TWI680811B

TWI680811B - 沖洗槽及使用該沖洗槽之基板洗淨方法

Info

Publication number: TWI680811B
Application number: TW108108681A
Authority: TW
Inventors: 関本雅彦; 横山俊夫; 小林賢一; 赤澤賢一
Original assignee: 日商荏原製作所股份有限公司
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2020-01-01
Also published as: TWI664030B; TW201922366A; JP2016051858A; US20160059271A1; KR20160026724A; TW201609278A; US10160013B2; JP6386307B2

Abstract

本發明提供一種可簡化沖洗液之排出構造的沖洗槽。

沖洗槽具備：用於貯存沖洗液之內槽1；接受從內槽1溢流之沖洗液的溢流槽2；用於堵塞設於內槽1底部之排泄孔1b的栓25；在栓25堵塞排泄孔1b之閉塞位置與栓25從排泄孔1b離開的開放位置之間使栓25移動的致動器26；在內槽1中供給沖洗液之沖洗液供給管10；及連接於溢流槽2底部之排泄管3。排泄孔1b連通內槽1的內部與溢流槽2的內部。

Description

沖洗槽及使用該沖洗槽之基板洗淨方法

本發明係關於一種用於洗淨晶圓等基板之沖洗槽及使用該沖洗槽之基板洗淨方法。

處理晶圓等基板之裝置習知有濕式處理裝置。濕式處理裝置之例，如有電解鍍覆裝置、無電解鍍覆裝置、濕式蝕刻裝置。此種濕式處理裝置一般而言具備：貯存用於處理基板之處理液的處理槽；及貯存用於洗淨處理後之基板的沖洗液之沖洗槽。基板浸漬於處理槽內的處理液中進行處理，然後，將基板搬送至沖洗槽，浸漬於沖洗槽內之沖洗液中洗淨(洗滌)。以下，參照第八圖說明沖洗槽。

第八圖係顯示一般沖洗槽的圖。如第八圖所示，沖洗槽具備：貯存沖洗液之內槽101；及圍繞內槽101之溢流槽102。在溢流槽102之底部連接有排泄管103，排泄管103上安裝有排出閥104。在內槽101之底部連接有排泄管105之一端，另一端連接於排泄管103。排泄管105上安裝有排出閥106。排泄管105貫穿溢流槽102之底部而延伸。為了防止來自溢流槽102之沖洗液漏出，設有密封溢流槽102底部與排泄管105間之間隙的密封件112。

在內槽101底部連接有用於供給沖洗液之沖洗液供給管110，該沖洗液供給管110上安裝有開關閥111。打開開關閥111時，沖洗液通過沖洗液供給管110供給至內槽101內。關閉排出閥106狀態下，沖洗液逐漸滯留於內槽101內。滯留於內槽101內之沖洗液不久從內槽101溢流而流入溢流槽102內。

經處理槽(無圖示)處理後之基板W搬送至內槽101上方的指定位置。開關閥111打開狀態下，換言之，沖洗液供給至內槽101，而且基板W浸漬於內槽101內的沖洗液中進行洗淨(洗滌)。基板W洗淨中，沖洗液從內槽101溢流而流入溢流槽102內。進一步，溢流槽102內之沖洗液通過排泄管103而排出外部。基板W洗淨後，打開排出閥106，滯留於內槽101內之沖洗液通過排泄管105及排泄管103而排出外部。

專利文獻1中記載將具備快速傾注(Quick dump)功能之水洗槽設於電解鍍覆裝置內者。又，專利文獻2中記載由內槽與溢流槽構成之水洗槽。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

[專利文獻1]國際公開第00/070128號手冊

[專利文獻2]日本特開昭61-61425號公報

第八圖所示之沖洗槽需要設置用於從內槽101排出沖洗液之排泄管105、及用於從溢流槽102排出沖洗液之排泄管103的2條排泄管。再者，此等排泄管103、105中需要分別安裝排泄閥104、106。因而，沖洗液排出構造複雜，且需要較大空間來設置排泄管103、105及排泄閥104、106。

