JP2001168078A

JP2001168078A - 半導体基板の洗浄装置

Info

Publication number: JP2001168078A
Application number: JP35340399A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Onuma; 満大沼; Norihiko Wada; 紀彦和田; Toshiyuki Uchino; 敏幸内野; Tomomasa Funahashi; 倫正舟橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】作業者が容易に装置内部における状況を素早
くしかも確実に目視により知ることができ、故障の発生
に際しても、迅速、容易に対応可能とする。【解決手段】搬入されたウェハを洗浄するチャンバー
１０１を２台収容している処理室３０１と、処理室３０
１の背面側に配置される内部にウェハを移送するロボッ
トを備える移送装置３０２と、移送装置３０２の外側に
配置され、外部から運ばれてくるウェハを収納したウェ
ハキャリアが載置されるロードポート３０３と、移送装
置３０２及びロードポート３０３の側方に配置される薬
液ユニット１０２とにより構成される。処理室３０１の
前側の下部には、作業台となると共に内部に配管類が収
納される台部３０９が設けられる。処理室３０１は、天
井部３０５と腰板部３０８との間の前面側から側面側の
ほぼ半分までの間に大きな開口部３１２が形成され、開
口部３１２には、前面の中央部から両側の側面側に開く
開閉可能なロール式透明カーテン３０６が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の洗浄
装置に係り、特に、半導体基板の洗浄装置における各部
分の故障等の状況の監視、保守、点検等を容易にし、か
つ、小型で使い勝手のよい半導体基板の洗浄装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体基板に対する洗浄は、エ
ッチング装置、アッシング装置、スパッタ装置、ＣＶＤ
装置等を用いる半導体基板の処理の中の任意の処理の間
で行われ、そのための装置として、複数枚の半導体基板
（以下、単にウェハという）を同時に洗浄することので
きる装置が使用されていた。しかし、この複数枚のウェ
ハを同時に洗浄することができる装置は、ウェハの直径
が８インチまでのものに限られ、最近の１２インチ径の
ウェハの洗浄には適さないものであった。

【０００３】このため、半導体基板を１枚ずつ洗浄する
チャンバーを備えた洗浄装置が種々提案されている。提
案されている従来技術による半導体基板の洗浄装置は、
多数のチャンバーを持つ処理室を備え、処理室へ半導体
基板を搬送するロボットを有する移送装置と、薬液ユニ
ットと、半導体基板の外部との受け渡しのための多数の
ロードポートとを備えて構成されるのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る半導体基板の洗浄装置は、監視制御を行う端末の表示
画面上に系統図等により処理状況を表示するだけである
ため、実際の装置の内部の状況を直接作業者に知らせる
ことができず、また、実際の装置の処理状況を作業者が
目視により直接監視するすることが困難であり、しか
も、保守、点検等の作業がしにくいという問題点を有し
ている。

【０００５】また、前述した従来技術は、多数の洗浄用
のチャンバーを持つため、その１つでも故障となったと
き、装置全体を停止しなければならず、必ずしも効率的
な洗浄を行い得るものではなく、使い勝手もよくないと
いう問題点を有している。

【０００６】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、作業者が容易に装置内部における状況を素早く
しかも確実に目視により知ることができ、故障の発生に
際しても、作業者が迅速に容易に対応することを可能に
した半導体基板の洗浄装置を提供することにある。

【０００７】また、本発明の目的は、最小の装置構成で
使い勝手のよい、しかも、１つの装置の故障がシステム
全体に大きな影響を与えることのない半導体基板の洗浄
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、半導体基板上に半導体装置を形成する半導体基板の
洗浄を行う半導体基板の洗浄装置において、前記半導体
基板を１枚ずつ洗浄するチャンバーと、半導体基板を搬
送するロボットを有する移送装置と、洗浄用薬液をタン
クに保持している薬液ユニットと、半導体基板の外部と
の受け渡しのためのロードポートとを備え、前記チャン
バーが配置される処理室の後側に前記薬液ユニットとロ
ードポートとを配置し、前記処理室とロードポートとの
間に移送装置を配置したことにより、また、前記チャン
バーとロードポートとがそれぞれ少なくとも２台備えら
れることにより、また、前記移送装置内のロボットが、
前記ロードポートからの半導体基板の出し入れとチャン
バーへの半導体基板の出し入れとの両方を行うことによ
り達成される。

【０００９】また、前記目的は、半導体基板上に半導体
装置を形成する半導体基板の洗浄を行う半導体基板の洗
浄装置において、前記半導体基板を１枚ずつ洗浄する少
なくとも２台のチャンバーと、半導体基板を搬送するロ
ボットを有する移送装置と、洗浄用薬液をタンクに保持
している薬液ユニットと、半導体基板の外部との受け渡
しのための少なくとも２台のロードポートとを備え、前
記チャンバーが配置される処理室の後側に前記薬液ユニ
ットを配置し、前記処理室と前記薬液ユニットとの間に
ロボットの移動路を配置し、前記処理室の側方にロード
ポートを配置し、前記処理室とロードポートとの間に移
送装置を配置したことにより達成される。

