JP2024046371A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】バッチ式モジュールと枚葉式モジュールを備えた装置の構成を見直すことにより、基板を確実に搬送し、基板やこれに基づく最終製品を高品質に保つ基板処理装置を提供する。【解決手段】本発明において液中で配列された複数枚の基板Wから1枚の基板Wを取り出すハンドは、基板Wを挟持する挟持ハンド87となっている。挟持ハンド87は、基板Wの一方において基板Wの周辺に当接し、基板Wの他方において基板Wの周辺に当接する一対のアームを有している。したがって、本発明の挟持ハンド87は、基板配列の内部に入り込むことなく挟持対象の基板Wを挟持して取り出すことが可能である。【選択図】図4

Description

本発明は、半導体基板、液晶表示用や有機EL(Electroluminescence)表示装置などのFPD(Flat Panel Display)用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の各種基板に所定の処理を行う基板処理装置に関する。
従来、この種の装置として、バッチ式モジュール、枚葉式モジュールを備えたものがある(例えば特許文献1参照)。バッチ式モジュールは、複数枚の基板に対して一括して所定の処理を行う。枚葉式モジュールは、1枚ずつの基板に所定の処理を行う。バッチ式モジュール、枚葉式モジュールには、それぞれ固有の長所がある。バッチ式モジュールと枚葉式モジュールとを備えた基板処理装置は、両方のモジュールの長所を備えることで、バッチ式基板処理装置、または枚葉式基板処理装置よりも利点を有する構成を実現している。
特許文献1の装置は、バッチ式処理を終えた複数枚の基板が液中で保持される構成である。枚葉式処理は、基本的に基板を1枚ずつ処理する構成なので、バッチ式処理を終えた基板を一度待機させ、基板に対して逐次的に枚葉処理を行うようにする必要がある。したがって、従来構成では、バッチ式処理を終えた複数枚の基板を一度待機位置で保持して、保持された基板を搬送アームにより1枚ずつ取り出して枚葉式モジュールに搬送する構成を採用している。特許文献1の構成の搬送アームは、配列された複数枚の基板の隙間に挿入され、搬送アームに設けられたタブで基板を保持させることにより基板の取り出しを実現している。
特開2021-64654号公報
しかしながら、この様な構成を有する従来装置は、次のような問題を有する。
すなわち、従来構成によれば、待機している複数枚の基板の隙間に搬送アームを挿入する構成となっている。この構成が、幾つかの問題を招来させる。例えば、従来構成では、搬送アームが基板に干渉する可能性が高まる。基板の隙間に搬送アームを挿入する構成では、隙間の両端に位置する一対の基板に搬送アームが衝突してしまう可能性があるからである。搬送アームを基板に衝突させないようにするには、精度の高い搬送アームの制御が必要となり、装置の構成が困難となる。基板に対する搬送アームの衝突を抑制しようとして搬送アームを基板の配列方向に幅狭とすると、それだけ搬送アームが撓むようになるので、かえって状況を悪化させかねない。
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、バッチ式モジュールと枚葉式モジュールを備えた装置の構成を見直すことにより、基板を確実に搬送し、基板を高品質に保つ基板処理装置を提供することにある。
本発明は、この様な目的を達成するために次のような構成をとる。
複数枚の基板を一括して処理するバッチ処理と、基板を1枚ずつ処理する枚葉処理とを連続して行う基板処理装置であって、ストッカーブロックと、前記ストッカーブロックに隣接する移載ブロックと、前記移載ブロックに隣接する処理ブロックと、を備え、前記ストッカーブロックは、複数枚の基板を水平姿勢で所定間隔を空けて鉛直方向に収納する少なくとも1つのキャリアを収容し、前記キャリアからの基板の出し入れのために前記キャリアが載置される少なくとも1つの基板取り出し・収納用のキャリア載置棚と、を備え、前記移載ブロックは、前記キャリア載置棚に載置されたキャリアに対して複数枚の基板を一括して取り出す取得用ハンドリング機構と、水平姿勢となっている複数枚の基板を一括して鉛直姿勢に姿勢変換する基板姿勢変換機構と、鉛直姿勢となっている複数枚の基板を一括して所定の基板受け渡し位置で保持する基板保持部と、を備え、前記処理ブロックは、一端側が前記移載ブロックに隣接し、他端側が前記移載ブロックから離れる方向に延びるバッチ処理領域と、前記移載ブロックに隣接し、前記バッチ処理領域から離間した枚葉処理領域と、前記バッチ処理領域と前記枚葉処理領域との間に介在する枚葉基板搬送領域と、前記バッチ処理領域に沿って設けられ、一端側が前記移載ブロックにまで延び、他端側が前記移載ブロックから離れる方向に延びるバッチ基板搬送領域と、を備え、前記バッチ処理領域には、その領域が延びる方向に複数枚の基板を一括して浸漬処理する複数個のバッチ処理槽が並び、更に、前記移載ブロックに最も近い位置に鉛直姿勢となっている複数枚の基板を液中で保持する保持槽が設けられ、前記枚葉基板処理領域には、基板を1枚ずつ個別に処理する少なくとも1つの枚葉処理チャンバが設けられ、前記枚葉基板搬送領域には、前記保持槽の液中に保持された複数枚の基板中の搬送対象である1枚の基板に対して、前記基板の周縁部から半径方向外側に離れた側方位置であって、前記基板を介在して対向する2つの側方位置から、半径方向内側に向けてそれぞれ接近することにより、前記基板の周縁部を液中で挟持する一対のアームを備えた挟持ハンドと、前記挟持ハンドを昇降させて前記基板を前記保持槽の液面から露出させる昇降機構と、前記挟持ハンドを回転させて前記基板の姿勢を鉛直姿勢から水平姿勢へと変換する回転機構と、前記挟持ハンドを水平移動させて前記基板を前記枚葉基板処理領域に搬送する水平移動機構と、を備えた枚葉基板搬送機構が設けられ、前記バッチ基板搬送領域には、前記基板受け渡し位置と前記バッチ処理槽の各々と前記保持槽との間で複数枚の基板を一括して搬送するバッチ基板搬送機構が設けられ、前記移載ブロックは、更に、前記処理ブロックにおける前記枚葉基板処理領域と前記ストッカーブロックにおける前記キャリア載置棚との間に介在する機構であって前記枚葉基板処理領域から前記キャリア載置棚まで水平姿勢の基板を搬送する返却用ハンドリング機構を備えることを特徴とする基板処理装置。
[作用・効果]上述した(1)に係る発明によれば、基板を確実に搬送し、基板やこれに基づく最終製品を高品質に保つ基板処理装置を提供することができる。すなわち、本発明のバッチ処理領域から枚葉処理領域まで基板を搬送する挟持ハンドと、これを駆動させる各機構が設けられ、挟持ハンドは、基板の1枚を挟持する互いに接近および離反が可能な一対のアームを有している。この様な構成とすると、タブを介してではなく、一対のアーム自体が直接に基板を挟持する。つまり本発明の挟持ハンドは、挟持対象の基板と当該基板に対向する隣の基板との隙間に挿入されるのではなく、挟持ハンドは、基板の配列の外側から挟持対象となっている基板の外周部を把持する。つまり、本発明の挟持ハンドは、基板同士の隙間にアームを挿入する構成とする必要がない。本発明によれば、搬送アームが基板に衝突してしまうことが抑制されるので、基板を確実に搬送し、基板やこれに基づく最終製品を高品質に保つ基板処理装置を提供することができる。
本発明は以下のような特徴も有している。
(2)(1)に記載の基板処理装置において、前記枚葉基板搬送機構の挟持ハンドは、基板の形状に倣って円弧状に延びる断面Vの字形状の溝を備えている。
[作用・効果]上述した(2)に係る発明によれば、挟持ハンドが基板を挟持する際に、基板の周縁部が円弧状に延びる断面Vの字形状の溝に嵌入する。したがって、(2)の構成によれば、より堅固に基板を把持できる挟持ハンドを備えた基板処理装置が提供できる。
(3)(1)に記載の基板処理装置において、前記移載ブロックにおける前記取得用ハンドリング機構は、前記返却用ハンドリング機構と兼用のロボットで構成され、前記移載ブロックは、更に、前記基板姿勢変換機構と前記基板受け渡し位置との間に介在する機構であって、複数枚の基板の配列ピッチを前記所定間隔と前記所定間隔よりも狭い狭間隔とに亘って変換するプッシャ機構を備え、前記処理ブロックにおける前記バッチ基板搬送機構は、前記狭間隔で配列された複数枚の基板を搬送する。
[作用・効果]上述した(3)に係る発明によれば、移載ブロックにおける取得用ハンドリング機構は、返却用ハンドリング機構と兼用のロボットで構成される。この様に構成することにより、複数枚の配列ピッチを変更するための機構を配置するスペースを移載ブロックにおいて確実に確保することができる。
(4)(1)に記載の基板処理装置において、前記移載ブロックにおける前記取得用ハンドリング機構および前記返却用ハンドリング機構は、隣接して設けられた個別のロボットで構成され、前記ストッカーブロックは、更に、前記取得用ハンドリング機構がアクセス可能なキャリアCが載置されるキャリア載置棚である取得用棚と、前記返却用ハンドリング機構がアクセス可能なキャリアCが載置されるキャリア載置棚である返却用棚と、前記取得用棚に載置されたキャリアを返却用棚まで移動させるキャリア搬送機構と、を備え、前記処理ブロックにおける前記バッチ基板搬送機構は、前記所定間隔で配列された複数枚の基板を搬送する。
[作用・効果]上述した(4)に係る発明によれば、前記移載ブロックにおける前記取得用ハンドリング機構および前記返却用ハンドリング機構は、隣接して設けられた個別のロボットで構成される。この様に構成すれば、ハンドリング機構の制御が単純となり、確実な基板搬送が可能な基板処理装置が提供できる。
(5)(1)に記載の基板処理装置において、前記枚葉処理領域には、鉛直方向に複数の前記枚葉処理チャンバが設けられている。
[作用・効果]上述した(5)に係る発明のように枚葉処理チャンバが複数設けられていれば、処理が滞りやすい枚葉式処理によってスループットが低下することが極力抑制できる。また、複数の枚葉処理チャンバが鉛直方向に積層され、各枚葉処理チャンバの位置が鉛直方向以外で一致していれば、各枚葉処理チャンバに対する基板の搬入・搬出が同一の搬送機構によって実現できる。したがって、本発明によれば、1つの枚葉処理チャンバが設けられている装置からレイアウトを変更させないで、複数枚の基板に対し枚葉処理を平行して行う基板処理装置が提供できる。
(6)(1)に記載の基板処理装置において、前記枚葉処理チャンバは、基板表面の撥水加工処理が可能である。
[作用・効果]上述した(6)に係る発明によれば、基板表面の撥水加工を枚葉処理チャンバで確実に行いつつ、バッチ式処理を併用することで、スループットが高い基板処理装置が提供できる。
(7)(1)に記載の基板処理装置において、前記枚葉処理チャンバは、基板の乾燥処理が可能である。