再者，從沖洗液裝滿內槽101起至將基板W導入內槽101為止，未運用於基板洗淨之大量沖洗液通過排泄管103而排出，導致沖洗液之整體使用量增加。再者，內槽101之貯存量除了本身的容量外，還包含從內槽101底部至排泄閥106的貯存量，所以需要更多沖洗液。為了減少沖洗液之使用量，亦考慮在將基板W浸漬於沖洗液前，關閉開關閥111，停止供給沖洗液。但是，當沖洗液之流動停滯時，會在沖洗液之流路內產生細菌，而污染沖洗液。

本發明係鑑於上述問題者，目的為提供一種可簡化沖洗液之排出構造，及/或不停止沖洗液之流動而可減少沖洗液使用量的沖洗槽及使用該沖洗槽之基板洗淨方法。

本發明一種態樣之沖洗槽的特徵為具備：內槽，其係用於貯存沖洗液；溢流槽，其係圍繞前述內槽之方式配置，且接受從前述內槽溢流之沖洗液；栓，其係用於直接堵塞設於前述內槽底部之排泄孔，且於前述內槽內部配置；致動器，其係在前述栓堵塞前述排泄孔之閉塞位置、與前述栓從前述排泄孔離開的開放位置之間使前述栓移動；沖洗液供給管，其係在前述內槽中供給沖洗液；排泄管，其係連接於前述溢流槽之底部；棒部件，其係連接於前述內槽上方的前述致動器，在前述內槽內部固定於前述栓上，且在前述內槽內部延伸；及前述排泄孔連通前述內槽內部與前述溢流槽內部。

本發明適合態樣之特徵為：前述致動器係配置於前述內槽之上方。

本發明適合態樣之特徵為：進一步具備流量控制裝置，其係改變流入前述沖洗液供給管之沖洗液流量。

本發明適合態樣之特徵為：進一步具備液面檢測器，其係檢測前述內槽中之沖洗液的液面高度，前述流量控制裝置在沖洗液之液面達到指定高度前，使沖洗液以第一流量在前述沖洗液供給管流通，當沖洗液之液面達到前述指定的高度後，將流入前述沖洗液供給管之沖洗液流量控制在比前述第一流量低的第二流量。

本發明適合態樣之特徵為：前述流量控制裝置具備：開關閥，其係安裝於前述沖洗液供給管上；及旁通管，其係將該開關閥旁通。

本發明適合態樣之特徵為：前述內槽之底部中形成有連通前述沖洗液供給管與前述內槽內部的液體流路。

本發明其他態樣之基板洗淨方法，係使用具有內槽、及圍繞該內槽之溢流槽的沖洗槽來洗淨基板之方法，其特徵為：移動固定於前述內槽內部配置之前述栓且在前述內槽的內部延伸之棒部件，以使前述栓直接堵塞設於前述內槽底部之排泄孔，在前述內槽中之沖洗液的液面達到指定高度前，以第一流量供給沖洗液至前述內槽，當前述內槽中之沖洗液的液面達到前述指定之高度後，以比前述第一流量低之第二流量供給沖洗液至前述內槽中，以比前述第二流量高之流量供給沖洗液至前述內槽中，並使沖洗液從前述內槽溢流至前述溢流槽，而且使基板浸漬於前述內槽內之沖洗液中，以沖洗液洗淨該基板，將前述基板從前述沖洗液中撈起，停止對前述內槽供給沖洗液，而後，向上方移動前述棒部件，從前述排泄孔拉出前述栓，從前述內槽排出沖洗液。

本發明適合態樣之特徵為：從前述內槽排出沖洗液之工序，係從前述排泄孔拉出前述栓，使前述內槽中之沖洗液通過前述排泄孔而流入前述溢流槽，並通過連接於前述溢流槽底部之排泄管，而從前述溢流槽排出沖洗液之工序。

