JP3066422B2 - 枚葉式両面洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、枚葉式両面洗浄装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被洗浄体例えば半導体ウエハ（以下にウ
エハという）を水平に保持して回転させ、ウエハの表面
に処理液（洗浄液）を供給すると共に、ブラシをウエハ
の表面に押し当てて表面の粒子汚染物を除去する技術
が、特開昭５７−９０９４１号に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
の高集積化あるいは多品種少量生産にともない単一な処
理工程のみでは、表面処理、裏面処理、パターンが形成
された半導体ウエハの表面処理等の多様な工程に対応で
きなくなると言う改善点があった。この発明は上記事情
に鑑みなされたもので、多様な工程に対応できる枚葉式
両面洗浄装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被洗浄体が収納されたカセットを搬入搬
出するカセットステーションと、このカセットステーシ
ョンから取り出された被洗浄体を搬送する搬送機構と、
この搬送機構が被洗浄体を搬送する搬送路と、この搬送
路に沿って設けられた被処理体を洗浄する少なくとも１
つの洗浄機構と、前記搬送路に沿って設けられた被洗浄
体の表裏面を反転させる被洗浄体反転機構とを具備し、
前記搬送機構は、前記搬送路を移動しつつ、前記洗浄機
構、および前記被洗浄体反転機構への基板の搬入および
これらからの基板の搬出を行うことを特徴とする枚葉式
両面洗浄装置を提供する。

【０００５】また、本発明は、被洗浄体が収納されたカ
セットを搬入搬出するカセットステーションと、このカ
セットステーションから取り出された被洗浄体を搬送す
る搬送機構と、この搬送機構が被洗浄体を搬送する搬送
路と、この搬送路に沿って設けられた被洗浄体を洗浄す
る複数の洗浄機構と、前記搬送路に沿って設けられた被
洗浄体の表裏面を反転させる被洗浄体反転機構とを具備
し、前記各洗浄機構が、被洗浄体の表面を洗浄する表面
洗浄機構と被洗浄体の裏面を洗浄する裏面洗浄機構のう
ち少なくとも１つであり、前記搬送機構は、前記搬送路
を移動しつつ、前記洗浄機構、および前記被洗浄体反転
機構への基板の搬入およびこれらからの基板の搬出を行
うことを特徴とする枚葉式両面洗浄装置を提供する。

【０００６】さらに、本発明は、被洗浄体が収納された
カセットを搬入搬出するカセットステーションと、この
カセットステーションから取り出された被洗浄体を搬送
する搬送機構と、この搬送機構が被洗浄体を搬送する搬
送路と、この搬送路に沿って設けられた被洗浄体を洗浄
する複数の洗浄機構と、前記搬送路に沿って設けられた
被洗浄体を加熱する加熱機構と、前記搬送路に沿って設
けられた被洗浄体の表裏面を反転させる被洗浄体反転機
構とを具備し、前記各洗浄機構が、被洗浄体の表面を洗
浄する表面洗浄機構と被洗浄体の裏面を洗浄する裏面洗
浄機構のうち少なくとも１つであり、前記搬送機構は、
前記搬送路を移動しつつ、前記洗浄機構、および前記被
洗浄体反転機構への基板の搬入およびこれらからの基板
の搬出を行うことを特徴とする枚葉式両面洗浄装置を提
供する。

【０００７】さらにまた、本発明は、前記被洗浄体反転
機構が、被洗浄体のオリフラ合わせを行うオリフラ合わ
せ機構を有することを特徴とする枚葉式両面洗浄装置を
提供する。

【０００８】さらにまた、本発明は、前記カセットステ
ーションと、前記搬送機構と、前記搬送路と、前記洗浄
機構と、前記被洗浄体反転機構とが同一の筐体内に設け
られているか、または前記カセットステーションと、前
記搬送機構と、前記搬送路と、前記洗浄機構と、前記被
洗浄体反転機構と、前記洗浄機構と、前記加熱機構とが
同一の筐体内に設けられていることを特徴とする枚葉式
両面洗浄装置を提供する。 さらにまた、本発明は、前記
カセットステーションは、前記カセットと前記搬送機構
との間で被洗浄体を受け渡す補助アームを有することを
特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載
の枚葉式両面洗浄装置を提供する。

【０００９】

【作用】本発明によれば、被洗浄体が収納されたカセッ
トを搬入搬出するカセットステーションと、このカセッ
トステーションから取り出された被洗浄体を搬送する搬
送機構と、この搬送機構が被洗浄体を搬送する搬送路
と、この搬送路に沿って設けられた被処理体を洗浄する
少なくとも１つの洗浄機構と、前記搬送路に沿って設け
られた被洗浄体の表裏面を反転させる被洗浄体反転機構
とを具備し、前記搬送機構は、前記搬送路を移動しつ
つ、前記洗浄機構、および前記被洗浄体反転機構への基
板の搬入およびこれらからの基板の搬出を行うので、多
種多様な処理を行うことができ、しかもこれらの処理の
スループットを向上させることができる。