[作用・効果]上述した(7)に係る発明によれば、基板の乾燥処理を枚葉処理チャンバで確実に行いつつ、バッチ式処理を併用することで、スループットが高い基板処理装置が提供できる。
本発明によれば、基板処理装置を提供できる。すなわち、本発明において液中で配列された複数枚の基板から1枚の基板を取り出すハンドは、基板を挟持する挟持ハンドとなっている。すなわち、本発明の挟持ハンドは、保持槽の液中に保持された複数枚の基板中の搬送対象である1枚の基板に対して、基板の周縁部から半径方向外側に離れた側方位置であって、基板を介在して対向する2つの側方位置から、半径方向内側に向けてそれぞれ接近することにより、基板の周縁部を液中で挟持する一対のアームを有している。したがって、本発明の挟持ハンドは、基板配列の内部に入り込むことなく挟持対象の基板を挟持して取り出すことが可能である。したがって、本発明における挟持ハンドが基板に当接する可能性があるのは、基板の周辺しかなく、この部分に挟持ハンドが当接しても基板表面に形成されるデバイスに影響を与えない。このように、本発明によれば、搬送アームが基板に衝突してしまうことが抑制されるので、基板を確実に搬送し、基板やこれに基づく最終製品を高品質に保つ基板処理装置を提供することができる。
実施例1に係る基板処理装置の全体構成について説明する平面図である。 姿勢変換部を具体的に説明する斜視図である。 姿勢変換部の動作を説明する模式図である。 挟持アームとその周辺の機構を具体的に説明する斜視図である。 挟持アームの回転機構について説明する斜視図である。 挟持アームの動作を説明する断面図である。 挟持アームの動作を説明する断面図である。 挟持アームの動作を説明する断面図である。 基板処理の流れを説明するフローチャートである。 基板処理の流れを説明する模式図である。 基板処理の流れを説明する模式図である。 基板処理の流れを説明する模式図である。 実施例2に係る基板処理装置の全体構成について説明する平面図である。 基板処理の流れを説明するフローチャートである。 基板処理の流れを説明する模式図である。 基板処理の流れを説明する模式図である。 基板処理の流れを説明する模式図である。 本発明の1変形例を説明する模式図である。 本発明の1変形例を説明する模式図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。本発明の基板処理装置は、複数枚の基板Wを一括して処理するバッチ処理と、基板Wを1枚ずつ処理する枚葉処理とを連続して行う装置である。
<1.全体構成>
基板処理装置1は、図1に示すように、隔壁により区画された各ブロックを有している。すなわち、基板処理装置1は、搬入出ブロック3と、搬入出ブロック3に隣接するストッカーブロック5と、ストッカーブロック5に隣接する移載ブロック7と、移載ブロック7に隣接する処理ブロック9とを備えている。ストッカーブロック5は本発明のストッカーブロックに、移載ブロック7は本発明の移載ブロックに、処理ブロック9は本発明の処理ブロックにそれぞれ相当する。
基板処理装置1は、円盤状となっている基板Wに対して例えば、薬液処理、洗浄処理、撥水加工処理などの各処理を行う。基板処理装置1は、複数枚の基板Wを一括に処理するバッチ式の処理方式と、基板Wを1枚ずつ処理する枚葉式の処理方式の両方を併用した処理方式(いわゆるハイブリッド方式)を採用している。バッチ式の処理方法は、鉛直姿勢で配列された複数枚の基板Wを一括で処理する処理方法である。枚葉式の処理方法は、水平姿勢となっている基板Wを1枚ずつ処理する処理方法である。
本明細書では、便宜上、搬入出ブロック3と、ストッカーブロック5と、移載ブロック7と処理ブロック9とが配列する方向を「前後方向(X方向)」とよぶ。当該前後方向(X方向)は、水平に延びる。前後方向(X方向)のうち、ストッカーブロック5から搬入出ブロック3に向かう方向を「前方」とよび、前方の反対側の方向を後方とよぶ。前後方向(X方向)と直交する水平に延びる方向を「幅方向(Y方向)」とよぶ。幅方向の一方を便宜上「右方」とよび、他方を便宜上「左方」とよぶ。前後方向(X方向),幅方向(Y方向)と直交する高さ方向を便宜上「鉛直方向(Z方向)」とよぶ。各図では、参考として、前、後、右、左、上、下を適宜示す。
<2.搬入出ブロック>
搬入出ブロック3は、複数枚の基板Wを水平姿勢で所定間隔を空けて鉛直方向に収納するキャリアCがブロック内に投入されるときの入口である投入部11と、キャリアCがブロック外に払い出されるときの出口である払出部13とを備える。投入部11および払出部13は、幅方向(Y方向)に延びる搬入出ブロック3の外壁に設けられている。投入部11は、基板処理装置1における幅方向(Y方向)の中央部から見て右方に設けられ、払出部13は、基板処理装置1における幅方向(Y方向)の中央部から見て右方と反対側の左方に設けられている。
基板Wは、複数枚(例えば25枚)が1つのキャリアC内に水平姿勢で一定の間隔を空けて積層収納されている。基板処理装置1に搬入される未処理の基板Wを収納したキャリアCは、まず投入部11に載置される。投入部11は、例えば、キャリアCが載置される載置台15を2つ備える。キャリアCは、基板Wの面同士を離間させた状態で収容する水平方向に延びる複数の溝(図示省略)が形成されている。当該溝の各々には基板Wが1枚ずつ挿入される。キャリアCとしては、例えば、密閉型のFOUP(Front Opening Unify Pod)がある。本発明においては、キャリアCとして開放型容器を採用してもよい。
払出部13は、基板処理装置1から搬出される処理済みの基板Wを収納したキャリアCを払い出す。この様に機能する払出部13は、投入部11と同様に、例えばキャリアCを載置するための2つの載置台17を備える。投入部11,払出部13は、ロードポートともよばれる。
<3.ストッカーブロック>
ストッカーブロック5は、搬入出ブロック3の後方に隣接して配置される。ストッカーブロック5は、キャリアCをストックして管理する搬送収納部ACBを備えている。搬送収納部ACBは、キャリアCを搬送するキャリア搬送機構19とキャリアCを載置する棚21とを備えている。ストッカーブロック5がストックできるキャリアCの個数は例えば1以上である。
ストッカーブロック5が有する棚21は、キャリアCを載置するものであって、ストッカーブロック5と移載ブロック7とを隔てる隔壁に設けられている。当該棚21には、キャリアCを単に一時的に載置するストック用の棚21bと、移載ブロック7が有する第1搬送機構HTRがアクセスする基板取得・返却用のキャリア載置棚21aとがある。キャリア載置棚21aは、本発明のキャリアCからの基板Wの出し入れのためにキャリアCが載置される基板取り出し・収納用のキャリア載置棚に相当する。キャリア載置棚21aには、基板取り出しの対象となるキャリアCが載置され、基板Wの取り出し動作後のキャリア載置棚21aには、空のキャリアCが残留する。取り出された基板Wは、処理ブロック9で種々の処理がなされる。処理を終えた基板Wは、1枚ずつキャリア載置棚21a上にある元のキャリアCに返却される。本例では、キャリア載置棚21aは、1つだけ設けられているが、これに代えて複数のキャリア載置棚21aを設ける構成としてもよい。
キャリア搬送機構19は、未処理の基板Wを収納するキャリアCを投入部11から取り込んで、キャリア載置棚21aに載置する。この際、キャリア搬送機構19は、キャリアCをキャリア載置棚21aに載置する前に一時的にストック用の棚21bに載置することもできる。また、キャリア搬送機構19は、処理済みの基板Wを収納するキャリアCをキャリア載置棚21aから受け入れて、払出部13に載置する。この際、キャリア搬送機構19は、キャリアCを払出部13に載置する前に一時的にストック用の棚21bに載置することもできる。
<4.移載ブロック>
移載ブロック7は、ストッカーブロック5の後方に隣接して配置される。移載ブロック7は、基板Wが取り出されるキャリアCが載置されるキャリア載置棚21a上のキャリアCにアクセス可能な第1搬送機構HTRと、複数枚の基板Wを一括して水平姿勢から垂直姿勢に姿勢変換する姿勢変換部20と、垂直姿勢となっている複数枚の基板Wを姿勢変換部20から一括して受け取る構成であって基板受け渡し位置Pで保持することが可能なプッシャ機構22とを備える。第1搬送機構HTRは本発明の取得用ハンドリング機構に、姿勢変換部20は本発明の基板姿勢変換機構に、プッシャ機構22は本発明の基板保持部にそれぞれ相当する。更に、移載ブロック7には、バッチ基板搬送領域R4に設けられる第2搬送機構WTRに複数枚の基板Wを渡すための基板受け渡し位置Pが設定されている。第1搬送機構HTR,姿勢変換部20,プッシャ機構22はこの順に左右方向(Y方向)に配列されている。基板受け渡し位置Pは、プッシャ機構22の側方であって姿勢変換部20の反対側に設定されている。
第1搬送機構HTRは、ストッカーブロック5が有する搬送収納部ACBの後方のうち右方に設けられている。第1搬送機構HTRは、基板取得・返却用のキャリア載置棚21aに置かれたキャリアCから一括して例えば25枚の基板Wを取り出したり、処理済みとなった基板Wを1枚ずつキャリアCに返却したりするための機構である。第1搬送機構HTRは、未処理となっている複数枚の基板Wを一括して取得する例えば25個の取得用ハンド71aを備えている。1つの取得用ハンド71aは、一対のアームから構成され、1枚の基板Wを支持することが可能である。25個の取得用ハンド71aは、25枚の基板WをキャリアCから取得するときに使用される。第1搬送機構HTRは、取得用ハンド71aとは別に、処理済みの基板WをキャリアCに返却するときに使用される返却用ハンド71bを備えている。返却用ハンド71bは、一対のアームから構成される。本例では、返却用ハンド71bが例えば1つだけ第1搬送機構HTRに設けられているが、これに代えて返却用ハンド71bを複数設けるようにしてもよい。当該構成は、複数設けられている枚葉処理チャンバCMBの各々から処理済みの基板Wをまとめて搬送しようとするときに有利である。取得用ハンド71aおよび返却用ハンド71bは、鉛直方向(Z方向)から見ると、重なって見える。この点、図1では、各ハンドの代表として最上層の取得用ハンド71aを示している。返却用ハンド71bは、25個の取得用ハンド71aよりも下に設けられたハンドであり、最下層のハンドである。取得用ハンド71aと返却用ハンド71bを設けることにより第1搬送機構HTRの制御が容易となる。
第1搬送機構HTRは、取得用ハンド71aにより保持された25枚の基板Wを姿勢変換部20の支持台20Aまで搬送することができる。姿勢変換部20は、受け取った水平姿勢となっている複数枚の基板Wを鉛直姿勢に変換する。プッシャ機構22は、鉛直姿勢となっている複数枚の基板Wを姿勢変換部20から受け取り、複数枚の基板Wを上下左右に移動させることが可能である。
