JP2971725B2

JP2971725B2 - 基板浸漬装置

Info

Publication number: JP2971725B2
Application number: JP6047283A
Authority: JP
Inventors: 薫新原; 康弘倉田; 雅視澤村
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1999-11-08
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: JPH06326067A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板浸漬装置、特に、
複数の基板をほぼ水平状態で上下多段に収納する基板収
納部を、液槽内に貯溜された液体中に浸漬する基板浸漬
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板及び液晶用やフォトマスク用
のガラス基板等の基板に対して洗浄処理等の基板処理を
行う基板処理装置として、特開平４−１６２４２６号公
報に開示された装置がある。この装置は、上下に多数の
ウエハを収納したカセットを載置するローダキャリア
と、ローダキャリア上の基板収納部から基板を取り出す
ローダ用搬送ロボットと、基板の表裏両面を同時に洗浄
する回転ブラシ機構と、洗浄後のウエハを回転させて乾
燥する回転乾燥機構とを備えている。

【０００３】この基板処理装置では、ローダキャリアに
載置された基板収納部からローダ用搬送ロボットが１枚
ずつ基板を取り出す。このとき、基板収納部及び基板は
清浄な空気にさらされている。ローダ用搬送ロボットで
取り出された基板は回転ブラシ機構により両端面を支持
され、表面と裏面との洗浄が同時に行われる。洗浄後の
ウエハは両端面が支持されたまま回転乾燥機構により回
転させられ乾燥される。乾燥が終了したウエハは、アン
ローダキャリア上に載置される。

【０００４】この基板処理装置では、純水による基板洗
浄処理までは、基板は乾燥状態で空気中を搬送される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
洗浄処理までウエハが搬送される間及び洗浄処理前でウ
エハが待機している間は、ウエハが空気に接触し乾燥し
ている。ウエハが空気に接触して乾燥すると、空気中の
酸素によりウエハ表面に自然酸化膜が成長したり、空気
中に浮遊するパーティクルや薬剤がウエハ表面に固着す
る原因になる。

【０００６】

【０００７】本発明の目的は、基板搬送中における基板
の乾燥を抑えて、空気との接触による基板表面の酸化や
基板表面へのパーティクルの固着等を防止することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板浸漬装
置は、複数の基板をほぼ水平状態で上下多段に収納する
基板収納部を、液槽内に貯溜された液体中に浸漬する装
置であって、昇降手段と、基板搬送手段と、処理液供給
手段とを備えている。昇降手段は、基板収納部内の複数
の基板が液槽内の液体中に浸漬する位置と液槽内の液体
から浮上する位置との間で移動するように、基板収納部
と液槽とを相対的に昇降させる手段である。基板搬送手
段は基板をその下方より支持してほぼ水平に保持する搬
送アームを用いて液槽内の液体から浮上した基板を基板
収納部内から搬出して大気中で搬送する手段である。処
理液供給手段は搬送アームによりほぼ水平に保持された
基板の表面に上方から基板乾燥防止用の処理液を供給す
る手段である。

【０００９】なお、前記処理液供給手段は、搬送アーム
によって保持されている基板の表面に基板乾燥防止用の
処理液を噴射する処理液噴射ノズルを含むものであるの
が好ましい。

【００１０】前記基板搬送手段は、基板浸漬装置に対し
て固定支持された基台と、この基台に対して水平方向に
回動自在に支持されたベースと、このベースの先端で水
平方向に回動自在に支持された前記搬送アームとからな
る多関節ロボットを含むものであるのが好ましい。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【作用】本発明に係る基板浸漬装置では、複数の基板が
基板収納部にほぼ水平状態で上下多段に収納されてお
り、この基板収納部が、昇降手段によって液槽内の液体
中に浸漬する位置と液槽内の液体から浮上する位置との
間で液槽に対して相対的に昇降させられる。液槽内の液
体から浮上させられた基板は、基板搬送手段の搬送アー
ムによって下方から支持されて基板収納部内から搬出さ
れ、かつほぼ水平に保持された状態で大気中を搬送され
る。この大気中の搬送の際に、処理液供給手段によって
基板の表面に上方から基板乾燥防止用の処理液が供給さ
れる。

【００１４】ここでは、基板が液槽の液体中に浸漬さ
れ、基板搬送手段においては基板乾燥防止用の処理液に
より濡らされつつ搬送されるので、基板の乾燥が抑えら
れ、基板表面の酸化や基板表面へのパーティクルの固着
を防止することができる。また、搬送中においては、ほ
ぼ水平に保持されている基板に対して基板乾燥防止用の
処理液が供給されるので、ほぼ水平な基板の表面全体に
処理液が滞溜して広がり、搬送中の基板の乾燥を少ない
処理液の供給で有効に抑えることができる。また、基板
収納部内の基板は搬送アームによって下方より支持され
て搬出されるので、基板と基板収納部内との摺接による
パーティクルの発生をも防止することができる。さら
に、基板は搬送アームによって下方から支持され、上方
から処理液が供給されるので、搬送アームが処理液の供
給に際して妨げとなるのを防止できる。

