JP2001223194A - 枚葉式基板洗浄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、装置
構成も単純かつコンパクトでコストパーフォーマンスに
優れた基板洗浄システムに適した枚葉式基板洗浄装置を
提供する。 【解決手段】 一枚のウェハＷを支持回転する基板回転
装置８１が、上下方向移動を固定される一方、円環状処
理槽８５〜８８を上下方向へ複数段に配列された洗浄チ
ャンバ８０が、基板回転装置８１に対し上下方向へ相対
的に昇降動作可能とされ、洗浄処理工程に応じて、円環
状処理槽８５〜８８のいずれか一つが基板回転装置８１
に支持されたウェハＷに対応した位置に移動し位置決め
される。これにより、高速回転する基板回転装置８１の
支持構造が単純・堅牢であり、基板支持部１０４の回転
振動の発生が有効に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は枚葉式基板洗浄装
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洗浄
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枚葉式基板洗浄装置を提供
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、
上記基板洗浄装置を備えて、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、本発明の枚葉式基板洗浄装置は、一枚のウェハを水
平状態で支持回転する基板回転手段と、この基板回転手
段に対して上下方向へ相対的に昇降動作可能とされた洗
浄チャンバとを備えてなり、この洗浄チャンバの内周部
に、環状洗浄槽が、上記基板回転手段に支持されたウェ
ハを取り囲むように同心状に、かつ上下方向へ複数段に
配列されてなり、洗浄処理工程に応じて、これら環状洗
浄槽のいずれか一つが、上記洗浄チャンバの上下方向へ
の昇降動作により、上記基板回転手段に支持されたウェ
ハに対応した位置に移動して位置決めされるように構成
されていることを特徴とする。

【０００９】好適な実施態様として、上記基板回転手段
は、回転軸の先端部分に一枚のウェハを水平状態に支持
する基板支持部が水平状態で取付け支持されるととも
に、この回転軸を回転駆動する駆動モータを備えてな
り、上記基板支持部および回転軸は、上記洗浄チャンバ
の中央部に同心状に回転可能に配置されている。上記基
板支持部は、ウェハの周縁部をチャッキング支持する複
数のチャッキングアームを備え、これらチャッキングア
ームは、水平な状態で放射状に配置されるとともに、開
閉手段により放射方向へ往復移動可能とされている。

【００１０】また、上記洗浄チャンバは、開閉可能な基
板搬入出用ゲートを備えた密閉容器の形態とされ、上記
環状処理槽の内径縁が、上記基板回転手段の基板支持部
の外径縁と非接触で、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ている。

【００１１】さらに、上記洗浄チャンバは、上記基板回
転手段に支持されたウェハの表面に洗浄液を供給する薬
液供給部、洗浄チャンバ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不活性気体供給部および／また
は上記環状処理槽内の洗浄液または不活性気体を排出す
るドレン部を好適に備える。

【００１２】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
くとも一つの基板洗浄チャンバ装置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、上記基
板洗浄チャンバ装置は上記枚葉式基板洗浄装置からなる
ことを特徴とする。

【００１３】本発明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、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基板洗浄チャンバ装置を備える処理
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ると
ともに、上記基板洗浄チャンバ装置が上記枚葉式基板洗
浄装置から構成されて、ウェハを一枚ずつ処理する枚葉
式であることから、非常に高い清浄度雰囲気でかつパー
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、基板洗浄チャンバ装置の洗浄
空間も小さく、洗浄液も少量で済む。

【００１４】しかも、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装置で全
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装置の構成も単純かつ小型化
できる。

【００１５】また、上記枚葉式基板洗浄装置において
は、一枚のウェハを水平状態で支持回転する基板回転手
段は、その上下方向の移動が固定される一方、内周部に
環状洗浄槽が上下方向へ複数段に配列されてなる洗浄チ
ャンバは、上記基板回転手段に対して上下方向へ相対的
に昇降動作可能とされて、洗浄処理工程に応じて、上記
環状洗浄槽のいずれか一つが上記基板回転手段に支持さ
れたウェハに対応した位置に移動して位置決めされるよ
うに構成されているから、高速回転する基板回転手段の
支持構造が単純かつ堅牢であり、この基板回転手段の回
転部つまり上記基板支持部に回転振動が発生するのが有
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】本発明に係る枚葉式基板洗浄装置を図１〜
図６に示す。この基板洗浄装置１０は、具体的には、図
７〜図２４に示す基板洗浄システムの一部を構成するも
のである。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基板洗浄チャンバ装置を基本
単位として構成されるものであり、上記基板洗浄装置１
０がこの基板洗浄チャンバ装置を構成している。

