TWI738904B - 基板處理裝置、排出方法及電腦可讀取之記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明可減低基板在洗淨室內遭受污染之可能性，其具備：設於氣體供給源與氣液分離槽之間且開閉從氣體供給源供給之氣體流路的第一閥門；開閉從氣液分離槽之排出口排出的液體流路之第二閥門；及控制第一閥門與第二閥門之控制部；氣液分離槽之排出口與洗淨基板之洗淨室的排出口連通，控制部係以從第一閥門打開且無法從氣液分離槽排出氣體之狀態時起，經過預設之氣體供給時間後關閉第一閥門，關閉第一閥門後關閉第二閥門之方式進行控制。

Description

基板處理裝置、排出方法及電腦可讀取之記錄媒體 【相關申請】
本申請案主張於2016年12月12日在日本提出申請之專利申請編號2016-240315號之利益，該申請案之內容以引用之方式納入本文。
本技術係關於一種基板處理裝置、排出方法及電腦可讀取之記錄媒體。
隨著半導體微細化之進展，而水平方向之尺寸縮小化，並且垂直方向之構造亦複雜化。因而，將半導體基板(晶圓)表面平坦化，並使加工容易之技術的必要性提高。此種平坦化技術中，特別是重要程度增加者為化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)技術。為了對半導體基板等基板(晶圓)進行各種處理而使用基板處理裝置。該基板處理裝置之一例，如為使用CMP技術研磨晶圓等之基板的研磨裝置(參照專利文獻1)。
使用CMP技術之研磨裝置具備：用於進行基板之研磨處理的研磨部；進行基板之洗淨處理的洗淨部；乾燥處理洗淨後之基板的乾燥部；將基板送交研磨部並且收取藉由乾燥部乾燥處理後之基板的裝載/卸載部等。此外，研磨裝置具備在研磨部、洗淨部、及裝載/卸載部間進行基板搬送之搬送部。研磨裝置藉由搬送部搬送基板，而且依序進行研磨、洗淨 及乾燥之各種處理。
洗淨部之洗淨槽等使用的吸附載台中，為了真空吸附基板而設有真空吸附管線。真空吸附基板時，在真空吸附管線上，為了從真空吸附用之貫穿孔吸引大氣與殘留於基板上的洗淨水，需要以氣液分離槽分離此等水分。因而，在真空吸附管線上連接有氣液分離槽(參照專利文獻1)。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開2015-150648號公報
一種實施形態之基板處理裝置具備：第一閥門，其係設於氣體供給源與氣液分離槽之間，且開閉從前述氣體供給源供給之氣體流路；第二閥門，其係開閉從前述氣液分離槽之排出口排出的液體流路；及控制部，其係控制前述第一閥門與前述第二閥門；前述氣液分離槽之排出口與洗淨基板之洗淨室的排出口連通，前述控制部係以從前述第一閥門打開且無法從前述氣液分離槽排出氣體之狀態時起，經過預設之氣體供給時間後關閉前述第一閥門，關閉前述第一閥門後關閉前述第二閥門之方式進行控制。
1‧‧‧機架
1a、1b‧‧‧分隔壁
2‧‧‧裝載/卸載部
3‧‧‧研磨部
3A、3B、3C、3D‧‧‧第一~第四研磨單元
4‧‧‧洗淨部
5‧‧‧控制部
6‧‧‧第一線性輸送機
7‧‧‧第二線性輸送機
10‧‧‧研磨墊
11‧‧‧升降機
12‧‧‧搖擺輸送機
20‧‧‧前裝載部
21‧‧‧行進機構
22‧‧‧搬送機器人
30A、30B、30C、30D‧‧‧工作台
31A、31B、31C、31D‧‧‧上方環形轉盤(研磨頭)
32A、32B、32C、32D‧‧‧研磨液供給噴嘴
33A、33B、33C、33D‧‧‧修整器
34A、34B、34C、34D‧‧‧霧化器
100‧‧‧基板處理裝置
190‧‧‧第一洗淨室
191‧‧‧第一搬送室
192‧‧‧第二洗淨室
193‧‧‧第二搬送室
194‧‧‧乾燥室
AWS、AWS'‧‧‧氣液分離槽
B1、B1'‧‧‧第一閥門
B2、B2'‧‧‧第二閥門
B3、B3'‧‧‧第三閥門
B4、B4'‧‧‧第四閥門
B5、B5'‧‧‧第五閥門
D1、D2、DA‧‧‧排出口
DP、DP'‧‧‧分歧點
GS、GS'‧‧‧氣體供給源
LP1、LP2‧‧‧頂起銷
PP1、PP2、PP3、PP4‧‧‧配管
RJ1、RJ2‧‧‧旋轉接頭
S1、S2‧‧‧感測器
TP1‧‧‧第一搬送位置
TP2‧‧‧第二搬送位置
TP3‧‧‧第三搬送位置
TP4‧‧‧第四搬送位置
TP5‧‧‧第五搬送位置
TP6‧‧‧第六搬送位置
TP7‧‧‧第七搬送位置
VAC、VAC'‧‧‧真空產生器
VS1、VS2‧‧‧吸附載台
WS、WS'‧‧‧水供給源
W‧‧‧晶圓
P‧‧‧氣體壓力
q‧‧‧氣體流量
第一圖係顯示本技術之實施形態的基板處理裝置100之整體構成俯視圖。
第二圖係顯示第一洗淨室190與第二洗淨室192之配管構成的概略圖。
第三圖係顯示氣體供給源每個氣體壓力之排水需要時間與氣體供給 時間的關係圖。
第四圖係顯示氣液分離槽AWS排水之處理流程的一例之流程圖。
