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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-195260(P2015-195260A)
(43)【公開日】2015年11月5日
(54)【発明の名称】化学処理装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/306 20060101AFI20151009BHJP
   H01L 21/304 20060101ALI20151009BHJP
【FI】
   H01L21/306 J
   H01L21/304 642B
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2014-72009(P2014-72009)
(22)【出願日】2014年3月31日
(71)【出願人】
【識別番号】000183303
【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】古賀 高廣
【テーマコード(参考)】
5F043
5F157
【Fターム(参考)】
5F043AA02
5F043BB02
5F043DD24
5F043EE02
5F043EE36
5F157AA63
5F157AA69
5F157AA82
5F157AB03
5F157AB13
5F157AB34
5F157AB44
5F157AB51
5F157AB62
5F157AC01
5F157AC43
5F157BB02
5F157BB03
5F157BE12
5F157CB03
5F157CD31
5F157CE03
5F157CF42
5F157CF93
5F157DA21
5F157DB02
5F157DB37
(57)【要約】
【課題】処理対象物の処理後の品質をより高精度に維持できる化学処理装置を提供すること。
【解決手段】エッチング槽のエッチング液にウエハカセットを浸漬させて処理するエッチング装置100は、そのウエハカセットをエッチング処理する前にエッチング処理が終了する先行ウエハカセットによるエッチング液の劣化の度合いに応じてエッチング槽にそのウエハカセットを浸漬させるエッチング時間を決定する。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理槽の処理液に処理対象物を浸漬させて処理する化学処理装置であって、
前記処理対象物を処理する前に処理が終了する先行処理対象物による前記処理液の劣化の度合いに応じて前記処理槽に前記処理対象物を浸漬させる浸漬時間を決定する、
化学処理装置。
【請求項2】
前記処理液の劣化度合いは、前記先行処理対象物の表面積と浸漬時間の積の累積値に比例する、
請求項1に記載の化学処理装置。
【請求項3】
複数の処理槽と、
洗浄槽と、
複数の処理対象物を前記複数の処理槽及び前記洗浄槽のそれぞれに運搬可能なローダと、
前記ローダを制御する制御装置と、を有し、
前記ローダは、所定位置にある前記複数の処理対象物のうちの特定の処理対象物を前記複数の処理槽のうちの特定の処理槽に運び且つ該特定の処理槽における処理液に浸漬させ、所定の浸漬時間にわたって浸漬させた該特定の処理対象物を前記洗浄槽に運び且つ該洗浄槽の洗浄液内で保持し、所定の洗浄時間にわたって保持した該特定の処理対象物を別の所定位置まで運び且つ解放する動きを繰り返し、
前記制御装置は、前記複数の処理槽のそれぞれにおける処理液に前記複数の処理対象物のそれぞれを浸漬させる時間間隔が前記所定の洗浄時間より長くなるように前記ローダを制御する、
化学処理装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記特定の処理対象物を処理する前に処理が終了する先行処理対象物による前記特定の処理槽の処理液の劣化度合いに応じて前記所定の浸漬時間を決定する、
請求項3に記載の化学処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、処理槽の処理液に処理対象物を浸漬させて処理する化学処理装置に関し、例えば、単結晶ウエハをエッチング液に浸漬させて処理するエッチング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、単結晶ウエハの製造工程において、単結晶ウエハの表面改質のために、ウエハカセットに収容された単結晶ウエハをアルカリ性または酸性のエッチング液に所定時間浸漬させるエッチング処理が行われている。
【0003】
エッチング処理で使用されるエッチング液は、単結晶ウエハの表面の食刻が進むにつれて劣化し、エッチングレートを低下させる。そのため、均一な加工品質を保つためにはエッチング液の劣化に応じてウエハカセットのエッチング時間を調整する必要がある。
【0004】
