JP2001219391A - 基板反転装置および基板洗浄システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 枚葉式ウェット洗浄の利点を生かし、高い清
浄度雰囲気での洗浄を高精度に行なうことができる基板
洗浄システムに適した構造を備えた基板反転装置を提供
する。 【解決手段】 ウェハＷの外周縁を把持状にチャック支
持するチャック機構７６と、チャック機構７６をチャッ
ク開閉動作させるチャック駆動手段と、チャック機構７
６を反転動作させる駆動モータ７８とを備え、チャック
機構７６は、一対の開閉チャック７６ａ，７６ｂが開閉
可能に設けられ、開閉チャック７６ａ，７６ｂに、ウェ
ハＷの外周縁を係合支持する環状溝付きの支持ローラ７
９がウェハＷの外周輪郭に対応した位置に所定間隔をも
って複数個配されている。これにより、枚葉式洗浄にお
けるウェハＷの表裏面の洗浄処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板反転装置およ
び基板洗浄システムに関し、さらに詳細には、半導体や
電子部品等のディバイス製造工程において、半導体ウェ
ハ等を一枚ずつウェット洗浄処理するための枚葉式ウェ
ット洗浄システムにおける半導体ウェハ等の反転技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハ等（以下単にウェハと称す
る）をウェット洗浄する方法としては、従来、複数の洗
浄槽が連続して配列されてなるウェットベンチタイプの
洗浄槽に対して、キャリアカセットに収納した複数枚の
ウェハを、またはキャリアカセットを省略して直接複数
枚のウェハを搬送装置により順次浸漬して処理するいわ
ゆるバッチ式ウェット洗浄が主流であったが、半導体装
置もサブミクロン時代を迎え、このような装置構造の微
細化、高集積化に伴って、ウェハの表面にも非常に高い
清浄度が要求されている昨今、より高い清浄度の要求を
満足するウェット洗浄技術として、密閉された洗浄室内
でウェハを一枚ずつカセットレスでウェット洗浄するい
わゆる枚葉式ウェット洗浄が開発提案されるに至った。

【０００３】この枚葉式ウェット洗浄にあっては、パー
ティクルの再付着等もなく高い清浄度雰囲気での洗浄を
高精度に行なうことができ、しかも装置構成が単純かつ
コンパクトで多品種少量生産にも有効に対応できるとい
う利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のバッ
チ式および枚葉式ウェット洗浄のいずれにあっても、洗
浄装置自体が清浄度雰囲気に保たれたクリーンルーム内
に設置されていることから、装置本体は、床部やウェハ
搬入搬出部等が開放されるとともに、装置本体内の各ブ
ース間も互いに開放されるなど、作業性を優先した装置
構成が採用されていた。

【０００５】しかしながら、このような装置構成では、
洗浄処理後のウェハへのパーティクルの再付着や、ウェ
ハの洗浄処理に伴う洗浄液等の飛沫やウェハ自体からの
発塵による作業者への悪影響を完全に防止することがで
きず、また、装置本体の壁面全体に耐腐食性のコーティ
ングを施す必要もあり、装置コストが高いという問題も
あった。

【０００６】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、密閉され
た洗浄室内でウェハを一枚ずつカセットレスでウェット
洗浄する枚葉式ウェット洗浄の利点を生かしつつも、さ
らにパーティクルの再付着等もなく高い清浄度雰囲気で
の洗浄を高精度に行なうことができ、しかも装置構成が
単純かつコンパクトでコストパーフォーマンスにも優れ
た基板洗浄システムに適した基板反転装置を提供するこ
とにある。

【０００７】本発明のもう一つの目的とするところは、
上記基板反転装置を備えて、上記目的を達成することが
可能な構成を備えた基板洗浄システムを提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の基板反転装置は、基板を一枚ずつカセット
レスでウェット洗浄する枚葉式基板洗浄システムにおけ
る基板移載部に配置されて、基板の表裏面の上下位置を
変換処理する装置であって、基板の外周縁を把持状にチ
ャック支持するチャック手段と、このチャック手段をチ
ャック開閉動作させるチャック駆動手段と、上記チャッ
ク手段を反転動作させるチャック反転手段とを備えてな
り、上記チャック手段は、一対の開閉チャックが開閉可
能に設けられるとともに、これら開閉チャックに、基板
の外周縁を係合支持する環状溝付きの支持ローラが上記
基板の外周輪郭に対応した位置に所定間隔をもって複数
個配されていることを特徴とする。

【０００９】好適な実施態様として、上記開閉チャック
の表裏部に、上記複数個配された支持ローラの組がそれ
ぞれ配されて、同時に２枚の基板をチャック支持可能な
構造とされている。上記チャック駆動手段は、上記開閉
チャックを両開閉チャックの水平方向中心に向けて開閉
動作させる開閉シリンダ装置の形態、または上記開閉チ
ャックを垂直方向へ回転動作させる駆動モータの形態と
されている。

【００１０】また、本発明の基板洗浄システムは、密閉
可能に構成された装置本体内に、洗浄処理前のウェハが
複数枚ストックされて搬入待機する基板搬入部および洗
浄処理後のウェハが複数枚ストックされて搬出待機する
基板搬出部とからなるローディング・アンローディング
ブースと、ウェハを一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理す
る少なくとも一つの枚葉式基板洗浄チャンバを備える処
理ブースと、この処理ブースと上記ローディング・アン
ローディングブースの間でウェハを一枚ずつ移載する移
載ロボットを備えるロボットブースとが設けられてな
り、上記ロボットブースに、上記基板反転装置が配置さ
れるとともに、この基板反転装置と上記移載ロボットが
相互に同期して駆動制御されることを特徴とする。

【００１１】好適な実施態様として、上記移載ロボット
は、昇降動作するとともに水平動作する一対のハンド部
を備えたツインアームロボットの形態とされ、一方のハ
ンド部が洗浄処理前のウェハを移載処理するとともに、
他方のハンド部が洗浄処理後のウェハを移載処理する構
成とされている。

【００１２】本発明の基板洗浄システムにおいては、密
閉可能に構成された装置本体内に、上記ローディング・
アンローディングブース、処理ブースおよびロボットブ
ースが設けられてなり、上記ロボットブースに、上記基
板反転装置が配置されるとともに、この基板反転装置と
上記移載ロボットが相互に同期して駆動制御されるか
ら、ウェハを一枚ずつ処理する枚葉式において、ウェハ
の表面だけでなく裏面も洗浄処理するときには、ウェハ
は、上記処理ブースでの表面の洗浄処理が完了した後、
上記移載ロボットと基板反転装置との協働により、表裏
面が反転された後、再び上記処理ブースでの裏面の洗浄
処理が行われる。

【００１３】このように、ウェハを一枚ずつ処理する枚
葉式であり、しかもウェハの表面だけでなく裏面も同時
に洗浄処理されることにより、パーティクル等の再付着
もほとんどなく、ウェハ毎の精密な処理を行なうことが
でき、基板洗浄チャンバの洗浄空間も小さく、洗浄液も
少量で済む。

【００１４】また、ウェハを一枚ずつ複数の洗浄液で洗
浄処理する、つまり一つの基板洗浄チャンバで全洗浄工
程を行なうワンチャンバ式であることから、洗浄工程に
おいてウェハの出し入れがなく、大気に触れて、金属汚
染、イオンあるいは酸素等の影響を受けることもなく、
各基板洗浄チャンバの構成も単純かつ小型化できる。

【００１５】さらに、上記ロボットブースの移載ロボッ
トが、一対のハンド部を備えたツインアームロボットの
形態とされて、一方のハンド部が洗浄処理前のウェハを
移載処理するとともに、他方のハンド部が洗浄処理後の
ウェハを移載処理する構成とされていることにより、洗
浄処理済みのウェハに対する洗浄処理前のウェハからの
パーティクル等の再付着が有効に防止される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１７】本発明に係る基板反転装置を図１〜図３に
示す。この基板反転装置７１は、具体的には、図６〜図
９に示す基板洗浄システムの一部を構成するものであ
る。

【００１８】この基板洗浄システムは、具体的には、ウ
ェハＷの洗浄を一枚ずつ行う枚葉式の基板洗浄チャンバ
を基本単位として構成されるものであり、清浄雰囲気と
されたクリーンルーム内に設置される。基板洗浄システ
ムは、密閉可能に構成された装置本体１内に、ローディ
ング・アンローディングブースＡ、ロボットブースＢお
よび処理ブースＣが設けられてなり、これら各ブース
Ａ，Ｂ，Ｃが隔壁２，３をもって区画形成されている。

