JP2634359B2 - ウエハ保持装置およびその保持方法 - Google Patents
ウエハ保持装置およびその保持方法Info
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Description
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。)を化
学処理するためのウエハ処理装置において、該ウエハを
保持して搬送するための保持装置および保持方法に関す
る。
クで保持し、これを各処理槽に浸漬させて化学処理する
キャリアレス方式のウエハ処理装置にあっては、キャリ
ア不要のため、それだけ各処理槽を小型化でき、しか
も、洗浄が容易なので、処理液や純水が少なくて済み、
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おり、最近のウエ
ハ処理装置の主流になりつつある。
装置における、この発明の背景としてのウエハ保持装
置、あるいは従来周知のウエハ保持装置を、図7から図
9に示す。
てのウエハ保持装置であり、一対のチャック1の下部の
屈曲部1aに、内側にウエハ2を保持するためのガイド
溝3aをその長手方向に等間隔で複数刻設している保持
棒3を二対対向して保持するものである。ウエハ2は、
前記ガイド溝3aと等間隔のガイド溝4aが刻設された
ウエハ保持ホルダー4に複数整立されており、このウエ
ハ2を保持する際には、下方の保持棒3がウエハ2に接
触しない程度に該チャック1を拡げてから所定位置まで
下降させ、該チャック1を閉じてウエハ2の下部外縁を
保持棒3のガイド溝に挿入するようにしてこれを保持
し、上方に引き上げるようにしている。
ック5のウエハ保持部分に、内面に複数のガイド溝6a
を等間隔に刻設した保持板6が設けられており、この保
持板6で、ウエハ2の外縁を挟持するようになっている
(特開昭63−111637号公報)。
側にガイド溝7aを刻設した2本のウエハ保持ホルダー
7が、上下に移動可能に設けられており、一方、ウエハ
保持装置は、内側にガイド溝8aを有する3本の保持棒
8を、水平方向に移動できるように構成されている。こ
のようなウエハ保持装置にあっては、該ウエハ保持ホル
ダー7を上昇させてウエハ2をAの位置からBの位置に
移動させた後、3本の保持棒8を水平移動させてウエハ
2の下に潜り込ませ、その後ウエハ保持ホルダー7を下
降させることにより、ウエハ2を保持棒8に移し変える
ようになっている(特開昭59−134834号公
報)。
ような背景としてのウエハ保持装置および従来のウエハ
保持装置にあっては、それぞれ次のような問題点があ
る。
置にあっては、2対の保持棒3の各々でウエハ2を保持
するように構成されるために、各保持棒3の取付け位置
には高い精度が必要となる。すなわち、取付位置がわず
かでもずれると、ウエハ2の自重が2対の保持棒3の間
で不均等に分担され、その結果、一部の保持棒3によっ
てウエハ2に過度な力が印加されるという問題点があ
る。また、ウエハ2の径にわずかでもばらつきがあった
場合にも、同様の問題が発生する。
は、図7のものに比べ、ウエハ2を保持するためのチャ
ック5の開きを、最小限2枚の保持板6の厚さ分にとど
めることができ、該処理槽の幅をほとんど大きくする必
要はない点で優れているが、保持板6に刻設されたガイ
ド溝6aの総面積が大きいので、この部分に処理液が付
着し、次の処理槽が汚染される可能性が高く、これを避
けるためには洗浄槽で十分洗浄する必要があるが、洗浄
液を多量に要し、メンテナンスコストの上昇が避けられ
ない。また、保持板6で両サイドからウエハ2を中心方
向に付勢して挟む込む方式であるため、ウエハ2の外縁
を痛めるおそれがある。
によると、チャックが不要なため、処理槽を非常にコン
パクトにでき、またウエハ保持装置の保持棒8自体は処
理槽に浸されず、かつ、ガイド溝の面積も図8の従来例
に比べ大変少ないため汚染の可能性が大変少なくなると
いう優れた利点があるが、処理槽毎にウエハ保持ホルダ
ー7を上下駆動する駆動手段が必要となり、機構的に大
変繁雑になるという欠点がある。
簡単な構造により、コンパクトな処理槽においても確実
にウエハを保持し、高速搬送も可能なウエハ保持装置を
提供することを目的とする。
め、本発明にかかるウエハ保持装置は、内側にウエハ外
縁挿入のためのガイド溝を有し、該ウエハの下部外縁に
当接して、下方から該ウエハを持ち上げて保持する一対
の保持棒と、該一対の保持棒を接離自在に吊設する一対
のチャックとを有し、さらに、前記保持棒と同一ピッチ
のガイド溝を有し、このガイド溝に前記ウエハ外縁の前