また、第1搬送機構HTRは、返却用ハンド71bを用いて後述する処理ブロック9から処理済みとなっている水平姿勢の基板Wを1枚ずつ受け取る。そして、第1搬送機構HTRは、基板Wの姿勢を保った状態で受け取った基板Wをキャリア載置棚21a上の空のキャリアCに返却する。返却用ハンド71bは、返却用ハンド71bを構成するアームの延びる方向に進退可能である。つまり、返却用ハンド71bは、鉛直方向(Z方向)に取得用ハンド71aと重なっている整列状態から、前進して取得用ハンド71aに対し突出した突出状態となるし、突出状態から後退して、元の整列状態に戻ることもできる。第1搬送機構HTRが取得用ハンド71aを用いて複数枚の基板Wを搬送するときの返却用ハンド71bの状態は整列状態であり、取得用ハンド71aを用いた搬送の妨げとならない。また、第1搬送機構HTRが返却用ハンド71bを用いて1枚の基板Wを搬送するときの返却用ハンド71bの状態は突出状態であり、取得用ハンド71aは、返却用ハンド71bを用いた搬送の妨げとならない。なお、本例の第1搬送機構HTRは、返却用ハンド71bが取得用ハンド71aの下側に設けられていたが、返却用ハンド71bを取得用ハンド71aの上側に設ける構成としてもよい。第1搬送機構HTRは、本発明の返却用ハンドリング機構に相当する。第1搬送機構HTRは、処理ブロック9における枚葉処理領域R2とストッカーブロック5におけるキャリア載置棚21aとの間に介在する機構であって枚葉処理領域R2からキャリア載置棚21aまで水平姿勢の基板Wを搬送する。移載ブロック7における取得用ハンドリング機構は、返却用ハンドリング機構と兼用のロボットで構成される。
図2は、実施例1の姿勢変換部20を説明している。姿勢変換部20は、縦方向(Z方向)に延びる一対の水平保持部20Bと一対の垂直保持部20Cを備えている。支持台20Aは、水平保持部20B,垂直保持部20Cを支持するXY平面に広がる支持面を有している。回転駆動機構20Dは、水平保持部20B,垂直保持部20Cを支持台20Aごと90°回転させる構成である。この回転によって、水平保持部20B,垂直保持部20Cは、左右方向(Y方向)に延びる姿勢となる。なお、図3は、姿勢変換部20の動作を説明する模式図である。以降、図2および図3を参照しながら各部の構成について説明する。
水平保持部20Bは、水平姿勢となっている複数枚の基板Wを下側から支持する。すなわち、水平保持部20Bは、支持対象の基板Wに対応した複数の突起を有する櫛形の構造となっている。互いに隣接する突起の間には基板Wの周縁部が位置する細長状の凹部がある。この凹部に基板Wの周縁部を挿入すると、突起の上面に水平姿勢の基板Wの下面が接触して基板Wは水平姿勢で支持される。
垂直保持部20Cは、鉛直姿勢となっている複数枚の基板Wを下側から支持する。すなわち、垂直保持部20Cは、支持対象の基板Wに対応した複数の突起を有する櫛形の構造となっている。互いに隣接する突起の間には基板Wの周縁部が位置する細長状のV溝がある。このV溝に基板Wの周縁部を挿入すると、基板WはV溝に挟持されて垂直姿勢で支持される。垂直保持部20Cは、支持台20Aに2つ設けられているので、基板Wは、周縁部の2箇所のそれぞれが異なるV溝によって挟持される。
図2において、縦方向(Z方向)に延びる一対の水平保持部20Bおよび一対の垂直保持部20Cは、保持対象の基板Wを囲むように水平姿勢の基板Wに相当する仮想円に沿って設けられている。一対の水平保持部20Bは、基板Wの直径だけ離れており、基板Wの径方向の両端部を保持する。このようにして一対の水平保持部20Bは、水平姿勢の基板Wを支持する。一方、一対の垂直保持部20Cは、基板Wの直径よりも短い距離だけ離れており、基板Wの片側周縁の2つの部位を支持する。このようにして一対の垂直保持部20Cは、鉛直姿勢の基板Wを支持する。一対の水平保持部20BはX方向で対向するように配置されている。一対の垂直保持部20Bは、一対の水平保持部20BよりもY方向左側に少し離間した位置でX方向について対向するように配置されている。
回転駆動機構20Dは、前後方向(X方向)に延びる水平軸AX2周りに支持台20Aを少なくとも90°だけ回転可能に支持する。水平状態の支持台20Aが90°回転すると、支持台20Aは垂直状態となり、垂直保持部20B,20Cに保持された複数枚の基板Wの姿勢は、水平姿勢から鉛直姿勢に変換される。
図3(f)に示すように、プッシャ機構22は、鉛直姿勢の基板Wが搭載可能なプッシャ22Aと、このプッシャ22Aを回転および昇降させる昇降回転部22Bと、プッシャ22Aを左右方向(Y方向)に移動させる水平移動部22Cと、水平移動部22Cを案内する左右方向(Y方向)に延びるレール22Dを備える。プッシャ22Aは、鉛直姿勢の複数(例えば50枚)の基板Wの各々の下部を支持する構成である。昇降回転部22Bは、プッシャ22Aの下方に設けられる構成であり、プッシャ22Aを上下方向に昇降させる伸縮自在な機構を備えている。昇降回転部22Bはその他、鉛直軸周りにプッシャ22Aを少なくとも180°回転させることが可能である。水平移動部22Cは、昇降回転部22Bを支持する構成であり、プッシャ22Aおよび昇降回転部22Bを水平移動させる。水平移動部22Cは、レール22Dに案内されて、姿勢変換部20に近い取り上げ位置から基板受け渡し位置Pまでプッシャ22Aを移動させる事ができる。また、水平移動部22Cは、プッシャ22Aを基板配列におけるハーフピッチに対応する距離だけ鉛直姿勢の基板Wを、基板Wの配列方向にシフトさせることもできる。
ここで、姿勢変換部20とプッシャ機構22の動作を説明する。姿勢変換部20とプッシャ機構22は、2個のキャリアCに収容されていた例えば合計50枚の基板Wをフェイストゥバック方式で所定の間隔(例えば5mm)を空けて配列させる。第1のキャリアC内の25枚の基板Wは、第1基板群に属する第1基板W1として説明される。同様に、第2のキャリアC内の25枚の基板Wは、第2基板群に属する第2基板W2として説明される。なお、図3(a)~図3(f)において、作図の都合上、第1基板W1の枚数は3枚であり、第2基板W2の枚数は3枚である。
図3(a)は、水平姿勢となっている第1基板W1が第1搬送機構HTRにより姿勢変換部20へと一括的に渡された状態を示している。この時の第1基板W1のデバイス面(回路パターンの形成面)は上向きとなっている。25枚の第1基板W1は、所定の間隔(例えば10mm)で配置されている。この10mmの間隔は、フルピッチ(ノーマルピッチ)とよばれる。この状態の第1基板W1は、水平保持部20Bにより保持される。なお、この時のプッシャ22Aは支持台20Aよりも下方の取り上げ位置にある。
図3(b)は、回転駆動機構20Dにより姿勢変換部20の支持台20Aが90°回転されたときの様子を示している。このように、姿勢変換部20においては、25枚の第1基板W1の姿勢が水平姿勢から鉛直姿勢に変換される。この状態の第1基板W1は、垂直保持部20Cにより保持される。
図3(c)は、プッシャ22Aが取り上げ位置から上昇して取り上げ位置よりも上方に設定された直上位置まで移動された状態を示している。この上昇運動は、昇降回転部22Bが行う。この様に、プッシャ22Aが第1基板W1の下側から上側に移動すると、姿勢変換部20の垂直保持部20Cにより支持されていた第1基板W1は、垂直保持部20Cから引き抜かれてプッシャ22A上に移動する。プッシャ22Aの上面には、基板Wが挟まる溝が設けられている。第1基板W1は、等間隔に配列されたこれら溝に支持される。当該溝は、フルピッチの半分のハーフピッチで配列され、姿勢変換部20には第1基板W1がフルピッチで配列されているので、直上位置にあるプッシャ22Aの上面には、第1基板W1が挟まっている溝と、基板Wを支持しない空の溝とが交互に配列する。
図3(d)は、プッシャ22Aがハーフピッチ幅だけ移動する動作と、回転駆動機構20Dにより姿勢変換部20の支持台20Aが90°逆回転されたときの動作とを示している。この状態の姿勢変換部20は、第2基板W2を支持することが可能となる。図3(d)においては、姿勢変換部20に既に第2基板W2が搬送されたときの様子が示されている。なお、図3(d)においては、第2基板W2は、水平保持部20Bに支持される。
図3(d)の状態において直上位置にあるプッシャ22Aが元の取り上げ位置にまで戻ると、姿勢変換部20は、支持台20Aを再び90°回転させることが可能となる。
図3(e)は支持台20Aが実際に再度回転されたときの様子を示している。このとき、プッシャ22Aはハーフピッチ幅だけ移動されているので、図3(f)に示すようにプッシャ22Aを再び直上位置に移動させると、第2基板W2は、第1基板W1と干渉しないでプッシャ22Aの上面の第1基板W1同士に挟まれた空の溝に収まる。このようにして、第1基板W1と第2基板W2が交互に配列されたロットが形成される。なお、図3(e)においては、第2基板W2は、垂直保持部20Cに支持される。当該ロットは、フェイストゥバック方式で基板Wが配列されて構成されるので、ロットを構成する基板Wのデバイス面は、全て図3(f)における左方に向いている。この様にして、プッシャ22A上には、フェイストゥバックの状態で50枚の基板Wがハーフピッチで配列される。
図3(f)は、プッシャ22Aが再度直上位置まで移動したときの様子を示している。そして、プッシャ22Aにおいて生成されたロットは、水平移動部22Cにより左方向(Y方向)に搬送されて基板受け渡し位置Pまで移動される。
以上のように、プッシャ機構22は、本発明の鉛直姿勢となっている複数枚の基板を一括して所定の基板受け渡し位置Pで保持する基板保持部に相当する。そして、プッシャ機構22は、姿勢変換部20と基板受け渡し位置Pとの間に介在する機構であって、複数枚の基板の配列ピッチをフルピッチとフルピッチよりも狭いハーフピッチとに亘って変換する。フルピッチは、本発明の所定間隔に相当し、ハーフピッチは、本発明の狭間隔に相当する。
<5.処理ブロック>
図1を参照する。処理ブロック9は、複数枚の基板Wに対して種々の処理を行う。処理ブロック9は、幅方向(Y方向)に配列されるバッチ処理領域R1,枚葉処理領域R2,枚葉基板搬送領域R3およびバッチ基板搬送領域R4に分けられる。バッチ処理領域R1,バッチ基板搬送領域R4は、前後方向(X方向)に延びる。枚葉処理領域R2,枚葉基板搬送領域R3は、移載ブロック7に隣接するように処理ブロック9の前側に設けられている。詳細には、バッチ処理領域R1は、処理ブロック9の左方に設けられている。枚葉処理領域R2は、処理ブロック9の右方に設けられている。枚葉基板搬送領域R3は、バッチ処理領域R1と枚葉処理領域R2とに挟まれる位置、つまり処理ブロック9における中央部に配置される。バッチ基板搬送領域R4は、処理ブロック9の最も左方に配置されている。
<5.1.バッチ処理領域>
処理ブロック9におけるバッチ処理領域R1は、前後方向(X方向)に延びた矩形の領域となっている。バッチ処理領域R1の一端側(前方側)は、移載ブロック7に隣接している。バッチ処理領域R1の他端側は、移載ブロック7から離れる方向(後方側)に延びている。
