JP2523306Y2 - ウエハ保持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ウエハの保持装置、特
に、半導体基板や液晶用又はフォトマスク用ガラス基板
等の薄板状基板（以下、単に「ウエハ」という。）を表
面処理するためのウエハ処理装置において、当該ウエハ
を保持して搬送するためのウエハ保持装置に関する。

【０００２】

【従来技術】ウエハをキャリアに収容せずに直接チャッ
クで保持し、これを各処理槽に浸漬させて表面処理する
キャリアレス方式のウエハ処理装置にあっては、キャリ
アが不要のため、それだけ各処理槽を小型化できる。こ
のため、薬液や洗浄液の量が少なくて済み、しかも処理
時間を短縮できるという利点がある。

【０００３】特に最近はウエハの径が６インチから８イ
ンチへと大型化する傾向にあり、キャリアレス方式のウ
エハ処理装置は、メンテナンスコストおよび処理能力の
点で従来のキャリア方式のものに比べて大変すぐれてい
るため、今後のウエハ処理の主流になるものである。

【０００４】このような、キャリアレス方式のウエハ処
理装置においては、まず、ウエハを直接ウエハ保持装置
のチャックで保持して所定の処理槽の上方に搬送する。
次に、チャックを下降させて、ウエハを処理槽の中に設
置されたウエハ保持ホルダに整立保持させる。処理槽内
にはウエハ処理のため必要な薬液や洗浄液などが満たさ
れており、これにより必要な表面処理を行なった後、再
びウエハをチャックで保持して上方に引上げ、次の処理
槽もしくは乾燥機に搬送して次々とウエハ処理を行なう
ようになっている。

【０００５】このようなキャリアレス方式のウエハ処理
装置におけるウエハ保持装置としては、従来からたとえ
ば図７に示すようなものがあった。

【０００６】同図において、ウエハ保持装置１は、開閉
自在な一対のチャック３の下方に、内面に複数のガイド
溝４が等ピッチで刻設された保持板５が付設されてお
り、チャック３を図示しない駆動手段によって開閉させ
ることにより、ガイド溝４にウエハ２の外縁を挿入して
ガイド溝４の底面部をウエハ２の外縁部に当接させて保
持するようになっており、ウエハ保持ホルダ６のガイド
溝７に等ピッチで整立されている複数のウエハをそのま
まの整立状態で搬送することができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】上述のようにキャリア
レス方式のウエハ処理装置に用いられるウエハ保持装置
にあっては、複数枚のウエハを所定の等ピッチで整立さ
せたまま搬送するので、そのチャックの保持部分にはウ
エハを等ピッチで整立保持するためのガイド溝が刻設さ
れている。

【０００８】ところが、このガイド溝部分には、ごみが
溜まりやすく、このごみが原因となってウエハ処理の精
度にバラツキが生じるという問題があった。

【０００９】このような問題を解消するため、従来は、
複数のウエハ処理槽の途中に当該処理槽とほぼ同形のチ
ャック洗浄槽を設けておき、このチャック洗浄槽に周期
的にチャックを浸漬させて、洗浄するようにしていた。
チャック洗浄は、たとえば洗浄槽に洗浄液を充満させて
おいて、下方からバブリングしたり、また洗浄液をアッ
プフローさせたり、超音波を加えたり、あるいは、急排
水して、チャックに洗浄液を勢い良くスプレ−したりし
ていた。

【００１０】しかしながら、これらの方法によるとチャ
ックや保持部材の外周面は十分に洗浄できるが、深さが
２〜３ｍｍ程度である溝の隅々まで洗浄することは困難
であった。ごみや塵などがガイド溝から除去されないま
まであると、処理の際に悪影響を及ぼす結果となり、質
のよいウエハを得ることができないという問題があっ
た。このことは、キャリアレス方式のウエハ処理装置に
おいて従来から重要な解決課題となっていた。