【００１９】図示の実施形態においては、装置本体１の
前後両側にローディング・アンローディングブースＡと
処理ブースＣがそれぞれ配置されるとともに、これらロ
ーディング・アンローディングブースＡと処理ブースＣ
との間にロボットブースＢが介装されてなり、上記ロー
ディング・アンローディングブースＡの前面側に装置本
体１外部のオペレーティング空間Ｏに開放可能な開閉口
４，５が設けられている。また、処理ブースＣ内には、
複数台（図示のものにおいては２台）の基板洗浄チャン
バ１０，１０が配置されてなるツーチャンバ方式とされ
ている。

【００２０】上記基板洗浄チャンバ１０は、それぞれ洗
浄液の供給源である洗浄液供給装置Ｄに連係されるとと
もに、各ブースおよび装置Ａ〜Ｄは、システム制御装置
Ｅにより相互に連動して駆動制御される構成とされてい
る。

【００２１】上記基板反転装置７１は、ウェハＷの表裏
面の上下位置を変換処理するもので、具体的には、上記
基板洗浄システムにおける基板移載部であるロボットブ
ースＢに配置されて、移載ロボット７０協働して、ウェ
ハＷの表面だけでなく、裏面にも洗浄処理を施す場合に
作動する構成とされている。以下、まずロボットブース
Ｂについて具体的に説明する。

【００２２】Ｉ．ロボットブースＢ：ロボットブースＢ
は、ローディング・アンローディングブースＡと処理ブ
ースＣとの間でウェハＷを一枚ずつ移載する部位で、上
述したように、隔壁２の開口５５，５５によりローディ
ング・アンローディングブースＡに対して連通されると
ともに、同じく隔壁３の開口７２，７２により処理ブー
スＣに対して連通されている。この開口７２の開口面積
は、上記隔壁２の開口５５と同様、必要最小限度の大き
さつまり移載ロボット７０のハンドがウェハＷを保持し
て挿通可能な最小の大きさに設定されている。

【００２３】また、処理ブースＣとの開口７２，７２の
上側部分には、イオナイザ９４が設けられており（図１
１参照）、ウェハＷが洗浄処理チャンバ１０に入る時と
出る時にイオナイザ９４によるイオンシャワーを行い
（イオン化したＮ２ 等の供給）、そこでウェハＷの帯
電を防ぐ構成とされている。つまり、洗浄処理チャンバ
１０では、ウェハＷの乾燥時にかなり高速回転をするの
で、ウェハＷに静電気が発生して帯電する可能性が高
い。このような静電気はゴミ等をウェハＷに付着させる
ので、それを防ぐため、イオナイザ９４が設けられてい
る。

【００２４】ロボットブースＢは、移載ロボット７０と
基板反転装置７１を主要部として構成されている。

【００２５】移載ロボット７０は、基板搬入部Ａａと基
板洗浄チャンバ１０の間およびこの基板洗浄チャンバ１
０と上記基板搬出部Ａｂとの間で、ウェハＷを一枚ずつ
水平状態のままで移載するものである。

【００２６】この移載ロボット７０は、具体的には、図
４および図５に示すように、昇降動作するとともに水平
動作する一対のハンド部７０ａ，７０ｂを備えたツイン
アームロボットの形態とされている。これら一対のハン
ド部７０ａ、７０ｂは、一方のハンド部７０ａが洗浄処
理前のウェハＷを移載処理するとともに、他方のハンド
部７０ｂが洗浄処理後のウェハＷを移載処理する構成と
され、処理済みのウェハＷにパーティクル等の不純物が
付着するのを防止している。

【００２７】また、移載ロボット７０のハンド部７０
ａ，７０ｂの先端部分に設けられた基板保持部７５は、
ウェハＷの下面を載置支持するソフトランディング方式
の支持形態とされて、ウェハＷの破損等を防止する構造
とされている。

【００２８】具体的には、移載ロボット７０は、ロボッ
トブースＢ内を横方向へ水平移動可能とされるととも
に、移載ロボット７０のハンド部７０ａ，７０ｂが、ロ
ボット本体７０ｃに昇降可能かつ回転可能に設けられて
いる。このハンド部７０ａ，７０ｂの駆動源は、ロボッ
ト本体７０ｃ内部に設けられた駆動モータからなる。ま
た、具体的構成は図示しないが、上記基板保持部７５と
しては、セラミック製のフォーク部材が採用されてお
り、この基板保持部７５の平坦な上面によりウェハＷを
水平状態で下側から保持するとともに、この基板保持部
７５上面に設けられた複数のテーパ付きの位置決めピン
により、ウェハＷの外周縁を位置決めする構成とされて
いる。

【００２９】なお、図示しないが、従来周知の真空吸着
式の移載ロボットの形態とされてもよく、この目的のた
め、ハンド部７０ａ，７０ｂの先端部分の基板保持部７
５は、ウェハＷを真空吸着チャッキングする基板吸着部
と交換可能な構造とされるとともに、図示しないが真空
ポンプ等の負圧源に連通可能とされている。

【００３０】そして、後述するように、移載ロボット７
０は、ハンド部７０ａまたは７０ｂのハンドリング動作
により、基板保持部７５が、基板搬入部Ａａのキャリア
５６内または基板洗浄チャンバ１０の基板支持部１０４
上のウェハＷを水平状態のまま抜き取り、移載ロボット
７０が移動した後またはその位置で、水平方向へ所定角
度だけ回転移動させた後、上記基板支持部１０４上また
は基板搬出部Ａｂのキャリア５６上に移し替え、あるい
は、基板反転装置７１と協働して、ウェハＷの表裏面の
上下位置を変換処理する。

【００３１】基板反転装置７１は、具体的には図１〜３
に示すように、チャック機構７６、シリンダ装置７７お
よび駆動モータ７８を主要部として構成されている。

【００３２】チャック機構７６は、ウェハＷの外周縁を
把持状にチャック支持するチャック手段として機能する
もので、一対の開閉チャック７６ａ，７６ｂが開閉可能
に設けられてなる。

【００３３】これら両チャック７６ａ，７６ｂは、図３
に示すように、円形のウェハＷの外周輪郭に対応した円
弧状の弓形平面形状を有するとともに、支柱１２０ａ，
１２０ｂの上端部分に支軸１２１ａ，１２１ｂによりそ
れぞれ回転可能に軸支されている。

【００３４】両チャック７６ａ，７６ｂには、ウェハＷ
の外周縁を係合支持する環状溝付きの支持ローラ７９
が、ウェハＷの外周輪郭に対応した位置に、つまりチャ
ック７６ａ，７６ｂの円弧軸線に沿って、所定間隔をも
ってそれぞれ複数個（図示のものにおいては３個）ずつ
配されている。

【００３５】図示の実施形態においては、このような円
弧状または環状に配された支持ローラ７９，７９，７９
が、上記両チャック７６ａ，７６ｂの表裏両側部におい
て、共通支軸１２２を介してそれぞれ同軸上に一対ずつ
配されており、これにより、両チャック７６ａ，７６ｂ
の表裏両側部に、２枚のウェハＷ、Ｗを同時にかつ平行
した状態でチャック支持可能な構造とされている。

【００３６】上記支柱１２０ａ，１２０ｂは、垂直起立
状とされるとともに、装置基台１２３上に、スライド部
１２４ａ，１２４ｂを介して開閉チャック７６ａ，７６
ｂの水平方向中心に向けて直線状に往復摺動可能に設け
られている。

【００３７】シリンダ装置７７は、チャック機構７６を
チャック開閉動作させるチャック駆動手段として機能す
るもので、具体的には、圧力空気を作動媒体としたエア
シリンダから構成されており、図示しない作動空気供給
源に連通可能とされている。

【００３８】シリンダ装置７７は、図１に示すように、
装置基台１２３の内部に垂直下向きに設けられるととも
に、そのシリンダロッド７７ａが、リンク機構１２５に
より、上記スライド部１２４ａ，１２４ｂにそれぞれ駆
動連結されている。

【００３９】そして、上記シリンダ装置７７のシリンダ
ロッド７７ａの突出退入動作により、リンク機構１２５
を介して、上記開閉チャック７６ａ，７６ｂが装置基台
１２３を互いに反対方向へ直線状に摺動し、これによ
り、両開閉チャック７６ａ，７６ｂがその円弧形状に水
平中心方向に向けて直線状に開閉動作される。

【００４０】なお、図３において、１５０は復帰スプリ
ングを示しており、この復帰スプリング１５０は、スラ
イド部１２４ａ，１２４ｂを介して、開閉チャック７６
ａ，７６ｂを常時閉止方向つまりチャッキング方向へ弾
発付勢しており、これにより、上記シリンダ装置７７と
協働して開閉チャック７６ａ，７６ｂの円滑かつ正確な
開閉動作を確保する。