バッチ処理領域R1は、主としてバッチ式の処理を行うバッチ式処理部を備えている。具体的には、バッチ処理領域R1は、バッチ処理領域R1が延びる方向に複数枚の基板Wを一括して浸漬処理する複数個のバッチ処理ユニットBPU1~BPU4が配列されている。バッチ処理領域R1は、この他、垂直姿勢となっている複数枚の基板Wを液中で保持する水中保持ユニット25を備える。
水中保持ユニット25は、移載ブロック7に後方から隣接する。水中保持ユニット25は、ロットを液中に浸漬させる保持槽43およびロットを昇降させるリフタLF5を備えている。保持槽43は例えば純水を収容し、槽内の基板Wの乾燥を防止する。保持槽43の上方にある受け渡し位置においてロット(例えば、50枚の基板W)を第2搬送機構WTRから受け取ったリフタLF5は、浸漬位置(後述のバッチ薬液処理槽CHB1における処理位置に相当)まで基板Wを降下させ、基板Wの全域を純水に浸漬させる。保持槽43に収容される液体は、純水に限られず、水によって希釈された例えばIPAであってもよい。保持槽43は、バッチ処理領域R1において移載ブロック7に最も近い位置に鉛直姿勢となっている複数枚の基板Wを液中で保持する。保持槽43は本発明の保持槽に相当する。
バッチ処理ユニットBPU1~BPU4の配置について具体的に説明する。第1バッチ処理ユニットBPU1は、水中保持ユニット25に後方から隣接する。第2バッチ処理ユニットBPU2は、第1バッチ処理ユニットBPU1の後方から隣接する。第3バッチ処理ユニットBPU3は、第2バッチ処理ユニットBPU2の後方から隣接する。第4バッチ処理ユニットBPU4は、第3バッチ処理ユニットBPU3の後方から隣接する。従って、第1バッチ処理ユニットBPU1,第2バッチ処理ユニットBPU2,第3バッチ処理ユニットBPU3,第4バッチ処理ユニットBPU4の順に移載ブロック7から離れる。この様に、水中保持ユニット25,第1バッチ処理ユニットBPU1,第2バッチ処理ユニットBPU2,第3バッチ処理ユニットBPU3および第4バッチ処理ユニットBPU4は、この順にバッチ処理領域R1の延びる方向(前後方向:X方向)に並ぶ。
第1バッチ処理ユニットBPU1は、具体的には、ロットを一括してリンス処理するバッチリンス処理槽ONBと、ロットを昇降させるリフタLF1とを備える。バッチリンス処理槽ONBは、ロットに対してリンス処理を行う。バッチリンス処理槽ONBは、純水を収容しており、複数枚の基板Wに付着する薬液を洗浄する目的で設けられている。バッチリンス処理槽ONBにおいて、槽内の純水の比抵抗が所定の値に上昇すれば、洗浄処理は終了となる。
第2バッチ処理ユニットBPU2は、複数枚の基板Wが第1バッチ処理ユニットBPU1に到達する前に搬送される部位であり、具体的には、バッチ薬液処理槽CHB1と、ロットを昇降させるリフタLF2とを備える。バッチ薬液処理槽CHB1は、リン酸溶液などの薬液を収容する。バッチ薬液処理槽CHB1には、ロットを上下動させるリフタLF2が付設されている。バッチ薬液処理槽CHB1は、例えば薬液を下方から上方に向けて供給して薬液を対流させる。リフタLF2は、鉛直方向(Z方向)に昇降する。具体的には、リフタLF2は、バッチ薬液処理槽CHB1の内部に当たる処理位置と、バッチ薬液処理槽CHB1の上方に当たる受け渡し位置に亘って昇降する。リフタLF2は、鉛直姿勢の基板Wで構成されるロットを保持する。リフタLF2は、受け渡し位置において、ロットを第2搬送機構WTRとの間で受け渡しする。リフタLF2がロットを保持した状態で受け渡し位置から処理位置まで下降すると、基板Wの全域は、薬液の液面下に位置する。リフタLF2がロットを保持した状態で処理位置から受け渡し位置まで上昇すると、基板Wの全域は、薬液の液面上に位置する。薬液処理は、具体的に酸処理であり、酸処理としては、リン酸処理が例示されるが、他の酸を用いた処理であってもよい。リン酸処理は、ロットを構成する複数枚の基板Wに対してエッチング処理を行う。エッチング処理は、例えば、基板Wの表面上の窒化膜を化学的に食刻する。バッチ薬液処理がなされた複数枚の基板Wには、上述の第1バッチ処理ユニットBPU1におけるバッチリンス処理槽ONBによりリンス処理が施される。
第3バッチ処理ユニットBPU3は、具体的には、バッチ薬液処理槽CHB2と、ロットを昇降させるリフタLF3とを備える。バッチ薬液処理槽CHB2は、上述のバッチ薬液処理槽CHB1と同様の構成である。つまり、バッチ薬液処理槽CHB2には上述した薬液が収容され、リフタLF3が付設されている。バッチ薬液処理槽CHB2は、ロットに対しバッチ薬液処理槽CHB1と同様の処理を行う。本例の基板処理装置1は、同じ薬液処理が可能な処理槽を複数備える。これは、リン酸処理が他の処理よりも時間を要することによる。リン酸処理には長時間(例えば、60分)の時間を要する。そこで、本例の装置は複数のバッチ薬液処理槽により酸処理を平行して行える様にしている。従って、ロットは、バッチ薬液処理槽CHB1,バッチ薬液処理槽CHB2のいずれかで酸処理される。この様に構成すれば、装置のスループットが高まる。第4バッチ処理ユニットBPU4は、具体的には、バッチ薬液処理槽CHB3と、ロットを昇降させるリフタLF4とを備える。バッチ薬液処理槽CHB3は、上述のバッチ薬液処理槽CHB1と同様の構成である。
このように、実施例1におけるバッチ薬液処理槽CHB1,バッチ薬液処理槽CHB2およびバッチ薬液処理槽CHB3は、バッチリンス処理槽ONBよりも移載ブロック7から離れた位置にある。つまり、実施例1のバッチ薬液処理槽CHB1~CHB3は、保持槽43とバッチリンス処理槽ONBの幅だけ移載ブロック7から離れた位置に設けられる。この様に構成することで、バッチ薬液処理槽CHB1~CHB3が保持する酸溶液により移載ブロック7が有する各機構が腐食してしまうことを防ぐことができる。同様の効果は、後述の枚葉基板搬送機構SPRについても奏される。
<5.2.枚葉処理領域>
処理ブロック9における枚葉処理領域R2は、移載ブロック7に前後方向(X方向)から隣接した矩形の領域となっている。当該領域は、バッチ処理領域R1における水中保持ユニット25に幅方向(Y方向)から対向している。枚葉処理領域R2には、1枚ずつの基板Wに対して個別に所定の処理を行う枚葉処理チャンバCMB1が設けられる。本例の基板処理装置1においては、枚葉処理チャンバCMB1の下部に枚葉処理チャンバCMB2が、枚葉処理チャンバCMB2の下部に枚葉処理チャンバCMB3が設けられており、3つの枚葉処理チャンバが高さ方向(Z方向)に積層された構成となっている。機能が異なる枚葉処理チャンバを積層して枚葉処理領域R2を構成するようにしてもよいが、本例では、枚葉処理チャンバCMB2,枚葉処理チャンバCMB3は、枚葉処理チャンバCMB1と同じ構成を有している。本例では、3つのチャンバが積層されて枚葉処理領域R2が構成されていたが、基板処理の目的に合わせて積層されるチャンバの数を増減してもよい。
枚葉処理チャンバCMB1は、水平姿勢の基板Wを回転させる回転処理部33と、処理液を基板Wに向けて供給するノズル35を備えている。回転処理部33は、基板WをXY平面(水平面)内で回転駆動する。ノズル35は、回転処理部33から離れた待機位置と回転処理部33の上方に位置する供給位置との間にわたって旋回可能である。処理液としてはIPA(イソプロピルアルコール)や純水、これらの混合物または基板表面に撥水性保護膜を生成させるシランカップリング剤であってよい。図1における枚葉処理チャンバCMB1では、単一のノズル35を有するが、供給する溶液または純水の種類に応じて複数のノズル35を備えるようにしてもよい。
枚葉処理チャンバCMB1は、基板Wの処理を行う際に基板Wを密閉することができる筐体を備えており、各面が長方形となっている6面体の形状をしている。筐体の側面には、基板Wを筐体内に誘導させる入口が設けられており、筐体の別の側面には、基板Wを筐体外に払い出す出口が設けられている。入口および出口には、それぞれ開口部を閉塞可能なシャッターが設けられている。枚葉処理チャンバCMB1が基板Wを受け入れるときには、入口のシャッターは開状態であり、出口のシャッターは閉状態である。枚葉処理チャンバCMB1が処理中の時は、入口および出口のシャッターは閉状態である。枚葉処理チャンバCMB1が基板Wを払い出すときには、入口のシャッターは閉状態であり、出口のシャッターは開状態である。
筐体における入口および出口の位置について説明する。筐体の側面には、バッチ処理領域R1の水中保持ユニット25に対向している保持ユニット対向面を有する。筐体の入口は、当該保持ユニット対向面に備えられている。また、筐体の側面には、移載ブロック7に対向している移載ブロック対向面を有する。筐体の出口は、当該移載ブロック対向面に備えられている。従って、水中保持ユニット25で保持されている基板Wは、幅方向(Y方向)に移動して枚葉処理チャンバCMB1に進入する。枚葉処理チャンバCMB1内の基板Wは、前方向(X方向)に移動して枚葉処理チャンバCMB1の外に退出する。
枚葉処理チャンバCMB2,枚葉処理チャンバCMB3は、枚葉処理チャンバCMB1と同一の構成となっているので、いずれのチャンバも枚葉処理チャンバCMB1と同様の回転処理部33およびノズル35を備え、いずれのチャンバも保持ユニット対向面に筐体への入口が設けられ、移載ブロック対向面に筐体の出口が設けられている。
<5.3.枚葉基板搬送領域>
処理ブロック9における枚葉基板搬送領域R3は、移載ブロック7に前後方向(X方向)から隣接した矩形の領域となっている。当該領域は、バッチ処理領域R1における水中保持ユニット25と、枚葉処理領域R2における枚葉処理チャンバCMB1とに挟まれる位置にあり、水中保持ユニット25に保持された基板Wを1枚ずつ枚葉処理チャンバCMB1に搬送することが可能な枚葉基板搬送機構SPRが配置されている。枚葉基板搬送機構SPRは、枚葉処理チャンバCMB1の他、枚葉処理チャンバCMB2および枚葉処理チャンバCMB3にも水中保持ユニット25に保持された基板Wを搬送することができる。
図4は、本例の枚葉基板搬送機構SPRの構成を説明している。当該図が示すように、枚葉基板搬送機構SPRは、バッチ処理領域R1における保持槽43の液中に保持された複数枚の基板W中の搬送対象である1枚の基板Wに対して、基板Wの周縁部から半径方向外側に離れた側方位置であって、基板Wを介在して対向する2つの側方位置から、半径方向内側に向けてそれぞれ接近することにより、基板Wの周縁部を液中で挟持する一対のアーム87aを備えた挟持ハンド87と、挟持ハンド87を昇降させて基板Wを保持槽43の液面から露出させる昇降機構82と、昇降機構82を高さ方向に移動可能に支持する支柱81と、挟持ハンド87を回転させて基板Wの姿勢を鉛直姿勢から水平姿勢へと変換する回転可能な挟持ハンド基部85aおよび挟持ハンド基部回転機構85と、挟持ハンド87を水平移動させる基板Wを枚葉処理領域R2に搬送する第1ロッド83a,第1ロッド回転機構83,第2ロッド84aおよび第2ロッド回転機構84を備えている。挟持ハンド基部85aおよび挟持ハンド基部回転機構85は、本発明の回転機構に相当し、第1ロッド83a,第1ロッド回転機構83,第2ロッド84aおよび第2ロッド回転機構84は、本発明の水平移動機構に相当する。
