TWI584390B - A substrate processing apparatus, a substrate processing method, and a memory medium - Google Patents

Description

基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體

本發明係關於用以洗淨複數片之基板之後進行乾燥之批量式的基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體。

自以往就以進行半導體晶圓(以下，單稱為「晶圓」)等之基板之洗淨處理等處理的基板處理系統而言，所知的有將25片或50片之晶圓作為1批量而進行處理的批量式之基板處理系統。在如此之基板處理系統中，藉由從一個或兩個之晶圓收納容器取出之晶圓構成1批量，該1批量之晶圓一起被搬運至設置在基板處理系統之處理部的各種基板處理裝置而施予一連串的處理，之後使返回至晶圓收納容器。就以處理部中之一連串之處理的最終工程而言，進行沖洗處理及乾燥處理。

專利文獻1係與本案專利申請相同之申請人所提出之專利申請案，於此記載著連續性進行沖洗處理及乾燥處理之批量式之基板處理裝置。該基板處理裝置具有複數之晶圓被浸漬而進行純水沖洗處理的洗淨槽，和使被設置在該洗淨槽之上方的晶圓乾燥之乾燥室。對從洗淨槽內之純水被拉起之晶圓，晶圓朝向乾燥室移動之時或進入至乾燥室內之後，首先被噴吹當作乾燥氣體之IPA蒸氣，藉此附著於晶圓表面之純水被IPA置換，之後對晶圓噴吹當作惰性氣體之N₂氣體，依此在晶圓表面凝結或被被吸附於晶圓 表面之IPA藉由N₂氣體被除去，晶圓表面均勻被乾燥。再者，專利文獻1記載著將晶圓從洗淨槽搬入至乾燥室之前，以高溫之N₂氣體加熱乾燥室的壁體之後，對乾燥室內供給低溫之N₂氣體而冷卻該內部空間。藉由依循如此之順序，來防止IPA蒸氣朝乾燥室之壁體內表面凝結，並使IPA僅在晶圓表面凝結，使得IPA效率佳地幫助晶圓乾燥，降低微粒水平。但是，即使在記載於專利文獻1之形式的裝置中，也被認為雖然微粒水平在容許範圍內，但是有時有變高之現象。可預測日後將產生更加提升晶圓之潔淨度的要求，期待可以使微粒水平穩定而抑制在較低的技術確立。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-253026號公報

本發眀之目的係提供使微粒水平穩定而抑制在較低的乾燥技術。

本發眀者之研究結果，發現微粒水平之變動依存於乾燥處理時，尤其其開始(即是基板搬入至乾燥室時)之乾 燥室內的溫度。再者，於進行批量式之乾燥處理之時，批量尺寸(一次之處理片數)並非時常為全尺寸(full-size)(例如，50片/一次之處理)，有不得不依存處理行程而變動，例如20片/一處理，時而1片/一處理之情形。本發明者闡明與乾燥室內之溫度不同之溫度(具體而言，較乾燥室內之氛圍溫度低之溫度的常溫)之基板被搬入至乾燥室內之時，基板之溫度變化之舉動因應批量尺寸而有所不同，對應此乾燥氣體朝基板表面上凝結之舉動變化，其結果，導致乾燥氣體之乾燥舉動變化，微粒水平變動。然後，找出藉由將基板搬入乾燥室時之乾燥室內之溫度調整成因應批量尺寸之最佳的溫度(溫度範圍)，使微粒水平穩定並降低之技術。

本發眀係根據上述新穎之見解而創作出。

即是，本發明係提供一種基板處理裝置，屬於批量式的基板處理裝置，具備：洗淨處理部，其具有貯留用以洗淨基板之洗淨液的洗淨槽；和乾燥處理部，其係被設置在上述洗淨槽之上方，上述乾燥處理部具有：乾燥室，其係在其中進行基板的乾燥；基板保持具，其係用以在上述乾燥室內保持基板；乾燥氣體供給手段，其係用以對上述乾燥室內供給由揮發性有機溶劑之蒸氣所構成之乾燥氣體；調溫氣體供給手段，其係用以對上述乾燥室內供給用以調整上述乾燥室內之溫度的加熱用氣體或冷卻用氣體；溫度感測器，其係用以測量上述乾燥室內之溫度；及控制部，其係用以控制上述調溫氣體供給手段之動作，上述控制部 被構成控制上述調溫氣體供給手段，以使根據事先決定之批量尺寸和基板搬入時乾燥室內溫度之關係，設定與在上述乾燥室內下一個被進行的批量處理之批量尺寸對應的基板搬入時乾燥室內溫度，為了下一個被進行的批量處理而基板被搬入至上述乾燥室內之前，上述乾燥室內之溫度成為上述被設定之基板搬入時乾燥室內溫度。

再者，本發明係提供一種基板之批量處理方法，具備：對基板施予沖洗處理之工程；對乾燥室內供給調溫氣體而調整乾燥室內之溫度的工程；將沖洗處理後之基板搬入至溫度被調整之上述乾燥室內之工程；對上述基板供給由揮發性有機溶劑之蒸氣所構成之乾燥氣體，而以上述乾燥氣體置換附著於上述基板之沖洗液的工程；及對上述基板供給惰性氣體，而除去附著於上述基板之乾燥氣體的工程，調整上述乾燥室內之溫度的工程係根據事先決定之批量尺寸，和基板搬入時乾燥室內溫度之關係，將上述乾燥室內之溫度調整成因應在上述乾燥室內下一個被進行之批量處理的批量尺寸而設定的基板搬入時乾燥室內溫度之工程。

