JP2001223197A

JP2001223197A - 基板搬入搬出装置および基板洗浄システム

Info

Publication number: JP2001223197A
Application number: JP2000307930A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Okura; 領一大蔵; Miyuki Takaishi; みゆき高石; Hiroshi Yamaguchi; 弘山口; Hideo Kamikawachi; 秀夫上川内
Original assignee: SES Co Ltd; M Tec Co Ltd
Current assignee: SES Co Ltd; M Tec Co Ltd
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2001-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】装置構成が単純かつコンパクトでコストパー
フォーマンスに優れた基板洗浄システムに適した構造を
備えた基板搬入搬出装置を提供する。【解決手段】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
を上下方向へ昇降移動させて、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
降位置決め部６１とを備えており、搬送用キャリア５６
が、そのまま基板搬入搬出装置のストック用キャリアと
しても使用されて、スループット対策として優れた洗浄
システムの構築が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板搬入搬出装置
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搬入搬
出技術に関する。

【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搬入搬出装置を提供す
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、
上記基板搬入搬出装置を備えて、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、本発明の基板搬入搬出装置は、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基板洗浄システム
における基板搬入部または基板搬出部に配置されて、複
数枚ストックされたウェハを一枚ずつ搬入または搬出処
理する装置であって、複数枚のウェハを水平状態で上下
方向へ所定の配列ピッチをもって収納したキャリアを保
持する基板保持手段と、この基板保持部を上下方向へ昇
降移動させて、上記キャリア内のウェハの搬入または搬
出のための位置決めを行う昇降位置決め手段とを備えて
いることを特徴とする。

【０００９】好適な実施態様として、上記基板保持手段
は、上記キャリアを保持するキャリア保持台が上下方向
へ少なくとも２つ所定間隔をもって配置されてなる。

【００１０】また、上記基板保持手段に保持されるキャ
リア内のウェハを一枚ずつ移載する移載ロボットを備
え、この移載ロボットは、水平動作して上記ウェハを水
平状態のまま移載処理するハンド部を備え、上記昇降位
置決め手段は、上記基板保持手段を上下方向へウェハの
配列ピッチに対応した所定ピッチずつ昇降移動させて、
上記キャリア内のウェハのいずれか一枚を上記移載ロボ
ットのハンド部に対して位置決めするように構成されて
いる。

【００１１】また、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】さらに、上記基板保持手段に上記キャリア
が正しく配置されているか否かを検知するキャリア傾き
検出手段、上記基板保持手段に保持されたキャリア内の
ウェハを整列させるウェハ飛出し整列手段および／また
は上記基板保持手段に保持されるキャリア内のウェハの
配列状態を検出するウェハ検出手段を備える。

【００１３】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、上記ローディング・アンローディングブースの基板
搬入部および基板搬出部と、上記ロボットブースとに、
上記基板搬入搬出装置が設けられていることを特徴とす
る。

【００１４】好適な実施態様として、上記ローディング
・アンローディングブースにおいて、上記基板搬入部お
よび基板搬出部にストックされるウェハが上下方向へ所
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内を流れる
清浄空気が上記基板搬出部から基板搬入部へ向けて水平
に流れるように構成されている。

【００１５】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
ースが設けられるとともに、上記ローディング・アンロ
ーディングブースの基板搬入部および基板搬出部と、上
記ロボットブースとに、上記基板搬入搬出装置が設けら
れて、ウェハを一枚ずつ処理する枚葉式とされているこ
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。

【００１６】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。

【００１７】しかも、上記基板搬入搬出装置は、複数枚
のウェハ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を保持する基板保持手段と、この
基板保持部を上下方向へ昇降移動させて、上記キャリア
内のウェハの搬入または搬出のための位置決めを行う昇
降位置決め手段とを備えているから、自動搬入装置（Ａ
ＧＶ）またはオぺレータの手作業により、前工程からキ
ャリアに収容された垂直状態で搬送されてくる洗浄処理
前のウェハは、キャリアに収容されたままの状態で、垂
直状態から水平状態に姿勢変化された後、昇降位置決め
手段により、上下方向へ所定ピッチずつ昇降されて、移
載のための位置決めが行われるとともに、移載ロボット
によるウェハの搬入が一枚ずつ行われる。一方、洗浄処
理済みのウェハは、上記と逆の動作により、キャリア内
に所定枚数配列収容された後、キャリアごと次工程へ向
けて搬出される。