【００１０】さらに、前記目的は、少なくとも２台のチ
ャンバーが配置される処理室の後側に薬液タンクを配置
し、前記処理室と前記薬液タンクとの間にロボットの移
動路を配置した装置が、前記ロードポートが接続される
側とは反対側の側方に１または複数接続されたことによ
り、また、前記移送装置内のロボットが、前記ロードポ
ートからの半導体基板の出し入れとチャンバーへの半導
体基板の出し入れとの両方を行うことにより達成され
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体基板の
洗浄装置の実施形態を図面により詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明が適用される半導体基板の洗
浄装置の洗浄プロセスの構成例を説明する図、図２は本
発明が適用される半導体基板の洗浄装置の制御系の構成
を示すブロック図であり、本発明の実施形態を説明する
前に、まず、これらについて説明する。図１、図２にお
いて、１０１はチャンバー、１０２は薬液ユニット、１
０３は秤量ユニット、１０４はポンプ、１０５はバル
ブ、１０６は温度調節ユニット、１０７はフィルタ、１
０８はパイプ、１１０はモータ、１１１はケーシング、
１１２はスピンユニット、１１３は保持板、１１４はチ
ャック、１１５は蓋、２０１は制御部、２０２は操作表
示部、２０３はセンサ、２０４は排気ユニット、２０５
はガスユニット、２０７は搬送ユニット、２０８は電源
部、２０９はインタフェース部である。

【００１３】本発明が適用される半導体基板の洗浄置に
おける洗浄プロセスは、図１に示すように、ウェハが１
枚ずつ搬入され薬液によりウェハに対する洗浄処理を行
うチャンバー１０１と、薬液を調合する秤量ユニット１
０３と、複数種の薬液を保持するタンクを持つ薬液タン
ク１０２と、薬液をチャンバー１０１に送り込むポンプ
１０４と、バルブ１０５と、薬液の温度を調整する温度
調節ユニット１０６と、フィルター１０７とを備え、こ
れらがパイプ１０８により接続されて構成されている。
チャンバー１０１は、ケーシング１１１の内部に、ウェ
ハを保持する保持板１１３及びウェハを保持板１１３上
に固定するチャック１１４により構成され、モータ１１
０により回転させられるスピンユニット１１２と、パイ
プ１０８が貫通している蓋１１５とにより構成される。

【００１４】前述において、薬液ユニット１０１内に
は、酸、アルカリ、純水の少なくとも３種類の薬液を蓄
える２０リットル程度のタンクを備えている。酸、アル
カリの薬液は、秤量ユニット１０３において調合されタ
ンクに供給される。これらの薬液は、ポンプ１０４、バ
ルブ１０５、温度調節ユニット１０６、フィルタ１０７
を介してチャンバー１０１の内部にパイプ１０８を通し
て供給される。洗浄時、チャンバー１０１内のスピンユ
ニット１１２は、モータ１１０により所定の速度で回転
させられており、チャンバー１０１に送りこまれた洗浄
用の薬液は、スピンユニット１１２に保持され、スピン
ユニット１１２と共に回転しているウェハの上面及び下
面からウェハの中心部に噴出してウェハにかけられる。
ウェハにかけられた薬液は、回転しているウェハの面上
を回転による遠心力により中心から周辺へと移動しなが
らウェハの表面を洗浄し、スピンユニット１１２の周囲
からケーシング１１１の内部に飛散した後、ケーシング
１１１から各薬液のタンク内に戻される。

【００１５】後述するが、チャンバー１０１は、酸の薬
液による洗浄と、アルカリの薬液による洗浄のため２台
備えられており、洗浄すべきウェハは、２台のチャンバ
ー１０１に順次送り込まれて洗浄される。そして、この
ウェハの洗浄は、各チャンバー１０１内で、酸またはア
ルカリの薬液により洗浄した後、純水による洗浄を行
い、さらに、空気または窒素ガスを導入して乾燥すると
いう手順で行うのが一般的である。

【００１６】前述したような構成によりウェハの洗浄を
行う本発明が適用される半導体基板の洗浄装置の制御系
は、図２に示すように、装置全体の制御を行う制御部２
０１、操作表示部２０２、装置を構成する各ユニットに
設けられる各種のセンサ２０３、排気ユニット２０４、
ガスユニット２０５、温度調節ユニット１０６、搬送ユ
ニット２０７、電源部２０８、インタフェース部２０
９、図１にも示した薬液ユニット１０２、秤量ユニット
１０３を備えて構成される。

【００１７】操作表示部２０２は、後述する監視操作端
末を構成する表示部であり、タッチパネル式に構成さ
れ、保守者からの指示等が入力されたとき、その情報を
制御部に転送する。センサ２０３は、薬液ユニット１０
２、秤量ユニット１０３、排気ユニット２０４、ガスユ
ニット２０５、温度調節ユニット１０６、搬送ユニット
２０７、電源部２０８に設けられるもので、その種類と
して、例えば、温度センサ、ガス、薬液の流量センサ、
ガス漏洩センサ、圧力センサ、差圧センサ、漏電セン
サ、排気圧センサ等が設けられる。