このような要求に対し、処理液が生成された時点からの経過時間、処理液を使用したロットの数、又は処理液を使用した基板の枚数等の処理液の使用履歴に応じて処理時間を段階的に変更する装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−217058号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1の装置は各基板が処理液に浸漬される時間を考慮していない。そのため、処理液の劣化度合いを適切に反映させた処理時間を設定できず、処理対象物の加工品質の均一性を維持できないおそれがある。
【0007】
上述に鑑み、処理対象物の加工品質の均一性をより高精度に維持できる化学処理装置を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の実施例に係る化学処理装置は、処理槽の処理液に処理対象物を浸漬させて処理する化学処理装置であって、前記処理対象物を処理する前に処理が終了する先行処理対象物による前記処理液の劣化の度合いに応じて前記処理槽に前記処理対象物を浸漬させる浸漬時間を決定する。
【発明の効果】
【0009】
上述の手段により、処理対象物の加工品質の均一性をより高精度に維持できる化学処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明の実施例に係るエッチング装置の上面図である。
図2図1のエッチング装置の制御系の構成例を示す図である。
図3】エッチング装置の第1動作状態を示すエッチング装置の上面図である。
図4】エッチング装置の第2動作状態を示すエッチング装置の上面図である。
図5】エッチング装置の第3動作状態を示すエッチング装置の上面図である。
図6】エッチング装置の第4動作状態を示すエッチング装置の上面図である。
図7】エッチング装置の第5動作状態を示すエッチング装置の上面図である。
図8】エッチング装置の第6動作状態を示すエッチング装置の上面図である。
図9】エッチング装置の第7動作状態を示すエッチング装置の上面図である。
図10】エッチング装置内に搬入された各ウエハカセットのエッチング装置内における位置の時間的推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図を参照して本発明の実施例に係るについて説明をする。
【0012】
図1は、本発明の実施例に係る化学処理装置の一例であるエッチング装置100の上面図を示す。また、図2は、エッチング装置100の制御系の構成例を示す概略図である。
【0013】
図1に示すように、エッチング装置100は、主に、搬入部CB、第1エッチング槽1、第2エッチング槽2、第3エッチング槽3、第4エッチング槽4、第5エッチング槽5、第1水洗槽6、第2水洗槽7、搬出部CT、ローダ10A、アンローダ10B、排気ファン15、搬入ローラR1、水中搬送ローラR2、第1遮蔽扉SH1、第2遮蔽扉SH2、及び第3遮蔽扉(搬出扉)SH3を含む。
【0014】
また、図2に示すように、エッチング装置100は、プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)21、制御盤22、タッチパネル23を含む。
【0015】
PLC21は、制御盤22を制御する制御装置であり、シーケンサとも称される。本実施例では、PLC21は、LAN等のネットワークを介して外部サーバとしての生産管理システム20に接続され、生産管理システム20から処理対象物としての単結晶ウエハに関する情報等を取得する。本実施例では、単結晶ウエハは、例えば、表面弾性波フィルター用ウエハである。
【0016】
制御盤22は、PLC21の制御下で動作する装置である。本実施例では、制御盤22は、PLC21からの指令に応じてエッチング装置100の各種構成要素に供給する電力を制御して各種構成要素を動作させる。具体的には、制御盤22は、ローダ10A、アンローダ10B、搬入ローラR1、水中搬送ローラR2、第1遮蔽扉SH1、第2遮蔽扉SH2、搬出扉SH3、及び排気ファン15に供給する電力を制御する。
【0017】
タッチパネル23は、PLC21に各種情報を入力する入力装置の一例であり、本実施例では、ロット番号等を入力するために用いられる。なお、入力装置はバーコードリーダであってもよい。また、本実施例では、単結晶ウエハは、複数枚を一纏めにしてウエハカセットに収容され、ウエハカセット単位で処理される。
【0018】
搬入部CBは、作業者がウエハカセット(図1では図示せず。)をエッチング装置100に搬入する部分である。本実施例では、搬入部CBで搬入されたウエハカセットは、搬入ローラR1によって+X方向に搬送され、ローダ10Aの把持具(図示せず。)が把持可能なロード位置PSまで移動させられる。
【0019】
ローダ10Aは、ウエハカセットを把持し且つ搬送する機構である。本実施例では、ローダ10Aは、一対のレールG1上をX軸方向に走行するローダ走行部10Ag、ローダ走行部10Agに沿ってY軸方向に横行するローダ横行部10As、及び、ローダ横行部10Asと共に横行し且つX軸及びY軸に垂直なZ軸方向に昇降するローダ昇降部10Atを含む。なお、ウエハカセットを把持する把持具はローダ昇降部10Atの下面に取り付けられる。