本發明適合態樣之特徵為：使從前述沖洗液供給管供給之沖洗液，通過在前述內槽之底部中形成有連通前述沖洗液供給管與前述內槽內部的液體流路，流入前述內槽中。

採用本發明時，由於內槽不需要連接排泄管，因此可簡化沖洗液之排出構造。而且亦不需要第八圖所示之密封件112。

再者，採用本發明時，可藉由流量控制裝置在將基板浸漬於沖洗液之前，降低流入沖洗液供給管之沖洗液流量。因此，可降低沖洗液之使用量，而且可防止沖洗液污染。

1‧‧‧內槽

1a‧‧‧底部

1b‧‧‧排泄孔

2‧‧‧溢流槽

3‧‧‧排泄管

10‧‧‧沖洗液供給管

11‧‧‧流量控制裝置

12‧‧‧主閥

16‧‧‧液體流路

20‧‧‧開關閥

21‧‧‧旁通管

22‧‧‧節流孔

25‧‧‧栓

26‧‧‧空氣汽缸

27‧‧‧棒部件

28‧‧‧活塞桿

29‧‧‧活塞

29a、29b‧‧‧壓力室

29a‧‧‧第一壓力室

29b‧‧‧第二壓力室

30、31‧‧‧氣體傳送管

35‧‧‧第一液面檢測器

36‧‧‧第二液面檢測器

37‧‧‧動作控制部

101‧‧‧內槽

102‧‧‧溢流槽

103‧‧‧排泄管

104‧‧‧排出閥

105‧‧‧排泄管

106‧‧‧排出閥

110‧‧‧沖洗液供給管

111‧‧‧開關閥

112‧‧‧密封件

H1‧‧‧第一高度

H2‧‧‧第二高度

HH‧‧‧上限高度

LL‧‧‧下限高度

W‧‧‧基板

第一圖係顯示一種實施形態之沖洗槽的圖。

第二圖係顯示栓從排泄孔離開之狀態的沖洗槽圖。

第三圖係顯示進行快速傾洗時之沖洗液的供給排出工序流程圖。

第四圖係顯示沖洗液之液面達到第一高度H1時的沖洗槽圖。

第五圖係顯示沖洗液從內槽溢流而流入溢流槽內時的沖洗槽圖。

第六圖係顯示使栓上昇時之沖洗槽的圖。

第七圖係顯示不進行快速傾洗時之沖洗液的供給排出工序流程圖。

第八圖係顯示一般沖洗槽之圖。

以下，參照圖式說明實施形態。第一圖至第七圖中，在相同或相當之元件上註記相同符號並省略重複之說明。

第一圖係顯示一種實施形態之沖洗槽的圖。如第一圖所示，沖洗槽具備：用於在內部貯存沖洗液之內槽1；及以圍繞內槽1之方式配置的溢流槽2。整個內槽1位於溢流槽2內，溢流槽2以接受從內槽1溢流之沖洗液的方式構成。

在溢流槽2底部連接有排泄管3。內槽1從溢流槽2底部離開而配置。內槽1中設有用於使內槽1中之沖洗液流入溢流槽2的排泄孔1b。該排泄孔1b形成於內槽1之底部1a，並連通內槽1的內部與溢流槽2的內部。

沖洗槽具備：在內槽1中供給沖洗液之沖洗液供給管10；及改變流入沖洗液供給管10之沖洗液流量的流量控制裝置11。沖洗液供給管10上安裝有用於開始及停止對內槽1供給沖洗液之主閥12。沖洗液供給管10連接於內槽1之底部1a。在內槽1之底部1a中形成有連通沖洗液供給管10與內槽1內部的液體流路16，從沖洗液供給管10供給之沖洗液通過液體流路16流入內槽1中。沖洗液例如使用純水。

在主閥12之下游側設有流量控制裝置11。該流量控制裝置11具備：安裝於沖洗液供給管10之開關閥20；及將開關閥20旁通之旁通管21。旁通管21之一端在主閥12與開關閥20之間的位置連接於沖洗液供給管10，另一端在開關閥20下游側之位置連接於沖洗液供給管10。開關閥20配置於主閥12之下游側。旁通管21具有控制通過旁通管21之沖洗液流量的節流孔 22。

打開主閥12時，沖洗液通過沖洗液供給管10及流量控制裝置11供給至內槽1內。在打開開關閥20狀態下沖洗液之流量係第一流量。關閉開關閥20時，沖洗液通過旁通管21及沖洗液供給管10供給至內槽1內。在關閉開關閥20狀態下沖洗液之流量係比第一流量低的第二流量。如此，流量控制裝置11可藉由開關閥20之開關來改變流入沖洗液供給管10的沖洗液流量。流量控制裝置11亦可使用流量調整閥。

沖洗槽具備：用於堵塞設於內槽1之底部1a的排泄孔1b之栓25；及使栓25移動之作為致動器的空氣汽缸26。空氣汽缸26使栓25在栓25堵塞排泄孔1b之閉塞位置、與栓25從排泄孔1b離開的開放位置之間移動而構成。空氣汽缸26配置於內槽1之上方，並經由鉛直方向延伸之棒部件27而連結於栓25。