【００１１】本考案は、上述のような問題点を解消する
ためになされたものであって、単純な構造によりチャッ
クの保持部材のガイド溝に付着した各種のごみを容易に
除去できるウエハ保持装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案にかかるウエハ保持装置は、内側にガイド溝
を有し、このガイド溝にウエハの外縁を挿入させて、当
該ウエハを保持する少なくとも一対の保持部材と、この
保持部材を接離可能に保持する一対のチャックと、を備
えるウエハ保持装置において、前記保持部材内部に中空
部を設けるとともに、当該保持部材のガイド溝部に前記
中空部に連通する流体噴出口を設けたことを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】保持部材内部に中空部を設けるとともに、ガイ
ド溝部に前記中空部に連通する流体噴出口を設けて、当
該中空部を介して流体を前記流体噴出口から噴出させる
ようにしたので、ガイド溝部を直接バブリングしたり、
洗浄液を流し込むことができ、ガイド溝部が直接かつ効
果的に洗浄される。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本考案にかかるウエハ
保持装置の実施例を詳細に説明するが、本考案の技術的
範囲がこれによって制限されるものではないことはもち
ろんである。

【００１５】図１は、本考案にかかるウエハ保持装置の
一実施例を示す概要図であり、保持棒１０などは説明の
都合上、ガイド溝での断面図が示されている。

【００１６】左右一対のチャック９には、それぞれ保持
部材として２対の保持棒１０が紙面と垂直方向に吊設さ
れている。

【００１７】図２は，図１における保持部材１０のＡ−
Ａ線における一部縦断面図を示すものであり、保持棒１
０には、ガイド溝１１が、保持するウエハの枚数分等ピ
ッチで形成されている。このガイド溝１１は、ウエハ２
の外縁を導入するテーパ部１１ａと、ウエハを保持棒１
０の長手方向に対してほぼ垂直に保持するための保持溝
１１ｂと底面部１１ｃとからなっており、底面部１１ｃ
には流体噴出口８が設けられている。

【００１８】保持棒１０の内部には中空部１０ａが設け
られており、前記流体噴出口８と連通している。一方、
チャック９の内部にも連通孔９ａが設けられており、そ
の下方が前記保持棒１０の各中空部１０ａと連通してお
り、上端部はチューブ接続口１２と連通している。

【００１９】保持棒１０の素材として炭化ケイ素が使用
されている。保持棒１０の製造方法は、まず、コークス
で保持棒１０の中芯を形成し、その中芯を覆うようにし
て周囲に炭化ケイ素を結晶させる。その後、当該コーク
スのみを燃焼させて除去する。これにより、中空部１３
ａを有する保持棒１０が容易に形成される。

【００２０】内部が中空なのでチャック全体の重さを非
常に軽量化することができるので、ウエハ保持装置本体
２０（図３）の各駆動手段にかかる負担が軽減でき、ウ
エハ搬送が円滑に行なえるという効果も得られる。

【００２１】もっとも、保持棒１０の素材は、上述の炭
化ケイ素に限られるものではなく、その他の耐薬性を有
する素材、例えば石英やステンレスやフッ素系樹脂など
で形成しても良い。

【００２２】また、図２では保持棒１０内の中空部１０
ａは、上述のような製造によるので保持棒１０の外形と
相似な形になっているが、このほか断面形状が単一であ
る単なる貫通孔を形成するようにしても良い。

【００２３】チューブ接続口１２は接続チューブ１３
（図３）を介して窒素ガスボンベ２６もしくは洗浄液供
給装置２２（図４）に接続されている。

【００２４】なお、２対の保持棒１０は、ウエハ２の水
平方向の中心線２ａを挟んで、上下に配置されており、
下方の一対の保持棒１０でウエハ２を保持した状態で、
上方の保持棒１０のガイド溝１１の底面部１１ｃとウエ
ハ２の外縁の間にわずかな隙間ができるように調整され
ている。

