以下,本発明の好ましい実施の形態を,基板の一例としてのウェハに付着したポリマーを除去する洗浄処理を行うように構成された処理システムに備えられた基板処理装置に基づいて説明する。図1に示すように,処理システム1は,複数枚の略円盤形状のウェハWを収納したキャリアCを搬入出するキャリア搬入出部2,キャリア搬入出部2に搬入されたキャリアCからウェハWを取り出して搬送するウェハ搬送ユニット3,ウェハ搬送ユニット3によって搬送されたウェハWに対して洗浄処理を実施する処理ユニット5を備えている。
キャリア搬入出部2には,キャリアCを載置するキャリア載置台10が設けられている。ウェハWは,複数枚,例えば25枚のウェハWが,互いに略平行な姿勢で,所定間隔を空けて配列された状態で,キャリアC内に収納されている。
ウェハ搬送ユニット3には,ウェハ搬送装置11が配設されている。ウェハ搬送装置11は,25本の搬送アーム12にウェハWを一枚ずつ保持して搬送する。これら搬送アーム12によって,キャリアCから25枚のウェハWを一括して取り出し,取り出した25枚のウェハWを後述する処理ユニット5に配設したロータ回転機構20に一括して受け渡し,また,ロータ回転機構20から25枚のウェハWを一括して取り出し,キャリアCに一括して収納するようになっている。
処理ユニット5は,ウェハWの搬送と姿勢変換を行うウェハ搬送・姿勢変換エリア15と,ウェハWを収納して処理液を供給する本発明にかかる基板処理装置16を備えている。
ウェハ搬送・姿勢変換エリア15には,25枚のウェハWを保持して回転させるロータ回転機構20が備えられている。また,図示はしないが,ロータ回転機構20の向きを変える姿勢変換機構と,ロータ回転機構20及び姿勢変換機構21を移動させるロータ回転機構移動機構とが備えられている。姿勢変換機構とロータ回転機構移動機構によって,ロータ回転機構20は,縦姿勢でウェハ搬送装置11に対向するウェハ装入・退出位置PR1と,横姿勢においてウェハWが基板処理装置16の内部に配置される処理位置PR2に移動させられる。
ロータ回転機構20は,モータ27と,モータ27の回転軸28と,回転軸28の先端に取り付けられ,25枚のウェハWを互いに略平行に所定間隔で並べて保持するロータ30を備えている。モータ27は,回転軸28を囲繞するケーシング31に支持されており,ケーシング31は,図示しない姿勢変換機構によって支持されている。また,ケーシング31とロータ30との間には,円盤状の蓋体32が配置されている。
図2及び図3に示すように,ロータ30は,25枚のウェハWを挿入可能に間隔をおいて配列された一対のプレートとしての円盤35,36を備えている。円盤35は,回転軸28の先端に取り付けられており,円盤36は円盤35と略平行に配置されている。円盤35,36の間には,ウェハWの周縁部を保持する4本の保持部材としての保持棒40A,40B,40C,40Dが設けられている。保持棒40A,40B,40C,40Dは,図4に示すように,円盤35,36の間に装入されたウェハWの周縁部を囲むように,また,互いに略平行に配置されている。各保持棒40A,40B,40C,40Dは,円盤35の周縁部から円盤36の周縁部に向かって延設された支持部材としての支持棒41A,41B,41C,41Dによってそれぞれ支持されている。さらに,ロータ30には,ウェハWの周縁部を保持棒40A,40B,40C,40Dに保持された状態を維持するためにウェハを押圧する2個の押圧機構42A,42Bが,保持棒40Aと保持棒40Dとの間,及び,保持棒40Bと保持棒40Cとの間にそれぞれ備えられている。
保持棒40Aは,円盤35から円盤36に向かって延設された棒状に形成されており,図5に示すように,横断面形状が略長方形状をなす基部44の一側面に,ウェハWの周縁部を挿入させる保持溝45が形成された形状となっている。保持溝45は保持棒40Aに25個形成されており,図3に示すように,保持棒40Aの長手方向に沿って,所定間隔を空けて並べて配列されている。図6に示すように,各保持溝45は,縦断面が略V字形状になっている。各保持溝45は,対向する斜面の間にウェハWの周縁部を挿入して,ウェハW両面の周縁角部をそれぞれ斜面に当接させることにより,ウェハWの周縁部を保持する構成となっている。このように保持溝45の形状を断面略V字状にすると,保持溝45の形状を断面略Y字状に形成した場合より,処理液が保持溝45内から円滑に排出されやすくなるので,処理液が保持溝45やウェハWの周縁部に残留することを防止できる。
図2に示すように,支持棒41Aは,円盤35から円盤36に向かって延設された棒状に形成されており,図5に示すように,横断面が略長方形状になっている。そして,支持棒41Aに沿って保持棒40Aが隣接するように取り付けられている。また,支持棒41Aは,両側面51,52がウェハWの回転中心側から略半径方向に沿って外周側に向かうように配置されている。保持棒40Aは,保持溝45をウェハW側,即ち,ロータ30の内方に向けた姿勢で取り付けられており,また,保持溝45の両側に位置する側面53,54がウェハWの回転中心側から略半径方向に沿って外周側に向かうように配置されている。そして,支持棒41Aの側面52に保持棒40Aの側面53が対向するように配置されている。また,保持棒40Aと支持棒41Aとは,6個のボルト60によって連結されている。