並且，本發明係提供一種記憶媒體，記錄有能夠藉由批量式之基板處理裝置之控制電腦而實行的程式，該批量式之基板處理裝置具備：貯留用以洗淨基板之洗淨液的洗淨槽之洗淨處理部，和被設置在上述洗淨槽之上方的乾燥處理部，藉由實行上述程式，上述控制電腦控制上述基板處理裝置而實行基板之批量處理方法，該批量處理方法為 上述的基板之批量處理方法。

若藉由本發明，因藉由將乾燥室內之溫度調整成適合於因應批量尺寸之乾燥處理的溫度之後，將基板搬入至乾燥室，可以使由揮發性有機溶劑之蒸氣所構成之乾燥氣體有效率地且均勻地凝結，故可以提升基板之乾燥效率及乾燥均勻性，不管批量尺寸可使微粒之產生穩定而抑制在低水平。

首先，針對基板處理系統之全體構成使用第1圖予以說明。第1圖所示之基板處理系統係以批量方式進行例如半導體晶圓W(以下，單稱為「晶圓W」)等之基板洗淨(即是，同時洗淨複數片(例如，50片)之晶圓W)。

如第1圖所示般，基板處理系統1係由對以水平姿勢且在上下方向隔著空隙而排列之方式收納複數具體而言例如25片之晶圓W的收納容器C進行搬入搬出或保管之容器搬入搬出區2，和對晶圓W進行使用特定處理液(藥液、沖洗液等)之洗淨處理及洗淨處理後之乾燥處理的洗淨處理區4，和在容器搬入搬出區2和洗淨處理區4之間進行晶圓W之收授的介面區3所構成。

容器搬入搬出區2具有用以載置收納容器C之收納容器搬入搬出站5，和保管收納容器C之收納容器儲存部 6，和搬運收納容器C之收納容器搬運裝置12。在收納容器儲存部6設置有保持收納容器C之複數的收納容器保持構件13。就以收納容器C而言，具體而言，可以使用FOUP。如同在該技術領域中眾所周知般，於FOUP之內壁面設置有各收納一片晶圓W的複數(例如25個)槽部，再者，FOUP之前面藉由蓋體成為能夠開關之晶圓W的搬入搬出口。

在收納容器搬入搬出站5和收納容器儲存部6之間設置有快門14，於收納容器C對收納容器搬入搬出站5進行搬入搬出操作之時開啟快門14，除此以外之時，成為關閉之狀態。

收納容器儲存部6和介面區3之間藉由分隔壁16被分隔，在該分隔壁16於上下兩層形成開口16a、16b(因第1圖為俯視圖，故僅看到一個)。在開口16a、16b之收納容器儲存部6側，以收納容器C之蓋體與開口16a、16b相向之方式上下兩段設置有載置收納容器C之晶圓出入站15。上下兩段之開口16a、16b中，下方之開口16a為用以從收納容器C搬出晶圓W之晶圓搬出用，上方之開口16b為用以將晶圓W搬入至收納容器C之晶圓搬入用。

在晶圓出入站15設置有用以進行被載置至此之收納容器C之蓋體之開關的蓋體開關機構17，藉由該蓋體開關機構17，在收納容器C和分隔壁16密接之狀態下打開蓋體，成為能夠將收納容器C內之晶圓W朝介面區3側 搬出，以及將晶圓W從介面區3側朝空的收納容器C內搬入。

收納容器保持構件13係在壁部16之附近被設置成上下兩層。收納容器儲存部6具有暫時性保管收納洗淨處理前之晶圓W的收納容器C，再者，保管晶圓W被取出而內部成為空的收納容器C之功能。

收納容器搬運裝置12具有多關節構造，藉由其前端之支撐臂12a支撐收納容器C而進行收納容器C之搬運。收納容器搬運裝置12係成為也可能在第2圖之A方向及高度方向移動，可以在收納容器搬入搬出站5、收納容器保持構件13及晶圓出入站15間搬運收納容器C。

在介面區3之下側的開口16a之附近，設置有進行收納容器C內之處理前之晶圓W之檢測的第1檢測部40。再者，在介面區3之上側的開口16b之附近，設置有進行收納容器C內之處理後之晶圓W之檢測的第2檢測部50。該些第1檢測部40及第2檢測部50中之任一者被構成可以藉由複數對之發光元件及受光元件光學性地檢測出收納容器C內之晶圓W之收納片數、收納狀態(各槽部內有無晶圓、晶圓倒塌等)。針對第1檢測部40及第2檢測部50之構成為眾知，針對其詳細構成，請參照與本案申請相同申請人所提出專利申請的專利公開公報日本特開2010-272796號。並且，在如此之收納容器內之晶圓收納狀態之檢測動作也被稱為「晶圓映射」等，就以其具體構成及方法而言所知的有各式各樣，在此可以採用任意 者。

在介面區3各設置有用以進行晶圓W之移載的晶圓移載裝置19，和晶圓搬入搬出部20。

晶圓移載裝置19係用以進行晶圓W相對於位在晶圓出入站15之收納容器C的移載，以及晶圓W對配列部21的移載。晶圓移載裝置19具有多軸臂構造，在其前端具有晶圓保持臂19a，該晶圓保持臂19a係可以保持與能夠收容於收納容器C內之晶圓W相同數量的晶圓W。在晶圓保持臂19a設置有能夠把持晶圓W之把持爪(無圖示)，藉由該把持爪把持晶圓W之狀態下，藉由多軸臂機構，晶圓保持臂19a可以在三次元空間取得任意之位置及姿勢。

晶圓搬入搬出部20具有載置位置20a及卸載位置20b，再者，具有晶圓配列位置21及晶圓搬運裝置22。

晶圓配列裝置21具有將從晶圓移載裝置19被供給之兩個收納容器分，例如50片之未處理之晶圓W配列成收納容器C內中之配列間距之一半的間距(半間距)之第1配列機構21a，和使以半間距被配列之處理完的晶圓W返回至在收納容器C內之配列間距(一般間距)的第2配列機構21b。晶圓配列裝置21也被稱為「間距變換器」等，因在該技術領域中眾所皆知，故省略詳細說明。