記保持棒による保持位置とは異なる部分を挿入すること
により、該ウエハが倒れないようにガイドするだけで、
該ウエハ外縁をその中心方向には付勢しない補助棒を少
なくとも一つ前記チャックに備えることを特徴としてお
り、さらに、該補助棒は、前記一対の保持棒でウエハを
保持したとき、前記補助棒のガイド溝の底面が、前記ウ
エハの外縁に当接しない状態で該ウエハの外縁をガイド
するように、前記チャックの前記保持棒上方に吊設され
ていることを特徴とする。
上述のウエハ保持装置を用いてなされる保持方法であっ
て、該ウエハの下部外縁に当該ウエハ保持装置の保持棒
のガイド溝を近接させ、次にチャックを上昇させて、該
ウエハの下部外縁の保持部分を前記ガイド溝に挿入させ
た後、さらにチャックを上昇させて、該ウエハの下部外
縁を前記ガイド溝の低部に当接させ、該ウエハの自重の
みにより、該保持棒に保持されるようにし、一方、該ウ
エハ外縁の前記保持棒による保持位置とは異なる位置の
少なくとも1箇所を前記補助棒によりガイドするように
したことを特徴としている。
縁」とは、ウエハの外周縁を、また、ウエハの「上部外
縁」または「下部外縁」とは、それぞれ当該ウエハの水
平中心線より上方または下方の外周縁をいう。
てウエハを保持するので、ウエハに余計な付勢力を加え
る必要がなく、その外縁を傷付けるおそれがない。さら
に表面積の少ない保持棒による保持を行うので、付着す
る処理液が大変少なく、洗浄のためのメンテナンスコス
トを下げることができる。
倒防止専用の補助棒を設けウエハ外縁の前記保持棒によ
る保持位置以外のところでガイドするので、ウエハ外縁
を傷付けず、さらに高速搬送が可能となる。
保持装置の実施例を詳細に説明するが、本発明の技術的
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。
一実施例を示す概要図であり、保持棒などは説明の都合
上、ガイド溝での断面図が示されている。
れ保持棒10が図の垂直方向に吊設されている。該保持
棒10の内側には、図2に示すようなガイド溝11が、
保持するウエハの枚数分等間隔に刻設されている。この
ガイド溝11は、ウエハ2の外縁を導入するテーパ部1
1aと、保持溝11bからなっており、保持溝11bの
底面部11cの形状は、液切れがよいように八の字状に
形成されている(図1)。
方には、一対の補助棒12が、上記保持棒10と平行に
チャック9に付設されている。補助棒12の内側にも保
持棒10と同様なテーパ部13aと保持溝13bを有す
るガイド溝13が刻設されているが、その底面部13c
の形状は、直線状になっており、しかも保持棒10でウ
エハ2を保持した状態で、その底面部13cとウエハ2
の外縁の間にわずかな隙間ができるように前記チャック
9に吊設されている。
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9aに固定
され、一部にピニオギャ16aが形成された駆動歯車1
6と、この駆動歯車16に噛合するラックギャ17と、
このラックギャ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でラックギャ
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。
形成されたガイド溝19aを上部に有するウエハ支持ホ
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、該ウエハ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該ウエハ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、安定したウエハ処理を
可能ならしめる。
をウエハ搬送装置本体に搭載したときの全体の斜視図で
ある。
22に、そのガイド溝22a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、ウエハ搬送器本体は、図示しない
駆動手段によって左右に移動可能になっている。
10、補助棒12、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。
内のウエハ2を保持する方法を図4に基づき説明する。
で満されており、この中にウエハ2がウエハ保持ホルダ
19に複数枚保持されており、この中に、チャック9
を、その保持棒10がウエハ2に接触しない程度に開き
ながら、所定位置まで下降させる。
のガイド溝11および補助棒12のガイド溝13にウエ
ハ2の外縁を挿入させる。この段階では、それぞれのガ
イド溝11、13の底面部11c、13c(図1)は、