【００１５】処理液供給手段が、基板の表面に基板乾燥
防止用の処理液を噴射する処理液噴射ノズルを含む場合
は、処理液が広範囲にわたって有効に噴霧され、処理液
の消費をより抑えることができる。また、基板搬送手段
が、多関節ロボットを含む場合は、多関節ロボットの各
関節部分のシールが容易であるために、搬送アームに保
持された基板に処理液が供給されても、多関節ロボット
内に処理液が浸入するのを容易に防止でき、基板搬送を
確実に行える。また、搬送アームを直線的に摺動させて
移動させるような構成のものに比較して、摺動部でのパ
ーティクルの発生を抑えることができる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【実施例】図１及び図２は、本発明の一実施例による基
板処理装置を示している。この基板処理装置は、半導体
ウエハＷ（基板の一例）に対する洗浄及び乾燥処理を行
う。これらの図において、基板処理装置は、カセットＣ
（基板収納部の一例）に収容された多数のウエハＷを純
水中に浸漬する水中ローダ１と、カセットＣから取り出
されたウエハＷの裏面（下面）をブラシ洗浄する裏面洗
浄装置２と、ウエハＷの表面（上面）をブラシ洗浄する
表面洗浄装置３と、ウエハＷの水洗及び乾燥処理を行う
水洗乾燥装置４と、処理されたウエハＷを別のカセット
Ｃに収容して排出するためのアンローダ５とがこの順に
配置された構成となっている。

【００２０】各ローダ１，５及び装置２〜４の間には、
多関節ロボット７を有する搬送装置６が配置されてい
る。この搬送装置６と各ローダ１，５及び装置２〜４の
間は、図示しないシャッタにより遮断され得る。また、
ローダ１及び装置２〜４，６には、純水供給装置８から
制御弁９を介して純水が供給される。ローダ１及び装置
２〜４，６からの排水は、排液回収装置１０により回収
される。

【００２１】水中ローダ１は、図３〜図５に示すよう
に、内部に純水を貯溜し、カセットＣを純水中に浸漬さ
せるための水槽１１と、カセットＣを水槽１１内で上下
動させるためのカセット昇降装置１２とを有している。
この昇降装置１２は、少なくとも、カセットＣを、カセ
ットＣ内に収納された最上段のウエハＷが完全に純水中
に浸漬する位置と、カセットＣ内に収納された最下段の
ウエハＷが純水中より浮上する位置との間で上下動させ
る。カセットＣは中空状であり、その図３右手前側に
は、収容されたウエハＷを出し入れするための開口１３
が形成されている。

【００２２】水槽１１は、合成樹脂製であり、カセット
Ｃの開口１３が対向配置される側面と逆側の側面（図４
左側）には、上下位置を調節可能な堰１４が設けられて
いる（図１９も参照）。この堰１４により、水槽１１内
の液面の高さが決定される。また、水槽１１の底面にお
いてカセットＣの開口１３に近い部分には、純水供給口
１５が形成されており、この供給口１５から純水が水槽
１１に供給される。また、供給された純水は堰１４から
溢れて排出される。このため、純水供給中においては、
水槽１１内の少なくとも液面付近でカセットＣの開口１
３から奥側への水流が形成される。また、水槽１１の一
側面には、静電容量センサ１８を用いた液面計１７が配
置されている。

【００２３】カセット昇降装置１２は、昇降フレーム１
９を備えている。昇降フレーム１９は、上下に配置され
た２本のガイド軸２０により上下移動自在に支持されて
いる。昇降フレーム１９の中央には、ボールナット２１
が配置されている。ボールナット２１は、上下に延びる
ボールスクリュー２２に螺合している。ボールスクリュ
ー２２は、ガイド軸２０を支持するガイドフレーム２３
により回転自在に支持されている。ボールスクリュー２
２は、下端に配置された歯付プーリ２４及び歯付ベルト
２５を介してモータ２６により回転駆動される。これに
より、昇降フレーム１９が昇降駆動される。

【００２４】昇降フレーム１９の両側端には、ステンレ
ス製薄板部材からなる１対の昇降部材２７と、これに連
結する垂直部材３１が配置されている。各垂直部材３１
の下端には合成樹脂製平板部材からなるカセット台３２
が取り付けられている。カセット台３２上には、カセッ
トＣの四隅を位置決めするための位置決め部材３３が取
り付けられている。

【００２５】また、各昇降部材２７の上端は、繋ぎ部材
３０により連結されており、この繋ぎ部材３０の中央部
には、カセットＣを水槽１１に浸漬する際に、カセット
Ｃの浮き上がりを防止するための浮き上がり防止部材３
６が配設されている。この浮き上がり防止部材３６は、
繋ぎ部材３０に固定された軸受部３７と、軸３８を介し
て軸受部３７に回転自在に連結されたストッパー３９と
により構成される。

【００２６】図２に示す搬送装置６において、搬送方向
上流側の３つの多関節ロボット７の上方には、図６及び
図７に示すように純水噴射用のノズル３４が設けられて
いる。このノズル３４は、多関節ロボット７に吸着保持
されたウエハＷに対して純水を噴霧し、ウエハＷの乾燥
を防止し、ウエハＷと空気との接触を抑えるためのもの
である。このノズル３４は、ウエハＷよりやや大きい径
のコーン状に純水を噴霧する。