保持棒40Aには,側面54から側面53に向かって貫通するボルト挿入孔61が6箇所に形成されている。一方,支持棒41Aの側面52には,ボルト挿入孔62が6箇所に開口されている。ボルト挿入孔61,62は,それぞれ保持棒40A,支持棒41Aの長手方向に並べて設けられており,また,互いに対応する位置に形成されている。支持棒41Aの各ボルト挿入孔62の内周面には,ネジ溝65が形成されている。
また,支持棒41Aの側面52と保持棒40Aの側面53との間には,スペーサ70が配置されている。スペーサ70は,円筒状に形成されており,中央に貫通している孔71にボルト60を挿入するようになっている。
保持棒40Aの側面53において,各ボルト挿入孔61の周囲には,スペーサ70の一端部を嵌合させるスペーサ挿入孔72が形成されている。また,支持棒41Aの側面52において,各ボルト挿入孔62の周囲には,スペーサ70の他端部を嵌合させるスペーサ挿入孔73が形成されている。スペーサ70の両端部をスペーサ挿入孔72,73にそれぞれ嵌合させると,スペーサ70の孔71を介して,保持棒40Aのボルト挿入孔61と支持棒41Aのボルト挿入孔62が連通して,ボルト60を挿入できる状態になる。
また,スペーサ70の両端部をスペーサ挿入孔72,73にそれぞれ嵌合させると,支持棒41Aの平面状の側面52と保持棒40Aの平面状の側面53との間に,所定の幅の隙間75が形成されるようになっている。図5に示すように,隙間75は,ウェハWの回転中心側から略半径方向に沿って外周側に向かうように,即ち,ロータ30の内部側から外側に向かうように形成されている。このようにすると,ロータ30を回転させた際,ロータ30の回転による遠心力によって,保持棒40Aと支持棒41Aの間の隙間75から処理液がロータ30の外側に向かって排出されるようになる。従って,保持棒40Aと支持棒41Aとの間に処理液が残留することを防止できる。
図5に示すように,スペーサ70の周囲には,環状のOリング76が備えられている。Oリング76は,支持棒41Aの側面52と保持棒40Aの側面53とに密着するように備えられ,これにより,スペーサ70に処理液が接触することや,ボルト挿入孔61,62,孔71内に処理液が流入してボルト60に接触することを防止できるようになっている。
ボルト60は,保持棒40Aのボルト挿入孔61,スペーサ70の孔71,支持棒41Aのボルト挿入孔62を順に挿通するようにして締結される。ボルト60の外周面には,ボルト挿入孔62に形成されたネジ溝65に螺合させるネジ溝81が形成されている。ボルト60は,保持棒40Aの側面54側からボルト挿入孔61に挿入され,スペーサ70の孔71内に通され,支持棒41Aのボルト挿入孔62に挿入される。ボルト60の先端部は,ネジ溝71,65が螺合されることによりボルト挿入孔62に固定される。ボルト60の頭部82は,保持棒40Aの側面54に当接する。こうして,保持棒40Aのボルト挿入孔61,スペーサ70の孔71,支持棒41Aのボルト挿入孔62にボルト60をそれぞれ挿入することによって,保持棒40Aが支持棒41Aに対して固定されるようになっている。頭部82には,ボルト60を締結する際にレンチなどの工具を嵌合させるための穴82aが形成されている。
なお,保持棒40Aのスペーサ挿入孔72と支持棒41Aのスペーサ挿入孔73にスペーサ70を嵌合させることで,スペーサ70を介して保持棒40Aのボルト挿入孔61と支持棒41Aのボルト挿入孔62が連通されるようになっているので,支持棒41Aの6個のボルト挿入孔62に対して,保持棒40Aの6個のボルト挿入孔61の位置をそれぞれ精度良く合わせることができる。さらに,スペーサ挿入孔72と支持棒41Aのスペーサ挿入孔73にスペーサ70を嵌合させることで,支持棒41Aの側面52と保持棒40Aの側面53との間の隙間75が,所定の幅に形成され,また,他の保持棒40B〜40Dに形成された保持溝45に対する保持棒40Aの保持溝45の位置決めが行われるようになっている。このように,保持棒40Aのボルト挿入孔61と支持棒41Aのボルト挿入孔62との間にスペーサ70を備えることで,支持棒41Aに対する保持棒40Aの位置決めや,保持溝45の位置決めを簡単に精度良く行うことができるので,保持棒40Aを支持棒41Aに取り付ける際の作業性が良好になる。保持棒40Aの交換作業なども,容易に行うことができる。
各ボルト60の頭部82には,キャップ83が取り付けられている。キャップ83には,頭部82を挿入させる挿入孔84が開口されており,挿入孔84の内周面には,ネジ溝85が形成されている。一方,頭部82の外周面にはネジ溝86が形成されており,ネジ溝85,86を螺合させることにより,挿入孔84が頭部82に固定されるようになっている。頭部82を挿入孔84に挿入させると,頭部82全体がキャップ83によって覆われ,処理液が頭部82に付着することを防止することができる。
キャップ83の頭部87は,キャップ83の外周方向に突出するように鍔状に形成されている。頭部87と保持棒40Aの側面54との間には,環状のOリング88が備えられており,キャップ83の挿入孔84やボルト挿入孔61内に処理液が流入してボルト60に接触することを防止するようになっている。