【００１８】排気ユニット２０４は、図示しないが、チ
ャンバー１０１内をチャンバー１０１が設置される処理
室の気圧より低く、また、処理室の気圧を処理室が設置
される部屋の圧力より低く保持するためのものであり、
これにより、チャンバー１０１の蓋１１５が開けられた
とき、内部に残っている薬液が処理室に飛び散って汚染
させないようにすることができ、また、処理室内の空気
を後述するように換気することができる。

【００１９】ガスユニット２０５は、ウェハ乾燥用のガ
スの供給を制御するもので、チャンバー１０１に導入す
る空気または窒素ガスに対する導入量、導入タイミング
等の制御を行う。これらの制御は、制御部２０１からの
指示に従って実行される。温度調節ユニット１０６は、
洗浄用の薬液、純水の温度を正常に最適な温度に制御す
るユニットである。搬送ユニット２０７は、後述する搬
送装置内の搬送ロボットによるウェハの搬送を行う機構
であり、制御部２０１からの指示により制御される。電
源部２０８は、装置を構成する前述の各種のユニット、
機構部等に対して必要な電力を供給する。また、インタ
フェース部２０９は、離れた場所等に設置される監視操
作端末の通信回線を介した接続を制御し、あるいは、制
御部２０１が複数台設置された他の半導体基板処理装置
の制御部との間での連係をとるための情報の授受を制御
する。

【００２０】制御部２０１は、装置全体の制御を行うも
のであり、内部メモリ等に格納された処理のスケジュー
ルに従って、あるいは、操作表示部２０２のタッチパネ
ルから入力される保守者の指示に従って、前述した各ユ
ニット等を制御する。また、センサ２０３から検出信号
をチェックし、何処かに異常が生じた場合、その障害の
発生を警報音により発報し、障害の内容を操作表示部２
０２に表示する。装置全体が、正常に動作している場
合、本発明の実施形態による半導体基板処理装置は、前
述したような制御部２０１の動作により、ほとんど保守
者の手を必要とすることなく処理動作を続けることがで
きる。

【００２１】図３は本発明の第１の実施形態による半導
体基板の洗浄装置の外観を示す斜視図、図４は寸法を開
示した３面図、図５はウェハの移動を説明する図、図６
はロボットのハンドの他の形態を説明する図である。図
３〜図６において、３０１は処理室、３０２は移送装
置、３０３はロードポート、３０４、３１０は透明窓、
３０５は天井部、３０６はロール式透明カーテン、３０
７はエアフィルタ、３０８は腰板部、３０９は台部、３
１１は緊急停止ボタン、３１２は蓋開閉用アーム、３１
３は開口部、３１４は窓、４０１はロボット、４０２は
ハンドアーム、４０，３はハンドであり、他の符号は図
１、図２の場合と同一である。

【００２２】本発明の第１の実施形態による半導体基板
の洗浄装置は、図３（ａ）の背面側を見る斜視図、図３
（ｂ）の前面側を見る斜視図に示すように、搬入された
ウェハを洗浄するチャンバー１０１を２台収容している
処理室３０１と、処理室３０１の背面側に配置される内
部にウェハを移送するロボット４０１を備える移送装置
３０２と、移送装置３０２の外側に配置され、外部から
運ばれてくるウェハを収納したウェハキャリアが載置さ
れるロードポート３０３と、移送装置３０２及びロード
ポート３０３の側方に配置され、薬液タンクを備える薬
液ユニット１０２とにより構成される。

【００２３】処理室３０１の前側の下部には、作業台と
なると共に内部に配管類が収納される台部３０９が設け
られている。また、図示例には、操作表示部２０２が処
理室３０１の前面部と薬液ユニット１０２の背面部に設
けられているように示しているが、操作表示部２０２
は、移動可能に構成され、図示２つの位置のいずれか
に、コネクタにより接続して設置される。そして、薬液
ユニット１０２の背面部の設置位置は、装置の立ち上げ
時に使用して効果的な位置であり、また、処理室３０１
の前面部の設置位置は、装置の動作中に、処理状況を目
視しながら使用して効果的な位置である。

【００２４】処理室３０１は、天井部３０５と腰板部３
０８との間の前面側から側面側のほぼ半分までの間に大
きな開口部３１２が形成されて構成されており、この開
口部３１２には、前面の中央部から両側の側面側に開く
開閉可能なロール式透明カーテン３０６が設けられてい
る。このロール式透明カーテン３０６は、装置の動作中
閉じられており、また、これを開くことにより、台部３
０９に乗った保守者が処理室３０１の内部の点検、修理
等の保守を容易に行うことが可能となる。また、処理室
３０１の左右側の両側壁には、緊急停止ボタン３１１が
設けられ、天井部３０５の上面にはエアフィルタ３０７
が設けられている。

