JP2014038958A - 浸漬式の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より効率良くウェハを洗浄することができるディップ式のウェハ洗浄機を提供する。
【解決手段】本発明は、洗浄液が供給されウェハＷが挿入可能な複数の洗浄槽８ａ，８ｂを有するチャンバ５と、チャンバ５上に移動可能に取り付けられウェハＷを把持した状態で、ウェハＷをいずれかの洗浄槽８ａ，８ｂに浸漬させるウェハ把持搬送部６とを備えている。洗浄槽８ａに浸漬させたウェハＷを、洗浄槽８ａから取り出した後に、他の洗浄槽８ｂに浸漬させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、被洗浄物を洗浄液で洗浄する洗浄装置に関する。

近年、この種の洗浄装置が用いられる半導体デバイスの製造ラインは、広大なクリーンルーム内に、同種機能の処理装置を纏めたベイと呼ばれるユニットを複数備え、そのベイ間を搬送ロボットやベルトコンベアで接続するジョブショップ方式を採用したレイアウトが主流になっている。また、そのような製造ラインで処理されるワークには、１２インチなどの大口径のウェハが使用され、１枚のウェハから数千個の半導体チップが製造される生産システムとされている。

ところがこのジョブショップ方式では、複数の似たような処理工程を繰り返す場合には、ベイ内での搬送やベイ間での搬送距離が大幅に伸びるとともに、待機時間も増加するため、製造時間が増大し、仕掛品の増大を招くなどコストアップの要因となり、ワークを大量生産する製造ラインとしては、生産性の低さが問題となる場合が生じる。そこで、従来のジョブショップ方式の製造ラインに代え、半導体処理装置を処理工程順に配置したフローショップ方式による製造ラインも提案されている。

一方、このようなフローショップ方式による製造ラインは、単一の製品を大量に製造する場合には最適であるが、製造品を変えることで製造手順（レシピ）を変えなければならない場合には、製造ラインでの各半導体処理装置の設置をワークの処理フロー順に並べ替えることが必要となる。しかしながら、製品が変わるたびにそのような並び替えを行うのは、再配置のための手間と時間を考慮すると、現実的ではない。特に、クリーンルームという閉鎖空間内に巨大な半導体処理装置が固定配置されている現状では、その半導体処理装置をその都度再配置することは、現実的には不可能である。

また、エンジニアサンプルやユビキタスセンサー用など、製造単位数が数個〜数百個というような超少量の半導体を製造するニーズも存在する。しかしながら、上述したジョブショップ方式やフローシップ方式による巨大な製造ラインでは、超少量の半導体を製造すると、コストパフォーマンスが極端に悪くなってしまうため、その製造ラインに他の品種を流さざるを得ないこととなる。

ところが、そのように多品種を同時に投入して混流生産をするとなると、製造ラインの生産性は品種数の増大ととともに一層低下することとなるので、結局のところ、このような巨大な製造ラインでは、超少量生産でかつ多品種生産に適切に対応できない。

また、この種の製造ラインに用いられる洗浄装置としては、被洗浄物（半導体ウェハ）を洗浄液中に浸漬させて洗浄する従来技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１においては、洗浄槽と薬液槽（洗浄槽）とを備えており、洗浄液として純水が供給された洗浄槽に被洗浄物を浸漬させた後に、リンス液が充填された薬液槽に浸漬させて被洗浄物を洗浄する構成とされている。

さらに、この種の被洗浄物を洗浄液に浸漬させる洗浄装置としては、搬送アーム機構にてウェハを搬送する従来技術が特許文献２に開示されている。この特許文献２においては、洗浄液（液体窒素）が貯留される洗浄チャンバを有する超流動洗浄ユニットを備えている。そして、フープ載置台に載置されたフープから搬送アーム機構にて被洗浄物（ウェハ）をローダーモジュールへ取り出して、このローダーモジュールから超流動洗浄ユニットの洗浄チャンバ内に搬出入させる構成とされている。

特開２００６−２２２２９３号公報 特開２０１０−２１２５８５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来技術においては、洗浄槽および薬液槽へと被洗浄物を搬出入させるための具体的な構成について何ら記載されていない。また、上述した特許文献２に開示された従来技術においては、ローダーモジュールを介して被搬送物を搬送アーム機構にて洗浄チャンバへ搬出入させる構成である。このため、例えば洗浄チャンバから搬出させた洗浄後の被洗浄物を、他の洗浄槽等へ搬送するためには、ローダーモジュールを介して搬送しなければならず、特に、複数の洗浄槽または薬液槽を備えた場合においては、被洗浄物の搬送が煩雑であり、被洗浄物の洗浄を効率良く行うことが容易ではない。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、より効率良く被洗浄物を洗浄することができる洗浄装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、洗浄液で被洗浄物を洗浄する洗浄装置であって、洗浄液が供給され被洗浄物が挿入可能な複数の洗浄槽を有するチャンバと、このチャンバ上に移動可能に取り付けられ前記被洗浄物を把持し、この被洗浄物を把持した状態で、この被洗浄物をいずれかの前記洗浄槽に浸漬させる把持部と、を備えたことを特徴とする洗浄装置とした。