【００２７】多関節ロボット７は、基板処理装置のフレ
ーム４０に取り付けられた垂直コラム４１と、垂直コラ
ム４１上で水平方向に回動自在に支持されたベース４２
と、ベース４２の先端で水平方向に回動自在に支持され
た搬送アーム４３とから構成されている。多関節ロボッ
ト７は、図６に実線で示す待機姿勢と、二点鎖線で示す
搬出姿勢と、点線で示す搬入姿勢とをとり得る。待機姿
勢は搬送アーム４３がベース４２上に折り込まれた姿勢
である。搬出姿勢は、ベース４２が待機姿勢から図６の
反時計回りに９０°旋回し、ベース４２と搬送アーム４
３とが一直線上に延びて配置された姿勢である。搬入姿
勢は、待機姿勢を挟んで搬出姿勢と線対称の姿勢であ
る。

【００２８】垂直コラム４１はステンレス製であり、図
８に示すように、概ね円筒状である。垂直コラム４１の
内部には、ステンレス製のベアリング４５，４６により
回動自在に支持された回動軸４４が配置されている。回
動軸４４の上端には、合成樹脂製の回動レバー４９が固
定されており、下端側には図示しないモータを含む回転
駆動機構が連結されている。回動レバー４９は、図９に
示すように扇状であり、その外縁部がベース４２に固定
されている。このため、ベース４２と回動軸４４とは一
体的に回動する。

【００２９】垂直コラム４１の上端には、合成樹脂製の
平歯車５０が固定されている。このため平歯車５０は垂
直コラム４１と一体的に回動する。垂直コラム４１の上
端外周にはステンレス製のベアリング４７,４８が配設
されている。このベアリング４７,４８は、ベース４２
を回動自在に支持するためのものである。ベース４２
は、アルミニウム製であり、外面が４フッ化エチレン樹
脂で被覆されている。ベース４２は、概ね小判形状であ
り、その基部にベアリング４７,４８を収納する軸受収
納部５１を有している。また、ベース４２の先端と中間
部とには、合成樹脂製の固定軸５２,５３が立設されて
いる。中間部の固定軸５３には、平歯車５０に噛合する
合成樹脂製の中間歯車５４が回転自在に支持されてい
る。この中間歯車５４は、バックラッシュを取り除くた
めの調整が可能な２枚構造の歯車である。先端の固定軸
５２には、合成樹脂製のピニオン５５が回転自在に支持
されている。ピニオン５５は上部にボス部５６を有して
おり、ボス部５６の上端には、搬送アーム４３の基端が
固定されている。

【００３０】なお、これらの回動レバー４９、平歯車５
０、中間歯車５４及びピニオン５５は、ベース４２の周
囲にねじ止めされた合成樹脂製のカバー５７で覆われて
いる。搬送アーム４３はステンレス製薄板部材からな
り、その内部には、搬送アーム４３の先端上面に開口
し、そこから固定軸５２へと延びる吸着孔５８が形成さ
れている。また、固定軸５２及び固定軸５３の軸心にも
同じく吸着孔５９，６０が形成されている。この吸着孔
５９，６０を結ぶように、ベース４２にも吸着孔６１が
形成されている。さらに、回動軸４４の軸心にも吸着孔
６２が形成されており、この吸着孔６２と吸着孔６０と
は吸着配管６３で接続されている。

【００３１】回動軸４４の基端には、図１０に示すよう
に、負圧配管６４の一端が接続されている。そして、吸
着孔５８〜６２、吸着配管６３及び負圧配管６４により
吸着経路６５が構成されている。負圧配管６４の他端は
負圧発生部６６に接続されている。負圧発生部６６は、
アスピレータ方式であり、負圧発生部６６に接続された
エア源６７からの高圧エアにより負圧を発生する。負圧
発生部６６には、計測配管６８を介して下限接点付真空
計６９が接続されている。この計測配管６８において真
空計６９の近傍には、大気に開放された開放配管７０が
接続されている。開放配管７０には、電磁制御方式のオ
ンオフ弁７１が配置されている。この開放配管７０は、
計測配管６８中に吸着経路６５から侵入した純水を除去
するためのものである。

【００３２】負圧発生部６６の下流側には、気水分離装
置７２が接続されている。気水分離装置７２は、エア中
に含まれる水分と空気とを分離するためのものである。
気水分離装置７２の下流側は、排気管７３と排水管７４
とに接続されている。ここでは、搬送アーム４３の先端
で濡れたウエハＷを吸着すると、吸着経路６５に水が侵
入する。侵入した水は負圧発生部６６から気水分離装置
７２に流れる。そして、気水分離装置７２で分離された
空気は排気管７３に排出され、また水分は排水管７４に
排出される。また、水の一部が計測配管６８にも侵入す
る。計測配管６８に純水が滞留すると真空計６９での計
測が不能になるため、真空計６９による計測の直前にオ
ンオフ弁７１を開き、計測配管６８を大気開放して計測
配管６８中の純水を負圧発生部６６側へ排出する。