なお,保持棒40Aは,例えばPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などの耐薬液性を有する材質によって形成されている。支持棒41Aは,例えばステンレス鋼などの耐強度性を有する材質によって形成されており,さらに,支持棒41Aは,PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などのフッ素樹脂など,耐薬液性を有する材質によってコーティングされている。即ち,図5に示すように,支持棒41Aの表面には,コーティング層89が形成されている。キャップ83は,例えばPEEKなどの耐薬液性を有する材質によって形成されている。従って,保持棒40A,支持棒41A,キャップ83は,高い耐薬液性能を有する構成となっている。また,Oリング76,88も耐薬液性を有する材質によって形成されており,ボルト60,スペーサ70には薬液が接触しないようになっているので,ボルト60,スペーサ70が薬液によって腐食することを防止できる。
なお,支持棒41Aのスペーサ挿入孔73の内面には,コーティングを施さないことが好ましい。この場合,スペーサ挿入孔73の内面形状を精度良く形成することができるので,スペーサ挿入孔73にスペーサ70を精度良く嵌合させ,保持棒40Aの位置決めを精度良く行うことができる。また,支持棒41Aのボルト挿入孔62の内面にも,コーティングを施さないことが好ましい。この場合,ボルト挿入孔62のネジ溝65の精度を良好に保つことができるので,ボルト60を確実に螺合させることができ,保持棒40Aを支持棒41Aに確実に固定することができる。これらスペーサ挿入孔73とボルト挿入孔62の周囲はOリング76によってシールされているので,スペーサ挿入孔73やボルト挿入孔62に薬液が接触するおそれはない。従って,スペーサ挿入孔73やボルト挿入孔62にコーティングが施されていなくても,薬液による腐食を十分に防止できる。このように,薬液が接触する部分にはコーティングを施し,精度を良好に保つ必要がある部分はコーティングを施さず,薬液が接触しないように,その周囲をOリングなどの耐薬液性の部材でシールできる構成になっている。
図2,図3,図4及び図5に示すように,保持棒40B,40C,40Dは,保持棒40Aが支持棒41Aに固定されている構造と同様にして,それぞれ6個のボルト60によって支持棒41B,41C,41Dに固定されており,各ボルト60の頭部82にキャップ83が取り付けられている。保持棒40B,40C,40Dと支持棒41B,41C,41Dとの間には,保持棒40Aと支持棒41Aとの間と同様に,スペーサ70が配置され,隙間75が形成されている。その他,詳細な構造は保持棒40A,支持棒41Aと同様の構成を有するので,保持棒40B,40C,40D,支持棒41B,41C,41Dの詳細な説明は省略する。
図2に示すように,保持棒40A,40Bの一端部側に配置された円盤35の内側,即ち,円盤35と保持棒40A,40Bの一端部との間には,円盤35の周縁部に対して回転可能な2本のアーム91A,91Bがそれぞれ備えられている。一方,保持棒40A,40Bの他端部側に配置された円盤36の内側,即ち,円盤36と保持棒40A,40Bの他端部との間には,円盤36の周縁部に対して回転可能な2本のアーム92A,92Bが備えられている。そして,アーム91Aの先端には,支持棒41Aの一端が固定され,アーム92Aの先端には,支持棒41Aの他端が固定されている。アーム91Bの先端には,支持棒41Bの一端が固定され,アーム92Bの先端には,支持棒41Bの他端が固定されている。一方,支持棒41C,41Dは,円盤35,36の周縁部に両端部が固定されている。即ち,保持棒40A〜40Dのうち,2本の保持棒40A,40Bは,アーム91A,92A又はアーム91B,92Bと一体的に回転し,円盤35,36に対して可動になっており,他の2本の保持棒40C,40Dは,円盤35,36に対して固定支持されている。
図3に示すように,アーム91Aの基端は,円盤35の周縁部に回動可能に設けられた回転軸93の端部に取り付けられている。一方,アーム92Aの基端は,円盤36の周縁部に内側から外側に貫通させて回動可能に設けられた回転軸94の一端部に取り付けられている。円盤36の外側において,回転軸94の他端部には,レバー100Aの基端が取り付けられている。かかる構成により,アーム91A,支持棒41A,保持棒40A,アーム92B及びレバー100Aは,回転軸93,94を中心として,一体的に回転するようになっている。
図7に示すように,レバー100Aの一方の側縁部が円盤36の周縁部に近接した状態になる位置PL1にレバー100Aが移動した状態(図7において実線)では,図4に示すように,ロータ30の内側に装入されたウェハWの周縁部に保持棒40Aの保持溝45が当接する。即ち,保持棒40AがウェハWの周縁部を保持可能な保持位置PB1に移動する。一方,レバー100Aの他方の側縁部が円盤36の周縁部に近接した状態になる位置PL2にレバー100Aが移動した状態(図7において二点鎖線)では,アーム91A,92Aの先端がロータ30の外側に移動して,保持棒40Aがロータ30の外側に移動する。即ち,図4に示すように,保持棒40AがウェハWの周縁部から離隔した離隔位置PB2に移動するようになっている。