氣液分離槽之液體排出口經由排水配管而與洗淨室的排水口連通。排出積存在用於該洗淨槽等使用之吸附載台的氣液分離槽之液體時，係將氣體(例如加壓氮氣)連續供給至氣液分離槽。但是，藉由將氣體連續供給至氣液分離槽，污染之環境氣體及/或液體可能會逆流到洗淨室內而污染基板。
[實施形態]
希望提供可減低洗淨室內之基板受到污染的可能性之基板處理裝置、排出方法及程式。
一種實施形態之第一樣態的基板處理裝置具備：第一閥門，其係設於氣體供給源與氣液分離槽之間，且開閉從前述氣體供給源供給之氣體流路；第二閥門，其係開閉從前述氣液分離槽之排出口排出的液體流路；及控制部，其係控制前述第一閥門與前述第二閥門；前述氣液分離槽之排出口與洗淨基板之洗淨室的排出口連通，前述控制部係以從前述第一閥門打開且無法從前述氣液分離槽排出氣體之狀態時起，經過預設之氣體供給時間後關閉前述第一閥門，關閉前述第一閥門後關閉前述第二閥門之方式進行控制。
採用該構成時，由於在氣體供給時間藉由將氣體供給至氣液分離槽，可給予排水之機會，因此，爾後可將積存在氣液分離槽之液體自然排出。此外，由於僅在氣體供給時間將氣體供給至氣液分離槽，因此可 抑制污染之環境氣體及/或液體逆流到洗淨室內，可減低洗淨室內之基板受到污染的可能性。
一種實施形態之第二樣態的基板處理裝置，如第一樣態之基板處理裝置，其中前述氣體供給時間係排水時必要最低限度之氣體供給時間以上，前述最低限度之氣體供給時間至少依前述氣體供給源之氣體壓力來設定。
採用該構成時，由於可在比最低限度之氣體供給時間長的時間將氣體供給至氣液分離槽，因此可給予從氣液分離槽排水之機會。
一種實施形態之第三樣態的基板處理裝置，如第二樣態之基板處理裝置，其中前述最低限度之氣體供給時間，進一步依連繫前述氣體供給源與前述氣液分離槽之間的配管最小內徑部分之內側剖面積來設定。
採用該構成時，可適切設定最低限度之氣體供給時間，由於係在該最低限度氣體供給時間以上之時間將氣體供給至氣液分離槽，因此可給予從氣液分離槽排水之機會。
一種實施形態之第四樣態的基板處理裝置，如第二或第三樣態之基板處理裝置，其中前述最低限度之氣體供給時間，進一步在前述氣液分離槽滿水時為了給予排水機會而進行供給，係依最低限度必要之氣體體積來設定。
採用該構成時，可將最低限度氣體供給時間設定成可供給可排出氣液分離槽滿水時的液體量之量的氣體之時間，由於係在該最低限度氣體供給時間以上的時間將氣體供給至氣液分離槽，因此不論氣液分離槽內之液體量為何，皆可給予從氣液分離槽排水之機會。
一種實施形態之第五樣態的基板處理裝置，如第一至第四樣態中任何一種樣態，其中以前述氣體供給源之氣體供給至前述洗淨室的吸附載台之方式，前述氣液分離槽之氣體排出口可與前述洗淨室之前述吸附載台連通，前述氣體供給源之壓力設定在可將基板從前述洗淨室之吸附載台剝下且前述基板不致跳躍的範圍。
另外，所謂基板跳躍，是指基板從吸附載台突發性脫離，若基板無意間從載台跳躍時，可能會造成基板損傷。
採用該構成時，可將基板從吸附載台剝下，且基板不致跳躍。
一種實施形態之第六樣態的基板處理裝置，如第五樣態之基板處理裝置，其中前述基板係直徑為300mm之晶圓，且前述氣體供給源之壓力為0.05~0.15MPa。
採用該構成時，為直徑300mm之晶圓的情況下，可將該晶圓從吸附載台VS1剝下，且使該晶圓上升至搬送機器人接收的接收位置。
一種實施形態之第七樣態的基板處理裝置，如第一至第六樣態中任何一種樣態，其中從關閉前述第一閥門時至關閉前述第二閥門為止的時間，可依前述氣體供給源之氣體壓力而設定的排水所需時間來設定。
採用該構成時，由於可在排水所需時間以上的時間打開第二閥門，因此可將積存於氣液分離槽之液體全部排出。
一種實施形態之第八樣態的排出方法，係排出基板處理裝置中之氣液分離槽內的液體，且具有以下工序：設於氣體供給源與氣液分離槽之間，且開閉從前述氣體供給源供給之氣體流路的第一閥門打開，且從無法從前述氣液分離槽排出氣體之狀態時，經過預設之氣體供給時間後關 閉前述第一閥門；及關閉前述第一閥門後，關閉用於開閉從前述氣液分離槽之排出口排出的液體流路之第二閥門。
採用該構成時，由於在氣體供給時間藉由將氣體供給至氣液分離槽，可給予排水之機會，因此，然後可將積存於氣液分離槽之液體自然排出。此外，由於僅在氣體供給時間將氣體供給至氣液分離槽，因此可抑制污染之環境氣體及/或液體逆流到洗淨室內，可減低洗淨室內之基板受到污染的可能性。
一種實施形態之第九樣態的電腦可讀取之記錄媒體，係記錄有使電腦發揮作為控制部之功能的程式，該控制部係控制：設於氣體供給源與氣液分離槽之間且開閉從前述氣體供給源供給之氣體流路的第一閥門、及開閉從前述氣液分離槽之排出口排出的液體流路之第二閥門，且前述氣液分離槽之排出口與洗淨基板之洗淨室的排出口連通，並以前述控制部從前述第一閥門打開且無法從前述氣液分離槽排出氣體的狀態時起，經過預設之氣體供給時間後關閉前述第一閥門，關閉前述第一閥門後再關閉前述第二閥門之方式進行控制的程式。
採用該構成時，由於在氣體供給時間藉由將氣體供給至氣液分離槽，可給予排水機會，因此，然後可將積存於氣液分離槽之液體自然排出。此外，由於僅在氣體供給時間將氣體供給至氣液分離槽，因此可抑制污染之環境氣體及/或液體逆流到洗淨室內，可減低洗淨室內之基板受到污染的可能性。