【００２５】これにより、ウエハ２を、下方の保持部材
１０により下から掬いあげるようにして保持するととも
に、上方の保持部材１０は、ガイドの役目のみ果たして
ウエハの前後方向への傾きを規制するので、ウエハ２の
外縁を傷をつけるなく、しかも安定な状態で保持するこ
とができる。

【００２６】チャック９の上端部は、ヘッド１４内に設
けられたチャック駆動手段１５に連結されている。この
チャック駆動手段１５は、チャック９の回転軸９ｂに固
定され、一部にピニオン１６ａが刻設された駆動歯車１
６と、この駆動歯車１６に噛合するラック１７と、この
ラック１７を上下駆動するアクチュエータ１８からなっ
ており、このアクチュエータ１８でラック１７を上下駆
動することにより、チャック９が開閉されるように形成
されている。

【００２７】なお、１９は、保持棒１１と同じピッチで
形成されたガイド溝１９ａを上部に有するウエハ保持ホ
ルダであり、ウエハ２は、そのオリエンテイション・フ
ラット２ｂが下に来るようにして３つのウエハ保持ホル
ダ１９のガイド溝１９ａに挿入され整立保持される。こ
の場合、ウエハ２は、実質上、３つの保持ホルダ１９の
うち両端の２つで支持されており、中央の保持ホルダ
は、ウエハ２が前後に倒れるのを防止すると共に、処理
槽内でのウエハ処理中にウエハ２が回転しようとしたと
き、当該オリエンテイション・フラット２ｂの直線部に
係合し、その回転を阻止して、処理槽内での安定したウ
エハ処理を可能ならしめる。

【００２８】図３は、本実施例にかかるウエハ保持装置
をウエハ搬送装置本体２０に搭載したときの全体の斜視
図である。

【００２９】ヘッド１４は、ウエハ搬送器本体２０の垂
直部２１に、そのガイド溝２１ａに沿って上下方向に移
動可能に取り付けられており、図示しない駆動手段によ
り上下駆動される。また、ウエハ搬送器本体２０は、図
示しない駆動手段によって水平方向に移動可能なように
なっている。

【００３０】チャック９のチューブ接続口１２に接続さ
れた接続チューブ１３の長さには十分余裕を設けてお
り、チャック９の開閉動作やヘッド１４の上下運動を妨
げないようになっている。この接続チューブ１３は、垂
直部２１の背部に沿って下方に導かれ、図示しないケー
ブルベアに保持されて図４に示す窒素ガスボンベ２６、
洗浄液供給装置２２に導かれている。

【００３１】なお、チャック９や、回転軸９ｂ、ヘッド
１４などの、処理液に直接接触する部材もしくは処理液
の飛沫がかかるおそれがある部材は、使用する処理液に
対し耐腐食性を有する樹脂で形成されている。

【００３２】図４は、流体噴出口８に窒素ガスや洗浄液
を供給するための装置の構成を示すブロック図である。

【００３３】図において、洗浄液供給装置２２は、内部
に洗浄液２３ａを充満した洗浄液貯蔵槽２３とこの貯蔵
槽２３から洗浄液２３ａを吸い上げて、これをチューブ
２５ａを介して電磁切換弁２４方向に供給する供給ポン
プ２５と、からなっている。

【００３４】窒素ガス供給装置としての窒素ガスボンベ
２６には、塵やごみなどを含まない清浄な窒素ガスが圧
縮されて収納されており、チューブ２６ａを介して電磁
切換弁２４に接続されている。

【００３５】制御装置２７は、ウエハ処理装置全体の動
作を制御するものであって、これににより電磁切換弁２
４や供給ポンプ２５は指示を受けて動作するようになっ
ている。

【００３６】なお、供給されるガスは窒素ガスに限定さ
れる必要はなく他の気体であってもウエハ処理に悪影響
を与えないものであればよい。

【００３７】図５は、チャック９を洗浄するときの様子
を示す図である。

【００３８】処理槽２８の左右両側に隣接して、チャッ
ク洗浄専用のチャック洗浄槽２９ａ，２９ｂが設けられ
ている。このチャック洗浄槽２９ａ，２９ｂ内には洗浄
液３０が充満されており、この洗浄液３０は、図示しな
いパイプを介して定期的に交換され、または常時オーバ
ーフローされてきれいな状態に保つようになっている。