図7に示すように,円盤36の外面周縁部には,レバー100Aが外周側に移動しすぎないようにレバー100Aの回転を制限するため,ストッパ101Aが突設されている。位置PL1にレバー100Aが移動したとき,レバー100Aの先端部に設けられた凸部102が,円盤36の中心側からストッパ101Aに当接するようになっており,これにより,レバー100Aの回転が制限されるようになっている。
また,円盤36の外側の面には,レバー100Aの先端部の係止及び係止解除が可能な係止機構105Aが設置されている。係止機構105Aは板バネ106を備えている。図8に示すように,板バネ106は,薄板状に形成されており,板バネ106の先端縁部に沿って肉厚部107が形成されている。また,板バネ106は,円盤36に対して略平行に,円盤36の外面から離隔させて配置されている。板バネ106の基端部は,円盤36に固定された固定部108に連結されている。
板バネ106の先端部は,板バネ106にたわみが発生していない通常の状態では,円盤36の外面から離隔した位置に配置され,また,レバー100Aの上面と下面との間の高さに配置されている。レバー100Aが位置PL1に配置されているとき,板バネ106の先端部は,レバー100Aの凸部102に対して,円盤36の中心側から当接した状態になり,レバー100Aの位置PL1から位置P2に向かう回転が制限される。従って,レバー100Aの凸部102は,板バネ106の先端部とストッパ101Aとの間に挟まれて係止された状態になる。一方,板バネ106を外側から押圧して,板バネ106をたわませると,板バネ106の先端部は,円盤36の外面に近接した位置に移動させられる。すると,板バネ106の先端部がレバー100Aから離れ,レバー100Aと円盤36の外面との間に移動するので,レバー100Aが板バネ106の外側を通過して回転することが可能になる。即ち,レバー100Aが位置PL1に係止された状態が解除される。そして,板バネ106の押圧を止めると,板バネ106は弾性により通常の状態に戻り,先端部によってレバー100Aを係止可能な状態になる。このように,板バネ106を押したり戻したりすることにより,レバー100Aの係止及び係止解除状態を切り替えることが可能な構成となっている。
なお,板バネ106,固定部108は,例えばPEEKなど,耐薬液性と弾性とを有する樹脂などの材質によって形成されている。上述したように,係止機構105Aは,板バネ106と固定部108によって構成された簡単な構造であるため,従来の例えばコイルバネなどを使用してレバーに当接させる係止部材を昇降させる係止機構と比較して,耐薬液性を有する材質によって容易に形成することができる。
また,係止機構105Aの構造を簡単にしたことにより,基板処理装置16において処理液を用いてロータ30に保持したウェハWを処理する際,処理液が係止機構105Aに溜まらず,流れ落ち易くなるので,係止機構105Aに処理液が付着したまま残留することを防止できる。さらに,係止機構105Aの取り付け,取り外しが容易であり,交換作業などの作業性が良い。
図2に示すように,保持棒40B,支持棒41B,アーム91B,アーム92Bは,保持棒40A,支持棒41A,アーム91A,アーム92Aと左右対称に配置されている。また,円盤36の外側には,アーム92Bに連結されたレバー100B,レバー100Bの回転を制限するストッパ101B,係止機構105Bが備えられている。レバー100B,ストッパ101B,係止機構105Bは,前述したレバー100A,ストッパ101A,係止機構105Aと同様の構成を有し,また,レバー100A,ストッパ101A,係止機構105Aと左右対称に形成及び配置されている。レバー100Aとレバー100Bを,それぞれ位置PL1,PL1に向かって互いに離隔させるように移動させると,保持棒40A,40Bが互いに近づくように移動して,それぞれ保持位置PB1,PB1に向かって移動する。一方,レバー100Aとレバー100Bを,それぞれ位置PL2,PL2に向かって互いに近づくように移動させると,保持棒40A,40Bが互いに離隔して,離隔位置PB2,PB2に向かって外側に移動する。保持棒40A,40Bを離隔位置PB2,PB2に移動させると,保持棒40A,40Bの間に,ウェハWを通過させることが可能な間隔が形成される。従って,ロータ30内にウェハWを装入したり,ロータ30内からウェハWを退出させたりすることができるようになる。
図9に示すように,押圧機構42Aは,円盤35,36の間に架設された円筒体128と,円筒体128の長手方向に一定間隔で12個設けられた押圧器130によって構成されている。