以下，依據圖式說明本技術一種實施形態之基板處理裝置。具體而言，基板處理裝置之一例係就使用CMP技術之研磨裝置作說明。另 外，即使就任意組合以下說明之個別元件的技術，仍包含於以本技術為對象之技術思想中。
[整體概要]
第一圖係顯示本技術之實施形態的基板處理裝置100之整體構成俯視圖。如第一圖所示，該基板處理裝置100具備概略矩形狀之機架1，機架1之內部藉由分隔壁1a、1b劃分成裝載/卸載部2、研磨部3及洗淨部4。此等裝載/卸載部2、研磨部3、及洗淨部4分別獨立地組合且獨立排氣。洗淨部4劃分成第一洗淨室190、第一搬送室191、第二洗淨室192、第二搬送室193、乾燥室194。本實施形態之一例係將第一洗淨室190與第二洗淨室192以上下兩段重疊的狀態配置。此外，基板處理裝置100具有控制基板處理動作之控制部5。
[裝載/卸載部]
裝載/卸載部2具備裝載存放多數個晶圓(基板)之晶圓匣盒的2個以上(本實施形態係4個)前裝載部20。此等前裝載部20鄰接於機架1而配置，且沿著基板處理裝置100之寬度方向(與長度方向垂直的方向)排列。前裝載部20中可搭載開放式匣盒、SMIF(晶舟承載(Standard Manufacturing Interface))盒、或FOUP(前開式晶圓傳送盒(Front Opening Unified Pod))。此處，SMIF、FOUP係在內部收納晶圓匣盒，並藉由以分隔壁覆蓋，可保持與外部空間獨立之環境的密閉容器。
此外，裝載/卸載部2上沿著前裝載部20之排列敷設有行進機構21，在該行進機構21上設置有可沿著晶圓匣盒之排列方向移動的搬送機器人(裝載機)22。搬送機器人22藉由在行進機構21上移動，可進出搭載 於前裝載部20之晶圓匣盒。搬送機器人22在上下具備2個手臂，將處理過之晶圓送回晶圓匣盒時使用上側的手臂，從晶圓匣盒取出處理前之晶圓時使用下側的手臂，而可分開使用上下手臂。再者，搬送機器人22之下側手臂係構成藉由在其軸心周圍旋轉可使晶圓反轉。
因為裝載/卸載部2係需要保持最潔淨狀態的區域，所以裝載/卸載部2之內部隨時維持比基板處理裝置100外部、研磨部3及洗淨部4都高的壓力。研磨部3因為使用漿液作為研磨液所以是最髒的區域。因此，係在研磨部3內部形成負壓，其壓力維持比洗淨部4之內部壓力低。裝載/卸載部2中設有具有高效率微粒子空氣過濾器(HEPA Filter)、超低穿透空氣過濾器(ULPA Filter)或化學過濾器等潔淨空氣過濾器的過濾器風扇單元(無圖示)，並從該過濾器風扇單元隨時吹出除去了微粒子、有毒蒸氣、有毒氣體之潔淨空氣。
[研磨部]
研磨部3係進行晶圓研磨(平坦化)之區域，且具備：第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、第四研磨單元3D。此等第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、及第四研磨單元3D如第一圖所示，係沿著基板處理裝置100之長度方向排列。
如第一圖所示，第一研磨單元3A具備：安裝了具有研磨面之研磨墊10的工作台30A；用於保持晶圓且將晶圓按壓於工作台30A上之研磨墊10來研磨的上方環形轉盤(研磨頭)31A；用於在研磨墊10上供給研磨液或修整液(例如純水)之研磨液供給噴嘴(研磨液供給部)32A；用於進行研磨墊10之研磨面的修整之修整器33A；及在研磨面上噴射流體並且吸引 研磨面上之流體的霧化器34A。例如，流體係氣體(例如氮氣)、液體(例如純水)與氣體(例如氮氣)之混合流體、液體(例如純水)。流體亦可為液體形成霧狀者。
同樣地，第二研磨單元3B具備：安裝了研磨墊10之工作台30B、上方環形轉盤(研磨頭)31B、研磨液供給噴嘴32B、修整器33B、及霧化器34B；第三研磨單元3C具備：安裝了研磨墊10之工作台30C、上方環形轉盤(研磨頭)31C、研磨液供給噴嘴32C、修整器33C、及霧化器34C；第四研磨單元3D具備：安裝了研磨墊10之工作台30D、上方環形轉盤(研磨頭)31D、研磨液供給噴嘴32D、修整器33D、及霧化器34D。
[搬送機構]
其次，說明用於搬送晶圓之搬送機構。如第一圖所示，鄰接於第一研磨單元3A及第二研磨單元3B配置有第一線性輸送機6。該第一線性輸送機6係在沿著第一研磨單元3A、第二研磨單元3B而排列之方向的4個搬送位置(從裝載/卸載部側起依序為第一搬送位置TP1、第二搬送位置TP2、第三搬送位置TP3、第四搬送位置TP4)之間搬送晶圓的機構。
此外，鄰接於第三研磨單元3C及第四研磨單元3D配置有第二線性輸送機7。該第二線性輸送機7係在沿著第三研磨單元3C、第四研磨單元3D排列之方向的3個搬送位置(從裝載/卸載部側起依序為第五搬送位置TP5、第六搬送位置TP6、第七搬送位置TP7)之間搬送晶圓的機構。