【００２５】すでに説明したように、処理室３０１の内
部は、装置の動作中、排気ユニット２０４により吸引さ
れて、半導体基板の洗浄装置が設置される部屋より低い
気圧にされているので、半導体基板の洗浄装置が設置さ
れる部屋の空気が処理室３０１に流入することになる。
このとき、流入する空気は、前述のエアフィルタ３０７
を通過することになり、部屋の中の空気中にある埃等が
除去されることになる。処理室３０１の内部には、図３
（ｂ）にその一部が示されているように、２台のウェハ
洗浄用のチャンバー１０１が設けられている。チャンバ
ーの蓋１１５には、チャンバー開閉用アーム３１２が取
り付けられており、チャンバー開閉用アーム３１２の上
下方向の移動により蓋１１５の開閉が行われる。このチ
ャンバー開閉用アーム３１２の内部には、洗浄用の薬液
が通る前述したパイプ１０８が設けられている。

【００２６】移送装置３０２の内部には、ウェハを搬送
するロボットが設けられている。このロボットは、後述
するように、ロードポート３０３に載置されるウェハキ
ャリア内の未処理ウェハを取り出してチャンバー１０１
内に格納し、洗浄の終了したウェハをチャンバー１０１
から取り出してウェハキャリアに収納する。この移送装
置３０２と処理室３０１とは、内部で繋がった空間を構
成しており、このため、移送装置３０２の天井面にもエ
アフィルタが備えられている。また、薬液ユニット１０
２と移送装置３０２との側面には、透明窓３０４、３１
０が設けられており、内部の様子を目視により監視する
ことができるようにされている。

【００２７】図３（ａ）に示すように、移送装置３０２
の背面に設けられるロードポート３０３は、図示例の場
合２台であり、一方のロードポート３０３が未処理（未
洗浄）のウェハを格納したウェハキャリアが載置される
ロードポートであり、他方のロードポート３０３が処理
（洗浄）済みのウェハを格納するウェハキャリアが載置
されるロードポートである。未洗浄のウェハが格納され
たウェハキャリアは、図示洗浄装置が設置される室内で
可動する図示しない搬送ロボットにより他の装置から運
ばれてロードポート３０３に載置され、また、洗浄済み
のウェハが格納されたウェハキャリアは、前述のロボッ
トにより他の装置に搬送される。

【００２８】ロードポート３０３と移送装置３０２との
間には、開閉可能な窓３１４が設けられており、ロード
ポート３０３の上に図示しないウェハキャリアが載置さ
れたとき、ウェハキャリアの開閉蓋と窓３１４とが連携
して開き、ウェハキャリアと移送装置３０２との内部空
間が、図示洗浄装置が設置される室内空間とは遮断され
た状態で連通する。これにより、後述するように、移送
装置３０２の内部に備えられるロボットは、未洗浄のウ
ェハをウェハキャリアから取り出して処理室３０１内の
チャンバー１０１に搬送し、洗浄済みのウェハをチャン
バー１０１からウェハキャリアに搬送することができ
る。

【００２９】図４（ａ）〜図４（ｃ）には、洗浄装置の
上面図、背面図、側面図を示し、大凡の寸法を示してお
り、この図を参照して、各部の寸法について説明する。

【００３０】全体の平面寸法は、前後方向の寸法２１０
５mm、幅寸法１８００mmであり、高さ寸法は２６００mm
である。そして、前後方向の寸法に含まれる台部３０９
の幅寸法は４５０mm、台部３０９の高さ寸法は３００mm
である。台部３０９の幅寸法４５０mmは、作業者がその
上に乗って作業するために台部上を移動する場合に、不
自由なく安全に動くことが可能な充分な幅であり、ま
た、台部３０９の高さ寸法３００mmは、洗浄装置が設置
された部屋の床下から、装置内部に引き込まれるガス、
薬液等の配管、電源ケーブルを収納するスペースとな
る。

【００３１】また、処理室３０１の前面側の開口部３１
３の天井部３０５の下部までの床面からの高さは２３０
０mm、すなわち、台部３０９の上面からの高さは２００
０mmに設定されている。この高さは、標準的な最大身
長、例えば、１８９５mmを持つ作業者が台部３０９に乗
って、処理室３０１内に体を入れて作業する場合にも、
頭部が天井部３０５にぶつかることの内安全な高さであ
る。また、腰板部３０８の台部３０９上面からの高さは
９００mmとされており、この高さは、作業者が腰をかが
めて上半身を処理室３０１内に容易に入れることができ
る高さである。また、操作表示部２０２の設置高さは、
床面または台部上面から画面上面まで１３７０mm程度で
ある。この高さは、標準的な最小身長、例えば、１４７
５mmを持つ作業者が、タッチパネル式の表示部を容易に
操作することが可能な高さである。なお、操作表示部２
０２の表示面の傾きは、表示面の大きさが４８インチの
場合３０度程度、４１インチの場合４５ドレイン程度が
適当である。また、緊急停止ボタン３１１までの高さ
は、どのような身長の作業者でも手が届くように、１６
３８mm〜１８３８mmに設定されている。