押圧器130は,ウェハWの周縁に当接させる当接部131と,当接部131をウェハWの周縁に当接する位置とウェハWの周縁から離隔した位置との間で移動させるシリンダ機構132と,当接部131の移動に伴って弾性変形するダイアフラム133を備えている。シリンダ機構132内で図示しないピストンが移動させられると,ピストンの移動に伴って当接部131が突出したり引き戻されたりする構成となっている。円筒体128には,円筒体128の内部に流体を導入及び導出する流体供給管134が接続されている。この流体供給管134を通じて円筒体128の内部の流体圧が調節されることにより,シリンダ機構132内のピストンが移動させられるようになっている。
押圧機構42Bは,押圧機構42Aとほぼ同様の構成を有するので,説明を省略する。なお,押圧機構42Aの押圧器130は,ロータ30に装入された25枚のウェハWのうち,円盤35側から数えて偶数番目のウェハWに当接部131を当接させるように配置されている。一方,押圧機構42Bの押圧器130は,ロータ30に装入された25枚のウェハWのうち,円盤35側から数えて奇数番目のウェハWに当接部131を当接させるように配置されている。
ウェハWの周縁部4箇所を各保持棒40A〜40Dの保持溝45に挿入させて保持した状態では,ウェハWの周縁部は保持溝45内に余裕をもって挿入されている。さらに,押圧機構42A又は42Bに備えた押圧器130の当接部131を突出させ,ウェハWの周縁に当接させると,当接部131からウェハWの周縁に与えられる押圧力によって,ウェハWの周縁が各保持溝45の内面に押し付けられ,ウェハWが各保持溝45に確実に保持される。このようにすると,ロータ30を回転させたとき,押圧機構42A又は42Bの押圧力によって,ウェハWが各保持棒40A〜40Dの保持溝45に挿入された状態が維持され,ウェハWの周縁部が保持溝45からずれてしまうことを防止できる。また,保持溝45は断面V字形状に形成されているので,様々な厚さのウェハWを余裕を持って装入させることができ,さらに,押圧機構42A又は42Bに備えた押圧器130の当接部131によってウェハWの周縁を押圧することにより,様々な厚さのウェハWを保持溝45の内面に確実に当接させ,確実に保持することができる。図6に示すように,ウェハWの厚さが厚いほど,保持溝45の開口側に近い位置にウェハWの周縁角部が当接するようになっている。このように,押圧機構42A,42Bを備えたことにより,保持棒40A〜40Dを異なる大きさの保持溝を有する保持棒に交換することなく,異なる厚さのウェハWを保持溝45内に確実に保持させることができ,ロータ30を回転させたとき,ウェハWの周縁部が保持溝45からずれることを防止して,ウェハWを回転させることができる。
図1に示すように,ウェハ搬送・姿勢変換エリア15には,レバー100A,100Bの係止解除を行い,保持棒40A,40Bを開閉させる開閉機構140が備えられている。図8に示すように,開閉機構140は,係止機構105A,105Bの各板バネ106を押す押圧部材141と,押圧部材141を伸縮させるシリンダ142とを備えている。保持棒40A,40Bを開閉させる際は,図1に示すように,ロータ30がウェハ装入・退出位置PR1においてレバー100A,100Bを上方に向けて配置され,開閉機構140が係止機構105A,105Bの各板バネ106の上方に移動する。そして,シリンダ142の駆動により押圧部材141が伸長され,押圧部材141によって板バネ106が押し下げられて,レバー100A,100Bの係止が解除され,さらに開閉機構140によってレバー100A,100Bが移動させられるようになっている。そして,保持棒40A,40Bを係止させるときは,シリンダ142の駆動により押圧部材141が収縮され,板バネ106が通常状態に戻り,レバー100A,100Bが係止させられるようになっている。
また,ウェハ搬送・姿勢変換エリア15には,図10に示すような板バネ106の位置を検知する光センサ150が備えられている。光センサ150は,各係止機構105A,105Bの板バネ106の外面に対して垂直に入射光L1を照射し,各板バネ106の外面において垂直に反射した反射光L2を検知できるように構成されている。板バネ106が押し下げられていないときは,板バネ106によって入射光L1が垂直に反射され,光センサ150によって反射光L2が検知される。一方,板バネ106が押し下げられたときは,板バネ106の表面が曲げられるので,入射光L1が垂直に反射されず,反射光L2’が検知されないようになっている。また,板バネ106が折れて無くなった場合も,反射光L2が光センサ150に向かって反射されず,検知されないようになっている。
即ち,シリンダ142が押圧部材141を収縮させているときは,板バネ106が曲げられていないので,光センサ150によって反射光L2が検知されるようになっている。しかし,板バネ106が折れた場合は,シリンダ142が押圧部材141を収縮させているにも関わらず,光センサ150によって反射光L2が検知されないこととなる。このように,シリンダ142の伸縮状態と光センサ150の検知状態とを比較することにより,板バネ106が破損しているか否かを判断することが可能である。従って,板バネ106の状態を確認して,レバー100A,100Bの係止を確実に行い,ロータ30内にウェハWを確実に保持させることができる。