このように構成された本発明によれば、把持部にて被洗浄物を把持した状態で、この被洗浄物をいずれかの洗浄槽に浸漬させることができる。よって、この把持部を用いいずれか一の洗浄槽に浸漬させた被洗浄物を、このいずれか一の洗浄槽から取り出し、このいずれか一とは異なる他の洗浄槽に浸漬させることができる。したがって、チャンバに設けられた複数の洗浄槽を用い、より効率良く被洗浄物を洗浄することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、前記複数の洗浄槽は、前記チャンバの中心から等しく、このチャンバの周方向に沿った位置にそれぞれ設けられ、前記把持部は、前記チャンバの中心を回転中心として回転可能かつ昇降可能とされていることを特徴とする洗浄装置とした。

このように構成された本発明は、把持部にて被洗浄物を把持した状態で、この把持部を昇降させることにより、被洗浄物を洗浄槽へ浸漬させることができ、この把持部を回転させることにより、いずれか一の洗浄槽からいずれか他の洗浄槽へ移動させて浸漬させることができる。したがって、把持部を昇降および回転させることにより、チャンバに設けられた複数の洗浄槽にて被洗浄物を洗浄することができるから、より効率よく被洗浄物を洗浄することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、前記把持部は、上下方向に軸方向を沿わせて平行に取り付けられた一対のチャックピンを有する一対のチャック部を備え、これら一対のチャック部の間隔を変化させて前記被洗浄物の縁部間を挟んで把持することを特徴とする洗浄装置とした。

このように構成された本発明は、把持部の一対のチャック部の間隔を変化させることによって、これらチャック部の各チャックピンにて被洗浄物の縁部間を挟んで挟持したり、この挟持を解除させたりできる。よって、この被洗浄物の表面を覆うことなく、この被洗浄物を簡単な構成で確実に挟持することができるから、この被洗浄物をより確実かつ効率良く洗浄することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、前記チャンバに設けられ前記被洗浄物が設置されるステージを備え、前記把持部は、前記ステージに設置された前記被洗浄物を把持して前記洗浄槽に浸漬させることを特徴とする洗浄装置とした。

このように構成された本発明は、ステージに設置された被洗浄物を把持部にて把持し、この把持部にて把持した状態で被洗浄物を洗浄槽に浸漬させることができる。すなわち、ステージへ被洗浄物を設置することによって、この被洗浄物を洗浄槽に浸漬させて洗浄できるため、この被洗浄物をより効率良く洗浄することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、前記ステージは、前記チャンバの中心から前記洗浄槽までの距離に等しく、これら洗浄槽とともに前記チャンバの周方向に沿った位置に設けられていることを特徴とする洗浄装置とした。

このように構成された本発明は、ステージに設置された被洗浄物を把持部にて把持した状態で、この把持部を回転させることにより、この被洗浄物をいずれかの洗浄槽上に移動させることができる。そしてこの状態で、把持部を下降させることにより、この把持部にて把持する被洗浄物をいずれかの洗浄槽に浸漬させることができる。よって、把持部の回転および昇降のみで、ステージに設置された被洗浄物を洗浄槽に浸漬させて洗浄することができるから、この被洗浄物の洗浄をより効率良くできる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、前記被洗浄物は、所定サイズの円盤状のウェハであり、前記洗浄槽は、前記ウェハより若干大きな平面視円形状に形成されていることを特徴とする洗浄装置とした。

このように構成された本発明は、所定サイズの円盤状のウェハを把持部にて把持した状態で、このウェハより若干大きな平面視円形状の洗浄槽に浸漬させる。このため、例えば比較的小さなウェハの場合には、洗浄槽を小さくでき、この洗浄槽に供給する洗浄液の使用量を少なくできるから、このウェハの洗浄をより生産性良くできる。

本発明によれば、把持部にて被洗浄物を把持した状態で、この被洗浄物をいずれかの洗浄槽に浸漬させることができる。よって、この把持部を用い、いずれか一の洗浄槽に浸漬させた被洗浄物を、このいずれか一の洗浄槽から取り出し、このいずれか一とは異なる他の洗浄槽に浸漬させることができる。したがって、チャンバに設けられた複数の洗浄槽を用い、これら複数の洗浄槽にて被洗浄物をより効率良く洗浄することができる。

本発明の一実施形態に係る洗浄装置を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。 上記洗浄装置の一部を示す概略説明図である。 上記洗浄装置の一部を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 上記洗浄装置の洗浄ユニットの搬送工程を示す正面断面図である。 上記洗浄装置の洗浄槽を示す部分拡大図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図である。 上記洗浄装置のステージを示す部分拡大図で、（ａ）は被洗浄物の搬送状態の図、（ｂ）は被搬送物をステージに設置する状態の図、（ｃ）はステージに被洗浄物が設置された状態の図である。 上記洗浄装置の把持部を示す平面断面図で、（ａ）は被洗浄物を把持する前の状態の図、（ｂ）は被搬送物を把持した状態の図、（ｃ）は把持した被洗浄物を洗浄槽上へ移動させた状態の図である。 上記洗浄装置の洗浄ユニットの浸漬工程を示す正面断面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る洗浄装置を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。図２は、洗浄装置の一部を示す概略説明図である。図３は、洗浄装置の一部を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４は、洗浄装置の洗浄ユニットの搬送工程を示す正面断面図である。図５は、洗浄装置の洗浄槽を示す部分拡大図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図である。