晶圓搬運裝置22具有以半間距形成晶圓保持溝之三個吸盤(無圖示)，能夠以半間距保持兩個收納容器分之50片的晶圓W。晶圓搬運裝置22係能夠沿著第1圖中之 箭號B所示之方向在從介面區3延伸至洗淨處理區4之導軌23上移動。晶圓搬運裝置22係在晶圓搬入搬出部20之裝載位置20a接取從晶圓配列裝置21之第1配列機構21a以半間距配列之處理前之晶圓W，沿著導軌23而朝洗淨處理區4移動而將晶圓W朝洗淨處理區4搬入。再者，晶圓搬運裝置22係從洗淨處理區4搬出結束一連串之處理的晶圓W，移動至晶圓搬入搬出部20之卸載位置20b，在此將晶圓W收授至晶圓配列裝置21之第2配列機構21b。

洗淨處理區4具有洗淨區域7、乾燥區域8，和停駐區9。晶圓搬運裝置22係在該些區域間進行晶圓W之收授。

停駐區域9為使下一個施予處理的晶圓W待機的場所。在不進行區域(7、8、9)內及區域間的晶圓搬運之時間帶，下一個被施予處理的晶圓W藉由晶圓搬運裝置22從第1配列機構21a被搬運至停駐區域9。

在洗淨區域7係如第1圖所示般，從停駐區域9側依照第1藥劑槽31、第1水洗槽32、第2藥液槽33、第2水洗槽34、第3藥液槽35、第3水洗槽36之順序被配置。

在第1藥液槽31例如為了進行除去有機性污染或除去表面金屬雜質，貯留被加熱至130℃前後之SPM液(濃硫酸和過氧化氫水之混合溶液)。在第2藥液槽33貯留用以除去微粒等之附著物的藥液，具體而言例如SC-1液 (氨和過氧化氫和水之混合溶液)。在第3藥液槽35貯留有用以蝕刻被形成在晶圓W之表面之氧化膜的蝕刻液，具體而言例如稀氟。就以蝕刻液而言，除了稀氟酸之外，也可以使用氟酸和氟化氨之混合物(緩衝氟酸(BHF))。

在第1~第3水洗槽32、34、36中，各藉由第1~第3藥液槽31、33、35的藥液處理而進行除去附著於晶圓W之藥液及殘渣，使用溢流沖洗、快速排放沖洗等之各種水洗方法。

在第1藥液槽31、第1水洗槽32、第2藥液槽33、第2水洗槽34、第3藥液槽35、第3水洗槽36，各設置有能夠在槽之內部之位置(處理位置)和槽之上方之位置(在晶圓搬運裝置22之間進行晶圓之收授的位置)之間移動的搬運裝置31a、32a、33a、34a、35a、36a。

在乾燥區域8設置有洗淨乾燥裝置60，和洗淨晶圓搬運裝置22之吸盤的吸盤洗淨機構55。

如第2圖所示般，洗淨乾燥裝置60具備有進行晶圓W之洗淨處理的洗淨處理部62，和被設置在洗淨處理部62之上方，進行結束在洗淨處理部62所進行之洗淨處理的晶圓W之乾燥的乾燥處理部61。在所例示之實施型態中，洗淨處理部62係用以對晶圓W僅進行藉由純水(DIW)之沖洗處理者。再者，洗淨乾燥裝置60具備可以保持相當於晶圓搬運裝置22之晶圓可搬片數(在此為50片)之晶圓W的晶圓導件(晶圓保持部)64。晶圓導 件64係藉由升降機構64a，在洗淨處理部62和乾燥處理部61之間移動(升降)自如。在洗淨乾燥裝置60之上方配設有風扇過濾單元(FFU，無圖示)，藉由該風扇過濾單元在洗淨乾燥裝置60被供給著當作下向流的清淨空氣。

洗淨處理部62具有貯留純水之洗淨槽69。藉由將晶圓W浸漬在貯留於該洗淨槽69之純水(DIW)，進行晶圓W之純水沖洗處理(洗淨處理)。

在乾燥處理部61，設置有在內部形成用以收容晶圓W之乾燥室65及乾燥室65的腔室壁67。

洗淨處理部62之洗淨槽69之氛圍(洗淨槽69內及洗淨槽69附近之上方的氛圍)，和乾燥處理部61之乾燥室65內之氛圍，可以藉由在洗淨槽69和乾燥室65之間被配置成在水平方向滑動自如之快門63而成為隔離或連通。快門63係在洗淨處理部62之洗淨槽69進行洗淨處理之時，在洗淨槽69和乾燥室65之間藉由晶圓導件64使晶圓W移動之時，被收容在快門箱66，洗淨槽69之氛圍和乾燥室65之氛圍成為連通狀態。另外，在將快門63配置在乾燥室65之正下方的狀態下，被設置在快門63之上面的密封環63a抵接於腔室壁67之下端，依此乾燥室65之下面開口被氣密封閉。並且，快門63雖然設置在如後述般在洗淨槽69內不僅純水沖洗處理也進行藥液處理之時，洗淨槽69內之氛圍移至乾燥室65內之時產生不理想狀況之可能性時為佳，但是於在洗淨槽69內僅進行純 水沖洗處理之時也可省略。