【００３２】図４（ａ）に示す平面図から判るように、
本発明の第１の実施形態による洗浄装置は、洗浄用のチ
ャンバー１０１を２台、ロードポート３０３を２台、ロ
ボット４０１を１台備えて構成されている。２台のチャ
ンバー１０１の一方は、アルカリ性の薬液による洗浄の
ために、他方のチャンバー１０１は、酸性の薬液による
洗浄のために使用される。また、すでに説明したよう
に、２台のロードポート３０３には、その一方に未洗浄
のウェハを格納したウェハキャリアが載置され、他方に
洗浄済みのウェハを格納するウェハキャリアが載置され
る。移送装置３０２内の１台のロボット４０１は、それ
ぞれがハンド４０３を有し、独立して任意の運動を行う
ことが可能な３本のハンドアーム４０２を備えてウェハ
の搬送を行う。３本のハンドアーム４０２に設けられる
ハンド４０３は、ウェハの汚れを最小に抑えるために、
それぞれ、未洗浄のウェハをウェハキャリアからチャン
バーに搬送するハンド、ウェハをチャンバー間で搬送す
るハンド、洗浄済みのウェハをチャンバーからウェハキ
ャリアに搬送するハンドとして使用される。なお、ロボ
ット自体は、移動することはなく、ハンドアームの動き
のみが制御できればよい。

【００３３】次に、一方のウェハキャリア内の未処理の
ウェハに対して洗浄処理を行った後、処理済みのウェハ
を他方のウェハキャリアに収納するまでのウェハの搬送
方法を、図５を参照して説明する。

【００３４】図５において、２台のロードポート３０３
には、未洗浄ウェハを格納したウェハキャリアａ、洗浄
済みウェハを格納するウェハキャリアｂが載置されてお
り、また、チャンバー１０１のうち一方のチャンバーＡ
は、アルカリ性の薬液による洗浄のために、また、他方
のチャンバーＢは、酸性の薬液による洗浄のために使用
されるものとする。また、ロボット４０１の３つのハン
ドは、ハンド〜として区別して示されている。

【００３５】ウェハの洗浄が開始されると、まず、ハン
ドが未洗浄ウェハを格納したウェハキャリアａから未
洗浄ウェハを取り出して、チャンバーＡに搬送格納す
る。チャンバーＡ内でアルカリ性の薬液により洗浄され
たウェハは、ハンドによりチャンバーＡから取り出さ
れてチャンバーＢに搬送格納される。次に、チャンバー
Ｂ内で酸性の薬液により洗浄されたウェハは、ハンド
によりチャンバーＢから取り出されて洗浄済みウェハを
格納するウェハキャリアｂに搬入される。なお、チャン
バーＡ、Ｂ内でアルカリ、酸による薬液により洗浄され
たウェハは、そのチャンバーの中で引き続き純水により
洗浄され、窒素ガス、空気等により乾燥さされてから取
り出される。また、洗浄、乾燥は、すでに説明している
が、チャンバー内でウェハを回転させた状態で行われ
る。

【００３６】前述したように、本発明の第１の実施形態
におけるロボット４０１は、独立に動作可能な３本のハ
ンドアーム４０２を備えているので、処理室１０１の内
部でハンド４０３が搬送しているウェハが相互に接触し
ないようにしながら同時にウェハの搬送を行うことがで
きる。これにより、本発明の第１の実施形態による洗浄
装置は、効率的にウェハの搬送を行って、装置全体の処
理効率を向上させることができる。

【００３７】前述した本発明の第１の実施形態における
ロボット４０１は、それぞれがハンド４０３を持つ３本
のハンドアーム４０２を備えて構成されるとして説明し
たが、本発明は、ロボットが持つハンドアームを１本と
して、そのハンドアームに３つのハンドを持たせてロボ
ットを構成することができる。その例を図６に示してい
る。図６に示す例のロボット４０１は、図６（ｂ）の斜
視図から判るように、１本の任意に運動可能なハンドア
ーム４０２の先端に３つのハンド４０３を備えて構成さ
れる。３つのハンド４０３は、それぞれ、前述したと同
様な役割が割り付けられており、ハンドアーム４０２へ
の取り付け部で伸び縮み可能に取り付けられている。そ
して、使用するハンドのみか伸ばされた状態とされて使
用される。

【００３８】この例の場合、独立に動作可能な３本のハ
ンドアーム４０２を備えている例のように、同時にウェ
ハの搬送を行うことはできないが、本発明の実施形態の
ように、洗浄装置が最小の構成をとる場合、充分な処理
効率を得ることができる。

【００３９】図７は本発明の第２の実施形態による半導
体基板の洗浄装置の外観を示す斜視図、図８は本発明の
第２の実施形態の寸法を開示した平面図である。図７、
図８において、７０１は腰板回り部材、７０２は支柱、
８０１はロボット移動用通路であり、他の符号は図３〜
図６の場合と同一である。