【００１８】基板洗浄システムは、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）の基板洗浄装置１
０，１０が配置されてなるツーチャンバ方式とされてい
る。

【００２０】上記基板洗浄装置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。以下、まず基板洗浄装置１０が配置される処理ブー
スＣについて具体的に説明する。

【００２１】Ｉ．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装置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台の基板洗浄装
置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、基板洗浄装
置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。

【００２２】基板洗浄装置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洗浄チャンバ
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、洗浄チャンバ８０の中央部に
同心状に配置されている。

【００２３】洗浄チャンバ８０は、その内周部に、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。

【００２４】具体的には、洗浄チャンバ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。

【００２５】洗浄チャンバ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。

【００２６】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、洗浄チャンバ８０内のメンテナンス
が容易に行える構造とされている。

【００２７】上記ゲート９０は、洗浄チャンバ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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】この噴射ノズル９１は、上記洗浄チャンバ
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。

【００３１】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。

【００３２】図示の実施形態においては、噴射ノズル９
１には、供給すべき洗浄液の種類に対応した数のノズル
口が設けられ、具体的には、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、Ｎ₂ 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。

【００３３】不活性気体供給部９２は、洗浄チャンバ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。

【００３４】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、図３に示すように、下部処理部９６の
内周部に、前記円環状処理槽８５〜８８が、基板回転装
置８１の基板支持部１０４に支持されたウェハＷを取り
囲むように同心状に、かつ上下方向へ４段に配列されて
なる。そして、これら円環状処理槽８５〜８８の内径縁
が、上記基板回転装置８１の基板支持部１０４の外径縁
と非接触で、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ている。

【００３５】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。

【００３６】また、洗浄チャンバ８０は、昇降ガイドで
あるＬＭガイド９８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
手段としての昇降機構１００を備えている。

【００３７】この昇降機構１００は、具体的には、図３
に示すように、洗浄チャンバ８０を支える支持フレーム
９９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１００
ｂとからなる。

【００３８】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、洗浄チャンバ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。

【００３９】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３〜図６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１０３を
回転駆動する駆動モータ１０５を備えてなる。

【００４０】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、洗浄チャンバ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。

【００４１】具体的には、基板支持部１０４は、図４〜
図６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。

【００４２】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（開閉手段）１１１により放射
方向へ往復移動可能とされている。

【００４３】チャッキングアーム１１０，１１０，…の
先端にそれぞれ設けられたチャッキング爪１１２，１１
２，…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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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、チ
ャッキングアーム１１０，１１０，…を常時チャッキン
グ解除方向へ弾発付勢する復帰スプリング１１１ｃ，１
１１ｃ，…とを主要部として構成されている。

【００４７】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、チャッキング動作する。一方、シリ
ンダ装置１１１ａの退入動作により、復帰スプリング１
１１ｃ，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。

【００４８】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。

【００４９】しかして、上記構成とされた基板洗浄装置
１０においては、上記洗浄チャンバ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と上記洗浄チャンバ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。

【００５０】上述したように、基板洗浄装置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、上記洗浄チャンバ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８
１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。

【００５１】続いて、図７〜図２４を参照して、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。

【００５２】II．装置本体１：装置本体１は、上述した
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。

【００５３】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。

【００５４】装置本体１の前壁面には、図７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。

【００５５】装置本体１の右側壁面には、図８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。

【００５６】装置本体１の左側壁面には、図９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。

【００５７】装置本体１の背面側壁面には、図１０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装置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の基板洗浄装置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。

【００５８】II. 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。

【００５９】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。

【００６０】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５〜図７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。

【００６１】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。

【００６２】基板保持部６０は、具体的には、図８〜図
１０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。

【００６３】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。

【００６４】昇降位置決め装置６１は、具体的には、図
１４〜図１７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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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１８および図１９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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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１８および図１９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。

【００７１】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。

【００７２】なお、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
５６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
Ａｂの各キャリア５６の上側から入れていく、およびi
v）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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】IV. 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。

【００７８】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
２参照）、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１
０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。

【００７９】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。

【００８０】移載ロボット７０は、基板搬入部Ａａと基
板洗浄装置１０の間およびこの基板洗浄装置１０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。

【００８１】この移載ロボット７０は、具体的には、図
２０および図２１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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】そして、移載ロボット７０は、ハンド部７
０ａ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
洗浄装置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上に移し替える。

