(57)【要約】【課題】ウェハ３０の複数枚を支持し密閉容器２に収納し、密閉容器２に収納されたウェハ３０のそれぞれの表面に薬液を噴射する噴射ノズル１３を備え、ウェハ３０を処理するウェット処理装置およびウェット処理方法において、薬液供給系統の配管の薬液供給流量を監視し常に一様の流量の薬液を供給し洗浄する。【解決手段】ウェハ３０の表面に噴射ノズル１３により薬液を噴斜させ処理する毎に、薬液供給流量計６により測定される薬液の流量を異常検出器２１により監視し、薬液の流量が規定値以下であることを異常検出器２１が検出したら、ポンプ５の停止、供給開閉弁９および循環開閉弁１１を閉じ、ウェハ３０の処理を停止させウェハの処理不良を発生させない。【選択図】      図１
2004247509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の半導体ウェハを一方向に並べて保持する支持部材と、これら該半導体ウェハと前記支持部材とを収納する密閉容器と、前記半導体ウェハのそれぞれの表面に薬液を噴射する複数の薬液噴射ノズルと、前記密閉容器から排出配管を介して排出される使用済みの前記薬液を貯える薬液タンクと、この薬液タンクの該薬液を吸引し前記密閉容器に供給配管を介して該薬液を供給する供給ポンプと、前記供給ポンプの後段の前記供給配管に設けられる薬液フィルタと、この薬液フィルタと接続する前記供給配管から分岐され前記排出配管に接続される循環配管と、前記密閉容器内における前記噴射ノズルへの薬液の供給および遮断を行う第１の開閉弁と、前記循環配管と前記排出配管との間にあって送給される前記薬液を遮断する第２の開閉弁と、前記供給ポンプと前記薬液フィルタとの間にあって前記薬液の流量を測定する薬液供給流量計と、この薬液供給流量計の流量異常を検出する異常検出器と、この異常検出器からの信号により前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁の開閉を制御する制御部とを備えることを特徴とするウェット処理装置。
【請求項２】
前記支持部材を回転させる回転機構を備えることを特徴とする請求項１記載のウェット処理装置。
【請求項３】
前記循環配管に流れる前記薬液の流量を測定する循環薬液流量計を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のウェット処理装置。
【請求項４】
前記循環薬液流量計と前記薬液供給流量計とは、同じ構造であるとともに同じ性能を有することを特徴とする請求項３記載のウェット処理装置。
【請求項５】
複数枚の半導体ウェハを一方向に並べて保持する支持部材と、これら該半導体ウェハと前記支持部材とを収納する密閉容器と、前記半導体ウェハのそれぞれの表面に薬液を噴射する複数の薬液噴射ノズルと、前記密閉容器から排出配管を介して排出される使用済みの前記薬液を貯える薬液タンクと、この薬液タンクの該薬液を吸引し前記密閉容器に供給配管を介して該薬液を供給する供給ポンプと、前記供給ポンプの後段の前記供給配管に設けられる薬液フィルタと、この薬液フィルタと接続する前記供給配管から分岐され前記排出配管に接続される循環配管と、前記密閉容器内における前記噴射ノズルへの薬液の供給および遮断を行う第１の開閉弁と、前記循環配管と前記排出配管との間にあって送給される前記薬液の供給および遮断を行う第２の開閉弁と、前記供給ポンプと前記薬液フィルタとの間にあって前記薬液の流量を測定する薬液供給流量計と、この薬液供給流量計の流量異常を検出する異常検出器と、この異常検出器からの信号により前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁の開閉を制御する制御部とを備えるウェット処理装置において、前記第１の開閉弁を開き前記密閉容器に収納される前記半導体ウェハの表面に前記薬液噴射ノズルにより薬液を噴斜させ処理する毎に、前記薬液供給流量計により測定される前記薬液の流量を監視し、前記薬液の流量が規定値以下であることを前記異常検出器が検出したら、前記供給ポンプの停止、前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁を閉じることを特徴とするウェット処理方法。
【請求項６】