在乾燥室65之內部，配置有用以將乾燥用之揮發性有機溶劑例如IPA(異丙醇)之蒸氣(乾燥氣體)與惰性氣體例如N₂氣體(氮氣)混合，或單獨地供給至乾燥室65內之流體噴嘴70。在流體噴嘴70連接有配管80，配管80係在途中分歧成配管80a、80b，各連接於N₂氣體供給源91及IPA供給源92。開放被設置在配管80a之開關閥82，並且操作流量控制閥85，依此特定流量之N₂氣體從N₂氣體供給源91被送至加熱器87，在加熱器87將N₂氣體加熱而產生熱N₂氣體。再者，開放被配置在配管80b之開關閥83，並且操作流量控制閥86，依此特定流量之IPA液體從IPA供給源92被送至蒸氣產生器88，藉由IPA之液體在該蒸氣產生器88被加熱，生成IPA蒸氣。熱N₂氣體及IPA蒸氣單獨且在配管80中混合兩者之後，從流體噴嘴70被噴射至乾燥室65內。流體噴嘴70及被配置在配管80(配管80a、80b)之各種機器，為晶圓W之乾燥處理時所使用之「供給由揮發性有機溶劑之蒸氣所構成之乾燥氣體的乾燥氣體供給手段」及「為了除去附著於基板之乾燥氣體供給惰性氣體的惰性氣體供給手段」，並且為了乾燥室65之調溫也為「供給當作調溫氣體之加熱用氣體的調溫氣體供給手段」。

再者，在乾燥室65之內部設置有用以將冷卻N₂氣體(常溫之氮氣)噴射至乾燥室65內之N₂氣體噴嘴71。開放被設置在配管81之開關閥84，並且操作流量控制閥 88，依此從N₂氣體供給源93流出之特定流量之常溫之N₂氣體，從冷卻N₂氣體噴嘴被噴射至乾燥室65內。N₂氣體噴嘴71及被配置在配管81之各種機器為了乾燥室65之調溫為「供給當作調溫氣體之冷卻用氣體之調溫氣體供給手段」。

並且，在圖示之實施型態中，為了供給作為調溫氣體之冷卻用氣體，雖然將N₂氣體噴嘴71及被配置在配管81之各種機器，與流體噴嘴70及被配置在配管80(配管80a、80b)之各種機器另外設置，但是並不限定於此，亦可以將流體噴嘴70及被配置在配管80之各種機器當作供給作為調溫氣體之冷卻用氣體之手段使用。即是，停止從蒸氣產生器88產生有機溶劑蒸氣，並且藉由停止被設置在配管80a之加熱器87，可以從流體噴嘴70將冷卻N₂氣體噴射至乾燥室65內。此時，流體噴嘴70及被設置在配管80之各種機器除了「供給由揮發性有機溶劑之蒸氣所構成之乾燥氣體的乾燥氣體供給手段」、「為了除去附著於基板之乾燥氣體供給惰性氣體之惰性氣體供給手段」以及「供給作為調溫氣體之加熱用氣體的調溫氣體供給手段」之外，也有稱為「供給作為調溫氣體之冷卻用氣體的調溫氣體供給手段」。

再者，在乾燥室65之內部，設置有用以排出乾燥室65內之氛圍的排氣噴嘴72。在該排氣噴嘴72設置有用以進行從乾燥室65內自然排氣之自然排氣管，和用以進行從乾燥室65內強制排氣之強制排氣管。

再者，在乾燥室65之內部，設置有用以檢測乾燥室65內之溫度的溫度感測器94例如熱電偶。溫度感測器94之檢測訊號係藉由變換器95而被變換至溫度訊號。並且，溫度感測器94直接測量的「乾燥室65內之溫度」，典型上為乾燥室65之壁體溫度(最佳為壁體之內表面溫度)。但是，即使溫度感測器94測量乾燥室65內之氛圍溫度亦可，此時藉由實驗事先把握乾燥室65內之氛圍溫度和乾燥室65之壁體溫度之關係，依此可以根據乾燥室65內之氛圍溫度把握乾燥室65之壁體溫度。

洗淨乾燥裝置60係根據該洗淨乾燥裝置60之控制電腦之控制器(控制部)100產生之控制訊號進行動作。控制器100係控制基板處理系統1之所有的功能要素(例如，機械臂12、19、晶圓配列裝置21、晶圓搬運裝置22、各液處理裝置32、34、36、洗淨乾燥裝置60之各種構成零件，例如乾燥室65之開關機構、晶圓導件64之升降機構、各種氣體之供給機構之開關閥82~84、流量控制閥85、86、89、加熱裝置87、蒸氣產生器88等)之動作。控制器100係藉由以例如泛用型電腦當作硬體，和以用以使該電腦動作之程式(裝置控制程式及處理配方等)當作軟體來實現。軟體被儲存於固定性地被設置在電腦之硬碟驅動器等之記憶媒體，或CDROM、DVD、快閃記憶體等之可拆卸地被安裝在電腦的記憶媒體。如此之記憶媒體係以參照符號101表示。處理器(運算部)102因應所需，根據來自無圖示之使用者介面的指示等，從記憶媒體 101叫出特定之處理配方而予以實行，依此在控制器101之控制下，基板處理系統1之各功能要素動作而進行特定處理。

針對控制器100之構成中，與洗淨乾燥裝置60之動作關連之部分，參照第3圖以下進行說明。控制器100具有批量尺寸取得部103。批量尺寸取得部103係從設置有基板處理系統1之半導體製造工場之主電腦，接收與處理行程有關連的資料，從該資料取得自此藉由洗淨乾燥裝置60所進行之乾燥處理之批量尺寸(每1批量處理的晶圓處理片數)。批量尺寸取得部103係藉由比對上述第1檢測部40之過去的晶圓片數之檢測結果，也可以確認從主電腦取得之晶圓片數之資料是否正確。並且，批量尺寸取得部103即使根據第1檢測部40之過去的晶圓片數之檢測結果，構成取得自此藉由洗淨乾燥裝置60所進行之乾燥處理之批量尺寸亦可。