【００８６】この場合、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。

【００８７】なお、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。

【００８８】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、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。

【００８９】具体的には、基板反転装置７１は、図２２
〜図２４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。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もので、一対の可動チャック７６
ａ，７６ｂが開閉可能に設けられてなり、これら両チャ
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７９，７９，７９がそれぞ
れウェハＷの円周に対応して３つずつ環状に設けられ、
このような環状に配された支持ローラ７９，７９，７９
がそれぞれ同軸上に一対ずつ配されて、同時に２枚のウ
ェハＷ、Ｗをチャック支持可能な構造とされている。

【００９０】上記可動チャック７６ａ，７６ｂは、シリ
ンダ装置７７により，水平方向中心に向けて開閉動作す
る構成とされている。シリンダ装置７７は具体的には圧
力空気を作動媒体としたエアシリンダから構成されてい
る。

【００９１】また、上記両チャック７６ａ，７６ｂは、
駆動モータ７８により、伝動ベルト機構を介して、垂直
方向へ回転可能に支持されている。

【００９２】そして、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は、移載ロボット７０によ
り、表面側の洗浄処理が完了したウェハＷ，Ｗが基板反
転装置７１に移載されて、反転処理される。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７
０により、処理チャンバＣの基板洗浄装置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。

【００９３】また、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。

【００９４】Ｖ. 洗浄液供給装置Ｄ：洗浄液供給装置Ｄ
は、処理ブースＣの基板洗浄装置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、Ａ
ＰＭ（ＮＨ₄ ＯＨ＋Ｈ₂ Ｏ₂＋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、基板洗浄装置１０の洗浄チャンバ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８
８がスピン乾燥用とされている。

【００９５】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。

【００９６】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、基板洗浄装置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。

【００９７】（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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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
の各基板洗浄装置１０の洗浄チャンバ８０内に順次搬入
する。

【０１０２】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。

【０１０３】一方、移載ロボット７０によるウェハＷの
搬入は、基板洗浄装置１０の基板支持部１０４が洗浄チ
ャンバ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
洗浄チャンバ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、洗浄チャ
ンバ８０内のフュームの拡散や洗浄チャンバ８０内への
パーティクルの流入等が有効に防止される。

【０１０４】洗浄チャンバ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。

【０１０５】（２）基板洗浄装置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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】（３）ウェハＷ，Ｗ，…の搬出：基板洗浄
装置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、
各基板洗浄装置１０の洗浄チャンバ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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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が設けられるととも
に、この処理ブースＣに基板洗浄チャンバ装置として上
記基板洗浄装置１０が配置されて、ウェハＷを一枚ずつ
処理する枚葉式とされているから、高い清浄度雰囲気で
かつ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、基板洗浄装置１０
の洗浄空間も小さく、洗浄液も少量で済む。

【０１１７】しかも、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装置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装置の構成も単純かつ小型化
できる。

【０１１８】また、上記枚葉式基板洗浄装置１０におい
ては、一枚のウェハＷを水平状態で支持回転する基板回
転装置８１は、その上下方向の移動が固定される一方、
内周部に円環状処理槽８５〜８８が上下方向へ複数段に
配列されてなる洗浄チャンバ８０は、上記基板回転装置
８１に対して上下方向へ相対的に昇降動作可能とされ
て、洗浄処理工程に応じて、円環状処理槽８５〜８８の
いずれか一つが上記基板回転装置８１に支持されたウェ
ハＷに対応した位置に移動して位置決めされるように構
成されているから、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、この基板回転装置８１の
回転部つまり基板支持部１０４に回転振動が発生するの
が有効に防止される。

【０１１９】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。

【０１２０】例えば、本実施形態に係る基板洗浄装置１
０は、前述した基板洗浄システムの基本単位構成要素で
ある基板洗浄装置としてはもちろんのこと、本装置単独
でもウェハＷを単一の洗浄チャンバ８０内において一枚
ずつ複数種類の洗浄液で洗浄処理するワンチャンバ枚葉
式の基板洗浄装置としても使用される構成を備えてお
り、本装置単独の使用も可能である。

【０１２１】また、本実施形態において用いた洗浄液
は、あくまでも一例であって、例えばＨＰＭ（ＨＣｌ＋
Ｈ₂ Ｏ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ）やＳＰＭ（Ｈ₂ ＳＯ₄ ＋Ｈ₂ Ｏ₂ ＋
Ｈ₂ Ｏ）など目的に応じて他の洗浄液も利用可能であ
る。