【0020】
処理槽の一例である第1エッチング槽1〜第5エッチング槽5はそれぞれ、単結晶ウエハの表面改質のためのエッチング処理で用いるエッチング液を容れる槽である。本実施例では、第1エッチング槽1〜第5エッチング槽5はそれぞれ同じ容量を有し、同じエッチング液を収容する。
【0021】
洗浄槽の一例である第1水洗槽6は、第1エッチング槽1〜第5エッチング槽5のそれぞれでエッチング処理されたウエハカセット内の単結晶ウエハを洗浄する洗浄液としての洗浄水を容れる槽である。
【0022】
第2水洗槽7は、第1水洗槽6で洗浄されたウエハカセット内の単結晶ウエハを追加的に洗浄する洗浄液としての洗浄水を容れる槽である。本実施例では、第2水洗槽7内には、水中搬送ローラR2が設置されている。第2水洗槽7内に入れられたウエハカセットは、水中搬送ローラR2によって水中を−X方向に搬送され、所定の水洗時間をかけて、アンローダ10Bの把持具(図示せず。)が把持可能なアンロード位置PUまで移動させられる。アンロード位置PUに到達したウエハカセットは、アンローダ10Bによって把持され且つ移動させられるまでアンロード位置PUで待機する。
【0023】
第1エッチング槽1〜第5エッチング槽5及び第1水洗槽6は、隔壁W1によって外部から隔離されている。エッチング処理で発生するガスが外部に漏れないようにするためである。また、第2水洗槽7は、隔壁W1とは別に、隔壁W2によって外部から隔離されている。
【0024】
排気ファン15は、エッチング処理で発生した隔壁W1内のガスを排気ダクト(図示せず。)を介して排気する装置である。
【0025】
アンローダ10Bは、ローダ10Aと同様、ウエハカセットを把持し且つ搬送する機構である。本実施例では、アンローダ10Bは、一対のレールG2上をX軸方向に走行するアンローダ走行部10Bg、アンローダ走行部10Bgに沿ってY軸方向に横行するアンローダ横行部10Bs、及び、アンローダ横行部10Bsと共に横行し且つZ軸方向に昇降するアンローダ昇降部10Btを含む。なお、ウエハカセットを把持する把持具(図示せず。)はアンローダ昇降部10Btの下面に取り付けられる。
【0026】
搬出部CTは、作業者がウエハカセットをエッチング装置100から搬出する部分である。本実施例では、水中搬送ローラR2によってアンロード位置PUまで搬送されたウエハカセットは、アンローダ10Bによって把持され且つ持ち上げられて搬出部CTに移動させられる。そして、アンローダ10Bによって搬出部CTに移動させられたウエハカセットは作業者によって外部に搬出される。
【0027】
第1遮蔽扉SH1及び第2遮蔽扉SH2は、ローダ10Aが隔壁W1内に出入りする際に開閉する扉である。また、搬出扉SH3は、アンローダ10Bが隔壁W2内からウエハカセットを搬出する際に開閉する扉である。
【0028】
次に、図3図9を参照し、エッチング装置100の具体的な動作について説明する。なお、図3図9は、7つの異なる時点におけるエッチング装置100の動作状態を示すエッチング装置100の上面図であり、それぞれ図1の上面図に対応する。
【0029】
図3に示すように、第1ウエハカセットC1が搬入部CBに搬入されると、搬入ローラR1は、白色矢印で示すように第1ウエハカセットC1をロード位置PSまで移動させる。ロード位置PSに到達した第1ウエハカセットC1は、ローダ10Aによって把持され且つ移動させられるまでロード位置PSで待機する。なお、図3図9では、搬入ローラR1又は水中搬送ローラR2によるウエハカセットの移動を白色矢印で表し、ローダ10A又はアンローダ10Bによるウエハカセットの移動を黒色矢印で表す。
【0030】
その後、制御盤22からエッチング開始指令を受信すると、ローダ10Aは、図4に示すように、ロード位置PSにある第1ウエハカセットC1を把持して持ち上げ、第1エッチング槽1(第1エッチング位置P1)の上まで移動させる。このとき、第1遮蔽扉SH1は、第1ウエハカセットC1が隔壁W1内に進入できるように開かれ、第1ウエハカセットC1が隔壁W1内に進入した後すぐに閉じられる。
【0031】
そして、ローダ10Aは、第1エッチング位置P1で第1ウエハカセットC1を下降させ、第1エッチング槽1のエッチング液中に浸漬させて解放した後、ロード位置PSのところに戻る。搬入ローラR1は、ロード位置PSにあった第1ウエハカセットC1がローダ10Aによって移動させられると、第2ウエハカセットC2をロード位置PSに移動させる。
【0032】
その後、ローダ10Aは、エッチング開始間隔(後述)として導き出されるタイミングに合わせて、ロード位置PSにある第2ウエハカセットC2を把持して持ち上げ、第2エッチング槽2(第2エッチング位置P2)の上まで移動させる。そして、第2エッチング位置P2で第2ウエハカセットC2を下降させ、第2エッチング槽2のエッチング液中に浸漬させて解放した後、ロード位置PSのところに戻る。搬入ローラR1は、ロード位置PSにあった第2ウエハカセットC2がローダ10Aによって移動させられると、第3ウエハカセットC3をロード位置PSに移動させる。