【００４０】本発明の第２の実施形態による半導体基板
の洗浄装置は、図８に示す平面図から判るように、処理
室３０１内に設けられるチャンバー１０１を４台とし、
外部装置とのインタフェースとなるロードポート３０３
をも４台として構成した例である。この本発明の第２の
実施形態は、図７（ａ）、図７（ｂ）の装置前面の左右
側を見る斜視図から判るように、４台のチャンバー１０
１が配置されている処理室３０１全体の形状が半円と直
線とを組み合わせ、前面側の正面が円の先端部となる形
状とされている点、図７（ｃ）の装置背面を見る斜視図
から判るように、処理室３０１の背面に移送装置３０２
を介して設けられるロードポート３０３を４台並置して
構成した点で前述した本発明の第１の実施形態と異なっ
ている。また、第２の実施形態は、図８に示すように、
処理室３０１に設けられる４台のチャンバー１０１に対
応させて、薬液ユニット１０２を２台備えている。

【００４１】そして、図示本発明の第２の実施形態は、
処理室３０１の下方に、周形状に沿って台部３０９が設
けられ、処理室３０１の前面側の正面の円の先端部の腰
板部３０８と天井部３０５の下端との間に支柱７０２が
設けられている。腰板部３０８と天井部３０５の下端と
の間には、支柱７０２を中心として左右側に大きく開い
た開口部３１３が形成され、この開口部には、開閉可能
なロール式透明カーテン３０６が設けられている。ま
た、第１の実施形態の場合と同様に、２台の薬液ユニッ
ト１０２には、それぞれその側方に内部を目視により監
視することができる透明窓３０４が設けられ、移送装置
３０２には、その側方と台部３０９に面する位置に内部
を目視により監視することができる透明窓３１０が設け
られている。さらに、第１の実施形態の場合と同様に、
処理室３０１と移送装置３０２との天井部には、エアフ
ィルタ３０７が設けられている。

【００４２】腰板部３０８の上部には、腰板回り部材７
０１が取り付けられている。この腰板回り部材７０１
は、その下部の腰板部３０８の面からおよそ５０mm外側
に突出して形成されており、腰板回り部材７０１と、そ
の下部の腰板部３０８とにより形成される窪みが、台部
３０９の上に乗り、処理室３０１の内部に上半身を入れ
て保守を行う作業者の膝のぶつかり逃げとなる。台部３
０９の高さ、処理室３０１の天井部３０５の下端までの
高さ、操作表示部２０２の設置高さ、緊急停止ボタン３
１１の高さは、前述で制御した本発明の第１の実施形態
の場合と同様な理由により同一に設定されている。な
お、本発明の第２の実施形態においては、緊急停止ボタ
ン３１１が、支柱７０２の面、薬液ユニット１０２の台
部３０９に面する位置、移送装置３０２の側面の透明窓
３１０の上部の３か所に設けられている。

【００４３】本発明の第２の実施形態による洗浄装置の
全体の平面寸法は、図８に示すように、前後方向の寸法
３１５０mm、幅寸法２９００mmである。そして、処理室
３０１の内部には、４台のチャンバー１０１が配置さ
れ、中心部に移送装置３０２から前方向に伸びるロボッ
ト移動用通路８０１が設けられている。４台のチャンバ
ー１０１は、ロボット４０１を挟んで側方に配置される
２台のチャンバーが対となって前述で説明した本発明の
第１の実施形態の場合の２台のチャンバーと同様に使用
される。図には示していないが、移送装置３０２の内部
にもロボット移動用通路８０１が連続して設けられてお
り、ロボット４０１は、ロボット移動用通路８０１に沿
って移動しながら、ハンド４０３を持つハンドアーム４
０２により本発明の第１の実施形態の場合と同様にウェ
ハの搬送を行う。

【００４４】なお、移送装置３０２の内部と処理室３０
１の内部に別体のロボットを設け、この２台のロボット
に連携させてウェハの搬送を行わせるようにすることも
できる。この場合、移送装置３０２の内部に設けられる
ロボットが、ロードポート３０３に載置されたウェハキ
ャリアからの未洗浄ウェハの取り出しと、洗浄済みのウ
ェハのウェハキャリアへの納入と、処理装置３０１内の
ロボットとの間でのウェハの授受とを行い、処理装置３
０１内のロボットが、チャンバーへのウェハの格納、取
り出しと、チャンバー相互間でのウェハの搬送とを行う
ようにすればよい。さらに、この場合、移送装置３０２
の内部に設けられるロボットは、移送装置３０２の内部
で移送装置３０２の長手方向に移動可能であるようにす
ると、ウェハキャリアとの間のウェハの授受が容易とな
る。また、この場合処理装置３０１内のロボットは、図
示の位置で固定されていてよい。

【００４５】図９は本発明の第３の実施形態による半導
体基板の洗浄装置の基本ユニットの構成を説明する平面
図及び外観を示す斜視図、図１０は本発明の第３の実施
形態による半導体基板の洗浄装置の増設ユニットの構成
を説明する平面図及び外観を示す斜視図であり、図の符
号は、図３〜図８の場合と同一である。この本発明の第
３の実施形態は、複数の洗浄装置を連結して全体を一体
として使用可能としたものである。