【００３３】裏面洗浄装置２は、図１１に示すように、
ウエハＷを把持して揺動させるウエハ把持機構８０と、
ウエハＷの裏面に当接してウエハＷの裏面を洗浄するブ
ラシ洗浄機構８１と、ウエハＷの表面に純水を噴射する
表面洗浄ノズル８２とを有している。ウエハ把持機構８
０は、ウエハＷを絶対回転させることなく矢印Ａ方向に
遊星回転させるものであり、対向配置された１対の把持
部８３，８４を有している。把持部８３，８４は、ウエ
ハＷの外周に沿って間隔を隔てて配置された把持爪８
５，８６と、先端でこの把持爪８５，８６を支持する把
持アーム８７，８８とを有している。

【００３４】図１１右奥側の把持アーム８８は、把持ブ
ラケット８９の上端に固定されている。また図左手前側
の把持アーム８７は、押圧ブラケット９０の上端に固定
されている。押圧ブラケット９０は、その図左手前側に
配置された把持ブラケット９１に接離可能に支持されて
いる。この押圧ブラケット９０は、常にスプリング９２
によりウエハＷを押圧する方向に付勢されている。

【００３５】また把持爪８５，８６は、図１２に示すよ
うに、ウエハＷをスプリング９２の付勢力により把持す
る当接面９３，９４を下部にそれぞれ有している。把持
爪８５，８６は、当接面９３，９４から上方にいくにつ
れてその図左右方向に徐々に厚くなる。また、当接面９
３，９４は、ウエハＷの中心を中心とする同一円筒面の
一部を構成し、ウエハＷの外周端縁にそれぞれ当接し得
る。このため、把持爪８５，８６がウエハＷを把持する
際には、ウエハＷの裏面全面が下方に露出する。

【００３６】把持ブラケット８９，９１は、図１３に示
すように、それぞれＬ型の平板部材であり、その下部
は、揺動フレーム９５に矢印Ｂ方向に接離可能に支持さ
れている。揺動フレーム９５の両側上には、把持ブラケ
ット８９，９１を接離させるための２つのエアシリンダ
９７，９６が固定されている。また揺動フレーム９５の
両側手前側には、把持フレーム８９，９１を接離自在に
支持するための接離ガイド部９９，９８が設けられてい
る。

【００３７】揺動フレーム９５の裏面には、軸受１０
０，１０１が間隔を隔てて配置されている。軸受１０
０，１０１には、上部に偏心カム１０４（一方のみ図
示）を有する揺動軸１０２，１０３の先端が回転自在に
支持されている。この揺動軸１０２，１０３が回転する
と、偏心カム１０４の作用により、揺動フレーム９５は
矢印Ａ方向に偏心揺動運動を行う。これにより把持爪８
５，８６に把持されたウエハＷが揺動運動する。

【００３８】揺動軸１０２，１０３は、偏心カム１０４
の下方に配置された上部昇降フレーム１０６と、揺動軸
１０２，１０３の下部に配置された下部昇降フレーム１
０８とにより回転自在に支持されている。また、上部昇
降フレーム１０６及び下部昇降フレーム１０８の間に配
置された上部固定フレーム１０７により、回転自在かつ
上下方向移動自在に支持されている。

【００３９】図１３左手前側の揺動軸１０２の下端に
は、下部昇降フレーム１０８から下方に延びるブラケッ
ト１１０に固定された揺動用モータ１１１が連結されて
いる。この揺動用モータ１１１の駆動力は、下部昇降フ
レーム１０８とモータ１１１との間に配置されたプーリ
１１２、タイミングベルト１１３及びプーリ１１４を介
して他方の揺動軸１０３に伝達される。このため、揺動
軸１０２と揺動軸１０３とは同期して同方向に回転す
る。

【００４０】上部固定フレーム１０７と下部固定フレー
ム１０９とはガイド軸１１５，１１６により連結されて
いる。ガイド軸１１５，１１６は、下部昇降フレーム１
０８を昇降自在に支持している。また上ガイド軸１１５
とガイド軸１６との間には、ねじ軸１１７が配置されて
いる。ねじ軸１１７は、上部固定フレーム１０７及び下
部固定フレーム１０９に回転自在に支持されている。ね
じ軸１１７は、下部昇降フレーム１０８に設けられた雌
ネジ（図示せず）に螺合し、下部固定フレーム１０９に
固定された昇降用モータ１１８により回転駆動される。
このモータ１１８の回転駆動により、下部昇降フレーム
１０８が昇降駆動される。これによりウエハＷを矢印Ｃ
方向に昇降させることができる。

【００４１】ブラシ回転機構８１は、図１４に示すよう
に、円形ブラシ１２０を備えている。円形ブラシ１２０
は、回転軸１２１の上端に固定されている。回転軸１２
１は、回転軸１２１と同心に配置された筒状の軸支持部
１２２により回転自在に支持されている。軸支持部１２
２の下端は、装置フレーム４０に固定されている。回転
軸１２１には、プーリ及びタイミングベルトからなる伝
達機構１２３を介してモータ１２４の駆動力が伝達され
る。これにより円形ブラシ１２０はウエハＷに対して矢
印Ｄ方向に回転駆動される。