【００１８】このように、搬送用キャリアが、そのまま
上記基板搬入搬出装置のストック用キャリアとしても使
用される結果、スループット対策として優れた洗浄シス
テムの構築が可能となる。

【００１９】また、ローディング・アンローディングブ
ースにおいて、上記基板搬入部および基板搬出部にスト
ックされるウェハ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内を流れる清浄空気が上記基板搬出
部から基板搬入部へ向けて水平に流れるように構成され
ることにより、あるいは、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。

【００２０】

【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。

【００２１】本発明に係る基板搬入搬出装置を図１〜図
１１に示す。この基板搬入搬出装置１２０は、具体的に
は、図２１〜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。

【００２２】上記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。この基板洗浄シ
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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】上記基板搬入搬出装置１２０は、上記枚葉
式基板洗浄システムにおいてウェハＷを一枚ずつ搬入ま
たは搬出処理する装置であって、具体的には、基板保持
部（基板保持手段）６０、昇降位置決め部（昇降位置決
め手段）６１および移載ロボット７０を備えてなり、上
記ローディング・アンローディングブースＡとロボット
ブースＢの主要部を構成している。以下、これら両ブー
スＡおよびＢについて具体的に説明する。

【００２６】Ｉ．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。

【００２７】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。一
方、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、以下に説明するごとく同様の基本構成を備える。

【００２８】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１〜図３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。

【００２９】また、基板搬入部Ａａは、基板搬入搬出装
置１２０を構成する基板保持部６０と昇降位置決め部６
１を備えてなる。

【００３０】基板保持部６０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を保持するもので、具体的に
は、図４〜図６に示すように、複数枚（図示の場合は２
６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キャリア保持台６０ａ
を備える。

【００３１】図示の実施形態においては、基板保持部６
０は、支持フレーム６２に、上下方向へ所定間隔をもっ
て二つのキャリア保持台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を上記二段のキャリア
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。

【００３２】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、上記キャリア保持台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。

【００３３】昇降位置決め部（昇降位置決め手段）６１
は、基板保持部６０を上下方向へ昇降移動させて、キャ
リア５６内のウェハＷ，Ｗ，…の搬入または搬出のため
の位置決めを行うもので、具体的には図４〜図７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。

【００３４】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、キャリア保持台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。

【００３５】また、上記構成に関連して、キャリア傾き
検出センサ（キャリア傾き検出手段）６３、ウェハ飛出
し整列機構（ウェハ飛出し整列手段）６４およびウェハ
マッピングセンサ（ウェハ検出手段）６５が設けられて
いる。

【００３６】キャリア傾き検出センサ６３は、基板保持
部６０のキャリア保持台６０ａ、６０ａ上にキャリア５
６が正しく配置されているか否かを検知するものであ
る。図示のキャリア傾き検出センサ６３は、キャリア５
６がキャリア保持台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の形態
とされ、キャリア保持台６０ａ，６０ａ上にキャリア５
６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（安全手段）として機能するよ
うに構成されている。

【００３７】ウェハ飛出し整列機構６４は、基板保持部
６０に保持されたキャリア内のウェハを整列させて、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８および図９
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６４
ａを揺動させる駆動モータ６４ｃを備えてなる。

【００３８】そして、駆動モータ６４ｃの駆動により、
キャリア保持台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６４
ａ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の周縁（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、昇降位置決め部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。

【００３９】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、駆動モータ
６４ｃが駆動して、上記ウェハ飛出し整列機構６４が作
動する構成としても良い。

【００４０】ウェハマッピングセンサ６５は、基板保持
部６０に保持されるキャリア内のウェハの配列状態を検
出して、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ある。このウェハ
マッピングセンサ６５は、図８および図９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透過型
光学式検知部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。

【００４１】そして、駆動モータ６５ｃの駆動により、
キャリア保持台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６
５ａ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
いか等つまりウェハＷ，Ｗ，…の配列状態を検出する。
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、キャリア保持台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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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
め部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、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。

【００４７】II. 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、前
述したように、基板搬入搬出装置１２０を構成する移載
ロボット７０と、基板反転装置７１とを主要部として構
成されている。

【００４８】ロボットブースＢは、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。

【００４９】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６
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。

【００５０】移載ロボット７０は、前述した基板保持部
６０に保持されるキャリア５６内のウェハＷ，Ｗ，…を
一枚ずつ水平状態のままで移載するもので、具体的に
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１０と上記基板搬出部Ａｂとの
間で、ウェハＷを一枚ずつ移載する構成とされている。