枚葉基板搬送機構SPRは、保持槽43の液中において鉛直姿勢で保持されている基板Wを1枚だけ抜き取って、姿勢を水平姿勢に変換しつつ枚葉処理領域R2まで搬送するための種々の構成を有している。すなわち、枚葉基板搬送機構SPRは、図4に示すように、垂直方向(Z方向)に延びる円柱形の支柱81を有する。昇降機構82は、支柱81によって昇降自在に支持される円筒形の部材を有する。第1ロッド回転機構83は、昇降機構82に対し垂直方向(Z方向)に延びる仮想線AX3を回転軸として回転可能な部材である。第1ロッド回転機構83には、垂直方向(Z方向)に対して直交する方向に延びる第1ロッド83aが設けられている。従って、第1ロッド83aの基端部は、第1ロッド回転機構83に連接されている。第1ロッド回転機構83が回転すると、それに連れて第1ロッド83aが垂直方向(Z方向)を回転軸として支柱81を中心に回転する。
第2ロッド84aは、第1ロッド83aを延長するように設けられた、垂直方向(Z方向)に対して直交する方向に延びる部材である。従って、第2ロッド84aは、第1ロッド83aの先端部に設けられている。第2ロッド回転機構84は、第1ロッド83aと第2ロッド84aとの間に設けられた関節であり、第2ロッド84aを第1ロッド83aに対し垂直方向(Z方向)に延びる仮想線AX4を回転軸として回転させる機構である。
挟持ハンド基部85aは、第2ロッド84aの先端部に設けられた所定方向に延びる部材である。挟持ハンド基部回転機構85は、第2ロッド84aと挟持ハンド基部85aとの間に設けられた関節であり、挟持ハンド基部85aを第2ロッド84aの延伸方向および垂直方向(Z方向)に対して直交する方向に延びる仮想線AX5を回転軸として回転させる機構である。
挟持ハンド基部85aは、挟持ハンド基部85aを仮想的に延伸した仮想線AX6を中心軸として回転することができる。そして、挟持ハンド基部85aの先端には、基板Wを支持する挟持ハンド87が備えられている。挟持ハンド87は、基板Wを両側から挟み込むことが可能な一対のアーム87aと、アーム87aを移動可能に支持するアーム支持部材87bを備えている。従って、挟持ハンド基部85aは、アーム支持部材87bに連接している。
各機構を制御する制御部について説明する。挟持ハンド昇降制御部91は、昇降機構82の昇降を制御する構成であり、例えば挟持ハンド87を保持槽43の液中に降下させるときに機能する。挟持ハンド水平移動制御部92は、第1ロッド回転機構83,第2ロッド回転機構84の回転を制御する構成であり、例えば挟持ハンド87をバッチ処理領域R1から枚葉処理領域R2まで移動させるときに機能する。挟持ハンド回転制御部93は、挟持ハンド基部回転機構85および挟持ハンド基部85aの回転を制御する構成であり、例えば鉛直姿勢の基板Wを水平姿勢にするときに機能する。アーム移動制御部94は、一対のアーム87aを互いに接近させて閉状態としたり、互いに離反させて開状態としたりする機構であって、アーム支持部材87bに組み込まれているアーム移動機構94aを制御する構成である。当該制御部は、例えば、挟持ハンド87に把持された基板Wを枚葉処理チャンバCMB1に受け渡すときに機能する。
図5は、挟持ハンド回転制御部93による挟持ハンド87の回転様式について具体的に説明している。垂直姿勢の基板Wを挟持している状態の挟持ハンド87を(図5(a)参照)挟持ハンド基部回転機構85により回転させると、図5(b)に示すように、挟持ハンド87が第2ロッド84aの延伸方向に延びた状態となる。そして、この状態から挟持ハンド基部85aを回転させると、図5(c)に示すように、基板Wが水平姿勢となる。枚葉基板搬送機構SPRはこの様にして、保持槽43から取り出した1枚の基板Wの姿勢を垂直姿勢から水平姿勢に変換する。
図6,図7,図8は、保持槽43において挟持ハンド87が鉛直姿勢の基板Wを挟持する様子を示している。図6は、保持槽43において液中で保持されている基板Wを搬送するために開状態の挟持ハンド87が、基板Wの周縁部から半径方向外側に離れた側方位置であって、基板Wを介在して対向する2つの側方位置まで移動されたときの様子を示している。すなわち、垂直姿勢である開状態の挟持ハンド87を保持槽43内部まで下降させると挟持ハンド87の断面は図6のようになる。
この状態から図7に示すように挟持ハンド87を基板Wの半径方向内側に向けて接近させて閉状態とすると、挟持対象の基板Wは、両端が一対のアーム87aのそれぞれに挟まり、挟持ハンド87に挟持される。なお、図6,図7に示すように、挟持ハンド87を構成する一対のアーム87aは、基板Wが挟まるV溝が設けられている。挟持ハンド87に挟持された基板Wは、これらV溝に挟まることにより、基板Wの表面と直交する方向に移動してしまうことがない。アーム87aにおけるV溝は、基板Wの形状に倣って円弧状に延びている。
図8(a)は、基板Wに沿って湾曲したアーム87aが閉状態となり、挟持対象の基板Wを挟持する様子を説明している。一対のアーム87aには、基板Wの周縁部を位置させるV溝が設けられているので、挟持対象の基板Wの周縁部はアーム内部に隠れる。図8(b)は、アーム87aが開状態となり、挟持対象だった基板Wを開放する様子を説明している。このとき、一対のアーム87aは、アーム87aをアーム87aの先端から基端にかけて移動させたとしてもアーム87aが基板Wの周縁部に衝突することがないように十分に離れた状態となっている。基板Wの配列方向についてのアーム87aの幅に関しては、基板処理の流れとともに説明した方が理解しやすいので後述する。
<5.4.バッチ基板搬送領域>
処理ブロック9におけるバッチ基板搬送領域R4は、前後方向(X方向)に延びた矩形の領域となっている。バッチ基板搬送領域R4は、バッチ処理領域R1の外縁に沿って設けられ、一端側が移載ブロック7まで延び、他端側が移載ブロック7から離れる方向に延びる。
バッチ基板搬送領域R4には、複数枚の基板Wを一括して搬送する第2搬送機構WTRが設けられている。第2搬送機構WTRは、移載ブロック7内に定められた基板受け渡し位置Pと、各バッチ処理ユニットBPU1~BPU4と、水中保持ユニット25との間で複数枚の基板W(具体的にはロット)を一括して搬送する。第2搬送機構WTRは、移載ブロック7と処理ブロック9に亘って前後方向(X方向)に往復可能に構成されている。第2搬送機構WTRは、処理ブロック9におけるバッチ基板搬送領域R4に加えて、移載ブロック7内の基板受け渡し位置Pにも移動可能である。第2搬送機構WTRは、本発明のバッチ基板搬送機構に相当する。第2搬送機構WTRは、ハーフピッチで配列された複数枚の基板Wを一括して搬送する構成である。
第2搬送機構WTRは、ロットを搬送する一対のバッチハンド23を備えている。当該バッチハンド23は、例えば、幅方向(Y方向)に向けられた回転軸を備えており、この回転軸周りに揺動する。一対のバッチハンド23は、ロットを構成するハーフピッチで配列された複数枚の基板Wの両端部を挟持する。第2搬送機構WTRは、移載ブロック7における基板受け渡し位置Pに位置するプッシャ22A,バッチ処理ユニットBPU1~BPU4に属する各リフタLF1~LF4,水中保持ユニット25に属するリフタLF5との間においてハーフピッチで配列された複数枚の基板Wから構成されるロットを受け渡す。
この様に、本例の基板処理装置1は、左方から右方にかけて、それぞれ前後方向(X方向)に延びた細長状のバッチ基板搬送領域R4,前後方向(X方向)に延びた細長状のバッチ処理領域R1,移載ブロック7側に設けられた枚葉基板搬送領域R3,移載ブロック7側に設けられた枚葉処理領域R2の順に各領域が配列されている。
本例の基板処理装置1は、上述した各部の他、各機構および各処理部を制御するCPU(Central Processing Unit)75と、プログラムや設定値など処理過程に必要な種々の情報を記憶する記憶部76を備えている。なお、CPUの具体的構成は特に限定されない。装置全体で1つのCPUを備えるようにしてもよいし、各ブロックに1つまたは複数のCPUを備えるようにしてもよい。この点は、記憶部76についても同様である。CPUが行う制御としては、例えば、キャリア搬送機構19,第1搬送機構HTR,第2搬送機構WTR,姿勢変換部20,プッシャ機構22および枚葉基板搬送機構SPRに関する各機構である。
<基板処理の流れ>
図9は、本例の基板処理の流れを説明するフローチャートである。本例の基板処理は、例えば半導体デバイス製造過程における基板W表面のエッチング、撥水加工に関する各処理を行うものである。以下、当該フローチャートに従って基板処理の流れを具体的に説明する。
ステップS11:未処理の基板Wを収納するキャリアCが投入部11の載置台15にセットされる。その後、キャリアCは、投入部11から装置内に取り入れられて、キャリア搬送機構19によりストッカーブロック5に設けられた受け渡し用のキャリア載置棚21aに載置される(図10参照)。移載ブロック7に設けられた第1搬送機構HTRがキャリア載置棚21aのキャリアCから複数枚の基板Wを一括に取り出す。そして、第1搬送機構HTRは、水平姿勢となっている複数枚の基板Wを姿勢変換部20に渡す。
ステップS12:姿勢変換部20は、複数枚の基板Wの姿勢を水平姿勢から鉛直姿勢に変換して複数枚の基板Wをプッシャ機構22に渡す。プッシャ機構22のプッシャ22Aには、基板Wが挿入されている溝と、空の溝とが交互に配列されている。各溝は、ハーフピッチで配列されているので、基板Wは、キャリアCに収納されていたときと同じフルピッチでプッシャ22A上に配列されていることになる。
ステップS13:プッシャ機構22は、保持している基板群とは異なるもう一組の基板群を姿勢変換部20から受け取って、ハーフピッチ化処理を実行する。プッシャ22Aが受け取る後続の基板群は、ステップS12において空となっている溝の各々に挿入される。この様にして、ハーフピッチで配列されているプッシャ22Aの各溝には第1のキャリアCに係る基板Wと第2のキャリアに基板Wとが交互に挿入される。1個のキャリアCには25枚の基板Wが収納されることからすれば、プッシャ22Aにはキャリア2個分(50枚)の基板Wが配列されることになる。
ステップS14:その後、複数枚の基板Wに対し、バッチ式処理が実行される。具体的には、基板受け渡し位置Pで待機しているロットは、第2搬送機構WTRにより一括に鉛直方向(Z方向)に持ち上げられた後、前後方向(X方向)に搬送される。鉛直姿勢となっている複数枚の基板Wは、幅方向(Y方向)に配列された状態で第2バッチ処理ユニットBPU2~第4バッチ処理ユニットBPU4に属するリフタLF2~リフタLF4のいずれかに渡される。基板Wを受け取るリフタLF2~リフタLF4は、受け渡し位置にある。この様にして、ロットは、バッチ薬液処理槽CHB1~バッチ薬液処理槽CHB3のいずれかにおける液面上に位置される。図10は、ロットがバッチ薬液処理槽CHB1で処理される様子を例示している。ロットを受け取ったリフタLF2は、降下してロットをバッチ薬液処理槽CHB1内の薬液に浸漬させる。この様にしてロットに対する薬液処理が実行される。