複数枚の半導体ウェハを一方向に並べて保持する支持部材と、これら該半導体ウェハと前記支持部材とを収納する密閉容器と、前記半導体ウェハのそれぞれの表面に薬液を噴射する複数の薬液噴射ノズルと、前記密閉容器から排出配管を介して排出される使用済み前記薬液を貯える薬液タンクと、この薬液タンクの該薬液を吸引し前記密閉容器に供給配管を介して該薬液を供給する供給ポンプと、前記供給ポンプの後段の前記供給配管に設けられる薬液フィルタと、この薬液フィルタと接続する前記供給配管から分岐され前記排出配管に接続される循環配管と、前記密閉容器に供給する前記薬液の供給および遮断する第１の開閉弁と、前記循環配管と前記排出配管との間にあって送給される前記薬液の供給および遮断する第２の開閉弁と、前記供給ポンプと前記薬液フィルタとの間にあって前記薬液の流量を測定する薬液供給流量計と、前記循環配管に流れる前記薬液の流量を測定するとともに前記薬液供給流量計と同じ構造でかつ同じ性能をもつ循環薬液流量計と、前記薬液供給流量計の流量と前記循環薬液流量計の流量との差に異常を検出する異常検出器と、この異常検出器からの信号により前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁の開閉を制御する制御部とを備えるウェット処理装置において、前記第１の開閉弁を開き前記密閉容器に収納だれる前記半導体ウェハの表面に前記薬液噴射ノズルにより薬液を噴斜させ毎に、測定される前記薬液供給流量計の流量と前記循環薬液流量計の流量との差が規定の差以上あると前記異常検出器が検出したら、前記供給ポンプの停止、前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁を閉じることを特徴とすることを特徴とするウェット処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハや液晶基板など複数枚の基板を処理室に収納し、処理室に収納された基板の表面に薬液を噴射し基板を処理するウェット処理装置およびウェット処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、半導体装置の製造工程では、半導体ウェハ等の基板に薬液やリンス液を噴射させ洗浄や処理などを行うウェット処理方法が行われていた。このような洗浄処理方法の一つとして、処理槽内に複数枚の半導体ウェハを保持手段、例えば、ウェハボ−トに収納した状態で薬液供給ノズルから薬液をそれぞれの半導体ウェハに噴射させ、半導体ウェハに付着するパ−ティクルや金属イオンなど除去し、処理槽内に洗浄液を満たし、半導体ウェハを洗浄していた。また、単一の薬液、例えばイソプロアルコ−ルなど基板の表面に噴射させウェハを洗浄する方法もある。
【０００３】
しかしながら、前者の方法では、処理槽内に薬液が残留するので、薬液が洗浄水（例えば、純水）に置換するまで、時間がかかるし、多量な洗浄水である純水を消費する問題があった。
【０００４】
この問題を解消し、洗浄液の使用量を削減し、洗浄効率を向上を図る洗浄処理装置が提案されている。図３は洗浄液の使用量を節減した従来の洗浄処理装置の一例を示す概略断面図である。この洗浄処理装置は、図３に示すように、複数枚の半導体ウェハＷを支持するウェハボ−ド４０を収納する処理槽４１と、この処理槽４１の上端開口部に連結し処理槽４１からオ−バ−フロ−した薬液や洗浄水を受け止める外槽４２と、処理槽４１内に急速供給される純水１００を収納する純水タンク４３と、純水１００をウェハＷに噴射するシャワ−ノズル４５と、純水タンク４３内の純水１００をウェハＷおよび処理槽内に供給する供給ノズル４６と、処理槽４１の底部に配設されてウェハＷに薬液１０１または純水１００を供給するジェットノズル４７を備えている。
【０００５】
そして、薬液供給源５０から処理槽４１に薬液を供給し、この薬液を処理槽４１からオ−バ−フロ−させるとともに循環管路５１のポンプ５２の駆動によってオ−バ−フロ−された薬液１０１をジェットノズル４７から噴射させ、ウェハＷの付着物を除去する。薬液処理を所定時間行った後、処理槽４１内の薬液をドレン管５５から排出するとともに循環管路５１中の薬液をドレン管５３，５６から排出する。
【０００６】
次に、ポンプ５２を停止し、切換弁５８を開け、純水供給源５９から純水を供給し、供給される純水１００をジェットノズル４７からウェハＷに噴射させウェハＷを洗浄を行うとともに切換弁４８を開き、工場の純水ラインから供給される純水１００をシャワ−ノズル４５からウェハＷに噴射しウェハＷに付着する残留薬液を除去する。なお、ウェハＷの洗浄が終了したか否かは、比抵抗値測定器４９によって処理槽４１内の純水１００を比抵抗値を測定し判定する。
【０００７】