【００４１】駆動モータ７８は、チャック機構７６を反
転動作させるチャック反転手段として機能するもので、
具体的には、サーボモータから構成されており、図示し
ない電源に電気的に接続されている。

【００４２】駆動モータ７８は、図２に示すように、装
置基台１２３の内部に水平状態で設けられるとともに、
その回転駆動軸７８ａが、伝動ベルト機構１２６によ
り、上記上記両チャック７６ａ，７６ｂにそれぞれ駆動
連結されている。

【００４３】伝動ベルト機構１２６は、駆動モータ７８
の回転駆動軸７８ａに取り付けられた第１プーリ１２７
ａ、共通中間伝動軸１２８に取り付けられた第２プーリ
１２７ｂ、中間伝動軸１２９，１２９に取り付けられた
第３プーリ１２７ｃ、１２７ｃおよび両チャック７６
ａ，７６ｂの支軸１２１ａ，１２１ｂにそれぞれ取り付
けられた第４プーリ１２７ｄ、１２７ｄと、これらプー
リ１２７ａ〜１２７ｄ間に掛け渡された第１および第２
伝動ベルト１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｂとからなる。

【００４４】そして、上記駆動モータ７８の回転駆動軸
７８ａの回転動作により、伝動ベルト機構１２６を介し
て、上記開閉チャック７６ａ，７６ｂが水平な支軸１２
１ａ，１２１ｂまわりに垂直方向へ回転動作される。

【００４５】なお、これに関連して、駆動モータ７８の
回転駆動軸７８ａの回転数（または回転角度）を検出す
る回転検出装置１３５（図示の実施形態においてはロー
タリエンコーダ）が設けられており、その検出結果がシ
ステム制御装置Ｅに送られる。

【００４６】また、共通中間伝動軸１２８は、装置基台
１２３上に軸方向へ固定的に回転支持されている一方、
中間伝動軸１２９，１２９は、装置基台１２３上に軸方
向へ往復移動可能に回転支持されたスライド部１２４
ａ，１２４ｂに回転支持されていることから、これら両
伝動軸１２８と１２９，１２９は、たがいにスプライン
嵌合ないしはキー嵌合されて、相対的な軸方向が可能な
状態で係合されており、これにより、上記開閉チャック
７６ａ，７６ｂのチャッキング動作（開閉動作）と反転
動作（回転動作）の両動作が担保されている。

【００４７】しかして、以上のような構成された基板反
転装置７１において、後述するように、ウェハＷの表面
だけでなく、裏面にも洗浄処理を施す場合には、システ
ム制御装置Ｅにより移載ロボット７０と相互に同期して
駆動制御されて、所定のウェハＷの反転処理が行われ
る。

【００４８】すなわち、基板反転装置７１は、シリンダ
装置７７により、チャック機構７６を作動して、ウェハ
Ｗの外周縁を把持状にチャック支持した後、駆動モータ
７８の駆動により、ウェハＷ，Ｗをチャック支持したチ
ャック機構７６を低速で１８０度回転して、ウェハＷ，
Ｗが反転される。この表裏面が反転されたウェハＷ，Ｗ
は、再度移載ロボット７０により、処理チャンバＣの基
板洗浄チャンバ１０，１０に処理前の裏面を上側にして
それぞれ供給されて、この裏面にも洗浄処理が施され
る。

【００４９】なお、ローディング・アンローディングブ
ースＡと同様、ロボットブースＢにおけるメカ機構の駆
動部、つまり、移載ロボット７０および基板反転装置７
１の機械的駆動部はすべて、ＳＥＭＩ規格に従って高さ
９００mmよりも下側に配置されて、発塵防止対策が施さ
れている。

【００５０】続いて、上記基板洗浄システムの装置本体
１およびその他の構成ブースＡ，Ｃについて、具体的に
説明する。

【００５１】II．装置本体１：装置本体１は、前述した
ように、装置本体１内の清浄度を維持促進する目的か
ら、外部のクリーンルームに対して密閉可能な構造が採
用されている。

【００５２】装置本体１の外周壁は、鋼鈑の表面に耐酸
塗装処理が施されるとともに、上記処理ブースＣの内壁
面のみ、鋼板の外周に耐腐食性材料による被覆処理、具
体的には塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）の被覆処理が施され
て、洗浄液に対する耐腐食性が確保されている。このよ
うに、処理ブースＣの内壁面のみ耐腐食性処理が施され
れば良いのは、装置本体１内の各ブースＡ，Ｂ，Ｃが隔
壁２，３をもってできるだけ隔離された空間を形成して
いるからであり、このような壁面構造とすることによ
り、装置フレーム製作上のコストダウン化と、施工時間
の短縮化が図られている。

【００５３】装置本体１の前壁面には、図６に示すよう
に、ローディング・アンローディングブースＡのための
ローダ口１１とアンローダ口１２が設けられており、こ
れら両開口１１，１２は、後述するようにウェハＷ，
Ｗ，…を収容したキャリアを上下二段に挿入可能な開口
面積を有するとともに、内部を視認可能な透明カバーに
よるオートシャッタ機構が採用されて、上下にスライド
して自動開閉可能な密閉構造とされている。これによ
り、ローディング・アンローディングブースＡ内にクリ
ーンルームからのパーティクル等の侵入が最小限度に抑
えられている。１３はＨＥＰＡフィルタを示しており、
このＨＥＰＡフィルタ１３を介して、ローディング・ア
ンローディングブースＡ内に清浄化空気が吸入される。
１４はタッチパネルを兼ねるディスプレイを示してお
り、このディスプレイ１４により各種のレシピやパラメ
ータによる装置プログラムの運用方式が設定される。デ
ィスプレイ１４の右側には、非常停止ボタン（赤）１５
と一時停止ボタン（緑）１６が設けられ、さらにその右
隣に、操作盤を接続するためのハンドペンダクトコネク
タ１７およびパトライト１８が設けられている。また、
上記ディスプレイ１４の左側には警報ブザー２０が設け
られるとともに、その下側に各種構成装置の起動停止を
行うオン・オフスイッチ２１が設けられている。上記デ
ィスプレイ１４の上側には、主として装置の電装系統や
シーケンサ等の各電装部のロック機構付き開閉ドア２
２、２３が並列に設けられている。さらに、前壁面下部
には、ローディング・アンローディングブースＡの各種
駆動機構用のメカメンテ口２４、２５が開閉可能に設け
られている。

【００５４】装置本体１の右側壁面には、図７に示すよ
うに、中央部分に搬送系統のための開口３０が設けられ
ており、この開口３０は、内部を視認可能な透明カバー
によるオートシャッタ機構が採用されて、自動開閉可能
な密閉構造とされている。また、この開口３０の周囲に
は、各種のメンテ口３１〜３４が開閉可能に設けられて
いる。

【００５５】装置本体１の左側壁面には、図８に示すよ
うに、中央部分に、ロボットブースＢのロボットメンテ
用開口４０が設けられており、この開口４０は、作業者
が出入りできる程度の開口面積を有するとともに、キー
スイッチ付きのドアにより開閉可能とされて、キーを差
し込んで解除すると、装置の通電がオフ（ポーズ状態）
になるような安全対策が施されている。また、開口４０
の両側には、ローディング・アンローディングブースＡ
内を視認するための視認窓４１と処理ブースＣ内を視認
するための視認窓４２がそれぞれ設けられており、その
下側にはそれぞれメンテ口４３，４４が設けられてい
る。

【００５６】装置本体１の背面側壁面には、図９に示す
ように、非常停止ボタン４５およびポーズ（一時停止）
ボタン４６とハンドペンダクトコネクタ４７が設けられ
るとともに、その下側に基板洗浄チャンバ１０の運用の
ユースポイントのＮ₂ 圧力やエア圧力の表示計、レギュ
レータ等が設けられたパネル４８が配置されている。４
９，５０は処理ブースＣの基板洗浄チャンバ１０のため
のメンテ口を示しており、これら開口４９，５０は、洗
浄液等の装置外部への漏れを有効に防止するため、二重
のシール構造となっている。５１，５２は装置本体１内
の空気の排気口を示しており、５３，５３，…は各種配
管接続用のコネクタ口を示している。

【００５７】III. ローディング・アンローディングブ
ースＡ：ローディング・アンローディングブースＡは、
基板搬入部Ａａと基板搬出部Ａｂとからなる。

【００５８】基板搬入部Ａａは、ウェハＷを前工程から
搬入する部位であり、ここには、洗浄処理前のウェハ
Ｗ，Ｗ．…が複数枚ストックされて搬入待機する。ま
た、基板搬出部ＡｂはウェハＷを次工程へ搬出する部位
であり、ここには洗浄処理後のウェハＷ，Ｗ．…が複数
枚ストックされて搬出待機する。これら両部Ａａ，Ａｂ
は、以下の説明するごとく同様の基本構成を備える。