【００５１】この移載ロボット７０は、具体的には、図
１４および図１５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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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上に移し替える。

【００５６】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
昇降位置決め部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。

【００５７】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。

【００５８】具体的には、基板反転装置７１は、図１２
〜図１４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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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の基板洗浄チャンバ１０，１
０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。

【００６２】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。

【００６３】続いて、上記基板洗浄システムを構成する
処理ブースＣについて説明する。

【００６４】III.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。

【００６５】基板洗浄チャンバ１０は、図１５〜図２０
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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】この昇降機構１００は、具体的には、図１
７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。

【００８１】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。

【００８２】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１７〜図２０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。

【００８３】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１８〜図
２０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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】また、以上のように構成された各ブース
Ａ，Ｂ，Ｃが装置される装置本体１は、装置本体１内の
清浄度を維持促進する目的から、前述したように、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
おり、その具体的構造が図２１〜図２４に示されてい
る。

【００９３】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。

【００９４】装置本体１の前壁面には、図２１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。

【００９５】装置本体１の右側壁面には、図２２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。

【００９６】装置本体１の左側壁面には、図２３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。

【００９７】装置本体１の背面側壁面には、図２４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。４９，５０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。

【００９８】IV. 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（ＮＨ₄ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ）液による
洗浄を行うための構成と、ＤＨＦ（ＨＦ＋Ｈ₂Ｏ）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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】（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。

【０１０２】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段のキャリア保持
台６０ａ，６０ａ上にそれぞれ搬入配置される。

【０１０３】この場合、まず上側の１段目のキャリア保
持台６０ａ上にキャリア５６が載置された後、昇降位置
決め部６１により基板保持部６０が上昇して、下側の２
段目のキャリア保持台６０ａ上に次のキャリア５６が載
置される。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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
決め部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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】（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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】（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段のキャリア保持台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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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、これら各ブースＡ，Ｂ，Ｃが必要最小限度の開口面
積を有する隔壁２，３をもって区画形成されているか
ら、装置本体１内と外部のクリーンルームとの空気の出
入りが必要最小限度に抑えられ、装置本体１内を非常に
高い清浄度雰囲気に保持することができる。

【０１２２】また、上記ローディング・アンローディン
グブースＡの基板搬入部Ａａおよび基板搬出部Ａｂと、
上記ロボットブースＢとに、上記基板搬入搬出装置１２
０が設けられて、ウェハＷ，Ｗ，…を一枚ずつ処理する
枚葉式とされていることにより、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。

【０１２３】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の構成も単純かつ小型化
できる。

【０１２４】しかも、上記基板搬入搬出装置１２０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を上下方向へ昇
降移動させて、上記キャリア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
部６１とを備えているから、自動搬入装置（ＡＧＶ）ま
たはオぺレータの手作業により、前工程からキャリア５
６に収容された垂直状態で搬送されてくる洗浄処理前の
ウェハＷ，Ｗ，…は、キャリア５６に収容されたままの
状態で、垂直状態から水平状態に姿勢変化された後、昇
降位置決め部６１により、上下方向へ所定ピッチずつ昇
降されて、移載のための位置決めが行われるとともに、
移載ロボット７０によるウェハＷの搬入が一枚ずつ行わ
れる。一方、洗浄処理済みのウェハＷは、上記と逆の動
作により、キャリア５６内に所定枚数配列収容された
後、キャリア５６ごと次工程へ向けて搬出される。

【０１２５】このように、搬送用キャリア５６が、その
まま上記基板搬入搬出装置１２０のストック用キャリア
としても使用される結果、スループット対策として優れ
た洗浄システムの構築が可能となる。

【０１２６】さらに、上記装置本体１の前後両側に上記
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、これら両ブースＡ，
Ｃの間にロボットブースＢが介装されており、処理ブー
スＣにおける洗浄処理時に発生する有害気体やパーティ
クルが装置本体１外部のオペレーティング空間Ｏへ漏れ
ることがない。

【０１２７】また、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。

【０１２８】同様に、ロボットブースの移載ロボット７
０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Ｗ
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。

【０１２９】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。

【０１３０】例えば、図示の実施形態においては、上記
基板保持部６０は、キャリア保持台６０ａが上下方向へ
２つ所定間隔をもって配置されてなるが、目的に応じて
さらに増設することも可能である。