【００１０】以下本発明装置の一実施例につき図面を参
照して具体的に説明する。ここでは、図１に示す如く、
半導体ウエハＷの枚葉式両面洗浄装置１について説明す
る。

【００１１】この枚葉式両面洗浄装置１は、次のように
構成されている。その一端側に被洗浄体として例えば多
数枚の半導体ウエハＷを収容し半導体製造工程の各工程
間を搬送する複数のカセット２を、たとえば４個載置可
能に構成したカセットステーション３が設けられてい
る。このカセットステーション３の中央部には、上記カ
セット２に対して半導体ウエハＷの搬入・搬出及び半導
体ウエハＷの位置決めをおこなう機能を有する補助アー
ム４が設けられている。また、前記枚葉式両面洗浄装置
１の中央部にてその長さ方向に直線搬送路６が設けられ
ている。この直線搬送路６の上には、前記補助アーム４
から半導体ウエハＷを受け渡されるメインアーム５が、
直線搬送路６を前記枚葉式両面洗浄装置１の長さ方向に
沿って移動可能に設けられている。このメインアーム５
が移動する直線搬送路６の両側には、この直線搬送路６
に沿って各種処理機構が配置されている。具体的には、
これらの処理機構として搬送路６の一方側には、プロセ
スステーションとして例えば半導体ウエハＷの表面（回
路パターンが形成されている面）をブラシ洗浄するため
の表面ブラシスクラバ７及び半導体ウエハＷの裏面（回
路パターンが形成されていない面）をブラシ洗浄するた
めの裏面ブラシスクラバ８が並設され、前記直線搬送路
６の他方側には、加熱装置９が上下方向に４基積み重ね
て設けられ、その隣には、２基の被洗浄体反転機構１０
が上下方向に積み重ねられて設けられている。そして前
記メインアーム５はこれらに対するウエハの搬入・搬出
を行う搬送機構として機能する。なお、図１中、参照符
号２０はモード画面である。

【００１２】このように構成された枚葉式両面洗浄装置
１に組み込まれる裏面ブラシスクラバ８は、図２に示す
ように被洗浄体たとえば半導体ウエハＷを回路パターン
面を下向きにして水平状態に保持する回転保持手段であ
るスピンチャック１０１と、このスピンチャック１０１
にて保持される半導体ウエハＷの上面に処理液すなわち
洗浄液をジェット流にして噴出するジェットノズル１０
２と、洗浄液噴射ノズル１０３から供給される洗浄液を
用いて半導体ウエハＷの上面に付着する粒子汚染物を洗
浄除去するブラシ１０４と、被洗浄体を裏面ブラシスク
ラバー８に搬入搬出するために上下動し開閉する開閉ド
ア１０６と連動して上下動することにより、半導体ウエ
ハＷを洗浄する時に洗浄液等が飛び散ることを防止する
ためのカップ１０５とで主要部が構成されている。

【００１３】スピンチャック１０１は、図４に示す如く
駆動源であるモータ１１０によって回転される駆動軸１
１１の上端部に水平に連結する回転板１１２が設けら
れ、この回転板１１２を取付けるボス部１１２ａにおけ
る駆動軸１１１の流体流出口１１１ｃの上方には、Ｎ2
ガスの流れを半導体ウエハＷの周辺部に案内する流体案
内手段である案内板１１５が取り付けられている。この
案内板１１５は、円盤部材にて形成され、その下面にお
ける同心円上の４箇所に脚部１１６を設け、この脚部１
１６を貫通してボス部１１２ａにねじ結合される取付ね
じ１１７にてボス部１１２ａ上に固定されている。ま
た、前記回転板１１２の外周辺には、適宜間隔をおいて
立設されて半導体ウエハＷの周縁部分を支持し水平状態
に保持するための保持爪１１３が設けられている。

【００１４】前記回転板１１２の外周辺の３箇所には、
スリット１１２ｂが設けられ、ウエハ搬送用のメインア
ーム５には、馬蹄形状のアーム本体５ａの内周面の３箇
所にウエハ係止爪５ｂを設けておき、そして、メインア
ーム５のウエハ係止爪５ｂが回転板１１２のスリット１
１２ｂ内を通る位置でメインアームを昇降移動すること
によって半導体ウエハＷの受け渡しを行うことができる
ように構成されている。

【００１５】前記駆動軸１１１は、保持される半導体ウ
エハＷの下面に流体を流出する流路１１１ａを有する例
えばステンレス鋼製の中空軸にて形成されると共に、そ
の内周面に汚れ防止用のフッ素樹脂製チューブ１１１ｂ
を嵌合されている。また、前記駆動軸１１１は、前記モ
ータ１１０内を貫通した状態に配設されており、この駆
動軸１１１の下部の流体流入側はモータ１１０の下端よ
り下方に突出し、その外側にモータ１１０の下端部との
間に例えば塩化ビニル製部材にて形成される絶縁性の中
間ブロック１２１を介して例えばステンレス鋼製のシー
ルブロック１２２が固定されている。この場合、シール
ブロック１２２には、中間ブロック１２１に取付けられ
る第１のシール部材１２３ａ（例えば、Ｏリング，メカ
ニカルシールなど）を介してモータ１１０と区画される
第１の室１２４ａ（空間部）と、この第１の室１２４ａ
との間に駆動軸１１１の外周部と非接触の第２のシール
部材であるラビリンス（ｌａｂｙｒｉｎｔｈ）シール１
２３ｂを介して区画される第２の室１２４ｂ（空間部）
が形成されている。ラビリンスシール１２３ｂを駆動軸
１１１との間に僅かな隙間を残して取付けるには、駆動
軸１１１の外周にシートを巻き付けてラビリンスシール
１２３ｂを取付けた後、駆動軸１１１に巻き付けたシー
トを取外すことによって行うことができる。そして、ラ
ビリンスシール１２３ｂと駆動軸１１１とが非接触か否
かを調べるには、中間ブロック１２１が絶縁性であるの
で、駆動軸１１１とラビリンスシール１２３ｂ（具体的
にはシールブロック１２２）との間をテスターにて電気
的にチェックすることによって行うことができる。