このように、薬液処理を施して薬液を排液した後に、純水タンク４３内の純水１００をウェハＷを収納する処理槽４１内に供給してウェハＷを浸漬し洗浄する工程を繰り返して行うことにより、純水の所定の比抵抗値への回復時間を短縮させていることを特徴としている（特許文献１）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−０６４８７２号公報（第４−８頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した洗浄処理方法では、薬液を噴射するジェットノズルへの薬液供給管の流量抵抗は常に一定でなく変化することが予測される。従って、薬液で洗浄されるウェハ表面に付着される汚染物が一様に除去されることは困難である。そして、洗浄を繰り返して何回も行う内に薬液供給系統の配管、特に薬液を噴射するノズルにスケ−ルが蓄積し、ウェハを洗浄する薬液の流量不足を生じウェハの洗浄不足が発生しウェハ洗浄不良をもたらすという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、薬液供給系統の配管の薬液供給流量を監視し常に一様の流量の薬液を供給し洗浄できるウェット処理装置およびウェット処理方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、複数枚の半導体ウェハを一方向に並べて保持する支持部材と、これら該半導体ウェハと前記支持部材とを収納する密閉容器と、前記半導体ウェハのそれぞれの表面に薬液を噴射する複数の薬液噴射ノズルと、前記密閉容器から排出配管を介して排出される使用済みの前記薬液を貯える薬液タンクと、この薬液タンクの該薬液を吸引し前記密閉容器に供給配管を介して該薬液を供給する供給ポンプと、前記供給ポンプの後段の前記供給配管に設けられる薬液フィルタと、この薬液フィルタと接続する前記供給配管から分岐され前記排出配管に接続される循環配管と、前記密閉容器内における前記噴射ノズルへの薬液の供給および遮断を行う第１の開閉弁と、前記循環配管と前記排出配管との間にあって送給される前記薬液の供給および遮断を行う第２の開閉弁と、前記供給ポンプと前記薬液フィルタとの間にあって前記薬液の流量を測定する薬液供給流量計と、この薬液供給流量計の流量異常を検出する異常検出器と、この異常検出器からの信号により前記ポンプの停止、前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁の開閉を制御する制御部とを備えるウェット処理装置である。
【００１２】
また、前記支持部材を回転させる回転機構を備えることが望ましい。さらに、前記循環配管に流れる前記薬液の流量を測定する循環薬液流量計を備えることが望ましい。一方、好ましくは、前記循環薬液流量計と前記薬液供給流量計とは、同じ構造であるとともに同じ性能を有することである。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、複数枚の半導体ウェハを一方向に並べて保持する支持部材と、これら該半導体ウェハと前記支持部材とを収納する密閉容器と、前記半導体ウェハのそれぞれの表面に薬液を噴射する複数の薬液噴射ノズルと、前記密閉容器から排出配管を介して排出される使用済みの前記薬液を貯える薬液タンクと、この薬液タンクの該薬液を吸引し前記密閉容器に供給配管を介して該薬液を供給する供給ポンプと、前記供給ポンプの後段の前記供給配管に設けられる薬液フィルタと、この薬液フィルタと接続する前記供給配管から分岐され前記排出配管に接続される循環配管と、前記密閉容器内における前記噴射ノズルへの薬液の供給および遮断を行う第１の開閉弁と、前記循環配管と前記排出配管との間にあって送給される前記薬液を遮断する第２の開閉弁と、前記供給ポンプと前記薬液フィルタとの間にあって前記薬液の流量を測定する薬液供給流量計と、この薬液供給流量計の流量異常を検出する異常検出器と、この異常検出器からの信号により前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁の開閉を制御する制御部とを備えるウェット処理装置において、前記第１の開閉弁を開き前記密閉容器に収納される前記半導体ウェハの表面に前記薬液噴射ノズルにより薬液を噴斜させ処理する毎に、前記薬液供給流量計により測定される前記薬液の流量を監視し、前記薬液の流量が規定値以下であることを前記異常検出器が検出したら、前記供給ポンプの停止、前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁を閉じるウェット処理方法である。
【００１４】