図1に示すように,基板処理装置16は,外側チャンバー150と,外側チャンバー150の内側と外側に水平方向に移動する内側チャンバー151からなる二重チャンバー152を備えている。外側チャンバー150の上部には,純水(DIW)を供給するノズル153が配設されている。外側チャンバー150の下部には,排気口155が配設されている。また,外側チャンバー150には,外側チャンバー150内にロータ30が進入又は退出するためのロータ入出口156と,外側チャンバー150内に内側チャンバー151が進入又は退出するための内側チャンバー入出口157が形成されている。内側チャンバー151の上部には,薬液及びIPA(イソプロピルアルコール)を供給するノズル160が配設されている。内側チャンバー151の下部には,排気口161が配設されている。また,内側チャンバー151には,外側チャンバー150内においてロータ30が内側チャンバー151に相対的に進入又は退出するためのロータ回転機構入出口162が形成されている。なお,本実施の形態において,基板処理装置16は,ロータ回転機構20及び二重チャンバー152によって構成されている。
次に,以上のように構成された処理システム1を用いた洗浄処理について説明する。先ず,図示しないキャリア搬送装置によって,25枚のウェハWを収納したキャリアCが,図1に示すようにキャリア載置台10に載置される。そして,ウェハ搬送装置11の各搬送アーム12によって,25枚のウェハWがキャリアCから一括して取り出される。
一方,ウェハ搬送・姿勢変換エリア15において,ロータ回転機構20をウェハ装入・退出位置PR1に移動させ,開閉機構140をレバー100A,100Bの近傍に移動させる。そして,開閉機構140のシリンダ142の作動により,押圧部材141を伸長させる。これにより,板バネ106が押し下げられ,レバー100A,100Bの係止が解除される。そして,開閉機構140によって,図2に示すようにレバー100A,100Bをそれぞれ位置PL2移動させ,保持棒40A,40Bを離隔位置PB2にそれぞれ移動させた状態で待機させる。
そして,ウェハ搬送装置11の駆動により,ウェハWを保持した搬送アーム12を保持棒40A,40Bの間を通過してロータ30内に進入させ,ウェハWの周縁部2箇所を保持棒40C,40Dの各保持溝45に挿入させる。なお,押圧機構42A,42Bにおいては,各押圧器130の当接部131を引っ込めて,当接部131がウェハWの周縁に接触しないようにしておく。
こうして,ウェハ搬送装置11によって,25枚のウェハWがロータ30に一括して装入されたら,開閉機構140によって,レバー100A,100Bをそれぞれ位置PL1移動させる。これにより,保持棒40A,40Bが保持位置PB1にそれぞれ移動させられる。すると,ウェハWの周縁部2箇所が保持棒40A,40Bの各保持溝45に挿入され,ウェハWの周縁部4箇所が保持棒40A〜40Dによって保持された状態になる。保持棒40A,40Bを保持位置PB1に移動させたら,保持棒40A,40Bの間から搬送アーム12を退出させる。こうして,ウェハWが搬送アーム12からロータ30に受け渡され,保持棒40A〜40Dの各保持溝45によって25枚のウェハWが互いに略平行な姿勢で保持される。
レバー100A,100Bをそれぞれ位置PL1移動させたら,開閉機構140のシリンダ142を駆動させ,押圧部材141を収縮させる。これにより,板バネ106が通常状態に戻り,板バネ106の先端部がレバー100A,100Bの先端部に当接する。即ち,レバー100A,100Bが係止された状態になり,保持棒40A,40Bが保持位置PB1に固定される。
また,ウェハWの周縁部4箇所が保持棒40A〜40Dによって保持されたら,押圧機構42A,42Bの各押圧器130を作動させ,各押圧器130の当接部131を突出させ,当接部131をウェハWの周縁に押し当てる。これにより,各ウェハWの周縁部が各保持棒40A〜40Dの保持溝45の内面に当接して,ウェハWが確実に保持される。
レバー100A,100Bを係止させたら,ロータ回転機構20を上昇させ,ロータ回転機構20を約90°回転させて,ロータ30が基板処理装置16のロータ入出口156に向かうように横姿勢にして,ロータ30内のウェハWを略垂直に向けた状態にする。そして,ロータ回転機構20を基板処理装置16に向かって移動させる。
基板処理装置16は,内側チャンバー151を外側チャンバー142の内側に配置した状態で待機させておく。そして,ロータ回転機構20をロータ入出口156に向かって前進させ,ロータ30をロータ入出口156から内側チャンバー151内へ進入させる。ロータ入出口156は,蓋体32によって閉塞される。こうして,内側チャンバー151の内側に,密閉状態の処理空間が形成される。