【００５９】すなわち、基板搬入部Ａａを例にとって説
明すると、この基板搬入部Ａａは、図１０〜図１２に示
すように、上述した装置本体１の前面側壁面のローダ口
１１によりオペレーティング空間Ｏに対して開閉可能と
されるとともに、隔壁２の開口５５によりロボットブー
スＢに対して連通されている。この開口５５の開口面積
は、必要最小限度の大きさつまり後述する移載ロボット
７０のハンドがウェハＷを保持して挿通可能な最小の大
きさに設定されている。

【００６０】また、基板搬入部Ａａは、複数枚のウェハ
Ｗ，Ｗ，…を水平状態で上下方向へ所定の配列ピッチを
もって収納したキャリア５６を保持する基板保持部６０
と、この基板保持部６０を上下方向へ移動させて、キャ
リア５６内のウェハＷ，Ｗ，…の搬入または搬出のため
の位置決めを行う昇降位置決め装置６１とを備えてな
る。

【００６１】基板保持部６０は、具体的には、図１３〜
図１５に示すように、複数枚（図示の場合は２６枚）の
ウェハＷ，Ｗ，…が収納されたキャリア５６を載置保持
する水平載置面を有する保持台６０ａを備え、図示の実
施形態においては、支持フレーム６２に、上下方向へ所
定間隔をもって二つの保持台６０ａ，６０ａが配置され
てなる。これに対応して、上記ローダ口１１は、上述し
たように、二つのキャリア５６，５６を上記二段の保持
台６０ａ，６０ａに対して同時に挿入載置可能な開口面
積を有する。

【００６２】また、上記キャリア５６は、本システム外
におけるウェハ搬送用として兼用されるもので、図示し
ないが、その内部にはウェハＷの周縁部を保持する保持
溝が所定の配列ピッチをもって設けられている。そし
て、キャリア５６は、ウェハ搬送の際には、ウェハＷ，
Ｗ，…が垂直の起立状に保持される姿勢で取り扱われる
一方、上記保持台６０ａに載置される際には、ウェハ
Ｗ，Ｗ，…が水平の倒伏状態に保持される姿勢で取り扱
われる。

【００６３】昇降位置決め装置６１は、具体的には、図
１３〜図１６に示すように、上記支持フレーム６２を昇
降動作させる送りねじ機構６１ａと、この送りねじ機構
６１ａを回転駆動させる駆動モータ６１ｂとからなるキ
ャリアエレベーション機構の形態とされている。そし
て、後述する移載ロボット７０の動作と連動する駆動モ
ータ６１ｂの駆動により、送りねじ機構６１ａを介し
て、保持台６０ａ、６０ａさらにはキャリア５６、５６
内のウェハＷ，Ｗ，…が、上下方向へ所定ピッチずつ昇
降されて、その搬入出のための位置決めが行われる。

【００６４】また、上記構成に関連して、キャリア傾き
検出センサ６３、ウェハ飛出し整列機構６４およびウェ
ハマッピングセンサ６５が設けられている。

【００６５】キャリア傾き検出センサ６３は、保持台６
０ａ、６０ａ上にキャリア５６が正しく配置されている
か否かを検知するもので、図示のものにおいては、キャ
リア５６が保持台６０ａ、６０ａ上に水平に正確に置か
れているか否かを検知する透過型光学式センサで、保持
台６０ａ，６０ａ上にキャリア５６が斜めに載ったとき
には、センシングできず、装置の駆動を停止する安全機
構として機能する。

【００６６】ウェハ飛出し整列機構６４は、後述する移
載ロボット７０によるウェハＷの抜き取り動作等を円滑
かつ確実に行うためのもので、図１７および図１８に示
すように、水平揺動可能な揺動アーム６４ａの先端部分
にウェハＷ，Ｗ，…のエッヂに接触し押動可能な接触子
６４ｂが設けられるとともに、上記揺動アーム６４ａを
揺動させる駆動モータ６４ｃを備えてなる。

【００６７】そして、駆動モータ６４ｃの駆動により、
保持台６０ａ、６０ａ上のキャリア５６，５６に対し
て、ウェハ飛出し整列機構６４の揺動アーム６４ａが水
平揺動して、接触子６４ｂがキャリア５６内のウェハ
Ｗ，Ｗ，…のエッヂに接触動作し、これにより、その飛
出したウェハＷのエッヂを押して、ウェハＷを所定位置
に整列配置させる。このウェハ飛出し整列機構６４は、
昇降位置決め装置６１によるキャリア５６，５６の所定
ピッチ毎の昇降の度に作動して、常時ウェハＷ，Ｗ，…
が所定位置に整列配置するのを確保する。

【００６８】なお、ウェハＷの飛出しを検する光学式セ
ンサを設け、この光学式センサでウェハＷの飛出しを検
知して、ウェハＷが飛出している場合のみ、上記ウェハ
飛出し整列機構６４を作動する構成としても良い。

【００６９】ウェハマッピングセンサ６５は、ロボット
ブースＢの移載ロボット７０の駆動を制御するための透
過型光学式センサで、図１７および図１８に示すよう
に、水平揺動可能な揺動アーム６５ａの先端部分にウェ
ハＷ，Ｗ，…に対応した複数の溝を備えた櫛形の検知部
６５ｂが設けられるとともに、上記揺動アーム６５ａを
揺動させる駆動モータ６５ｃを備えてなる。

【００７０】そして、駆動モータ６５ｃの駆動により、
保持台６０ａ、６０ａ上のキャリア５６，５６に対し
て、ウェハマッピングセンサ６５の揺動アーム６５ａが
水平揺動して、検知部６５ｂがキャリア５６内のウェハ
Ｗ，Ｗ，…に近接動作し、これにより、ウェハＷ，Ｗ，
…がどういう配列でキャリア５６，５６に入っている
か、ウェハＷ，Ｗ，…の配列に歯抜けの部分がないか等
を検出する。この検出結果は、システム制御装置Ｅに送
られて、移載ロボット７０の動きを制御する。ウェハマ
ッピングセンサ６５は、保持台６０ａ、６０ａ上にキャ
リア５６，５６に載置された際に一回のみ作動する。

【００７１】このシステム制御装置Ｅによる移載ロボッ
ト７０の駆動制御は、図示の実施形態においては、４通
り選択設定可能な構成とされている。つまり、ｉ）基板
搬入部Ａａの各キャリア５６の上側のウェハＷから抜い
て、処理後のウェハＷを基板搬出部Ａｂの各キャリア５
６の上側から入れていく、ii）基板搬入部Ａａの各キャ
リア５６の上側のウェハＷから抜いて、処理後のウェハ
Ｗを基板搬出部Ａｂの各キャリア５６の下側から入れて
いく、iii ）基板搬入部Ａａの各キャリア５６の下側の
ウェハＷから抜いて、処理後のウェハＷを基板搬出部Ａ
ｂの各キャリア５６の上側から入れていく、およびiv）
基板搬入部Ａａの各キャリア５６の下側のウェハＷから
抜いて、処理後のウェハＷを基板搬出部Ａｂの各キャリ
ア５６の下側から入れていく、という４つの方法から選
択可能である。

【００７２】基板搬出部Ａｂは、ウェハマッピングセン
サ６５が設けられていない点を除いて、上記基板搬入部
Ａａと同様の基本構成を備え、アンローダ口１２の構成
も上述したローダ口１１と同様である。

【００７３】また、ローディング・アンローディングブ
ースＡにおいては、上述したように、基板搬入部Ａａお
よび基板搬出部ＡｂにストックされるウェハＷ，Ｗ，…
が上下方向へ所定の配列ピッチをもって水平状態で配列
されるとともに、ローディング・アンローディングブー
スＡ内を流れる清浄空気の流路は、上記基板搬出部Ａｂ
から基板搬入部Ａａの方向へ向けて水平に流れるように
構成されている。具体的には、装置本体１の前面部のＨ
ＥＰＡフィルタ１３から吸入される清浄空気は、まず、
アンローダ側である基板搬出部Ａｂの処理済みのウェハ
Ｗ，Ｗ，…の間を通過してから、さらにローダ側である
基板搬入部Ａａの処理前のウェハＷ，Ｗ，…の間を通過
し、装置本体１の背面部の排気口５１から図外の工場排
気路へ送られる。