【0033】
同様にして、ローダ10Aは、第3ウエハカセットC3〜第5ウエハカセットC5をそれぞれ第3エッチング槽3〜第5エッチング槽5(第3エッチング位置P3〜第5エッチング位置P5)の上まで移動させる。そして、第3エッチング槽3〜第5エッチング槽5のそれぞれにおけるエッチング液中に第3ウエハカセットC3〜第5ウエハカセットC5のそれぞれを浸漬させた後、ロード位置PSのところに戻る。
【0034】
図5は、エッチング装置100が第1エッチング槽1〜第4エッチング槽4のそれぞれにおけるエッチング液中に第1ウエハカセットC1〜第4ウエハカセットC4のそれぞれを浸漬させた状態を示す。また、図5は、エッチング装置100がローダ10Aによって第5ウエハカセットC5を第5エッチング槽5(第5エッチング位置P5)の上まで移動させている状態を示す。また、図5は、第6ウエハカセットC6が既にロード位置PSに達して待機し、第7ウエハカセットC7及び第8ウエハカセットC8がそれに続いている状態を示す。
【0035】
その後、第1ウエハカセットC1のエッチング時間が経過する前に、ローダ10Aは、第1エッチング槽1(第1エッチング位置P1)の上に移動する。そして、ローダ10Aは、第1ウエハカセットC1のエッチング時間が経過した時点で、第1エッチング槽1でエッチング処理された第1ウエハカセットC1を把持して持ち上げ、図6に示すように、第1水洗槽6(第1水洗位置PW1)の上に移動させる。そして、ローダ10Aは、第1ウエハカセットC1を下降させ、第1水洗槽6の洗浄水に第1ウエハカセットC1を浸漬させる。そして、ローダ10Aは、ローダ昇降部10Atによって第1ウエハカセットC1を保持したまま水中で上下に揺動させ、所定の水洗時間Tcにわたって第1ウエハカセットC1を洗浄する。
【0036】
その後、図7に示すように、ローダ10Aは、洗浄後の第1ウエハカセットC1を第2水洗槽7(第2水洗位置PW2)の上に移動させる。このとき、第2遮蔽扉SH2は、第1ウエハカセットC1が隔壁W1外に退出できるように開放され、第1ウエハカセットC1が隔壁W1外に退出した後ですぐに閉じられる。ローダ10Aは、第1ウエハカセットC1が第2水洗槽7(第2水洗位置PW2)の上に達すると、第1ウエハカセットC1を下降させる。そして、ローダ10Aは、第2水洗槽7の洗浄水に第1ウエハカセットC1を浸漬させて解放した後、ロード位置PSのところに戻る。
【0037】
その後、ローダ10Aは、ロード位置PSにある第6ウエハカセットC6を把持して持ち上げ、第1ウエハカセットC1が移動して空になっている第1エッチング槽1(第1エッチング位置P1)の上まで第6ウエハカセットC6を移動させる。そして、第1エッチング位置P1で第6ウエハカセットC6を下降させ、第1エッチング槽1のエッチング液中に浸漬させて解放した後、ロード位置PSのところに戻る。
【0038】
その後、図8に示すように、第2ウエハカセットC2のエッチング時間が経過する前に、ローダ10Aは、第2エッチング槽2(第2エッチング位置P2)の上に移動する。そして、ローダ10Aは、第2ウエハカセットC2のエッチング時間が経過した時点で、第2エッチング槽2でエッチング処理された第2ウエハカセットC2を把持して持ち上げ、第1水洗槽6(第1水洗位置PW1)の上に移動させる。なお、図8は、第2水洗位置PW2で第1ウエハカセットC1が解放された後、第2水洗槽7内の水中搬送ローラR2が第1ウエハカセットC1をアンロード位置PUまで移動させている状態を示す。
【0039】
その後、ローダ10Aは、第1ウエハカセットC1を洗浄したときと同様、第1水洗槽6の洗浄水に第2ウエハカセットC2を浸漬させ、所定の水洗時間Tcにわたって第2ウエハカセットC2を揺動洗浄する。また、洗浄後の第2ウエハカセットC2を第2水洗槽7(第2水洗位置PW2)の上に移動させ、第2水洗槽7の洗浄水に第2ウエハカセットC2を浸漬させて解放した後、ロード位置PSのところに戻る。また、ロード位置PSにある第7ウエハカセットC7を把持して持ち上げ、第2ウエハカセットC2が移動して空になっている第2エッチング槽2(第2エッチング位置P2)のエッチング液中に浸漬させて解放した後、ロード位置PSのところに戻る。
【0040】
その後、図9に示すように、第3ウエハカセットC3のエッチング時間が経過する前に、ローダ10Aは、第3エッチング槽3(第3エッチング位置P3)の上に移動する。そして、ローダ10Aは、第3ウエハカセットC3のエッチング時間が経過した時点で、第3ウエハカセットC3を把持して持ち上げ、第1水洗槽6(第1水洗位置PW1)の上に移動させる。なお、図9は、アンローダ10Bがアンロード位置PUに達した第1ウエハカセットC1を把持して持ち上げ、搬出位置PEまで移動させている状態を示す。このとき、搬出扉SH3は、第1ウエハカセットC1が隔壁W2外に退出できるように開放され、第1ウエハカセットC1が隔壁W2外に退出した後で閉じられる。