【００４２】回転軸１２１の下端には回転可能継手１２
５が取り付けられている。回転可能継手１２５は、回転
軸１２１の中心に全長にわたり形成された流水孔１２６
の下端に連通している。円形ブラシ１２０は多数のナイ
ロン製の繊維を植設した構成であり、その中央には、流
水孔１２６の上端に連通する純水供給用ノズル１２７が
配置されている。洗浄時にノズル１２７から純水を放出
すると、放出された純水は遠心力により、円形ブラシ１
２０の外周側へ流れる。これにより、円形ブラシ１２０
で除去したパーティクルを効率良く除去できる。また、
待機時にノズル１２７から純水を放出すると、放出され
た純水は遠心力により、円形ブラシ１２０の外周側へ流
れる。これにより、円形ブラシ１２０に付着したパーテ
ィクルを確実に除去でき、また待機時の円形ブラシ１２
０の乾燥を防止できる。

【００４３】表面洗浄装置３は、図１５に示すように、
ウエハＷを把持して昇降及び回転させるためのウエハ昇
降回転機構１３０と、ウエハＷの表面に当接してウエハ
Ｗの表面を洗浄するブラシ洗浄機構１３１と、ウエハＷ
の表面に純水を噴射する純水噴射機構１３２とを有して
いる。ウエハ昇降回転機構１３０は、ウエハＷの側面を
把持する複数の把持爪１３３を有している。この把持爪
１３３は、ウエハ昇降回転部１３４により昇降及び回転
させられる。

【００４４】ブラシ洗浄機構１３１はアーム１３５を有
している。アーム１３５は、その先端がウエハＷの中心
から外周に向って揺動するように構成されている。アー
ム１３５の先端には、下向きの円形ブラシ１３６が回転
可能に配置されている。図に二点鎖線で示す待機位置に
アーム１３５が配置された状態において、円形ブラシ１
３６に対向する位置には、円形ブラシ１３６を洗浄する
ための洗浄ノズル１３７が配置されている。この洗浄ノ
ズル１３７により円形ブラシ１３６に付着したパーティ
クルが除去され得る。

【００４５】純水噴射機構１３２は、昇降及び揺動する
ノズル支持アーム１３８を有している。ノズル支持アー
ム１３８の先端には、超音波で振動した純水を噴射する
超音波ノズル１３９が、ウエハＷの中心に向かい斜め下
方に純水を噴射し得るように配置されている。なお、こ
の噴射角度は調整可能である。ウエハＷの下面には、洗
浄時に表面から裏面に回り込むパーティクルを除去する
ための裏面洗浄ノズル１４０が配置されている。裏面洗
浄ノズル１４０は、ウエハＷの裏面に対して２方向に純
水を噴射する。

【００４６】水洗乾燥装置４は、図１６に示すように、
表面洗浄装置３と同様なウエハ昇降回転機構１４１と、
ウエハＷの表面に対して径方向に出没可能なリンスノズ
ル１４２と、ウエハＷの中心に窒素ガスを噴射するため
のガスノズル１４３とを有している。ウエハ昇降回転機
構１４１は、ウエハＷの側面を把持するための複数の把
持爪１４４を有している。この把持爪１４４がウエハＷ
を把持し、ウエハ昇降回転機構１４１がウエハＷを低速
回転しつつリンスノズル１４２から純水を噴射して水洗
し、その後ウエハＷを高速回転して水切り及び乾燥を行
う。

【００４７】さらに、この水洗乾燥装置４にも、表面か
ら裏面へ回り込むパーティクルを除去するために裏面洗
浄用ノズル１４５が配置されている。なお、リンスノズ
ル１４２が出没可能な理由は、非使用時に液だれによっ
てウエハＷが濡れるのを防止するためである。このよう
に構成された基板処理装置では、水中ローダ１から水洗
乾燥装置４までの間において、搬送中や処理中において
常に純水が供給されるので、ウエハＷの乾燥を防止で
き、ウエハＷが空気と接触するのを抑えることができ
る。

【００４８】次に、上述の基板処理装置の動作について
説明する。多数のウエハＷを上下に収納したカセットＣ
が位置決め部材３３により水中ローダ１のカセット台３
２に位置決めされて載置されると、昇降フレーム１０が
下降して水槽１１内にカセットＣが浸漬される。このと
き、純水供給口１５から純水が供給されている。供給さ
れた純水は、堰１４から溢れ出す。この結果、水槽１１
の液面近くでは、カセットＣの開口１３から奥側に向か
う水流が形成される。したがって、昇降フレーム１９は
下降する際に、各ウエハＷが水流による付勢力を受け、
カセットＣからウエハＷが滑り出さない。

