期間成為鹼性排氣管線63，酸性化學藥液處理(P5)～沖洗清洗(P6)的期間成為酸性排氣管線64，IPA乾燥(P7)～晶圓之更換(P8)的期間成為有機物排氣管線62的方式切換各共通設施系統。各該共通設施系統的切換時間點事先儲存於控制部7之記憶部內以作為例如液體處理裝置1之化學藥液處理的處理處方。
再來說明依具備以上所說明構成之本實施形態的液體處理裝置1的作用。當液體處理裝置1開始進行液體處理時，第1運送機構121從載具載置部11所載置的載具C取出晶圓W，依序載置到傳遞部13內的傳遞棚架131。第2運送機構141依據如圖7所示的處理計畫，首先進入「群組1之模組1」，例如圖4、圖5所示的液體處理模組2a內，將晶圓W傳遞至晶圓固持機構23a(P1)。第2運送機構141從傳遞棚架131取出晶圓W，到結束送入晶圓W至液體處理模組2a內為止的所需時間為後段之各液體處理等待不出現等待時間之程度的時間。
當結束送入晶圓W至液體處理模組2a內後，令噴嘴臂24a移動到晶圓W中央側的上方位置，使內杯體22a上升到處理位置，而一面利用晶圓固持機構23a使晶圓W以例如10rpm～30rpm左右之旋轉速度旋轉，一面從SC1供給部33對該晶圓W之頂面側及底面側供給SC1液。藉此，在晶圓W之頂、底面形成化學藥液之液膜以進行鹼性化學藥液清洗(P2)。此時如圖6所示，液體處理模組2a之排液系統連接於鹼性排放液管線54，並且排氣系統連接於鹼性排氣管線63，內杯體22a所擋住的SC1液被排往鹼性排放液管線54，並且含SC1液之水氣的氣流被排往鹼性排氣管線63。鹼性化學藥液清洗所需的時間為例如60秒。
第2運送機構141一面與該模組1之動作並行，一面以事先設定的順序依序往其他液體處理模組2送入晶圓W。此時，第2運送機構141以「群組2之模組3→群組3之模組5→群組4之模組7→...」的方式將晶圓W送入至各共有群組20之一邊的液體處理模組2a。然後，於各個液體處理模組2a，依照晶圓W送入完成的順序，在該等液體處理模組2a並行實施鹼性化學藥液清洗，但就各共有群組20而言，係僅於一邊的液體處理模組2a進行鹼性化學藥液清洗。
當「群組1之模組1」結束鹼性化學藥液清洗時，內杯體22a移動至退避位置，並且將對噴嘴臂24a及晶圓固持機構23a之化學藥液供給路徑231a的化學藥液供給系統切換成純水供給部34以對晶圓W之頂面側、底面側供給純水，藉此實行去除晶圓W表面之SC1液的沖洗清洗(P3)，接著於停止對晶圓W供給純水後，將晶圓W之旋轉速度提高到例如2000rpm，實行晶圓W的甩乾(P4)。
於該等處理時，液體處理模組2a之排液系統連接於鹼性排放液管線54，所灑落至內杯體22a之沖洗後的純水被排往鹼性排放液管線54，並且外腔室21a所擋住之沖洗後的純水從排水管線56a被排出。又，排氣系統連接於鹼性排氣管線63，含沖洗後之純水之水氣的氣流被排往鹼性排氣管線63。沖洗清洗及甩乾所需的時間合計為例如30秒。又，「群組2之模組3→群組3之模組5→群組4之模組7→...」同樣依序實行該等沖洗清洗、甩乾係如圖7所示。此時，也可在噴嘴臂24a及晶圓固持機構23a之化學藥液供給路徑231a設置氮氣的供給系統，於實行甩乾時對晶圓W表面吹附氮氣以促進晶圓W乾燥。
如此於「群組1之模組1」實行沖洗清洗、甩乾，在例如緊接於結束甩乾之前的時間點，如圖7所示，第2運送機構141往「群組1之模組2」即例如液體處理模組2b送入晶圓W。然後，結束「模組1」側的甩乾，在開始後續酸性化學藥液處理的時間點將SC1供給部33、鹼性排放液管線54、鹼性排氣管線63之連接對象切換成液體處理模組2b側，以開始「模組2」的鹼性化學藥液清洗。