【００７４】このようウェハＷ，Ｗ，…の配置構成を考
慮した清浄空気の気流制御が行われることにより、処理
済みのウェハＷ，Ｗ，…の高い清浄度が確保される。こ
れに関して、ロボットブースＢおよび処理ブースＣ内を
流れる清浄空気の流路は、それぞれ装置本体１の天井部
に設けられたＨＥＰＡフィルタ６６，６７から下方へ向
けて垂直に流れるとともに、装置本体１の背面部の排気
口５２から図外の工場排気路へ送られるところ、各隔壁
２，３がこれらの清浄空気の流れを整える整流作用をな
すとともに、ローディング・アンローディングブースＡ
内を流れる清浄空気の流路との隔壁をなすため、装置本
体１内の円滑な空気流路が確保される。

【００７５】また、ローディング・アンローディングブ
ースＡにおけるメカ機構の駆動部、つまり、昇降位置決
め装置６１、ウェハ飛出し整列機構６４およびウェハマ
ッピングセンサ６５等の機械的駆動部はすべて、ＳＥＭ
Ｉ規格に従って高さ９００mmよりも下側に配置されて、
発塵防止対策が施されている。

【００７６】以上のように、基板搬入部Ａａまたは基板
搬出部Ａｂにおいては、移載ロボット７０の動作と連動
する昇降位置決め装置６１により、キャリア５６に対す
るウェハＷの抜き差しに際して、キャリア５６が垂直方
向へ１ピッチ分だけ昇降動作して、ウェハＷ，Ｗ，…の
搬入出のための位置決めが行われるが、これと逆の構成
も採用可能である。

【００７７】すなわち、図示の実施形態と逆に、移載ロ
ボット７０のハンド部７０ａまたは７０ｂが、キャリア
５６に対するウェハＷの抜き差しに際して、垂直方向へ
１ピッチ分だけ昇降動作してから、上記と同様の動作を
順次繰り返すように駆動制御される構成も採用可能であ
る。この場合は、昇降位置決め装置６１は不要となる。

【００７８】IV. 処理ブースＣ：処理ブースＣは、ウェ
ハＷを一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理する少なくとも
一つの枚葉式基板洗浄チャンバ１０を備えてなり、図示
の実施形態においては、上述したように、２台の基板洗
浄チャンバ１０，１０を備えてなるツインチャンバ方式
が採用されてなる。なお、スループット対策として、基
板洗浄チャンバ１０を適宜増加させて、３チャンバ方
式、４チャンバ方式としても良い。

【００７９】基板洗浄チャンバ１０は、図１９〜図２４
に示すように、相対的な上下方向移動が可能なチャンバ
本体８０と基板回転装置８１とを主要部として構成され
ており、基板回転装置８１は、チャンバ本体８０の中央
部に同心状に配置されている。

【００８０】チャンバ本体８０は、上下方向に配列され
た複数（図示の実施形態においては４つ）の円環状処理
槽８５〜８８を備えるとともに、上下方向へ昇降動作可
能な構成とされている。

【００８１】具体的には、チャンバ本体８０は、開閉可
能な基板搬入出用ゲート９０を備えた密閉容器の形態と
され、薬液供給部９１、不活性気体供給部９２およびド
レン部９３，９４等を備えてなる。

【００８２】チャンバ本体８０は、一枚のウェハＷを収
容する密閉可能な単一洗浄槽構成とされており、上部処
理待機部９５と下部処理部９６とからなる。

【００８３】上部処理待機部９５は、ウェハＷを搬入出
する部位で、その側部には、ウェハＷを搬入出するため
の上記ゲート９０が設けられるとともに、その上半部に
は、チャンバカバー９５ａがワンタッチにて取外し可能
に設けられており、チャンバ本体８０内のメンテナンス
が容易に行える構造とされている。

【００８４】上記ゲート９０は、チャンバ本体８０の基
板搬入出口を構成する開閉可能なもので、具体的には、
ゲート９０は、ウェハＷを水平状態で保持した上記移載
ロボット７０のハンド部７０ａ，７０ｂが通過し得る開
口面積を有する。また、上記ゲート９０の扉９０ａは、
エアシリンダ等の駆動源により、上下方向へ開閉可能に
気密・水密性をもって閉塞される。

【００８５】また、上部処理待機部９５内には、上記薬
液供給部９１と不活性気体供給部９２が設けられてい
る。

【００８６】薬液供給部９１は、基板回転装置８１に支
持されたウェハＷの表面に洗浄液を供給するもので、具
体的には、基板回転装置８１の基板支持部１０４に支持
されたウェハＷの表面に上側から洗浄液を噴射供給する
噴射ノズルの形態とされている。

【００８７】この噴射ノズル９１は、上記チャンバ本体
８０の上部処理待機部９５内において、下向き状態で水
平旋回可能に設けられるとともに、洗浄液供給装置Ｄに
連通可能とされている。９７は噴射ノズル９１のスイン
グ用の駆動モータを示している。

【００８８】そして、噴射ノズル９１は、基板回転装置
８１の基板支持部１０４に水平状態で回転支持されるウ
ェハＷの表面に対して、その外周から中心にわたって水
平旋回しながら、あるいは水平旋回して静止後に洗浄液
を噴射供給する。

【００８９】図示の実施形態においては、噴射ノズル９
１には、４つのノズル口が設けられており（図示省
略）、それぞれ後述するＡＰＭ液，純水、ＤＨＦ液、Ｎ
₂ の供給口として機能する。これらのノズル口は、楕円
テーパ形状に形成されており、ウェハＷの表面に広く楕
円形状に供給されるように構成されている。これによ
り、ウェハＷの回転動作と協働して、ウェハＷ表面に対
する洗浄液の供給分布が迅速かつ均一になる。

【００９０】不活性気体供給部９２は、チャンバ本体８
０内の洗浄液を排出置換するための不活性気体を供給す
るもので、上部処理待機部９５の頂部に設けられるとと
もに、不活性気体供給源（図示省略）に連通可能とされ
ている。図示の実施形態においては、不活性気体として
Ｎ₂ が用いられる。また、上記不活性気体供給源は、上
記噴射ノズル９１にも連通可能とされて、この噴射ノズ
ル９１も、不活性気体供給部として機能しうる構成とさ
れている。

【００９１】下部処理部９６は、ウェハＷを洗浄処理す
る部位で、その内径寸法は、後述するように、基板回転
装置８１の基板支持部１０４との関係で設定されてい
る。具体的には、基板支持部１０４の外径縁と上記下部
処理部９６の内径縁とが非接触で、かつこれら両縁の間
に形成される環状隙間が、洗浄液等の下側への漏れを阻
止する程度の微小間隔となるように設定される。

【００９２】また、下部処理部９６内には、前述した４
つの円環状処理槽８５〜８８が上下方向に多段式または
層状に設けられるとともに、各処理槽８５〜８８と下部
処理部９６の底部９６ａには、装置外部へ連通する上記
ドレン部９３，９４がそれぞれ設けられており、これら
ドレン部９３，９４を介して、各処理槽８５〜８８内の
洗浄液または不活性気体が装置外部へ排出される。ま
た、各処理槽８５〜８８のドレン部９３は、洗浄処理が
行われる際のみ開口して、他の処理槽における洗浄処理
が行われている場合には閉塞される構成とされている。

【００９３】また、チャンバ本体８０は、ＬＭガイド９
８を介して上下方向へ垂直に昇降可能に支持されるとと
もに、基板回転装置８１の基板支持部１０４に対して所
定ストローク分ずつ昇降動作する昇降機構１００を備え
ている。

【００９４】この昇降機構１００は、具体的には、図２
１に示すように、上記支持フレーム６２を昇降動作させ
る送りねじ機構１００ａと、この送りねじ機構１００ａ
を回転駆動させる駆動モータ１００ｂとからなる。

【００９５】そして、後述する基板回転装置８１の動作
と連動する駆動モータ１００ｂの駆動により、送りねじ
機構１００ａを介して、チャンバ本体８０が、上下方向
へ所定ストロークずつ昇降されて、洗浄処理工程を行う
べき円環状処理槽８５〜８８のいずれか一つの処理槽
が、上記回転装置８１の基板支持部１０４に対して、そ
の高さ方向を選択的に位置決めされる。

【００９６】基板回転装置８１は、一枚のウェハＷをス
ピン洗浄時およびスピン乾燥時において水平状態に支持
しながら水平回転させるもので、図２１〜図２４に示す
ように、回転軸１０３の先端部分に基板支持部１０４が
水平状態で取付け支持されるとともに、この回転軸１０
３を回転駆動する駆動モータ１０５を備えてなる。