【００４９】裏面洗浄装置２側にウエハＷを供給する際
には、浸漬されていたカセットＣがカセット昇降装置１
２により上昇する。そして、搬出すべきウエハＷを取り
出し位置よりやや上方に位置させた状態でカセット昇降
装置１２が停止する。続いて、多関節ロボット７の回動
軸４４を図示しないモータにより図９の反時計回りに回
転させ、回動レバー４９を介してベース４２を反時計回
りに回動させる。すると、ベース４２に固定された平歯
車５０がベース４２とともに回転し、中間歯車５４を介
してピニオン５５を回転駆動する。ピニオン５５が回転
すると、搬送アーム４３が旋回する。そしてベース４２
が反時計回りに９０゜回転すると、ベース４２と搬送ア
ーム４３とが一直線に並んだ搬出姿勢（図６の二点鎖線
の姿勢）になる。そして僅かにカセット昇降装置１２を
下降させることにより、多関節ロボット７の搬送アーム
４３上でウエハＷを受け取る。

【００５０】ここで、吸着経路６５内を負圧にし、ウエ
ハＷを吸着保持する。また、オンオフ弁７１を瞬時開
き、計測配管６８を大気開放する。これにより、計測配
管６８に侵入して滞留している水を排出し、真空系６９
により負圧の確認ができるようになる。そして、真空系
６９の下限接点がオンしているか否かをチェックする。
下限接点がオンしているときは、負圧が充分ではないの
で装置を停止させる。

【００５１】正常な負圧が検出され、ウエハＷの吸着が
正常に行われている場合には、回動軸４４を逆方向（図
９の時計回り）に回転させ、ベース４２を逆方向に９０
°回動させる。この結果、搬送アーム４３がベース４２
上に位置する待機姿勢になる。ここでは、水中ローダ１
からウエハＷを受け取って抜き出す際にウエハＷと搬送
装置６及びカセットＣとの摺接が生じない。このため磨
耗によるパーティクルの発生を防止できる。

【００５２】多関節ロボット７の待機姿勢は、裏面洗浄
装置２からの搬送要求がくるまで維持される。この間、
ノズル３４から純水が噴霧される。このため、ウエハＷ
は搬送中及び待機中に乾燥せず、空気との接触によって
生じる酸化や、パーティクルや薬剤の固着等を防止でき
る。裏面洗浄装置２から搬送要求が生じると、回動軸４
４がさらに時計回りに９０°回動する。すると搬送アー
ム４３が裏面洗浄装置２側に延びた搬入姿勢となり、そ
の先端が裏面洗浄装置２の中心位置に配置される。この
とき裏面洗浄装置２側では、エアシリンダ９６，９７が
進出し、把持爪８５，８６によりウエハＷを把持する。
また、多関節ロボット７は待機姿勢に復帰する。

【００５３】続いて、ウエハ把持機構８０をモータ１１
８により下降させ、回転している円形ブラシ１２０にウ
エハＷの裏面を当接させる。この状態でモータ１２４を
回転駆動し、ウエハＷを、円形ブラシ１２０の周縁がウ
エハＷの周縁に内接するように揺動させる。このとき、
表面洗浄ノズル８２によりウエハＷの表面にも純水を供
給することにより、ウエハＷ表面の乾燥とパーティクル
の付着を防止する。

【００５４】ここでは、爪８５，８６に対してウエハＷ
はスリップしないので、スリップによるウエハＷの損傷
やパーティクルは発生しない。また、ウエハＷの裏面は
完全に下方に露出しているので、ウエハＷの裏面全体を
確実に洗浄できる。しかも、円形ブラシ１２０と爪８
５，８６との緩衝がないのでブラシの寿命が長い。さら
に、円形ブラシ１２０はウエハＷの半径より大きくかつ
直径より小さく設定されており、また、円形ブラシ１２
０の周縁がウエハＷの周縁に内接するようにウエハＷが
揺動するので、パーティクルは再付着しにくく、効率良
く除去される。しかも、ノズル１２７から放出された純
水が遠心力によりウエハＷの外周側へと流れるので、パ
ーティクルをより効率良く洗い流せ、パーティクルの再
付着防止効果が高い。なお、裏面から表面に回り込むパ
ーティクルはノズル８２により除去される。

【００５５】ウエハＷの裏面の洗浄が終了すると、ウエ
ハ把持機構８０が上昇する。続いて裏面洗浄装置２と表
面洗浄装置３との間に配置された多関節ロボット７が、
ウエハＷを受け取って表面洗浄装置３に搬送する。な
お、この間の待機中にも、ノズル３４から純水がウエハ
Ｗに噴霧され、ウエハＷの酸化や乾燥が防止される。表
面洗浄装置３では、ウエハ昇降回転機構１３０が上昇
し、把持爪１３３がウエハＷを把持する。続いて、ウエ
ハＷが回転し、ノズル支持アーム１３８を揺動させつつ
超音波ノズル１３９から純水をウエハＷの表面に噴射す
る。同時に、円形ブラシ１３６が回転しつつアーム１３
５が揺動し、ウエハＷの表面を洗浄する。

【００５６】このときアーム１３５は、ウエハＷの中心
付近で下降し円形ブラシ１３６をウエハＷの表面に当接
させる。その状態でアーム１３５はウエハＷの外周方向
に移動する。円形ブラシ１３６が外周部に到達すると、
アーム１３５は上昇する。このサイクルを洗浄中に繰り
返すことでウエハＷの洗浄が行われる。洗浄中において
は、ウエハＷの裏面に対して裏面洗浄ノズル１４５が純
水を噴射する。これにより、表面から裏面に回り込むパ
ーティクルが除去される。また、アーム１３５が待機位
置（図１５の二点鎖線）にある場合には、洗浄ノズル１
３７から純水が円形ブラシ１３６に向かって噴射され
る。これにより円形ブラシ１３６に付着したパーティク
ルが除去され得る。