ウエハ2の外縁に接触していない。
この段階で保持棒10のガイド溝11の底面部11c
が、ウエハ2の下部外縁に当接するが、補助棒12のガ
イド溝13の底面部13cは、ウエハ2の外縁から離れ
たままであり、ウエハ2が前後に倒れないように補助す
る役目をする。
ることによりウエハ2が保持棒10に載置された状態で
ウエハ保持ホルダ19から離脱し上昇する。
の開きを最小限に止めることができ、処理槽23の幅を
極力小さくしてメンテナンスコストを安価にすることが
できる。また、保持棒10で、ウエハ2を下方からすく
い上げるようにして、該ウエハ2の自重のみで保持する
ことができるので、該外縁に無駄な力が加わらず、ウエ
ハ2を損傷することがなく、一方、ウエハ2の上部外縁
を補助棒12により、前後左右にウエハ2が転倒しない
ようにガイドしているので、高速搬送する場合であって
も十分対応できるという利点がある。しかも、補助棒1
2のガイド溝13は余裕をもってウエハ2に接触してい
るので、該外縁を損傷することはない。また、保持棒1
0または補助棒12の取付位置、あるいは、ウエハ2の
径に多少のばらつきがあっても、ウエハ2の自重が一対
の保持棒10のみで支えられるので、保持棒10の一部
によって、偏った過大な力がウエハ2へと加わる恐れが
ない。さらに、補助棒12は、保持棒10とともにチャ
ック9に取り付けられており、チャック9の開閉にとも
なって、保持棒10とともに開閉する。このため、所定
位置から主面に沿った水平方向にずれた位置にあるウエ
ハ2を保持する際にも、保持棒10のみでウェハの水平
位置が矯正され、ウエハ2が補助棒12に当接する恐れ
がない。
と逆の順序で動作させることにより、ウエハ2をウエハ
保持ホルダ19に装着することが可能である。
れば、該チャック9の下降位置および閉じ具合を調整す
ることにより、直径の異なるウエハをチャック9を交換
せずに保持することが可能である。
別の実施例を示す。
棒12´は、チャック9に直接付設されるのではなく、
回転軸9bを中心に回転可能にチャック9に付設された
揺動アーム9cに一つだけ取り付けられている。
は、もちろん、所定の処理液に対し、耐腐食性を有する
必要があるが、チャック9を処理液中に沈めたとき浮か
び上がらないように、一番比重の大きい処理液より比重
の大きな材料を用いるか、もしくは、別の重りを付ける
ようにすることが望ましい。
ないとき、揺動アーム9cが一定角度下がると、チャッ
ク9の右端に係合して、必要以上に下がるのを阻止する
ためのものである。
よれば、揺動アーム9cおよび補助棒12´の重さはそ
れほど大きなものではないので、該ウエハ2にほとんど
負担はかからず、しかもほぼ真上でウエハ2をガイドで
きるので、その転倒を効率的に防止することが可能とな
ると共に、ウエハ2の上部外縁の位置に応じて、揺動ア
ーム9cが揺動するので、直径の異なるウエハを保持す
る際にチャック9を交換する必要がない。
み入れたウエハ処理システムの一例を示す。
から見た概要図であり、キャリアストッカ26、27が
両サイドに配設され、該キャリアストッカ26は、未処
理のウエハ2を収納したキャリア28を収納しており、
キャリアストッカ27は、処理済みウエハ2を収納した
キャリア28を収納するようになっている。
2を、本実施例にかかるウエハ保持装置30aで保持す
るためのロード部、反対に、31は処理済のウエハ2を
ウエハ保持部30bからキャリア28に収納するための
アンロード部である。
に処理槽32a、32b、32c、32dが配設されて
おり、その周囲には排気ダクト(図示せず。)が設けら
れている。また、処理槽32dの隣には、公知の回転乾
燥機37が設置されている。
搬送手段33a、33bが、左右に移動可能なように基
台34に取り付けれており、該ウエハ搬送手段33a、
33bのそれぞれには、本発明にかかるウエハ保持装置
30a、30bが上下に移動可能に取り付けられてい
る。ウエハ搬送装置33aは、ロード部29と処理槽3
2a、32b、32cを担当し、ウエハ搬送装置33b
は、処理槽32c、32d、回転乾燥部37およびアン
ロード部31を担当するようになっている。
ャリア移送部35があり、図示しないベルトコンベアに
より、ロード部29上方からアンロード部31上方へ空
キャリア28を移動させる。
ための送風部である。
理槽に所定の処理液や洗浄液を供排するためのパイプ群
が配設されており、ロード部29、アンロード部31の
それぞれの背部にはキャリア搬送手段38a、38bが
設けられている(このキャリア搬送部38a、38bの
具体的な構造は図示しないが、キャリア28を保持して
所定位置に移送できる搬送手段であればどのようなもの