再者，控制器100具有決定各對應於各種批量尺寸之最適合的乾燥室65內之搬入時溫度的搬入時溫度資料庫104。批量尺寸和搬入時溫度之關係係藉由實驗事先求出每批量尺寸微粒量變得最少的搬入時溫度，將此以表的形式或公式的形式(搬入時溫度T=f(N)，但N為批量尺寸)來表現。第3圖係表示以表的形式所記載之搬入時溫度資料庫104。在第3圖中，雖然表示各對應於批量尺寸1片、5片、25片、50片之搬入時溫度(在第3圖中之區塊104內之表的右欄表示「腔室內溫度」)，但是實際上 對應於1片~50片之各批量尺寸而各決定搬入時溫度。一般而言，搬入時溫度因應批量尺寸之增大而單調增加，通常「批量尺寸為N時之搬入時溫度」<「批量尺寸為N+1之時的搬入時溫度」之關係成立。並且，在批量尺寸和搬入時溫度之間成立上述般之關係的理由，雖然還沒完全地被闡明，但是發明者有如下述般之想法。即是，可想當搬入時溫度較最佳值低時，冷(常溫之)晶圓W被搬入之時被晶圓奪得熱的腔室壁內面之溫度變低，其結果，凝結在腔室壁內面上之IPA(乾燥氣體)之量增加，在晶圓W上不凝結充分之量的IPA，因此容易產生微粒者。另外，可想當搬入時溫度高於最佳值之時，IPA充分凝結於晶圓W上之前晶圓面內之水分乾燥，其結果產生水印，容易產生微粒者。並且，每批量尺寸之搬入溫度之最佳值，係因應乾燥室65之容積、腔室壁67之熱容量等而變化。

控制器100又具有搬入時溫度設定部105，該搬入時溫度設定部105係參照搬入時溫度資料庫104而決定適合藉由批量尺寸取得部103辨識到之批量尺寸的乾燥室65內之搬入時溫度，將所決定之溫度當作目標值而予以設定。並且，批量尺寸取得部103、搬入時溫度資料庫104及搬入時溫度設定部105係可以藉由被記憶媒體101所記憶的程式及處理器102、記憶體(無圖示)等所構成之電腦硬體來實現。並且，針對第3圖中所示之調溫時間算出部106於後述。

接著，針對基板處理系統1之動作予以說明。

首先，將收納有特定片數(在此設為25片)之晶圓W的收納容器C載置在收納容器搬入搬出站5。然後，藉由收納容器搬運裝置12將收納容器搬入搬出站5上之收納容器C搬運至搬入用之晶圓出入站15。並且，即使於重複搬運複數之收納容器C之時，因應所需暫時保管後對收納容器儲存部6之收納容器保持構件13進行搬運亦可。接著，針對被載置在晶圓出入站15之收納容器C，藉由蓋體開關機構17，開鎖而打開蓋體，接著藉由第1檢測部40，經壁部16之開口16a而進行收納容器C內之晶圓W之檢測。

第1檢測部40進行收納容器C內之晶圓W之檢測之後，將晶圓移載裝置19之晶圓保持臂19a經開口16a插入至晶圓出入站15上之收納容器C內而取出晶圓W，收授至配列部21之第1配列機構21a。與該動作同時，藉由蓋體開關機構17，在取出晶圓出入站15上之晶圓W之後的收納容器C安裝蓋體，接著將其收納容器C藉由收納容器搬運裝置12搬運至任一的收納容器保持構件13。再者，在該動作之間，下側門70返回至封閉開口16a之位置。

之後，藉由收納容器搬運裝置12將收納容器搬入搬出站5上之下一個的收納容器C(在此，設為收納有25片之晶圓W)搬運至搬入用之晶圓出入站15。接著，針對被載置在晶圓出入站15之收納容器C，藉由蓋體開關機構17，開鎖而打開蓋體，接著藉由第1檢測部40，經 壁部16之開口16a而進行收納容器C內之晶圓W之檢測。然後，藉由晶圓移載裝置19之晶圓保持臂19a，取出其收納容器C內之晶圓W，收授至第1配列機構21a。此時，在第1配列機構21a中，成為以半間距保持50片之晶圓W之狀態，將此收授至晶圓搬運裝置22。

接著，將如此被收授至晶圓搬運裝置22之兩個收納容器分之晶圓W匯集搬運至洗淨處理區4，進行一連串之洗淨處理。

此時，晶圓W首先藉由晶圓搬運裝置22，被搬運至第1藥液槽31之上方之位置，在此被收授至搬運裝置31a，在第1藥液槽31內接受藥液處理。之後，晶圓W藉由搬運裝置31a被提拉至第1藥液槽31之上方的位置，在此被收授至晶圓搬運裝置22。接著，晶圓W藉由晶圓搬運裝置22，被搬運至第1水洗槽32之上方之位置，在此被收授至搬運裝置32a，在第1水洗槽32內接受沖洗處理。同樣，晶圓W依序在第2藥液槽33、第2水洗槽34、第3藥液槽35、第3水洗槽36中接受特定之液處理。

結束在洗淨區域7進行的洗淨處理之晶圓W，被收授至晶圓搬運裝置22之後，被搬入至乾燥區域8之洗淨乾燥裝置60，依序被施行沖洗處理(洗淨處理)及乾燥處理。

以下，針對在洗淨乾燥裝置60中被實行之一連串之作用，也一起參照第4圖之流程圖而予以說明。

最初，在使晶圓導件64位於乾燥處理部61之乾燥室65內之狀態下，使乾燥處理部61之乾燥室65成為開啟狀態，從晶圓搬運裝置22將50片之晶圓W交給晶圓導件64。接著，使晶圓導件64下降，而使保持之晶圓W浸漬於貯留於洗淨槽69之純水，之後關閉快門63。一面對洗淨槽69供給純水而從洗淨槽69進行純水溢流，一面進行晶圓W之純水沖洗洗淨處理(以上，步驟1)。