【００５７】ここでは、回転しているウエハＷの表面の
中心に、円形ブラシ１３６を当接させ、径方向に円形ブ
ラシ１３６を移動させている。この移動及びウエハＷの
回転により、円形ブラシ１３６がウエハＷを擦ることに
より生じるパーティクルは、効率良くウエハＷの外周側
へ排出される。なお、円形ブラシ１３６と超音波ノズル
１３９は同時に動作させなくてもよい。その片方でも充
分な場合にはそれらを単独で動作させることも可能であ
る。また、超音波ノズル１３９の噴射角度が調整できる
ので、より効率良くパーティクルを除去できる。

【００５８】ウエハＷの表面の洗浄が終了すると、表面
洗浄装置３と水洗乾燥装置４との間に配置された多関節
ロボット７が、ウエハＷを受け取って水洗乾燥装置４に
搬送する。この間の待機中にも、ノズル３４から純水が
ウエハＷに噴霧され、ウエハＷの酸化や乾燥が防止され
る。水洗乾燥装置４では、ウエハ昇降回転機構１４１が
上昇し、把持爪１４４がウエハＷを把持する。そしてリ
ンスノズル１４２が進出し、純水を噴射するとともに、
裏面洗浄ノズル１４５が純水を裏面に噴射する。この状
態でウエハＷを回転させる。そして、所定時間後にノズ
ル１４２，１４５からの純水の噴射を終了し、水洗を終
了する。

【００５９】続いて、ウエハＷを高速回転させる。これ
により、ウエハＷの表面及び裏面に付着した水分はウエ
ハＷの外周方向に飛ばされ、ウエハＷの水切り及び乾燥
処理がなされる。最後に、ガスノズル１４３から窒素ガ
スを噴射することにより、ウエハＷの中央に残った水分
を除去する。なお、窒素ガスはウエハＷの回転中に噴射
してもよい。また、ウエハＷの中央部のみでなく全面に
噴射してもよい。

【００６０】ウエハＷの水切り乾燥が終了すると、水洗
乾燥装置４とアンローダ５との間に配置された多関節ロ
ボット７が、ウエハＷを受け取ってアンローダ５に搬送
する。アンローダ５では、受けたウエハＷを別のカセッ
トＣ内に収容する。供給側のカセットＣ内の全てのウエ
ハＷが処理されて収容側のカセットＣ内に収容される
と、アンローダ５上のカセットＣは排出される。

【００６１】ここでは、水洗乾燥装置４までの工程にお
いて、搬送中や処理中にウエハＷは常に濡れた状態にあ
る。このためウエハＷの乾燥を防止でき、空気との接触
によるウエハＷの酸化やウエハＷへのパーティクルの固
着等を防止できる。〔他の実施例〕（ａ）液晶用またはフォトマスク用の
ガラス基板を処理する基板処理装置においても、本発明
を同様に実施できる。（ｂ）処理液として純水に代えイソプロピルアルコー
ル等の他の洗浄液を使用してもよい。また、化学的処理
を行う基板処理部においては、当該化学的処理のための
薬液を使用することができる。処理液として、例えば、
ＨＣｌ／Ｈ₂Ｏ、ＨＣｌ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ₂Ｏ、ＨＦ／Ｈ
₂Ｏ、ＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ₂Ｏ、ＨＦ／ＮＨ₄Ｆ／Ｈ₂
Ｏ、ＮＨ₄Ｆ／Ｈ₂Ｏ、ＮＨ₄ＯＨ／Ｈ₂Ｏ、ＮＨ₄Ｏ
Ｈ／Ｈ₂Ｏ ₂／Ｈ₂Ｏ、Ｈ₂ＳＯ₄／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ
₂Ｏ、ＨＮＯ₃／Ｈ₂Ｏ、有機アルカリ（コリン，ＴＭ
ＡＨ）が挙げられる。このうち、ＨＣｌ／Ｈ₂Ｏ、ＨＣ
ｌ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ₂Ｏ、ＨＦ／Ｈ₂Ｏ、ＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂
／Ｈ₂Ｏ、ＨＦ／ＮＨ₄Ｆ／Ｈ₂Ｏ、ＮＨ₄Ｆ／Ｈ
₂Ｏ、Ｈ₂ＳＯ₄／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ₂Ｏ、ＨＮＯ₃／Ｈ₂
Ｏを用いると、金属不純物除去効果が向上する。また、
ＨＦ／Ｈ₂Ｏ、ＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ₂Ｏ、ＢＨＦ／Ｈ₂
Ｏ、ＮＨ₄Ｆ／Ｈ₂Ｏ、ＮＨ₄ＯＨ／Ｈ₂Ｏ、ＮＨ₄Ｏ
Ｈ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ₂Ｏ、Ｈ₂ＳＯ₄／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ
₂Ｏ、ＨＮＯ₃／Ｈ₂Ｏ、有機アルカリ（コリン，ＴＭ
ＡＨ）を用いると、パーティクル除去効果が向上する。（ｃ）ウエハ把持機構を揺動させる代わりに円形ブラ
シを揺動させてもよい。また両方を揺動させてもよい。（ｄ）把持爪の形状は、ウエハＷ周縁に当接する当接
面と、ウエハＷの上方への移動を規制する凸部とを有
し、ウエハＷの下面が全面円形ブラシに当接可能な形状
でありかつウエハを挟持可能な形状であればどのような
ものでもよい。（ｅ）把持爪を、図１７及び図１８に示すようにロー
ラ２００で構成しても良い。各ローラ２００は、鉛直方
向に延びる支軸２０１を介して把持アーム８７（８８）
に回転自在に支持されている。ローラ２００の外周面に
は環状溝２０２が形成されており、環状溝２０２がウエ
ハＷを把持する。