空氣汽缸26具備：活塞29；及固定於該活塞29之活塞桿28。空氣汽缸26之內部空間藉由活塞29劃分成第一壓力室29a與第二壓力室29b。棒部件27之上端連接於空氣汽缸26的活塞桿28，在棒部件27之下端固定有栓25。

空氣汽缸26中連接有2條氣體傳送管30、31。氣體傳送管30、31連接於無圖示之氣體供給源。通過氣體傳送管30在空氣汽缸26之第一壓力室29a中供給氣體時，活塞29及活塞桿28向下方移動，栓25移動至堵塞排泄孔1b之閉塞位置。因為栓25之尺寸比排泄孔1b大，所以栓25可關閉排泄孔1b。

第二圖係顯示移動至開放位置之栓25的圖。如第二圖所示，通過氣體傳送管31在空氣汽缸26之第二壓力室29b內供給氣體時，活塞29及活塞桿28向上方移動，栓25移動至從排泄孔1b離開的開放位置。藉由該栓25向上方移動而打開排泄孔1b。使栓25移動之致動器，亦可使用伺服馬達與滾珠螺桿組合等之其他裝置來取代空氣汽缸。

內槽1中之沖洗液通過排泄孔1b流入溢流槽2中，進一步通過排泄管3而從溢流槽2排出。如此構成時，由於內槽1上無須連接排泄管，因此可簡化沖洗液之排出構造，可縮小設置沖洗液排出構造所需的空間。又，可輕易從溢流槽2取出內槽1作維修。而且，亦不需要第八圖所示之密封件112。

沖洗槽具備：檢測滯留於內槽1中之沖洗液的液面高度的第一液面檢測器35；及檢測滯留於溢流槽2中之沖洗液的液面高度的第二液面檢測器36。第一液面檢測器35例如係可檢測複數個液面高度之液面感測器，第二液面檢測器36係浮動式液面檢測器。

如第一圖及第二圖所示，第一液面檢測器35係以檢測3個液面高度，亦即下限高度LL、第一高度H1及第二高度H2之方式構成。下限高度LL比內槽1之底部1a稍高，第一高度H1比內槽1之上端稍低，第二高度H2係比內槽1之上端稍高的位置。

沖洗槽進一步具備控制流量控制裝置11之動作的動作控制部37。更具體而言，動作控制部37係以依據內槽1及溢流槽2中之沖洗液的液面高度，控制主閥12及開關閥20之動作的方式構成。第一液面檢測器35連接於動作控制部37，動作控制部37連接於主閥12及開關閥20。第一液面檢測器35檢測出上述3個液面高度之任何一個時，動作控制部37使主閥12及 /或開關閥20開關。

由於第二高度H2設定在比內槽1之上端稍高的位置，因此沖洗槽正常動作時，沖洗液之液面不致達到第二高度H2。第一液面檢測器35檢測出第二高度H2時，表示溢流槽2之排水異常，換言之，表示沖洗液從溢流槽2不正常排出，導致沖洗液之液面達到第二高度H2。基板處理中，第一液面檢測器35檢測出第二高度H2情況下，處理中之基板的處理繼續，之後發出警報並且不進行其次之基板處理。再者，第二液面檢測器36係以檢測上限高度HH之方式構成，並連接於動作控制部37。上限高度HH係與溢流槽2之上端相同高度。第二液面檢測器36檢測出上限高度HH時，動作控制部37關閉主閥12。結果，防止沖洗液從溢流槽2溢出。

其次，參照第三圖說明基板W之洗淨方法。洗淨之基板W的例子如有鍍覆後之晶圓、濕式蝕刻處理後之晶圓。第三圖係顯示基板W之洗淨方法的流程圖。內槽1之排泄孔1b被栓25堵塞的狀態下，打開主閥12(步驟1)，其次打開開關閥20(步驟2)。藉此，沖洗液以第一流量通過沖洗液供給管10供給至內槽1中。內槽1中之沖洗液的液面達到下限高度LL，不久達到第一高度H1。第四圖係顯示沖洗液之液面達到第一高度H1時的沖洗槽之圖。

第一液面檢測器35檢測出第一高度H1時(步驟3)，從第一液面檢測器35傳送檢測信號至動作控制部37。接收來自第一液面檢測器35之檢測信號時，動作控制部37關閉開關閥20(步驟4)。