【０１３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の基板搬入
搬出装置は、複数枚のウェハ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を保持する基
板保持手段と、この基板保持部を上下方向へ昇降移動さ
せて、上記キャリア内のウェハ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手段とを備えているか
ら、自動搬入装置（ＡＧＶ）またはオぺレータの手作業
により、前工程からキャリアに収容された垂直状態で搬
送されてくる洗浄処理前のウェハは、キャリアに収容さ
れたままの状態で、垂直状態から水平状態に姿勢変化さ
れた後、昇降位置決め手段により、上下方向へ所定ピッ
チずつ昇降されて、移載のための位置決めが行われると
ともに、移載ロボットによるウェハの搬入が一枚ずつ行
われる。一方、洗浄処理済みのウェハは、上記と逆の動
作により、キャリア内に所定枚数配列収容された後、キ
ャリアごと次工程へ向けて搬出される。

【０１３２】このように、搬送用キャリアが、そのまま
上記基板搬入搬出装置のストック用キャリアとしても使
用される結果、スループット対策として優れた洗浄シス
テムの構築が可能となる。

【０１３３】また、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るとともに、上記ローディング・
アンローディングブースの基板搬入部および基板搬出部
と、上記ロボットブースとに、上記基板搬入搬出装置が
設けられて、ウェハを一枚ずつ処理する枚葉式とされて
いることにより、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。

【０１３４】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。

【０１３５】また、ローディング・アンローディングブ
ースにおいて、上記基板搬入部および基板搬出部にスト
ックされるウェハ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内を流れる清浄空気が上記基板搬出
部から基板搬入部へ向けて水平に流れるように構成され
ることにより、あるいは、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
内部構成である基板搬入搬出装置を示す正面図である。

【図２】同じく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３】同じく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４】同基板搬入搬出装置の基板保持部および昇降位
置決め部を示す正面図である。

【図５】同じく同基板保持部および昇降位置決め部を示
す側面図である。

【図６】同じく同基板保持部および昇降位置決め部を示
す平面図である。

【図７】同昇降位置決め部を一部断面で示す側面図であ
る。

【図８】同基板搬入搬出装置のウェハマッピングセンサ
とウェハ飛出し整列機構を示す平面図である。

【図９】同じく同ウェハマッピングセンサとウェハ飛出
し整列機構を示す背面図である。

【図１０】同基板搬入搬出装置の移載ロボットを示す平
面図である。

【図１１】同じく同移載ロボットを示す側面図である。

【図１２】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１３】同じく同基板反転装置を示す側面断面図であ
る。

【図１４】同じく同基板反転装置を示す平面図である。

【図１５】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１６】同じく同基板洗浄チャンバを示す平面図であ
る。

【図１７】同じく同基板洗浄チャンバを示す正面断面図
である。

【図１８】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１９】同じく同スピン装置を示す正面断面図であ
る。

【図２０】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。

【図２１】同基板洗浄システムの外観を示す正面図であ
る。

【図２２】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２３】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２４】同じく同基板洗浄システムの外観を示す背面
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１装置本体２，３隔壁１０基板洗浄チャンバ５６キャリア６０基板保持部（基板保持手段）６０ａキャリア保持台６１昇降位置決め部（昇降位置決め手
段）６３キャリア傾き検出センサ（キャリア
傾き検出手段）６４ウェハ飛出し整列機構（ウェハ飛出
し整列手段）６５ウェハマッピングセンサ（ウェハ検
出手段）７０移載ロボット７１基板反転装置１２０基板搬入搬出装置

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｂ２５Ｊ 15/08 Ｂ２５Ｊ 15/08 ＺＨ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｇ (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 AA02 AB24 AB34 AB42 BB22 BB45 BB92 BB93 BB96 CB15 CC01 CC12 CC13 CD11 3F060 AA01 AA07 AA08 CA12 EB02 EB07 FA02 GA05 GA13 GB19 HA12 HA28 3F061 AA01 BA01 BE13 BE44 BE47 DB04 DB06 DD01 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