【００６２】ここでは、円形ブラシの回転力によって、
わずかにウエハＷが回転するので、ウエハＷの外周面の
全てが円形ブラシによって洗浄され得る機会を与えられ
る。（ｆ）図１１及び図１２の構成または図１７及び図１
８の構成において、ウエハＷを円形ブラシ１２０で洗浄
する際に、エアシリンダ９６による把持フレーム９１の
把持方向への付勢を間欠的に停止する制御を行ってもよ
い。これにより、ウエハＷのわずかな回転を許容するこ
とで、ウエハＷの端縁を全周にわたり確実に洗浄でき
る。（ｇ）水槽１１の開口１３に面する側壁の液面付近
に、純水供給口１５とは別に純水を噴出するノズルまた
はスリットを設け、開口１３から奥側へ水流を形成する
ようにしてもよい。また、純水供給口１５自体を水槽１
１の側壁に設けて水流を形成するようにしてもよい。さ
らに、堰１４側の側面に、堰１４の代わりに強制排水孔
を設けることにより、水流を形成するようにしてもよ
い。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係る基板浸漬装置では、基板を
大気中で搬送する際に、基板を下方から支持しかつほぼ
水平に保持しながら搬送し、この状態で上方から基板乾
燥防止用の処理液を供給するので、より少ない処理液の
供給で基板表面全体を効果的に処理液で濡らして基板の
乾燥を抑えることができ、基板表面の酸化や基板表面へ
のパーティクルの固着等を防止することができる。

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が採用された基板処理装置の
斜視図。

【図２】その縦断面概略図。

【図３】水中ローダの斜視部分図。

【図４】水中ローダの縦断面図。

【図５】水中ローダの平面図。

【図６】搬送装置の平面図。

【図７】搬送装置の側面図。

【図８】多関節ロボットの一部破断側面図。

【図９】多関節ロボットの一部破断平面図。

【図１０】多関節ロボットの配管図。

【図１１】裏面洗浄装置の斜視部分図。

【図１２】その縦断面部分図。

【図１３】ウエハ把持機構の斜視図。

【図１４】ブラシ回転機構の一部切欠き斜視図。

【図１５】表面洗浄装置の斜視部分図。

【図１６】水洗乾燥装置の斜視部分図。

【図１７】裏面洗浄装置の変形例の平面部分図。

【図１８】そのローラの側面図。

【図１９】水槽の斜視図。

【符号の説明】

１水中ローダ２裏面洗浄装置３表面洗浄装置６搬送装置７多関節ロボット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ 21/68 21/30 ５６９Ｄ (72)発明者澤村雅視滋賀県野洲郡野洲町大字三上字口ノ川原 2426番１大日本スクリーン製造株式会社野洲事業所内 (56)参考文献特開平２−250324（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−249582（ＪＰ，Ａ) 特開平１−140727（ＪＰ，Ａ) 特開平６−275585（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/304 H01L 21/027 H01L 21/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の基板をほぼ水平状態で上下多段に収
納する基板収納部を、液槽内に貯溜された液体中に浸漬
する基板浸漬装置であって、前記基板収納部内の複数の基板が前記液槽内の液体中に
浸漬する位置と前記液槽内の液体から浮上する位置との
間で移動するように、前記基板収納部と前記液槽とを相
対的に昇降させる昇降手段と、基板をその下方より支持してほぼ水平に保持する搬送ア
ームを用いて前記液槽内の液体から浮上した基板を前記
基板収納部内から搬出して大気中で搬送する基板搬送手
段と、前記搬送アームによりほぼ水平に保持された基板の表面
に上方から基板乾燥防止用の処理液を供給する処理液供
給手段と、を備えた基板浸漬装置。
【請求項２】前記処理液供給手段は、前記搬送アームに
よって保持されている基板の表面に基板乾燥防止用の処
理液を噴射する処理液噴射ノズルを含むものである、請
求項１に記載の基板浸漬装置。
【請求項３】前記基板搬送手段は、前記基板浸漬装置に
対して固定支持された基台と、この基台に対して水平方
向に回動自在に支持されたベースと、このベースの先端
で水平方向に回動自在に支持された前記搬送アームとか
らなる多関節ロボットを含むものである、請求項１又は
２に記載の基板浸漬装置。