又，其他共有群組20同樣以「群組2之模組4→群組3之模組6→群組4之模組8→...」的方式送入晶圓W，並在各共有群組20之一邊的液體處理模組2a結束甩乾的時間點，將SC1供給部33、鹼性排放液管線54、鹼性排氣管線63之連接對象切換成液體處理模組2b側，於各個液體處理模組2b開始鹼性化學藥液清洗。如此由於各共有群組20中結束一邊之液體處理模組2a的鹼性清洗之後，再開始另一邊之液體處理模組2b的鹼性清洗，因此能以不集中負載的方式令共通設施系統，即SC1供給部33、鹼性排放液管線54、鹼性排氣管線63運轉。
回來說明「群組1之模組1」的動作，於結束甩乾後，再度使內杯體22a上升到處理位置，並將對噴嘴臂24a及晶圓固持機構23a之化學藥液供給路徑231a的化學藥液供給系統切換成DHF供給部32後，一面以例如10rpm~30rpm之程度使其旋轉，一面對晶圓W之頂、底面供給DHF液。藉此，在該等面形成DHF液之液膜，進行酸性化學藥液處理(P5)。然後，經過既定時間後，使內杯體22a下降到退避位置，將化學藥液供給系統切換成純水供給部34以進行沖洗清洗(P6)。酸性清洗所需的時間為例如60秒，沖洗清洗所需的時間為例如30秒。
此時，如圖6所示，液體處理模組2a之排液系統連接於酸性排放液管線55，又排氣系統連接於酸性排氣管線64，而酸性化學藥液清洗時內杯體22a所擋住的DHF液被排往酸性排放液管線55，另一方面，含DHF液之水氣的氣流被排往酸性排氣管線64。又，沖洗清洗時，所灑落至內杯體22a之沖洗後的純水被排往酸性排放液管線55，又外腔室21a所擋住之沖洗後的純水從排水管線56a被排出，並且含沖洗後之純水之水氣的氣流被排往酸性排氣管線64。
然後，如圖7所示，同樣於「群組2之模組3→群組3之模組5→群組4之模組7→...」依序進行該酸性化學藥液清洗，並且於另一邊的「群組1之模組2→群組2之模組4→群組3之模組6→...」並行而依序實行鹼性化學藥液清洗、沖洗清洗及甩乾。
然後，結束「群組1之模組1」的酸性化學藥液處理、沖洗清 洗，在處理切換成IPA乾燥的時間點，「群組1之模組2」即液體處理模組2b結束鹼性化學藥液處理後的沖洗清洗及其甩乾，並開始酸性化學藥液處理。於是，由於將直到緊接於該時間點之前所連接於液體處理模組2a側的酸性排放液管線55、酸性排氣管線64之連接對象切換成液體處理模組2b側，並重新將IPA供給部31、有機物排放液管線53、有機物排氣管線62連接於液體處理模組2a側以開始進行IPA乾燥，因此同樣此時共通設施系統的負載分散。
然後，其他共有群組20同樣以「群組2之模組3→群組3之模組5→群組4之模組7→...」的順序在處理從沖洗清洗切換成IPA乾燥的時間點以「群組2之模組4→群組3之模組6→群組4之模組8→...」的順序開始進行酸性化學藥液清洗，分散共通設備系統的負載。
然後，於「群組1之模組1」內杯體22a上升到處理位置，並一面對晶圓W之頂面供給IPA，一面使晶圓W以例如2000rpm左右的轉速旋轉，藉此實行利用IPA之揮發性的IPA乾燥，完全去除晶圓W表面所殘留之沖洗後的純水(P7)。之後，使內杯體22a退避到退避位置，以第2運送機構141送出處理後的晶圓W，並將新的晶圓W送入至液體處理模組2b內(P8)。
於該等處理時，液體處理模組2a之排液系統連接於有機物排放液管線53，所灑落至內杯體22a的IPA被排往有機物排放液管線53，並且排氣系統連接於有機物排氣管線62，含IPA的氣流被排往有機物排氣管線62。IPA乾燥所需的時間為例如45秒，晶圓之更換為數秒左右，比起各液體處理可在充分短的時間內結束。
然後，同樣「群組2之模組3→群組3之模組5→群組4之模組7→...」於進行IPA乾燥、晶圓之更換後，各共有群組20之一邊的液體處理模組2a開始進行下一循環的鹼性化學藥液處理(P2)。
另一方面，各共有群組20之另一邊的液體處理模組2b以「群組1之模組2→群組2之模組4→群組3之模組6→...」的順序實 施酸性化學藥液處理(P5)、沖洗清洗(P6)，而此時對側的液體處理模組2a實行下一循環的鹼性化學藥液清洗，同樣此時液體處理模組2a、2b的共通設施系統連接於不同的連接對象，而負載不集中。