於關閉快門63之後，立即開始乾燥室65之調溫。為了調溫，首先控制器100藉由批量尺寸取得部103，從半導體製造工場之主電腦或第1檢測部40之檢測結果之記錄，取得被收容在洗淨槽69之晶圓W之片數(即是批量尺寸)之資料(步驟2)。接著，控制器100係藉由搬入時溫度設定部105，根據搬入時溫度資料庫104設定乾燥室65內之搬入時溫度(基板搬入時乾燥室內溫度)(步驟3)。批量尺寸若成為50片時，如第3圖所示般，搬入時溫度被設定成55℃。並且，上述步驟2、3即使在步驟1之前進行，或與步驟1並行進行亦可。

接著，根據被設定之基板搬入時乾燥室內溫度，進行乾燥室65內之調溫(步驟S4)。為了該調溫，控制器100比較藉由溫度感測器94被檢測出之乾燥室65內溫度(以下，為了方便也稱為「實際溫度Ta」)和藉由搬入時溫度設定部105設定的基板搬入時乾燥室內溫度(以下，為了方便也稱為「設定溫度Ts」)，於實際溫度Ta低於設定溫度Ts之時，藉由從流體噴嘴70將被溫度調整 成例如60~70℃之熱N₂氣體噴射至乾燥室65內，加熱乾燥室65內。於實際溫度Ta大幅度地低於設定溫度Ts之時，即使除了熱N₂氣體之外將例如溫度調整成70~80℃之IPA蒸氣噴射至乾燥室65內亦可。於實際溫度Ta高於設定溫度Ts之時，藉由從N₂氣體噴嘴71將冷卻N₂氣體(常溫(與潔淨室內溫度幾乎相同之溫度)之N₂氣體)噴射至乾燥室65內，冷卻乾燥室65內。乾燥室65內之調溫可以使用一定溫度、一定流量之調溫氣體，使調溫時間變化而進行。但是，實際溫度Ta之調溫速度，因藉由調溫流體(熱N₂氣體、IPA蒸氣)之溫度，藉由流量變化，故也可以藉由流量調整閥85、86之開口度、加熱器87及蒸氣產生器88之加熱溫度、排氣噴嘴72之自然排氣/強制排氣之切換等來進行調整。同樣。實際溫度Ta之降溫速度因藉由調溫流體(冷卻N₂氣體)之流量(溫度常溫定且一定)而變化，故也可以藉由流量調整閥89之開口度、排氣噴嘴72之自然排氣/強制排氣之切換等來進行調整。

當實際溫度Ta成為與設定溫度Ts相同時，或實際溫度Ta和設定溫度Ts之差成為容許範圍內(例如±1℃)時(步驟S5之Yes)，成為乾燥處理之開始準備完整。在該時點，當結束洗淨槽69內之洗淨處理時，立即移行至乾燥處理。在洗淨槽69內之洗淨處理未結束時，一面繼續進行上述調溫操作，一面等待洗淨槽69內之洗淨處理結束，當洗淨槽69內之洗淨處理結束，立即移行至乾燥 處理。

於移行至乾燥處理之時，首先打開隔離乾燥室65和洗淨槽69之間的快門63，對乾燥室65內開始供給被溫度調整至例如70~80℃之IPA蒸氣，而在乾燥室65內及洗淨槽69之上部形成IPA蒸氣氛圍。在該狀態下，使晶圓導件64上升而上升至在乾燥室65內收容晶圓W之位置(步驟S6)。接著，關閉快門63而隔離洗淨槽69和乾燥室65。並且，接著在特定時間持續對腔室65內供給IPA蒸氣。依此，附著於晶圓W之表面的純水被置換成IPA。

當藉由在特定時間供給IPA蒸氣在晶圓W之表面形成IPA之液膜時，停止對腔室65內供給IPA蒸氣，接著進行從晶圓W表面除去IPA。IPA之除去可以藉由對腔室65供給被加熱至例如40~50℃之N₂氣體而使IPA從晶圓W表面發揮、蒸發，之後對腔室65內供給常溫之N₂氣體而將晶圓W冷卻至特定溫度之順序而進行。藉由上述，結束晶圓之乾燥處理(步驟S7)。

結束乾燥處理的晶圓W係藉由晶圓搬運裝置22在以半間距且兩個收納容器分例如50片垂直姿勢被搭載之狀態下被搬運至介面區3之卸載位置20b。

被搬運至卸載位置20b之晶圓W自此兩個收納容器分之晶圓W以半間距原樣地被收授至配列部21之第2配列機構21b。此時，在地2配列機構21b中，進行以標準間距具體而言例如僅以兩個收納容器分保持25片之晶圓 W之狀態的動作。

之後，藉由收納容器搬運裝置12，在搬出用之晶圓出入站15載置空的收納容器C，藉由蓋體開關機構17打開其蓋體。接著，於進行晶圓移載裝置19之準備動作之後，將晶圓保持臂19a插入至配列部21之第2配列機構21b內，取出在垂直姿勢下被保持之狀態的晶圓W。之後，在搬出用之晶圓出入站15上之空的收納容器C，經壁部16之開口16b，插入保持晶圓W之晶圓保持臂19a，在水平姿勢下搬入晶圓W。之後，從收納容器C放出晶圓保持臂19a，接著藉由第2檢測部50經壁部16之開口16b進行收納容器C內之晶圓W之檢測。

藉由第2檢測部50進行收納容器C內之晶圓W之檢測之後，藉由蓋體開關機構17關閉收納容器C之蓋體。之後，收納進行洗淨處理後之狀態之晶圓W的收納容器C，係藉由收納容器搬運裝置12而被搬運至收納容器搬入搬出站5。如上述般，結束基板處理系統1中之一連串處理工程。