晶圓藉由第一線性輸送機6搬送至第一研磨單元3A、第二研磨單元3B。如上述，第一研磨單元3A之上方環形轉盤31A藉由上方環形轉盤頭(無圖示)之搖擺動作而在研磨位置與第二搬送位置TP2之間移動。因 此，係在第二搬送位置TP2對上方環形轉盤31A進行晶圓交接。同樣地，第二研磨單元3B之上方環形轉盤31B在研磨位置與第三搬送位置TP3之間移動，在第三搬送位置TP3對上方環形轉盤31B進行晶圓交接。第三研磨單元3C之上方環形轉盤31C在研磨位置與第六搬送位置TP6之間移動，並在第六搬送位置TP6對上方環形轉盤31C進行晶圓交接。第四研磨單元3D之上方環形轉盤31D在研磨位置與第七搬送位置TP7之間移動，並在第七搬送位置TP7對上方環形轉盤31D進行晶圓交接。
在第一搬送位置TP1配置有用於從搬送機器人22接收晶圓之升降機11。晶圓經由該升降機11從搬送機器人22送交第一線性輸送機6。位於升降機11與搬送機器人22之間，在分隔壁1a中設有快門(無圖示)，搬送晶圓時打開快門，可從搬送機器人22送交晶圓至升降機11。此外，在第一線性輸送機6、第二線性輸送機7與洗淨部4之間配置有搖擺輸送機12。該搖擺輸送機12具有可在第四搬送位置TP4與第五搬送位置TP5之間移動的手臂，從第一線性輸送機6對第二線性輸送機7交接晶圓係藉由搖擺輸送機12進行。晶圓藉由第二線性輸送機7搬送至第三研磨單元3C及/或第四研磨單元3D。此外，在搖擺輸送機12之側方配置有設置於無圖示之框架的晶圓W暫置台180。如第一圖所示，該暫置台180鄰接於第一線性輸送機6而配置，且位於第一線性輸送機6與洗淨部4之間。經研磨部3研磨後之晶圓W經由搖擺輸送機12放置於暫置台180上，然後藉由洗淨部4之搬送機器人搬送至洗淨部4。
[洗淨部]
洗淨部4劃分成洗淨基板之第一洗淨室190、第一搬送室 191、洗淨基板之第二洗淨室192、第二搬送室193、及乾燥室194。在第一洗淨室190內配置有沿著縱方向排列之複數個一次洗淨模組。同樣地，在第二洗淨室192內配置有沿著縱方向排列之複數個二次洗淨模組。一次及二次洗淨模組係使用洗淨液洗淨晶圓之洗淨機。
在乾燥室194內配置有沿著縱方向排列之複數個乾燥模組。此等複數個乾燥模組彼此隔離。在乾燥模組之上部設有將清淨空氣供給至乾燥模組的過濾器風扇。各洗淨模組及乾燥模組經由螺栓等固定於無圖示之框架上。
繼續，使用第二圖說明第一洗淨室190與第二洗淨室192之配管的構成。第二圖係顯示第一洗淨室190與第二洗淨室192之配管的構成概略圖。如第二圖所示，基板處理裝置100具備經由配管PP1連通於氣體供給源GS之氣液分離槽AWS。氣體供給源GS中例如積存有壓縮氮，可將壓縮氮經由配管PP1供給至氣液分離槽AWS。
同樣地，基板處理裝置100具備經由配管PP1'連通於氣體供給源GS'之氣液分離槽AWS'。氣體供給源GS'中例如積存有壓縮氮，可將壓縮氮經由配管PP1'供給至氣液分離槽AWS'。
再者，基板處理裝置100具備：配管PP1與第一閥門B1。配管PP1連通氣體供給源GS與氣液分離槽AWS。第一閥門B1設於氣體供給源GS與氣液分離槽AWS之間(此處以配管PP1為例)，且開閉從氣體供給源GS供給之氣體的流路。
同樣地，基板處理裝置100具備：配管PP1'與第一閥門B1'。配管PP1'連通氣體供給源GS'與氣液分離槽AWS'。第一閥門B1'設於氣體供給源GS' 與氣液分離槽AWS'之間(此處以配管PP1'為例)，且開閉從氣體供給源GS'供給之氣體的流路。
再者，基板處理裝置100具備：與氣液分離槽AWS之排出口DA、氣液分離槽AWS'之排出口DA'、第一洗淨室190之排出口D1、及第二洗淨室192的排出口D2連通之配管PP2；及開閉從氣液分離槽AWS之排出口DA排出的液體流路之第二閥門B2；及開閉從氣液分離槽AWS'之排出口DA排出的液體流路之第二閥門B2'。氣液分離槽AWS之排出口DA及氣液分離槽AWS'之排出口DA'藉由配管PP2而與洗淨基板之第一洗淨室190的排出口D1及第二洗淨室192之排出口D2連通。如第二圖所示，配管PP2之排出端連通於大氣。
如第二圖所示，第一洗淨室190中設有：用於吸附晶圓W之吸附載台VS1；使晶圓W上下移動之頂起銷LP1；檢測晶圓W到達預設之接收位置的感測器S1。此處，接收位置係搬送機器人接收晶圓W之位置。感測器S1將檢測結果通知控制部5。
吸附載台VS1中設有用於真空吸附晶圓W之孔。此外，基板處理裝置100中設有從氣液分離槽AWS分歧為二個之配管PP3。配管PP3之一方分歧端連接於旋轉接頭RJ1之另一端部。藉此，連通旋轉接頭RJ1之另一端部與氣液分離槽AWS。配管PP3之另一方分歧端連接於水供給源WS。藉此，連通水供給源WS與氣液分離槽AWS。旋轉接頭RJ1之一端部連通於設於吸附載台VS1的孔。藉此，吸附載台VS1之孔與氣液分離槽AWS連通。亦即，係以氣體供給源GS之氣體供給至第一洗淨室190的吸附載台VS1之方式，氣液分離槽AWS之氣體排出口GA可與第一洗淨室190的吸附載台VS1連通。