【００４６】本発明の第３の実施形態による半導体基板
の洗浄装置の基本ユニットは、図９（ａ）、図９（ｂ）
に示すように、２台のチャンバー１０１を有する処理室
３０１の背面にロボット移動用通路８０１と薬液ユニッ
ト１０２とを設け、処理室３０１、ロボット移動用通路
８０１、薬液ユニット１０２の側面側に移送装置３０２
を設け、さらに、その外側に２台のロードポート３０３
を設けて構成されている。ロボット移動用通路８０１
は、移送装置３０２の内部まで連結されており、移送装
置３０２内のロボット移動用通路とで図示のようにＴ字
型に形成される。そして、処理室３０１の前面側にだけ
ロール式透明カーテン３０６が設けられ、このロール式
透明カーテン３０６は、上方向に開く垂直方向開閉式に
構成されている。

【００４７】図示第３の実施形態による半導体基板の洗
浄装置の基本ユニットのその他の構成は、前述で説明し
た本発明の実施形態と同一であり、ロボット４０１は、
Ｔ字型のロボット移動用通路８０１を移動して、ロード
ポート３０３とチャンバー１０１との間でウェハの授受
を行う。なお、図９に示す例は、ロードポート３０３が
２台備えられるとして示しているが、ロードポート３０
３を４台程度まで備えることができる。この本発明の第
３の実施形態による洗浄装置の基本ユニットは、図９に
示す構成だけで、本発明の第１の実施形態の場合と同様
にウェハの洗浄処理を行うことができる。

【００４８】本発明の第３の実施形態による半導体基板
の洗浄装置の増設ユニットは、図１０（ａ）、図１０
（ｂ）の右側部に示すように、２台のチャンバー１０１
を有する処理室３０１の背面にロボット移動用通路８０
１と薬液ユニット１０２とを設けて構成される。この増
設ユニットは、図９により説明した半導体基板の洗浄装
置を基本ユニットとして、この基本ユニットに連結して
使用される。すなわち、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に
示す左側の部分が図９により説明した基本ユニットとな
る部分であり、増設ユニットは、基本ユニットのロード
ポートが接続される側とは反対側の側方に連結して使用
される。

【００４９】図１０に示す例は、増設ユニットを１台だ
け連結した例を示しているが、増設ユニットは、何台連
結されてもよい。増設ユニットが連結されたとき、基本
ユニットと増設ユニットとのロボット移動用通路８０１
が連通され、ロボット４０１は、移送装置３０２から増
設ユニットまで移動することができ、ロードポート３０
３とチャンバー１０１との間でウェハの授受を行うこと
ができる。

【００５０】前述した本発明の第３の実施形態は、基本
ユニットのみで立ち上げた後でも、増設ユニットを継ぎ
足していくことにより、大きなシステムとして構成する
ことができる。但し、多数の増設ユニットが連結され
て、ロードポート３０３の数に対してチャンバー１０１
の数が大きくなり過ぎると、ロボット４０１によるウェ
ハの搬送動作が追いつかない恐れがあり、この実施形態
は、チャンバー１０１でのウェハの洗浄処理時間と、ロ
ボット４０１によるウェハの搬送速度とを勘案してシス
テムの大きさを設定する必要がある。

【００５１】前述した本発明の第１〜第３の実施形態
は、ウェハの洗浄だけでなく、例えば、レジスト塗布装
置等にも適用することができ、以下、これについて説明
する。

【００５２】図１１は本発明の第１〜第３の実施形態を
レジスト塗布装置に使用する場合のレジスト塗布プロセ
スを説明する図である。図１１において、１１０１は気
泡除去フィルタ、１１０２はバルブ、１１０３はレジス
ト滴下機構であり、他の符号は図１の場合と同一であ
る。

【００５３】前述で説明した本発明の実施形態をレジス
ト塗布装置に使用する場合のレジスト塗布プロセスは、
図１１に示すように、ウェハ等の被処理基板が１枚ずつ
搬入され、レジストを被処理基板に塗布するチャンバー
１０１と、複数種のレジスト液を保持するタンクを持つ
薬液ユニット１０２と、レジストを気泡除去フィルタ１
１０１に送り込むポンプ１０４と、バルブ１０５と、気
泡除去フィルタ１１０１からチャンバーに送るレジスト
の温度を調整する温度調節ユニット１０６とを備え、こ
れらがパイプ１０８により接続されて構成されている。
チャンバー１０１は、ケーシング１１１の内部に、ウェ
ハを保持する保持板１１３及びウェハを保持板１１３上
に固定するチャック１１４により構成され、モータ１１
０により回転させられるスピンユニット１１２と、パイ
プ１０８が貫通している図示しない１１５とにより構成
される。