でも構わない。)。
の動作を簡単に説明する。
アストッカ26に収納されているキャリア28を取り出
し、ロード部29に載置する。キャリア28の内面には
複数のガイド溝が等ピッチで刻設されており、そのガイ
ド溝にウエハ2の外縁が挿入されて整立され複数枚キャ
リア28内に収納されている。このキャリア28の底面
の中央部には、移し変え用の長穴が設けられており、こ
の長穴の下方から、上面にキャリア28のガイド溝と同
様なガイド溝を刻設したロード用ウエハ保持ホルダ29
aを上方に突き出してウエハ2をキャリア28から取り
出す。
前に移動し、保持手段30aで該ウエハ2を保持しウエ
ハ処理部32方向に搬送する。
ア28は、キャリア搬送手段38aによって、上方の空
キャリア移送部35に移送され、さらにこの空キャリア
移送部35に設けられたベルトコンベアによって、アン
ロード部31の上方に移送される。キャリア搬送手段3
8bは、この移送された空キャリア28をアンロードブ
31に載置する。
手段33bは協力して、順次処理槽32a、32b、3
2c、32dに該ウエハ2を浸漬せしめてウエハ処理を
した後、回転乾燥部37で該ウエハ2を乾燥させ、アン
ロード部31にて、空キャリア28の底部の移し変え用
長穴から上方に突き出たアンロード用ウエハ保持ホルダ
31aに該ウエハ2を受け渡す。
1aがウエハ2を保持したまま下降し、空キャリア28
に該処理済みウエハ2を収納せしめる。
8をキャリアストッカ27に載置し、一連の処理動作が
終了する。
ラットを有する場合には、ロード部29に公知のウエハ
整列装置(特開昭62−115738号公報)を設け、
該オリエンテイション・フラットが全て下方に来るよう
に整列させておけば、以後のウエハ処理を均一に行うこ
とが可能となる。
ことが可能であり、それに応じてウエハ搬送手段33
a、33bを増加してもよい。
ク洗浄槽を設ければ、各処理槽間の汚染をさらに防止す
ることができる。
ャリア搬送部35を、処理部32の上方に配設するよう
に構成したので、平面的にスペースを節約することがで
き、また、この結果処理部32の前方および後方がフリ
ーとなるので、前面からの処理部32のメンテナンスが
容易になると共に、背部からの処理液供排パイプ群のメ
ンテナンスも容易になる。また、このようなシステム構
成にすることにより、キャリアストッカ26、27、ロ
ード部29、アンロード部31、空キャリア搬送部35
のそれぞれの間のキャリアの受け渡しを、一平面内で移
動するキャリア搬送手段38a,38bだけで行うこと
ができ、実に機能的なキャリアレス方式のウエハ処理シ
ステムを得ることができる。
述のように、ウエハ2を保持するときのチャック9の開
きが最小にできるように形成されているので、処理槽の
容積が少なくて済み、本システム全体をコンパクトにで
きるだけでなく、処理液の量及び洗浄時間が大幅に減少
され、メンテナンスコストが安価で、かつ、全体の処理
時間の短いすぐれたウエハ処理システムがを提供できる
ものである。
は、上述のようにウエハの転倒防止専用補助棒を設けて
いるので、ウエハ搬送の際のウエハの転倒・脱落が防止
され高速搬送が可能になり、処理時間の短縮をさらに図
れる。
は、補助棒12、12′をウエハ2の中心線2aのやや
上方の上部外縁に対応する位置に設けたものについて説
明したが、補助棒12、12′は、ウエハ2の転倒を防
止できる位置であれば他のどの位置に設けてもよい。た
だし本実施例においては、チャック9を直線状に形成し
ているため当該補助棒12、12′を保持棒10の位置
よりさらに下方に設けることは実際上困難であろう。
中心線2aのやや下方の位置に設けておけば、ウエハ2
を処理槽23から引き上げたときに補助棒12、12′
のガイド溝13に入り込んだ処理液24が滴となって下
に落ちる際にウエハ2の表面を流れることがなく、万一
ウエハ処理中にガイド13内にパーティクルが生じたと
しても当該パーティクルがウエハ2の表面に付着するこ
とがない。
いては、図2に示したように、保持棒10、補助棒1
2、12′のガイド溝11、13の断面形状をY形とし
ているが、これをV形とすることも可能である。後者の
場合においては、ウエハ2の外縁は、その端部において
ガイド溝11、13に接触するだけなので、ウエハ2と
各ガイド11、13との接触面積が少なくなり、当該ガ
イド溝11、13によって生じるウエハ2の損傷を最小
限に止めることができる。
おいて、保持棒10、補助棒12、12′の断面形状は
円形に限定されるものではないが、液切れを早くするた
めには円形もしくはこれに近い形の方が望ましい。ま
た、それぞれのガイド溝の底面部11c、13cの形状