【0041】
その後、ローダ10Aは、第1ウエハカセットC1及び第2ウエハカセットC2を洗浄したときと同様、第1水洗槽6の洗浄水に第3ウエハカセットC3を浸漬させ、所定の水洗時間Tcにわたって第3ウエハカセットC3を揺動洗浄する。また、洗浄後の第3ウエハカセットC3を第2水洗槽7(第2水洗位置PW2)の上に移動させ、第2水洗槽7の洗浄水に第3ウエハカセットC3を浸漬させて解放した後、ロード位置PSのところに戻る。また、ロード位置PSにある第8ウエハカセットC8を把持して持ち上げ、第3ウエハカセットC3が移動して空になっている第3エッチング槽3(第3エッチング位置P3)のエッチング液中に浸漬させて解放した後、ロード位置PSのところに戻る。なお、図9は、第8ウエハカセットC8が既にロード位置PSに達して待機し、第9ウエハカセットC9及び第10ウエハカセットC10がそれに続いている状態を示す。
【0042】
以降同様に、ローダ10Aは、第4ウエハカセットC4、第5ウエハカセットC5、第6ウエハカセットC6、・・・の順に、第1水洗槽6での揺動洗浄、第2水洗槽7への解放、そして、空になったエッチング槽のエッチング液への新たなウエハカセットの浸漬を繰り返す。
【0043】
次に、図10を参照し、各エッチング槽におけるエッチング時間、第1水洗槽6における水洗時間、ローダ動作時間、及びエッチング開始間隔の関係について説明する。なお、図10は、エッチング装置100内に搬入された各ウエハカセットのエッチング装置100内における位置の時間的推移を示す図である。また、図10の縦軸はエッチング装置100内の各位置を表し、横軸は時間を表す。また、図中の一点鎖線矢印はローダ10Aの動きを表し、図中の破線矢印はアンローダ10Bの動きを表す。なお、本実施例では、エッチング時間は数時間〜数十時間(例えば約8時間)であり、水洗時間は数分である。また、ローダ10Aの把持動作、昇降動作、液切り動作、移動動作等に要する時間であるローダ動作時間は数秒〜数十秒である。また、1つのウエハカセットに収容可能な単結晶ウエハは、例えば、直径4インチの場合に300枚、直径6インチの場合に150枚であり、典型的には、その9割に当たる270枚、135枚程度が同時にエッチング処理される。また、エッチング液は、例えば、5日に一回の割合で更新される。なお、エッチング処理の目的は、例えば、単結晶ウエハの反りの矯正である。
【0044】
エッチング開始間隔は、特定のエッチング処理の開始時刻と次のエッチング処理の開始時刻との時間間隔を意味し、例えば、第1エッチング槽1でエッチング処理を開始する時点と第2エッチング槽2でエッチング処理を開始する時点との間の時間間隔を意味する。
【0045】
また、本実施例では、第1エッチング槽1〜第5エッチング槽5のそれぞれにおけるエッチング液は建浴直後の新液である。そのため、各エッチング槽での初回のエッチング処理のエッチング時間は、ウエハカセット内に収容される単結晶ウエハの枚数に関係なく、全て同じ時間に設定される。具体的には、第1エッチング槽1での第1ウエハカセットC1のエッチング時間T1a、第2エッチング槽2での第2ウエハカセットC2のエッチング時間T1b、第3エッチング槽3での第3ウエハカセットC3のエッチング時間T1c、第4エッチング槽4での第4ウエハカセットC4のエッチング時間T1d、及び第5エッチング槽5での第5ウエハカセットC5のエッチング時間T1eは全て同じ時間に設定される。すなわち、T1a=T1b=T1c=T1d=T1eである。
【0046】
各エッチング槽での2回目以降のエッチング処理のエッチング時間は、初回のエッチング処理によるエッチング液の劣化度に応じて変化し、その劣化度が大きいほど長くなる。具体的には、初回のエッチング処理で処理した単結晶ウエハの表面積の合計に初回のエッチング時間を乗じて得られる演算値に応じて変化し、その演算値が大きいほど長くなる。すなわち、エッチング液の劣化度合いは、そのエッチング液で既にエッチング処理を行った単結晶ウエハの表面積とエッチング時間の積の累積値に比例する。
【0047】
例えば、第1エッチング槽1での2回目のエッチング処理のエッチング時間は、第6ウエハカセットC6のエッチング時間T2aであり、第1エッチング槽1で既にエッチング処理された第1ウエハカセットC1に収容される単結晶ウエハの表面積の合計に初回のエッチング時間T1aを乗じて得られる演算値に基づいて決定される。
【0048】
また、第1エッチング槽1での3回目のエッチング処理のエッチング時間は、第11ウエハカセットC11のエッチング時間T3a(図示せず。)であり、第1エッチング槽1で既にエッチング処理された第1ウエハカセットC1に収容される単結晶ウエハの表面積の合計に初回のエッチング時間T1aを乗じて得られる演算値と、第1エッチング槽1で既にエッチング処理された第6ウエハカセットC6に収容される単結晶ウエハの表面積の合計に2回目のエッチング時間T2aを乗じて得られる演算値との合計値に基づいて決定される。