若藉由上述實施型態，藉由於晶圓W被搬入至乾燥室65內之前，先將乾燥室65內之溫度調整至因應批量尺寸之適當溫度，可以防止乾燥不均勻，降低微粒附著至晶圓W表面上。

上述實施型態可以如下述般進行改變。

在上述實施型態中，在洗淨處理部62之洗淨槽69內，雖然僅進行純水沖洗處理，但即使附加能夠對洗淨處 理部62供給藥液(例如，DHF、APF、SPM)之構成(藥液供給機構)，使洗淨乾燥裝置60擔任藉由上述第1~第3藥液槽31、33、35所進行的藥液處理之一部分。此時，被搬入至洗淨槽69內之晶圓W至少被施予一種類之藥液處理之後，洗淨槽69內之藥液被置換成純水(DIW)而晶圓W被施予純水沖洗處理，之後，晶圓W被移動至乾燥處理61之乾燥室65內，晶圓W被施予乾燥處理。此時，晶圓W被搬入至洗淨槽69內而快門63被關閉後，將晶圓W從洗淨槽69移至乾燥室65之時，至再次打開快門63之期間的時間變長。依此，可以持有充裕時間進行乾燥室65內之調溫，可以縮小與調溫有關之機構的負擔，再者，可以抑制隨著調溫所產生之費用。例如，可以將熱N₂氣體之溫度抑制成低而抑制電力消耗，並且可以縮小熱N₂氣體(冷卻N₂氣體)之流量，而抑制N₂氣體之消耗，或是不需要為了升溫而使用高價之IPA。

在上述實施型態中，雖然於將晶圓W搬入至洗淨槽69內而關閉快門63之後，開始進行乾燥室65之調溫，但是即使從將晶圓W搬入至洗淨槽69內之前進行乾燥室65之調溫亦可。此時，當晶圓W之搬入時開放乾燥室65時，雖然乾燥室65內之氛圍大多逃逸至外部，但由於具有腔室壁67或某程度之熱容量，故殘留某程度調溫之效果。因此，可以縮短於晶圓W之搬入後進行之調溫所需之時間。上述之順序在實際溫度Ta和設定溫度Ts之差大時進行尤其有幫助。此時，第3圖之流程圖係被變更成步 驟S2→S3→S4→S1→S4(第2次之S4之後與第3圖相同)。

在上述實施型態中，在第4圖之步驟S5中，雖然根據設定溫度Ts和藉由溫度感測器94所檢測出之實際溫度Ta之即時模式下的比較而判斷調溫結束，但並不限定於此。因若知道設定溫度Ts和初期之實際溫度Ta之差，於調溫氣體之所需供給時間可以根據事先實驗所求出之關係由運算求出，故即使以僅該運算求出之所需供給時間供給調溫氣體，進行調溫結束之判斷亦可。運算上述調溫氣體之所需供給時間的手段，係以調溫時間算出部106而表示在第3圖。

並且，於調溫氣體之所需供給時間較洗淨槽69內之洗淨處理時間長之時，因如上述般以從步驟S1之前開始乾燥室65內之調溫為佳，步驟S2及步驟S3係在被施予某批量處理之晶圓W從乾燥室65搬出結束之後，且被施予下一個批量處理之晶圓W被搬入至洗淨槽69內之前，開始為佳。第5圖表示此時之流程，針對與第3圖之流程不同之點，予以簡單說明。在第5圖之流程圖中，因與第3圖相同之步驟號碼表示相同動作，故在以下省略重複說明。在步驟S9中，當算出所需調溫時間(調溫氣體之所需供給時間)時，藉由比較該所需調溫時間和在洗淨槽69內之洗淨處理所需之時間(具體而言，例如從將晶圓W搬入至洗淨槽69並關閉快門63，到為了將晶圓W從洗淨槽69移送至乾燥室65而打開快門65為止之時間)，可 知在將晶圓W搬入至洗淨槽69內之前進行乾燥室65內之調溫是否較為理想(步驟S10)。當所需調溫時間較洗淨處理所需之時間長時，至洗淨處理之結束後調溫完成為止的時間，必需使晶圓W在洗淨槽69內待機。因使晶圓W在洗淨槽69內待機有可能會對生產率造成壞影響，故以避開此為理想。當在步驟S10判斷「為理想(必須)」之時(步驟S10之YES)，將晶圓W搬入至洗淨槽69內之前進行乾燥室65內之調溫(步驟11)。當在步驟S10判定不需要之時(步驟S10之No)，於將晶圓W搬入至洗淨槽69內之前，不進行乾燥室65內之調溫，於將晶圓W搬入至洗淨槽69內之後進行調溫(步驟S4)。

再者，處理行程過程中，在批量處理和批量處理之間有空出比較長的時間之情形。此時，假設乾燥室65內之溫度下降至常溫附近時，因於再度升溫需要比較長的時間，故為了防止此，以乾燥室65內之溫度不會下降至特定溫度以下之方式，使熱N₂氣體流入加熱用流體也為理想。

在上述實施型態中，雖然將被設置成朝向被收容於乾燥室65內之晶圓W供給氣體之流體噴嘴70及N₂氣體噴嘴71，也使用於乾燥室65之調溫，但是為了有效率地加熱、冷卻腔室壁67，即使另外設置朝向腔室壁67噴吹氣體之一個或複數之噴嘴亦可。如此對噴嘴供給氣體之機構，即使與對流體噴嘴70及N₂氣體噴嘴71供給氣體之機構相同亦可，即使為不同亦可。

在上述實施型態中，於冷卻乾燥室65內之時，雖然從N₂氣體噴嘴71將常溫(與潔淨室內溫度幾乎相同之溫度)之N₂氣體供給至乾燥室內，但是即使從另外之N₂氣體供給噴嘴經冷卻機構而將冷卻之N₂氣體供給至乾燥室65內亦可。