【００１６】また、上記シールブロック１２２の第１の
室１２４ａには、図示しない真空ポンプ等の吸引手段に
接続する流体排出口１２７が設けられている。また第２
の室１２４ｂには、駆動軸１１１の流路１１１ａに流体
流入口１２５ｂを介して連通されると共に、図示しない
流体例えば窒素（Ｎ２）ガスのＮ２ガス供給源と接続す
る流体供給口１２６が設けられている。したがって、Ｎ
２ガス供給源から第２の室１２４ｂ内に供給されるＮ２
ガスは駆動軸１１１の流路１１１ａを通って半導体ウエ
ハＷと回転板１１２との間に流れて半導体ウエハＷの周
辺方向に向い、半導体ウエハＷの上面（この場合にはウ
エハ裏面）に供給される洗浄液の半導体ウエハＷ下面
（この場合にはウエハ表面）への回り込みの防止に供さ
れる。また、第２の室１２４ｂ内に供給されたＮ２ガス
はラビリンスシール１２３ｂと駆動軸１１１との僅かな
隙間を通って第１の室１２４ａ内に流れた後、流体排出
口１２７から排出されるように構成されているので、第
１の室１２４ａ内の圧力が第２の室１２４ｂ内の圧力よ
り低圧となるようにしておくことができ、このエゼクタ
作用によって駆動軸１１１のベアリング１１０ａにて発
生して第１のシール部材１２３ａに付着するごみは排出
流と共に排出される。

【００１７】なお、シールブロック１２２の底部には駆
動軸１１１の流路１１１ａと同軸方向に貫通口１２２ａ
が設けられており、この貫通口１２２ａの開口部には例
えば石英ガラス等の透明板１３０が装着されている。そ
して、駆動軸１１１の上方に発光素子１３１が配設さ
れ、透明板１３０の下方側には受光素子１３２が配設さ
れて、発光素子１３１からの投光が受光素子１３２にて
受光されるようになっている。したがって、これら発光
素子１３１と受光素子１３２とによってスピンチャック
１０１上に載置される半導体ウエハＷの有無の検出を行
うことができる。

【００１８】一方、半導体ウエハＷを洗浄するためのブ
ラシ１０４は、自転可能に構成されるとともに、アーム
１４０の一端側に固着され、かつ、このアーム１４０の
他端側はスキャナ１４１に支持されている。このスキャ
ナ１４１の駆動により前記アーム１４０を介して前記ブ
ラシ１０４を図２に示す待機位置と半導体ウエハＷの上
面との揺動範囲にわたって揺動（公転駆動）可能として
いる。

【００１９】また、前記スキャナ１４１の下部には、前
記スキャナ１４１と前記アーム１４０を一体的に上下移
動させるための上下機構１４２が設けられており、前記
ブラシ１０４を待機位置と洗浄位置との間で揺動させる
時に、前記スキャナ１４１と前記アーム１４０を一体的
に上下移動させカップ等に衝突しないように構成されて
いる。また、前記ブラシ１０４の待機位置下部には、ブ
ラシ１０４の待機中にブラシ１０４を洗浄するためのブ
ラシ洗浄装置１４４が設けられている。

【００２０】一方、ジェットノズル１０２は、図２に示
すように、前記スピンチャック１０１を挟んで前記ブラ
シ１０４に対向する側に配設されており、アーム１６０
の一端側に固着され、かつ、このアーム１６０の他端側
はスキャナ１６１に支持されている。このスキャナ１６
１の駆動により前記アーム１６０を介して前記ジェット
ノズル１０２を図２に示す待機位置と半導体ウエハＷの
上面との揺動範囲にわたって揺動（公転駆動）可能とし
ている。

【００２１】また、前記スキャナ１６１の下部には、前
記スキャナ１６１と前記アーム１６０を一体的に上下移
動させるための上下機構１６２が設けられており、前記
ジェットノズル１０２を待機位置と噴射位置との間で揺
動させる時に、前記スキャナ１６１と前記アーム１６０
を一体的に上下移動させカップ等に衝突しないように構
成されている。また、前記ジェットノズル１０２の待機
位置下部には、ジェットノズル１０２の待機中にジェッ
トノズル１０２を洗浄するためのジェットノズル１０２
洗浄装置１６４が設けられている。

【００２２】このジェットノズル１０２は洗浄液（純
水）供給管１６６を介して純水収容タンク１６７に接続
されており、洗浄液供給管１６６に配設されるポンプ１
６８及びバルブ１６９によって所定量の洗浄液である純
水が半導体ウエハＷ上に散布されるようになっている。
このジェットノズル１０２は、半導体ウエハＷの上面に
移動して純水収容タンク１６７から供給される純水を半
導体ウエハＷの表面に散布し得るようになっている。な
お、純水収容タンク１６７の外周側にはヒータ１７０が
配設されて、純水の温度を常に一定の温度に温めてい
る。したがって、温められた純水を用いて半導体ウエハ
Ｗの洗浄を行うことによって、洗浄効率の向上が図れ、
また、半導体ウエハＷ自体が温まるので、洗浄処理後の
乾燥処理の短縮化が図れる。