【0049】
一般化すると、特定のエッチング槽でのn回目のエッチング処理のエッチング時間Tnは、以下の式で表される。
【0050】
【数1】
なお、nは2以上の整数であり、T1はその特定のエッチング槽での初回のエッチング時間を表し、Siはi回目のエッチング処理で処理された単結晶ウエハの合計表面積を表し、tiはi回目のエッチング処理のエッチング時間を表し、kは劣化係数を表す。なお、劣化係数kは、エッチング液の劣化特性を表す値であり、使用するエッチング液毎に予め設定される。また、劣化係数kは、値が大きいほどエッチング時間Tnの延長度合いを大きくする。なお、劣化係数kは、例えば、最終回エッチング時間をTf[時間]とし、一回のエッチング処理で処理される単結晶ウエハの合計表面積をSt[平方インチ]とし、エッチング液更新時間をTe[時間]とすると、k=(Tf−T1)/(St×Te)で表される。なお、最終回エッチング時間は、エッチング液を更新する直前の回でのエッチング時間を意味し、エッチング液更新時間Teは、建浴時点からエッチング液を交換する時点までの時間を意味する。
【0051】
例えば、一回のエッチング処理で処理される単結晶ウエハの合計表面積Stは、4インチの単結晶ウエハの場合、ウエハカセットに300枚が収容されるため、1枚の4インチ単結晶ウエハの両面の表面積を約25.12(=π×(半径)×2(両面)=3.14×2×2)[平方インチ]とすると約7536(=25.12×300)[平方インチ]となる。また、6インチの単結晶ウエハの場合、ウエハカセットに150枚が収容されるため、1枚の6インチ単結晶ウエハの両面の表面積を約56.52(=π×(半径)×2(両面)=3.14×3×2)[平方インチ]とすると約8478(=56.52×300)[平方インチ]となる。そして、4インチ単結晶ウエハと6インチ単結晶ウエハとが不規則に処理されることを考慮すると、一回のエッチング処理で処理される単結晶ウエハの合計表面積Stは、便宜上、2つの合計表面積の平均値である約8007(=(7536+8478)/2)[平方インチ]で表される。この場合、初回エッチング時間T1を7.2[時間]とし、最終回エッチング時間Tfを8[時間]とし、エッチング液更新時間Teを168[時間](7日間)とすると、劣化係数kは、約5.9×10−7(=(8−7.2)/(8007×168))[1/平方インチ]となる。なお、4インチ単結晶ウエハのみが処理される場合、劣化係数kは、約6.3×10−7[1/平方インチ]となり、6インチ単結晶ウエハのみが処理される場合、劣化係数kは、約5.6×10−7[1/平方インチ]となる。
【0052】
このようにして、エッチング装置100のPLC21は、既にエッチング処理が行われた単結晶ウエハの各回の合計表面積とエッチング時間との積の累積値に応じて、次にエッチング処理を行おうとするウエハカセットに収容される単結晶ウエハのエッチング時間を決定する。
【0053】
また、PLC21は、上述のようにして決定されるエッチング時間に応じてエッチング開始間隔を決定する。
【0054】
具体的には、PLC21は、先行するエッチング処理に関連する先行ウエハカセットが第2水洗槽7内に解放される前に後続のエッチング処理の完了時刻が到来しないようにエッチング開始間隔を決定する。先行ウエハカセットが第2水洗槽7内に解放される前に後続のエッチング処理の完了時刻が到来した場合、ローダ10Aは、先行ウエハカセットを把持しているため、後続ウエハカセットをエッチング液から取り出すことができないためである。その結果、後続ウエハカセットのエッチング時間が所望の時間を超過してしまうためである。
【0055】
例えば、図10に示すように、PLC21によって制御される制御盤22からエッチング開始指令を受信すると、ローダ10Aは、第1ウエハカセットC1をロード位置PSから第1エッチング位置P1に移動させて第1エッチング槽1でのエッチング処理を開始させる。その後、PLC21は、第1エッチング槽1での初回のエッチング時間T1aと、後処理時間TP1と、第2エッチング槽2での初回のエッチング時間T1bとを考慮してエッチング開始間隔TD1を決定し、第2エッチング槽2で第2ウエハカセットC2のエッチング処理を開始させる時刻を決定する。
【0056】