61‧‧‧乾燥處理部

62‧‧‧洗淨處理部

65‧‧‧乾燥室

69‧‧‧洗淨槽

71‧‧‧基板保持具(晶圓導件)

70、80、83、86、92‧‧‧乾燥氣體供給手段、調溫氣體 供給手段

70、80、82、85、87、91‧‧‧調溫氣體供給手段

71、81、84、89、93‧‧‧惰性氣體供給手段、調溫氣體供給手段

94‧‧‧溫度感測器

100‧‧‧控制部(控制器、控制電腦)

101‧‧‧記憶媒體

第1圖為表示包含當作基板處理裝置之洗淨乾燥裝置的基板處理系統之構成之構略的概略俯視圖。

第2圖為表示洗淨乾燥裝置之構成的縱剖面圖。

第3圖係表示控制器中關於搬入時溫度設定之部分之構成的圖示。

第4圖為洗淨乾燥裝置中被實施之一連串的工程之一例的流程圖。

第5圖為洗淨乾燥裝置中被實施之一連串的工程之其他例的流程圖。

Claims (6)

1. 一種基板處理裝置，屬於批量式之基板處理裝置，具備：洗淨處理部，其具有貯留用以洗淨基板之洗淨液的洗淨槽；和乾燥處理部，其係被設置在上述洗淨槽之上方，上述乾燥處理部具有：乾燥室，其係在其中進行基板的乾燥；基板保持具，其係用以在上述乾燥室內保持基板；乾燥氣體供給手段，其係用以對上述乾燥室內供給由揮發性有機溶劑之蒸氣所構成之乾燥氣體；調溫氣體供給手段，其具有對上述乾燥室內供給用以調整上述乾燥室內之溫度的加熱用氣體之加熱用氣體供給手段，和對上述乾燥室供給用以調整上述乾燥室內之溫度的冷卻用氣體之冷卻用氣體供給手段；溫度感測器，其係用以測量上述乾燥室內之溫度；及控制部，其係用以控制上述調溫氣體供給手段之動作，上述控制部被構成控制上述調溫氣體供給手段，以使根據事先決定之批量尺寸和基板搬入時乾燥室內溫度之關係，即是「批量尺寸為N時之搬入時溫度」<「批量尺寸為N+1之時的搬入時溫度」之關係，設定與在上述乾燥室內下一個被進行的批量處理之批量尺寸對應的基板搬入時乾燥室內溫度，為了下一個被進行的批量處理而基板被搬 入至上述乾燥室內之前，上述乾燥室內之溫度成為上述被設定之基板搬入時乾燥室內溫度，此時，上述控制部係在藉由上述溫度感測器被測量出的上述乾燥室內之溫度高於上述被設定之基板搬入時乾燥室內溫度之情況下，藉由上述冷卻用氣體供給手段對上述乾燥室內供給冷卻用氣體，在藉由上述溫度感測器被測量出的上述乾燥室內之溫度低於上述被設定之基板搬入時乾燥室內溫度之情況下，藉由上述加熱用氣體供給手段對上述乾燥室內供給加熱用氣體。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之基板處理裝置，其中又具備有惰性氣體供給手段，該惰性氣體供給手段係用以對上述乾燥室內供給用以除去附著於基板之上述乾燥氣體的惰性氣體，上述乾燥氣體供給手段及上述惰性體供給手段之至少一方構成上述調溫氣體供給手段之至少一部分。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之基板處理裝置，其中上述控制部被構成根據藉由上述溫度感測器所測量之上述乾燥室內之實際溫度，和被設定之基板搬入時乾燥室內溫度之差，算出調溫所需之時間，並根據此決定調溫之開始時點。
4. 一種基板之批量處理方法，具備：對基板施予沖洗處理之工程； 對乾燥室內供給調溫氣體而調整乾燥室內之溫度的工程；將沖洗處理後之基板搬入至溫度被調整之上述乾燥室內之工程；對上述基板供給由揮發性有機溶劑之蒸氣所構成之乾燥氣體，而以上述乾燥氣體置換附著於上述基板之沖洗液的工程；及對上述基板供給惰性氣體，而除去附著於上述基板之乾燥氣體的工程，調整上述乾燥室內之溫度的工程係根據事先決定之批量尺寸，和基板搬入時乾燥室內溫度之關係，即是「批量尺寸為N時之搬入時溫度」<「批量尺寸為N+1之時的搬入時溫度」之關係，將上述乾燥室內之溫度調整成因應在上述乾燥室內下一個被進行之批量處理的批量尺寸而設定的基板搬入時乾燥室內溫度之工程，調整上述乾燥室內之溫度的工程具有：測量上述乾燥室內之溫度的工程；和被測量出的上述乾燥室內之溫度高於被設定之基板搬入時乾燥室內溫度之情況下，對上述乾燥室內供給冷卻用氣體，在被測量出的上述乾燥室內之溫度低於被設定之基板搬入時乾燥室內溫度之情況下，對上述乾燥室內供給加熱用氣體之工程。
5. 如申請專利範圍第4項所記載之基板之批量處理方法，其中將上述乾燥氣體及上述惰性氣體之至少一方當作調溫 氣體而予以利用。
6. 一種記憶媒體，記錄有能夠藉由批量式之基板處理裝置之控制電腦而實行的程式，該批量式之基板處理裝置具備：貯留用以洗淨基板之洗淨液的洗淨槽之洗淨處理部，和被設置在上述洗淨槽之上方的乾燥處理部，藉由實行上述程式，上述控制電腦控制上述基板處理裝置而實行基板之批量處理方法，上述基板之批量處理方法為申請專利範圍第4或5項所記載之基板之批量處理方法。