【００２３】また、表面ブラシスクラバ７の構成は、図
２に示すように前記裏面ブラシスクラバ８における、半
導体ウエハＷを水平状態に保持する回転保持手段である
スピンチャック１０１と、洗浄液噴射ノズル１０３から
供給される洗浄液を用いて半導体ウエハＷの上面に付着
する粒子汚染物を洗浄除去するブラシ１０４と、被洗浄
体を裏面ブラシスクラバー８に搬入搬出するために上下
動し開閉する開閉ドアと連動して上下動することによ
り、半導体ウエハＷを洗浄する時に洗浄液等が飛び散る
ことを防止するためのカップ１０５とによって構成され
ることは略同じである。構成の相違は、前記スピンチャ
ック１０１にて保持される半導体ウエハＷの上面に処理
液すなわち洗浄液をジェット流にして噴出するジェット
ノズル１０２の代わりに図３に示すメガソニックノズル
１８０を備えていることである。このメガソニックノズ
ル１８０から超音波振動を与えられた洗浄液を半導体ウ
エハＷの上面に噴射して洗浄するように構成されてい
る。さらに詳しくには、前記メガソニックノズル１８０
には、洗浄液を供給する洗浄液供給管１８１と、供給さ
れた洗浄液に超音波振動を与える超音波発振器１８２
と、洗浄液を噴射する噴射口１８３が設けられている。
前記超音波発振器１８２は、洗浄液に対して、たとえ
ば、０．５から５メガヘルツの範囲の超音波振動を与え
るように構成されている。

【００２４】次に、前記被洗浄体反転機構１０について
説明する。前記被洗浄体反転機構１０には、図１に示す
ように上下２段の室１１、１２が設けられている。ま
た、図５に示す如く、下段の室１２において、内奥に設
置された支持板２０１を貫通する駆動軸２０２に接続さ
れた反転駆動部２００が、設けられている。

【００２５】反転駆動部２００は、駆動モータ２０４と
モータ駆動軸２０５に固着された駆動プーリ２０６と、
前記駆動軸２０２に固着されたプーリ２０７と、両プー
リ２０６、２０７を連結するベルト２０８とから構成さ
れている。前記駆動軸２０２は、図示しない軸受けを介
して回転可能に設けられている。駆動軸２０２の先端部
には、アーム開閉駆動部２１０が設けられている。この
アーム開閉駆動部２１０は、一対の半円形のウエハ把持
アーム２１１ａ，２１１ｂの基端部にそれぞれ固着され
たアーム支持体２１２ａ，２１２ｂが設けられ、このア
ーム支持体２１２ａ，２１２ｂは、図示しないシリンダ
機構により水平方向に移動可能に設けられている。

【００２６】図５の状態では、アーム支持体２１２ａ，
２１２ｂが互いに近接しており、前記ウエハ把持アーム
２１１ａ，２１１ｂは閉じている。この状態から前記シ
リンダ機構により前記アーム支持体２１２ａ，２１２ｂ
は互いに離間する方向に移動すると、前記ウエハ把持ア
ーム２１１ａ、２１１ｂも互いに離間して開く。逆の動
作を行なうと、前記アーム支持体２１２ａ、２１２ｂは
互いに接近する方向へ移動し、前記ウエハ把持アーム２
１１ａ，２１１ｂも互いに接近して閉じる。ここで前記
ウエハ把持アーム２１１ａ，２１１ｂが閉じるとは前記
半導体ウエハＷを周縁部両側から把持できる程度に閉じ
た状態であり、前記ウエハ把持アーム２１１ａ，２１１
ｂが開くとは前記半導体ウエハＷを離脱させる程に開い
た状態である。

【００２７】前記反転駆動部２００において駆動モータ
２０４が作動してアーム回転軸２０２を任意の角度だけ
回転させると、前記アーム回転軸２０２と一体にアーム
開閉駆動部２１０およびウエハ把持アーム２１１ａ，２
１１ｂが回転するようになっている。前記アーム開閉駆
動部２１０の両側面には一対のシャッタ板２１４ａ，２
１４ｂが取付されるとともに、このシャッタ板２１４
ａ，２１４ｂが通過する経路の両側には、図示しない遮
光型の光センサーが取付され、前記シャッタ板２１４ｂ
が光センサーを遮光している。この静止状態から反転動
作が行われるときは、アーム開閉駆動部２１０が１８０
°回転（反転）したところで、前記シャッタ板２１４ａ
が光センサーを遮光するので、その遮光のタイミングで
回転が止まり位置決めされるように構成されている。

【００２８】上記のように、前記ウエハ把持アーム２１
１ａ，２１１ｂは、室１２の所定位置で、前記反転駆動
部２００および前記アーム開閉駆動部２１０によって、
１８０°回転（反転）動作を行うようになっている。前
記ウエハ把持アーム２１１ａ，２１１ｂの真下で下段室
１２の底部には、前記半導体ウエハＷのオリフラ合わせ
を行うためのスピンチャック２２０が設けられている。
このスピンチャック２２０は、駆動モータ２２１によっ
て所定速度で回転するように構成されている。また、前
記スピンチャック２２０と前記駆動モータ２２１は、支
持体２２３により支持されるとともに、前記スピンチャ
ック２２０と前記駆動モータ２２１と前記支持体２２３
を上下移動させるための上下機構２２４によって上下移
動可能となるように構成されている。

【００２９】また、前記室１２の前上部および下部の所
定位置に、オリフラ合わせ用の光センサーを構成する発
光部２２５および受光部２２６が互いに対向して配置さ
れている。尚、オリフラ合わせは、前記スピンチャック
２２０が前記半導体ウエハＷを載せて回転し、受光部２
２６が発光部２２５からの光をモニターすることによっ
て行われる。

【００３０】前記ウエハ把持アーム２１１ａ，２１１ｂ
と前記スピンチャック２２０との間には、板状のウエハ
支持台２３０が垂直方向に移動可能に設けられている。
このウエハ支持台２３０は、中央部から１２０°間隔で
３方へそれぞれ延びた３つの板片部からなり、各板片部
の先端部には前記半導体ウエハＷの周縁部を担持するた
めの支持ピン２３１が立設されている。また、前記ウエ
ハ支持台２３０の中央部には、前記スピンチャック２２
０が通過できるように中心開口２３２が設けられてい
る。前記ウエハ支持台２３０は、室１２の一内側面から
延びている一対の支持アーム２３５ａ，２３５ｂによっ
て支持されている。これらの支持アーム２３５ａ，２３
５ｂは、室１２の一内側面に設けられた昇降機構２３６
によって昇降駆動される。