【００３９】ウエハ保持装置のチャック９でウエハ２を
保持して処理槽２２の上に移送し、次にこれを下降させ
てウエハ保持ホルダ１９に載置した後、チャック９を上
昇させる。その後チャック９を大きく開いて再度下降さ
せて、チャック９のそれぞれを、チャック洗浄槽２９
ａ，２９ｂ内に浸漬させる。そして制御装置２７により
電磁切換弁２４を窒素ボンベ２６側に切り換えてチュー
ブ１３に窒素ガスを供給し、保持棒１０のガイド溝１１
の流体噴出口８から噴出させてバブリングしたり、ある
いは電磁切換弁２４を洗浄液側に切り換えるとともに供
給ポンプ２５を作動させて洗浄液２３ａを流体噴出口８
から噴出させる。

【００４０】これにより、ガイド溝１１内に付着してい
た塵やごみが窒素ガスの泡や、洗浄液により直接押し出
されので、その洗浄効果は従来の外部からの洗浄方法に
比べて飛躍的に向上させることができる。

【００４１】これに付け加え、チャック洗浄槽２３ａ，
２３ｂに従来どうりの超音波洗浄や、チャック９下方か
らのバブリングやアップフローなどの機能を付加してお
けばチャック９の洗浄としては、ほぼ完全なものとする
ことができる。

【００４２】なお、チャック９を処理槽内２８内に挿入
する際には、電磁切換弁２４は閉じたままなので、接続
チューブ１３やチャック９内の連通孔９ａ内が負圧にな
ることがなく、処理槽２８内の薬液３１が、当該接続チ
ューブ１３や連通孔９ａ内に流入するおそれはないが、
２対の保持棒１０の内、下方の一対については流体噴出
口８がやや上方を向いているので、この部分に空気（も
しくは窒素ガス）が溜まっている状態では、その部分の
気体が抜けて薬液３１が保持棒１０内部に流入する可能
性がある。この場合には、少しの窒素ガスを流体噴出口
８から出すようにしておけば良い。

【００４３】また、本実施例では、処理槽２８の両側に
それぞれチャック９の片方だけを浸漬できるチャック洗
浄槽２９ａ，２９ｂを配設したので、当該ウエハ保持装
置でウエハ２を処理槽２８内に移送した後、その水平方
向の位置を変えずにそのまま上昇させてチャック９の間
隔を若干広くして、再度下降させるだけで当該洗浄槽に
チャック下方を挿入し洗浄することができる。このた
め、次のような利点がある。 （１）従来のチャック洗浄槽は、処理槽２８と同形のも
のを、処理槽２８とは別の位置に設けていたので、その
位置までその都度水平移動しなければならなかった。こ
のためウエハ保持装置本体２０の無駄な動きが多く、時
間ロスになっていたが、本実施例のような構成によれ
ば、ウエハ処理ごとに水平移動なしにチャックの洗浄が
でき、時間のロスを大変少なくできる。 （２）従来のチャック洗浄槽は、左右一対のチャックを
１つの洗浄槽に浸漬させるため洗浄槽が大きくなり消費
する洗浄液の量も多く、また洗浄時間も長かったが、本
実施例では、チャック洗浄槽２９ａ，２９ｂにチャック
９を片方ずつ浸漬させるので、その内容積は大変小さく
て済み、消費する洗浄液の量も少なく、また、洗浄時間
も短縮できる。

【００４４】なお、チャック洗浄槽２９ａ，２９ｂは、
各処理槽２８についてそれぞれ左右に一対ずつ設けても
良いし、隣接する処理槽間にチャック洗浄槽を一つだけ
設け、これを両者で共用するようにしても良い。また、
全部の処理槽に設けるのでなく、特にチャック洗浄が必
要な処理槽のみに設けるだけでも良い。