＜全体構造＞
本発明の一実施形態に係る洗浄装置であるウェハ洗浄機１は、図１に示すように、予め規格された大きさの筐体２内に収容されたミニマルファブ（minimal fabrication）構想に基づくミニマル洗浄装置である。ここで、このミニマルファブ構想とは、多品種少量という半導体製造市場に最適なもので、省資源・省エネルギ・省投資・高性能な多様なファブに対応でき、例えば特開２０１２−５４４１４号公報に記載の生産をミニマル化させるミニマル生産システムを実現させるものである。

また、ウェハ洗浄機１の筐体２は、上下方向に長手方向を有する略直方体状に形成された洗浄モジュールであり、内部への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構造とされている。そして、この筐体２の上側の装置上部２ａの背面には、被洗浄物としてのウェハＷを洗浄するため洗浄ユニット３が収容されている。ここで、洗浄ユニット３による洗浄としては、ウェハＷ上のレジスト除去、エッチング、表面に付着している残渣等を取り除く等を目的としたものを含むものとする。

そして、この洗浄ユニット３より下方の装置上部２ａの背面には、この洗浄ユニット３での洗浄に用いられる洗浄液、例えばＳＰＭ液（硫酸：Ｈ_２ＳＯ_４＋過酸化水素水：Ｈ_２Ｏ_２＋純水：Ｈ_２Ｏ）を構成する各薬液が貯留された薬液タンク（図示せず）や、リンス用の純水が貯留された純水タンク（図示せず）等に接続されるインレットとなる供給部３ａが設けられている。ここで、これら薬液タンクおよび純水タンクは、ウェハ洗浄機１の筐体２と等しい大きさおよび構造の筐体（図示せず）に収容させ、この筐体を排気廃液処理モジュールとしてウェハ洗浄機１の筐体２に隣接させて設置する構成としてもよい。

さらに、筐体２の下側には、装置上部２ａ内の洗浄ユニット３を制御する制御装置等を内蔵させるための装置下部２ｂが設けられている。この装置下部２ｂの背面には、洗浄ユニット３での洗浄にて用いられた後の、例えば硫酸、過酸化水素水、純水等の廃液を貯留させる廃液タンク（図示せず）に接続されるアウトレットとなる排出部３ｂが設けられている。ここで、これら廃液タンクについても、薬液タンクおよび純水タンクを収容させた筐体内に収容させる構成としてもよい。

また、筐体２の装置上部２ａの上下方向の中間部には、この筐体２の正面側を側面視凹状に窪ませた凹状部２ｃが形成されており、この凹状部２ｃの下側の部分が、ウェハＷを筐体２内に搬入させるための前室２ｄとされている。そして、この前室２ｄの上面の略中央部には、搬送容器としてのミニマルシャトル（図示せず）を設置するためのシャトル収容部としての略円形状のドッキングポート２ｅが設けられている。ここで、この前室２ｄは、筐体２内への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構成とされている。すなわち、この前室２ｄは、搬送容器内に収容されているウェハＷを外気に曝す等することなく筐体２内へ出し入れできるようにするためのＰＬＡＤ（Particle Lock Air-tight Docking）システムとされている。

そして、前室２ｄ内には、ドッキングポート２ｅから搬入されてくるウェハＷを洗浄ユニット３の所定位置へ搬送するとともに、この洗浄ユニット３にて洗浄された後のウェハＷをドッキングポート２ｅへ搬出するための搬送装置４が収容されている。この搬送装置４は、例えば特開２０１１−９６９４２号公報に記載のワーク搬送装置等が用いられる。具体的に、この搬送装置４は、複数本の細長棒状の機体４ａを順次延出させたり退出させたりし、これら機体４ａの先端に設けられている平面視コ字状の保持部４ｂにて保持したウェハＷを搬送するスライド式の伸縮アクチュエータ（図示せず）が用いられている。

＜洗浄ユニット＞
次いで、洗浄ユニット３は、筐体２内の前室２ｄの後側上部のウェハ処理室２ｆ内に収容されている。そして、この洗浄ユニット３にて洗浄するウェハＷは、所定の大きさ、例えば直径１２．５ｍｍ（ハーフインチサイズ）の円形状の表面を有する円盤状に形成されている。そして、このウェハＷには、予め所定のパターンが形成され洗浄前の状態とされている。なお、このウェハＷとしては、フォトレジスト膜が除去されたベアシリコンウェハ等であっても用いることができる。さらに、洗浄ユニット３は、図２ないし図４に示すように、有底筒状のチャンバ５と、このチャンバ５上に昇降可能かつ回転可能に設置された把持部としてのウェハ把持搬送部６とを備えている。

＜チャンバ＞
チャンバ５は、矩形状の底面部５ａの中心位置に断面台形状の設置台部５ｂが設けられており、この底面部５ａの外周を覆うように壁面部５ｃが形成されている。この壁面部５ｃは、内面側が平面視円形状に形成され、外面側が平面視正方形状に形成されている。さらに、この壁面部５ｃの上方には、ウェハ把持搬送部６を昇降可能かつ回転可能に支持する略円筒状の嵌合凹部５ｄが設けられている。