關閉開關閥20時，沖洗液通過旁通管21而供給至內槽1中。換言之，供給至內槽1之沖洗液的流量從第一流量切換成第二流量(第一流量>第二流量)。沖洗液從內槽1溢流而流入溢流槽2中(參照第五圖)。流入溢流槽2中之沖洗液通過排泄管3排出外部。第五圖中省略了動作控制部37。

如上述，以處理槽處理晶圓等基板W，之後，搬送至沖洗槽。若在將基板W搬送至沖洗槽上方的指定位置前，以第一流量持續供給沖洗液時，未運用於基板洗淨之大量沖洗液會通過排泄管3而排出外部。採用本實施形態時，當沖洗液之液面達到接近內槽1之上端的第一高度H1後，則以比第一流量少之第二流量供給沖洗液。換言之，不停止供給至內槽1之沖洗液的流動，而以更少量之沖洗液通過排泄管3排出。因而，可防止產生細菌，且可減少沖洗液之使用量。

搬送基板W至內槽1上方的指定位置(基板可下降位置)時(步驟5)，基板W開始下降(步驟6)。其後，打開開關閥20(步驟7)，沖洗液從第二流量切換成第一流量。以比第二流量高之第一流量供給沖洗液至內槽1中，並使沖洗液從內槽1溢流至溢流槽2，而且使基板W浸漬於內槽1內的沖洗液中，來洗淨(洗滌)基板W。開始洗淨基板W並經過指定之洗淨時間時(步驟8)，關閉開關閥20(步驟9)，結束基板W之洗淨。在基板W洗淨中，供給至內槽1之沖洗液的流量亦可並非第一流量，只要是比第二流量高之流量即可，並無特別限定。

基板W之洗淨方法有稱為快速傾洗(QDR)的洗淨方法。該洗淨方法係使基板W浸漬於沖洗液後，將內槽1中之沖洗液與處理液等雜質一起急速排出的方法。本實施形態係選擇性執行快速傾洗。

第三圖所示之流程圖顯示進行快速傾洗時之動作流程。經過指定之洗淨時間而關閉開關閥20後(步驟9)，關閉主閥12(步驟10)，停止對內槽1中供給沖洗液。其後，藉由空氣汽缸26將栓25向上方移動至開放位置(步驟11)，並打開排泄孔1b。內槽1中之沖洗液通過排泄孔1b流入溢流槽2，進一步通過排泄管3排出外部。沖洗液之液面降低而達到下限高度LL時，第一液面檢測器35檢測下限高度LL(步驟12)。其後，如第六圖所示，從內槽1撈起基板W(步驟13)。

動作控制部37判斷從檢測出下限高度LL時起是否經過預設之延遲時間。延遲時間經過時(步驟14)，栓25再度下降至閉塞位置(步驟15)，藉由栓25堵塞排泄孔1b。該延遲時間依以下的理由設定。第一液面檢測器35檢測出下限高度LL時，如第六圖所示，內槽1中僅剩餘少許沖洗液。在該狀態下堵塞內槽1之排泄孔1b時，內槽1中之沖洗液無法完全排出。因此，從檢測出下限高度LL時起經過預設之延遲時間後，再藉由栓25關閉排泄孔1b。將殘留於內槽1中之沖洗液完全排出直至經過延遲時間。

第七圖係顯示不進行快速傾洗時之沖洗液的供給排出工序流程圖。從步驟1至步驟9之動作與第三圖之流程圖所示的動作相同。不進行快速傾洗時，在洗淨基板W並關閉開關閥20後(步驟9)，從內槽1中撈起基板W而上昇至內槽1之上方位置(步驟10)。而後，從內槽1撈起基板W後關閉主閥12(步驟11)，停止對內槽1中供給沖洗液。其後，栓25藉由空氣汽缸26上昇至開放位置(步驟12)，排出內槽1中之沖洗液。第一液面檢測器35檢測下限高度LL後(步驟13)，在經過預設之延遲時間後(步驟14)，將栓25下降至閉塞位置(步驟15)，堵塞內槽1之排泄孔1b。

以上，係說明本發明一種實施形態，不過本發明不限定於上述實施形態，在其技術性思想之範圍內可以各種不同形態來實施。