【００３１】この昇降機構２３６は、前記支持アーム２
３５ａ，２３５ｂの基端部に固着されているブロック２
３７と、このブロック２３７を垂直方向に案内するため
のガイド２３８と、ピストンロッド２３９の先端部が前
記ブロック２３７に固着されているシリンダ２４０とか
ら構成されている。前記シリンダ２４０が作動して前記
ピストンロッド２３９が前進すると、前記ブロック２３
７がガイド２３８に沿って下降し、前記ブロック２３７
と一体に前記支持アーム２３５ａ，２３５ｂおよびウエ
ハ支持台２３０も下降する。前記ピストンロッド２３９
が後退すると、ブロック２３７と一体に前記支持アーム
２３５ａ，２３５ｂおよびウエハ支持台２３０も上昇す
る。このような昇降機構２３６の昇降駆動によって、前
記ウエハ支持台２３０は、前記ウエハ把持アーム２１１
ａ，２１１ｂと前記半導体ウエハＷの受渡しを行うため
の第一の位置と、前記メインアームと前記半導体ウエハ
Ｗの受渡しを行うための第二の位置（第一の位置と第三
の位置の間の位置）と、前記半導体ウエハＷの反転動作
を可能とするため、または前記スピンチャック２２０と
前記半導体ウエハＷの受渡しを行うための第三の位置と
の間で昇降移動するように構成されている。

【００３２】また、上室１１には、前記スピンチャック
２２０等のオリフラ合わせ機構が設けられていない点を
除いて、上記した下段室１２内の各部つまりウエハ把持
アーム２１１ａ，２１１ｂ、反転駆動部２００、アーム
開閉駆動部２１０、ウエハ支持台２３０等と同様の構成
となっている。この上段室１１では、半導体ウエハ反転
動作だけがおこなわれるように構成されている。

【００３３】上記のように構成されるこの発明の処理装
置において、半導体ウエハＷを洗浄処理する場合には、
まず、カセットステーション３に載置されたカセット２
に収納された半導体ウエハＷを補助アーム４によって取
り出す。この補助アーム４が、メインアーム５に受渡し
を行う位置に移動し、半導体ウエハＷの位置決めをおこ
なった後、メインアーム５によって半導体ウエハＷを受
け取る。この後、表面洗浄のみ、裏面洗浄のみ、あるい
は表面洗浄と裏面洗浄を連続処理するかによって、処理
工程が異なる。本実施例においては、裏面洗浄した後に
表面洗浄を行う工程について説明する。

【００３４】メインアーム５によって受け取られた半導
体ウエハＷは、表面（パターンが形成される面）を上向
きに保持されているので、被洗浄体反転機構１０におい
て表裏面の反転を行う。メインアーム５に保持された半
導体ウエハＷを被洗浄体反転機構１０のウエハ支持台２
３０の上方に移動した後、メインアーム５を下方に移動
することによって、メインアームに保持されていた半導
体ウエハＷをウエハ支持台２３０に移載する。この後、
ウエハ支持台２３０の下方で待機していたスピンチャッ
ク２２０がウエハ支持台２３０の中心開口２３２を通過
して上昇して、半導体ウエハＷを受け取る。スピンチャ
ック２２０を回転させながら受光部が発光部２２５から
の光をモニターすることにより、オリフラ合わせを行
い、オリフラがあった状態でスピンチャック２２０が停
止する。この後、スピンチャック２２０が下降し、半導
体ウエハＷがウエハ支持台２３０に載置される。ウエハ
支持台２３０がウエハ把持アーム２１１ａ，２１１ｂと
の受渡し位置まで上昇する。このときウエハ把持アーム
２１１ａ，２１１ｂは、開いた状態になっている。ウエ
ハ把持アーム２１１ａ，２１１ｂを閉じることによって
半導体ウエハＷを受取り、ウエハ支持台２３０が、ウエ
ハ把持アーム２１１ａ，２１１ｂが回転出来る位置まで
下降した後に、反転駆動部によってウエハ把持アーム２
１１ａ，２１１ｂを回転させることによって、半導体ウ
エハＷを反転させる。反転された半導体ウエハＷは、ウ
エハ支持台２３０が再び上昇してウエハ把持アーム２１
１ａ，２１１ｂが開くことによってウエハ支持台２３０
に移載される。ウエハ支持台２３０はメインアーム５と
の受渡し可能な位置まで下降する。メインアーム５が、
支持台２３０の下方をすり抜けて、ウエハ支持台２３０
支持台の下方からすくい上げるように半導体ウエハＷを
受け取る。メインアーム５は裏面ブラシスクラバ８に半
導体ウエハＷを移載して裏面洗浄を行う。

【００３５】メインアーム５によって保持された半導体
ウエハＷは、開放された開閉ドア１０６を通過して搬入
されスピンチャック１０１の上方に移動された後、メイ
ンアーム５が下方に移動することによりスピンチャック
１０１から後退させる。

【００３６】次に、Ｎ２ガス供給源からシールブロック
１２２の流体供給口１２６を介して第２の室１２４ｂ内
にＮ２ガスを供給すると、後述する一部を残してＮ２ガ
スは駆動軸１１１の流体流入口１２５ｂを介して流路１
１１ａ内を通って案内板１１５にあたり、半導体ウエハ
Ｗの下面側（この場合には、回路パターンが形成された
ウエハ表面側）に流出され、半導体ウエハＷの周辺側に
流れる。このＮ２ガスの流れによって上向きにされた半
導体ウエハＷの裏面と回転板１１２との間にベルヌーイ
効果によって負圧が生じ、この負圧によって半導体ウエ
ハＷが回転板１１２側に向かって吸引され保持爪１１３
上に保持される。