【００５４】前述において、薬液ユニット１０１内に
は、複数種のレジストを蓄えるタンクを備えている。レ
ジストは、ポンプ１０４、バルブ１０５を介して気泡除
去フィルタ１１０１に送られて一旦保持され、気泡が除
去された後、温度調節ユニット１０６により温度の調整
が行われてチャンバー１０１の内部にパイプ１０８を通
して供給される。レジストの塗布時、チャンバー１０１
内のスピンユニット１１２は、モータ１１０により所定
の速度で回転させられており、チャンバー１０１に送り
こまれたレジストは、スピンユニット１１２に保持さ
れ、スピンユニット１１２と共に回転している被処理基
板の上面から基板の上に滴下される。被処理基板に滴下
されたレジストは、回転している被処理基板の面上を回
転による遠心力により中心から周辺へと移動しながら被
処理基板の表面に塗布される。気泡除去フィルタ１１０
１内で気泡となって溢れたレジストは、バルブ１１０２
を介して、各レジストのタンク内に戻される。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、作
業者が容易に装置内部における状況を素早くしかも確実
に目視により知ることができ、故障の発生に際しても、
作業者が迅速に容易に対応することを可能とすることが
できる。また、本発明によれば、最小の装置構成で使い
勝手のよい半導体基板の洗浄装置を提供することがで
き、しかも、装置を複数設置して運用する場合の設置ス
ペースを小さくして効率的に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される半導体基板の洗浄装置の洗
浄プロセスの構成例を説明する図である。

【図２】本発明が適用される半導体基板の洗浄装置の制
御系の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施形態による半導体基板の洗
浄装置の外観を示す斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施形態の寸法を開示した３面
図である。

【図５】ウェハの移動を説明する図である。

【図６】ロボットのハンドの他の形態を説明する図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施形態による半導体基板の洗
浄装置の外観を示す斜視図である。

【図８】本発明の第２の実施形態の寸法を開示した平面
図である。

【図９】本発明の第３の実施形態による半導体基板の洗
浄装置の基本ユニットの構成を説明する平面図及び外観
を示す斜視図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態による半導体基板の
洗浄装置の増設ユニットの構成を説明する平面図及び外
観を示す斜視図である。

【図１１】本発明の各実施形態をレジスト塗布装置に使
用する場合のレジスト塗布プロセスを説明する図であ
る。

【符号の説明】

１０１チャンバー１０２薬液ユニット１０３秤量ユニット１０４ポンプ１０５、１１０２バルブ１０６温度調節ユニット１０７フィルタ１０８パイプ１１０モータ１１１ケーシング１１２スピンユニット１１３保持板１１４チャック１１５蓋２０１制御部２０２操作表示部２０３センサ２０４排気ユニット２０５ガスユニット２０７搬送ユニット２０８電源部２０９インタフェース部３０１処理室３０２移送装置３０３ロードポート３０４、３１０透明窓３０５天井部３０６ロール式透明カーテン３０７エアフィルタ３０８腰板部３０９台部３１１緊急停止ボタン３１２蓋開閉用アーム３１３開口部３１４窓４０１ロボット４０２ハンドアーム４０３ハンド７０１腰板回り部材７０２支柱８０１ロボット移動用通路１１０１気泡除去フィルタ１１０３レジスト滴下機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内野敏幸東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者舟橋倫正東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体グループ内Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA17 FA01 FA11 FA12 GA03 GA43 GA47 GA50 HA24 MA06 MA11 MA23 NA20 PA06 5F043 DD23 DD30 EE10 EE22 EE24 EE25 EE35 EE36 EE40 GG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に半導体装置を形成する半
導体基板の洗浄を行う半導体基板の洗浄装置において、
前記半導体基板を１枚ずつ洗浄するチャンバーと、半導
体基板を搬送するロボットを有する移送装置と、洗浄用
薬液をタンクに保持している薬液ユニットと、半導体基
板の外部との受け渡しのためのロードポートとを備え、
前記チャンバーが配置される処理室の後側に前記薬液ユ
ニットとロードポートとを配置し、前記処理室とロード
ポートとの間に移送装置を配置したことを特徴とする半
導体基板の洗浄装置。
【請求項２】前記チャンバーとロードポートとがそれ
ぞれ少なくとも２台備えられることを特徴とする請求項
１記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項３】半導体基板上に半導体装置を形成する半
導体基板の洗浄を行う半導体基板の洗浄装置において、
前記半導体基板を１枚ずつ洗浄する少なくとも２台のチ
ャンバーと、半導体基板を搬送するロボットを有する移
送装置と、洗浄用薬液をタンクに保持している薬液ユニ
ットと、半導体基板の外部との受け渡しのための少なく
とも２台のロードポートとを備え、前記チャンバーが配
置される処理室の後側に前記薬液ユニットを配置し、前
記処理室と前記薬液タンクとの間にロボットの移動路を
配置し、前記処理室の側方にロードポートを配置し、前
記処理室とロードポートとの間に移送装置を配置したこ
とを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
【請求項４】少なくとも２台のチャンバーが配置され
る処理室の後側に薬液ユニットを配置し、前記処理室と
前記薬液ユニットとの間にロボットの移動路を配置して
構成した増設ユニットが、前記ロードポートが接続され
る側とは反対側の側方に１または複数接続されたことを
特徴とする請求項３記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項５】前記移送装置内のロボットは、前記ロー
ドポートからの半導体基板の出し入れとチャンバーへの
半導体基板の出し入れとの両方を行うことを特徴とする
請求項１ないし４のうち１記載の半導体基板の洗浄装
置。