そして、このチャンバ５の設置台部５ｂの中心位置には、上下方向に貫通した軸孔５ｅが設けられており、この設置台部５ｂの上側に位置する平坦な円形状の設置面５ｆには、ウェハＷを授受するためのウェハ授受部５ｇが設けられている。このウェハ授受部５ｇは、設置面５ｆの中心位置から径方向に所定距離離間させた位置に設けられている。そして、このウェハ授受部５ｇは、図３（ａ）に示すように、ウェハＷより若干大きな円形状の収容凹部５ｈを備えている。この収容凹部５ｈは、設置台部５ｂの一側縁を側方に水平に切り欠いた形状に形成されている。

さらに、この収容凹部５ｈには、搬送装置４の保持部４ｂにて保持されて搬送されてくるウェハＷを授受するためのウェハ授受ステージ７が取り付けられている。このウェハ授受ステージ７は、収容凹部５ｈ内に挿入されて昇降可能に取り付けられている。すなわち、このウェハ授受ステージ７の下端部には、このウェハ授受ステージ７を上下動させて昇降させる昇降シリンダ７ａが取り付けられている。さらに、このウェハ授受ステージ７は、複数の円柱状のピン状部７ｂを有し、これらピン状部７ｂそれぞれの先端部に設けられている凸状の係止凸部７ｃの内側縁にてウェハＷの周縁を係止させて、これらピン状部７ｂにてウェハＷを係止する構成とされている。

また、チャンバ５の設置台部５ｂの設置面５ｆには、ウェハＷを浸漬させて洗浄するためのバスとなる複数、例えば２つの洗浄槽８ａ，８ｂが設けられている。ここで、一方の洗浄槽８ａには、上述したＳＰＭ液が供給される構成とされている。また、他方の洗浄槽８ｂは、純水が供給されリンス用のリンス槽とされている。そして、これら洗浄槽８ａ，８ｂは、ウェハ授受部５ｇと等しい所定距離ほど、設置面５ｆの中心位置から径方向に離間させた位置に設けられている。さらに、これら洗浄槽８ａ，８ｂは、設置面５ｆの中心を挟んで１８０°の角度を介して対向する位置に設けられており、この設置面５ｆの周方向に沿った洗浄槽８ａ，８ｂの間にウェハ授受部５ｇが位置するように設けられている。すなわち、これら洗浄槽８ａ，８ｂおよびウェハ授受部５ｇは、設置面５ｆの周方向に沿って等間隔、例えば９０°間隔に離間させて設けられている。

そして、これら洗浄槽８ａ、８ｂは、図５（ｂ）に示すように、ウェハＷの外径寸法より若干大きな平面視円形状に形成され、かつこのウェハＷが挿入可能な内槽部８ｃと、この内槽部８ｃの外周を覆う外槽部８ｄとを備えている。そして、この内槽部８ｃの上端縁には、この内槽部８ｃの開口縁に沿って等間隔に離間させて複数の凹状の越流凹部８ｅが設けられている。そして、この内槽部８ｃの底面部の下方には、この内槽部８ｃに供給されて貯留される洗浄液を超音波振動させるため超音波振動子（ＰＺＴ）９が取り付けられている。また、この内槽部８ｃの底面部の側部には、図５（ａ）に示すように、この内槽部８ｃへ洗浄液を供給するための供給管部８ｆが設けられている。さらに、外槽部８ｄの底面部の下部には、越流凹部８ｅを介して内槽部８ｃから外槽部８ｄへ溢れて越流（オーバーフロー）してくる洗浄液を排出させるための排出管部８ｇが設けられている。

さらに、これら洗浄槽８ａ，８ｂ上には、これら洗浄槽８を覆う平面視円形平板状の蓋部材８ｈが同心状にそれぞれ取り付けられている。そして、これら蓋部材８ｈの中心位置には、これら蓋部材８ｈにて覆われた各洗浄槽８ａ，８ｂの内槽部８ｃを露出させる平面視略矩形状の挿通孔８ｉが設けられている。これら挿通孔８ｉは、ウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄの一対のチャック部６ｅにてウェハＷを把持した状態で、これらチャック部６ｅとともにウェハＷを挿通させて洗浄槽８ａ，８ｂに浸漬できる大きさに形成されている。

さらに、これら各挿通孔８ｉの外側の開口縁には、Ｏリングパッキン８ｊがそれぞれ取り付けられている。これらＯリングパッキン８ｊは、ウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにてチャックしたウェハＷを、このハンドチャック６ｄとともに洗浄槽８ａ，８ｂ浸漬させた際に、このハンドチャック６ｄが取り付けられた本体部６ａの下面に密着し、これら洗浄槽８ａ，８ｂを覆う各蓋部材８ｈの挿通孔８ｉの外周を周方向に亘って密閉させる構成とされている。

＜ウェハ把持搬送部＞
ウェハ把持搬送部６は、円柱状の回転体である本体部６ａと、この本体部６ａの下面中心位置に同心状に下方に突出した円柱状の回転軸部６ｂと、この本体部６ａの上側に同心状に設けられた略円筒状の嵌合筒部６ｃとを有している。そして、本体部６ａは、回転軸部６ｂをチャンバ５の軸孔５ｅに上下動可能かつ回転可能に挿通させ、嵌合筒部６ｃをチャンバ５の嵌合凹部５ｄに上下動可能かつ回転可能に嵌合させてロータリジョイントされている。そして、この本体部６ａは、チャンバ５の壁面部５ｃの中心に沿って上下方向に昇降可能、かつ周方向に回転可能とされている。