同樣地，基板處理裝置100中設有從氣液分離槽AWS分歧為二個之配管PP3'。配管PP3'之一方分歧端連接於旋轉接頭RJ2之另一端部。藉此，連通旋轉接頭RJ2之另一端部與氣液分離槽AWS'。配管PP3'之另一方分歧端連接於水供給源WS'。藉此，連通水供給源WS'與氣液分離槽AWS'。旋轉接頭RJ2之一端連通於設於吸附載台VS2之孔。藉此，吸附載台VS2之孔與氣液分離槽AWS'連通。亦即，係以氣體供給源GS'之氣體供給至第二洗淨室192之吸附載台VS2的方式，氣液分離槽AWS'之氣體排出口GA'可與第二洗淨室192的吸附載台VS2連通。
同樣地，如第二圖所示，在第二洗淨室192中設有：用於吸附晶圓W'之吸附載台VS2、使晶圓W'上下移動之頂起銷LP2、及檢測晶圓W'到達預設之接收位置的感測器S2。此處，接收位置係搬送機器人接收晶圓W'之位置。感測器S2將檢測結果通知控制部5。
吸附載台VS2中設有用於真空吸附晶圓W'之孔。此外，一端部設有與設於吸附載台VS2之孔連通的旋轉接頭RJ2，旋轉接頭RJ2之另一端部與氣液分離槽AWS'藉由配管PP3'而連通。藉此，吸附載台VS2之孔與氣液分離槽AWS連通。
如第二圖所示，基板處理裝置100中設有第三閥門B3。第三閥門B3設於氣液分離槽AWS及第一洗淨室190之間(此處以配管PP3為例)，且開閉氣液分離槽AWS與第一洗淨室190的吸附載台VS1間之流路。
同樣地，基板處理裝置100中設有第三閥門B3'。第三閥門B3'設於氣液分離槽AWS'及第二洗淨室192之間(此處以配管PP3'為例)，且開閉氣液分離槽AWS'與第二洗淨室192的吸附載台VS2間之流路。
如第二圖所示，基板處理裝置100具備：真空產生器VAC；及連通真空產生器VAC與氣液分離槽AWS之配管PP4。進一步在基板處理裝置100中設有第四閥門B4。第四閥門B4設於真空產生器VAC與氣液分離槽AWS之間(此處以配管PP4為例)，並開閉真空產生器VAC與氣液分離槽AWS間之流路。藉此，藉由打開第三閥門B3與後述之第四閥門B4，可將晶圓W吸附於吸附載台VS1。
同樣地，基板處理裝置100具備：真空產生器VAC'；及連通真空產生器VAC'與氣液分離槽AWS'之配管PP4'。進一步在基板處理裝置100中設有第四閥門B4'。第四閥門B4'設於真空產生器VAC'與氣液分離槽AWS'之間(此處以配管PP4'為例)，並開閉真空產生器VAC'與氣液分離槽AWS'間之流路。藉此，藉由打開第三閥門B3'與後述之第四閥門B4'，可將晶圓W'吸附於吸附載台VS2。
如第二圖所示，基板處理裝置100具備第五閥門B5。第五閥門B5在配管PP3中比分歧點DP設於水供給源WS側。水供給源WS中存有純水(DIW)，可從水供給源WS供給純水(DIW)至氣液分離槽AWS。
同樣地，基板處理裝置100具備第五閥門B5'。第五閥門B5'在配管PP3'中比分歧點DP'設於水供給源WS側。水供給源WS'中存有純水(DIW)，可從水供給源WS'供給純水(DIW)至氣液分離槽AWS。
控制部5控制第一閥門B1、第二閥門B2、第三閥門B3、第四閥門B4、及第五閥門B5。同樣地，控制部5控制第一閥門B1'、第二閥門B2'、第三閥門B3'、第四閥門B4'、及第五閥門B5'。此外，控制部5控制頂起銷LP1及頂起銷LP2。
[液體排出時之控制部5的處理]
繼續，由於控制部5對氣液分離槽AWS及AWS'之排水的處理相同，因此以氣液分離槽AWS為對象作代表，說明排出積存於氣液分離槽AWS之液體時控制部5的處理。控制部5係以打開第一閥門B1，且從無法從氣液分離槽AWS排出氣體之狀態時起經過預設的氣體供給時間後關閉第一閥門B1，關閉第一閥門B1後再關閉第二閥門B2的方式進行控制。關於具體之處理使用第四圖敘述於後。藉此，由於在氣體供給時間藉由將氣體供給至氣液分離槽AWS可給予排水之機會，因此，爾後可自然排出積存在氣液分離槽AWS中之液體。此外，由於僅在氣體供給時間將氣體供給至氣液分離槽AWS，因此可抑制污染之環境氣體及/或液體逆流到第一洗淨室190內，可減低第一洗淨室190內之基板受到污染的可能性。
此處，就氣體供給時間使用第三圖作說明。第三圖係顯示氣體供給源每個氣體壓力之排水需要時間與氣體供給時間的關係之一例圖。第三圖之氣體供給源的氣體係氮氣，氣液分離槽AWS之容量為600ml時，排出積存於氣液分離槽AWS之200ml液體花費的時間即為排水所需時間。第三圖中氣體供給源之氣體壓力P為0.08MPa時的關係係藉由實驗獲得者。第三圖中氣體供給源之氣體壓力P為0.05、0.10、0.15時之關係係從以下所示之計算公式預測者。
氣體供給源之氣體壓力P為0.08MPa時，若氣體供給時間為0.7秒以上時，可將積存於氣液分離槽AWS之液體全部排出。此外，氣體供給源之氣體壓力P為0.08MPa時，若氣體供給時間為2.0秒以下時，觀測不到污染之環境氣體及/或液體逆流到第一洗淨室190或第二洗淨室192內。
如第三圖所示，即使改變氣體供給時間，只要是相同氣體供給源之氣體壓力P，排水所需時間皆相同。如此，每個氣體供給源之氣體壓力P決定排水所需時間。因而，係依氣體供給源GS之氣體壓力P決定排水所需時間。