【００９７】基板支持部１０４および回転軸１０３は、
軸受支持筒体１０６を介して、チャンバ本体８０の中央
部に同心状に回転可能に配置されており、基板支持部１
０４に一枚のウェハＷを水平状態に支持する構成とされ
ている。具体的には、基板支持部１０４は、図２２〜図
２４に示すように、ウェハＷの周縁部をチャッキング支
持する複数（図示のものにおいては６本）のチャッキン
グアーム１１０，１１０，…を備えてなる。

【００９８】これらチャッキングアーム１１０，１１
０，…は、図示のごとく、水平な状態で放射状に配置さ
れるとともに、開閉機構１１１により放射方向へ往復移
動可能とされている。チャッキングアーム１１０，１１
０，…の先端にそれぞれ設けられたチャッキング爪１１
２，１１２，…は、互いに同一高さになるように設定さ
れており、これにより、チャッキング時において、ウェ
ハＷの周縁部を水平状態でチャッキング支持する。

【００９９】また、チャッキング爪１１２のチャッキン
グ面１１２ａは、ウェハＷの周縁部の断面形状に対応し
た断面形状を有している。つまり、具体的には図示しな
いが、チャッキング面１１２ａは上下方向に傾斜した直
角平面とされて、ウェハＷの矩形断面の周縁部に対し
て、その周縁角部を点接触状態または線接触状態で当接
支持するように形成されている。

【０１００】これにより、チャッキングアーム１１０，
１１０，…のチャッキング時において、ウェハＷの周縁
部は、上記チャッキング面１１２ａ，１１２ａ，…によ
り上下方向へ拘束状態で支持されることとなる。また、
この支持状態は、ウェハＷの周縁部を固定的ではなく、
周縁部の若干の移動を許容する程度に設定されている。
このような構成とされることにより、ウェハＷの周縁部
のみを支持するため、ウェハＷの裏側の汚染がない、チ
ャッキング面１１２ａがウェハＷの周縁部の断面形状に
対応しているため、ウェハＷ周縁部のチッピングがない
等の効果を有する。

【０１０１】上記開閉機構１１１は、回転軸１０３内部
に設けられたシリンダ装置１１１ａと、このシリンダ装
置１１１ａと上記チャッキングアーム１１０，１１０，
…を接続する接続ワイヤ１１１ｂ，１１１ｂ，…とを主
要部として構成されている。

【０１０２】そして、上記シリンダ装置１１１ａの突出
動作により、接続ワイヤ１１１ｂ，１１１ｂ，…を介し
て、チャッキングアーム１１０，１１０，…が径方向内
側へ引き込まれて、チャッキング動作し、一方、シリン
ダ装置１１１ａの退入動作により、復帰スプリング１１
１ｃ，１１１ｃ，…の弾性復帰力で、チャッキングアー
ム１１０，１１０，…が径方向外側へ押し出されて、チ
ャッキング解除動作するように構成されている。

【０１０３】また、回転軸１０３は、軸受支持筒体１０
６を介して起立状に回転支持されるとともに、その下端
部が駆動モータ１０５にベルト駆動可能に接続されてお
り、この駆動モータ１０５の駆動により回転駆動され
て、上記基板支持部１０４が所定の回転数をもって回転
される構成とされている。図示の実施形態においては、
軸受支持筒体１０６の回転速度は、スピン洗浄処理時に
おいては４０〜５０r.p.m.に設定されるとともに、スピ
ン乾燥時においては約３０００r.p.m.に設定されてい
る。

【０１０４】しかして、上記構成とされた基板洗浄チャ
ンバ１０においては、上記チャンバ本体８０の上下方向
への昇降により、基板回転装置８１の基板支持部１０４
に支持されたウェハＷと上記チャンバ本体８０の処理槽
８５〜８８のいずれかとの位置決めが選択的になされる
とともに、基板回転装置８１により、基板支持部１０４
に支持されたウェハＷが所定の回転速度をもって水平回
転される。

【０１０５】上述したように、基板洗浄チャンバ１０の
構成は、基板回転装置８１が上下方向の移動が固定され
るとともに、上記チャンバ本体８０が上下方向へ昇降す
るようにされていることにより、高速回転する基板回転
装置８１の支持構造が単純かつ堅牢であり、基板回転装
置８１の回転部つまり基板支持部１０４に回転振動の発
生が有効に防止されて、この結果、下部処理部９６の内
径縁と基板回転装置８１の基板支持部１０４の外径縁と
の微小隙間が正確に保持されて、洗浄液等の下側への漏
れが、長期にわたり安定して阻止され得るという利点が
得られる。しかしながら、目的に応じて、この逆の構
成、つまり、基板回転装置８１が上下方向の移動も担保
する構造を備えるとともに、上記チャンバ本体８０が上
下方向へ固定的な構造も採用可能である。

【０１０６】Ｖ. 洗浄液供給装置Ｄ：洗浄液供給装置Ｄ
は、処理ブースＣの基板洗浄チャンバ１０に洗浄液を供
給する供給源で、図示の実施形態においては、選択的
に、ＡＰＭ（ＮＨ₄ ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ）液による
洗浄を行うための構成と、ＤＨＦ（ＨＦ＋Ｈ₂ Ｏ）液に
よる洗浄を行うための構成とを備える２薬液システムで
あり、これに対応して、基板洗浄チャンバ１０のチャン
バ本体８０における処理槽８５〜８８は、それぞれ、最
下段の処理槽８５がＡＰＭ液による洗浄工程用、その上
の段の処理槽８６がＤＨＦ液による洗浄工程用、その上
の段の処理槽８７が純水によるリンス用、および最上段
の処理槽８８がスピン乾燥用とされている。

【０１０７】そして、洗浄工程にかかるレシピを選択設
定することにより、ｉ）ＡＰＭ＋ＤＨＦ＋Ｏ₃ ＋ＤＩＷ
＋ＤＲＹ，ii）ＡＰＭ＋ＤＨＦ＋ＤＲＹ,iii）ＡＰＭ＋
ＤＲＹおよびＤＨＦ＋ＤＲＹなどの洗浄工程が選択的に
実行可能である。

【０１０８】VI．システム制御装置Ｅ：システム制御装
置Ｅは、上述した基板搬入部Ａａ、移載ロボット７０、
基板反転装置７１、基板洗浄チャンバ１０，１０および
基板搬出部Ａｂを相互に連動して駆動制御するもので、
このシステム制御装置Ｅにより、以下の基板洗浄システ
ムにおける一連のウェット処理工程が、ウェハＷの前工
程からの搬入時から次工程への搬出時まで全自動で実行
される。

【０１０９】（１）ウェハＷ，Ｗ，…の搬入：洗浄処理
前のウェハＷ，Ｗ，…は、ＡＧＶ等により前工程からキ
ャリア５６に収容された垂直状態でオペレーティング空
間Ｏまで搬送されてくる。

【０１１０】装置本体１のローダ口１１が開かれ、洗浄
処理前のウェハＷ，Ｗ，…は、キャリア５６を倒して垂
直状態から水平状態に姿勢変化された後、自動搬入装置
（図示省略）またはオぺレータの手作業により、上記ロ
ーダ口１１を介して、キャリア５６に収容されたまま、
ローディング・アンローディングブースＡの基板搬入部
Ａａにおける基板保持部６０の上下２段の保持台６０
ａ，６０ａ上にそれぞれ搬入配置される。

【０１１１】この場合、まず上側の１段目の保持台６０
ａ上にキャリア５６が載置された後、昇降位置決め装置
６１により基板保持部６０が上昇して、下側の２段目の
保持台６０ａ上に次のキャリア５６が載置される。

【０１１２】上記ローダ口１１が再び閉じられた後、キ
ャリア傾き検出センサ６３によりキャリア５６の傾きの
有無が検知され、傾きがなければウェハ飛出し整列機構
６４により整列されるとともに、ウェハマッピングセン
サ６５によりウェハＷ，Ｗ，…の配列状態が検出され
て、ロボットブースＢの移載ロボット７０を待機する。

【０１１３】移載ロボット７０は、ウェハマッピングセ
ンサ６５の検出結果に応じて、キャリア５６内のウェハ
Ｗを一枚ずつ水平状態のままで抜き取り、処理ブースＣ
の各基板洗浄チャンバ１０のチャンバ本体８０内に順次
搬入する。

【０１１４】この際の移載ロボット７０によるウェハＷ
の抜き取りは、隔壁２の開口５５を介して行われ、ウェ
ハマッピングセンサ６５の検出結果に従って、昇降位置
決め装置６１によるキャリア５６の位置決め動作（キャ
リア５６が垂直方向へ１ピッチ分だけ昇降して、ウェハ
Ｗ，Ｗ，…の搬入のための位置決め動作）に連動して、
最上部または最下部のウェハＷから順次行う。