ここで、回転軸部６ｂは、図３（ａ）に示すように、この回転軸部６ｂの下端部を、チャンバ５の軸孔５ｅより下方に突出させて取り付けられている。さらに、この回転軸部６ｂの下端部には、この回転軸部６ｂを周方向に回転駆動させる駆動手段としてのサーボモータ１１が取り付けられている。なお、このサーボモータ１１については、回転軸部６ｂを回転駆動可能な、例えばＡＣモータ、ステッピングモータ等の駆動手段とすることもできる。また、この回転軸部６ｂの周囲には、この回転軸部６ｂを上下動させて本体部６ａを昇降移動させる上下動シリンダ１２が設けられている。

さらに、ウェハ把持搬送部６の本体部６ａには、チャンバ５のウェハ授受ステージ７上に搬送されて設置されたウェハＷを把持して移動させるためのロボットハンドであるチャックハンド６ｄが設けられている。このチャックハンド６ｆは、本体部６ａの下面の中心位置から径方向に所定間隔ほど離間させた位置に設けられている。そして、このチャックハンド６ｆは、本体部６ａの中心、すなわちチャンバ５の設置面５ｆの中心位置を回転中心として周方向に回転可能、かつ鉛直方向に昇降可能な構成とされている。さらに、このチャックハンドル６ｄは、チャンバ５の設置面５ｆの中心位置から各洗浄槽８ａ，８ｂの中心位置までの距離に等しい距離ほど、本体部６ａの中心位置から径方向にずれた位置に取り付けられている。

そして、このチャックハンド６ｄは、一対のチャック部６ｅを備えている。これら一対のチャック部６ｅには、これら一対のチャック部６ｅの間隔を変化させるチャックシリンダ６ｆが取り付けられている。このチャックシリンダ６ｆは、本体部６ａの下面側に取り付けられており、この本体部６ａの下面から下方に突出した構成とされている。さらに、チャックシリンダ６ｆは、これら一対のチャック部６ｅの間隔を変化させて、これら一対のチャック部６ｅ間を近づけることによってウェハＷを把持し、これら一対のチャック部６ｅ間を遠ざけることによってウェハＷの把持を解除する構成とされている。

さらに、これら一対のチャック部６ｅは、図３（ａ）に示すように、上下方向に軸方向を沿わせて平行に取り付けられた一対のチャックピン６ｇをそれぞれ有している。これらチャックピン６ｇは、ウェハＷの直径寸法より小さく、かつウェハ授受ステージ７のピン状部７ｂの間隔寸法より小さい間隔寸法に離間されて取り付けられている。さらに、これら各チャックピン６ｇの先端部には、凸状の係止片部６ｈが同心状に設けられている。そして、これら一対のチャック部６ｅは、これら一対のチャック部６ｅの間隔がチャックシリンダ６ｆにて変化される構成とされている。具体的に、これらチャック部６ｅは、これら各チャック部６ｅのチャックピン６ｇ間の間隔が変化していき、これらチャックピン６ｇの係止片部６ｈの内側の縁部にて、ウェハＷの周縁を係止して挟持し、このウェハＷを計４本のチャックピン６ｇに挟んで把持（チャック）する構成とされている。

よって、ウェハ把持搬送部６は、チャックシリンダ６ｆを駆動させてチャックハンド６ｄの一対のチャック部６ｅにてウェハＷを把持した状態で、上下動シリンダ１２にてウェハＷを上昇移動させて、サーボモータ１１にてウェハＷを回転移動させてチャンバ５の洗浄槽８ａ，８ｂ上にウェハＷを移動させる。さらに、上下動シリンダ１２にてウェハＷを下降移動させて、このウェハＷをいずれかの洗浄槽８ａ，８ｂ内の洗浄液中に浸漬（ディップ）させる構成とされている。

次に、上記一実施形態のウェハ洗浄機１を用いた洗浄方法について図６ないし図８を参照しながら説明する。

ここで、図６は、洗浄装置のステージを示す部分拡大図で、（ａ）は被洗浄物の搬送状態の図、（ｂ）は被搬送物をステージに設置する状態の図、（ｃ）はステージに被洗浄物が設置された状態の図である。図７は、洗浄装置の把持部を示す平面断面図で、（ａ）は被洗浄物を把持する前の状態の図、（ｂ）は被搬送物を把持した状態の図、（ｃ）は把持した被洗浄物を洗浄槽上へ移動させた状態の図である。図８は、洗浄装置の洗浄ユニットの浸漬工程を示す正面断面図である。

＜搬入工程＞
まず、洗浄が必要なウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、ウェハ洗浄機１の前室２ｄのドッキングポート２ｅに嵌合させて設置する。この状態で、ウェハ洗浄機１の所定位置に設けられているスタートスイッチ（図示せず）を押す。

すると、ドッキングポート２ｅに設置されたミニマルシャトルが開放され、このミニマルシャトル内に収容されているウェハＷが、搬送装置４の保持部４ｂにて保持される。

そして、図３（ａ）に示すように、昇降シリンダ７ａにてウェハ授受ステージ７が上昇移動されるとともに、サーボモータ１１にてウェハ把持搬送部６が回転移動され、図７（ａ）に示すように、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄがアンチャック状態でウェハ授受ステージ７上に移動される。