次に,モータ27の駆動により,ロータ30を所定の回転速度で回転させ,ウェハWをロータ30と一体的に回転させる。そして,所定温度に温度調節した薬液を,ノズル160から吐出して,回転する各ウェハWに吹き付ける。これにより,ウェハWの表面に付着しているポリマーを,薬液に溶解させ,ウェハWの表面から薬液とともに除去する。なお,ウェハWは,各保持棒40A〜40Dの保持溝45,及び,押圧機構42A又は42Bの当接部131によって確実に保持されており,ロータ30を回転させても,ウェハWの周縁部が保持溝45,当接部131からずれてしまうおそれはない。従って,ウェハWを所定の回転速度で確実に回転させることができる。また,ウェハWの周縁部と各保持棒40A〜40Dの保持溝45が擦れて損傷することを防止できる。図4に示すように,ロータ30の保持棒40Aと支持棒41Aとの間,保持棒40Bと支持棒41Bとの間,保持棒40Cと支持棒41Cとの間,保持棒40Dと支持棒41Dとの間には,それぞれ隙間75が形成されているので,各隙間75から薬液が流出しやすくなっている。従って,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dの表面に薬液が滞留することを防止できる。さらに,係止機構105A,105Bの構造が簡単であるため,係止機構105A,105Bに残留する薬液を低減できる。
薬液処理終了後は,ロータ30を薬液処理時よりも高速回転させて,ウェハW及びロータ30に付着した薬液を遠心力によって振り切って除去する。保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dに付着した薬液は,ロータ30の回転による遠心力によって外側に飛ばされて除去される。特に,ロータ30の保持棒40Aと支持棒41Aとの間,保持棒40Bと支持棒41Bとの間,保持棒40Cと支持棒41Cとの間,保持棒40Dと支持棒41Dとの間に形成された各隙間75から,薬液が外側に向かって円滑に排出される。従って,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dの表面に薬液が付着したまま残留することを防止できる。さらに,係止機構105A,105Bの構造が簡単であるため,係止機構105A,105Bから薬液が振り切られ易く,薬液が残留することを防止できる。
次に,ノズル153からIPAを吐出して,回転する各ウェハWにIPAを吹き付けてリンス処理する。IPAによるリンス処理時は,薬液振り切り処理時よりもロータ30を低速に回転させる。また,IPAによって,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dも洗浄され,薬液が確実に洗い流される。IPAは,ロータ30の保持棒40Aと支持棒41Aとの間,保持棒40Bと支持棒41Bとの間,保持棒40Cと支持棒41Cとの間,保持棒40Dと支持棒41Dとの間に形成された各隙間75内にも供給され,各隙間75内から薬液が確実に洗い流される。従って,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dの表面に薬液が付着したまま残留することを防止できる。
IPAによるリンス処理後,IPAの吐出を停止させ,ロータ30をリンス処理時よりも高速回転させて,ウェハW及びロータ30に付着したIPAを遠心力によって振り切って除去する。このときも,ロータ30の回転による遠心力によって,ロータ30の保持棒40Aと支持棒41Aとの間,保持棒40Bと支持棒41Bとの間,保持棒40Cと支持棒41Cとの間,保持棒40Dと支持棒41Dとの間に形成された各隙間75から,IPAが外側に向かって円滑に排出される。従って,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dの表面にIPAが付着したまま残留することを防止できる。さらに,係止機構105A,105Bの構造が簡単であるため,係止機構105A,105BからIPAが振り切られ易く,IPAが残留することを防止できる。
IPAによるリンス処理とウェハWの回転処理を行った後,内側チャンバー151を外側チャンバー150から退出させ,外側チャンバー150内に,密閉状態の処理空間を形成する。そして,ノズル160から純水を吐出して,回転する各ウェハWに吹き付けて,純水によるリンス処理を行う。また,純水によって,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dも洗浄され,リンス液が確実に洗い流される。純水は,ロータ30の保持棒40Aと支持棒41Aとの間,保持棒40Bと支持棒41Bとの間,保持棒40Cと支持棒41Cとの間,保持棒40Dと支持棒41Dとの間に形成された各隙間75内にも供給され,各隙間75内からリンス液が確実に洗い流される。従って,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dの表面にIPAが付着したまま残留することを防止できる。
純水によるリンス処理終了後は,ロータ30を純水処理時よりも高速で回転させ,ウェハWをスピン乾燥させる。なお,乾燥処理においては,窒素ガス等の不活性ガスや,揮発性及び親水性の高いIPA蒸気等を,ノズル160からウェハWに吹き付けて行ってもよい。乾燥処理時も,ロータ30の回転による遠心力によって,ロータ30の保持棒40Aと支持棒41Aとの間,保持棒40Bと支持棒41Bとの間,保持棒40Cと支持棒41Cとの間,保持棒40Dと支持棒41Dとの間に形成された各隙間75から,純水が外側に向かって円滑に排出される。従って,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dの表面に純水が付着したまま残留することを防止でき,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dを確実に乾燥させることができる。さらに,係止機構105A,105Bの構造が簡単であるため,係止機構105A,105Bから純水が振り切られ易く,係止機構105A,105Bを確実に乾燥させることができる。