薬液処理が終了すると、リフタLF2は、バッチ薬液処理槽CHB1からロットを液面上に露出させる。ロットは、その後、第2搬送機構WTRにより一括して鉛直方向(Z方向)に持ち上げられた後、前後方向(X方向)に搬送される。鉛直姿勢の基板Wは、幅方向(Y方向)に配列された状態で第1バッチ処理ユニットBPU1のリフタLF1に渡される。この時のリフタLF1は、受け渡し位置にある。この様にして、ロットは、バッチリンス処理槽ONBにおける液面上に位置される。ロットを受け取ったリフタLF1は降下してバッチリンス処理槽ONBにロットを浸漬させる。この様にしてロットに対する洗浄処理が実行される(図10参照)。
洗浄処理が終了すると、リフタLF1は、バッチリンス処理槽ONBからロットを液面上に露出させる。ロットは、その後、第2搬送機構WTRにより鉛直方向(Z方向)に持ち上げられた後、前後方向(X方向)に搬送される。鉛直姿勢となっている複数枚の基板Wは、幅方向(Y方向)に配列された状態で水中保持ユニット25に渡される(図10参照)。この時の水中保持ユニット25のリフタLF5は受け渡し位置にある。
以上のようにステップS14においては、第2搬送機構WTRは、移載ブロック7の基板受け渡し位置Pで鉛直姿勢となっている複数枚の基板Wを一括して受け取り、受け取った複数枚の基板Wを薬液処理に係る第2バッチ処理ユニットBPU2等、リンス処理に係る第1バッチ処理ユニットBPU1,水中保持ユニット25へその順に搬送する。
ステップS15:水中保持ユニット25のリフタLF5に渡されたロットは、リフタLF5により待機位置(第1バッチ処理ユニットBPU1が有するリフタLF1における処理位置に相当)まで降下される。待機位置にある複数枚の基板Wは、純水の水面下にある。これにより基板Wの表面は乾燥を免れる。
ステップS16:図11に示すように、水中保持ユニット25において液中で保持されている基板Wの1枚は、枚葉基板搬送領域R3に設けられた枚葉基板搬送機構SPRにより保持槽43から鉛直方向(Z方向)上向きに引き出される。引き出された基板Wは後述のように姿勢変換された後、枚葉処理チャンバまで搬送される。枚葉基板搬送機構SPRは、この動作を水中保持ユニット25で保持される基板Wが無くなるまで行う。枚葉基板搬送機構SPRは、50回の基板搬送を行うことにより保持槽43で保持されたロットの搬出を完了する。このときの基板Wの引き出し方としては、枚葉基板搬送機構SPRがロットを形成する複数枚の基板Wを端から順に引き出すようにしてもよいし、枚葉基板搬送機構SPRがロットを形成する複数枚の基板Wのうち一方のキャリアCに収納されていた基板Wを他方のキャリアCに収納されていた基板Wよりも優先して引き出すようにしてもよい。
上記2つの方法のうち、キャリアC単位で優先順位を設定する方法を採用する場合、挟持ハンド87は、ハーフピッチで配列されている基板Wのうち前方の基板Wと後方の基板Wとに挟まれた中間の基板Wを挟持してロットから取り出すことになる。本例によれば、挟持ハンド87は、挟持対象の基板Wを直接に挟持する構成となっているので、基板Wの隙間に挟持ハンド87を挿入する必要がない。挟持ハンド87は、基板Wの周縁に当接できれば十分に基板Wを挟持できる。そして、複数枚の基板Wの配列方向における挟持ハンド87の幅は、ハーフピッチの2倍未満であればよい。挟持ハンド87は、保持槽43内の鉛直姿勢となっている複数枚の基板Wの配列方向について、挟持対象の基板Wと同一位置まで移動されることで基板Wを把持するからである。すなわち、アーム87aは、挟持対象の基板Wの前に位置する基板Wに接触せず、かつ挟持対象の基板Wの後に位置する基板Wに接触しない構成であればよい。挟持対象の基板Wから前方の基板Wまでの距離は、ハーフピッチに相当する距離であり、挟持対象の基板Wから後方の基板Wまでの距離は、ハーフピッチに相当する距離である。したがって、アーム87aは、挟持対象の基板Wから前方にハーフピッチに至らない程度まで肉厚でよく、挟持対象の基板Wから後方にハーフピッチに至らない程度まで肉厚でよい。本例によれば、挟持ハンド87の幅が十分に確保されるので挟持ハンド87が移動される際に撓んで大きく振動することがなく、基板Wを確実に搬送できる。
上記2つの方法のうち、枚葉基板搬送機構SPRがロットを形成する複数枚の基板Wを端から順に引き出す方法を採用する場合、挟持ハンド87のアーム87aは、挟持対象の基板Wから隣の基板側についてハーフピッチに至らない程度まで肉厚でよい。挟持対象の基板Wから隣の基板側とは逆方向の反対側については、保持槽43に衝突しない程度にアーム87aを肉厚としてよく、ハーフピッチよりも肉厚としてよい。
ステップS17:水中保持ユニット25における保持槽43から引き出された鉛直姿勢の基板Wは、枚葉基板搬送機構SPRにより水平姿勢に変換される。その後、枚葉基板搬送機構SPRは、水平姿勢の基板Wを水平移動させて枚葉処理領域R2における枚葉処理チャンバCMB1の入口まで搬送する。枚葉処理チャンバCMB1の入口には、入口を開放・閉塞するシャッターが設けられているが、このときのシャッターは開状態である。挟持ハンド87は、枚葉処理チャンバCMB1に入口から進入して回転処理部33上に基板Wを載置し、枚葉処理チャンバCMB1から退出する。図11では、基板Wが枚葉処理チャンバCMB1,枚葉処理チャンバCMB2,枚葉処理チャンバCMB3のうち枚葉処理チャンバCMB1に搬送される様子を示している。なお、基板Wを水平移動させながら姿勢変換を実行するように枚葉基板搬送機構SPRを構成するようにしてもよい。この場合、基板Wは、水平面に対する傾斜角度を変化させながら水平に移動される。
ステップS18:枚葉処理チャンバCMB1の内部まで搬送された基板Wは、そこで枚葉処理される。具体的には、基板Wは例えば表面の撥水加工処理を受ける。処理中における枚葉処理チャンバCMB1に設けられた入口および出口は、シャッターによりそれぞれ閉塞される。これにより、枚葉処理チャンバCMB1の処理液がチャンバ外に飛び散ってしまうことがない。
ステップS19:枚葉処理が終了した基板Wは、第1搬送機構HTRによりキャリアCに返却される。すなわち、枚葉処理が終了すると枚葉処理チャンバCMB1のシャッターが制御され、枚葉処理チャンバCMB1の出口が開状態となる。第1搬送機構HTRの返却用ハンド71bは、枚葉処理チャンバCMB1に出口から進入して回転処理部33上の基板Wを取り上げ、その状態で枚葉処理チャンバCMB1から退出する。その状態から第1搬送機構HTRは、キャリア載置棚21aに載置されたキャリアCに1枚の基板Wを返却する。
上述したステップS16~ステップS19は、水中で保持された1枚の基板Wに注目した説明であって、これら各ステップS16~ステップS19は、水中保持ユニット25から基板Wの全てがキャリアCに返却されるまで繰り返される。最後に、図12に示すように、処理済みの基板Wを収納するキャリアCがキャリア載置棚21aから払出部13の載置台17まで移動される。このキャリアCの移動は、キャリア搬送機構19が実行する。以上をもって本発明の基板処理は終了となる。
以上のように、本例の基板処理装置1によれば、基板Wを確実に搬送し、基板Wやこれに基づく最終製品を高品質に保つことができる。すなわち、本発明のバッチ処理領域R1から枚葉処理領域R2まで基板Wを搬送する挟持ハンド87と、これを駆動させる各機構が設けられ、挟持ハンド87は、基板の1枚を挟持する互いに接近および離反が可能な一対のアーム87aを有している。この様な構成とすると、タブを介してではなく、一対のアーム87a自体が直接に基板Wを挟持する。つまり本発明の挟持ハンド87は、挟持対象の基板Wと当該基板Wに対向する隣の基板Wとの隙間に挿入されるのではない。むしろ挟持ハンド87は、基板Wの配列の外側から挟持対象となっている基板Wの外周部を把持する。つまり、本発明の挟持ハンド87は、基板同士の隙間にアームを挿入する構成とする必要がない。本発明によれば、搬送アームが基板Wに衝突してしまうことが抑制されるので、基板Wを確実に搬送し、基板Wやこれに基づく最終製品を高品質に保つ基板処理装置1を提供することができる。
続いて実施例2に係る基板処理装置2について説明する。本例に係る基板処理装置2は、主に、キャリアCから複数枚の基板Wを取り出す基板取得用のロボットとは別にキャリアCに基板Wを返却する基板返却用のロボットを有する点で実施例1の装置と異なる。すなわち、移載ブロック7における取得用ハンドリング機構および返却用ハンドリング機構は、左右方向(Y方向)に隣接して設けられた個別のロボットで構成される。
図13は、基板処理装置2の全体構成について説明している。基板処理装置2における搬入出ブロック3と、処理ブロック9については実施例1の装置と同様である。本例の装置は、移載ブロック7における第1搬送機構HTRがキャリアCから複数枚の基板WをキャリアCから取り出す。その一方で、本発明の装置は、基板返却機構DRが処理済みの基板Wを1枚ずつキャリアCに返却する構成となっている。本例の装置はこの点が特徴的である。
<ストッカーブロック>
本例のストッカーブロック5は、キャリアCに対する基板搬入および基板搬出について2つのキャリア載置棚21c,キャリア載置棚21dを有している。キャリア載置棚21cは、キャリア載置棚21dに隣接し、かつ、キャリア載置棚21dよりも幅方向(Y方向)について中央側に位置し、移載ブロック7における第1搬送機構HTRに前後方向(X方向)から対向している。キャリア載置棚21dは、キャリア載置棚21cよりも幅方向(Y方向)について右端部に位置し、移載ブロック7における基板返却機構DRに前後方向(X方向)から対向している。キャリア搬送機構19は、キャリア載置棚21cに載置されている空のキャリアCをキャリア載置棚21dに移動させることが可能である。キャリア載置棚21cは、本発明の取得用棚に相当し、キャリア載置棚21dは、本発明の返却用棚に相当する。
<移載ブロック>
本例の移載ブロック7には、キャリアCに対する基板取得および基板返却について2つの搬送機構を有している。2つの搬送機構とは、キャリアCから基板Wを取得する第1搬送機構HTRと、キャリアCへ基板Wを返却する基板返却機構DRである。第1搬送機構HTRと基板返却機構DRは互いに独立した2つのロボットで構成される。