この後、搬送装置４の機体４ａが延出していき、図６（ａ）に示すように、この搬送装置４の保持部４ｂにて保持されているウェハＷが、チャンバ５のウェハ授受ステージ７上へ搬送される。

この状態で、図６（ｂ）に示すように、搬送装置４の機体４ａが下方へ移動していき、この搬送装置４の保持部４ｂにて保持されているウェハＷが、ウェハ授受ステージ７の各ピン状部７ｂの係止凸部７ｃの内縁に係止されて設置される。

＜洗浄工程＞
次いで、図６（ｃ）および図７（ｂ）に示すように、チャックシリンダ６ｆにてチャックハンド６ｄの一対のチャック部６ｅが近づけられていき、これら一対のチャック部６ｅの各チャックピン６ｇの係止片部６ｈにて、ウェハ授受ステージ７上に設置されたウェハＷが挟み込まれて把持されチャック状態とされる。

この状態で、昇降シリンダ７ａにてウェハ授受ステージ７が下降され、このウェハ授受ステージ７がチャンバ５の収容凹部５ｈに収容される。さらに、この状態から、サーボモータ１１にてウェハ把持搬送部６が回転移動され、図４および図７（ｃ）に示すように、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにて把持されているウェハＷが、ＰＣＭ液が供給されている洗浄槽８ａの内槽部８ｃ上に移動される。

そして、図８に示すように、上下動シリンダ１２にてウェハ把持搬送部６が下降され、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにて把持しているウェハＷが、このチャックハンド６ｄの各チャックピン６ｇとともに洗浄槽８ａの内槽部８ｃ内に挿入されていく。この結果、この内槽部８ｃ内に貯留されているＰＣＭ液中にウェハＷが浸漬され、このＰＣＭ液にてウェハＷの表面が洗浄される。

このとき、この洗浄槽８ａの内槽部８ｃ内に貯留されているＰＣＭ液は、例えば１４０℃に加熱されているとともに、この内槽部８ｃの下方に取り付けられた超音波振動子９によって超音波振動され、この超音波振動され、かつ加熱されたＰＣＭ液にてウェハＷの表面に付着しているレジストや残渣が取り除かれ洗浄される。

＜リンス工程＞
次いで、上下動シリンダ１２にてウェハ把持搬送部６が上昇され、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにて把持しているウェハＷが、ＰＣＭ液が貯留されている洗浄槽８ａの内槽部８ｃ内から取り出される。この後、サーボモータ１１にてウェハ把持搬送部６が回転移動され、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにて把持しているウェハＷが、純水が供給されている洗浄槽８ｂの内槽部８ｃ上に移動される。

この状態で、上下動シリンダ１２にてウェハ把持搬送部６が下降され、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにて把持されているウェハＷが、このチャックハンド６ｄの各チャックピン６ｇとともに洗浄槽８ｂの内槽部８ｃ内に挿入されていく。この結果、この内槽部８ｃ内に貯留されている純水中にウェハＷが浸漬され、この純水にてウェハＷの表面に付着しているＰＣＭ液等が洗浄されリンスされる。

このとき、この洗浄槽８ｂの内槽部８ｃ内に貯留されている純水は、この内槽部８ｃの下方に取り付けられた超音波振動子９にて超音波振動され、この超音波振動された純水にてウェハＷの表面がリンスされる。

＜乾燥工程＞
この後、上下動シリンダ１２にてウェハ把持搬送部６が上昇され、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにて把持されているウェハＷが、純水が貯留されている洗浄槽８ｂの内槽部８ｃ内から取り出される。

この状態で、サーボモータ１１にてウェハ把持搬送部６が、例えば１５００ｒｐｍ程度の速度で高速回転され、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにて把持されているウェハＷが高速回転されて、このウェハＷに付着している純水等が吹き飛ばされ、このウェハＷがスピンドライされて乾燥される。

＜搬出工程＞
そして、このウェハＷのスピンドライが完了した後に、昇降シリンダ７ａにてウェハ授受ステージ７が上昇移動されるとともに、サーボモータ１１にてウェハ把持搬送部６が回転移動され、図７（ｂ）に示すように、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄがウェハ授受ステージ７上に移動される。

この後、チャックシリンダ６ｆにてチャックハンド６ｄの一対のチャック部６ｅが遠ざけられていき、これら一対のチャック部６ｅの各チャックピン６ｇの係止片部６ｈによるウェハＷの把持が解除されてアンチャック状態とされる。この結果、このウェハＷがウェハ授受ステージ７の各ピン状部７ｂの係止凸部７ｃの内縁にて係止され、このウェハ授受ステージ７上に設置される。

そして、このウェハ授受ステージ７上に設置されたウェハＷが、搬送装置５にて引き戻し動作されてミニマルシャトル上に設置されてから、このミニマルシャトルが閉操作されてウェハＷが収容される。さらに、このウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、前室２ｃのドッキングポート２ｄから取り外すことによって、ウェハ洗浄機１からウェハＷが搬出される。

＜作用効果＞
上述のように、上記一実施形態のウェハ洗浄機１においては、チャンバ５のウェハ授受ステージ７上に設置させたウェハＷを、ウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにて把持してチャックさせる。そして、この状態で、このウェハ把持搬送部６を適宜昇降移動および回転移動させることによって、このウェハＷをウェハ授受ステージ７上から洗浄槽８ａ，８ｂ上に移動でき、かつこれら各洗浄槽８ａ，８ｂ内の洗浄液中に浸漬させて洗浄することができる。