將積存於氣液分離槽AWS之液體全部排出以後，需要關閉第二閥門B2。例如，氣體供給源之氣體壓力P係0.08MPa時，從第三圖瞭解排水所需時間係4.5秒。此處，當氣體供給時間係1秒情況下，從關閉第一閥門B1時起至關閉第二閥門B2為止的時間設定成3(=4.5-1)秒以上。因而，從關閉第一閥門B1時起至關閉第二閥門B2為止的時間，係依氣體供給源GS之氣體壓力所設定的排水所需時間而設定。藉此，由於可在排水所需時間以上之時間打開第二閥門B2，因此可將積存於氣液分離槽AWS之液體全部排出。
按照伯努利(Bernoulli)定理，流速v由以下公式表示。
v=(2×P/ρ)0.5
此處，P係氣體供給源之氣體壓力，ρ係流體密度。因而，排出液體每單位時間流出量(以下稱流量)Q由以下公式表示。
Q=C×A×(2×P/ρ)0.5
此處，C係流出係數，A係流路面積。因而，將從氣液分離槽AWS排出之液體總量作為排出總量V時，排水所需時間Tf從以下公式(1)導出。
Tf=V/Q...(1)
此外，本實施形態之配管PP2的排出端連通於大氣，由於下 游壓力PL係0，因此(PL+0.1)/(PL+0.1)≦0.5成立。因而可以節流計算氣體流量q，氣體流量q(L/min)從以下公式(2)導出。
q=120×S×(P+0.1)√(293/273+t)...(2)
此處，P係氣體供給源之氣體壓力(MPa)，S係連繫氣體供給源GS與氣液分離槽AWS間之配管PP1的最小內徑部分之內側剖面積，t係溫度(℃)。此處，配管PP1最小內徑部分之內側剖面積S的一例為12.56mm2，溫度t為20℃。從公式(2)瞭解氣體流量q與氣體供給源之氣體壓力、及配管PP1之最小內徑部分的內側剖面積成正比。
如第三圖所示，氣體供給源之氣體壓力P為0.08MPa時的實驗，係須最低限度0.7秒在氣液分離槽AWS中供給氣體(此處係氮氣)方能排水。因而，給予排水機會時供給者為最低限度必要之氣體體積(最低供給體積)係3.17(=4.53(L/秒)×0.7(秒)L。
0.05MPa下之氣體流量q，從公式(2)瞭解為3.78(=227/60)L/秒，因此，排水時必要最低限度之氣體供給時間為0.83(=3.17(L)/3.78(L/秒))秒。
同樣地，0.1MPa下之氣體流量q，從公式(2)瞭解為5.03(=302/60)L/秒，因此，排水時必要最低限度之氣體供給時間為0.6(=3.17(L)/5.03(L/秒))秒。
同樣地，0.15MPa下之氣體流量q，從公式(2)瞭解為6.28(=377/60)L/秒，因此，排水時必要最低限度之氣體供給時間為0.50(=3.17(L)/6.28(L/秒))秒。
如第三圖所示，氣體供給時間係排水時必要最低限度之氣體 供給時間以上。此處，從公式(2)瞭解，由於氣體流量q與氣體供給源之氣體壓力P成正比，因此最低限度之氣體供給時間與氣體供給源的氣體壓力P成反比。因而，本實施形態之最低限度氣體供給時間至少依氣體供給源之氣體壓力來設定。藉此，由於可在比最低限度氣體供給時間長之時間，將氣體供給至氣液分離槽AWS，因此可給予來自氣液分離槽AWS之排水機會。
此外，從公式(2)瞭解，由於氣體流量q與配管PP1之最小內徑部分的內側剖面積S成正比，因此最低限度氣體供給時間與配管PP1之最小內徑部分的內側剖面積S成反比。因而，本實施形態之最低限度氣體供給時間進一步依連繫氣體供給源GS與氣液分離槽AWS間之配管PP1的最小內徑部分之內側剖面積來設定。藉此，可適切設定最低限度之氣體供給時間，由於以該最低限度氣體供給時間以上之時間將氣體供給至氣液分離槽AWS，因此可給予來自氣液分離槽AWS之排水機會。
此外，為了給予排水機會而進行供給，最低限度必要之氣體體積(最低供給體積)係取決於氣液分離槽AWS中存在的液體量。因而，最低限度之氣體供給時間進一步在氣液分離槽AWS滿水時為了給予排水機會而進行供給，亦可依最低限度必要之氣體體積來決定。例如，氣液分離槽AWS滿水時為了給予排水機會而進行供給，由於最低限度必要之氣體(例如氮氣)的體積，為氣液分離槽之容積(例如，0.6L)的固定值(5.27)倍，因此當氣液分離槽之容積例如係0.6L時，則為3.16(≒0.6×5.27)L。0.1MPa下之氣體流量q從公式(2)瞭解係5.03(=302/60)L/秒，所以最低限度之氣體供給時間為0.6(≒3.16/5.03)秒。藉此，可將最低限度之氣體供給時間設定成可供給可排出氣液分離槽AWS滿水時之液體量的量之氣體的時間，由於以該 最低限度之氣體供給時間以上的時間將氣體供給至氣液分離槽AWS，因此與氣液分離槽AWS內之液體量無關，可給予來自氣液分離槽AWS之排水機會。因而，可以短時間(例如0.6秒)排水，可停止無謂地排出污染源之氣體(例如氮氣)。