実施例2の第1搬送機構HTRは、実施例1の第1搬送機構HTRと同様な構成であるが、返却用ハンドを有していない点が特徴的である。25枚の基板Wを一括して把持する取得用ハンド71aを有する構成は、実施例1の構成と同様である。すなわち、第1搬送機構HTRは、キャリア載置棚21cに前方向(X方向)からアクセスして、キャリア載置棚21cに載置されているキャリアCに収納される25枚の基板Wを一括して把持することが可能である。第1搬送機構HTRは、本発明の取得用ハンドリング機構に相当する。第1搬送機構HTRは、キャリア載置棚21cに載置されたキャリアCにアクセス可能である。
実施例2の装置は、実施例1と同様、複数枚の基板の姿勢を変換する姿勢変換部20および鉛直姿勢の基板Wを姿勢変換部20から取り上げるプッシャ機構22を有する。本発明の姿勢変換部20,プッシャ機構22は、必ずしもハーフピッチ化に係る構成を有している必要はない。したがって、プッシャ機構22が有するプッシャ22Aの溝の配列ピッチはフルピッチに相当する長さでよい。
基板返却機構DRは、移載ブロック7の右端に位置し、各枚葉処理チャンバCMB1,枚葉処理チャンバCMB2,枚葉処理チャンバCMB3にアクセス可能であり、キャリア載置棚21dに載置されるキャリアCにもアクセス可能である。基板返却機構DRは、返却用ハンド78を有し、枚葉処理チャンバCMB1または、枚葉処理チャンバCMB2,枚葉処理チャンバCMB3の出口から進入して基板Wを取り上げることが可能なように進退可能である。また、返却用ハンド78は、キャリアCの内部に進入して、基板WをキャリアCの内部に収納することもできる。つまり、返却用ハンド78は、処理ブロック9側に向くように旋回が可能であり、ストッカーブロック5側に向くように旋回が可能である。本例では、返却用ハンド71bが例えば1つだけ基板返却機構DRに設けられているが、これに代えて返却用ハンド71bを複数設けるようにしてもよい。当該構成は、複数設けられている枚葉処理チャンバCMBの各々から処理済みの基板Wをまとめて搬送しようとするときに有利である。基板返却機構DRは、本発明のキャリア載置棚21dに相当する。基板返却機構DRは、キャリア載置棚21dに載置されたキャリアCにアクセス可能である。
<処理ブロック>
処理ブロック9における第2搬送機構WTRは、フルピッチで配列された複数枚の基板Wを搬送する構成となっている。また、バッチ薬液処理槽CHB,バッチリンス処理槽ONB,保持槽43に設けられるリフタは、フルピッチで配列された複数枚の基板Wから構成されるロットを保持可能である。
本例の挟持ハンド87は、フルピッチで配列された複数枚の基板Wを端から順に保持槽43から取り上げる。したがって、挟持ハンド87のアーム87aは、挟持対象の基板Wから隣の基板側についてフルピッチに至らない程度まで肉厚でよい。挟持対象の基板Wから隣の基板側とは逆方向の反対側については、保持槽43に衝突しない程度にアーム87aを肉厚としてよく、フルピッチよりも肉厚としてよい。また、フルピッチで配列された複数枚の基板Wにおける配列の中間に位置する基板Wを保持槽43から取り上げる機能を挟持ハンド87に持たせるようにしてもよい。この場合、アーム87aは、挟持対象の基板Wから前方にフルピッチに至らない程度まで肉厚でよく、挟持対象の基板Wから後方にフルピッチに至らない程度まで肉厚でよい。このようにアーム87aを構成すれば、フルピッチで配列された複数枚の基板Wを一端のみならず他端から順に保持槽43から取り上げられるようにもなる。
<基板処理の流れ>
図14は、本例の基板処理装置の流れを説明するフローチャートである。本例の基板処理は、例えば半導体デバイス製造過程における基板W表面のエッチング、撥水加工に関する各処理を行うものである。以下、当該フローチャートに従って基板処理の流れを具体的に説明する。
ステップS20:未処理の基板Wを収納するキャリアCが投入部11の載置台15にセットされる。その後、キャリアCは、投入部11から装置内に取り入れられて、キャリア搬送機構19によりストッカーブロック5に設けられた受け渡し用のキャリア載置棚21cに載置される(図15参照)。移載ブロック7に設けられた第1搬送機構HTRがキャリア載置棚21cのキャリアCから複数枚の基板Wを一括に取り出す。そして、第1搬送機構HTRは、水平姿勢となっている複数枚の基板Wを姿勢変換部20に渡す。
ステップS21:キャリア載置棚21cに載置されている空となったキャリアCは、隣のキャリア載置棚21dまで搬送される。このキャリアの搬送は、キャリア搬送機構19が実行する(図15参照)。
ステップS22:図15に示すように、姿勢変換部20は、複数枚の基板Wの姿勢を水平姿勢から鉛直姿勢に変換して複数枚の基板Wをプッシャ機構22に渡す。本例のプッシャ機構22は、幅方向(Y方向)に移動しなくても基板受け渡し位置Pにあるので、第2搬送機構WTRは、プッシャ機構22にアクセスすることで複数枚の基板Wを確実に取り上げることができる。この様に構成すれば、プッシャ機構22の構成および制御を単純化することができる。
ステップS23:複数枚の基板Wに対しバッチ式処理が行われる(図15参照)。当該ステップは、実施例1におけるステップS14と同様である。すなわち、第2搬送機構WTRは、基板受け渡し位置Pにある複数枚の基板Wを一括して、まず、バッチ薬液処理槽CHB1まで搬送する。その後、第2搬送機構WTRは、複数枚の基板Wをバッチ薬液処理槽CHB1からバッチリンス処理槽ONB,バッチリンス処理槽ONBから水中保持ユニット25へと順に搬送する。
ステップS24:複数枚の基板Wは、水中保持ユニット25において水中で保持される。当該ステップは実施例1におけるステップS15と同様である。待機位置にある複数枚の基板Wは、純水の水面下にある。これにより基板Wの表面は乾燥を免れる。
ステップS25:水中保持ユニット25において液中で保持されている基板Wの1枚は、枚葉基板搬送領域R3に設けられた枚葉基板搬送機構SPRにより保持槽43から鉛直方向(Z方向)上向きに引き出される。当該ステップは実施例1におけるステップS16と同様である。
ステップS26:水中保持ユニット25における保持槽43から引き出された鉛直姿勢の基板Wは、枚葉基板搬送機構SPRにより水平姿勢に変換される。その後、枚葉基板搬送機構SPRは、水平姿勢の基板Wを水平移動させて枚葉処理領域R2における枚葉処理チャンバCMB1の入口まで搬送する。当該ステップは実施例1におけるステップS17と同様である。
ステップS27:枚葉処理チャンバCMB1の内部まで搬送された基板Wは、そこで枚葉処理される。具体的には、基板Wは例えば表面の撥水加工処理を受ける。当該ステップは実施例1におけるステップS18と同様である。
ステップS28:枚葉処理が終了した基板Wは、基板返却機構DRによりキャリアCに返却される。すなわち、枚葉処理が終了すると枚葉処理チャンバCMB1のシャッターが制御され、枚葉処理チャンバCMB1の出口が開状態となる。基板返却機構DRの返却用ハンド71bは、枚葉処理チャンバCMB1に出口から進入して回転処理部33上の基板Wを取り上げ、その状態で枚葉処理チャンバCMB1から退出する。その状態から基板返却機構DRは、キャリア載置棚21dに載置されたキャリアCに1枚の基板Wを返却する。図16は、ステップS24~ステップS28の各ステップにおいて1枚の基板Wが搬送される様子を示している。
上述したステップS25~ステップS28は、水中で保持された1枚の基板Wに注目した説明であって、これら各ステップS25~ステップS28は、水中保持ユニット25から基板Wの全てがキャリアCに返却されるまで繰り返される。最後に、図17に示すように、処理済みの基板Wを収納するキャリアCがキャリア載置棚21dから払出部13の載置台17まで移動される。このキャリアCの移動は、キャリア搬送機構19が実行する。以上をもって本発明の基板処理は終了となる。
以上のように、本例の基板処理装置2によれば、上述の実施例1の装置に係る効果に加えて、次のような効果を奏する。すなわち、本例の装置においては、移載ブロック7における基板取得用の第1搬送機構HTRおよび基板返却用の基板返却機構DRは、隣接して設けられた個別のロボットで構成される。この様に構成すれば、各機構の制御が単純となり、確実な基板搬送が可能な基板処理装置が提供できる。すなわち、本例の第1搬送機構HTRは、キャリアCから複数枚の基板Wを取り出して、姿勢変換部20に渡す、という単純な搬送を繰り返すだけでよい。また本例の基板返却機構DRは、枚葉処理チャンバCMB1,枚葉処理チャンバCMB2,枚葉処理チャンバCMB3から基板Wを受け取ってキャリアCに渡す、という単純な搬送を繰り返すだけでよい。
本発明は、上述の構成に限られず、下記の様な変形実施が可能である。
(1)上述の実施例1,実施例2は、枚葉処理チャンバCMB1が基板Wに対して撥水処理を行う構成であったが、本発明はこの構成に限られない。枚葉処理チャンバCMB1が例えば、乾燥処理を行う超臨界流体チャンバであってもよい。超臨界流体チャンバは、例えば、超臨界流体となった二酸化炭素により基板Wの乾燥処理を行う。超臨界流体として二酸化炭素以外の流体を用いてもよい。超臨界状態は、二酸化炭素を固有の臨界圧力と臨界温度下に置くことで得られる。具体的な圧力は、7.38MPaであり、温度は31°Cである。超臨界流体においては、流体の表面張力がゼロになるので、基板W表面の回路パターンに気液界面の影響が生じない。従って、超臨界流体により基板Wの乾燥処理を行えば、基板W上で回路パターンが崩壊する、いわゆるパターン倒れの発生が防止できる。
(2)上述の変形例(1)においては、枚葉処理チャンバCMB1が超臨界流体チャンバであったが、本発明はこの構成に限られない。枚葉処理チャンバCMB1以外のチャンバが超臨界流体チャンバであってもよい。また、枚葉処理領域R2に設けられる複数のチャンバのうちの全てを超臨界流体チャンバとしてもよいし、枚葉処理領域R2に設けられる複数のチャンバにおいて超臨界流体チャンバと基板撥水処理を行うチャンバとを共存させる構成とすることもできる。
(3)実施例1におけるハーフピッチで配列された例えば50枚の基板Wは、デバイス面が同じ方向を向くフェイストゥバック方式で配列されていたが、本発明はこの構成に限られず、例えば50枚の基板Wをフェイストゥフェイスで配列される構成としてもよい。フェイストゥフェイスで50枚の基板Wを配列させる利点としては、ロットにおける1番目の基板Wのデバイス面を2番目の基板Wに向けることができ、ロットにおける50番目の基板Wのデバイス面を49番目の基板Wに向けることができることである。こうして、ロット両端の基板Wのデバイス面が内側を向くようにすれば、基板Wのデバイス面が保護された状態でロットが搬送されることになる。従って、フェイストゥフェイス方式で基板Wを配列させれば、基板W上において所望の回路パターンを確実に形成できる。