すなわち、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄを用い、このウェハ把持搬送部６の本体部６ａを回転および昇降させることによって、ＳＰＭ液が供給された洗浄槽８ａにウェハＷを浸漬させて洗浄することができる。さらに、この洗浄槽８ａでのウェハＷの洗浄の後、この洗浄槽８ａからウェハＷを取り出し、純水が供給された洗浄槽８にウェハＷを浸漬させてリンスできる。よって、このウェハＷの洗浄およびリンスをウェハ把持搬送部６の回転動作および昇降動作のみで行うことができる。このため、チャンバ５の設置面部５ｂの設置面５ｆに間隔を空けて設けられた洗浄槽８ａ，８ｂを用い、効率良くウェハＷを洗浄することができる。

さらに、各洗浄槽８ａ，８ｂにウェハＷを浸漬させて洗浄およびリンスした後、ウェハ把持搬送部６を高速回転させることによって、このウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄにてチャックしているウェハＷを高速回転させてスピンドライできる。したがって、チャンバ５のウェハ授受ステージ７上へと搬送されたウェハＷを洗浄槽８ａ，８ｂへと搬送するウェハ把持搬送部６を用い、このウェハＷをスピンドライさせて乾燥させることができるから、このウェハＷの洗浄から乾燥までの一連の工程を一つのチャンバ内で行うことができる。よって、クロスコンタミなどの影響がなく、適切かつ効率良くウェハＷを洗浄することができるから、このウェハＷの洗浄品質を向上させることができる。

そして、チャンバ５の各洗浄槽８ａ，８ｂに供給される洗浄液を、これら洗浄槽８ａ，８ｂの内槽部８ｃの下方の供給管部８ｆから流入させ、この内槽部８ｃ内の洗浄液を、この内槽部８ｃの開口縁の越流凹部８ａから外槽部８ｄへ越流させて、この外槽部８ｄの下方の排出管部８ｇから流出させる。この結果、これら洗浄槽８ａ，８ｂに供給される洗浄液が常にリフレッシュされる。さらに、内槽部８ｃ内の洗浄液は、この洗浄液の液面側から外槽部８ｄに越流して排出されていくため、この洗浄液より比重の重いレジストや残渣を効率良く内槽部８ｃから外槽部８ｄへ排出させることができる。

また、ウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄの一対のチャック部６ｅの間隔をチャックシリンダ６ｆにて変化させ、これら一対のチャック部６ｅの間隔を狭くしていくことによって、これらチャック部６ｅの各チャックピン６ｇにてウェハＷの周縁を挟むように挟持してチャックすることができる。また、これら一対のチャック部６ｅの間隔を広くしていくことによって、これらチャック部６ｅのチャックピン６ｇによるウェハＷのチャックを解除させることができる。

したがって、チャンバ５内のクリーンな雰囲気でウェハＷを把持でき、比較的簡単な構成でウェハＷを確実に把持することができる。さらに、このウェハＷの表面や裏面を覆ったり接触させたりすることなく、このウェハＷをチャックして洗浄槽８ａ，８ｂ中に浸漬させて洗浄液中にディップさせることができるから、このウェハＷをより確実かつ効率良く洗浄することができる。

さらに、ウェハ把持搬送部６のチャックハンド６ｄの一対のチャック部６ｅにてウェハＷを把持させる。この状態で、これらチャック部６ｅとともにウェハＷを、いずれか一方の洗浄槽８ａ，８ｂを覆う蓋部材８ｈの挿通孔８ｉに挿通させると、図８に示すように、これら各蓋部材８ｈの開口縁に取り付けたＯリングパッキン８ｊが、チャックハンド６ｄの外周を覆う本体部６ａの下面に密着する。この結果、これら蓋部材８ｈの挿通孔８ｉの外周がＯリングパッキン８ｊにて周方向に亘って本体部６ａの下面に密閉されるため、ウェハＷを洗浄槽８ａ，８ｂの内槽部８ｃ内の洗浄液中に浸漬させた際における、この蓋部材８ｈの挿通孔８ｉからの洗浄液の溢れ出し等を防止することができる。

また、この場合においては、ウェハＷを浸漬させていない側の洗浄槽８ｂ，８ａにおいても、この洗浄槽８ｂ，８ａを覆う蓋部材８ｈの開口縁に取り付けられたＯリングパッキン８ｊが、本体部６ａの下面に密着し、この蓋部材８ｈの挿通孔８ｉの外周が周方向に亘って密閉される。したがって、このウェハＷを浸漬させていない側の洗浄槽８ｂ，８ａにおける、蓋部材８ｈの挿通孔８ｉからの洗浄液の溢れや漏れについても同時に防止することができる。

ここで、ウェハＷの大きさをハーフインチサイズ（直径１２．５ｍｍ）としたミニマルファブ構想に基づくウェハ洗浄機１であるため、このウェハＷが搬送されるウェハ授受ステージ７や洗浄槽８ａ，８ｂの大きさを小さくすることができる。したがって、設置面部５ｂの設置面５ｆ上にウェハ授受ステージ７および２つの洗浄槽８ａ，８ｂを設けたチャンバ５であっても、筐体２のウェハ処理室２ｆに収容させることができる。また、このウェハ洗浄機１のチャンバ５内をクリーン化することによって、このチャンバ５内のクリーンな１つの雰囲気でウェハＷを洗浄および乾燥させることができるから、このウェハＷの洗浄処理を高速かつ適切に行うことができる。