乾燥処理終了後,ロータ30の回転を停止させ,ロータ回転機構20を水平方向に後退させ,ロータ30をロータ回転機構入出口146から二重チャンバー152の外へ退出させる。そして,ロータ回転機構20をウェハ装入・退出位置PR1に移動させる。また,ロータ30の押圧機構42A,42Bの各押圧器130を作動させ,各押圧器130の当接部131を引っ込めて,当接部131をウェハWの周縁から離隔させる。これにより,各ウェハWの周縁部が各保持棒40A〜40Dの保持溝45内で余裕を持って保持された状態になる。
そして,ロータ30の保持棒40A,40Bの間から,ウェハ搬送装置11の搬送アーム12を進入させ,搬送アーム12によってロータ30内のウェハWを支持したら,レバー100A,100Bの近傍に移動させた開閉機構140のシリンダ142を作動させ,押圧部材141を伸長させる。これにより,板バネ106が押し下げられ,レバー100A,100Bの係止が解除される。そして,開閉機構140によって,図2に示すようにレバー100A,100Bをそれぞれ位置PL2に移動させる。これにより,保持棒40A,40Bが離隔位置PB2にそれぞれ移動して,保持棒40A,40Bの間が開かれる。次いで,搬送アーム12をロータ30の保持棒40A,40Bの間から退出させる。各ウェハWは,保持棒40A,40Bの各保持溝45から周縁部が抜き取られ,搬送アーム12によって支持されて,保持棒40A,40Bの間からロータ30の外に退出させられる。
こうして,ウェハ搬送装置11の各搬送アーム12によって,ロータ30から一括して搬出されたウェハWは,キャリア載置台10上のキャリアC内に,一括して収納される。
かかる基板処理装置16によれば,保持棒40Aと支持棒41Aとの間,保持棒40Bと支持棒41Bとの間,保持棒40Cと支持棒41Cとの間,保持棒40Dと支持棒41Dとの間に,それぞれ隙間75が形成されていることにより,隙間75から薬液,IPA,純水などの処理液が排出され易くなっているので,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dの表面に処理液が残留することを防止できる。特に,ロータ30を回転させたとき,遠心力によって処理液が隙間75から外側に向かって円滑に排出される。さらに,隙間75をロータ30の内側から外側に向かうように形成したことにより,処理液が外側に向かってより効率的に排出されやすくなる。また,係止機構105A,105Bの構造を簡単にしたことにより,係止機構105A,105Bに付着した処理液が振り切られ易くなり,係止機構105A,105Bに処理液が残留することを防止できる。
また,保持棒40A〜40Dは耐薬液性を有する材質によって形成され,支持棒41A〜41Dは剛性を有する材質の表面に耐薬液性を有する材質によるコーティングを施した構成としたことにより,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dに耐薬液性を持たせることができる。支持棒41A〜41Dにコーティングを施しても,スペーサ70によって保持棒40A〜40Dの位置決めを精度良く行うことができる。従って,位置決めの精度を悪化させることなく,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41Dの耐薬液性を向上させることができる。さらに,係止機構105A,105Bの構造を簡単にしたことにより,係止機構105A,105Bを,耐薬液性を有する材質によって容易に形成することができる。従って,保持棒40A〜40D,支持棒41A〜41D,係止機構105A,105Bの耐薬液性能を向上させることにより,ロータ30の耐薬液性能を大幅に向上させることができ,特に,近年開発されている様々な種類の薬液に対しても,十分な耐薬液性能を有する構造にすることができる。
また,保持棒40A〜40Dは,スペーサ70を備えることにより容易に位置決めを行うことができる。そして,係止機構105A,105Bの構造を簡単にしたことにより,係止機構105A,105Bの取り付け及び取り外しを簡単に行うことができる。従って,保持棒40A〜40D,係止機構105A,105Bの交換作業性を向上させることができる。
以上,本発明の好適な実施の形態の一例を示したが,本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば,本発明にかかる基板処理装置が備えられる処理システムは,ウェハWの洗浄が行われる処理システムに限定されず,その他の種々の処理液などを用いて洗浄以外の他の処理をウェハWに対して施すものであっても良い。また,ウェハWは半導体ウェハに限らず,その他のLCD基板用ガラスやCD基板,プリント基板,セラミック基板などであっても良い。