【００３７】上記のようにして半導体ウエハＷの周縁部
を把持した状態で、モータ１１０が駆動して駆動軸１１
１を回転して半導体ウエハＷを水平回転する。そして、
ブラシ１０４を半導体ウエハＷの上方に移動すると共
に、洗浄液噴射ノズル１０３から半導体ウエハＷの表面
に純水を散布して、ブラシ１０４によって上向きにされ
た半導体ウエハＷの裏面（回路パターンが形成されてい
ない面）に付着する粒子汚染物を除去する。このとき、
ブラシ１０４は、半導体ウエハＷの中心と外周端との間
を往復移動して半導体ウエハＷの全面を均等に洗浄す
る。また、半導体ウエハＷの下面側は、半導体ウエハＷ
の中心部から外周方向に向かってＮ２ガスが流れるの
で、半導体ウエハＷの上面（この場合には回路パターン
が形成されていない裏面）に供給される洗浄液のウエハ
Ｗ下面（この場合には回路パターンが形成されている表
面）への回り込みを防止することができる。ブラシによ
る洗浄が終了すると、ブラシ１０４を待機位置まで移動
させるとともに洗浄液の噴出を停止する。この後、ジェ
ットノズル１０２を半導体ウエハＷの略中心位置に移動
して、ジェットのズル１０２から半導体ウエハの上面に
洗浄液を散布し、半導体ウエハＷの略中心位置と外周端
との間を往復移動して半導体ウエハＷの全面を均等に洗
浄する。この洗浄は、ジェットノズル１０２から洗浄液
を散布するジェット洗浄単独でおこなってもよく、ま
た、ブラシ１０４近傍に洗浄液を供給しつつ洗浄するブ
ラシ洗浄単独でおこなってもよく、また、両者を交互に
行う、同時に行うなど、被洗浄体の種類や洗浄状態に応
じて、種々変更設定して行うようにしてもよい。

【００３８】また、第２の室１２４ｂ内に供給されたＮ
２ガスの一部は、ラビリンスシール１２３ｂと駆動軸１
１１との僅かな隙間を通って第１の室１２４ａ内に流れ
た後、流体排出口１２７から排出される。したがって、
第１の室１２４ａ内の圧力が第２の室１２４ｂ内の圧力
より低圧となり、このエゼクタ作用によって駆動軸１１
１のベアリング１１０ａにて発生して第１のシール部材
１２３ａに付着するごみは排出流と共に排出されるの
で、半導体ウエハＷの下面の回路パターン面へのごみの
付着を防止することができる。また、第１の室１２４ａ
からモータ１１０の内部へのごみの侵入を防止すること
ができる。

【００３９】このように裏面洗浄処理が終了すると、カ
ップ１０５と開閉ドア１０６が下降して、スピンチャッ
ク１０１の下方にメインアーム５が挿入された後、メイ
ンアーム５が、上方に移動して半導体ウエハＷを受取
る。この状態では、半導体ウエハＷは、上面が裏面を向
いているので、被洗浄体反転機構１０において表裏面の
反転を行う。

【００４０】メインアーム５に保持された半導体ウエハ
Ｗを被洗浄体反転機構１０のウエハ支持台２３０の上方
に移動した後、メインアーム５を下方に移動することに
よって、メインアームに保持されていた半導体ウエハＷ
をウエハ支持台２３０に移載する。この後、ウエハ支持
台２３０の下方で待機していたスピンチャック２２０が
ウエハ支持台２３０の中心開口２３２を通過して上昇し
て、半導体ウエハＷを受け取る。スピンチャック２２０
を回転させながら受光部が発光部２２５からの光をモニ
ターすることにより、オリフラ合わせを行い、オリフラ
があった状態でスピンチャック２２０が停止する。この
後、スピンチャック２２０が下降し、半導体ウエハＷが
ウエハ支持台２３０に載置される。ウエハ支持台２３０
がウエハ把持アーム２１１ａ，２１１ｂとの受渡し位置
まで上昇する。このときウエハ把持アーム２１１ａ，２
１１ｂは、開いた状態になっている。ウエハ把持アーム
２１１ａ，２１１ｂを閉じることによって半導体ウエハ
Ｗを受取り、ウエハ支持台２３０が、ウエハ把持アーム
２１１ａ，２１１ｂが回転出来る位置まで下降した後
に、反転駆動部によってウエハ把持アーム２１１ａ，２
１１ｂを回転させることによって、半導体ウエハＷを反
転させる。反転された半導体ウエハＷは、ウエハ支持台
２３０が再び上昇してウエハ把持アーム２１１ａ，２１
１ｂが開くことによってウエハ支持台２３０に移載され
る。ウエハ支持台２３０はメインアーム５との受渡し可
能な位置まで下降する。メインアーム５が、支持台２３
０の下方をすり抜けて、ウエハ支持台２３０支持台の下
方からすくい上げるように半導体ウエハＷを受け取る。
メインアーム５は表面ブラシスクラバ７に半導体ウエハ
Ｗを移載して表面洗浄を行う。