然後，各共有群組20之另一邊的液體處理模組2b也結束IPA乾燥，並於更換晶圓W以開始下一循環之鹼性化學藥液處理的時間點，對側之各液體處理模組2a結束先行的下一循環之鹼性化學藥液清洗後的沖洗清洗、甩乾，並開始進行酸性化學藥液清洗。如上述，本實施形態之液體處理裝置1中，各共有群組20之液體處理模組2a、2b的一連串的液體處理循環以負載不集中而各共通設施系統能以最大在1個模組量之負載進行運轉的方式實行液體處理。
結束液體處理，並從各液體處理模組2所取出的晶圓W由第2運送機構141輸送至傳遞棚架131後，由第1運送機構121取出以收納至載具載置部11的載具C內。藉由連續進行該等動作，液體處理裝置1可一面於各液體處理模組2並行而實行液體處理，一面清洗複數片晶圓W。
依本實施形態之液體處理裝置1，有以下的效果。液體處理裝置1由於複數個液體處理模組2a、2b共有化學藥液之供給及排液、處理模組內之排氣所使用的設施系統(各化學藥液供給部31~34、排放液管線53~55、排氣管線62~64及排氣風扇621、631、641等)，並且調整各液體處理模組2a、2b之處理的實行時間點以使共有該等共通設施系統的兩液體處理模組2a、2b不同時實行相同的處理，因此可抑制共通設施系統所需的最大容量。其結果，可貢獻於設備費用的低廉化及省能源化，並且也可減少該液體處理裝置1對工廠所要求之設計上的負載。
在此，圖7所示的處理計畫已揭示例如鹼性化學藥液處理及其後之沖洗清洗、甩乾所需時間(例如合計90秒)，與酸性化學藥液處理及其後之沖洗清洗所需時間(例如合計90秒)一致的例子。相對於此，圖8揭示例如酸性化學藥液處理所需時間比鹼性化學藥液處理長例如10秒左右，上述處理時間不一致之情形的處理計 畫的例子。
就例如群組1之模組1及模組2而言，與本例中上述圖7所示處理計畫相同，處理計畫設計成：與模組1側開始酸性化學藥液處理之時間點的同時，模組2側開始鹼性化學藥液處理時，在模組2側結束鹼性化學藥液處理後之甩乾的時間點，模組1側尚未結束酸性化學藥液處理後之沖洗清洗。因此，當模組2側開始酸性化學藥液清洗時，變得共通設施系統即酸性排放液管線55及酸性排氣管線64、排氣風扇641同時承受模組1、2之2個模組量的負載。
因此，圖8所示之處理計畫中，藉由令將晶圓W送入至模組2側的時間點延後，以使得模組1側結束酸性化學藥液處理後之沖洗清洗的時間點，與模組2側結束鹼性化學藥液處理後之甩乾的時間點一致，藉此迴避共通設施系統的負載集中。
又此時，也可不進行晶圓W之送入時間點的調整，而如圖9所示，於模組2側結束晶圓W的送入動作後設置等待時間，藉此使模組1側之酸性化學藥液處理後的沖洗清洗與模組2側之酸性化學藥液處理不重疊。
如此藉由延後晶圓W的送入時間點，或者適當設置等待時間，即使在運送計畫進行各種變更的情形也可迴避共通設施系統的負載集中。
而且，迴避同一群組內之共通設施系統之負載集中的方法不限於如使用圖8及圖9所說明，調整晶圓W之送入送出動作或處理之實行時間點以使「鹼性化學藥液處理」及「酸性化學藥液處理」等包含於一連串之液體處理步驟的各處理不重疊的方法。也可將例如圖6所示鹼性化學藥液處理(P2)~IPA乾燥(P7)之一連串的處理整體視為一個「液體處理」，並如圖10所示地調整例如晶圓W之送入送出時間點以使該液體處理整體之實行時間點於同群組內的模組2之間不重疊。圖10所示之例中，以影線塗滿的區域表示上述液體處理整體，空白區域為等待時間。此例中，產生2個模組2之晶圓W的送入送出動作重疊的時間點，但此時若能在 液體處理裝置1之運送路徑142設置例如2組第2運送機構141即可。又，本例也可事先將晶圓W送入至模組2內，調整液體處理整體的實行開始時間點，藉此迴避共通設施系統的負載集中，係屬當然。