【０１２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の枚葉式基
板洗浄装置によれば、一枚のウェハを水平状態で支持回
転する基板回転手段は、その上下方向の移動が固定され
る一方、内周部に環状洗浄槽が上下方向へ複数段に配列
されてなる洗浄チャンバは、上記基板回転手段に対して
上下方向へ相対的に昇降動作可能とされて、洗浄処理工
程に応じて、上記環状洗浄槽のいずれか一つが上記基板
回転手段に支持されたウェハに対応した位置に移動して
位置決めされるように構成されているから、高速回転す
る基板回転手段の支持構造が単純かつ堅牢であり、この
基板回転手段の回転部つまり上記基板支持部に回転振動
が発生するのが有効に防止される。

【０１２３】この結果、上記洗浄チャンバにおける環状
洗浄槽の内径縁と上記基板回転手段の基板支持部の外径
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
点も得られる。

【０１２４】また、本発明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
少なくとも一つの基板洗浄チャンバ装置を備える処理ブ
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るとと
もに、上記基板洗浄チャンバ装置が上記枚葉式基板洗浄
装置から構成されて、ウェハを一枚ずつ処理する枚葉式
であることから、非常に高い清浄度雰囲気でかつパーテ
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、基板洗浄チャンバ装置の洗浄空
間も小さく、洗浄液も少量で済む。

【０１２５】また、一つの基板洗浄装置で全洗浄工程を
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
板洗浄チャンバ装置の構成も単純かつ小型化できる。

【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
処理ブースに配置される枚葉式基板洗浄装置を示す側面
図である。

【図２】同じく同基板洗浄装置を示す平面図である。

【図３】同じく同基板洗浄装置を示す正面断面図であ
る。

【図４】同基板洗浄装置の基板回転装置を示す平面図で
ある。

【図５】同じく同基板回転装置を示す正面断面図であ
る。

【図６】同基板回転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。

【図７】同基板洗浄システムの外観を示す正面図であ
る。

【図８】同じく同基板洗浄システムの外観を示す右側面
図である。

【図９】同じく同基板洗浄システムの外観を示す左側面
図である。

【図１０】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１１】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Ａの内部構成を示す正面図である。

【図１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】同昇降装置を一部断面で示す側面図である。

【図１８】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１９】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２０】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２１】同じく同移載ロボットを示す側面図である。

【図２２】同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２３】同じく同基板反転装置を示す側面断面図であ
る。

【図２４】同じく同基板反転装置を示す平面図である。

【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 １ 装置本体 １０ 基板洗浄装置（基板洗浄チャンバ装
置） ８０ 洗浄チャンバ ８１ 基板回転装置（基板回転手段） ８５〜８８ 円環状処理槽 ９０ 基板搬入出用ゲート ９１ 薬液供給部 ９２ 不活性気体供給部 ９３，９４ ドレン部 ９８ ＬＭガイド（昇降ガイド） １００ 昇降機構（昇降手段） １００ａ 送りねじ機構 １００ｂ 駆動モータ １０３ 回転軸 １０４ 基板支持部 １０５ 駆動モータ １１０ チャッキングアーム １１１ 開閉機構（開閉手段） １１１ｂ 接続ワイヤ １１１ｃ 復帰スプリング １１２ チャッキング爪 １１２ａ チャッキング面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims (14)