【０１１５】一方、移載ロボット７０によるウェハＷの
搬入は、基板洗浄チャンバ１０の基板支持部１０４がチ
ャンバ本体８０の上部処理待機部９５内のウェハ搬入出
位置に上昇待機した状態において、隔壁３の開口７２お
よびチャンバ本体８０のゲート９０を介して行われる。
このゲート９０はウェハＷの搬入出時のみ開口し、チャ
ンバ本体８０内のフュームの拡散やチャンバ本体８０内
へのパーティクルの流入等が有効に防止される。

【０１１６】チャンバ本体８０内の基板支持部１０４上
にウェハＷが搬入されると、チャッキングアーム１１
０，１１０，…が、ウェハＷの周縁部を水平状態でチャ
ッキング支持する。

【０１１７】（２）基板洗浄チャンバ１０におけるウエ
ット処理：基板支持部１０４がウェハＷをチャッキング
支持すると、チャンバ本体８０の昇降動作により、下部
処理部９６内のウェハ洗浄処理位置に位置決めされた
後、前述した各種の洗浄処理が予め定められた手順で実
行される。

【０１１８】例えば、上述したii）の洗浄処理工程（Ａ
ＰＭ＋ＤＨＦ＋ＤＲＹ）であれば、チャンバ本体８０の
昇降位置決めにより、基板支持部１０４上のウェハＷ
が、まず、最下段の処理槽８５に位置決め配置されて、
噴射ノズル９１からＡＰＭ液が供給されるとともに、基
板回転装置８１による低速回転によりスピン洗浄が行わ
れた後、上から２段目の処理槽８７に位置決め配置され
て、噴射ノズル９１から純水が供給されながら、基板回
転装置８１による低速回転によりリンスが行われる。続
いて、上から３段目の処理槽８６に位置決め配置され
て、噴射ノズル９１からＤＨＦ液が供給されるととも
に、基板回転装置８１による低速回転によりスピン洗浄
が行われた後、再び処理槽８７に位置決め配置されて、
噴射ノズル９１から純水が供給されながら、基板回転装
置８１による低速回転によりリンスが行われる。そして
最後に、最上段の処理槽８８に位置決め配置されて、噴
射ノズル９１から不活性気体つまりＮ₂ （窒素ガス）が
噴射されながら、基板回転装置８１による高速回転によ
りスピン乾燥が行われる。

【０１１９】この場合、不活性気体供給部９２からの不
活性気体、つまり本実施形態の場合はＮ₂ （窒素ガス）
の導入により、チャンバ本体８０内がＮ₂ でパージされ
るとともに、各チャンバのドレン部９３から強制排気す
ることにより、チャンバ本体８０内には、不活性気体供
給部９２から各チャンバのドレン部９３に至るような経
路の気流が生じて、チャンバ本体８０内のミストの巻き
上がりが有効に防止される。

【０１２０】また、各処理槽８５〜８８のドレン部９３
は、その処理槽において洗浄処理が行われる際のみ開口
して、他の処理槽における洗浄処理が行われている場合
には閉塞されており、これにより、上記のチャンバ本体
８０内のＮ₂ パージ効果が促進される。

【０１２１】ウェハＷの表面に対する一連の洗浄処理が
終了すると、チャンバ本体８０の下降動作により、基板
支持部１０４が再び上部処理待機部９５内のウェハ搬入
出位置に相対的に上昇した後、ロボットブースＢの移載
ロボット７０を待機する。

【０１２２】この場合、ウェハＷの裏面も洗浄処理する
ときには、ウェハＷは、移載ロボット７０により基板反
転装置７１へ搬送されて、表裏面が反転された後、再び
上記基板支持部１０４に搬入されて、上述した一連の洗
浄処理がウェハＷの裏面に対して行われる。

【０１２３】（３）ウェハＷ，Ｗ，…の搬出：基板洗浄
チャンバ１０における一連の洗浄処理が完了したウェハ
Ｗは、再び移載ロボット７０により、前述と逆の要領
で、各基板洗浄チャンバ１０のチャンバ本体８０から搬
出されて、基板搬出部Ａｂにおける基板保持部６０の上
下２段の保持台６０ａ，６０ａ上にそれぞれ待機するキ
ャリア５６，５６内に順次水平状態で搬出収容される。

【０１２４】この場合の具体的な搬出収容動作は、上述
した（１）のウェハＷ，Ｗ，…の搬入動作の要領と同様
である。

【０１２５】そして、これらキャリア５６，５６内部の
保持溝のすべてに、洗浄後のウェハＷ，Ｗ，…が配列さ
れて満たされると、装置本体１のアンローダ口１２が開
かれ、キャリア５６，５６は、次工程のスパッタリング
やＣＶＤ処理等による薄膜形成のための処理工程へ向け
て搬送される。

【０１２６】以上の一連の動作において、移載ロボット
７０によるキャリア５６内のウェハＷ，Ｗ，…の処理手
順は、前述したように、４通りの方法ｉ）〜iv）の中か
ら選択設定される。

【０１２７】また、ローディング・アンローディングブ
ースＡにおける基板搬入部Ａａと基板搬出部Ａｂにおけ
るローディング作業とアンローディング作業は、実際に
は同時に行われる。

【０１２８】しかして、以上のように構成された基板洗
浄システムにおいては、密閉可能に構成された装置本体
１内に、ローディング・アンローディングブースＡ、ロ
ボットブースＢおよび処理ブースＣが設けられてなり、
上記ロボットブースＢに、基板反転装置７１が配置され
るとともに、この基板反転装置７１と移載ロボット７０
が相互に同期して駆動制御されるから、上述したよう
に、ウェハＷの表面だけでなく裏面も洗浄処理するとき
には、ウェハＷは、上記処理ブースＣでの表面の洗浄処
理が完了した後、移載ロボット７０と基板反転装置７１
との協働により、表裏面が反転された後、再び処理ブー
スＣでの裏面の洗浄処理が行われる。

【０１２９】このように、ウェハＷを一枚ずつ処理する
枚葉式であり、しかもウェハＷの表面だけでなく裏面も
同時に洗浄処理されることにより、パーティクル等の再
付着もほとんどなく、ウェハＷ毎の精密な処理を行なう
ことができ、基板洗浄チャンバ１０の洗浄空間も小さ
く、洗浄液も少量で済む。

【０１３０】また、ウェハＷを一枚ずつ複数の洗浄液で
洗浄処理する、つまり一つの基板洗浄チャンバ１０で全
洗浄工程を行なうワンチャンバ式であることから、洗浄
工程においてウェハＷの出し入れがなく、大気に触れ
て、金属汚染、イオンあるいは酸素等の影響を受けるこ
ともなく、各基板洗浄チャンバ１０の構成も単純かつ小
型化できる。

【０１３１】さらに、ロボットブースＢの移載ロボット
７０が、一対のハンド部７０ａ，７０ｂを備えたツイン
アームロボットの形態とされて、一方のハンド部７０ａ
が洗浄処理前のウェハＷを移載処理するとともに、他方
のハンド部７０ｂが洗浄処理後のウェハＷを移載処理す
る構成とされていることにより、洗浄処理済みのウェハ
Ｗに対する洗浄処理前のウェハＷからのパーティクル等
の再付着が有効に防止される。

【０１３２】同様に、ローディング・アンローディング
ブースＡにおいて、上記基板搬入部Ａａおよび基板搬出
部ＡｂにストックされるウェハＷが上下方向へ所定の配
列ピッチをもって水平状態で配列されるとともに、ロー
ディング・アンローディングブースＡ内を流れる清浄空
気が基板搬出部Ａｂから基板搬入部Ａａへ向けて水平に
流れるように構成されているから、洗浄処理済みのウェ
ハＷに対する洗浄処理前のウェハＷからのパーティクル
等の再付着が有効に防止される。

【０１３３】なお、上述した実施形態はあくまでも本発
明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれ
に限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可
能である。

【０１３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の基板反転
装置によれば、ウェハの外周縁を把持状にチャック支持
するチャック手段と、このチャック手段をチャック開閉
動作させるチャック駆動手段と、上記チャック手段を反
転動作させるチャック反転手段とを備えてなり、上記チ
ャック手段は、一対の開閉チャックが開閉可能に設けら
れるとともに、これら開閉チャックに、ウェハの外周縁
を係合支持する環状溝付きの支持ローラが上記ウェハの
外周輪郭に対応した位置に所定間隔をもって複数個配さ
れているから、ウェハを一枚ずつ処理する枚葉式におい
て、ウェハの表面だけでなく裏面も洗浄処理することが
可能となる。