又，液體處理裝置1所包含之液體處理模組2的數目不限於如圖2所示地設置6群包含2個液體處理模組2之共有群組20的情形，若具備k組(k為2以上之自然數)包含n個(n為2以上之自然數)液體處理模組2之共有群組20即可。
例如圖11所示之液體處理部14作為具備2組包含3個液體處理模組2之共有群組20的模組群而構成，例如此時如圖12所示地調整對各模組的送入時間點，藉此可以最大負載為液體處理模組2之1個模組量的方式分散各共通設施系統之負載而進行運轉。在此，圖11及圖12顯示使液體處理裝置1內所實行的處理一般化，而實行例如「第1處理~第3處理」的3種處理，並且該等3個處理於3個模組2間切換共通設施系統的情形。
又，圖13所示之處理計畫係圖11所示之液體處理部14的各共有群組20以共通設施系統之最大負載為液體處理模組2之2個模組量的方式構成時的例子，此時比起圖12所示之處理計畫可於每單位時間處理更多的晶圓W。一般而言，包含n個液體處理模組2的共有群組20藉由採用共通設施系統之最大負載為m個模組量(m為小於n之自然數)的處理計畫，藉此可得到共通設施系統之負載的平準化效果。圖12所示之例也產生2個模組2之晶圓W的送入送出動作重疊的時間點，但若能設置例如2組第2運送機構141即可，此係與圖10所示之例相同。
又，上述各實施形態已揭示鹼性化學藥液處理後之沖洗清洗及甩乾、酸性化學藥液清洗後之沖洗清洗中排液系統及排氣系統分別採用鹼性排放液管線54及鹼性排氣管線63、或者酸性排放液管線55及酸性排氣管線64的例子，但也可設置該等沖洗清洗、甩乾專用的排液系統、排氣系統。此時，圖7所示之處理計畫中，不待例如模組1側之鹼性化學藥液處理後的甩乾結束，而在已結 束該鹼性化學藥液處理的時間點模組2即可開始進行鹼性化學藥液清洗。
加上，上述實施形態已揭示僅在排氣管線62、63、64設有排氣風扇621、631、641的例子，但也可在圖4所示各排放液管線53、54、55之下游設置用以排出所排出至該等排放液管線53、54、55之排液的泵。此時同樣藉由適用本發明，可減少該等泵的容量或負載。
又，不在例如各排氣管線62、63、64設置排氣風扇621、631、641，而藉由將該等排氣管線62、63、64連接至例如工廠的共通排氣管線以實行排氣時，共通排氣管線之可收納容量受限的情形同樣藉由適用本發明以抑制對各排氣管線62、63、64所排出的最大負載，而能抑制在共通排氣管線可收納的排氣量。此於從各排放液管線53、54、55介由工廠的共通排液管線實行排液時，共通排液管線之可收納容量受限的情形亦同。
又此時，例如(1)排氣系統之共通設施系統係確保對於各組之共有群組20所設全部液體處理模組2的排氣容量，排液系統之共通設施系統則排液量受限的情形，反之，(2)排液系統之共通設施系統係確保對於各組之共有群組20所設全部液體處理模組2的排液容量，排氣系統之共通設施系統則排氣量受限的情形，同樣可適用本發明。
又，可適用本發明之處理模組不限於上述液體處理模組2，例如在基板表面塗佈處理液以形成塗佈膜的塗佈裝置、於真空環境氣體下將所塗佈之塗佈膜含有的溶劑乾燥的真空乾燥處理裝置、及於進行例如晶圓之液浸曝光前以純水進行刷擦清洗的刷擦清洗裝置等各種處理裝置也可適用。於刷擦清洗裝置的情形，純水相當於處理液。
1．．．液體處理裝置
2、2a、2b．．．液體處理模組
7．．．控制部
11．．．載具載置部
12．．．運送部
13．．．傳遞部
14．．．液體處理部
20．．．共有群組
21a、21b．．．外腔室
22a、22b．．．內杯體
23a、23b．．．晶圓固持機構
24a、24b．．．噴嘴臂
31．．．IPA供給部
32．．．DHF供給部
33．．．SC1供給部
34．．．純水供給部
41a、41b．．．IPA供給中間管線
42a、42b．．．化學藥液供給中間管線