另外，亦可具備檢測存在於氣液分離槽AWS之液體量的檢測部。檢測部例如係設於氣液分離槽AWS內側之液面感測器。因而，本實施形態之氣體供給時間亦可藉由控制部5依藉由檢測部檢測之氣液分離槽AWS中存在的液體量來設定。具體而言，例如控制部5亦可以存在於氣液分離槽AWS之液體量愈多，氣體供給時間愈長的方式設定氣體供給時間。藉此，由於可適切設定可給予排水機會之氣體供給時間，因此可從氣液分離槽AWS排出液體。
[從吸附載台剝下基板時之控制部5的處理]
繼續，代表吸附載台VS1、VS2，說明從吸附載台VS1剝下基板時控制部5之處理。
控制部5為了從第一洗淨室190之吸附載台VS1剝下基板，進行控制而打開第二閥門B2與第三閥門B3。此處，氣體供給源GS之壓力設定在可從第一洗淨室190之吸附載台VS1剝下基板且基板不致跳躍的範圍。另外，所謂基板跳躍，是指基板從吸附載台突發性脫離，若基板無意間從載台跳躍時，可能會造成基板損傷。藉此，可從吸附載台VS1剝下基板，且使基板上升至搬送機器人22接收之接收位置。
以實機進行實驗時，直徑300mm之晶圓情況下，可從吸附載台VS1剝下之壓力為0.05MPa以上。此外，直徑300mm之晶圓情況下，晶 圓不跳躍之壓力為0.15MPa以下。因而，直徑300mm之晶圓情況下，氣體供給源之壓力P係0.05~0.15MPa。藉此，在直徑300mm之晶圓情況下，可從吸附載台VS1剝下該晶圓，且使該晶圓上升至搬送機器人22接收之接收位置。
繼續，由於氣液分離槽AWS及AWS'之排水的處理相同，因此以氣液分離槽AWS為對象作代表，使用第四圖說明氣液分離槽AWS之排水的處理。第四圖係顯示氣液分離槽AWS排水之處理流程的一例之流程圖。第四圖係以第一洗淨室190洗淨晶圓時之例。
(步驟S101)首先，控制部5進行控制而關閉第四閥門B4。藉此，解除第一洗淨室190之真空。
(步驟S102)其次，控制部5進行控制而打開第五閥門B5。藉此，在配管PP3中裝水。
(步驟S103)其次，控制部5進行控制而關閉第五閥門B5，並打開第一閥門B1及第三閥門B3。藉此，水被氮氣推動而推晶圓W，並且藉由氮氣推晶圓W。藉此，從吸附載台VS1剝下晶圓W。
(步驟S104)其次，控制部5以頂起銷LP1使晶圓W上升之方式進行控制。藉此，晶圓W從吸附載台VS1離開。
(步驟S105)其次，控制部5依據感測器S1之檢測結果判定晶圓W是否已到達接收位置。
(步驟S106)在步驟S104，當晶圓W已到達接收位置時控制部5進行控制而關閉第三閥門B3，並打開第二閥門B2。此時第一閥門B1亦可照樣打開。由於第二閥門B2打開，因此開始從氣液分離槽AWS排水。
(步驟S107)其次控制部5判定從第三閥門B3關閉時起是否經過預設之氣體供給時間。
(步驟S108)在步驟S107，從第三閥門B3關閉時起經過預設的氣體供給時間時，控制部5進行控制而關閉第一閥門B1。又但是，不需要剝下晶圓之工序情況下，一開始並不需要打開第三閥門B3，因此預先關閉第三閥門B3，而並無步驟S106之關閉第三閥門B3之前的工序。此種情況下，並無步驟S106之前的工序，控制部5係從進行控制而打開第一閥門B1及第二閥門B2開始，統計打開第一閥門B1時起的時間。無論如何，控制部5均統計第一閥門B1打開且無法從氣液分離槽AWS排出氣體之狀態時起的時間。
如此，控制部5進行控制，從第一閥門B1打開且無法從氣液分離槽AWS排出氣體之狀態時(例如在步驟S107關閉第三閥門B3時)起，經過預設之氣體供給時間後關閉第一閥門B1。
(步驟S109)其次，控制部5判定從關閉第一閥門B1起是否進一步經過預定之期間。如上述，該預定之期間係依氣體供給源GS之氣體壓力所設定的排水所需時間而設定。亦即，係以氣體供給時間與預定之期間的合計時間大於排水所需時間之方式來設定該預定的期間。
(步驟S110)在步驟S109進一步經過預定之期間時，控制部5進行控制而關閉第二閥門B2。
以上，本實施形態之基板處理裝置100具備設於氣體供給源GS與氣液分離槽AWS之間，且開閉從氣體供給源GS供給之氣體流路的第一閥門B1。進一步，基板處理裝置100具備開閉從氣液分離槽AWS之排出口 DA排出液體的流路之第二閥門B2。進一步，基板處理裝置100具備控制第一閥門B1與第二閥門B2之控制部5。氣液分離槽AWS之排出口DA與洗淨基板之第一洗淨室190及第二洗淨室192的排出口連通。因而控制部5進行控制，從第一閥門B1打開且無法從氣液分離槽AWS排出氣體之狀態時起，經過預設之氣體供給時間後關閉第一閥門B1，並在關閉第一閥門B1後再關閉第二閥門B2。
藉由該構成，由於在氣體供給時間藉由將氣體供給至氣液分離槽AWS，可給予排水之機會，因此，爾後可自然排出積存於氣液分離槽AWS之液體。此外，由於僅在氣體供給時間將氣體供給至氣液分離槽AWS，因此可抑制污染之環境氣體及/或液體逆流到第一洗淨室190內，可減低洗淨室內之基板受到污染的可能性。
此外，在第一洗淨室190及第二洗淨室192之排水口分別設有濾網，該濾網捕捉洗淨槽中產生的殘渣(基板之破片、垃圾)。若將氣體連續地供給至氣液分離槽時，該氣體經由排水配管供給至第一洗淨室190及第二洗淨室192的排水口，也會有濾網可能因氣體之壓力而吹跑的問題。而本實施形態之基板處理裝置100由於可抑制污染之環境氣體及/或液體逆流到第一洗淨室190或第二洗淨室192內，因此可減低吹跑濾網之概率。