【０１３５】例えば、本発明の基板洗浄システムにおい
ては、密閉可能に構成された装置本体内に、上記ローデ
ィング・アンローディングブース、処理ブースおよびロ
ボットブースが設けられてなり、上記ロボットブース
に、上記基板反転装置が配置されるとともに、この基板
反転装置と上記移載ロボットが相互に同期して駆動制御
されるから、ウェハを一枚ずつ処理する枚葉式におい
て、ウェハの表面だけでなく裏面も洗浄処理するときに
は、ウェハは、上記処理ブースでの表面の洗浄処理が完
了した後、上記移載ロボットと基板反転装置との協働に
より、表裏面が反転された後、再び上記処理ブースでの
裏面の洗浄処理が行われる。

【０１３６】また、このように、ウェハを一枚ずつ処理
する枚葉式であり、しかもウェハの表面だけでなく裏面
も同時に洗浄処理されることにより、パーティクル等の
再付着もほとんどなく、ウェハ毎の精密な処理を行なう
ことができ、基板洗浄チャンバの洗浄空間も小さく、洗
浄液も少量で済む。

【０１３７】さらに、ウェハを一枚ずつ複数の洗浄液で
洗浄処理する、つまり一つの基板洗浄チャンバで全洗浄
工程を行なうワンチャンバ式であることから、洗浄工程
においてウェハの出し入れがなく、大気に触れて、金属
汚染、イオンあるいは酸素等の影響を受けることもな
く、各基板洗浄チャンバの構成も単純かつ小型化でき
る。

【０１３８】また、上記ロボットブースの移載ロボット
が、一対のハンド部を備えたツインアームロボットの形
態とされて、一方のハンド部が洗浄処理前のウェハを移
載処理するとともに、他方のハンド部が洗浄処理後のウ
ェハを移載処理する構成とされていることにより、洗浄
処理済みのウェハに対する洗浄処理前のウェハからのパ
ーティクル等の再付着が有効に防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る基板洗浄システムの
ロボットブースにおける基板反転装置を示す正面図であ
る。

【図２】同じく同基板反転装置を示す側面断面図であ
る。

【図３】同じく同基板反転装置を示す平面図である。

【図４】同基板洗浄システムのロボットブースにおける
移載ロボットを示す平面図である。

【図５】同じく同移載ロボットを示す側面図である。

【図６】同基板洗浄システムの外観を示す正面図であ
る。

【図７】同じく同基板洗浄システムの外観を示す右側面
図である。

【図８】同じく同基板洗浄システムの外観を示す左側面
図である。

【図９】同じく同基板洗浄システムの外観を示す背面図
である。

【図１０】同基板洗浄システムのローディング・アンロ
ーディングブースの内部構成を示す正面図である。

【図１１】同基板洗浄システムの内部構成を示す側面断
面図である。

【図１２】同基板洗浄システムの内部構成を示す平面断
面図である。

【図１３】同基板洗浄システムのローディング・アンロ
ーディングブースにおける基板保持部および昇降装置を
示す正面図である。

【図１４】同じく同基板保持部および昇降装置を示す側
面図である。

【図１５】同じく同基板保持部および昇降装置を示す平
面図である。

【図１６】同昇降装置を一部断面で示す側面図である。

【図１７】同ローディング・アンローディングブースに
おけるウェハマッピングセンサと基板飛び出し修正装置
を示す平面図である。

【図１８】同じく同ウェハマッピングセンサと基板飛び
出し修正装置を示す背面図である。

【図１９】同基板洗浄システムの処理ブースにおける基
板洗浄チャンバを示す側面図である。

【図２０】同じく同基板洗浄チャンバを示す平面図であ
る。

【図２１】同じく同基板洗浄チャンバを示す正面断面図
である。

【図２２】同基板洗浄チャンバのスピン装置を示す平面
図である。

【図２３】同じく同スピン装置を示す正面断面図であ
る。

【図２４】同スピン装置の基板支持部の要部を拡大して
示す正面断面図である。

【符号の説明】

Ｗ ウェハ Ａ ローディング・アンローディングブ
ース Ａａ 基板搬入部 Ａｂ 基板搬出部 Ｂ ロボットブース Ｃ 処理ブース Ｄ 洗浄液供給装置 Ｅ システム制御装置 Ｏ オペレーティング空間 １０ 基板洗浄チャンバ ５６ キャリア ７０ 移載ロボット ７１ 基板反転装置 ７６ チャック機構（チャック手段） ７６ａ，７６ｂ 開閉チャック ７７ シリンダ装置（チャック駆動手段） ７８ 駆動モータ（チャック反転手段） ７９ 支持ローラ １２５ リンク機構 １２６ 伝動ベルト機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４２ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４２Ａ ６４８ ６４８Ａ 21/68 21/68 Ｓ (72)発明者 高石 みゆき 東京都青梅市今井３丁目９番18号 エス・ イー・エス株式会社内 (72)発明者 山口 弘 東京都青梅市今井３丁目９番18号 エス・ イー・エス株式会社内 (72)発明者 上川内 秀夫 東京都八王子市大楽寺町238番地 エムテ ック株式会社内 Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB24 AB34 AB42 BB22 BB45 BB92 BB93 BB96 CB15 CC01 CC12 CC13 CD11 3F061 AA01 BA03 BB08 BD01 BE13 BE43 BE47 DB04 DB06 5F031 CA02 DA01 FA01 FA07 FA09 FA11 FA12 FA14 FA21 GA03 GA06 GA08 GA13 GA14 GA15 GA36 GA38 GA44 GA47 GA48 GA49 HA24 HA27 HA29 HA48 HA59 JA02 JA05 JA13 JA23 JA25 JA30 KA02 KA03 LA13 LA15 MA03 MA11 MA23 NA02 NA16 NA18 PA08 PA21 PA23

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を一枚ずつカセットレスでウェット
   洗浄する枚葉式基板洗浄システムにおける基板移載部に
   配置されて、基板の表裏面の上下位置を変換処理する装
   置であって、 基板の外周縁を把持状にチャック支持するチャック手段
   と、このチャック手段をチャック開閉動作させるチャッ
   ク駆動手段と、前記チャック手段を反転動作させるチャ
   ック反転手段とを備えてなり、 前記チャック手段は、一対の開閉チャックが開閉可能に
   設けられるとともに、これら開閉チャックに、基板の外
   周縁を係合支持する環状溝付きの支持ローラが前記基板
   の外周輪郭に対応した位置に所定間隔をもって複数個配
   されていることを特徴とする基板反転装置。
2. 【請求項２】 前記開閉チャックの表裏部に、前記複数
   個配された支持ローラの組がそれぞれ配されて、同時に
   ２枚の基板をチャック支持可能な構造とされていること
   を特徴とする請求項１に記載の基板反転装置。
3. 【請求項３】 前記チャック駆動手段は、前記開閉チャ
   ックを両開閉チャックの水平方向中心に向けて開閉動作
   させる開閉シリンダ装置の形態とされていることを特徴
   とする請求項１または２に記載の基板反転装置。
4. 【請求項４】 前記チャック駆動手段は、前記開閉チャ
   ックを垂直方向へ回転動作させる駆動モータの形態とさ
   れていることを特徴とする請求項１または２に記載の基
   板反転装置。
5. 【請求項５】 密閉可能に構成された装置本体内に、洗
   浄処理前の基板が複数枚ストックされて搬入待機する基
   板搬入部および洗浄処理後の基板が複数枚ストックされ
   て搬出待機する基板搬出部とからなるローディング・ア
   ンローディングブースと、基板を一枚ずつ複数の洗浄液
   で洗浄処理する少なくとも一つの枚葉式基板洗浄チャン
   バを備える処理ブースと、この処理ブースと前記ローデ
   ィング・アンローディングブースの間で基板を一枚ずつ
   移載する移載ロボットを備えるロボットブースとが設け
   られてなり、 前記ロボットブースに、請求項１から４のいずれか一つ
   に記載の基板反転装置が配置されるとともに、この基板
   反転装置と前記移載ロボットが相互に同期して駆動制御
   されることを特徴とする基板洗浄システム。
6. 【請求項６】 前記移載ロボットは、昇降動作するとと
   もに水平動作する一対のハンド部を備えたツインアーム
   ロボットの形態とされ、 一方のハンド部が洗浄処理前の基板を移載処理するとと
   もに、他方のハンド部が洗浄処理後の基板を移載処理す
   る構成とされていることを特徴とする請求項５に記載の
   基板洗浄システム。
7. 【請求項７】 前記移載ロボットのハンド部の先端部分
   に設けられた基板保持部は、基板の下面を載置支持する
   ソフトランディング方式の支持形態とされていることを
   特徴とする請求項６に記載の基板洗浄システム。