43a、43b．．．頂面側供給管線
44a、44b．．．底面側供給管線
51a、51b．．．排液管線
53．．．有機物排放液管線
54．．．鹼性排放液管線
55．．．酸性排放液管線
56a、56b．．．排水管線
61a、61b．．．共通排氣管線
62．．．有機物排氣管線
63．．．鹼性排氣管線
64．．．酸性排氣管線
121．．．第1運送機構
122．．．第1開口部
131．．．傳遞棚架
132．．．第2開口部
141．．．第2運送機構
142．．．運送路徑
231a、231b．．．化學藥液供給路徑
300‧‧‧切換閥
311‧‧‧質量流量控制器
312‧‧‧切換閥
313‧‧‧IPA供給管線
321‧‧‧DHF供給管線
331‧‧‧SC1供給管線
341‧‧‧純水供給管線
421a、421b、422a、422b‧‧‧質量流量控制器
511、611‧‧‧切換閥
621、631、641‧‧‧排氣風扇
C‧‧‧載具
W‧‧‧晶圓
圖1係顯示依本發明之實施形態的液體處理裝置之整體構成的橫斷俯視圖。
圖2係顯示該液體處理裝置之液體處理部所設液體處理模組之配置狀態的示意圖。
圖3係顯示將該液體處理模組對於每個共通設施系統逐一分群時之狀態的說明圖。
圖4係顯示每個共通設施系統之液體處理模組及該等液體處理模組所設化學藥液供給系統及排液系統之構成的說明圖。
圖5係顯示每個共通設施系統所設排氣系統之構成的說明圖。
圖6係顯示因應各液體處理模組所實行之處理的共通設施系統之連接對象的說明圖。
圖7係顯示該液體處理裝置之各液體處理模組所實行液體處理的處理計劃之一例的說明圖。
圖8係顯示該處理計劃之另一例的說明圖。
圖9係顯示該處理計劃之又另一例的說明圖。
圖10係顯示該處理計劃之變形例的說明圖。
圖11係顯示依另一例之液體處理部所設液體處理模組之配置狀態的示意圖。
圖12係顯示該依另一例之液體處理部的各液體處理模組所實行液體處理的處理計劃之一例的說明圖。
圖13係顯示該依另一例之液體處理部的各液體處理模組所實行液體處理的處理計劃之另一例的說明圖。
圖14係顯示習知的液體處理裝置所實行液體處理之處理計畫的說明圖。
2、2a、2b．．．液體處理模組
7．．．控制部
21a、21b．．．外腔室
22a、22b．．．內杯體
23a、23b．．．晶圓固持機構
24a、24b．．．噴嘴臂
31．．．IPA供給部
32．．．DHF供給部
33．．．SC1供給部
34．．．純水供給部
41a、41b．．．IPA供給中間管線
42a、42b．．．化學藥液供給中間管線
43a、43b．．．頂面側供給管線
44a、44b．．．底面側供給管線
51a、51b．．．排液管線
53．．．有機物排放液管線
54．．．鹼性排放液管線
55．．．酸性排放液管線
56a、56b．．．排水管線
61a、61b．．．共通排氣管線
231a、231b．．．化學藥液供給路徑
300．．．切換閥
311．．．質量流量控制器
312．．．切換閥
313．．．IPA供給管線
321．．．DHF供給管線
331．．．SC1供給管線
341．．．純水供給管線
421a、421b、422a、422b．．．質量流量控制器
511．．．切換閥
W．．．晶圓

Claims (12)

  1. 一種處理裝置，其特徵係包含：處理模組群，將用以對基板分別進行相同處理的多數個處理模組，以n個(n為2以上之自然數)為1組，而分成k組(k為2以上之自然數)所構成；共通設施系統，每個組獨立設置，對於各組之n個處理模組共通化，而其容量容許到m個處理模組的處理(m為小於n之自然數)，且其容量於各組之間相同；運送機構，對該處理模組傳遞基板；及控制部，控制該運送機構使其重複進行將基板依序送入至該處理模組之第1組到第k組的送入動作，且於各組當m個處理模組使用該共通設施系統時，施行如下控制：(1)控制該運送機構，俾於正在使用該共通設施系統之一處理模組的處理結束後，將基板送入至該組之另一處理模組；或(2)控制該處理模組，俾不待該一處理模組的處理結束，就將基板送入至另一處理模組，並且於該一處理模組的處理結束後，開始進行該另一處理模組的處理；且該共通設施系統包含有切換部，該切換部配合該(1)送入基板，或者(2)開始處理，而將該共通設施系統之使用對象從該一處理模組切換到另一處理模組。