本発明の第３の特徴は、複数枚の半導体ウェハを一方向に並べて保持する支持部材と、これら該半導体ウェハと前記支持部材とを収納する密閉容器と、前記半導体ウェハのそれぞれの表面に薬液を噴射する複数の薬液噴射ノズルと、前記密閉容器から排出配管を介して排出される使用済み前記薬液を貯える薬液タンクと、この薬液タンクの該薬液を吸引し前記密閉容器に供給配管を介して該薬液を供給する供給ポンプと、前記供給ポンプの後段の前記供給配管に設けられる薬液フィルタと、この薬液フィルタと接続する前記供給配管から分岐され前記排出配管に接続される循環配管と、前記密閉容器に供給する前記薬液の供給および遮断する第１の開閉弁と、前記循環配管と前記排出配管との間にあって送給される前記薬液の供給および遮断する第２の開閉弁と、前記供給ポンプと前記薬液フィルタとの間にあって前記薬液の流量を測定する薬液供給流量計と、前記循環配管に流れる前記薬液の流量を測定するとともに前記薬液供給流量計と同じ構造でかつ同じ性能をもつ循環薬液流量計と、前記薬液供給流量計の流量と前記循環薬液流量計の流量との差に異常を検出する異常検出器と、この異常検出器からの信号により前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁の開閉を制御する制御部とを備えるウェット処理装置において、前記第１の開閉弁を開き前記密閉容器に収納だれる前記半導体ウェハの表面に前記薬液噴射ノズルにより薬液を噴斜させ毎に、測定される前記薬液供給流量計の流量と前記循環薬液流量計の流量との差が規定の差以上あると前記異常検出器が検出したら、前記供給ポンプの停止、前記第１の開閉弁および前記第２の開閉弁を閉じるウェット処理方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態におけるウェット処理装置を示す模式図である。このウェット処理装置は、複数枚のウェハ３０を一方向に並べて保持する支持部材１と、これらウェハ３０と支持部材１とを収納する密閉容器２と、ウェハ３０のそれぞれの表面に薬液を噴射する複数の噴射ノズル１３と、密閉容器２から排出用の配管１４を介して排出される薬液４を貯える薬液タンク３と、この薬液タンク３の薬液４を吸引し密閉容器２に供給ライン８の配管を介して薬液４を供給する供給用のポンプ５と、このポンプ５の後段の供給ライン８に設けられる薬液用のフィルタ７と、このフィルタ７と接続する供給ライン８から分岐され密閉容器２の薬液４を排出する配管１４に接続される循環ライン１０と、密閉容器２に供給する薬液４の供給および遮断を行う供給開閉弁９と、循環ライン１０と薬液排出用の配管１４との間にあって前記ポンプ５から送給される薬液を供給および遮断を行う循環開閉弁１１と、ポンプ５とフィルタ７との間にあって薬液の流量を測定する薬液供給流量計６と、この薬液供給流量計６の流量異常を検出する異常検出器２１と、この異常検出器２１からの信号２２により供給開閉弁９および循環開閉弁１１の開閉を制御する装置制御部１２とを備えている。
【００１７】
また、噴射ノズル１３から噴射される薬液がウェハ３０の表面に一様に接触させるのにこ、ウェハ３０を支持する支持部材１を回転させる回転機構２３を設けることが望ましい。そして、回転機構２３の回転軸は、一端は支持部材１に取付けられ他端は回転用のモ−タの出力軸と連結されている。そして、回転軸の軸部は密閉容器２の蓋にシ−ルを介して気密に回転できる構造になっている。
【００１８】
さらに、ポンプ５から送給される薬液の流量を測定する薬液供給流量計２１は、タ−ビン流量計が望ましい。そして、この薬液供給流量計２１は、ポンプ５とフィルタ７との間にある配管途中に設けることである。この配管に流れる薬液により薬液供給流量計２１内の羽根を回転させ、磁性体である羽根の動きを管外の検出器との磁気抵抗の変化を検出し、回転数に応じたパルス周波数を流量として検出している。ここで、測定された流量は、パルス周波数として装置制御部１２に送られ、流量が正常か否かを異常検出器２１が判定する。例えば、供給される薬液の流量の低下が基準値（初期値）に対し、例えば、１０パ−セントの低下したら異常検出器２１が停止信号を発生させるようにする。
【００１９】
次に、このウェット処理装置の動作を説明する。まず、薬液供給源（図示せず）から薬液を薬液タンク３に供給し薬液タンク３に所定量の薬液４を貯える。次に、ポンプ５により薬液タンク３から薬液４を吸引し、薬液供給流量計２１とフィルタ７を経て供給ライン８に薬液を供給する。
【００２０】
次に、装置制御部１２は、供給開閉弁９を開き、薬液を噴射ノズル１３から噴射させウェハ３０に薬液を接触させる。このとき薬液供給流量計２１は薬液の流量を測定し装置制御部１２に初期値（基準値）として記憶させる。そして、回転機構２３により支持部材１を回転させ薬液とウェハ３０との接触を一様にする。ウェハ３０と接触後の薬液は、配管１４を経て薬液タンク３に溜められる。所定時間の処理時間が経過した後、供給開閉弁９を閉じ噴射ノズル１３への薬液の供給を停止する、