なお、本実施例では、PLC21は、第1ウエハカセットC1のエッチング処理が完了した後で第1エッチング槽1が空の状態となる時間を最小限に抑えるべく、第1エッチング槽1での次のウエハカセット(第6ウエハカセットC6)のエッチング処理をできるだけ早期に開始させるようにする。そのため、PLC21は、第1エッチング槽1での初回のエッチング処理が完了した後の第1ウエハカセットC1に関するローダ動作時間TL1と、水洗時間Tcと、第6ウエハカセットC6に関するローダ動作時間TL2とを含む後処理時間TP1が確保されるように、第2エッチング槽2で第2ウエハカセットC2のエッチング処理を開始させる時刻を決定する。すなわち、PLC21は、第2エッチング槽2での第2ウエハカセットC2のエッチング処理の完了時刻が後処理時間TP1中に到来しないようにエッチング開始間隔TD1を決定する。望ましくは、PLC21は、ローダ動作時間TL1と、水洗時間Tcと、ローダ動作時間TL2との合計時間に所定の余裕時間αを加えて後処理時間TP1を算出する。第2エッチング槽2での第2ウエハカセットC2のエッチング処理の完了時刻が後処理時間TP1中に到来しないことをより確実なものとするためである。なお、余裕時間αはタッチパネル23等を通じて変更可能であってもよい。また、ローダ動作時間TL1、水洗時間Tc、及びローダ動作時間TL2は予め設定可能な時間であり、それらを含む後処理時間TP1も予め設定可能な時間である。
【0057】
第2エッチング槽2でのエッチング処理の開始時刻と第3エッチング槽3でのエッチング処理の開始時刻との時間間隔であるエッチング開始間隔TD2についても同様である。具体的には、PLC21は、第2エッチング槽2での初回のエッチング時間T1bと、後処理時間TP2と、第3エッチング槽3での初回のエッチング時間T1cとを考慮してエッチング開始間隔TD2を決定し、第3エッチング槽3で第3ウエハカセットC3のエッチング処理を開始させる時刻を決定する。なお、後処理時間TP2は、予め設定可能な時間であり、第2エッチング槽2での初回のエッチング処理が完了した後の第2ウエハカセットC2に関するローダ動作時間、水洗時間Tc、及び第7ウエハカセットC7に関するローダ動作時間を含む。
【0058】
また、PLC21は、第1エッチング槽1での2回目のエッチング時間T2aと、後処理時間TP5(図示せず。)と、第2エッチング槽2での2回目のエッチング時間T2bとを考慮してエッチング開始間隔TD5を決定し、第2エッチング槽2で第7ウエハカセットC7のエッチング処理を開始させる時刻を決定する。なお、後処理時間TP5は、予め設定可能な時間であり、第1エッチング槽1での2回目のエッチング処理が完了した後の第6ウエハカセットC6に関するローダ動作時間、水洗時間Tc、及び第11ウエハカセットC11に関するローダ動作時間を含む。
【0059】
一般化すると、先行するn番目のエッチング処理の開始時刻と後続のn+1番目のエッチング処理の開始時刻との時間間隔であるエッチング開始間隔TDnは、TDn=Ep−Ef+TP+αとなるように算出される。なお、Epは先行するエッチング処理のエッチング時間を表し、Efは後続のエッチング処理のエッチング時間を表し、TPは予め設定可能な後処理時間を表し、αは余裕時間を表す。また、エッチング開始間隔TDnは、先行するエッチング処理を開始する際の先行のウエハカセットに関するローダ動作時間と、後続のエッチング処理を開始するまでの後続のウエハカセットのロード位置PSでの待機時間との合計時間にほぼ対応する。具体的には、図10に示すように、エッチング開始間隔TD1は、第1エッチング槽1での初回のエッチング処理を開始する際の第1ウエハカセットC1に関するローダ動作時間TL0と、第2エッチング槽2での初回のエッチング処理を開始するまでの第2ウエハカセットC2のロード位置PSでの待機時間TA0との合計時間にほぼ対応する。
【0060】
上述の構成を用いて、エッチング装置100のPLC21は、タッチパネル23等を通じて操作者が設定する各エッチング槽での初回のエッチング処理の初回エッチング時間(T1a〜T1eに相当。)、初回エッチング時間に含まれる待機時間TA0、水洗時間Tc、水洗時間Tcに含まれるカセット揺動時間(ウエハカセットの揺動洗浄を行う時間)等の各種データを取得する。また、PLC21は、ネットワーク接続された生産管理システム20からウエハカセットに関する情報等の各種データを取得する。ウエハカセットに関する情報は、例えば、ウエハカセットに収容される単結晶ウエハの枚数、単結晶ウエハの合計表面積等を含む。なお、PLC21は、エッチング装置100に付属のバーコードリーダ等の入力装置を通じてウエハカセットに関する情報等を取得してもよい。
【0061】
そして、PLC21は、取得した各種データに基づいて各エッチング槽における各回のエッチング時間、エッチング開始間隔等を算出して運転スケジュールを作成する。そして、PLC21は、作成した運転スケジュールにしたがい、制御盤22を通じてエッチング装置100の各種構成要素に供給する電力を制御して各種構成要素を動作させる。
【0062】
以上の構成により、エッチング装置100は、エッチング液の劣化度合いに応じてエッチング時間を自動的に調整する。その結果、処理対象物の加工品質の均一性をより高精度に維持できる。
【0063】