さらに、ウェハ洗浄機１にて洗浄処理するウェハＷをハーフインチサイズとしたことにより、このウェハ洗浄機１の各洗浄槽８ａ，８ｂの大きさを小さくできる。このため、これら各洗浄槽８ａ，８ｂに供給するＳＰＭ液や純水等の使用量を大幅に少なくでき削減することができる。したがって、このウェハＷの洗浄をより歩留まりおよび生産性良く行うことができる。

［その他］
なお、上記一実施形態においては、ＳＰＭ液が供給された洗浄槽８ａにウェハＷを浸漬させて洗浄してから、純水が供給された洗浄槽８ｂにウェハＷを浸漬させてリンスする２つの洗浄槽８ａ，８ｂが設けられた構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されることはなく、チャンバ５の設置面５ｆ上に２つ以上の洗浄槽を設けても良く、これら洗浄槽にＳＰＭ液や純水以外の種々の洗浄液を用いることもできる。

特に、この場合においては、例えば希フッ酸水溶液（ＨＦ）が供給された第１の洗浄槽にウェハＷを浸漬させて、このウェハＷ上のＳｉ酸化膜を除去してから、ＳＰＭ液が供給された第２の洗浄槽にウェハＷを浸漬させて、このウェハＷの表面に付着している有機物やパーティクルを除去する。この後、塩酸（ＨＣｌ）と過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）が供給された第３の洗浄槽にウェハＷを浸漬させて、このウェハＷの表面に付着している金属類を除去してから、純水が供給された第４の洗浄槽にウェハＷを浸漬させてリンスする、いわゆるＲＣＡ洗浄を行う構成とすることもできる。

１ ウェハ洗浄機
２ 筐体
２ａ 装置上部
２ｂ 装置下部
２ｃ 凹状部
２ｄ 前室
２ｅ ドッキングポート
２ｆ ウェハ処理室
３ 洗浄ユニット
３ａ 供給部
３ｂ 排出部
４ 搬送装置
４ａ 機体
４ｂ 保持部
５ チャンバ
５ａ 底面部
５ｂ 設置台部
５ｃ 壁面部
５ｄ 嵌合凹部
５ｅ 軸孔
５ｆ 設置面
５ｇ ウェハ授受部
５ｈ 収容凹部
６ ウェハ把持搬送部
６ａ 本体部
６ｂ 回転軸部
６ｃ 嵌合筒部
６ｄ チャックハンド
６ｅ チャック部
６ｆ チャックシリンダ
６ｇ チャックピン
６ｈ 係止片部
７ ウェハ授受ステージ
７ａ 昇降シリンダ
７ｂ ピン状部
７ｃ 係止凸部
８ａ 洗浄槽
８ｂ 洗浄槽
８ｃ 内槽部
８ｄ 外槽部
８ｅ 越流凹部
８ｆ 供給管部
８ｇ 排出管部
８ｈ 蓋部材
８ｉ 挿通孔
８ｊ Ｏリングパッキン
９ 超音波振動子
１１ サーボモータ
１２ 上下動シリンダ
Ｗ ウェハ

Claims (6)

1. 洗浄液で被洗浄物を洗浄する洗浄装置であって、
   洗浄液が供給され被洗浄物が挿入可能な複数の洗浄槽を有するチャンバと、
   このチャンバ上に移動可能に取り付けられ前記被洗浄物を把持し、この被洗浄物を把持した状態で、この被洗浄物をいずれかの前記洗浄槽に浸漬させる把持部と、を備えた
   ことを特徴とする洗浄装置。
2. 請求項１記載の洗浄装置において、
   前記複数の洗浄槽は、前記チャンバの中心から等しく、このチャンバの周方向に沿った位置にそれぞれ設けられ、
   前記把持部は、前記チャンバの中心を回転中心として回転可能かつ昇降可能とされている
   ことを特徴とする洗浄装置。
3. 請求項１または２記載の洗浄装置において、
   前記把持部は、上下方向に軸方向を沿わせて平行に取り付けられた一対のチャックピンを有する一対のチャック部を備え、これら一対のチャック部の間隔を変化させて前記被洗浄物の縁部間を挟んで把持する
   ことを特徴とする洗浄装置。
4. 請求項１ないし３いずれか一項に記載の洗浄装置において、
   前記チャンバに設けられ前記被洗浄物が設置されるステージを備え、
   前記把持部は、前記ステージに設置された前記被洗浄物を把持して前記洗浄槽に浸漬させる
   ことを特徴とする洗浄装置。
5. 前記４記載の洗浄装置において、
   前記ステージは、前記チャンバの中心から前記洗浄槽までの距離に等しく、これら洗浄槽とともに前記チャンバの周方向に沿った位置に設けられている
   ことを特徴とする洗浄装置。
6. 請求項１ないし５いずれか一項に記載の洗浄装置において、
   前記被洗浄物は、所定サイズの円盤状のウェハであり、
   前記洗浄槽は、前記ウェハより若干大きな平面視円形状に形成されている
   ことを特徴とする洗浄装置。