【特許請求の範囲】

【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搬入部ま
たは基板搬出部に配置されて、複数枚ストックされた基
板を一枚ずつ搬入または搬出処理する装置であって、複数枚の基板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を保持する基板保持手段と、この基板保持部を上下方向へ昇降移動させて、前記キャ
リア内の基板の搬入または搬出のための位置決めを行う
昇降位置決め手段とを備えていることを特徴とする基板
搬入搬出装置。
【請求項２】前記基板保持手段は、前記キャリアを保
持するキャリア保持台が上下方向へ少なくとも２つ所定
間隔をもって配置されてなることを特徴とする請求項１
に記載の基板搬入搬出装置。
【請求項３】前記基板保持手段に保持されるキャリア
内の基板を一枚ずつ移載する移載ロボットを備え、この移載ロボットは、水平動作して前記基板を水平状態
のまま移載処理するハンド部を備え、前記昇降位置決め手段は、前記基板保持手段を上下方向
へ基板の配列ピッチに対応した所定ピッチずつ昇降移動
させて、前記キャリア内の基板のいずれか一枚を前記移
載ロボットのハンド部に対して位置決めするように構成
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
基板搬入搬出装置。
【請求項４】前記昇降位置決め手段は、前記基板保持
手段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を備えてなることを特
徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の基板搬
入搬出装置。
【請求項５】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３に記載の
基板搬入搬出装置。
【請求項６】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３または５に記載の基板搬入搬出装
置。
【請求項７】前記基板保持手段に前記キャリアが正し
く配置されているか否かを検知するキャリア傾き検出手
段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか
一つに記載の基板搬入搬出装置。
【請求項８】前記キャリア傾き検出手段は、前記キャ
リアが前記基板保持手段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の形態とされて、キ
ャリアが水平から傾いているときには装置の駆動を停止
する安全手段として機能するように構成されていること
を特徴とする請求項７に記載の基板搬入搬出装置。
【請求項９】前記基板保持手段に保持されたキャリア
内の基板を整列させるウェハ飛出し整列手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の
基板搬入搬出装置。
【請求項１０】前記ウェハ飛出し整列手段は、先端部
に基板の周縁に接触可能な接触子を有し、水平揺動可能
な揺動アームと、この揺動アームを揺動させる駆動モー
タとを備えてなり、前記駆動モータの駆動による前記揺動アームの水平揺動
により、前記接触子が前記基板保持手段に保持されるキ
ャリア内の基板の周縁に接触して、飛出した基板を所定
位置に整列配置させるように構成されていることを特徴
とする請求項９に記載の基板搬入搬出装置。
【請求項１１】前記ウェハ飛出し整列手段は、前記基
板保持手段に保持されるキャリア内の基板の飛出しを検
出する光学式センサを備え、この光学式センサにより基板の飛出しを検知した場合
に、前記駆動モータが駆動するように構成されているこ
とを特徴とする請求項１０に記載の基板搬入搬出装置。
【請求項１２】前記ウェハ飛出し整列手段は、前記昇
降位置決め手段によるキャリアの所定ピッチ毎の昇降の
度に作動して、基板を所定位置に整列配置する構成とさ
れていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか
一つに記載の基板搬入搬出装置。
【請求項１３】前記基板保持手段に保持されるキャリ
ア内の基板の配列状態を検出するウェハ検出手段を備え
ることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記
載の基板搬入搬出装置。
【請求項１４】前記ウェハ検出手段は、先端部に基板
の配列ピッチに対応した複数の溝を備えた櫛形の透過型
光学式検知部を有し、水平揺動可能な揺動アームと、こ
の揺動アームを揺動させる駆動モータとを備えてなり、前記駆動モータの駆動による前記揺動アームの水平揺動
により、前記透過型光学式検知部が前記基板保持手段に
保持されるキャリア内の基板に近接して、基板の配列状
態を検出するとともに、この検出結果に応じて、前記移
載ロボットの動きが制御されるように構成されているこ
とを特徴とする請求項１３に記載の基板搬入搬出装置。
【請求項１５】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、前記ローディング・アンローディングブースの基板搬入
部および基板搬出部と、前記ロボットブースとに、請求
項１から１４のいずれか一つに記載の基板搬入搬出装置
が設けられていることを特徴とする基板洗浄システム。
【請求項１６】前記ローディング・アンローディング
ブースにおいて、前記基板搬入部および基板搬出部にス
トックされる基板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内を流れる清浄空気が前記基板搬出
部から基板搬入部へ向けて水平に流れるように構成され
ていることを特徴とする請求項１５に記載の基板洗浄シ
ステム。
【請求項１７】前記ロボットブースに、基板の表裏面
の上下位置を変換処理する基板反転装置を備えているこ
とを特徴とする請求項１５または１６に記載の基板洗浄
システム。