フェイストゥフェイス方式のロットの形成は、移載ブロック7における姿勢変換部20およびプッシャ機構22が行う。当該ロットを形成するには、まず、水平姿勢となっている例えば25枚の第1基板W1が姿勢変換部20により鉛直姿勢とされる。そして、姿勢変換された第1基板W1はプッシャ22Aにより取り上げられる。その後、第1基板W1が左右反転され、第1基板W1におけるデバイス面の反転が行われる。すると、姿勢変換部20が水平姿勢となっている例えば25枚の第2基板W2を鉛直姿勢とする。最後に、プッシャ22Aが第2基板W2を取り上げてロットを完成させる。このように、第1基板W1は反転されてロットに組み込まれる一方、第2基板W2は反転されずにロットに組み込まれる。従って、第1基板W1と第2基板W2との間でデバイス面の向きが異なっている。第1基板W1と第2基板W2とは交互に配列されるから、生成されるロットは、隣り合う基板Wのデバイス面が向かい合わせとなったフェイストゥフェイス方式になる。
以下、図18,図19を参照してロット形成に係る各過程について具体的に説明する。ロット形成過程のうち、プッシャ22Aが第1基板W1を取り上げる動作までは、実施例1における図3(a)~(c)と同様であるので説明を省略する。図18は、その後の動作について説明している。図18(a)は、上述した図3(d)に対応する図であり、プッシャ22Aが実施例1のようにY方向にシフトせず、その代わり、180°回転する様子を示している。この動作により、左方向を向いていた第1基板W1が有するデバイス面は、全て右方向を向く。また、このとき、第1基板W1の配列の位相がハーフピッチだけシフトする。このようなシフト動作を実現するために、プッシャ22Aの回転中心は、第1基板W1の配列における中心から配列方向にわずかに(ハーフピッチ幅の更に半分の幅だけ)ずらされている。
図18(b)は、上述した図3(e)に対応する図であり、第2基板W2を保持した支持台20Aが90°回転されたときの様子を示している。このとき、水平姿勢となっている第2基板W2のデバイス面は上方向を向いていたので、当該デバイス面は、全て左方向を向くことになる。
図19は、上述した図3(f)に対応する図であり、プッシャ22Aが再度直上位置まで移動したときの様子を示している。第1基板W1は、180°回転されることにより、配列の位相がハーフピッチだけシフトしているので、図3(f)の場合と同様に、垂直保持部20Cにより挟持されている第2基板W2は、第1基板W1と干渉しないでプッシャ22Aの上面の第1基板W1同士に挟まれた空の溝に収まる。こうして、デバイス面が右方向を向く第1基板W1と、デバイス面が左方向を向く第2基板W2とが交互に配列されたフェイストゥフェイス方式のロットが形成される。
(4)実施例1,実施例2に係る挟持ハンド87を構成するアーム87aは、V溝を有していたが、本発明はこの構成に限られない。アーム87aにおける基板Wの当接面に基板Wの周辺を導入可能な溝が設けられていればよく、当該溝の断面形状をV形状とする必要は必ずしもない。V溝は、好適な溝の一例に過ぎない。溝の断面形状の具体的構成としては、溝が深くなるにつれ次第に幅狭となっていればよい。このような先細りの溝は、奥部に進むにつれ溝の幅が小さくなる。従って、基板Wの周縁部を溝に導入していくと、やがて溝を構成する一対の壁部の両方に当接する。こうして基板Wの端部は、溝に挟まって、溝と直交する方向について固定される。このような事象は、一対のアーム87aのいずれにおいても生じるから、基板Wは、いずれのアーム87aからも滑り出してしまうことがない。このようにして基板Wは、挟持ハンド87により確実に挟持される。
(5)実施例1,実施例2に係る処理ブロック9は、バッチリンス処理槽ONBとは別に保持槽43が設けられている構成だったが、本発明はこの構成に限られない。バッチリンス処理槽ONBをより枚葉基板搬送領域R3の近傍に配置して、バッチリンス処理槽ONBに保持槽43の機能を持たせるようにしてもよい。この場合、枚葉基板搬送機構SPRは、バッチリンス処理槽ONBにアクセス可能である。
(6)実施例1,実施例2に係る処理ブロック9は、バッチリンス処理槽ONBがバッチ薬液処理槽CHB1よりも移載ブロック7側に位置していたが、本発明はこの構成に限られない。バッチリンス処理槽、バッチ薬液処理槽の個数や前後関係は、装置の処理目的に合わせて適宜変更できる。例えば、移載ブロック7の手前側にバッチ薬液処理槽、奥側にバッチリンス処理槽を設けるようにしてもよいし、バッチ薬液処理槽、バッチリンス処理槽を交互に配列して処理ブロック9を構成するようにしてもよい。
5 ストッカーブロック
7 移載ブロック
9 処理ブロック
19 キャリア搬送機構
20 姿勢変換部(姿勢変換機構)
21a 載置棚(キャリア載置棚)
21c 取得用棚(キャリア載置棚)
21d 返却用棚(キャリア載置棚)
22 プッシャ機構(基板保持部)
43 保持槽
82 昇降機構
83 水平移動機構(第1ロッド回転機構)
84 水平移動機構(第2ロッド回転機構)
85 挟持ハンド基部回転機構(回転機構)
87 挟持ハンド
C キャリア
CHB バッチ薬液処理槽
CMB 枚葉処理チャンバ
DR 基板返却機構(返却用ハンドリング機構)
HTR 第1搬送機構(取得用ハンドリング機構、返却用ハンドリング機構)
P 基板受け渡し位置
R1 バッチ処理領域
R2 枚葉処理領域
R3 枚葉基板搬送領域
R4 バッチ基板搬送領域
W 基板
WTR 第2搬送機構(バッチ搬送機構)

Claims (7)

  1. 複数枚の基板を一括して処理するバッチ処理と、基板を1枚ずつ処理する枚葉処理とを連続して行う基板処理装置であって、
    ストッカーブロックと、前記ストッカーブロックに隣接する移載ブロックと、前記移載ブロックに隣接する処理ブロックと、を備え、
    前記ストッカーブロックは、複数枚の基板を水平姿勢で所定間隔を空けて鉛直方向に収納する少なくとも1つのキャリアを収容し、前記キャリアからの基板の出し入れのために前記キャリアが載置される少なくとも1つの基板取り出し・収納用のキャリア載置棚と、を備え、
    前記移載ブロックは、
    前記キャリア載置棚に載置されたキャリアに対して複数枚の基板を一括して取り出す取得用ハンドリング機構と、
    水平姿勢となっている複数枚の基板を一括して鉛直姿勢に姿勢変換する基板姿勢変換機構と、
    鉛直姿勢となっている複数枚の基板を一括して所定の基板受け渡し位置で保持する基板保持部と、を備え、
    前記処理ブロックは、
    一端側が前記移載ブロックに隣接し、他端側が前記移載ブロックから離れる方向に延びるバッチ処理領域と、
    前記移載ブロックに隣接し、前記バッチ処理領域から離間した枚葉処理領域と、
    前記バッチ処理領域と前記枚葉処理領域との間に介在する枚葉基板搬送領域と、
    前記バッチ処理領域に沿って設けられ、一端側が前記移載ブロックにまで延び、他端側が前記移載ブロックから離れる方向に延びるバッチ基板搬送領域と、を備え、
    前記バッチ処理領域には、その領域が延びる方向に複数枚の基板を一括して浸漬処理する複数個のバッチ処理槽が並び、更に、前記移載ブロックに最も近い位置に鉛直姿勢となっている複数枚の基板を液中で保持する保持槽が設けられ、
    前記枚葉基板処理領域には、基板を1枚ずつ個別に処理する少なくとも1つの枚葉処理チャンバが設けられ、
    前記枚葉基板搬送領域には、前記保持槽の液中に保持された複数枚の基板中の搬送対象である1枚の基板に対して、前記基板の周縁部から半径方向外側に離れた側方位置であって、前記基板を介在して対向する2つの側方位置から、半径方向内側に向けてそれぞれ接近することにより、前記基板の周縁部を液中で挟持する一対のアームを備えた挟持ハンドと、前記挟持ハンドを昇降させて前記基板を前記保持槽の液面から露出させる昇降機構と、前記挟持ハンドを回転させて前記基板の姿勢を鉛直姿勢から水平姿勢へと変換する回転機構と、前記挟持ハンドを水平移動させて前記基板を前記枚葉基板処理領域に搬送する水平移動機構と、を備えた枚葉基板搬送機構が設けられ、
    前記バッチ基板搬送領域には、前記基板受け渡し位置と前記バッチ処理槽の各々と前記保持槽との間で複数枚の基板を一括して搬送するバッチ基板搬送機構が設けられ、
    前記移載ブロックは、更に、
    前記処理ブロックにおける前記枚葉基板処理領域と前記ストッカーブロックにおける前記キャリア載置棚との間に介在する機構であって前記枚葉基板処理領域から前記キャリア載置棚まで水平姿勢の基板を搬送する返却用ハンドリング機構を備える
    ことを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項1に記載の基板処理装置において、
    前記枚葉基板搬送機構の挟持ハンドは、基板の形状に倣って円弧状に延びる断面Vの字形状の溝を備えている
    ことを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項1に記載の基板処理装置において、
    前記移載ブロックにおける前記取得用ハンドリング機構は、前記返却用ハンドリング機構と兼用のロボットで構成され、
    前記移載ブロックは、更に、
    前記基板姿勢変換機構と前記基板受け渡し位置との間に介在する機構であって、複数枚の基板の配列ピッチを前記所定間隔と前記所定間隔よりも狭い狭間隔とに亘って変換するプッシャ機構を備え、
    前記処理ブロックにおける前記バッチ基板搬送機構は、前記狭間隔で配列された複数枚の基板を搬送する
    ことを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項1に記載の基板処理装置において、
    前記移載ブロックにおける前記取得用ハンドリング機構および前記返却用ハンドリング機構は、隣接して設けられた個別のロボットで構成され、
    前記ストッカーブロックは、更に、
    前記取得用ハンドリング機構がアクセス可能なキャリア載置棚である取得用棚と、
    前記返却用ハンドリング機構がアクセス可能なキャリア載置棚である返却用棚と、
    前記取得用棚に載置されたキャリアを返却用棚まで移動させるキャリア搬送機構と、を備え、
    前記処理ブロックにおける前記バッチ基板搬送機構は、前記所定間隔で配列された複数枚の基板を搬送する
    ことを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項1に記載の基板処理装置において、
    前記枚葉処理領域には、鉛直方向に複数の前記枚葉処理チャンバが設けられている
    ことを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項1に記載の基板処理装置において、
    前記枚葉処理チャンバは、基板表面の撥水加工処理が可能である
    ことを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項1に記載の基板処理装置において、
    前記枚葉処理チャンバは、基板の乾燥処理が可能である
    ことを特徴とする基板処理装置。
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