は上述のものに限定されないのはもちろんである。
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。
ハを保持するため、処理槽などに挿入される部分)は、
ほぼ直線状に形成されているので、ウエハ保持の際に該
チャックの開きを最小にすることができ、処理槽の容積
を最小限に維持することが可能となる。この結果、ウエ
ハ処理装置自体の大きさをコンパクトにすることができ
るだけでなく、消費する処理液の量および処理液を少な
くすることができ、コストが大変安くなる。また、処理
液の量が少なくなった結果、その給排に要する時間も短
縮することができ、システム全体の処理時間を大幅に短
縮することができるようになった。
のように、ウエハ2の下方の外縁を一対の保持棒ですく
い上げるように保持し、ウエハ2の外縁を、中心方向に
付勢力を持たない補助棒にてガイドしているので、ウエ
ハにほとんど力が加えられることはなく、したがってウ
エハ保持の際のウエハ損傷が全く生じない上、該補助棒
の働きにより、ウエハ搬送の際のウエハの転倒・脱落が
防止され高速搬送が可能になり、処理時間の短縮を図れ
る。また、保持棒または補助棒の取付位置、あるいは、
ウエハの径に多少のばらつきがあっても、ウエハの自重
が一対の保持棒のみで支えられるので、保持棒の一部に
よって、偏った過大な力がウエハへと加わる恐れがな
い。さらに、補助棒は、保持棒とともにチャックに取り
付けられており、チャックの開閉にともなって、保持棒
とともに開閉するので、所定位置から主面に沿った水平
方向にずれた位置にあるウエハを保持する際にも、保持
棒のみでウェハの水平位置が矯正され、ウエハが補助棒
に当接する恐れがない。
補助棒のみでウエハを保持するので、付着する処理液が
極めて少なく、これにより汚染のおそれが軽減されると
共に、洗浄層で洗浄する場合でも非常に短時間で洗浄す
ることが可能である。
を示す図である。
を示す図である。
て、ウエハを保持する方法を説明する図である。
概要を示す図である。
エハ処理システムの一例を示す図である。
す図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 内側にウエハ外縁挿入のためのガイド溝
を有し、該ウエハの下部外縁に当接して、下方から該ウ
エハを持ち上げて保持する一対の保持棒と、該一対の保
持棒を接離自在に吊設する一対のチャックとを有し、 さらに、前記保持棒と同一ピッチのガイド溝を有し、こ
のガイド溝に前記ウエハ外縁の前記保持棒による保持位
置とは異なる部分を挿入することにより、該ウエハが倒
れないようにガイドするだけで該ウエハ外縁をその中心
方向には付勢しない補助棒を少なくとも一つ前記チャッ
クに備えることを特徴とするウエハ保持装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のウエハ保持装置におい
て、 前記補助棒が、前記チャックに回動可能に取り付けられ
た揺動部材に設けられていることを特徴とする ウエハ保
持装置。 - 【請求項3】 請求項1記載のウエハ保持装置を用い
て、垂直に整立されたウエハを保持する方法であって、 該ウエハの下部外縁に前記ウエハ保持装置の保持棒のガ
イド溝を近接させ、次にチャックを上昇させて、該ウエ
ハの下部外縁に前記ガイド溝に挿入させた後、さらにチ
ャックを上昇させて、該ウエハの下部外縁を前記ガイド
溝の底面に当接させ、該ウエハの自重のみにより該保持
棒に保持されるようにし、一方、該ウエハ外縁の前記保
持棒による保持位置とは異なる位置の少なくとも1箇所
を、前記補助棒によりガイドするようにしたことを特徴
とするウエハ保持方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4253994A JP2634359B2 (ja) | 1991-08-30 | 1992-08-28 | ウエハ保持装置およびその保持方法 |
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JP24677591 | 1991-08-30 | ||
JP4253994A JP2634359B2 (ja) | 1991-08-30 | 1992-08-28 | ウエハ保持装置およびその保持方法 |
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JPH05200689A JPH05200689A (ja) | 1993-08-10 |
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