また、エッチング装置100は、特定のエッチング槽で既にエッチング処理された単結晶ウエハの各回の合計表面積とエッチング時間との積の累積値に基づいてその特定のエッチング槽におけるエッチング液の劣化度合いを導き出す。そのため、新しいエッチング液を建浴して運転を開始してから合計運転時間が予め設定した時間を超過した場合にウエハカセットの浸漬時間を一律に一定時間延長するといった方式よりも、処理対象物の加工品質の均一性をより高精度に維持できる。各エッチング槽のエッチング液の劣化度合いが異なるにも関わらず各エッチング槽で共通のエッチング時間を採用すると、処理対象物の加工品質にばらつきを生じさせてしまうためである。また、各エッチング槽のエッチングレートを測定してそのエッチングレートの低下に合わせて浸漬時間を調整するといった高頻度の液のサンプリング及び分析を伴う煩雑な方式に比べ、より簡易な構成で単結晶ウエハの加工品質の均一性を高精度に維持することができる。また、エッチング槽の数が多い場合にも容易に適応可能である。
【0064】
また、エッチング装置100は、各エッチング槽のエッチング液を同時に更新するタイミングにおいて、各エッチング槽のエッチング液の劣化度合いができるだけ同程度となるように、各エッチング槽のエッチング液に浸漬させる単結晶ウエハの合計枚数又は合計表面積を調整してもよい。同じタイミングで更新される各エッチング槽のエッチング液を効率的に利用するためである。言い換えれば、各エッチング槽のエッチング液を同じタイミングで更新できるようにすることでエッチング液の管理を容易にするためである。
【0065】
具体的には、既にエッチング処理が行われたウエハカセットに収容されていた単結晶ウエハの枚数又はそれらの単結晶ウエハの合計表面積によって各エッチング槽のエッチング液の劣化度合いが異なるにも関わらず、全てのエッチング槽のエッチング液を同時に更新することは、劣化が進んでいないエッチング槽のエッチング液も更新することになって不経済なためである。
【0066】
また、エッチング装置100は、先行するエッチング処理のエッチング時間と、先行するエッチング処理に関する水洗時間Tcを含む後処理時間と、後続のエッチング処理のエッチング時間とに基づいてエッチング開始間隔を決定する。そのため、先行するエッチング処理の後処理時間中に後続のエッチング処理の完了時刻が到来するのを防止できる。その結果、後続のエッチング処理のエッチング時間が所望の時間を超過してしまうのを防止でき、単結晶ウエハの加工品質が損なわれるのを防止できる。
【0067】
また、エッチング装置100は、エッチング槽が空の状態となる時間を最小限に抑えるようにエッチング開始間隔を決定する。そのため、5つのエッチング槽1〜5に対して1つのローダ10Aと1つの第1水洗槽6を用意し、5つのエッチング槽1〜5で複数のウエハカセットを続けてエッチング処理する場合の全体的な処理時間を短縮できる。
【0068】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0069】
例えば、上述の実施例において、PLC21は、特定のウエハカセットを処理する前に処理が終了する先行ウエハカセットによるエッチング液の劣化の度合いに応じてその特定のウエハカセットのエッチング時間を決定する。しかしながら本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、PLC21は、その特定のウエハカセットに収容される単結晶ウエハの合計表面積を追加的に考慮してその特定のウエハカセットのエッチング時間を決定してもよい。その特定のウエハカセットのエッチング処理中に進行するエッチング液の劣化を考慮に入れるためである。
【0070】
また、上述の実施例において、本発明は、化学処理装置の一例であるエッチング装置に適用されたが、めっき装置、現像装置等の他の化学処理装置に適用されてもよい。
【符号の説明】
【0071】
1・・・第1エッチング槽 2・・・第2エッチング槽 3・・・第3エッチング槽 4・・・第4エッチング槽 5・・・第5エッチング槽 6・・・第1水洗槽 7・・・第2水洗槽 10A・・・ローダ 10Ag・・・ローダ走行部 10As・・・ローダ横行部 10At・・・ローダ昇降部 10B・・・アンローダ 10Bg・・・アンローダ走行部 10Bs・・・アンローダ横行部 10Bt・・・アンローダ昇降部 15・・・排気ファン 20・・・生産管理システム 21・・・PLC 22・・・タッチパネル 23・・・制御盤 100・・・エッチング装置 C1〜C11・・・ウエハカセット CB・・・搬入部 CT・・・搬出部 P1〜P5・・・エッチング位置 PE・・・搬出位置 PS・・・ロード位置 PU・・・アンロード位置 PW1・・・第1水洗位置 PW2・・・第2水洗位置 R1・・・搬入ローラ R2・・・水中搬送ローラ SH1・・・第1遮蔽扉 SH2・・・第2遮蔽扉 SH3・・・第3遮蔽扉(搬出扉) G1、G2・・・レール T1a〜T1e・・・初回エッチング時間 T2a〜T2e・・・2回目エッチング時間 Tc・・・水洗時間 TD1〜TD8・・・エッチング開始間隔 TP1〜TP4・・・後処理時間 W1、W2・・・隔壁
図1
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図10