密閉容器２への薬液の供給を遮断されたとき、装置制御部１２は循環開閉弁１１を開き、ポンプ５により薬液を吸引し循環ライン１０を経て薬液タンク３に薬液を貯える。このことは、使用済みの薬液をフィルタ７で再生させ薬液タンク３に溜めることである。そして、この薬液再生中にウェハ３０を密閉容器２から取り出し、未処理のウェハ３０に入れ換える。次に、前述と同様に、ポンプ５により薬液タンク３から薬液４を吸引し、薬液供給流量計２１とフィルタ７を経て供給ライン８に薬液を供給する。収納されるウェハ３０の表面に噴射ノズル１３により薬液を噴斜させ、ウェハ３０を処理する。このとき薬液供給流量計２１により測定される薬液の流量を装置制御部１２に記憶させる。そして、前回の初期値と比較して流量の低下があるか否かを異常検出器２１が判定する。
【００２１】
そして、この異常検出器２１が流量の低下を検出しない限り、ウェハ３０の処理を繰り返して行う。もし、噴射ノズル１３およびフィルタ７を含む供給ライン８の薬液の流量抵抗の増大し薬液の流量が低下すれば、いづれかに流量抵抗の増大が発生したとして異常検出器２１が異常であると判定し、装置制御部１２に信号を送りポンプ５の停止させ、供給開閉弁９および循環開閉弁１１を閉じる。すなわち、ウェハ３０の洗浄処理を停止する。また、このとき、装置制御部１２は警報を発生させることも望ましい。そして、供給ライン８の配管、フィルタ７および噴射ノズル１３を外し、クリ−ニングするか交換することで装置を回復させる。
【００２２】
図２は本発明の他の実施の形態におけるウェット処理装置を示す模式図である。このウェット処理装置は、図２に示すように、供給ライン８に流れる薬液の流量を測定する薬液供給流量計６の他に、循環ライン１０に流れる薬液の流量を測定する循環薬液流量計２０を設けたことである。それ以外の薬液タンク３、密閉容器２、装置制御部１２およびフィルタ７は、前述の実施の形態のウェット処理装置と同じように備えている。
【００２３】
また、この循環薬液流量計２０は、薬液供給流量計６と同じ構造で同じ性能をもつことが望ましい。すなわち、同じ口径のタ−ビン流量計で同じ測定分解能をもつことである。そして、薬液供給流量計６と循環薬液流量計２０の比較は、薬液循環状態、すなわち、供給開閉弁９が閉、循環開閉弁１１が開の状態で比較される。従って、薬液供給流量計６と循環薬液流量計２０に流れている薬液流量（循環流量）は同じはずなので、フィルタ７、噴射ノズル１３、配管等の流量抵抗に影響されることなく、直接流量値を比較できる。
【００２４】
そこで、この実施の形態のウェット処理装置は、循環ラインの薬液の流量と薬液供給ラインの薬液の流量との差を異常検出器２１で監視し、流量の差に変化があったら、異常検出器２１から信号を装置制御部１２に転送し、ポンプ５の停止、薬液供給開閉弁９および循環開閉弁１１の閉動作を行う。
【００２５】
また、これら流量計による流量差は、噴射ノズル１３やフィルタ７の詰まり以外に流量計自身の故障も見つけることができる。何となれば、噴射ノズル１３やフィルタ７の流量抵抗による流量差は、長い時間にわたり徐々に大きくなるが、流量計の故障は比較的に短い時間に発生する。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ウェハ表面に薬液を噴射する噴射ノズルへの薬液供給流量を常時監視する手段を設けることによって、噴射ノズルから噴射される薬液量を一様にすることができ、ウェハの処理不良を低減できるという効果がある。
【００２７】
また、必要に応じて、薬液供給ラインから分岐させる循環ラインにも流量を常時監視する手段を設け、薬液供給ラインと循環ラインとの流量差を監視すことにより同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるウェット処理装置を示す模式図である。
【図２】本発明の他の実施の形態におけるウェット処理装置を示す模式図である。
【図３】洗浄液の使用量を節減した従来の洗浄処理装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１    支持部材
２    密閉容器
３    薬液タンク
４    薬液
５    ポンプ
６    薬液供給流量計
７    フィルタ
８    供給ライン
９    供給開閉弁
１０    循環ライン
１１    循環開閉弁
１２    装置制御部
１３    噴射ノズル
１４    配管
２０    循環薬液流量計
２１    異常検出器
【図１】
2004247509.tif 000003
【図２】
2004247509.tif 000004
【図３】
2004247509.tif 000005