另外，亦可將用於執行本實施形態之控制部的各處理之程式記錄於電腦可讀取的記錄媒體，使電腦系統讀取記錄於該記錄媒體之程式，藉由處理器執行來進行本實施形態之控制部的上述各種處理。
另外，本實施形態之基板處理裝置100係具備第一洗淨室190與第二洗淨室192之二個洗淨室而構成，不過並非限於此者，亦可具備一個或三個以 上之洗淨室而構成。此外，第一洗淨室190與第二洗淨室192係在上下兩段重疊之狀態下配置而構成，不過不限於此，亦可不堆積而在水平方向分開配置。
以上，本技術並非僅限定於上述實施形態者，於實施階段在不脫離其要旨範圍內可將元件變形而具體化。此外，藉由上述實施形態中揭示之複數個元件的適當組合可形成各種技術。例如，對象之基板的直徑不限定於300mm，例如亦可為450mm。此外，例如亦可從實施形態所示之全部元件刪除一些元件。再者，亦可適當組合不同實施形態中之元件。
5‧‧‧控制部
190‧‧‧第一洗淨室
192‧‧‧第二洗淨室
B1、B1'‧‧‧第一閥門
B2、B2'‧‧‧第二閥門
B3、B3'‧‧‧第三閥門
B4、B4'‧‧‧第四閥門
B5、B5'‧‧‧第五閥門
D1、D2、DA‧‧‧排出口
DP、DP'‧‧‧分歧點
GA、GA'‧‧‧氣體排出口
GS、GS'‧‧‧氣體供給源
LP1、LP2‧‧‧頂起銷
PP1、PP2、PP3、PP4‧‧‧配管
RJ1、RJ2‧‧‧旋轉接頭
S1、S2‧‧‧感測器
VAC、VAC'‧‧‧真空產生器
VS1、VS2‧‧‧吸附載台
WS、WS'‧‧‧水供給源
W‧‧‧晶圓

Claims (9)

  1. 一種基板處理裝置，係具備：第一閥門，其係設於氣體供給源與氣液分離槽之間，且開閉從前述氣體供給源供給之氣體流路；第二閥門，其係開閉從前述氣液分離槽之排出口排出的液體流路；及控制部，其係控制前述第一閥門與前述第二閥門；前述氣液分離槽之排出口與洗淨基板之洗淨室的排出口連通，前述控制部係以從前述第一閥門打開且無法從前述氣液分離槽排出氣體之狀態時起，經過預設之氣體供給時間後關閉前述第一閥門，關閉前述第一閥門後關閉前述第二閥門之方式進行控制。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中前述氣體供給時間係排水時必要最低限度之氣體供給時間以上，前述最低限度之氣體供給時間至少依前述氣體供給源之氣體壓力來設定。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中前述最低限度之氣體供給時間，進一步依連繫前述氣體供給源與前述氣液分離槽之間的配管最小內徑部分之內側剖面積來設定。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之基板處理裝置，其中前述最低限度之氣體供給時間，進一步在前述氣液分離槽滿水時為了給予排水機會而進行供給，係依最低限度必要之氣體體積來設定。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中以前述氣體供給源之氣 體供給至前述洗淨室的吸附載台之方式，前述氣液分離槽之氣體排出口可與前述洗淨室之前述吸附載台連通，前述氣體供給源之壓力設定在可將基板從前述洗淨室之吸附載台剝下且前述基板不致跳躍的範圍。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中前述基板係直徑為300mm之晶圓，且前述氣體供給源之壓力為0.05~0.15MPa。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中從關閉前述第一閥門時至關閉前述第二閥門為止的時間，可依前述氣體供給源之氣體壓力而設定的排水所需時間來設定。
  8. 一種排出方法，係排出基板處理裝置中之氣液分離槽內的液體，且具有以下工序：設於氣體供給源與氣液分離槽之間，且開閉從前述氣體供給源供給之氣體流路的第一閥門打開，且從無法從前述氣液分離槽排出氣體之狀態時，經過預設之氣體供給時間後關閉前述第一閥門；及關閉前述第一閥門後，關閉用於開閉從前述氣液分離槽之排出口排出的液體流路之第二閥門。
  9. 一種電腦可讀取之記錄媒體，係記錄有使電腦發揮作為控制部之功能的程式，該控制部係控制：設於氣體供給源與氣液分離槽之間且開閉從前述氣體供給源供給之氣體流路的第一閥門、及開閉從前述氣液分離槽之排出口排出的液體流路之第二閥門，且前述氣液分離槽之排出口與洗淨基板之洗淨室的排出口連通， 該控制部以從前述第一閥門打開且無法從前述氣液分離槽排出氣體的狀態時起，經過預設之氣體供給時間後關閉前述第一閥門，關閉前述第一閥門後再關閉前述第二閥門之方式進行控制。
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