【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装置であって、 一枚の基板を水平状態で支持回転する基板回転手段と、
   この基板回転手段に対して上下方向へ相対的に昇降動作
   可能とされた洗浄チャンバとを備えてなり、この洗浄チ
   ャンバの内周部に、環状洗浄槽が、前記基板回転手段に
   支持された基板を取り囲むように同心状に、かつ上下方
   向へ複数段に配列されてなり、 洗浄処理工程に応じて、これら環状洗浄槽のいずれか一
   つが、前記洗浄チャンバの上下方向への昇降動作によ
   り、前記基板回転手段に支持された基板に対応した位置
   に移動して位置決めされるように構成されていることを
   特徴とする枚葉式基板洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記基板回転手段は、回転軸の先端部分
   に一枚の基板を水平状態に支持する基板支持部が水平状
   態で取付け支持されるとともに、この回転軸を回転駆動
   する駆動モータを備えてなり、 前記基板支持部および回転軸は、前記洗浄チャンバの中
   央部に同心状に回転可能に配置されていることを特徴と
   する請求項１に記載の枚葉式基板洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記基板支持部は、基板の周縁部をチャ
   ッキング支持する複数のチャッキングアームを備え、 これらチャッキングアームは、水平な状態で放射状に配
   置されるとともに、開閉手段により放射方向へ往復移動
   可能とされていることを特徴とする請求項１または２に
   記載の枚葉式基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記チャッキングアームの先端に基板の
   周縁部を水平状態でチャッキング支持するチャッキング
   爪が設けられるとともに、これらチャッキング爪のチャ
   ッキング面は、基板の周縁部を点接触状態または線接触
   状態でかつ上下方向へ拘束状態で当接支持するように形
   成されていることを特徴とする請求項３に記載の枚葉式
   基板洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記開閉手段は、前記回転軸内部に設け
   られたシリンダ装置と、このシリンダ装置と前記チャッ
   キングアームを接続する接続ワイヤと、前記チャッキン
   グアームを常時チャッキング解除方向へ弾発付勢する復
   帰スプリングとを備えてなり、 前記シリンダ装置の突出動作により、前記接続ワイヤを
   介して、前記チャッキングアームが径方向内側へ引き込
   まれて、チャッキング動作し、一方、前記シリンダ装置
   の退入動作により、復帰スプリングの弾性復帰力で、チ
   ャッキングアーム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ことを特徴と
   する請求項３または４に記載の枚葉式基板洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記洗浄チャンバは、開閉可能な基板搬
   入出用ゲートを備えた密閉容器の形態とされていること
   を特徴とする請求項１から５にいずれか一つに記載の枚
   葉式基板洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記洗浄チャンバは、前記環状処理槽の
   内径縁が、前記基板回転手段の基板支持部の外径縁と非
   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
   ように設定されていることを特徴とする請求項６に記載
   の枚葉式基板洗浄装置。
8. 【請求項８】 前記洗浄チャンバは、昇降ガイドを介し
   て上下方向へ垂直に昇降可能に支持されるとともに、前
   記基板回転手段の基板支持部に対して所定ストローク分
   ずつ昇降動作する昇降手段を備え、 この昇降手段は、前記洗浄チャンバを昇降動作させる送
   りねじ機構と、この送りねじ機構を回転駆動させる駆動
   モータとからなり、 前記駆動モータの駆動により、前記送りねじ機構を介し
   て、前記洗浄チャンバが、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環状処理槽のい
   ずれか一つの処理槽が、前記基板回転手段の基板支持部
   に対して、その高さ方向を選択的に位置決めされること
   を特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の枚
   葉式基板洗浄装置。
9. 【請求項９】 前記洗浄チャンバは、前記基板回転手段
   に支持された基板の表面に洗浄液を供給する薬液供給部
   を備え、 この薬液供給部は、前記基板回転手段に支持された基板
   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
   態とされていることを特徴とする請求項１から８のいず
   れか一つに記載の枚葉式基板洗浄装置。
10. 【請求項１０】 前記噴射ノズルは、前記洗浄チャンバ
    の上部内において、下向き状態で水平旋回可能に設けら
    れてなり、 前記基板回転手段に水平状態で回転支持される基板の表
    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
    するように構成されていることを特徴とする請求項９に
    記載の枚葉式基板洗浄装置。
11. 【請求項１１】 前記噴射ノズルには、供給すべき洗浄
    液の種類に対応した数のノズル口が設けられ、 これら各ノズル口は、楕円形状に形成されて、基板の表
    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
    とを特徴とする請求項９または１０に記載の枚葉式基板
    洗浄装置。
12. 【請求項１２】 前記洗浄チャンバは、洗浄チャンバ内
    の洗浄液を排出置換するための不活性気体を供給する不
    活性気体供給部を備えることを特徴とする請求項１から
    ８のいずれか一つに記載の枚葉式基板洗浄装置。
13. 【請求項１３】 前記洗浄チャンバは、前記環状処理槽
    内の洗浄液または不活性気体を排出するドレン部を備
    え、 このドレン部は、対応する前記処理槽の洗浄処理が行わ
    れる際のみ開口して、他の処理槽における洗浄処理が行
    われている場合に閉塞される構成とされていることを特
    徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の枚葉式
    基板洗浄装置。
14. 【請求項１４】 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基板洗浄チャンバ装
    置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、 前記基板洗浄チャンバ装置は、請求項１から１３のいず
    れか一つに記載の枚葉式基板洗浄装置であることを特徴
    とする基板洗浄システム。