【００４１】メインアーム５によって保持された半導体
ウエハＷは、開放された開閉ドア１０６を通過して搬入
されスピンチャック１０１の上方に移動された後、メイ
ンアーム５が下方に移動することによりスピンチャック
１０１から後退させる。次に、Ｎ２ガス供給源からシー
ルブロック１２２の流体供給口１２６を介して第２の室
１２４ｂ内にＮ２ガスを供給すると、後述する一部を残
してＮ２ガスは駆動軸１１１の流体流入口１２５ｂを介
して流路１１１ａ内を通って案内板１１５にあたり、半
導体ウエハＷの下面側（この場合には、回路パターンが
形成されないウエハ裏面側）に流出され、半導体ウエハ
Ｗの周辺側に流れる。このＮ２ガスの流れによって上向
きにされた半導体ウエハＷの表面と回転板１１２との間
にベルヌーイ効果によって負圧が生じ、この負圧によっ
て半導体ウエハＷが回転板１１２側に向かって吸引され
保持爪１１３上に保持される。

【００４２】上記のようにして半導体ウエハＷの周縁部
を把持した状態で、モータ１１０が駆動して駆動軸１１
１を回転して半導体ウエハＷを水平回転する。そして、
ブラシ１０４を半導体ウエハＷの上方に移動すると共
に、洗浄液噴射ノズル１０３から半導体ウエハＷの表面
に純水を散布して、ブラシ１０４によって上向きにされ
た半導体ウエハＷの表面（回路パターンが形成された
面）に付着する粒子汚染物を除去する。このとき、ブラ
シ１０４は、半導体ウエハＷの中心と外周端との間を往
復移動して半導体ウエハＷの全面を均等に洗浄する。ま
た、半導体ウエハＷの下面側には、半導体ウエハＷの中
心部から外周方向に向かってＮ２ガスが流れるので、半
導体ウエハＷの上面（この場合には回路パターンが形成
された表面）に供給される洗浄液のウエハＷ下面（この
場合には回路パターンが形成されていない裏面）への回
り込みを防止することができる。ブラシによる洗浄が終
了すると、ブラシ１０４を待機位置まで移動させるとと
もに洗浄液の噴出を停止する。この後、メガソニックノ
ズル１８０を半導体ウエハＷの略中心位置に移動して、
メガソニックノズル１８０から半導体ウエハの上面に洗
浄液を散布し、半導体ウエハＷの略中心位置と外周端と
の間を往復移動して半導体ウエハＷの全面を均等に洗浄
する。この洗浄は、メガソニックノズル１８０から洗浄
液を散布するメガソニック洗浄単独でおこなってもよ
く、また、ブラシ１０４近傍に洗浄液を供給しつつ洗浄
するブラシ洗浄単独でおこなってもよく、また、両者を
交互に行う、同時に行うなど、被洗浄体の種類や洗浄状
態に応じて、種々変更設定して行うようにしてもよい。

【００４３】このように表面洗浄処理が終了すると、ス
ピンチャック１０１を回転させて洗浄液を振り切り乾燥
させる。この後、カップ１０５と開閉ドア１０６が下降
して、スピンチャック１０１の下方にメインアーム５が
挿入された後、メインアーム５が、上方に移動して半導
体ウエハＷを受取る。

【００４４】この後、メインアーム５に保持された半導
体ウエハＷを加熱装置９に搬入して、乾燥のために例え
ば１００°Ｃに加熱してたとえば３０秒間の加熱処理を
行う。加熱処理が終了した後、再びメインーム５によっ
て保持されて、補助アーム４に受け渡される。補助アー
ム４に保持された半導体ウエハＷは、キャリア２に戻さ
れる。

【００４５】なお、上記説明では、スピンチャック１１
２の流路１１１ａを通って半導体ウエハＷの下面側に供
給される流体がＮ2 ガスである場合について説明した
が、必ずしもＮ2 ガスである必要はなく、その他の不活
性ガスや空気あるいは純水等の液体であってもよい。純
水等の液体を使用する場合には、洗浄液供給管８から分
岐される管路をシールブロック１５の流体流入口１９に
接続すればよい。このように流体に純水を用いることに
より、半導体ウエハＷの保持及び半導体ウエハＷの裏面
への洗浄後の洗浄液（純水）の付着を防止する純水の供
給と、洗浄用純水の供給とを同一の純水収容タンク９か
ら供給することができ、洗浄処理の効率化と装置の小型
化を図ることができる。

【００４６】さらに、上記実施例の構成は、上記プロセ
スに限らず例えばウエハの裏面洗浄工程を行った後に表
面洗浄工程を行ってもよい。また、表面洗浄においては
メガソニックによる超音波洗浄を行い、裏面洗浄におい
てはジェットノズルによる洗浄を行ったが、これに限ら
れるものではなく、表面洗浄においてジェットノズルに
よる洗浄を行ってもよく、また、裏面洗浄においてメガ
ソニックによる超音波洗浄を行ってもよいことは言うま
でもないことである。このようにプロセスを任意に所望
のプロセスを必要に応じてプログラムできることが特徴
である。

【００４７】また、上記実施例では、被処理体の回転保
持手段としてベルヌーイ効果を利用したスピンチャック
を用いて説明したが、これに限られるものではなく、特
願平０５ー１１６３９０号に示すように、メカニカルチ
ャックによって保持する方式に構成しても良いことは言
うまでもないことである。

【００４８】また、本装置においては、それぞれのレシ
ピをモード画面２０より入力することが出来るようにな
っている。前記ブラシ１０４、ジェットノズル１０２、
メガソニックノズル１８０等のスキャン方式は、それぞ
れのスキャン距離とスキャン速度を設定することによ
り、スキャン時間を自動的に設定できるようになってい
る。また、ブラシ１０４の自転方向についても、ＣＷ
（時計回り）モード、ＣＣＷ（反時計回り）モード、Ｃ
ＷモードとＣＣＷモードをくみあわせた反転モードの３
つを選択できるようになっている。また、ブラシ１０４
の高さ、交換時期、スキャンアームのスキャン範囲の調
整も任意に設定できる。また、被洗浄体反転機構１０に
は、アライメント動作、クランプ動作、反転動作等をス
テップごとにチェックするチェック機能が設けられてい
る。