  2. 如申請專利範圍第1項之處理裝置，其中，該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係用以排出供給處理液用之環境氣體的排氣系統。
  3. 如申請專利範圍第1項之處理裝置，其中，該處理模組所進行的處理，係更換化學藥液之種類而連續進行複數次對基板供給化學藥液之化學藥液處理的處理，且該共通設施系統係對於化學藥液之每個種類逐一設置，並用以在進行化學藥液處理之間將供給化學藥液用之環境氣體排出的排氣系統。
  4. 如申請專利範圍第3項之處理裝置，其中，該化學藥液處理係用以清洗基板的處理。
  5. 如申請專利範圍第1項之處理裝置，其中，該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係供給處理液的處理液供給系統。
  6. 如申請專利範圍第1項之處理裝置，其中，該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係將從基板飛散或者灑落之排液排出用的排液系統。
  7. 一種處理裝置之運轉方法，係包含下列部分之處理裝置之運轉方法：處理模組群，將用以對基板分別進行相同處理的多數個處理模組，以n個(n為2以上之自然數)為1組，而分成k組(k為2以上之自然數)所構成；及共通設施系統，每個組獨立設置，對於各組之n個處理模組共通化，而其容量容許到m個處理模組的處理(m為小於n之自然數)，且其容量於各組之間相同；該運轉方法的特徵係包含：以運送機構重複進行將基板依序送入至該處理模組之第1組到第k組之送入動作的步驟；及在各組當m個處理模組使用該共通設施系統時，(1)於使用該共通設施系統之一處理模組的處理結束後，將基板送入至該組之另一處理模組，或(2)不待該一處理模組的處理結束，就將基板送入至另一處理模組，並且於該一處理模組的處理結束後開始進行該另一處理模組的處理的步驟；且該共通設施系統包含有切換部，該切換部配合該(1)送入基板，或者(2)開始處理，而將該共通設施系統之使用對象從該一處理模組切換到另一處理模組。
  8. 如申請專利範圍第8項之處理裝置之運轉方法，其中， 該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係用以排出供給處理液用之環境氣體的排氣系統。
  9. 如申請專利範圍第8項之處理裝置之運轉方法，其中，該處理模組所進行的處理係更換化學藥液之種類而連續進行複數次對基板供給化學藥液之化學藥液處理的處理，且該共通設施系統係對於化學藥液之每個種類逐一設置，並且用以於進行化學藥液處理之間排出供給化學藥液用之環境氣體的排氣系統。
  10. 如申請專利範圍第9項之處理裝置之運轉方法，其中，該化學藥液處理係用以清洗基板的處理。
  11. 如申請專利範圍第8項之處理裝置之運轉方法，其中，該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係用以供給處理液的處理液供給系統。
  12. 如申請專利範圍第8項之處理裝置之運轉方法，其中，該處理模組所進行的處理包含對基板供給處理液的處理，且該共通設施系統係用以將從基板飛散或者灑落之排液排出的排液系統。
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