【００４５】また、本実施例では、流体噴出口８は、保
持棒１０のガイド溝底面部１１ｃの部分のみに設けた
が、この部分のみに限定する必要はない。

【００４６】図６に示すようにガイド溝１１のテーパー
部１１ａ（８ａ）や保持溝１１ｂ（８ｂ）または、ガイ
ド溝とガイド溝の間（８ｃ）などにおいて、必要に応じ
て多数設けておくことにより、その洗浄効果を一層高め
ることが可能である。

【００４７】また、本実施例においては、チャック９内
部に連通孔９ａを設けてこれを介して保持棒１０に窒素
ガスや洗浄液を供給するようにしているが、接続チュー
ブ１３を下方に延ばして直接保持棒１０内部の中空部１
０ａに接続するようにしても良い。

【００４８】なお、上述のウエハ保持装置の実施例にお
いては、保持棒１０の断面形状は円形になっているが、
これに限定されるものではない。しかし、液切れを早く
するという効果を得るためには、その断面形状は、円形
もしくはこれに近い形の方が望ましい。

【００４９】また、チャック駆動部１５の機構は、上述
のピニオン・ラック機構に限定されるものではなく、公
知のチャック駆動機構であればどのようなものでもよ
く、またアクチュエータも空気式、油圧式のほかネジ送
り機構を利用したものでも使用可能である。さらに、チ
ャック９を回転により開閉させるのでなく、平行にスラ
イドさせて開閉動作させるように構成することも可能で
ある。

【００５０】

【考案の効果】以上、本考案のウエハ保持装置において
は、チャックに設けられたウエハ保持部材内部に中空部
を設けるとともに、当該保持部材のガイド溝部に前記中
空部に連通する流体噴出口を設けたので流体を中空部を
介して前記流体噴出口から噴出させることによりガイド
溝部を直接バブリングしたり、洗浄液を流し込むことが
可能となり、従来洗浄しにくかったガイド溝部分にたま
ったごみや塵が、ガイド溝自身の流体噴出口から突出す
る窒素ガスの泡や洗浄液の流れの勢いにより、ガイド溝
内から外部に押し出されるので、当該ガイド溝内を直接
かつ効果的に洗浄できるようになった。これにより、ウ
エハ処理において少なくともガイド溝におけるごみや塵
の悪影響を払拭することができ、質のよいウエハの表面
処理が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかるウエハ保持装置の概要
を示す図である。

【図２】図１の実施例における保持棒のガイド溝の形状
を示す図である。

【図３】ウエハ保持装置本体の全体斜視図である。

【図４】窒素ガス供給装置および洗浄液供給装置の構成
を示す概略図である。

【図５】チャック洗浄の様子を示す図である。

【図６】保持棒における流体噴出口の別の実施例を示す
図である。

【図７】従来のウエハ保持装置の構造を示す図である。

【符号の説明】

２ ウエハ ８ 流体噴出口 ９ チャック ９ａ 連通孔 １０ 保持棒 １０ａ 中空部 １１ ガイド溝 １２ チューブ接続口 １４ ヘッド １５ チャック駆動手段 １６ 駆動歯車 １７ ラック １８ アクチュエータ １９ ウエハ保持ホルダ ２０ 搬送装置本体 ２２ 洗浄液供給装置 ２４ 電磁切換弁 ２６ 窒素ガスボンベ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１Ｃ 21/68 21/68 Ａ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側にガイド溝を有し、このガイド溝に
   ウエハの外縁を挿入させて、当該ウエハを保持する少な
   くとも一対の保持部材と、 この保持部材を接離可能に保持する一対のチャックと、
   を備えるウエハ保持装置において、 前記保持部材内部に中空部を設けるとともに、当該保持
   部材のガイド溝部に前記中空部に連通する流体噴出口を
   設けたことを特徴とするウエハ保持装置。