【００４９】また、上記実施例では被洗浄体が半導体ウ
エハの場合について説明したが、被洗浄体は必ずしも半
導体ウエハに限られるものではなく、たとえばＬＣＤ基
板、フォトマスク、セラミック基板、コンパクトディス
ク、あるいはプリント基板についても同様に洗浄等の処
理を施すものについても適用できる。

【００５０】以上に説明したように、この発明の枚葉式
両面洗浄装置によれば、上記のように構成されているの
で、多種多様な処理を行うことができ、しかもこれらの
処理のスループットを向上させることができると言う効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の枚葉式両面洗浄装置の一例を示す概
略斜視図である。

【図２】この発明の枚葉式両面洗浄装置における裏面ブ
ラシスクラバーを示す概略斜視図である。

【図３】この発明の枚葉式両面洗浄装置におけるメガソ
ニックノズルを示す概略斜視図である。

【図４】この発明の枚葉式両面洗浄装置における回転保
持機構の一例を示す断面斜視図である。

【図５】この発明の枚葉式両面洗浄装置における被処理
体反転機構の一例をしめす概略斜視図である。

【符号の説明】

３ キャリアステーション ４ 補助アーム ５ メインアーム ６ 直線搬送路 ７ 表面ブラシスクラバー ８ 裏面ブラシスクラバー ９ 加熱装置 １０ 被処理体反転機構 １０１ スピンチャック（回転保持手段） Ｗ 半導体ウエハ（被洗浄体）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ 21/68 21/306 Ｊ (72)発明者 松下 道明 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社 熊本事業 所内 (56)参考文献 特開 平５−259145（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−52226（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−163493（ＪＰ，Ａ) 特許2862754（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304 - 21/306 H01L 21/68 B08B 3/02,11/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被洗浄体が収納されたカセットを搬入搬
   出するカセットステーションと、 このカセットステーションから取り出された被洗浄体を
   搬送する搬送機構と、 この搬送機構が被洗浄体を搬送する搬送路と、 この搬送路に沿って設けられた被処理体を洗浄する少な
   くとも１つの洗浄機構と、前記 搬送路に沿って設けられた被洗浄体の表裏面を反転
   させる被洗浄体反転機構とを具備し、 前記搬送機構は、前記搬送路を移動しつつ、前記洗浄機
   構、および前記被洗浄体反転機構への基板の搬入および
   これらからの基板の搬出を行うこと を特徴とする枚葉式
   両面洗浄装置。
2. 【請求項２】 被洗浄体が収納されたカセットを搬入搬
   出するカセットステーションと、 このカセットステーションから取り出された被洗浄体を
   搬送する搬送機構と、 この搬送機構が被洗浄体を搬送する搬送路と、この搬送路に沿って設けられた被洗浄体を洗浄する複数
   の洗浄機構と、 前記搬送路に沿って設けられた被洗浄体の表裏面を反転
   させる被洗浄体反転機構とを具備し、 前記 各洗浄機構が、被洗浄体の表面を洗浄する表面洗浄
   機構と被洗浄体の裏面を洗浄する裏面洗浄機構のうち少
   なくとも１つであり、 前記搬送機構は、前記搬送路を移動しつつ、前記洗浄機
   構、および前記被洗浄体反転機構への基板の搬入および
   これらからの基板の搬出を行うこと を特徴とする枚葉式
   両面洗浄装置。
3. 【請求項３】 被洗浄体が収納されたカセットを搬入搬
   出するカセットステーションと、 このカセットステーションから取り出された被洗浄体を
   搬送する搬送機構と、 この搬送機構が被洗浄体を搬送する搬送路と、この搬送路に沿って設けられた被洗浄体を洗浄する複数
   の洗浄機構と、 前記搬送路に沿って設けられた被洗浄体を加熱する加熱
   機構と、前記搬送路に沿って設けられた被洗浄体の表裏面を反転
   させる被洗浄体反転機構とを具備し、 前記 各洗浄機構が、被洗浄体の表面を洗浄する表面洗浄
   機構と被洗浄体の裏面を洗浄する裏面洗浄機構のうち少
   なくとも１つであり、 前記搬送機構は、前記搬送路を移動しつつ、前記洗浄機
   構、および前記被洗浄体反転機構への基板の搬入および
   これらからの基板の搬出を行うこと を特徴とする枚葉式
   両面洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記被洗浄体反転機構は、被洗浄体のオ
   リフラ合わせを行うオリフラ合わせ機構を有することを
   特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載
   の枚葉式両面洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記カセットステーションと、前記搬送
   機構と、前記搬送路と、前記洗浄機構と、前記被洗浄体
   反転機構とが同一の筐体内に設けられていることを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の枚葉式両面洗浄
   装置。
6. 【請求項６】 前記カセットステーションと、前記搬送
   機構と、前記搬送路と、前記洗浄機構と、前記被洗浄体
   反転機構と、前記洗浄機構と、前記加熱機構とが同一の
   筐体内に設けられていることを特徴とする請求項３に記
   載の枚葉式両面洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記カセットステーションは、前記カセ
   ットと前記搬送機構との間で被洗浄体を受け渡す補助ア
   ームを有することを特徴とする請求項１から請求項６の
   いずれか１項に記載の枚葉式両面洗浄装置。